2025年湖北省武漢市漢陽區(qū)高二上學(xué)期期末物理試題：電磁感應(yīng)與電容器一、選擇題要求：從下列各題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，選出正確答案，并將正確答案的字母填寫在題后的括號(hào)內(nèi)。1.一個(gè)閉合線圈置于垂直于線圈平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線圈以一定的速度沿磁場(chǎng)方向切割磁感線。則下列說法正確的是（）A.線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向與線圈運(yùn)動(dòng)方向相反B.線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向與線圈運(yùn)動(dòng)方向相同C.線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小與線圈運(yùn)動(dòng)速度成正比D.線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小與線圈運(yùn)動(dòng)速度無關(guān)2.下列關(guān)于電容器的描述，正確的是（）A.電容器的電容與兩板間的電壓成正比B.電容器的電容與兩板間的電壓成反比C.電容器的電容與兩板間的距離成正比D.電容器的電容與兩板間的距離成反比3.一個(gè)電容器的電容為100pF，當(dāng)兩板間電壓為10V時(shí)，下列說法正確的是（）A.電容器存儲(chǔ)的電荷量為100μCB.電容器存儲(chǔ)的電荷量為1μCC.電容器存儲(chǔ)的電荷量為0.1μCD.電容器存儲(chǔ)的電荷量為10μC二、填空題要求：將正確答案填寫在題后的橫線上。4.一個(gè)矩形線圈的面積S為10cm2，當(dāng)它沿垂直于線圈平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中切割磁感線時(shí)，線圈的磁通量變化率Φ/t為2Wb/s，則線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E為______V。5.一個(gè)電容器兩板間的電壓為U，電容為C，則電容器存儲(chǔ)的電荷量Q為______C。6.一個(gè)電容器的電容為C，當(dāng)兩板間的電壓為U時(shí)，電容器存儲(chǔ)的電荷量Q為______C。三、解答題要求：將答案填寫在題后的空白處。7.（本題共10分）已知一個(gè)閉合線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以一定的速度沿磁場(chǎng)方向切割磁感線，磁感應(yīng)強(qiáng)度B為0.5T，線圈的面積為0.01m2，線圈的電阻為10Ω，線圈沿磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)的速度v為1m/s。求：（1）線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的大??；（2）線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小。四、計(jì)算題要求：計(jì)算下列各題，并將答案填寫在題后的空白處。8.一個(gè)電容器在充電過程中，充電電流i隨時(shí)間t變化的規(guī)律為i=5t-0.2A，其中t的單位為秒。假設(shè)電容器初始電壓U?=0V，電容C=2μF，求：（1）t=2s時(shí)，電容器兩板間的電壓；（2）電容器充滿電后，兩板間的電壓。9.一個(gè)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以一定的速度沿磁場(chǎng)方向切割磁感線，磁感應(yīng)強(qiáng)度B為0.4T，線圈的長邊長度l為0.2m，短邊長度b為0.1m。當(dāng)線圈運(yùn)動(dòng)的速度v為0.5m/s時(shí)，求線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的大小。五、實(shí)驗(yàn)題要求：根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，完成下列實(shí)驗(yàn)題。10.在“驗(yàn)證法拉第電磁感應(yīng)定律”的實(shí)驗(yàn)中，需要測(cè)量以下幾個(gè)物理量：（1）線圈的電阻R；（2）線圈的磁通量變化量ΔΦ；（3）線圈運(yùn)動(dòng)的速度v；（4）線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E。請(qǐng)簡述如何測(cè)量上述物理量，并說明測(cè)量原理。六、應(yīng)用題要求：根據(jù)所學(xué)知識(shí)，分析下列各題，并將答案填寫在題后的空白處。11.一個(gè)平行板電容器，其兩板間距離d為0.01m，介電常數(shù)ε=8.85×10?12F/m。當(dāng)兩板間的電壓為100V時(shí)，求：（1）電容器的電容；（2）電容器存儲(chǔ)的電荷量。本次試卷答案如下：一、選擇題1.C解析：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E與磁通量變化率成正比，與線圈運(yùn)動(dòng)速度無關(guān)。2.D解析：電容器的電容C是由其結(jié)構(gòu)（如板面積、板間距）和介質(zhì)決定的，與兩板間的電壓無關(guān)。3.B解析：根據(jù)電容公式Q=CU，其中C為電容，U為電壓，代入C=100pF=100×10?12F，U=10V，得到Q=100×10?12F×10V=1×10?11C。二、填空題4.0.01解析：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=B*v*S，其中B為磁感應(yīng)強(qiáng)度，v為速度，S為面積。代入B=0.5T，v=1m/s，S=10cm2=10×10??m2，得到E=0.5T×1m/s×10×10??m2=0.01V。5.UC解析：根據(jù)電容公式Q=CU，其中C為電容，U為電壓，直接代入公式得到Q=UC。6.UC解析：同上題解析，根據(jù)電容公式Q=CU，其中C為電容，U為電壓，直接代入公式得到Q=UC。三、解答題7.（1）感應(yīng)電流的大小：I=E/R=(B*v*S)/R=(0.5T*1m/s*0.01m2)/10Ω=0.00005A=50μA。（2）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大?。篍=B*v*S=0.5T*1m/s*0.01m2=0.0005V=0.5mV。四、計(jì)算題8.（1）t=2s時(shí)，電容器兩板間的電壓：U=U?+∫(0to2s)idt=U?+∫(0to2s)(5t-0.2)dt=U?+[2.5t2-0.2t]from0to2=U?+(2.5*22-0.2*2)=U?+4-0.4=U?+3.6V。由于U?=0V，所以U=3.6V。（2）電容器充滿電后，兩板間的電壓：當(dāng)電容器充滿電時(shí)，充電電流i=0A，即t=2s時(shí)，此時(shí)電壓U=3.6V。9.感應(yīng)電流的大?。篒=E/R=(B*v*l)/R=(0.4T*0.5m/s*0.2m)/10Ω=0.004A=4mA。五、實(shí)驗(yàn)題10.（1）測(cè)量線圈的電阻R：使用電阻箱或萬用表測(cè)量線圈的電阻值。（2）測(cè)量線圈的磁通量變化量ΔΦ：使用磁通量計(jì)或通過計(jì)算線圈在磁場(chǎng)中的投影面積與磁感應(yīng)強(qiáng)度的乘積得到。（3）測(cè)量線圈運(yùn)動(dòng)的速度v：使用計(jì)時(shí)器測(cè)量線圈運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，然后用距離除以時(shí)間得到速度。（4）測(cè)量線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E：使用電壓表測(cè)量線圈兩端的電壓。六、應(yīng)用題1