无锡市重点中学2023-2024学年高二上学期10月测试(二）
物理试卷
时间：75分钟 满分：100分
一、单项选择题：本题共11小题，每小题4分，共44分，每题只有一个选项最符合题意.
1．如图甲所示为“海影号”电磁推进实验舰艇，舰艇下部的大洞使海水前后贯通。舰艇沿海平面截面图如图乙所示，其与海水接触的两侧壁M和N分别连接舰艇内电源的正极和负极，使得M、N间海水内电流方向为，此时加一定方向的磁场，可使得M、N间海水受到向左的磁场力作用而被推出，舰艇因此获得前进的动力，则所加磁场的方向应为（ ）
A．水平向左
B．水平向右
C．垂直纸面向外
D．垂直纸面向里
2．如图所示，航天飞机在轨运行时释放一颗绳系卫星，二者用电缆绳连接，当航天飞机连同卫星在轨运行时，二者间的电缆就会与地磁场作用从而产生电磁感应现象。忽略地磁偏角的影响，下列说法大致正确的是（ ）
A．赤道上空，地磁场的方向从北向南
B． 航天飞机沿经线从南往北运行时，B端的电势高于A端电势
C．航天飞机在赤道上空从东往西运行时，A端的电势高于B端电势
D．航天飞机在赤道上空从西往东运行时，A端的电势高于B端电势
3.如图所示，两条相距L的平行虚线间存在一匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。现将一个上底为L、下底为3L、高为2L的等腰梯形闭合线圈，从图示位置以垂直于磁场边界的速度向右匀速穿过磁场，取逆时针方向的感应电流为正，则该过程线圈中感应电流i随位移x变化的图像是( )
4．如图甲为电动汽车无线充电原理图，M为受电线圈，N为送电线圈。图乙为受电线圈M的示意图，磁场平行于线圈轴线方向穿过线圈。下列说法正确的是（ ）
当线圈N中电流随时间均匀变小时，a、b两端产生的电压逐渐减小
B．当线圈N中电流随时间均匀变大时，a、b两端产生恒定电压，且a端电势高于b端电势
C．当线圈N中电流恒定时，a、b两端产生恒定电压
D．当线圈N中电流为正弦交流电且电流为零时，a、b两端电压为零
5.电吉他中电拾音器的基本结构如图所示，磁体附近的金属弦被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生感应电流，电流经电路放大后传送到音箱发出声音。下列说法正确的是( )
A．把线圈中的磁铁取走，电吉他不能正常工作
B．电吉他中电拾音器工作时利用了电流磁效应
C．弦振动过程中，线圈中的电流方向不发生改变
D．减少线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势
6.如图所示，将一铝环放在表面绝缘的台秤上，半径为R。整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度大小（）均匀磁场中。则从时刻开始，下列说法正确的是（ ）
A．从上向下看，铝环中的感应电流为顺时针方向
B．铝环中的感应电动势大小为
C．台秤的读数会随时间推移而增大
D．铝环有缩小的趋势
7.如图所示，两个相同的灯泡a、b和电阻不计的线圈L(有铁芯)与电源E连接，下列说法正确的是( )
A．S闭合，a灯立即发光，之后逐渐变暗并熄灭
B．S闭合瞬间，a灯发光，b灯不发光
C．S断开，b灯“闪”一下后熄灭
D．S断开瞬间，a灯左端的电势高于右端电势
8．如图甲为某种风力发电机的原理图，发电机的线圈固定，磁体在叶片驱动下绕线圈对称轴转动。已知磁体间的磁场为匀强磁场，磁感应强度为，正方形线圈的匝数为、边长为L、转动角速度为ω，某时刻开始外接电路的电流i随时间变化的图像如图乙，则（ ）
A．图示位置，线圈的磁通量为
B．图示位置，线圈中的电流方向不发生改变
C．从图示位置开始计时，线圈产生的电动势的表达式为
D． 从图示位置开始逆时针转过30°时，MN边受安培力大小为
9.如图所示，水平的平行虚线间距为d，中间有沿水平方向的匀强磁场．一个阻值为的正方形金属线圈边长，线圈质量为m，线圈在磁场上方某一高度处由静止释放，保持线圈平面与磁场方向垂直，其下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时的速度相等，不计空气阻力，重力加速度为，则（ ）
A．线圈进，出磁场过程中感应电流均沿逆时针方向
B．线圈下边缘刚进入磁场时的加速度最小
C． 线圈在进入磁场和穿出磁场过程中产生的焦耳热之和为mg(d+l)
D．线圈在进入磁场和穿出磁场过程中产生的焦耳热之和为2mgd
10. 如图所示，固定的竖直光滑U形金属导轨，间距为L，上端接有阻值为R的电阻，处在方向水平且垂直于导轨平面、磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m、电阻为r的导体棒与劲度系数为k的固定绝缘轻弹簧相连且放在导轨上，导轨的电阻忽略不计。初始时刻，弹簧处于伸长状态，其伸长量为x1＝，此时导体棒具有竖直向上的初速度v0，在沿导轨往复运动的过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。则下列说法正确的是( )
A．初始时刻导体棒受到的安培力大小为
B．初始时刻导体棒加速度的大小为
C．棒第一次速度为零时，克服弹簧弹力和克服重力做功之和小于
D．从导体棒开始运动到最终静止的过程中，电阻R上产生的焦耳热为
11. 如图所示，两条相距d的足够长的平行金属导轨位于同一水平面内，其右端接一阻值为R的电阻，质量为m的金属杆静置在导轨上，其左侧的矩形匀强磁场区域MNPQ的磁感应强度大小为B、方向竖直向下，将该磁场区域以速度v0匀速地向右扫过电阻为R的金属杆，金属杆与导轨间滑动摩擦力大小为f，杆在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，不计导轨的电阻，则下列说法正确的是（ ）
A．MN刚扫过金属杆时，流经R的电流从上到下
B．MN刚扫过金属杆时，电阻R的电功率为；
C．若磁场足够宽，杆可能达到的最大速度。
D．若磁场足够宽，杆中的最小电流为0
二、非选择题：共5题，共56分，其中第13题～第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位.
12.某同学在做探究电磁感应现象规律的实验中，她选择了一个灵敏电流计G，在没有电流通过灵敏电流计的情况下，电流计的指针恰好指在刻度盘中央。她先将灵敏电流计G连接在图甲所示的电路中，电流计的指针如图甲所示。
（1）为了探究电磁感应规律，该同学将灵敏电流计G与一螺线管串联，如图乙所示。通过分析可知图乙中的条形磁铁的运动情况是_____________ （填“向上拔出”或“向下插入”）。
（2）该同学按丙图连接好仪器后开始实验探究。下列说法正确的是___________。
A．开关闭合后，线圈A插入线圈B中或从线圈B中拔出，都会引起电表的指针偏转
B．线圈A插入线圈B中后，在开关闭合和断开的瞬间，电表的指针均不会偏转
C．开关闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，会使电表的指针静止在中央零刻度
D．开关闭合后，只要移动滑动变阻器的滑片P，电表的指针一定会偏转
（3）该同学又把一铜线圈水平固定在铁架台上，其两端连接在电流传感器上，能得到该铜线圈中的电流随时间变化的图线。两次实验中分别得到了如图丁、戊所示的电流随时间变化的图线（两次用同一条形磁铁，在距离铜线圈上端不同高度处，由静止沿铜线圈轴线竖直下落，始终保持直立姿态，且所受空气阻力可忽略不计）。根据此实验的操作，下列说法正确的是__________。
A．在磁铁穿过线圈的过程中，两次线圈内磁通量的变化量相同
B．条形磁铁距离铜线圈上端的高度越大，产生的感应电流峰值越大
C．两次实验中，线圈内产生的焦耳热相同
D．磁体所受的磁场力都是先向上后向下
13．如图1所示，一个圆形的单匝线圈，线圈面积，线圈的电阻，线圈外接一个阻值的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间的变化规律如图2所示，求：
（1）t=0.2s时流过电阻R的电流大小和方向；
（2）0~0.6s整个电路中产生的热量。
14．如图所示，圆盘半径d=1m，转动方向如图所示，圆盘处于磁感应强度B1=1T的匀强磁场中，左边有两条倾角，间距L=0.5m的光滑平行倾斜导轨，导轨处有竖直向上大小为B2=2T匀强磁场，用导线把两导轨分别与圆盘发电机中心和边缘的电刷连接，圆盘边缘和圆心之间的电阻r=1Ω。g取10m/s2，，，其余电阻不计。求：
（1）若圆盘转动的角速度时，产生的感应电动势大小；
（2）若在倾斜导轨上水平放一根长为L=0.5m，质量、电阻的导体棒。欲使导体棒能静止在倾斜导轨上，圆盘转动的角速度多大？
15.如图甲所示，一电阻不计且足够长的固定光滑平行金属导轨MN、PQ间距L＝0.8 m，其下端接有阻值R＝2 Ω的电阻，导轨平面与水平面间的夹角θ＝30°.整个装置处于方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中．一质量m＝0.2 kg、阻值r＝1 Ω的金属棒垂直导轨放置并用绝缘细线通过光滑的定滑轮与质量M＝0.8kg的重物相连，左端细线连接金属棒中点且沿NM方向．棒由静止释放后，沿NM方向位移x与时间t之间的关系如图乙所示，其中ab为直线．已知棒在0～0.3 s内通过的电荷量是0.3～0.4 s内通过电荷量的2倍，取g＝10 m/s2，求：
(1)刚释放时导体棒的加速度a；
(2)0～0.3 s内棒通过的位移x1的大小；
(3) 磁感应强度B的大小和整个回路在0～0.4 s内产生的热量Q.
16．如图所示，足够长的倾角 θ=37°平行金属导轨间距 L=1m，在水平虚线的上方导轨光滑，且有垂直于导轨平面向下的匀强磁场 B1，水平虚线下方导轨粗糙，且有平行于导轨平面向下的匀强磁场 B2，且B1 = B2 =1T。质量均为 m=0.1kg，电阻均为R=1Ω的导体棒 ab、cd 垂直放置在导轨 上，开始时给两导体棒施加约束力使它们静止在斜面上，现给 ab 棒施加沿斜面向上的拉 力 F，同时撤去对两导体棒的约束力，使 ab 沿斜面向上以 a=1m/s2的加速度做匀加速直线 运动，cd 棒沿斜面向下运动，运动过程中导体棒始终与导轨垂直并接触良好。已知导轨和cd棒之间的摩擦因数为0.5，导轨的电阻不计， g=10m/s2，sin37° =0.6 ； cos37° =0.8 ，求:
（1）当 cd 棒向下运动的速度达到最大时, ab 棒此时受到的拉力大小和速度大小；
（2）当回路中的瞬时电功率为 2W 时，在此过程中，通过 ab 棒横截面的电量；
（3）已知当 cd 棒速度最大时，拉力F做功0.3J，求 ab棒上产生的焦耳热。无锡市重点中学2023-2024学年高二上学期10月测试(二）
物理试卷 答案解析
时间：75分钟 满分：100分 命题： 校核：
一、单项选择题：本题共11小题，每小题4分，共44分，每题只有一个选项最符合题意.
1．如图甲所示为“海影号”电磁推进实验舰艇，舰艇下部的大洞使海水前后贯通。舰艇沿海平面截面图如图乙所示，其与海水接触的两侧壁M和N分别连接舰艇内电源的正极和负极，使得M、N间海水内电流方向为，此时加一定方向的磁场，可使得M、N间海水受到向左的磁场力作用而被推出，舰艇因此获得前进的动力，则所加磁场的方向应为（ ）
A．水平向左
B．水平向右
C．垂直纸面向外
D．垂直纸面向里
1、【答案】C【详解】根据题意可知，舰艇向右前进，则海水受到向左的安培力，由左手定则可知，所加磁场的方向应为垂直纸面向外。
2．如图所示，航天飞机在轨运行时释放一颗绳系卫星，二者用电缆绳连接，当航天飞机连同卫星在轨运行时，二者间的电缆就会与地磁场作用从而产生电磁感应现象。忽略地磁偏角的影响，下列说法大致正确的是（ ）
A．赤道上空，地磁场的方向从北向南
B． 航天飞机沿经线从南往北运行时，B端的电势高于A端电势
C．航天飞机在赤道上空从东往西运行时，A端的电势高于B端电势
D．航天飞机在赤道上空从西往东运行时，A端的电势高于B端电势
【答案】D
A．赤道上空地磁场方向由南向北，故A错误；
B．，若南北方向走，电缆与磁感线不切割，不产生感应电动势，AB两端电势相等，故B错误；
C．若从东往西走，根据右手定则，可知A端电势低于B端电势，故C错误；
D．航天飞机在赤道上空从西往东走，根据右手定则，判断出感应电动势方向指向A端，故A端电势高于B端电势；故D正确。
3.如图所示，两条相距L的平行虚线间存在一匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。现将一个上底为L、下底为3L、高为2L的等腰梯形闭合线圈，从图示位置以垂直于磁场边界的速度向右匀速穿过磁场，取逆时针方向的感应电流为正，则该过程线圈中感应电流i随位移x变化的图像是( )
答案 A
解析 设线圈两腰与运动方向夹角为θ，由几何关系知tan θ＝＝。0≤x≤L过程，由右手定则知，线圈中的感应电流为逆时针方向，故感应电流为正，线圈对磁场的有效切割长度为l1＝L＋2x tan θ＝L＋x，感应电流大小为i1＝＝x＋，即感应电流大小与位移成线性关系，且≤i1≤；L4．如图甲为电动汽车无线充电原理图，M为受电线圈，N为送电线圈。图乙为受电线圈M的示意图，磁场平行于线圈轴线方向穿过线圈。下列说法正确的是（ ）
当线圈N中电流随时间均匀变小时，a、b两端产生的电压逐渐减小
B．当线圈N中电流随时间均匀变大时，a、b两端产生恒定电压，且a端电势高于b端电势
C．当线圈N中电流恒定时，a、b两端产生恒定电压
D．当线圈N中电流为正弦交流电且电流为零时，a、b两端电压为零
4.【答案】B【详解】A．当线圈N中电流随时间均匀变小时，线圈M中的磁通量均匀变小，a、b两端产生恒定电压，A错误；
B．当线圈N中电流随时间均匀变大时，线圈M中的磁通量均匀变大，a、b两端产生恒定电压，根据右手螺旋定则，线圈中的电流由b指向a；所以电势a高于b，B正确；
C．当线圈N中电流恒定时，产生的磁场不变化，受电线圈M中的磁通量没有发生变化，故a、b两端无电压， C错误；
D．当线圈N中电流为正弦交流电且电流为零时，此刻磁通量的变化率最大，所以a、b两端电压最大，D错误。
故选B。
5.电吉他中电拾音器的基本结构如图所示，磁体附近的金属弦被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生感应电流，电流经电路放大后传送到音箱发出声音。下列说法正确的是( )
A．把线圈中的磁铁取走，电吉他不能正常工作
B．电吉他中电拾音器工作时利用了电流磁效应
C．弦振动过程中，线圈中的电流方向不发生改变
D．减少线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势
答案 A
解析 电吉他中电拾音器工作时利用了电磁感应原理，取走磁体，则不能磁化金属弦，所以电吉他不能正常工作，故A正确；B错误；弦振动过程中，由于弦被磁化，通过线圈的磁通量的大小不断变化，则线圈中的电流方向不断变化，C错误；根据法拉第电磁感应定律可知，增加线圈匝数才可以增大线圈中的感应电动势，D错误。
6.如图所示，将一铝环放在表面绝缘的台秤上，半径为R。整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度大小（）均匀磁场中。则从时刻开始，下列说法正确的是（ ）
A．从上向下看，铝环中的感应电流为顺时针方向
B．铝环中的感应电动势大小为
C．台秤的读数会随时间推移而增大
D．铝环有缩小的趋势
5.【答案】D
【解析】
A．根据楞次定律可知，从上向下看，铝环中的感应电流为逆时针方向，故A错误；
B．根据法拉第电磁感应定律可知，铝环中的感应电动势大小为
故B错误；
C． 根据对称性以及左手定则可知，圆管所受合安培力为零，台秤的读数始终不变，故C错误；
D．根据楞次定律可知,铝环中磁通量在增大，感应电流的磁场要阻碍磁通量的变化，所以铝环有缩小的趋势。故D正确。
7.如图所示，两个相同的灯泡a、b和电阻不计的线圈L(有铁芯)与电源E连接，下列说法正确的是( )
A．S闭合，a灯立即发光，之后逐渐变暗并熄灭
B．S闭合瞬间，a灯发光，b灯不发光
C．S断开，b灯“闪”一下后熄灭
D．S断开瞬间，a灯左端的电势高于右端电势
答案 A
解析 开关S闭合的瞬间，由于自感电动势，L相当于阻值很大的电阻，所以a、b两灯同时发光；线圈L的电阻可以忽略，随着自感电动势的减小，灯a两端电压逐渐减小至0，流过a灯的电流逐渐减小至0，故S闭合，a灯立即发光，之后逐渐变暗至熄灭，B错误，A正确。断开开关S的瞬间，b灯中的电流突然消失，立即熄灭，故C错误。断开开关S的瞬间，流过线圈的电流将要减小，产生自感电动势，相当于电源，自感电流流过a灯，该电流的方向与流过线圈L的电流方向相同，所以从右向左流过灯泡a，可知a灯左端的电势低于右端电势，故D错误。
8．如图甲为某种风力发电机的原理图，发电机的线圈固定，磁体在叶片驱动下绕线圈对称轴转动。已知磁体间的磁场为匀强磁场，磁感应强度为，正方形线圈的匝数为、边长为L、转动角速度为ω，某时刻开始外接电路的电流i随时间变化的图像如图乙，则（ ）
A．图示位置，线圈的磁通量为
B．图示位置，线圈中的电流方向不发生改变
C．从图示位置开始计时，线圈产生的电动势的表达式为
D． 从图示位置开始逆时针转过30°时，MN边受安培力大小为
5．【答案】C【详解】A．图示位置，线圈的磁通量为选项A错误；
B．图示位置为中性面，线圈经过该位置时电流方向会发生改变，选项B错误；
C．从图示位置开始计时，交流电的表达式为选项C正确；
D．从图示位置开始逆时针转过30°时，线圈内的电流为，MN边受安培力大小为，所以选项D错误。
9.如图所示，水平的平行虚线间距为d，中间有沿水平方向的匀强磁场．一个阻值为的正方形金属线圈边长，线圈质量为m，线圈在磁场上方某一高度处由静止释放，保持线圈平面与磁场方向垂直，其下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时的速度相等，不计空气阻力，重力加速度为，则（ ）
A．线圈进，出磁场过程中感应电流均沿逆时针方向
B．线圈下边缘刚进入磁场时的加速度最小
C． 线圈在进入磁场和穿出磁场过程中产生的焦耳热之和为mg(d+l)
D．线圈在进入磁场和穿出磁场过程中产生的焦耳热之和为2mgd
【答案】D
【解析】
A．根据楞次定律可知，线圈进磁场过程中感应电流沿逆时针方向，线圈出磁场过程中感应电流沿顺时针方向，A错误；
B．正方形金属线圈边长，正方形完全进入磁场中后，只受重力作用加速，且下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时的速度相等，可知金属线圈进入磁场过程中做减速运动，设加速度为，则有
即
可知，金属框在进入磁场过程中作加速度减小的减速运动，线圈下边缘刚进入磁场时的加速度并非最小，B错误；
C． D．根据能量转化与守恒定律可知，线圈从下边缘刚进入磁场到刚穿出磁场过程中线圈减少的机械能转化为焦耳热
又因为其下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时的速度相等，线圈在进入磁场和穿出磁场过程中产生的焦耳热相同，产生的焦耳热之和为
C错误。
故选D。
10.如图所示，固定的竖直光滑U形金属导轨，间距为L，上端接有阻值为R的电阻，处在方向水平且垂直于导轨平面、磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m、电阻为r的导体棒与劲度系数为k的固定绝缘轻弹簧相连且放在导轨上，导轨的电阻忽略不计。初始时刻，弹簧处于伸长状态，其伸长量为x1＝，此时导体棒具有竖直向上的初速度v0，在沿导轨往复运动的过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。则下列说法正确的是( )
A．初始时刻导体棒受到的安培力大小为
B．初始时刻导体棒加速度的大小为
C．棒第一次速度为零时，克服弹簧弹力和克服重力做功之和小于
D．从导体棒开始运动到最终静止的过程中，电阻R上产生的焦耳热为mv＋
答案 C
解析 初始时刻导体棒产生的感应电动势大小为E＝BLv0，回路中感应电流大小为I＝，导体棒受到的安培力大小为F＝BIL，联立得F＝，A错误；初始时刻，对导体棒由牛顿第二定律有mg＋kx1＋F＝ma，解得导体棒的加速度大小a＝2g＋，B错误；导体棒第一次速度为零时，根据动能定理有，所以克服弹簧弹力和克服重力做功之和等于，故C正确。导体棒在弹簧弹力作用下往复运动，当导体棒静止时，所受安培力为零，导体棒受到重力和弹簧的弹力而平衡，弹簧弹力的方向竖直向上，弹簧处于压缩状态，弹簧的压缩量x2＝＝x1，故导体棒从开始运动到最终静止，弹簧的弹性势能不变，由能量守恒定律有＋mg(x1＋x2)＝Q，解得系统产生的总热量Q＝＋，则R上产生的热量要小于Q，故D错误。
11.如图所示，两条相距d的足够长的平行金属导轨位于同一水平面内，其右端接一阻值为R的电阻，质量为m的金属杆静置在导轨上，其左侧的矩形匀强磁场区域MNPQ的磁感应强度大小为B、方向竖直向下，将该磁场区域以速度v0匀速地向右扫过电阻为R的金属杆，金属杆与导轨间滑动摩擦力大小为f，杆在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，不计导轨的电阻，则下列说法正确的是（ ）
A．MN刚扫过金属杆时，流经R的电流从上到下
B．MN刚扫过金属杆时，电阻R的电功率为；
C．若磁场足够宽，杆可能达到的最大速度。
D．若磁场足够宽，杆中的最小电流为0
解析 B 当MN刚扫过金属杆时，可将磁场视为不动，金属杆向左运动，则根据右手定则可知流经R的电流由下到上，A错误；当MN刚扫过金属杆时，由法拉第电磁感应定律有E＝Bdv0，则回路的电流，电阻R的电功率为P＝I2R＝，B正确；设金属杆向右运动的速度为v，则金属杆切割磁感线的速度v′＝v0－v感应电流为I′安培力为F′＝BI′d随着金属杆速度v增大，金属杆切割磁感线的速度v′逐渐减小，安培力减小，当安培力等于摩擦力时，金属杆速度达到最大值，有解得vm＝v0－，方向向右。C错误；最终杆与磁场存在速度差，回路中感应电流不为0，当安培力等于摩擦力，即。
二、非选择题：共5题，共56分，其中第13题～第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位.
12.某同学在做探究电磁感应现象规律的实验中，她选择了一个灵敏电流计G，在没有电流通过灵敏电流计的情况下，电流计的指针恰好指在刻度盘中央。她先将灵敏电流计G连接在图甲所示的电路中，电流计的指针如图甲所示。
（1）为了探究电磁感应规律，该同学将灵敏电流计G与一螺线管串联，如图乙所示。通过分析可知图乙中的条形磁铁的运动情况是_____________ （填“向上拔出”或“向下插入”）。
（2）该同学按丙图连接好仪器后开始实验探究。下列说法正确的是___________。
A．开关闭合后，线圈A插入线圈B中或从线圈B中拔出，都会引起电表的指针偏转
B．线圈A插入线圈B中后，在开关闭合和断开的瞬间，电表的指针均不会偏转
C．开关闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，会使电表的指针静止在中央零刻度
D．开关闭合后，只要移动滑动变阻器的滑片P，电表的指针一定会偏转
（3）该同学又把一铜线圈水平固定在铁架台上，其两端连接在电流传感器上，能得到该铜线圈中的电流随时间变化的图线。两次实验中分别得到了如图丁、戊所示的电流随时间变化的图线（两次用同一条形磁铁，在距离铜线圈上端不同高度处，由静止沿铜线圈轴线竖直下落，始终保持直立姿态，且所受空气阻力可忽略不计）。根据此实验的操作，下列说法正确的是__________。
A．在磁铁穿过线圈的过程中，两次线圈内磁通量的变化量相同
B．条形磁铁距离铜线圈上端的高度越大，产生的感应电流峰值越大
C．两次实验中，线圈内产生的焦耳热相同
D．磁体所受的磁场力都是先向上后向下
12.【答案】(1)向上拔出(2) AD (3)AB
【详解】（1）[1]要使灵敏电流计的指针向右偏转，可知线圈中感应电流的方向时逆时针的，由安培定则可知，感应电流的磁场方向向上，条形磁铁磁场方向向上，根据楞次定律可知，磁通量减小，条形磁铁向上拔出。
13．如图1所示，一个圆形的单匝线圈，线圈面积，线圈的电阻，线圈外接一个阻值的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间的变化规律如图2所示，求：
（1）t=0.2s时流过电阻R的电流大小和方向；
（2）0~0.6s整个电路中产生的热量。
13．（1）由法拉第电磁感应定律，可得前0.4s内的电动势为
由闭合电路欧姆定律，可知电路中的电流为 方向b到a。
前0.4s内整个电路中产生的热量为
0.4~0.6s内的感应电动势为
由闭合电路欧姆定律，可知电路中的电流为
0.4-0.6s内整个电路中产生的热量为
所以0-0.6s整个电路中产生的热量为Q=Q1+Q2=0.72J
14．如图所示，圆盘半径d=1m，转动方向如图所示，圆盘处于磁感应强度的匀强磁场中，左边有两条间距的平行倾斜导轨，倾角，导轨处有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度，用导线把两导轨分别与圆盘发电机中心和边缘的电刷连接，圆盘边缘和圆心之间的电阻。g取，，，其余电阻不计。求：
（1）若圆盘转动的角速度时，产生的感应电动势；
（2）若在倾斜导轨上水平放一根长为，质量、电阻的导体棒。欲使导体棒能静止在倾斜导轨上时，圆盘转动的角速度多大。
2．（1）10V；（2）60rad/s
【详解】（1）圆盘发电机可以看成半径旋转切割磁感线，根据法拉第电磁感应定律得
代入数据得
（2）建立坐标系分析导体棒受力如图所示，根据x轴受力平衡得
代入数据得
设此时圆盘转动的角速度为，根据
代入数据得
根据闭合电路欧姆定律
代入数据得
根据法拉第电磁感应定律
代入数据得
圆盘转动的角速度为
15.如图甲所示，一电阻不计且足够长的固定光滑平行金属导轨MN、PQ间距L＝0.8 m，其下端接有阻值R＝2 Ω的电阻，导轨平面与水平面间的夹角θ＝30°.整个装置处于方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中．一质量m＝0.2 kg、阻值r＝1 Ω的金属棒垂直导轨放置并用绝缘细线通过光滑的定滑轮与质量M＝0.8kg的重物相连，左端细线连接金属棒中点且沿NM方向．棒由静止释放后，沿NM方向位移x与时间t之间的关系如图乙所示，其中ab为直线．已知棒在0～0.3 s内通过的电荷量是0.3～0.4 s内通过电荷量的2倍，取g＝10 m/s2，求：
图17
(1)刚释放时导体棒的加速度a；
(2)0～0.3 s内棒通过的位移x1的大小；
(3) 磁感应强度的大小B和整个回路在0～0.4 s内产生的热量Q.
答案 (1) ，0.6 m (2) ；1.2 J
解析 (1) 对M和m组成的系统，根据牛顿第二定律有
解得
(2)棒在0～0.3 s内通过的电荷量q1＝Δt1(1分)
平均感应电流＝(1分)
回路中平均感应电动势＝(1分)
得q1＝(1分)
同理，棒在0.3～0.4 s内通过的电荷量
q2＝(1分)
由题图乙读出0.4 s时刻位移大小x2＝0.9 m
又q1＝2q2
联立解得x1＝0.6 m．(2分)
(3)由题图乙知棒在0.3～0.4 s内做匀速直线运动，棒的速度大小v＝ m/s＝3 m/s(1分)
0.3s后棒受力平衡，，根据闭合电路欧姆定律得，解得
0～0.4 s内，对整个系统，根据能量守恒定律得
Q＝Mgx2－mgx2sin θ－(M＋m)v2(3分)
代入数据解得Q＝1.8J(1分)
16．如图所示，足够长的倾角 θ=37°平行金属导轨间距 L=1m，在水平虚线的上方导轨光滑，且有垂直于导轨平面向下的匀强磁场 B1，水平虚线下方导轨粗糙，且有平行于导轨平面向下的匀强磁场 B2，两磁场的磁感应强度大小均为 B=1T。质量均为 m=0.1kg的导体棒 ab、cd 垂直放置在导轨 上，开始时给两导体棒施加约束力使它们静止在斜面上，现给 ab 棒施加沿斜面向上的拉 力 F，同时撤去对两导体棒的约束力，使 ab 沿斜面向上以 a=1m/s2的加速度做匀加速直线 运动，cd 棒沿斜面向下运动，运动过程中导体棒始终与导轨垂直并接触良好。已知导轨和cd棒之间的摩擦因数为0.5，两导体棒组成的回路总电阻为 R=2Ω，导轨的电阻不计， g=10m/s2，sin37° =0.6 ； cos37° =0.8 ，求:
（1）当 cd 棒向下运动的速度达到最大时, ab 棒此时受到的拉力大小和速度大小；
（2）当回路中的瞬时电功率为 2W 时，在此过程中，通过 ab 棒横截面的电量；
（3）已知当 cd 棒速度最大时，拉力F做功0.3J，求 ab棒上产生的焦耳热。
16．（1）0.8m/s （2）1C （3）0.038J
【详解】（1）当棒运动的速度达到最大时，它的加速度为0，设此时通过它电流为。以以棒为对象，沿斜面方向有：
①
以棒为对象，沿斜面方向有：
，②
由①②式解得：
，
（2）当回路中的瞬时电功率为时，电功率
③
电源的电动势
④
由速度位移关系得
⑤
在此过程中，通过棒横截面的电量
⑥
由③④⑤⑥式解得：
（3）当棒速度最大时，ab棒运动速度为0.8m/s，所以运动的时间为。
根据ab棒向上的位移；对ab棒用动能定理；得，，
