第二单元 电磁感应及其应用（单元自测·提升卷）物理教科版选择性必修第二册

2025-2026学年物理单元自测卷 第一单元·基础通关 （考试时间：60分钟 满分：100分） 一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1．校园一卡通（饭卡）是学生日常消费的重要工具，其内部核心为铜线圈和芯片，它们组成电路。当饭卡靠近刷卡仪器时，饭卡处于感应区域，刷卡机会激发变化的磁场，从而在饭卡内线圈中产生感应电流来驱动芯片工作，已知线圈面积为S，共匝，某次刷卡时，线圈平面与磁场垂直，且全部处于磁场区域内，在感应时间内，磁感应强度方向向外且由均匀增大到，此过程中（　　） A．线框中产生逆时针方向的感应电流 B．边所受安培力方向向左 C．穿过线框的磁通量与匝数有关 D．边所受安培力的大小与匝数无关 【答案】B 【详解】A．根据楞次定律可知，线框中产生顺时针方向的感应电流，A错误； B．根据左手定则可知，边所受安培力方向向左，B正确； C．根据可知，穿过线框的磁通量与匝数无关，C错误； D．边所受安培力的大小，， 可得，可知与匝数有关，D错误。 故选B。 2．如图所示，垂直纸面向里的匀强磁场的区域宽度为2a，磁感应强度的大小为B。一边长为a、电阻为4R的正方形均匀导线框CDEF从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速穿过磁场区域。规定逆时针为线框中电流的正方向。则线框中的电流i，E、F两端的电势差UEF随x的变化图像正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】AB．当x在0~a范围内时，线框进入磁场，此时EF切割磁感线产生的感应电动势大小为 则回路中感应电流 大小恒定，并且根据右手定则可知此时E点电势高于F点电势，回路中电流的方向为逆时针，即电流为正， 故AB错误； C D．再根据欧姆定律可得 当x在a~2a范围内时，线框全部在磁场中运动，此时回路中磁通量不变，感应电流为零，但EF、DC都切割磁感线产生的感应电动势大小相等为 当x在2a~3a范围内时，线框离开磁场，此时DC切割磁感线产生的感应电动势大小也为E，根据右手定则可知此时E点电势仍高于F点电势，根据闭合电路欧姆定律可得回路中感应电流，方向为顺时针 ，故C正确，D错误。 故选C。 3．如图甲所示，正方形导体线框用细线悬挂，一半面积处在匀强磁场中，磁感应强度随时间的变化如图乙所示，则细线的拉力随时间变化的图像可能为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】根据法拉第电磁感应定律，线框中产生的感应电动势为 其中，S是线框在磁场中的面积，由题意可知为常数。由图乙可知，磁感应强度B随时间t线性增加，即（k为正常数） 所以是一个定值。因此，感应电动势是一个定值。根据闭合电路欧姆定律，线框中的感应电流为 其中R是线框的总电阻。由于E和R都是定值，所以感应电流I的大小是恒定的。根据楞次定律，由于穿过线框向里的磁通量在增加，感应电流将产生向外的磁场来阻碍这种增加，所以感应电流的方向为逆时针方向。线框的下边框在磁场中，受到的安培力 其中L为线框的边长。根据左手定则，电流方向向右，磁场方向向里，所以下边框受到的安培力方向竖直向上。线框处于静止状态，受力平衡。设线框的重力为G，细线的拉力为F，则有 将和代入上式，解得 由于G、k、S、L、R均为正常数，所以拉力F与时间t成线性关系，其函数图像是一条斜率为正且纵截距不为零的直线。在时，，安培力，此时拉力。综上所述，图像是一条不过原点、斜率为负的直线。 故选D。 4．如图所示，光滑水平桌面有一金属线框，匀强磁场垂直于线框平面向里，在线框的右侧施加外力，先后两次将线框从同一位置匀速地拉出有界磁场。两次线框运动的速度之比为，不计一切阻力，则在两次运动过程中，说法错误的是（　　） A．线框中感应电流之比为 B．外力做功之比为 C．外力的功率之比为 D．流过任一横截面的电荷量之比为 【答案】C 【详解】A．根据 因两次线框运动的速度之比为，可知线框中感应电流之比为，A正确； B．外力做功 可知外力做功之比为，B正确； C．外力的功率等于电功率，则 可知外力的功率之比为，C错误； D．流过任一横截面的电荷量 可知电荷量之比为，D正确。 此题选择不正确的，故选C。 5．三个完全相同的灯泡按照如图所示的电路连接，电感的直流电阻小于灯泡电阻，下列有关自感现象的判断中，判断正确的是（　　） A．图1中开关S闭合的瞬间，灯先亮 B．图1中开关S闭合的瞬间，、灯一起亮 C．图2中开关S断开的瞬间，灯闪亮 D．图2中开关S断开的瞬间，灯不闪亮 【答案】C 【详解】AB．图1中开关S闭合的瞬间，由于电流增加，线圈L中产生的感应电动势阻碍电流的增加，则灯会逐渐亮起来，灯会立刻亮起来，AB错误； CD．图2中，因电感的直流电阻小于灯泡电阻，则电路稳定后流过线圈L的电流大于流过灯泡的电流，则开关S断开的瞬间，原来通过灯的电流立刻消失，而L中由于产生自感电动势阻碍电流减小，则产生的自感电动势相当于电源，与灯泡重新形成回路，则灯将闪亮一下后慢慢熄灭，C正确，D错误。 故选C。 6．如图所示，竖直平面内有两个同心圆，圆心为O，外圆半径为，内圆半径为l、两同心圆之间的环形区域内存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场；沿外圆固定一闭合金属线框，一长度为的粗细均匀的导体棒一端位于O点，另一端与线框接触良好；电阻和电容器并联，用两根线通过铜片分别与导体棒O端和线框连接。已知导体棒接入电路的阻值与电阻的阻值均为R，电容器的电容为C，线框电阻不计。导体棒绕O点以角速度ω逆时针方向匀速转动，电容器未被击穿，则电容器的上极板带电情况为（   ） A．带正电、电荷量为 B．带负电、电荷量为 C．带正电，电荷量为 D．带负电，电荷量为 【答案】D 【详解】由右手定则可知，导体棒绕O点逆时针方向转动时，产生由到的电流，相当于电源的负极，故电容器上极板带负电。又导体棒转动时产生的感应电动势 感应电流 电容器两端的电压 电容器的上极板所带电荷量 故选D。 7．如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，水平U形导体框左端连接一阻值为R的电阻，质量为m、电阻为r的导体棒ab置于导体框上。不计导体框的电阻、导体棒与框间的摩擦。时ab以水平向右的初速度开始运动，经过一段时间停在导体框上。在此过程中（　　） A．导体棒做匀减速直线运动 B．导体棒中感应电流的方向为a→b C．电阻R消耗的总电能为 D．时刻，金属棒受到的安培力大小为 【答案】D 【详解】ABD．导体棒向右运动，根据右手定则可知，电流方向为，再根据左手定则可知，导体棒受到向左的安培力，故导体棒向右减速运动，根据法拉第电磁感应定律可知，时刻，产生的感应电动势为 又， 联立得 则导体棒的速度越小，所受安培力就越小，根据牛顿第二定律可知，导体棒的加速度逐渐减小，故AB错误，D正确； C．根据能量守恒可知，导体棒减少的动能等于整个电路产生的焦耳热，因R与r串联，则产生的热量与电阻成正比，则电阻R消耗的总电能为，故C错误。 故选D。 8．如图甲所示，面积为、匝数为100的圆形金属线圈固定在绝缘水平面上，理想二极管与阻值为的定值电阻串联后接在线圈两端。线圈内存在垂直纸面的磁场，磁感应强度的大小随时间变化的规律如图乙所示，磁场方向垂直纸面向里为正方向，不计线圈电阻。下列说法正确的是（　　） A．时穿过线圈的磁通量为 B．内通过电阻的电荷量为0 C．和内线圈中产生的感应电流方向相反 D．内电阻消耗的电功率为 【答案】D 【详解】A．时穿过线圈的磁通量为，故A错误； B．0~1s内通过线圈的磁感应强度增大，由楞次定律可知线圈中产生逆时针方向的电流，由于电路中存在二极管，且二极管具有单向导电性，故0~1s内通过电阻的电荷量为0，同理1s~2s线圈中有顺时针的感应电流，通过电阻的电荷量不为0，故B错误； C．的感应电流方向为顺时针，内磁场向外增大，线圈中产生的感应电流方向为顺时针，则和内线圈中产生的感应电流方向相同，故C错误； D．内线圈中产生的感应电动势为 电阻R消耗的电功率为，故D正确。 故选D。 二、多选题 9．如图所示，在铁芯的两侧水平放置的两组光滑导轨上，有可自由移动的金属棒PQ、MN，导轨间存在垂直纸面向里的匀强磁场。当金属棒PQ在外力作用下运动时，通过金属棒MN的电流方向和金属棒MN受安培力方向可能是（　　） A．PQ向左加速运动时MN中电流向下，所受安培力向左 B．PQ向右加速运动时MN中电流向上，所受安培力向左 C．PQ向右减速运动时MN中电流向下，所受安培力向右 D．PQ向左减速运动时MN中电流向下，所受安培力向左 【答案】BC 【详解】AB．PQ向左加速运动时，根据右手定则，PQ中的感应电流向下且逐渐变大，则穿过线圈L1的磁通量向下增加，根据楞次定律，L1中感应电流磁场方向向上，则MN中电流向下，由左手定则可知，所受安培力向右；同理，PQ向右加速运动时，MN中电流向上，安培力向左，A错误，B正确； C．PQ向右减速运动时，根据右手定则，PQ中的感应电流向上且逐渐变小，则穿过线圈L1的磁通量向上减小，根据楞次定律，则MN中电流向下，由左手定则可知，所受安培力向右，C正确； D．PQ向左减速运动时，根据右手定则，PQ中的感应电流向下且逐渐变小，则穿过线圈L1的磁通量向下减小，根据楞次定律，则MN中电流向上，由左手定则可知，所受安培力向左，D错误。 故选BC。 10．如图所示，一个很长的光滑导体框倾斜放置，顶端接有一个小灯泡，匀强磁场垂直于线框所在平面，当跨放在导轨上的金属棒下滑达稳定速度后，小灯泡获得一个稳定的电功率，除小灯泡外其他电阻均不计，若使小灯泡的电功率提高三倍，下列措施可行的是（　　） A．换用一个电阻为原来倍的小灯泡 B．将金属棒质量增为原来的倍 C．将导体框与水平面倾斜角加倍 D．将磁感应强度减小为原来的 【答案】BD 【详解】A．当ab棒下滑到稳定状态时，有mgsinθ=FA 又安培力为 可得 由能量守恒定律得灯泡的功率为 当换一个电阻为原来2倍的灯泡时，则P变为原来的倍，故A错误； B．当换一根质量为原来2倍的金属棒时，P变为原来的4倍，电功率提高了三倍，故B正确； C．将导体框与水平面倾斜角加倍，不能增大4倍，则功率不能提高三倍，故C错误； D．当把磁感应强度减小为原来的，P变为原来的4倍，电功率提高了三倍，故D正确。 故选BD。 11．如图（a），边长为的单匝正方形导线框固定在水平纸面内，线框的电阻为。虚线恰好将线框分为左右对称的两部分，在虚线MN左侧的空间内存在与纸面垂直的匀强磁场，规定垂直于纸面向里为磁场的正方向，磁感应强度随时间变化的规律如图（b）。虚线右侧存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小恒为。下列说法正确的是（　　） A．时刻，线框中产生的感应电动势大小为 B．时刻，线框所受安培力的合力为0 C．时刻，线框受到的安培力大小为 D．在内通过线框导线横截面的电荷量为 【答案】CD 【详解】A．线圈左半边磁场增强，右半边磁通量不变，磁通量增大，由法拉第电磁感应定律可得，故A错误。 B．由右手螺旋定则可知，上下边框对称位置受力等大反向，左右两边受力等大同向。线框中感应电流方向为逆时针方向。故安培力合力为，故B错误。 C．时左边线框受力与右边线框受力同向，线框受到的安培力等于二力之和，故，故C正确。 D．根据电流的定义，可得电荷量的公式有，故D正确。 故选CD。 12．如图所示，一硬质导线框，其中是半径为的半圆弧，为圆弧的中点，直线段长为且垂直于直径。导线框处在垂直纸面向里、磁感应强度为的匀强磁场中，现导线框在纸面内绕点以角速度逆时针匀速转动。下列说法正确的是（　　） A．感应电流的方向是 B．两点的电势相等 C．两点的电势差为 D．两点的电势差为 【答案】BC 【详解】A．由于转动过程，导线框的磁通量保持不变，所以导线框中不产生感应电流，故A错误； B．两点到O的距离相等，根据可知，两点的电势相等，故B正确； C．根据右手定则可知，线框转动过程中，O点电势最高，根据法拉第电磁感应定律有， 则两点的电势差为，故C正确； D．根据法拉第电磁感应定律有，故D错误； 故选BC。 二、实验题：本题共2小题，共15分。 13．某物理兴趣小组通过以下实验来探究“电磁感应现象”。 (1)小组同学按甲图所示将线圈A插入线圈B中，在闭合开关S时发现灵敏电流计指针向左偏了一下。那么闭合开关后将线圈A从线圈B拔出时，电流计指针将向 偏（选填“右”或“左”）。 (2)当线圈A插入线圈B且闭合开关后，将滑动变阻器触头从最右端滑到最左端，第一次快速滑动，第二次滑动较慢，两情况下通过线圈B导线横截面电荷量的大小分别是和，则 （选填“大于”、“等于”或“小于”）。 (3)图乙是小组同学制作的“楞次定律演示仪”。演示仪由反向并联的A、B两只发光二极管、一定匝数的螺线管以及条形磁铁组成。正确连接好实验电路后，将条形磁铁从图示位置迅速向上移动过程中，观察到的实验现象是_______。 A．灯泡A、B都会发光 B．灯泡B发光，灯泡A不发光 C．灯泡A、B都不发光 D．灯泡A发光，灯泡B不发光 【答案】(1)右 (2)等于 (3)B 【详解】（1）合上开关后，将原线圈A迅速插入副线圈B时，穿过线圈B的磁通量增加，发现灵敏电流计指针向左偏了一下；闭合开关后将线圈A从线圈B拔出时，穿过线圈B的磁场方向与上一种情况相同，且穿过线圈B的磁通量减小，所以灵敏电流计指针应向右偏。 （2）根据，， 联立，可得 两次穿过线圈B的磁通量变化量相等，所以通过线圈导线横截面电荷量的大小关系是等于。 （3）将条形磁铁从线圈中快速向上抽出时，穿过线圈的磁场向下且磁通量减小，根据楞次定律和右手螺旋定则可知，线圈中的感应电流方向为顺时针（俯视），所以，灯泡B所在支路的二极管处于导通状态，灯泡A所在支路的二极管处于截止状态，即灯泡B短暂发光，灯泡A不发光。 故选B。 14．有一根条形磁铁脱了漆，分不清哪头是N极，哪头是S极。为了弄清楚这个条形磁铁的极性，小明和小华在该条形磁铁的两头标记上、，如图甲所示，并分别做了如下实验： （1）小明按图乙连好线圈和检流表，将条形磁铁的端向下插入线圈，发现检流表指针向右边偏转（已知检流表零刻线在正中间，电流从正接线柱流入时其指针往右偏）。 （2）小华将一个铝环用细线静止悬挂，如图丙所示，并将条形磁铁的端从左往右靠近铝环，发现铝环向右边摆起。 （3）分析上述操作，可知谁的实验可以判断条形磁铁的极性 ； A．小明    B．小华    C．都可以 （4）通过实验结果，我们可知端为条形磁铁的 （选填“N极”或“S极”）； （5）丙图中，当条形磁铁从左往右靠近铝环时，铝环有 （选填“扩张”或“收缩”）的趋势。 【答案】 A S极 收缩 【详解】[1]乙图中小明的实验根据楞次定律可判断出磁铁的极性，检流表指针向右边偏转，可知电流从正接线柱流入检流表，即线圈中的电流为顺时针（从上往下看），感应电流产生磁场的方向向下，而线圈磁通量增加，由增反减同可知，原磁场方向与感应电流产生磁场方向相反，原磁场方向向上，故P端为S极。故通过小明的实验可以判断条形磁铁的极性。根据楞次定律可知小华的实验不能判断极性。 故选A。 [2]通过实验结果，我们可知端为条形磁铁的S极。 [3]丙图中，当条形磁铁从左往右靠近铝环时，铝环的磁通量增大，根据楞次定律可知铝环有收缩的趋势。 三、计算题：本题共3小题，共37分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 15．如图，水平桌面上固定一光滑U形金属导轨，其平行部分的间距为l，导轨的最右端与桌子右边缘对齐，导轨的电阻忽略不计。导轨所在区域有方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一质量为m、电阻为R、长度也为l的金属棒P静止在导轨上。导轨上质量为2m的绝缘棒Q位于P的左侧，Q以大小为的速度向P运动并与P发生弹性碰撞，碰撞时间很短。碰撞一次后，P和Q先后从导轨的最右端滑出导轨，并落在地面上同一地点。P在导轨上运动时，两端与导轨接触良好，P与Q始终平行。不计空气阻力。求： (1)与P碰撞后，绝缘棒Q的速度大小； (2)金属棒P在导轨上运动过程中产生的热量； (3)与P碰撞后，绝缘棒Q在导轨上运动的时间。 【答案】(1)v0 (2) (3) 【详解】（1）Q与P发生弹性碰撞，由动量守恒定律得2mv0＝2mvQ+mvP 由机械能守恒定律得             联立解得vQv0 （2）由第（1）问可得vPv0 由题意得金属棒P滑出导轨时的速度大小vP1＝vQv0 对P，由能量守恒定律得 解得 （3）对P由动量定理得 ，， 金属棒P的位移 绝缘棒Q做匀速直线运动，时间为 16．如图所示，在水平桌面上固定两根光滑且足够长的平行金属导轨，将两根导体棒a、b垂直导轨放置，空间存在垂直纸面向里、大小为B的匀强磁场。，两棒长度均为L，相距为，棒a的电阻为R，棒b的电阻为2R；刚开始棒b静止，棒a以初速度水平向右运动，且运动过程中导体棒a与b不会发生碰撞，求在整个过程中： (1)棒a加速度的最大值； (2)棒b产生的焦耳热； (3)两棒间的最小距离d。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）棒以初速度水平向右运动，切割磁感线，由右手定则可知感应电流为顺时针方向，由左手定则可知棒受到水平向左的安培力，则做加速度减小的减速运动，即棒刚开始运动时加速度最大，有 则感应电流为 由牛顿第二定律有 联立解得 （2）棒受到水平向左的安培力做加速度减小的减速运动，棒受到等大的水平向右的安培力做加速度减小的加速运动，而两棒构成的系统合外力为零，动量守恒，设共速为，有 由能量守恒定律有 两棒串联，产生的焦耳热之比等于电阻之比，则棒产生的焦耳热 联立解得， （3）对棒由动量定理有 设棒相对棒的位移为，则电荷量为 联立可得 则两棒间的最小距离为 17．如图，两条平行光滑金属导轨水平放置，间距为L，中间有宽度为L、磁感应强度为B的匀强磁场；导轨右侧接有一个阻值为R的定值电阻。一个边长为L的正方形导线框abcd置于导轨左侧，其ab、cd边始终与导轨接触良好。导线框总电阻为4R，现给导线框一个初速度v，当它完全进入磁场区域时，速度变为，求： (1)线框进入磁场区域左边界瞬间bd两点间的电压U； (2)线框的质量m； (3)上述过程中通过导轨右侧定值电阻R的电荷量q以及其上产生的焦耳热Q。 【答案】(1) (2) (3)， 【详解】（1）bd边切割磁感线产生的电动势E＝BLv 根据欧姆定律有 联立解得 则b、d两点间电压U＝E－IR 联立解得 （2）线框进入磁场的过程，规定向右为正方向，根据动量定理有 其中，代入解得 （3）根据动量定理有 其中通过R的电荷量 联立解得 由系统能量守恒得系统产生的总焦耳热 解得 根据 其中 联立解得 18．如图所示，光滑平行长金属导轨MP和NQ水平放置，间距为L，MN间接有定值电阻R。金属棒ab垂直导轨放置，距左端MN为L，左侧用细线固定于A，右侧通过绕过光滑定滑轮的轻绳与物块相连，空间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度随时间按（T）的规律变化。已知，ab棒与物块质量均为，ab棒与导轨始终接触良好，其电阻，不计导轨电阻，g取。 (1)求ab棒保持静止时两端的电压； (2)求从时刻到ab棒即将开始运动所经历的时间； (3)若ab棒即将开始运动时磁感应强度不再变化，剪断ab左侧细线，从物块开始下落到达最大速度过程中流过电阻R的电荷量。求回路中产生的焦耳热Q。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）ab棒保持静止时，由法拉第电磁感应定律 得                          由闭合电路欧姆定律有                 右手定则可知a点电势比b高，故，且                      联立解得 （2）ab棒即将开始运动时，有               又                            解得 所以 （3）剪断细线后，当物块下落达最大速度时，ab棒向右也达最大速度，此时               因为 设物块开始运动到达最大速度过程下落距离为x，则ab棒向右运动距离也为x，则有                   因为，                                 由功能关系得                         联立解得 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年物理单元自测卷 第一单元·基础通关（参考答案） 一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 B C D C C D D D BC BD CD BC 二、实验题：本题共2小题，共15分。 13.【答案】(1)右 (2)等于 (3)B 14.【答案】 A S极 收缩 三、计算题：本题共3小题，共37分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 15.【答案】(1)v0 (2) (3) 【详解】（1）Q与P发生弹性碰撞，由动量守恒定律得2mv0＝2mvQ+mvP 由机械能守恒定律得             联立解得vQv0 （2）由第（1）问可得vPv0 由题意得金属棒P滑出导轨时的速度大小vP1＝vQv0 对P，由能量守恒定律得 解得 （3）对P由动量定理得 ，， 金属棒P的位移 绝缘棒Q做匀速直线运动，时间为 16.【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）棒以初速度水平向右运动，切割磁感线，由右手定则可知感应电流为顺时针方向，由左手定则可知棒受到水平向左的安培力，则做加速度减小的减速运动，即棒刚开始运动时加速度最大，有 则感应电流为 由牛顿第二定律有 联立解得 （2）棒受到水平向左的安培力做加速度减小的减速运动，棒受到等大的水平向右的安培力做加速度减小的加速运动，而两棒构成的系统合外力为零，动量守恒，设共速为，有 由能量守恒定律有 两棒串联，产生的焦耳热之比等于电阻之比，则棒产生的焦耳热 联立解得， （3）对棒由动量定理有 设棒相对棒的位移为，则电荷量为 联立可得 则两棒间的最小距离为 17.【答案】(1) (2) (3)， 【详解】（1）bd边切割磁感线产生的电动势E＝BLv 根据欧姆定律有 联立解得 则b、d两点间电压U＝E－IR 联立解得 （2）线框进入磁场的过程，规定向右为正方向，根据动量定理有 其中，代入解得 （3）根据动量定理有 其中通过R的电荷量 联立解得 由系统能量守恒得系统产生的总焦耳热 解得 根据 其中 联立解得 18.【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）ab棒保持静止时，由法拉第电磁感应定律 得                          由闭合电路欧姆定律有                 右手定则可知a点电势比b高，故，且                      联立解得 （2）ab棒即将开始运动时，有               又                            解得 所以 （3）剪断细线后，当物块下落达最大速度时，ab棒向右也达最大速度，此时               因为 设物块开始运动到达最大速度过程下落距离为x，则ab棒向右运动距离也为x，则有                   因为，                                 由功能关系得                         联立解得 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司1 / 16 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年物理单元自测卷 第一单元·基础通关 （考试时间：60分钟 满分：100分） 一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1．校园一卡通（饭卡）是学生日常消费的重要工具，其内部核心为铜线圈和芯片，它们组成电路。当饭卡靠近刷卡仪器时，饭卡处于感应区域，刷卡机会激发变化的磁场，从而在饭卡内线圈中产生感应电流来驱动芯片工作，已知线圈面积为S，共匝，某次刷卡时，线圈平面与磁场垂直，且全部处于磁场区域内，在感应时间内，磁感应强度方向向外且由均匀增大到，此过程中（　　） A．线框中产生逆时针方向的感应电流 B．边所受安培力方向向左 C．穿过线框的磁通量与匝数有关 D．边所受安培力的大小与匝数无关 2．如图所示，垂直纸面向里的匀强磁场的区域宽度为2a，磁感应强度的大小为B。一边长为a、电阻为4R的正方形均匀导线框CDEF从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速穿过磁场区域。规定逆时针为线框中电流的正方向。则线框中的电流i，E、F两端的电势差UEF随x的变化图像正确的是（　　） A． B． C． D． 3．如图甲所示，正方形导体线框用细线悬挂，一半面积处在匀强磁场中，磁感应强度随时间的变化如图乙所示，则细线的拉力随时间变化的图像可能为（　　） A． B． C． D． 4．如图所示，光滑水平桌面有一金属线框，匀强磁场垂直于线框平面向里，在线框的右侧施加外力，先后两次将线框从同一位置匀速地拉出有界磁场。两次线框运动的速度之比为，不计一切阻力，则在两次运动过程中，说法错误的是（　　） A．线框中感应电流之比为 B．外力做功之比为 C．外力的功率之比为 D．流过任一横截面的电荷量之比为 5．三个完全相同的灯泡按照如图所示的电路连接，电感的直流电阻小于灯泡电阻，下列有关自感现象的判断中，判断正确的是（　　） A．图1中开关S闭合的瞬间，灯先亮 B．图1中开关S闭合的瞬间，、灯一起亮 C．图2中开关S断开的瞬间，灯闪亮 D．图2中开关S断开的瞬间，灯不闪亮 6．如图所示，竖直平面内有两个同心圆，圆心为O，外圆半径为，内圆半径为l、两同心圆之间的环形区域内存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场；沿外圆固定一闭合金属线框，一长度为的粗细均匀的导体棒一端位于O点，另一端与线框接触良好；电阻和电容器并联，用两根线通过铜片分别与导体棒O端和线框连接。已知导体棒接入电路的阻值与电阻的阻值均为R，电容器的电容为C，线框电阻不计。导体棒绕O点以角速度ω逆时针方向匀速转动，电容器未被击穿，则电容器的上极板带电情况为（   ） A．带正电、电荷量为 B．带负电、电荷量为 C．带正电，电荷量为 D．带负电，电荷量为 7．如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，水平U形导体框左端连接一阻值为R的电阻，质量为m、电阻为r的导体棒ab置于导体框上。不计导体框的电阻、导体棒与框间的摩擦。时ab以水平向右的初速度开始运动，经过一段时间停在导体框上。在此过程中（　　） A．导体棒做匀减速直线运动 B．导体棒中感应电流的方向为a→b C．电阻R消耗的总电能为 D．时刻，金属棒受到的安培力大小为 8．如图甲所示，面积为、匝数为100的圆形金属线圈固定在绝缘水平面上，理想二极管与阻值为的定值电阻串联后接在线圈两端。线圈内存在垂直纸面的磁场，磁感应强度的大小随时间变化的规律如图乙所示，磁场方向垂直纸面向里为正方向，不计线圈电阻。下列说法正确的是（　　） A．时穿过线圈的磁通量为 B．内通过电阻的电荷量为0 C．和内线圈中产生的感应电流方向相反 D．内电阻消耗的电功率为 二、多选题 9．如图所示，在铁芯的两侧水平放置的两组光滑导轨上，有可自由移动的金属棒PQ、MN，导轨间存在垂直纸面向里的匀强磁场。当金属棒PQ在外力作用下运动时，通过金属棒MN的电流方向和金属棒MN受安培力方向可能是（　　） A．PQ向左加速运动时MN中电流向下，所受安培力向左 B．PQ向右加速运动时MN中电流向上，所受安培力向左 C．PQ向右减速运动时MN中电流向下，所受安培力向右 D．PQ向左减速运动时MN中电流向下，所受安培力向左 10．如图所示，一个很长的光滑导体框倾斜放置，顶端接有一个小灯泡，匀强磁场垂直于线框所在平面，当跨放在导轨上的金属棒下滑达稳定速度后，小灯泡获得一个稳定的电功率，除小灯泡外其他电阻均不计，若使小灯泡的电功率提高三倍，下列措施可行的是（　　） A．换用一个电阻为原来倍的小灯泡 B．将金属棒质量增为原来的倍 C．将导体框与水平面倾斜角加倍 D．将磁感应强度减小为原来的 11．如图（a），边长为的单匝正方形导线框固定在水平纸面内，线框的电阻为。虚线恰好将线框分为左右对称的两部分，在虚线MN左侧的空间内存在与纸面垂直的匀强磁场，规定垂直于纸面向里为磁场的正方向，磁感应强度随时间变化的规律如图（b）。虚线右侧存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小恒为。下列说法正确的是（　　） A．时刻，线框中产生的感应电动势大小为 B．时刻，线框所受安培力的合力为0 C．时刻，线框受到的安培力大小为 D．在内通过线框导线横截面的电荷量为 12．如图所示，一硬质导线框，其中是半径为的半圆弧，为圆弧的中点，直线段长为且垂直于直径。导线框处在垂直纸面向里、磁感应强度为的匀强磁场中，现导线框在纸面内绕点以角速度逆时针匀速转动。下列说法正确的是（　　） A．感应电流的方向是 B．两点的电势相等 C．两点的电势差为 D．两点的电势差为 二、实验题：本题共2小题，共15分。 13．某物理兴趣小组通过以下实验来探究“电磁感应现象”。 (1)小组同学按甲图所示将线圈A插入线圈B中，在闭合开关S时发现灵敏电流计指针向左偏了一下。那么闭合开关后将线圈A从线圈B拔出时，电流计指针将向 偏（选填“右”或“左”）。 (2)当线圈A插入线圈B且闭合开关后，将滑动变阻器触头从最右端滑到最左端，第一次快速滑动，第二次滑动较慢，两情况下通过线圈B导线横截面电荷量的大小分别是和，则 （选填“大于”、“等于”或“小于”）。 (3)图乙是小组同学制作的“楞次定律演示仪”。演示仪由反向并联的A、B两只发光二极管、一定匝数的螺线管以及条形磁铁组成。正确连接好实验电路后，将条形磁铁从图示位置迅速向上移动过程中，观察到的实验现象是_______。 A．灯泡A、B都会发光 B．灯泡B发光，灯泡A不发光 C．灯泡A、B都不发光 D．灯泡A发光，灯泡B不发光 14．有一根条形磁铁脱了漆，分不清哪头是N极，哪头是S极。为了弄清楚这个条形磁铁的极性，小明和小华在该条形磁铁的两头标记上、，如图甲所示，并分别做了如下实验： （1）小明按图乙连好线圈和检流表，将条形磁铁的端向下插入线圈，发现检流表指针向右边偏转（已知检流表零刻线在正中间，电流从正接线柱流入时其指针往右偏）。 （2）小华将一个铝环用细线静止悬挂，如图丙所示，并将条形磁铁的端从左往右靠近铝环，发现铝环向右边摆起。 （3）分析上述操作，可知谁的实验可以判断条形磁铁的极性 ； A．小明    B．小华    C．都可以 （4）通过实验结果，我们可知端为条形磁铁的 （选填“N极”或“S极”）； （5）丙图中，当条形磁铁从左往右靠近铝环时，铝环有 （选填“扩张”或“收缩”）的趋势。 三、计算题：本题共3小题，共37分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 15．如图，水平桌面上固定一光滑U形金属导轨，其平行部分的间距为l，导轨的最右端与桌子右边缘对齐，导轨的电阻忽略不计。导轨所在区域有方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一质量为m、电阻为R、长度也为l的金属棒P静止在导轨上。导轨上质量为2m的绝缘棒Q位于P的左侧，Q以大小为的速度向P运动并与P发生弹性碰撞，碰撞时间很短。碰撞一次后，P和Q先后从导轨的最右端滑出导轨，并落在地面上同一地点。P在导轨上运动时，两端与导轨接触良好，P与Q始终平行。不计空气阻力。求： (1)与P碰撞后，绝缘棒Q的速度大小； (2)金属棒P在导轨上运动过程中产生的热量； (3)与P碰撞后，绝缘棒Q在导轨上运动的时间。 16．如图所示，在水平桌面上固定两根光滑且足够长的平行金属导轨，将两根导体棒a、b垂直导轨放置，空间存在垂直纸面向里、大小为B的匀强磁场。，两棒长度均为L，相距为，棒a的电阻为R，棒b的电阻为2R；刚开始棒b静止，棒a以初速度水平向右运动，且运动过程中导体棒a与b不会发生碰撞，求在整个过程中： (1)棒a加速度的最大值； (2)棒b产生的焦耳热； (3)两棒间的最小距离d。 17．如图，两条平行光滑金属导轨水平放置，间距为L，中间有宽度为L、磁感应强度为B的匀强磁场；导轨右侧接有一个阻值为R的定值电阻。一个边长为L的正方形导线框abcd置于导轨左侧，其ab、cd边始终与导轨接触良好。导线框总电阻为4R，现给导线框一个初速度v，当它完全进入磁场区域时，速度变为，求： (1)线框进入磁场区域左边界瞬间bd两点间的电压U； (2)线框的质量m； (3)上述过程中通过导轨右侧定值电阻R的电荷量q以及其上产生的焦耳热Q。 18．如图所示，光滑平行长金属导轨MP和NQ水平放置，间距为L，MN间接有定值电阻R。金属棒ab垂直导轨放置，距左端MN为L，左侧用细线固定于A，右侧通过绕过光滑定滑轮的轻绳与物块相连，空间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度随时间按（T）的规律变化。已知，ab棒与物块质量均为，ab棒与导轨始终接触良好，其电阻，不计导轨电阻，g取。 (1)求ab棒保持静止时两端的电压； (2)求从时刻到ab棒即将开始运动所经历的时间； (3)若ab棒即将开始运动时磁感应强度不再变化，剪断ab左侧细线，从物块开始下落到达最大速度过程中流过电阻R的电荷量。求回路中产生的焦耳热Q。 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