1、单元AB测卷 鲁科版（2019）选择性必修第二册 专题二 电磁感应及其应用一、单选题1为探讨磁场对脑部神经组织的影响及临床医学应用，某小组查阅资料知：“将金属线圈放置在头部上方几厘米处，给线圈通以上千安培、历时约几毫秒的脉冲电流，电流流经线圈产生瞬间的高强度脉冲磁场，磁场穿过头颅对脑部特定区域产生感应电场及感应电流，而对脑神经产生电刺激作用，其装置如图所示。”同学们讨论得出的下列结论不正确的是（）A脉冲电流流经线圈会产生高强度的磁场是电流的磁效应B脉冲磁场使脑部特定区域产生感应电流是电磁感应现象C若将脉冲电流改为恒定电流，可持续对脑神经产生电刺激作用D若脉冲电流最大强度不变，但缩短
2、脉冲电流时间，则在脑部产生的感应电场及感应电流会增强2如图是学生常用的饭卡内部实物图，其由线圈和芯片电路组成。当饭卡处于感应区域时，会在线圈中产生感应电流来驱动芯片工作。已知线圈面积为S，共匝，回路总电阻为。某次刷卡时，线圈平面与磁场方向垂直，且全部处于磁场区域内，在感应时间内，磁感应强度由0增大到，此过程中（）A线圈中的电流方向沿顺时针方向B通过线圈平面的磁通量变化量为C线圈的平均感应电动势为D通过导线某横截面的电荷量为3某同学制作了一个简易的稳定装置，如图所示，N极朝右的条形磁铁正中心被细线悬挂在天花板下，沿条形磁铁中轴线的左右两侧放置两个完全相同的闭合圆形线圈，线圈始终与地面保持相对静止
3、，需要稳定的实验设备悬挂于条形磁铁下方（图中未画出），当条形磁铁左右摆动或前后转动时，可快速地回到初始的稳定状态，则（）A当条形磁铁向右摆动时，从右往左看，右侧线圈将产生逆时针的感应电流B当条形磁铁向右摆动时，左侧线圈有收缩的趋势，右侧线圈有扩张的趋势C无论条形磁铁向哪边摆动，两侧线圈总是同时对磁铁提供排斥力D无论条形磁铁向哪边摆动，两侧线圈的感应电流方向总是相反4如图，足够长的磁铁在空隙产生一个径向辐射状磁场，一个圆形细金属环与磁铁中心圆柱同轴，由静止开始下落，经过时间，速度达到最大值，此过程中环面始终水平。已知金属环质量为、半径为、电阻为，金属环下落过程中所经过位置的磁感应强度大小均为，重
4、力加速度大小为，不计空气阻力，则（）A在俯视图中，环中感应电流沿逆时针方向B环中最大的感应电流大小为C环下落速度为时的热功率为D环下落过程中所受重力的冲量等于其动量变化5三个用同样的细导线做成的刚性闭合线框，正方形线框的边长与圆线框的直径相等，圆线框的半径与正六边形线框的边长相等，如图所示。把它们放入磁感应强度随时间线性变化的同一匀强磁场中，线框所在平面均与磁场方向垂直，正方形、圆形和正六边形线框中感应电流的大小分别为和。则（）ABCD6如图所示为两个有界匀强磁场，磁感应强度大小均为，方向分别为垂直纸面向里和向外，磁场宽度均为，距磁场区域的左侧处，有一边长为的正方形导体线框，总电阻为，且线框平
5、面与磁场方向垂直，现用外力使线框以速度匀速穿过磁场区域，以线框在初始位置时为计时起点，规定电流沿逆时针方向时线框中的电动势为正，磁感线垂直纸面向里时磁通量的方向为正，外力向右为正。则下列关于穿过线框的磁通量、线框中产生的感应电动势、外力和电功率随时间变化的图像正确的是（）ABCD二、多选题7图甲和图乙是演示自感现象的两个电路图，和为电感线圈，、是三个完全相同的灯泡。实验时，断开开关瞬间，灯突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关，灯逐渐变亮，而另一个相同的灯立即变亮，最终与的亮度相同。下列说法正确的是（）A图甲中，与的电阻相等B图甲中，闭合开关，电路稳定后，通过的电流小于通过的电流C图乙中，变阻器接入
6、电路的电阻与的电阻相等D图乙中，闭合开关瞬间，中电流与变阻器中电流相等8某同学设计了一利用涡旋电场加速带电粒子的装置，基本原理如图甲所示，上，下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室，带电粒子在真空室内做圆周运动，电磁铁线圈电流的大小、方向可以变化，产生的感生电场使粒子加速，图甲上部分为侧视图，下部分为俯视图，若粒子质量为m，电荷量为q，初速度为零，圆形轨道的半径为R，穿过粒子圆形轨道面积的磁通量随时间t的变化关系如图乙所示，在t0时刻后，粒子轨道处的磁感应强度为B，粒子加速过程中忽略相对论效应，不计粒子的重力，下列说法正确的是（）A若被加速的粒子为电子，沿如图所示逆时针方向加速，则应在
7、线圈中通以由a到b的电流B若被加速的粒子为正电子，沿如图所示逆时针方向加速，则应在线圈中通以由a到b的电流C在t0时刻后，粒子运动的速度大小为D在t0时刻前，粒子每加速一周增加的动能为9如图甲所示，发光竹蜻蜓是一种常见的儿童玩具，它在飞起时能够持续发光。某同学对竹蜻蜓的电路作如下简化：如图乙所示，半径为L的导电圆环绕垂直于圆环平面、通过圆心O的金属轴O1O2以角速度逆时针匀速转动（俯视）。圆环上接有电阻均为r的三根金属辐条OP、OQ、OR，辐条互成120角。在圆环左半部分张角也为120角的范围内（两条虚线之间）分布着垂直圆环平面向下磁感应强度为B的匀强磁场，在转轴O1O2与圆环的边缘之间通过电
8、刷M、N与一个LED灯相连。假设LED灯电阻为r，其他电阻不计，从辐条OP进入磁场开始计时。在辐条OP转过120的过程中，下列说法中正确的是（）AO、P两端电压为BL2B通过LED灯的电流为C整个装置消耗的电能为D增大磁感应强度可以使LED灯发光时更亮10如图，间距的U形金属导轨，一端接有的定值电阻，固定在高的绝缘水平桌面上。质量均为的匀质导体棒a和b静止在导轨上，两导体棒与导轨接触良好且始终与导轨垂直，接入电路的阻值均为，与导轨间的动摩擦因数均为0.1（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），导体棒距离导轨最右端。整个空间存在竖直向下的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度大小为。用沿导轨水平向右的恒力
9、拉导体棒a，当导体棒a运动到导轨最右端时，导体棒b刚要滑动，撤去，导体棒a离开导轨后落到水平地面上。重力加速度取，不计空气阻力，不计其他电阻，下列说法正确的是（）A导体棒a离开导轨至落地过程中，水平位移为B导体棒a离开导轨至落地前，其感应电动势不变C导体棒a在导轨上运动的过程中，导体棒b有向右运动的趋势D导体棒a在导轨上运动的过程中，通过电阻的电荷量为三、填空题11如图所示，水平面内两光滑平行金属导轨的间距为，直导线垂直跨在金属导轨上，且与金属导轨接触良好，整个装置处于垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为。电容器的电容为，除电阻外，金属导轨和直导线的电阻均不计。现给直导线一初速度，使直导线向
10、右运动，当电路稳定后，直导线以速度向右做匀速运动，则电容器所带电荷量为 （用所给字母表示），给直导线的初速度 （选填“大于”“小于”或“等于”）。12将长为、粗细均匀的导线，从中点处折成如图所示的形状，、两点连线与水平方向成45角，导线所在位置有范围足够大、方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为的匀强磁场。现将导线在纸面内以相同的速率，前、后分别沿垂直、两点连线斜向上和水平向左两个方向匀速运动，则在前、后两种情况下，、两点间的电势差之比为
11、; 。13如图所示，边长为、电阻为的单匝正方形导线框从空中某处由静止开始下落，一段时间后恰好能以速率匀速进入一磁感应强度为、宽度为的匀强磁场区域，重力加速度为，则该导线框进入磁场的过程中流过导线某一横截面的电荷量为 ，导线框边运动到磁场下边界时速度大小为 。（不计空气阻力）四、解答题14电磁刹车是一种新的刹车方式，某实验小组利用遥控塑料小车模型探究电磁刹车的效果。在遥控小车底面安装与小车底面长、宽均相同的匝数为的矩形导线
12、框，其总电阻为，其所在平面与水平地面平行，如图所示，小车在磁场外以恒定功率做直线运动，受到地面阻力恒为，进入磁场前已达到最大速度，车头（边）刚要进入磁场时牵引力立即变为零，车尾（边）刚出磁场时小车速度恰好为零。已知小车总质量为，小车底面长为，宽为，有界匀强磁场宽度也为，磁感应强度为，方向竖直向下，若不考虑其他阻力的影响。求：(1)小车车头刚进入磁场时，线框所受安培力大小；(2)电磁刹车所用的时间。15如图所示，粗糙的水平导轨固定放置，两导轨之间的距离恒为，两导轨的最右端接一阻值为的定值电阻，导轨的电阻可忽略不计。已知图中的两虚线a、b之间存在竖直向下的匀强磁场（未画出），两虚线之间的距离为。现
13、将一长度为、阻值为的导体棒放在虚线a的左侧，并从此刻开始计时，可知两虚线之间的磁场的磁感应强度随时间的变化规律为，后的磁感应强度恒为。时刻在导体棒上施加一水平向右的恒力F，使导体棒从静止开始运动，且在时导体棒刚好运动到虚线a所在位置，在04s的时间内定值电阻消耗的功率不变。导体棒与导轨之间的动摩擦因数为，重力加速度。求：(1)在04s的时间内流过定值电阻的电流大小；(2)导体棒的质量。16如图甲所示，一边长为、质量为的正方形金属线框，放在光滑绝缘的水平面上，整个装置放在方向竖直向上、磁感应强度为的有界匀强磁场中，它的一边与磁场的边界MN重合。在水平向左的力F作用下由静止开始向左运动，经过5s线
14、框被拉出磁场。测得金属线框中的电流随时间变化的图像如图乙所示。(1)求在这5s内通过线框导线横截面的电荷量及线框的电阻；(2)写出在这5s内水平力F随时间变化的表达式；(3)已知在这5s内力F做的功为，那么在此过程中，线框产生的焦耳热是多少？17如图所示，固定在水平面上间距为的两条平行光滑金属导轨，垂直于导轨放置的两根金属棒和长度也为、电阻均为，两棒与导轨始终接触良好两端通过开关与电阻为的单匝金属线圈相连，线圈内存在竖直向下均匀增加的磁场，磁通量变化率为常量图中虚线右侧有垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为的质量为，金属导轨足够长，电阻忽略不计（1）闭合，若使保持静止，需在其上加多大的水平恒力，并指出其方向；（2）断开，在上述恒力作用下，由静止开始到速度大小为的加速过程中流过的电荷量为，求该过程安培力做的功试卷第9页，共9页
