第二章 电磁感应 单元检测 -2025-2026学年高二物理假期作业

高中物理选择性第二册寒假作业 第二章《电磁感应》（单元检测）试卷 一、单项选择题（共计7题，每小题4分，共计28分） 1.如图甲所示，有一闭合线圈，磁场方向垂直于线圈平面向里(为正方向)，当磁感应强度随时间按如图乙所示规律变化，则在0~2t0时间内，线圈中感应电流的方向(　　) A.一直顺时针 B.一直逆时针 C.先顺时针后逆时针 D.先逆时针后顺时针 2.在如图所示的电路中，A1和A2是两个相同的灯泡。线圈L的自感系数足够大，直流电阻不可以忽略。下列说法正确的是(　　) A.闭合开关S时，A1和A2同时亮 B.闭合开关S时，A2先亮，A1逐渐变亮 C.断开开关S后的瞬间，A2闪亮一下再熄灭 D.断开开关S后的瞬间，流过A2的电流方向向右 3.如图所示，半径为r的n匝线圈套在边长为L的正方形区域abcd之外，匀强磁场局限在正方形区域内且垂直穿过正方形区域。当磁感应强度以的变化率均匀变化时，线圈中产生的感应电动势的大小为(　　) A.πr2· B.L2· C.nπr2· D.nL2· 4.如图所示，一个有弹性的闭合金属圆环被一根橡皮绳吊于通电直导线的正下方，直导线与圆环在同一竖直面内。当通电直导线中的电流增大时，弹性圆环的面积S和橡皮绳的长度l将(　　) A.S增大，l变长 B.S减小，l变短 C.S增大，l变短 D.S减小，l变长 5.n匝线圈放在如图所示变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，线圈的面积为S。则下列说法正确的是(　　) A.0~1 s内线圈的感应电动势在均匀增大 B.1~2 s内感应电流最大 C.0.5 s末与2.5 s末线圈的感应电流方向相反 D.第4 s末的感应电动势为0 6.如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，MN的左边有一如图所示的闭合电路，当PQ在一外力的作用下运动时，MN向右运动，则PQ所做的运动可能是(导体切割磁感线速度越大，感应电流越大)(　　) A.向左加速运动 B.向右加速运动 C.向左减速运动 D.向右匀速运动 7.有一变化的匀强磁场与图甲所示的圆形线圈平面垂直(未画出)。规定磁场方向向里为磁场的正方向，从a经R流向b为电流的正方向。已知R中的感应电流i随时间t变化的图像如图乙，则磁场随时间的变化关系图像可能是(　　) 二、多项选择题（共计3题，每小题5分，选对但不全得3分，错选不得分，共计15分） 8.用一根横截面积为S、电阻率为ρ的硬质导线做成一个半径为r的圆环，ab为圆环的直径。如图所示，在ab的左侧存在一个匀强磁场，磁场垂直圆环所在平面，方向如图，磁感应强度随时间的变化规律为B=kt(k>0)，则(　　) A.圆环有扩张的趋势 B.圆环有收缩的趋势 C.圆环有向左滑动的趋势 D.圆环有向右滑动的趋势 9.如图，空间中存在一匀强磁场区域，磁场方向与竖直面(纸面)垂直，磁场的上、下边界(虚线)均为水平面；纸面内磁场上方有一个正方形导线框abcd，其上、下两边均与磁场边界平行，边长小于磁场上、下边界的间距。若导线框自由下落，从ab边进入磁场时开始，直至ab边到达磁场下边界为止，导线框下落的速度大小可能(　　) A.始终减小 B.始终不变 C.始终增加 D.先减小后增加 10.竖直放置的长直密绕螺线管接入如图甲所示的电路中，通有俯视顺时针方向的电流，其大小按如图乙所示的规律变化。螺线管内中间位置固定有一水平放置的硬质闭合金属小圆环(未画出)，圆环轴线与螺线管轴线重合。下列说法正确的是(　　) A.t＝时刻，圆环有扩张的趋势 B.t＝时刻，圆环有收缩的趋势 C.t＝和t＝时刻，圆环内的感应电流大小相等 D.t＝时刻，圆环内有俯视逆时针方向的感应电流 三、填空题（共计2题，共计16分） 11.法拉第最初发现电磁感应现象的实验如图所示。软铁环上绕有M、N两个线圈， (1)S闭合瞬间 ①穿过N的磁场方向为　　　　；  ②穿过N的磁通量　　　　(选填“增加”或“减少”)；  ③线圈N中感应电流磁场方向　　　　；  ④N中感应电流方向为　　　　(俯视)；  (2)S断开瞬间，N中感应电流方向为　　　　(俯视)。  12.如图所示是“探究影响感应电流方向的因素”的实验装置。 (1)将图中所缺导线补充完整。 (2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后，将A线圈迅速插入B线圈中，电流计指针将____________(选填“向左偏”或“向右偏”)，A线圈插入B线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向左移动时，电流计指针将________(选填“向左偏”或“向右偏”)。 (3)在灵敏电流计所在的电路中，为电路提供电流的是________(填图中仪器的字母)。 四、解答题（共计3题，共计41分） 13.(10分)如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨相距为L=1 m，导轨平面与水平面夹角θ=30°，下端通过导线连接阻值为R=1.5 Ω的电阻，阻值为r=0.5 Ω的金属棒ab放在两导轨上，金属棒ab与导轨垂直并保持良好接触，整个装置处在垂直导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B=0.5 T，使金属棒沿导轨由静止下滑，当金属棒下滑恰好达到最大速度时，电阻R产生的焦耳热QR=0.225 J。已知金属棒质量为m=0.05 kg，重力加速度为g=10 m/s2，求： (1)金属棒达到的最大速率； (2)金属棒由静止下滑到最大速率的过程中下滑的距离x。 14.(14分)如图所示面积为0.2 m2的100匝线圈处在有界匀强磁场中，磁场方向为垂直于线圈平面向里，已知磁感应强度随时间变化的规律为B=(2+0.2t) T，定值电阻R1=60 Ω，线圈电阻R2=40 Ω，求： (1)磁通量的变化率和回路中的感应电动势； (2)a、b两点间的电压Uab； (3)2 s内通过R1的电荷量q。 15.(17分)如图所示，两根平行的光滑金属导轨放在水平面上，导轨间距为L=0.4 m，弯曲部分是半径为R=0.45 m的四分之一圆弧与水平导轨相连，水平导轨足够长且处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小B=1.0 T。导轨上端通过开关S连接电容器，其电容C=2.5 F，在水平导轨上距磁场左边界AA'较远处垂直导轨放置一个质量为mb=0.1 kg、有效电阻为Rb=0.2 Ω的金属棒b。断开开关S，将质量为ma=0.2 kg、有效电阻为Ra=0.1 Ω的金属棒a从圆弧顶端由静止释放，两金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，最终两棒均做匀速运动。已知运动中两金属棒不相撞，整个导轨电阻不计，g=10 m/s2。 (1)求金属棒a刚到达圆弧底端AA'时，受到导轨的支持力大小； (2)求两金属棒匀速运动前，a棒上产生的焦耳热； (3)取走金属棒b，闭合开关S，使a棒仍从圆弧顶端由静止滑下，求a棒最终速度大小。 学科网（北京）股份有限公司 $ 高中物理选择性第二册寒假作业 第二章《电磁感应》（单元检测）答案 一、单项选择题（共计7题，每小题4分，共计28分） 1.如图甲所示，有一闭合线圈，磁场方向垂直于线圈平面向里(为正方向)，当磁感应强度随时间按如图乙所示规律变化，则在0~2t0时间内，线圈中感应电流的方向(　　) A.一直顺时针 B.一直逆时针 C.先顺时针后逆时针 D.先逆时针后顺时针 答案　A 解析　在0~t0内，穿过线圈向里的磁通量减小，根据楞次定律，感应电流的磁场方向垂直线圈向里，所以感应电流的方向为顺时针方向；同理可得t0~2t0内穿过线圈向外的磁通量增大，感应电流的方向也为顺时针方向，故A正确。 2.在如图所示的电路中，A1和A2是两个相同的灯泡。线圈L的自感系数足够大，直流电阻不可以忽略。下列说法正确的是(　　) A.闭合开关S时，A1和A2同时亮 B.闭合开关S时，A2先亮，A1逐渐变亮 C.断开开关S后的瞬间，A2闪亮一下再熄灭 D.断开开关S后的瞬间，流过A2的电流方向向右 答案　B 解析　灯A1与线圈串联，当开关S闭合时，灯A2立即发光，由于线圈L产生自感电动势，阻碍电流的增大，通过线圈的电流只能逐渐增大，A1逐渐亮起来，所以A2比A1先亮，故A错误，B正确；由于线圈直流电阻不可以忽略，当电流逐渐稳定时，线圈不产生自感电动势，A2的电流比A1的电流大，当开关S断开瞬间，由于线圈产生自感电动势，线圈中的电流只能逐渐减小，其相当于电源，与灯泡A1、A2构成闭合回路放电，两灯都过一会儿熄灭，由于稳定后A2的电流比A1的电流大，所以A2不会闪亮一下，故C错误；断开开关S时，流过线圈L的电流逐渐减小，方向不变，所以流过A2的电流方向与开始相反，方向向左，故D错误。 3.如图所示，半径为r的n匝线圈套在边长为L的正方形区域abcd之外，匀强磁场局限在正方形区域内且垂直穿过正方形区域。当磁感应强度以的变化率均匀变化时，线圈中产生的感应电动势的大小为(　　) A.πr2· B.L2· C.nπr2· D.nL2· 答案　D 解析　根据法拉第电磁感应定律，可得线圈中产生的感应电动势的大小为E＝n＝nL2·，D正确。 4.如图所示，一个有弹性的闭合金属圆环被一根橡皮绳吊于通电直导线的正下方，直导线与圆环在同一竖直面内。当通电直导线中的电流增大时，弹性圆环的面积S和橡皮绳的长度l将(　　) A.S增大，l变长 B.S减小，l变短 C.S增大，l变短 D.S减小，l变长 答案　D 解析　当通电直导线中电流增大时，穿过金属圆环的磁通量增大，金属圆环中产生感应电流；根据楞次定律可知，感应电流要阻碍磁通量的增大，一是用缩小面积的方式进行阻碍；二是用远离直导线的方式进行阻碍，选项D正确。 5.n匝线圈放在如图所示变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，线圈的面积为S。则下列说法正确的是(　　) A.0~1 s内线圈的感应电动势在均匀增大 B.1~2 s内感应电流最大 C.0.5 s末与2.5 s末线圈的感应电流方向相反 D.第4 s末的感应电动势为0 答案　C 解析　由法拉第电磁感应定律可得0~1 s内线圈的感应电动势为E=nS，大小不变，故A错误；1~2 s内磁感应强度不变，穿过线圈的磁通量不变，所以感应电流为零，故B错误；结合题图，根据楞次定律可知0.5 s末和2.5 s末线圈的感应电流方向相反，故C正确；第4 s末磁感应强度为0，但磁通量的变化率不为0，则感应电动势不为0，故D错误。 6.如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，MN的左边有一如图所示的闭合电路，当PQ在一外力的作用下运动时，MN向右运动，则PQ所做的运动可能是(导体切割磁感线速度越大，感应电流越大)(　　) A.向左加速运动 B.向右加速运动 C.向左减速运动 D.向右匀速运动 答案　A 解析　根据安培定则可知，MN处于ab产生的垂直向里的磁场中，MN在安培力作用下向右运动，说明MN受到的安培力向右，由左手定则可知电流由M指向N，L1中感应电流的磁场向上，由楞次定律可知，L2线圈中产生感应电流的磁场应该是向上减小，或向下增加，再由右手定则可知PQ可能是向右减速运动或向左加速运动，故A正确，B、C、D错误。 7.有一变化的匀强磁场与图甲所示的圆形线圈平面垂直(未画出)。规定磁场方向向里为磁场的正方向，从a经R流向b为电流的正方向。已知R中的感应电流i随时间t变化的图像如图乙，则磁场随时间的变化关系图像可能是(　　) 答案　A 解析　应用楞次定律定性分析知，0~1 s内，电流为正方向，根据安培定则知磁感应强度B应正方向减小或负方向增大。1~2 s内，电流为负方向，根据安培定则知磁感应强度B应正方向增大或负方向减小。设线圈面积为S，则感应电动势E==S·||，电流I=，解得I=·||，由题图知，两过程中电流大小关系为I1=I2，则|ΔB1|=|ΔB2|，故选A。 二、多项选择题（共计3题，每小题5分，选对但不全得3分，错选不得分，共计15分） 8.用一根横截面积为S、电阻率为ρ的硬质导线做成一个半径为r的圆环，ab为圆环的直径。如图所示，在ab的左侧存在一个匀强磁场，磁场垂直圆环所在平面，方向如图，磁感应强度随时间的变化规律为B=kt(k>0)，则(　　) A.圆环有扩张的趋势 B.圆环有收缩的趋势 C.圆环有向左滑动的趋势 D.圆环有向右滑动的趋势 答案　BD 解析　由题可知磁通量增大，由楞次定律的“增缩减扩”和“来拒去留”可知，为了阻碍磁通量的增大，圆环有收缩的趋势，且圆环有向右滑动的趋势，故选B、D。 9.如图，空间中存在一匀强磁场区域，磁场方向与竖直面(纸面)垂直，磁场的上、下边界(虚线)均为水平面；纸面内磁场上方有一个正方形导线框abcd，其上、下两边均与磁场边界平行，边长小于磁场上、下边界的间距。若导线框自由下落，从ab边进入磁场时开始，直至ab边到达磁场下边界为止，导线框下落的速度大小可能(　　) A.始终减小 B.始终不变 C.始终增加 D.先减小后增加 答案　CD 解析　导线框开始做自由落体运动，ab边以一定的速度进入磁场，ab边切割磁感线产生感应电流，根据左手定则可知ab边受到向上的安培力，当安培力大于重力时，导线框做减速运动，当导线框完全进入磁场后，导线框不产生感应电流，此时只受重力，做加速运动，故先做减速运动后做加速运动；当ab边进入磁场后安培力等于重力时，导线框做匀速运动，当导线框完全进入磁场后，导线框不产生感应电流，此时只受重力，做加速运动，故先匀速运动后加速运动；当ab边进入磁场后安培力小于重力时，导线框做加速运动，当导线框完全进入磁场后，导线框不产生感应电流，此时只受重力，做加速运动。综上，只有C、D正确。 10.竖直放置的长直密绕螺线管接入如图甲所示的电路中，通有俯视顺时针方向的电流，其大小按如图乙所示的规律变化。螺线管内中间位置固定有一水平放置的硬质闭合金属小圆环(未画出)，圆环轴线与螺线管轴线重合。下列说法正确的是(　　) A.t＝时刻，圆环有扩张的趋势 B.t＝时刻，圆环有收缩的趋势 C.t＝和t＝时刻，圆环内的感应电流大小相等 D.t＝时刻，圆环内有俯视逆时针方向的感应电流 答案　BC 解析　t＝时刻，螺线管中电流增大，产生的磁场变强，穿过圆环的磁通量增加，由楞次定律知，圆环要阻碍磁通量的增加，有收缩的趋势，故选项A错误，B正确；t＝和t＝时刻，螺线管内电流的变化率大小相等，所以圆环内的感应电流大小相等，故选项C正确；t＝时刻，螺线管中俯视顺时针方向的电流减弱，穿过圆环的向下磁通量减少，圆环要阻碍磁通量的减少，产生向下的磁场，所以圆环内有俯视顺时针方向的感应电流，故选项D错误。 三、填空题（共计2题，共计16分） 11.法拉第最初发现电磁感应现象的实验如图所示。软铁环上绕有M、N两个线圈， (1)S闭合瞬间 ①穿过N的磁场方向为　　　　；  ②穿过N的磁通量　　　　(选填“增加”或“减少”)；  ③线圈N中感应电流磁场方向　　　　；  ④N中感应电流方向为　　　　(俯视)；  (2)S断开瞬间，N中感应电流方向为　　　　(俯视)。  答案　(1)①向下　②增加　③向上　④逆时针方向　(2)顺时针方向 12.如图所示是“探究影响感应电流方向的因素”的实验装置。 (1)将图中所缺导线补充完整。 (2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后，将A线圈迅速插入B线圈中，电流计指针将____________(选填“向左偏”或“向右偏”)，A线圈插入B线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向左移动时，电流计指针将________(选填“向左偏”或“向右偏”)。 (3)在灵敏电流计所在的电路中，为电路提供电流的是________(填图中仪器的字母)。 答案　(1)见解析图　(2)向右偏　向左偏　(3)B 解析　(1)将线圈B和灵敏电流计串联组成一个回路，将开关、滑动变阻器、电源、线圈A串联组成另一个回路即可，连接图如图所示。 (2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，说明穿过B线圈的磁通量增加，电流计指针向右偏，合上开关后，将A线圈迅速插入B线圈中时，穿过B线圈的磁通量增加，灵敏电流计指针将向右偏；A线圈插入B线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向左移动时，线圈A中电流减小，穿过B线圈的磁通量减少，电流计指针将向左偏。 (3)在灵敏电流计所在的电路中，为电路提供电流的是线圈B。 四、解答题（共计3题，共计41分） 13.(10分)如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨相距为L=1 m，导轨平面与水平面夹角θ=30°，下端通过导线连接阻值为R=1.5 Ω的电阻，阻值为r=0.5 Ω的金属棒ab放在两导轨上，金属棒ab与导轨垂直并保持良好接触，整个装置处在垂直导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B=0.5 T，使金属棒沿导轨由静止下滑，当金属棒下滑恰好达到最大速度时，电阻R产生的焦耳热QR=0.225 J。已知金属棒质量为m=0.05 kg，重力加速度为g=10 m/s2，求： (1)(5分)金属棒达到的最大速率； (2)(5分)金属棒由静止下滑到最大速率的过程中下滑的距离x。 答案　(1)2 m/s　(2)1.6 m 解析　(1)当金属棒下滑恰好达到最大速度时，根据受力平衡可得 mgsin θ=BIL 根据法拉第电磁感应定律，此时金属棒产生的感应电动势为 E=BLvm 由闭合电路的欧姆定律可得 I= 联立解得vm==2 m/s (2)根据能量守恒可得 mgxsin θ=m+Q QR=Q 联立解得x=1.6 m。 14.(14分)如图所示面积为0.2 m2的100匝线圈处在有界匀强磁场中，磁场方向为垂直于线圈平面向里，已知磁感应强度随时间变化的规律为B=(2+0.2t) T，定值电阻R1=60 Ω，线圈电阻R2=40 Ω，求： (1)磁通量的变化率和回路中的感应电动势； (2)a、b两点间的电压Uab； (3)2 s内通过R1的电荷量q。 答案　(1)0.04 Wb/s　4 V　(2)2.4 V　(3)0.08 C 解析　(1)磁通量的变化率 =S=0.2×0.2 Wb/s=0.04 Wb/s 回路中的感应电动势 E=n=100×0.04 V=4 V (2)a、b两点间的电压 Uab=E=×4 V=2.4 V (3)2 s内通过R1的电荷量 q=t=×2 C=0.08 C。 15.(17分)如图所示，两根平行的光滑金属导轨放在水平面上，导轨间距为L=0.4 m，弯曲部分是半径为R=0.45 m的四分之一圆弧与水平导轨相连，水平导轨足够长且处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小B=1.0 T。导轨上端通过开关S连接电容器，其电容C=2.5 F，在水平导轨上距磁场左边界AA'较远处垂直导轨放置一个质量为mb=0.1 kg、有效电阻为Rb=0.2 Ω的金属棒b。断开开关S，将质量为ma=0.2 kg、有效电阻为Ra=0.1 Ω的金属棒a从圆弧顶端由静止释放，两金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，最终两棒均做匀速运动。已知运动中两金属棒不相撞，整个导轨电阻不计，g=10 m/s2。 (1)(3分)求金属棒a刚到达圆弧底端AA'时，受到导轨的支持力大小； (2)(4分)求两金属棒匀速运动前，a棒上产生的焦耳热； (3)(5分)取走金属棒b，闭合开关S，使a棒仍从圆弧顶端由静止滑下，求a棒最终速度大小。 答案　(1)6 N　(2)0.1 J　(3)1 m/s 解析　(1)从金属棒a刚到达圆弧底端AA'整个过程中，根据动能定理有 magR=ma 解得金属棒a刚进入磁场的速度大小为 v0=3 m/s 金属棒a刚到达圆弧底端处，由牛顿第二定律 FN-mag=ma 解得FN=6 N (2)金属棒a刚进入磁场至两金属棒匀速运动前，金属棒a、b组成的系统动量守恒，有 mav0=(ma+mb)v 根据能量守恒有Q=ma-(ma+mb)v2 根据Qa=Q 解得a棒上产生的焦耳热为Qa=0.1 J (3)对金属棒a根据动量定理有 -BL·Δt=maΔv 而q=CU=CBLva q=·Δt Δv=va-v0 解得va=1 m/s。 学科网（北京）股份有限公司 $