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B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B卷(后附解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.3MB | ||
| 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 21:42:26 | ||
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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B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．根据法拉第电磁感应定律，下列说法正确的是（ ）
A．穿过回路的磁通量越大，回路中的感应电动势也越大
B．磁通量的变化量越大，回路中的感应电动势越大
C．穿过回路的磁通量的变化率为0，回路中的感应电动势一定为0
D．某一时刻穿过回路的磁通量为0，回路中的感应电动势一定为0
2．如图，足够长的磁铁在空隙产生一个径向辐射状磁场，一个圆形细金属环与磁铁中心圆柱同轴，由静止开始下落，经过时间t，速度达最大值v，此过程中环面始终水平。已知金属环质量为m、半径为r、电阻为R，金属环下落过程中所经过位置的磁感应强度大小均为B，重力加速度大小为g，不计空气阻力，则（ ）
A．在俯视图中，环中感应电流沿逆时针方向
B．环中最大的感应电流大小为
C．环下落过程中一直处于超重状态
D．t时间内通过金属环横截面的电荷量为
3．如图所示，金属圆盘置于垂直纸面向里的匀强磁场中，其中央和边缘各引出一根导线与套在铁芯上部的线圈A相连。套在铁芯下部的线圈B引出两根导线接在两根水平导轨上，导轨上有一根金属棒ab处在垂直于纸面向外的匀强磁场中。下列说法正确的是（ ）
A．圆盘顺时针匀速转动时，a点的电势高于b点的电势
B．圆盘顺时针加速转动时，ab棒受到向左的安培力
C．圆盘顺时针加速转动时，ab棒将向右运动
D．圆盘顺时针减速转动时，a点的电势高于b点的电势
4．自感线圈广泛应用在无线电技术中，是交流电路或无线电设备中的基本元件。 如图所示，是电感足够大的线圈， 其直流电阻可忽略不计，A 和B是两个参数相同的灯泡， 若将开关闭合，等灯泡亮度稳定后， 再断开开关，则（ ）
A．开关闭合时，、亮度始终相同
B．开关闭合时， 灯泡同时亮， 随后灯变暗 直至熄灭， B灯逐渐变更亮
C．开关断开瞬间，立即熄灭
D．开关断开瞬间，都闪亮一下逐渐熄灭
5．如图甲所示，两固定导体线圈a、b在同一平面内，a在内侧，b在外侧．现使a接交流电源，规定逆时针方向为正方向，a中的电流i随时间t按正弦规律变化，图像如图乙所示，以下说法正确的是（ ）
A．时间内线圈b中有逆时针方向的电流
B．时刻线圈b中的电流最大
C．时刻两线圈间的作用力最大
D．时间内两线圈相互排斥
6．如图所示，L是自感系数较大的线圈，其直流电阻可忽略不计，a、b、c是三个相同的小灯泡，下列说法正确的是（ ）
A．开关S闭合时，c灯立即亮，a、b灯逐渐亮
B．开关S闭合，电路稳定后，b、c灯亮，a灯不亮
C．开关S断开时，b、c灯立即熄灭，a灯逐渐熄灭
D．开关S断开时，c灯立即熄灭，a、b灯逐渐熄灭
7．如图所示，在光滑绝缘的水平面上方，有两个方向相反的水平方向匀强磁场，PQ为两个磁场的边界，磁场范围足够大，磁感应强度的大小分别为、一个竖直放置的边长为a、质量为m、电阻为R的正方形金属线框，以速度v垂直磁场方向从图中实线位置开始向右运动，当线框运动到分别有一半面积在两个磁场中时，线框的速度为，则下列结论中正确的是（ ）
A．此过程中通过线框截面的电量为
B．此时线框的加速度为
C．此过程中回路产生的电能为
D．此时线框中的电功率为
评卷人得分
二、多选题
8．图甲所示的电路中电阻，螺线管匝数匝，横截面积，螺线管导线总电阻，穿过螺线管的磁场的磁感应强度随时间按图乙所示规律变化，磁感应强度向下为正方向，下列说法正确的是（ ）
A．通过电阻中的电流方向是从到
B．感应电流的大小是
C．内通过电阻的电荷量为
D．点的电势为
9．当线圈中电流改变时，线圈中会产生自感电动势。自感电动势方向与原电流方向（ ）
A．总是相反
B．总是相同
C．电流增大时，两者方向相反
D．电流减小时，两者方向相同
10．在光滑的水平面上，有一矩形匀强场区域，磁场方向竖直向下．一正方形导线框(边长小于磁场宽度)位于水平面上，以垂直于磁场边界的初速度从左向右通过该磁场区域，如图所示．则在此过程中
A．线框进入磁场和离开磁场的过程中平均加速度相等
B．线框进入磁场和离开磁场的过程中通过线框横截面的电量相等
C．线框进入磁场和离开磁场的过程中线框产生的热量相等
D．线框进入磁场和离开磁场的过程中安培力的冲量相等
11．如图所示，abcd为一矩形金属线框，其中，ab边接有定值电阻R，cd边的质量为m，其它部分的电阻和质量均不计，整个装置用两根绝缘轻弹簧悬挂起来，线框下方处在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里。初始时刻，两弹簧处于自然长度，且给线框一竖直向下的初速度，当cd边第一次运动至最下端的过程中，R产生的电热为Q，此过程cd边始终未离开磁场，已知重力加速度大小为g，下列说法中正确的是（ ）
A．线框在第一次运动道最低点可能先加速再减速运动
B．初始时刻cd边所受安培力的大小为
C．cd边第一次到达最下端的时刻，两根弹簧具有的弹性势能总量等于
D．在cd边反复运动过程中，R中产生的电热大于
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．下图为“探究感应电流的方向”实验中所用仪器示意图。现将条形磁铁的N极插入螺线管时，试回答下列问题：
（1）条形磁铁产生磁场方向 （向上或向下）；
（2）螺线管中磁通量的变化情况 （不变、增加或减小）；
（3）螺线管中感应电流产生的磁场方向 （向上、没有或向下）；
（4）电流计指针的偏转方向 （向左、不偏转或向右）；
（5）通过上述实验，总结得到感应电流方向的规律： 。
13．图为“研究电磁感应现象”的实验装置。
（1）将图中所缺的导线补接完整。
（2）如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后可能出现的情况有：
①将原线圈A迅速插入副线圈B时，灵敏电流计的指针将 。
②原线圈A插入副线圈B后，将滑动变阻器的阻值调小时，灵敏电流计的指针 （均填“向左偏”或“向右偏”）。
（3）如果副线圈B两端不接任何元件，则副线圈电路 。
A．因电路不闭合，无电磁感应现象 B．不能用楞次定律判断感应电动势的方向
C．可以用楞次定律判断感应电动势的方向 D．有电磁感应现象，但无感应电流，只有感应电动势
评卷人得分
四、解答题
14．一种延时继电器的示意图如图所示。铁芯上有两个线圈A和B。线圈A跟电源连接，线圈B两端连在一起，构成一个闭合电路。在断开开关S的时候，弹簧K并不会立刻将衔铁D拉起而使触头C（连接工作电路）离开，而是经过一小段时间后才执行这个动作。延时继电器就是因此而得名的。
请解释：当开关S断开后，弹簧K为何不会立即将衔铁拉起。
15．如图甲所示，一个面积为S，阻值为r的单圈圆形金属线圈与阻值为2r的电阻R组成闭合回路。在线圈中存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示，图中和已知，导线电阻不计。在至时间内，求：
（1）电阻中R电流的方向；
（2）a、b两点间的电势差。
16．相距的足够长平行金属导轨竖直放置，质量为的金属棒和质量为的金属棒均通过棒两端的套环水平地套在金属导轨上，如图（a）所示，虚线上方磁场方向垂直纸面向里，虚线下方磁场方向竖直向下，两处磁场磁感应强度大小相等。棒光滑，棒与导轨间动摩擦因数为，两棒电阻均为，导轨电阻不计。时刻起，棒受到一外力F（方向竖直向上，大小按图（b）所示规律变化）作用下，从静止开始沿导轨匀加速运动，同时也由静止释放棒。（）
（1）求磁感应强度B的大小和棒加速度大小；
（2）已知在内外力F做功，求这一过程中金属棒产生的焦耳热；
（3）求出棒达到最大速度时所对应的时刻。
(
…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
) (
※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
) (
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(
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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．C
解析：根据法拉第电磁感应定律可知，回路中感应电动势正比于磁通量的变化率，与某时刻磁通量大小及其变化量大小无直接关系。
答案：C。
2．B
解析：A．根据题意，由右手定则可知，在金属环下落过程中，在俯视图中，环中感应电流沿顺时针方向，故A错误；
B．根据题意可知，当重力等于安培力时，环下落的速度最大，根据平衡条件有
当环速度最大时，感应电动势为
感应电流为
联立可得
故B正确；
C．根据题意可知，金属环下落过程做加速运动，具有向下的加速度，则环下落过程中一直处于失重状态，故C错误；
D．设t时间内通过金属环横截面的电荷量为，由题意可知，环下落速度为时的感应电流大小为
由于环中感应电流不断增大，则t时间内通过金属环横截面的电荷量
取向下为正方向，由动量定理有
又有
联立解得
故D错误。
答案：B。
3．B
解析：A．当圆盘顺时针匀速转动时，线圈A中产生恒定的电流，那么线圈B的磁通量不变，则线圈B中不产生感应电动势，则a点的电势等于b点的电势，故A错误；
BC．由右手定则可知，圆盘顺时针加速转动时，感应电流从圆心流向边缘，线圈A中产生的磁场方向向下且磁场减弱。由楞次定律可知，线圈B中的感应磁场方向向上，由右手螺旋定则可知，ab棒中感应电流方向由a→b，由左手定则可知，ab棒受的安培力方向向左，ab棒将向左运动，故B正确，C错误；
D．由右手定则可知，圆盘顺时针减速转动时，感应电流从圆心流向边缘，线圈A中产生的磁场方向向下且磁场增强。由楞次定律可知，线圈B中的感应磁场方向向下，由右手螺旋定则可知，B线圈的上端相当于电源的负极，则a点的电势低于b点的电势，故D错误。
答案：B。
4．B
解析：AB．将开关S闭合时，灯泡A、B同时亮；由于线圈的直流电阻可忽略不计，电路稳定后，灯泡A会被短路，所以随后A灯会变暗直至熄灭，B灯逐渐变更亮，选项A错误，B正确；
CD．开关S断开瞬间，灯B立即熄灭；由于线圈L对电流的阻碍作用，L中仍有电流，与灯泡A构成回路，所以A灯会先变亮然后再熄灭，选项CD错误。
答案：B。
5．B
解析：A．由图像乙可知时间内a中的电流i顺时针方向且在减小，产生垂直于纸面向里的感应磁场，根据楞次定律，线圈b中有顺时针方向的电流，A错误；
B． 时刻线圈a中的电流i图像斜率最大即变化的最快，根据电磁感应定律，此刻b中的电流最大，B正确；
C． 时刻线圈a电流最大，变化率为0，故线圈b中电流为0，两线圈间的作用力为0，C错误；
D．时间内，线圈a电流减小，根据楞次定律判断线圈b中电流与a电流同向，两线圈相互吸引，D错误。
答案：B。
6．D
解析：A．开关S闭合时，b、c灯立即亮，由于线圈中产生自感电动势阻碍电流的增加，使得a灯逐渐亮，A错误；
B．开关S闭合，电路稳定后，三灯都亮，B错误；
CD．开关S断开时，c灯立即熄灭，由于在L中产生自感电动势阻碍电流的减小，则电流将在L与a、b灯之间形成新的回路，使得a、b灯逐渐熄灭，C错误，D正确。
答案：D。
7．B
解析：A．感应电动势为
感应电流为
电荷量为
联立解得
选项A错误；
B．此时感应电动势
线框电流为
由牛顿第二定律得
解得
选项B正确；
C．由能量守恒定律得，此过程中回路产生的电能为
选项C错误；
D．此时线框的电功率为
选项D错误。
答案：B。
8．ACD
解析：A．由楞次定律可以判断出螺线管中电流方向从下向上，通过电阻的电流方向是从到，选项A正确；
B．根据法拉第电磁感应定律有
由图知
代入数据解得
由闭合电路欧姆定律得
因此感应电流的大小是恒定的，选项B错误；
C．由电量的公式
选项C正确；
D．在外电路
顺着电流方向电势降低，因的电势等于零，那么点的电势为，D正确。
答案：ACD。
9．CD
解析：若电流增大，则线圈产生反感电动势，有阻碍电流增大的作用，则自感电动势方向与原电流方向相反；若电流减小，则线圈产生反感电动势，有阻碍电流减小的作用，则自感电动势方向与原电流方向相同。
答案：CD。
10．BD
解析：A．根据动量定理得：,线框进入磁场的过程，有：，离开磁场的过程，有：，又，所以可得△v1=△v2.由于线框进入和离开磁场的过程都做减速运动，两个过程所用时间不等，根据加速度的定义式,知线框进入磁场和离开磁场的过程中平均加速度不等，故A错误.
B．线框进入磁场和离开磁场的两个过程中，磁通量的变化量相等，根据,分析知通过线框横截面的电量相等，故B正确.
C．线框进入磁场和离开磁场的过程中线框产生的热量都等于线框动能的减少量，即为：,由A项分析知，两个过程初速度与末速度之差v1-v2相等，而初速度与末速度之和v1+v2不等，所以热量Q不等，故C错误.
D．两个过程中安培力的冲量为：，q相等，则I相等，故D正确.
11．AD
解析：A．cd棒开始运动后，对cd棒受力分析，受重力和安培力及弹簧弹力，无法确定重力和安培力的关系。初始时刻，若重力大于安培力时，则
合力方向向下，可知导体棒先做加速度减小的加速运动，故不是速度的最大值，直到重力大小等于安培力与弹簧弹力大小之和时速度达到最大值，然后导体棒继续向下运动，做减速运动，直到运动到最下端。若初始时刻重力小于安培力，则
合力方向向上，可知导体棒做减速运动，速度为最大值，直到运动到最下端，故A正确；
B．初始时刻时，棒的速度为，由
再由
故B错误；
C．cd边第一次到达最下端的时刻，由能量守恒定律可知，导体棒的动能和减少的重力势能转化为焦耳热及弹簧的弹性势能，即
mgh+
所以
故弹簧弹性势能大于，故C错误；
D．在cd边反复运动过程中，由于重力，可知最后棒静止在初始位置的下方，设两弹簧并联后的劲度系数为k，由
得
由能量守恒定律可知，导体棒的动能和减少的重力势能转化为焦耳热及弹簧的弹性势能，弹性势能
减少的重力势能为
因减少的重力势能大于增加的弹性势能，根据
可知热量应大于，故D正确。
答案：AD。
12． 向下 增加 向上 左 见解析
解析：（1）[1]条形磁铁的N极向下插入螺线管时，条形磁铁产生磁场方向向下。
（2）[2]将条形磁铁的N极向下插入螺线管时，螺线管中磁通量增加。
（3）[3]螺线管中感应电流产生的磁场阻碍磁通量增加，方向与条形磁铁磁场方向相反，故感应电流产生的磁场方向向上。
（4）[4]由安培定则可知电流从电流计负接线柱流入，指针向左偏转。
（5）[5]感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
13． 向右偏 向右偏 CD/DC
解析：（1）[1]电路图如图所示。
（2）①[2]开关闭合时，灵敏电流计的指针向右偏，说明在磁场方向不变的情况下，增大磁通量，灵敏电流计的指针向右偏。将原线圈迅速插入副线圈时，磁通量增大，灵敏电流计的指针将向右偏。
②[3]原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器的阻值调小时，螺线管中电流增大，磁场增强，磁通量增加，灵敏电流计的指针将向右偏。
（3）[4]在副线圈中磁通量发生变化时，即使副线圈不闭合，副线圈中也有电磁感应现象，但无感应电流，只有感应电动势，同样可以利用楞次定律判断感应电动势的方向。
答案：CD。
14．见解析
解析：当开关S断开后，线圈A中的电流减小并消失时，穿过线圈B的磁通量减小，因而在线圈B中将产生感应电流，根据楞次定律，感应电流的磁场要阻碍原磁场的减小，这样就使铁芯中磁场减弱得慢些，即在开关S断开后一小段时间内，铁芯中还有逐渐减弱的磁场，这个磁场对衔铁D依然有力的作用，因此，弹簧K不能立即将衔铁拉起。
15．（1）由a到b；（2）
解析：（1）由乙图可知，线圈内磁通量持续增加，根据楞次定律可判断出电阻中R电流的方向由a到b。
（2）根据法拉第电磁感应定律
又
联立，可得
根据闭合电路欧姆定律
又
解得
16．（1），；（2）；（3）
解析：（1）经过时间，金属棒的速率
此时，回路中的感应电流为
对金属棒，由牛顿第二定律得
由以上各式整理得
在图线上取两点
，，，
代入上式解得
（2）在末金属棒的速率
在末金属棒所发生的位移
由动能定理得
电路产生的焦耳热为
联立以上方程，解得
金属棒产生的焦耳热
（3）棒先做加速度逐渐减小的加速运动，当棒所受重力与滑动摩擦力相等时，速度达到最大；然后做加速度逐渐增大的减速运动，最后停止运动。当棒速度达到最大时，设此时棒的速度为，则有
又
整理解得
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B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．根据法拉第电磁感应定律，下列说法正确的是（ ）
A．穿过回路的磁通量越大，回路中的感应电动势也越大
B．磁通量的变化量越大，回路中的感应电动势越大
C．穿过回路的磁通量的变化率为0，回路中的感应电动势一定为0
D．某一时刻穿过回路的磁通量为0，回路中的感应电动势一定为0
2．如图，足够长的磁铁在空隙产生一个径向辐射状磁场，一个圆形细金属环与磁铁中心圆柱同轴，由静止开始下落，经过时间t，速度达最大值v，此过程中环面始终水平。已知金属环质量为m、半径为r、电阻为R，金属环下落过程中所经过位置的磁感应强度大小均为B，重力加速度大小为g，不计空气阻力，则（ ）
A．在俯视图中，环中感应电流沿逆时针方向
B．环中最大的感应电流大小为
C．环下落过程中一直处于超重状态
D．t时间内通过金属环横截面的电荷量为
3．如图所示，金属圆盘置于垂直纸面向里的匀强磁场中，其中央和边缘各引出一根导线与套在铁芯上部的线圈A相连。套在铁芯下部的线圈B引出两根导线接在两根水平导轨上，导轨上有一根金属棒ab处在垂直于纸面向外的匀强磁场中。下列说法正确的是（ ）
A．圆盘顺时针匀速转动时，a点的电势高于b点的电势
B．圆盘顺时针加速转动时，ab棒受到向左的安培力
C．圆盘顺时针加速转动时，ab棒将向右运动
D．圆盘顺时针减速转动时，a点的电势高于b点的电势
4．自感线圈广泛应用在无线电技术中，是交流电路或无线电设备中的基本元件。 如图所示，是电感足够大的线圈， 其直流电阻可忽略不计，A 和B是两个参数相同的灯泡， 若将开关闭合，等灯泡亮度稳定后， 再断开开关，则（ ）
A．开关闭合时，、亮度始终相同
B．开关闭合时， 灯泡同时亮， 随后灯变暗 直至熄灭， B灯逐渐变更亮
C．开关断开瞬间，立即熄灭
D．开关断开瞬间，都闪亮一下逐渐熄灭
5．如图甲所示，两固定导体线圈a、b在同一平面内，a在内侧，b在外侧．现使a接交流电源，规定逆时针方向为正方向，a中的电流i随时间t按正弦规律变化，图像如图乙所示，以下说法正确的是（ ）
A．时间内线圈b中有逆时针方向的电流
B．时刻线圈b中的电流最大
C．时刻两线圈间的作用力最大
D．时间内两线圈相互排斥
6．如图所示，L是自感系数较大的线圈，其直流电阻可忽略不计，a、b、c是三个相同的小灯泡，下列说法正确的是（ ）
A．开关S闭合时，c灯立即亮，a、b灯逐渐亮
B．开关S闭合，电路稳定后，b、c灯亮，a灯不亮
C．开关S断开时，b、c灯立即熄灭，a灯逐渐熄灭
D．开关S断开时，c灯立即熄灭，a、b灯逐渐熄灭
7．如图所示，在光滑绝缘的水平面上方，有两个方向相反的水平方向匀强磁场，PQ为两个磁场的边界，磁场范围足够大，磁感应强度的大小分别为、一个竖直放置的边长为a、质量为m、电阻为R的正方形金属线框，以速度v垂直磁场方向从图中实线位置开始向右运动，当线框运动到分别有一半面积在两个磁场中时，线框的速度为，则下列结论中正确的是（ ）
A．此过程中通过线框截面的电量为
B．此时线框的加速度为
C．此过程中回路产生的电能为
D．此时线框中的电功率为
评卷人得分
二、多选题
8．图甲所示的电路中电阻，螺线管匝数匝，横截面积，螺线管导线总电阻，穿过螺线管的磁场的磁感应强度随时间按图乙所示规律变化，磁感应强度向下为正方向，下列说法正确的是（ ）
A．通过电阻中的电流方向是从到
B．感应电流的大小是
C．内通过电阻的电荷量为
D．点的电势为
9．当线圈中电流改变时，线圈中会产生自感电动势。自感电动势方向与原电流方向（ ）
A．总是相反
B．总是相同
C．电流增大时，两者方向相反
D．电流减小时，两者方向相同
10．在光滑的水平面上，有一矩形匀强场区域，磁场方向竖直向下．一正方形导线框(边长小于磁场宽度)位于水平面上，以垂直于磁场边界的初速度从左向右通过该磁场区域，如图所示．则在此过程中
A．线框进入磁场和离开磁场的过程中平均加速度相等
B．线框进入磁场和离开磁场的过程中通过线框横截面的电量相等
C．线框进入磁场和离开磁场的过程中线框产生的热量相等
D．线框进入磁场和离开磁场的过程中安培力的冲量相等
11．如图所示，abcd为一矩形金属线框，其中，ab边接有定值电阻R，cd边的质量为m，其它部分的电阻和质量均不计，整个装置用两根绝缘轻弹簧悬挂起来，线框下方处在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里。初始时刻，两弹簧处于自然长度，且给线框一竖直向下的初速度，当cd边第一次运动至最下端的过程中，R产生的电热为Q，此过程cd边始终未离开磁场，已知重力加速度大小为g，下列说法中正确的是（ ）
A．线框在第一次运动道最低点可能先加速再减速运动
B．初始时刻cd边所受安培力的大小为
C．cd边第一次到达最下端的时刻，两根弹簧具有的弹性势能总量等于
D．在cd边反复运动过程中，R中产生的电热大于
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．下图为“探究感应电流的方向”实验中所用仪器示意图。现将条形磁铁的N极插入螺线管时，试回答下列问题：
（1）条形磁铁产生磁场方向 （向上或向下）；
（2）螺线管中磁通量的变化情况 （不变、增加或减小）；
（3）螺线管中感应电流产生的磁场方向 （向上、没有或向下）；
（4）电流计指针的偏转方向 （向左、不偏转或向右）；
（5）通过上述实验，总结得到感应电流方向的规律： 。
13．图为“研究电磁感应现象”的实验装置。
（1）将图中所缺的导线补接完整。
（2）如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后可能出现的情况有：
①将原线圈A迅速插入副线圈B时，灵敏电流计的指针将 。
②原线圈A插入副线圈B后，将滑动变阻器的阻值调小时，灵敏电流计的指针 （均填“向左偏”或“向右偏”）。
（3）如果副线圈B两端不接任何元件，则副线圈电路 。
A．因电路不闭合，无电磁感应现象 B．不能用楞次定律判断感应电动势的方向
C．可以用楞次定律判断感应电动势的方向 D．有电磁感应现象，但无感应电流，只有感应电动势
评卷人得分
四、解答题
14．一种延时继电器的示意图如图所示。铁芯上有两个线圈A和B。线圈A跟电源连接，线圈B两端连在一起，构成一个闭合电路。在断开开关S的时候，弹簧K并不会立刻将衔铁D拉起而使触头C（连接工作电路）离开，而是经过一小段时间后才执行这个动作。延时继电器就是因此而得名的。
请解释：当开关S断开后，弹簧K为何不会立即将衔铁拉起。
15．如图甲所示，一个面积为S，阻值为r的单圈圆形金属线圈与阻值为2r的电阻R组成闭合回路。在线圈中存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示，图中和已知，导线电阻不计。在至时间内，求：
（1）电阻中R电流的方向；
（2）a、b两点间的电势差。
16．相距的足够长平行金属导轨竖直放置，质量为的金属棒和质量为的金属棒均通过棒两端的套环水平地套在金属导轨上，如图（a）所示，虚线上方磁场方向垂直纸面向里，虚线下方磁场方向竖直向下，两处磁场磁感应强度大小相等。棒光滑，棒与导轨间动摩擦因数为，两棒电阻均为，导轨电阻不计。时刻起，棒受到一外力F（方向竖直向上，大小按图（b）所示规律变化）作用下，从静止开始沿导轨匀加速运动，同时也由静止释放棒。（）
（1）求磁感应强度B的大小和棒加速度大小；
（2）已知在内外力F做功，求这一过程中金属棒产生的焦耳热；
（3）求出棒达到最大速度时所对应的时刻。
(
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※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
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学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
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)
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
解析：根据法拉第电磁感应定律可知，回路中感应电动势正比于磁通量的变化率，与某时刻磁通量大小及其变化量大小无直接关系。
答案：C。
2．B
解析：A．根据题意，由右手定则可知，在金属环下落过程中，在俯视图中，环中感应电流沿顺时针方向，故A错误；
B．根据题意可知，当重力等于安培力时，环下落的速度最大，根据平衡条件有
当环速度最大时，感应电动势为
感应电流为
联立可得
故B正确；
C．根据题意可知，金属环下落过程做加速运动，具有向下的加速度，则环下落过程中一直处于失重状态，故C错误；
D．设t时间内通过金属环横截面的电荷量为，由题意可知，环下落速度为时的感应电流大小为
由于环中感应电流不断增大，则t时间内通过金属环横截面的电荷量
取向下为正方向，由动量定理有
又有
联立解得
故D错误。
答案：B。
3．B
解析：A．当圆盘顺时针匀速转动时，线圈A中产生恒定的电流，那么线圈B的磁通量不变，则线圈B中不产生感应电动势，则a点的电势等于b点的电势，故A错误；
BC．由右手定则可知，圆盘顺时针加速转动时，感应电流从圆心流向边缘，线圈A中产生的磁场方向向下且磁场减弱。由楞次定律可知，线圈B中的感应磁场方向向上，由右手螺旋定则可知，ab棒中感应电流方向由a→b，由左手定则可知，ab棒受的安培力方向向左，ab棒将向左运动，故B正确，C错误；
D．由右手定则可知，圆盘顺时针减速转动时，感应电流从圆心流向边缘，线圈A中产生的磁场方向向下且磁场增强。由楞次定律可知，线圈B中的感应磁场方向向下，由右手螺旋定则可知，B线圈的上端相当于电源的负极，则a点的电势低于b点的电势，故D错误。
答案：B。
4．B
解析：AB．将开关S闭合时，灯泡A、B同时亮；由于线圈的直流电阻可忽略不计，电路稳定后，灯泡A会被短路，所以随后A灯会变暗直至熄灭，B灯逐渐变更亮，选项A错误，B正确；
CD．开关S断开瞬间，灯B立即熄灭；由于线圈L对电流的阻碍作用，L中仍有电流，与灯泡A构成回路，所以A灯会先变亮然后再熄灭，选项CD错误。
答案：B。
5．B
解析：A．由图像乙可知时间内a中的电流i顺时针方向且在减小，产生垂直于纸面向里的感应磁场，根据楞次定律，线圈b中有顺时针方向的电流，A错误；
B． 时刻线圈a中的电流i图像斜率最大即变化的最快，根据电磁感应定律，此刻b中的电流最大，B正确；
C． 时刻线圈a电流最大，变化率为0，故线圈b中电流为0，两线圈间的作用力为0，C错误；
D．时间内，线圈a电流减小，根据楞次定律判断线圈b中电流与a电流同向，两线圈相互吸引，D错误。
答案：B。
6．D
解析：A．开关S闭合时，b、c灯立即亮，由于线圈中产生自感电动势阻碍电流的增加，使得a灯逐渐亮，A错误；
B．开关S闭合，电路稳定后，三灯都亮，B错误；
CD．开关S断开时，c灯立即熄灭，由于在L中产生自感电动势阻碍电流的减小，则电流将在L与a、b灯之间形成新的回路，使得a、b灯逐渐熄灭，C错误，D正确。
答案：D。
7．B
解析：A．感应电动势为
感应电流为
电荷量为
联立解得
选项A错误；
B．此时感应电动势
线框电流为
由牛顿第二定律得
解得
选项B正确；
C．由能量守恒定律得，此过程中回路产生的电能为
选项C错误；
D．此时线框的电功率为
选项D错误。
答案：B。
8．ACD
解析：A．由楞次定律可以判断出螺线管中电流方向从下向上，通过电阻的电流方向是从到，选项A正确；
B．根据法拉第电磁感应定律有
由图知
代入数据解得
由闭合电路欧姆定律得
因此感应电流的大小是恒定的，选项B错误；
C．由电量的公式
选项C正确；
D．在外电路
顺着电流方向电势降低，因的电势等于零，那么点的电势为，D正确。
答案：ACD。
9．CD
解析：若电流增大，则线圈产生反感电动势，有阻碍电流增大的作用，则自感电动势方向与原电流方向相反；若电流减小，则线圈产生反感电动势，有阻碍电流减小的作用，则自感电动势方向与原电流方向相同。
答案：CD。
10．BD
解析：A．根据动量定理得：,线框进入磁场的过程，有：，离开磁场的过程，有：，又，所以可得△v1=△v2.由于线框进入和离开磁场的过程都做减速运动，两个过程所用时间不等，根据加速度的定义式,知线框进入磁场和离开磁场的过程中平均加速度不等，故A错误.
B．线框进入磁场和离开磁场的两个过程中，磁通量的变化量相等，根据,分析知通过线框横截面的电量相等，故B正确.
C．线框进入磁场和离开磁场的过程中线框产生的热量都等于线框动能的减少量，即为：,由A项分析知，两个过程初速度与末速度之差v1-v2相等，而初速度与末速度之和v1+v2不等，所以热量Q不等，故C错误.
D．两个过程中安培力的冲量为：，q相等，则I相等，故D正确.
11．AD
解析：A．cd棒开始运动后，对cd棒受力分析，受重力和安培力及弹簧弹力，无法确定重力和安培力的关系。初始时刻，若重力大于安培力时，则
合力方向向下，可知导体棒先做加速度减小的加速运动，故不是速度的最大值，直到重力大小等于安培力与弹簧弹力大小之和时速度达到最大值，然后导体棒继续向下运动，做减速运动，直到运动到最下端。若初始时刻重力小于安培力，则
合力方向向上，可知导体棒做减速运动，速度为最大值，直到运动到最下端，故A正确；
B．初始时刻时，棒的速度为，由
再由
故B错误；
C．cd边第一次到达最下端的时刻，由能量守恒定律可知，导体棒的动能和减少的重力势能转化为焦耳热及弹簧的弹性势能，即
mgh+
所以
故弹簧弹性势能大于，故C错误；
D．在cd边反复运动过程中，由于重力，可知最后棒静止在初始位置的下方，设两弹簧并联后的劲度系数为k，由
得
由能量守恒定律可知，导体棒的动能和减少的重力势能转化为焦耳热及弹簧的弹性势能，弹性势能
减少的重力势能为
因减少的重力势能大于增加的弹性势能，根据
可知热量应大于，故D正确。
答案：AD。
12． 向下 增加 向上 左 见解析
解析：（1）[1]条形磁铁的N极向下插入螺线管时，条形磁铁产生磁场方向向下。
（2）[2]将条形磁铁的N极向下插入螺线管时，螺线管中磁通量增加。
（3）[3]螺线管中感应电流产生的磁场阻碍磁通量增加，方向与条形磁铁磁场方向相反，故感应电流产生的磁场方向向上。
（4）[4]由安培定则可知电流从电流计负接线柱流入，指针向左偏转。
（5）[5]感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
13． 向右偏 向右偏 CD/DC
解析：（1）[1]电路图如图所示。
（2）①[2]开关闭合时，灵敏电流计的指针向右偏，说明在磁场方向不变的情况下，增大磁通量，灵敏电流计的指针向右偏。将原线圈迅速插入副线圈时，磁通量增大，灵敏电流计的指针将向右偏。
②[3]原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器的阻值调小时，螺线管中电流增大，磁场增强，磁通量增加，灵敏电流计的指针将向右偏。
（3）[4]在副线圈中磁通量发生变化时，即使副线圈不闭合，副线圈中也有电磁感应现象，但无感应电流，只有感应电动势，同样可以利用楞次定律判断感应电动势的方向。
答案：CD。
14．见解析
解析：当开关S断开后，线圈A中的电流减小并消失时，穿过线圈B的磁通量减小，因而在线圈B中将产生感应电流，根据楞次定律，感应电流的磁场要阻碍原磁场的减小，这样就使铁芯中磁场减弱得慢些，即在开关S断开后一小段时间内，铁芯中还有逐渐减弱的磁场，这个磁场对衔铁D依然有力的作用，因此，弹簧K不能立即将衔铁拉起。
15．（1）由a到b；（2）
解析：（1）由乙图可知，线圈内磁通量持续增加，根据楞次定律可判断出电阻中R电流的方向由a到b。
（2）根据法拉第电磁感应定律
又
联立，可得
根据闭合电路欧姆定律
又
解得
16．（1），；（2）；（3）
解析：（1）经过时间，金属棒的速率
此时，回路中的感应电流为
对金属棒，由牛顿第二定律得
由以上各式整理得
在图线上取两点
，，，
代入上式解得
（2）在末金属棒的速率
在末金属棒所发生的位移
由动能定理得
电路产生的焦耳热为
联立以上方程，解得
金属棒产生的焦耳热
（3）棒先做加速度逐渐减小的加速运动，当棒所受重力与滑动摩擦力相等时，速度达到最大；然后做加速度逐渐增大的减速运动，最后停止运动。当棒速度达到最大时，设此时棒的速度为，则有
又
整理解得
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