高二物理电磁学单元练习题

高二物理电磁学单元练习题考核对象：高二年级学生题型分值分布：-单项选择题（10题×2分=20分）-填空题（10题×2分=20分）-判断题（10题×2分=20分）-简答题（8题×2分=16分）-应用题（8题×4分=24分）一、单项选择题（每题2分，共20分）1.如图所示，一根条形磁铁放置在水平桌面上，其正上方用绝缘线悬挂一个闭合金属环，当磁铁突然竖直向上运动时（不计空气阻力），金属环的运动情况是（）A.向磁铁靠近B.向磁铁远离C.静止不动D.左右摆动```磁铁↑环```2.在匀强磁场中，一个边长为a的正方形金属线框以速度v匀速平动，磁场方向垂直于线框平面。当线框通过图示位置时，产生的感应电动势大小为（）A.BavB.2BavC.3BavD.0```磁场方向⊥va```3.如图所示，两根平行长直导线分别通入等大反向电流I，P为两导线连线中垂线上的一点。当导线电流增大时，P点的磁感应强度变化情况是（）A.大小不变，方向不变B.大小增大，方向不变C.大小不变，方向改变D.大小增大，方向改变```导线1—IP—I导线2```4.一个理想变压器原副线圈匝数比为10:1，原线圈接入电压为220V的交流电，副线圈连接一个电阻R，测得副线圈电流为5A。则原线圈中的电流大小为（）A.0.5AB.1AC.2AD.50A5.如图所示，AB为一段导线，在垂直纸面向外的匀强磁场中做匀速圆周运动，其轨迹为圆的一部分。则导线AB产生的感应电动势方向为（）A.从A到BB.从B到AC.无方向D.无法确定```磁场方向⊥vA••圆周轨迹B```6.一个电容器C与一个电阻R串联接入交流电源，已知电容器的容抗为XC，电阻的阻值为R，且XC<R。当电源频率增大时，电路中的电流变化情况是（）A.增大B.减小C.不变D.无法确定7.如图所示，导线abcd位于匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向外。当导线以速度v向右运动时，下列说法正确的是（）A.ab段产生感应电动势，cd段不产生B.bc段产生感应电动势，ad段不产生C.ab段和cd段均产生感应电动势，方向相反D.整个导线框产生顺时针方向的感应电流```v磁场方向⊥a—b—c—d```8.一个电感线圈与一个电容器串联接入交流电源，当电源频率等于线圈的谐振频率时，下列说法正确的是（）A.电路呈阻性B.电路呈感性C.电路呈容性D.电路中的电流为零9.如图所示，两根平行导轨间距离为L，导轨上连接一个电阻R，导轨间存在垂直向上的匀强磁场B。当一根质量为m的金属棒以速度v沿导轨方向运动时，电阻R上产生的感应电流大小为（）A.BvL/RB.Bv²L/RC.B²L²v/RD.BvL²/R```金属棒v导轨磁场方向⊥R```10.一个理想变压器原副线圈匝数比为n:1，原线圈接入电压为U的交流电，副线圈连接一个灯泡，灯泡正常发光。当原线圈电压变为2U时，灯泡的亮度变化情况是（）A.变暗B.不变C.变亮D.无法确定二、填空题（每空2分，共20分）1.一个边长为L的正方形金属线框，总电阻为R，以速度v匀速进入一个宽度大于L的匀强磁场B中。当线框完全进入磁场前，产生的感应电流大小为________，方向为________（顺时针/逆时针）。2.一个电感线圈的自感系数为L，与一个电阻R串联接入电压为U的交流电源，电源频率为f。电路中的总阻抗大小为________，电流大小为________。3.如图所示，两根平行导线分别通入等大反向电流I，P为两导线连线中点。当导线电流增大时，P点的磁感应强度大小变化情况为________，方向为________（垂直纸面向里/外）。```导线1—IP—I导线2```4.一个理想变压器原副线圈匝数比为n:1，原线圈接入电压为U的交流电，副线圈连接一个电阻R。副线圈中的感应电动势大小为________，副线圈中的电流大小为________。5.一个电容器C与一个电阻R串联接入交流电源，已知电容器的容抗为XC，电阻的阻值为R，且XC<R。当电源频率增大时，电路中的总阻抗变化情况为________，电流变化情况为________。6.如图所示，导线abcd位于匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向外。当导线以速度v向右运动时，ab段产生的感应电动势大小为________，方向为________（从a到b/从b到a）。```v磁场方向⊥a—b—c—d```7.一个电感线圈与一个电容器串联接入交流电源，当电源频率等于线圈的谐振频率时，电路中的电流大小为________，电感线圈两端的电压与电容器两端的电压大小关系为________。8.一个电容器C与一个电阻R串联接入交流电源，已知电容器的容抗为XC，电阻的阻值为R，且XC<R。当电源频率减小到零时，电路中的总阻抗大小为________。三、判断题（每题2分，共20分）1.感应电流的方向总是阻碍引起感应电流的磁通量变化。2.在匀强磁场中，一个闭合金属环以速度v匀速平动，只要磁场方向与运动方向不平行，就一定会产生感应电流。3.理想变压器的原副线圈电流大小与匝数成反比。4.电感线圈对直流电相当于导线，对交流电相当于断路。5.电容器对直流电相当于断路，对交流电相当于导线。6.在LC振荡电路中，电容器极板间的电压与线圈中的电流总是同时达到最大值。7.楞次定律可以用来判断感应电流的方向，也可以用来判断感应电动势的方向。8.在匀强磁场中，一个闭合金属环以速度v匀速平动，只要磁场方向与运动方向不平行，就一定会产生感应电动势。9.电感线圈对交流电的阻碍作用称为感抗，感抗大小与频率成正比。10.电容器对交流电的阻碍作用称为容抗，容抗大小与频率成正比。11.在LC振荡电路中，电容器极板间的电压与线圈中的电流总是同时达到最小值。12.理想变压器的副线圈电压与原线圈电压之比等于副线圈匝数与原线圈匝数之比。四、简答题（每题2分，共16分）1.简述楞次定律的内容及其应用条件。2.解释什么是自感现象，并说明自感系数的大小与哪些因素有关。3.比较电感线圈和电容器在交流电路中的主要作用有何不同？4.解释什么是谐振现象，并说明LC振荡电路的振荡频率表达式。5.简述理想变压器的原理及其工作条件。6.解释什么是交流电，并说明交流电与直流电的主要区别。7.说明什么是感抗和容抗，并比较它们的大小随频率的变化规律。8.解释什么是电磁感应现象，并说明产生感应电动势的条件。五、应用题（每题4分，共24分）1.如图所示，两根平行导轨间距离为L，导轨上连接一个电阻R，导轨间存在垂直向上的匀强磁场B。当一根质量为m的金属棒以速度v沿导轨方向运动时，求电阻R上产生的感应电流大小和方向。```磁场方向⊥vaR```2.一个理想变压器原副线圈匝数比为10:1，原线圈接入电压为220V的交流电，副线圈连接一个电阻R，测得副线圈电流为5A。求原线圈中的电流大小和电源输出的功率。3.一个电感线圈的自感系数为L，与一个电阻R串联接入电压为U的交流电源，电源频率为f。求电路中的总阻抗大小和电流大小。4.一个电容器C与一个电阻R串联接入交流电源，已知电容器的容抗为XC，电阻的阻值为R，且XC<R。当电源频率为f时，求电路中的总阻抗大小和电流大小。5.一个边长为L的正方形金属线框，总电阻为R，以速度v匀速进入一个宽度大于L的匀强磁场B中。求线框完全进入磁场前产生的感应电流大小和方向。6.一个电感线圈与一个电容器串联接入交流电源，当电源频率等于线圈的谐振频率时，求电路中的电流大小和电感线圈两端的电压与电容器两端的电压大小关系。标准答案及解析一、单项选择题1.A解析：根据楞次定律，当磁铁向上运动时，金属环中的磁通量增加，感应电流产生的磁场方向应阻碍磁通量增加，即感应电流产生的磁场方向应向下。根据右手定则，金属环中的感应电流方向为顺时针，即金属环向磁铁靠近。2.A解析：根据法拉第电磁感应定律，感应电动势大小为E=BLv，其中B为磁感应强度，L为导线长度，v为速度。由于线框平面与磁场方向垂直，所以感应电动势大小为Bav。3.B解析：根据安培定则，两根平行导线通入等大反向电流时，两导线之间的磁场方向相同，且磁感应强度大小与电流成正比。当导线电流增大时，P点的磁感应强度大小增大，方向不变。4.C解析：根据理想变压器的电流关系，原副线圈电流大小与匝数成反比，即I₁/I₂=n/n=1，所以原线圈中的电流大小为2A。5.A解析：根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的方向由右手定则判断，即感应电流方向为从A到B。6.B解析：根据交流电路的阻抗公式，总阻抗Z=√(R²+(XC-XL)²)，其中XC为容抗，XL为感抗。当电源频率增大时，容抗XC减小，总阻抗Z减小，电流增大。7.C解析：根据法拉第电磁感应定律，ab段和cd段均切割磁感线，均产生感应电动势，方向相反。8.A解析：当电源频率等于线圈的谐振频率时，电路呈阻性，即阻抗Z=R。9.A解析：根据法拉第电磁感应定律，感应电动势大小为E=BvL，感应电流大小为I=E/R=BvL/R。10.B解析：理想变压器的电压比等于匝数比，即U₁/U₂=n/n=1，所以副线圈电压也变为2U，灯泡亮度不变。---二、填空题1.Bv²/R，逆时针解析：根据法拉第电磁感应定律，感应电动势大小为E=BvL，感应电流大小为I=E/R=Bv²/R，方向为逆时针。2.√(R²+(ωL)²)，U/(√(R²+(ωL)²))解析：根据交流电路的阻抗公式，总阻抗Z=√(R²+(ωL)²)，电流大小为I=U/Z=U/(√(R²+(ωL)²))。3.增大，垂直纸面向里解析：根据安培定则，两根平行导线通入等大反向电流时，两导线之间的磁场方向相同，且磁感应强度大小与电流成正比。当导线电流增大时，P点的磁感应强度大小增大，方向为垂直纸面向里。4.nU，U/(nR)解析：根据理想变压器的电压关系，副线圈中的感应电动势大小为E₂=nE₁=nU，副线圈中的电流大小为I₂=E₂/R=U/(nR)。5.减小，增大解析：根据交流电路的阻抗公式，总阻抗Z=√(R²+(XC-XL)²)，其中XC为容抗，XL为感抗。当电源频率增大时，容抗XC减小，总阻抗Z减小，电流增大。6.BvL，从b到a解析：根据法拉第电磁感应定律，ab段产生的感应电动势大小为E=BvL，方向为从b到a。7.最大值，相等解析：当电源频率等于线圈的谐振频率时，电路呈阻性，电流大小为最大值，电感线圈两端的电压与电容器两端的电压大小相等。8.∞解析：当电源频率减小到零时，容抗XC趋于无穷大，总阻抗Z趋于无穷大。---三、判断题1.√2.×解析：只有当磁场方向与运动方向不平行时，才会产生感应电动势，但若回路不闭合，则不会产生感应电流。3.×解析：理想变压器的原副线圈电流大小与匝数成反比。4.×解析：电感线圈对直流电相当于导线，对交流电相当于感性负载。5.√6.×解析：在LC振荡电路中，电容器极板间的电压与线圈中的电流相位相差π/2。7.√8.√9.√10.×解析：容抗大小与频率成反比。11.×12.√---四、简答题1.楞次定律的内容是：感应电流的方向总是阻碍引起感应电流的磁通量变化。应用条件是：闭合回路中的磁通量发生变化时。2.自感现象是：电流变化时，线圈自身产生的感应电动势阻碍电流变化的现象。自感系数大小与线圈匝数、长度、截面积以及磁芯材料的磁导率有关。3.电感线圈在交流电路中的作用是阻碍电流变化，表现为感性负载；电容器在交流电路中的作用是隔直通交，表现为容性负载。4.谐振现象是：LC振荡电路中，电场能和磁场能相互转换，振荡频率等于谐振频率f=1/(2π√(LC))。5.理想变压器的原理是：利用互感现象改变交流电压，工作条件是原副线圈匝数不同且铁芯无漏磁。6.交流电是大小和方向随时间周期性变化的电流；直流电是大小和方向恒定不变的电流。7.感抗是电感线圈对交流电的阻碍作用，大小与频率成正比；容抗是电容器对交流电的阻碍作用，大小与频率成反比。8.电磁感应现象是：闭合回路中的磁通量发生变化时，产生感应电动势的现象。产生感应电动势的条件是：闭合回路中的磁通量发生变化。---五、应用题