第二章电磁感应单元提高随练-2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第二册(Word版含答案)
文档属性
| 名称 | 第二章电磁感应单元提高随练-2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第二册(Word版含答案) |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 1.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-11-30 13:40:56 | ||
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文档简介
第二章电磁感应同步单元提高随练-2021-2022学年人教选择性必修第二册物理
一、单选题
1．关于高频电磁炉，下列说法中正确的是（ ）
A．它是利用变化的磁场在食品中产生涡电流对食品加热的
B．它是利用变化的磁场在铁质锅底产生涡电流，使锅底迅速升温，从而对食品加热的
C．它是利用电磁波使食品加热的，所以有比较强的电磁波辐射，对人体健康不利
D．它跟电炉一样，是让电流通过电阻丝产生热量来对食品加热的
2．关于电磁感应，下列说法正确的是（ ）
A．只要导体切割磁感线就会产生感应电流
B．只要磁通量发生了变化就会产生感应电动势
C．感应电流的磁场总是与原来磁场的方向相反
D．线圈中的电流变化越快，其自感系数就越大
3．在如图a、b所示电路中，电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，且小于灯S的电阻，接通开关K，使电路达到稳定，灯泡S发光，则（ ）
A．在电路a中，闭合K时，S将立即变亮发光
B．在电路a中，断开K后，S将先变得更亮，后才变暗
C．在电路b中，闭合K时，S将逐渐变亮发光
D．在电路b中，断开K后，S将先变得更亮，然后渐暗
4．如图所示，一矩形线框，从abcd位置平移到a′b′c′d′位置的过程中，关于线框内产生的感应电流方向，下列叙述正确的是（线框平行于纸面移动）（ ）
A．一直顺时针 B．顺时针→逆时针
C．逆时针→顺时针→逆时针 D．顺时针→逆时针→顺时针
5．如图甲所示，螺线管匝数n=1000匝，横截面积S=10 cm2，螺线管导线电阻r=1Ω，电阻R=9Ω，磁感应强度B的B-t图像如图乙所示（以向右为正方向），则（ ）
A．感应电动势为0.6 V
B．感应电流为0.06 A
C．电阻两端的电压为6 V
D．0～1s内感应电流的方向为从C点通过R流向A点
6．如图所示为电磁轨道炮的工作原理图。质量g的待发射弹体与轨道保持良好接触，并可在宽为m的两平行轨道上无摩擦滑动。若电容器的电容F，充电后电压为kV，轨道内充满磁感应强度T的匀强磁场，当开关由a点扳向b点后，能在极短的时间内将弹体加速到m/s发射出去。若在这个过程中，通过电磁炮的电荷量为q，电容器两端的电压变为，则（ ）
A．C，V B．C，V
C．C，V D．C，V
7．如图为法拉第圆盘发动机的示意图，半径为r的铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触．圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中，绕O轴以角速度ω沿俯视看顺时针方向匀速转动，关于流过电阻R的电流，不计铜盘及导线的电阻，下列说法正确的是（ ）
A．由a到b，I＝ B．由b到a，I＝
C．由a到b，I＝ D．由b到a，I＝
8．如图所示，足够长的“U”形光滑导轨竖直固定，间距为L，质量为m的导体棒与导轨垂直且良好接触，整个装置处于磁感应强度大小为B、方向垂直导轨所在平面向里的匀强磁场中。现将导体棒由静止释放，释放后经时间t导体棒开始匀速下滑。导体棒接入电路的电阻为R，重力加速度大小为g，不计导轨电阻与空气阻力。在该时间t内，导体棒受到的安培力对它的冲量大小为（ ）
A． B． C． D．
9．如图所示，垂直纸面的匀强磁场分布在正方形虚线区域内，电阻均匀的正方形导线框abcd位于虚线区域的中央，两正方形共面且四边相互平行。现将导线框先后朝图示两个方向以v、3v速度分别匀速拉出磁场，拉出时保持线框不离开纸面且速度垂直线框。比较两次出磁场的过程中，以下说法不正确的是（ ）
A．线框中产生的焦耳热之比为1∶1 B．ad边两端的电压之比为1∶9
C．cd边两端的电压之比为1∶1 D．通过导线框某一截面的电荷量之比为1∶1
10．如图所示，由同种材料制成的粗细均匀的正方形金属线框以恒定速度向右通过有理想边界的匀强磁场，开始时线框的ab边恰与磁场边界重合，磁场宽度大于正方形的边长，则线框中a、b两点间电势差Uab随时间变化的图线是下图中的（ ）
A． B． C． D．
二、多选题
11．如图甲所示，一矩形线圈置于匀强磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示。则线圈中产生的感应电动势的情况为（ ）
A．t1时刻感应电动势最大 B．t=0时刻感应电动势为零
C．t1时刻感应电动势为零 D．t1～t2时间内感应电动势增大
12．如图所示，线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上，下列操作后的现象判断正确的是（ ）
A．闭合开关S瞬间，线圈P里没有感应电流
B．断开开关S瞬间，线圈P里有感应电流，且流经电表的电流方向为a→b
C．闭合开关S瞬间，线圈P里有感应电流，且流经电表的电流方向为a→b
D．闭合开关S，待线圈M中电流稳定时，线圈P里没有感应电流
13．轻质细线吊着一质量为m＝0.4kg、边长为L＝1m、匝数n＝10的正方形线圈，其总电阻为R＝1Ω。在线圈的中间位置以下区域分布着磁场，如图甲所示。磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示。则下列判断正确的是（ ）
A．线圈中的感应电流大小为1.0A
B．0-6s内线圈产生的焦耳热为1.5J
C．t＝0时轻质细线的拉力大小为3.0N
D．0-6s内通过导线横截面的电荷量为3.0C
14．如图所示，在水平桌面上固定两条足够长的相距L=1.0m的平行光滑金属导轨，导轨的左连接阻值R=3.0Ω的电阻，导轨上放有垂直导轨的金属杆P，金属杆的质量m=0.1kg，接入电路的电阻r=2.0Ω，整个空间存在磁感应强度B=0.5T、竖直向下的匀强磁场。初始时刻金属杆在水平向右的恒力F的作用下，向右做速度v=4m/s的匀速直线运动，经1.5s后撤去恒力F。整个运动过程中金属杆P始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计，则从初始时刻到金属杆停止运动的过程中（ ）
A．电阻R上产生的热量为1.0J B．电阻R上产生的热量为1.2J
C．金属杆向右运动的位移为14m D．金属杆向右运动的位移为16m
15．如图所示，半径为r的圆内有垂直于平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，一根长度大天2r的导线MN以速度v在圆环上无摩擦地自左向右匀速滑动，已知导线全部为裸导线，电路的固定电阻为R，其余电阻忽略不计，则下列说法正确的是（ ）
A．导线MN从圆环的左端滑动到右端的过程中流过电阻R的平均电流为
B．导线MN从圆环的左端滑动到右端的过程中流过电阻R的平均电流为
C．导线MN经过圆的竖直直径时所产生的电动势为2Brv
D．导线MN经过圆的竖直直径时所产生的电动势为Brv
三、实验题
16．如图所示，是研究电磁感应现象的实验装置，已知电流表的电流从正极流入时指针向右偏转，装置已完整连接且能正常工作。
（1）磁铁插入螺线管或从螺线管中拔出来的过程，可以看到，磁铁相对于螺线管运动的时候，电流表的指针______（填偏转或不偏转），表明螺线管中______（填有电流或无电流）产生。
（2）如图，N极向上抽出线圈的过程，电流表指针将______（填向右偏转或向左偏转），感应电流在线圈中心产生的磁场方向为______（填向上或向下），表明感应电流的磁场对原磁通的作用是______。
（3）楞次定律内容为：______________。
17．某小组的同学做“探究影响感应电流方向的因素”实验。
（1）首先按图甲①所示方式连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向右偏转；再按图甲②所示方式连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向左偏转。进行上述实验的目的是____________。
A．检查电流计测量电路的电流是否准确
B．检查干电池是否为新电池
C．推断电流计指针偏转方向与电流方向的关系
（2）接下来，用图乙所示的装置做实验。图乙中螺线管上的粗线标示的是导线的绕行方向。某次实验中在条形磁铁插入螺线管的过程中，观察到电流计指针向右偏转，说明螺线管中的电流方向（从上往下看）是沿___________（选填顺时针或逆时针）方向。
（3）下表是该小组设计的记录表格的一部分，表中完成了实验现象的记录，还有一项需要推断的实验结果未完成，请帮助该小组完成，填入表中的横线上（选填竖直向上或竖直向下）。
操作 N极朝下插入螺线管
从上往下看的平面图（B0表示原磁场，即磁铁产生的磁场）
原磁场通过螺线管磁通量的增减 增加
感应电流的方向 沿逆时针方向
感应电流的磁场B′的方向 ______________
四、解答题
18．如图甲所示，匀强磁场中有一矩形闭合线圈，线圈平面与磁场方向垂直。已知线圈的匝数，边长、，电阻。磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，取垂直纸面向里为磁场的正方向。求：
（1）3s时线圈内感应电动势的大小和感应电流的方向；
（2）在内通过线圈的电荷量；
（3）在内线圈产生的焦耳热。
19．如图所示，空间存在有水平边界、垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，磁场边界上方l处有一个质量为m、电阻为R、边长为l的正方形线框，将线框由静止释放，从线框下边框进磁场经时间Δt后线框上边框进磁场，不计空气阻力，重力加速度为g，求：
（1）线框下边框进入磁场时的速度大小；
（2）线框上边框进入磁场时的速度大小。
20．如图所示，相距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ与水平面的夹角为θ， N、Q两点间接有阻值为R的电阻。整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下、将质量为m、阻值也为R的金属杆ab垂直放在导轨上，杆ab由静止释放，下滑距离x时达到最大速度。重力加速度为g，导轨电阻不计，杆与导轨接触良好。求：
（1）杆ab下滑的最大加速度；
（2）杆ab下滑的最大速度；
（3）上述过程中，杆上产生的热量。
21．如图所示，QMH与DEK为两根固定的平行水平金属导轨，在QD和ME两侧分别接有相同的弧形金属导轨PQ、CD、MN、EF，导轨间距均为l。水平金属导轨QM和DE长度皆为L（足够长），只在其间分布有竖直向上，磁感应强度大小为B的匀强磁场。水平导轨MH和EK间接有阻值为2R的定值电阻，由电键S控制通断，其它电阻均不计。a、b为材料相同、长度都为l的导体棒，跨接在弧形导轨上。已知a棒的质量为2m、电阻为R，b棒的质量为m、电阻为2R，初始b棒用插销固定（图中未画出）。两棒距水平导轨高度都为h，由静止释放a棒、b棒，两棒会分别通过DQ、EM进入匀强磁场区域，a棒、b棒在水平导轨上运动时不会相碰。两棒与导轨接触良好，不计棒与导轨间的摩擦。
（1）若闭合电键S，b棒插销固定，让a棒由静止释放，求a棒减速为零时，通过定值电阻的电量和其上产生的焦耳热分别为多大？
（2）若拔去金属棒b的插销，断开电键S，同时释放a、b棒，两棒进入磁场后，立即撤去弧形轨道，如先离开磁场的某金属棒在离开磁场前已做匀速运动，则此棒从进入磁场到匀速运动的过程中其上产生的焦耳热多大？
（3）在（2）的情形下，求a、b两棒在磁场区域运动中的最近间距为多大？
参考答案
1．B
【详解】
高频电磁炉，是利用变化的磁场在铁质锅底产生涡电流，使锅底迅速升温，从而对食品加热的。电磁炉工作时产生的电磁波，完全被线圈底部的屏蔽层和顶板上的含铁质锅所吸收，不会泄漏，对人体健康无危害。
故选B。
2．B
【详解】
A．当闭合回路的部分导体切割磁感线运动时才会产生感应电流，选项A错误；
B．只要磁通量发生了变化就会产生感应电动势，选项B正确；
C．感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化，与原来磁场的方向可能相同，也可能相反，选项C错误；
D．线圈的自感系数只由线圈本身决定，与线圈中的电流变化快慢无关，选项D错误。
故选B。
3．D
【详解】
A．在电路a中，闭合K时，由于L的阻碍作用，S慢慢变亮。故A错误；
B．在电路a中，断开K后，由于L的阻碍作用，S慢慢变暗，不会出现闪亮现象。故B错误；
C．在电路b中，闭合K时，灯泡S与电阻R串联接入电路，则其立即变亮。故C错误；
D．在电路b中，由于电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，所以通过灯泡的电流比线圈的电流小。断开K后，由于L的阻碍作用，导致灯泡S变的更亮，然后逐渐变暗。故D正确。
故选D。
4．D
【详解】
由安培定则得，恒定电流的直导线产生的磁场在导线左边的方向为垂直直面向外，右边的磁场方向垂直向里。
当线圈向导线靠近时，磁场方向是垂直直面向外，穿过线圈的磁通量变大，根据楞次定律，可知：感应电流方向为adcba，为顺时针方向；
当线圈越过导线时到线圈中心轴与导线重合，磁场方向是垂直直面向外，穿过线圈的磁通量的变小，则感应电流方向为abcda，为逆时针方向；
当继续向右运动时，磁场方向是垂直直面向里，穿过磁通量变大，由楞次定律可在，感应电流方向为：abcda，为逆时针方向；
当远离导线时，磁场方向是垂直直面向里，穿过线圈的磁通量变小，由楞次定律可知，感应电流方向为：adcba，为顺时针方向。
故选D。
5．D
【详解】
A．根据法拉第电磁感应定律
A错误；
B．根据闭合电路欧姆定律得感应电流为
B错误；
C．根据欧姆定律得电阻R两端的电压为
C错误；
D．根据楞次定律得0～1s内感应电流的方向为从C点通过R流向A点，D正确。
故选D。
6．D
【详解】
在极短的时间内将弹体加速发射出去的过程中，由动量定理
通过电磁炮的电荷量为
联立解得
电容器两端的电压将变为
故D正确，ABC错误。
故选D。
7．D
【详解】
由右手定则可知，电阻R上的电流从b到a；电流大小为
故选D。
8．C
【详解】
平衡时对导体棒进行受力分析，则
根据
又切割磁感线
由动量定理
解得
故选C。
9．A
【详解】
A．设变长为L，总电阻为R，运动速度V，根据
则产生的热量
可见产生的热量与速度有关，所以线框中产生的焦耳热之比为1∶3，A错误；
B．以速度v拉出磁场时，dc边相当于电源，切割电动势
ad边两端的电压
以速度3v拉出磁场时，ad边相当于电源，切割电动势
导体框ad边两端的电压
ad边两端的电压之比为1∶9，B正确；
C．以速度v拉出磁场时，dc边相当于电源，切割电动势
cd边两端的电压
以速度3v拉出磁场时，ad边相当于电源，切割电动势
cd边两端的电压
cd边两端的电压之比为1∶1，C正确；
D．平均感应电动势
平均电流
电荷量
与速度无关，向左和向右两次拉出磁场过程中，磁通量的变化量相等，故两次的电荷量之比为1：1，D正确。
故选A。
10．A
【详解】
线框向右匀速穿越磁场区域的过程可分为三个阶段：第一阶段（进入过程），ab是电源，外电阻R=3r（每一边的电阻为r），Uab等于路端电压U1=E；第二阶段（线框整体在磁场中平动过程），ab及dc都是电源，并且是完全相同的电源，回路中虽无感应电流，但U2=E；第三阶段（离开过程），dc是电源，路端电压Udc=E，因此Uab为路端电压Udc的，即U3=E。
故选A。
11．CD
【详解】
AC．t1时刻磁感应强度最大，磁感应强度的变化率为零，感应电动势为零，A错误，C正确；
B．由于线圈内磁场面积一定、磁感应强度变化，根据法拉第电磁感应定律，感应电动势为
∝
由题图乙可知，t=0时刻磁感应强度的变化率不为零，则感应电动势不为零，B错误；
D．t1～t2时间内磁感应强度的变化率增大，故感应电动势增大，D正确。
故选CD。
12．CD
【详解】
A．闭合开关S瞬间，线圈M产生磁场，穿过线圈P的磁通量从无到有增加，则线圈P里有感应电流，故A错误；
B．断开开关S瞬间，线圈M产生在铁芯中产生的向右的磁场消失，线圈P中的磁通量突然从向右变为无，根据楞次定律，感应电流在铁芯内产生的磁场向右，根据右手螺旋定则，流经电表的电流方向为b→a，故B错误；
C．闭合开关S瞬间，线圈M中产生向右的磁场，穿过线圈P的磁通量向右，从无到有增加，根据楞次定律，感应电流在铁芯中产生的磁场向左，根据右手螺旋定则，流经电表的电流方向为a→b，故C正确；
D．闭合开关S，待线圈M中电流稳定时，线圈P的中的磁通量稳定不变，不产生感应电流，故D正确。
故选CD。
13．CD
【详解】
A．根据图像可知线圈中产生的感应电动势大小为
电流
A错误；
B．0-6s内线圈产生的焦耳热为
B错误；
C．对线框受力分析可知
解得
C正确；
D．内通过线圈的电荷量
D正确。
故选CD。
14．BC
【详解】
AB．金属杆匀速运动时，所受安培力为
根据金属杆受力平衡得
代入数据解得
前1.5s内金属杆运动的位移为
水平恒力F做的功
从初始时刻到金属杆停止运动的过程中，根据功能关系得
其中，代入数据解得
故A错误，B正确；
CD．撤去恒力F后，金属杆的加速度大小满足
等式两边同时乘以非常短的时间，即
整理得
解得
所以撤去恒力F后，金属杆继续运动的位移为
从初始时刻到金属杆停止运动的过程中，金属杆向右运动的位移
故C正确，D错误。
故选BC。
15．BC
【详解】
AB．由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势
平均感应电流
故A错误，B正确；
CD．导线MN经过圆的竖直直径时所产生的电动势为
故C正确，D错误。
故选BC。
16．偏转 有电流 向左偏转 向下 阻碍磁通量减小 感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化
【详解】
（1）[1][2]磁铁插入螺线管或从螺线管中拔出来的过程，可以看到，磁铁相对于螺线管运动的时候，此时电流表的指针偏转，表明螺线管中有电流产生。
（2）[3][4][5]如图，N极向上抽出线圈的过程，电流表指针将向左偏转，感应电流在线圈中心产生的磁场方向为向下，表明感应电流的磁场对原磁通的作用是阻碍磁通量减小。
（3）[6]楞次定律内容为：感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
17．C 顺时针 竖直向上
【详解】
(1)[1]电流从正接线柱流入就右偏，从负接线柱流入就左偏，从而确定电流的流入方向与指针偏转方向的关系。故选C。
(2)[2] 电流计指针向右偏转，说明感应电流从正接线柱流入电表，说明螺线管中的电流方向（从上往下看）是沿顺时针方向。
(3)[3]根据右手螺旋定则，感应电流的磁场B′的方向竖直向上。
18．（1），感应电流方向为；（2）；（3）
【详解】
（1）3s时感应电动势
磁通量的变化量
解得
代入数据解得
感应电流方向为。
（2）在内线圈中的感应电动势
感应电流
电荷量
解得
代入数据解得
（3）内线圈中的感应电动势
内线圈中的感应电流
内线圈产生的焦耳热
内线圈产生的焦耳热
内线圈产生的焦耳热为
19．（1）；（2）
【详解】
（1）线框下边框进磁场前自由下落，
v12－0=2gl（或者mgl=mv2）
解得下边框进磁场时的速度大小
v1=
（2）线框进入磁场的过程，平均感应电动势
平均感应电流
电荷量
线框进入磁场的过程，由动量定理有
mgΔt－BlΔt=mv2－mv1
故
20．（1），方向沿导轨平面向下；（2），方向沿导轨平面向下；（3）
【详解】
（1）设ab杆下滑到某位置时速度为，则此时
杆产生的感应电动势
回路中的感应电流
杆所受的安培力
根据牛顿第二定律 有
当速度时，杆的加速度最大，最大加速度
方向沿导轨平面向下；
（2）由（1）问知，当杆的加速度时，速度最大，
最大速度
方向沿导轨平面向下；
（3）ab杆从静止开始到最大速度过程中，根据能量守恒定律 有
又
所以
21．（1），；（2）；（3）
【详解】
（1）当闭合电键S，b棒插销固定时，a棒进入磁场的速度满足
解得
对a棒应用动量定理
由以上两式解得
由于b棒与定值电阻并联，且阻值相同，因此通过定值电阻的电量为
a棒减速为零时由能量守恒知识，整个电路中产生的总焦耳热为
根据焦耳定律可知定值电阻上产生的焦耳热为
（2）进入磁场后，a棒先向右做减速运动，后跟b棒一起向右做匀速运动；b棒先向左减速为零，然后反向向右加速至与a棒速度相等，最后一起匀速向右运动，b棒先离开磁场。
设a、b棒进入磁场的速度大小分别为va、vb。由于a、b两棒组成的系统水平方向所受的合外力为零，满足动量守恒，设两棒一起匀速运动时的速度为v1，取向右为正方向。则有
由以上三式解得
由能量守恒的知识
整个电路中产生的总焦耳热为
b棒上产生的焦耳热
（3）当b棒向左减速为零时，对其应用动量定理可得
由以上两式解得两棒的相对位移
当b棒反向加速至匀速时，对其应用动量定理可得
由以上两式解得两棒的相对位移
故两棒最小的间距为
试卷第1页，共3页
一、单选题
1．关于高频电磁炉，下列说法中正确的是（ ）
A．它是利用变化的磁场在食品中产生涡电流对食品加热的
B．它是利用变化的磁场在铁质锅底产生涡电流，使锅底迅速升温，从而对食品加热的
C．它是利用电磁波使食品加热的，所以有比较强的电磁波辐射，对人体健康不利
D．它跟电炉一样，是让电流通过电阻丝产生热量来对食品加热的
2．关于电磁感应，下列说法正确的是（ ）
A．只要导体切割磁感线就会产生感应电流
B．只要磁通量发生了变化就会产生感应电动势
C．感应电流的磁场总是与原来磁场的方向相反
D．线圈中的电流变化越快，其自感系数就越大
3．在如图a、b所示电路中，电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，且小于灯S的电阻，接通开关K，使电路达到稳定，灯泡S发光，则（ ）
A．在电路a中，闭合K时，S将立即变亮发光
B．在电路a中，断开K后，S将先变得更亮，后才变暗
C．在电路b中，闭合K时，S将逐渐变亮发光
D．在电路b中，断开K后，S将先变得更亮，然后渐暗
4．如图所示，一矩形线框，从abcd位置平移到a′b′c′d′位置的过程中，关于线框内产生的感应电流方向，下列叙述正确的是（线框平行于纸面移动）（ ）
A．一直顺时针 B．顺时针→逆时针
C．逆时针→顺时针→逆时针 D．顺时针→逆时针→顺时针
5．如图甲所示，螺线管匝数n=1000匝，横截面积S=10 cm2，螺线管导线电阻r=1Ω，电阻R=9Ω，磁感应强度B的B-t图像如图乙所示（以向右为正方向），则（ ）
A．感应电动势为0.6 V
B．感应电流为0.06 A
C．电阻两端的电压为6 V
D．0～1s内感应电流的方向为从C点通过R流向A点
6．如图所示为电磁轨道炮的工作原理图。质量g的待发射弹体与轨道保持良好接触，并可在宽为m的两平行轨道上无摩擦滑动。若电容器的电容F，充电后电压为kV，轨道内充满磁感应强度T的匀强磁场，当开关由a点扳向b点后，能在极短的时间内将弹体加速到m/s发射出去。若在这个过程中，通过电磁炮的电荷量为q，电容器两端的电压变为，则（ ）
A．C，V B．C，V
C．C，V D．C，V
7．如图为法拉第圆盘发动机的示意图，半径为r的铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触．圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中，绕O轴以角速度ω沿俯视看顺时针方向匀速转动，关于流过电阻R的电流，不计铜盘及导线的电阻，下列说法正确的是（ ）
A．由a到b，I＝ B．由b到a，I＝
C．由a到b，I＝ D．由b到a，I＝
8．如图所示，足够长的“U”形光滑导轨竖直固定，间距为L，质量为m的导体棒与导轨垂直且良好接触，整个装置处于磁感应强度大小为B、方向垂直导轨所在平面向里的匀强磁场中。现将导体棒由静止释放，释放后经时间t导体棒开始匀速下滑。导体棒接入电路的电阻为R，重力加速度大小为g，不计导轨电阻与空气阻力。在该时间t内，导体棒受到的安培力对它的冲量大小为（ ）
A． B． C． D．
9．如图所示，垂直纸面的匀强磁场分布在正方形虚线区域内，电阻均匀的正方形导线框abcd位于虚线区域的中央，两正方形共面且四边相互平行。现将导线框先后朝图示两个方向以v、3v速度分别匀速拉出磁场，拉出时保持线框不离开纸面且速度垂直线框。比较两次出磁场的过程中，以下说法不正确的是（ ）
A．线框中产生的焦耳热之比为1∶1 B．ad边两端的电压之比为1∶9
C．cd边两端的电压之比为1∶1 D．通过导线框某一截面的电荷量之比为1∶1
10．如图所示，由同种材料制成的粗细均匀的正方形金属线框以恒定速度向右通过有理想边界的匀强磁场，开始时线框的ab边恰与磁场边界重合，磁场宽度大于正方形的边长，则线框中a、b两点间电势差Uab随时间变化的图线是下图中的（ ）
A． B． C． D．
二、多选题
11．如图甲所示，一矩形线圈置于匀强磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示。则线圈中产生的感应电动势的情况为（ ）
A．t1时刻感应电动势最大 B．t=0时刻感应电动势为零
C．t1时刻感应电动势为零 D．t1～t2时间内感应电动势增大
12．如图所示，线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上，下列操作后的现象判断正确的是（ ）
A．闭合开关S瞬间，线圈P里没有感应电流
B．断开开关S瞬间，线圈P里有感应电流，且流经电表的电流方向为a→b
C．闭合开关S瞬间，线圈P里有感应电流，且流经电表的电流方向为a→b
D．闭合开关S，待线圈M中电流稳定时，线圈P里没有感应电流
13．轻质细线吊着一质量为m＝0.4kg、边长为L＝1m、匝数n＝10的正方形线圈，其总电阻为R＝1Ω。在线圈的中间位置以下区域分布着磁场，如图甲所示。磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示。则下列判断正确的是（ ）
A．线圈中的感应电流大小为1.0A
B．0-6s内线圈产生的焦耳热为1.5J
C．t＝0时轻质细线的拉力大小为3.0N
D．0-6s内通过导线横截面的电荷量为3.0C
14．如图所示，在水平桌面上固定两条足够长的相距L=1.0m的平行光滑金属导轨，导轨的左连接阻值R=3.0Ω的电阻，导轨上放有垂直导轨的金属杆P，金属杆的质量m=0.1kg，接入电路的电阻r=2.0Ω，整个空间存在磁感应强度B=0.5T、竖直向下的匀强磁场。初始时刻金属杆在水平向右的恒力F的作用下，向右做速度v=4m/s的匀速直线运动，经1.5s后撤去恒力F。整个运动过程中金属杆P始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计，则从初始时刻到金属杆停止运动的过程中（ ）
A．电阻R上产生的热量为1.0J B．电阻R上产生的热量为1.2J
C．金属杆向右运动的位移为14m D．金属杆向右运动的位移为16m
15．如图所示，半径为r的圆内有垂直于平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，一根长度大天2r的导线MN以速度v在圆环上无摩擦地自左向右匀速滑动，已知导线全部为裸导线，电路的固定电阻为R，其余电阻忽略不计，则下列说法正确的是（ ）
A．导线MN从圆环的左端滑动到右端的过程中流过电阻R的平均电流为
B．导线MN从圆环的左端滑动到右端的过程中流过电阻R的平均电流为
C．导线MN经过圆的竖直直径时所产生的电动势为2Brv
D．导线MN经过圆的竖直直径时所产生的电动势为Brv
三、实验题
16．如图所示，是研究电磁感应现象的实验装置，已知电流表的电流从正极流入时指针向右偏转，装置已完整连接且能正常工作。
（1）磁铁插入螺线管或从螺线管中拔出来的过程，可以看到，磁铁相对于螺线管运动的时候，电流表的指针______（填偏转或不偏转），表明螺线管中______（填有电流或无电流）产生。
（2）如图，N极向上抽出线圈的过程，电流表指针将______（填向右偏转或向左偏转），感应电流在线圈中心产生的磁场方向为______（填向上或向下），表明感应电流的磁场对原磁通的作用是______。
（3）楞次定律内容为：______________。
17．某小组的同学做“探究影响感应电流方向的因素”实验。
（1）首先按图甲①所示方式连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向右偏转；再按图甲②所示方式连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向左偏转。进行上述实验的目的是____________。
A．检查电流计测量电路的电流是否准确
B．检查干电池是否为新电池
C．推断电流计指针偏转方向与电流方向的关系
（2）接下来，用图乙所示的装置做实验。图乙中螺线管上的粗线标示的是导线的绕行方向。某次实验中在条形磁铁插入螺线管的过程中，观察到电流计指针向右偏转，说明螺线管中的电流方向（从上往下看）是沿___________（选填顺时针或逆时针）方向。
（3）下表是该小组设计的记录表格的一部分，表中完成了实验现象的记录，还有一项需要推断的实验结果未完成，请帮助该小组完成，填入表中的横线上（选填竖直向上或竖直向下）。
操作 N极朝下插入螺线管
从上往下看的平面图（B0表示原磁场，即磁铁产生的磁场）
原磁场通过螺线管磁通量的增减 增加
感应电流的方向 沿逆时针方向
感应电流的磁场B′的方向 ______________
四、解答题
18．如图甲所示，匀强磁场中有一矩形闭合线圈，线圈平面与磁场方向垂直。已知线圈的匝数，边长、，电阻。磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，取垂直纸面向里为磁场的正方向。求：
（1）3s时线圈内感应电动势的大小和感应电流的方向；
（2）在内通过线圈的电荷量；
（3）在内线圈产生的焦耳热。
19．如图所示，空间存在有水平边界、垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，磁场边界上方l处有一个质量为m、电阻为R、边长为l的正方形线框，将线框由静止释放，从线框下边框进磁场经时间Δt后线框上边框进磁场，不计空气阻力，重力加速度为g，求：
（1）线框下边框进入磁场时的速度大小；
（2）线框上边框进入磁场时的速度大小。
20．如图所示，相距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ与水平面的夹角为θ， N、Q两点间接有阻值为R的电阻。整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下、将质量为m、阻值也为R的金属杆ab垂直放在导轨上，杆ab由静止释放，下滑距离x时达到最大速度。重力加速度为g，导轨电阻不计，杆与导轨接触良好。求：
（1）杆ab下滑的最大加速度；
（2）杆ab下滑的最大速度；
（3）上述过程中，杆上产生的热量。
21．如图所示，QMH与DEK为两根固定的平行水平金属导轨，在QD和ME两侧分别接有相同的弧形金属导轨PQ、CD、MN、EF，导轨间距均为l。水平金属导轨QM和DE长度皆为L（足够长），只在其间分布有竖直向上，磁感应强度大小为B的匀强磁场。水平导轨MH和EK间接有阻值为2R的定值电阻，由电键S控制通断，其它电阻均不计。a、b为材料相同、长度都为l的导体棒，跨接在弧形导轨上。已知a棒的质量为2m、电阻为R，b棒的质量为m、电阻为2R，初始b棒用插销固定（图中未画出）。两棒距水平导轨高度都为h，由静止释放a棒、b棒，两棒会分别通过DQ、EM进入匀强磁场区域，a棒、b棒在水平导轨上运动时不会相碰。两棒与导轨接触良好，不计棒与导轨间的摩擦。
（1）若闭合电键S，b棒插销固定，让a棒由静止释放，求a棒减速为零时，通过定值电阻的电量和其上产生的焦耳热分别为多大？
（2）若拔去金属棒b的插销，断开电键S，同时释放a、b棒，两棒进入磁场后，立即撤去弧形轨道，如先离开磁场的某金属棒在离开磁场前已做匀速运动，则此棒从进入磁场到匀速运动的过程中其上产生的焦耳热多大？
（3）在（2）的情形下，求a、b两棒在磁场区域运动中的最近间距为多大？
参考答案
1．B
【详解】
高频电磁炉，是利用变化的磁场在铁质锅底产生涡电流，使锅底迅速升温，从而对食品加热的。电磁炉工作时产生的电磁波，完全被线圈底部的屏蔽层和顶板上的含铁质锅所吸收，不会泄漏，对人体健康无危害。
故选B。
2．B
【详解】
A．当闭合回路的部分导体切割磁感线运动时才会产生感应电流，选项A错误；
B．只要磁通量发生了变化就会产生感应电动势，选项B正确；
C．感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化，与原来磁场的方向可能相同，也可能相反，选项C错误；
D．线圈的自感系数只由线圈本身决定，与线圈中的电流变化快慢无关，选项D错误。
故选B。
3．D
【详解】
A．在电路a中，闭合K时，由于L的阻碍作用，S慢慢变亮。故A错误；
B．在电路a中，断开K后，由于L的阻碍作用，S慢慢变暗，不会出现闪亮现象。故B错误；
C．在电路b中，闭合K时，灯泡S与电阻R串联接入电路，则其立即变亮。故C错误；
D．在电路b中，由于电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，所以通过灯泡的电流比线圈的电流小。断开K后，由于L的阻碍作用，导致灯泡S变的更亮，然后逐渐变暗。故D正确。
故选D。
4．D
【详解】
由安培定则得，恒定电流的直导线产生的磁场在导线左边的方向为垂直直面向外，右边的磁场方向垂直向里。
当线圈向导线靠近时，磁场方向是垂直直面向外，穿过线圈的磁通量变大，根据楞次定律，可知：感应电流方向为adcba，为顺时针方向；
当线圈越过导线时到线圈中心轴与导线重合，磁场方向是垂直直面向外，穿过线圈的磁通量的变小，则感应电流方向为abcda，为逆时针方向；
当继续向右运动时，磁场方向是垂直直面向里，穿过磁通量变大，由楞次定律可在，感应电流方向为：abcda，为逆时针方向；
当远离导线时，磁场方向是垂直直面向里，穿过线圈的磁通量变小，由楞次定律可知，感应电流方向为：adcba，为顺时针方向。
故选D。
5．D
【详解】
A．根据法拉第电磁感应定律
A错误；
B．根据闭合电路欧姆定律得感应电流为
B错误；
C．根据欧姆定律得电阻R两端的电压为
C错误；
D．根据楞次定律得0～1s内感应电流的方向为从C点通过R流向A点，D正确。
故选D。
6．D
【详解】
在极短的时间内将弹体加速发射出去的过程中，由动量定理
通过电磁炮的电荷量为
联立解得
电容器两端的电压将变为
故D正确，ABC错误。
故选D。
7．D
【详解】
由右手定则可知，电阻R上的电流从b到a；电流大小为
故选D。
8．C
【详解】
平衡时对导体棒进行受力分析，则
根据
又切割磁感线
由动量定理
解得
故选C。
9．A
【详解】
A．设变长为L，总电阻为R，运动速度V，根据
则产生的热量
可见产生的热量与速度有关，所以线框中产生的焦耳热之比为1∶3，A错误；
B．以速度v拉出磁场时，dc边相当于电源，切割电动势
ad边两端的电压
以速度3v拉出磁场时，ad边相当于电源，切割电动势
导体框ad边两端的电压
ad边两端的电压之比为1∶9，B正确；
C．以速度v拉出磁场时，dc边相当于电源，切割电动势
cd边两端的电压
以速度3v拉出磁场时，ad边相当于电源，切割电动势
cd边两端的电压
cd边两端的电压之比为1∶1，C正确；
D．平均感应电动势
平均电流
电荷量
与速度无关，向左和向右两次拉出磁场过程中，磁通量的变化量相等，故两次的电荷量之比为1：1，D正确。
故选A。
10．A
【详解】
线框向右匀速穿越磁场区域的过程可分为三个阶段：第一阶段（进入过程），ab是电源，外电阻R=3r（每一边的电阻为r），Uab等于路端电压U1=E；第二阶段（线框整体在磁场中平动过程），ab及dc都是电源，并且是完全相同的电源，回路中虽无感应电流，但U2=E；第三阶段（离开过程），dc是电源，路端电压Udc=E，因此Uab为路端电压Udc的，即U3=E。
故选A。
11．CD
【详解】
AC．t1时刻磁感应强度最大，磁感应强度的变化率为零，感应电动势为零，A错误，C正确；
B．由于线圈内磁场面积一定、磁感应强度变化，根据法拉第电磁感应定律，感应电动势为
∝
由题图乙可知，t=0时刻磁感应强度的变化率不为零，则感应电动势不为零，B错误；
D．t1～t2时间内磁感应强度的变化率增大，故感应电动势增大，D正确。
故选CD。
12．CD
【详解】
A．闭合开关S瞬间，线圈M产生磁场，穿过线圈P的磁通量从无到有增加，则线圈P里有感应电流，故A错误；
B．断开开关S瞬间，线圈M产生在铁芯中产生的向右的磁场消失，线圈P中的磁通量突然从向右变为无，根据楞次定律，感应电流在铁芯内产生的磁场向右，根据右手螺旋定则，流经电表的电流方向为b→a，故B错误；
C．闭合开关S瞬间，线圈M中产生向右的磁场，穿过线圈P的磁通量向右，从无到有增加，根据楞次定律，感应电流在铁芯中产生的磁场向左，根据右手螺旋定则，流经电表的电流方向为a→b，故C正确；
D．闭合开关S，待线圈M中电流稳定时，线圈P的中的磁通量稳定不变，不产生感应电流，故D正确。
故选CD。
13．CD
【详解】
A．根据图像可知线圈中产生的感应电动势大小为
电流
A错误；
B．0-6s内线圈产生的焦耳热为
B错误；
C．对线框受力分析可知
解得
C正确；
D．内通过线圈的电荷量
D正确。
故选CD。
14．BC
【详解】
AB．金属杆匀速运动时，所受安培力为
根据金属杆受力平衡得
代入数据解得
前1.5s内金属杆运动的位移为
水平恒力F做的功
从初始时刻到金属杆停止运动的过程中，根据功能关系得
其中，代入数据解得
故A错误，B正确；
CD．撤去恒力F后，金属杆的加速度大小满足
等式两边同时乘以非常短的时间，即
整理得
解得
所以撤去恒力F后，金属杆继续运动的位移为
从初始时刻到金属杆停止运动的过程中，金属杆向右运动的位移
故C正确，D错误。
故选BC。
15．BC
【详解】
AB．由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势
平均感应电流
故A错误，B正确；
CD．导线MN经过圆的竖直直径时所产生的电动势为
故C正确，D错误。
故选BC。
16．偏转 有电流 向左偏转 向下 阻碍磁通量减小 感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化
【详解】
（1）[1][2]磁铁插入螺线管或从螺线管中拔出来的过程，可以看到，磁铁相对于螺线管运动的时候，此时电流表的指针偏转，表明螺线管中有电流产生。
（2）[3][4][5]如图，N极向上抽出线圈的过程，电流表指针将向左偏转，感应电流在线圈中心产生的磁场方向为向下，表明感应电流的磁场对原磁通的作用是阻碍磁通量减小。
（3）[6]楞次定律内容为：感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
17．C 顺时针 竖直向上
【详解】
(1)[1]电流从正接线柱流入就右偏，从负接线柱流入就左偏，从而确定电流的流入方向与指针偏转方向的关系。故选C。
(2)[2] 电流计指针向右偏转，说明感应电流从正接线柱流入电表，说明螺线管中的电流方向（从上往下看）是沿顺时针方向。
(3)[3]根据右手螺旋定则，感应电流的磁场B′的方向竖直向上。
18．（1），感应电流方向为；（2）；（3）
【详解】
（1）3s时感应电动势
磁通量的变化量
解得
代入数据解得
感应电流方向为。
（2）在内线圈中的感应电动势
感应电流
电荷量
解得
代入数据解得
（3）内线圈中的感应电动势
内线圈中的感应电流
内线圈产生的焦耳热
内线圈产生的焦耳热
内线圈产生的焦耳热为
19．（1）；（2）
【详解】
（1）线框下边框进磁场前自由下落，
v12－0=2gl（或者mgl=mv2）
解得下边框进磁场时的速度大小
v1=
（2）线框进入磁场的过程，平均感应电动势
平均感应电流
电荷量
线框进入磁场的过程，由动量定理有
mgΔt－BlΔt=mv2－mv1
故
20．（1），方向沿导轨平面向下；（2），方向沿导轨平面向下；（3）
【详解】
（1）设ab杆下滑到某位置时速度为，则此时
杆产生的感应电动势
回路中的感应电流
杆所受的安培力
根据牛顿第二定律 有
当速度时，杆的加速度最大，最大加速度
方向沿导轨平面向下；
（2）由（1）问知，当杆的加速度时，速度最大，
最大速度
方向沿导轨平面向下；
（3）ab杆从静止开始到最大速度过程中，根据能量守恒定律 有
又
所以
21．（1），；（2）；（3）
【详解】
（1）当闭合电键S，b棒插销固定时，a棒进入磁场的速度满足
解得
对a棒应用动量定理
由以上两式解得
由于b棒与定值电阻并联，且阻值相同，因此通过定值电阻的电量为
a棒减速为零时由能量守恒知识，整个电路中产生的总焦耳热为
根据焦耳定律可知定值电阻上产生的焦耳热为
（2）进入磁场后，a棒先向右做减速运动，后跟b棒一起向右做匀速运动；b棒先向左减速为零，然后反向向右加速至与a棒速度相等，最后一起匀速向右运动，b棒先离开磁场。
设a、b棒进入磁场的速度大小分别为va、vb。由于a、b两棒组成的系统水平方向所受的合外力为零，满足动量守恒，设两棒一起匀速运动时的速度为v1，取向右为正方向。则有
由以上三式解得
由能量守恒的知识
整个电路中产生的总焦耳热为
b棒上产生的焦耳热
（3）当b棒向左减速为零时，对其应用动量定理可得
由以上两式解得两棒的相对位移
当b棒反向加速至匀速时，对其应用动量定理可得
由以上两式解得两棒的相对位移
故两棒最小的间距为
试卷第1页，共3页