第二章电磁感应单元 综合练（Word版含解析）
文档属性
| 名称 | 第二章电磁感应单元 综合练（Word版含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.5MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-09 22:55:44 | ||
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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．如图所示，某品牌手机一经面世，就受到世人追捧，除了领先世界的5G通信、信息安全以外，人们还可以体验它无线充电的科技感。题图为无线充电原理图，由与充电底座相连的送电线圈和与手机电池相连的受电线圈构成。当送电线圈通入周期性变化的电流时，就会在受电线圈中感应出电流，从而实现为手机充电。在充电过程中（ ）
A．送电线圈中产生均匀变化的磁场
B．送电线圈中产生稳定不变的磁场
C．无线充电的原理是互感现象
D．手机电池是直流电源，所以受电线圈输出的是恒定电流
2．如图所示，某空间匀强电场竖直向下，匀强磁场垂直纸面向里，一金属棒从高h处自由下落，则（ ）
A．A端先着地 B．B端先着地
C．两端同时着地 D．以上说法均不正确
3．如图所示的电路中，A、B是两个相同的小灯泡。L是一个带铁芯的线圈，其电阻可忽略不计，调节R，电路稳定时两小灯泡都正常发光，则（ ）
A．合上开关时，A、B两灯同时正常发光，断开开关时，A、B两灯同时熄灭
B．合上开关时，B灯比A灯先达到正常发光状态
C．断开开关时，通过A、B两灯的电流方向都与原电流方向相同
D．断开开关时，A灯会突然闪亮一下后再熄灭
4．如图所示，直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向平行于bc边竖直向上，从上向下看，当金属框绕bc边以角速度ω顺时针转动时，a、b、c三点的电势分别为、、。已知ab边的长度为l。下列说法正确的是（ ）
A．，金属框中有电流
B．，金属框中电流方向沿a→b→c→a
C．，金属框中无电流
D．，金属框中电流方向沿a→c→b→a
5．如图所示，水平面上足够长的光滑平行金属导轨，左侧接定值电阻，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中。金属杆MN以某一初速度沿导轨向右滑行，且与导轨接触良好，导轨电阻不计。则金属杆在运动过程中，速度大小v、流过的电量q与时间t或位移x的关系图像错误的是（ ）
A． B．
C． D．
6．如图所示，一根条形磁铁自左向右穿过一个闭合线圈，则线圈对条形磁铁的作用力方向是（ ）
A．先向左，再向右 B．先向右，再向左 C．始终向右 D．始终向左
7．空间中存在竖直向下的匀强磁场，有两根相互平行的金属导轨（足够长）水平放置，如图所示（俯视图）。导轨上静止放置着两金属棒AB、CD，某时刻在AB棒上施加一恒力F，使AB棒向左运动，导轨对金属棒的摩擦力不计，金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，下列说法正确的是（ ）
A．回路中有顺时针方向的电流
B．磁场对金属棒AB的作用力向左
C．金属棒CD一直做加速直线运动
D．金属棒AB先做加速度减小的加速运动，之后做匀速直线运动
8．如图所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向如图所示。左线圈连着平行导轨M和N，导轨电阻不计，在垂直于导轨方向上放着金属棒ab，金属棒处于垂直纸面向外的匀强磁场中，下列说法正确的是（ ）
A．当金属棒向右匀速运动时，a点电势高于b点，c点电势高于d点
B．当金属棒向右匀速运动时，b点电势高于a点，c点电势高于d点
C．当金属棒向右加速运动时，b点电势高于a点，c点电势高于d点
D．当金属棒向右加速运动时，b点电势高于a点，d点电势高于c点
9．如图所示，是金属框，框内存在着如图所示的匀强磁场。当导体向右移动时，下列说法正确的是（ ）
A．电路中感应电流为顺时针方向
B．电路中感应电流为逆时针方向
C．电路中感应电流为顺时针方向
D．导体中感应电流方向为指向
10．关于涡流、电磁阻尼、电磁驱动，下列说法不正确的是（ ）
A．磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框能起电磁阻尼的作用
B．真空冶炼炉熔化金属是利用了涡流
C．金属探测器应用于安检场所，探测器利用了涡流的原理
D．电磁炉利用电磁阻尼工作，录音机在磁带上录制声音利用电磁驱动工作
11．如图所示，为水平放置的平行“”形光滑金属导轨，间距为，导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为，导轨电阻不计。已知金属杆倾斜放置，与导轨成角，单位长度的电阻为，保持金属杆以速度沿平行于的方向滑动金属杆滑动过程中与导轨接触良好。则
A．金属杆的热功率为
B．电路中感应电动势的大小为
C．金属杆所受安培力的大小为
D．电路中感应电流的大小为
12．在北半球上，地磁场竖直分量向下。飞机在我国上空匀速巡航，机翼保持水平，飞行高度不变。由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差，设飞行员左方机翼末端处的电势为，右方机翼末端处的电势为，则（ ）
A．若飞机从西往东飞，比高
B．若飞机从东往西飞，比高
C．若飞机从南往北飞，比高
D．若飞机从北往南飞，比高
13．如图所示，是自感系数较大的线圈，其直流电阻可忽略不计，、、是三个相同的小灯泡，下列说法正确的是（ ）
A．开关闭合时，灯立即亮，、灯逐渐变亮
B．开关闭合，电路稳定后，、灯亮，灯不亮
C．开关断开时，灯立即熄灭，、灯逐渐熄灭
D．开关断开时，灯立即熄灭，、灯逐渐熄灭
14．如图所示，某同学用玻璃皿在中心放一个圆柱形电极接电源的负极，沿边缘放一个圆环形电极接电源的正极做“旋转的液体的实验”，若蹄形磁铁两极间正对部分的磁场视为匀强磁场，磁感应强度为B＝0.1T，玻璃皿的横截面的半径为a＝0.05m，电源的电动势为E＝3V，内阻r＝0.1Ω，限流电阻R0＝4.9Ω，玻璃皿中两电极间液体的等效电阻为R＝0.9Ω，闭合开关后当液体旋转时电压表的示数恒为1.5V，则（ ）
A．由上往下看，液体做顺时针旋转
B．液体所受的安培力做负功
C．闭合开关10s，液体具有的内能是4.5J
D．闭合开关后，液体电热功率为0.081W
15．安检门是一种检测人员有无携带金属物品的探测装置，又称金属探测门。安检门主要应用在机场、车站等人流较大的公共场所用来检查人身体上隐藏的金属物品，如枪支、管制刀具等。如图为安检门原理图，左边门框中有一通电线圈，右边门框中有一接收线圈。工作过程中某段时间通电线圈中存在顺时针方向均匀减小的电流，则（ ）
A．无金属片通过时，接收线圈中的感应电流方向为逆时针
B．无金属片通过时，接收线圈中的感应电流增大
C．有金属片通过时，接收线圈中的感应电流方向为逆时针
D．有金属片通过时，接收线圈中的感应电流大小发生变化
二、填空题
16．自感电动势：E＝L ，其中是______；L是______，简称自感或电感．单位：______，符号：______.
17．(1)如图甲所示，线圈静止时恰位于蹄形磁铁正中，线圈平面与磁感线垂直，现使线圈左右摆动，则过程中线圈里感应电流的方向情况怎样____________？
(2)如图乙所示，若线圈平面始终垂直于纸面处于水平方向的匀强磁场中，从Ⅰ位置由静止释放，当线圈第一次经过位置Ⅱ和Ⅲ时，判定线圈中感应电流的方向____________。
18．小明同学设计了一个“电磁天平”，如图所示，等臂天平的左臂为挂盘，右臂挂有矩形线圈，线圈的水平边长，竖直边长，匝数为匝。线圈的下边处于匀强磁场内，磁感应强度，方向垂直线圈平面向里。线圈的总电阻。如图所示，保持不变，在线圈上部另加垂直纸面向外的匀强磁场，磁场区域宽度。当磁感应强度B以随时间均匀减小时，天平平衡，当磁感应强度B以随时间均匀增大时，需要在挂盘中放质量为的砝码，天平才能重新平衡，则___________。取。
19．动生电动势的产生与洛伦兹力无关。( )
三、解答题
20．图甲为某同学研究自感现象的实验电路图，用电流传感器显示各时刻通过线圈L的电流。电路中电灯的电阻R1=6.0Ω，定值电阻R=2.0Ω，AB间电压U=6.0V。开关S原来闭合，电路处于稳定状态，在t1=1.0×10-3s时刻断开开关S，此时刻前后电流传感器显示的电流随时间变化的图线如图乙所示。求：
（1）线圈L的直流电阻RL，断开开关后通过电灯的电流方向；
（2）在t2=1.6×10-3s时刻线圈L中的感应电动势E的大小。
21．如图所示，空间存在、方向竖直向下的匀强磁场，、是水平放置的平行长直导轨，其间距，电阻接在导轨一端，是跨接在导轨上质量、接入电路的电阻的导体棒，已知导体棒和导轨间的动摩擦因数为0.2。从零时刻开始，对棒施加一个大小为、方向水平向左的恒定拉力，使其从静止开始沿导轨滑动，过程中棒始终保持与导轨垂直且接触良好，求：（）
（1）导体棒所能达到的最大速度；
（2）试定性画出导体棒运动的速度—时间图象；
（3）若导体棒向左运动100米后，导体棒已经达到最大速度，求这个过程，整个电路产生的热量。
22．如图所示的一个螺线管，匝数，横截面积为，电阻，在螺线管外接一个阻值的电阻，电阻的一端b跟地相接。磁场方向向左，穿过螺线管的匀强磁场的磁感应强度随时间变化规律如图线所示，求：
（1）在s时电阻螺线管产生的电动势E；
（2）在前5s内电阻R上产生的热量。
23．现代科学研究中常要用到高速电子，电子感应加速器就是利用感生电场使电子加速的设备。它的基本原理如图所示，上、下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室，电子在真空室中做圆周运动。电磁铁线圈电流的大小、方向可以变化，产生的感生电场使电子加速。上图为侧视图，下图为真空室的俯视图，如果从上向下看，电子沿逆时针方向运动。已知电子的电荷量为e，电子做圆周运动的轨道半径为r，因电流变化而产生的磁感应强度随时间的变化率为=k（k为一定值）。求电子在圆形轨道中加速一周的过程中，感生电场对电子所做功W及电子所受非静电力F的大小。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】
AB．由于送电线圈中通入周期性变化的电流时，根据麦克斯韦理论可知送电线圈中电流产生的磁场呈周期性变化．故AB错误；
C．无线充电利用的是电磁感应原理，所以送电线圈和受电线圈通过互感现象实现能量传递。故C正确；
D．周期性变化的磁场会产生周期性变化的电场，输出的不是恒定电流。故D错误。
故选C。
2．B
【详解】
棒AB做切割磁感线运动，根据右手定则，B端带正电，A端带负电，故B端受向下的电场力，A端受到向上的电场力，故B端先落地。
故选B。
3．B
【详解】
AB．合上开关时，B灯立即正常发光，A灯所在支路中，由于L产生的自感电动势阻碍电流的增大，A灯将推迟一些时间才能达到正常发光状态，故A错误， B正确；
CD．断开开关时，L中产生与原电流方向相同的自感电流，流过A灯的电流方向与原电流方向相同，流过B灯的电流方向与原电流方向相反，因为断开开关后，由L作为电源提供的电流是从原来稳定时通过L的电流值逐渐减小的，所以A、B两灯只是延缓一些时间熄灭，并不会比原来更亮，故CD错误。
故选B。
4．C
【详解】
穿过金属框abc的磁通量不变，故金属框中不会产生感应电流；ab边和ac边切割磁感线产生感应电动势，且ac边切割的有效长度等于ab边长度，根据右手定则可判断出
ab边产生的感应电动势为
因
则有
同理，ac边切割的有效长度也为l，可得感应电动势也为，且
则有
故选C。
5．B
【详解】
设导轨宽度为L、金属杆的质量为m、电阻为r
A．对金属杆根据牛顿第二定律可得
其中
则有
所以加速度随着速度的减小而减小，根据
可知v-t图象的斜率减小，A正确；
B．取初速度方向为正方向，根据动量定理可得
解得
由于加速度逐渐减小，则q-t图象的斜率减小，B错误；
C．取初速度方向为正方向，在很短的一段时间 内，根据动量定理可得
即
解得
所以v-x图象为一条倾斜的直线，C正确；
D．根据电荷量的计算公式可得
所以q-x图象是一条倾斜的直线，D正确。
故选B。
6．D
【详解】
条形磁铁从左向右进入螺线管的过程中，磁通量在增加，根据楞次定律，感应电流的磁场阻碍原磁场磁通量的变化，可知线圈对条形磁铁的作用力方向是向左；条形磁铁从左向右离开螺线管的过程中，磁通量在减少，根据楞次定律，感应电流的磁场阻碍原磁场磁通量的变化，可知线圈对条形磁铁的作用力方向是向左，故D正确，ABC错误。
7．C
【详解】
A．由右手定则可知，回路中有逆时针方向的电流，故A错误；
B．根据左手定则可知，磁场对金属棒AB的作用力向右，故B错误；
CD．金属棒CD受到水平向左的安培力，做加速运动，切割磁感线，产生顺时针方向的感应电流，两金属棒产生的感应电流方向相反，设回路总电阻为R，可得
由于刚开始金属棒速度v1较大，故回路总电流沿逆时针方向，对AB由牛顿第二定律可得
随着两金属棒的加速，速度差逐渐增大到某一值后保持不变，故金属棒先做加速度减小的加速运动，之后做匀加速直线运动；
对金属棒CD由牛顿第二定律可得
可知金属棒CD的加速度先增大后再保持不变，故金属棒CD一直做加速直线运动。故C正确，D错误。
故选C。
8．D
【详解】
AB．金属棒匀速向右运动切割磁感线时，产生恒定感应电动势，可看作是电源，由右手定则判断出电流由a→b，b点电势高于a点，c、d端不产生感应电动势，c点与d点等势，故AB错误；
CD．金属棒向右加速运动时，b点电势仍高于a点，感应电流增大，穿过右边线圈的磁通量增大，所以右线圈中也产生感应电流，由楞次定律可判断电流从d流出，在外电路中经R到c，d点电势高于c点，故C错误，D正确。
故选D。
9．A
【详解】
D．根据题意，由右手定则可知，导体中感应电流方向为指向，故D错误；
AB．由D分析可知，电路中感应电流为顺时针方向，故B错误A正确；
C．由D分析可知，电路中感应电流为逆时针方向，故C错误。
故选A。
10．D
【详解】
A. 磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框在摆动时能产生感应电流，起电磁阻尼的作用，A正确；
B. 真空冶炼炉熔化金属是利用了涡流，B正确；
C. 金属探测器应用于安检场所，探测器利用了涡流的原理，C正确；
D. 电磁炉利用涡流工作，录音机在磁带上录制声音利用电流的磁效应工作，D错误。
故选D。
11．A
【详解】
A．根据公式，可得金属杆的热功率为
A正确；
B．根据公式，可得导体棒切割磁感线产生感应电动势为
B错误；
C．根据安培力公式，可得棒所受的安培力为
C错误；
D．根据欧姆定律，可得感应电流的大小为
D错误。
故选A。
12．C
【详解】
当飞机在我国上方匀速巡航时，由于地磁场的存在，且地磁场的竖直分量方向竖直向下，由于判定感应电动势的方向的方法与判定感应电流的方向的方法是相同的，由低电势指向高电势，由右手定则可判知，在北半球，不论沿何方向水平飞行，都是飞机的左方机翼电势高，右方机翼电势低，即总有比高。
故选C。
13．D
【详解】
A．关闭合时，直接与电源构成回路，灯立即亮，灯与线圈串联，逐渐变亮，故A错误；
B．开关闭合，电路稳定后，线圈相当于导线，三个灯泡均有电流流过，都是亮的，故B错误；
CD．开关断开时，灯与电路断开，立即熄灭，、灯与线圈构成回路，线圈电流逐渐减小，因此、灯逐渐熄灭，故C错误，D正确。
故选D。
14．D
【详解】
A．由于中心放一个圆柱形电极接电源的负极，沿边缘放一个圆环形电极接电源的正极，在电源外部电流由正极流向负极，因此电流由边缘流向中心；器皿所在处的磁场竖直向上，由左手定则可知，导电液体受到的磁场力沿逆时针方向，因此液体沿逆时针方向旋转；A错误；
B．受到的安培力使液体旋转，故安培力做正功，B错误；
C．回路电流
液体的等效电阻为R＝0.9Ω，10s内液体的热能为
C错误；
D．玻璃皿中两电极间液体的等效电阻为R＝0.9Ω，则液体热功率为
D正确。
故选D。
15．D
【详解】
A．当左侧线圈中通有不断减小的顺时针方向的电流时，可知穿过右侧线圈的磁通量向右，且不断减小，根据楞次定律可知，右侧线圈中产生顺时针方向的感应电流，故A错误；
B．无金属片通过时，通电线圈中存在顺时针方向均匀减小的电流，则通电线圈中的磁通量均匀减小，所以穿过右侧线圈中的磁通量均匀减小，则磁通量的变化率是定值，由法拉第电磁感应定律可知，接收线圈中的感应电流不变，故B错误；
CD．有金属片通过时，则穿过金属片中的磁通量发生变化时，金属片中也会产生感应电流，感应电流的方向与接收线圈中的感应电流的方向相同，所以也会将该空间中的磁场的变化削弱一些，引起接收线圈中的感应电流大小发生变化。但是电流的方向不会发生变化，C错误，故选D。
故选D。
16． 电流的变化率 自感系数 亨利 H.
【详解】
略
17． 见解析 见解析
【详解】
(1)[1]线圈在磁体右侧向磁体靠近时，通过线圈向里的磁通量增大，由楞次定律和安培定则可判定线圈中电流方向为adcba；同理在右侧远离磁体时电流方向为abcda；在左侧远离时：abcda；在左侧靠近时：adcba。
(2)[2]线圈运动到O点正下方时磁通量最大。经过位置Ⅱ时，通过线圈向右的磁通量增加，由楞次定律和安培定则可判定感应电流方向为adcba（从左向右看为逆时针）；同理在Ⅲ时电流方向为abcda（从左向右看为顺时针）。
18．
【详解】
由电磁感应定律得
由欧姆定律得
线圈受到安培力
磁感应强度B从均匀减小到均匀增大，电流方向从逆时针变为顺时针，线框受到的安培力从向上变为向下，则满足
联立代入数据可得
19．错误
【详解】
因导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势，导体中的自由电荷随导体在磁场中运动，受到洛伦兹力，而向导体一端移动，动生电动势是洛伦兹力对导体中自由电荷做功而引起的。故此说法错误。
20．（1）2Ω；向左；（2）2.0V
【详解】
（1）由图读出,开始时流过电感线圈L的电流I0=1.5A，由欧姆定律
I0=
计算得出
=2Ω
断开开关后，L中的电流从原来的数值逐渐减小，电流的方向不变,所以通过电灯L1中电流方向与原来的方向相反，是向左的。
（2）由图读出，t1=1.6×10-3s时刻线圈L的电流
I0=0.20A
线圈L此时是一个电源，由闭合电路欧姆定律
E=I（）=2.0V
21．（1）10m/s；（2）见解析；（3）20J
【详解】
（1）导体切割磁感线，产生的感应电动势为
回路中的感应电流为
所以导体受到的安培力为
导体棒在运动过程中，水平方向受到安培力，摩擦力f和拉力的作用，根据牛顿第二定律有
我们可以知道，随着速度增大，安培力逐渐增大，加速度越来越小。当加速度减为0时，导体棒达到最大速度，之后匀速运动。故有
解得
（2）根据（1）中分析可知，导体棒做加速度越来越小的加速运动，到达最大速度后，做匀速运动。
（3）根据能量守恒定律有
得到
电路产生的热量为20J。
22．（1）1V；（2）3.2J
【详解】
（1）在内，根据法拉第电磁感应定律，则有
即在s时电阻螺线管产生的电动势为1V；
（2）根据焦耳定律有，电阻R在内产生的热量为
在内，根据法拉第电磁感应定律，则有
根据焦耳定律有，电阻R在内产生的热量为
则在前5s内电阻R上产生的热量为
23．keπr2，
【详解】
磁感应强度随时间的变化率为
则感生电动势
电子运动一周感生电场始终做正功
设非静电力为F，电子运动一周，非静电力做功为
根据电动势的定义
联立解得
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．如图所示，某品牌手机一经面世，就受到世人追捧，除了领先世界的5G通信、信息安全以外，人们还可以体验它无线充电的科技感。题图为无线充电原理图，由与充电底座相连的送电线圈和与手机电池相连的受电线圈构成。当送电线圈通入周期性变化的电流时，就会在受电线圈中感应出电流，从而实现为手机充电。在充电过程中（ ）
A．送电线圈中产生均匀变化的磁场
B．送电线圈中产生稳定不变的磁场
C．无线充电的原理是互感现象
D．手机电池是直流电源，所以受电线圈输出的是恒定电流
2．如图所示，某空间匀强电场竖直向下，匀强磁场垂直纸面向里，一金属棒从高h处自由下落，则（ ）
A．A端先着地 B．B端先着地
C．两端同时着地 D．以上说法均不正确
3．如图所示的电路中，A、B是两个相同的小灯泡。L是一个带铁芯的线圈，其电阻可忽略不计，调节R，电路稳定时两小灯泡都正常发光，则（ ）
A．合上开关时，A、B两灯同时正常发光，断开开关时，A、B两灯同时熄灭
B．合上开关时，B灯比A灯先达到正常发光状态
C．断开开关时，通过A、B两灯的电流方向都与原电流方向相同
D．断开开关时，A灯会突然闪亮一下后再熄灭
4．如图所示，直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向平行于bc边竖直向上，从上向下看，当金属框绕bc边以角速度ω顺时针转动时，a、b、c三点的电势分别为、、。已知ab边的长度为l。下列说法正确的是（ ）
A．，金属框中有电流
B．，金属框中电流方向沿a→b→c→a
C．，金属框中无电流
D．，金属框中电流方向沿a→c→b→a
5．如图所示，水平面上足够长的光滑平行金属导轨，左侧接定值电阻，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中。金属杆MN以某一初速度沿导轨向右滑行，且与导轨接触良好，导轨电阻不计。则金属杆在运动过程中，速度大小v、流过的电量q与时间t或位移x的关系图像错误的是（ ）
A． B．
C． D．
6．如图所示，一根条形磁铁自左向右穿过一个闭合线圈，则线圈对条形磁铁的作用力方向是（ ）
A．先向左，再向右 B．先向右，再向左 C．始终向右 D．始终向左
7．空间中存在竖直向下的匀强磁场，有两根相互平行的金属导轨（足够长）水平放置，如图所示（俯视图）。导轨上静止放置着两金属棒AB、CD，某时刻在AB棒上施加一恒力F，使AB棒向左运动，导轨对金属棒的摩擦力不计，金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，下列说法正确的是（ ）
A．回路中有顺时针方向的电流
B．磁场对金属棒AB的作用力向左
C．金属棒CD一直做加速直线运动
D．金属棒AB先做加速度减小的加速运动，之后做匀速直线运动
8．如图所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向如图所示。左线圈连着平行导轨M和N，导轨电阻不计，在垂直于导轨方向上放着金属棒ab，金属棒处于垂直纸面向外的匀强磁场中，下列说法正确的是（ ）
A．当金属棒向右匀速运动时，a点电势高于b点，c点电势高于d点
B．当金属棒向右匀速运动时，b点电势高于a点，c点电势高于d点
C．当金属棒向右加速运动时，b点电势高于a点，c点电势高于d点
D．当金属棒向右加速运动时，b点电势高于a点，d点电势高于c点
9．如图所示，是金属框，框内存在着如图所示的匀强磁场。当导体向右移动时，下列说法正确的是（ ）
A．电路中感应电流为顺时针方向
B．电路中感应电流为逆时针方向
C．电路中感应电流为顺时针方向
D．导体中感应电流方向为指向
10．关于涡流、电磁阻尼、电磁驱动，下列说法不正确的是（ ）
A．磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框能起电磁阻尼的作用
B．真空冶炼炉熔化金属是利用了涡流
C．金属探测器应用于安检场所，探测器利用了涡流的原理
D．电磁炉利用电磁阻尼工作，录音机在磁带上录制声音利用电磁驱动工作
11．如图所示，为水平放置的平行“”形光滑金属导轨，间距为，导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为，导轨电阻不计。已知金属杆倾斜放置，与导轨成角，单位长度的电阻为，保持金属杆以速度沿平行于的方向滑动金属杆滑动过程中与导轨接触良好。则
A．金属杆的热功率为
B．电路中感应电动势的大小为
C．金属杆所受安培力的大小为
D．电路中感应电流的大小为
12．在北半球上，地磁场竖直分量向下。飞机在我国上空匀速巡航，机翼保持水平，飞行高度不变。由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差，设飞行员左方机翼末端处的电势为，右方机翼末端处的电势为，则（ ）
A．若飞机从西往东飞，比高
B．若飞机从东往西飞，比高
C．若飞机从南往北飞，比高
D．若飞机从北往南飞，比高
13．如图所示，是自感系数较大的线圈，其直流电阻可忽略不计，、、是三个相同的小灯泡，下列说法正确的是（ ）
A．开关闭合时，灯立即亮，、灯逐渐变亮
B．开关闭合，电路稳定后，、灯亮，灯不亮
C．开关断开时，灯立即熄灭，、灯逐渐熄灭
D．开关断开时，灯立即熄灭，、灯逐渐熄灭
14．如图所示，某同学用玻璃皿在中心放一个圆柱形电极接电源的负极，沿边缘放一个圆环形电极接电源的正极做“旋转的液体的实验”，若蹄形磁铁两极间正对部分的磁场视为匀强磁场，磁感应强度为B＝0.1T，玻璃皿的横截面的半径为a＝0.05m，电源的电动势为E＝3V，内阻r＝0.1Ω，限流电阻R0＝4.9Ω，玻璃皿中两电极间液体的等效电阻为R＝0.9Ω，闭合开关后当液体旋转时电压表的示数恒为1.5V，则（ ）
A．由上往下看，液体做顺时针旋转
B．液体所受的安培力做负功
C．闭合开关10s，液体具有的内能是4.5J
D．闭合开关后，液体电热功率为0.081W
15．安检门是一种检测人员有无携带金属物品的探测装置，又称金属探测门。安检门主要应用在机场、车站等人流较大的公共场所用来检查人身体上隐藏的金属物品，如枪支、管制刀具等。如图为安检门原理图，左边门框中有一通电线圈，右边门框中有一接收线圈。工作过程中某段时间通电线圈中存在顺时针方向均匀减小的电流，则（ ）
A．无金属片通过时，接收线圈中的感应电流方向为逆时针
B．无金属片通过时，接收线圈中的感应电流增大
C．有金属片通过时，接收线圈中的感应电流方向为逆时针
D．有金属片通过时，接收线圈中的感应电流大小发生变化
二、填空题
16．自感电动势：E＝L ，其中是______；L是______，简称自感或电感．单位：______，符号：______.
17．(1)如图甲所示，线圈静止时恰位于蹄形磁铁正中，线圈平面与磁感线垂直，现使线圈左右摆动，则过程中线圈里感应电流的方向情况怎样____________？
(2)如图乙所示，若线圈平面始终垂直于纸面处于水平方向的匀强磁场中，从Ⅰ位置由静止释放，当线圈第一次经过位置Ⅱ和Ⅲ时，判定线圈中感应电流的方向____________。
18．小明同学设计了一个“电磁天平”，如图所示，等臂天平的左臂为挂盘，右臂挂有矩形线圈，线圈的水平边长，竖直边长，匝数为匝。线圈的下边处于匀强磁场内，磁感应强度，方向垂直线圈平面向里。线圈的总电阻。如图所示，保持不变，在线圈上部另加垂直纸面向外的匀强磁场，磁场区域宽度。当磁感应强度B以随时间均匀减小时，天平平衡，当磁感应强度B以随时间均匀增大时，需要在挂盘中放质量为的砝码，天平才能重新平衡，则___________。取。
19．动生电动势的产生与洛伦兹力无关。( )
三、解答题
20．图甲为某同学研究自感现象的实验电路图，用电流传感器显示各时刻通过线圈L的电流。电路中电灯的电阻R1=6.0Ω，定值电阻R=2.0Ω，AB间电压U=6.0V。开关S原来闭合，电路处于稳定状态，在t1=1.0×10-3s时刻断开开关S，此时刻前后电流传感器显示的电流随时间变化的图线如图乙所示。求：
（1）线圈L的直流电阻RL，断开开关后通过电灯的电流方向；
（2）在t2=1.6×10-3s时刻线圈L中的感应电动势E的大小。
21．如图所示，空间存在、方向竖直向下的匀强磁场，、是水平放置的平行长直导轨，其间距，电阻接在导轨一端，是跨接在导轨上质量、接入电路的电阻的导体棒，已知导体棒和导轨间的动摩擦因数为0.2。从零时刻开始，对棒施加一个大小为、方向水平向左的恒定拉力，使其从静止开始沿导轨滑动，过程中棒始终保持与导轨垂直且接触良好，求：（）
（1）导体棒所能达到的最大速度；
（2）试定性画出导体棒运动的速度—时间图象；
（3）若导体棒向左运动100米后，导体棒已经达到最大速度，求这个过程，整个电路产生的热量。
22．如图所示的一个螺线管，匝数，横截面积为，电阻，在螺线管外接一个阻值的电阻，电阻的一端b跟地相接。磁场方向向左，穿过螺线管的匀强磁场的磁感应强度随时间变化规律如图线所示，求：
（1）在s时电阻螺线管产生的电动势E；
（2）在前5s内电阻R上产生的热量。
23．现代科学研究中常要用到高速电子，电子感应加速器就是利用感生电场使电子加速的设备。它的基本原理如图所示，上、下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室，电子在真空室中做圆周运动。电磁铁线圈电流的大小、方向可以变化，产生的感生电场使电子加速。上图为侧视图，下图为真空室的俯视图，如果从上向下看，电子沿逆时针方向运动。已知电子的电荷量为e，电子做圆周运动的轨道半径为r，因电流变化而产生的磁感应强度随时间的变化率为=k（k为一定值）。求电子在圆形轨道中加速一周的过程中，感生电场对电子所做功W及电子所受非静电力F的大小。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】
AB．由于送电线圈中通入周期性变化的电流时，根据麦克斯韦理论可知送电线圈中电流产生的磁场呈周期性变化．故AB错误；
C．无线充电利用的是电磁感应原理，所以送电线圈和受电线圈通过互感现象实现能量传递。故C正确；
D．周期性变化的磁场会产生周期性变化的电场，输出的不是恒定电流。故D错误。
故选C。
2．B
【详解】
棒AB做切割磁感线运动，根据右手定则，B端带正电，A端带负电，故B端受向下的电场力，A端受到向上的电场力，故B端先落地。
故选B。
3．B
【详解】
AB．合上开关时，B灯立即正常发光，A灯所在支路中，由于L产生的自感电动势阻碍电流的增大，A灯将推迟一些时间才能达到正常发光状态，故A错误， B正确；
CD．断开开关时，L中产生与原电流方向相同的自感电流，流过A灯的电流方向与原电流方向相同，流过B灯的电流方向与原电流方向相反，因为断开开关后，由L作为电源提供的电流是从原来稳定时通过L的电流值逐渐减小的，所以A、B两灯只是延缓一些时间熄灭，并不会比原来更亮，故CD错误。
故选B。
4．C
【详解】
穿过金属框abc的磁通量不变，故金属框中不会产生感应电流；ab边和ac边切割磁感线产生感应电动势，且ac边切割的有效长度等于ab边长度，根据右手定则可判断出
ab边产生的感应电动势为
因
则有
同理，ac边切割的有效长度也为l，可得感应电动势也为，且
则有
故选C。
5．B
【详解】
设导轨宽度为L、金属杆的质量为m、电阻为r
A．对金属杆根据牛顿第二定律可得
其中
则有
所以加速度随着速度的减小而减小，根据
可知v-t图象的斜率减小，A正确；
B．取初速度方向为正方向，根据动量定理可得
解得
由于加速度逐渐减小，则q-t图象的斜率减小，B错误；
C．取初速度方向为正方向，在很短的一段时间 内，根据动量定理可得
即
解得
所以v-x图象为一条倾斜的直线，C正确；
D．根据电荷量的计算公式可得
所以q-x图象是一条倾斜的直线，D正确。
故选B。
6．D
【详解】
条形磁铁从左向右进入螺线管的过程中，磁通量在增加，根据楞次定律，感应电流的磁场阻碍原磁场磁通量的变化，可知线圈对条形磁铁的作用力方向是向左；条形磁铁从左向右离开螺线管的过程中，磁通量在减少，根据楞次定律，感应电流的磁场阻碍原磁场磁通量的变化，可知线圈对条形磁铁的作用力方向是向左，故D正确，ABC错误。
7．C
【详解】
A．由右手定则可知，回路中有逆时针方向的电流，故A错误；
B．根据左手定则可知，磁场对金属棒AB的作用力向右，故B错误；
CD．金属棒CD受到水平向左的安培力，做加速运动，切割磁感线，产生顺时针方向的感应电流，两金属棒产生的感应电流方向相反，设回路总电阻为R，可得
由于刚开始金属棒速度v1较大，故回路总电流沿逆时针方向，对AB由牛顿第二定律可得
随着两金属棒的加速，速度差逐渐增大到某一值后保持不变，故金属棒先做加速度减小的加速运动，之后做匀加速直线运动；
对金属棒CD由牛顿第二定律可得
可知金属棒CD的加速度先增大后再保持不变，故金属棒CD一直做加速直线运动。故C正确，D错误。
故选C。
8．D
【详解】
AB．金属棒匀速向右运动切割磁感线时，产生恒定感应电动势，可看作是电源，由右手定则判断出电流由a→b，b点电势高于a点，c、d端不产生感应电动势，c点与d点等势，故AB错误；
CD．金属棒向右加速运动时，b点电势仍高于a点，感应电流增大，穿过右边线圈的磁通量增大，所以右线圈中也产生感应电流，由楞次定律可判断电流从d流出，在外电路中经R到c，d点电势高于c点，故C错误，D正确。
故选D。
9．A
【详解】
D．根据题意，由右手定则可知，导体中感应电流方向为指向，故D错误；
AB．由D分析可知，电路中感应电流为顺时针方向，故B错误A正确；
C．由D分析可知，电路中感应电流为逆时针方向，故C错误。
故选A。
10．D
【详解】
A. 磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框在摆动时能产生感应电流，起电磁阻尼的作用，A正确；
B. 真空冶炼炉熔化金属是利用了涡流，B正确；
C. 金属探测器应用于安检场所，探测器利用了涡流的原理，C正确；
D. 电磁炉利用涡流工作，录音机在磁带上录制声音利用电流的磁效应工作，D错误。
故选D。
11．A
【详解】
A．根据公式，可得金属杆的热功率为
A正确；
B．根据公式，可得导体棒切割磁感线产生感应电动势为
B错误；
C．根据安培力公式，可得棒所受的安培力为
C错误；
D．根据欧姆定律，可得感应电流的大小为
D错误。
故选A。
12．C
【详解】
当飞机在我国上方匀速巡航时，由于地磁场的存在，且地磁场的竖直分量方向竖直向下，由于判定感应电动势的方向的方法与判定感应电流的方向的方法是相同的，由低电势指向高电势，由右手定则可判知，在北半球，不论沿何方向水平飞行，都是飞机的左方机翼电势高，右方机翼电势低，即总有比高。
故选C。
13．D
【详解】
A．关闭合时，直接与电源构成回路，灯立即亮，灯与线圈串联，逐渐变亮，故A错误；
B．开关闭合，电路稳定后，线圈相当于导线，三个灯泡均有电流流过，都是亮的，故B错误；
CD．开关断开时，灯与电路断开，立即熄灭，、灯与线圈构成回路，线圈电流逐渐减小，因此、灯逐渐熄灭，故C错误，D正确。
故选D。
14．D
【详解】
A．由于中心放一个圆柱形电极接电源的负极，沿边缘放一个圆环形电极接电源的正极，在电源外部电流由正极流向负极，因此电流由边缘流向中心；器皿所在处的磁场竖直向上，由左手定则可知，导电液体受到的磁场力沿逆时针方向，因此液体沿逆时针方向旋转；A错误；
B．受到的安培力使液体旋转，故安培力做正功，B错误；
C．回路电流
液体的等效电阻为R＝0.9Ω，10s内液体的热能为
C错误；
D．玻璃皿中两电极间液体的等效电阻为R＝0.9Ω，则液体热功率为
D正确。
故选D。
15．D
【详解】
A．当左侧线圈中通有不断减小的顺时针方向的电流时，可知穿过右侧线圈的磁通量向右，且不断减小，根据楞次定律可知，右侧线圈中产生顺时针方向的感应电流，故A错误；
B．无金属片通过时，通电线圈中存在顺时针方向均匀减小的电流，则通电线圈中的磁通量均匀减小，所以穿过右侧线圈中的磁通量均匀减小，则磁通量的变化率是定值，由法拉第电磁感应定律可知，接收线圈中的感应电流不变，故B错误；
CD．有金属片通过时，则穿过金属片中的磁通量发生变化时，金属片中也会产生感应电流，感应电流的方向与接收线圈中的感应电流的方向相同，所以也会将该空间中的磁场的变化削弱一些，引起接收线圈中的感应电流大小发生变化。但是电流的方向不会发生变化，C错误，故选D。
故选D。
16． 电流的变化率 自感系数 亨利 H.
【详解】
略
17． 见解析 见解析
【详解】
(1)[1]线圈在磁体右侧向磁体靠近时，通过线圈向里的磁通量增大，由楞次定律和安培定则可判定线圈中电流方向为adcba；同理在右侧远离磁体时电流方向为abcda；在左侧远离时：abcda；在左侧靠近时：adcba。
(2)[2]线圈运动到O点正下方时磁通量最大。经过位置Ⅱ时，通过线圈向右的磁通量增加，由楞次定律和安培定则可判定感应电流方向为adcba（从左向右看为逆时针）；同理在Ⅲ时电流方向为abcda（从左向右看为顺时针）。
18．
【详解】
由电磁感应定律得
由欧姆定律得
线圈受到安培力
磁感应强度B从均匀减小到均匀增大，电流方向从逆时针变为顺时针，线框受到的安培力从向上变为向下，则满足
联立代入数据可得
19．错误
【详解】
因导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势，导体中的自由电荷随导体在磁场中运动，受到洛伦兹力，而向导体一端移动，动生电动势是洛伦兹力对导体中自由电荷做功而引起的。故此说法错误。
20．（1）2Ω；向左；（2）2.0V
【详解】
（1）由图读出,开始时流过电感线圈L的电流I0=1.5A，由欧姆定律
I0=
计算得出
=2Ω
断开开关后，L中的电流从原来的数值逐渐减小，电流的方向不变,所以通过电灯L1中电流方向与原来的方向相反，是向左的。
（2）由图读出，t1=1.6×10-3s时刻线圈L的电流
I0=0.20A
线圈L此时是一个电源，由闭合电路欧姆定律
E=I（）=2.0V
21．（1）10m/s；（2）见解析；（3）20J
【详解】
（1）导体切割磁感线，产生的感应电动势为
回路中的感应电流为
所以导体受到的安培力为
导体棒在运动过程中，水平方向受到安培力，摩擦力f和拉力的作用，根据牛顿第二定律有
我们可以知道，随着速度增大，安培力逐渐增大，加速度越来越小。当加速度减为0时，导体棒达到最大速度，之后匀速运动。故有
解得
（2）根据（1）中分析可知，导体棒做加速度越来越小的加速运动，到达最大速度后，做匀速运动。
（3）根据能量守恒定律有
得到
电路产生的热量为20J。
22．（1）1V；（2）3.2J
【详解】
（1）在内，根据法拉第电磁感应定律，则有
即在s时电阻螺线管产生的电动势为1V；
（2）根据焦耳定律有，电阻R在内产生的热量为
在内，根据法拉第电磁感应定律，则有
根据焦耳定律有，电阻R在内产生的热量为
则在前5s内电阻R上产生的热量为
23．keπr2，
【详解】
磁感应强度随时间的变化率为
则感生电动势
电子运动一周感生电场始终做正功
设非静电力为F，电子运动一周，非静电力做功为
根据电动势的定义
联立解得
答案第1页，共2页
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