第二章學業質量標準檢測

本卷分第I卷（選擇題）和第II卷（非選擇題）兩部分。滿分：100分，時間：75分鐘。

第I卷（選擇題共40分）

一、選擇題（本題共10小題，每小題4分，共40分，在每小題給出的四個選項中，第1?

6小題只有一個選項符合題目要求，第7?10小題有多個選項符合題目要求，全部選對的得4

分，選不全的得2分，有選錯或不答的得0分）

1.（2024.上海交大附中高二開學考試）穿過閉合回路的磁通量①隨時間t變化的圖像分別

如圖甲、乙、丙、丁所示，下列關于回路中產生的感應電動勢的說法，正確的是（）

A.圖甲中回路產生的感應電動勢恒定不變

B.圖乙中回路產生的感應電動勢一直在變大

C.圖丙中回路在0?to時間內產生的感應電動勢小于力?2/o時間內產生的感應電動勢

D.圖丁回路產生的感應電動勢先變小再變大

答案：D

解析：根據法拉第電磁感應定律E=喏可知回路中產生的感應電動勢大小與磁通量的變

化率的絕對值成正比，而磁通量的變化率等于◎一/圖像的斜率。圖甲中磁通量恒定不變，不

產生感應電動勢，A錯誤；圖乙中磁通量的變化率不變，產生的感應電動勢恒定，B錯誤；圖

丙中0?m時間內磁通量的變化率的絕對值大于fo?2/o時間內磁通量的變化率的絕對值，所以

回路在0?fo時間內產生的感應電動勢大于fo?2/0時間內產生的感應電動勢，C錯誤；圖丁中

。一/圖像切線的斜率先變小后變大，所以回路產生的感應電動勢先變小再變大，D正確。故

選D。

2.M、N兩個閉合正方形線圈用相同的導線制成，分別為10匝和30匝，邊長/M=3/N,

圖示區域內有垂直于紙面向外的勻強磁場，且磁感應強度B隨時間變化的規律為B=B0+

kt（k<0）,不考慮線圈之間的相互影響，則下列說法正確的是（）

A.兩線圈內產生順時針方向的感應電流

B.M、N線圈中感應電動勢大小之比為1：9

C.M、N線圈中感應電流大小之比為1：3

D.M、N線圈中的電功率之比為1：27

答案：C

解析：由題意可知，兩線圈中的磁通量隨時間不斷減小，根據楞次定律可知兩線圈內產生

逆時針方向的感應電流，故A錯誤；穿過兩線圈的磁通量隨時間的變化率相等，根據法拉第

電磁感應定律可得M、N線圈中感應電動勢大小之比為獸=第",故B錯誤；根據電阻定律

可得M、N線圈的電阻之比為零根據閉合電路的歐姆定律可得M、N線圈

AN30X4X/n

中感應電流大小之比為3=魯善=（故C正確；M、N線圈中的電功率之比為零=爭牛=

/N七NKM3FN乜N/N

I，故D錯誤。

3.（2024.江西二模）高速鐵路列車通常使用磁剎車系統，磁剎車工作原理可簡述如下：將

磁鐵的N極靠近一塊正在以逆時針方向旋轉的圓形鋁盤，使磁感線總垂直射入鋁盤時，鋁盤

隨即減速，如圖所示，圓中磁鐵左方鋁盤的甲區域朝磁鐵方向運動，磁鐵右方的乙區域朝離開

磁鐵方向運動，下列說法中正確的是（）

A.鋁盤甲區域的感應電流會產生垂直紙面向里的磁場

B.磁場與感應電流的作用力，會產生將鋁盤減速旋轉的阻力

C.感應電流在鋁盤產生的內能，是將鋁盤減速的最主要原因

D.若將實心鋁盤轉換成布滿小空洞的鋁盤，則磁鐵對布滿空洞的鋁盤減速效果比實心鋁

盤的效果更好

答案：B

解析：鋁盤甲區域中的磁通量向里增大，由楞次定律可知，甲區域感應電流方向為逆時針

方向，則此感應電流的磁場方向垂直紙面向外，故A錯誤；由“來拒去留”可知，磁場與感

應電流的作用力，會產生將鋁盤減速旋轉的效果，會使鋁盤減速，故B正確，C錯誤；改成空

洞鋁盤，電阻變大，電流變小，阻礙效果更差，故D錯誤。

4.如圖所示，由同種材料制成的粗細均勻的正方形金屬線框以恒定速度向右通過有理想

邊界的勻強磁場，開始時線框的湖邊恰與磁場邊界重合，磁場寬度大于正方形線框的邊長，

則線框中6兩點間電勢差U"隨時間變化的圖線是下圖中的（）

答案：A

解析：線框向右勻速穿越磁場區域的過程可分為三個階段：第一階段（進入過程），仍是電

3

源，外電阻R=3/（每一邊的電阻為廠），等于路端電壓Ui=aE;第二階段（線框整體在磁場

中平動過程），溺及A都是電源，并且是完全相同的電源，回路中雖無感應電流，但。2=E;

311

第三階段（離開過程），公是電源，路端電壓U"=E，因此為路端電壓UA的?即5=產。

5.如圖所示，水平面上足夠長的平行直導軌左端連接一個耐高壓的平行板電容器，豎直

向下的勻強磁場分布在整個空間。導體桿在恒力作用下從靜止開始向右運動，在運動過程

中導體桿始終與導軌接觸良好。若不計一切摩擦和電阻，那么導體桿所受安培力心以及運動

過程中的瞬時速度。隨時間/的變化關系圖正確的是（）

M

XXXX

XXXX

N

答案：c

解析：導體桿MN在恒力作用下從靜止開始向右運動，切割磁感線產生感應電動勢，電容

器充電，由于不考慮電阻，電容器兩端電壓與電動勢相等，設充電電流為i,則有，=署=嘴，

則安培力為FA=BiL=BLXBLXCB^V=CB2L2a,對導體桿MN由牛頓第二定律有F

—BiL=ma,即R—。加左^二機處得。=0^^福，即導體桿MN做勻加速直線運動，則安培

力恒定。故選Co

6.（2024.浙江高二開學考試）科學家對磁單極子的研究一直在延續，假如真實存在如圖所

示的N極磁單極子，它的磁感線分布類似于點電荷的電場線分布，已知穿過Si球面的磁通量

為熟）。另有一個半徑為r的線圈水平放置，其圓心位于磁單極子的正下方，此磁單極子垂直

于線圈面以恒定的速度。沿軸線穿過圓環，下列說法正確的是（）

A.穿過S2球面的磁通量大于穿過Si球面的磁通量

B.Si球面上磁感應強度處處相同

C.當磁單極子到達線圈圓心時線圈磁通量為0,電流方向發生變化

D.當磁單極子到達線圈圓心處時，線圈的感應電動勢為等

Zr

答案：D

解析：磁通量是穿過某一面的磁感線的條數，如果是磁單極子，它發出所有的磁感線均全

部會穿過球面1和球面2,則兩球面的磁通量一樣大，若讓磁單極子穿過一個圓形閉合線圈，

當線圈圓心與磁單極子重合時，穿過線圈的磁感線的條數為0,即磁通量為零，根據楞次定律

可知電流方向不變，故A、C錯誤；磁感應強度是矢量，Si球面上磁感應強度方向不同，故B

錯誤；以磁單極子為球心，半徑為廠的球面的磁通量為。o,設距磁單極子距離為「處的磁感

應強度為3,則有四=54兀,，磁單極子到達圓環中心時，相當于圓環切割磁感線，產生感應

電動勢為E=B-27ir0=7-,故正確。

zrD

7.（2024.河南高二開學考試）電磁彈射裝置的原理圖如圖甲所示，驅動線圈通過開關S與

電源連接，發射線圈放在絕緣且內壁光滑的發射導管內。閉合開關S后，在0?fo時間內驅動

線圈中的電流i隨時間/的變化關系如圖乙所示。在這段時間內，下列說法正確的是（）

A.發射線圈中感應電流產生的磁場水平向左

B./=/（）時驅動線圈產生的自感電動勢最大

C./=0時發射線圈中的磁通量變化率最大

D./=加時發射線圈中的感應電流最大

答案：AC

解析：根據安培定則可知，驅動線圈內的磁場方向水平向右，結合題圖乙可知，驅動線圈

的電流增大，通過發射線圈的磁通量增大，根據楞次定律可知，發射線圈內部的感應電流磁場

方向水平向左，故A正確；由題圖乙可知，時驅動線圈的電流變化率最小，此時通過發

射線圈的磁通量變化率最小，驅動線圈產生的自感電動勢最小，發射線圈中的感應電流最小，

故B、D錯誤；/=0時驅動線圈的電流變化率最大，則此時通過發射線圈的磁通量變化得最快,

故C正確。

8.（2024.福建泉州一模）如圖，在間距為d的水平固定平行金屬導軌上，放置質量分別為

2g恤的金屬桿M、NoN的中點系著一條跨過定滑輪的細繩，細繩下端懸掛重物，滑輪左

側細繩與導軌平行。兩導軌間存在磁感應強度大小為3、方向豎直向上的勻強磁場。當重物質

量機取不同值時，系統最終穩定的狀態不同。設穩定時M桿的加速度大小為a,回路中電動

勢為E、電流為/、熱功率為P。已知重力加速度大小為g,兩桿接入回路的總電阻為R,導軌

足夠長且電阻不計，忽略一切摩擦，兩桿始終與導軌垂直且接觸良好。則下列關系圖像不合理

的是（）

答案：ABC

解析：根據牛頓第二定律，對N桿，有T—BId=moaN,對重物，有mg—T=ma^,所以

mg—BId=（mo+m）a^,對M桿，有/必=2儂外1,根據閉合電路的歐姆定律可得，回路中的電

、、.BCIVN-BdvM-、、］、一一I、、、1,Bd（v^~\~—Bd（VM+AM-Art._,,日

流為/=----p——，經過加時間的電流為7=--------------常」---------,當系統最終

KK

穩定時電流不變，即ON,A%=OM?AK所以〃N=aM,即穩定時，棒與重物的加速度相同，一起做

mg

勻加速直線運動，所以加g=（2mo+mo+機）Q,則CL—由此可知，〃與用的變化規律不

2m#mg2m#g

是過原點的傾斜直線，故A錯誤；根據以上分析可知E=/R=

Bd3mo+m力3獨+1

m

當機趨近于無窮大時,E達到最大,此時扁二書,故B錯誤；回路中電流為人需另黑

2m)g

^所以小=鬻，故C錯誤；回路中的熱功率為P=/2R=

2R,所以

nd-機o.，DCl

31m+1

Pm=（需2凡故D正確。

\DClJ

9.如圖甲所示線圈的匝數〃=100,橫截面積S=50cm2,線圈總電阻r=10Q,沿軸向有

勻強磁場，設圖示磁場方向為正，磁場的磁感應強度隨時間按如圖乙所示規律變化，則在開始

的015內（）

A.磁通量的變化量為0.25Wb

B.磁通量的變化率為2.5X10-2Wb/s

C.a、b間電壓為0

D.在八6間接一個理想電流表時，電流表的示數為0.25A

答案：BD

解析：通過線圈的磁通量與線圈的匝數無關，若設。2=&S為正，則線圈中磁通量的變化

量為△①=B2S—（—BIS）,代入數據即A0=（0.1+04）X50XIO-wb=2.5X10-3wb,A錯誤;

A⑦25X1

磁通量的變化率后—Wb/s=2.5X10-2Wb/s,B正確；根據法拉第電磁感應定律可

知，當服人間斷開時，其間電壓等于線圈產生的感應電動勢，感應電動勢大小為E=〃『=

2.5V且恒定，C錯誤；在隊方間接一個理想電流表時相當于a、6間接通而形成回路，回路

F

總電阻即為線圈的總電阻，故感應電流大小/=：=0.25A,D正確。

10.（2023?貴州鎮遠縣高二期中）如圖所示，兩根粗糙的金屬導軌平行放置在傾角為。的斜

面上，導軌下端接有電阻凡導軌電阻不計。斜面處在豎直向上的勻強磁場中，質量為機的金

屬棒時垂直放置在導軌上且始終與導軌接觸良好，金屬棒電阻不計，金屬棒沿導軌減速下滑,

在下滑力高度的過程中，它的速度由%減小到。，則下列說法正確的是（）

A.作用在金屬棒上的合力做的功為（九德一

B.金屬棒重力勢能的減少量等于系統產生的電能

C.金屬棒克服安培力做的功等于電阻R上產生的焦耳熱

D.金屬棒機械能減少量為mgh

答案：CD

解析：根據題意，由動能定理得，作用在金屬棒上的合力做的功W=AEk=］機"一'標，

A錯誤；根據題意可知，金屬棒下滑過程中，重力勢能減少了機g/z,動能減少了AEk=%w&一

^mv2,則金屬棒機械能的減少量為AE=mgh+^mvi-^mv2,設金屬棒下滑過程中，因摩擦產

生的熱為Qi,系統產生的電能為。2,根據能量守恒定律有AE=mgh-1mv2=Q\+Qi,

則Q2=mgh+^mvi—^mv2—Qi,因不能確定動能減少量和摩擦產生的熱的關系，故不能確定

重力勢能減少量和產生的電能關系，B錯誤，D正確；根據題意可知，導軌和金屬棒的電阻不

計，則金屬棒克服安培力做的功等于電阻R上產生的焦耳熱，C正確。

第II卷（非選擇題共60分）

二、填空題（本題共2小題，共14分。把答案直接填在橫線上）

11.（6分）某同學正在探究影響感應電流方向的因素，已知當電流從靈敏電流計的正接線

柱流入時，靈敏電流計的指針向右偏轉。

E

匹統

管

甲乙

(

三

二75

三20

二15

三10

一

L-

丙

（1）如圖甲所示，導體棒時向右勻速平移的過程中，電流計的指針將（填“向

左”“向右”或“不發生”）偏轉。

（2）該同學研究回路中感應電動勢大小與磁通量變化快慢的關系時采用了如圖乙所示的實

驗裝置，該同學用螺旋測微器測量擋光片的寬度示數如圖丙所示，則擋光片的寬度d=

mm；實驗中讓小車以不同速度靠近螺線管，記錄下光電門擋光時間加和感應電

動勢的平均值E,改變小車速度進行多次實驗，得到多組數據，為了更直觀地體現E和加的

關系，若以E為縱坐標，則橫坐標應為;誤差范圍內繪制的圖像為一條直線，則得

出的結論是o

答案：（1）向左（2）5.662/5.663/5.664￡在誤差允許的范圍內感應電動勢與磁通量的變

化率成正比

解析：（1）導體棒向右勻速運動的過程中，根據右手定則可知，感應電流由電流計的負

接線柱流入，結合題中條件可知，電流計的指針將向左偏轉。

（2）擋光片的寬度d=5.5mm+16.5X0.01mm=5.665mm；在擋光片每次經過光電門的過

程中，磁鐵與線圈之間相對位置的改變量都一樣，即穿過線圈的磁通量的變化量△。相同，這

種情況下E與三成正比，橫坐標應該是三；根據繪制的E—三圖像是一條直線，可以得出的結

論是：在誤差允許的范圍內感應電動勢與磁通量的變化率成正比。

12.（8分）（2024.陜西渭南高二期末）某同學在做探究電磁感應現象規律的實驗中，她選擇

了一個靈敏電流計G,在沒有電流通過靈敏電流計的情況下，電流計的指針恰好指在刻度盤中

央。她先將靈敏電流計G連接在圖甲所示的電路中，電流計的指針如圖甲中所示。

（1）為了探究電磁感應規律，該同學將靈敏電流計G與一螺線管串聯，如圖乙所示。通過

分析可知圖乙中的條形磁鐵的運動情況是（選填“向上拔出”或“向下插入”）。

（2）該同學將靈敏電流計G接入圖丙所示的電路。此時電路已經連接好，A線圈已插入B

線圈中，請問靈敏電流計中電流方向與螺線管B中導線的繞向（選填“有”或“沒

有”）關系。她合上開關時，靈敏電流計的指針向右偏了一下，若要使靈敏電流計的指針向左

偏轉，可采取的操作是（填正確選項前的字母）。

A.斷開開關

B.在A線圈中插入鐵芯

C.變阻器的滑片向右滑動

D.變阻器的滑片向左滑動

（3）某同學對教材中斷電自感實驗做了如下改動。在兩條支路上分別串聯電流傳感器，再

按教材要求，斷開電路并記錄下兩支路的電流情況如圖所示，由圖可知:

S5

S4

S3

S2

l

So

1

O.

1.82.02.22.4

時間/(s)

①斷電瞬間，燈泡中電流瞬間；（選填“增大”“減小”或“不變”）

②斷電瞬間，燈泡中電流與斷開前方向；（選填“相同”或“相反”）

③在不改變線圈電阻等其他條件的情況下，只將鐵芯拔出后重做上述實驗，可觀察到燈泡

在斷電后處于亮著的時間將。（選填“變長”“變短”或“不變”）

答案：（1）向下插入（2）有AC（3）①增大②相反③變短

解析：（1）由圖甲可知，當電流從左向右流過電流計時，電流計的指針將向左偏轉；所以

圖乙中的電流也是從左向右流過電流計的，根據右手定則可以判定感應電流激發的磁場方向向

下，說明條形磁鐵的運動情況是向下插入螺線管的。

（2）在外電路電流方向一定的情況下，螺線管中導線的繞向決定了電流的環繞方向和磁場

方向；反之，當螺線管中的感應磁場及感應電流的方向一定的情況下，螺線管中導線的繞向就

決定了外電路的電流方向，所以，靈敏電流計中的電流方向與螺線管B中導線的繞向有關系;

合上開關瞬間，電路中的電流增大，螺線管A中的磁場也增大，則螺線管B中的感應電流激

發的磁場的方向與螺線管A中的磁場方向相反，此時靈敏電流計的指針向右偏了一下。若要

使靈敏電流計的指針向左偏轉，即產生與之前方向相反的感應電流，則應減弱螺線管A中的

磁場，也就是減小電路中的電流，可以將變阻器的滑片向右滑動，或者斷開開關。

（3）由圖可知，斷電瞬間，燈泡電流瞬間增大；斷電瞬間，線圈內將產生自感電流，方向

與斷電前線圈內的電流方向相同；斷電后線圈與燈泡組成了閉合回路，當線圈內的自感電流流

過燈泡時，其方向與斷電前燈泡中電流的方向相反；將鐵芯拔出后，線圈的自感系數將變小，

重做上述實驗，可觀察到燈泡在斷電后處于亮著的時間將變短。

三、論述、計算題（本題共4小題，共46分。解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要

演算步驟，只寫出最后答案不能得分，有數值計算的題，答案中必須明確寫出數值和單位）

13.（10分）輕質細線吊著一質量為機=0.32kg、邊長為L=0.8m、匝數”=10的正方形線

圈，總電阻為/*=1。。邊長為4的正方形磁場區域對稱分布在線圈下邊的兩側，如圖甲所示，

磁場方向垂直紙面向里，大小隨時間變化如圖乙所示，從/=0開始經加時間細線開始松弛，g

取10m/s2o求:

⑴在前方時間內線圈中產生的感應電動勢；

(2)在前而時間內線圈的電功率；

(3%的值。

答案：(1)0.4V(2)0.16W(3)2s

解析：(1)由法拉第電磁感應定律得

A011<0.8Y

X0為=10X'X曰x0,5V=0.4V。

E

(2)Z=y=0.4A,P=/92r=0.16Wo

(3)分析線圈受力可知，當細線松弛時有：

LE2mer

尸安=曲弓=叫,1=；,B=〃EL=2T，

由圖知：B=l+0.5fo(T),解得m=2s。

14.(10分)如圖所示，兩根足夠長的光滑平行金屬導軌相距為L=1m,導軌平面與水平

面成6=30。角，下端通過導線連接阻值為R=1.5。的電阻，阻值為r=0.5。的金屬棒仍放

在兩導軌上，棒與導軌垂直并保持良好接觸，整個裝置處在垂直導軌平面向上的勻強磁場中，

磁感應強度大小為3=0.5T,使金屬棒沿導軌由靜止下滑，當金屬棒下滑距離x=1.6m時，

恰好達到最大速度。已知金屬棒質量為加=0.05kg,重力加速度為g=10m/s2,求在此過程中：

(1)金屬棒達到的最大速率；

(2)電阻R產生的焦耳熱；

(3)通過電阻R的電荷量。

答案：(1)2m/s(2)0.225J(3)0.4C

解析：（1）根據電磁感應定律，可得金屬棒產生的感應電動勢為

由閉合電路的歐姆定律可得/=立

N十

金屬棒受到的安培力為F=ILB

B2ao

聯立得F=

R+r

當金屬棒所受合外力為零時，速度最大，有

mgsin0=F

"g(H+r)sin。

解得。=

B2L2=2m/So

（2）根據能量守恒定律，可得mgxsin0=^mv2+Q

根據串聯規律有QR=4一Q

R+r

聯立方程，代入數據解得QR=0.225J。

⑶根據電荷量的公式，可得通過電阻的電荷量為

q—11

_E

電路中的平均感應電流為/=行;

平均感應電動勢為——石=B窣Tx

聯立方程，代入數據解得q=后m亡X=0.4C。

15.（12分）（2024.江西高二階段練習）如圖所示，置于同一水平面內的兩根足夠長、間距為

/、電阻不計的光滑金屬導軌，左端接入一開始不帶電的電容為C的電容器，質量為機、電阻

不計的導體棒垂直靜止放置在導軌上，整個裝置在磁感應強度大小為3、方向豎直向下的勻強

磁場中。現閉合開關S,給導體棒一瞬時沖量/,已知導體棒在運動過程中始終與導軌垂直且

接觸良好，電壓為Uo的電容器儲存的能量Ec=WcU&

(1)求導體棒最終做勻速運動的速度0。

(2)求導體棒最終做勻速運動時電容器兩極板間的電壓。和儲存的能量Ec。

(3)若電容器初始帶電荷量為qo,導體棒靜置在導軌上，求閉合開關S后，導體棒最終的

速度大小0,。

““安IBIICB2R產qoBl

合案：⑴加十次尸(2)加+二2,2(m+CB2/2)2(3)機+匿2/2

解析：(1)導體棒運動的初速度為00,根據動量定理/=m00

解得00=(

以導體棒為研究對象，設在一段時間△/內流經導體棒的電流為，，則導體棒受到的安培力

為F=Bil,

安培力的沖量FAt=BilAt=BlAq,

故導體棒從開始運動到最終勻速這個過程，根據動量定理-3勾=機(0—00),

又4=。。，

而U=Blv,

聯立解得導體棒最終做勻速運動的速度。=加十%2丁

(2)電容器兩極板間的電壓等于導體棒產生的感應電動勢，可得U=E=Blv=m^B2[2,

則電容器儲存的電能為Ec=*02=2荔金2仔。

(3)若電容器初始帶電荷量為伏，導體棒靜置在導軌上，則閉合開關S后，電容器開始放

電，導體棒在安培力作用下開始運動，導體棒切割磁感線產生反電動勢，直到導體棒兩端的電

壓等于電容器兩極板間的電壓，此