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 | 993.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-18 22:26:20 | ||
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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．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
2．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
3．如图甲所示，20匝的线圈两端M、N与一个电压表相连，线圈内有指向纸内方向的磁场，线圈中的磁通量在按图乙所示规律变化，不计线圈电阻下列说法正确的是（ ）
A．电压表的负接线柱接线圈的M端 B．线圈中产生的感生电场沿逆时针方向
C．线圈中磁通量的变化率为1.5Wb/s D．电压表的读数为0.5V
4．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
5．如图所示，金属导轨OM、ON焊接在O点处的金属块（大小不计，图中黑色所示）上，虚线OP是的角平分线，整个空间分布着垂直导轨平面的匀强磁场。时刻，金属棒由O点沿OP方向做匀速直线运动，棒始终与导轨接触良好且与OP垂直，除金属块外其他电阻不计，则在开始计时的连续相等时间内，通过棒中点横截面的感应电荷量之比为（ ）
A．1：4 B．1：3 C．1：2 D．1：1
6．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
7．如图所示，匀强磁场垂直纸面向里，正方形闭合金属线框从空中落入磁场，在下落过程中，线框的bc边始终与磁场的边界平行，完全进入磁场后再从磁场中离开，下列说法正确的是（ ）
A．线框进入磁场过程中，ab边中感应电流方向
B．线框进入磁场过程中，bc边受到的安培力方向向上
C．线框离开磁场过程中，cd边中感应电流方向
D．线框离开磁场过程中，da边受到的安培力方向向下
8．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
9．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
10．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
11．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
12．如图甲所示，一正方形单匝金属线框放在光滑水平面上，水平面内两条平行直线MN、OP间存在垂直水平面的匀强磁场，t＝0时，线框在水平向右的外力F作用下紧贴MN从静止开始做匀加速运动，外力F随时间t变化的图线如图乙实线所示，已知线框质量m＝1 kg、电阻R＝2 Ω，则（ ）
A．磁场宽度为3 m
B．匀强磁场的磁感应强度为2 T
C．线框穿过OP的过程中产生的焦耳热等于4 J
D．线框穿过MN的过程中通过导线内某一横截面的电荷量为C
13．如图所示为通过某单匝线圈平面的磁通量随时间变化关系的图像，则在下图中能正确反映该线圈感应电动势随时间变化关系的是（ ）
A． B． C． D．
14．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
15．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
二、填空题
16．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__________。
17．涡流有热效应，但没有磁效应。( )
18．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。
19．如图，匝数为，边长为的正方形金属线框，以一定的速度进入磁感应强度为的匀强磁场，线框平面始终与磁场方向垂直。当线框恰好有一半进入磁场时，穿过该线框的磁通量为___________，此时产生的感应电动势为___________。
三、解答题
20．如图所示，两平行光滑导轨AEC、AE'C'的左端接有阻值为R的定值电阻，间距为L，其中AE、A’E'固定于同一水平面（图中未画出）上且与竖直面内的光滑圆弧形导轨EC、E’C’相切于E、E’两点。正方形DEE’D'区域内存在磁感应强度大小为B，方向竖直向上的匀强磁场。导体棒ab的质量为m，电阻为R、长度为L，ab棒在功率恒定、方向水平向右的推力作用下由静止开始沿导轨运动，经时间t后撒去推力，然后ab棒与另一根相同的导体棒cd发生碰撞并粘在一起，以速率v进入磁场，两导体棒穿过磁场区域后，恰好能到达CC’处。重力加速度大小为g，导体棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨的电阻。求：
（1）该推力的功率P；
（2）两导体棒通过磁场右边界EE’时的速度大小v'；
（3）圆弧形导轨的半径r以及两导体棒穿过磁场的过程中定值电阻产生的焦耳热Q。
21．如图所示，足够长的金属导轨固定在水平面上，金属导轨宽度L=1.0m，导轨上放有垂直导轨的金属杆P，金属杆质量为m=0.1kg，空间存在磁感应强度B=0.5T、竖直向下的匀强磁场。连接在导轨左端的电阻R=3.0Ω，金属杆的电阻r=1.0Ω，其余部分电阻不计，某时刻给金属杆一个水平向右的恒力F，金属杆P由静止开始运动，图乙是金属杆P运动过程的v－t图像，导轨与金属杆间的动摩擦因数μ=0.5，在金属杆P运动的过程中，第一个2s内通过金属杆P的电荷量与第二个2s内通过P的电荷量之比为3∶5，g取10m/s2，求：
（1）水平恒力F的大小；
（2）金属杆运动的最大加速度的大小；
（3）前4s内电阻R上产生的热量。
22．如图所示，倾斜平行金属导轨与间的距离为，导轨平面与水平面间的夹角，足够长的水平平行导轨与间的距离为L，两组导轨间由导线相连并固定，图中虚线以下的倾斜导轨和水平导轨均处于垂直导轨平面向下的匀强磁场中（图中未画出），两磁场磁感应强度大小为B，导体棒b垂直放置在水平导轨上，现将导体棒a从虚线上方距虚线处垂直于导轨由静止释放，两根匀质导体棒质量均为m，接入电路中的电阻均为R，不计其他各处电阻，导体棒a未到两组导轨连接处时已达到稳定状态。已知倾斜导轨虚线以上部分和水平导轨均光滑，导体棒a与倾斜导轨虚线以下部分间的动摩擦因数，导体棒与导轨接触良好，，重力加速度为g。求：
（1）导体棒b在磁场中运动的最大加速度；
（2）导体棒a在倾斜导轨上达到稳定状态时导体棒b的速度大小；
（3）导体棒a经过两组导轨连接处（无能量损失）之后通过导体棒a的电荷量及导体棒a上产生的热量。
23．（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。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．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。
2．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。
3．B
【详解】
A．由楞次定律可得感应电流的方向为逆时针，则端比端的电势高，所以电压表的正接线柱接M端，故A错误；
B．线圈中磁通量均匀增加，线圈中产生感应电流，感应电流的磁场方向垂直纸面向外，由楞次定律可得，线圈中产生的感生电场沿逆时针方向。故B正确；
C．线圈中磁通量的变化率
故C错误；
D．根据法拉第电磁感应定律
所以电压表的读数为，故D错误。
故选B。
4．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。
5．B
【详解】
金属导轨上产生感应电动势
感应电流
感应电荷量
设开始计时后,第一个时间t内金属棒走过了,
金属棒匀速直线运动, 第二个时间t内金属棒走过了
感应电荷量之比
故选B。
6．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。
7．B
【详解】
A．线框进入磁场过程中，根据楞次定律，并结合右手螺旋定则，知线框中感应电流方向，A错误；
B．线框进入磁场过程中，穿过线框的磁通量增大，线框有收缩的趋势，bc边受到的安培力方向向上，B正确；
C．线框离开磁场过程中，根据楞次定律，并结合右手螺旋定则，感应电流方向，C错误；
D．线框离开磁场过程中，穿过线框的磁通量减少，线框有扩张的趋势，da边受到的安培力方向向上，D错误。
故选B。
8．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。
9．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。
10．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。
11．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。
12．D
【详解】
A．t＝0时刻，线框的加速度
第末后直到第末这段时间内，拉力恒定为，此时线框在磁场中不受安培力，磁场宽度
故A错误；
B．当线框全部进入磁场的瞬间有
（其中，
解得
故B错误；
C．设线框穿过OP的初末速度分别为、，线圈全程做匀加速直线运动，则
由动能定理
而
可得
即线框穿过OP的过程中产生的焦耳热大于4J。
故C错误；
D．设线框的边长为L，则进磁场的过程从0~1s的位移
线框穿过MN的过程中通过导线内某一横截面的电荷量
故D正确。
故选D。
13．C
【详解】
根据电磁感应定律，可得
可知，Φ－t图像的斜率代表感应电动势，t＝0时刻，Φ最大，e＝0， ABD错误，C正确。
故选C。
14．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。
15．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。
16． 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
17．错误
【详解】
涡流既有热效应，也有磁效应。故此说法错误。
18． 电流 涡电流 涡流 热量 热量
【详解】
略
19．
【详解】
[1]当线框恰好有一半进入磁场时，穿过该线框的磁通量为
[2]此时产生的感应电动势为
20．（1）；（2）；（3）；
【详解】
（1）对ab，由动能定理可得
碰撞过程，由动量守恒可得
解得
（2）从到受安培力，故由动量定理可得
又
而
其中ab与cd并联后与R串联，故可得
则
又
解得两导体棒通过磁场右边界时的速度大小为
（3）由动能定理可得
解得
穿过磁场的过程中，根据能量守恒有
又定值电阻产生的热量为
解得
21．（1）0.75N；（2）2.5m/s2；（3）1.8J
【详解】
（1）由图乙可知金属杆P先做加速度减小的加速运动，2s后做匀速直线运动当t=2s时，v=4m/s，此时感应电动势
E=BLv
感应电流
安培力
根据牛顿运动定律有
F－F′－μmg=0
解得
F=0.75N
（2）刚开始运动时加速度最大，根据牛顿运动定律有
F－μmg=ma
解得
a=2.5m/s2
（3）通过金属杆P的电荷量
其中
所以
q=∝x（x为P的位移）
设第一个2s内金属杆P的位移为x1，第二个2s内P的位移为x2，则
ΔΦ1=BLx1
ΔΦ2=BLx2=BLvt
又由于
q1∶q2=3∶5
联立解得
x2=8m
x1=4.8m
前4s内由能量守恒定律得
其中
Qr∶QR=r∶R=1∶3
解得
QR=1.8J
22．（1）；（2）；（3）；
【详解】
（1）导体棒a在进入磁场前瞬间，有
导体棒a进入磁场后有
由题意得
可知导体棒a刚进入磁场时速度最大，感应电动势最大，为
回路中的电流为
导体棒b受到的安培力即合外力的最大值为
导体棒b在磁场中运动的最大加速度为
（2）导体棒a在倾斜导轨上达到稳定状态时，回路中电流为零，设导体棒的速度分别为
则有
设a棒减速过程中回路中的平均电流为
减速过程中对a棒有
对b棒有
解得稳定时b棒速度大小为
（3）a棒运动到水平导轨后做加速运动，接入电路的电阻变为原来的一半，b棒做减速运动，系统稳定时两者速度相等
则有
a棒上产生的热量为
对a棒有
通过a棒的电荷量为
23．（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
答案第1页，共2页
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一、单选题
1．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
2．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
3．如图甲所示，20匝的线圈两端M、N与一个电压表相连，线圈内有指向纸内方向的磁场，线圈中的磁通量在按图乙所示规律变化，不计线圈电阻下列说法正确的是（ ）
A．电压表的负接线柱接线圈的M端 B．线圈中产生的感生电场沿逆时针方向
C．线圈中磁通量的变化率为1.5Wb/s D．电压表的读数为0.5V
4．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
5．如图所示，金属导轨OM、ON焊接在O点处的金属块（大小不计，图中黑色所示）上，虚线OP是的角平分线，整个空间分布着垂直导轨平面的匀强磁场。时刻，金属棒由O点沿OP方向做匀速直线运动，棒始终与导轨接触良好且与OP垂直，除金属块外其他电阻不计，则在开始计时的连续相等时间内，通过棒中点横截面的感应电荷量之比为（ ）
A．1：4 B．1：3 C．1：2 D．1：1
6．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
7．如图所示，匀强磁场垂直纸面向里，正方形闭合金属线框从空中落入磁场，在下落过程中，线框的bc边始终与磁场的边界平行，完全进入磁场后再从磁场中离开，下列说法正确的是（ ）
A．线框进入磁场过程中，ab边中感应电流方向
B．线框进入磁场过程中，bc边受到的安培力方向向上
C．线框离开磁场过程中，cd边中感应电流方向
D．线框离开磁场过程中，da边受到的安培力方向向下
8．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
9．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
10．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
11．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
12．如图甲所示，一正方形单匝金属线框放在光滑水平面上，水平面内两条平行直线MN、OP间存在垂直水平面的匀强磁场，t＝0时，线框在水平向右的外力F作用下紧贴MN从静止开始做匀加速运动，外力F随时间t变化的图线如图乙实线所示，已知线框质量m＝1 kg、电阻R＝2 Ω，则（ ）
A．磁场宽度为3 m
B．匀强磁场的磁感应强度为2 T
C．线框穿过OP的过程中产生的焦耳热等于4 J
D．线框穿过MN的过程中通过导线内某一横截面的电荷量为C
13．如图所示为通过某单匝线圈平面的磁通量随时间变化关系的图像，则在下图中能正确反映该线圈感应电动势随时间变化关系的是（ ）
A． B． C． D．
14．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
15．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
二、填空题
16．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__________。
17．涡流有热效应，但没有磁效应。( )
18．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。
19．如图，匝数为，边长为的正方形金属线框，以一定的速度进入磁感应强度为的匀强磁场，线框平面始终与磁场方向垂直。当线框恰好有一半进入磁场时，穿过该线框的磁通量为___________，此时产生的感应电动势为___________。
三、解答题
20．如图所示，两平行光滑导轨AEC、AE'C'的左端接有阻值为R的定值电阻，间距为L，其中AE、A’E'固定于同一水平面（图中未画出）上且与竖直面内的光滑圆弧形导轨EC、E’C’相切于E、E’两点。正方形DEE’D'区域内存在磁感应强度大小为B，方向竖直向上的匀强磁场。导体棒ab的质量为m，电阻为R、长度为L，ab棒在功率恒定、方向水平向右的推力作用下由静止开始沿导轨运动，经时间t后撒去推力，然后ab棒与另一根相同的导体棒cd发生碰撞并粘在一起，以速率v进入磁场，两导体棒穿过磁场区域后，恰好能到达CC’处。重力加速度大小为g，导体棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨的电阻。求：
（1）该推力的功率P；
（2）两导体棒通过磁场右边界EE’时的速度大小v'；
（3）圆弧形导轨的半径r以及两导体棒穿过磁场的过程中定值电阻产生的焦耳热Q。
21．如图所示，足够长的金属导轨固定在水平面上，金属导轨宽度L=1.0m，导轨上放有垂直导轨的金属杆P，金属杆质量为m=0.1kg，空间存在磁感应强度B=0.5T、竖直向下的匀强磁场。连接在导轨左端的电阻R=3.0Ω，金属杆的电阻r=1.0Ω，其余部分电阻不计，某时刻给金属杆一个水平向右的恒力F，金属杆P由静止开始运动，图乙是金属杆P运动过程的v－t图像，导轨与金属杆间的动摩擦因数μ=0.5，在金属杆P运动的过程中，第一个2s内通过金属杆P的电荷量与第二个2s内通过P的电荷量之比为3∶5，g取10m/s2，求：
（1）水平恒力F的大小；
（2）金属杆运动的最大加速度的大小；
（3）前4s内电阻R上产生的热量。
22．如图所示，倾斜平行金属导轨与间的距离为，导轨平面与水平面间的夹角，足够长的水平平行导轨与间的距离为L，两组导轨间由导线相连并固定，图中虚线以下的倾斜导轨和水平导轨均处于垂直导轨平面向下的匀强磁场中（图中未画出），两磁场磁感应强度大小为B，导体棒b垂直放置在水平导轨上，现将导体棒a从虚线上方距虚线处垂直于导轨由静止释放，两根匀质导体棒质量均为m，接入电路中的电阻均为R，不计其他各处电阻，导体棒a未到两组导轨连接处时已达到稳定状态。已知倾斜导轨虚线以上部分和水平导轨均光滑，导体棒a与倾斜导轨虚线以下部分间的动摩擦因数，导体棒与导轨接触良好，，重力加速度为g。求：
（1）导体棒b在磁场中运动的最大加速度；
（2）导体棒a在倾斜导轨上达到稳定状态时导体棒b的速度大小；
（3）导体棒a经过两组导轨连接处（无能量损失）之后通过导体棒a的电荷量及导体棒a上产生的热量。
23．（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。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．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。
2．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。
3．B
【详解】
A．由楞次定律可得感应电流的方向为逆时针，则端比端的电势高，所以电压表的正接线柱接M端，故A错误；
B．线圈中磁通量均匀增加，线圈中产生感应电流，感应电流的磁场方向垂直纸面向外，由楞次定律可得，线圈中产生的感生电场沿逆时针方向。故B正确；
C．线圈中磁通量的变化率
故C错误；
D．根据法拉第电磁感应定律
所以电压表的读数为，故D错误。
故选B。
4．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。
5．B
【详解】
金属导轨上产生感应电动势
感应电流
感应电荷量
设开始计时后,第一个时间t内金属棒走过了,
金属棒匀速直线运动, 第二个时间t内金属棒走过了
感应电荷量之比
故选B。
6．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。
7．B
【详解】
A．线框进入磁场过程中，根据楞次定律，并结合右手螺旋定则，知线框中感应电流方向，A错误；
B．线框进入磁场过程中，穿过线框的磁通量增大，线框有收缩的趋势，bc边受到的安培力方向向上，B正确；
C．线框离开磁场过程中，根据楞次定律，并结合右手螺旋定则，感应电流方向，C错误；
D．线框离开磁场过程中，穿过线框的磁通量减少，线框有扩张的趋势，da边受到的安培力方向向上，D错误。
故选B。
8．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。
9．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。
10．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。
11．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。
12．D
【详解】
A．t＝0时刻，线框的加速度
第末后直到第末这段时间内，拉力恒定为，此时线框在磁场中不受安培力，磁场宽度
故A错误；
B．当线框全部进入磁场的瞬间有
（其中，
解得
故B错误；
C．设线框穿过OP的初末速度分别为、，线圈全程做匀加速直线运动，则
由动能定理
而
可得
即线框穿过OP的过程中产生的焦耳热大于4J。
故C错误；
D．设线框的边长为L，则进磁场的过程从0~1s的位移
线框穿过MN的过程中通过导线内某一横截面的电荷量
故D正确。
故选D。
13．C
【详解】
根据电磁感应定律，可得
可知，Φ－t图像的斜率代表感应电动势，t＝0时刻，Φ最大，e＝0， ABD错误，C正确。
故选C。
14．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。
15．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。
16． 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
17．错误
【详解】
涡流既有热效应，也有磁效应。故此说法错误。
18． 电流 涡电流 涡流 热量 热量
【详解】
略
19．
【详解】
[1]当线框恰好有一半进入磁场时，穿过该线框的磁通量为
[2]此时产生的感应电动势为
20．（1）；（2）；（3）；
【详解】
（1）对ab，由动能定理可得
碰撞过程，由动量守恒可得
解得
（2）从到受安培力，故由动量定理可得
又
而
其中ab与cd并联后与R串联，故可得
则
又
解得两导体棒通过磁场右边界时的速度大小为
（3）由动能定理可得
解得
穿过磁场的过程中，根据能量守恒有
又定值电阻产生的热量为
解得
21．（1）0.75N；（2）2.5m/s2；（3）1.8J
【详解】
（1）由图乙可知金属杆P先做加速度减小的加速运动，2s后做匀速直线运动当t=2s时，v=4m/s，此时感应电动势
E=BLv
感应电流
安培力
根据牛顿运动定律有
F－F′－μmg=0
解得
F=0.75N
（2）刚开始运动时加速度最大，根据牛顿运动定律有
F－μmg=ma
解得
a=2.5m/s2
（3）通过金属杆P的电荷量
其中
所以
q=∝x（x为P的位移）
设第一个2s内金属杆P的位移为x1，第二个2s内P的位移为x2，则
ΔΦ1=BLx1
ΔΦ2=BLx2=BLvt
又由于
q1∶q2=3∶5
联立解得
x2=8m
x1=4.8m
前4s内由能量守恒定律得
其中
Qr∶QR=r∶R=1∶3
解得
QR=1.8J
22．（1）；（2）；（3）；
【详解】
（1）导体棒a在进入磁场前瞬间，有
导体棒a进入磁场后有
由题意得
可知导体棒a刚进入磁场时速度最大，感应电动势最大，为
回路中的电流为
导体棒b受到的安培力即合外力的最大值为
导体棒b在磁场中运动的最大加速度为
（2）导体棒a在倾斜导轨上达到稳定状态时，回路中电流为零，设导体棒的速度分别为
则有
设a棒减速过程中回路中的平均电流为
减速过程中对a棒有
对b棒有
解得稳定时b棒速度大小为
（3）a棒运动到水平导轨后做加速运动，接入电路的电阻变为原来的一半，b棒做减速运动，系统稳定时两者速度相等
则有
a棒上产生的热量为
对a棒有
通过a棒的电荷量为
23．（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
答案第1页，共2页
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