第二章 电磁感应 章末检测（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第二章 电磁感应 章末检测（Word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 746.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-18 18:23:43 | ||
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文档简介
人教版（2019）选择性必修第二册 第二章 章末检测
一、单选题
1．总结通电导体发热规律的物理学家是（ ）
A．欧姆 B．焦耳 C．安培 D．法拉第
2．如图所示，金属圆环a与均匀带正电的绝缘圆环b同心共面放置，当b绕O点在其所在平面内顺时针加速旋转时，圆环a（ ）
A．产生逆时针方向的感应电流，有扩张趋势
B．产生逆时针方向的感应电流，有收缩趋势
C．产生顺时针方向的感应电流，有扩张趋势
D．产生顺时针方向的感应电流，有收缩趋势
3．磁电式电流表是常用的电学实验器材，图甲为其结构示意图。电表内部由线圈、磁铁、极靴、圆柱形软铁、螺旋弹簧等构成。图乙为线圈在磁场中的受力示意图，下列说法正确的是（ ）
A．极靴与圆柱形软铁之间为匀强磁场
B．当线圈中电流方向改变时，线圈受到的安培力方向不变
C．在运输磁电式电流表时，通常把正、负极接线柱用导线连在一起，是利用了电磁阻尼原理
D．通电线圈通常绕在铝框上，其主要原因是铝的电阻率小，可以减小焦耳热的产生
4．如图所示，电感线圈L的自感系数足够大，但其自身的电阻几乎为0，A和B是两个完全相同的小灯泡，则下列说法正确的是（ ）
A．开关S闭合瞬间，B灯先亮，A灯逐渐亮
B．开关S闭合瞬间，A灯先亮，B灯逐渐亮
C．开关S断开瞬间，A、B灯同时熄灭
D．开关S断开瞬间，B灯亮一下才熄灭，A灯立即熄灭
5．如图所示，金属杆ab长为L，垂直放置于光滑平行金属导轨上，导轨置于水平面内，导轨的左端接一电阻，阻值为R，金属棒ab的电阻为r，其余电阻不计，整个装置置于匀强磁场中，匀强磁场与导轨所在平面垂直，磁感应强度为B．现施加一水平向右的外力F，让金属棒ab以恒定的速率v水平向右运动，下列叙述错误的是（ ）
A．ab杆中的电流方向由b到a
B．a点电势高于b点电势
C．ab两点的电势差为
D．施加于金属棒ab的外力大小与安培力大小相等，即
6．如图甲所示，金属线框abcd放置于磁场中，磁场的磁感应强度变化如图乙所示，关于0～t2时间内金属线框中的电流，以下说法正确的是（ ）
A．有顺时针方向先减小后增大的电流 B．有顺时针方向大小恒定的电流
C．有逆时针方向大小恒定的电流 D．有逆时针方向先增大后减小的电流
7．如图，两个线圈绕在同一根铁芯上，其中一线圈通过开关与电源连接，另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路。将一小磁针悬挂在直导线正上方，开关未闭合时小磁针处于静止状态。下列说法正确的是（ ）
A．开关闭合并保持一段时间后，小磁针的极指向垂直纸面向里的方向
B．开关闭合后的瞬间，小磁针的极朝垂直纸面向外的方向转动
C．开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小磁针的极朝垂直纸面向外的方向转动
D．开关闭合并保持一段时间后，小磁针的极指向垂直纸面向外的方向
8．如图所示，足够长的光滑导轨倾斜放置，导轨宽度为L，其下端与电阻R连接；导体棒ab电阻为r，导轨和导线电阻不计，匀强磁场竖直向上．若棒ab以一定初速度v下滑，则关于棒ab的下列说法正确的是( )
A．所受安培力方向水平向左
B．可能以速度v匀速下滑
C．刚下滑瞬间产生的电动势为BLv
D．减少的重力势能等于电阻R产生的内能
二、多选题
9．如图所示，长为L的金属杆在水平外力作用下，在匀强磁场中沿水平光滑导轨匀速运动，如果速度v不变，而将磁感应强度由B增为2B．除电阻R外，其它电阻不计．那么( )
A．水平外力将增为2倍
B．水平外力将增为4倍
C．感应电动势将增为4倍
D．感应电流的热功率将增为4倍
10．在一周期性变化的匀强磁场中有一圆形闭合线圈，线圈平面与磁场垂直，如图甲所示，规定图中磁场方向为正．已知线圈的半径为r、匝数为N，总电阻为R，磁感应强度的最大值为B0，变化周期为T，磁感应强度按图乙所示变化．则下列说法正确的是( )
A．该线圈0～电流的大小为
B．该线圈0～电流的大小为
C．该线圈在一个周期T内线圈产生的焦耳热为
D．该线圈在一个周期T内线圈产生的焦耳热为
11．以下哪些现象利用了电磁阻尼规律（ ）
A．线圈能使录滚动的条形磁铁快速停下来
B．无缺口的铝管比有缺口的铝管能更快使强磁铁匀速运动
C．U形磁铁可以使高速转动的铝盘迅遮停下来
D．转动把手时下面的闭合铜线框会随U形磁铁同向转动
12．如图，倾角为光滑斜面上，水平界线PQ以下存在垂直斜面向下的磁场且区域足够宽，PQ位置，磁感应强度随沿斜面向下位移（以为单位）的分布规律为。一边长为（小于PQ长度），质量为，电阻的金属框从上方某位置静止释放，进入磁场的过程中由于受到平行斜面方向的力作用金属框保持恒定电流，且金属框在运动过程中下边始终与PQ平行，，下列说法正确的是（ ）
A．力沿斜面向上
B．金属框进入磁场的过程中产生的电热为
C．金属框进入磁场的过程中平行斜面方向的力做功
D．若金属框刚完全进入磁场后立即撤去力，金属框将开始做匀加速直线运动
三、实验题
13．（1）绕在同一铁芯上的线圈Ⅰ、Ⅱ按图所示方法连接，判断在以下各情况中，线圈Ⅱ中是否有感应电流产生。
①闭合电键K的瞬时_________；
②保持电键K闭合的时候_________；
③断开电键K的瞬时_________；
④电键K闭合将变阻器R0的滑动端向左滑动时：_________。（以上各空均填“有”或“无”）
（2）为判断线圈绕向，可将灵敏电流计G与线圈L连接，如图所示，已知线圈由a端开始绕至b端，当电流从电流计G左端流入时，指针向左偏转。
①将磁铁N极向下插入线圈，发现指针向左偏转，俯视线圈，其绕向为___________________（填：“顺时针”或“逆时针”）。
②当条形磁铁从图示中的虚线位置向右远离L时，指针向右偏转，俯视线圈，其绕向为___________（填：“顺时针”或“逆时针”）。
14．如图图甲所示，一个电阻为R的金属圆环放在磁场中，磁场与圆环所在的平面垂直，穿过圆环的磁通量随时间变化的图象如图乙所示，图中的最大磁通量Φ0和变化的周期T都是已知量．求：
(1)在一个周期T内通过金属环某一横截面的电荷量．
(2)在一个周期T内金属环中产生的热量．
(3)圆环中所产生的交流电的电流有效值．
四、解答题
15．如图甲所示，MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ = 30°角固定，M、P之间接电阻箱R，导轨所在空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度为B = 1T．质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上，其接入电路的电阻值为r，现从静止释放杆ab，测得最大速度为vm．改变电阻箱的阻值R，得到vm与R的关系如图乙所示．已知轨距为L = 2m，重力加速度g取10m/s2，轨道足够长且电阻不计．求：
(1)杆ab下滑过程中流过R的感应电流的方向及R=0时最大感应电动势E的大小；
(2)金属杆的质量m和阻值r；
(3)当R =4Ω时，求回路瞬时电功率每增加2W的过程中合外力对杆做的功W．
16．如图所示，固定的水平光滑金属导轨，间距为L=0.5 m，左端接有阻值为R=0.8 Ω的电阻，处在方向竖直向下，磁感应强度为B=1 T的匀强磁场中，质量为m=0.1kg的导体棒与固定弹簧相连，导体棒的电阻为r=0.2 Ω，导轨的电阻可忽略不计.初时刻，弹簧恰好处于自然长度，导体棒具有水平向右的初速度v0=4 m/s .导体棒第一次速度为零时，弹簧的弹性势能Ep=0.5 J.导体棒在运动过程中始终与导轨垂直并保持良好接触.求：
（1）初始时刻导体棒受到的安培力的大小和方向；
（2）导体棒从初始时刻到速度第一次为零的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q .
17．如图所示，两平行且无限长光滑金属导轨MN、PQ与水平面的夹角为θ＝37°，两导轨之间相距为L＝1m，两导轨M、P间接入电阻R＝1Ω，导轨电阻不计。在abdc区域内有一个方向垂直于两导轨平面向下的匀强磁场Ⅰ，磁感应强度为B1＝2T，磁场的宽度x1＝3m，在cd连线以下的区域有一个方向也垂直于两导轨平面向下的匀强磁场Ⅱ，磁感应强度为B2＝1T。一个质量为m＝1kg的金属棒垂直放在金属导轨上，与导轨接触良好，金属棒的电阻r＝1Ω。若将金属棒在离ab连线上端x0处自由释放，则金属棒进入磁场Ⅰ恰好做匀速直线运动。金属棒进入磁场Ⅱ后，经过ef时刚好达到平衡状态，cd与ef之间的距离x2＝9m。重力加速度g取10m/s2，sin37 =0.6，求金属棒：
（1）在磁场Ⅰ区域内速度v1的大小；
（2）从开始运动到在磁场Ⅱ中达到平衡状态这一过程中整个电路产生的热量；
（3）从开始运动到在磁场Ⅱ中达到平衡状态所经过的时间。
18．一个500匝、面积为20cm2的线圈，放在磁场中，磁场的方向与线圈平面垂直，若磁感应强度在0.05s内由0.1T增加到0.7T，在此过程中，请求以下：
（1）穿过线圈的磁通量的变化量
（2）线圈中的感应电动势的大小．
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【解析】
【详解】
英国物理学家焦耳通过一系列实验发现了焦耳定律，欧姆发现了欧姆定律，安培发现了安培分子电流假说，法拉第发现了电磁感应现象，故B正确．
2．B
【解析】
【详解】
当带正电的绝缘圆环b顺时针加速旋转时，相当于顺时针方向电流，并且在增大，根据右手定则，其内（金属圆环b内）有垂直纸面向里的磁场，其外（金属圆环a处）有垂直纸面向内的磁场，并且磁场的磁感应强度在增大，根据楞次定律，a中产生的感应电流的磁场垂直纸面向外，磁场对电流的作用力向外，所以a中产生逆时针方向的感应电流，根据左手定则，磁场对电流的作用力向内，所以具有收缩趋势
故选B。
3．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．极靴与圆柱形软铁之间的磁场均匀地辐向分布，磁感应强度方向并不是处处相同，所以该磁场并不是匀强磁场，故A错误；
B．当线圈中电流方向改变时，磁场方向不变，所以线圈受到的安培力方向发生改变，故B错误；
C．在运输过程中，由于振动会使指针不停摆动，可能使指针损坏，将接线柱用导线连在一起，相当于把表的线圈电路组成闭合电路，在指针摆动过程中线圈切割磁感线产生感应电流，利用电磁阻尼原理，阻碍指针摆动，防止指针因撞击而变形，故C正确；
D．用金属铝做线圈框架，主要原因有：1、铝不导磁，用铝做框架可以减小对磁场的影响，保证仪表的准确性更高；2、铝材料较轻，电阻率较小，能更好地利用电磁阻尼现象，使指针迅速停下来，故D错误。
故选C。
4．D
【解析】
【分析】
【详解】
AB．当开关S闭合瞬间，两灯立即有电压，同时发光，由于线圈的电阻几乎为零，B灯被线圈短路，由亮变暗，直到不亮,故A、B错误；
CD．当开关S断开瞬间，A灯没有电压，立即熄灭．当电流减小，线圈产生自感电动势，相当于电源，给B灯提供短暂的电流，使B灯过一会儿熄灭．故C错误，D正确。
故选D。
【点睛】
本题考查对通电自感和断电自感的理解，可根据楞次定律理解记忆，注意线圈的电阻几乎为零，是解题的关键．
5．C
【解析】
【详解】
A.导体切割磁感线，由右手定则知感应电流方向由b到a，故A正确，不符合题意；
B.由右手定则可知a为正极，b为负极，故B正确，不符合题意；
C.感应电动势，ab两点电势差为路端电压为
故C错误，符合题意；
D.感应电流
匀速运动，所以外力等于安培力
故D正确，不符合题意；
故选C。
6．B
【解析】
【详解】
0～t1时间内磁场方向垂直纸面向里均匀减小，由楞次定律“减同”可判断感应电流为顺时针恒定电流；t1～t2时间内磁场方向垂直纸面向外均匀增大，由楞次定律“增反”可判断感应电流也为顺时针恒定电流。
故选B。
7．C
【解析】
【详解】
AD．开关闭合保持一段时间后，左边螺线管内的磁通量没有发生改变，直导线中没有感应电流，小磁针在右边螺线管的磁场作用下，保持原来的南北方向，故AD错误；
B．如下图所示
闭合开关瞬间右边线圈通电，根据右手螺旋定则知该电流产生磁场在线圈内的方向向右，闭合开关瞬间右边线圈的磁场从无到有，故通过左边线圈的磁通量增强，在左边线圈中有感应电流产生。由楞次定律“增反减同”可知，左边线圈的产生的感应磁场方向向左，根据右手螺旋定则可得左边线圈的电流方向如图所示，则铁芯上方导线的电流方向为从南到北。根据右手螺旋定则知通电直导线上方的磁场方向为垂直纸面向里，则磁针N极朝垂直纸面向里的方向转动，故B错误；
C．如下图所示
开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，左边线圈磁通量减小，由增反减同得其感应磁场方向向右，由右手螺旋定则可得左边线圈的电流方向如上图，铁芯上方直导线中电流由北到南，根据右手螺旋定则知通电直导线上方的磁场方向为垂直纸面向外，则小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动，故C正确。
故选C。
8．B
【解析】
【详解】
A．根据右手定则判断可知，棒ab中感应电流方向从b→a，由左手定则判断得知，棒ab所受的安培力方向水平向右，如图所示，
故A错误；
B．若安培力沿导轨向上的分力与重力沿导轨向下的分力大小相等，棒ab可能以速度v匀速下滑，故B正确；
C．刚下滑瞬间产生的感应电动势为E＝BLvcos θ，故C错误；
D．根据能量守恒定律得知，若棒ab匀速下滑，其减少的重力势能等于电阻R和棒ab产生的内能之和；若棒ab加速下滑，其减少的重力势能等于电阻R和棒ab产生的内能与棒ab增加的动能之和；若棒ab减速下滑，其减少的重力势能和动能之和等于电阻R和棒ab产生的内能之和，所以减少的重力势能不等于电阻R产生的内能，故D错误．
9．BD
【解析】
【详解】
感应电动势：E=BLv，把B变为2B，则感应电动势将增为2倍，故C错误；感应电流，安培力，把B变为2B，安培力变为原来的4倍，由平衡条件可知，外力：F=F安，外力将变为原来的4倍，故B正确，A错误；感应电流的热功率，把B变为2B，感应电流的热功率将增为4倍，故D正确；故选BD.
10．AC
【解析】
【详解】
AB．在0～内感应电动势：，磁通量的变化：
ΔΦ＝B0πr2
解得：
E＝
线圈中感应电流的大小：
I＝＝
在0～和T～T两个时间段内产生的热量相同，有
Q1＝Q3＝I2R·
故A正确，B错误；
CD．在～时间内产生的热量：
Q2＝I2R·
一个周期内产生的总热量：
Q＝Q1＋Q2＋Q3＝
故C正确，D错误。
故选AC。
11．ABC
【解析】
【详解】
A.振动的条形磁铁在线圈中产生感应电流，感应电流对磁铁的相对运动有阻碍作用能使振动的条形磁铁快速停下来，这是利用了电磁阻尼规律故A正确；
B.磁铁通过无缺口的铝管，在铝管中产生感应电流，感应电流对磁铁的相对运动有阻碍作用能更快使强磁铁匀速运动这是利用了电磁阻尼规律故B正确；
C.U形磁铁可以在高速转动的铝盘中产生感应涡电流，感应涡电流对铝盘与磁铁间的相对运动有阻碍作用能使铝盘迅速停下来，这是利用了电磁阻尼规律，故C正确；
D.转动把手时下面的闭合铜线框随U形磁铁同向转动，这是电磁驱动故D错误．
12．BC
【解析】
【详解】
A．由于电流恒为，线框进入磁场的过程中
可得
当线框刚进入磁场时，，可得
当线框将要全部进入磁场时， ，可得
由于
可知线框进入磁场的过程中做加速运动。线框刚进入磁场时，安培力大小
金属框的重力沿斜面向下的分力为
由于线框沿斜面向下做加速运动，此时F的方向沿斜面向下，A错误；
B．线框进入磁场的过程中，根据
代入数据整理得
经过时间，则有
由于
代入可得
因此可知
整理可得从刚进磁场到恰好将完全进入磁场的过程中 所用时间
因此回路产生的焦耳热
B正确；
C．根据能量守恒
代入数据整理得
C正确；
D完全进入磁场后撤去力，线圈前后两条边所处磁场的磁感强度差值
假设做匀加速运动，回路产生的感应电动势
回路电流
线圈所受安培力
整理得
由于安培力随时间变化，因此不可能做匀加速运动，D错误。
故选BC。
13． 有 无 有 有 顺时针 逆时针
【解析】
【分析】
【详解】
（1）①[1]闭合电键K的瞬时，穿过线圈Ⅱ的磁通量变化，有感应电流产生，根据楞次定律，则有：R中感应电流方向向右；
②[2]保持电键K闭合的时，穿过线圈Ⅱ的磁通量不变，没有感应电流产生；
③[3]断开电键K的瞬时，穿过线圈Ⅱ的磁通量发生变化，有感应电流产生，根据楞次定律，则有：R中感应电流方向向左；
④[4]电键K闭合将变阻器R0的滑动端向左滑动时，穿过线圈Ⅱ的磁通量发生变化，有感应电流产生，根据楞次定律，则有：R中感应电流方向向右。
（2）①[5]将磁铁N极向下插入线圈，原磁场磁通量向下增强，根据楞次定律，感应电流产生的磁通量应向上，根据右手定则，其绕向为顺时针。
②[6]当条形磁铁从图示中的虚线位置向右远离L时，原磁场磁通量向上减小，根据楞次定律，感应电流产生的磁通量应向上，根据右手定则，其绕向为逆时针。
14．(1) q=0 (2) (3)
【解析】
【详解】
（1）于一个周期T内穿过金属环的磁通量变化，所以通过金属环某一横截面的电荷量
（2）0～T/3时间内和2T/3～T时间内，感应电动势大小均为：
T/3～2T/3时间内感应电动势为0
一个周期内产生的热量为：
（3）由有效值的定义可知，有效值为
15．(1)电流方向从M流到P，E=4V (2)m=0.8kg，r=2Ω (3)W=1.2J
【解析】
【详解】
本题考查电磁感应中的单棒问题，涉及动生电动势、闭合电路欧姆定律、动能定理等知识．
(1)由右手定则可得，流过R的电流方向从M流到P
据乙图可得，R=0时，最大速度为2m/s，则Em = BLv = 4V
(2)设最大速度为v，杆切割磁感线产生的感应电动势 E = BLv
由闭合电路的欧姆定律
杆达到最大速度时
得
结合函数图像解得：m = 0.8kg、r = 2Ω
(3)由题意：由感应电动势E = BLv和功率关系
得
则
再由动能定理
得
16．（1）1N，水平向左；（2）0．24J
【解析】
【详解】
（1）初始时刻棒中感应电动势为：E=BLv0，
棒中感应电流： ，
作用于棒上的安培力为：F=BIL
联立可得： ，
安培力方向：水平向左．
（2）由能量守恒定律可得：mv02=EP+Q
解得：Q=0.3J，
Q=QR+Qr，
解得：QR=0.24J；
点睛：本题考查了求安培力、电阻产生的焦耳热，分析清楚导体棒的运动过程，应用E=BLv、欧姆定律、安培力公式、能量守恒定律即可正确解题；要注意总的焦耳热分两部分，R与r产生的焦耳热之和是总焦耳热．
17．（1）3m/s；（2）4.5J；（3）3.75s
【解析】
【详解】
（1）金属棒进入磁场Ⅰ区域匀速运动，由平衡条件和电磁感应规律得
I＝
mgsin37°＝B1IL
解得
v1＝3m/s
（2）金属棒在未进入磁场前做初速度为零的匀加速直线运动，知
mgsin37°＝ma
得
a＝6m/s2
2ax0＝v12
得
x0＝0.75m
金属棒在通过磁场Ⅱ区域达到稳定状态时，重力沿斜轨道向下的分力与安培力相等
I′＝
mgsin37°＝B2I′L
解得
v2＝12m/s
金属棒从开始运动到在磁场Ⅱ区域中达到稳定状态过程中，根据动能定理，有
mg(x0＋x1＋x2)sin37°＋W安＝mv22－0
电路在此过程中产生的热量
Q＝－W安＝4.5J
（3）由运动学规律得
先匀加速
v1＝at1
t1＝0.5s
之后匀速
x1＝v1t2
t2＝1s
最后，金属棒在磁场Ⅱ中达到稳定状态前的过程中取任意微小过程，设这一微小过程的时间为Δti，速度为vi，速度的变化量为Δvi，金属棒从进入磁场Ⅱ到在磁场Ⅱ中达到稳定状态的过程中，有
mgsin37°∑Δti－＝m∑Δvi
mgsin37°t3－＝m(v2－v1)
解得
t3＝2.25s
所以
t＝t1＋t2＋t3＝0.5+1+2.25s=3.75s
18．(1) （2）12V
【解析】
【分析】
磁通量公式：△Φ=△BS，即可求解磁通量的变化；从而求出磁通量变化率，再由法拉第电磁感应定律，即可求解．
【详解】
(1) 磁通量的变化量是由磁场的变化引起的，应该用公式：△Φ=△BS来计算，
所以：△Φ=△BSsinθ=（0.7-0.1）×20×10-4Wb=1.2×10-3Wb；
(2) 根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小为
．
【点睛】
考查磁通量的变化，磁通量的变化率及感应电动势如何求，注意它们之间的关联，同时养成单位统一的好习惯．
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．总结通电导体发热规律的物理学家是（ ）
A．欧姆 B．焦耳 C．安培 D．法拉第
2．如图所示，金属圆环a与均匀带正电的绝缘圆环b同心共面放置，当b绕O点在其所在平面内顺时针加速旋转时，圆环a（ ）
A．产生逆时针方向的感应电流，有扩张趋势
B．产生逆时针方向的感应电流，有收缩趋势
C．产生顺时针方向的感应电流，有扩张趋势
D．产生顺时针方向的感应电流，有收缩趋势
3．磁电式电流表是常用的电学实验器材，图甲为其结构示意图。电表内部由线圈、磁铁、极靴、圆柱形软铁、螺旋弹簧等构成。图乙为线圈在磁场中的受力示意图，下列说法正确的是（ ）
A．极靴与圆柱形软铁之间为匀强磁场
B．当线圈中电流方向改变时，线圈受到的安培力方向不变
C．在运输磁电式电流表时，通常把正、负极接线柱用导线连在一起，是利用了电磁阻尼原理
D．通电线圈通常绕在铝框上，其主要原因是铝的电阻率小，可以减小焦耳热的产生
4．如图所示，电感线圈L的自感系数足够大，但其自身的电阻几乎为0，A和B是两个完全相同的小灯泡，则下列说法正确的是（ ）
A．开关S闭合瞬间，B灯先亮，A灯逐渐亮
B．开关S闭合瞬间，A灯先亮，B灯逐渐亮
C．开关S断开瞬间，A、B灯同时熄灭
D．开关S断开瞬间，B灯亮一下才熄灭，A灯立即熄灭
5．如图所示，金属杆ab长为L，垂直放置于光滑平行金属导轨上，导轨置于水平面内，导轨的左端接一电阻，阻值为R，金属棒ab的电阻为r，其余电阻不计，整个装置置于匀强磁场中，匀强磁场与导轨所在平面垂直，磁感应强度为B．现施加一水平向右的外力F，让金属棒ab以恒定的速率v水平向右运动，下列叙述错误的是（ ）
A．ab杆中的电流方向由b到a
B．a点电势高于b点电势
C．ab两点的电势差为
D．施加于金属棒ab的外力大小与安培力大小相等，即
6．如图甲所示，金属线框abcd放置于磁场中，磁场的磁感应强度变化如图乙所示，关于0～t2时间内金属线框中的电流，以下说法正确的是（ ）
A．有顺时针方向先减小后增大的电流 B．有顺时针方向大小恒定的电流
C．有逆时针方向大小恒定的电流 D．有逆时针方向先增大后减小的电流
7．如图，两个线圈绕在同一根铁芯上，其中一线圈通过开关与电源连接，另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路。将一小磁针悬挂在直导线正上方，开关未闭合时小磁针处于静止状态。下列说法正确的是（ ）
A．开关闭合并保持一段时间后，小磁针的极指向垂直纸面向里的方向
B．开关闭合后的瞬间，小磁针的极朝垂直纸面向外的方向转动
C．开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小磁针的极朝垂直纸面向外的方向转动
D．开关闭合并保持一段时间后，小磁针的极指向垂直纸面向外的方向
8．如图所示，足够长的光滑导轨倾斜放置，导轨宽度为L，其下端与电阻R连接；导体棒ab电阻为r，导轨和导线电阻不计，匀强磁场竖直向上．若棒ab以一定初速度v下滑，则关于棒ab的下列说法正确的是( )
A．所受安培力方向水平向左
B．可能以速度v匀速下滑
C．刚下滑瞬间产生的电动势为BLv
D．减少的重力势能等于电阻R产生的内能
二、多选题
9．如图所示，长为L的金属杆在水平外力作用下，在匀强磁场中沿水平光滑导轨匀速运动，如果速度v不变，而将磁感应强度由B增为2B．除电阻R外，其它电阻不计．那么( )
A．水平外力将增为2倍
B．水平外力将增为4倍
C．感应电动势将增为4倍
D．感应电流的热功率将增为4倍
10．在一周期性变化的匀强磁场中有一圆形闭合线圈，线圈平面与磁场垂直，如图甲所示，规定图中磁场方向为正．已知线圈的半径为r、匝数为N，总电阻为R，磁感应强度的最大值为B0，变化周期为T，磁感应强度按图乙所示变化．则下列说法正确的是( )
A．该线圈0～电流的大小为
B．该线圈0～电流的大小为
C．该线圈在一个周期T内线圈产生的焦耳热为
D．该线圈在一个周期T内线圈产生的焦耳热为
11．以下哪些现象利用了电磁阻尼规律（ ）
A．线圈能使录滚动的条形磁铁快速停下来
B．无缺口的铝管比有缺口的铝管能更快使强磁铁匀速运动
C．U形磁铁可以使高速转动的铝盘迅遮停下来
D．转动把手时下面的闭合铜线框会随U形磁铁同向转动
12．如图，倾角为光滑斜面上，水平界线PQ以下存在垂直斜面向下的磁场且区域足够宽，PQ位置，磁感应强度随沿斜面向下位移（以为单位）的分布规律为。一边长为（小于PQ长度），质量为，电阻的金属框从上方某位置静止释放，进入磁场的过程中由于受到平行斜面方向的力作用金属框保持恒定电流，且金属框在运动过程中下边始终与PQ平行，，下列说法正确的是（ ）
A．力沿斜面向上
B．金属框进入磁场的过程中产生的电热为
C．金属框进入磁场的过程中平行斜面方向的力做功
D．若金属框刚完全进入磁场后立即撤去力，金属框将开始做匀加速直线运动
三、实验题
13．（1）绕在同一铁芯上的线圈Ⅰ、Ⅱ按图所示方法连接，判断在以下各情况中，线圈Ⅱ中是否有感应电流产生。
①闭合电键K的瞬时_________；
②保持电键K闭合的时候_________；
③断开电键K的瞬时_________；
④电键K闭合将变阻器R0的滑动端向左滑动时：_________。（以上各空均填“有”或“无”）
（2）为判断线圈绕向，可将灵敏电流计G与线圈L连接，如图所示，已知线圈由a端开始绕至b端，当电流从电流计G左端流入时，指针向左偏转。
①将磁铁N极向下插入线圈，发现指针向左偏转，俯视线圈，其绕向为___________________（填：“顺时针”或“逆时针”）。
②当条形磁铁从图示中的虚线位置向右远离L时，指针向右偏转，俯视线圈，其绕向为___________（填：“顺时针”或“逆时针”）。
14．如图图甲所示，一个电阻为R的金属圆环放在磁场中，磁场与圆环所在的平面垂直，穿过圆环的磁通量随时间变化的图象如图乙所示，图中的最大磁通量Φ0和变化的周期T都是已知量．求：
(1)在一个周期T内通过金属环某一横截面的电荷量．
(2)在一个周期T内金属环中产生的热量．
(3)圆环中所产生的交流电的电流有效值．
四、解答题
15．如图甲所示，MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ = 30°角固定，M、P之间接电阻箱R，导轨所在空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度为B = 1T．质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上，其接入电路的电阻值为r，现从静止释放杆ab，测得最大速度为vm．改变电阻箱的阻值R，得到vm与R的关系如图乙所示．已知轨距为L = 2m，重力加速度g取10m/s2，轨道足够长且电阻不计．求：
(1)杆ab下滑过程中流过R的感应电流的方向及R=0时最大感应电动势E的大小；
(2)金属杆的质量m和阻值r；
(3)当R =4Ω时，求回路瞬时电功率每增加2W的过程中合外力对杆做的功W．
16．如图所示，固定的水平光滑金属导轨，间距为L=0.5 m，左端接有阻值为R=0.8 Ω的电阻，处在方向竖直向下，磁感应强度为B=1 T的匀强磁场中，质量为m=0.1kg的导体棒与固定弹簧相连，导体棒的电阻为r=0.2 Ω，导轨的电阻可忽略不计.初时刻，弹簧恰好处于自然长度，导体棒具有水平向右的初速度v0=4 m/s .导体棒第一次速度为零时，弹簧的弹性势能Ep=0.5 J.导体棒在运动过程中始终与导轨垂直并保持良好接触.求：
（1）初始时刻导体棒受到的安培力的大小和方向；
（2）导体棒从初始时刻到速度第一次为零的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q .
17．如图所示，两平行且无限长光滑金属导轨MN、PQ与水平面的夹角为θ＝37°，两导轨之间相距为L＝1m，两导轨M、P间接入电阻R＝1Ω，导轨电阻不计。在abdc区域内有一个方向垂直于两导轨平面向下的匀强磁场Ⅰ，磁感应强度为B1＝2T，磁场的宽度x1＝3m，在cd连线以下的区域有一个方向也垂直于两导轨平面向下的匀强磁场Ⅱ，磁感应强度为B2＝1T。一个质量为m＝1kg的金属棒垂直放在金属导轨上，与导轨接触良好，金属棒的电阻r＝1Ω。若将金属棒在离ab连线上端x0处自由释放，则金属棒进入磁场Ⅰ恰好做匀速直线运动。金属棒进入磁场Ⅱ后，经过ef时刚好达到平衡状态，cd与ef之间的距离x2＝9m。重力加速度g取10m/s2，sin37 =0.6，求金属棒：
（1）在磁场Ⅰ区域内速度v1的大小；
（2）从开始运动到在磁场Ⅱ中达到平衡状态这一过程中整个电路产生的热量；
（3）从开始运动到在磁场Ⅱ中达到平衡状态所经过的时间。
18．一个500匝、面积为20cm2的线圈，放在磁场中，磁场的方向与线圈平面垂直，若磁感应强度在0.05s内由0.1T增加到0.7T，在此过程中，请求以下：
（1）穿过线圈的磁通量的变化量
（2）线圈中的感应电动势的大小．
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【解析】
【详解】
英国物理学家焦耳通过一系列实验发现了焦耳定律，欧姆发现了欧姆定律，安培发现了安培分子电流假说，法拉第发现了电磁感应现象，故B正确．
2．B
【解析】
【详解】
当带正电的绝缘圆环b顺时针加速旋转时，相当于顺时针方向电流，并且在增大，根据右手定则，其内（金属圆环b内）有垂直纸面向里的磁场，其外（金属圆环a处）有垂直纸面向内的磁场，并且磁场的磁感应强度在增大，根据楞次定律，a中产生的感应电流的磁场垂直纸面向外，磁场对电流的作用力向外，所以a中产生逆时针方向的感应电流，根据左手定则，磁场对电流的作用力向内，所以具有收缩趋势
故选B。
3．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．极靴与圆柱形软铁之间的磁场均匀地辐向分布，磁感应强度方向并不是处处相同，所以该磁场并不是匀强磁场，故A错误；
B．当线圈中电流方向改变时，磁场方向不变，所以线圈受到的安培力方向发生改变，故B错误；
C．在运输过程中，由于振动会使指针不停摆动，可能使指针损坏，将接线柱用导线连在一起，相当于把表的线圈电路组成闭合电路，在指针摆动过程中线圈切割磁感线产生感应电流，利用电磁阻尼原理，阻碍指针摆动，防止指针因撞击而变形，故C正确；
D．用金属铝做线圈框架，主要原因有：1、铝不导磁，用铝做框架可以减小对磁场的影响，保证仪表的准确性更高；2、铝材料较轻，电阻率较小，能更好地利用电磁阻尼现象，使指针迅速停下来，故D错误。
故选C。
4．D
【解析】
【分析】
【详解】
AB．当开关S闭合瞬间，两灯立即有电压，同时发光，由于线圈的电阻几乎为零，B灯被线圈短路，由亮变暗，直到不亮,故A、B错误；
CD．当开关S断开瞬间，A灯没有电压，立即熄灭．当电流减小，线圈产生自感电动势，相当于电源，给B灯提供短暂的电流，使B灯过一会儿熄灭．故C错误，D正确。
故选D。
【点睛】
本题考查对通电自感和断电自感的理解，可根据楞次定律理解记忆，注意线圈的电阻几乎为零，是解题的关键．
5．C
【解析】
【详解】
A.导体切割磁感线，由右手定则知感应电流方向由b到a，故A正确，不符合题意；
B.由右手定则可知a为正极，b为负极，故B正确，不符合题意；
C.感应电动势，ab两点电势差为路端电压为
故C错误，符合题意；
D.感应电流
匀速运动，所以外力等于安培力
故D正确，不符合题意；
故选C。
6．B
【解析】
【详解】
0～t1时间内磁场方向垂直纸面向里均匀减小，由楞次定律“减同”可判断感应电流为顺时针恒定电流；t1～t2时间内磁场方向垂直纸面向外均匀增大，由楞次定律“增反”可判断感应电流也为顺时针恒定电流。
故选B。
7．C
【解析】
【详解】
AD．开关闭合保持一段时间后，左边螺线管内的磁通量没有发生改变，直导线中没有感应电流，小磁针在右边螺线管的磁场作用下，保持原来的南北方向，故AD错误；
B．如下图所示
闭合开关瞬间右边线圈通电，根据右手螺旋定则知该电流产生磁场在线圈内的方向向右，闭合开关瞬间右边线圈的磁场从无到有，故通过左边线圈的磁通量增强，在左边线圈中有感应电流产生。由楞次定律“增反减同”可知，左边线圈的产生的感应磁场方向向左，根据右手螺旋定则可得左边线圈的电流方向如图所示，则铁芯上方导线的电流方向为从南到北。根据右手螺旋定则知通电直导线上方的磁场方向为垂直纸面向里，则磁针N极朝垂直纸面向里的方向转动，故B错误；
C．如下图所示
开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，左边线圈磁通量减小，由增反减同得其感应磁场方向向右，由右手螺旋定则可得左边线圈的电流方向如上图，铁芯上方直导线中电流由北到南，根据右手螺旋定则知通电直导线上方的磁场方向为垂直纸面向外，则小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动，故C正确。
故选C。
8．B
【解析】
【详解】
A．根据右手定则判断可知，棒ab中感应电流方向从b→a，由左手定则判断得知，棒ab所受的安培力方向水平向右，如图所示，
故A错误；
B．若安培力沿导轨向上的分力与重力沿导轨向下的分力大小相等，棒ab可能以速度v匀速下滑，故B正确；
C．刚下滑瞬间产生的感应电动势为E＝BLvcos θ，故C错误；
D．根据能量守恒定律得知，若棒ab匀速下滑，其减少的重力势能等于电阻R和棒ab产生的内能之和；若棒ab加速下滑，其减少的重力势能等于电阻R和棒ab产生的内能与棒ab增加的动能之和；若棒ab减速下滑，其减少的重力势能和动能之和等于电阻R和棒ab产生的内能之和，所以减少的重力势能不等于电阻R产生的内能，故D错误．
9．BD
【解析】
【详解】
感应电动势：E=BLv，把B变为2B，则感应电动势将增为2倍，故C错误；感应电流，安培力，把B变为2B，安培力变为原来的4倍，由平衡条件可知，外力：F=F安，外力将变为原来的4倍，故B正确，A错误；感应电流的热功率，把B变为2B，感应电流的热功率将增为4倍，故D正确；故选BD.
10．AC
【解析】
【详解】
AB．在0～内感应电动势：，磁通量的变化：
ΔΦ＝B0πr2
解得：
E＝
线圈中感应电流的大小：
I＝＝
在0～和T～T两个时间段内产生的热量相同，有
Q1＝Q3＝I2R·
故A正确，B错误；
CD．在～时间内产生的热量：
Q2＝I2R·
一个周期内产生的总热量：
Q＝Q1＋Q2＋Q3＝
故C正确，D错误。
故选AC。
11．ABC
【解析】
【详解】
A.振动的条形磁铁在线圈中产生感应电流，感应电流对磁铁的相对运动有阻碍作用能使振动的条形磁铁快速停下来，这是利用了电磁阻尼规律故A正确；
B.磁铁通过无缺口的铝管，在铝管中产生感应电流，感应电流对磁铁的相对运动有阻碍作用能更快使强磁铁匀速运动这是利用了电磁阻尼规律故B正确；
C.U形磁铁可以在高速转动的铝盘中产生感应涡电流，感应涡电流对铝盘与磁铁间的相对运动有阻碍作用能使铝盘迅速停下来，这是利用了电磁阻尼规律，故C正确；
D.转动把手时下面的闭合铜线框随U形磁铁同向转动，这是电磁驱动故D错误．
12．BC
【解析】
【详解】
A．由于电流恒为，线框进入磁场的过程中
可得
当线框刚进入磁场时，，可得
当线框将要全部进入磁场时， ，可得
由于
可知线框进入磁场的过程中做加速运动。线框刚进入磁场时，安培力大小
金属框的重力沿斜面向下的分力为
由于线框沿斜面向下做加速运动，此时F的方向沿斜面向下，A错误；
B．线框进入磁场的过程中，根据
代入数据整理得
经过时间，则有
由于
代入可得
因此可知
整理可得从刚进磁场到恰好将完全进入磁场的过程中 所用时间
因此回路产生的焦耳热
B正确；
C．根据能量守恒
代入数据整理得
C正确；
D完全进入磁场后撤去力，线圈前后两条边所处磁场的磁感强度差值
假设做匀加速运动，回路产生的感应电动势
回路电流
线圈所受安培力
整理得
由于安培力随时间变化，因此不可能做匀加速运动，D错误。
故选BC。
13． 有 无 有 有 顺时针 逆时针
【解析】
【分析】
【详解】
（1）①[1]闭合电键K的瞬时，穿过线圈Ⅱ的磁通量变化，有感应电流产生，根据楞次定律，则有：R中感应电流方向向右；
②[2]保持电键K闭合的时，穿过线圈Ⅱ的磁通量不变，没有感应电流产生；
③[3]断开电键K的瞬时，穿过线圈Ⅱ的磁通量发生变化，有感应电流产生，根据楞次定律，则有：R中感应电流方向向左；
④[4]电键K闭合将变阻器R0的滑动端向左滑动时，穿过线圈Ⅱ的磁通量发生变化，有感应电流产生，根据楞次定律，则有：R中感应电流方向向右。
（2）①[5]将磁铁N极向下插入线圈，原磁场磁通量向下增强，根据楞次定律，感应电流产生的磁通量应向上，根据右手定则，其绕向为顺时针。
②[6]当条形磁铁从图示中的虚线位置向右远离L时，原磁场磁通量向上减小，根据楞次定律，感应电流产生的磁通量应向上，根据右手定则，其绕向为逆时针。
14．(1) q=0 (2) (3)
【解析】
【详解】
（1）于一个周期T内穿过金属环的磁通量变化，所以通过金属环某一横截面的电荷量
（2）0～T/3时间内和2T/3～T时间内，感应电动势大小均为：
T/3～2T/3时间内感应电动势为0
一个周期内产生的热量为：
（3）由有效值的定义可知，有效值为
15．(1)电流方向从M流到P，E=4V (2)m=0.8kg，r=2Ω (3)W=1.2J
【解析】
【详解】
本题考查电磁感应中的单棒问题，涉及动生电动势、闭合电路欧姆定律、动能定理等知识．
(1)由右手定则可得，流过R的电流方向从M流到P
据乙图可得，R=0时，最大速度为2m/s，则Em = BLv = 4V
(2)设最大速度为v，杆切割磁感线产生的感应电动势 E = BLv
由闭合电路的欧姆定律
杆达到最大速度时
得
结合函数图像解得：m = 0.8kg、r = 2Ω
(3)由题意：由感应电动势E = BLv和功率关系
得
则
再由动能定理
得
16．（1）1N，水平向左；（2）0．24J
【解析】
【详解】
（1）初始时刻棒中感应电动势为：E=BLv0，
棒中感应电流： ，
作用于棒上的安培力为：F=BIL
联立可得： ，
安培力方向：水平向左．
（2）由能量守恒定律可得：mv02=EP+Q
解得：Q=0.3J，
Q=QR+Qr，
解得：QR=0.24J；
点睛：本题考查了求安培力、电阻产生的焦耳热，分析清楚导体棒的运动过程，应用E=BLv、欧姆定律、安培力公式、能量守恒定律即可正确解题；要注意总的焦耳热分两部分，R与r产生的焦耳热之和是总焦耳热．
17．（1）3m/s；（2）4.5J；（3）3.75s
【解析】
【详解】
（1）金属棒进入磁场Ⅰ区域匀速运动，由平衡条件和电磁感应规律得
I＝
mgsin37°＝B1IL
解得
v1＝3m/s
（2）金属棒在未进入磁场前做初速度为零的匀加速直线运动，知
mgsin37°＝ma
得
a＝6m/s2
2ax0＝v12
得
x0＝0.75m
金属棒在通过磁场Ⅱ区域达到稳定状态时，重力沿斜轨道向下的分力与安培力相等
I′＝
mgsin37°＝B2I′L
解得
v2＝12m/s
金属棒从开始运动到在磁场Ⅱ区域中达到稳定状态过程中，根据动能定理，有
mg(x0＋x1＋x2)sin37°＋W安＝mv22－0
电路在此过程中产生的热量
Q＝－W安＝4.5J
（3）由运动学规律得
先匀加速
v1＝at1
t1＝0.5s
之后匀速
x1＝v1t2
t2＝1s
最后，金属棒在磁场Ⅱ中达到稳定状态前的过程中取任意微小过程，设这一微小过程的时间为Δti，速度为vi，速度的变化量为Δvi，金属棒从进入磁场Ⅱ到在磁场Ⅱ中达到稳定状态的过程中，有
mgsin37°∑Δti－＝m∑Δvi
mgsin37°t3－＝m(v2－v1)
解得
t3＝2.25s
所以
t＝t1＋t2＋t3＝0.5+1+2.25s=3.75s
18．(1) （2）12V
【解析】
【分析】
磁通量公式：△Φ=△BS，即可求解磁通量的变化；从而求出磁通量变化率，再由法拉第电磁感应定律，即可求解．
【详解】
(1) 磁通量的变化量是由磁场的变化引起的，应该用公式：△Φ=△BS来计算，
所以：△Φ=△BSsinθ=（0.7-0.1）×20×10-4Wb=1.2×10-3Wb；
(2) 根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小为
．
【点睛】
考查磁通量的变化，磁通量的变化率及感应电动势如何求，注意它们之间的关联，同时养成单位统一的好习惯．
答案第1页，共2页
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