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第二章 電磁感應 單元測試-2024-2025學年高二下學期物理人教版（2019）選擇性必修第二冊
學校:___________姓名：___________班級：___________考號：___________
一、單選題
1．關于線圈自感系數的說法，錯誤的是( )
A．自感電動勢越大，自感系數也越大
B．把線圈中的鐵芯抽出一些，自感系數減小
C．把線圈匝數增加一些，自感系數變大
D．電感是自感系數的簡稱
2．如圖所示，彈簧上端固定，下端掛一只條形磁鐵，使磁鐵上下振動，磁鐵的振幅不變。若在振動過程中把線圈靠近磁鐵，觀察磁鐵的振幅將會發現（　　）
A．S閉合時振幅逐漸減小，S斷開時振幅不變
B．S閉合時振幅逐漸增大，S斷開時振幅不變
C．S閉合或斷開，振幅變化相同
D．S閉合或斷開，振幅都不發生變化
3．如圖甲、乙所示的電路中，線圈L的自感系數很大，電阻R和線圈L的電阻值都很小，且小于燈泡A的電阻，接通S，使電路達到穩定，燈泡A發光，再斷開S，則（　　）
A．在電路甲中，閉合S后，A將立即變亮
B．在電路甲中，斷開S后，A將先變得更亮，然后才逐漸變暗
C．在電路乙中，閉合S后，A將逐漸變亮
D．在電路乙中，斷開S后，A將先變得更亮，然后才逐漸變暗
4．如圖所示，A是一個邊長為L的正方形導線框，每邊長電阻為r.現維持線框以恒定速度v沿x軸運動，并穿過圖中所示由虛線圍成的勻強磁場區域．以順時針方向為電流的正方向，Ubc＝φb－φc，線框在圖示位置的時刻作為時間的零點，則b、c兩點間的電勢差隨時間變化的圖線應為
A． B．
C． D．
5．如圖甲所示，正五邊形硬導線框abcde固定在磁場中，磁場方向與線框平面垂直，圖乙表示該磁場的磁感應強度B隨時間t變化的關系，時刻磁場方向垂直紙面向里。設垂直cd邊向下為安培力的正方向，在0~5t0時間內，線框cd邊受到該磁場對它的安培力F隨時間t變化的關系圖為（　　）
A． B． C． D．
6．現代科學研究中常用到高速電子，電子感應加速器就是利用感生電場加速電子的設備。電子感應加速器主要由上、下電磁鐵磁極和環形真空室組成。當電磁鐵繞組通以變化的電流時，產生變化的磁場，穿過真空室所包圍的區域內的磁通量也隨時間變化，這時真空室空間內就產生渦旋電場，電子將在渦旋電場作用下得到加速。如圖所示（上部分為側視圖、下部分為真空室的俯視圖），若電子被“約束”在半徑為R的圓周上運動，當電磁鐵繞組通有圖中所示的電流時（ ）
A．電子沿逆時針運動，保持電流的方向不變，當電流增大時，電子將加速
B．電子沿順時針運動，保持電流的方向不變，當電流增大時，電子將加速
C．電子沿逆時針運動，保持電流的方向不變，當電流減小時，電子將加速
D．被加速時電子做圓周運動的周期不變
7．研究人員發現一種具有獨特屬性的新型合金，只要略微提高其溫度，這種合金就會變成強磁性合金，從而使它旁邊的線圈中產生感應電流．如圖，一圓形線圈放在圓柱形合金材料下方，現對合金材料進行加熱，則（　　）
A．線圈中將產生逆時針方向的電流
B．線圈中將產生順時針方向的電流
C．線圈將有收縮的趨勢
D．線圈將有擴張的趨勢
二、多選題
8．如圖甲是一個電解電容器，電容器外殼上標有“4.7μF 50V”字樣；圖乙是一個標準自感線圈，外殼上標有“1H”字樣，下列有關該電容器和自感線圈的說法正確的是
A．電容器的電容為
B．自感線圈的自感系數為1H
C．電容器在20V的工作電壓下，其帶電量為
D．自感線圈的自感電動勢大小與流過線圈的電流大小有關
9．穿過某閉合線圈的磁通量Φ，隨時間t按如圖所示的正弦規律變化。t1時刻磁通量Φ1最大，t3時刻磁通量Φ3＝0，時間Δt1＝t2－t1和Δt2＝t3－t2相等，在Δt1和Δt2時間內閉合線圈中感應電動勢的平均值分別為和，在t2時刻感應電動勢的瞬時值為e，則（ ）
A． B．
C． D．
10．如圖所示，電燈A和B與固定電阻的阻值均為R，L是自感系數很大的線圈。當S1閉合、S2斷開且電路穩定時，A、B亮度相同，再閉合S2，待電路穩定后將S1斷開，下列說法正確的是（　　）
A．B立即熄滅
B．A燈將比原來更亮一些后再熄滅
C．有電流通過B燈，方向為c→d
D．有電流通過A燈，方向為b→a
三、實驗題
11．實驗：探究影響感應電流方向的因素
（1）實驗原理
a.由電流表指針偏轉方向與電流方向的關系，找出感應電流的方向。
b.通過實驗，觀察、分析原磁場方向和磁通量的變化，記錄感應電流的方向，然后歸納出感應電流的方向與原磁場方向、原磁通量變化之間的關系。
（2）實驗器材
條形磁體，螺線管，電流表，導線若干，滑動變阻器，開關，干電池，電池盒。
（3）實驗過程
a.探究電流表指針的偏轉方向和電流方向之間的關系。
實驗電路如圖甲、乙所示：
結論：電流從哪一側接線柱流入，指針就向哪一側偏轉，即左進左偏，右進右偏。（指針偏轉方向應由實驗得出，并非所有電流表都是這樣的）
b.探究條形磁體插入或拔出線圈時感應電流的方向
（i）按圖連接電路，明確螺線管的繞線方向。
（ii）按照控制變量的方法分別進行N極（S極）向下插入線圈和N極（S極）向下時抽出線圈的實驗。
（iii）觀察并記錄磁場方向、電流方向、磁通量大小變化情況，并將結果填入表格。
甲 乙 丙 丁
條形磁體運動的情況 N極向下插入線圈 S極向下插入線圈 N極朝下時抽出線圈 S極朝下時抽出線圈
原磁場方向（“向上”或“向下”）
穿過線圈的磁通量變化情況（“增加”或“減少”）
感應電流的方向（在螺線管上方俯視） 逆時針 順時針 順時針 逆時針
感應電流的磁場方向（“向上”或“向下”）
原磁場與感應電流磁場方向的關系
（iiii）整理器材。
（4）結果分析
根據上表記錄，得到下述結果：
甲、乙兩種情況下，磁通量都 ，感應電流的磁場方向與原磁場方向 ，阻礙磁通量的增加；丙、丁兩種情況下，磁通量都 ，感應電流的磁場方向與原磁場方向 ，阻礙磁通量的減少。
實驗結論：感應電流具有這樣的方向，即 總要 引起感應電流的 。
（5）注意事項
a.確定電流方向與電流表指針偏轉方向的關系時，要用試觸法并注意減小電流強度，防止電流過大或通電時間過長損壞電流表。
b.電流表選用零刻度在中間的靈敏電流計。
c.實驗前設計好表格，并明確線圈的繞線方向。
d.按照控制變量的思想進行實驗。
e.完成一種操作后，等電流計指針回零后再進行下一步操作。
12．如圖甲所示是某同學研究自感現象的實驗電路圖，并用電流傳感器顯示出斷開開關前后一段時間內各時刻通過線圈L的電流（如圖乙所示）。已知電源電動勢E=9V，內阻不計，燈泡R1的阻值為10Ω，電阻R的阻值為2Ω。
(1)線圈的直流電阻為 Ω。
(2)開關斷開時，該同學觀察到的現象為： 。
13．如圖所示是“探究影響感應電流方向的因素”的實驗裝置。
（1）將圖中所缺導線補充完整；
（2）如果在閉合開關時發現靈敏電流計的指針向右偏了一下，那么合上開關后，將A線圈迅速插入B線圈中，電流計指針將 （填“向左偏”或“向右偏”），A線圈插入B線圈后，將滑動變阻器滑片迅速向左移動時，電流計指針將 （填“向左偏”或“向右偏”）；
（3）在靈敏電流計所在的電路中，為電路提供電流的是 （填圖中儀器的字母）。
14．學習法拉第電磁感應定律后，為了定量驗證感應電動勢與時間的關系，甲、乙兩位同學共同設計了圖示實驗裝置：線圈和電壓傳感器相連線圈和光電門固定在長木板的軌道上，強磁鐵和擋光片固定在小車上。每當小車經過光電門時，光電門會記錄下擋光時間同時觸發電壓傳感器記錄下內線圈產生的感應電動勢。利用彈簧將小車以不同的速度從軌道的右端彈出，就能得到一系列和的實驗數據。
（1）關于實驗原理、過程和操作，下列說法正確的是 和 。
A．實驗中必須保持線圈、光電門的位置不變
B．實驗中軌道必須保持水平
C．實驗中軌道必須光滑
D．實驗中每個擋光時間內線圈中磁通的變化量可視為不變
（2）兩位同學用作圖法分析實驗數據在直角坐標系中作出 （填“”或“”）圖線，若圖線是誤差范圍內通過原點的傾斜直線，則可驗證與成反比。
（3）若按（2）問中兩同學的方法處理數據，當僅增大線圈匝數后得到的圖線斜率會 （選填“增大”、“不變”、“減小”）
《第二章 電磁感應 單元測試-2024-2025學年高二下學期物理人教版（2019）選擇性必修第二冊》參考答案
題號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A A D B B A C BC BD AD
1．A
【詳解】自感系數與線圈的匝數、單位長度上線圈的匝數、橫截面積及有無鐵芯有關；電感是自感系數的簡稱；自感系數是由線圈自身性質決定的，與自感電動勢無關，所以A錯誤，符合題意；BCD正確，不符合題意；
故選A。
2．A
【詳解】S斷開時，磁鐵振動使穿過線圈的磁通量發生變化，但線圈中無感應電流，振幅不變；S閉合時，線圈中有感應電流，電路要消耗電能，磁鐵的機械能越來越少，振幅逐漸減小。
故選A。
3．D
【詳解】A．在電路甲中，閉合S后，由于線圈的自感，A逐漸變亮，A錯誤；
B．在電路甲中，斷開S，由于線圈阻礙電流變小，導致A將逐漸變暗，因通過線圈L的電流小于電阻R，則不會出現閃亮現象，B錯誤；
C．在電路乙中，閉合S后，A與電阻R串聯接入電源，則其將立即變亮，C錯誤；
D．在電路乙中，由于電阻R和自感線圈L的電阻值都很小，所以通過燈泡的電流比線圈的電流小，斷開S時，由于線圈阻礙電流變小，導致A將變得更亮，然后逐漸變暗，D正確。
故選D。
4．B
【詳解】0-，線框在磁場外，力與電流為0。~2，由右手定則可得出電流的方向為逆時針的方向，維持線框以恒定速度v沿x軸運動，所以感應電動勢和電流不變，根據法拉第電磁感應定律，則有：；2~4，線框全部進入磁場，感應電流為0，但感應電動勢BLv，則Ubc=BLv。4~5，線框左邊切割磁感線，由右手定則可得出電流的方向為順時針的方向，維持線框以恒定速度v沿x軸運動，所以感應電動勢和電流不變，根據法拉第電磁感應定律，則有：。
故選B。
5．B
【詳解】在0~2t0時間內，磁感應強度的變化率不變，則感應電流的方向不變，方向為順時針方向，則在0~t0時間內，線框cd邊受到的安培力向下，并均勻減小，在t0~2t0時間內，線框cd邊受到的安培力向上，并均勻增大；在2t0~3t0時間內，磁感應強度不變，無感應電流，無安培力；在3t0~5t0時間內，磁感應強度的變化率不變，則感應電流的方向不變，方向為逆時針方向，則在3t0~4t0時間內，線框cd邊受到的安培力向下，并均勻減小，在4t0~5t0時間內，線框cd邊受到的安培力向上，并均勻增大。
故選B。
6．A
【詳解】ABC．當電磁鐵繞組通有圖中所示的電流時，由安培定則知，將產生向上的磁場，當電磁鐵繞組中電流增大時，根據楞次定律和安培定則可知，這時真空室空間內將產生順時針方向的渦旋電場，電子沿逆時針方向運動，電子將加速，故A正確，BC錯誤。
D．由于電子被“約束”在半徑為R的圓周上運動，由
知，電子加速后，電子做圓周運動的周期減小，故D錯誤。
故選A。
7．C
【詳解】AB．提高溫度，這種合金會從非磁性合金變成強磁性合金，穿過線圈的磁通量增大，從而在線圈中產生電流．由于原磁場的方向未知，所以不能判斷出感應電流的方向．故AB錯誤；
CD．當合金材料的磁場增大時，穿過線圈的磁通量增大，則線圈產生的感應電流方向的阻礙磁通量的增大，面積有縮小的趨勢．故C正確，D錯誤．
8．BC
【詳解】A．因為，故A錯誤；
B．外殼上標有“1H”字樣則表明自感線圈的自感系數為1H，故B正確；
C．根據公式
可得電容器在20V的工作電壓下，其帶電量為
故C正確；
D．在自感系數一定的條件下，根據法拉第電磁感應定律，則有：通過導體的電流的變化率越大，產生的自感電動勢越大，與電流大小及電流變化的大小無關，故D錯誤。
故選BC。
9．BD
【詳解】感應電動勢的最大值為
磁通量從零開始變化，磁通量的變化規律為
故電動勢的表達式為
因與 相等，則時刻對應的磁通量為
則內平均電動勢為
則內平均電動勢為
故
時刻感應電動勢的瞬時值
因周期為
則角速度
故
故選BD。
10．AD
【詳解】AC．待電路穩定后將S1斷開，線圈無法對B供電，B立即熄滅，A正確，C錯誤；
B．當S1閉合、S2斷開且電路穩定時，A、B亮度相同，說明線圈的直流電阻也為R，再閉合S2，穩定時流過A與L的電流相同，故將S1斷開時，A只會逐漸熄滅，不會閃亮，B錯誤；
D．將S1斷開瞬間，線圈L中電流方向保持不變，與A形成閉合回路，流經A的電流方向為b→a，D正確。
故選AD。
11． 增加 相反 減少 相同 感應電流的磁場 阻礙 磁通量的變化
【詳解】將表格內容完善：
甲 乙 丙 丁
條形磁體運動的情況 N極向下插入線圈 S極向下插入線圈 N極朝下時抽出線圈 S極朝下時抽出線圈
原磁場方向（“向上”或“向下”） 向下 向上 向下 向上
穿過線圈的磁通量變化情況（“增加”或“減少”） 增加 增加 減少 減少
感應電流的方向（在螺線管上方俯視） 逆時針 順時針 順時針 逆時針
感應電流的磁場方向（“向上”或“向下”） 向上 向下 向下 向上
原磁場與感應電流磁場方向的關系 相反 相反 相同 相同
根據上表記錄，得到下述結果：
甲、乙兩種情況下，磁通量都增加，感應電流的磁場方向與原磁場方向相反，阻礙磁通量的增加；丙、丁兩種情況下，磁通量都減少，感應電流的磁場方向與原磁場方向相同，阻礙磁通量的減少。
實驗結論：感應電流具有這樣的方向，即感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化。
12． 4 燈泡閃亮一下再熄滅
【詳解】(1)[1]斷開開關前，通過線圈的電流為1.5A，則
(2)[2]由圖可知，大約在t=1×10－3S時斷開開關，斷開開關后，通過線圈的最大電流為1.5A，斷開開關前通過燈泡的電流
所以燈泡閃亮一下再熄滅
13． 向右偏 向左偏 B
【詳解】解：（1）[1]將線圈B和靈敏電流計串聯組成一個回路，將開關、滑動變阻器、電源、線圈A串聯組成另一個回路即可，連接圖如圖所示。
（2）[2]如果在閉合開關時發現靈敏電流計的指針向右偏了一下，說明穿過B線圈的磁通量增加，電流計指針向右偏，合上開關后，將A線圈迅速插入B線圈中時，穿過B線圈的磁通量增加，靈敏電流計指針將向右偏。
[3]A線圈插入B線圈后，將滑動變阻器滑片迅速向左移動時，線圈A中電流減小，穿過B線圈的磁通量減少，電流計指針將向左偏。
（3）[4]在靈敏電流計所在的電路中，為電路提供電流的是線圈B。
14． A D 增大
【詳解】(1)[1][2]BC．由法拉第電磁感應定律：可知，為了定量驗證感應電動勢與時間成反比，實驗只需要控制線圈匝數與磁通量的變化量不變即可，對軌道是否光滑、軌道是否水平沒有要求，故BC錯誤；
AD．實驗需要控制線圈匝數與磁通量的變化量不變，為控制磁通量的變化量不變，實驗中必須保持線圈、光電門位置不變，故AD正確。
故選AD。
(2)[3]要驗證與成反比，即驗證與成正比。故在直角坐標系中作關系圖線，若圖線是基本過坐標原點的傾斜直線，則也可驗證與成反比。
(3)[4]由法拉第電磁感應定律：可知，圖線的斜率
不變，當僅增大線圈匝數后，圖線的斜率會增大。

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