高二物理人教版2019选择性必修二 第二章 电磁感应 复习提升原创卷（有解析）
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| 名称 | 高二物理人教版2019选择性必修二 第二章 电磁感应 复习提升原创卷（有解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.5MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-02-10 16:08:29 | ||
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文档简介
高二物理人教版2019选择性必修二
第二章 电磁感应
复习提升原创卷
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．（2022·全国·高三专题练习）世纪中期，科学界已形成了一种用联系的观点去观察自然的思想氛围，这种思想促进了能量转化与守恒定律的建立。在能量转化与守恒定律建立的过程中，下列说法不正确的是（ ）
A．焦耳发现电流的热效应，建立了电和热的联系
B．安培发现电流的磁效应，建立了电和磁的联系
C．法拉第发现电磁感应现象，建立了磁和电的联系
D．楞次总结出判断感应电流方向的楞次定律，是能量守恒定律在电磁学中的具体表现
2．（2023秋·北京东城·高二统考期末）如图所示，直导线与矩形金属线框位于同一竖直平面内，中通有如图所示（向上）方向的电流，在中电流减小的过程中，下列选项正确的是（ ）
A．穿过线框的磁感线垂直纸面向外 B．线框中的磁通量不变
C．边感应电流的方向为 D．边受到的安培力方向向上
3．（2023秋·北京东城·高二统考期末）如图所示，两根光滑的平行金属导轨置于水平面内，导轨间距为，导轨之间接有电阻，阻值为的金属棒与两导轨垂直并保持接触良好，整个装置放在磁感应强度为的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下。现使金属棒以速度在磁场中匀速运动，下列说法正确的是（ ）
A．金属棒中的感应电流方向由a到b
B．金属棒中的感应电流逐渐减小
C．金属棒所受的安培力的大小为
D．金属棒两端的电压为
4．（2023秋·江苏南通·高二统考期末）如图所示，两个完全相同的灯泡的电阻值与相等，线圈的自感系数很大，且直流电阻值忽略不计。闭合开关瞬间均发光，待电路稳定后再断开开关，则（ ）
A．闭合开关瞬间，、的亮度相同
B．闭合开关后，、都逐渐变暗
C．断开开关瞬间，中电流方向与断开前相同
D．断开开关后，由不亮突然闪亮后熄灭
5．（2023·辽宁沈阳·辽宁实验中学校联考模拟预测）现代科学研究中常用到高速电子，电子感应加速器就是利用感应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。电磁铁线圈通有如图所示方向的电流，电子在真空室中做加速圆周运动。下列说法正确的是（ ）
A．电子加速时受到的向心力大小可能不变 B．电磁铁线圈通过的电流一定增大
C．从上向下看，电子做顺时针方向的圆周运动 D．电子轨道所在平面磁场的磁感应强度不变
6．（2023秋·重庆沙坪坝·高二重庆八中校考期末）据新闻报道：某工地发生了电梯坠落事故，导致了人员伤亡。为了防止类似意外发生，某课外学习小组设计的应急安全装置如图所示，在电梯轿厢的底部安装上永磁铁，电梯的井壁上铺设线圈，线圈中轴线与永磁铁中轴线重合（轿厢未画出），该学习小组认为这个装置能在电梯突然坠落时减小对人员的伤害，关于该装置，下列说法正确的是（ ）
A．当电梯坠落至永磁铁在图示位置时，该装置能恰好停在空中
B．当电梯坠落至永磁铁在图示位置时，线圈A、B中电流方向相同
C．当电梯坠落、该装置可使电梯做减速运动并最终恰好到地面减速到零
D．当电梯坠落至永磁铁在图示位置时，线圈A、B对电梯的作用力方向相同
7．（2022·江苏·模拟预测）如图，U形光滑金属框abcd置于水平绝缘平台上，ab和dc边平行，和bc边垂直。ab、dc足够长，整个金属框电阻可忽略。一根具有一定电阻导体棒MN置于金属框上，用水平恒力F向右拉动金属框，运动过程中，装置始终处于竖直向下的匀强磁场中，MN与金属框保持良好接触，且与bc边保持平行。经过一段时间后（ ）
A．金属框的速度大小趋于恒定值
B．金属框的加速度大小一直变大
C．导体棒所受安培力的大小趋于恒定值
D．导体棒到金属框bc边的距离趋于恒定值
二、多选题
8．（2022春·广东湛江·高二期末）在电磁感应现象中，下列说法中错误的是（ ）
A．感应电流的磁场总是阻碍原来磁通量的变化
B．闭合线框放在变化的磁场中一定能产生感应电流
C．闭合线框放在变化的磁场中做切割磁感线运动，一定能产生感应电流
D．感应电流的磁场总是跟原来磁场的方向相反
9．（2023秋·广东江门·高二江门市第一中学校考期末）关于涡流、电磁阻尼、电磁驱动，下列说法正确的是（ ）
A．金属探测器应用于安检场所，探测器利用了涡流的原理
B．金属探测器可用于大米装袋，防止细小的砂石颗粒混入大米中
C．灵敏电流表在运输时总要用导线把两个接线柱连在一起，是利用电磁驱动
D．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
10．（2023·全国·高三专题练习）如图甲所示，用轻杆吊着一质量为m、边长为L的单匝导体线框，线框电阻为R，线框置于方向垂直纸面的均匀磁场中，磁场上边界与正方形导体线框下边界平行，距离为，从某时刻开始，轻杆对线框作用力F随时间变化如图乙所示，重力加速度。以磁感应强度B垂直纸面向里为正，导体线框中电流I方向顺时针为正，则下列图像可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
三、实验题
11．（2022·全国·高二专题练习）某学习小组在“研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”的实验中采用了如图甲所示的实验装置。
（1）实验需用螺旋测微器测量挡光片的宽度，如图乙所示，则___________mm；若实验中没有现成的遮光条，某同学用金属片替代，用20分度的游标卡尺测量金属片的宽度如图丙所示，其读数为___________mm，这种做法是否合理？___________（填“合理”或“不合理”）。
（2）在实验中，让小车以不同速度靠近螺线管，记录下光电门挡光时间内感应电动势的平均值E，改变速度多次实验，得到多组数据。这样实验的设计满足了物理实验中常用的“控制变量法”，你认为小车以不同速度靠近螺线管过程中不变的量是：在时间内___________。
（3）得到多组与E数据之后，若以E为纵坐标、以为横坐标作出图像，发现图像是一条曲线，不容易得出清晰的实验结论，为了使画出的图像为一条直线，最简单的改进办法是以___________为横坐标。
（4）根据改进后作出的图像得出的结论是：在误差允许的范围内___________。
12．（2022春·黑龙江哈尔滨·高二阶段练习）将螺线管与电流计组成闭合回路，如图所示，分别将N极、S极插入、拔出线圈，如图甲、乙、丙、丁所示，并记录感应电流方向。
（1）线圈内磁通量增加时的情况
图号 磁场方向 感应电流的方向（俯视） 感应电流的磁场方向
甲 a.__________ 逆时针 b.______________
乙 c.____________ 顺时针 d.______________
（2）线圈内磁通量减少时的情况
图号 磁场方向 感应电流的方向（俯视） 感应电流的磁场方向
丙 a._______________ 顺时针 b._____________
丁 c._______________ 逆时针 d._____________
（3）归纳结论
当线圈内磁通量______（增加或减少）时，感应电流的磁场与原磁场方向相反，阻碍磁通量的变化；当线圈内磁通量______（增加或减少）时，感应电流的磁场与原磁场方向相同 。
四、解答题
13．（2021秋·全国·高二周至中学期末）按照图连接电路．
（1）开关S接通时，灯泡1和2的发光情况有什么不同？
（2）利用已学知识解释该现象。
14．（2023秋·江苏南通·高二统考期末）如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨固定于倾角的斜面上，在整个导轨平面内有垂直于导轨平面向上的匀强磁场。现将质量、电阻的金属棒从导轨某处静止释放，当棒沿导轨下滑的位移时达到最大速度。已知导轨宽度，磁感应强度，电阻，电阻，导轨自身电阻不计，棒在下滑过程中始终与导轨垂直且与导轨接触良好，，，重力加速度取。求：
（1）棒能达到的最大速度；
（2）棒加速过程中，整个电路产生的焦耳热。
15．（2023秋·北京西城·高二北京八中校考期末）如图所示，两平行且无限长光滑金属导轨MN、PQ与水平面的夹角为θ=30°，两导轨之间的距离为L=1m，两导轨M、P之间接入电阻R=0.2 ，导轨电阻不计，在abdc区域内有一个方向垂直于两导轨平面向下的磁场Ⅰ，磁感应强度B0=1T，磁场的宽度x1=1m；在cd连线以下区域有一个方向也垂直于导轨平面向下的磁场Ⅱ，磁感应强度B1=0.5T。一个质量为m=1kg的金属棒垂直放在金属导轨上，与导轨接触良好，金属棒的电阻r=0.2 ，若金属棒在离ab连线上端x0处自由释放，则金属棒进入磁场Ⅰ时恰好做匀速运动。金属棒进入磁场Ⅱ后，经过ef时又达到稳定状态，已知cd与ef之间的距离x2=8m，g取10m/s2，求：
（1）磁场Ⅰ上边界ab到释放导体位置的距离x0；
（2）导体从释放处到ef位置，整个过程中电阻R上产生的焦耳热；
（3）导体从释放处到ef位置，整个过程中流过电阻R的电荷量。
16．（2023秋·黑龙江佳木斯·高二校考期末）如图，半径为1m的圆形金属导轨固定在水平面上，一长，电阻的金属棒一端与导轨接触良好，另一端固定在圆心处的导电转轴上，该金属棒在电动机A带动下旋转。在圆形金属导轨区域内存在垂直于导轨平面向下，大小为的匀强磁场。另有一质量为、电阻为的金属棒（长为1m）放在倾角、动摩擦因数为0.5的粗糙金属导轨上，并与导轨垂直且保持良好接触。导轨间距为，中间有大小为的垂直导轨平面向上的匀强磁场，导轨之间还接有阻值的电阻。从圆形金属导轨引出的导线和通过电刷从转轴引出的导线经开关S与导轨连接。，，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
（1）当开关S闭合时，要使棒静止，则求棒转动的角速度范围。
（2）当开关S断开后，棒将由静止开始下滑，经一段时间速度达到稳定，求稳定时的速度大小。
试卷第4页，共8页
试卷第3页，共8页
参考答案：
1．B
【详解】A．焦耳发现电流的热效应，建立了电和热的联系，符合科学事实，故A正确；
B．奥斯特发现电流的磁效应，首次建立了电和磁的联系，故B不符合科学事实，故B错误；
C．法拉第发现电磁感应现象，进一步揭示磁和电的联系，故符合科学事实，故C正确
D．楞次总结出判断感应电流方向的楞次定律，是能量守恒定律在电磁学中的具体表现， D正确。
本题选不正确，故选B。
2．D
【详解】AB．由右手螺旋定则可知，直导线在其右侧产生的磁场方向垂直纸面向里，且中电流减小，则原磁场磁感应强度减小，穿过线框中的磁通量减小，故AB错误；
C．由于原磁场磁感应强度减小，根据楞次定律可知线框感应电流产生的磁场阻碍原磁场磁通量的减小，故感应磁场的方向垂直纸面向里，根据右手螺旋定则可知，线框中感应电流的方向为顺时针，则边感应电流的方向为，故C错误；
D．根据感应电流的方向以及左手定则可知，磁感应强度方向垂直纸面向里，则边受到的安培力方向向上，故D正确。
故选D。
3．D
【详解】AB．感应电动势
感应电流
金属棒以速度在磁场中匀速运动，所以感应电流大小不变。由右手定则，金属棒中的感应电流方向由b到a，AB错误；
C．金属棒所受的安培力的大小为
C错误；
D．金属棒两端的电压为
D正确。
故选D。
4．D
【详解】AB．接通时，由于线圈的自感作用，L中的电流由零逐渐增大的，所以与L并联的上的电流从大逐渐减小，所以逐渐变暗；电路稳定后被短路，因此与L串联的灯电流逐渐增大，逐渐变亮，选项AB错误；
CD．断开开关，灯立刻熄灭，而由于线圈的自感作用，线圈电流不能突变，因此与线圈构成回路的灯由不亮突然闪亮后熄灭，选项C错误，D正确。
故选D。
5．B
【详解】A．电子加速时，电子速度增大，轨道半径不变，由
电子加速时受到的向心力变大，A错误；
BD．根据洛伦兹力提供向心力有
可得
电子加速，可知轨道处磁感应强度B增大，则电磁铁线圈通过的电流增大，B正确，D错误；
C．磁场方向向上，电流变大，则磁感应强度变大，产生的感生电场为顺时针方向，电子受到的电场力为逆时针方向，电子做逆时针圆周运动，C错误。
故选B。
6．D
【详解】AC．电梯坠落时，线圈内的磁感应强度发生变化，产生感应电流；感应电流会阻碍磁铁的相对运动，但是不能阻止磁铁的运动，也不会使其最终恰好到地面减速到零，AC错误；
B．当电梯坠落至永磁铁在图示位置时，线圈A中此时向上的磁场减小，感应电流从上向下看是逆时针方向；B中此时向上的磁场增强，感应电流从上向下看是顺时针方向，所以此时线圈A、B中电流方向不同，B错误；
D．根据前面分析当电梯坠落至永磁铁在图示位置时，线圈A、B都在阻碍电梯的下落，作用力方向相同，D正确。
故选D。
7．C
【详解】BC．由bc边切割磁感线产生电动势，形成电流，使得导体棒MN受到向右的安培力，做加速运动，bc边受到向左的安培力，向右做加速运动。当MN运动时，金属框的bc边和导体棒MN一起切割磁感线，设导体棒MN和金属框的速度分别为、，则电路中的电动势
电流中的电流
金属框和导体棒MN受到的安培力
与运动方向相反。
与运动方向相同。
设导体棒MN和金属框的质量分别为、，则对导体棒MN
对金属框
初始速度均为零，则a1从零开始逐渐增加，a2从开始逐渐减小。当a1＝a2时，相对速度
大小恒定。整个运动过程用速度—时间图像描述如下。
综上可得，金属框的加速度趋于恒定值，安培力也趋于恒定值，B错误，C正确；
AD．金属框的速度会一直增大，导体棒到金属框bc边的距离也会一直增大，AD错误。
故选C。
8．BCD
【详解】A．根据楞次定律得知，感应电流的磁场总是阻碍原来磁场磁通量的变化，故A正确，不符合题意；
B．闭合线框放在变化的磁场中，不一定能产生感应电流，如果线框与磁场平行时，穿过线框的磁通量不变，线框中不能产生感应电流，故B错误，符合题意；
C．闭合线框在变化的磁场中做切割磁感线运动，线框中磁通量不一定变化，线框不一定有感应电流产生，故C错误，符合题意；
D．根据楞次定律得知，当原来磁场的磁通量增加时，感应电流的磁场跟原来的磁场方向相反，当原来磁场的磁通量减小时，感应电流的磁场跟原来的磁场方向相同，故D错误，符合题意。
故选BCD。
9．AD
【详解】A．金属探测器探测金属时，由于电磁感应金属物会产生涡流，从而被探测器探测到，故A正确；
B．金属探测器接近非金属时，不能产生感应电流，非金属不会被探测到，所以金属探测器不能用于大米装袋，防止细小的砂石颗粒混入大米中，故B错误；
C．灵敏电流表在运输的时候用导线把两个接线柱连一起，形成闭合回路，能快速将机械能转化成电能，对指针（与线圈在一起）的振动起到电磁阻尼作用，故C错误；
D．用铝框做骨架，当线圈在磁场中转动时，导致铝框的磁通量变化，从而产生感应电流，出现安培阻力，使其很快停止摆动，这样做的目的是利用涡流，起到电磁阻尼作用，故D正确。
故选AD。
10．AC
【详解】A．对线框受力分析，初始时线框受竖直向下重力以及两个杆的竖直向上的拉力，由乙图可知，杆的拉力减小，故安培力在增大且方向为竖直向上。根据选项A的图可知，磁场的方向为垂直于纸面向里，且在增大。根据楞次定律可知，产生的感应电流方向为逆时针，再根据左手定则可知，安培力方向竖直向上。电磁感应公式
根据上述公式和A项中图像可知，电流不变。再根据安培力公式
可知，安培力大小在增大，故A正确；
B．由选项B的图可知，磁场的方向为垂直于纸面向里，且在减小。根据楞次定律可知，产生的感应电流方向为顺时针，再根据左手定则可知，安培力方向竖直向下，故B错误；
C．由选项C的图可知，电流方向顺时针方向，根据楞次定律可知磁场方向有两种可能。第一种可能，若磁场方向垂直纸面向外且在均匀增大，根据左手定则，安培力方向竖直向上，由公式
安培力增大，符合题意。第二种可能，若磁场方向垂直纸面向里且在均匀减小，根据左手定则，安培力方向竖直向下，不符合题意。故C选项的图像有符合题意的可能，故C正确；
D．由选项D图像可知，满足线框电流图像有两种情况。第一种情况，磁场方向垂直纸面向里且在之前减小，在之后增大，由左手定则可知，安培力方向先竖直向下后竖直向上，不符合题意。第二种可能是磁场方向垂直纸面向外且在前增大，在之后减小，由左手定则可知，安培力方向先竖直向上后竖直向下，同样不符合题意，故D项的情况均不满足题意，故D错误
故选AC。
11． 4.800 70.15 不合理 磁通量的变化量相同 感应电动势与磁通量变化率成正比（或者在磁通量变化量相同的情况下，感应电动势与时间成反比）
【详解】（1）[1]螺旋测微器固定刻度读数为，可动刻度读数为
所以最终读数
[2]游标卡尺的主尺读数为，游标尺读数为
所以最终读数为
[3]遮光条的宽度越小，经过光电门时的平均速度越接近瞬时速度，遮光条的宽度越大，速度误差越大，不能用宽金属片替代遮光条，所以这种做法不合理。
（2）[4]在挡光片每次经过光电门的过程中，磁铁与线圈之间相对位置的改变量都一样，穿过线圈磁通量的变化量都相同。
（3）[5]根据
因不变，与成正比，横坐标应该是。
（4）[6]感应电动势与磁通量变化率成正比（或者在磁通量变化量相同的情况下，感应电动势与时间成反比）。
12． 竖直向下 竖直向上 竖直向上 竖直向下 竖直向下 竖直向下 竖直向上 竖直向上 增加 减少
【详解】（1）[1][2] 磁场方向竖直向下，感应电流的磁场方向竖直向上；
[3][4] 磁场方向竖直向上，感应电流的磁场方向竖直向下；
（2）[5][6] 磁场方向竖直向下，感应电流的磁场方向竖直向下；
[7][8] 磁场方向竖直向上，感应电流的磁场方向竖直向上；
（3）[9][10]当线圈内磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场方向相反，阻碍磁通量的变化；当线圈内磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场方向相同。
13．（1）见解析；（2）见解析
【详解】（1）灯泡2立即发光，而灯泡1是逐渐亮起来的．
（2）接通电源的瞬间，电流增加，线圈L中产生感应电动势．根据楞次定律，感应电动势会阻碍电流的增加，所以灯泡1慢慢地亮起来．
14．（1）；（2）
【详解】（1）外电路总电阻为
速度达最大时，有
由闭合电路欧姆定律可得
解得
（2）由能量守恒定律可得
解得
15．（1）0.4m；（2）7.5J；（3）12.5C
【详解】（1）导体棒刚到达ab边界时速度为v1，有
感应电动势为
联立解得
（2）导体棒刚到达ef边界时速度为v，有
解得
设金属棒从开始运动到在磁场Ⅱ中达到稳定状态这一过程中系统产生的总热量为Q总，根据能量守恒定律有
整个过程中电阻R上产生的焦耳热
（3）整个过程中流过电阻R的电荷量
回路中的平均电流为
所以
同理，由几何关系有
联立可得
16．（1）；（2）
【详解】（1）当圆形金属导轨以ω转动时，棒中产生的电动势为
电阻与并联之后再与串联，电路中总电流为
棒的重力沿斜面向下的分力
最大静摩擦力
根据右手定则可判定，棒中的电流方向为，棒中的电流方向为，根据左手定则可判断，棒上所受的安培力方向沿导轨斜面向上，大小范围为。而
联立解得
（2）棒沿导轨斜面向下运动时，产生的感应电流方向由，其所受安培力的方向沿导轨斜面向上，当速度达到稳定时，有
即有
所以
答案第8页，共8页
答案第9页，共9页
第二章 电磁感应
复习提升原创卷
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．（2022·全国·高三专题练习）世纪中期，科学界已形成了一种用联系的观点去观察自然的思想氛围，这种思想促进了能量转化与守恒定律的建立。在能量转化与守恒定律建立的过程中，下列说法不正确的是（ ）
A．焦耳发现电流的热效应，建立了电和热的联系
B．安培发现电流的磁效应，建立了电和磁的联系
C．法拉第发现电磁感应现象，建立了磁和电的联系
D．楞次总结出判断感应电流方向的楞次定律，是能量守恒定律在电磁学中的具体表现
2．（2023秋·北京东城·高二统考期末）如图所示，直导线与矩形金属线框位于同一竖直平面内，中通有如图所示（向上）方向的电流，在中电流减小的过程中，下列选项正确的是（ ）
A．穿过线框的磁感线垂直纸面向外 B．线框中的磁通量不变
C．边感应电流的方向为 D．边受到的安培力方向向上
3．（2023秋·北京东城·高二统考期末）如图所示，两根光滑的平行金属导轨置于水平面内，导轨间距为，导轨之间接有电阻，阻值为的金属棒与两导轨垂直并保持接触良好，整个装置放在磁感应强度为的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下。现使金属棒以速度在磁场中匀速运动，下列说法正确的是（ ）
A．金属棒中的感应电流方向由a到b
B．金属棒中的感应电流逐渐减小
C．金属棒所受的安培力的大小为
D．金属棒两端的电压为
4．（2023秋·江苏南通·高二统考期末）如图所示，两个完全相同的灯泡的电阻值与相等，线圈的自感系数很大，且直流电阻值忽略不计。闭合开关瞬间均发光，待电路稳定后再断开开关，则（ ）
A．闭合开关瞬间，、的亮度相同
B．闭合开关后，、都逐渐变暗
C．断开开关瞬间，中电流方向与断开前相同
D．断开开关后，由不亮突然闪亮后熄灭
5．（2023·辽宁沈阳·辽宁实验中学校联考模拟预测）现代科学研究中常用到高速电子，电子感应加速器就是利用感应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。电磁铁线圈通有如图所示方向的电流，电子在真空室中做加速圆周运动。下列说法正确的是（ ）
A．电子加速时受到的向心力大小可能不变 B．电磁铁线圈通过的电流一定增大
C．从上向下看，电子做顺时针方向的圆周运动 D．电子轨道所在平面磁场的磁感应强度不变
6．（2023秋·重庆沙坪坝·高二重庆八中校考期末）据新闻报道：某工地发生了电梯坠落事故，导致了人员伤亡。为了防止类似意外发生，某课外学习小组设计的应急安全装置如图所示，在电梯轿厢的底部安装上永磁铁，电梯的井壁上铺设线圈，线圈中轴线与永磁铁中轴线重合（轿厢未画出），该学习小组认为这个装置能在电梯突然坠落时减小对人员的伤害，关于该装置，下列说法正确的是（ ）
A．当电梯坠落至永磁铁在图示位置时，该装置能恰好停在空中
B．当电梯坠落至永磁铁在图示位置时，线圈A、B中电流方向相同
C．当电梯坠落、该装置可使电梯做减速运动并最终恰好到地面减速到零
D．当电梯坠落至永磁铁在图示位置时，线圈A、B对电梯的作用力方向相同
7．（2022·江苏·模拟预测）如图，U形光滑金属框abcd置于水平绝缘平台上，ab和dc边平行，和bc边垂直。ab、dc足够长，整个金属框电阻可忽略。一根具有一定电阻导体棒MN置于金属框上，用水平恒力F向右拉动金属框，运动过程中，装置始终处于竖直向下的匀强磁场中，MN与金属框保持良好接触，且与bc边保持平行。经过一段时间后（ ）
A．金属框的速度大小趋于恒定值
B．金属框的加速度大小一直变大
C．导体棒所受安培力的大小趋于恒定值
D．导体棒到金属框bc边的距离趋于恒定值
二、多选题
8．（2022春·广东湛江·高二期末）在电磁感应现象中，下列说法中错误的是（ ）
A．感应电流的磁场总是阻碍原来磁通量的变化
B．闭合线框放在变化的磁场中一定能产生感应电流
C．闭合线框放在变化的磁场中做切割磁感线运动，一定能产生感应电流
D．感应电流的磁场总是跟原来磁场的方向相反
9．（2023秋·广东江门·高二江门市第一中学校考期末）关于涡流、电磁阻尼、电磁驱动，下列说法正确的是（ ）
A．金属探测器应用于安检场所，探测器利用了涡流的原理
B．金属探测器可用于大米装袋，防止细小的砂石颗粒混入大米中
C．灵敏电流表在运输时总要用导线把两个接线柱连在一起，是利用电磁驱动
D．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
10．（2023·全国·高三专题练习）如图甲所示，用轻杆吊着一质量为m、边长为L的单匝导体线框，线框电阻为R，线框置于方向垂直纸面的均匀磁场中，磁场上边界与正方形导体线框下边界平行，距离为，从某时刻开始，轻杆对线框作用力F随时间变化如图乙所示，重力加速度。以磁感应强度B垂直纸面向里为正，导体线框中电流I方向顺时针为正，则下列图像可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
三、实验题
11．（2022·全国·高二专题练习）某学习小组在“研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”的实验中采用了如图甲所示的实验装置。
（1）实验需用螺旋测微器测量挡光片的宽度，如图乙所示，则___________mm；若实验中没有现成的遮光条，某同学用金属片替代，用20分度的游标卡尺测量金属片的宽度如图丙所示，其读数为___________mm，这种做法是否合理？___________（填“合理”或“不合理”）。
（2）在实验中，让小车以不同速度靠近螺线管，记录下光电门挡光时间内感应电动势的平均值E，改变速度多次实验，得到多组数据。这样实验的设计满足了物理实验中常用的“控制变量法”，你认为小车以不同速度靠近螺线管过程中不变的量是：在时间内___________。
（3）得到多组与E数据之后，若以E为纵坐标、以为横坐标作出图像，发现图像是一条曲线，不容易得出清晰的实验结论，为了使画出的图像为一条直线，最简单的改进办法是以___________为横坐标。
（4）根据改进后作出的图像得出的结论是：在误差允许的范围内___________。
12．（2022春·黑龙江哈尔滨·高二阶段练习）将螺线管与电流计组成闭合回路，如图所示，分别将N极、S极插入、拔出线圈，如图甲、乙、丙、丁所示，并记录感应电流方向。
（1）线圈内磁通量增加时的情况
图号 磁场方向 感应电流的方向（俯视） 感应电流的磁场方向
甲 a.__________ 逆时针 b.______________
乙 c.____________ 顺时针 d.______________
（2）线圈内磁通量减少时的情况
图号 磁场方向 感应电流的方向（俯视） 感应电流的磁场方向
丙 a._______________ 顺时针 b._____________
丁 c._______________ 逆时针 d._____________
（3）归纳结论
当线圈内磁通量______（增加或减少）时，感应电流的磁场与原磁场方向相反，阻碍磁通量的变化；当线圈内磁通量______（增加或减少）时，感应电流的磁场与原磁场方向相同 。
四、解答题
13．（2021秋·全国·高二周至中学期末）按照图连接电路．
（1）开关S接通时，灯泡1和2的发光情况有什么不同？
（2）利用已学知识解释该现象。
14．（2023秋·江苏南通·高二统考期末）如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨固定于倾角的斜面上，在整个导轨平面内有垂直于导轨平面向上的匀强磁场。现将质量、电阻的金属棒从导轨某处静止释放，当棒沿导轨下滑的位移时达到最大速度。已知导轨宽度，磁感应强度，电阻，电阻，导轨自身电阻不计，棒在下滑过程中始终与导轨垂直且与导轨接触良好，，，重力加速度取。求：
（1）棒能达到的最大速度；
（2）棒加速过程中，整个电路产生的焦耳热。
15．（2023秋·北京西城·高二北京八中校考期末）如图所示，两平行且无限长光滑金属导轨MN、PQ与水平面的夹角为θ=30°，两导轨之间的距离为L=1m，两导轨M、P之间接入电阻R=0.2 ，导轨电阻不计，在abdc区域内有一个方向垂直于两导轨平面向下的磁场Ⅰ，磁感应强度B0=1T，磁场的宽度x1=1m；在cd连线以下区域有一个方向也垂直于导轨平面向下的磁场Ⅱ，磁感应强度B1=0.5T。一个质量为m=1kg的金属棒垂直放在金属导轨上，与导轨接触良好，金属棒的电阻r=0.2 ，若金属棒在离ab连线上端x0处自由释放，则金属棒进入磁场Ⅰ时恰好做匀速运动。金属棒进入磁场Ⅱ后，经过ef时又达到稳定状态，已知cd与ef之间的距离x2=8m，g取10m/s2，求：
（1）磁场Ⅰ上边界ab到释放导体位置的距离x0；
（2）导体从释放处到ef位置，整个过程中电阻R上产生的焦耳热；
（3）导体从释放处到ef位置，整个过程中流过电阻R的电荷量。
16．（2023秋·黑龙江佳木斯·高二校考期末）如图，半径为1m的圆形金属导轨固定在水平面上，一长，电阻的金属棒一端与导轨接触良好，另一端固定在圆心处的导电转轴上，该金属棒在电动机A带动下旋转。在圆形金属导轨区域内存在垂直于导轨平面向下，大小为的匀强磁场。另有一质量为、电阻为的金属棒（长为1m）放在倾角、动摩擦因数为0.5的粗糙金属导轨上，并与导轨垂直且保持良好接触。导轨间距为，中间有大小为的垂直导轨平面向上的匀强磁场，导轨之间还接有阻值的电阻。从圆形金属导轨引出的导线和通过电刷从转轴引出的导线经开关S与导轨连接。，，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
（1）当开关S闭合时，要使棒静止，则求棒转动的角速度范围。
（2）当开关S断开后，棒将由静止开始下滑，经一段时间速度达到稳定，求稳定时的速度大小。
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参考答案：
1．B
【详解】A．焦耳发现电流的热效应，建立了电和热的联系，符合科学事实，故A正确；
B．奥斯特发现电流的磁效应，首次建立了电和磁的联系，故B不符合科学事实，故B错误；
C．法拉第发现电磁感应现象，进一步揭示磁和电的联系，故符合科学事实，故C正确
D．楞次总结出判断感应电流方向的楞次定律，是能量守恒定律在电磁学中的具体表现， D正确。
本题选不正确，故选B。
2．D
【详解】AB．由右手螺旋定则可知，直导线在其右侧产生的磁场方向垂直纸面向里，且中电流减小，则原磁场磁感应强度减小，穿过线框中的磁通量减小，故AB错误；
C．由于原磁场磁感应强度减小，根据楞次定律可知线框感应电流产生的磁场阻碍原磁场磁通量的减小，故感应磁场的方向垂直纸面向里，根据右手螺旋定则可知，线框中感应电流的方向为顺时针，则边感应电流的方向为，故C错误；
D．根据感应电流的方向以及左手定则可知，磁感应强度方向垂直纸面向里，则边受到的安培力方向向上，故D正确。
故选D。
3．D
【详解】AB．感应电动势
感应电流
金属棒以速度在磁场中匀速运动，所以感应电流大小不变。由右手定则，金属棒中的感应电流方向由b到a，AB错误；
C．金属棒所受的安培力的大小为
C错误；
D．金属棒两端的电压为
D正确。
故选D。
4．D
【详解】AB．接通时，由于线圈的自感作用，L中的电流由零逐渐增大的，所以与L并联的上的电流从大逐渐减小，所以逐渐变暗；电路稳定后被短路，因此与L串联的灯电流逐渐增大，逐渐变亮，选项AB错误；
CD．断开开关，灯立刻熄灭，而由于线圈的自感作用，线圈电流不能突变，因此与线圈构成回路的灯由不亮突然闪亮后熄灭，选项C错误，D正确。
故选D。
5．B
【详解】A．电子加速时，电子速度增大，轨道半径不变，由
电子加速时受到的向心力变大，A错误；
BD．根据洛伦兹力提供向心力有
可得
电子加速，可知轨道处磁感应强度B增大，则电磁铁线圈通过的电流增大，B正确，D错误；
C．磁场方向向上，电流变大，则磁感应强度变大，产生的感生电场为顺时针方向，电子受到的电场力为逆时针方向，电子做逆时针圆周运动，C错误。
故选B。
6．D
【详解】AC．电梯坠落时，线圈内的磁感应强度发生变化，产生感应电流；感应电流会阻碍磁铁的相对运动，但是不能阻止磁铁的运动，也不会使其最终恰好到地面减速到零，AC错误；
B．当电梯坠落至永磁铁在图示位置时，线圈A中此时向上的磁场减小，感应电流从上向下看是逆时针方向；B中此时向上的磁场增强，感应电流从上向下看是顺时针方向，所以此时线圈A、B中电流方向不同，B错误；
D．根据前面分析当电梯坠落至永磁铁在图示位置时，线圈A、B都在阻碍电梯的下落，作用力方向相同，D正确。
故选D。
7．C
【详解】BC．由bc边切割磁感线产生电动势，形成电流，使得导体棒MN受到向右的安培力，做加速运动，bc边受到向左的安培力，向右做加速运动。当MN运动时，金属框的bc边和导体棒MN一起切割磁感线，设导体棒MN和金属框的速度分别为、，则电路中的电动势
电流中的电流
金属框和导体棒MN受到的安培力
与运动方向相反。
与运动方向相同。
设导体棒MN和金属框的质量分别为、，则对导体棒MN
对金属框
初始速度均为零，则a1从零开始逐渐增加，a2从开始逐渐减小。当a1＝a2时，相对速度
大小恒定。整个运动过程用速度—时间图像描述如下。
综上可得，金属框的加速度趋于恒定值，安培力也趋于恒定值，B错误，C正确；
AD．金属框的速度会一直增大，导体棒到金属框bc边的距离也会一直增大，AD错误。
故选C。
8．BCD
【详解】A．根据楞次定律得知，感应电流的磁场总是阻碍原来磁场磁通量的变化，故A正确，不符合题意；
B．闭合线框放在变化的磁场中，不一定能产生感应电流，如果线框与磁场平行时，穿过线框的磁通量不变，线框中不能产生感应电流，故B错误，符合题意；
C．闭合线框在变化的磁场中做切割磁感线运动，线框中磁通量不一定变化，线框不一定有感应电流产生，故C错误，符合题意；
D．根据楞次定律得知，当原来磁场的磁通量增加时，感应电流的磁场跟原来的磁场方向相反，当原来磁场的磁通量减小时，感应电流的磁场跟原来的磁场方向相同，故D错误，符合题意。
故选BCD。
9．AD
【详解】A．金属探测器探测金属时，由于电磁感应金属物会产生涡流，从而被探测器探测到，故A正确；
B．金属探测器接近非金属时，不能产生感应电流，非金属不会被探测到，所以金属探测器不能用于大米装袋，防止细小的砂石颗粒混入大米中，故B错误；
C．灵敏电流表在运输的时候用导线把两个接线柱连一起，形成闭合回路，能快速将机械能转化成电能，对指针（与线圈在一起）的振动起到电磁阻尼作用，故C错误；
D．用铝框做骨架，当线圈在磁场中转动时，导致铝框的磁通量变化，从而产生感应电流，出现安培阻力，使其很快停止摆动，这样做的目的是利用涡流，起到电磁阻尼作用，故D正确。
故选AD。
10．AC
【详解】A．对线框受力分析，初始时线框受竖直向下重力以及两个杆的竖直向上的拉力，由乙图可知，杆的拉力减小，故安培力在增大且方向为竖直向上。根据选项A的图可知，磁场的方向为垂直于纸面向里，且在增大。根据楞次定律可知，产生的感应电流方向为逆时针，再根据左手定则可知，安培力方向竖直向上。电磁感应公式
根据上述公式和A项中图像可知，电流不变。再根据安培力公式
可知，安培力大小在增大，故A正确；
B．由选项B的图可知，磁场的方向为垂直于纸面向里，且在减小。根据楞次定律可知，产生的感应电流方向为顺时针，再根据左手定则可知，安培力方向竖直向下，故B错误；
C．由选项C的图可知，电流方向顺时针方向，根据楞次定律可知磁场方向有两种可能。第一种可能，若磁场方向垂直纸面向外且在均匀增大，根据左手定则，安培力方向竖直向上，由公式
安培力增大，符合题意。第二种可能，若磁场方向垂直纸面向里且在均匀减小，根据左手定则，安培力方向竖直向下，不符合题意。故C选项的图像有符合题意的可能，故C正确；
D．由选项D图像可知，满足线框电流图像有两种情况。第一种情况，磁场方向垂直纸面向里且在之前减小，在之后增大，由左手定则可知，安培力方向先竖直向下后竖直向上，不符合题意。第二种可能是磁场方向垂直纸面向外且在前增大，在之后减小，由左手定则可知，安培力方向先竖直向上后竖直向下，同样不符合题意，故D项的情况均不满足题意，故D错误
故选AC。
11． 4.800 70.15 不合理 磁通量的变化量相同 感应电动势与磁通量变化率成正比（或者在磁通量变化量相同的情况下，感应电动势与时间成反比）
【详解】（1）[1]螺旋测微器固定刻度读数为，可动刻度读数为
所以最终读数
[2]游标卡尺的主尺读数为，游标尺读数为
所以最终读数为
[3]遮光条的宽度越小，经过光电门时的平均速度越接近瞬时速度，遮光条的宽度越大，速度误差越大，不能用宽金属片替代遮光条，所以这种做法不合理。
（2）[4]在挡光片每次经过光电门的过程中，磁铁与线圈之间相对位置的改变量都一样，穿过线圈磁通量的变化量都相同。
（3）[5]根据
因不变，与成正比，横坐标应该是。
（4）[6]感应电动势与磁通量变化率成正比（或者在磁通量变化量相同的情况下，感应电动势与时间成反比）。
12． 竖直向下 竖直向上 竖直向上 竖直向下 竖直向下 竖直向下 竖直向上 竖直向上 增加 减少
【详解】（1）[1][2] 磁场方向竖直向下，感应电流的磁场方向竖直向上；
[3][4] 磁场方向竖直向上，感应电流的磁场方向竖直向下；
（2）[5][6] 磁场方向竖直向下，感应电流的磁场方向竖直向下；
[7][8] 磁场方向竖直向上，感应电流的磁场方向竖直向上；
（3）[9][10]当线圈内磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场方向相反，阻碍磁通量的变化；当线圈内磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场方向相同。
13．（1）见解析；（2）见解析
【详解】（1）灯泡2立即发光，而灯泡1是逐渐亮起来的．
（2）接通电源的瞬间，电流增加，线圈L中产生感应电动势．根据楞次定律，感应电动势会阻碍电流的增加，所以灯泡1慢慢地亮起来．
14．（1）；（2）
【详解】（1）外电路总电阻为
速度达最大时，有
由闭合电路欧姆定律可得
解得
（2）由能量守恒定律可得
解得
15．（1）0.4m；（2）7.5J；（3）12.5C
【详解】（1）导体棒刚到达ab边界时速度为v1，有
感应电动势为
联立解得
（2）导体棒刚到达ef边界时速度为v，有
解得
设金属棒从开始运动到在磁场Ⅱ中达到稳定状态这一过程中系统产生的总热量为Q总，根据能量守恒定律有
整个过程中电阻R上产生的焦耳热
（3）整个过程中流过电阻R的电荷量
回路中的平均电流为
所以
同理，由几何关系有
联立可得
16．（1）；（2）
【详解】（1）当圆形金属导轨以ω转动时，棒中产生的电动势为
电阻与并联之后再与串联，电路中总电流为
棒的重力沿斜面向下的分力
最大静摩擦力
根据右手定则可判定，棒中的电流方向为，棒中的电流方向为，根据左手定则可判断，棒上所受的安培力方向沿导轨斜面向上，大小范围为。而
联立解得
（2）棒沿导轨斜面向下运动时，产生的感应电流方向由，其所受安培力的方向沿导轨斜面向上，当速度达到稳定时，有
即有
所以
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