第2章 电磁感应及其应用 本章基础达标检测-【学霸黑白题】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册（教科版）

开关S,观察到灯泡闪亮的现象，说明自感线圈的电阻小于 灯泡的电阻，在断开开关前通过自感线圈的电流大于通过灯 泡的电流，因此当断开开关S后，灯泡与自感线圈串联，通过 灯泡的瞬时电流大于开关断开前的电流，所以灯泡将闪亮一 下，故C错误：D.因为自感线圈将一部分电场能转化为磁场 能储存起来，因此闭合S后电源输出的电功率大于灯泡A和 线圈L的发热功率之和，故D错误故选B. 压轴挑战 5.BC解析：AB.开关S由断开变为闭合瞬间，流过自感线圈 的电流为零，流过传感器1,2的电流均为只：闭合电路稳定 后，流过传感器1的电流为织流过传感器2的电流为 3RA错误，B正确；CD.开关断开后，流过传感器1的电流立 即变为零，流过传感器2的电流方向相反，从E逐渐变为 3R1 零，C正确，D错误故选BC. 本章基础达标检测 白题单元达标测 1.A2.D3.C4.A5.A6.B7.C8.BD9.A 10.B 11.B解析：A线圈进入磁场的某时刻，设切割磁感线的有效 长度为L,设此时线圈的速度为v,根据法拉第电磁感应定 律，有E=nBL,结合欧姆定律和安培力的计算公式，有I= E P,F=nBL,解得F=nB上巴，设正方形边长为a,导线的横 R 截面积为S,则m=4napS,R= 4na_16n2apps,则F= m Bx0,因两线圈自由下落到虚线的过程做自由落体 16apP磨 运动，所以两个线圈到达虚线时的瞬时速度相同，则两线圈 刚开始进入磁场时受到的安培力相同，又因为两个线圈所 受到的重力相同，则加速度相同，因此两线圈进入磁场的过 程运动情况完全相同，所以两线圈进入磁场的时间相 同，A错误：B.整个过程中两线圈任意时刻受到的安培力相 等，运动时间相同，所以两个线圈受到安培力的冲量相同， B正确：C.两个线圈受到的安培力每时每刻都相同，运动情 况相同，所以完全进人磁场时的末速度相同，C错误； D.整个过程中两线圈任意时刻受到的安培力相等，运动距 离相等，则克服安培力做的功相等，则它们产生的热量相 等，D错误故选B. 12.C解析：A.当开关接1时，对导体棒受力分析如图所示 →BL Mg 参考答案与解析 根据几何关系可得Mg=BL,解得I=g,根据欧姆定律1= BL' ?,解得E。M,故A错误B.根据右手定则可知导体棒 从右向左运动时，产生的感应电动势与二极管正方向相同， 部分机械能转化为焦耳热：导体棒从左向右运动时，产生的 感应电动势与二极管相反，没有机械能损失，若导体棒运动 到最低点时速度为零，导体棒损失的机械能转化为焦耳热 为Q=(1-子）Mg,根据楞次定律可知导体棒完成一次 振动速度为零时，导体棒高度高于最低点，所以棒消耗的焦 耳热Q<Q=(-子)Mg,故B结误：C根据B选项分析可 知，导体棒运动过程中，机械能转化为焦耳热，所以从左向 右运动时，最大摆角小于牙，故C正确：D根据B选项分 析，导体棒第二次经过最低点时的速度小于第一次经过最 低点时的速度，根据E=BL可知棒两次过最低点时感应电 动势大小不相等，故D错误故选C. 13.(1)增加线圈的自感系数(2)最左(3)向左向右 (4)大于 14.(1)0.4kg(2)1.15J 解析：（1)0~。这段时间内，感应电动势为E= nS有效△BnB,L2 △t 2。， 感应电流为1=R, E 由题意悬线拉力为零，即所受的安培力为F=nB。IL=mg, 联立解得m=0.4kg (2)设刚要出磁场时速度为v,由二力平衡F安=nBIL=mg, 且nB,a R' 穿过匿场过程中根据动能定理肌。-甲碳了心，其中 ne(e片） 克服安培力做的功W克安=Q,联立解得Q=1.15J. 15.(1)0.2kg(2)16m(3)0.384J 解析：(1)棒与物块静止，有wm2g=mogsin0,得m=0.2kg .1 (2)当ab棒进入磁场时，由动能定理得m1gH=2m, ab棒恰好能与水平轨道上的cd棒相遇时，设速度为v2,系 统动量守恒，得 m1v1=（m1+m2+mo)v2, 对ab棒分析，由动量定理得BILt=BLq=m1"1-m12, =BL。,联立得x=16m 且qR+R 黑白题27 (3)相遇前，对系统由能量守恒定律得 1 2m1好2(m+m+m)吃=Qw+Q, 且9=1，代入数据得Qb=0.384J 真题体验第二章电磁感应及其应用 黑题高考真题练 1.B2.B3.A4.B 5.D解析：由法拉第电磁感应定律可得大圆线圈产生的感应 △Φ，△B·S 电动势E1=1 △t△t =S,每个小圆线圈产生的感应电 _△_△8.S:=ks,由线圈的绕线方式和楞次定律 动势E,=At=△i 可得大、小圆线圈产生的感应电动势方向相同，故线圈中总 的感应电动势大小为E=E,+5E2=k(S,+5S2),故D正 确，ABC错误.故选D. 6.C解析：设圆线框的半径为τ，则由题意可知正方形线框的 边长为2，正六边形线框的边长为r;所以圆线框的周长为 C2=27,面积为S2=2,同理可知正方形线框的周长和面 积分别为C,=8r,S,=4r2,正六边形线框的周长和面积分别 1 为C=6r,S=)x6xrx=),三线框材料相同、粗细 2 相铜，根据电阻定律R=P。可知三个线框电图之比为 R1:R2:R=C,:C2:C3=8:2m:6,根据法拉第电磁感应 定排有1：景品·会可得电流之比为人：：人 2:2:3,即11=2>13故选C. 7.C解析：如图所示 A 棒 B B _v 导体棒匀速转动，设速度为v,设导体棒从A到B过程，棒转 过的角度为日，则导体棒垂直磁感线方向的分速度为1= vCos0,可知导体棒垂直磁感线的分速度按余弦函数规律变 化，根据左手定则可知，导体棒经过B点和B点关于P点的 对称点时，电流方向发生变化，根据u=BL4,可知导体棒两 端的电势差u随时间t变化的图像为余弦函数图像.故选C. 8.D9.D 10.A解析：A.强磁体在铝管中运动，铝管会形成涡流，玻璃 是绝缘体，故强磁体在玻璃管中运动，玻璃管不会形成涡 流强磁体在铝管中加速后很快达到平衡状态，做匀速直线 运动，而玻璃管中的磁体则一直做加速运动，故由图像可知 选择性必修第二册·JK 图c的脉冲电流峰值不断增大，说明强磁体的速度在增大， 与玻璃管中磁体的运动情况相符，A正确：B.在铝管中下 落，脉冲电流的峰值一样，磁通量的变化率相同，故小磁体 做匀速运动，B错误；C在玻璃管中下落，玻璃管为绝缘体， 线圈的脉冲电流峰值增大，电流不断在变化，故小磁体受到 的电磁阻力在不断变化，C错误；D.强磁体分别从管的上端 由静止释放，在铝管中，磁体在线圈间做匀速运动，玻璃管 中磁体在线圈间做加速运动，故用铝管时测得的电流第 一个峰到最后一个峰的时间间隔比用玻璃管时的长，D错 误.故选A. 11.AB 12.D解析：A.根据右手定则，判断知流过杆的感应电流方向 从M到N,故A错误；B依题意，设杆切割磁感线的有效长 度为L,电阻为R,杆在磁场中运动的此段时间内，杆受到重 力、轨道支持力及沿轨道向上的安培力作用，根据牛顿第二 定律可得mgsin0-R发=ma,F安=BL,1=g,联立可得杆的 加速度a=8in0g,可知，杆在磁场中运动的此段时间 内做加速度逐渐减小的加速运动：若杆做匀加速直线运动， 2·3 则杆运动的距离为s=+2. 址，根据-图像围成的 面积表示位移，可知杆在时间t内速度由v达到2v,杆真实 运动的距离大于匀加速情况发生的距离，即大于了，故 B错误：C.由于在磁场中运动的此段时间内，杆做加速度逐 渐减小的加速运动，杆的动能增大.由动能定理可知，重力 杆所做的功大于杆克服安培力所做的功，根据P=可 得安培力的平均功率小于重力的平均功率，也即流过杆感 应电流的平均电功率小于重力的平均功率，故C错误； D杆在磁场中运动的此段时间内，根据动量定理，可 得mgtsin0-l袋=m·2-mm,得杆所受安培力的冲量大小为 I安=mgtsin0-mw,故D正确.故选D. 13.(1)2mgRsin0 B2L2 (2)2gsin (3)-gsin mgRsin 0 B2Z2, Ax=2mR'gsin 0 BL* 解析：(1)a导体棒在运动过程中重力沿斜面的分力和a棒 的安培力相等时做匀速运动，由法拉第电磁感应定律可得 E=BLvo, 由闭合电路欧姆定律及安培力公式可得/= ,F=BIL. 2R a棒受力平衡可得mgsin0=BlL,联立可得vo= 2mgRsin 6 B2L2 (2)由右手定则可知导体棒b中电流向里，b棒沿斜面有向 下的安培力，此时电路中电流不变，则对b棒由牛顿第二定 黑白题28本章基础达标检测 白题单元达标测 限时：80min 一、选择题 靠近时便开始从充电座向手机供电.内置“双 1.(2023·重庆模拟)某小组制作了一对近距离 圈聚磁环”，不仅用于定位磁吸手机还可以提 的共轴平行闭合线圈M、N,研究线圈M中的电 高供电效率下列分析错误的是 流变化（或不变）时，在线圈N中产生的感应电 A.无线充电是通过电磁感应输送电能 流情况，则 ( B.只有对“纯铜感应圈”输入变化的电流才能 A.当M中电流增大时，N中会产生感应电流 对手机无线充电 B.当M中电流保持不变时，N中会产生感应 C.将金属物件贴近正在无线充电的手机，充 电流 电不会受到任何影响 C.当M中通有电流时，N中一定有同方向的 D.“双圈聚磁环”可以使手机的感应圈与之对 感应电流 齐，减少漏磁从而提高供电效率 D.当M中通有电流时，N中一定有反方向的 4.(2023·山西临汾模拟)如图所示，长为2L的 感应电流 直导线MW与正弦形状的导线仅在两端相连， 2.(2023·江西九江联考)2023年3月22日02 组成一个闭合回路系统.在系统右侧虚线区域 时至20时，北京市阵风7级左右，山区阵风高 内分布有垂直纸面向里和向外的匀强磁场， 达9级，并伴有沙尘暴，给人们的出行带来困 磁感应强度大小均为B,两磁场区域左右宽度 难北京中信大厦（中国尊）上的电磁阻尼器 均为L,上下足够长.系统在外力作用下向右 出现了摆动，及时对大厦进行减振，示意图如 匀速运动用i表示通过系统的电流，x表示系 图所示，下列说法正确的是 ( 统的位移，在直导线上电流由M到N为电流 A.风速越大，导体板中磁通量变化率越小 的正方向.从图示位置到系统完全进入磁场区 B.风速越大，导体板内产生的感应电动势 域，下列图像可能正确的是 越小 B C.风速越大，导体板内电涡流越小 ××××· D.导体板内电涡流对永磁铁的电磁阻力是中 信大厦（中国尊）减振的原因 PC隔绝面板 2L 纯铜感应圈 可摆动 永磁铁（与 质量块 质量块固定) 双圈聚磁环 主控IC 底部导体板 (第2题)〉 (第3题) 3.(2023·湖北武汉质检)如图所示是一款手机 磁吸式无线充电座的剖析图.其原理与变压器 类似，充电座和手机分别内置了感应圈，二者 选择性必修第二册·JK黑白题062 5.(2023·内蒙古通辽质检)如图甲所示，线圈 总电阻r=0.52,匝数n=10,其端点a、b与 R=1.5D的电阻相连，线圈内磁通量变化规 律如图乙所示.关于a、b两点电势p。、p。及两 点电势差Ub,正确的是 ( Φ(×0.01Wb) 4×01s D A.Pa>U=1.5 V 8.(2023·广东北江实验中学质检)（多选）我们 B.p.<pb,U=-1.5V 熟知磁铁不能吸引金银.但最近媒体报道了几 C.p。<p6,Ub=-0.5V 起怪事，有人发现从正规渠道购买的金条能 D.a>,U=0.5 V 被磁铁“吸”得动起来，当强磁铁对着金条前 6.(2023·宁夏银川一中期末)如图所示，在一 后快速移动时，金条被“吸”得前后摆动，于是 个绕有线圈的可拆变压器铁芯上放一小铁锅 就怀疑金条有问题，但通过专业检测这些金 冷水现接通交流电源，几分钟后，锅中的水沸 条都符合国家标准.检测员再次用强磁铁在金 腾起来，t。时刻的电流方向已在图中标出，且 条旁边上下、左右、前后缓慢移动时，未发现 此时电流正在增大，下列说法正确的是 金条被吸引的现象，只有在前后快速移动磁 铁时才发现吸引现象，对此现象下列解释合 A.线圈中电流变化越大，自 理的是 感电动势越大，自感系数 也增大 交流电 B.小铁锅中产生涡流，涡流 的热效应使水沸腾起来 A.金条被“吸”是因为受到万有引力的作用 C.t。时刻，从上往下看，小铁锅中的涡流沿逆 B.前后快速移动磁铁时磁通量变化较快，金 时针方向 条中产生涡流，从而和磁铁发生相互作用， D.变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成能 增大涡流 发生摆动 7.（2023·广东茂名一中模拟)电磁阻尼可以无 C.前后缓慢移动磁铁时，金条中磁通量不发 磨损地使运动的线圈快速停下来.如图所示， 生变化，所以没有感应电流 扇形铜框在绝缘细杆作用下绕转轴0在同一 D.上下或左右缓慢移动磁铁时，磁通量变化 水平面内快速逆时针转动，虚线把圆环分成 较慢，金条中感应电流很小，和磁铁相互作 八等份，扇形铜框恰好可以与其中一份重合 用很弱，不足以观察到金条摆动 为使线框快速停下来，实验小组设计了以下 9.（2023·淅江名校联盟质检)闭合铝环固定在 几种方案，其中虚线为匀强磁场的理想边界， 水平桌面上，条形磁铁下端是N极、上端是S 边界内磁场大小均相同，其中最合理的是 极，磁铁在铝环正上方较低处无初速度释放， 在磁铁开始下落到碰到桌面的过程中，下列 第二章黑白题063 判断正确的是 B.所受安培力的冲量相同 A.磁铁的速度增大、加速度减小 C.完全进入磁场时的末速度 B.铝环对桌面的压力大小保持不变 不同 C.磁铁的动能转化为铝环中的焦耳热 D.产生的焦耳热不同 D.铝环中存在自上往下看沿顺时针方向的感 12.(2023·浙江高考)如图所示，质量为M、电 应电流 阻为R、长为L的导体棒，通 过两根长均为、质量不计的 导电细杆连在等高的两固定 点上，固定点间距也为L.细 杆通过开关S可与直流电源左 E。或理想二极管串接.在导 (第9题) (第10题) 体棒所在空间存在磁感应强度方向竖直向 10.(2023·江苏淮安期末)如图所示为测量自 上、大小为B的匀强磁场，不计空气阻力和 感线圈直流电阻R的实验电路，线圈的自感 其他电阻.开关S接1，当导体棒静止时，细杆 系数L很大，电源电动势为E,内阻不计，R。 为定值电阻，初始时S2闭合，S,断开.下列说 与竖直方向的夹角0=牙：然后开关S接2，棒 法中正确的是 从右侧开始运动完成一次振动的过程中 A.S,闭合瞬间，电路中电流表、电压表示数 均几乎为零 B.闭合S,电路稳定后，若电压表、电流表的 A.电源电动势E,=5R 2BL 示数分别为U、1,则测量值R=7 U B.棒消耗的焦耳热Q=(1-子)Mg C.实验结束后，为保证电路安全，应先断 开S1,再断开S2 C.从左向右运动时，最大摆角小于T D.该实验，电阻R的测量值大于真实值 D.棒两次过最低点时感应电动势大小相等 11.(2023·江西重点中学协作体二模)如图所 二、 非选择题 示，水平虚线下方有垂直纸面向外的单边界 13.(2023·安徽安庆二中期 匀强磁场，虚线上方同一高度处有由材料相 中)如图，这是研究自感现 同、粗细不同的导线绕成的边长相同的I、 象的实验原理图，图中L R Ⅱ两个正方形闭合线圈（相距足够远），两线 是插有铁芯的自感线圈， 圈质量相等且均有一条对角线竖直，I线圈 A1、A2是规格相同的两个灯泡，回答下列 匝数是Ⅱ线圈匝数的2倍，现让两线圈由静 问题： 止开始做自由落体运动，已知线圈在运动过 (1)在自感线圈中插入铁芯的目的是 程中无旋转，空气阻力不计.则两线圈从开始 跨过虚线到完全进入磁场的过程中，下列说 (2)在闭合开关之前，应将滑动变阻器的滑 法正确的是 片移到 (填“最左”或“最 A.运动时间不同 右”)端 选择性必修第二册·JK黑白题064 (3)闭合开关S,调节变阻器R,、R使得两个15.（2023·陕西长安一模)如图所示，相距L= 灯泡的亮度相同后断开开关，断开开关 0.1m的平行轨道由两部分组成，其中圆弧 的瞬间，流过灯泡A,的电流方向 轨道光滑，水平轨道粗糙.水平轨道MWQP区 (填“向左”或“向右”)，流过灯泡A,的电 域存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度 流方向 (填“向左”或“向右”) B=1T.光滑导体棒ab的质量m1=0.1kg,电 (4)要观察到断开电路时，灯泡A2亮一下再 阻R1=0.32;另一导体棒cd的质量m2 熄灭，滑动变阻器接入电路的电阻阻值 0.2kg,电阻R2=0.22,放置在足够长的水 应 (填“大于”或“小于”)自感 平轨道上，导体棒cd与水平导轨间的动摩擦 线圈L的电阻阻值， 因数u=0.5,光滑足够长斜面的倾角0=30°， 14.（2023·安徽毫州三模)如图1所示，n=10 斜面顶端固定一轻质光滑小定滑轮，滑轮与 匝的正方形线框用细线悬挂于天花板上且 水平轨道等高.一绝缘轻绳绕过滑轮一端与 处于静止状态，线框平面在纸面内，线框的 导体棒cd相连，另一端与处于斜面上的小物 边长为L=0.1m,总电阻为R=0.52,线框的 块相连，且cd与物块恰好均保持静止（最大 下半部分（总面积的一半）处于垂直纸面向 静摩擦力等于滑动摩擦力).现让ab棒从距 里的有界匀强磁场，磁场的上、下边界之间 水平轨道高为H=0.8m处由静止释放，在之 的距离为d=0.25m,磁场的磁感应强度按照 后的运动过程中，ab棒恰好能与水平轨道上 图2变化，0.1s时刻（磁场均匀增大的最后 的cd棒相遇，全程两棒均未出磁场区域.已 一瞬间)，悬线的拉力恰好为零，此时剪断细 知重力加速度g=10m/s2,求： 线，线框刚要完全穿出磁场时，加速度为零 (1)小物块的质量mo; 线框在穿过磁场的过程中始终在纸面内，且 (2)导体棒cd的初始位置与水平轨道最左 不发生转动.（不计空气阻力，重力加速度 端MW间的距离xo; 为g=10m/s2)求： (3)整个过程中，导体棒ab产生的焦耳 (1)线框的总质量m; 热Qab (2)线框穿过磁场的过程中，线框中产生的 焦耳热Q; B/T 0.10.20.3/ 图1 图2 第二章黑白题065