2023-2024学年鲁科版选择性必修2第二章《电磁感应及其应用》单元测试A卷(后附解析）
文档属性
| 名称 | 2023-2024学年鲁科版选择性必修2第二章《电磁感应及其应用》单元测试A卷(后附解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.8MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-02-05 21:41:03 | ||
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文档简介
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2023-2024学年鲁科版选择性必修2 第二章《电磁感应及其应用》单元测试A卷
卷后附答案解析
考试范围：xxx；考试时间：100分钟；命题人：xxx
题号 一 二 三 四 总分
得分
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
请点击修改第I卷的文字说明
评卷人得分
一、单选题
1．如图所示的电路中，、是两个相同的灯泡，L是一电阻不可忽略的线圈。先合上开关S，稳定后调节滑动变阻器R，使两灯泡都正常发光，再保持R不变，则在开关重新合上或断开时，下列说法正确的是
A．合上S时，灯立即亮起来，逐渐变亮，最终二者一样亮
B．断开S时，、两灯都不会立即熄灭，但一定是同时熄灭
C．断开S时，、两灯都不会立即熄灭，且通过灯泡的电流方向与原电流方向相同
D．断开S时，灯会突然闪亮一下后再熄灭
2．如图所示，通电导线旁边同一平面有矩形线圈abcd。则（ ）
A．若线圈向左平动，其中感应电流方向是a→b→c→d
B．若线圈竖直向下平动，没有感应电流产生
C．当线圈向导线靠近时，其中感应电流方向是a→b→c→d
D．当线圈以ab边为轴转动时，其中感应电流方向是a→b→c→d
3．如图所示，L是自感系数很大、电阻很小的线圈，P、Q是两个相同的小灯泡，开始时，开关S处于闭合状态，P灯微亮，Q灯正常发光，断开开关（ ）
A．P与Q同时熄灭 B．P比Q先熄灭
C．Q闪亮后再熄灭 D．P闪亮后再熄灭
4．矩形导线框abcd放在匀强磁场中，磁感线方向与线圈平面垂直，磁感强度B随时间变化的图象如图所示．t=0时刻，磁感强度的方向垂直于纸面向里．在0～4s时间内，线框的ab边受力随时间变化的图象（力的方向规定以向左为正方向），可能如图中的（ ）
A． B． C． D．
5．如图所示，水平光滑的平行金属导轨，左端接有电阻R，匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在的空间内，质量一定的金属棒PQ垂直导轨放置。若使棒以一定的初速度v0向右运动，当其通过位置a、b时，速率分别为va、vb，到位置c时棒刚好静止，设金属导轨与棒的电阻均不计，a到b到c的间距相等，则金属棒在从a到b和从b到c的两个过程中（ ）
A．棒做匀减速运动
B．通过棒横截面积的电荷量，从a到b比从b到c大
C．克服安培力做功，从a到b比从b到c大
D．回路中产生的内能相等
6．如图所示，内壁光滑的塑料管弯成的圆环平放在水平桌面上，环内有一带负电的小球，整个装置处于竖直向下的磁场中，当磁场突然增强时，小球将（ ）
A．沿顺时针方向运动 B．沿逆时针方向运动
C．在原位置附近往复运动 D．仍然保持静止状态
7．如图所示的电路中，A、B、C 是三个相同的灯泡，L是自感线圈，其电阻与灯泡电阻相等，电键S先闭合然后再断开，则（ ）
A．S闭合后，A立即亮而B、C慢慢亮
B．S闭合后，B、C立即亮而A慢慢亮
C．S断开后，B、C先变亮然后逐渐变暗
D．S断开后，A先变亮然后逐渐变暗
评卷人得分
二、多选题
8．如图甲所示，水平放置的平行金属导轨连接一个平行板电容器C和电阻R，导体棒放在导轨上且接触良好，整个装置放于垂直导轨平面的磁场中，磁感应强度B的变化情况如图乙所示（图示磁感应强度方向为正），始终保持静止，则时间内（ ）
A．流过电阻R的电流方向始终没变
B．电容器C的a板一直带正电
C．时刻电容器C的带电量为零
D．所受安培力的方向始终没变
9．如图明所示、单匝正方形线框abcd的电阻R=0.5 Ω，边长L=20 cm，匀强磁场垂直于线框平面向里，磁感应强度的大小随时间变化规律如图乙所示，则下列说法中正确的是（ ）
A．线框中的感应电流沿逆时针方向，大小为2.4×10-2 A
B．0~2s内通过ab边横截面的电荷量为4.8×10-2C
C．3s时ab边所受安培力的大小为1.44×10-2N
D．0~4s内线框中产生的焦耳热为1.152×10-3J
10．如图所示的水平导轨足够长，两导轨所在的区域处于竖直向下的匀强磁场中，导轨间距为L，光滑金属棒a、b质量分别为4m和m，均垂直放置在导轨上，且与导轨接触良好。一根不可伸长的绝缘轻质细线一端系在金属棒b的中点，另一端绕过光滑的定滑轮与质量也为m重物c相连，不计滑轮的质量和摩擦，线的水平部分与导轨平行且足够长，c离地面足够高，重力加速度为g。由静止释放重物c后，两金属棒始终处与导轨垂直并沿导轨向右运动，已知金属棒a、b的电阻均为R，导轨电阻忽略不计，则在金属棒a、b达到稳定状态后（ ）
A．金属棒a、b产生的电动势大小相同
B．沿磁场方向往下看，线框中的电流方向为逆时针
C．导体棒a的加速度大小为g
D．细线中的拉力大小为mg
11．足够长的倾角为的平行金属轨道宽度为L=1m，导轨电阻不计。如图所示，底端接有阻值为R=3Ω的定值电阻，磁感应强度为B=1T的匀强磁场垂直向上穿过导轨平面。有一质量为m=2kg、长也为L的导体棒始终与导轨垂直且接触良好，导体棒的电阻为r=2Ω，它与导轨之间的动摩擦因数为μ=0.25。现让导体棒从导轨底部以平行斜面的初速度v0=10m/s向上滑行，上滑的最大距离为s=2m，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2。以下说法正确的是（ ）
A．运动的整个过程中，导体棒的最大加速度为8m/s2
B．导体棒最终可以匀速下滑到导轨底部
C．导体棒从开始上滑到最大高度的过程中，通过电阻R的电荷量为0.4C
D．导体棒上滑过程中电阻R产生的焦耳热比下滑过程产生的焦耳热多
第II卷（非选择题）
请点击修改第II卷的文字说明
评卷人得分
三、实验题
12．在“研究磁通量变化时感应电流的方向”的实验中，首先要判断电流表指针的偏转方向与通入电流方向的关系，试在图中画线连接电路判断。( )
已知一灵敏电流计，当电流从正接线柱流入时，指针向正接线柱一侧偏转。现把它与线圈串联接成如图所示电路，从上往下看线圈的绕制方向为 （填顺时针方向或逆时针方向）
13．研究自感的实验电路图如图甲所示，并用电流传感器显示出在t=1×10-3s时断开开关前后一段时间内各时刻通过线圈L的电流（如图乙所示）。已知电源电动势E=6V，内阻不计，灯泡R1的阻值为5，电阻R的阻值为1。
（1）线圈的直流电阻RL= 。
（2）闭合开关瞬间，看到电灯 ；
A．逐渐变亮
B．立即变亮，然后变暗
C．立即变亮，亮度不变
（3）闭合开关一段时间后，再断开开关瞬间，看到电灯 ；
A．立即熄灭
B．闪亮一下再逐渐熄灭
C．逐渐熄灭
（4）断开开关后，通过电灯的电流方向 （填∶a→b或b→a）。
评卷人得分
四、解答题
14．阅读教材，并回答：在教材节前“问题”实验中：切割磁感线的速度越快，磁场越强，产生的感应电流越大，说明了什么问题？
15．有些物理问题可以从宏观和微观两个角度来认识。
如图所示，导体棒与电源、开关、导线及平行导轨构成的回路，放在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于回路所在平面。已知导体棒的长度为L，横截面积为S，导体棒中单位体积内自由电子数为n，电子电荷量为e，质量为m。
（1）闭合开关，保持导体棒静止，导体棒中电子定向移动的速率为v。
a.求导体棒中的电流I：
b.导体棒受到磁场的安培力作用，一般认为安培力是磁场对运动电荷作用力的矢量和的宏观表现。请你根据安培力的表达式，推导磁场对定向移动的电子作用力f的表达式。
（2）仅将回路中的电源换成一个电流计，请你设计方案使电流计的指针发生偏转，并说明其原理。
16．电磁感应现象在生活生产中有着大量的应用，如电磁阻尼就大量应用于各种缓冲或制动装置中．某制动装置可简化为以下模型：由涂有绝缘漆的一根导线绕制成质量为m、匝数为n的闭合矩形线框，长为2L，宽为L，总电阻为R，其右侧有垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，线框以初速度v0在光滑水平面上向右运动，进入磁场并运动了距离L时，速度减为零，从而实现对线框的制动．在该过程中，求：
(1)线框产生的焦耳热；
(2)通过导线某横截面的电量；
(3)线框的最大加速度大小.
(
…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
) (
※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
) (
…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
(
…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
) (
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
) (
…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
解析：A.合上开关时，由于线圈的通电自感现象，则灯会逐渐变亮；灯与滑动变阻器R都是纯电阻电路，则灯立即变亮，故A错误；
BCD.断开开关，由于线圈的断电自感现象，、、线圈和滑动变阻器串联构成通路，则两灯都不会立即熄灭，但一定是同时熄灭；此时通过灯泡的电流方向与原电流方向相反；电路稳定时通过两灯泡的电流相同，断开开关，灯泡的电路维持原电流大小，则灯泡不会突然闪亮一下；故B正确CD错误。
答案：B。
2．B
解析：A．根据右手螺旋定则可知，通电导线右侧磁场方向垂直纸面向里，若线圈向左平动，一开始线圈的磁通量增加，根据楞次定律可知，线圈中感应电流方向是a→d→c→b，故A错误；
B．若线圈竖直向下平动，线圈的磁通量不变，没有有感应电流产生，故B正确；
C．当线圈向导线靠近时，线圈的磁通量增加，根据楞次定律可知，线圈中感应电流方向是a→d→c→b，故C错误；
D．当线圈以ab边为轴转动时，线圈的磁通量周期性发生变化，其中感应电流方向也在周期性发生变化，故D错误。
答案：B。
3．D
解析：由题知，开始时，开关S闭合时，由于L的电阻很小，Q灯正常发光，P灯微亮，断开开关前通过Q灯的电流远大于通过P灯的电流，断开开关时，Q所在电路未闭合，立即熄灭，由于自感，L中产生感应电动势，与P组成闭合回路，故P灯闪亮后再熄灭。
答案：D。
4．D
解析：磁感强度均匀变化，产生稳定的感应电流，在0-1s间，磁通量减小，线圈有扩张趋势，ab边受到的安培力方向向左，F=BIL安培力均匀减小。1-2s间，磁通量增大，有收缩趋势，安培力向右。
答案：D。
5．C
解析：A．金属棒PQ在运动过程中所受到的合力是安培力，由牛顿第二定律得
由于v减小，所以金属棒向右运动过程中，加速度逐渐减小，故A错误；
B．金属棒运动过程中，电路产生的感应电荷量
从a到b的过程中与从b到c的过程中，回路面积的变化量相等，B、R相等，因此，通过棒横截面积的电荷量相等，故B错误；
CD．金属棒受到的安培力
金属棒受到的安培力水平向左，金属棒在安培力作用下做减速运动，速度v越来越小，导体棒克服安培力做功，把金属棒的动能转化为内能，由于ab间距离与bc间距离相等，安培力F从a到c逐渐减小，由W=Fs定性分析可知，从a到b克服安培力做的比从b到c克服安培力做的功多，因此在a到b的过程产生的内能多，故C正确，D错误。
答案：C。
6．A
解析：磁感应强度竖直向下，B随时间增加，由楞次定律可知，变化的磁场产生的感生电场沿逆时针方向；小球带负电，小球所受电场力沿顺时针方向，即沿顺时针方向加速运动，BCD错误，A正确。
答案：A。
7．B
解析：AB．S闭合后，B、C立即亮，由于灯泡A与自感线圈串联，线圈会阻碍电流的增大，所以A慢慢变亮，A错误，B正确；
CD．S断开后，由于线圈的作用阻碍电流的减小，所以A慢慢变暗，因为线圈电阻与灯泡电阻相等，所以在开关闭合时通过灯泡BC和A的电流大小相等，所以当开关断开后线圈与A、B、C构成闭合回路，此时B、C不会先变亮，而是逐渐变暗，CD错误。
答案：B。
8．AB
解析：A．由图乙可知，磁感应强度先减小后方向相反增大，即穿过回路的磁通量先减小后方向相反且增大，根据楞次定律，回路中感应电流产生的磁场阻碍远磁场的变化，所以回路中感应电流产生的磁场方向不会发生变化，则回路中的感应电流方向不发生变化，所以A正确；
B．根据楞次定律可判断，通过R的电流一直向下，电容器a板电势较高，一直带正电，所以B正确；
C．时刻磁场应强度为零，但是磁通量的变化量不为零，所以感应电动势不为零，即感应电流不为零，则电容器C的带电量不为零，所以C错误；
D．通过MN的电流方向不发生变化，但是磁场方向发生了变化，所以MN所受的安培力方向发生了变化，所以D错误。
答案：AB。
9．BD
解析：A．由楞次定律判断感应电流为顺时针方向，法拉第电磁感应定律得电动势，感应电流
答案：项A错误：
B．电量，解得
答案：项B正确；
C．安培力，由图乙得，时，代入数值得：
答案：项C错误；
D．由焦耳定律得，代入数值得
故D选项正确。
答案：BD。
10．BD
解析：A．开始时，导体棒b受到拉力向右运动，产生感应电动势，回路中形成电流，然后b受到向左的安培力，a受到向右的安培力而加速，随b速度的增加，感应电流变大，当达到稳定状态时，回路电流恒定，安培力恒定，两棒的加速度相等且恒定，此时ab的速度差恒定不变，因回路中有感应电流，则金属棒a的电动势大于金属棒b的电动势，选项A错误；
B．因为b受安培力方向向左，可知沿磁场方向往下看，线框中的电流方向为逆时针，选项B正确；
CD．对两棒的整体，由牛顿第二定律可知
解得
对c分析
解得
选项C错误，D正确。
答案：BD。
11．CD
解析：A．上滑时导体棒的合力F、下滑时导体棒的合力为，根据受力分析有
因滑动摩擦力及安培力做负功，导体棒在运动过程中机械能一直在减小，则导体棒上下经过斜面同一位置时，向上的速度较向下大，可知开始运动时导体棒的合力最大、加速度最大，有
代入数据解得
故A错误；
B．若导体棒最终可以匀速下滑到导轨底部，假定其速度大小为，则其受力平衡有
代入数据解得
依题意，导体棒向上滑的初速度为10m/s，在滑动过程中因摩擦及安培力做负功有机械能的损失，回到初始位置时的速度一定会小于10m/s、也小于40m/s，所以到达轨道底端前导体棒一定在做加速运动，故B错误；
C．导体棒从开始上滑到最大高度的过程中，通过电阻R的电荷量为
故C正确；
D．因导体棒在运动过程中机械能一直在减小，则导体棒上下经过斜面同一位置时，向上的速度大小较向下大些，则上滑过程中导体棒所受平均安培力较下滑过程大，所以上滑过程中克服安培力做功大于下滑过程中克服安培力做功；根据功能原理，导体棒克服安培力做功在数值上等于焦耳热，则上滑过程中电路中产生的焦耳热Q1比下滑过程电路中产生的焦耳热Q2多；根据电路特点，上滑过程、下滑过程电阻R产生的焦耳热分别为
可知上滑过程中电阻R产生的焦耳热比下滑过程产生的焦耳热多，故D正确。
答案：CD。
12．
顺时针方向
解析：[1]如图所示
[2]由图中可知，电流计指针向正接线柱一侧偏转，则电流从电流计正接线柱流入，由图示可知，穿过线圈的磁场向下，穿过线圈的磁通量减少，根据楞次定律可知，线圈的绕制方向从上往下看为顺时针方向。
13． 3 C B b→a
解析：（1）[1]由图像可知S闭合稳定时IL=1.5A，则有
（2）[2]开关S接通瞬间，L相当于断路，有电通过灯泡，灯泡立即变亮；AB之间的电压不变，则随后灯泡的亮度不变，答案：C；
（3）[3]电路中电灯的电阻R的阻值为5欧，则通过灯泡的电流
开关S接通一段时间后，L相当于一直流电阻，由以上的分析可知，L中的电流大于灯泡中的电流，断开瞬间，L相当于电源，给灯泡供电，灯泡将闪亮一下再逐渐熄灭，答案：B；
（4）[4]断开开关后，L中的电流方向不变，所以通过电灯的电流方向为b→a方向。
14．产生的感应电动势越大
解析：切割磁感线的速度越快，磁场越强，产生的感应电流越大，说明产生的感应电动势越大。
15．（1）a.，b.；（2）见解析
解析：（1）a.根据题意可知，时间内通过导体某一横截面的电子数为
该时间内通过导体某一横截面的电荷量为
由电流的定义式可得，导体棒中的电流为
联立解得
b.根据题意可知，导体棒中的电子数为
又有
联立解得
（2）仅将回路中的电源换成一个电流计，让导体棒向左（或向右）移动，电流计的指针发生偏转，理由：当导体棒移动时，导体棒内的电子受洛伦兹力的作用，沿导体棒从一端运动到另一端，则导体的一端多余正电荷，另一端多余负电荷，也就产生电压，如果电路闭合，形成电流。
16．(1) (2) (3)
分析：(1)对线框，由能量守恒定律求出线框产生的焦耳热.(2)由法拉第电磁感应定律求出平均感应电动势，由欧姆定律求出平均感应电流，由电流定义式求出通过导线的电荷量.(3)由安培力公式求出安培力，应用牛顿第二定律求出线框的加速度.
解析：(1)由能量守恒定律可知，线框产生的焦耳热为：
(2)线框进入磁场时的感应电动势为：
平均感应电流为：
通过导线横截面的电荷量为：
解得：
(3)线框刚进入磁场时所受安培力最大，加速最大
线框刚进入磁场时的感应电动势为：E=nBLv0
感应电流为：
安培力为：
对线框，由牛顿第二定律得：
解得最大加速度为：
点拨：对于电磁感应问题研究思路常常有两条：一条从力的角度，重点是分析安培力作用下导体棒的平衡问题，根据平衡条件列出方程；另一条是能量，分析涉及电磁感应现象中的能量转化问题，根据动能定理、功能关系等列方程求解.
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
2023-2024学年鲁科版选择性必修2 第二章《电磁感应及其应用》单元测试A卷
卷后附答案解析
考试范围：xxx；考试时间：100分钟；命题人：xxx
题号 一 二 三 四 总分
得分
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
请点击修改第I卷的文字说明
评卷人得分
一、单选题
1．如图所示的电路中，、是两个相同的灯泡，L是一电阻不可忽略的线圈。先合上开关S，稳定后调节滑动变阻器R，使两灯泡都正常发光，再保持R不变，则在开关重新合上或断开时，下列说法正确的是
A．合上S时，灯立即亮起来，逐渐变亮，最终二者一样亮
B．断开S时，、两灯都不会立即熄灭，但一定是同时熄灭
C．断开S时，、两灯都不会立即熄灭，且通过灯泡的电流方向与原电流方向相同
D．断开S时，灯会突然闪亮一下后再熄灭
2．如图所示，通电导线旁边同一平面有矩形线圈abcd。则（ ）
A．若线圈向左平动，其中感应电流方向是a→b→c→d
B．若线圈竖直向下平动，没有感应电流产生
C．当线圈向导线靠近时，其中感应电流方向是a→b→c→d
D．当线圈以ab边为轴转动时，其中感应电流方向是a→b→c→d
3．如图所示，L是自感系数很大、电阻很小的线圈，P、Q是两个相同的小灯泡，开始时，开关S处于闭合状态，P灯微亮，Q灯正常发光，断开开关（ ）
A．P与Q同时熄灭 B．P比Q先熄灭
C．Q闪亮后再熄灭 D．P闪亮后再熄灭
4．矩形导线框abcd放在匀强磁场中，磁感线方向与线圈平面垂直，磁感强度B随时间变化的图象如图所示．t=0时刻，磁感强度的方向垂直于纸面向里．在0～4s时间内，线框的ab边受力随时间变化的图象（力的方向规定以向左为正方向），可能如图中的（ ）
A． B． C． D．
5．如图所示，水平光滑的平行金属导轨，左端接有电阻R，匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在的空间内，质量一定的金属棒PQ垂直导轨放置。若使棒以一定的初速度v0向右运动，当其通过位置a、b时，速率分别为va、vb，到位置c时棒刚好静止，设金属导轨与棒的电阻均不计，a到b到c的间距相等，则金属棒在从a到b和从b到c的两个过程中（ ）
A．棒做匀减速运动
B．通过棒横截面积的电荷量，从a到b比从b到c大
C．克服安培力做功，从a到b比从b到c大
D．回路中产生的内能相等
6．如图所示，内壁光滑的塑料管弯成的圆环平放在水平桌面上，环内有一带负电的小球，整个装置处于竖直向下的磁场中，当磁场突然增强时，小球将（ ）
A．沿顺时针方向运动 B．沿逆时针方向运动
C．在原位置附近往复运动 D．仍然保持静止状态
7．如图所示的电路中，A、B、C 是三个相同的灯泡，L是自感线圈，其电阻与灯泡电阻相等，电键S先闭合然后再断开，则（ ）
A．S闭合后，A立即亮而B、C慢慢亮
B．S闭合后，B、C立即亮而A慢慢亮
C．S断开后，B、C先变亮然后逐渐变暗
D．S断开后，A先变亮然后逐渐变暗
评卷人得分
二、多选题
8．如图甲所示，水平放置的平行金属导轨连接一个平行板电容器C和电阻R，导体棒放在导轨上且接触良好，整个装置放于垂直导轨平面的磁场中，磁感应强度B的变化情况如图乙所示（图示磁感应强度方向为正），始终保持静止，则时间内（ ）
A．流过电阻R的电流方向始终没变
B．电容器C的a板一直带正电
C．时刻电容器C的带电量为零
D．所受安培力的方向始终没变
9．如图明所示、单匝正方形线框abcd的电阻R=0.5 Ω，边长L=20 cm，匀强磁场垂直于线框平面向里，磁感应强度的大小随时间变化规律如图乙所示，则下列说法中正确的是（ ）
A．线框中的感应电流沿逆时针方向，大小为2.4×10-2 A
B．0~2s内通过ab边横截面的电荷量为4.8×10-2C
C．3s时ab边所受安培力的大小为1.44×10-2N
D．0~4s内线框中产生的焦耳热为1.152×10-3J
10．如图所示的水平导轨足够长，两导轨所在的区域处于竖直向下的匀强磁场中，导轨间距为L，光滑金属棒a、b质量分别为4m和m，均垂直放置在导轨上，且与导轨接触良好。一根不可伸长的绝缘轻质细线一端系在金属棒b的中点，另一端绕过光滑的定滑轮与质量也为m重物c相连，不计滑轮的质量和摩擦，线的水平部分与导轨平行且足够长，c离地面足够高，重力加速度为g。由静止释放重物c后，两金属棒始终处与导轨垂直并沿导轨向右运动，已知金属棒a、b的电阻均为R，导轨电阻忽略不计，则在金属棒a、b达到稳定状态后（ ）
A．金属棒a、b产生的电动势大小相同
B．沿磁场方向往下看，线框中的电流方向为逆时针
C．导体棒a的加速度大小为g
D．细线中的拉力大小为mg
11．足够长的倾角为的平行金属轨道宽度为L=1m，导轨电阻不计。如图所示，底端接有阻值为R=3Ω的定值电阻，磁感应强度为B=1T的匀强磁场垂直向上穿过导轨平面。有一质量为m=2kg、长也为L的导体棒始终与导轨垂直且接触良好，导体棒的电阻为r=2Ω，它与导轨之间的动摩擦因数为μ=0.25。现让导体棒从导轨底部以平行斜面的初速度v0=10m/s向上滑行，上滑的最大距离为s=2m，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2。以下说法正确的是（ ）
A．运动的整个过程中，导体棒的最大加速度为8m/s2
B．导体棒最终可以匀速下滑到导轨底部
C．导体棒从开始上滑到最大高度的过程中，通过电阻R的电荷量为0.4C
D．导体棒上滑过程中电阻R产生的焦耳热比下滑过程产生的焦耳热多
第II卷（非选择题）
请点击修改第II卷的文字说明
评卷人得分
三、实验题
12．在“研究磁通量变化时感应电流的方向”的实验中，首先要判断电流表指针的偏转方向与通入电流方向的关系，试在图中画线连接电路判断。( )
已知一灵敏电流计，当电流从正接线柱流入时，指针向正接线柱一侧偏转。现把它与线圈串联接成如图所示电路，从上往下看线圈的绕制方向为 （填顺时针方向或逆时针方向）
13．研究自感的实验电路图如图甲所示，并用电流传感器显示出在t=1×10-3s时断开开关前后一段时间内各时刻通过线圈L的电流（如图乙所示）。已知电源电动势E=6V，内阻不计，灯泡R1的阻值为5，电阻R的阻值为1。
（1）线圈的直流电阻RL= 。
（2）闭合开关瞬间，看到电灯 ；
A．逐渐变亮
B．立即变亮，然后变暗
C．立即变亮，亮度不变
（3）闭合开关一段时间后，再断开开关瞬间，看到电灯 ；
A．立即熄灭
B．闪亮一下再逐渐熄灭
C．逐渐熄灭
（4）断开开关后，通过电灯的电流方向 （填∶a→b或b→a）。
评卷人得分
四、解答题
14．阅读教材，并回答：在教材节前“问题”实验中：切割磁感线的速度越快，磁场越强，产生的感应电流越大，说明了什么问题？
15．有些物理问题可以从宏观和微观两个角度来认识。
如图所示，导体棒与电源、开关、导线及平行导轨构成的回路，放在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于回路所在平面。已知导体棒的长度为L，横截面积为S，导体棒中单位体积内自由电子数为n，电子电荷量为e，质量为m。
（1）闭合开关，保持导体棒静止，导体棒中电子定向移动的速率为v。
a.求导体棒中的电流I：
b.导体棒受到磁场的安培力作用，一般认为安培力是磁场对运动电荷作用力的矢量和的宏观表现。请你根据安培力的表达式，推导磁场对定向移动的电子作用力f的表达式。
（2）仅将回路中的电源换成一个电流计，请你设计方案使电流计的指针发生偏转，并说明其原理。
16．电磁感应现象在生活生产中有着大量的应用，如电磁阻尼就大量应用于各种缓冲或制动装置中．某制动装置可简化为以下模型：由涂有绝缘漆的一根导线绕制成质量为m、匝数为n的闭合矩形线框，长为2L，宽为L，总电阻为R，其右侧有垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，线框以初速度v0在光滑水平面上向右运动，进入磁场并运动了距离L时，速度减为零，从而实现对线框的制动．在该过程中，求：
(1)线框产生的焦耳热；
(2)通过导线某横截面的电量；
(3)线框的最大加速度大小.
(
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※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
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)
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
解析：A.合上开关时，由于线圈的通电自感现象，则灯会逐渐变亮；灯与滑动变阻器R都是纯电阻电路，则灯立即变亮，故A错误；
BCD.断开开关，由于线圈的断电自感现象，、、线圈和滑动变阻器串联构成通路，则两灯都不会立即熄灭，但一定是同时熄灭；此时通过灯泡的电流方向与原电流方向相反；电路稳定时通过两灯泡的电流相同，断开开关，灯泡的电路维持原电流大小，则灯泡不会突然闪亮一下；故B正确CD错误。
答案：B。
2．B
解析：A．根据右手螺旋定则可知，通电导线右侧磁场方向垂直纸面向里，若线圈向左平动，一开始线圈的磁通量增加，根据楞次定律可知，线圈中感应电流方向是a→d→c→b，故A错误；
B．若线圈竖直向下平动，线圈的磁通量不变，没有有感应电流产生，故B正确；
C．当线圈向导线靠近时，线圈的磁通量增加，根据楞次定律可知，线圈中感应电流方向是a→d→c→b，故C错误；
D．当线圈以ab边为轴转动时，线圈的磁通量周期性发生变化，其中感应电流方向也在周期性发生变化，故D错误。
答案：B。
3．D
解析：由题知，开始时，开关S闭合时，由于L的电阻很小，Q灯正常发光，P灯微亮，断开开关前通过Q灯的电流远大于通过P灯的电流，断开开关时，Q所在电路未闭合，立即熄灭，由于自感，L中产生感应电动势，与P组成闭合回路，故P灯闪亮后再熄灭。
答案：D。
4．D
解析：磁感强度均匀变化，产生稳定的感应电流，在0-1s间，磁通量减小，线圈有扩张趋势，ab边受到的安培力方向向左，F=BIL安培力均匀减小。1-2s间，磁通量增大，有收缩趋势，安培力向右。
答案：D。
5．C
解析：A．金属棒PQ在运动过程中所受到的合力是安培力，由牛顿第二定律得
由于v减小，所以金属棒向右运动过程中，加速度逐渐减小，故A错误；
B．金属棒运动过程中，电路产生的感应电荷量
从a到b的过程中与从b到c的过程中，回路面积的变化量相等，B、R相等，因此，通过棒横截面积的电荷量相等，故B错误；
CD．金属棒受到的安培力
金属棒受到的安培力水平向左，金属棒在安培力作用下做减速运动，速度v越来越小，导体棒克服安培力做功，把金属棒的动能转化为内能，由于ab间距离与bc间距离相等，安培力F从a到c逐渐减小，由W=Fs定性分析可知，从a到b克服安培力做的比从b到c克服安培力做的功多，因此在a到b的过程产生的内能多，故C正确，D错误。
答案：C。
6．A
解析：磁感应强度竖直向下，B随时间增加，由楞次定律可知，变化的磁场产生的感生电场沿逆时针方向；小球带负电，小球所受电场力沿顺时针方向，即沿顺时针方向加速运动，BCD错误，A正确。
答案：A。
7．B
解析：AB．S闭合后，B、C立即亮，由于灯泡A与自感线圈串联，线圈会阻碍电流的增大，所以A慢慢变亮，A错误，B正确；
CD．S断开后，由于线圈的作用阻碍电流的减小，所以A慢慢变暗，因为线圈电阻与灯泡电阻相等，所以在开关闭合时通过灯泡BC和A的电流大小相等，所以当开关断开后线圈与A、B、C构成闭合回路，此时B、C不会先变亮，而是逐渐变暗，CD错误。
答案：B。
8．AB
解析：A．由图乙可知，磁感应强度先减小后方向相反增大，即穿过回路的磁通量先减小后方向相反且增大，根据楞次定律，回路中感应电流产生的磁场阻碍远磁场的变化，所以回路中感应电流产生的磁场方向不会发生变化，则回路中的感应电流方向不发生变化，所以A正确；
B．根据楞次定律可判断，通过R的电流一直向下，电容器a板电势较高，一直带正电，所以B正确；
C．时刻磁场应强度为零，但是磁通量的变化量不为零，所以感应电动势不为零，即感应电流不为零，则电容器C的带电量不为零，所以C错误；
D．通过MN的电流方向不发生变化，但是磁场方向发生了变化，所以MN所受的安培力方向发生了变化，所以D错误。
答案：AB。
9．BD
解析：A．由楞次定律判断感应电流为顺时针方向，法拉第电磁感应定律得电动势，感应电流
答案：项A错误：
B．电量，解得
答案：项B正确；
C．安培力，由图乙得，时，代入数值得：
答案：项C错误；
D．由焦耳定律得，代入数值得
故D选项正确。
答案：BD。
10．BD
解析：A．开始时，导体棒b受到拉力向右运动，产生感应电动势，回路中形成电流，然后b受到向左的安培力，a受到向右的安培力而加速，随b速度的增加，感应电流变大，当达到稳定状态时，回路电流恒定，安培力恒定，两棒的加速度相等且恒定，此时ab的速度差恒定不变，因回路中有感应电流，则金属棒a的电动势大于金属棒b的电动势，选项A错误；
B．因为b受安培力方向向左，可知沿磁场方向往下看，线框中的电流方向为逆时针，选项B正确；
CD．对两棒的整体，由牛顿第二定律可知
解得
对c分析
解得
选项C错误，D正确。
答案：BD。
11．CD
解析：A．上滑时导体棒的合力F、下滑时导体棒的合力为，根据受力分析有
因滑动摩擦力及安培力做负功，导体棒在运动过程中机械能一直在减小，则导体棒上下经过斜面同一位置时，向上的速度较向下大，可知开始运动时导体棒的合力最大、加速度最大，有
代入数据解得
故A错误；
B．若导体棒最终可以匀速下滑到导轨底部，假定其速度大小为，则其受力平衡有
代入数据解得
依题意，导体棒向上滑的初速度为10m/s，在滑动过程中因摩擦及安培力做负功有机械能的损失，回到初始位置时的速度一定会小于10m/s、也小于40m/s，所以到达轨道底端前导体棒一定在做加速运动，故B错误；
C．导体棒从开始上滑到最大高度的过程中，通过电阻R的电荷量为
故C正确；
D．因导体棒在运动过程中机械能一直在减小，则导体棒上下经过斜面同一位置时，向上的速度大小较向下大些，则上滑过程中导体棒所受平均安培力较下滑过程大，所以上滑过程中克服安培力做功大于下滑过程中克服安培力做功；根据功能原理，导体棒克服安培力做功在数值上等于焦耳热，则上滑过程中电路中产生的焦耳热Q1比下滑过程电路中产生的焦耳热Q2多；根据电路特点，上滑过程、下滑过程电阻R产生的焦耳热分别为
可知上滑过程中电阻R产生的焦耳热比下滑过程产生的焦耳热多，故D正确。
答案：CD。
12．
顺时针方向
解析：[1]如图所示
[2]由图中可知，电流计指针向正接线柱一侧偏转，则电流从电流计正接线柱流入，由图示可知，穿过线圈的磁场向下，穿过线圈的磁通量减少，根据楞次定律可知，线圈的绕制方向从上往下看为顺时针方向。
13． 3 C B b→a
解析：（1）[1]由图像可知S闭合稳定时IL=1.5A，则有
（2）[2]开关S接通瞬间，L相当于断路，有电通过灯泡，灯泡立即变亮；AB之间的电压不变，则随后灯泡的亮度不变，答案：C；
（3）[3]电路中电灯的电阻R的阻值为5欧，则通过灯泡的电流
开关S接通一段时间后，L相当于一直流电阻，由以上的分析可知，L中的电流大于灯泡中的电流，断开瞬间，L相当于电源，给灯泡供电，灯泡将闪亮一下再逐渐熄灭，答案：B；
（4）[4]断开开关后，L中的电流方向不变，所以通过电灯的电流方向为b→a方向。
14．产生的感应电动势越大
解析：切割磁感线的速度越快，磁场越强，产生的感应电流越大，说明产生的感应电动势越大。
15．（1）a.，b.；（2）见解析
解析：（1）a.根据题意可知，时间内通过导体某一横截面的电子数为
该时间内通过导体某一横截面的电荷量为
由电流的定义式可得，导体棒中的电流为
联立解得
b.根据题意可知，导体棒中的电子数为
又有
联立解得
（2）仅将回路中的电源换成一个电流计，让导体棒向左（或向右）移动，电流计的指针发生偏转，理由：当导体棒移动时，导体棒内的电子受洛伦兹力的作用，沿导体棒从一端运动到另一端，则导体的一端多余正电荷，另一端多余负电荷，也就产生电压，如果电路闭合，形成电流。
16．(1) (2) (3)
分析：(1)对线框，由能量守恒定律求出线框产生的焦耳热.(2)由法拉第电磁感应定律求出平均感应电动势，由欧姆定律求出平均感应电流，由电流定义式求出通过导线的电荷量.(3)由安培力公式求出安培力，应用牛顿第二定律求出线框的加速度.
解析：(1)由能量守恒定律可知，线框产生的焦耳热为：
(2)线框进入磁场时的感应电动势为：
平均感应电流为：
通过导线横截面的电荷量为：
解得：
(3)线框刚进入磁场时所受安培力最大，加速最大
线框刚进入磁场时的感应电动势为：E=nBLv0
感应电流为：
安培力为：
对线框，由牛顿第二定律得：
解得最大加速度为：
点拨：对于电磁感应问题研究思路常常有两条：一条从力的角度，重点是分析安培力作用下导体棒的平衡问题，根据平衡条件列出方程；另一条是能量，分析涉及电磁感应现象中的能量转化问题，根据动能定理、功能关系等列方程求解.
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