2025年高二物理下学期电磁感应现象与定律测试题

2025年高二物理下学期电磁感应现象与定律测试题一、单项选择题（每题4分，共40分）关于电磁感应现象，下列说法正确的是（）A.只要闭合电路内有磁通量，闭合电路中就有感应电流产生B.穿过螺线管的磁通量发生变化时，螺线管内部就一定有感应电流产生C.线框不闭合时，即使穿过线框的磁通量发生变化，线框中也没有感应电流D.导体棒在磁场中运动时，导体棒中一定产生感应电动势如图1所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴OO'匀速转动，下列说法正确的是（）A.线圈平面与磁场方向平行时，磁通量最大B.线圈平面与磁场方向垂直时，感应电动势最大C.线圈转动一周，感应电流方向改变两次D.线圈转动过程中，磁通量的变化率恒定将条形磁铁插入闭合线圈内，第一次插入时速度较大，第二次插入时速度较小，两次插入的深度相同。则两次插入过程中（）A.磁通量变化量相同，感应电动势相同B.磁通量变化量不同，感应电动势相同C.磁通量变化量相同，感应电动势不同D.磁通量变化量不同，感应电动势不同某闭合电路中，感应电动势E随时间t变化的规律如图2所示，则下列说法正确的是（）A.0~t1时间内，磁通量的变化率逐渐增大B.t1~t2时间内，磁通量保持不变C.t2~t3时间内，感应电流方向发生改变D.0~t3时间内，通过电路某截面的电荷量为0如图3所示，水平放置的光滑金属导轨间距为L，电阻不计，左端接有阻值为R的定值电阻，匀强磁场方向竖直向下，磁感应强度为B。质量为m、电阻为r的导体棒ab在水平拉力F作用下以速度v匀速向右运动，下列说法正确的是（）A.导体棒ab中的感应电流方向为a→bB.感应电动势E=BLvC.拉力F的功率为B²L²v²/RD.电阻R两端的电压为BLv关于楞次定律，下列说法正确的是（）A.感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量B.感应电流的磁场总是与引起感应电流的磁场方向相反C.当穿过闭合电路的磁通量减小时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同D.当穿过闭合电路的磁通量增大时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同如图4所示，两个闭合线圈A、B套在同一水平光滑绝缘杆上，线圈A中通有顺时针方向的恒定电流，当线圈A向右移动时，线圈B中（）A.产生顺时针方向的感应电流，且向左运动B.产生顺时针方向的感应电流，且向右运动C.产生逆时针方向的感应电流，且向左运动D.产生逆时针方向的感应电流，且向右运动一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，产生的交变电动势表达式为e=220√2sin(100πt)V，则下列说法正确的是（）A.电动势的最大值为220VB.电动势的有效值为220√2VC.交流电的频率为50HzD.当t=0.01s时，电动势为0如图5所示，在竖直向下的匀强磁场中，有一水平放置的金属圆环，圆环的半径为r，电阻为R。若将圆环以速度v竖直向上匀速拉出磁场，则在此过程中（）A.圆环中产生的感应电流方向为顺时针（俯视）B.感应电动势的大小为Bπr²vC.通过圆环某截面的电荷量为Bπr²/RD.圆环所受的安培力方向竖直向上某同学用如图6所示的装置探究电磁感应现象，下列操作中能使灵敏电流计指针偏转的是（）A.保持开关闭合，将线圈A从线圈B中拔出B.保持开关闭合，将线圈A全部插入线圈B后静止不动C.开关闭合后，保持线圈A、B相对静止D.开关断开后，保持线圈A、B相对静止二、多项选择题（每题5分，共20分，每题至少有两个选项正确，选对但不全得3分，选错或不答得0分）关于电磁感应中的能量转化，下列说法正确的是（）A.导体棒在磁场中切割磁感线运动时，机械能转化为电能B.发电机发电时，将电能转化为机械能C.电动机工作时，将电能转化为机械能D.闭合线圈在磁场中转动时，一定产生感应电流并伴随能量转化如图7所示，水平放置的平行金属导轨间距为L，左端接有定值电阻R，导轨所在平面内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B。质量为m、电阻为r的导体棒ab在水平外力作用下从静止开始向右做匀加速直线运动，加速度大小为a，下列说法正确的是（）A.t时刻导体棒的速度为v=atB.t时刻导体棒中的感应电流为I=BLat/(R+r)C.t时刻外力F的大小为ma+B²L²at/(R+r)D.0~t时间内，电阻R上产生的热量为Q=B²L²a²t³/(3(R+r))三、实验题（共18分）某实验小组利用如图8所示的装置探究“感应电流产生的条件”。（1）实验器材有：灵敏电流计、线圈A、线圈B、电源、开关、滑动变阻器、导线若干。其中，线圈A与__________相连，线圈B与__________相连（填“电源”或“灵敏电流计”）。（2）实验中，当开关闭合瞬间，灵敏电流计指针__________（填“偏转”或“不偏转”）；当开关闭合后，将滑动变阻器的滑片迅速向右移动时，灵敏电流计指针__________（填“偏转”或“不偏转”）。（3）该实验得出的结论是：闭合电路中产生感应电流的条件是穿过闭合电路的__________发生变化。某同学用如图9所示的装置测量匀强磁场的磁感应强度，实验步骤如下：①将矩形线圈（匝数n=100，面积S=0.01m²，电阻r=1Ω）绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，线圈通过导线与阻值R=4Ω的定值电阻相连；②用多用电表的交流电压挡测得电阻R两端的电压为U=2V；③用秒表测得线圈转动50圈所用的时间为t=10s。请回答下列问题：（1）线圈转动的角速度ω=__________rad/s；（2）线圈产生的感应电动势的最大值Em=__________V；（3）匀强磁场的磁感应强度B=__________T（结果保留两位有效数字）。四、计算题（共42分）（10分）如图10所示，在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，有一水平放置的金属框架abcd，框架的ab边和cd边平行，间距L=0.4m，框架的电阻不计。质量m=0.1kg、电阻r=0.2Ω的导体棒ef垂直放在ab、cd边上，与框架接触良好。现用水平拉力F将导体棒ef以v=2m/s的速度向右匀速拉动，g取10m/s²。求：（1）导体棒ef中的感应电动势大小；（2）导体棒ef中的感应电流大小和方向；（3）水平拉力F的大小。（12分）如图11所示，一匝数n=50的矩形线圈abcd，边长ab=0.2m，bc=0.1m，总电阻R=10Ω，线圈在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴OO'匀速转动，转动的角速度ω=100rad/s。求：（1）线圈产生的感应电动势的最大值；（2）线圈产生的感应电动势的有效值；（3）线圈转动一周过程中，产生的焦耳热。（10分）如图12所示，水平光滑金属导轨间距L=0.5m，左端接有阻值R=2Ω的定值电阻，导轨所在空间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B=1T。质量m=0.1kg、电阻r=1Ω的导体棒MN垂直放在导轨上，在水平外力F作用下由静止开始做匀加速直线运动，加速度a=2m/s²。求：（1）t=1s时，导体棒MN的速度大小；（2）t=1s时，导体棒MN中的感应电流大小；（3）t=1s内，通过电阻R的电荷量。（10分）如图13所示，在竖直向下的匀强磁场中，有一水平放置的半径r=0.1m的金属圆环，圆环的电阻R=0.5Ω。现用外力将圆环从磁场中以速度v=2m/s竖直向上匀速拉出，已知圆环的质量m=0.01kg，g取10m/s²。求：（1）圆环刚要离开磁场时，环中的感应电流大小；（2）圆环离开磁场的过程中，产生的焦耳热；（3）圆环离开磁场的过程中，外力做的功。参考答案及评分标准一、单项选择题（每题4分，共40分）C2.C3.C4.A5.B6.C7.D8.C9.C10.A二、多项选择题（每题5分，共20分）AC12.ABC三、实验题（共18分）（1）电源（2分）；灵敏电流计（2分）（2）偏转（2分）；偏转（2分）（3）磁通量（2分）（1）10π（或31.4）（2分）（2）√2（或1.41）（2分）（3）0.045（2分）四、计算题（共42分）（10分）解：（1）感应电动势E=BLv=0.5×0.4×2=0.4V（3分）（2）感应电流I=E/r=0.4/0.2=2A（2分），方向由e→f（2分）（3）安培力F安=BIL=0.5×2×0.4=0.4N（2分），因匀速运动，F=F安=0.4N（1分）（12分）解：（1）Em=nBSω=50×0.5×(0.2×0.1)×100=50V（3分）（2）E有=Em/√2=50/√2≈35.4V（3分）（3）周期T=2π/ω=2π/100=0.0628s（2分），电流I有=E有/R=35.4/10≈3.54A（2分），焦耳热Q=I有²RT=(3.54)²×10×0.0628≈7.85J（2分）（10分）解：（1）v=at=2×1=2m/s（2分）（2）E=BLv=1×0.5×2=1V（2分），I=E/(R+r)=1/(2+1)=1/3≈0.33A（2分）（3）平均感应电动势(\overline{E}=n\frac{\Delta\Phi}{\Deltat})（n=1）（1分），平均电流(\overline{I}=\frac{\overline{E}}{R+r})（1分），电荷量q=(\overline{I}\Deltat=\frac{\Delta\Phi}{R+r}=\frac{BLx}{R+r})（1分），x=1/2at²=1/2×2×1²=1m（1分），q=1×0.5×1/(2+1)=1/6≈0.17C（1分）（10分）解：（1）圆环切割磁感线的有效长度为直径d=2r=0.2m（2分），E=B