第二章 电磁感应 章末检测（能力提升）-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第二册

第二章 电磁感应章末检测（能力提升） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（2015·福建·高考真题）如图，由某种粗细均匀的总电阻为3R的金属条制成的矩形线框，固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场中。一接入电路电阻为R的导体棒PQ，在水平拉力作用下沿ab、cd以速度匀速滑动，滑动过程PQ始终与垂直，且与线框接触良好，不计摩擦。在PQ从靠近ad处向bc滑动的过程中（　　） A．PQ中电流先增大后减小 B．PQ两端电压先减小后增大 C．PQ上拉力的功率先减小后增大 D．线框消耗的电功率先减小后增大 2．（24-25高二上·辽宁大连·期末）如图甲所示，在水平绝缘的桌面上，一个用电阻丝构成的闭合矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，规定磁场的方向垂直于桌面向下为正，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示。下列关于线框中的感应电流i（规定逆时针为正）随时间t变化的关系正确的是（　　） A． B． C． D． 3．（23-24高二下·山东潍坊·期中）如图甲所示，100匝半径的圆形金属线圈总电阻为，在线圈内部半径的圆形区域内存在垂直于线圈平面的匀强磁场，一阻值的电阻与线圈连成闭合回路。磁感应强度B随时间变化的规律如图乙所示，已知磁场方向垂直于线圈平面向里为正，通过电阻R的电流方向由a到b为正，下列说法正确的是（　　） A．时电阻R上通过的电流为负 B．时电阻R上通过的电流大小为0.02A C．时电阻R两端的电压为12V D．内穿过线圈磁通量的变化量为 4．（24-25高二上·贵州黔东南·期末）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、，的左边有一闭合电路，当在外力的作用下运动时，向左运动，则所做的运动可能是（　　） A．向右匀速运动 B．向左加速运动 C．向右减速运动 D．向左减速运动 5．（25-26高二下·黑龙江哈尔滨·月考）关于以下四幅图说法正确的是（　　） A．图甲，将开关断开时，灯泡A立刻熄灭 B．图乙，磁铁转动，则铝框会同向转动，且与磁铁转得一样快 C．图丙，两相同的小磁体由静止穿过等长的铝管比塑料管所用时间短 D．图丁，电子感应加速器中电磁感应线圈中的电流由小变大，可使电子逆时针加速 6．（25-26高三·全国·随堂练习）如图，直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向平行于ab边向上。当金属框绕ab边以角速度ω逆时针转动时（俯视），a、b、c三点的电势分别为、、。已知bc边的长度为。下列判断正确的是（　　） A．，金属框中无电流 B．，金属框中电流方向沿a→b→c→a C．，金属框中无电流 D．，金属框中电流方向沿a→c→b→a 7．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）如图，光滑水平面上存在竖直向上、宽度d大于的匀强磁场，其磁感应强度大小为B。甲、乙两个合金导线框的质量均为m，长均为，宽均为L，电阻分别为R和。两线框在光滑水平面上以相同初速度并排进入磁场，忽略两线框之间的相互作用。则（    ） A．甲线框进磁场和出磁场的过程中电流方向相同 B．甲、乙线框刚进磁场区域时，所受合力大小之比为 C．乙线框恰好完全出磁场区域时，速度大小为0 D．甲、乙线框从刚进磁场区域到完全出磁场区域产生的焦耳热之比为 8．（24-25高三·全国·二轮复习）如图所示，空间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B，足够长的光滑平行金属导轨水平放置，导轨左右两部分的间距分别为l、2l；质量分别为m、2m的导体棒a、b均垂直导轨放置，导体棒a接入电路的电阻为R，其余电阻均忽略不计；a、b两棒分别以v0、2v0的初速度同时向右运动，两棒在运动过程中始终与导轨垂直且保持良好接触，a总在窄轨上运动，b总在宽轨上运动，直到两棒达到稳定状态，从开始运动到两棒稳定的过程中，下列说法正确的是（　　） A．a棒加速度大于b棒的加速度 B．稳定时a棒的速度为1.5v0 C．电路中产生的焦耳热为 D．通过导体棒a的某一横截面的电荷量为 二、多选题 9．（2024·山东·高考真题）如图所示，两条相同的半圆弧形光滑金属导轨固定在水平桌面上，其所在平面竖直且平行，导轨最高点到水平桌面的距离等于半径，最低点的连线OO'与导轨所在竖直面垂直。空间充满竖直向下的匀强磁场（图中未画出），导轨左端由导线连接。现将具有一定质量和电阻的金属棒MN平行OO'放置在导轨图示位置，由静止释放。MN 运动过程中始终平行于OO'且与两导轨接触良好，不考虑自感影响，下列说法正确的是（　　） A．MN最终一定静止于OO'位置 B．MN运动过程中安培力始终做负功 C．从释放到第一次到达OO'位置过程中，MN的速率一直在增大 D．从释放到第一次到达OO'位置过程中，MN中电流方向由M到N 10．（21-22高二下·四川成都·期中）如图，空间中存在两个相邻的，磁感应强度大小相等、方向相反的有界匀强磁场，其宽度均为L。现将宽度也为L的矩形单匝闭合线圈从图示位置沿垂直于磁场方向匀速拉过磁场区域。若规定顺时针方向为感应电流的正方向，水平向左为安培力的正方向，则在该过程中，能正确反映线圈中所产生的感应电流或其所受安培力随时间变化的图像是（　　） A．B．C． D． 11．（2021·山东·高考真题）如图所示，电阻不计的光滑U形金属导轨固定在绝缘斜面上。区域Ⅰ、Ⅱ中磁场方向均垂直斜面向上，Ⅰ区中磁感应强度随时间均匀增加，Ⅱ区中为匀强磁场。阻值恒定的金属棒从无磁场区域中a处由静止释放，进入Ⅱ区后，经b下行至c处反向上行。运动过程中金属棒始终垂直导轨且接触良好。在第一次下行和上行的过程中，以下叙述正确的是（　　） A．金属棒下行过b时的速度大于上行过b时的速度 B．金属棒下行过b时的加速度大于上行过b时的加速度 C．金属棒不能回到无磁场区 D．金属棒能回到无磁场区，但不能回到a处 12．（2023·山东·高考真题）足够长U形导轨平置在光滑水平绝缘桌面上，宽为，电阻不计。质量为、长为、电阻为的导体棒MN放置在导轨上，与导轨形成矩形回路并始终接触良好，I和Ⅱ区域内分别存在竖直方向的匀强磁场，磁感应强度分别为和，其中，方向向下。用不可伸长的轻绳跨过固定轻滑轮将导轨CD段中点与质量为的重物相连，绳与CD垂直且平行于桌面。如图所示，某时刻MN、CD同时分别进入磁场区域I和Ⅱ并做匀速直线运动，MN、CD与磁场边界平行。MN的速度，CD的速度为且，MN和导轨间的动摩擦因数为0.2。重力加速度大小取，下列说法正确的是（    ） A．的方向向上 B．的方向向下 C． D． 三、解答题 13．（17-18高二下·甘肃平凉·阶段练习）如图所示，固定在匀强磁场中的水平导轨ab、cd的间距L1=0.5m，金属棒ad与导轨左端bc的距离为L2=0.8m，整个闭合回路的电阻为R=0.2Ω，t=0时磁感应强度为B0=1T的匀强磁场竖直向下穿过整个回路。ad杆通过滑轮和轻绳连接着一个质量为m=0.04kg的物体，不计一切摩擦，现使磁场以=0.2T/s的变化率均匀地增大。（g=10m/s2）求： (1)感应电动势的大小和金属棒上电流的方向？ (2)经过多长时间物体刚好离开地面？ 14．（21-22高二下·福建三明·期中）如图所示，两根足够长的平行粗糙金属导轨、间距，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成角，N、Q两端接有的电阻。一金属棒垂直导轨放置，两端与导轨始终有良好接触，已知的质量，电阻，金属导轨动摩擦因数，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小。在平行于导轨向上的拉力作用下，以初速度沿导轨向上开始运动，可达到最大速度。运动过程中拉力的功率恒定不变，重力加速度。 （1）求最大速度时拉力的大小及拉力的功率P； （2）开始运动后，经速度达到，此过程中克服安培力做功，求该过程中沿导轨的位移大小x。 15．（24-25高二下·江西宜春·期中）如图所示，足够长的光滑平行金属导轨间距 虚线 （与导轨垂直）左侧为圆弧轨道，右侧为水平轨道，水平轨道间存在磁感应强度 、方向竖直向上的匀强磁场。质量 的金属棒甲垂直于导轨放在水平轨道上，质量 的金属棒乙垂直于导轨无初速度释放，释放处到水平面的距离 当金属棒乙刚好运动到 处时，给金属棒甲一个方向与导轨平行向左、大小 的初速度，最终两棒一起运动，两棒在运动过程中不会碰撞。已知金属棒甲和金属棒乙接入电路的电阻分别为 和 两金属棒与导轨始终接触良好且始终与导轨垂直，导轨电阻不计，不计金属棒通过（ 时损失的机械能，重力加速度g取 求： (1)金属棒乙刚好运动到 处的速度大小； (2)整个运动过程中通过金属棒乙的电荷量； (3)整个运动过程中金属棒甲上产生的焦耳热。 16．（23-24高二下·山东菏泽·期中）磁力刹车是为保证过山车在最后进站前的安全而设计的一种刹车形式，单匝刹车金属线框安装在过山车底部或两侧，过山车在轨道间的磁场作用下而减速。磁力刹车装置简化模型如图所示，在水平面上的两根平行直导轨间，有等距离分布的方向相反的竖直匀强磁场B1和B2，且（B为已知量），每个磁场分布区间的长都是L，相间排列。正方形刹车线框边长为L，电阻为R，以初始速度大小v0入磁场。已知过山车的质量为m，不计轨道摩擦和空气阻力，求： （1）线框ab边刚进入磁场时的电流大小I； （2）线框ab边刚进入磁场B2中时线框的速度v1； （3）线框ab边第一次刚达到磁场B1左边界时整个线框产生热量Q。 第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页 第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页 学科网（北京）股份有限公司 《第二章 电磁感应章末检测（能力提升）》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C B C D D C D C ABD BD 题号 11 12 答案 ABD BD 1．C 【详解】设PQ左侧线框电阻为，则右侧线框电路的电阻为，所以外电路的总电阻为 在PQ从靠近ad处向bc滑动的过程中，外电路电阻先增大后减小。 A．PQ中电流 可知PQ中电流先减小后增大，A错误； B．PQ中电流先减小后增大，内电压先减小后增大，PQ两端电压（电源的路端电压）先增大后减小，B错误； C．PQ做匀速运动，拉力等于安培力，即 拉力的功率 该功率先减小后增大，C正确； D．外电路的电阻 当PQ运动到中间位置时，外电路的电阻最大为，小于电源内阻，可得输出功率 输出功率随外电阻的变化如图所示 当内外电路电阻越接近，电源的输出功率越大；当内外电路电阻相等时，电源的输出功率最大。电源输出功率与外电阻的关系如图。在PQ从靠近ad处向bc滑动的过程中，外电阻与电源内阻的大小关系是先接近再远离所以线框消耗的电功率（电源输出功率）先增大后减小，D错误。 故选C。 2．B 【详解】在0~1s内，磁感应强度B向里均匀增加，则线框中产生感应电流，由楞次定律可得电流方向为逆时针，由法拉第电磁感应定律可得 恒定，则感应电流大小恒定；1~2s内，磁场不变，则线框中磁通量恒定，所以没有感应电流；2~4s内，图像斜率不变，感应电流不变，电流方向为顺时针；4~5s感应电流为零；5~6s感应电流与0~1s感应电流相同。 故选B。 3．C 【详解】A．时间内通过线圈的磁通量先是垂直于纸面向外减小后垂直于纸面向里增加，由楞次定律可知，该时间通过电阻R上的电流方向为由a到b，即为正，故A项错误； B．由 通过的电流为 故B项错误； C．电阻R两端的电压为 故C项正确； D．，磁通量的变化量为 故D项错误。 故选C。 4．D 【详解】根据安培定则可知，ab右侧产生的磁场方向垂直纸面向里，MN在安培力作用下向左运动，说明MN受到的安培力向左，由左手定则可知MN中电流N流向M，线圈L1中感应电流的磁场向下，由楞次定律可知，线圈L1中的磁场应该向上增强，或向下减弱，则线圈L2中的磁场向上增强，或向下减弱，由安培定则可知PQ中感应电方向由Q到P且增大，或PQ中感应电流方向由P到Q且减小，再由右手定则可知PQ可能向右加速运动或向左减速运动。 故选D。 5．D 【详解】A．图甲，将开关断开时，线圈与灯泡组成闭合回路，线圈由于自感产生感应电流，会阻碍原电流减小，灯泡A逐渐熄灭，故A错误； B．图乙，根据电磁驱动原理，当磁铁转动，铝框会同向转动，但磁铁比铝框转得快，故B错误； C．图丙，穿过塑料管的小磁体，只受重力作用，做的是自由落体运动。穿过铝管的小磁体，由于磁体在铝管中运动的过程中，铝管产生感应电流，则小磁体受到重力和向上的电磁阻力作用，小磁体在铝管中运动的加速度小于重力加速度，所以小磁体在塑料管中的运动时间小于在铝管中的运动时间，故C正确； D．图丁，磁场方向向上，电子感应加速器中电磁感应线圈中的电流由大变小，根据楞次定律，产生顺时针的涡旋电场，可使电子逆时针加速，故D正确。 故选D。 6．C 【详解】ABD．导体棒bc、ac做切割磁感线运动，产生感应电动势，根据右手定则，导体棒bc感应电动势的方向从b到c，导体棒ac感应电动势的方向从a到c，因三角形金属框abc逆时针转动过程中磁通量始终为零，故金属框中无感应电流；导体棒ab不切割磁感线，不产生感应电动势，故ab两点电势相等，综上有，，故A、B、D错误； C．根据法拉第电磁感应定律，导体棒bc产生的感应电动势大小 所以 因三角形金属框磁通量始终为零，故金属框中无感应电流，故C正确。 故选C。 7．D 【详解】A．根据楞次定律，甲线框进磁场的过程电流方向为顺时针，出磁场的过程中电流方向为逆时针，故A错误； B．甲线框刚进磁场区域时，合力为， 乙线框刚进磁场区域时，合力为， 可知； 故B错误； CD．假设甲乙都能完全出磁场，对甲根据动量定理有， 同理对乙有， 解得， 故甲恰好完全出磁场区域，乙完全出磁场区域时，速度大小不为0；由能量守恒可知甲、乙线框从刚进磁场区域到完全出磁场区域产生的焦耳热分别为， 即； 故C错误，D正确。 故选D。 8．C 【详解】A．根据牛顿第二定律 则a、b棒加速度大小相等，故A错误； B．对a、b棒，根据动量定理有 稳定时有 可得 联立解得 ， 故B错误； C．由能量守恒定律可知，动能的损失等于焦耳热，则电路中产生的焦耳热为 故C正确； D．对a，根据动量定理可得 联立解得 故D错误。 故选C。 9．ABD 【详解】A．由于金属棒MN运动过程切割磁感线产生感应电动势，回路有感应电流，产生焦耳热，金属棒MN的机械能不断减小，由于金属导轨光滑，所以经过多次往返运动，MN最终一定静止于OO'位置，故A正确； B．当金属棒MN向右运动，根据右手定则可知，MN中电流方向由M到N，根据左手定则，可知金属棒MN受到的安培力水平向左，则安培力做负功；当金属棒MN向左运动，根据右手定则可知，MN中电流方向由N到M，根据左手定则，可知金属棒MN受到的安培力水平向右，则安培力做负功；可知MN运动过程中安培力始终做负功，故B正确； C．金属棒MN从释放到第一次到达OO'位置过程中，由于在OO'位置重力沿切线方向的分力为0，可知在到达OO'位置之前的位置，重力沿切线方向的分力已经小于安培力沿切线方向的分力，金属棒MN已经做减速运动，故C错误； D．从释放到第一次到达OO'位置过程中，根据右手定则可知，MN中电流方向由M到N，故D正确。 故选ABD。 10．BD 【详解】线圈在进入磁场前，没有磁通量的变化，故没有感应电流产生；线圈在进入磁场的过程中，线圈右侧切割磁感线，根据楞次定律，产生的感应电流方向为逆时针 电流 安培力的大小 线圈的右侧受力，电流方向向上，根据左手定则，安培力方向向左； 在进入磁场的过程中，线圈的左右两侧都在切割磁感线 电流 方向为顺时针，线圈受到的安培力的合力大小为 安培力方向向左； 在进入磁场的过程中，线圈左侧切割磁感线 电流 方向为逆时针，安培力的大小 线圈的左侧受力，安培力方向向左，故AC错误，BD正确。 故选BD。 11．ABD 【详解】AB．在I区域中，磁感应强度为，感应电动势 感应电动势恒定，所以导体棒上的感应电流恒为 导体棒进入Ⅱ区域后，导体切割磁感线，产生一个感应电动势，因为导体棒到达点后又能上行，说明加速度始终沿斜面向上，下行和上行经过点的受力分析如图   设下行、上行过b时导体棒的速度分别为，，则下行过b时导体棒切割磁感线产生的感应电流为 下行过b时导体棒上的电流为 下行过b时，根据牛顿第二定律可知 上行过b时，切割磁感线的产出的感应电动势为 上行过b时导体棒上的电流为 根据牛顿第二定律可知 比较加速度大小可知 由于段距离不变，下行过程中加速度大，上行过程中加速度小，所以金属板下行过经过点时的速度大于上行经过点时的速度，AB正确； CD．导体棒上行时，加速度与速度同向，则导体棒做加速度减小的加速度运动，则一定能回到无磁场区。由AB分析可得，导体棒进磁场Ⅱ区（下行进磁场）的速度大于出磁场Ⅱ区（下行进磁场）的速度，导体棒在无磁场区做加速度相同的减速运动 则金属棒不能回到处，C错误，D正确。 故选ABD。 12．BD 【详解】AB．导轨的速度，因此对导体棒受力分析可知导体棒受到向右的摩擦力以及向左的安培力，摩擦力大小为 导体棒的安培力大小为 由左手定则可知导体棒的电流方向为，导体框受到向左的摩擦力，向右的拉力和向右的安培力，安培力大小为 由左手定则可知的方向为垂直直面向里，A错误B正确； CD．对导体棒分析 对导体框分析 电路中的电流为 联立解得 C错误D正确； 故选BD。 13．(1)0.08V，电流由a到d；(2)5s 【详解】(1)由法拉第电磁感应定律得 由楞次定律可以判断，金属棒上的电流由a到d。 (2)物体刚好离开地面时，其受到的拉力 F=mg 而拉力F又等于棒所受的安培力。即 mg=F安=BIL1 其中 解得 t=5s 14．（1）5N，10W；（2）0.6m 【详解】（1）当ab以最大速度运动时，产生的感应电动势大小为 通过ab的电流大小为 根据平衡条件可得此时拉力大小为 拉力的功率为 （2）对ab在时间内的运动，根据动能定理有 解得 15．(1)5m/s (2)3C (3)18J 【详解】（1）设金属棒乙运动到OO'处的速度为 v乙，根据机械能守恒定律有 解得v乙=5m/s （2）设最后两杆共同的速度为 v，根据动量守恒定律有 解得 v=2m/s 设乙的速度从 v乙变化到v的运动时间为，根据动量定理有 根据电流的定义式有 解得q=3C （3）根据能量守恒定律可知，整个运动过程中甲、乙中产生的总焦耳热为    解得Q=27 J 根据焦耳定律可知金属棒甲中产生的焦耳热 解得 16．（1）；（2）；（3） 【详解】（1）线框ab边刚进入磁场时，根据法拉第电磁感应定律有 由闭合电电路欧姆定律得 感应电流为 （2）线框ab边刚进入磁场B2中时，线框中的电荷量为 设此时线框的速度为v1，根据动量定理有 线框ab边刚进入磁场B2中时线框速度为 （3）线框ab边刚进入磁场B1到线框ab边第一次刚达到磁场B1左边界过程中 由能量守恒可知 解得 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $