第二章 电磁感应 单元检测试卷 -2026-2027学年高二下学期物理人教版选择性必修第二册
2026-09-10
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摘要:
**基本信息**
2026年人教版物理选择性必修第二册电磁感应单元卷,以科技情境与实验探究为特色,覆盖电磁感应核心知识,适配单元复习,助力物理观念与科学思维培养。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择题|10题/46分|感应电流方向、电动势计算、涡流等|结合圆盘发电机(第1题)、NFC器件(第5题)等科技情境,考查模型建构与科学推理|
|非选择题|5题/54分|实验探究(楞次定律)、综合计算(安培力、能量)|实验题(第11、12题)注重证据获取,计算题(第14、15题)以导体棒运动为载体,融合运动与相互作用观念、能量观念|
内容正文:
2026年物理人教版选择性必修第二册第二章电磁感应单元检测试卷
满分:100 分 考试时间:75 分钟
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1.圆盘发电机的示意图如图所示,铜盘安装在水平的铜轴上,它的盘面恰好与匀强磁场垂直,两块铜片、分别与转动轴和铜盘的边缘接触。若铜盘的半径为,匀强磁场的磁感应强度为,回路的总电阻为,当铜盘以恒定的角速度沿顺时针方向匀速转动时,回路中的感应电流为( )
A.0 B. C. D.
2.如图为法拉第圆盘实验的示意图,金属铜圆盘下侧处在匀强磁场中,其磁感应强度大小为B,方向水平向右,电刷C与铜盘边缘接触良好,O、C两端与电阻R相连,其余电阻不计。已知圆盘的半径为r,金属圆盘沿图示方向绕金属轴匀速旋转,其角速度为。下列说法正确的是( )
A.若圆盘按照图示方向转动,则C点电势比O点电势低
B.圆盘O、C点间产生的感应电动势为
C.电阻R中会有正弦式交变电流流过
D.若将电刷C向O向上靠近一小段距离,流过电阻R的电流强度会变大
3.下列可以使圆环中产生逆时针方向感应电流的是( )
A.圆环沿平行于导线方向运动 B.圆环绕圆心顺时针旋转
C.减小导线N中的电流 D.导线N稍微向圆环靠近
4.考试时,监考教师使用手持金属探测器对进入考场的考生进行检查,如题图所示,该探测器涉及的基本原理是( )
A.涡流 B.静电感应
C.电磁阻尼 D.电磁驱动
5.近场通信(NFC)器件应用电磁感应原理进行通讯,其天线类似一个压平的线圈,线圈尺寸从内到外逐渐变大。如图所示,一正方形NFC线圈共3圈,其边长分别为1.2cm、1.4cm和1.6cm,图中线圈外线接入内部芯片时与内部线圈绝缘。若匀强磁场垂直通过此线圈,磁感应强度变化率为104T/s,则线圈产生的感应电动势最接近( )
A.3.10V B.4.20V C.5.96V D.0.44V
6.下列四幅图对应的场景中,没有用到静电屏蔽原理的是( )
A.三条高压输电线上方还架有与大地相连的两条导线
B.高频冶炼炉
C.穿戴含有金属织物的衣服工作
D.金属编织网包裹着导体线芯
7.如图所示,左侧有一垂直纸面向外的磁场,一个线圈的两个端点、与内阻很大的电压表相连,线圈内磁通量变化的规律满足,在的时间内( )
A.线圈有缩小的趋势 B.电压表的示数不变
C.电压表的示数先增大后减小 D.线圈中有顺时针方向的感应电流
8.电吉他的工作原理是在琴身上装有线圈,线圈附近被磁化的琴弦振动时,会使线圈中的磁通量发生变化,从而产生感应电流,再经信号放大器放大后传到扬声器。其简化示意图如图所示。则当图中琴弦向左远离线圈时( )
A.穿过线圈的磁通量减小 B.线圈中产生感应电流
C.琴弦受向左的安培力 D.线圈有扩张趋势
9.如图甲,虚线框内存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示,一固定的金属线圈abcd有部分处于磁场中。则线圈中产生的电动势、电流、线圈发热功率线框受到的安培力与时间的关系可能正确的是( )
A.B.C.D.
10.如图甲,一光滑金属导轨固定于水平面内,Oa与Ob夹角为,空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场。一长直导体棒在外力作用下垂直于Oa向左运动,在从PQ运动到MN的过程中,其速度的倒数与棒距PQ距离x的关系如图乙所示。已知导体棒质量为m,磁感应强度为B,,,除电阻R外其余电阻不计,导体棒与导轨接触良好,,。则( )
A.流过导体棒的电流恒为 B.导体棒运动的时间为
C.通过回路的电荷量为 D.外力做功为
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
11.某同学利用如图1所示实验装置来完成“探究影响感应电流方向的因素”的实验。
(1)下表为该同学记录的实验现象:
序号
磁体磁场的方向(正视)
磁体运动情况
指针偏转情况
感应电流的磁场方向(正视)
1
向下
插入线圈
向左
向上
2
向下
拔出线圈
向右
向下
3
向上
插入线圈
向右
向下
4
向上
拔出线圈
向左
向上
①分析上述4组实验记录的感应电流的磁场方向与原磁场方向,可得结论是感应电流的磁场总要____________。
②已知当电流从正接线柱流入电流表时,指针向右摆动。如图2所示实验中该同学将磁体某极向下从线圈上方插入线圈时,发现电流表的指针向右偏转,则磁体的下端为______极(填“N”或“S”)。
(2)该同学为了进一步研究实验,设计图3所示实验装置。其中甲、乙为两个完全相同的电流表。已知闭合开关后,当滑动变阻器的滑片不动时,甲、乙两个电流表指针位置如图3所示。若要使电流表乙的指针向右偏转。则进行的操作可能为________。
A.闭合开关,等电路稳定后再断开开关的瞬间
B.断开开关,等电路稳定后再闭合开关的瞬间
C.滑动变阻器的滑片向端迅速滑动
D.滑动变阻器的滑片向端迅速滑动
12.为探究影响感应电流方向的因素,“荀子实验小组”的同学们做了如下的实验。
(1)同学们首先用如图甲的实验装置进行探究,所用电流表指针偏转方向与电流方向间的关系为:当电流从“+”接线柱流入电流表时,指针向右偏转。
将条形磁铁按如图甲方式极向下插入螺线管时,发现电流表的指针向右偏转。说明螺线管中感应电流在螺线管内部产生的磁场方向与条形磁铁在螺线管内部产生磁场方向_____(填“相同”或“相反”);
(2)同学们又用如图乙所示的器材进行探究。发现为了使小灯泡能短暂发光,应将如图所示的N极向下的条形磁铁快速_____(选填“向下插入”或“向上拔出”)。同学们还发现条形磁铁运动越快,小灯泡发光的亮度就越大,这说明感应电动势随_____(选填“通量”、“磁通量的变化量”或“磁通量的变化率”)的增大而增大;
(3)实验结束后,实验小组的同学们又结合教材中自感实验做了如下实验。如图丙所示,将两条支路分别接上电流传感器(可以测出电流大小,且内阻忽略不计),已知灯泡电阻不变且阻值为。闭合开关后,流过两个电流传感器的图像如图丁所示。由图可知:
①流过灯泡的电流是_____(选填“”或“”);
②线圈的直流电阻_____(选填“大于”“等于”或“小于”)灯泡电阻。
13.一发光玩具通过按压可使其发光,其内部原理电路简化图如图所示,匝的圆形导线圈与一小指示灯在、间相连形成回路,回路的总阻值,线圈处于磁感应强度大小、方向垂直其所在平面向里的匀强磁场中。开始时线圈的有效面积,某次按压按键时,在内线圈的有效面积均匀减小至,求:
(1)该次按压按键时线圈产生的感应电动势大小;
(2)整个线圈在内产生的焦耳热。
14.如图甲所示,电阻R=3Ω,导体棒AB的电阻r=3Ω,AB垂直放在倾角α=37°足够长的光滑平行导轨上。AB的长度等于导轨宽度为L=10cm,PQCD区域内有垂直于导轨平面的匀强磁场,该区域面积S=0.6m2,匀强磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示。将AB在t=0时由静止释放,在t=1s时进入磁场区域,并恰好做匀速直线运动,重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,导轨电阻不计,不计空气阻力。求:
(1)AB与PQ的距离;
(2)AB进入磁场时的感应电动势;
(3)在前1.5s内电路中产生的内能。
15.如图所示,足够长的固定粗糙绝缘斜面,倾角为,平行于斜面底边的边界PQ 下侧有垂直斜面向下的匀强磁场,磁感应强度为。一质量为 的U型金属框静置于斜面上,其中 MN边长,处在磁场中与斜面底边平行,框架与斜面间的动摩擦因数为 框架电阻不计且足够长。质量 电阻的金属棒ab横放在U形金属框架上从静止释放,释放位置与边界 PQ 上方距离为d=0.75m。已知金属棒在框架上无摩擦地运动,且始终与框架接触良好,设框架与斜面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取,(,)求:
(1)金属棒ab刚进入磁场时,框架MN边受到的安培力;
(2)金属棒ab刚进入磁场时,框架的加速度大小a;
(3)金属棒 ab进入磁场最终达到稳定运动时,金属棒重力的功率P。
试卷第1页(共3页)
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参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
B
C
A
C
B
B
ABD
BD
BD
1.C
【详解】当铜盘以恒定的角速度沿顺时针方向匀速转动时,闭合电路中的部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时,会产生感应电流,回路中的感应电动势
则回路中的感应电流为
故选C。
2.B
【详解】A.若圆盘按照图示方向转动,将圆盘看作无数细小辐条,根据右手定则可知,C点电势较高,A错误;
B.圆盘在转动时可看作无数相同的并联的辐条在转动切割磁感线,所产生的感应电动势满足
代入得
B正确;
C.电阻中的电流方向始终不变,不是正弦式交变电流,C错误;
D.根据产生的感应电动势
若将向靠近一小段距离,有效切割长度变小,回路中产生的感应电动势变小,流过电阻的电流强度会变小,D错误;
故选B。
3.C
【详解】A.圆环沿平行于导线方向运动,穿过圆环的磁通量不变,过圆环中不会产生感应电流,故A错误;
B.圆环绕圆心顺时针旋转,穿过圆环的磁通量不变,过圆环中不会产生感应电流,故B错误;
C.减小导线N中的电流,根据右手螺旋定则可知,穿过圆环的磁通量向外减小,根据楞次定律可知,圆环中产生逆时针方向感应电流,故C正确;
D.导线N稍微向圆环靠近,根据右手螺旋定则可知,穿过圆环的磁通量向外增大,根据楞次定律可知,圆环中产生顺时针方向感应电流,故D错误。
故选C。
4.A
【详解】金属探测器是通过交流电产生的变化磁场在金属处产生涡流的基本原理。
故选A。
5.C
【详解】根据法拉第电磁感应定律可得
故选C。
6.B
【详解】A.三条高压输电线上方架着的与大地相连的两条导线与大地组成了一个稀疏的金属“网”,使高压线免遭雷击,利用了静电屏蔽原理,故A错误;
B.高频冶炼炉利用了电磁感应原理,故B正确;
C.工人穿戴含有金属织物的衣服工作,可以避免人触电,利用了静电屏蔽原理,故C错误;
D.金属编织网包裹着导体线芯,利用了静电屏蔽原理来免遭干扰,故D错误。
故选B。
7.B
【详解】AD.由楞次定律可知线圈中将产生逆时针方向的感应电流,线圈有扩大的趋势,AD错误;
BC.题意可知线圈内的磁通量均匀减少,则线圈产生的感应电动势大小不变,故电压表的示数不变,B正确,C错误;
故选B。
8.ABD
【详解】琴弦向左远离线圈时,穿过线圈的磁通量减少,线圈中产生感应电流,根据楞次定律推论“来拒去留”,可知琴弦受到向右的安培力,由“增缩减扩”可知线圈有扩张趋势。
故选ABD。
9.BD
【详解】A.设线圈处于磁场中的面积为,根据法拉第电磁感应定律得
可知在图像中,前半个周期与后半个周期内,磁感应强度的变化率均为一个定值,一负一正,表明感应电动势的方向相反,故A错误;
B.结合上述可知,前半个周期与后半个周期内,感应电动势的大小相等,方向相反,根据闭合电路欧姆定律可知,前半个周期与后半个周期内,感应电流的大小相等,根据楞次定律可知,感应电流方向先沿顺时针,后沿逆时针,方向相反,故B正确;
C.结合上述可知,感应电流的大小一定,根据可知,发热功率恒定,故C错误;
D.前半个周期与后半个周期内,感应电动势的大小相等,方向相反,根据可知安培力大小与磁感应强度大小成正比,根据左手定则可知,在一个周期内安培力方向先向左后向右,再向左最后向右,故D正确。
故选BD。
10.BD
【详解】由图乙可知,导体棒运行的速度与位移的关系为
A.由于Oa与Ob夹角为,当位移为x时,回路中产生的感应电动势
代入数据可得
回路中的电流
故A错误;
B.在图像中,图线与横轴围成的面积等于所用时间,可知
故B正确;
C.通过回路的电荷量
故C错误;
D.根据能量守恒可知,外力做的功一部分转化为导体棒的动能,一部分转化为焦耳热,即
故D正确。
故选BD。
11.(1) 阻碍引起感应电流的磁通量的变化 S
(2)AC
【详解】(1)[1]由该同学记录的实验现象可知,1、3磁铁向下和向上插入线圈,则穿过闭合回路的磁通量增大时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反。2、4磁铁向下和向上拔出线圈,则穿过闭合回路的磁通量减小时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同。由此得出的结论是感应电流的磁场,总是阻碍原磁场磁通量的变化。
[2]根据题意可知,感应电流方向为顺时针(俯视图),感应电流引起的磁场向上,条形磁铁的磁通量竖直向上增加,所以条形磁体的下端为S极。
(2)A. 闭合开关后,线圈A中的电流方向是从上到下,电流表甲中的电流从正极流向负极,指针向右偏转,断开开关瞬间,线圈A中电流减小,穿过线圈B的磁通量减小,线圈B中的感应电流的磁场方向与原磁场方向相同,由右手定则可知,电流表乙中的电流从正极流向负极,指针向右偏转,A正确;
B.断开开关,等电路稳定后再闭合开关的瞬间,线圈A中电流增大,穿过线圈B的磁通量增大,线圈B中的感应电流的磁场方向与原磁场方向相反,由右手定则可知,电流表乙中的电流从负极流向正极,指针向左偏转,B错误;
C.滑动变阻器的滑片向M端迅速滑动,线圈A中电流减小,穿过线圈B的磁通量减小,线圈B中的感应电流的磁场方向与原磁场方向相同,由右手定则可知,电流表乙中的电流从正极流向负极,指针向右偏转,C正确;
D. 滑动变阻器的滑片向N端迅速滑动,线圈A中电流增大,穿过线圈B的磁通量增大,线圈B中的感应电流的磁场方向与原磁场方向相反,由右手定则可知,电流表乙中的电流从负极流向正极,指针向左偏转,D错误。
故选AC。
12.(1)相反
(2) 向下插入 磁通量的变化率
(3) a 大于
【详解】(1)将条形磁铁极向下插入螺线管时,发现电流计的指针向右偏转。说明感应电流方向为从经螺线管到,由安培定则可知,螺线管中感应电流产生的磁场方向向下,与条形磁铁在螺线管内部产生磁场方向相反。
(2)[1]将条形磁铁极向下插入螺线管,则穿过螺线管的磁通量向下增大,感应电流磁场方向向上,根据安培定则,可知感应电流方向从下向上流经二极管,电路导通,灯泡发光。
[2]条形磁铁从初始位置到完全插入,磁通量的变化量相同,磁体运动的越快,则穿过线圈的磁通量就变化的越快,二极管发光的亮度就越大,说明回路中产生的感应电流越大,线圈两端产生的感应电动势越大,因此该实验说明感应电动势随磁通量变化率的增大而增大。
(3)[1] 开关闭合瞬间,灯泡电流瞬间增大,线圈对电流阻碍作用逐渐减小,通过线圈电流逐渐增大,灯泡分流逐渐减小,所以流经灯泡电流是图像。
[2] 电路稳定后通过灯泡电流大于通过线圈电流,所以线圈电阻大于灯泡电阻。
13.(1)
(2)
【详解】(1)线圈产生的感应电动势,
联立解得
(2)通过线圈中的电流
焦耳热
解得
14.(1)3m
(2)1.2V
(3)0.36J
【详解】(1)AB未进入磁场时,不受安培力作用,其下滑的加速度
下滑的时间为1s,位移
即AB与PQ的距离为3m;
(2)AB进入磁场时速度
AB进入磁场时感应电动势
(3)第1s内电路中的感应电动势
产生的热量
第1~1.5s内产生的热量
前1.5s内电路中产生的热量为
15.(1),方向沿斜面向下;(2);(3)
【详解】(1)金属棒在框架上无摩擦地运动,设刚进入磁场的速度为,根据动能定理得
解得
进入磁场后,根据法拉第电磁感应定律
根据闭合电路欧姆定律
解得
电流方向由N流向M。框架MN边受到的安培力大小为
方向沿斜面向下。
(2)框架受到斜面的摩擦力方向沿斜面向上,大小为
设框架的加速度为a,根据牛顿第二定律可得
代入数据解得
(3)因金属棒和框架整体的重力沿斜面向下的分力与斜面对框架的摩擦力平衡,故金属棒和框架整体沿斜面方向动量守恒,最终金属棒ab与框架分别以、的速度做匀速运动,则有
此时回路的电动势为
电流为
金属棒ab匀速运动
联立解得
,
金属棒ab重力的功率
答案第1页(共2页)
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