模块综合检测(二)（Word教参）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册（教科版）

本讲义聚焦高中物理电磁学核心知识点，系统涵盖磁场对电流的作用、电磁感应现象、交变电流、变压器原理及带电粒子在复合场中的运动。从基础概念如安培力方向判断、楞次定律应用，到规律应用如电磁感应定律计算、变压器变压比分析，再到综合问题解决，构建完整学习支架。 该资料通过多样化题目设计培养科学思维与科学探究能力，例如通过三根通电导线磁场叠加问题考查科学推理，线框穿磁场时安培力变化图像分析强化模型建构。课中辅助教师检测学生对电磁学知识的掌握情况，课后帮助学生巩固物理观念，弥补知识盲点。

模块综合检测(二) (满分:100分) 一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分,每小题只有一个选项符合题意) 1.如图所示,三根通电长直导线P、Q、R互相平行且通过正三角形的三个顶点,三条导线中通入的电流大小相等,方向垂直纸面向里;通电直导线产生磁场的磁感应强度B=,I为通电导线的电流大小,r为距通电导线的垂直距离,k为常量;则通电导线R受到的安培力的方向是 (　 ) A.垂直R,指向y轴负方向 B.垂直R,指向y轴正方向 C.垂直R,指向x轴正方向 D.垂直R,指向x轴负方向 解析:选A　R所在处的磁场是由P与Q中的电流产生的,由安培定则可以知道通电直导线P、Q在R处产生的合磁场方向水平向右,即沿x轴正方向,由左手定则可以知道,通电直导线R所受安培力垂直于R指向y轴负方向。B、C、D错误,A正确。 2.已知一质量为m的带电液滴,经电压U加速后,水平进入互相垂直的匀强电场E和匀强磁场B中,液滴在此空间的竖直平面内做匀速圆周运动,如图所示,下列说法不正确的是 (　 ) A.液滴在空间可能受4个力作用 B.液滴一定带负电 C.液滴做圆周运动的半径r= D.液滴在场中运动时总能量不变 解析:选A　液滴受到重力、电场力和洛伦兹力的作用,A错误;由于液滴做匀速圆周运动,所以电场力与重力为平衡力,电场力方向向上,可以判定液滴带负电,B正确;根据qU=mv2,r=,qE=mg,解得r= ,C正确;液滴在场中运动的整个过程能量守恒,D正确。 3.如图所示,M为水平放置的橡胶圆盘,在其外侧面均匀地带有负电荷。在M正上方用丝线悬挂一个闭合铝环N,铝环也处于水平面中,且M盘和N环的中心在同一条竖直线O1O2上,现让橡胶盘由静止开始绕O1O2轴按图示方向逆时针加速转动,下列说法正确的是 (　 ) A.铝环N有沿顺时针方向的感应电流 B.铝环N有扩大的趋势 C.橡胶圆盘M对铝环N的作用力方向竖直向下 D.橡胶圆盘M对铝环N的作用力方向竖直向上 解析:选D　橡胶盘M由静止开始绕其轴线O1O2按箭头所示方向加速转动,形成环形电流,环形电流的大小增大,又因为橡胶圆盘带有负电荷,根据右手螺旋定则知,通过环N的磁通量向下且增大,根据楞次定律知环N的面积有缩小的趋势,且有向上的运动趋势,所以,橡胶圆盘M对铝环N的作用力方向竖直向上,D正确,B、C错误;依据楞次定律可知,穿过环N的磁通量向下且增大,因此环N有沿逆时针方向的感应电流,A错误。 4.如图所示,用粗细相同的铜丝做成边长分别为L和2L的两个闭合线框a和b,以相同的速度从磁感应强度为B的匀强磁场区域中匀速拉到磁场外,不考虑线框的重力,若闭合线框中的电流分别为Ia、Ib,则Ia∶Ib为 (　 ) A.1∶4 　　　　　　　　 B.1∶2 C.1∶1 D.2∶1 解析:选C　线框产生的电动势为E=Blv,由闭合电路欧姆定律得I=,又lb=2la,由电阻定律知Rb=2Ra,故Ia∶Ib=1∶1,C正确。 5.如图所示,有一带铁芯的线圈,a、c是线圈两端,b为中间抽头,把a、b两点接入一平行金属导轨,在导轨上横放一金属棒,导轨间有如图所示的匀强磁场,要使a、c两点的电势都低于b点,则金属棒沿导轨的运动情况可能是 (　 ) A.向左做匀加速直线运动 B.向左做匀减速直线运动 C.向右做匀加速直线运动 D.向右做匀减速直线运动 解析:选B　要使a点的电势低于b点,说明金属棒上端相当于电源的负极,下端相当于电源的正极,由右手定则判断可知,金属棒必须向左运动。要使c点的电势低于b点,线圈中产生感应电动势,c相当于电源的负极,a端相当于电源的正极,由于线圈中的电流从b端进、a端出,根据楞次定律判断可知,线圈中的电流应减小,则由I=可知,金属棒应做减速运动,故要使a、c两点的电势都低于b点,金属棒沿导轨可能向左做匀减速直线运动,故B正确。 6.有一LC振荡电路,能产生一定波长的电磁波,若要产生波长比原来短一些的电磁波,可用的措施为 (　 ) A.增加线圈匝数 B.在线圈中插入铁芯 C.减小电容器极板正对面积 D.减小电容器极板间距离 解析:选C　由于电磁波传播过程中波速v=λf恒定,因此欲使波长λ变短,必须使频率f升高,由于频率f=,增加线圈匝数和在线圈中插入铁芯,将使线圈自感系数L增大而降低频率f;减小电容器极板间距将使电容C增大而降低频率f;减小电容器极板正对面积将使电容C减小而升高频率f,C正确。 7.理想变压器的原线圈通过a或b与频率为f、电压为u的交流电源连接,副线圈接有三个支路,如图所示。当S接a时,三个灯泡均发光,若 (　 ) A.电容C增大,L1灯泡变亮 B.频率f增大,L2灯泡变亮 C.RG上光照增强,L3灯泡变暗 D.S接到b时,三个灯泡均变暗 解析:选A　电容增大,电容器对交流电的阻碍作用减小,则L1灯泡变亮,故A正确;频率f增大,则电感线圈对交流电的阻碍作用增大,则L2灯泡变暗,故B错误;光敏电阻上光照增强,阻值减小,由于各支路两端电压不变,则流过L3灯泡的电流增大,L3灯泡变亮,故C错误;S接到b时,变压器原线圈匝数减小,根据变压比可知,副线圈两端电压增大,则三个灯泡均变亮,故D错误。 二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分) 8.在匀强磁场中,一矩形金属线框(电阻不计)绕与磁感线垂直的转轴匀速转动,如图甲所示,产生的交变电动势的图像如图乙所示,将此线框连接到图丙中理想变压器的原线圈上,变压器的原、副线圈匝数比为2∶1,副线圈中电阻R的阻值为110 Ω,则 (　 ) A.t=0.005 s时线框在中性面位置 B.因为原线圈电阻不计,所以原线圈两端电压为零 C.电流表的示数为1.0 A D.通过电阻R的电流方向每秒改变100次 解析:选CD　t=0.005 s时,感应电动势最大,线框位于垂直中性面的位置,A错误;原线圈中有交变电流通过,产生感应电动势,所以原线圈两端电压不为零,B错误;原线圈两端电压为U1= V=220 V,根据=可知U2=110 V,电流表的示数为I==1.0 A,C正确;由题图乙知交变电动势的周期T=0.02 s,故通过电阻R的电流方向每秒改变100次,D正确。 9.如图,空间某区域内存在沿水平方向的匀强磁场,一正方形闭合金属线框自磁场上方某处自由释放后穿过磁场,整个过程线框平面始终竖直,线框边长小于磁场区域上下宽度。以线框刚进入磁场时为计时起点,下列描述线框所受安培力F随时间t变化的图像中,可能正确的是 (　 ) 解析:选BCD　进入磁场前,线框受重力作用加速下落,进入、离开磁场时都受到竖直向上的安培力作用。若进入磁场时安培力大于重力,线框做加速度减小的减速运动,安培力随速度的减小而减小,完全进入磁场后只受重力,线框加速,刚要离开时的速度大于完全进入时的速度,故安培力大于重力,做减速运动,速度减小,安培力也减小,进入过程与离开过程安培力变化情况可能完全相同,C符合题意,A不符合题意;若线框进入磁场时安培力恰好等于重力,进入过程中安培力不变,完全进入后只受重力,线框加速,离开磁场时安培力大于重力,速度减小,安培力也减小,B符合题意;若进入磁场时安培力小于重力,由mg-=ma,可知线框做加速度减小的加速运动,进入过程安培力不断增大,完全进入后只受重力,线框加速运动,若离开磁场时安培力大于重力,线框做加速度减小的减速运动,安培力随速度减小而减小,D符合题意。 10.如图甲所示,在xOy平面内存在均匀、大小随时间周期性变化的磁场和电场,变化规律分别如图乙、丙所示(规定垂直纸面向里为磁感应强度的正方向、+y轴方向为电场强度的正方向)。在t=0时刻由原点O发射初速度大小为v0,沿+y轴方向的带负电粒子(不计重力)。其中已知v0、t0、B0、E0,且E0=,粒子的比荷=,x轴上有一点A,坐标为,则下列选项正确的是 (　 ) A.时带电粒子的位置坐标为 B.带电粒子运动过程中偏离x轴的最大距离为v0t0+ C.带电粒子运动过程中偏离y轴的最大距离为 D.粒子经过32t0经过A点 解析:选ABD　在0~t0时间内,粒子做匀速圆周运动,根据洛伦兹力提供向心力可得:qB0v0=mr1=m,得:T==2t0,r1==,则在时间内转过的圆心角α=,所以在t=时,粒子的位置坐标为:,A正确;在t0~2t0时间内,粒子经电场加速后的速度为v,粒子的运动轨迹如图所示,v=v0+t0=2v0,运动的位移:x=t0=v0t0,在2t0~3t0时间内粒子做匀速圆周运动,半径:r2=2r1=,故粒子偏离x轴的最大距离:h=x+r2=v0t0+,在3t0~4t0时间内粒子做减速直线运动。粒子以后做周期性运动,重复上述运动,则粒子偏离y轴无最大值,B正确,C错误;粒子在xOy平面内做周期性运动的运动周期为4t0,一个周期内向右运动的距离:d=2r1+2r2=,AO间的距离为:=8d,所以粒子运动至A点的时间为:t=32t0,D正确。 三、非选择题(本题共5小题,共54分) 11.(6分)如图所示,在图(1)中,G为指针在中央的灵敏电流计,连接在直流电路中时的偏转情况。今使它与一线圈串联进行电磁感应实验,则图(2)中的条形磁铁的运动方向是　　　　;图(3)中电流计的指针将向　　　　偏转;图(4)中的条形磁铁上端为　　　　极。  解析:题图(1)可知,当电流从电流计的左接线柱流入时,电流计指针向左偏。题图(2)中电流计指针向左偏,可知感应电流的方向是顺时针,根据楞次定律可知,条形磁铁向下插入;题图(3)当条形磁铁N极向下插入时,根据楞次定律可知,感应电流方向沿逆时针,则电流计指针向右偏;题图(4)中电流计指针向右偏,可知感应电流的方向逆时针,由楞次定律可知,条形磁铁S极向上拔出,则上端为N极。 答案:向下插入　右　N 12.(8分)传感器是把非电学量(如速度、温度、压力等)的变化转换成电学量的变化的一种元件,在自动控制中有着相当广泛的应用。有一种测量人的体重的电子秤,其测量部分的原理图如图中的虚线框所示,它主要由压力传感器R(电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻)和显示体重大小的仪表A(实质是理想电流表)组成。压力传感器表面能承受的最大压强为1×107 Pa,且已知压力传感器R的电阻与所受压力的关系如表所示。设踏板和压杆的质量可以忽略不计,接通电源后,压力传感器两端的电压恒为4.8 V,取g=10 m/s2。请作答: 压力F/N 0 250 500 750 1 000 1 250 1 500 … 电阻R/Ω 300 270 240 210 180 150 120 … (1)该秤零点(即踏板空载时)的刻度线应标在电流表刻度盘　　　　A处;(4分)  (2)如果某人站在该秤踏板上,电流表刻度盘的示数为20 mA,这个人的质量是　　　　kg。(4分)  解析:(1)由压力传感器R的电阻与所受压力的关系知F=0时,R=300 Ω。 由闭合电路欧姆定律I== A=1.6×10-2 A 即该秤零点(即踏板空载时)的刻度线应标在电流表刻度盘1.6×10-2 A处。 (2)由闭合电路欧姆定律I= 得R== Ω=240 Ω 由表中数据得F=500 N,由牛顿第三定律F=F支,根据人受力平衡,F支=G,G=mg,可得m=50 kg 即这个人的质量是50 kg。 答案:(1)1.6×10-2　(2)50 13.(12分)如图所示,在倾角为θ=30°的斜面上,固定一宽L=0.25 m的平行金属导轨,在导轨上端接入电源和滑动变阻器R。电源电动势E=12 V,内阻r=1 Ω,一质量m=20 g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好。整个装置处于磁感应强度B=0.80 T、垂直于斜面向上的匀强磁场中(导轨与金属棒的电阻不计)。金属导轨是光滑的,g取10 m/s2,要保持金属棒在导轨上静止,求: (1)金属棒所受到的安培力的大小;(4分) (2)通过金属棒的电流的大小;(4分) (3)滑动变阻器R接入电路中的阻值。(4分) 解析:(1)金属棒静止在金属导轨上受到重力、支持力和沿斜面向上的安培力,由金属棒受力平衡,F安=mgsin 30°,代入数据得F安=0.1 N。 (2)由F安=BIL,解得:I=0.5 A。 (3)设滑动变阻器接入电路的阻值为R,根据闭合电路欧姆定律得:E=I(R+r),解得R=23 Ω。 答案:(1)0.1 N　(2)0.5 A　(3)23 Ω 14.(12分)如图所示,矩形线圈在0.01 s内由原始位置Ⅰ转落至位置Ⅱ。已知ad=5×10-2 m,ab=20×10-2 m,匀强磁场的磁感应强度B=2 T,R1=R3=1 Ω,R2=R4=3 Ω。求: (1)平均感应电动势;(5分) (2)转落时,通过各电阻的电流。(线圈的电阻忽略不计)(7分) 解析:(1)设线圈在位置Ⅰ时,穿过它的磁通量为Φ1,线圈在位置Ⅱ时,穿过它的磁通量为Φ2,有:Φ1=BSsin 30°=1×10-2 Wb,Φ2=BS=2×10-2 Wb,得:ΔΦ=Φ2-Φ1=1×10-2 Wb,根据电磁感应定律可得:E== V=1 V。 (2)将具有感应电动势的线圈等效为电源,其外电路的总电阻为:R==2 Ω,根据闭 合电路欧姆定律得总电流为:I== A=0.5 A,通过各电阻的电流均为:I'==0.25 A。 答案:(1)1 V　(2)0.25 A 15.(16分)如图,在平面坐标系xOy内,第二、三象限内存在沿y轴正方向的匀强电场,第一、四象限内存在半径为L的圆形匀强磁场,磁场圆心在M(L,0)点,磁场方向垂直于坐标平面向外,一带正电粒子从第三象限中的Q(-2L,-L)点以速度v0沿x轴正方向射出,恰好从坐标原点O进入磁场,从P(2L,0)点射出磁场。不计粒子重力,求: (1)电场强度与磁感应强度的大小之比;(9分) (2)粒子在磁场与电场中运动的时间之比。(7分) 解析:(1)粒子运动轨迹如图所示,粒子在电场中做类平抛运动,设粒子在电路中运动的时间为t:则有 在x方向上: 2L=v0t 在y方向上:L=at2=·t2 由以上可得:E= 在y方向上:vy=at=v0,tan θ==1,θ=45°, 由几何关系得,粒子在圆形匀强磁场中做圆周运动轨迹所对应的圆心角为φ=2θ=90°。 粒子做圆周运动的半径:R=L=, v==v0。 由以上可得:B=,所以=。 (2)粒子在磁场中运动的周期T== 粒子在磁场中运动的时间t'=T= 由(1)知粒子在电场中运动的时间t= 则粒子在磁场与电场中运动的时间之比:=。 答案:(1)　(2) 1 / 17 学科网（北京）股份有限公司 $