2021年高中物理選修二第二章《電磁感應(yīng)》經(jīng)典題(答案解析)

1、一、選題1如圖，磁場(chǎng)垂直于紙面，磁感應(yīng)強(qiáng)在豎直方向均勻分布，水平方向非均勻分布。一銅 制圓環(huán)用絲線懸掛于 點(diǎn)，將圓環(huán)拉至位置 a 后無(wú)初速釋放，在圓環(huán)從 a 擺 b 的程中 （ ）A感應(yīng)電流方向先逆時(shí)針后順時(shí)針再逆針B應(yīng)電流方向一直是逆時(shí)針C培力方向始終與速度方向相反培力方向始終沿豎直方向2如圖所示， 是感系數(shù)很大的線圈，但其自身的電阻幾乎為零A 和 B 是個(gè)完全相 同的小燈泡。下列說(shuō)法正確的是（ ）A閉合開關(guān) 后A 燈， 燈亮B合開關(guān) 后 燈亮， 燈慢變亮C關(guān) 閉合電路穩(wěn)定后，在突然斷開的瞬間A、 燈都閃亮一下關(guān) 閉合電路穩(wěn)定后，在突然斷開的瞬間 燈立即熄滅 燈閃亮一下再熄滅 3如圖所示，幾

2、位同學(xué)在學(xué)校的操場(chǎng)“搖發(fā)”實(shí)驗(yàn)：把一條較長(zhǎng)電線的兩端連在一 個(gè)靈敏電流計(jì)上的兩個(gè)接線柱上，形成閉合回路。兩個(gè)同學(xué)分別沿東西方向站立，女生站 在西側(cè)，男生站在東側(cè)，他們沿豎直方向迅速上下?lián)u動(dòng)這根電線。假設(shè)圖中所在位置地磁 場(chǎng)方向與地面平行，由南指向北。下列說(shuō)法正確的是（ ）A當(dāng)電線到最低點(diǎn)時(shí)，感應(yīng)電流最大0 1 20 1 2B電線向上運(yùn)動(dòng)時(shí) 點(diǎn)勢(shì)高于 點(diǎn)勢(shì)C電線向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)靈敏電流計(jì)的電流是從 經(jīng)電流計(jì)流向 個(gè)同學(xué)沿南北方向站立時(shí)電路中能產(chǎn)生更大的感應(yīng)電流4如圖，B 是個(gè)完全相同的燈泡L 是感線圈，自感系數(shù)很大，阻可以忽略， 則以下說(shuō)法正確的是（ ）A當(dāng) K 閉時(shí)A 燈亮，B 燈亮B K 閉

3、合時(shí)B 燈亮C K 閉合時(shí)，B 燈同時(shí)亮，隨后 B 燈更亮A 燈滅 K 閉時(shí)，、 燈時(shí)亮，隨后 燈亮B 燈亮度不變5如圖所示，一平行金屬軌道平面與平面成 角兩軌道寬為 ，端用一電阻 R 相 連，該裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于軌道平面向上。質(zhì)量為 m 的金屬桿 以速度 v 從軌道底端向上滑行，達(dá)到最大高度 后持靜止。若運(yùn)動(dòng)過(guò)程 中金屬桿始終保持與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，軌道與金屬桿的電阻均忽略不計(jì)。關(guān)于上滑過(guò) 程，下列說(shuō)法正確的是（ ）A通過(guò)電阻 R 的量為BLhR sin B屬桿中的電流方向由 指向 C屬桿克服安培力做功等于mv 2 0屬桿損失的機(jī)械能等于電 R 產(chǎn)生的焦耳

4、熱6如圖所示，兩個(gè)燈泡 L 、 的電阻相等，電感線圈 L 的電阻可忽略，開關(guān) S 從開狀態(tài) 突然閉合，穩(wěn)定之后再斷開，下列說(shuō)法正確的是（ ）1 2 1 21 21 2 1 1 2 1 21 21 2 1 2 1 2 A閉合開關(guān)之后 L 立刻變亮L 逐漸變亮，然后 L 、 逐變暗B合開關(guān)之后 、 同時(shí)變亮，然后 逐變亮， 逐變暗C開開關(guān)之后 立即熄滅L 逐漸變暗開開關(guān)之后 逐漸變暗， 閃亮一下再熄滅7關(guān)于物理學(xué)史，正確的是（ ）A安培根據(jù)通電螺線管磁場(chǎng)與條形磁鐵場(chǎng)極為相似提出分子電流假設(shè)，揭示磁現(xiàn)象的 本質(zhì)B斯特發(fā)現(xiàn)電流可以使周圍的小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，稱為電磁感應(yīng)C拉第通過(guò)電磁感應(yīng)的實(shí)驗(yàn)總結(jié)出法拉第

5、電磁感應(yīng)定律次通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究總結(jié)出楞定律，可以判定通電直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向8如圖所示置勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的金屬圓盤中央和邊緣各引出一根導(dǎo)與在鐵芯上部的線 圈 相連，套在鐵芯下部的線圈 B 引出兩根導(dǎo)線接在兩根水平光滑導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌上有一根 金屬棒 靜止處在垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，下列說(shuō)法正確的是 （ ）A圓盤順時(shí)針加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) 棒向右運(yùn)動(dòng)B盤順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)ab 棒將向右運(yùn)動(dòng)C盤順時(shí)針減速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) 棒將向右運(yùn)動(dòng)盤逆時(shí)針加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) 棒向左運(yùn)動(dòng)9如圖甲所示，正三角形導(dǎo)線框 abc 固定在磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與線圈平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng) 度 B 隨間變化的關(guān)系如圖乙所示t=0 時(shí)磁場(chǎng)方向垂直紙向里，在 04s 時(shí)內(nèi)，線

6、 框 ab 邊所受安培力 隨時(shí)間 t 變化的關(guān)系（規(guī)定水平向左為力的正方向）可能是下圖中的 （ ）AB10圖所示，絕緣水平面有兩個(gè)離得很近的導(dǎo)體環(huán) 、.將形磁鐵沿它們的正中向下 移動(dòng)不達(dá)該平)，、 將何移動(dòng) )Aab 將互遠(yuǎn)離 C、 將不動(dòng)B、b 將互靠近 法判斷11圖所示電路中， 是個(gè)自感系數(shù)大的線圈（直流電阻可忽略不計(jì)）、 是兩 個(gè)完全相同的燈泡，則以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是（ ）A合上 時(shí)A 的度大， 的亮度小B上 S 時(shí)，、 同亮C上 后A 變， 逐熄滅路接通穩(wěn)定后，斷開 時(shí)， 立即熄滅B 閃后再熄滅12圖所示，在范圍足夠的空間存在一個(gè)磁場(chǎng)，磁感線呈輻狀分布，其中磁感線 豎 直向上，磁場(chǎng)中豎直固

7、定一個(gè)輕質(zhì)彈簧。在距離彈簧某一高度處，將一個(gè)金屬圓盤由靜止 釋放，圓盤下落的過(guò)程中盤面始終保持水平，且圓盤的中軸線始終與彈簧的軸線、磁感線 O 重。從圓盤開下落，到彈簧被壓縮至最短的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（ ）A在圓盤內(nèi)磁通量不變B上往下看，在圓盤內(nèi)會(huì)產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻臏u流C接觸彈簧之前，圓盤做自由落體運(yùn)動(dòng)盤的重力勢(shì)能減少量等于簧彈性勢(shì)能的增加量13圖所示，、 是個(gè)完全相同的燈泡， 是個(gè)自感系數(shù)較大的線圈（直流電阻可 忽略不計(jì)）。閉合開關(guān)，電路穩(wěn)定后，兩燈泡均正常發(fā)光，電源內(nèi)阻不計(jì)，則（ ）A閉合開關(guān)瞬間A、 燈同時(shí)亮B合開關(guān)瞬間 燈先亮B 燈逐漸變亮U U C開開關(guān)瞬間， 燈亮一下，稍后 A

8、、 同時(shí)熄滅開開關(guān)瞬間，流過(guò) A 燈的電流方向不變14圖所示MN 和 PQ 是根互相平行豎直放置的光滑金屬導(dǎo)軌，已知導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，且 電阻不計(jì)， 是根與導(dǎo)軌垂直且始終與導(dǎo)軌接觸良好的金屬桿，開始時(shí)，將開關(guān) 斷 開，讓桿 由止開始自由下落，過(guò)段時(shí)間后，再將 閉，從 S 閉開始計(jì)時(shí)，則金 屬桿 ab 的度 v 隨時(shí)間 變化的圖象不可能是（ ）ABC15磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有半徑為 r 的滑半圓形導(dǎo)體框架 為一能繞 O 在框架上滑動(dòng)的導(dǎo)體棒， 之連一電阻 R，體框架與導(dǎo)體棒的電阻均不計(jì)，施加外力 使 Oc 以速度 逆針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則（ ）A通過(guò)電阻 R 的流方向 a 經(jīng) 到 B體棒 O 端勢(shì)

9、低于 端的電勢(shì)C力做功的功率為 r 4R路中的感應(yīng)電流大小為 0二、填空題16圖邊界 的側(cè)區(qū)域內(nèi)，存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 ，方向垂直于紙的勻強(qiáng)磁 場(chǎng)。邊長(zhǎng)為 l 的正方形金屬線框 由粗細(xì)均勻同種材料制成，ab 剛位于邊界 PQ 上 現(xiàn)使線框繞過(guò)邊界 PQ 轉(zhuǎn)勻速轉(zhuǎn)，角速度為 ，圖所示，則在 ad 邊始轉(zhuǎn)入磁場(chǎng)的 瞬間 兩的電勢(shì)差 為_。2 l 2 I 2 l 2 I 如圖所示，把一根條形磁鐵從同樣高度插到線圈中同的位置處，第一次快插，第二次慢插，兩情況下線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小關(guān)系是 小關(guān)系是 qq 。1 ；過(guò)線圈截面電量的大18學(xué)校開展搖發(fā)電的賽活動(dòng)。如所示，在操場(chǎng)上，將一根長(zhǎng)為 的芯導(dǎo)

10、 線兩端與靈敏電流計(jì)的兩個(gè)接線柱連接，構(gòu)成閉合回路；兩同學(xué)面對(duì)面站立搖動(dòng)這條導(dǎo) 線。（忽略地球磁偏角的影響）(1)在搖繩發(fā)”的程中，導(dǎo)線中將產(chǎn)生（填直電、交電）(2)受敏電流計(jì)結(jié)構(gòu)的影響，若只增大搖繩頻率，則靈敏電流計(jì)的最大示_增 （選填一定、不定）(3)若學(xué)校地處赤道上，兩同學(xué)南北站立搖時(shí)，導(dǎo)線_電流（選填有、無(wú)） (4)若學(xué)校地處中國(guó)重慶，兩同學(xué)東西方向立，保持搖繩的間距、頻率、最大速度不 變。在豎直平面內(nèi)上下來(lái)回?fù)u繩時(shí)，靈敏電流計(jì)的最大示數(shù)為 I ；水平面內(nèi)左右來(lái)回?fù)u繩時(shí)，靈敏電流計(jì)的最大示數(shù)為 。假設(shè)重慶地區(qū)的地磁場(chǎng)方向與水平方向的夾角為 ，則 tan19圖所示，用細(xì)線圍成個(gè)有缺口的雙

11、環(huán)形閉合回路，環(huán)所在空間有一個(gè)垂直紙面向 里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在磁感強(qiáng)度 B 減的過(guò)程中，環(huán)中是否有感應(yīng)電流_，如有則其方向 在外環(huán)中是_，內(nèi)環(huán)中是_。20圖所示為一圓環(huán)發(fā)電置，用電阻 的導(dǎo)體棒彎成半徑 L0.2m 的閉合圓環(huán)，1 1 1 1 1 1 2圓心為 ， 是一條直徑，在 OD 間接有負(fù)載電阻 R 整個(gè)圓環(huán)中均有 0.5T 的 勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直環(huán)面穿過(guò)。電阻 的導(dǎo)體棒 貼著圓環(huán)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，角度 300rad/s，導(dǎo)體棒 OA 產(chǎn)電動(dòng)_；棒 OA 轉(zhuǎn) OC 處，R 的功率為 ；全電路的最大功率。21如圖甲所示的電路中螺線管匝數(shù) n 匝橫截面積 20cm 2 螺線管導(dǎo)線電阻 r 4， ， 30在

12、一段時(shí)間內(nèi)，穿過(guò)螺線管的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 按如圖乙所示的規(guī)律變化，則電路中的電流穩(wěn)定后電容器下極板_電 （填正或負(fù)）電容器儲(chǔ)存的電量為_C22圖所示，水平放置的條光滑軌道上有可自由移動(dòng)的金屬棒 PQ、， 在外 力的作用下運(yùn)動(dòng)時(shí)， 將_的用下向右運(yùn)動(dòng)，由此可知 所做的運(yùn)動(dòng)是 _。23圖所示的電路， 和 L 是個(gè)相同的小電珠L(zhǎng) 是個(gè)自感系數(shù)相當(dāng)大的線圈，其 電阻與 R 相同，由于存在自感現(xiàn)象，在電鍵 剛通時(shí)，_最亮； 斷時(shí)，燈先熄 滅24圖所示，豎直平面內(nèi)一個(gè)很長(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌處于 0.5T的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)軌中串有電阻為、額定功率為5W的燈泡質(zhì) 50g 導(dǎo)軌間距l(xiāng) 0.5m的金屬棒 0 1 21

13、0 1 21 20 2 1可沿導(dǎo)軌做無(wú)摩擦滑動(dòng)，則棒 速度為v _ m s 向運(yùn)動(dòng)時(shí)，燈泡能正常發(fā)光；若讓棒 ab 常發(fā)光自由下落，當(dāng)速度達(dá)到穩(wěn)定后，燈_（“能或不能）正25圖所示，質(zhì)量為 m、阻為 R、長(zhǎng)為 l 的方形閉合單匝導(dǎo)線框，從距離有水平 邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)上方某一高度 h 處由靜止開始自由下落，磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B，線框下落過(guò)程 中其底邊始終保持水平，線框平面保持與磁場(chǎng)方向垂.使該線框在進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中做勻 速運(yùn)動(dòng)，則它開始下落的高度 在框全部進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中，通過(guò)導(dǎo)線截面的 電荷量 _.26徑為 、電阻為 的 匝形線圈在邊長(zhǎng)為 l 的方形 外勻強(qiáng)磁場(chǎng)充滿并垂 直穿過(guò)該正方形區(qū)域，如下圖甲所

14、示當(dāng)磁場(chǎng)隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示時(shí)，則穿過(guò)圓 形線圈磁通量的變化率為， 時(shí)線圈產(chǎn)生的應(yīng)電流_三、解答題圖 1 所是一種應(yīng)用廣泛的直電動(dòng)機(jī)，其能將電能直接轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)械 能，不需要任何中間轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)就能產(chǎn)生直線運(yùn)動(dòng)，因此可使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠。它 可以看成是一臺(tái)旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)按徑向剖開，并展成平面而成，圖 2 就這種直線電動(dòng)機(jī)的示 意圖。水平面上有兩根很長(zhǎng)的涂有絕緣材料的平行直導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間有垂直紙面方向等間隔 的勻強(qiáng)磁場(chǎng) B 和 ，軌上有金屬框 A，框的寬度與磁場(chǎng)間隔相等，當(dāng)勻強(qiáng)場(chǎng) 和 同時(shí)以恒定速度 沿平行于直軌道方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，金屬框也沿直導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)，這是一類磁懸 浮列車運(yùn)行的原理。如果金屬

15、框下始終有這樣運(yùn)動(dòng)的磁場(chǎng)，金屬框就會(huì)一直運(yùn)動(dòng)下去。設(shè)金屬框垂直導(dǎo)軌的邊長(zhǎng) L 0.2m 、的電阻R ，B 1 ，磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)速度v 4m / 。（）勻強(qiáng)磁 B 的向如圖所示，為使金屬框運(yùn)動(dòng)，則 B 的向如何？（）金屬框動(dòng)時(shí)不受阻力作用，金屬框的最大速度多少？（）金屬框動(dòng)時(shí)受到恒定阻力f 作用時(shí)，金屬框的最大速度多少？（）（）的情況下，當(dāng)金屬框達(dá)到最大速度時(shí)，為維持它的動(dòng)，磁場(chǎng)必須提供多大 的功率？28圖所示，一 形導(dǎo)軌固定于水平面上，左端串聯(lián)有電阻 =3.0，導(dǎo)軌間距L=1.0m，強(qiáng)磁場(chǎng) B=1.0 豎向下穿過(guò)導(dǎo)平面，質(zhì)量 m、電阻 =1.0 的金屬棒 與導(dǎo)軌良好接觸，并在水平向右的外力 F 作下

16、以 =2m/s 的度向右勻速運(yùn)動(dòng)。已知棒 與軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 =0.3。（）流過(guò)電 的流大小和方向；（）外力 的??；（）撤去外后，電阻 R 上生的焦耳熱是 ，通過(guò)電阻 R 的荷量。29圖所示，水平固定放的寬 L 的平行導(dǎo)體框，質(zhì)量為 m 0.1kg，一端接有R 的電阻，磁感應(yīng)強(qiáng)度 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直導(dǎo)軌平面方向向下。現(xiàn)有一導(dǎo)體棒 ab垂直跨放在框架上，并沿框架滑動(dòng)，已知框架與導(dǎo)體棒之間的動(dòng)摩擦因數(shù) 0.1 ，不計(jì)導(dǎo)體框的電阻及接觸電阻，導(dǎo)體棒ab的電阻r 。當(dāng)導(dǎo)體棒ab以 的速度向右勻速滑動(dòng)時(shí)，試求：(1)導(dǎo)棒ab上的感應(yīng)電流的方向和電勢(shì)差？(2)要持導(dǎo)體棒 ab 向勻速運(yùn)動(dòng)，作用在 上水平拉力為多