章末检测试卷(第二章 电磁感应)（配套教参Word）-【步步高】2025-2026学年高二物理选择性必修第二册学习笔记（人教版 浙江专版）

本讲义聚焦电磁感应规律及应用这一核心知识点，系统梳理楞次定律判断感应电流方向、法拉第电磁感应定律计算感应电动势的基本原理，延伸至自感现象、涡流、电磁刹车等实际应用，构建从理论到实践的学习支架。 该资料特色在于结合高铁受电弓、眼动仪等真实情境命题，通过科学推理分析感应电流、电动势等物理量，培养科学思维，实验题设计强化科学探究能力。课中辅助教师检测学情，课后助力学生巩固知识、弥补薄弱环节。

章末检测试卷(第二章) [满分：100分] 一、选择题Ⅰ(本题共10小题，每小题3分，共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分) 1.(2024·江苏卷)如图所示，在绝缘的水平面上，有闭合的两个线圈a、b，线圈a处在匀强磁场中，现将线圈a从磁场中匀速拉出，线圈a、b中产生的感应电流方向分别是(　　) A.顺时针，顺时针 B.顺时针，逆时针 C.逆时针，顺时针 D.逆时针，逆时针 答案　A 解析　线圈a从磁场中匀速拉出的过程中，穿过a线圈的磁通量在减小，根据楞次定律可知a线圈中的电流方向为顺时针，由于线圈a从磁场中匀速拉出，则a中产生的电流为恒定电流，线圈a靠近线圈b的过程中通过线圈b的磁通量在向外增大，同理可得线圈b中产生的电流方向为顺时针。故选A。 2.如图所示，我国高铁车厢上方的“受电弓”沿着高压(25 kV)接触线滑行，为电力机车提供稳定的电能。然而在有冻雨或者电线结冰等气象条件下，受电弓和接触线之间往往会接触不良，导致受电弓在高速滑行的过程中容易出现冲击和离线状态，甚至会跳出电火花。这些电火花产生的原因是(　　) A.摩擦生热 B.电线上的静电放出 C.受电弓的通电瞬间的自感现象 D.受电弓的断电瞬间的自感现象 答案　C 解析　由于接触不良，会导致受电弓与车厢发生短暂分离，再次与车厢接触时，通电会产生瞬间的自感现象，从而产生电火花。故选C。 3.(2024·杭州市高二期中)某眼动仪可以根据其微型线圈在磁场中随眼球运动时所产生的电流来追踪眼球的运动。若该眼动仪线圈面积为S，匝数为N，处于磁感应强度为B的匀强磁场中，线圈平面最初平行于磁场，经过时间t1后线圈平面逆时针转动至与磁场夹角为θ处，则在这段时间内，线圈中产生的平均感应电动势的大小和感应电流的方向(从左往右看)为(　　) A.，逆时针 B.，逆时针 C.，顺时针 D.，顺时针 答案　A 解析　经过时间t1，面积为S的线圈平面逆时针转动至与磁场夹角为θ处，磁通量变化量为ΔΦ＝BSsin θ，由法拉第电磁感应定律，线圈中产生的平均感应电动势的大小为E＝N，由楞次定律可判断出感应电流方向为逆时针方向，故选A。 4.英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发涡旋电场。如图甲所示，一个半径为R的绝缘细圆环水平放置，环内存在竖直向上的匀强磁场，环上套一电荷量为q的带正电小球。已知磁感应强度随时间变化图像如图乙所示。若小球在环上运动一周，则涡旋电场对小球的作用力所做功的大小是(　　) A.0 B. C. D. 答案　C 解析　若小球在环上运动一周，可将圆环看成一导电回路，根据题图乙可得感应电动势为U＝S＝，小球在环上运动一周，则涡旋电场对小球的作用力所做功的大小为W＝qU＝，故选C。 5.(2024·绍兴一中高二月考)在如图所示的磁场中，把圆形闭合线圈从S1位置水平匀速右移到S2位置，下列说法正确的是(　　) A.S2处的磁感应强度比S1处的大 B.穿过线圈的磁通量变大 C.线圈中会产生感应电流 D.线圈中的电流大小恒定 答案　C 解析　由图可知S2处的磁感线比S1处的稀疏，因此S2处的磁感应强度比S1处的小，A错误；由于线圈面积不变，S2处的磁感应强度比S1处的小，因此穿过线圈的磁通量变小，B错误；因为磁通量发生变化，所以线圈中会产生感应电流，但是变化不是均匀的，所以产生的不是恒定电流，C正确，D错误。 6.某同学利用如图所示电路研究自感现象。A1和A2是两个完全相同的电流传感器，L为直流电阻RL很小的自感线圈，滑动变阻器接入电路的阻值R>RL，E为电源(内阻不可忽略)。在t1时刻闭合开关，t2时刻断开开关，电流传感器A2中电流随时间变化的图像可能正确的是(　　) 答案　A 解析　闭合开关，A2瞬间有电流，而由于自感线圈L的自感作用，通过A1的电流逐渐增大；由于R>RL，所以电路稳定后，通过A2的电流会变小，且通过A1的电流I1大于通过A2的电流I2；当断开开关，由于线圈自感阻碍自身电流变化，通过A1的电流将逐渐减小，但方向不变，产生的感应电流流过A2，所以流过A2的电流与原来的方向相反，大小从I1慢慢减小最后为0，故选A。 7.为了研究电磁刹车，某实验小组让一正方形金属导线框在光滑绝缘水平面内以v0＝2 m/s的初速度进入匀强磁场区域，如图所示。已知正方形金属导线框的总电阻为0.2 Ω、边长为1 m、质量为0.2 kg，匀强磁场的磁感应强度大小B＝0.2 T，从线框进入磁场开始，下列说法正确的是(　　) A.线框先做匀减速运动后做匀速运动 B.线框完全进入磁场时的速度大小v1＝1.0 m/s C.在线框进入磁场的过程中，线框中产生的焦耳热为0.4 J D.在线框进入磁场的过程中，通过线框某横截面的电荷量为2 C 答案　B 解析　由楞次定律及左手定则可知线框进入磁场后受向左的安培力作用，做减速运动，则有F＝BIL＝BL＝＝ma，则线框先做加速度减小的减速运动；全部进入后，无感应电流，则安培力为0，线框做匀速运动，故A错误； 线框完全进入磁场时，根据电流的定义式有q＝t＝t＝＝1 C，根据动量定理有－BLt＝mv1－mv0，解得v1＝1.0 m/s，故B正确，D错误；在线框进入磁场的过程中，根据功能关系有Q＝mm，解得线框中产生的焦耳热为Q＝0.3 J，故C错误。 8.如图所示，ab和cd是位于水平面内足够长的光滑平行金属轨道，轨道间距为L＝0.2 m，ac之间连接一阻值R＝3 Ω的电阻，其余电阻可忽略不计，空间有垂直导轨平面向下的匀强磁场，已知磁感应强度B随时间t的关系为B＝kt，比例系数k＝0.2 T/s，t＝0时刻，金属杆紧靠在ac端，在外力作用下，由静止开始以恒定加速度a＝1 m/s2向右滑动，则t＝3 s时回路中电流大小为(　　) A.0.06 A B.0.12 A C.0.18 A D.0.24 A 答案　C 解析　t＝3 s时磁感应强度为Bt＝kt＝0.6 T，金属杆的速度为v＝at＝3 m/s，在t＝3 s时刻，金属杆与初始位置的距离为x＝at2＝4.5 m，这时，杆与导轨构成的回路的面积为S＝xL＝0.9 m2，此时金属杆产生的感应电动势为E＝S＋BtLv＝0.54 V，由闭合回路欧姆定律，有I＝＝0.18 A，故选C。 9.(2024·温州市乐清知临中学高二开学考试)在光滑的水平地面上方，有两个磁感应强度大小均为B，方向相反的水平匀强磁场，如图所示，PQ为两个磁场的分界线，磁场范围足够大。一个半径为r、质量为m、电阻为R的金属圆环垂直磁场方向，以速度v从图实线所示位置向右运动，当圆环运动到直径刚好与边界线PQ重合时，圆环的速度为v，则下列说法正确的是(　　) A.此时圆环中的电流沿顺时针方向 B.此时圆环的加速度为 C.此过程中通过圆环截面的电荷量为 D.此时圆环中的电功率为 答案　D 解析　由楞次定律可知，此时感应电流为逆时针方向，故A错误；左右两边圆环均切割磁感线，故感应电动势的大小为E＝2B×2r×v＝Brv，感应电流大小为I＝，故其所受安培力大小为F＝2B×2r×I＝ 加速度a＝，故B错误；此过程中圆环磁通量的变化量为ΔΦ＝Bπr2，电荷量为q＝t＝·t＝，故C错误；此时圆环的电功率为P＝I2R＝，故D正确。 10.(2023·浙江省高二期中)如图，水平地面上方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，两个用相同材料、相同粗细的导线绕制的单匝闭合正方形线圈1和2，其边长L1＝2L2，在距磁场上界面h高处由静止开始自由下落，再逐渐完全进入磁场，最后落到地面。运动过程中，线圈平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界。设线圈1、2落地时的速度大小分别为v1、v2，在磁场中运动时产生的热量分别为Q1、Q2，不计空气阻力，则(　　) A.v1<v2，Q1<Q2 B.v1＝v2，Q1＝ Q2 C.v1<v2，Q1>Q2 D.v1>v2，Q1<Q2 答案　C 解析　线圈从同一高度下落，到达磁场边界时具有相同的速度v，切割磁感线产生感应电流，受到的安培力大小为F＝，由电阻定律有R＝ρ，(ρ为材料的电阻率，L为线圈的边长，S为导线的横截面积)，线圈的质量为m＝ρ0S×4L，(ρ0为材料的密度)，当线圈的下边刚进入磁场时其加速度为a＝＝g－＝g－，线圈1和2进入磁场的过程先同步运动，当线圈2刚好全部进入磁场中时，线圈1由于边长较长还没有全部进入磁场，线圈2完全进入磁场后做加速度为g的匀加速运动，而线圈1仍先做加速度小于g的变加速运动，完全进入磁场后再做加速度为g的匀加速运动，而线圈2做匀加速直线运动的位移较大，所以落地速度关系为v1<v2。由能量守恒定律可得Q＝mg(h＋H)－mv2，(H是磁场区域的高度)，因为m1>m2，v1<v2，所以Q1>Q2，故选C。 二、选择题Ⅱ(本题共3小题，每小题4分，共12分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不选全的得2分，有选错的得0分) 11.高频焊接原理示意图如图所示，线圈通以高频交流电，金属工件的焊缝中就产生大量焦耳热，将焊缝熔化焊接，下列情况中能使焊接处消耗的电功率增大的是(　　) A.其他条件不变，增大交流电的电压 B.其他条件不变，增大交流电的频率 C.感应电流相同的条件下，增大焊接处的接触电阻 D.感应电流相同的条件下，减小焊接处的接触电阻 答案　ABC 解析　增大交流电的电压，其他条件不变，则线圈中电流增大，磁通量变化率增大，因此产生的感应电动势增大，感应电流也增大，那么焊接处消耗的电功率增大，故A正确；高频焊接利用高频交流电产生高频交变磁场，在焊接的金属工件中产生感应电流，根据法拉第电磁感应定律可知，电流变化的频率越高，磁通量变化频率越高，产生的感应电动势越大，感应电流越大，焊缝处消耗的电功率越大，故B正确；感应电流相同条件下，增大焊接缝的接触电阻，由P＝I2R可知焊缝处消耗的电功率增大，故C正确，D错误。 12.如图所示，长直导线与心形金属线框放在光滑绝缘的水平面上，且长直导线与心形线框的对称轴MN垂直。当长直导线中通以图示方向的电流I，且电流增大时，下列关于心形线框的说法正确的是(　　) A.线框有面积扩大的趋势 B.线框中产生逆时针方向的感应电流 C.线框在水平面内沿逆时针方向旋转 D.线框沿垂直于直导线方向向右平动 答案　BD 解析　直导线中的电流增大，金属线框中向里的磁通量增大，由楞次定律知，线框有面积缩小的趋势，线框中产生逆时针方向的感应电流，故A错误，B正确；由对称性知，线框对称轴MN上、下两部分受到平行于直导线方向上安培力的合力为零，金属线框受到安培力沿对称轴向右，线框沿垂直于直导线方向向右平动，故C错误，D正确。 13.如图所示，一个水平放置的“∠”形光滑金属导轨固定在方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，ab是粗细、材料与导轨完全相同的导体棒，导体棒与导轨接触良好。在外力作用下，导体棒以恒定速度v向右平动，导体棒与导轨一边垂直，以导体棒在图中所示位置的时刻作为计时起点，则下列关于回路中感应电动势E、感应电流I、导体棒所受外力的功率P和回路中产生的焦耳热Q随时间变化的图像正确的是(　　) 答案　AC 解析　设“∠”形导轨的夹角为θ，经过时间t，导体棒的水平位移为x＝vt，导体棒切割磁感线的有效长度L＝vt·tan θ，所以回路中感应电动势E＝BLv＝Bv2t·tan θ，感应电动势与时间t成正比，A正确；相似三角形的三条对应边长之比为定值，故组成回路的三角形导轨总长度与时间成正比，则组成回路的电阻与时间成正比，而感应电动势与时间也成正比，故感应电流大小与时间无关，为定值，B错误；导体棒匀速移动，外力F与导体棒所受安培力为一对平衡力，故外力的功率P＝Fv＝BILv＝BIv2t·tan θ，与时间t成正比，C正确；回路中产生的焦耳热Q＝I2Rt，回路电阻R与t成正比，故焦耳热Q与t2成正比，D错误。 三、非选择题(本题共5小题，共58分) 14.(14分)Ⅰ.(8分)(2024·嘉兴市高二期末)(1)(4分)在物理课堂上，某学习小组探究“影响感应电流方向的因素”实验时，操作动作和电流计指针偏转方向如图甲所示，如果改变条形磁铁方向让S极向下迅速插入线圈，则电流计偏转方向为　　　　　(填“左偏”“右偏”或“不偏转”)。  (2)(4分)某小组利用如图乙所示电路研究自感线圈L对小灯泡亮暗变化的影响，已知线圈自身电阻几乎为0，A、B是两个相同的小灯泡，下列说法正确的是　　　。  A.闭合开关，A、B灯均立刻亮，A灯亮度不再变化 B.闭合开关，A灯立刻亮，B灯先不亮，然后逐渐亮起来 C.电路稳定后断开开关，A灯立刻熄灭，B灯由不亮变亮再熄灭 答案　(1)左偏　(2)C 解析　(1)如果改变条形磁铁方向让S极向下迅速插入线圈，即磁场方向改变，则电流方向相反，所以电流计指针左偏； (2)闭合开关S后，灯泡A、B同时变亮，之后由于线圈的通电自感，且其电阻几乎为零，则灯泡B缓慢熄灭，灯泡A的亮度逐渐变更亮，故A、B错误；闭合开关，电路稳定后，再断开S，灯泡A立即熄灭，但由于线圈的断电自感，则灯泡B由暗变亮，再逐渐熄灭，故C正确。 Ⅱ. (6分)在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中， (1)(2分)为了完成实验，下列实验器材中不必要的是　　　　；  (2)(2分)在实验探究过程中，将条形磁体N极向下插入线圈，根据灵敏电流计指针偏转方向可知感应电流的方向，现要知道线圈中感应电流产生磁场的方向，则　　　　(填“需要”或“不需要”)弄清线圈导线的绕向；  (3)(2分)根据实验结果填写表格，比较表中数据发现：当穿过线圈的磁通量减小时　　　　。  A.感应电流的磁场与磁体磁场的方向相同，它阻碍了磁通量的减小 B.感应电流的磁场与磁体磁场的方向相同，它有助于磁通量的减小 C.感应电流的磁场与磁体磁场的方向相反，它阻碍了磁通量的减小 D.感应电流的磁场与磁体磁场的方向相反，它有助于磁通量的减小 答案　(1)B　(2) 需要　(3)A 解析　(1)线圈是实验必要的，A不符合题意；滑动变阻器不是实验必要的，B符合题意；探究指针偏转方向与电流方向关系时，20 kΩ定值电阻为连接电源和灵敏电流计的保护电阻，是实验必要的，C不符合题意；灵敏电流计是实验必要的，D不符合题意。 (2)在实验探究过程中，将条形磁铁N极向下插入线圈，根据灵敏电流计指针偏转方向可知感应电流的方向，现要知道线圈中感应电流产生磁场的方向，则需要弄清线圈导线的绕向。 (3)当穿过线圈的磁通量减小时，感应电流的磁场与磁体磁场的方向相同，它阻碍了磁通量的减小，故选A。 15.(8分)如图所示，固定在匀强磁场中的水平导轨间距L1＝0.5 m，金属棒ad与导轨左端bc的距离为L2＝0.8 m，整个闭合回路的电阻为R＝0.2 Ω，匀强磁场竖直向下穿过整个回路。ad棒通过滑轮和轻绳连接着一个质量为m＝3 kg的物体，不计一切摩擦，磁感应强度随时间t变化的规律是B＝(1＋2t) T(重力加速度g＝10 m/s2)。 (1)(3分)求感应电动势的大小和金属棒上电流的方向； (2)(5分)求经过多长时间物体刚好离开地面。 答案　(1)0.8 V　电流由a到d　(2)7 s 解析　(1)由法拉第电磁感应定律得 E＝L1L2＝0.8 V 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B＝(1＋2t)T，I＝ 解得t＝7 s 16.(11分)(2024·浙江省高二期末)有人设计了一种可测速的跑步机，测速原理如图所示，该机底面固定有间距为L、长度为d的平行金属电极。电极间充满磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，且接有电压表和阻值为R的电阻。绝缘橡胶带上镀有间距为d的平行细金属条，金属条电阻为0.5R，磁场中始终仅有一根金属条，且与电极接触良好，不计金属电极和其余导线的电阻，若橡胶带匀速运动，电压表读数为U，求： (1)(3分)一根金属条经过磁场区域时受的安培力的大小； (2)(4分)橡胶带匀速运动的速率； (3)(4分)若从某根金属条刚进入磁场区域开始计时，一段时间R上产生热量Q＝，则一共有几根金属条通过磁场区域。 答案　(1)　(2)　(3)9 解析　(1)根据题意可知，流过金属条的电流为I＝ 则安培力的大小为F安＝BIL＝； (2)设橡胶带匀速运动的速率为v，根据法拉第电磁感应定律，可知E＝BLv 根据闭合回路的欧姆定律，可知U＝E＝BLv 解得v＝； (3)每根金属条经过磁场区域整个电路产生的热量为Q总＝W克安＝F安d＝ 电阻R上产生的热量为Q'＝Q总＝ 设一共有n根金属条通过磁场区域，则Q＝nQ' 解得n＝9 则一共有9根金属条通过磁场区域。 17.(11分)(2025·浙江北斗星盟高二联考)某一升降装置如图。两足够长平行光滑金属导轨间距为L＝1 m，处在竖直向上的匀强磁场中，初始时磁感应强度B0为1 T。导体棒cd通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮与货架上的一重物相连，绳平行于导轨平面且垂直cd。ab棒在cd棒左侧，两棒均垂直导轨放置。初始时两棒间距d＝8 m，绳子恰好被拉直。两导体棒的质量均为m＝2 kg，导体棒ab的阻值为r1＝1 Ω，导体棒cd的阻值为r2＝3 Ω，重物质量M＝4 kg，导轨电阻不计，不计滑轮摩擦与质量，重力加速度g取10 m/s2。 (1)(3分)若磁感应强度不变，施加外力使得导体棒ab向左从静止开始做匀加速直线运动，加速度a为8 m/s2，求经过多久重物与货架脱离。 (2)(4分)若固定导体棒ab，保持磁场方向不变，大小随时间均匀增大，若经过1 s后重物与货架脱离，求磁感应强度随时间的变化率k。 (3)(4分)货架年久失修，重物下方货架突然断裂。重物下落初速度为0。重物到地面的距离足够高。经过足够长时间后，最终两棒将以相同加速度a'一起做匀加速运动，大小为5 m/s2。 ①两棒一起匀加速后某时刻棒ab的速度v1为120 m/s，求此时棒cd的速度大小v2； ②求此时棒ab的发热功率。 答案　(1)20 s　(2)4 T/s　(3)①160 m/s　②100 W 解析　(1)重物刚好脱离时导体棒cd受到的安培力等于重物重力，即B0I1L＝Mg 回路中电流为I1＝ 又v＝at1，解得t1＝20 s (2)重物刚好脱离时导体棒cd受到的安培力等于重物重力，即BI2L＝Mg，且B＝B0＋kt 回路中感应电动势为 E2＝S＝dL＝kdL 回路中电流为I2＝ 解得k＝4 T/s (3)①匀加速运动时，回路中感应电动势E3＝B0L(v2－v1) 对cd与重物的整体，根据牛顿第二定律Mg－B0I3L＝(m＋M)a' 回路中电流为I3＝，解得v2＝160 m/s，I3＝10 A ②棒ab的发热功率为P＝r1＝100 W。 18.(14分)(2024·舟山市高二期末)如图甲所示，将两根足够长、间距为L的平行光滑金属导轨固定在同一水平面内，左端接一阻值为R的电阻，与导轨垂直的虚线ef右边区域存在方向竖直向下的匀强磁场，质量为m、电阻也为R的金属杆PQ静止在导轨上。现对杆施加一水平向右的恒定拉力F，经过时间t0，杆进入磁场，并开始做匀速直线运动，杆始终与导轨垂直并接触良好，不计导轨的电阻。 (1)(5分)求匀强磁场的磁感应强度大小B0； (2)(5分)若杆进入磁场后的某时刻撤去拉力，杆运动的速度与此后的位移关系图像如图乙所示，求0~x0与x0~2x0两个过程中电阻R产生的热量之比Q1∶Q2； (3)(4分)若杆在磁场内运动L0后(记为0时刻)撤去拉力，同时改变磁场，使杆仍以原速率做匀速直线运动，求磁场随时间变化的函数关系(可以用B0表示)。 答案　(1)　 (2)3∶1　(3)B＝或B＝0 解析　(1)设杆进入磁场前的加速度为a，进入磁场时的速度为v0 F＝ma v0＝at0 杆在磁场中做匀速运动时，则F＝B0IL I＝ E＝B0Lv0 联立解得B0＝； (2)撤去拉力后，由图乙可知，杆在x＝x0处的速度大小为v＝ 由能量关系，在0~x0过程中，电阻R产生的热量Q1＝mmv2) 在x0~2x0过程中，电阻R产生的热量 Q2＝mv2) 解得； (3)由于杆仍以原速率做匀速直线运动，则磁通量不变，可得： B0L0L＝BL(L0＋v0t) F＝ma，v0＝at0 求得B＝。 当B＝0时，杆不受安培力，同样做匀速直线运动 学科网（北京）股份有限公司 $