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 | 1003.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-10 23:18:17 | ||
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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．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、
2．电阻、电容器与一个线圈连成闭合回路，条形磁铁静止在线圈的正上方，N极朝下，如图所示，现使磁铁开始自由下落，在N极接近线圈上端过程中，流过的电流方向和电容器极板的带电情况是（ ）
A．从a到b，上极板带正电
B．从a到b，下极板带正电
C．从b到a，上极板带负电
D．从b到a，下极板带负电
3．如图所示，一平行金属轨道平面与水平面成θ角，两轨道宽为L，上端用一电阻R相连，该装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于轨道平面向上。质量为m的金属杆ab以初速度v0从轨道底端向上滑行，达到最大高度h后保持静止。若运动过程中金属杆始终保持与导轨垂直且接触良好，轨道与金属杆的电阻均忽略不计。关于上滑过程，下列说法正确的是（ ）
A．通过电阻R的电量为
B．金属杆中的电流方向由b指向a
C．金属杆因摩擦产生的热量等于
D．金属杆损失的机械能等于电阻R产生的焦耳热
4．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
5．将一段导线绕成如图甲所示的闭合回路，并固定在水平面内。回路的ab边置于磁感应强度大小为、方向竖直向下的匀强磁场I中，回路的圆环区域内有竖直方向的磁场II，以竖直向下为磁场II的正方向，其磁感应强度B随时间t变化的图像如图乙所示，导线的总电阻为R，圆环面积为S，ab边长为L，则下列说法正确的是（ ）
A．在0~时间内，通过ab边的电流方向先从b→a再从a→b
B．在0~时间内，流过ab边的电荷量为
C．在0~T时间内，ab边受到的安培力大小始终为
D．在0~T时间内，ab边受到的安培力方向先向右再向左
6．如图甲所示是一个“简易电动机”，一节 5 号干电池的正极向上，一块圆柱形强磁铁吸附在电池的负极，将一段裸铜导线弯成图中所示形状的线框，线框上端的弯折位置与正极良好接触，下面弯曲的两端与磁铁表面保持良好接触，放手后线框就会转动起来。该“简易电动机”的原理图如图乙所示。关于该“简易电动机”，下列说法正确的是（ ）
A．从上往下看，该“简易电动机”能逆时针旋转
B．电池的输出功率一定等于线框转动的机械功率
C．“简易电动机”转动过程中只有两条边受到安培力
D．随转动速度的增加“简易电动机”的电流逐渐减小
7．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
8．如图甲所示，同心导体圆环M、N处在同一平面内，M环的半径大于N环，若先后在两环中通有如图乙所示的电流i，电流沿顺时针方向，则下列判断正确的是（ ）
A．若在M环中通有电流，则N环中的感应电流沿逆时针方向，N环有收缩的趋势
B．若在M环中通有电流，则N环中的感应电流沿顺时针方向，N环有扩张的趋势
C．若在N环中通有电流，则M环中的感应电流沿顺时针方向，M环有收缩的趋势
D．若在N环中通有电流，则M环中的感应电流沿逆时针方向，M环有收缩的趋势
9．螺线管与电阻R构成如图所示的闭合电路，并将螺线管竖立在水平桌面上，现用一根条形磁铁迅速向下插入螺线管的过程中（ ）
A．通过电阻R的感应电流的方向由b到a，螺线管与磁铁相互排斥
B．通过电阻R的感应电流的方向由a到b，螺线管与磁铁相互吸引
C．通过电阻R的感应电流的方向由a到b，螺线管与磁铁相互排斥
D．通过电阻R的感应电流的方向由b到a，螺线管与磁铁相互吸引
10．如图所示，电磁炉是利用感应电流（涡流）的加热原理工作的．下列关于电磁炉的说法，正确的是（ ）
A．电磁炉面板采用陶瓷材料，发热部分为铁锅底部
B．电磁炉面板采用金属材料，通过面板发热加热锅内食品
C．电磁炉可用陶瓷器皿作为锅具对食品加热
D．改变电子线路的频率不能改变电磁炉的功率
11．如图所示，半径分别为2d和d的光滑半圆形圆弧导轨放在竖直面内，两圆弧圆心均在O点，导轨右端接有阻值为R的电阻。一质量为m、电阻为R、长为d的金属棒AB搭在导轨的左端且处于水平状态，金属棒AB通过绝缘轻杆连在O点的固定转轴上，两导轨间充满垂直于导轨平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场。将金属棒由静止释放，金属棒绕O点转动，不计转轴处摩擦，不计导轨电阻，金属棒转动过程中始终与导轨接触良好，当金属棒AB第一次转到竖直位置时，金属棒转动的角速度为ω，则下列说法正确的是（ ）
A．金属棒转动过程中A点电势始终高于B点
B．金属棒第一次转到竖直位置时，金属棒AB两端的电压为
C．从静止开始到金属棒第一次转到竖直位置的过程中，通过电阻R的电量为
D．从静止开始到金属棒第一次转到竖直位置的过程中，金属棒减少的重力势能等于回路中产生的焦耳热
12．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
13．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
14．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
15．如图所示为电磁炮的简化原理示意图，它由两条水平放置的平行光滑长直轨道组成。轨道间放置一个导体滑块作为弹头。当电流从一条轨道流入，经弹头从另一条轨道流回时，在两轨道间产生磁场，弹头就在安培力推动下以很大的速度射出去。不计空气阻力，将该过程中安培力近似处理为恒力，为了使弹头获得更大的速度，可适当( )
A．减小平行轨道间距 B．增大轨道中的电流
C．缩短轨道的长度 D．增大弹头的质量
二、填空题
16．导线垂直于磁场方向运动，B、l、v两两垂直时，如图所示，E=_________。
17．涡流
（1）涡流：当线圈中的___________随时间变化时，线圈附近的任何导体中都会产生感应电流，用图表示这样的感应电流，就像水中的漩涡，所以把它叫作___________，简称___________。
（2）金属块中的涡流会产生___________，利用涡流产生的___________可以冶炼金属。
18．如图，平行金属板A、C面积均为S，相距为d，在两金属板之间存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场，通过导线将两金属板与平行金属导轨相连，两导轨水平放置且处于垂直导轨平面的匀强磁场中，磁感应强度大小也为B，长为L的金属棒的两端恰好静置在水平金属导轨上，平行金属导轨电阻不计，金属棒电阻为R，在平行金属板A、C左端均匀通入质量为m、电荷量为q的等离子体，其速度均为v，已知金属板A、C之间等离子体的电阻率为ρ，开始时开关K断开，金属棒始终处于静止状态。
（1）金属板A带__________电。
（2）在开关K断开时，平行金属板A、C间产生的电势差位__________。
（3）在开关K闭合时，通过金属棒L的电流大小为__________。
（4）在开关K闭合时，金属棒L所受安培力大小为__________。
19．如图所示，图1和图2为一电动势为E的电源与阻值为R的电阻（电源内阻不计），接在两间距为l的平行导轨左端，两导轨间有垂直纸面向里磁感应强度为B的匀强磁场（未画出），图1将一导体棒垂直导轨放置，图2将一导体棒与导轨成角放置，导轨与导体棒电阻不计，则两导体棒受到的安培力__________，___________，图3和图4为一电阻连在同样相距为l的两平行导轨间，导轨间有磁感应强度为B的垂直纸面向里的匀强磁场（未画出），图3将一导体棒垂直导轨放置，图4将导体棒与导轨成角放置，两导体棒均以平行于导轨方向的速度v向右运动，则感应电动势_____（选题“>”，“<”或“=”）。
三、解答题
20．如图所示，足够长的U形导体框架的宽度，电阻可忽略不计，其所在平面与水平面成角，有一磁感应强度T的匀强磁场，方向垂直于导体框平面向上。一根质量、电阻的导体棒垂直跨放在U形框架上，某时刻起将导体棒由静止释放。已知导体棒与框架间的动摩擦因数。（，，g取）
（1）求导体棒运动过程中的最大速度；
（2）从导体棒开始下滑到速度刚达到最大时的过程中，通过导体棒横截面的电荷量，求导体棒在此过程中消耗的电能。
21．（1）有一个50匝的线圈，如果穿过它的磁通量的变化率为，求感应电动势。
（2）一个100匝的线圈，在0.5s内穿过它的磁通量增加到，求线圈中的感应电动势。
（3）一个匝数为100、面积为10cm2的线圈垂直磁场放置，在0.5s内穿过它的磁场从1T增加到9T，求线圈中的感应电动势。
22．如图甲所示，足够长的光滑平行金属导轨ab、倾斜放置，导轨间距为L，上端a、c之间接有定值电阻R，在导轨平面内有一与两导轨垂直的虚线，下方处于大小为B、方向垂直于导轨平面的匀强磁场中。一根长为L、电阻不计的金属棒垂直于两导轨放在上方的导轨上，金属棒与间的距离为d。将金属棒由静止释放，金属棒进入磁场后最终以恒定速度沿导轨下滑，金属棒下滑过程中始终与导轨垂直并与导轨接触良好。若保持其他条件不变，只改变导轨平面的倾角，且磁场方向始终垂直于导轨平面，金属棒运动的最终速度与导轨平面倾角的正弦值的关系如图乙所示，图乙中v为已知量，重力加速度为g。
（1）求金属棒的质量；
（2）若金属棒刚进入磁场时的加速度为零，求此时导轨平面倾角的正弦值；
（3）当导轨平面的倾角为时，金属棒进入磁场后运动到距离为x处开始匀速运动，求从金属棒由静止释放到开始匀速运动的过程中，电路中产生的焦耳热。
23．如图所示，两固定的平行、光滑金属导轨足够长且电阻不计，两导轨与水平面夹角，导轨间距。有一有界匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直导轨平面向下，其上，下边界、均水平且间距为。有质量均为、接入导轨间电阻均为、长度相同的水平导体棒a、b，在边界上方距的距离均为处先后由静止释放导体棒a、b，先释放a，a刚进入磁场即做匀速运动，此时释放b，两导体棒与导轨始终保持良好接触。求：
（1）磁感应强度B的大小；
（2）导体棒a运动到下边界时的速度大小。
（3）若导体棒a、b先后离开下边界的时间间隔（b离开边界时速度一直没达到稳定），且b离开磁场下边界的瞬时计为，此时在下方区域加上一与导轨平面垂直向下的随时间变化的磁场，时该磁场磁感应强度为，为使导体棒a、b中不产生感应电流，则随t变化的表达式。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【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。
2．C
【详解】
当磁铁N极向下运动时，导致向下穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律可知，线圈产生的感应磁场方向与原磁场方向相反，再由安培定则可知感应电流方向沿线圈盘旋而下，由于线圈相当于电源，则流过的电流方向由b到a，线圈对电容器充电，使得下极板带正电，上极板带负电，C正确，ABD错误；
故选C。
3．A
【详解】
A．根据电荷量的计算公式可得
故A正确；
B．根据右手定则可知金属杆中的电流方向由a指向b，故B错误；
C．根据能量关系可知，金属杆因摩擦产生的热量等于
故C错误；
D．金属杆损失的机械能等于电阻R产生的焦耳热与由于摩擦产生的热之和，故D错误。
故选A。
4．C
【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。
5．C
【详解】
A．在0~时间内，磁感应强度先向下减小再反向增大，由楞次定律可知，感应电流方向不变，均由b→a，A错误；
B．0~时间内，回路产生的感应电动势为
感应电流为
流过ab边的电荷量为
联立可得
B错误；
C．因在0~T时间内
大小不变，则感应电流大小
不变，ab边通过的电流大小恒定，故受到的安培力大小恒为
联立可解得
C正确。
D．在0~时间内，由左手定则可知，ab边受到的安培力方向水平向左，~T时间内，ab边的电流由a→b，受到的安培力方向水平向右，D错误；
故选C。
6．D
【详解】
A．线框的上下两条边受到安培力的作用而发生转动的，根据左手定则可以判断从上往下看，线框将做顺时针转动，A错误；
B．电池输出的电动率一部分用来用于线框的发热功率，一部分提供线框转动的机械功率，所以电池输出的电功率大于线框旋转的机械功率，B错误；
C．“简易电动机”转动过程中，线框会有四条边都受到安培力的作用，C错误；
D．一开始，线圈相当于纯电阻，电阻较小，电流较大；随转动速度的增加时，因导线切割磁感应线，产生的感应电流逐渐增大且与电源电流方向相反，则线框电流逐渐减小，D正确。
故选D。
7．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。
8．A
【详解】
AB．若在M环通有电流，则穿过N环的磁通量垂直纸面向里，逐渐增大，故N环中的感应电流沿逆时针方向，N环受到沿半径向里的安培力，有收缩的趋势，选项A正确，B错误；
CD．若在N环通有电流，则穿过M环的磁通量垂直纸面向里，逐渐增大，M环中感应电流沿逆时针方向，M环受到沿半径向外的安培力，有扩张的趋势，选项CD错误。
故选A。
9．A
【详解】
当磁铁向下运动时，穿过线圈的磁通量变大，原磁场方向向上，所以感应磁场方向向下，根据右手螺旋定则，大拇指表示感应磁场的方向，弯曲的四指表示感应电流的方向，即通过电阻的电流方向为，根据楞次定律来拒去留”可判断线圈对磁铁的作用是阻碍作用，故磁铁与线圈相互排斥综上所述，故A正确，BCD错误。
故选A。
10．A
【详解】
AB．电磁炉的上表面如果用金属材料制成，使用电磁炉时，上表面材料发生电磁感应要损失电能，电磁炉上表面要用绝缘材料制作，发热部分为铁锅底部，故A正确，B错误；
C．电磁炉产生变化的电磁场，导致加热锅底出现涡流，从而产生热量，所以电磁炉不能用陶瓷器皿作为锅具对食品加热，故C错误；
D．锅体中涡流的强弱与磁场变化的频率有关，可通过改变电子线路的频率来改变电磁炉的功率，故D错误。
故选A。
11．C
【详解】
A．金属棒转动过程中，切割磁感线逆时针转动，根据右手定则，可以判断出A点电势始终低于B点，A错误；
B．金属棒第一次转到竖直位置时，转动的角速度为，则电动势
此时AB两端的电压为路端电压，则有
B错误；
C．从静止开始到金属棒第一次转到竖直位置的过程中，通过电阻R的电量为
C正确；
D．根据能量守恒可知，减少的重力势能等于回路中产生的焦耳热和金属棒的动能之和，故D错误。
故选C。
12．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。
13．A
【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。
14．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。
15．B
【详解】
A．根据题意，安培力做的功等于弹头获得的动能，轨道间距减小，安培力减小，安培力做功减小，弹头获得动能减小，速度减小，故A错误；
B．增大轨道中电流，安培力增大，安培力做功增大，弹头获得动能增大，速度增大，故B正确；
C．缩短轨道长度，安培力做功减小，弹头获得动能减小，速度减小，故C错误；
D．只增大弹头质量，安培力做功不变，弹头获得动能不变，所以速度减小，故D错误。
故选B。
16．Blv
略
17． 电流 涡电流 涡流 热量 热量
【详解】
略
18． 负电 Bdv
【详解】
（1）[1]由左手定则可知，金属板A带负电，A项错误；
（2）[2]在开关K断开时，设金属板A、C间电势差为，则有
得
（3）[3]在开关闭合时，电流通过金属板A、C间电阻为
由闭合电路欧姆定律得
（4）[4]在开关K闭合时，金属棒L所受安培力为
19． =
【详解】
[1] 图1中，通过导体棒的电流
图1中导体棒受到的安培力
[2] 图2中，通过导体棒的电流
图2中导体棒的长度为
导体棒受到的安培力
[3] 图3中导体棒产生的感应电动势
图4中导体棒有效切割长度为l，导体棒产生的感应电动势
则感应电动势等于
20．（1）5m/s；（2）3J
【详解】
（1）导体棒在运动过程中，做切割磁感线运动，产生感应电流，则会受到一个与运动方向相反的安培力，对其受力分析如下图所示
根据法拉第电磁感应定律，可得此时的感应电动势为
根据闭合电路欧姆定律可得，此时的感应电流为
此时的安培力为
当导体棒达到最大速度时，导体棒所受合力为零，则有
带入数据，联立解得，导体棒运动过程中的最大速度为
（2）从导体棒开始下滑到速度刚达到最大时的过程中，通过导体棒横截面的电荷量为
带入数据解得，从导体棒开始下滑到速度刚达到最大时的过程中，导体棒移动的位移为
根据能量守恒可得
带入数据解得，导体棒在此过程中消耗的电能为
21．（1）；（2）；（3）
【详解】
（1）线圈匝数为
磁通量变化率为
根据法拉第电磁感应定律可得
（2）磁通量变化率为
线圈匝数为
根据法拉第电磁感应定律
（3）线圈匝数为
磁通量的变化率为
根据法拉第电磁感应定律
22．（1）；（2）；（3）
【详解】
（1）当金属棒进入磁场中速度达到最大时
此时电流
安培力
金属棒匀速运动
由题图乙知，当
时，速度最大为v，联立解得
（2）金属棒进入磁场前，由牛顿第二定律
金属棒进入磁场时做匀变速直线运动，则金属棒进入磁场时的速度为
金属棒刚进入磁场时加速度为零，即
解得
（3）当金属棒达到最大速度v2时
由题图乙知此时的最大速度
由功能关系得
解得
23．（1）；（2）；（3）
【详解】
（1）a进入磁场前做匀加速运动，根据牛顿第二定律
a刚进入磁场即做匀速运动，设速度为
根据题意有
，，
根据平衡条件
联立代入数据解得
（2）从b进入磁场开始，a、b产生的感应电动势抵消，所以
a、b均做匀加速运动，此时a距距离为，且
根据
解得导体棒a运动到下边界时的速度大小
（3）a刚离开时，b距距离为，以速度开始做变减速运动。
对b，以沿轨道向下为正，由动量定理
又有
，
解得
a离开磁场后做匀加速运动
此时a、b间距
因为感应电流为0，所以a、b不受安培力，此时加速度相同，均为，则a相对b做匀速直线运动
因为磁通量不变，所以
所以
答案第1页，共2页
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一、单选题
1．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、
2．电阻、电容器与一个线圈连成闭合回路，条形磁铁静止在线圈的正上方，N极朝下，如图所示，现使磁铁开始自由下落，在N极接近线圈上端过程中，流过的电流方向和电容器极板的带电情况是（ ）
A．从a到b，上极板带正电
B．从a到b，下极板带正电
C．从b到a，上极板带负电
D．从b到a，下极板带负电
3．如图所示，一平行金属轨道平面与水平面成θ角，两轨道宽为L，上端用一电阻R相连，该装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于轨道平面向上。质量为m的金属杆ab以初速度v0从轨道底端向上滑行，达到最大高度h后保持静止。若运动过程中金属杆始终保持与导轨垂直且接触良好，轨道与金属杆的电阻均忽略不计。关于上滑过程，下列说法正确的是（ ）
A．通过电阻R的电量为
B．金属杆中的电流方向由b指向a
C．金属杆因摩擦产生的热量等于
D．金属杆损失的机械能等于电阻R产生的焦耳热
4．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
5．将一段导线绕成如图甲所示的闭合回路，并固定在水平面内。回路的ab边置于磁感应强度大小为、方向竖直向下的匀强磁场I中，回路的圆环区域内有竖直方向的磁场II，以竖直向下为磁场II的正方向，其磁感应强度B随时间t变化的图像如图乙所示，导线的总电阻为R，圆环面积为S，ab边长为L，则下列说法正确的是（ ）
A．在0~时间内，通过ab边的电流方向先从b→a再从a→b
B．在0~时间内，流过ab边的电荷量为
C．在0~T时间内，ab边受到的安培力大小始终为
D．在0~T时间内，ab边受到的安培力方向先向右再向左
6．如图甲所示是一个“简易电动机”，一节 5 号干电池的正极向上，一块圆柱形强磁铁吸附在电池的负极，将一段裸铜导线弯成图中所示形状的线框，线框上端的弯折位置与正极良好接触，下面弯曲的两端与磁铁表面保持良好接触，放手后线框就会转动起来。该“简易电动机”的原理图如图乙所示。关于该“简易电动机”，下列说法正确的是（ ）
A．从上往下看，该“简易电动机”能逆时针旋转
B．电池的输出功率一定等于线框转动的机械功率
C．“简易电动机”转动过程中只有两条边受到安培力
D．随转动速度的增加“简易电动机”的电流逐渐减小
7．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
8．如图甲所示，同心导体圆环M、N处在同一平面内，M环的半径大于N环，若先后在两环中通有如图乙所示的电流i，电流沿顺时针方向，则下列判断正确的是（ ）
A．若在M环中通有电流，则N环中的感应电流沿逆时针方向，N环有收缩的趋势
B．若在M环中通有电流，则N环中的感应电流沿顺时针方向，N环有扩张的趋势
C．若在N环中通有电流，则M环中的感应电流沿顺时针方向，M环有收缩的趋势
D．若在N环中通有电流，则M环中的感应电流沿逆时针方向，M环有收缩的趋势
9．螺线管与电阻R构成如图所示的闭合电路，并将螺线管竖立在水平桌面上，现用一根条形磁铁迅速向下插入螺线管的过程中（ ）
A．通过电阻R的感应电流的方向由b到a，螺线管与磁铁相互排斥
B．通过电阻R的感应电流的方向由a到b，螺线管与磁铁相互吸引
C．通过电阻R的感应电流的方向由a到b，螺线管与磁铁相互排斥
D．通过电阻R的感应电流的方向由b到a，螺线管与磁铁相互吸引
10．如图所示，电磁炉是利用感应电流（涡流）的加热原理工作的．下列关于电磁炉的说法，正确的是（ ）
A．电磁炉面板采用陶瓷材料，发热部分为铁锅底部
B．电磁炉面板采用金属材料，通过面板发热加热锅内食品
C．电磁炉可用陶瓷器皿作为锅具对食品加热
D．改变电子线路的频率不能改变电磁炉的功率
11．如图所示，半径分别为2d和d的光滑半圆形圆弧导轨放在竖直面内，两圆弧圆心均在O点，导轨右端接有阻值为R的电阻。一质量为m、电阻为R、长为d的金属棒AB搭在导轨的左端且处于水平状态，金属棒AB通过绝缘轻杆连在O点的固定转轴上，两导轨间充满垂直于导轨平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场。将金属棒由静止释放，金属棒绕O点转动，不计转轴处摩擦，不计导轨电阻，金属棒转动过程中始终与导轨接触良好，当金属棒AB第一次转到竖直位置时，金属棒转动的角速度为ω，则下列说法正确的是（ ）
A．金属棒转动过程中A点电势始终高于B点
B．金属棒第一次转到竖直位置时，金属棒AB两端的电压为
C．从静止开始到金属棒第一次转到竖直位置的过程中，通过电阻R的电量为
D．从静止开始到金属棒第一次转到竖直位置的过程中，金属棒减少的重力势能等于回路中产生的焦耳热
12．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
13．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
14．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
15．如图所示为电磁炮的简化原理示意图，它由两条水平放置的平行光滑长直轨道组成。轨道间放置一个导体滑块作为弹头。当电流从一条轨道流入，经弹头从另一条轨道流回时，在两轨道间产生磁场，弹头就在安培力推动下以很大的速度射出去。不计空气阻力，将该过程中安培力近似处理为恒力，为了使弹头获得更大的速度，可适当( )
A．减小平行轨道间距 B．增大轨道中的电流
C．缩短轨道的长度 D．增大弹头的质量
二、填空题
16．导线垂直于磁场方向运动，B、l、v两两垂直时，如图所示，E=_________。
17．涡流
（1）涡流：当线圈中的___________随时间变化时，线圈附近的任何导体中都会产生感应电流，用图表示这样的感应电流，就像水中的漩涡，所以把它叫作___________，简称___________。
（2）金属块中的涡流会产生___________，利用涡流产生的___________可以冶炼金属。
18．如图，平行金属板A、C面积均为S，相距为d，在两金属板之间存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场，通过导线将两金属板与平行金属导轨相连，两导轨水平放置且处于垂直导轨平面的匀强磁场中，磁感应强度大小也为B，长为L的金属棒的两端恰好静置在水平金属导轨上，平行金属导轨电阻不计，金属棒电阻为R，在平行金属板A、C左端均匀通入质量为m、电荷量为q的等离子体，其速度均为v，已知金属板A、C之间等离子体的电阻率为ρ，开始时开关K断开，金属棒始终处于静止状态。
（1）金属板A带__________电。
（2）在开关K断开时，平行金属板A、C间产生的电势差位__________。
（3）在开关K闭合时，通过金属棒L的电流大小为__________。
（4）在开关K闭合时，金属棒L所受安培力大小为__________。
19．如图所示，图1和图2为一电动势为E的电源与阻值为R的电阻（电源内阻不计），接在两间距为l的平行导轨左端，两导轨间有垂直纸面向里磁感应强度为B的匀强磁场（未画出），图1将一导体棒垂直导轨放置，图2将一导体棒与导轨成角放置，导轨与导体棒电阻不计，则两导体棒受到的安培力__________，___________，图3和图4为一电阻连在同样相距为l的两平行导轨间，导轨间有磁感应强度为B的垂直纸面向里的匀强磁场（未画出），图3将一导体棒垂直导轨放置，图4将导体棒与导轨成角放置，两导体棒均以平行于导轨方向的速度v向右运动，则感应电动势_____（选题“>”，“<”或“=”）。
三、解答题
20．如图所示，足够长的U形导体框架的宽度，电阻可忽略不计，其所在平面与水平面成角，有一磁感应强度T的匀强磁场，方向垂直于导体框平面向上。一根质量、电阻的导体棒垂直跨放在U形框架上，某时刻起将导体棒由静止释放。已知导体棒与框架间的动摩擦因数。（，，g取）
（1）求导体棒运动过程中的最大速度；
（2）从导体棒开始下滑到速度刚达到最大时的过程中，通过导体棒横截面的电荷量，求导体棒在此过程中消耗的电能。
21．（1）有一个50匝的线圈，如果穿过它的磁通量的变化率为，求感应电动势。
（2）一个100匝的线圈，在0.5s内穿过它的磁通量增加到，求线圈中的感应电动势。
（3）一个匝数为100、面积为10cm2的线圈垂直磁场放置，在0.5s内穿过它的磁场从1T增加到9T，求线圈中的感应电动势。
22．如图甲所示，足够长的光滑平行金属导轨ab、倾斜放置，导轨间距为L，上端a、c之间接有定值电阻R，在导轨平面内有一与两导轨垂直的虚线，下方处于大小为B、方向垂直于导轨平面的匀强磁场中。一根长为L、电阻不计的金属棒垂直于两导轨放在上方的导轨上，金属棒与间的距离为d。将金属棒由静止释放，金属棒进入磁场后最终以恒定速度沿导轨下滑，金属棒下滑过程中始终与导轨垂直并与导轨接触良好。若保持其他条件不变，只改变导轨平面的倾角，且磁场方向始终垂直于导轨平面，金属棒运动的最终速度与导轨平面倾角的正弦值的关系如图乙所示，图乙中v为已知量，重力加速度为g。
（1）求金属棒的质量；
（2）若金属棒刚进入磁场时的加速度为零，求此时导轨平面倾角的正弦值；
（3）当导轨平面的倾角为时，金属棒进入磁场后运动到距离为x处开始匀速运动，求从金属棒由静止释放到开始匀速运动的过程中，电路中产生的焦耳热。
23．如图所示，两固定的平行、光滑金属导轨足够长且电阻不计，两导轨与水平面夹角，导轨间距。有一有界匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直导轨平面向下，其上，下边界、均水平且间距为。有质量均为、接入导轨间电阻均为、长度相同的水平导体棒a、b，在边界上方距的距离均为处先后由静止释放导体棒a、b，先释放a，a刚进入磁场即做匀速运动，此时释放b，两导体棒与导轨始终保持良好接触。求：
（1）磁感应强度B的大小；
（2）导体棒a运动到下边界时的速度大小。
（3）若导体棒a、b先后离开下边界的时间间隔（b离开边界时速度一直没达到稳定），且b离开磁场下边界的瞬时计为，此时在下方区域加上一与导轨平面垂直向下的随时间变化的磁场，时该磁场磁感应强度为，为使导体棒a、b中不产生感应电流，则随t变化的表达式。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【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。
2．C
【详解】
当磁铁N极向下运动时，导致向下穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律可知，线圈产生的感应磁场方向与原磁场方向相反，再由安培定则可知感应电流方向沿线圈盘旋而下，由于线圈相当于电源，则流过的电流方向由b到a，线圈对电容器充电，使得下极板带正电，上极板带负电，C正确，ABD错误；
故选C。
3．A
【详解】
A．根据电荷量的计算公式可得
故A正确；
B．根据右手定则可知金属杆中的电流方向由a指向b，故B错误；
C．根据能量关系可知，金属杆因摩擦产生的热量等于
故C错误；
D．金属杆损失的机械能等于电阻R产生的焦耳热与由于摩擦产生的热之和，故D错误。
故选A。
4．C
【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。
5．C
【详解】
A．在0~时间内，磁感应强度先向下减小再反向增大，由楞次定律可知，感应电流方向不变，均由b→a，A错误；
B．0~时间内，回路产生的感应电动势为
感应电流为
流过ab边的电荷量为
联立可得
B错误；
C．因在0~T时间内
大小不变，则感应电流大小
不变，ab边通过的电流大小恒定，故受到的安培力大小恒为
联立可解得
C正确。
D．在0~时间内，由左手定则可知，ab边受到的安培力方向水平向左，~T时间内，ab边的电流由a→b，受到的安培力方向水平向右，D错误；
故选C。
6．D
【详解】
A．线框的上下两条边受到安培力的作用而发生转动的，根据左手定则可以判断从上往下看，线框将做顺时针转动，A错误；
B．电池输出的电动率一部分用来用于线框的发热功率，一部分提供线框转动的机械功率，所以电池输出的电功率大于线框旋转的机械功率，B错误；
C．“简易电动机”转动过程中，线框会有四条边都受到安培力的作用，C错误；
D．一开始，线圈相当于纯电阻，电阻较小，电流较大；随转动速度的增加时，因导线切割磁感应线，产生的感应电流逐渐增大且与电源电流方向相反，则线框电流逐渐减小，D正确。
故选D。
7．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。
8．A
【详解】
AB．若在M环通有电流，则穿过N环的磁通量垂直纸面向里，逐渐增大，故N环中的感应电流沿逆时针方向，N环受到沿半径向里的安培力，有收缩的趋势，选项A正确，B错误；
CD．若在N环通有电流，则穿过M环的磁通量垂直纸面向里，逐渐增大，M环中感应电流沿逆时针方向，M环受到沿半径向外的安培力，有扩张的趋势，选项CD错误。
故选A。
9．A
【详解】
当磁铁向下运动时，穿过线圈的磁通量变大，原磁场方向向上，所以感应磁场方向向下，根据右手螺旋定则，大拇指表示感应磁场的方向，弯曲的四指表示感应电流的方向，即通过电阻的电流方向为，根据楞次定律来拒去留”可判断线圈对磁铁的作用是阻碍作用，故磁铁与线圈相互排斥综上所述，故A正确，BCD错误。
故选A。
10．A
【详解】
AB．电磁炉的上表面如果用金属材料制成，使用电磁炉时，上表面材料发生电磁感应要损失电能，电磁炉上表面要用绝缘材料制作，发热部分为铁锅底部，故A正确，B错误；
C．电磁炉产生变化的电磁场，导致加热锅底出现涡流，从而产生热量，所以电磁炉不能用陶瓷器皿作为锅具对食品加热，故C错误；
D．锅体中涡流的强弱与磁场变化的频率有关，可通过改变电子线路的频率来改变电磁炉的功率，故D错误。
故选A。
11．C
【详解】
A．金属棒转动过程中，切割磁感线逆时针转动，根据右手定则，可以判断出A点电势始终低于B点，A错误；
B．金属棒第一次转到竖直位置时，转动的角速度为，则电动势
此时AB两端的电压为路端电压，则有
B错误；
C．从静止开始到金属棒第一次转到竖直位置的过程中，通过电阻R的电量为
C正确；
D．根据能量守恒可知，减少的重力势能等于回路中产生的焦耳热和金属棒的动能之和，故D错误。
故选C。
12．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。
13．A
【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。
14．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。
15．B
【详解】
A．根据题意，安培力做的功等于弹头获得的动能，轨道间距减小，安培力减小，安培力做功减小，弹头获得动能减小，速度减小，故A错误；
B．增大轨道中电流，安培力增大，安培力做功增大，弹头获得动能增大，速度增大，故B正确；
C．缩短轨道长度，安培力做功减小，弹头获得动能减小，速度减小，故C错误；
D．只增大弹头质量，安培力做功不变，弹头获得动能不变，所以速度减小，故D错误。
故选B。
16．Blv
略
17． 电流 涡电流 涡流 热量 热量
【详解】
略
18． 负电 Bdv
【详解】
（1）[1]由左手定则可知，金属板A带负电，A项错误；
（2）[2]在开关K断开时，设金属板A、C间电势差为，则有
得
（3）[3]在开关闭合时，电流通过金属板A、C间电阻为
由闭合电路欧姆定律得
（4）[4]在开关K闭合时，金属棒L所受安培力为
19． =
【详解】
[1] 图1中，通过导体棒的电流
图1中导体棒受到的安培力
[2] 图2中，通过导体棒的电流
图2中导体棒的长度为
导体棒受到的安培力
[3] 图3中导体棒产生的感应电动势
图4中导体棒有效切割长度为l，导体棒产生的感应电动势
则感应电动势等于
20．（1）5m/s；（2）3J
【详解】
（1）导体棒在运动过程中，做切割磁感线运动，产生感应电流，则会受到一个与运动方向相反的安培力，对其受力分析如下图所示
根据法拉第电磁感应定律，可得此时的感应电动势为
根据闭合电路欧姆定律可得，此时的感应电流为
此时的安培力为
当导体棒达到最大速度时，导体棒所受合力为零，则有
带入数据，联立解得，导体棒运动过程中的最大速度为
（2）从导体棒开始下滑到速度刚达到最大时的过程中，通过导体棒横截面的电荷量为
带入数据解得，从导体棒开始下滑到速度刚达到最大时的过程中，导体棒移动的位移为
根据能量守恒可得
带入数据解得，导体棒在此过程中消耗的电能为
21．（1）；（2）；（3）
【详解】
（1）线圈匝数为
磁通量变化率为
根据法拉第电磁感应定律可得
（2）磁通量变化率为
线圈匝数为
根据法拉第电磁感应定律
（3）线圈匝数为
磁通量的变化率为
根据法拉第电磁感应定律
22．（1）；（2）；（3）
【详解】
（1）当金属棒进入磁场中速度达到最大时
此时电流
安培力
金属棒匀速运动
由题图乙知，当
时，速度最大为v，联立解得
（2）金属棒进入磁场前，由牛顿第二定律
金属棒进入磁场时做匀变速直线运动，则金属棒进入磁场时的速度为
金属棒刚进入磁场时加速度为零，即
解得
（3）当金属棒达到最大速度v2时
由题图乙知此时的最大速度
由功能关系得
解得
23．（1）；（2）；（3）
【详解】
（1）a进入磁场前做匀加速运动，根据牛顿第二定律
a刚进入磁场即做匀速运动，设速度为
根据题意有
，，
根据平衡条件
联立代入数据解得
（2）从b进入磁场开始，a、b产生的感应电动势抵消，所以
a、b均做匀加速运动，此时a距距离为，且
根据
解得导体棒a运动到下边界时的速度大小
（3）a刚离开时，b距距离为，以速度开始做变减速运动。
对b，以沿轨道向下为正，由动量定理
又有
，
解得
a离开磁场后做匀加速运动
此时a、b间距
因为感应电流为0，所以a、b不受安培力，此时加速度相同，均为，则a相对b做匀速直线运动
因为磁通量不变，所以
所以
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