人教版选择性必修第二册第二章电磁感应单元检测（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 人教版选择性必修第二册第二章电磁感应单元检测（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 515.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-19 06:10:24 | ||
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文档简介
2019人教版选择性必修第二册 第二章 单元检测
一、单选题
1．位于载流长直导线近旁的两根平行铁轨A和B，与长直导线平行且在同一水平面上，在铁轨A、B上套有两段可以自由滑动的导体CD和EF，如图所示，若用力使导体EF向右运动，则导体CD将（ ）
A．保持不动 B．向右运动
C．向左运动 D．先向右运动，后向左运动
2．如图所示，在0≤x≤2L的区域内存在着匀强磁场，磁场方向垂直于xy坐标系平面(纸面)向里．具有一定电阻的矩形线框abcd位于xy坐标系平面内，线框的ab边与y轴重合，bc边长为L。设线框从t=0时刻起在外力作用下由静止开始沿x轴正方向做匀加速运动，则线框中的感应电流i(取逆时针方向的电流为正)随时间t变化的函数图象可能是图中的 ( )
A． B．
C． D．
3．如图所示，一电阻为R的导线弯成半径为a的半圆形闭合回路，虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于回路所在的平面，回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直，从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论中正确的是( )
A．通过导线横截面的电荷量为
B．CD段直线始终不受安培力作用
C．感应电动势平均值为πBav
D．圆心到达磁场边界时感应电流方向发生改变
4．如图所示，足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成θ角（0<θ<90°）其中MN与PQ平行且间距为L，磁感应强度为B的匀强磁场垂直导轨平面，导轨NQ部分电阻为R，其余部分电阻不计。金属棒ab由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且良好接触，ab棒接入电路部分的电阻为R，当流过ab棒某一横截面的电荷量为q时，棒的速度大小为v，则金属棒ab在这一过程中（ ）
A．运动的平均速度为 B．运动的平均速度小于
C．下滑位移大小为 D．受到的最大安培力的大小为
5．如图，金属棒，金属导轨和螺线管组成闭合回路，金属棒在匀强磁场B中沿导轨向右运动，则（ ）
A．棒不受安培力作用
B．棒所受安培力的方向向右
C．棒向右运动速度越大，所受安培力越大
D．棒向右匀速运动时A点电势低于B点电势
6．如图1所示是一个电磁阻尼现象演示装置，钢锯条上端固定在支架上，下端固定有强磁铁，将磁铁推开一个角度释放，它会在竖直面内摆动较长时间；如图2所示，若在其正下方固定一铜块（不与磁铁接触），则摆动迅速停止。关于实验以下分析与结论正确的是
A．如果将磁铁的磁极调换，重复实验将不能观察到电磁阻尼现象
B．用闭合的铜制线圈替代铜块，重复试验将不能观察到电磁阻尼现象
C．在图2情况中，下摆和上摆过程中磁铁和锯条组成的系统机械能均减少
D．在摆动过程中铜块不受磁铁的作用力
7．如图所示，图甲和图乙是演示自感现象的两个电路图，L1和L2为电感线圈．实验时，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S2，灯A2逐渐变亮，而另一个相同的灯A3立即变亮，最终灯A2与灯A3的亮度相同．下列说法正确的是（ ）
A．图甲中，的电阻比的直流电阻小
B．图甲中，断开开关瞬间，流过的电流方向自右向左
C．图乙中，变阻器R连入电路的电阻比的直流电阻大
D．图乙中，闭合开关瞬间，中的电流与变阻器R中的电流相等
8．如图所示，边长为l的单匝正方形线圈放在光滑水平面上，其有一半处于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中。第一次保持磁场不变，使线圈在水平向右的拉力作用下，以恒定速度v向右运动；第二次保持线圈不动，使磁感应强度大小发生变化。若线圈的总电阻为R，则有（ ）
A．若要使两次产生的感应电流方向相同，则第二次时磁感应强度大小必须逐渐增大
B．若要使两次产生的感应电流大小相同，则第二次时磁感应强度大小随时间必须均匀变化，且变化率
C．第一次时，在线圈离开磁场的过程中，水平拉力做的功为
D．第一次时，在线圈离开磁场的过程中，通过线圈某一横截面的电荷量为
二、多选题
9．如图甲所示，水平放置的平行金属导轨连接一个平行板电容器C和电阻R，导体棒放在导轨上且接触良好，整个装置放于垂直导轨平面的磁场中，磁感应强度B的变化情况如图乙所示（图示磁感应强度方向为正），始终保持静止，则时间内（ ）
A．流过电阻R的电流方向始终没变
B．电容器C的a板一直带正电
C．时刻电容器C的带电量为零
D．所受安培力的方向始终没变
10．如图所示，平直光滑导轨a、b间距为，导轨间有一边长为的正六边形匀强磁场区域，磁感应强度为，导轨右侧接一定值电阻，左侧一导体棒长正好为d，与导轨接触良好且可在导轨上横向自由滑动，导体棒单位长度电阻为，导轨及导线电阻不计，现让导体棒以速度匀速向右运动，从导体棒进入磁场区域开始计时，在通过磁场区域的过程中，定值电阻上流过的电流大小为I，导体棒受到的安培力大小为F，R两端的电压大小为U，R上的热功率为P，则I、F、U和P分别随时间t变化的图象可能正确的是
A． B．
C． D．
11．如图所示，相距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为θ，上端接有定值电阻R，匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为B.将质量为m的导体棒由静止释放，当速度达到v时开始匀速运动，此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力，并保持拉力的功率恒为P，导体棒最终以2v的速度匀速运动．导体棒始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨和导体棒的电阻，重力加速度为g.下列选项正确的是( )
A．当导体棒速度达到时加速度大小为sin θ
B．当导体棒速度达到时加速度大小为sin θ
C．P＝2mgvsin θ
D．P＝3mgvsin θ
12．两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂直．边长为、总电阻为的正方形导线框abcd位于纸面内，cd边与磁场边界平行，如图（a）所示．已知导线框一直向右做匀速直线运动，cd边于时刻进入磁场．线框中感应电动势随时间变化的图线如图（b）所示(感应电流的方向为顺时针时，感应电动势取正)．下列说法正确的是（ ）
A．磁感应强度的大小为 T
B．导线框运动速度的大小为
C．磁感应强度的方向垂直于纸面向外
D．在至这段时间内，导线框所受的安培力大小为
三、实验题
13．我们可以通过实验探究电磁感应现象中感应电流方向的决定因素和遵循的物理规律。以下是实验探究过程的一部分。
(1)如图甲所示，通过将条形磁铁插入或拔出线圈来改变穿过螺线管的磁通量，根据电流表（指针静止时指在刻度盘中央）指针的偏转方向判断感应电流的方向。除了图中的实验器材外，还有干电池、开关、导线、滑动变阻器。
下列说法正确的有______；
A．实验前，要弄清线圈导线的绕向
B．实验前，要弄清电流表指针摆动的方向与流入电流表电流方向的关系
C．实验中，将条形磁铁插入或拔出线圈的速度越小，电流表指针摆动幅度越大
(2)如图乙所示，实验中发现闭合开关时，电流表指针向右偏转。电路稳定后，若向左移动滑片，此过程中电流表指针向______偏转，若将线圈A抽出，此过程中电流表指针向______偏转；（均选填“左”或“右”）
(3)某同学按图丙完成探究实验，在完成实验后未断开开关，也未把A、B两线圈和铁芯分开放置，在拆除电路时突然被电击了一下，则被电击是在拆除______（选填“A”或“B”）线圈所在电路时发生的，分析可知，要避免电击发生，在拆除电路前应______（选填“断开开关”或“把A、B线圈分开放置”）。
四、解答题
14．如图甲所示，电路的左侧是一个电容为C的电容器，电路的右侧是一个环形导体，环形导体所围的面积为S．在环形导体中有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小随时间变化的规律如图乙所示．
（1）电容器上下极板上电压为多少？
（2）电容器上下极板的电性及所带电荷量为多少？
15．如图所示，MN1和PQ1为水平面内两平行光滑金属导轨，MN2和PQ2为竖直平面内两平行粗糙金属导轨，导轨间距均为L＝0.2m，导轨电阻不计，两平行导轨均处于竖直向上的磁感应强度B＝1T的匀强磁场中．现有质量m＝0.1kg、电阻R＝0.1Ω的两根相同金属棒ab、cd金属棒ab垂直水平导轨放置，金属棒cd放在竖直导轨的两等高支架上，两金属棒均始终保持与导轨接触良好．若金属棒cd与竖直导轨间的动摩擦因数μ＝0.5．现施加一水平向右的外力F作用于ab棒的中点，使ab棒由静止开始向右作加速度a＝2m/s2的匀加速直线运动，ab棒开始运动的同时撤去支架使cd棒贴着导轨由静止开始下落．假设两导轨足够长，求：
（1）外力F随时间t变化的表达式；
（2）当cd棒下落速度最大时，ab棒的速度vab的大小；
（3）当cd棒下落速度最大时，cd棒的速度vcd的大小；
（4）当cd棒下落速度最大时，撤去ab棒的拉力F，求此后ab棒上电阻的发热量Qab．
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【解析】
【详解】
当导轨EF向右运动时，穿过线圈CDEF的磁通量增大，根据楞次定律可得线圈的面积要缩小，所以CD要向右运动。
故选B。
2．D
【解析】
【详解】
线框进入磁场的过程：磁通量增加，根据楞次定律分析可知，感应电流的方向为逆时针方向，电流为正值；
感应电流大小：
，
则I与t成正比；
设此过程所用时间为，则有：
，
得：
（a是线框的加速度）
线框完全进入磁场的过程中，穿过线框的磁通量不变，没有感应电流产生。根据运动学规律知，此过程所用时间为：
；
线框穿出磁场的过程：磁通量减小，根据楞次定律分析可知，感应电流的方向为顺时针方向，电流为负值；
感应电流大小：
此过程所用时间为：
；
根据数学知识分析得知，选项D正确，ABC错误。
故选D。
3．A
【解析】
【详解】
通过导线横截面的电荷量为，A正确；CD段的电流方向由D到C，根据左手定则知，CD段受到竖直向下的安培力，B错误；运动的时间，根据法拉第电磁感应定律得，C错误；从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，磁通量逐渐增大，根据楞次定律知，感应电流的方向一直为逆时针方向，D错误．
【点睛】对于电磁感应问题，往往根据法拉第电磁感应求感应电动势的平均值，公式，既可以感应电动势的平均值，也可以求电动势的瞬时值，求解通过的电荷量时可根据计算．
4．C
【解析】
【详解】
AB.金属棒ab从开始下滑到速度大小为v的过程中，速度逐渐增大，所受安培力逐渐增大，则ab做加速度逐渐减小的变加速运动，所以运动的平均速度大于，故AB错误；
C．金属棒ab从开始下滑到速度大小为v的过程中，设下滑位移大小为x，经历时间为t，则根据法拉第电磁感应定律可得这段时间内回路中产生的平均感应电动势为，根据闭合电路欧姆定律可得平均感应电流为，根据电流的定义有 ，联立以上三式可得。故C正确；
D．当金属棒ab的速度为v时所受到的安培力最大，根据闭合电路欧姆定律和法拉第电磁感应定律可知此时回路中的电流为，所以受到的最大安培力大小为，故D错误。
故选C。
5．C
【解析】
【详解】
AB．由左手定则安培力向左，所以AB错误；
C．棒向右运动速度越大，电动势越大，电流越大，安培力越大，所以C正确；
D．向右匀速运动时由右手定则知A点电势高于B点，所以D错误；
故选C。
6．C
【解析】
【详解】
A．此现象的原理是当磁铁在铜块上面摆动时，在铜块中产生涡流，与磁场相互作用阻碍磁铁的运动；则如果将磁铁的磁极调换，重复实验仍能观察到电磁阻尼现象，选项A错误；
B．用闭合的铜制线圈替代铜块，仍能在线圈中产生感应电流，从而与磁铁产生阻碍作用，则重复试验仍能观察到电磁阻尼现象，选项B错误；
C．在图2情况中，下摆和上摆过程中均会产生涡流从而消耗机械能，则磁铁和锯条组成的系统机械能均减少，选项C正确；
D．由上述分析可知，在摆动过程中铜块对磁铁有阻碍作用，同时铜块也要受磁铁的作用力，选项D错误；
故选C.
7．B
【解析】
【详解】
A、图甲中，断开S1的瞬间，A1灯突然闪亮，是因为电路稳定时，L1的电流大于A1的电流，可知L1的电阻小于A1的电阻，故A错误；
B、图甲中，闭合S1，电路稳定后两个支路电流的方向都向右，断开开关S1瞬间，灯A1的原来的电流消失，线圈中的电流方向不变，所以流过A1的电流方向自右向左，故B正确；
C、图乙中，因为要观察两只灯泡发光的亮度变化，两个支路的总电阻相同，因两个灯泡电阻相同，所以变阻器R与L2的电阻值相同，故C错误；
D、图乙中，闭合S2瞬间，L2对电流由阻碍作用，所以L2中电流与变阻器R中电流不相等，故D错误．
8．B
【解析】
【详解】
A．根据右手定则可知，第一次时线框中的感应电流方向顺时针方向；若要使两次产生的感应电流方向相同，根据楞次定律，则第二次时磁感应强度大小必须逐渐减小，故A错误；
B．根据切割感应电动势公式及闭合电路欧姆定律可得第一次时感应电流大小：
若要使两次产生的感应强度电流大小相同，根据法拉第电磁感应定律及闭合电路欧姆定律则有：
则第二次时磁感应强度大小随时间必须均匀变化，且变化率为：
故B正确；
C．第一次时，在线圈离开磁场的过程中，水平拉力做的功为：
故C错误；
D．第一次时，在线圈离开磁场的过程中，通过线圈某一横截面的电荷量为：
故D错误；
故选B。
9．AB
【解析】
【详解】
A．由图乙可知，磁感应强度先减小后方向相反增大，即穿过回路的磁通量先减小后方向相反且增大，根据楞次定律，回路中感应电流产生的磁场阻碍远磁场的变化，所以回路中感应电流产生的磁场方向不会发生变化，则回路中的感应电流方向不发生变化，所以A正确；
B．根据楞次定律可判断，通过R的电流一直向下，电容器a板电势较高，一直带正电，所以B正确；
C．时刻磁场应强度为零，但是磁通量的变化量不为零，所以感应电动势不为零，即感应电流不为零，则电容器C的带电量不为零，所以C错误；
D．通过MN的电流方向不发生变化，但是磁场方向发生了变化，所以MN所受的安培力方向发生了变化，所以D错误。
故选AB。
10．ACD
【解析】
【详解】
由运动的对称性可知各项物理量和时间的图像应是对称的，因此只需要判断图像的左半部分即可；
由于磁场区域为正六边形，则对边之间的距离：
最大电动势：，最大电流
由几何关系可知，棒刚进入磁场到在磁场中的长度为a时，进入磁场的距离：，则需要的时间
在进入磁场的前内磁场中的棒的长度与棒进入的距离成正比，则在此段时间内导体棒的有效长度，则 ，R两端的电压为
；电流为；功率，导体棒上的安培力
由，结合最大电流知图中得各电流值与时间都是正确的，故A正确；
在进入磁场的前内安培力与时间时一个二次函数，故B错误；
R两端得电压：，结合和A选项可知，C选项的各数据也是正确的．故C正确；
R上的热功率：，是时间的二次函数，
最大功率：故D也是正确的
故选ACD．
11．AC
【解析】
【分析】
导体棒最终匀速运动受力平衡可求拉力F，由P=Fv可求功率，由牛顿第二定律求加速度．
【详解】
当导体棒的速度达到v时，对导体棒进行受力分析如图甲所示．
，，所以①，当导体棒的速度达到2v时，对导体棒进行受力分析如图乙所示：②，由①②可得，功率，C正确D错误；当导体棒速度达到时，对导体棒受力分析如图丙所示：③，由①③可得，A正确B错误．
【点睛】
解决本题的关键能够通过导体棒的受力，判断其运动规律，知道合力为零时，做匀速直线运动，综合牛顿第二定律、闭合电路欧姆定律求解．
12．BC
【解析】
【详解】
由E–t图象可知，线框经过0.2 s全部进入磁场，则速度，选项B正确；E=0.01 V，根据E=BLv可知，B=0.2 T，选项A错误；线框进磁场过程中，感应为电流顺时针，根据右手定则可知，原磁场的磁感应强度的方向垂直于纸面向外，选项C正确；在t=0.4 s至t=0.6 s这段时间内，导线框中的感应电流，所受的安培力大小为F=BIL=0.04 N，选项D错误．
13． AB 右 左 A 断开开关
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]A．实验时需要确定电流方向，所以实验前，要弄清线圈导线的绕向，故A正确；
B．实验时需要通过电流表指针的偏转方向确定电流流向，所以实验前，要弄清电流表指针摆动的方向与流入电流表电流方向的关系，故B正确；
C．实验中，将条形磁铁插入或拔出线圈的速度越小，磁通量的变化率越小，产生的感应电流越小，则电流表指针摆动幅度越小，故C错误。
故选AB；
(2)[2][3]由题意可知，电流增大时，穿过线圈的磁通量增大，电流表指针向右偏转，电路稳定后，若向左移动滑片，滑动变阻器接入电路中的电阻减小，回路中的电流增大，穿过线圈的磁通量增大，则电流表指针向右偏转，若将线圈A抽出，穿过线圈的磁通量减小，则电流表指针向左偏转；
(3)[4][5]在完成实验后未断开开关，也未把A、B两线圈和铁芯分开放置，在拆除电路A线圈时，线圈A中的电流突然减少，从而出现断电自感现象，线圈中会产生自感电动势，进而突然会被电击了一下，为了避免此现象，则在拆除电路前应断开开关。
14．（1）；（2）电容器的上极板带正电，下极板带负电；（3）电容器所带的带电量
【解析】
【详解】
（1）根据法拉第电磁感应定律，感应电动势E
电容器两端的电压等于电源的电动势，所以有：
（2）由楞次定律可知，在环形导体中产生的感应电动势的方向为逆时针方向，所以电容器的上极板带正电，下极板带负电；
电容器所带的带电量
15．（1）F＝0.2+0.4t （N）；（2）10m/s；（3）25m/s；（4）2.5J．
【解析】
【详解】
（1）ab棒做初速度为零的匀加速直线运动，速度：v＝at，
感应电动势：E＝BLv＝BLat，
感应电流： ，
ab棒所受安培力：F安培＝BIL，
对ab棒，由牛顿第二定律得：F﹣BIL＝ma，
代入数据解得：F＝0.2+0.4t （N）；
（2）cd棒做匀速直线运动时速度最大，
对cd棒，由平衡条件得：mg＝μBIL，
此时感应电流： ，
代入数据解得：vab＝10m/s；
（3）ab与cd同时运动，它们的运动时间相等， ，
ab棒的位移： ，
通过回路的电荷量： ，
对cd棒，由动量定理得：mgt﹣μBLt＝mvcd﹣0，
其中：q＝t，
代入数据解得：vcd＝25m/s；
（4）克服安培力做功转化为焦耳热，ab棒的动能转化为焦耳热：Q＝，
两棒电阻相等，则：Qab＝Q，
代入数据解得：Qab＝2.5J；
答案第1页，共2页
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一、单选题
1．位于载流长直导线近旁的两根平行铁轨A和B，与长直导线平行且在同一水平面上，在铁轨A、B上套有两段可以自由滑动的导体CD和EF，如图所示，若用力使导体EF向右运动，则导体CD将（ ）
A．保持不动 B．向右运动
C．向左运动 D．先向右运动，后向左运动
2．如图所示，在0≤x≤2L的区域内存在着匀强磁场，磁场方向垂直于xy坐标系平面(纸面)向里．具有一定电阻的矩形线框abcd位于xy坐标系平面内，线框的ab边与y轴重合，bc边长为L。设线框从t=0时刻起在外力作用下由静止开始沿x轴正方向做匀加速运动，则线框中的感应电流i(取逆时针方向的电流为正)随时间t变化的函数图象可能是图中的 ( )
A． B．
C． D．
3．如图所示，一电阻为R的导线弯成半径为a的半圆形闭合回路，虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于回路所在的平面，回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直，从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论中正确的是( )
A．通过导线横截面的电荷量为
B．CD段直线始终不受安培力作用
C．感应电动势平均值为πBav
D．圆心到达磁场边界时感应电流方向发生改变
4．如图所示，足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成θ角（0<θ<90°）其中MN与PQ平行且间距为L，磁感应强度为B的匀强磁场垂直导轨平面，导轨NQ部分电阻为R，其余部分电阻不计。金属棒ab由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且良好接触，ab棒接入电路部分的电阻为R，当流过ab棒某一横截面的电荷量为q时，棒的速度大小为v，则金属棒ab在这一过程中（ ）
A．运动的平均速度为 B．运动的平均速度小于
C．下滑位移大小为 D．受到的最大安培力的大小为
5．如图，金属棒，金属导轨和螺线管组成闭合回路，金属棒在匀强磁场B中沿导轨向右运动，则（ ）
A．棒不受安培力作用
B．棒所受安培力的方向向右
C．棒向右运动速度越大，所受安培力越大
D．棒向右匀速运动时A点电势低于B点电势
6．如图1所示是一个电磁阻尼现象演示装置，钢锯条上端固定在支架上，下端固定有强磁铁，将磁铁推开一个角度释放，它会在竖直面内摆动较长时间；如图2所示，若在其正下方固定一铜块（不与磁铁接触），则摆动迅速停止。关于实验以下分析与结论正确的是
A．如果将磁铁的磁极调换，重复实验将不能观察到电磁阻尼现象
B．用闭合的铜制线圈替代铜块，重复试验将不能观察到电磁阻尼现象
C．在图2情况中，下摆和上摆过程中磁铁和锯条组成的系统机械能均减少
D．在摆动过程中铜块不受磁铁的作用力
7．如图所示，图甲和图乙是演示自感现象的两个电路图，L1和L2为电感线圈．实验时，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S2，灯A2逐渐变亮，而另一个相同的灯A3立即变亮，最终灯A2与灯A3的亮度相同．下列说法正确的是（ ）
A．图甲中，的电阻比的直流电阻小
B．图甲中，断开开关瞬间，流过的电流方向自右向左
C．图乙中，变阻器R连入电路的电阻比的直流电阻大
D．图乙中，闭合开关瞬间，中的电流与变阻器R中的电流相等
8．如图所示，边长为l的单匝正方形线圈放在光滑水平面上，其有一半处于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中。第一次保持磁场不变，使线圈在水平向右的拉力作用下，以恒定速度v向右运动；第二次保持线圈不动，使磁感应强度大小发生变化。若线圈的总电阻为R，则有（ ）
A．若要使两次产生的感应电流方向相同，则第二次时磁感应强度大小必须逐渐增大
B．若要使两次产生的感应电流大小相同，则第二次时磁感应强度大小随时间必须均匀变化，且变化率
C．第一次时，在线圈离开磁场的过程中，水平拉力做的功为
D．第一次时，在线圈离开磁场的过程中，通过线圈某一横截面的电荷量为
二、多选题
9．如图甲所示，水平放置的平行金属导轨连接一个平行板电容器C和电阻R，导体棒放在导轨上且接触良好，整个装置放于垂直导轨平面的磁场中，磁感应强度B的变化情况如图乙所示（图示磁感应强度方向为正），始终保持静止，则时间内（ ）
A．流过电阻R的电流方向始终没变
B．电容器C的a板一直带正电
C．时刻电容器C的带电量为零
D．所受安培力的方向始终没变
10．如图所示，平直光滑导轨a、b间距为，导轨间有一边长为的正六边形匀强磁场区域，磁感应强度为，导轨右侧接一定值电阻，左侧一导体棒长正好为d，与导轨接触良好且可在导轨上横向自由滑动，导体棒单位长度电阻为，导轨及导线电阻不计，现让导体棒以速度匀速向右运动，从导体棒进入磁场区域开始计时，在通过磁场区域的过程中，定值电阻上流过的电流大小为I，导体棒受到的安培力大小为F，R两端的电压大小为U，R上的热功率为P，则I、F、U和P分别随时间t变化的图象可能正确的是
A． B．
C． D．
11．如图所示，相距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为θ，上端接有定值电阻R，匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为B.将质量为m的导体棒由静止释放，当速度达到v时开始匀速运动，此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力，并保持拉力的功率恒为P，导体棒最终以2v的速度匀速运动．导体棒始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨和导体棒的电阻，重力加速度为g.下列选项正确的是( )
A．当导体棒速度达到时加速度大小为sin θ
B．当导体棒速度达到时加速度大小为sin θ
C．P＝2mgvsin θ
D．P＝3mgvsin θ
12．两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂直．边长为、总电阻为的正方形导线框abcd位于纸面内，cd边与磁场边界平行，如图（a）所示．已知导线框一直向右做匀速直线运动，cd边于时刻进入磁场．线框中感应电动势随时间变化的图线如图（b）所示(感应电流的方向为顺时针时，感应电动势取正)．下列说法正确的是（ ）
A．磁感应强度的大小为 T
B．导线框运动速度的大小为
C．磁感应强度的方向垂直于纸面向外
D．在至这段时间内，导线框所受的安培力大小为
三、实验题
13．我们可以通过实验探究电磁感应现象中感应电流方向的决定因素和遵循的物理规律。以下是实验探究过程的一部分。
(1)如图甲所示，通过将条形磁铁插入或拔出线圈来改变穿过螺线管的磁通量，根据电流表（指针静止时指在刻度盘中央）指针的偏转方向判断感应电流的方向。除了图中的实验器材外，还有干电池、开关、导线、滑动变阻器。
下列说法正确的有______；
A．实验前，要弄清线圈导线的绕向
B．实验前，要弄清电流表指针摆动的方向与流入电流表电流方向的关系
C．实验中，将条形磁铁插入或拔出线圈的速度越小，电流表指针摆动幅度越大
(2)如图乙所示，实验中发现闭合开关时，电流表指针向右偏转。电路稳定后，若向左移动滑片，此过程中电流表指针向______偏转，若将线圈A抽出，此过程中电流表指针向______偏转；（均选填“左”或“右”）
(3)某同学按图丙完成探究实验，在完成实验后未断开开关，也未把A、B两线圈和铁芯分开放置，在拆除电路时突然被电击了一下，则被电击是在拆除______（选填“A”或“B”）线圈所在电路时发生的，分析可知，要避免电击发生，在拆除电路前应______（选填“断开开关”或“把A、B线圈分开放置”）。
四、解答题
14．如图甲所示，电路的左侧是一个电容为C的电容器，电路的右侧是一个环形导体，环形导体所围的面积为S．在环形导体中有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小随时间变化的规律如图乙所示．
（1）电容器上下极板上电压为多少？
（2）电容器上下极板的电性及所带电荷量为多少？
15．如图所示，MN1和PQ1为水平面内两平行光滑金属导轨，MN2和PQ2为竖直平面内两平行粗糙金属导轨，导轨间距均为L＝0.2m，导轨电阻不计，两平行导轨均处于竖直向上的磁感应强度B＝1T的匀强磁场中．现有质量m＝0.1kg、电阻R＝0.1Ω的两根相同金属棒ab、cd金属棒ab垂直水平导轨放置，金属棒cd放在竖直导轨的两等高支架上，两金属棒均始终保持与导轨接触良好．若金属棒cd与竖直导轨间的动摩擦因数μ＝0.5．现施加一水平向右的外力F作用于ab棒的中点，使ab棒由静止开始向右作加速度a＝2m/s2的匀加速直线运动，ab棒开始运动的同时撤去支架使cd棒贴着导轨由静止开始下落．假设两导轨足够长，求：
（1）外力F随时间t变化的表达式；
（2）当cd棒下落速度最大时，ab棒的速度vab的大小；
（3）当cd棒下落速度最大时，cd棒的速度vcd的大小；
（4）当cd棒下落速度最大时，撤去ab棒的拉力F，求此后ab棒上电阻的发热量Qab．
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】
当导轨EF向右运动时，穿过线圈CDEF的磁通量增大，根据楞次定律可得线圈的面积要缩小，所以CD要向右运动。
故选B。
2．D
【解析】
【详解】
线框进入磁场的过程：磁通量增加，根据楞次定律分析可知，感应电流的方向为逆时针方向，电流为正值；
感应电流大小：
，
则I与t成正比；
设此过程所用时间为，则有：
，
得：
（a是线框的加速度）
线框完全进入磁场的过程中，穿过线框的磁通量不变，没有感应电流产生。根据运动学规律知，此过程所用时间为：
；
线框穿出磁场的过程：磁通量减小，根据楞次定律分析可知，感应电流的方向为顺时针方向，电流为负值；
感应电流大小：
此过程所用时间为：
；
根据数学知识分析得知，选项D正确，ABC错误。
故选D。
3．A
【解析】
【详解】
通过导线横截面的电荷量为，A正确；CD段的电流方向由D到C，根据左手定则知，CD段受到竖直向下的安培力，B错误；运动的时间，根据法拉第电磁感应定律得，C错误；从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，磁通量逐渐增大，根据楞次定律知，感应电流的方向一直为逆时针方向，D错误．
【点睛】对于电磁感应问题，往往根据法拉第电磁感应求感应电动势的平均值，公式，既可以感应电动势的平均值，也可以求电动势的瞬时值，求解通过的电荷量时可根据计算．
4．C
【解析】
【详解】
AB.金属棒ab从开始下滑到速度大小为v的过程中，速度逐渐增大，所受安培力逐渐增大，则ab做加速度逐渐减小的变加速运动，所以运动的平均速度大于，故AB错误；
C．金属棒ab从开始下滑到速度大小为v的过程中，设下滑位移大小为x，经历时间为t，则根据法拉第电磁感应定律可得这段时间内回路中产生的平均感应电动势为，根据闭合电路欧姆定律可得平均感应电流为，根据电流的定义有 ，联立以上三式可得。故C正确；
D．当金属棒ab的速度为v时所受到的安培力最大，根据闭合电路欧姆定律和法拉第电磁感应定律可知此时回路中的电流为，所以受到的最大安培力大小为，故D错误。
故选C。
5．C
【解析】
【详解】
AB．由左手定则安培力向左，所以AB错误；
C．棒向右运动速度越大，电动势越大，电流越大，安培力越大，所以C正确；
D．向右匀速运动时由右手定则知A点电势高于B点，所以D错误；
故选C。
6．C
【解析】
【详解】
A．此现象的原理是当磁铁在铜块上面摆动时，在铜块中产生涡流，与磁场相互作用阻碍磁铁的运动；则如果将磁铁的磁极调换，重复实验仍能观察到电磁阻尼现象，选项A错误；
B．用闭合的铜制线圈替代铜块，仍能在线圈中产生感应电流，从而与磁铁产生阻碍作用，则重复试验仍能观察到电磁阻尼现象，选项B错误；
C．在图2情况中，下摆和上摆过程中均会产生涡流从而消耗机械能，则磁铁和锯条组成的系统机械能均减少，选项C正确；
D．由上述分析可知，在摆动过程中铜块对磁铁有阻碍作用，同时铜块也要受磁铁的作用力，选项D错误；
故选C.
7．B
【解析】
【详解】
A、图甲中，断开S1的瞬间，A1灯突然闪亮，是因为电路稳定时，L1的电流大于A1的电流，可知L1的电阻小于A1的电阻，故A错误；
B、图甲中，闭合S1，电路稳定后两个支路电流的方向都向右，断开开关S1瞬间，灯A1的原来的电流消失，线圈中的电流方向不变，所以流过A1的电流方向自右向左，故B正确；
C、图乙中，因为要观察两只灯泡发光的亮度变化，两个支路的总电阻相同，因两个灯泡电阻相同，所以变阻器R与L2的电阻值相同，故C错误；
D、图乙中，闭合S2瞬间，L2对电流由阻碍作用，所以L2中电流与变阻器R中电流不相等，故D错误．
8．B
【解析】
【详解】
A．根据右手定则可知，第一次时线框中的感应电流方向顺时针方向；若要使两次产生的感应电流方向相同，根据楞次定律，则第二次时磁感应强度大小必须逐渐减小，故A错误；
B．根据切割感应电动势公式及闭合电路欧姆定律可得第一次时感应电流大小：
若要使两次产生的感应强度电流大小相同，根据法拉第电磁感应定律及闭合电路欧姆定律则有：
则第二次时磁感应强度大小随时间必须均匀变化，且变化率为：
故B正确；
C．第一次时，在线圈离开磁场的过程中，水平拉力做的功为：
故C错误；
D．第一次时，在线圈离开磁场的过程中，通过线圈某一横截面的电荷量为：
故D错误；
故选B。
9．AB
【解析】
【详解】
A．由图乙可知，磁感应强度先减小后方向相反增大，即穿过回路的磁通量先减小后方向相反且增大，根据楞次定律，回路中感应电流产生的磁场阻碍远磁场的变化，所以回路中感应电流产生的磁场方向不会发生变化，则回路中的感应电流方向不发生变化，所以A正确；
B．根据楞次定律可判断，通过R的电流一直向下，电容器a板电势较高，一直带正电，所以B正确；
C．时刻磁场应强度为零，但是磁通量的变化量不为零，所以感应电动势不为零，即感应电流不为零，则电容器C的带电量不为零，所以C错误；
D．通过MN的电流方向不发生变化，但是磁场方向发生了变化，所以MN所受的安培力方向发生了变化，所以D错误。
故选AB。
10．ACD
【解析】
【详解】
由运动的对称性可知各项物理量和时间的图像应是对称的，因此只需要判断图像的左半部分即可；
由于磁场区域为正六边形，则对边之间的距离：
最大电动势：，最大电流
由几何关系可知，棒刚进入磁场到在磁场中的长度为a时，进入磁场的距离：，则需要的时间
在进入磁场的前内磁场中的棒的长度与棒进入的距离成正比，则在此段时间内导体棒的有效长度，则 ，R两端的电压为
；电流为；功率，导体棒上的安培力
由，结合最大电流知图中得各电流值与时间都是正确的，故A正确；
在进入磁场的前内安培力与时间时一个二次函数，故B错误；
R两端得电压：，结合和A选项可知，C选项的各数据也是正确的．故C正确；
R上的热功率：，是时间的二次函数，
最大功率：故D也是正确的
故选ACD．
11．AC
【解析】
【分析】
导体棒最终匀速运动受力平衡可求拉力F，由P=Fv可求功率，由牛顿第二定律求加速度．
【详解】
当导体棒的速度达到v时，对导体棒进行受力分析如图甲所示．
，，所以①，当导体棒的速度达到2v时，对导体棒进行受力分析如图乙所示：②，由①②可得，功率，C正确D错误；当导体棒速度达到时，对导体棒受力分析如图丙所示：③，由①③可得，A正确B错误．
【点睛】
解决本题的关键能够通过导体棒的受力，判断其运动规律，知道合力为零时，做匀速直线运动，综合牛顿第二定律、闭合电路欧姆定律求解．
12．BC
【解析】
【详解】
由E–t图象可知，线框经过0.2 s全部进入磁场，则速度，选项B正确；E=0.01 V，根据E=BLv可知，B=0.2 T，选项A错误；线框进磁场过程中，感应为电流顺时针，根据右手定则可知，原磁场的磁感应强度的方向垂直于纸面向外，选项C正确；在t=0.4 s至t=0.6 s这段时间内，导线框中的感应电流，所受的安培力大小为F=BIL=0.04 N，选项D错误．
13． AB 右 左 A 断开开关
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]A．实验时需要确定电流方向，所以实验前，要弄清线圈导线的绕向，故A正确；
B．实验时需要通过电流表指针的偏转方向确定电流流向，所以实验前，要弄清电流表指针摆动的方向与流入电流表电流方向的关系，故B正确；
C．实验中，将条形磁铁插入或拔出线圈的速度越小，磁通量的变化率越小，产生的感应电流越小，则电流表指针摆动幅度越小，故C错误。
故选AB；
(2)[2][3]由题意可知，电流增大时，穿过线圈的磁通量增大，电流表指针向右偏转，电路稳定后，若向左移动滑片，滑动变阻器接入电路中的电阻减小，回路中的电流增大，穿过线圈的磁通量增大，则电流表指针向右偏转，若将线圈A抽出，穿过线圈的磁通量减小，则电流表指针向左偏转；
(3)[4][5]在完成实验后未断开开关，也未把A、B两线圈和铁芯分开放置，在拆除电路A线圈时，线圈A中的电流突然减少，从而出现断电自感现象，线圈中会产生自感电动势，进而突然会被电击了一下，为了避免此现象，则在拆除电路前应断开开关。
14．（1）；（2）电容器的上极板带正电，下极板带负电；（3）电容器所带的带电量
【解析】
【详解】
（1）根据法拉第电磁感应定律，感应电动势E
电容器两端的电压等于电源的电动势，所以有：
（2）由楞次定律可知，在环形导体中产生的感应电动势的方向为逆时针方向，所以电容器的上极板带正电，下极板带负电；
电容器所带的带电量
15．（1）F＝0.2+0.4t （N）；（2）10m/s；（3）25m/s；（4）2.5J．
【解析】
【详解】
（1）ab棒做初速度为零的匀加速直线运动，速度：v＝at，
感应电动势：E＝BLv＝BLat，
感应电流： ，
ab棒所受安培力：F安培＝BIL，
对ab棒，由牛顿第二定律得：F﹣BIL＝ma，
代入数据解得：F＝0.2+0.4t （N）；
（2）cd棒做匀速直线运动时速度最大，
对cd棒，由平衡条件得：mg＝μBIL，
此时感应电流： ，
代入数据解得：vab＝10m/s；
（3）ab与cd同时运动，它们的运动时间相等， ，
ab棒的位移： ，
通过回路的电荷量： ，
对cd棒，由动量定理得：mgt﹣μBLt＝mvcd﹣0，
其中：q＝t，
代入数据解得：vcd＝25m/s；
（4）克服安培力做功转化为焦耳热，ab棒的动能转化为焦耳热：Q＝，
两棒电阻相等，则：Qab＝Q，
代入数据解得：Qab＝2.5J；
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