2021年高中物理选修二第二章《电磁感应》经典题(答案解析)

1、一、选题1如图，磁场垂直于纸面，磁感应强在竖直方向均匀分布，水平方向非均匀分布。一铜 制圆环用丝线悬挂于 点，将圆环拉至位置 a 后无初速释放，在圆环从 a 摆 b 的程中 （ ）A感应电流方向先逆时针后顺时针再逆针B应电流方向一直是逆时针C培力方向始终与速度方向相反培力方向始终沿竖直方向2如图所示， 是感系数很大的线圈，但其自身的电阻几乎为零A 和 B 是个完全相 同的小灯泡。下列说法正确的是（ ）A闭合开关 后A 灯， 灯亮B合开关 后 灯亮， 灯慢变亮C关 闭合电路稳定后，在突然断开的瞬间A、 灯都闪亮一下关 闭合电路稳定后，在突然断开的瞬间 灯立即熄灭 灯闪亮一下再熄灭 3如图所示，几

2、位同学在学校的操场“摇发”实验：把一条较长电线的两端连在一 个灵敏电流计上的两个接线柱上，形成闭合回路。两个同学分别沿东西方向站立，女生站 在西侧，男生站在东侧，他们沿竖直方向迅速上下摇动这根电线。假设图中所在位置地磁 场方向与地面平行，由南指向北。下列说法正确的是（ ）A当电线到最低点时，感应电流最大0 1 20 1 2B电线向上运动时 点势高于 点势C电线向上运动时，通过灵敏电流计的电流是从 经电流计流向 个同学沿南北方向站立时电路中能产生更大的感应电流4如图，B 是个完全相同的灯泡L 是感线圈，自感系数很大，阻可以忽略， 则以下说法正确的是（ ）A当 K 闭时A 灯亮，B 灯亮B K 闭

3、合时B 灯亮C K 闭合时，B 灯同时亮，随后 B 灯更亮A 灯灭 K 闭时，、 灯时亮，随后 灯亮B 灯亮度不变5如图所示，一平行金属轨道平面与平面成 角两轨道宽为 ，端用一电阻 R 相 连，该装置处于磁感应强度为 B 的强磁场中，磁场方向垂直于轨道平面向上。质量为 m 的金属杆 以速度 v 从轨道底端向上滑行，达到最大高度 后持静止。若运动过程 中金属杆始终保持与导轨垂直且接触良好，轨道与金属杆的电阻均忽略不计。关于上滑过 程，下列说法正确的是（ ）A通过电阻 R 的量为BLhR sin B属杆中的电流方向由 指向 C属杆克服安培力做功等于mv 2 0属杆损失的机械能等于电 R 产生的焦耳

4、热6如图所示，两个灯泡 L 、 的电阻相等，电感线圈 L 的电阻可忽略，开关 S 从开状态 突然闭合，稳定之后再断开，下列说法正确的是（ ）1 2 1 21 21 2 1 1 2 1 21 21 2 1 2 1 2 A闭合开关之后 L 立刻变亮L 逐渐变亮，然后 L 、 逐变暗B合开关之后 、 同时变亮，然后 逐变亮， 逐变暗C开开关之后 立即熄灭L 逐渐变暗开开关之后 逐渐变暗， 闪亮一下再熄灭7关于物理学史，正确的是（ ）A安培根据通电螺线管磁场与条形磁铁场极为相似提出分子电流假设，揭示磁现象的 本质B斯特发现电流可以使周围的小磁针发生偏转，称为电磁感应C拉第通过电磁感应的实验总结出法拉第

5、电磁感应定律次通过实验研究总结出楞定律，可以判定通电直导线产生的磁场方向8如图所示置匀强磁场中的金属圆盘中央和边缘各引出一根导与在铁芯上部的线 圈 相连，套在铁芯下部的线圈 B 引出两根导线接在两根水平光滑导轨上，导轨上有一根 金属棒 静止处在垂直于纸面向外的匀强磁场中，下列说法正确的是 （ ）A圆盘顺时针加速转动时 棒向右运动B盘顺时针匀速转动时ab 棒将向右运动C盘顺时针减速转动时 棒将向右运动盘逆时针加速转动时 棒向左运动9如图甲所示，正三角形导线框 abc 固定在磁场中，磁场方向与线圈平面垂直，磁感应强 度 B 随间变化的关系如图乙所示t=0 时磁场方向垂直纸向里，在 04s 时内，线

6、 框 ab 边所受安培力 随时间 t 变化的关系（规定水平向左为力的正方向）可能是下图中的 （ ）AB10图所示，绝缘水平面有两个离得很近的导体环 、.将形磁铁沿它们的正中向下 移动不达该平)，、 将何移动 )Aab 将互远离 C、 将不动B、b 将互靠近 法判断11图所示电路中， 是个自感系数大的线圈（直流电阻可忽略不计）、 是两 个完全相同的灯泡，则以下说法错误的是（ ）A合上 时A 的度大， 的亮度小B上 S 时，、 同亮C上 后A 变， 逐熄灭路接通稳定后，断开 时， 立即熄灭B 闪后再熄灭12图所示，在范围足够的空间存在一个磁场，磁感线呈辐状分布，其中磁感线 竖 直向上，磁场中竖直固

7、定一个轻质弹簧。在距离弹簧某一高度处，将一个金属圆盘由静止 释放，圆盘下落的过程中盘面始终保持水平，且圆盘的中轴线始终与弹簧的轴线、磁感线 O 重。从圆盘开下落，到弹簧被压缩至最短的过程中，下列说法正确的是（ ）A在圆盘内磁通量不变B上往下看，在圆盘内会产生顺时针方向的涡流C接触弹簧之前，圆盘做自由落体运动盘的重力势能减少量等于簧弹性势能的增加量13图所示，、 是个完全相同的灯泡， 是个自感系数较大的线圈（直流电阻可 忽略不计）。闭合开关，电路稳定后，两灯泡均正常发光，电源内阻不计，则（ ）A闭合开关瞬间A、 灯同时亮B合开关瞬间 灯先亮B 灯逐渐变亮U U C开开关瞬间， 灯亮一下，稍后 A

8、、 同时熄灭开开关瞬间，流过 A 灯的电流方向不变14图所示MN 和 PQ 是根互相平行竖直放置的光滑金属导轨，已知导轨足够长，且 电阻不计， 是根与导轨垂直且始终与导轨接触良好的金属杆，开始时，将开关 断 开，让杆 由止开始自由下落，过段时间后，再将 闭，从 S 闭开始计时，则金 属杆 ab 的度 v 随时间 变化的图象不可能是（ ）ABC15磁感应强度为 B 的匀强磁场中，有半径为 r 的滑半圆形导体框架 为一能绕 O 在框架上滑动的导体棒， 之连一电阻 R，体框架与导体棒的电阻均不计，施加外力 使 Oc 以速度 逆针匀速转动，则（ ）A通过电阻 R 的流方向 a 经 到 B体棒 O 端势

9、低于 端的电势C力做功的功率为 r 4R路中的感应电流大小为 0二、填空题16图边界 的侧区域内，存在着磁感应强度大小为 ，方向垂直于纸的匀强磁 场。边长为 l 的正方形金属线框 由粗细均匀同种材料制成，ab 刚位于边界 PQ 上 现使线框绕过边界 PQ 转匀速转，角速度为 ，图所示，则在 ad 边始转入磁场的 瞬间 两的电势差 为_。2 l 2 I 2 l 2 I 如图所示，把一根条形磁铁从同样高度插到线圈中同的位置处，第一次快插，第二次慢插，两情况下线圈中产生的感应电动势的大小关系是 小关系是 qq 。1 ；过线圈截面电量的大18学校开展摇发电的赛活动。如所示，在操场上，将一根长为 的芯导

10、 线两端与灵敏电流计的两个接线柱连接，构成闭合回路；两同学面对面站立摇动这条导 线。（忽略地球磁偏角的影响）(1)在摇绳发”的程中，导线中将产生（填直电、交电）(2)受敏电流计结构的影响，若只增大摇绳频率，则灵敏电流计的最大示_增 （选填一定、不定）(3)若学校地处赤道上，两同学南北站立摇时，导线_电流（选填有、无） (4)若学校地处中国重庆，两同学东西方向立，保持摇绳的间距、频率、最大速度不 变。在竖直平面内上下来回摇绳时，灵敏电流计的最大示数为 I ；水平面内左右来回摇绳时，灵敏电流计的最大示数为 。假设重庆地区的地磁场方向与水平方向的夹角为 ，则 tan19图所示，用细线围成个有缺口的双

11、环形闭合回路，环所在空间有一个垂直纸面向 里的匀强磁场，在磁感强度 B 减的过程中，环中是否有感应电流_，如有则其方向 在外环中是_，内环中是_。20图所示为一圆环发电置，用电阻 的导体棒弯成半径 L0.2m 的闭合圆环，1 1 1 1 1 1 2圆心为 ， 是一条直径，在 OD 间接有负载电阻 R 整个圆环中均有 0.5T 的 匀强磁场垂直环面穿过。电阻 的导体棒 贴着圆环做匀速圆周运动，角度 300rad/s，导体棒 OA 产电动_；棒 OA 转 OC 处，R 的功率为 ；全电路的最大功率。21如图甲所示的电路中螺线管匝数 n 匝横截面积 20cm 2 螺线管导线电阻 r 4， ， 30在

12、一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度 按如图乙所示的规律变化，则电路中的电流稳定后电容器下极板_电 （填正或负）电容器储存的电量为_C22图所示，水平放置的条光滑轨道上有可自由移动的金属棒 PQ、， 在外 力的作用下运动时， 将_的用下向右运动，由此可知 所做的运动是 _。23图所示的电路， 和 L 是个相同的小电珠L 是个自感系数相当大的线圈，其 电阻与 R 相同，由于存在自感现象，在电键 刚通时，_最亮； 断时，灯先熄 灭24图所示，竖直平面内一个很长的金属导轨处于 0.5T的水平匀强磁场中，导轨中串有电阻为、额定功率为5W的灯泡质 50g 导轨间距l 0.5m的金属棒 0 1 21

13、0 1 21 20 2 1可沿导轨做无摩擦滑动，则棒 速度为v _ m s 向运动时，灯泡能正常发光；若让棒 ab 常发光自由下落，当速度达到稳定后，灯_（“能或不能）正25图所示，质量为 m、阻为 R、长为 l 的方形闭合单匝导线框，从距离有水平 边界的匀强磁场上方某一高度 h 处由静止开始自由下落，磁感应强度为 B，线框下落过程 中其底边始终保持水平，线框平面保持与磁场方向垂.使该线框在进入磁场过程中做匀 速运动，则它开始下落的高度 在框全部进入磁场的过程中，通过导线截面的 电荷量 _.26径为 、电阻为 的 匝形线圈在边长为 l 的方形 外匀强磁场充满并垂 直穿过该正方形区域，如下图甲所

14、示当磁场随时间的变化规律如图乙所示时，则穿过圆 形线圈磁通量的变化率为， 时线圈产生的应电流_三、解答题图 1 所是一种应用广泛的直电动机，其能将电能直接转换成直线运动的机械 能，不需要任何中间转换机构就能产生直线运动，因此可使系统结构简单、运行可靠。它 可以看成是一台旋转电动机按径向剖开，并展成平面而成，图 2 就这种直线电动机的示 意图。水平面上有两根很长的涂有绝缘材料的平行直导轨，导轨间有垂直纸面方向等间隔 的匀强磁场 B 和 ，轨上有金属框 A，框的宽度与磁场间隔相等，当匀强场 和 同时以恒定速度 沿平行于直轨道方向运动时，金属框也沿直导轨运动，这是一类磁悬 浮列车运行的原理。如果金属

15、框下始终有这样运动的磁场，金属框就会一直运动下去。设金属框垂直导轨的边长 L 0.2m 、的电阻R ，B 1 ，磁场运动速度v 4m / 。（）匀强磁 B 的向如图所示，为使金属框运动，则 B 的向如何？（）金属框动时不受阻力作用，金属框的最大速度多少？（）金属框动时受到恒定阻力f 作用时，金属框的最大速度多少？（）（）的情况下，当金属框达到最大速度时，为维持它的动，磁场必须提供多大 的功率？28图所示，一 形导轨固定于水平面上，左端串联有电阻 =3.0，导轨间距L=1.0m，强磁场 B=1.0 竖向下穿过导平面，质量 m、电阻 =1.0 的金属棒 与导轨良好接触，并在水平向右的外力 F 作下

16、以 =2m/s 的度向右匀速运动。已知棒 与轨间的动摩擦因数为 =0.3。（）流过电 的流大小和方向；（）外力 的小；（）撤去外后，电阻 R 上生的焦耳热是 ，通过电阻 R 的荷量。29图所示，水平固定放的宽 L 的平行导体框，质量为 m 0.1kg，一端接有R 的电阻，磁感应强度 的匀强磁场垂直导轨平面方向向下。现有一导体棒 ab垂直跨放在框架上，并沿框架滑动，已知框架与导体棒之间的动摩擦因数 0.1 ，不计导体框的电阻及接触电阻，导体棒ab的电阻r 。当导体棒ab以 的速度向右匀速滑动时，试求：(1)导棒ab上的感应电流的方向和电势差？(2)要持导体棒 ab 向匀速运动，作用在 上水平拉力为多