2.2法拉第电磁感应定律 课时作业（Word版解析）
文档属性
| 名称 | 2.2法拉第电磁感应定律 课时作业（Word版解析） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 1.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 粤教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-08-22 16:37:14 | ||
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文档简介
2021-2022学年粤教版（2019）选择性必修第二册
2.2法拉第电磁感应定律
课时作业（解析版）
1．电吉他中电拾音器的基本结构如图所示，磁体附近的金属弦被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生感应电流，电流经电路放大后传送到音箱发出声音，下列说法正确的是（ ）
A．为了减小电阻，电吉他应选用银质弦
B．使磁体N、S位置互换，电吉他将不能正常工作
C．减少线圈的匝数可以减小线圈中的感应电动势
D．弦振动过程中，线圈中的电流大小发生变化，方向保持不变
2．在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒水平抛出，在整个过程中不计空气阻力，则金属棒在空中飞行过程中产生的感应电动势大小（ ）
A．逐渐增大
B．逐渐减小
C．保持不变
D．无法判断
3．如图所示，“∠”形金属导轨COD上放有一根金属棒MN，拉动MN使它以速度v向右匀速平动，如果导轨和金属棒都是粗细相同的均匀导体，电阻率都为ρ，那么MN在导轨上运动的过程中，闭合回路的（ ）
A．感应电动势保持不变
B．感应电流保持不变
C．感应电流逐渐减弱
D．感应电流逐渐增强
4．如图所示，当航天飞机在环绕地球半径约的轨道上飞行时，从中释放一颗卫星，卫星与航天飞机保持相对静止，两者用导电缆绳相连，这种卫星称为绳系卫星，利用它可以进行多种科学实验。现有一颗绳系卫星在地球赤道上空自西向东方向运行。卫星位于航天飞机正上方，它与航天飞机间的距离约，卫星所在位置的地磁场沿水平方向由南往北约。如果航天飞机的运行速度约，则缆绳中的感应电动势大小和电势高低分别是（ ）
A．，卫星端电势高
B．，航天飞机端电势高
C．，航天飞机端电势高
D．，卫星端电势高
5．图甲、乙和丙所示均为教材中的演示实验实物图。在电路连接正确的情况下，回答下列问题则在下列说法不正确的是（ ）
A．在甲图中线圈将条形磁铁N极插入线圈和将B线圈时从N极抽出，灵敏电流计指针偏转方向相反
B．在图乙中将导体棒不沿着与磁感线垂直的方向的方向移动时，电流计的指针一定不偏转
C．在图丙中保持开关闭合，将滑动变阻器的滑片快速移动比缓慢移动时，电流计的指针偏转幅度大些
D．在图丙中开关断开瞬间，在B线圈中也有感应电动势产生
6．如图所示是“简易电动机”的装置，即用一节号干电池负极吸附一块圆柱形强磁铁，铜导线上端与电池正极接触，下面两端与强磁铁接触，铜导线组成的线框就能转动起来。则下列说法正确的是（ ）
A．线框转动是由于受到洛伦兹力作用
B．如果强磁铁上表面是极，那么从上往下看，线框做逆时针转动
C．线框可以一直保持匀速转动
D．电池输出的电功率等于线框旋转的机械功率
7．国庆阅兵时，我国的“飞豹FBC-1”型歼击轰炸机在天安门上空沿水平方向自东向西呼啸而过，该机的翼展为12
m，北京地区地磁场为，其竖直分量为，该机飞过天安门的速度大小为300
m/s，已知北京位于北半球，则下列说法正确的是（ ）
A．该机两翼尖间的电势差为0.144V，右端电势高
B．该机两翼尖间的电势差为0.216V，右端电势高
C．该机两翼尖间的电势差为0.144V，左端电势高
D．该机两翼尖间的电势差为0.216V，左端电势高
8．随着科技的不断发展，无线充电已经进入人们的生活，图为国产某品牌汽车利用电磁感应方式充电的原理图，下列说法正确的是（ ）
A．无线充电技术主要是利用了电流的热效应
B．无线充电过程中，能量从电能转化为磁场能再转化为电能
C．只减小地面供电电流的频率，可增大充电电流
D．无线充电的效率可达到100%
9．如图甲所示，圆形导线框O固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直纸面向外，磁感应强度B随时间变化的规律如图乙所示。若规定顺时针方向为感应电流的正方向，则下列各图中能正确描述圆形导线框中感应电流随时间t变化规律的是（ ）
A．
B．
C．
D．
10．如图所示，在国庆70周年阅兵盛典上，我国预警机“空警”在天安门上空时机翼保持水平，以的速度自东向西飞行，该机的翼展（两翼尖之间的距离）为，北京地区地磁场的竖直分量方向向下，大小为，则（ ）
A．两翼尖之间的电势差为0
B．两翼尖之间的电势差为
C．飞行员左方翼尖的电势比右方翼尖的电势高
D．飞行员左方翼尖的电势比右方翼尖的电势低
11．如图所示，空间两个区域存在两个磁场，磁感应强度大小均为B，方向相反且垂直纸面，为其边界，为其对称轴。一导线折成边长为的正方形闭合回路，回路在纸面内以恒定速度向右运动，则（ ）
A．当运动到关于对称的位置时穿过回路的磁通量向外
B．当运动到关于对称的位置时穿过回路的磁通量为零
C．在从边与重合的位置运动到回路完全进入右边磁场的过程中，穿过回路的磁通量一直减少
D．在从边与重合的位置运动到回路完全进入右边磁场的过程中，穿过回路的磁通量先减少后增加
12．如图甲所示，垂直纸面的匀强磁场内有一边长为L、电阻为R的正方形导体框abcd，已知磁场的磁感应强度B随时间变化的图象如图乙所示，t=0时刻磁场方向垂直于纸面向里，则得出下列说法正确的是（ ）
A．在0~2t0时间内，线圈磁通量的变化量为
B．在0~2t0时间内，线圈中的感应电流方向始终为adcba
C．在0~t0时间内和t0~2t0时间内ab边受到的安培力方向相同
D．在0~2t0时间内，通过线圈导线横截面的电荷量为
13．如图甲所示，闭合线圈b处于a线圈内部，并与a线圈共面，以顺时针方向为正方向，当a线圈中通入如图乙所示的正弦交流电时，关于b线圈中的感应电动势与感应电流，下列判断正确的是（ ）
A．t1时刻，b线圈中感应电流最大
B．t2时刻，b线圈中感应电流为顺时针方向
C．t3时刻，b线圈中感应电动势为零
D．t4时刻，b线圈中感应电流为顺时针方向
14．如图所示，三根辐射金属杆固定两个同心金属圆环，圆环半径分别为0.4m和0.2m。电阻R=4.5Ω通过P、Q两个电刷与两圆环相连，两圆环之间存在垂直于圆环平面向内的匀强磁场，磁感应强度，整个装置可绕圆心O在竖直平面自由转动。足够长的细绳缠绕在大金属圆环上，并通过滑轮悬挂质量的重物。释放重物后细绳带动圆环开始转动，不计其他电阻和摩擦阻力，重力加速度取10m/s2，则（ ）
A．Q点电势与O点电势相等
B．金属杆所受安培力大小为2N
C．重物下落的最大速度为4m/s
D．若减小R的阻值，重物下落的最大速度将增大
15．电磁感应的现象的发现，给电磁的应用开辟了广阔的道路，其中发电机就是电磁感应最重要的应用成果之一。某种直流发电机的工作原理可以简化为如图所示的情景：在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，两根光滑平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内，相距为L，电阻不计，轨道端点MP间接有阻值为r的电阻。质量为M、电阻为R的金属导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上，与轨道接触良好，在水平向右的外力的作用下，以速度v（v均平行于MN）向右做匀速运动。求：
(1)如图1所示，a、b两点间的电势差是多大？a、b两点哪一点的电势高？
(2)若在某个时刻撤去拉力，请在图2中定性画出撤去拉力后导体棒运动的v-t图像；
(3)如图3所示，导体棒CD在匀强磁场中运动。自由电荷会随着导体棒运动，并因此受到洛伦兹力。为了方便，可以认为导体棒中的自由电荷是正电荷。以下讨论不必考虑自由电荷的热运动。
a。导体棒中自由电荷相对于纸面的运动大致沿什么方向？请在图中画出自由电荷大致速度v合方向以及所受洛伦兹力f的方向。
b。导体棒一直运动下去，自由电荷是否总会沿着导体棒运动？为什么？
c。导体棒在做切割磁感线的运动时相当于一个电源，通过上面的分析，请回答该电源的非静电力是什么？
(4)若将图1中MP之间的电阻换成一个线圈电阻为r的直流电动机，当导体棒ab以速度v1向右做匀速运动时，流过金属棒的电流为I1，此时电动机恰可在竖直方向匀速提升质量为m的重物。若电动机各部分问摩擦损耗可忽略不计，求此时重物竖直上升的速度大小。
16．国庆阅兵时，我国的JH-7型歼击轰炸机在天安门上空沿水平方向自东向西呼啸而过。该机的翼展为12.7m，北京地区地磁场的竖直分量为T，该机水平飞过天安门时的速度为声速的0.7倍，求该机两翼端的电势差。哪端的电势比较高？
17．如图，两光滑金属导轨相距L，平直部分固定在离地高度为h的绝缘水平桌面上，处在磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中，弯曲部分竖直固定并与水平部分平滑连接。金属棒ab、cd垂直于两导轨且与导轨接触良好。棒ab质量的为2m，电阻为，棒cd的质量为m，电阻为r，开始棒cd静止在水平直导轨上，棒ab从高出平直部分h处无初速释放，进入水平直导轨后与棒cd始终没有接触，最后棒cd落地时与桌边的水平距离也为h。导轨电阻不计，重力加速度为g。求：
(1)棒ab落地时与桌边的水平距离；
(2)棒cd即将离开导轨时，棒ab的加速度。
18．如图所示，水平桌面上放着一个单匝闭合金属线圈，在线圈中心上方一定高度上有一竖立的条形磁体，此时线圈内的磁通量=0.15Wb；现使该磁体竖直向下运动，当经过0.01s磁体下端到达桌面时线圈内有磁通量=0.25Wb。磁体从开始运动到磁体下端到达桌面的过程中，求
(1)穿过线圈的磁通量的变化量；
(2)线圈中产生的感应电动势。
19．如图所示，一足够长的水平光滑金属导轨、，间距，电阻不计，导轨左端接一电阻，虚线左侧区域的宽度，存在着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度随时间变化为。虚线右侧区域内磁场方向竖直向上，磁感应强度。竖直线与的右侧空间存在水平向右的匀强磁场，磁感应强度。垂直导轨放置一导体棒，棒长也为，质量，电阻忽略不计，两边与水平导轨相接触。时刻闭合，在安培力的作用下开始运动，金属棒在离开水平导轨前已经达到稳定状态，且金属棒离开导轨后，磁场保持不变，并在离开导轨后通过轻质导线把和，和端点相连（轻质导线不会影响棒的运动），棒运动过程中不发生旋转，最后落在水平地面上，落地时与的水平距离为，竖直距离为。求：
(1)开关闭合时，导体棒两端电压。
(2)导体棒离开水平导轨时的速度。
(3)导体棒在磁场中运动时，电阻上产生的热量。
20．小张同学设计了一款自动洒水装置，其简化原理图如图所示。平行导轨和固定在同一水平面内，间距，右端连接的电阻，边界MN的左侧导轨光滑，且处在竖直向下、磁感应强度的匀强磁场中，右侧导轨粗糙且足够长。在导轨上面搁置质量不计的洒水盒，盒内装有质量的水，洒水盒的底部固定一长度为、电阻、质量的金属杆ab，杆ab与边界MN的相距，以杆ab的位置为坐标原点O，沿导轨方向建立x轴坐标。现在打开洒水盒开始洒水，同时施加水平向右的拉力F，使洒水盒沿导轨开始做加速度的匀加速运动。已知盒中流出水的质量与位置x的关系式为：，当盒中的水洒完或者杆ab经过边界MN时，则立即撤去拉力F。整个过程杆ab与导轨始终接触良好，忽略盒的宽度，杆和盒与右侧导轨之间的动摩擦因数，重力加速度g取。
(1)求洒水盒停止运动时，金属杆ab的位置坐标；
(2)求金属杆ab在处时拉力F的大小；
(3)若洒水盒中初始装水的质量为，求停止运动时金属杆ab的位置坐标。
参考答案
1．C
【详解】
A．银质弦不易被磁化，所以不能选用银质弦。A错误；
B．使磁体N、S位置互换，金属弦仍然可以被磁化，所以电吉他能正常工作。B错误；
C．根据法拉第电磁感应定律，减少线圈的匝数可以减小线圈中的感应电动势。C正确；
D．弦振动过程中，靠近磁铁，螺线管磁通量增加，远离磁铁，螺线管磁通量减少，所以线圈中电流方向变化。D错误。
故选C。
2．C
【详解】
金属棒做平抛运动，其水平方向的分运动是匀速直线运动，设水平分速度保持不变，等于v0，由感应电动势公式
vsinα是垂直于磁感线方向的分速度，即是平抛运动的水平分速度，等于v0，则感应电动势
B、l、v0均不变，则感应电动势大小保持不变，故C正确，ABD错误。
故选C。
3．B
【详解】
A．设MN从O点开始运动时间为t，则
有效切割的长度为
感应电动势为
故感应电动势随时间增大而逐渐增大，A错误；
BCD．闭合电路的总电阻为
因此感应电流为
可知I与t无关，所以感应电流保持不变，CD错误，B正确。
故选B。
4．D
【详解】
由感应电动势公式可得
由右手定则可判断，卫星端电势高。
故选D。
5．B
【详解】
A．将条形磁铁N极插入线圈和将B线圈时从N极抽出，线圈中原磁场方向相同，拔出和插入时磁通量变化正好相反，根据楞次定律可知，产生感应电流方向相反，故A正确，A项不符题意；
B．在图乙中将导体棒不沿着与磁感线垂直的方向的方向移动时，只要有垂直磁场切割的速度分量，就能产生动生电动势，从而在闭合回路上产生感应电流，则灵敏电流计指针可以偏转，故B错误，B项符合题意；
C．在图丙中保持开关闭合，将滑动变阻器的滑片快速移动比缓慢移动时，磁通量的变化率较大，产生的感应电动势较大，感应电流较大，电流计的指针偏转幅度大些，故C正确，C项不符题意；
D．在图丙中开关断开瞬间，穿过线圈B中磁通量要减小，在B线圈中也有感应电动势产生，故D正确，D项不符题意；
故选B。
6．B
【详解】
A．线框的上下两条边受到安培力的作用而发生转动的，故A错误；
B．如果磁铁吸附在电池负极的是S极，根据条形磁铁的磁感线分布规律，线圈竖直边处的磁场方向为从外侧指向转轴的，或者说是汇聚的，而线圈竖直边的电流是竖直向下，由左手定则，从上往下看，线圈的竖直边受到的磁场力的方向为逆时针，所以线框做逆时针转动，故B正确；
C．线框从静止开始旋转达到稳定的过程中，导线框切割磁感线会产生反电动势，电流会减小，线框不是一直保持匀速转动，故C错误；
D．电流通过线圈，线圈要产生热量，损失电能，则电池输出的电功率大于线框旋转的机械功率，故D错误。
故选B。
7．C
【详解】
电势差的大小
根据右手定则可知左端电势高。
故选C。
8．B
【详解】
A．无线充电技术主要是利用了电磁感应的原理来实现无线充电的，所以A错误；
B．无线充电过程中，能量从电能转化为磁场能再转化为电能，所以B正确；
C．只减小地面供电电流的频率，频率越小，磁通量的变化率越小，所以不能增大充电电流，则C错误；
D．无线充电的效率不可能达到100%，因为电磁感应充电过程中有能量的损耗，所以D错误；
故选B。
9．A
【详解】
据楞次定律可知，在0-1s内，圆形导线框中产生顺时针的感应电流，与规定的正方向相同，据法拉第电磁感应定律
可知，产生的感应电动势恒定，形成的感应电流恒定，对比选项可知，A正确。
故选A。
10．BC
【详解】
AB．由E=BLv可得，两翼尖间的电势差为：
U=E=4.5×10-5×50×120V=0.27V
故A错误、B正确；
CD．由右手定则可知，电路中感应电动势方向自右向左，因飞机此时作为电源处理，故电势应为左方向高，故C正确，D错误。
故选BC。
11．BD
【详解】
AB．正方形闭合回路运动到关于对称的位置时，穿过回路的两个方向相反的磁场面积相等，且磁感应强度大小均为B，故穿过回路的磁通量为零，选项A错误B正确；
CD．正方形闭合回路在从边与重合的位置运动到完全进入右边磁场的过程中，穿过回路的磁通量先减少后增加，选项C错误D正确。
故选BD。
12．BD
【详解】
A．在0~2t0时间内，线圈磁通量的变化量为
选项A错误；
B．在0～t0时间内磁通量向里面减小，因此感应电流方向为adcba，在t0~2t0时间内磁通量向外增加，线圈中的感应电流方向为adcba，选项B正确；
C．根据左手定则可知，在0~t0时间内ab边受到的安培力方向向左，在t0~2t0时间内ab边受到的安培力方向向右，在0~t0时间内和t0~2t0时间内ab边受到的安培力方向相反，选项C错误；
D．在0～2t0时间内，根据法拉第电磁感应定律，产生的感应电动势为
根据闭合电路欧姆定律，产生的感应电流为
通过线圈导线横截面的电荷量
选项D正确。
故选BD。
13．BC
【详解】
A．t1时刻，a中电流变化最小，所以在b中产生的感应电动势最小，b中的感应电流最小，故A错误。
B．t2时刻，a中电流向逆时针方向增大，使b中产生由纸面向外增大的磁通量，根据楞次定律可判断b中产生顺时针电流，故B正确。
C．t3时刻，a中电流变化为0，故在b中的感应电动势为0，故C正确。
D．t4时刻，a中电流向顺时针方向增大，使b中产生由纸面向里增大的磁通量，根据楞次定律可判断b中产生逆时针电流，故D错误。
故选：BC。
14．AC
【详解】
A．小圆内没有磁场，只有在磁场中的导体棒切割磁感线才会产生感应电动势，三根导体棒条件相同，且，小圆环上电势均相等，则OQ电势相等，故A正确；
B．三根金属杆的安培力等效为，由杠杆平衡条件
解得
故B错误；
C．由杠杆平衡可知
解得
D．由C可得
安培力不变，当R减小时，最大速度将增大，故D错误。
故选AC。
15．(1)
a点电势高；(2)
(3)见解析；(4)
【详解】
(1)感应电动势为
E=BLv
通过r的电流为
a、b两点间的电势差是
由右手定则可知，电流由b流向a，a点电势高，b点电势低；
(2)若在某个时刻撤去拉力，则导体棒的加速度
则随速度减小，导体棒做加速度减小的减速运动，则画出撤去拉力后导体棒运动的v-t图像如图；
(3)a．带正电的粒子随导体棒向右运动，则受到向上的洛伦兹力f1，则粒子向上运动，同时向上运动时，又受到向左的洛伦兹力f2，则粒子受的洛伦兹力方向和合速度方向如图；
b．导体棒一直运动下去，自由电荷不会总沿着导体棒运动，导体棒中的电子受到洛伦兹力作用而做定向移动，在棒上形成电势差；当导体棒两端电压U=E=BLv时，电子沿导体棒的定向运动结束；
c．棒向右运动时，正电荷具有向右的分速度，受到沿棒向上的洛伦兹力
f1=evB
f1即是非静电力；
(4)货物匀速上升，由平衡条件可知，电动机的拉力为
F=mg
ab切割磁感线产生的感应电动势为
E1=BLv1
电动机两端电压为
U=E1-I1R=BLv1-I1R
电动机总功率为
P=I1U=I1（BLv1-I1R）
电动机线圈热功率为
P热=I12r
电动机的机械功率为
P机械=P-P热=I1（BLv1-I1R）-I12r=mgv
货物的速度为
16．0.14V，左端的电势较高
【详解】
根据地球磁场方向判断，北京第五磁场的竖直分量方向为竖直向下，飞机在水平自东向西飞过天安门上空，可看作为该机的机翼做导体切割磁感线运动，根据右手定则，可以判断感应电流方向为右指向左，则左端的电势较高，该机两翼端的电势差
17．(1)；(2)
【详解】
(1)棒cd离开桌面后做平抛运动，平抛初速度为
棒cd从静止开始到离开桌面的过程中安培力对其的冲量为
由机械能守恒得棒ab进入水平直导轨时的速度为
进入磁场后，ab、cd两棒所受的安培力等大反向，作用时间相等，所以安培力对两棒的冲量等大反向，当棒cd离开磁场时，棒ab的动量为
速度为
之后由于电路断开，棒ab一直做匀速运动，所以棒ab落地时与桌边的水平距离为
(2)棒cd即将离开导轨时，两棒的瞬时速度分别为
此时闭合回路中的感应电动势为
回路中的电流为
所以棒ab的加速度为
18．(1)0.1Wb；(2)10V
【详解】
(1)穿过线圈的磁通量的变化量
(2)线圈中产生的感应电动势
19．(1)；(2)；(3)。
【详解】
(1)开关闭合时，根据法拉第电磁感应定律有
(2)棒达到稳定匀速状态时，磁通量不变，即
得
(3)在空中运动时，水平方向匀速，得
竖直方向导体棒切割磁感线，根据动量定理有
得
即
。
金属棒在磁场中运动时的产生的热能为
得
20．(1)；(2)；(3)
【详解】
(1)当ab运动到MN时，设盒中流出水的质量为，则
设到达边界MN时的速度为v，则
得
设杆ab经过边界后，在摩擦力作用下做减速运动的加速度大小为，则
得
设洒水盒停止运动时，金属杆ab的位置坐标为x，则
得
(2)设杆ab在处时水的质量为，速度为，电动势为，电流为，则
得
得
得
得
设杆ab在处时拉力为F，由牛顿第二定律
得
(3)设的水洒完时位移为，速度为，则
得
得
设边界时的速度为，水流完后（拉力撤去）到达边界的过程中，由动量定理
根据闭合电路欧姆定律有
根据法拉第电磁感应定律有
根据平均速度的定义有
得
设停止运动时金属杆ab的位置坐标为x＇，则
得
2.2法拉第电磁感应定律
课时作业（解析版）
1．电吉他中电拾音器的基本结构如图所示，磁体附近的金属弦被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生感应电流，电流经电路放大后传送到音箱发出声音，下列说法正确的是（ ）
A．为了减小电阻，电吉他应选用银质弦
B．使磁体N、S位置互换，电吉他将不能正常工作
C．减少线圈的匝数可以减小线圈中的感应电动势
D．弦振动过程中，线圈中的电流大小发生变化，方向保持不变
2．在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒水平抛出，在整个过程中不计空气阻力，则金属棒在空中飞行过程中产生的感应电动势大小（ ）
A．逐渐增大
B．逐渐减小
C．保持不变
D．无法判断
3．如图所示，“∠”形金属导轨COD上放有一根金属棒MN，拉动MN使它以速度v向右匀速平动，如果导轨和金属棒都是粗细相同的均匀导体，电阻率都为ρ，那么MN在导轨上运动的过程中，闭合回路的（ ）
A．感应电动势保持不变
B．感应电流保持不变
C．感应电流逐渐减弱
D．感应电流逐渐增强
4．如图所示，当航天飞机在环绕地球半径约的轨道上飞行时，从中释放一颗卫星，卫星与航天飞机保持相对静止，两者用导电缆绳相连，这种卫星称为绳系卫星，利用它可以进行多种科学实验。现有一颗绳系卫星在地球赤道上空自西向东方向运行。卫星位于航天飞机正上方，它与航天飞机间的距离约，卫星所在位置的地磁场沿水平方向由南往北约。如果航天飞机的运行速度约，则缆绳中的感应电动势大小和电势高低分别是（ ）
A．，卫星端电势高
B．，航天飞机端电势高
C．，航天飞机端电势高
D．，卫星端电势高
5．图甲、乙和丙所示均为教材中的演示实验实物图。在电路连接正确的情况下，回答下列问题则在下列说法不正确的是（ ）
A．在甲图中线圈将条形磁铁N极插入线圈和将B线圈时从N极抽出，灵敏电流计指针偏转方向相反
B．在图乙中将导体棒不沿着与磁感线垂直的方向的方向移动时，电流计的指针一定不偏转
C．在图丙中保持开关闭合，将滑动变阻器的滑片快速移动比缓慢移动时，电流计的指针偏转幅度大些
D．在图丙中开关断开瞬间，在B线圈中也有感应电动势产生
6．如图所示是“简易电动机”的装置，即用一节号干电池负极吸附一块圆柱形强磁铁，铜导线上端与电池正极接触，下面两端与强磁铁接触，铜导线组成的线框就能转动起来。则下列说法正确的是（ ）
A．线框转动是由于受到洛伦兹力作用
B．如果强磁铁上表面是极，那么从上往下看，线框做逆时针转动
C．线框可以一直保持匀速转动
D．电池输出的电功率等于线框旋转的机械功率
7．国庆阅兵时，我国的“飞豹FBC-1”型歼击轰炸机在天安门上空沿水平方向自东向西呼啸而过，该机的翼展为12
m，北京地区地磁场为，其竖直分量为，该机飞过天安门的速度大小为300
m/s，已知北京位于北半球，则下列说法正确的是（ ）
A．该机两翼尖间的电势差为0.144V，右端电势高
B．该机两翼尖间的电势差为0.216V，右端电势高
C．该机两翼尖间的电势差为0.144V，左端电势高
D．该机两翼尖间的电势差为0.216V，左端电势高
8．随着科技的不断发展，无线充电已经进入人们的生活，图为国产某品牌汽车利用电磁感应方式充电的原理图，下列说法正确的是（ ）
A．无线充电技术主要是利用了电流的热效应
B．无线充电过程中，能量从电能转化为磁场能再转化为电能
C．只减小地面供电电流的频率，可增大充电电流
D．无线充电的效率可达到100%
9．如图甲所示，圆形导线框O固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直纸面向外，磁感应强度B随时间变化的规律如图乙所示。若规定顺时针方向为感应电流的正方向，则下列各图中能正确描述圆形导线框中感应电流随时间t变化规律的是（ ）
A．
B．
C．
D．
10．如图所示，在国庆70周年阅兵盛典上，我国预警机“空警”在天安门上空时机翼保持水平，以的速度自东向西飞行，该机的翼展（两翼尖之间的距离）为，北京地区地磁场的竖直分量方向向下，大小为，则（ ）
A．两翼尖之间的电势差为0
B．两翼尖之间的电势差为
C．飞行员左方翼尖的电势比右方翼尖的电势高
D．飞行员左方翼尖的电势比右方翼尖的电势低
11．如图所示，空间两个区域存在两个磁场，磁感应强度大小均为B，方向相反且垂直纸面，为其边界，为其对称轴。一导线折成边长为的正方形闭合回路，回路在纸面内以恒定速度向右运动，则（ ）
A．当运动到关于对称的位置时穿过回路的磁通量向外
B．当运动到关于对称的位置时穿过回路的磁通量为零
C．在从边与重合的位置运动到回路完全进入右边磁场的过程中，穿过回路的磁通量一直减少
D．在从边与重合的位置运动到回路完全进入右边磁场的过程中，穿过回路的磁通量先减少后增加
12．如图甲所示，垂直纸面的匀强磁场内有一边长为L、电阻为R的正方形导体框abcd，已知磁场的磁感应强度B随时间变化的图象如图乙所示，t=0时刻磁场方向垂直于纸面向里，则得出下列说法正确的是（ ）
A．在0~2t0时间内，线圈磁通量的变化量为
B．在0~2t0时间内，线圈中的感应电流方向始终为adcba
C．在0~t0时间内和t0~2t0时间内ab边受到的安培力方向相同
D．在0~2t0时间内，通过线圈导线横截面的电荷量为
13．如图甲所示，闭合线圈b处于a线圈内部，并与a线圈共面，以顺时针方向为正方向，当a线圈中通入如图乙所示的正弦交流电时，关于b线圈中的感应电动势与感应电流，下列判断正确的是（ ）
A．t1时刻，b线圈中感应电流最大
B．t2时刻，b线圈中感应电流为顺时针方向
C．t3时刻，b线圈中感应电动势为零
D．t4时刻，b线圈中感应电流为顺时针方向
14．如图所示，三根辐射金属杆固定两个同心金属圆环，圆环半径分别为0.4m和0.2m。电阻R=4.5Ω通过P、Q两个电刷与两圆环相连，两圆环之间存在垂直于圆环平面向内的匀强磁场，磁感应强度，整个装置可绕圆心O在竖直平面自由转动。足够长的细绳缠绕在大金属圆环上，并通过滑轮悬挂质量的重物。释放重物后细绳带动圆环开始转动，不计其他电阻和摩擦阻力，重力加速度取10m/s2，则（ ）
A．Q点电势与O点电势相等
B．金属杆所受安培力大小为2N
C．重物下落的最大速度为4m/s
D．若减小R的阻值，重物下落的最大速度将增大
15．电磁感应的现象的发现，给电磁的应用开辟了广阔的道路，其中发电机就是电磁感应最重要的应用成果之一。某种直流发电机的工作原理可以简化为如图所示的情景：在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，两根光滑平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内，相距为L，电阻不计，轨道端点MP间接有阻值为r的电阻。质量为M、电阻为R的金属导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上，与轨道接触良好，在水平向右的外力的作用下，以速度v（v均平行于MN）向右做匀速运动。求：
(1)如图1所示，a、b两点间的电势差是多大？a、b两点哪一点的电势高？
(2)若在某个时刻撤去拉力，请在图2中定性画出撤去拉力后导体棒运动的v-t图像；
(3)如图3所示，导体棒CD在匀强磁场中运动。自由电荷会随着导体棒运动，并因此受到洛伦兹力。为了方便，可以认为导体棒中的自由电荷是正电荷。以下讨论不必考虑自由电荷的热运动。
a。导体棒中自由电荷相对于纸面的运动大致沿什么方向？请在图中画出自由电荷大致速度v合方向以及所受洛伦兹力f的方向。
b。导体棒一直运动下去，自由电荷是否总会沿着导体棒运动？为什么？
c。导体棒在做切割磁感线的运动时相当于一个电源，通过上面的分析，请回答该电源的非静电力是什么？
(4)若将图1中MP之间的电阻换成一个线圈电阻为r的直流电动机，当导体棒ab以速度v1向右做匀速运动时，流过金属棒的电流为I1，此时电动机恰可在竖直方向匀速提升质量为m的重物。若电动机各部分问摩擦损耗可忽略不计，求此时重物竖直上升的速度大小。
16．国庆阅兵时，我国的JH-7型歼击轰炸机在天安门上空沿水平方向自东向西呼啸而过。该机的翼展为12.7m，北京地区地磁场的竖直分量为T，该机水平飞过天安门时的速度为声速的0.7倍，求该机两翼端的电势差。哪端的电势比较高？
17．如图，两光滑金属导轨相距L，平直部分固定在离地高度为h的绝缘水平桌面上，处在磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中，弯曲部分竖直固定并与水平部分平滑连接。金属棒ab、cd垂直于两导轨且与导轨接触良好。棒ab质量的为2m，电阻为，棒cd的质量为m，电阻为r，开始棒cd静止在水平直导轨上，棒ab从高出平直部分h处无初速释放，进入水平直导轨后与棒cd始终没有接触，最后棒cd落地时与桌边的水平距离也为h。导轨电阻不计，重力加速度为g。求：
(1)棒ab落地时与桌边的水平距离；
(2)棒cd即将离开导轨时，棒ab的加速度。
18．如图所示，水平桌面上放着一个单匝闭合金属线圈，在线圈中心上方一定高度上有一竖立的条形磁体，此时线圈内的磁通量=0.15Wb；现使该磁体竖直向下运动，当经过0.01s磁体下端到达桌面时线圈内有磁通量=0.25Wb。磁体从开始运动到磁体下端到达桌面的过程中，求
(1)穿过线圈的磁通量的变化量；
(2)线圈中产生的感应电动势。
19．如图所示，一足够长的水平光滑金属导轨、，间距，电阻不计，导轨左端接一电阻，虚线左侧区域的宽度，存在着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度随时间变化为。虚线右侧区域内磁场方向竖直向上，磁感应强度。竖直线与的右侧空间存在水平向右的匀强磁场，磁感应强度。垂直导轨放置一导体棒，棒长也为，质量，电阻忽略不计，两边与水平导轨相接触。时刻闭合，在安培力的作用下开始运动，金属棒在离开水平导轨前已经达到稳定状态，且金属棒离开导轨后，磁场保持不变，并在离开导轨后通过轻质导线把和，和端点相连（轻质导线不会影响棒的运动），棒运动过程中不发生旋转，最后落在水平地面上，落地时与的水平距离为，竖直距离为。求：
(1)开关闭合时，导体棒两端电压。
(2)导体棒离开水平导轨时的速度。
(3)导体棒在磁场中运动时，电阻上产生的热量。
20．小张同学设计了一款自动洒水装置，其简化原理图如图所示。平行导轨和固定在同一水平面内，间距，右端连接的电阻，边界MN的左侧导轨光滑，且处在竖直向下、磁感应强度的匀强磁场中，右侧导轨粗糙且足够长。在导轨上面搁置质量不计的洒水盒，盒内装有质量的水，洒水盒的底部固定一长度为、电阻、质量的金属杆ab，杆ab与边界MN的相距，以杆ab的位置为坐标原点O，沿导轨方向建立x轴坐标。现在打开洒水盒开始洒水，同时施加水平向右的拉力F，使洒水盒沿导轨开始做加速度的匀加速运动。已知盒中流出水的质量与位置x的关系式为：，当盒中的水洒完或者杆ab经过边界MN时，则立即撤去拉力F。整个过程杆ab与导轨始终接触良好，忽略盒的宽度，杆和盒与右侧导轨之间的动摩擦因数，重力加速度g取。
(1)求洒水盒停止运动时，金属杆ab的位置坐标；
(2)求金属杆ab在处时拉力F的大小；
(3)若洒水盒中初始装水的质量为，求停止运动时金属杆ab的位置坐标。
参考答案
1．C
【详解】
A．银质弦不易被磁化，所以不能选用银质弦。A错误；
B．使磁体N、S位置互换，金属弦仍然可以被磁化，所以电吉他能正常工作。B错误；
C．根据法拉第电磁感应定律，减少线圈的匝数可以减小线圈中的感应电动势。C正确；
D．弦振动过程中，靠近磁铁，螺线管磁通量增加，远离磁铁，螺线管磁通量减少，所以线圈中电流方向变化。D错误。
故选C。
2．C
【详解】
金属棒做平抛运动，其水平方向的分运动是匀速直线运动，设水平分速度保持不变，等于v0，由感应电动势公式
vsinα是垂直于磁感线方向的分速度，即是平抛运动的水平分速度，等于v0，则感应电动势
B、l、v0均不变，则感应电动势大小保持不变，故C正确，ABD错误。
故选C。
3．B
【详解】
A．设MN从O点开始运动时间为t，则
有效切割的长度为
感应电动势为
故感应电动势随时间增大而逐渐增大，A错误；
BCD．闭合电路的总电阻为
因此感应电流为
可知I与t无关，所以感应电流保持不变，CD错误，B正确。
故选B。
4．D
【详解】
由感应电动势公式可得
由右手定则可判断，卫星端电势高。
故选D。
5．B
【详解】
A．将条形磁铁N极插入线圈和将B线圈时从N极抽出，线圈中原磁场方向相同，拔出和插入时磁通量变化正好相反，根据楞次定律可知，产生感应电流方向相反，故A正确，A项不符题意；
B．在图乙中将导体棒不沿着与磁感线垂直的方向的方向移动时，只要有垂直磁场切割的速度分量，就能产生动生电动势，从而在闭合回路上产生感应电流，则灵敏电流计指针可以偏转，故B错误，B项符合题意；
C．在图丙中保持开关闭合，将滑动变阻器的滑片快速移动比缓慢移动时，磁通量的变化率较大，产生的感应电动势较大，感应电流较大，电流计的指针偏转幅度大些，故C正确，C项不符题意；
D．在图丙中开关断开瞬间，穿过线圈B中磁通量要减小，在B线圈中也有感应电动势产生，故D正确，D项不符题意；
故选B。
6．B
【详解】
A．线框的上下两条边受到安培力的作用而发生转动的，故A错误；
B．如果磁铁吸附在电池负极的是S极，根据条形磁铁的磁感线分布规律，线圈竖直边处的磁场方向为从外侧指向转轴的，或者说是汇聚的，而线圈竖直边的电流是竖直向下，由左手定则，从上往下看，线圈的竖直边受到的磁场力的方向为逆时针，所以线框做逆时针转动，故B正确；
C．线框从静止开始旋转达到稳定的过程中，导线框切割磁感线会产生反电动势，电流会减小，线框不是一直保持匀速转动，故C错误；
D．电流通过线圈，线圈要产生热量，损失电能，则电池输出的电功率大于线框旋转的机械功率，故D错误。
故选B。
7．C
【详解】
电势差的大小
根据右手定则可知左端电势高。
故选C。
8．B
【详解】
A．无线充电技术主要是利用了电磁感应的原理来实现无线充电的，所以A错误；
B．无线充电过程中，能量从电能转化为磁场能再转化为电能，所以B正确；
C．只减小地面供电电流的频率，频率越小，磁通量的变化率越小，所以不能增大充电电流，则C错误；
D．无线充电的效率不可能达到100%，因为电磁感应充电过程中有能量的损耗，所以D错误；
故选B。
9．A
【详解】
据楞次定律可知，在0-1s内，圆形导线框中产生顺时针的感应电流，与规定的正方向相同，据法拉第电磁感应定律
可知，产生的感应电动势恒定，形成的感应电流恒定，对比选项可知，A正确。
故选A。
10．BC
【详解】
AB．由E=BLv可得，两翼尖间的电势差为：
U=E=4.5×10-5×50×120V=0.27V
故A错误、B正确；
CD．由右手定则可知，电路中感应电动势方向自右向左，因飞机此时作为电源处理，故电势应为左方向高，故C正确，D错误。
故选BC。
11．BD
【详解】
AB．正方形闭合回路运动到关于对称的位置时，穿过回路的两个方向相反的磁场面积相等，且磁感应强度大小均为B，故穿过回路的磁通量为零，选项A错误B正确；
CD．正方形闭合回路在从边与重合的位置运动到完全进入右边磁场的过程中，穿过回路的磁通量先减少后增加，选项C错误D正确。
故选BD。
12．BD
【详解】
A．在0~2t0时间内，线圈磁通量的变化量为
选项A错误；
B．在0～t0时间内磁通量向里面减小，因此感应电流方向为adcba，在t0~2t0时间内磁通量向外增加，线圈中的感应电流方向为adcba，选项B正确；
C．根据左手定则可知，在0~t0时间内ab边受到的安培力方向向左，在t0~2t0时间内ab边受到的安培力方向向右，在0~t0时间内和t0~2t0时间内ab边受到的安培力方向相反，选项C错误；
D．在0～2t0时间内，根据法拉第电磁感应定律，产生的感应电动势为
根据闭合电路欧姆定律，产生的感应电流为
通过线圈导线横截面的电荷量
选项D正确。
故选BD。
13．BC
【详解】
A．t1时刻，a中电流变化最小，所以在b中产生的感应电动势最小，b中的感应电流最小，故A错误。
B．t2时刻，a中电流向逆时针方向增大，使b中产生由纸面向外增大的磁通量，根据楞次定律可判断b中产生顺时针电流，故B正确。
C．t3时刻，a中电流变化为0，故在b中的感应电动势为0，故C正确。
D．t4时刻，a中电流向顺时针方向增大，使b中产生由纸面向里增大的磁通量，根据楞次定律可判断b中产生逆时针电流，故D错误。
故选：BC。
14．AC
【详解】
A．小圆内没有磁场，只有在磁场中的导体棒切割磁感线才会产生感应电动势，三根导体棒条件相同，且，小圆环上电势均相等，则OQ电势相等，故A正确；
B．三根金属杆的安培力等效为，由杠杆平衡条件
解得
故B错误；
C．由杠杆平衡可知
解得
D．由C可得
安培力不变，当R减小时，最大速度将增大，故D错误。
故选AC。
15．(1)
a点电势高；(2)
(3)见解析；(4)
【详解】
(1)感应电动势为
E=BLv
通过r的电流为
a、b两点间的电势差是
由右手定则可知，电流由b流向a，a点电势高，b点电势低；
(2)若在某个时刻撤去拉力，则导体棒的加速度
则随速度减小，导体棒做加速度减小的减速运动，则画出撤去拉力后导体棒运动的v-t图像如图；
(3)a．带正电的粒子随导体棒向右运动，则受到向上的洛伦兹力f1，则粒子向上运动，同时向上运动时，又受到向左的洛伦兹力f2，则粒子受的洛伦兹力方向和合速度方向如图；
b．导体棒一直运动下去，自由电荷不会总沿着导体棒运动，导体棒中的电子受到洛伦兹力作用而做定向移动，在棒上形成电势差；当导体棒两端电压U=E=BLv时，电子沿导体棒的定向运动结束；
c．棒向右运动时，正电荷具有向右的分速度，受到沿棒向上的洛伦兹力
f1=evB
f1即是非静电力；
(4)货物匀速上升，由平衡条件可知，电动机的拉力为
F=mg
ab切割磁感线产生的感应电动势为
E1=BLv1
电动机两端电压为
U=E1-I1R=BLv1-I1R
电动机总功率为
P=I1U=I1（BLv1-I1R）
电动机线圈热功率为
P热=I12r
电动机的机械功率为
P机械=P-P热=I1（BLv1-I1R）-I12r=mgv
货物的速度为
16．0.14V，左端的电势较高
【详解】
根据地球磁场方向判断，北京第五磁场的竖直分量方向为竖直向下，飞机在水平自东向西飞过天安门上空，可看作为该机的机翼做导体切割磁感线运动，根据右手定则，可以判断感应电流方向为右指向左，则左端的电势较高，该机两翼端的电势差
17．(1)；(2)
【详解】
(1)棒cd离开桌面后做平抛运动，平抛初速度为
棒cd从静止开始到离开桌面的过程中安培力对其的冲量为
由机械能守恒得棒ab进入水平直导轨时的速度为
进入磁场后，ab、cd两棒所受的安培力等大反向，作用时间相等，所以安培力对两棒的冲量等大反向，当棒cd离开磁场时，棒ab的动量为
速度为
之后由于电路断开，棒ab一直做匀速运动，所以棒ab落地时与桌边的水平距离为
(2)棒cd即将离开导轨时，两棒的瞬时速度分别为
此时闭合回路中的感应电动势为
回路中的电流为
所以棒ab的加速度为
18．(1)0.1Wb；(2)10V
【详解】
(1)穿过线圈的磁通量的变化量
(2)线圈中产生的感应电动势
19．(1)；(2)；(3)。
【详解】
(1)开关闭合时，根据法拉第电磁感应定律有
(2)棒达到稳定匀速状态时，磁通量不变，即
得
(3)在空中运动时，水平方向匀速，得
竖直方向导体棒切割磁感线，根据动量定理有
得
即
。
金属棒在磁场中运动时的产生的热能为
得
20．(1)；(2)；(3)
【详解】
(1)当ab运动到MN时，设盒中流出水的质量为，则
设到达边界MN时的速度为v，则
得
设杆ab经过边界后，在摩擦力作用下做减速运动的加速度大小为，则
得
设洒水盒停止运动时，金属杆ab的位置坐标为x，则
得
(2)设杆ab在处时水的质量为，速度为，电动势为，电流为，则
得
得
得
得
设杆ab在处时拉力为F，由牛顿第二定律
得
(3)设的水洒完时位移为，速度为，则
得
得
设边界时的速度为，水流完后（拉力撤去）到达边界的过程中，由动量定理
根据闭合电路欧姆定律有
根据法拉第电磁感应定律有
根据平均速度的定义有
得
设停止运动时金属杆ab的位置坐标为x＇，则
得
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