第二章电磁感应单元综合练（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第二章电磁感应单元综合练（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.4MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-29 05:07:09 | ||
图片预览
文档简介
人教版（2019）选择性必修二 第二章 电磁感应 单元综合练
一、单选题
1．下列不符合物理学史实的是（ ）
A．法拉第发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系
B．楞次总结了感应电流方向的判断
C．法拉第发现了电磁感应现象，实现了磁生电的设想
D．安培提出了著名的分子电流假说，揭示了磁现象的电本质
2．如图甲所示，OO'轴沿竖直方向，把一个闭合线圈放在蹄形磁铁的两磁极间，蹄形磁铁和闭合线圈都可以绕OO'轴转动，不计摩擦;如图乙所示，闭合金属环从曲面上h高处滚下，又沿曲面的另一侧上升，设环的初速度为零，不计摩擦，整个曲面处在垂直纸面的磁场中（图中未画出），下列说法正确的是（ ）
A．图甲中当逆时针（从上向下看）转动蹄形磁铁时，磁铁的磁极未知，故线圈转动方向未知
B．图甲中当蹄形磁铁不动时，给闭合线圈一初速度，使其沿OO'轴转动，由于不计摩擦，线圈将匀速转动
C．图乙中若磁场为非匀强磁场，因圆环面积不变，可知圆环磁通量不变，故圆环机械能守恒，滚上的高度仍为h
D．图乙中若磁场为非匀强磁场，圆环滚下过程中，圆环内有感应电流
3．如图甲所示，一个圆形线圈用绝缘杆固定在天花板上，线圈的匝数为n，半径为r，总电阻为R，线圈平面与匀强磁场垂直，且下面一半处在磁场中，t＝0时磁感应强度的方向如图甲所示，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．在0~2t0的时间间隔内线圈内感应电流先沿顺时针方向后沿逆时针方向
B．在0~2t0的时间间隔内线圈受到的安培力先向上后向下
C．在0~t0的时间间隔内线圈中感应电流的大小为
D．在t0时线圈受到的安培力的大小为
4．如图所示，间距为的足够长的水平光滑导轨处于竖直向下、磁感应强度大小为的匀强磁场中，导轨左端接有阻值为的电阻，一质量为、电阻也为的导体棒垂直导轨放置，导体棒与导轨接触良好，其余电阻不计。给导体棒一个水平向右的初速度，导体棒向右做减速运动，当导体棒到电阻的距离为时（记），通过导体棒的电流为，此后匀强磁场随时间按照某种规律变化，使得导体棒做匀速直线运动，则磁感应强度大小随时间变化的关系为（ ）
A． B．
C． D．
5．如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ间距为L，与水平面成θ角，上端接入阻值为R的电阻。导轨平面区域有垂直导轨平面向上磁感应强度为B的匀强磁场，质量为m的金属棒ab由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且接触良好。不计导轨及金属棒ab的电阻，则金属棒ab沿导轨下滑过程中（ ）
A．金属棒ab将一直做加速运动
B．通过电阻R的电流方向为从Q到N
C．金属棒ab的最大加速度为gsinθ
D．电阻R产生的焦耳热等于金属棒ab减少的重力势能
6．关于感应电动势的大小，下列说法中正确的是（ ）
A．线圈所在处磁感应强度越大，产生的感应电动势一定越大
B．线圈中磁通量越大，产生的感应电动势一定越大
C．线圈中磁通量变化越大，产生的感应电动势一定越大
D．线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势一定越大
7．如图，两个半径不同但共心的圆形导线环A、B位于同一平面内，A环的半径大于B环的半径，从0到的时间间隔内，当导线A环中的电流i发生某种变化，而导线B环中的感应电流总是沿逆时针方向，且导线B环总有扩张的趋势。设A环中电流i的正方向与图中箭头所示的方向相同，则i随时间t的变化的图线可能是（ ）
A． B． C． D．
8．如图所示，通电导线旁边同一平面有矩形线圈abcd，则（ ）
A．当线圈向导线靠近时，其中感应电流方向是a→b→c→d
B．若线圈竖直向下平动，有感应电流产生
C．若线圈向右平动，其中感应电流方向是a→b→c→d
D．当线圈以导线边为轴转动时，其中感应电流方向是a→b→c→d
9．物理学家通过艰苦的实验来探究自然的物理规律，为人类的科学做出了巨大贡献。下列描述中符合物理学史实的是（ ）
A．奥斯特在实验中观察磁生电的现象，揭示了电和磁之间存在联系
B．安培在实验中观察到电流的磁效应，进一步分析和实验后证实了磁生电的猜想
C．楞次通过实验探究得出：闭合回路中感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化
D．法拉第根据通电螺线管产生的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说
10．如图所示，a、b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成，匝数均为10匝，边长la＝3lb，图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大，不考虑线圈之间的相互影响，则（ ）
A．两线圈内产生顺时针方向的感应电流
B．a、b线圈中感应电动势之比为81:1
C．a、b线圈中感应电流之比为9:1
D．a、b线圈中电功率之比为27:1
11．以下物理量其名称与国际单位制中单位符号不一致的是（ ）
A．电流、 B．自感系数、 C．磁通量、 D．磁感应强度、
12．如图所示，匀强磁场的左边界为一竖直面，磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里，范围足够大。由导体制成的半径为R、粗细均匀的圆环，以水平速度v垂直磁场方向匀速进入匀强磁场。当圆环运动到图示位置时，a、b两点为匀强磁场的左边界与圆环的交点，O点为圆环的圆心，已知，则a、b两点的电势差为（ ）
A． B． C． D．
13．如图1所示，一矩形线圈位于一随时间t变化的磁场内，磁场方向垂直于线圈所在平面（纸面），若规定向里的方向为磁场正方向，则磁感应强度随t变化的规律如图2所示。以表示线圈中的感应电流，以图1中线圈上箭头所示方向为电流正方向，则图3中的图正确的是（ ）
A． B．
C． D．
14．如图所示，固定于水平绝缘面上的平行金属导轨不光滑，除R外其他电阻均不计，垂直于导轨平面有一匀强磁场。当质量为m的金属棒cd在水平恒力F作用下由静止向右滑动过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．水平恒力F对cd棒做的功等于电路中产生的电能
B．只有在cd棒做匀速运动时，F对cd棒做的功才等于电路中产生的电能
C．无论cd棒做何种运动，它克服磁场力做的功一定不等于电路中产生的电能
D．R两端电压始终等于cd棒中的感应电动势
15．在如图甲所示的电路中，两个电阻的阻值均为2R，电容器的电容为C，单匝圆形金属线圈的半径为r1，线圈的电阻为R，其内部半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图乙所示，图线与横、纵轴的交点坐标分别为（t0，0）和（0，B0），其余导线的电阻不计，在0~t0时间内，下列说法正确的是（ ）
A．电容器上极板带正电
B．通过线圈的电流为
C．电容器两端电压为
D．电容器所带的电荷量为
二、填空题
16．导线切割磁感线时的感应电动势
（1）导线垂直于磁场方向运动，B、l、v两两垂直时，如图所示，E=Blv。
（2）导线的运动方向与导线本身垂直，但与磁感线方向夹角为θ时，如图所示，E=___________。
（3）导体棒切割磁感线产生感应电流，导体棒所受安培力的方向与导体棒运动方向___________，导体棒克服___________做功，把其他形式的能转化为电能。
17．磁场的能量
（1）线圈中电流从无到有时，磁场从无到有，电源把能量输送给___________，储存在___________中。
（2）线圈中电流减小时，___________中的能量释放出来转化为电能。
（3）自感电动势有阻碍线圈中___________的性质。
18．下列现象属电磁阻尼的是________，属电磁驱动的是________。
A．磁电式仪表线圈的骨架用铝框来做
B．微安表的表头在运输时要把两接线框短接
C．自制金属地雷探测器
D．交流感应电动机
E．当图中B变大时，a、b在固定光滑导轨上滑动
19．如图所示，前后两次将磁铁插入闭合线圈的相同位置，第一次用时0.2s，第二次用时1s，则前后两次线圈中产生的感应电动势之比为_________。
三、解答题
20．如图甲所示是某同学设计的一种振动发电装置的示意图，一个半径r=0.10m、匝数n=20的线圈套在永久磁铁槽中，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布（其右视图如图乙所示）。在线圈所在位置磁感应强度B的大小均为B=0.20T，线圈的电阻为R=0.5Ω，它的引出线接有R=9.5Ω的小电珠L。外力推动线圈框架的P端，使线圈沿轴线做往复运动，便有电流通过电珠。当线圈向右的位移x随时间t变化的规律如图丙所示时（x取向右为正）。求：
（1）线圈运动时产生的感应电动势E的大小；
（2）每一次推动线圈运动过程中作用力F的大小：
（3）该发电机的输出功率P。
21．如图甲所示，用粗细均匀的导线制成的一个单匝正方形金属框，现被一根绝缘丝线悬挂在竖直平面内处于静止状态，已知金属框的质量为m=0.5kg，边长L=1m，金属框的总电阻为R=2Ω，金属框的下半部分处在方向垂直框面向里的有界磁场中（磁场均匀分布），上半部分在磁场外，磁场的磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示，重力加速度为g=10m/s2，求：
（1）0～5s内，金属框产生感应电流大小；
（2）t=2s时绳子所受拉力大小。
22．如图所示，两平行金属导轨的距离 ，金属导轨所在的平面与水平面夹角，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度 、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势、内阻的直流电源。现把一个质量 的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止，导体棒与金属导轨垂直、且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻．金属导轨的其它电阻不计，g取，已知，．求：
（1）导体棒受到的摩擦力的大小和方向；
（2）若磁感应强度的方向不变而大小可以变化，要使导体棒能静止，求磁感应强度B的取值范围。
（3）若将磁感应强度瞬间减小到B0而使导体棒沿导轨下滑，求导体棒下滑能达到的最大速度的大小（设导体棒与导轨间的动摩擦因数为μ且导轨足够长，最后结果全部用题中所给的字母表示）
23．我国新一代航母阻拦系统的研制引入了电磁阻拦技术，其基本原理如图所示，飞机着舰时关闭动力系统，通过绝缘阻拦索钩住轨道上的一根金属棒，飞机与金属棒瞬间获得共同速度 ，在磁场中共同减速滑行至停下，已知歼-15舰载机质 ，金属棒质量 、电阻，导轨间距 ，匀强磁场磁感应强度 ，导轨电阻不计，除安培力外飞机克服其它阻力做的功为 ，求：
（1）飞机着舰瞬间金属棒中感应电流I的大小和方向；
（2）金属棒中产生的焦耳热Q。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【解析】
【详解】
A．奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系，选项A错误；
B．楞次总结了感应电流方向的判断，称为楞次定律，选项B正确；
C．法拉第发现了电磁感应现象，实现了磁生电的设想，选项C正确；
D．安培提出了著名的分子电流假说，揭示了磁现象的电本质，选项D正确。
本题选不符合物理学史实的，故选A。
2．D
【解析】
【详解】
A．当逆时针（从上向下看）转动蹄形磁铁时，根据楞次定律可知，为阻碍磁通量变化，则线圈与磁铁转动方向相同，A错误；
B．当蹄形磁铁不动时，闭合线圈以某一初速度绕OO'轴转动，切割磁感线，产生感应电流，线圈受到的安培力阻碍线圈的转动，则线圈做减速转动，B错误；
CD．若题图乙中磁场是非匀强磁场，闭合金属环滚动过程中，磁通量变化，环中产生感应电流，金属环的一部分机械能转化为电能，金属环在曲面另一侧滚上的高度减小，C错误D正确。
故选D。
3．C
【解析】
【详解】
A．由楞次定律可知，在0~2t0的时间间隔内线圈内感应电流始终沿顺时针方向，故A错误；
B．感应电流始终沿顺时针方向，由左手定则可知，在0~2t0的时间间隔内线圈受到的安培力先向下后向上，故B错误；
C．由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势
由欧姆定律可知，在0~t0的时间间隔内线圈中感应电流的大小
故C正确；
D．由题图乙所示图像可知，在时磁感应强度大小线圈所受安培力大小
故D错误。
故选C。
4．B
【解析】
【详解】
当导体棒到电阻的距离为时,设导体棒的速度为，则有
即
此时线圈回路的磁通量为
此后导体棒运动过程中，线圈回路的磁通量
由于之后导体棒做匀速直线运动，即导体棒不受安培力作用，回路电流为零，故线圈磁通量不变，即
联立以上各式，可解得
故选B。
5．C
【解析】
【详解】
A. 金属棒ab先做加速运动，后做匀速运动，A错误；
B. 根据右手定则，通过电阻R的电流方向为从N到Q，B错误；
C. 金属棒速度等于零时，加速度最大，根据牛顿第二定律
解得
C正确；
D. 根据能量守恒定律，电阻R产生的焦耳热等于金属棒ab减少的机械能，D错误。
故选C。
6．D
【解析】
【详解】
根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势的大小取决于线圈的匝数n和磁通量的变化率，而与磁感应强度B、磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ没有直接的关系，ABC错误，D正确。
故选D。
【点睛】
电路中产生的感应电动势的大小与电路中磁通量变化的快慢有关，磁通量变化得越快，感应电动势越大。感应电动势的大小由和线圈的匝数共同决定，而与Φ、ΔΦ的大小没有必然联系。
7．B
【解析】
【详解】
根据楞次定律可以判断，因为导线B环总有扩张的趋势，则导线B环中的磁通量减小，当导线B环中的感应电流沿逆时针方向时，其磁通量应垂直于纸面向外减小，再根据安培定则可以判断，导线A环中的电流应沿逆时针方向减小，即沿负方向减小。
故选B。
8．A
【解析】
【详解】
根据安培定则可知，线圈处的磁场方向为垂直于直面向内
A.当线圈向导线靠近时，向里的磁通量增大，根据楞次定律可知，感应电流为逆时针，即a→b→c→d，故A正确；
B.若线圈竖直向下平动，，磁通量没有变化，无感应电流产生，故B错误；
C.若线圈向右平动，向里的磁通量减小，根据楞次定律可知，感应电流为顺时针，其中感应电流方向是d→c→b →a，故C错误；
D.当线圈以导线边为轴转动时，线圈中的磁通量不变，则无感应电流产生，故D错误。
故选A。
9．C
【解析】
【详解】
A．奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，揭示了电和磁之间存在联系，故A错误；
B．奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，法拉第进一步分析和实验后证实了磁生电的猜想，故B错误；
C．楞次通过实验探究得出，闭合回路中感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，故C正确；
D．安培根据通电螺线管产生的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说，故D错误。
故选C。
10．D
【解析】
【详解】
A．磁感应强度随时间均匀增大，则穿过线圈的磁通量增大，所以感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，应为垂直纸面向外，根据安培定则可以判断感应电流方向为逆时针，故A错误；
B．根据法拉第电磁感应定律可知，线圈中产生的感应电动势为
因为两个线圈在同一个磁场中，磁感应强度的变化率（）相同，匝数相同，所以两线圈中的感应电动势之比为它们的面积之比，即
故B错误；
C．根据电阻定律可知两线圈的电阻之比为
所以根据欧姆定律可知，线圈中的电流之比为
故C错误；
D．线圈中的电功率P＝EI，所以两线圈中的电功率之比为
故D正确。
故选D。
11．B
【解析】
【详解】
A．电流的国际单位是安培，符号为A，A正确，不符合题意；
B．自感系数的国际单位是亨利，符号为H，B错误，符合题意；
C．磁通量的国际单位是韦伯，符号为Wb，C正确，不符合题意；
D．磁感应强度的国际单位是特斯拉，符号为T，D正确，不符合题意。
故选B。
12．B
【解析】
【详解】
当圆环运动到题中图示位置时，根据几何关系可知圆环切割磁感线的有效长度为，产生的感应电动势
设圆环的总电阻为，电路中的电流
圆环处于题中图示位置时，外电路的电阻值
根据欧姆定律可知
根据右手定则可知，a点的电势高于b点的电势，则a，b两点的电势差
故选B。
13．A
【解析】
【详解】
设线圈匝数为，面积为，线圈中的感应电动势为，根据法拉第电磁感应定律可知
线框的电阻为，则
由图可知和的电流相同，根据楞次定律可知，线圈中的电流为逆时针，即电流为负值；和线圈中磁通量变化量为零，线圈中感应该电流为零；和的电流相同，根据楞次定律可知，线圈中的电流为顺时针，即电流为正值，A正确，BCD错误。
故选A。
14．D
【解析】
【详解】
AB．外力始终要克服摩擦力做功，所以水平恒力F对cd棒做的功要大于电路中产生的电能，故AB错误；
C．在任何情况下，克服磁场力所做的功都等于电路中产生的电能，故C错误；
D．因为电源cd无内阻，所以R两端电压始终等于cd棒中的感应电动势，故D正确。
故选D。
15．D
【解析】
【详解】
A．由题意可知，当向里的磁感应强度均匀减小时，根据楞次定律知感应电流的磁场向里，再由安培定则可知，圆环中的电流从下端流出，下端相当于电源正极，故电容器的下极板带正电，故A错误；
B．由图象分析可知，0至时间内磁感应强度的变化率为
由法拉第电磁感应定律有
而
闭合电路欧姆定律有
联立可得
故B错误；
C．电容器C与电阻2R并联，所以它们两端电压相等
故C错误；
D．电容器所带的电荷量为
故D正确。
故选D。
16． 夹角为，水平向左 安培力
【解析】
【详解】
(2)[1]导线的运动方向与导线本身垂直，与磁感线方向夹角为θ时，速度v在垂直于导体棒上的分速度为vsinθ，则电动势
(3)[2][3]根据右手定则判断感应电流方向垂直于纸面向里，由左手定则判断知导体棒受到安培力向左，安培力的方向与导体棒运动方向夹角为，是导体棒运动的阻力，导体棒克服安培力做功，把其他形式的能转化为电能。
17． 磁场 磁场 磁场 电流变化
【解析】
【详解】
（1）[1][2]线圈中电流从无到有时，磁场从无到有，电源把能量输送给磁场，储存在磁场中。
（2）[3]线圈中电流减小时，磁场中的能量释放出来转化为电能。
（3）[4]自感电动势有阻碍线圈中电流变化的性质。
18． AB DE
【解析】
【详解】
[1]电磁阻尼是指导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力的方向总是阻碍导体运动，磁电式仪表线圈的骨架用铝框来做，是利用电磁阻尼作用让指针快速停止摆动；微安表的表头在运输时要把两接线框短接，也是利用电磁阻尼作用让表头指针不发生剧烈摆动。
[2]电磁驱动是磁场相对导体运动，在导体中会产生感应电流，感应电流使导体受到安培力作用，安培力使导体运动而不是阻碍导体运动，交流感应电动机是利用电磁驱动使电动机线圈转动；E选项图中B变大时，a、b在安培力的作用下沿固定光滑导轨滑动。
19．5:1
【解析】
【分析】
【详解】
前后两次将磁铁插入闭合线圈的相同位置，磁通量的变化量相等，感应电动势之比
20．（1）2V；（2）0.5N；（3）0.38W
【解析】
【详解】
（1）由图，可得线圈的切割速度
线圈做切割磁感线运动产生的感应电动势
（2）由闭合电路欧姆定律可得，感应电流
由于线圈每次运动都是匀速直线运动，由平衡条件得
则
（3）发电机的输出功率即小电珠的电功率
21．（1）0.5A；（2）3N
【解析】
【详解】
（1）0～5s内，金属框产生的感应电动势为
其中
金属框产生感应电流大小为
（2）t=2s时金属框受到向上的安培力大小为
此时绳子所受拉力大小为
T=mg-F
解得
T=3N
22．（1），方向沿斜面向下；（2）；（3）
【解析】
【详解】
（1）导体棒中由从b端流向a端的电流为
由左手定则可得导体棒受到的安培力沿斜面向上，安培力为
导体棒受力平衡可得
方向沿斜面向下
（2）导体棒刚好不上滑，由题意 ，导体棒刚好不下滑，有
电流
联立得
故磁场的大小范围是
（3）导体棒最终匀速运动，由平衡关系得
联立得
23．（1），方向由b到a；（2）
【解析】
【详解】
（1）飞机着舰瞬间金属棒中感应电动势
感应电流
代入数据解得
根据右手定则判断感应电流方向由b到a
（2）飞机从着舰到停止，根据动能定理
代入数据解得
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．下列不符合物理学史实的是（ ）
A．法拉第发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系
B．楞次总结了感应电流方向的判断
C．法拉第发现了电磁感应现象，实现了磁生电的设想
D．安培提出了著名的分子电流假说，揭示了磁现象的电本质
2．如图甲所示，OO'轴沿竖直方向，把一个闭合线圈放在蹄形磁铁的两磁极间，蹄形磁铁和闭合线圈都可以绕OO'轴转动，不计摩擦;如图乙所示，闭合金属环从曲面上h高处滚下，又沿曲面的另一侧上升，设环的初速度为零，不计摩擦，整个曲面处在垂直纸面的磁场中（图中未画出），下列说法正确的是（ ）
A．图甲中当逆时针（从上向下看）转动蹄形磁铁时，磁铁的磁极未知，故线圈转动方向未知
B．图甲中当蹄形磁铁不动时，给闭合线圈一初速度，使其沿OO'轴转动，由于不计摩擦，线圈将匀速转动
C．图乙中若磁场为非匀强磁场，因圆环面积不变，可知圆环磁通量不变，故圆环机械能守恒，滚上的高度仍为h
D．图乙中若磁场为非匀强磁场，圆环滚下过程中，圆环内有感应电流
3．如图甲所示，一个圆形线圈用绝缘杆固定在天花板上，线圈的匝数为n，半径为r，总电阻为R，线圈平面与匀强磁场垂直，且下面一半处在磁场中，t＝0时磁感应强度的方向如图甲所示，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．在0~2t0的时间间隔内线圈内感应电流先沿顺时针方向后沿逆时针方向
B．在0~2t0的时间间隔内线圈受到的安培力先向上后向下
C．在0~t0的时间间隔内线圈中感应电流的大小为
D．在t0时线圈受到的安培力的大小为
4．如图所示，间距为的足够长的水平光滑导轨处于竖直向下、磁感应强度大小为的匀强磁场中，导轨左端接有阻值为的电阻，一质量为、电阻也为的导体棒垂直导轨放置，导体棒与导轨接触良好，其余电阻不计。给导体棒一个水平向右的初速度，导体棒向右做减速运动，当导体棒到电阻的距离为时（记），通过导体棒的电流为，此后匀强磁场随时间按照某种规律变化，使得导体棒做匀速直线运动，则磁感应强度大小随时间变化的关系为（ ）
A． B．
C． D．
5．如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ间距为L，与水平面成θ角，上端接入阻值为R的电阻。导轨平面区域有垂直导轨平面向上磁感应强度为B的匀强磁场，质量为m的金属棒ab由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且接触良好。不计导轨及金属棒ab的电阻，则金属棒ab沿导轨下滑过程中（ ）
A．金属棒ab将一直做加速运动
B．通过电阻R的电流方向为从Q到N
C．金属棒ab的最大加速度为gsinθ
D．电阻R产生的焦耳热等于金属棒ab减少的重力势能
6．关于感应电动势的大小，下列说法中正确的是（ ）
A．线圈所在处磁感应强度越大，产生的感应电动势一定越大
B．线圈中磁通量越大，产生的感应电动势一定越大
C．线圈中磁通量变化越大，产生的感应电动势一定越大
D．线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势一定越大
7．如图，两个半径不同但共心的圆形导线环A、B位于同一平面内，A环的半径大于B环的半径，从0到的时间间隔内，当导线A环中的电流i发生某种变化，而导线B环中的感应电流总是沿逆时针方向，且导线B环总有扩张的趋势。设A环中电流i的正方向与图中箭头所示的方向相同，则i随时间t的变化的图线可能是（ ）
A． B． C． D．
8．如图所示，通电导线旁边同一平面有矩形线圈abcd，则（ ）
A．当线圈向导线靠近时，其中感应电流方向是a→b→c→d
B．若线圈竖直向下平动，有感应电流产生
C．若线圈向右平动，其中感应电流方向是a→b→c→d
D．当线圈以导线边为轴转动时，其中感应电流方向是a→b→c→d
9．物理学家通过艰苦的实验来探究自然的物理规律，为人类的科学做出了巨大贡献。下列描述中符合物理学史实的是（ ）
A．奥斯特在实验中观察磁生电的现象，揭示了电和磁之间存在联系
B．安培在实验中观察到电流的磁效应，进一步分析和实验后证实了磁生电的猜想
C．楞次通过实验探究得出：闭合回路中感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化
D．法拉第根据通电螺线管产生的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说
10．如图所示，a、b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成，匝数均为10匝，边长la＝3lb，图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大，不考虑线圈之间的相互影响，则（ ）
A．两线圈内产生顺时针方向的感应电流
B．a、b线圈中感应电动势之比为81:1
C．a、b线圈中感应电流之比为9:1
D．a、b线圈中电功率之比为27:1
11．以下物理量其名称与国际单位制中单位符号不一致的是（ ）
A．电流、 B．自感系数、 C．磁通量、 D．磁感应强度、
12．如图所示，匀强磁场的左边界为一竖直面，磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里，范围足够大。由导体制成的半径为R、粗细均匀的圆环，以水平速度v垂直磁场方向匀速进入匀强磁场。当圆环运动到图示位置时，a、b两点为匀强磁场的左边界与圆环的交点，O点为圆环的圆心，已知，则a、b两点的电势差为（ ）
A． B． C． D．
13．如图1所示，一矩形线圈位于一随时间t变化的磁场内，磁场方向垂直于线圈所在平面（纸面），若规定向里的方向为磁场正方向，则磁感应强度随t变化的规律如图2所示。以表示线圈中的感应电流，以图1中线圈上箭头所示方向为电流正方向，则图3中的图正确的是（ ）
A． B．
C． D．
14．如图所示，固定于水平绝缘面上的平行金属导轨不光滑，除R外其他电阻均不计，垂直于导轨平面有一匀强磁场。当质量为m的金属棒cd在水平恒力F作用下由静止向右滑动过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．水平恒力F对cd棒做的功等于电路中产生的电能
B．只有在cd棒做匀速运动时，F对cd棒做的功才等于电路中产生的电能
C．无论cd棒做何种运动，它克服磁场力做的功一定不等于电路中产生的电能
D．R两端电压始终等于cd棒中的感应电动势
15．在如图甲所示的电路中，两个电阻的阻值均为2R，电容器的电容为C，单匝圆形金属线圈的半径为r1，线圈的电阻为R，其内部半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图乙所示，图线与横、纵轴的交点坐标分别为（t0，0）和（0，B0），其余导线的电阻不计，在0~t0时间内，下列说法正确的是（ ）
A．电容器上极板带正电
B．通过线圈的电流为
C．电容器两端电压为
D．电容器所带的电荷量为
二、填空题
16．导线切割磁感线时的感应电动势
（1）导线垂直于磁场方向运动，B、l、v两两垂直时，如图所示，E=Blv。
（2）导线的运动方向与导线本身垂直，但与磁感线方向夹角为θ时，如图所示，E=___________。
（3）导体棒切割磁感线产生感应电流，导体棒所受安培力的方向与导体棒运动方向___________，导体棒克服___________做功，把其他形式的能转化为电能。
17．磁场的能量
（1）线圈中电流从无到有时，磁场从无到有，电源把能量输送给___________，储存在___________中。
（2）线圈中电流减小时，___________中的能量释放出来转化为电能。
（3）自感电动势有阻碍线圈中___________的性质。
18．下列现象属电磁阻尼的是________，属电磁驱动的是________。
A．磁电式仪表线圈的骨架用铝框来做
B．微安表的表头在运输时要把两接线框短接
C．自制金属地雷探测器
D．交流感应电动机
E．当图中B变大时，a、b在固定光滑导轨上滑动
19．如图所示，前后两次将磁铁插入闭合线圈的相同位置，第一次用时0.2s，第二次用时1s，则前后两次线圈中产生的感应电动势之比为_________。
三、解答题
20．如图甲所示是某同学设计的一种振动发电装置的示意图，一个半径r=0.10m、匝数n=20的线圈套在永久磁铁槽中，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布（其右视图如图乙所示）。在线圈所在位置磁感应强度B的大小均为B=0.20T，线圈的电阻为R=0.5Ω，它的引出线接有R=9.5Ω的小电珠L。外力推动线圈框架的P端，使线圈沿轴线做往复运动，便有电流通过电珠。当线圈向右的位移x随时间t变化的规律如图丙所示时（x取向右为正）。求：
（1）线圈运动时产生的感应电动势E的大小；
（2）每一次推动线圈运动过程中作用力F的大小：
（3）该发电机的输出功率P。
21．如图甲所示，用粗细均匀的导线制成的一个单匝正方形金属框，现被一根绝缘丝线悬挂在竖直平面内处于静止状态，已知金属框的质量为m=0.5kg，边长L=1m，金属框的总电阻为R=2Ω，金属框的下半部分处在方向垂直框面向里的有界磁场中（磁场均匀分布），上半部分在磁场外，磁场的磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示，重力加速度为g=10m/s2，求：
（1）0～5s内，金属框产生感应电流大小；
（2）t=2s时绳子所受拉力大小。
22．如图所示，两平行金属导轨的距离 ，金属导轨所在的平面与水平面夹角，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度 、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势、内阻的直流电源。现把一个质量 的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止，导体棒与金属导轨垂直、且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻．金属导轨的其它电阻不计，g取，已知，．求：
（1）导体棒受到的摩擦力的大小和方向；
（2）若磁感应强度的方向不变而大小可以变化，要使导体棒能静止，求磁感应强度B的取值范围。
（3）若将磁感应强度瞬间减小到B0而使导体棒沿导轨下滑，求导体棒下滑能达到的最大速度的大小（设导体棒与导轨间的动摩擦因数为μ且导轨足够长，最后结果全部用题中所给的字母表示）
23．我国新一代航母阻拦系统的研制引入了电磁阻拦技术，其基本原理如图所示，飞机着舰时关闭动力系统，通过绝缘阻拦索钩住轨道上的一根金属棒，飞机与金属棒瞬间获得共同速度 ，在磁场中共同减速滑行至停下，已知歼-15舰载机质 ，金属棒质量 、电阻，导轨间距 ，匀强磁场磁感应强度 ，导轨电阻不计，除安培力外飞机克服其它阻力做的功为 ，求：
（1）飞机着舰瞬间金属棒中感应电流I的大小和方向；
（2）金属棒中产生的焦耳热Q。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【解析】
【详解】
A．奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系，选项A错误；
B．楞次总结了感应电流方向的判断，称为楞次定律，选项B正确；
C．法拉第发现了电磁感应现象，实现了磁生电的设想，选项C正确；
D．安培提出了著名的分子电流假说，揭示了磁现象的电本质，选项D正确。
本题选不符合物理学史实的，故选A。
2．D
【解析】
【详解】
A．当逆时针（从上向下看）转动蹄形磁铁时，根据楞次定律可知，为阻碍磁通量变化，则线圈与磁铁转动方向相同，A错误；
B．当蹄形磁铁不动时，闭合线圈以某一初速度绕OO'轴转动，切割磁感线，产生感应电流，线圈受到的安培力阻碍线圈的转动，则线圈做减速转动，B错误；
CD．若题图乙中磁场是非匀强磁场，闭合金属环滚动过程中，磁通量变化，环中产生感应电流，金属环的一部分机械能转化为电能，金属环在曲面另一侧滚上的高度减小，C错误D正确。
故选D。
3．C
【解析】
【详解】
A．由楞次定律可知，在0~2t0的时间间隔内线圈内感应电流始终沿顺时针方向，故A错误；
B．感应电流始终沿顺时针方向，由左手定则可知，在0~2t0的时间间隔内线圈受到的安培力先向下后向上，故B错误；
C．由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势
由欧姆定律可知，在0~t0的时间间隔内线圈中感应电流的大小
故C正确；
D．由题图乙所示图像可知，在时磁感应强度大小线圈所受安培力大小
故D错误。
故选C。
4．B
【解析】
【详解】
当导体棒到电阻的距离为时,设导体棒的速度为，则有
即
此时线圈回路的磁通量为
此后导体棒运动过程中，线圈回路的磁通量
由于之后导体棒做匀速直线运动，即导体棒不受安培力作用，回路电流为零，故线圈磁通量不变，即
联立以上各式，可解得
故选B。
5．C
【解析】
【详解】
A. 金属棒ab先做加速运动，后做匀速运动，A错误；
B. 根据右手定则，通过电阻R的电流方向为从N到Q，B错误；
C. 金属棒速度等于零时，加速度最大，根据牛顿第二定律
解得
C正确；
D. 根据能量守恒定律，电阻R产生的焦耳热等于金属棒ab减少的机械能，D错误。
故选C。
6．D
【解析】
【详解】
根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势的大小取决于线圈的匝数n和磁通量的变化率，而与磁感应强度B、磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ没有直接的关系，ABC错误，D正确。
故选D。
【点睛】
电路中产生的感应电动势的大小与电路中磁通量变化的快慢有关，磁通量变化得越快，感应电动势越大。感应电动势的大小由和线圈的匝数共同决定，而与Φ、ΔΦ的大小没有必然联系。
7．B
【解析】
【详解】
根据楞次定律可以判断，因为导线B环总有扩张的趋势，则导线B环中的磁通量减小，当导线B环中的感应电流沿逆时针方向时，其磁通量应垂直于纸面向外减小，再根据安培定则可以判断，导线A环中的电流应沿逆时针方向减小，即沿负方向减小。
故选B。
8．A
【解析】
【详解】
根据安培定则可知，线圈处的磁场方向为垂直于直面向内
A.当线圈向导线靠近时，向里的磁通量增大，根据楞次定律可知，感应电流为逆时针，即a→b→c→d，故A正确；
B.若线圈竖直向下平动，，磁通量没有变化，无感应电流产生，故B错误；
C.若线圈向右平动，向里的磁通量减小，根据楞次定律可知，感应电流为顺时针，其中感应电流方向是d→c→b →a，故C错误；
D.当线圈以导线边为轴转动时，线圈中的磁通量不变，则无感应电流产生，故D错误。
故选A。
9．C
【解析】
【详解】
A．奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，揭示了电和磁之间存在联系，故A错误；
B．奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，法拉第进一步分析和实验后证实了磁生电的猜想，故B错误；
C．楞次通过实验探究得出，闭合回路中感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，故C正确；
D．安培根据通电螺线管产生的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说，故D错误。
故选C。
10．D
【解析】
【详解】
A．磁感应强度随时间均匀增大，则穿过线圈的磁通量增大，所以感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，应为垂直纸面向外，根据安培定则可以判断感应电流方向为逆时针，故A错误；
B．根据法拉第电磁感应定律可知，线圈中产生的感应电动势为
因为两个线圈在同一个磁场中，磁感应强度的变化率（）相同，匝数相同，所以两线圈中的感应电动势之比为它们的面积之比，即
故B错误；
C．根据电阻定律可知两线圈的电阻之比为
所以根据欧姆定律可知，线圈中的电流之比为
故C错误；
D．线圈中的电功率P＝EI，所以两线圈中的电功率之比为
故D正确。
故选D。
11．B
【解析】
【详解】
A．电流的国际单位是安培，符号为A，A正确，不符合题意；
B．自感系数的国际单位是亨利，符号为H，B错误，符合题意；
C．磁通量的国际单位是韦伯，符号为Wb，C正确，不符合题意；
D．磁感应强度的国际单位是特斯拉，符号为T，D正确，不符合题意。
故选B。
12．B
【解析】
【详解】
当圆环运动到题中图示位置时，根据几何关系可知圆环切割磁感线的有效长度为，产生的感应电动势
设圆环的总电阻为，电路中的电流
圆环处于题中图示位置时，外电路的电阻值
根据欧姆定律可知
根据右手定则可知，a点的电势高于b点的电势，则a，b两点的电势差
故选B。
13．A
【解析】
【详解】
设线圈匝数为，面积为，线圈中的感应电动势为，根据法拉第电磁感应定律可知
线框的电阻为，则
由图可知和的电流相同，根据楞次定律可知，线圈中的电流为逆时针，即电流为负值；和线圈中磁通量变化量为零，线圈中感应该电流为零；和的电流相同，根据楞次定律可知，线圈中的电流为顺时针，即电流为正值，A正确，BCD错误。
故选A。
14．D
【解析】
【详解】
AB．外力始终要克服摩擦力做功，所以水平恒力F对cd棒做的功要大于电路中产生的电能，故AB错误；
C．在任何情况下，克服磁场力所做的功都等于电路中产生的电能，故C错误；
D．因为电源cd无内阻，所以R两端电压始终等于cd棒中的感应电动势，故D正确。
故选D。
15．D
【解析】
【详解】
A．由题意可知，当向里的磁感应强度均匀减小时，根据楞次定律知感应电流的磁场向里，再由安培定则可知，圆环中的电流从下端流出，下端相当于电源正极，故电容器的下极板带正电，故A错误；
B．由图象分析可知，0至时间内磁感应强度的变化率为
由法拉第电磁感应定律有
而
闭合电路欧姆定律有
联立可得
故B错误；
C．电容器C与电阻2R并联，所以它们两端电压相等
故C错误；
D．电容器所带的电荷量为
故D正确。
故选D。
16． 夹角为，水平向左 安培力
【解析】
【详解】
(2)[1]导线的运动方向与导线本身垂直，与磁感线方向夹角为θ时，速度v在垂直于导体棒上的分速度为vsinθ，则电动势
(3)[2][3]根据右手定则判断感应电流方向垂直于纸面向里，由左手定则判断知导体棒受到安培力向左，安培力的方向与导体棒运动方向夹角为，是导体棒运动的阻力，导体棒克服安培力做功，把其他形式的能转化为电能。
17． 磁场 磁场 磁场 电流变化
【解析】
【详解】
（1）[1][2]线圈中电流从无到有时，磁场从无到有，电源把能量输送给磁场，储存在磁场中。
（2）[3]线圈中电流减小时，磁场中的能量释放出来转化为电能。
（3）[4]自感电动势有阻碍线圈中电流变化的性质。
18． AB DE
【解析】
【详解】
[1]电磁阻尼是指导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力的方向总是阻碍导体运动，磁电式仪表线圈的骨架用铝框来做，是利用电磁阻尼作用让指针快速停止摆动；微安表的表头在运输时要把两接线框短接，也是利用电磁阻尼作用让表头指针不发生剧烈摆动。
[2]电磁驱动是磁场相对导体运动，在导体中会产生感应电流，感应电流使导体受到安培力作用，安培力使导体运动而不是阻碍导体运动，交流感应电动机是利用电磁驱动使电动机线圈转动；E选项图中B变大时，a、b在安培力的作用下沿固定光滑导轨滑动。
19．5:1
【解析】
【分析】
【详解】
前后两次将磁铁插入闭合线圈的相同位置，磁通量的变化量相等，感应电动势之比
20．（1）2V；（2）0.5N；（3）0.38W
【解析】
【详解】
（1）由图，可得线圈的切割速度
线圈做切割磁感线运动产生的感应电动势
（2）由闭合电路欧姆定律可得，感应电流
由于线圈每次运动都是匀速直线运动，由平衡条件得
则
（3）发电机的输出功率即小电珠的电功率
21．（1）0.5A；（2）3N
【解析】
【详解】
（1）0～5s内，金属框产生的感应电动势为
其中
金属框产生感应电流大小为
（2）t=2s时金属框受到向上的安培力大小为
此时绳子所受拉力大小为
T=mg-F
解得
T=3N
22．（1），方向沿斜面向下；（2）；（3）
【解析】
【详解】
（1）导体棒中由从b端流向a端的电流为
由左手定则可得导体棒受到的安培力沿斜面向上，安培力为
导体棒受力平衡可得
方向沿斜面向下
（2）导体棒刚好不上滑，由题意 ，导体棒刚好不下滑，有
电流
联立得
故磁场的大小范围是
（3）导体棒最终匀速运动，由平衡关系得
联立得
23．（1），方向由b到a；（2）
【解析】
【详解】
（1）飞机着舰瞬间金属棒中感应电动势
感应电流
代入数据解得
根据右手定则判断感应电流方向由b到a
（2）飞机从着舰到停止，根据动能定理
代入数据解得
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页