2.52电磁感应本章测试B原卷版

2.52电磁感应本章测试B原卷版一、单选题1．图为士兵用探雷器进行扫雷，该探雷器利用涡流工作。下列说法正确的是（）A．探雷器使用直流电工作B．涡流是在探雷器的线圈中产生的C．探雷器静止在地雷上方时，将无法报警D．该探雷器探测网状金属物品时，灵敏度会降低2．无线充电技术已经广泛应用于日常生活中，如图甲为电动汽车无线充电原理图，M为受电线圈，N为送电线圈。图乙为受电线圈M的示意图，线圈匝数为n、横截面积为S，a、b两端连接车载变流装置，某段时间内线圈N产生的磁场平行于圆轴线向上穿过线圈M。下列说法正确的是（）A．当线圈M中磁感应强度B不变时，能为电动汽车充电B．当线圈N接入恒定电流时，线圈M两端产生恒定电压C．当线圈M中的磁感应强度B增加时，线圈M两端产生电压可能变大D．若这段时间内线圈M中磁感应强度大小均匀增加，则M中产生的电动势为3．如图所示，水平的平行虚线间距为d，中间有沿水平方向的匀强磁场，一个阻值为的正方形金属线圈边长，线圈质量为m，线圈在磁场上方某一高度处由静止释放，保持线圈平面与磁场方向垂直，其下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时的速度相等，不计空气阻力，重力加速度为，则（）A．线圈进，出磁场过程中感应电流均沿逆时针方向B．线圈下边缘刚进入磁场时的加速度最小C．线圈在进入磁场和穿出磁场过程中产生的焦耳热之和为mg（d+l）D．线圈在进入磁场和穿出磁场过程中产生的焦耳热之和为2mgd4．如图所示，由均匀导线制成的半径为R的圆环，以速度v匀速进入一磁感应强度大小为B的匀强磁场。当圆环运动到图示位置（）时，a、b两点的电势差Uab为（）

A． B．C． D．5．一外皮绝缘的导线扭成如图所示的三个圆形平面闭合回路，回路半径分别为R、2R、3R。回路中都有匀强磁场B，且B与回路平面垂直并指向内，回路外无磁场。当B的大小以速率k增大时，则（）A．回路中感应电动势大小为，中间圆环中感应电流方向为顺时针B．回路中感应电动势大小为，中间圆环中感应电流方向为逆时针C．回路中感应电动势大小为，中间圆环中感应电流方向为顺时针D．回路中感应电动势大小为，中间圆环中感应电流方向为逆时针6．如图所示，一粗糙的平行金属轨道平面与水平面成θ角，两轨道上端用一电阻R相连，该装置处于匀强磁场中，磁场方向垂直轨道平面向上。质量为m的金属杆ab以初速度v0从轨道底端向上滑行，滑行到某高度h后又返回到底端。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。则下列说法不正确的是（）A．金属杆ab上滑过程中与下滑过程通过电阻R的电荷量大小一样多B．金属杆ab上滑过程中重力、安培力与摩擦力所做总功等于C．金属杆ab上滑过程与下滑过程因摩擦而产生的内能一定相等D．金属杆ab在整个过程中损失的机械能等于装置产生的焦耳热7．如图所示，竖直放置的两根足够长的平行金属导轨相距L，导轨电阻不计，导轨间接有一定值电阻R，质量为m、电阻为r的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触，且无摩擦，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，重力加速度为g，现将金属棒由静止释放，金属棒下落高度为h时开始做匀速运动，在此过程中（）A．金属棒的最大速度为B．通过电阻R的电荷量为C．金属棒克服安培力做的功等于电阻R上产生的热量D．安培力对金属棒做的功等于金属棒动能的增加量二、多选题8．如图所示，半径为r的粗糙四分之一圆弧导轨与光滑水平导轨平滑相连，四分之一圆弧导轨区域没有磁场，水平导轨区域存在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场，导轨间距为l，ab、cd是质量为m、接入电路中电阻为R的金属棒，导轨电阻忽略不计。cd静止在平滑轨道上，ab从四分之一圆弧轨道顶端由静止释放，在圆弧轨道上克服阻力做功，水平导轨足够长，ab、cd始终与导轨垂直并接触良好，且不会相撞，重力加速度为g。从ab棒进入水平轨道开始，下列说法正确的是（）

A．ab棒先做匀减速运动，最后做匀速运动B．cd棒先做匀加速直线运动，最后和ab以相同的速度做匀速运动C．ab棒刚进入磁场时，cd棒电流为D．ab棒的最终速度大小为9．如图所示，A、B是两盏完全相同的白炽灯，L是电阻不计的电感线圈，如果断开开关S1，接通S2，A、B两灯都能同样发光。若最初S1是接通的，S2是断开的，那么下列描述中正确的是（）A．刚接通S2，A灯就立即亮，B灯延迟一段时间才亮B．刚接通S2时，线圈L中的电流为零C．接通S2以后，A灯变亮，B灯由亮变暗D．接通S2，电路稳定后再断开S2时，A灯立即熄灭，B灯先亮一下，然后熄灭10．如图所示，矩形线框abcd通过与之相连的硬导线搭接在金属导轨MEFN上，整个装置放在与之垂直的匀强磁场中，当线框向右运动时（）A．R中无电流通过 B．R中有电流通过，方向为E→FC．R中有电流通过，方向为F→E D．线框边ab与cd中的电流方向相同三、实验题11．如图，两个线圈绕在同一根铁芯上，其中一线圈通过开关与电源连接，另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路。将一小磁针悬挂在直导线正上方，开关未闭合时小磁针处于静止状态。则开关闭合后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向的方向转动；开关闭合并保持一段时间后再断开的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向的方向转动。（均选填“外”或“里”）12．小华同学正在进行“探究法拉第电磁感应现象”的实验。（1）已将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电表及开关按如图所示部分连接，要把电路连接完整且正确，则N连接到接线柱（选填“a”、“b”或“c”），M连接到接线柱（选填“a”、“b”或“c”）。（2）正确连接电路后，开始实验探究，某同学发现当他将滑动变阻器的滑片P向右匀速滑动时，灵敏电流计的指针向右偏转，由此可以判断。A．滑动变阻器的滑片P向右加速滑动，灵敏电流计的指针向左偏转B．线圈A中的铁芯向上拔出或断开开关，都能引起灵敏电流计的指针向右偏转C．滑动变阻器的滑片P匀速向左滑动，灵敏电流计的指针静止在中央（3）实验中小华同学发现在两次电磁感应现象中，第一次电流计的指针摆动的幅度比第二次指针摆动的幅度大，原因是线圈中第一次的（选填“磁通量”、“磁通量的变化量”或“磁通量的变化率”）比第二次的大。四、解答题13．如图所示，水平面上两根足够长的光滑金属导轨平行固定放置，导轨间距离为，一端通过导线与阻值为的电阻连接；质量、长也为、电阻的金属杆静止放置在导轨上，导轨的电阻忽略不计；导轨所在位置有磁感应强度为的匀强磁场，磁场的方向垂直导轨平面向上，现在给金属杆施加一水平向右的拉力，使金属杆从静止开始做加速度为的匀加速直线运动。求：（1）从静止开始运动，经时间时拉力的大小；（2）上述内拉力的冲量。14．如图所示，在空间中有一垂直纸面方向的匀强磁场区域，磁场上下边缘间距为h=5.2m，磁感应强度为B=1T，边长为L=1m、电阻为R=1Ω、质量为m=1kg的正方形导线框紧贴磁场区域的上边从静止下落，当线圈PQ边到达磁场的下边缘时，恰好开始做匀速运动，重力加速度为g=10m/s2，求：（1）PQ边运动到磁场下边缘时的速度v；（2）导线框穿过磁场所产生的焦耳热；（3）导线框从开始下落到PQ边到达磁场下边缘所经历的时间。

15．如图，两根固定的光滑平行导轨、的倾角为，导轨间距为L，M、两端接有阻值为R的电阻．在导轨间长度为L、宽度为d的长方形区域内有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于导轨平面向上。一质量为m的金属杆从导轨上的位置1由静止释放，恰好能匀速穿过整个磁场区域。已知重力加速度大小为g，杆和导轨的电阻均不计，两者始终垂直且接触良好。（1）求位置1与磁场上边界间的距离；（2）若杆从磁场外导轨上某位置2由静止释放，到达磁场下边界时加速度恰好为零，穿过磁场区域过程中电阻R产生的焦耳热为Q，求位置2与位置1间的距离。16．如图所示，固定的光滑绝缘斜面与水平面夹角为，斜面上相距d的水平虚线和间有垂直斜面向下的匀强磁场。质量为m、边长为、电阻为R的正方形金属线框放在斜面上，线框由粗细均匀的相同材料制成。将其从上方某处由静止释放。当边刚进入磁场时，线框即以速度做匀速运动，当边刚到磁场边界时，线框的加速度大小为。斜面足够长，线框运动过程中边始终与平行，重力加速度为g，求：（1）匀强磁场的磁感应强度B；（2）边刚进入磁场时，c、d两点间的电势差U；（3）线框从边刚进入磁场到边刚到磁场边界的过程产生的焦耳热Q。

2.52电磁感应本章测试B解析版一、单选题1．图为士兵用探雷器进行扫雷，该探雷器利用涡流工作。下列说法正确的是（）A．探雷器使用直流电工作B．涡流是在探雷器的线圈中产生的C．探雷器静止在地雷上方时，将无法报警D．该探雷器探测网状金属物品时，灵敏度会降低【答案】D【详解】AB．探雷器利用了电磁感应原理，即必须使用交流电工作。探雷器产生的变化的磁场在金属物品内部产生涡流，涡流又会产生磁场，反过来影响原来的磁场，引发探雷器发出信号。故AB错误；C．探雷器静止在地雷上方时，因为探雷器产生变化的磁场，所以地雷中也能产生涡流，从而引发探雷器报警，故C错误；D．如果该探雷器探测网状金属物品时，涡流现象会减弱，则灵敏度会降低，故D正确。故选D。2．无线充电技术已经广泛应用于日常生活中，如图甲为电动汽车无线充电原理图，M为受电线圈，N为送电线圈。图乙为受电线圈M的示意图，线圈匝数为n、横截面积为S，a、b两端连接车载变流装置，某段时间内线圈N产生的磁场平行于圆轴线向上穿过线圈M。下列说法正确的是（）A．当线圈M中磁感应强度B不变时，能为电动汽车充电B．当线圈N接入恒定电流时，线圈M两端产生恒定电压C．当线圈M中的磁感应强度B增加时，线圈M两端产生电压可能变大D．若这段时间内线圈M中磁感应强度大小均匀增加，则M中产生的电动势为【答案】C【详解】A．当送电线圈N接入恒定电流，则产生的磁场不变化，受电线圈M中的磁通量没有发生变化，故无法产生感应电流，不能为电动汽车充电，故A错误；B．当线圈N接入恒定电流时，受电线圈M中的磁通量不变，故M两端不能产生感应电动势，线圈M两端无电压，故B错误；C．穿过线圈M的磁感应强度增加，根据法拉第电磁感应定律，如果磁感应强度增加的越来越快，则产生增大的感应电动势，线圈M两端产生的电压就可能变大，故C正确；D．根据法拉第电磁感应定律，有故D错误；故选C。3．如图所示，水平的平行虚线间距为d，中间有沿水平方向的匀强磁场，一个阻值为的正方形金属线圈边长，线圈质量为m，线圈在磁场上方某一高度处由静止释放，保持线圈平面与磁场方向垂直，其下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时的速度相等，不计空气阻力，重力加速度为，则（）A．线圈进，出磁场过程中感应电流均沿逆时针方向B．线圈下边缘刚进入磁场时的加速度最小C．线圈在进入磁场和穿出磁场过程中产生的焦耳热之和为mg（d+l）D．线圈在进入磁场和穿出磁场过程中产生的焦耳热之和为2mgd【答案】D【详解】A．根据楞次定律可知，线圈进磁场过程中感应电流沿逆时针方向，线圈出磁场过程中感应电流沿顺时针方向，故A错误；B．正方形金属线圈边长，正方形完全进入磁场中后，只受重力作用加速，且下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时的速度相等，可知金属线圈进入磁场过程中做减速运动，设加速度为，则有即可知，金属框在进入磁场过程中作加速度减小的减速运动，线圈下边缘刚进入磁场时的加速度并非最小，故B错误；CD．根据能量转化与守恒定律可知，线圈从下边缘刚进入磁场到刚穿出磁场过程中线圈减少的机械能转化为焦耳热又因为其下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时的速度相等，线圈在进入磁场和穿出磁场过程中产生的焦耳热相同，产生的焦耳热之和为故C错误，D正确。故选D。4．如图所示，由均匀导线制成的半径为R的圆环，以速度v匀速进入一磁感应强度大小为B的匀强磁场。当圆环运动到图示位置（）时，a、b两点的电势差Uab为（）

A． B．C． D．【答案】D【详解】有效切割长度即a、b连线的长度，如图所示

由几何关系知有效切割长度为所以产生的电动势为电流的方向为a→b，所以，由于在磁场部分的阻值为整个圆的，所以故选D。5．一外皮绝缘的导线扭成如图所示的三个圆形平面闭合回路，回路半径分别为R、2R、3R。回路中都有匀强磁场B，且B与回路平面垂直并指向内，回路外无磁场。当B的大小以速率k增大时，则（）A．回路中感应电动势大小为，中间圆环中感应电流方向为顺时针B．回路中感应电动势大小为，中间圆环中感应电流方向为逆时针C．回路中感应电动势大小为，中间圆环中感应电流方向为顺时针D．回路中感应电动势大小为，中间圆环中感应电流方向为逆时针【答案】C【详解】根据楞次定律，半径为3R和R的回路产生的感应电动势与半径为2R的回路的感应电动势方向相反，整个回路的感应电动势为中间感应电流的方向为顺时针。故选C。6．如图所示，一粗糙的平行金属轨道平面与水平面成θ角，两轨道上端用一电阻R相连，该装置处于匀强磁场中，磁场方向垂直轨道平面向上。质量为m的金属杆ab以初速度v0从轨道底端向上滑行，滑行到某高度h后又返回到底端。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。则下列说法不正确的是（）A．金属杆ab上滑过程中与下滑过程通过电阻R的电荷量大小一样多B．金属杆ab上滑过程中重力、安培力与摩擦力所做总功等于C．金属杆ab上滑过程与下滑过程因摩擦而产生的内能一定相等D．金属杆ab在整个过程中损失的机械能等于装置产生的焦耳热【答案】D【详解】A．根据公式可知，上滑过程与下滑过程磁通量的变化量相等，则通过电阻R的电荷量一样多，故A正确；B．金属杆ab上滑过程中，由动能定理有可知，重力和安培力与摩擦力所做功之和等于-mv，故B正确；C．根据摩擦生热的公式依题意，上滑和下滑过程中，位移大小相等，摩擦力大小相等均为联立可得，上滑过程与下滑过程因摩擦而产生的内能一定相等，故C正确；D．金属杆ab在整个过程中损失的机械能等于整个装置产生的焦耳热和摩擦产生的热量之和。故D错误。本题选错误的，故选D。7．如图所示，竖直放置的两根足够长的平行金属导轨相距L，导轨电阻不计，导轨间接有一定值电阻R，质量为m、电阻为r的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触，且无摩擦，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，重力加速度为g，现将金属棒由静止释放，金属棒下落高度为h时开始做匀速运动，在此过程中（）A．金属棒的最大速度为B．通过电阻R的电荷量为C．金属棒克服安培力做的功等于电阻R上产生的热量D．安培力对金属棒做的功等于金属棒动能的增加量【答案】B【详解】A．金属棒匀速运动时速度最大，根据功能关系可知最大速度故A错误；B．通过电阻R的电荷量为q=故B正确；C．由功能关系可知，金属棒克服安培力做的功等于电阻R与r上产生的热量之和，故C错误；D．根据动能定理可知，重力和安培力对金属棒做功之和等于金属棒动能的增加量，故D错误。故选B。二、多选题8．如图所示，半径为r的粗糙四分之一圆弧导轨与光滑水平导轨平滑相连，四分之一圆弧导轨区域没有磁场，水平导轨区域存在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场，导轨间距为l，ab、cd是质量为m、接入电路中电阻为R的金属棒，导轨电阻忽略不计。cd静止在平滑轨道上，ab从四分之一圆弧轨道顶端由静止释放，在圆弧轨道上克服阻力做功，水平导轨足够长，ab、cd始终与导轨垂直并接触良好，且不会相撞，重力加速度为g。从ab棒进入水平轨道开始，下列说法正确的是（）

A．ab棒先做匀减速运动，最后做匀速运动B．cd棒先做匀加速直线运动，最后和ab以相同的速度做匀速运动C．ab棒刚进入磁场时，cd棒电流为D．ab棒的最终速度大小为【答案】CD【详解】AB．ab棒进入磁场受向左的安培力，做减速运动，所以安培力减小，则ab棒先做加速度减小的减速运动，cd棒与ab棒串联，所以先做加速度减小的加速运动，最后它们共速，做匀速运动，故A、B错误；CD．ab棒刚进入磁场的速度就是它下滑到底端的速度，根据动能定理可得速度为感应电动势为两金属棒串联，故两棒瞬时电流为两棒共速时由动量守恒定律有得速度大小为故C、D正确。故选CD。9．如图所示，A、B是两盏完全相同的白炽灯，L是电阻不计的电感线圈，如果断开开关S1，接通S2，A、B两灯都能同样发光。若最初S1是接通的，S2是断开的，那么下列描述中正确的是（）A．刚接通S2，A灯就立即亮，B灯延迟一段时间才亮B．刚接通S2时，线圈L中的电流为零C．接通S2以后，A灯变亮，B灯由亮变暗D．接通S2，电路稳定后再断开S2时，A灯立即熄灭，B灯先亮一下，然后熄灭【答案】BCD【详解】AB．接通S2电源就开始给电路供电电感线圈L会发生通电自感现象，使通过线圈的电流由零逐渐增大，但自感现象不会影响到两灯泡的发亮，所以灯泡A、B会同时变亮，A错误，B正确；C．待电路稳定后，由于线圈的电阻不计，B灯相当于与一段导线并联，被短路所以B灯将会熄灭，电源只给A灯供电，A灯将变得更亮，C正确；D．在断开S2时，A灯与电路断开将立即熄灭，而B灯与电感线圈构成闭合电路，由于线圈的自感现象，B灯会先亮一下后再熄灭，D正确。故选BCD。10．如图所示，矩形线框abcd通过与之相连的硬导线搭接在金属导轨MEFN上，整个装置放在与之垂直的匀强磁场中，当线框向右运动时（）A．R中无电流通过 B．R中有电流通过，方向为E→FC．R中有电流通过，方向为F→E D．线框边ab与cd中的电流方向相同【答案】BD【详解】当线框向右运动时，线框及硬导线切割磁感线产生感应电流，由右手定则可判定感应电流的方向向上，即线框边与中的电流均是向上的，通过R的电流为从E到F，故BD正确，AC错误。故选BD。三、实验题11．如图，两个线圈绕在同一根铁芯上，其中一线圈通过开关与电源连接，另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路。将一小磁针悬挂在直导线正上方，开关未闭合时小磁针处于静止状态。则开关闭合后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向的方向转动；开关闭合并保持一段时间后再断开的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向的方向转动。（均选填“外”或“里”）【答案】里外【详解】[1][2]根据安培定则，开关闭合时铁芯上产生水平向右的磁场。根据楞次定律，直导线上将产生由南向北的电流，根据安培定则，直导线上方的磁场垂直纸面向里，故小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动；开关闭合并保持一段时间后再断开的瞬间，根据楞次定律，直导线上将产生由北向南的电流，这时直导线上方的磁场垂直纸面向外，故小磁针N极朝垂直纸面向外的方向转动。12．小华同学正在进行“探究法拉第电磁感应现象”的实验。（1）已将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电表及开关按如图所示部分连接，要把电路连接完整且正确，则N连接到接线柱（选填“a”、“b”或“c”），M连接到接线柱（选填“a”、“b”或“c”）。（2）正确连接电路后，开始实验探究，某同学发现当他将滑动变阻器的滑片P向右匀速滑动时，灵敏电流计的指针向右偏转，由此可以判断。A．滑动变阻器的滑片P向右加速滑动，灵敏电流计的指针向左偏转B．线圈A中的铁芯向上拔出或断开开关，都能引起灵敏电流计的指针向右偏转C．滑动变阻器的滑片P匀速向左滑动，灵敏电流计的指针静止在中央（3）实验中小华同学发现在两次电磁感应现象中，第一次电流计的指针摆动的幅度比第二次指针摆动的幅度大，原因是线圈中第一次的（选填“磁通量”、“磁通量的变化量”或“磁通量的变化率”）比第二次的大。【答案】acB磁通量的变化率【详解】（1）[1]将电流计与线圈B串联成另一个回路，所以N连接a。[2]将电源、电键、变阻器、线圈A串联成一个回路，注意滑动变阻器接一上一下两个接线柱，所以M连接c。（2）[3]A．由题意可知，当P向右匀速滑动时，线圈A中的电流应越来越小，则其磁场减小，磁通量减少，此时线圈B中产生了电流使指针向右偏转，故可知当B中的磁通量减小时，电流表指向右偏。滑动变阻器滑动端P向右加速滑动时，线圈B中磁通量减小，故指针应向右偏转，故A错误；B．当铁芯拔出或断开开关时，线圈A中磁场减小，故线圈B中磁通量减小，指针向右偏转，故B正确；C．滑片匀速向左运动时，线圈A中也会产生变化的磁场，线圈B中产生了感应电流使指针偏转，故C错误。故选B。（3）[4]在电磁感应现象中，磁通量的变化率等于电动势。电动势越大，感应电流越大。所以第一次电流计的指针摆动的幅度比第二次的大。原因是线圈中第一次的磁通量的变化率比第二次的大。四、解答题13．如图所示，水平面上两根足够长的光滑金属导轨平行固定放置，导轨间距离为，一端通过导线与阻值为的电阻连接；质量、长也为、电阻的金属杆静止放置在导轨上，导轨的电阻忽略不计；导轨所在位置有磁感应强度为的匀强磁场，磁场的方向垂直导轨平面向上，现在给金属杆施加一水平向右的拉力，使金属杆从静止开始做加速度为的匀加速直线运动。求：（1）从静止开始运动，经时间时拉力的大小；（2）上述内拉力的冲量。【答案】（1）2.5N；（2）【详解】（1）根据题意可知，时，导体棒的速度为感应电动势为感应电流为安培力为以金属杆为研究对象，由牛顿运动定律得解得（2）根据题意可知，在内由动量定理得由安培力计算式以及冲量计算式得由电磁感应中通过导体截面电量关系式得由匀变速直线运动的位移时间关系公式得代入数据后联立解得在内拉力的冲量14．如图所示，在空间中有一垂直纸面方向的匀强磁场区域，磁场上下边缘间距为h=5.2m，磁感应强度为B=1T，边长为L=1m、电阻为R=1Ω、质量为m=1kg的正方形导线框紧贴磁场区域的上边从静止下落，当线圈PQ边到达磁场的下边缘时，恰好开始做匀速运动，重力加速度为g=10m/s2，求：（1）PQ边运动到磁场下边缘时的速度v；（2）导线框穿过磁场所产生的焦耳热；（3）导线框从开始下落到PQ边到达磁场下边缘所经历的时间。

【答案】（1）10m/s；（2）12J；（3）1.1s【详解】（1）设导线框MN边进入磁场的速度为v0，PQ边运动到磁场下边缘时的速度为