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 | 876.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-14 05:46:00 | ||
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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，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
2．如图所示，A为水平放置的胶木圆盘，在其侧面均匀分布着负电荷，在A的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环B，使B的环面水平且与圆盘面平行，其轴线与胶木盘A的轴线OO′重合。现使胶木盘A由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动，则（ ）
A．金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力增大
B．金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力减小
C．金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力减小
D．金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力增大
3．如图所示是一水平放置的绝缘环形管，管内壁光滑，内有一直径略小于管内径的带正电的小球，开始时小球静止。有一变化的磁场竖直向下穿过管所在的平面，磁感应强度B随时间成正比例增大，设小球的带电量不变，则（ ）
A．顺着磁场方向看，小球受顺时针方向的力，沿顺时针方向运动
B．顺着磁场方向看，小球受顺时针方向的力，沿逆时针方向运动
C．顺着磁场方向看，小球受逆时针方向的力，沿逆时针方向运动
D．小球不受力，不运动
4．如图，半径为L的半圆弧轨道PQS固定，电阻忽略不计，O为圆心。OM是可绕O转动的金属杆，M端位于PQS上，OM与轨道接触良好，OM金属杆的电阻值是OP金属杆电阻值的一半。空间存在如图的匀强磁场，磁感应强度的大小为B；现使OM从OS位置以恒定的角速度顺时针转到OQ位置，则该过程中（ ）
A．回路中M点电势高于O点电势
B．回路中电流方向沿
C．MO两点的电压
D．MO两点的电压
5．如图所示，两个线圈套在同一铁芯上，左侧线圈与导轨相连接，导体棒可在导轨上滑动，磁场方向垂直纸面向里，以下说法正确的是（ ）
A．棒匀速向右滑，点电势高
B．棒匀加速右滑，点电势高
C．棒匀减速右滑，点电势高
D．棒匀加速向左滑，点电势高
6．穿过一单匝线圈的磁通量随时间变化的规律如图所示，图像是关于过C与横轴垂直的虚线对称的抛物线。则下列说法正确的是（ ）
A．线圈中0时刻感应电动势为0
B．线圈中C时刻感应电动势为0
C．线圈中A时刻感应电动势最大
D．线圈从0至C时间内平均感应电动势为0.04V
7．在北半球，地磁场的竖直分量向下。歼-20战斗机在我国上空巡航，机翼水平，由于地磁场的作用，机翼上有电势差，设飞行员左方机翼末端处的电势为1，右方机翼末端处的电势为2，若歼-20（ ）
A．从南往北飞，1比2低 B．从东往西飞，1比2低
C．从北往南飞，1比2低 D．从西往东飞，1比2高
8．如图所示，光滑绝缘的水平面上，有一长直导线与新月形金属导线框，直导线固定，导线框可以在水平面上自由移动。开始导线框的对称轴MN与直导线垂直。t=0时给直导线通交变电流，规定图示方向为电流正方向。下列关于导线框的说法正确的是（ ）
A．在0~时间内，导线框中产生顺时针方向的感应电流
B．在~时间内，导线框有面积缩小的趋势
C．在时导线框受到的安培力最大
D．在0~时间内，导线框将沿MN方向向右平动
9．电子电路是由最基本的电子元器件如电阻、电容、电感等组成，以此来实现不同的设计需求。如图所示电路中，L为自感系数很大的电感线圈，其直流电阻不计，A、B为两相同灯泡，则（ ）
A．闭合开关S后，A先亮，B后亮
B．闭合开关S后，A先亮，然后缓慢变暗
C．断开开关S后，A和B都闪亮后逐渐熄灭
D．断开开关S后，A立即熄灭，B灯闪亮后逐渐熄灭
10．如图所示，导体ab是金属线框的一个可动边，ab边长L=0.4m，磁场的磁感应强度B=0.1T，当ab边以速度v=5m/s向右匀速移动时，下列判断正确的是（ ）
A．感应电流的方向由a到b，感应电动势的大小为0.2V
B．感应电流的方向由a到b，感应电动势的大小为0.4V
C．感应电流的方向由b到a，感应电动势的大小为0.2V
D．感应电流的方向由b到a，感应电动势的大小为0.4V
11．如图所示，水平地面上方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，两个质量相等边长不等的单匝闭合正方形线圈Ⅰ和Ⅱ，分别用相同材料，不同粗细的导线绕制（Ⅰ为细导线）。两线圈在距磁场上界面高处由静止开始自由下落，再进入磁场，最后落到地面。运动过程中，线圈平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界。设线圈Ⅰ、Ⅱ落地时的速度大小分别为、，在磁场中运动时产生的热量分别为、。不计空气阻力，则（ ）
A．v1＞v2，Q1＜Q2 B．v1＝v2，Q1＝Q2
C．v1＜v2，Q1＞Q2 D．不能确定
12．闭合线框，自某高度自由下落时穿过一个有界的匀强磁场，当它经过如图所示的三个位置时，对感应电流的方向，受力，加速度描述正确的是（ ）
A．经过Ⅰ时，，受到的安培力向上，加速度一定小于
B．经过Ⅱ时，，不受安培力，加速度等于
C．经过Ⅱ时，无感应电流，加速度等于
D．经过Ⅲ时，，受到的安培力向下，加速度一定大于
13．如图所示，L是自感系数很大的线圈，但其自身的直流电阻可以忽略不计，A和B是两个相同的小灯泡。下列说法正确的是（ ）
A．闭合开关S后，灯泡A亮度一直保持不变
B．闭合开关S后，灯泡B亮度一直保持不变
C．再断开开关S后，灯泡A逐渐变暗，直到熄灭
D．再断开开关S后，灯泡B由暗变亮再逐渐熄灭
14．如图中的四个图分别表示闭合电路中一部分直导线在匀强磁场中运动发电，其中关于磁场方向、导体棒的速度v和电路中产生的感应电流I的相互关系正确的是（ ）
A． B．
C． D．
15．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
二、填空题
16．当导体在______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______导体的运动，这种现象称为电磁阻尼。
17．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__________。
18．如图所示，L是一带铁芯的自感线圈，其直流电阻为零，电路中A和B是二个完全相同的灯泡。当开关S闭合一段时间，电路稳定时，A灯_________（填“亮”或“不亮”），当开关S断开瞬间，a点电势比b点电势________（填“高”或“低”）。
19．感生电场：
______认为：磁场变化时会在空间激发一种______，这种电场叫作感生电场。
三、解答题
20．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。
21．如图甲所示，环形线圈的匝数n＝200匝，它的两个端点a和b间接有一个阻值为48Ω的电阻，线圈内存在方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B的变化规律如图乙所示，其中线圈面积S＝0.05m2，线圈中的电阻为2Ω。求：
（1）电阻R通过的电流方向？
（2）线圈中产生的感应电动势大小？
（3）在10秒钟的时间内通过电阻R的电荷量q？
22．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。
23．如图所示，空间存在B=0.5T、方向竖直向下的匀强磁场，MN、PQ是水平放置的平行长直导轨，其间距L=0.2m，R=0.3Ω的电阻接在导轨一端，ab是跨接在导轨上质量m=0.1kg、接入电路的电阻r=0.1Ω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ab棒施加一个大小为F=0.45N、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ab棒始终保持与导轨垂直且接触良好。（g=10m/s2）
（1）分析导体棒的运动性质；
（2）求导体棒所能达到的最大速度；
（3）试定性画出导体棒运动的速度－时间图象。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．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。
2．B
【详解】
胶木盘A由静止开始绕其轴线按箭头所示方向加速转动，形成环形电流，环形电流的大小增大，根据右手螺旋定则知，通过B线圈的磁通量向下，且增大，根据楞次定律的另一种表述，引起的机械效果阻碍磁通量的增大，知金属环的面积有缩小的趋势，且有向上的运动趋势，所以丝线的拉力减小，故B正确，ACD错误。
故选B。
3．C
【详解】
因为绝缘环形管面内有均匀增大的磁场，在其周围会产生稳定的涡旋电场，对带电小球做功，由楞次定律判断电场方向为逆时针方向。在电场力作用下，带正电小球沿逆时针方向运动，C正确；ABD错误。
故选C。
4．A
【详解】
AB．由右手定则可知，回路中电流方向沿，回路中M点电势高于O点电势，选项A正确，B错误；
CD． 感应电动势
设MO电阻为R，则PO电阻为2R，MO两点的电压
选项CD错误。
故选A。
5．B
【详解】
A．ab棒匀速向右滑时，产生的感应电流是恒定的，穿过右侧线圈的磁通量无变化，cd中没有电流流过，故A错误；
B．ab棒匀加速右滑时，左线圈中向下的磁场增加，右线圈向上的磁场增加，感应电流产生向下的磁场，电流从d通过电灯到c，d点电势高，故B正确；
C．ab棒匀减速右滑，左线圈中向下的磁场减弱，右线圈向上的磁场减弱，感应电流产生向上的磁场，电流从c通过电灯到d，c点电势高，故C错误；
D．ab棒匀加速左滑，左线圈中向上的磁场增加，右线圈向下的磁场增加，感应电流产生向上的磁场，电流从c通过电灯到d，c点电势高，故D错误。
故选B。
6．B
【详解】
AC．线圈中0时刻图像切线的斜率最大，则磁通量的变化率最大，则感应电动势最大，故AC错误；
B．线圈中C时刻磁通的变化率为零，则感应电动势为0，故B正确；
D．线圈从0至C时间内平均感应电动势为
故D错误。
故选B。
7．D
【详解】
在我国上空地磁场有竖直向下的分量，歼-20战斗机在我国上空巡航时，水平机翼切割磁感线，根据右手定则，无论飞机向什么方向运动，对飞行员而言，左方机翼的末端电势总是高于右方机翼的末端，即1总比2高。
故选D。
8．D
【详解】
A．在0~时间内，直导线中的电流正向增大，导线框中向里的磁通量增大，由楞次定律可知，线框中产生逆时针方向的感应电流，故A错误；
B．在~时间内，导线框中磁通量减小，其面积有扩大的趋势，故B错误；
C．在时直导线中电流变化率为零，导线框中感应电流为零，受到的安培力为零，故C错误；
D．在0~时间内，导线框受到安培力沿对称轴向右，线框向右加速运动，故D正确。
故选D。
9．D
【详解】
AB．闭合开关S后，L中虽然会产生自感电动势阻碍通过线圈的电流增大，但不会影响到A、B两灯发光，所以A、B两灯同时亮。当电路中电流稳定时，L相当于导线，此时B被短路，所以B先亮，然后缓慢变暗，故AB错误；
CD．断开开关S后，通过A灯的电流瞬间变为零，所以A立即熄灭，而L中会产生自感电动势阻碍通过线圈的电流减小，此时L与B在同一回路中，所以B灯闪亮后逐渐熄灭，故C错误，D正确。
故选D。
10．C
【详解】
根据右手定则可知, 感应电流的方向由b到a,又由代入数据可得，感应电动势的大小为0.2V,C正确;
故选C。
11．C
【详解】
两线圈从同一高度下落，到达磁场边界时具有相同的速度，设为v，设线圈的边长为L，横截面积为S，电阻率为ρ，质量为m。
线圈切割磁感线产生感应电流时，受到磁场的安培力大小为
由电阻定律有
当线圈的下边刚进入磁场时其加速度为
根据
知m和ρ密相等，则LS相等，所以可得加速度 a相等
所以线圈Ⅰ和Ⅱ进入磁场的过程先同步运动，由于两线圈质量质量，Ⅰ为细导线，Ⅰ的边长长，当Ⅱ线圈刚好全部进入磁场中时，Ⅰ线圈由于边长较长还没有全部进入磁场。Ⅱ线圈完全进入磁场后做加速度为g的匀加速运动，而Ⅰ线圈仍在做加速度小于g的变加速运动，再做加速度为g的匀加速运动，所以落地速度
由能量守恒可得
H是磁场区域的高度，因为v1＜v2，其他相等，所以
故C正确，ABD错误。
故选C。
12．C
【详解】
A．线框经过Ⅰ时，线圈磁通量增加，根据楞次定律可知线圈中的感应电流方向为逆时针，即，根据左手定则可知线圈受到的安培力向上，安培力与重力的大小关系不能定量确定，故加速度与的大小关系不能确定，A错误；
BC．线框经过Ⅱ时，线圈磁通量保持不变，线圈中无感应电流，不受安培力，加速度等于，B错误，C正确；
D．线框经过Ⅲ时，线圈磁通量减小，根据楞次定律可知线圈中的感应电流方向为顺时针，即，根据左手定则可知线圈受到的安培力向上，安培力与重力的大小关系不能定量确定，故加速度与的大小关系不能确定，D错误；
故选C。
13．D
【详解】
AB．闭合开关S后，灯泡A和灯泡B一齐亮，接着灯泡A逐渐变亮直至亮度不变，灯泡B逐渐变暗直至熄灭，选项A、B均错误；
CD．再断开开关S后，灯泡A立即熄灭，灯泡B由暗变亮再逐渐熄灭，选项C错误，D正确。
故选D。
14．A
【详解】
根据右手定则，即让磁感线穿过手掌心，大拇指所指的方向为运动方向，则四指所指方向为感应电流的方向。
A．根据右手定则，可知感应电流方向垂直纸面向外，A正确；
B．根据右手定则，可知感应电流方向在纸面内沿导线向下，B错误；
C．由于运动方向与磁场方向平行，故感应电流为0，C错误；
D．根据右手定则，可知感应电流方向垂直纸面向里，D错误；
故选A。
15．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。
16． 磁场 阻碍
【详解】
略
17． 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
18． 不亮 低
【详解】
[1]依题意知，当开关S闭合一段时间，电路稳定时，由于A灯与自感线圈并联，将被线圈短路，则A灯将不亮；
[2]当开关S断开瞬间，自感线圈产生自感电动势，将对A灯进行短暂供电，电流方向从b到a，所以a点电势比b点电势低。
19． 麦克斯韦 电场
【详解】
略
20．（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
21．（1）（或竖直向下）；（2）50V；（3）10C
【详解】
（1）由楞次定律和安培定则，可以判断电阻中电流方向为竖直向下（由到）。
（2）由法拉第电磁感应定律可得
又
即
由图乙知
代入数据解得
（3）感应电流大小为
在10秒钟的时间内通过电阻R的电荷量
22．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
23．（1）做加速度减小的加速运动，最终做匀速运动；（2）10m/s；（3）
【详解】
（1）导体棒做切割磁感线运动，产生的感应电动势
E=BLv
回路中的感应电流为
I=
导体棒受到的安培力为
F安=BIL
导体棒运动过程中受到拉力F、安培力F安和摩擦力Ff的作用，根据牛顿第二定律有
F－μmg－F安=ma
联立解得
F－μmg－=ma
由⑤可知，随着速度的增大，安培力增大，加速度a减小，当加速度a减小到0时，速度达到最大，此后导体棒做匀速直线运动；
（2）当导体棒达到最大速度时，有
F－μmg－=0
代入数据解得
vm=10m/s
（3）由（1）（2）中的分析与数据可知，导体棒运动的速度－时间图象如图所示
答案第1页，共2页
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一、单选题
1．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
2．如图所示，A为水平放置的胶木圆盘，在其侧面均匀分布着负电荷，在A的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环B，使B的环面水平且与圆盘面平行，其轴线与胶木盘A的轴线OO′重合。现使胶木盘A由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动，则（ ）
A．金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力增大
B．金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力减小
C．金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力减小
D．金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力增大
3．如图所示是一水平放置的绝缘环形管，管内壁光滑，内有一直径略小于管内径的带正电的小球，开始时小球静止。有一变化的磁场竖直向下穿过管所在的平面，磁感应强度B随时间成正比例增大，设小球的带电量不变，则（ ）
A．顺着磁场方向看，小球受顺时针方向的力，沿顺时针方向运动
B．顺着磁场方向看，小球受顺时针方向的力，沿逆时针方向运动
C．顺着磁场方向看，小球受逆时针方向的力，沿逆时针方向运动
D．小球不受力，不运动
4．如图，半径为L的半圆弧轨道PQS固定，电阻忽略不计，O为圆心。OM是可绕O转动的金属杆，M端位于PQS上，OM与轨道接触良好，OM金属杆的电阻值是OP金属杆电阻值的一半。空间存在如图的匀强磁场，磁感应强度的大小为B；现使OM从OS位置以恒定的角速度顺时针转到OQ位置，则该过程中（ ）
A．回路中M点电势高于O点电势
B．回路中电流方向沿
C．MO两点的电压
D．MO两点的电压
5．如图所示，两个线圈套在同一铁芯上，左侧线圈与导轨相连接，导体棒可在导轨上滑动，磁场方向垂直纸面向里，以下说法正确的是（ ）
A．棒匀速向右滑，点电势高
B．棒匀加速右滑，点电势高
C．棒匀减速右滑，点电势高
D．棒匀加速向左滑，点电势高
6．穿过一单匝线圈的磁通量随时间变化的规律如图所示，图像是关于过C与横轴垂直的虚线对称的抛物线。则下列说法正确的是（ ）
A．线圈中0时刻感应电动势为0
B．线圈中C时刻感应电动势为0
C．线圈中A时刻感应电动势最大
D．线圈从0至C时间内平均感应电动势为0.04V
7．在北半球，地磁场的竖直分量向下。歼-20战斗机在我国上空巡航，机翼水平，由于地磁场的作用，机翼上有电势差，设飞行员左方机翼末端处的电势为1，右方机翼末端处的电势为2，若歼-20（ ）
A．从南往北飞，1比2低 B．从东往西飞，1比2低
C．从北往南飞，1比2低 D．从西往东飞，1比2高
8．如图所示，光滑绝缘的水平面上，有一长直导线与新月形金属导线框，直导线固定，导线框可以在水平面上自由移动。开始导线框的对称轴MN与直导线垂直。t=0时给直导线通交变电流，规定图示方向为电流正方向。下列关于导线框的说法正确的是（ ）
A．在0~时间内，导线框中产生顺时针方向的感应电流
B．在~时间内，导线框有面积缩小的趋势
C．在时导线框受到的安培力最大
D．在0~时间内，导线框将沿MN方向向右平动
9．电子电路是由最基本的电子元器件如电阻、电容、电感等组成，以此来实现不同的设计需求。如图所示电路中，L为自感系数很大的电感线圈，其直流电阻不计，A、B为两相同灯泡，则（ ）
A．闭合开关S后，A先亮，B后亮
B．闭合开关S后，A先亮，然后缓慢变暗
C．断开开关S后，A和B都闪亮后逐渐熄灭
D．断开开关S后，A立即熄灭，B灯闪亮后逐渐熄灭
10．如图所示，导体ab是金属线框的一个可动边，ab边长L=0.4m，磁场的磁感应强度B=0.1T，当ab边以速度v=5m/s向右匀速移动时，下列判断正确的是（ ）
A．感应电流的方向由a到b，感应电动势的大小为0.2V
B．感应电流的方向由a到b，感应电动势的大小为0.4V
C．感应电流的方向由b到a，感应电动势的大小为0.2V
D．感应电流的方向由b到a，感应电动势的大小为0.4V
11．如图所示，水平地面上方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，两个质量相等边长不等的单匝闭合正方形线圈Ⅰ和Ⅱ，分别用相同材料，不同粗细的导线绕制（Ⅰ为细导线）。两线圈在距磁场上界面高处由静止开始自由下落，再进入磁场，最后落到地面。运动过程中，线圈平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界。设线圈Ⅰ、Ⅱ落地时的速度大小分别为、，在磁场中运动时产生的热量分别为、。不计空气阻力，则（ ）
A．v1＞v2，Q1＜Q2 B．v1＝v2，Q1＝Q2
C．v1＜v2，Q1＞Q2 D．不能确定
12．闭合线框，自某高度自由下落时穿过一个有界的匀强磁场，当它经过如图所示的三个位置时，对感应电流的方向，受力，加速度描述正确的是（ ）
A．经过Ⅰ时，，受到的安培力向上，加速度一定小于
B．经过Ⅱ时，，不受安培力，加速度等于
C．经过Ⅱ时，无感应电流，加速度等于
D．经过Ⅲ时，，受到的安培力向下，加速度一定大于
13．如图所示，L是自感系数很大的线圈，但其自身的直流电阻可以忽略不计，A和B是两个相同的小灯泡。下列说法正确的是（ ）
A．闭合开关S后，灯泡A亮度一直保持不变
B．闭合开关S后，灯泡B亮度一直保持不变
C．再断开开关S后，灯泡A逐渐变暗，直到熄灭
D．再断开开关S后，灯泡B由暗变亮再逐渐熄灭
14．如图中的四个图分别表示闭合电路中一部分直导线在匀强磁场中运动发电，其中关于磁场方向、导体棒的速度v和电路中产生的感应电流I的相互关系正确的是（ ）
A． B．
C． D．
15．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
二、填空题
16．当导体在______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______导体的运动，这种现象称为电磁阻尼。
17．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__________。
18．如图所示，L是一带铁芯的自感线圈，其直流电阻为零，电路中A和B是二个完全相同的灯泡。当开关S闭合一段时间，电路稳定时，A灯_________（填“亮”或“不亮”），当开关S断开瞬间，a点电势比b点电势________（填“高”或“低”）。
19．感生电场：
______认为：磁场变化时会在空间激发一种______，这种电场叫作感生电场。
三、解答题
20．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。
21．如图甲所示，环形线圈的匝数n＝200匝，它的两个端点a和b间接有一个阻值为48Ω的电阻，线圈内存在方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B的变化规律如图乙所示，其中线圈面积S＝0.05m2，线圈中的电阻为2Ω。求：
（1）电阻R通过的电流方向？
（2）线圈中产生的感应电动势大小？
（3）在10秒钟的时间内通过电阻R的电荷量q？
22．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。
23．如图所示，空间存在B=0.5T、方向竖直向下的匀强磁场，MN、PQ是水平放置的平行长直导轨，其间距L=0.2m，R=0.3Ω的电阻接在导轨一端，ab是跨接在导轨上质量m=0.1kg、接入电路的电阻r=0.1Ω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ab棒施加一个大小为F=0.45N、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ab棒始终保持与导轨垂直且接触良好。（g=10m/s2）
（1）分析导体棒的运动性质；
（2）求导体棒所能达到的最大速度；
（3）试定性画出导体棒运动的速度－时间图象。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．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。
2．B
【详解】
胶木盘A由静止开始绕其轴线按箭头所示方向加速转动，形成环形电流，环形电流的大小增大，根据右手螺旋定则知，通过B线圈的磁通量向下，且增大，根据楞次定律的另一种表述，引起的机械效果阻碍磁通量的增大，知金属环的面积有缩小的趋势，且有向上的运动趋势，所以丝线的拉力减小，故B正确，ACD错误。
故选B。
3．C
【详解】
因为绝缘环形管面内有均匀增大的磁场，在其周围会产生稳定的涡旋电场，对带电小球做功，由楞次定律判断电场方向为逆时针方向。在电场力作用下，带正电小球沿逆时针方向运动，C正确；ABD错误。
故选C。
4．A
【详解】
AB．由右手定则可知，回路中电流方向沿，回路中M点电势高于O点电势，选项A正确，B错误；
CD． 感应电动势
设MO电阻为R，则PO电阻为2R，MO两点的电压
选项CD错误。
故选A。
5．B
【详解】
A．ab棒匀速向右滑时，产生的感应电流是恒定的，穿过右侧线圈的磁通量无变化，cd中没有电流流过，故A错误；
B．ab棒匀加速右滑时，左线圈中向下的磁场增加，右线圈向上的磁场增加，感应电流产生向下的磁场，电流从d通过电灯到c，d点电势高，故B正确；
C．ab棒匀减速右滑，左线圈中向下的磁场减弱，右线圈向上的磁场减弱，感应电流产生向上的磁场，电流从c通过电灯到d，c点电势高，故C错误；
D．ab棒匀加速左滑，左线圈中向上的磁场增加，右线圈向下的磁场增加，感应电流产生向上的磁场，电流从c通过电灯到d，c点电势高，故D错误。
故选B。
6．B
【详解】
AC．线圈中0时刻图像切线的斜率最大，则磁通量的变化率最大，则感应电动势最大，故AC错误；
B．线圈中C时刻磁通的变化率为零，则感应电动势为0，故B正确；
D．线圈从0至C时间内平均感应电动势为
故D错误。
故选B。
7．D
【详解】
在我国上空地磁场有竖直向下的分量，歼-20战斗机在我国上空巡航时，水平机翼切割磁感线，根据右手定则，无论飞机向什么方向运动，对飞行员而言，左方机翼的末端电势总是高于右方机翼的末端，即1总比2高。
故选D。
8．D
【详解】
A．在0~时间内，直导线中的电流正向增大，导线框中向里的磁通量增大，由楞次定律可知，线框中产生逆时针方向的感应电流，故A错误；
B．在~时间内，导线框中磁通量减小，其面积有扩大的趋势，故B错误；
C．在时直导线中电流变化率为零，导线框中感应电流为零，受到的安培力为零，故C错误；
D．在0~时间内，导线框受到安培力沿对称轴向右，线框向右加速运动，故D正确。
故选D。
9．D
【详解】
AB．闭合开关S后，L中虽然会产生自感电动势阻碍通过线圈的电流增大，但不会影响到A、B两灯发光，所以A、B两灯同时亮。当电路中电流稳定时，L相当于导线，此时B被短路，所以B先亮，然后缓慢变暗，故AB错误；
CD．断开开关S后，通过A灯的电流瞬间变为零，所以A立即熄灭，而L中会产生自感电动势阻碍通过线圈的电流减小，此时L与B在同一回路中，所以B灯闪亮后逐渐熄灭，故C错误，D正确。
故选D。
10．C
【详解】
根据右手定则可知, 感应电流的方向由b到a,又由代入数据可得，感应电动势的大小为0.2V,C正确;
故选C。
11．C
【详解】
两线圈从同一高度下落，到达磁场边界时具有相同的速度，设为v，设线圈的边长为L，横截面积为S，电阻率为ρ，质量为m。
线圈切割磁感线产生感应电流时，受到磁场的安培力大小为
由电阻定律有
当线圈的下边刚进入磁场时其加速度为
根据
知m和ρ密相等，则LS相等，所以可得加速度 a相等
所以线圈Ⅰ和Ⅱ进入磁场的过程先同步运动，由于两线圈质量质量，Ⅰ为细导线，Ⅰ的边长长，当Ⅱ线圈刚好全部进入磁场中时，Ⅰ线圈由于边长较长还没有全部进入磁场。Ⅱ线圈完全进入磁场后做加速度为g的匀加速运动，而Ⅰ线圈仍在做加速度小于g的变加速运动，再做加速度为g的匀加速运动，所以落地速度
由能量守恒可得
H是磁场区域的高度，因为v1＜v2，其他相等，所以
故C正确，ABD错误。
故选C。
12．C
【详解】
A．线框经过Ⅰ时，线圈磁通量增加，根据楞次定律可知线圈中的感应电流方向为逆时针，即，根据左手定则可知线圈受到的安培力向上，安培力与重力的大小关系不能定量确定，故加速度与的大小关系不能确定，A错误；
BC．线框经过Ⅱ时，线圈磁通量保持不变，线圈中无感应电流，不受安培力，加速度等于，B错误，C正确；
D．线框经过Ⅲ时，线圈磁通量减小，根据楞次定律可知线圈中的感应电流方向为顺时针，即，根据左手定则可知线圈受到的安培力向上，安培力与重力的大小关系不能定量确定，故加速度与的大小关系不能确定，D错误；
故选C。
13．D
【详解】
AB．闭合开关S后，灯泡A和灯泡B一齐亮，接着灯泡A逐渐变亮直至亮度不变，灯泡B逐渐变暗直至熄灭，选项A、B均错误；
CD．再断开开关S后，灯泡A立即熄灭，灯泡B由暗变亮再逐渐熄灭，选项C错误，D正确。
故选D。
14．A
【详解】
根据右手定则，即让磁感线穿过手掌心，大拇指所指的方向为运动方向，则四指所指方向为感应电流的方向。
A．根据右手定则，可知感应电流方向垂直纸面向外，A正确；
B．根据右手定则，可知感应电流方向在纸面内沿导线向下，B错误；
C．由于运动方向与磁场方向平行，故感应电流为0，C错误；
D．根据右手定则，可知感应电流方向垂直纸面向里，D错误；
故选A。
15．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。
16． 磁场 阻碍
【详解】
略
17． 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
18． 不亮 低
【详解】
[1]依题意知，当开关S闭合一段时间，电路稳定时，由于A灯与自感线圈并联，将被线圈短路，则A灯将不亮；
[2]当开关S断开瞬间，自感线圈产生自感电动势，将对A灯进行短暂供电，电流方向从b到a，所以a点电势比b点电势低。
19． 麦克斯韦 电场
【详解】
略
20．（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
21．（1）（或竖直向下）；（2）50V；（3）10C
【详解】
（1）由楞次定律和安培定则，可以判断电阻中电流方向为竖直向下（由到）。
（2）由法拉第电磁感应定律可得
又
即
由图乙知
代入数据解得
（3）感应电流大小为
在10秒钟的时间内通过电阻R的电荷量
22．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
23．（1）做加速度减小的加速运动，最终做匀速运动；（2）10m/s；（3）
【详解】
（1）导体棒做切割磁感线运动，产生的感应电动势
E=BLv
回路中的感应电流为
I=
导体棒受到的安培力为
F安=BIL
导体棒运动过程中受到拉力F、安培力F安和摩擦力Ff的作用，根据牛顿第二定律有
F－μmg－F安=ma
联立解得
F－μmg－=ma
由⑤可知，随着速度的增大，安培力增大，加速度a减小，当加速度a减小到0时，速度达到最大，此后导体棒做匀速直线运动；
（2）当导体棒达到最大速度时，有
F－μmg－=0
代入数据解得
vm=10m/s
（3）由（1）（2）中的分析与数据可知，导体棒运动的速度－时间图象如图所示
答案第1页，共2页
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