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人教版选择性必修二第二章检测试卷C卷
（考试时间：75分钟 试卷满分：100分）
一、选择题：本题共10小题，共42分。在每小题给出的四个选项中，第1~8小题只有一项符合题目要求，每小题4分；第9~10小题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的或不选的得0分。
1．如图所示一块绝缘薄圆盘可绕其中心的光滑轴自由转动，圆盘的四周固定着一圈带电的金属小球，在圆盘的中部有一个圆形线圈。实验时圆盘沿顺时针方向绕中心转动时，发现线圈中产生逆时针方向（由上向下看）的电流，则下列关于可能出现的现象的描述正确的是（ ）
A．圆盘上金属小球带负电，且转速减小
B．圆盘上金属小球带负电，且转速增加
C．圆盘上金属小球带正电，且转速不变
D．圆盘上金属小球带正电，且转速减小
【答案】A
【详解】AB．若圆盘上金属小球带负电，顺时针转动时电流方向沿逆时针方向，产生的磁场方向向上，而线圈中产生逆时针方向的电流，根据安培定则可知，感应电流的磁场方向向上，根据楞次定律得知，原磁场应减弱，故圆盘的转速减小。故A正确，B错误；
C．若圆盘上金属小球带正电，转速不变时，产生的磁场恒定不变，穿过线圈的磁通量不变，不能产生感应电流。故C错误；
D．圆盘上金属小球带正电，顺时针转动时电流方向沿顺时针方向，产生的磁场方向向下，而线圈中产生逆时针方向的电流，根据安培定则可知，感应电流的磁场方向向上，根据楞次定律得知，原磁场应增强，故圆盘的转速增大。故D错误。
故选A。
2．如图所示，水平光滑直导轨ac、bd间距为L，导轨间有一半径为的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B，导轨右侧接定值电阻R，长为L、电阻也为R的导体棒在变力F作用下，从导轨左侧以速度匀速穿过圆形磁场，下列说法正确的是（ ）
A．导体棒通过圆形磁场的过程中，c点电势低于d点电势
B．电阻R两端的最大电压是
C．通过电阻R的最大电流是
D．导体棒穿过圆形磁场过程中，通过电阻R的电荷量为
【答案】B
【详解】A．根据右手定则可知，导体棒通过圆形磁场的过程中，通过导体棒内的电流方向是，所以c点电势高于d点电势，故A错误；
C．当导体棒经过圆形磁场的直径时，ab棒产生的感应电动势最大，为
所以通过电阻R的最大电流为
故C错误；
B．导体棒运动到圆形磁场的中间位置时的感应电流最大，根据
知，此时电阻R两端的电压是最大的，为
故B正确；
D．导体棒穿过圆形磁场过程中，通过电阻R的电荷量为
故D错误。
故选B。
3．如图甲所示，面积S=0.2m2的线圈，匝数n=630匝，总电阻r=1.0，线圈处在变化的磁场中，设磁场垂直纸面向外为正方向，磁感应强度B随时间t按图乙所示规律变化，方向垂直线圈平面，图甲中传感器可看成一个纯电阻R，并标有“3V，0.9W”，滑动变阻器R0上标有“10，1A”。则下列说法正确的是（ ）
A．电流表的电流方向向左
B．线圈中产生的感应电动势为定值
C．为了保证电路的安全，电路中允许通过的电流最大值为1A
D．若滑动变阻器的滑片置于最左端，为了保证电路的安全，图乙中的t0最小值为20s
【答案】B
【详解】A．根据楞次定律，回路中产生顺时针方向的电流，电流表的电流方向向右，故A错误；
B．因为恒定，所以根据法拉第电磁感应定律
E＝nS
线圈中产生恒定的感应电动势，故B正确；
C．传感器正常工作时电阻为
R＝＝Ω＝10Ω
工作电流为
I＝＝A＝0.3A
变阻器的工作电流是1A，所以电路允许通过的最大电流为0.3A，故C错误；
D．滑动变阻器触头位于最左端时外电路电阻为
R外＝20Ω
电源电动势的最大值为
E＝I（R外＋r）＝6.3V
由法拉第电磁感应定律
E＝n＝
得
t0＝40s
故D错误。
故选B。
4．如图，有两个宽度均为a的相邻条形匀强磁场区域，磁感应强度大小均为B，方向相反且与纸面垂直，x轴与磁场边界垂直。现有一直角三角形单匝闭合导线框从图示位置开始沿x轴正方向匀速穿过磁场区域，已知，线框面积为S，电阻为R，则（ ）
A．边通过直线后瞬间线框中产生的电动势最大
B．当线框在左、右磁场中的面积相等时不会产生感应电流
C．线框在进入左边磁场和离开右边磁场过程中电流方向相反
D．边从移到过程中通过边某一横截面的电荷量绝对值为
【答案】A
【详解】A．线框边通过直线后瞬间，线框切割磁感线的有效长度最大，斜边与竖直边产生的电动势均最大（大小设为），对回路而言方向相同，此时线框产生的电动势最大且为，故A正确；
B．当线框在左、右磁场中的面积相等时，处于左右磁场中的两部分导线产生的电动势对回路而言方向相同，闭合回路会有感应电流，故B错误；
C．线框从开始进入到全部进入左边磁场，磁通量向里增大，由楞次定律可知，电流方向为逆时针：线框从右边磁场的右边界离开的过程在中，向外的磁通量在减少，由楞次定律可知，电流方向为逆时针，所以这两个阶段电流方向相同，故C错误；
D．边从移到过程中，初态磁通量为0，末态磁通量为，磁通量变化量
则通过边某一横截面的电荷量绝对值
故D错误。
故选A。
5．如图所示，两条电阻不计的平行导轨与水平面成角，导轨的一端连接定值电阻，匀强磁场垂直穿过导轨平面。一根质量为m、电阻为的导体棒，垂直导轨放置，导体棒与导轨之间的动摩擦因数为，且。如果导体棒以速度v匀速下滑，导体棒此时受到的安培力大小为F，则棒匀速运动过程中以下判断正确的是（ ）
A．电阻消耗的电功率为
B．通过棒的电流方向为a到b
C．重力做功的功率为
D．运动过程中棒减少的机械能全部转化为电能、摩擦热和焦耳热
【答案】A
【详解】A．设电阻R1消耗的电功率为P1，电阻R2消耗的电功率为P2，则
，
根据功能关系可知
由题意知
联立解得
故A正确；
B．根据右手定则，判断通过棒的电流方向为b到a，故B错误；
C．棒在竖直方向的分速度为vsinθ，所以重力做功的功率为
故C错误；
D．运动过程中棒减少的机械能全部转化为电能和摩擦热，电能最终又转化为焦耳热，故D错误。
故选A。
6．电磁感应现象在科技和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是（ ）
A．图甲中，发射线圈接入恒定电流也能实现手机充电
B．图乙中，电磁炉不能使用陶瓷锅，是因为陶瓷导热性能比金属差
C．图丙中，真空冶炼炉的炉外线圈通入高频交流电时，线圈会产生大量热量，从而冶炼金属
D．图丁中，电流表在运输时要用导线把两个接线柱连在一起，这是为了保护电表指针，利用了电磁阻尼原理
【答案】D
【详解】A．充电设备中的发射线圈通恒定电流，其产生的磁场是恒定的，不能使手机产生感应电流，不能实现无线充电，A错误
B．电磁炉不能用陶瓷锅是因为陶瓷锅属于绝缘材料，不会产生涡流，B错误；
C．真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，线圈产生交变磁场，被冶炼的金属产生涡流，产生大量的热从而冶炼金属，故C错误；
D．电流表在运输时要用导线把两个接线柱连在一起，这是为了保护电表指针，利用了电磁阻尼原理，D正确。
故选D。
7．在如图所示的电路中，两个相同的小灯泡L1和L2分别串联一个带铁芯的电感线圈L和一个滑动变阻器R。闭合开关S后，待电路稳定后调整R，使L1和L2发光的亮度一样，此时流过两个灯泡的电流均为I。在之后的t0时刻断开S，则在如图所示的图像中，能正确反映t0前后的一小段时间内通过L1的电流 i1和通过L2的电流i2随时间t变化关系的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【详解】AD．L1与线圈串联，断开S，流过线圈的电流减小，电感线圈产生同向的感应电动势，并慢慢变小，则电流变小，变小的越来越慢，故AD错误；
BC．闭合开关S后，L2与线圈并联；S断开后，电感线圈产生的电流与L2构成回路，S断开后的较短的时间内L2电流反向，并由I值逐渐减小，故B正确，C错误。
故选B。
8．如图所示为两个有界匀强磁场，磁感应强度大小均为B，方向分别垂直于纸面向里和向外，磁场宽度均为L，距磁场区域的左侧L处有一边长为L的正方形导体线框，总电阻为R，且线框平面与磁场方向垂直。现用外力F使线框以速度v匀速穿过磁场区域，以初始位置为计时起点，规定电流沿逆时针方向时的电动势E为正，磁感线垂直纸面向里时磁通量Φ的方向为正，外力F向右为正。线框中的磁通量Φ、感应电动势E、外力F和电功率P随时间变化的图像正确的是图中的（ ）
A． B．
C． D．
【答案】D
【详解】易知四个图像中t轴上每个刻度代表。
A．在时间内，线框未进入磁场，Φ为零；
在时间内，线框进入左侧磁场区域，因为线框做匀速运动，所以进入磁场的面积随时间t线性增大，即Φ开始沿正方向线性增大，当时，Φ达到正向最大值；
在时间内，线框右边界开始进入右侧磁场区域，Φ开始线性减小，且由于左、右磁场区域磁感应强度方向相反，Φ的变化率是时间内的两倍。当时，线框恰好一半在左侧磁场区域中，一半在右侧磁场区域中，此时Φ为零；
在时间内，线框在右侧磁场中的面积开始大于在左侧磁场中的面积，所以Φ开始从零沿负方向线性增大，变化率仍是时间内的两倍，当时，线框恰好全部进入右侧的磁场区域，此时Φ达到负向最大值；
在时间内，线框逐渐离开右侧磁场区域，Φ开始从负向最大值线性减小，变化率与时间内相等，当时，线框恰好全部穿过右侧磁场区域，此时Φ为零。综上所述可知A错误；
BD．在时间内，线框未进入磁场，感应电动势为零，电功率为零；
在时间内，线框匀速进入左侧磁场区域，右边切割磁感线，产生的感应电动势方向为逆时针（正向），大小为
电功率为
在时间内，线框左、右两边同时切割磁感线，产生的感应电动势方向为顺时针（负向），大小为
电功率为
在时间内，线框左边切割磁感线，产生的感应电动势方向为逆时针（正向），大小为
电功率为
在时刻后，线框离开磁场区域，感应电动势和电功率均为零。故B错误，D正确；
C．在时间内，线框未进入磁场，F为零；
在时间内，线框匀速进入左侧磁场区域，F与右边所受安培力平衡，方向向右，大小为
在时间内，根据前面分析可知线框内感应电动势变为时间内的2倍，则感应电流变为时间内的2倍，且线框左、右两边同时受到向左的安培力，则F方向仍为向右，且大小为
在时间内，线框内感应电流大小和时间内相等，线框左边受到向左的安培力，则F方向仍为向右，且大小为
在时刻后，线框离开磁场区域，F为零。综上所述可知C错误。
故选D。
9．如图甲所示，间距为L的光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B，导轨左侧连接一定值电阻R。垂直导轨的导体棒在平行导轨的水平外力F作用下沿导轨运动，F随t变化的规律如图乙所示。在0~t0时间内，棒从静止开始做匀加速直线运动。运动过程中，导体棒始终与导轨垂直且接触良好，图乙中t0、F1、F2为已知量，棒和导轨的电阻不计。则（ ）
A．在t0以后，导体棒先做加速度逐渐减小的加速运动，后做匀速直线运动
B．在t0以后，导体棒一直做匀加速直线运动
C．在0~t0时间内，导体棒的加速度大小为
D．在0~t0时间内，通过导体棒横截面的电荷量为
【答案】AD
【详解】AB．因在时间内导体棒做匀加速直线运动，则在时刻大于导体棒所受的安培力，在以后，外力保持不变，安培力逐渐变大，导体棒做加速度越来越小的加速运动，当加速度，即导体棒所受安培力与外力相等时，导体棒开始做匀速直线运动，故A正确，B错误；
C．设在时间内导体棒的加速度为a，导体棒的质量为m，由牛顿第二定律得
又
联立变形得
结合图乙得
解得
故C错误；
D．通过导体棒横截面的电荷量
又
解得
故D正确。
故选AD。
10．如图甲所示，螺线管P穿过一固定圆形线圈Q，P中通有变化的电流i，规定图示电流方向为正，电流随时间变化的规律如图乙所示，则（ ）
A．t1时刻，从上往下看，线圈Q中有顺时针方向的电流
B．t2时刻，线圈Q中没有感应电流
C．t1~t2时间内，Q中电流在增大
D．t2~t3时间内，Q中磁通量的变化率在增大
【答案】AC
【详解】A．时刻，流过线圈P的电流为正向减小，则由楞次定律可知穿过Q的感应电流的磁场向下，从上往下看，线圈Q中有顺时针方向的感应电流，故A正确；
B．时刻虽然P中电流为零，但此时电流的变化率不为零，线圈Q中依然有感应电流存在，故B错误；
C．时间内，因P中电流变化率在增大，即穿过Q的磁通量的变化率增大，则Q中电流在增大，故C正确；
D．时间内，P中电流的变化率在减小，则Q中磁通量的变化率在减小，故D错误。
故选AC。
二、实验题（本题共2小题，共16分。）
11．学习法拉第电磁感应定律后，为了定量验证感应电动势E与时间的关系，甲、乙两位同学共同设计了图示实验装置：线圈和电压传感器相连，线圈、光电门固定在长木板的轨道上，强磁铁和挡光片固定在小车上。每当小车经过光电门时，光电门会记录下挡光时间同时触发电压传感器记录下内线圈产生的感应电动势E。利用弹簧将小车以不同的速度从轨道的右端弹出，就能得到一系列E和的实验数据。
（1）关于实验原理、过程和操作，下列说法正确的是 。
A．实验中必须保持线圈、光电门的位置不变
B．实验中轨道必须保持水平
C． 实验中轨道必须光滑
D．实验中每个挡光时间内线圈中磁通的变化量中可视为定值
（2）两位同学用作图法分析实验数据，要通过线性图像直观反映感应电动势E与时间的关系，可作出 （填“”或“”）图线。
（3）若按（2）问中两同学的方法处理数据，当仅增大线圈匝数后得到的图线斜率会 （选填“增大”、“不变”、“减小”）。
【答案】 AD/DA 增大
【详解】（1）[1]AD．实验需要控制线圈匝数与磁通量的变化量不变，为控制磁通量的变化量不变，实验中必须保持线圈、光电门位置不变，故AD正确；
BC．由法拉第电磁感应定律
可知为了定量验证感应电动势与时间成反比，实验只需要控制线圈匝数与磁通量的变化量不变即可，对轨道是否光滑、轨道是否水平没有要求，故BC错误。
故选AD。
（2）[2]根据
可知与成正比，故在直角坐标系中作关系图线，若图线是基本过坐标原点的倾斜直线，则也可验证与成反比。
（3）[3]由法拉第电磁感应定律
可知图线的斜率
因为不变，所以当仅增大线圈匝数后，图线的斜率会增大。
12．某同学利用如图甲所示装置研究磁铁下落过程中的重力势能与电能之间的相互转化，螺线管的内阻，初始时滑动变阻器的滑片位于正中间20的位置，打开传感器，将质量为m的磁铁置于螺线管正上方静止释放，磁铁上表面为N极.穿过螺线管后掉落到海绵垫上并静止（磁铁下落中受到的电磁阻力远小于磁铁重力，不发生转动），释放点到海绵垫的高度差为h.计算机屏幕上显示出如图乙所示的曲线.
（1）磁铁穿过螺线管的过程中，产生第一峰值时线圈中的感应电动势约为 V.
（2）图像中UI出现前后两个峰值，对比实验过程发现，这两个峰值是磁铁刚进入螺线管内部和刚从内部出来时产生的，对这一现象相关说法正确的是 .
A．磁铁从静止下落到穿过螺线管掉落到海绵垫上的过程中，线圈中的磁通量变化率先增大后减小
B．如果仅将滑动变阻器的滑片从中间向左移动，坐标系中的两个峰值都会减小
C．磁铁在穿过线圈过程中加速度始终小于重力加速度g
D．如果仅略减小h，两个峰值都会减小
（3）在磁铁下降h的过程中，可估算由机械能转化的电能的大小约为 J.
【答案】 0.9 BD （~均正确）
【详解】（1）[1]．由曲线可知，产生第一峰值时滑动变阻器功率为
线圈输出功率表达式为
根据闭合电路欧姆定律得
联立各式并将、代入解得
.
（2）[2]．由曲线可知，产生的感应电动势先增大后减小，再增大再减小，因此线圈中的磁通量的变化率先增大后减小，再增大再减小，A错误；根据闭合电路欧姆定律可知，当外电阻等于内电阻时，电源的输出功率最大，本题中滑动变阻器的最大阻值与内阻相等，因此滑片从中间向左滑动时，两个峰值都会减小，B正确；当磁铁全部在线圈中时，磁通量的变化率为零，此时的感应电流为零，只受重力，加速度等于g，C错误；当h减小时，磁铁进入线圈的速度减小，导致线圈中磁通量的变化率减小，因此两个峰值都会减小，D正确.
（3）[3]．根据图像的物理意义可知，图像与横轴围成面积大小等于下落过程中电源输出的电能，图像与横轴围成的面积可由图像与横轴围成的虚线小方框的个数乘以每个小方框的面积求得，由图像可得，在磁铁下降h的过程中由机械能转化的电能的大小为
（~均正确）.
三、计算题（本题共3小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
13．如图所示，两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置，与水平方向的夹角为θ。两导轨间距为，M、P两点间接有阻值为R的电阻。一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下。导轨和金属杆的电阻可忽略。让ab杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦。
（1）由b向a方向看到的装置如图，在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图；
（2）在加速下滑时，当ab杆的速度大小为v时，求此时ab杆中的电流及其加速度的大小；
（3）求在下滑过程中，ab杆可以达到的速度最大值。
【答案】（1） ；（2），；（3）
【详解】（1）经过分析可得，ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图如下图所示
（2）当ab杆速度为v时，感应电动势为
此时电路中电流为
ab杆受到安培力为
即有
可得
（3）当时，ab杆达到最大速度，则有
14．有一匀强磁场区域，区域的上下边界MM′、NN′与水平面平行，磁场的磁感应强度为B，方向如图所示，磁场上下边界的距离为H。一矩形线圈abcd位于竖直平面内，其质量为m，电阻为R，ab边长L1，bd边长L2，且L2（1）线框完全进入磁场前速度的最大值；
（2）线框从开始下落，到cd边刚到达磁场区域下边界NN′的过程中，线框克服安培力所做的功；
（3）线框cd边刚穿出磁场区域下边界NN′时线框的加速度。
【答案】（1）；（2）；（3），方向竖直向上
【详解】（1）当线框的加速度为零时，线框的速度达到最大值，即
解得
（2）当线框完全进入磁场后做匀加速直线运动，有
线框从开始下落到cd边刚到达磁场区域下边界NN′的过程中，有
联立解得
（3）当线框出磁场时，安培力大于重力，根据牛顿第二定律可得
解得
方向竖直向上。
15．如图所示，间距为且足够长的光滑平行金属导轨与，由倾斜与水平两部分平滑连接组成。倾角的倾斜导轨间区域Ⅰ有垂直导轨平面斜向，上的匀强磁场，磁感应强度。水平导轨间区域Ⅱ有一个长度、竖直向上的匀强磁场，磁感应强度。质量、阻值的金属棒a从倾斜导轨某位置由静止开始释放，穿过前已做匀速直线运动，以大小不变的速度进入水平导轨，穿出水平磁场区域Ⅱ与另一根质量、阻值的静止金属棒b发生弹性碰撞，两金属棒始终与导轨垂直且接触良好，金属导轨电阻不计，求：
（1）金属棒a到达斜面底端时的速度的大小；
（2）金属棒a第一次穿过区域Ⅱ的过程中，电路中产生的总焦耳热Q；
（3）金属棒a最终停在距区域Ⅱ右边界距离x。
【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】（1）导体棒a匀速穿过，由受力平衡得
（2）规定向右为正方向，对金属棒a，根据动量定理得
金属棒a第一次穿过磁场区域的过程中，电路中产生的总热量等于金属棒a机械能的减少量即
联立并带入数据得
（3）规定向右为正方向，两金属棒碰撞过程根据动量守恒和机械能守恒得
联立并带入数据解得金属棒a反弹的速度为
设金属棒a最终停在距磁场右边界x处，规定向右为正方向，对金属棒a，根据动量定理得
联立并带入数据解得
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（考试时间：75分钟 试卷满分：100分）
一、选择题：本题共10小题，共42分。在每小题给出的四个选项中，第1~8小题只有一项符合题目要求，每小题4分；第9~10小题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的或不选的得0分。
1．如图所示一块绝缘薄圆盘可绕其中心的光滑轴自由转动，圆盘的四周固定着一圈带电的金属小球，在圆盘的中部有一个圆形线圈。实验时圆盘沿顺时针方向绕中心转动时，发现线圈中产生逆时针方向（由上向下看）的电流，则下列关于可能出现的现象的描述正确的是（ ）
A．圆盘上金属小球带负电，且转速减小
B．圆盘上金属小球带负电，且转速增加
C．圆盘上金属小球带正电，且转速不变
D．圆盘上金属小球带正电，且转速减小
2．如图所示，水平光滑直导轨ac、bd间距为L，导轨间有一半径为的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B，导轨右侧接定值电阻R，长为L、电阻也为R的导体棒在变力F作用下，从导轨左侧以速度匀速穿过圆形磁场，下列说法正确的是（ ）
A．导体棒通过圆形磁场的过程中，c点电势低于d点电势
B．电阻R两端的最大电压是
C．通过电阻R的最大电流是
D．导体棒穿过圆形磁场过程中，通过电阻R的电荷量为
3．如图甲所示，面积S=0.2m2的线圈，匝数n=630匝，总电阻r=1.0，线圈处在变化的磁场中，设磁场垂直纸面向外为正方向，磁感应强度B随时间t按图乙所示规律变化，方向垂直线圈平面，图甲中传感器可看成一个纯电阻R，并标有“3V，0.9W”，滑动变阻器R0上标有“10，1A”。则下列说法正确的是（ ）
A．电流表的电流方向向左
B．线圈中产生的感应电动势为定值
C．为了保证电路的安全，电路中允许通过的电流最大值为1A
D．若滑动变阻器的滑片置于最左端，为了保证电路的安全，图乙中的t0最小值为20s
4．如图，有两个宽度均为a的相邻条形匀强磁场区域，磁感应强度大小均为B，方向相反且与纸面垂直，x轴与磁场边界垂直。现有一直角三角形单匝闭合导线框从图示位置开始沿x轴正方向匀速穿过磁场区域，已知，线框面积为S，电阻为R，则（ ）
A．边通过直线后瞬间线框中产生的电动势最大
B．当线框在左、右磁场中的面积相等时不会产生感应电流
C．线框在进入左边磁场和离开右边磁场过程中电流方向相反
D．边从移到过程中通过边某一横截面的电荷量绝对值为
5．如图所示，两条电阻不计的平行导轨与水平面成角，导轨的一端连接定值电阻，匀强磁场垂直穿过导轨平面。一根质量为m、电阻为的导体棒，垂直导轨放置，导体棒与导轨之间的动摩擦因数为，且。如果导体棒以速度v匀速下滑，导体棒此时受到的安培力大小为F，则棒匀速运动过程中以下判断正确的是（ ）
A．电阻消耗的电功率为
B．通过棒的电流方向为a到b
C．重力做功的功率为
D．运动过程中棒减少的机械能全部转化为电能、摩擦热和焦耳热
6．电磁感应现象在科技和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是（ ）
A．图甲中，发射线圈接入恒定电流也能实现手机充电
B．图乙中，电磁炉不能使用陶瓷锅，是因为陶瓷导热性能比金属差
C．图丙中，真空冶炼炉的炉外线圈通入高频交流电时，线圈会产生大量热量，从而冶炼金属
D．图丁中，电流表在运输时要用导线把两个接线柱连在一起，这是为了保护电表指针，利用了电磁阻尼原理
7．在如图所示的电路中，两个相同的小灯泡L1和L2分别串联一个带铁芯的电感线圈L和一个滑动变阻器R。闭合开关S后，待电路稳定后调整R，使L1和L2发光的亮度一样，此时流过两个灯泡的电流均为I。在之后的t0时刻断开S，则在如图所示的图像中，能正确反映t0前后的一小段时间内通过L1的电流 i1和通过L2的电流i2随时间t变化关系的是（ ）
A． B．
C． D．
8．如图所示为两个有界匀强磁场，磁感应强度大小均为B，方向分别垂直于纸面向里和向外，磁场宽度均为L，距磁场区域的左侧L处有一边长为L的正方形导体线框，总电阻为R，且线框平面与磁场方向垂直。现用外力F使线框以速度v匀速穿过磁场区域，以初始位置为计时起点，规定电流沿逆时针方向时的电动势E为正，磁感线垂直纸面向里时磁通量Φ的方向为正，外力F向右为正。线框中的磁通量Φ、感应电动势E、外力F和电功率P随时间变化的图像正确的是图中的（ ）
A． B．
C． D．
9．如图甲所示，间距为L的光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B，导轨左侧连接一定值电阻R。垂直导轨的导体棒在平行导轨的水平外力F作用下沿导轨运动，F随t变化的规律如图乙所示。在0~t0时间内，棒从静止开始做匀加速直线运动。运动过程中，导体棒始终与导轨垂直且接触良好，图乙中t0、F1、F2为已知量，棒和导轨的电阻不计。则（ ）
A．在t0以后，导体棒先做加速度逐渐减小的加速运动，后做匀速直线运动
B．在t0以后，导体棒一直做匀加速直线运动
C．在0~t0时间内，导体棒的加速度大小为
D．在0~t0时间内，通过导体棒横截面的电荷量为
10．如图甲所示，螺线管P穿过一固定圆形线圈Q，P中通有变化的电流i，规定图示电流方向为正，电流随时间变化的规律如图乙所示，则（ ）
A．t1时刻，从上往下看，线圈Q中有顺时针方向的电流
B．t2时刻，线圈Q中没有感应电流
C．t1~t2时间内，Q中电流在增大
D．t2~t3时间内，Q中磁通量的变化率在增大
二、实验题（本题共2小题，共16分。）
11．学习法拉第电磁感应定律后，为了定量验证感应电动势E与时间的关系，甲、乙两位同学共同设计了图示实验装置：线圈和电压传感器相连，线圈、光电门固定在长木板的轨道上，强磁铁和挡光片固定在小车上。每当小车经过光电门时，光电门会记录下挡光时间同时触发电压传感器记录下内线圈产生的感应电动势E。利用弹簧将小车以不同的速度从轨道的右端弹出，就能得到一系列E和的实验数据。
（1）关于实验原理、过程和操作，下列说法正确的是 。
A．实验中必须保持线圈、光电门的位置不变
B．实验中轨道必须保持水平
C． 实验中轨道必须光滑
D．实验中每个挡光时间内线圈中磁通的变化量中可视为定值
（2）两位同学用作图法分析实验数据，要通过线性图像直观反映感应电动势E与时间的关系，可作出 （填“”或“”）图线。
（3）若按（2）问中两同学的方法处理数据，当仅增大线圈匝数后得到的图线斜率会 （选填“增大”、“不变”、“减小”）。
12．某同学利用如图甲所示装置研究磁铁下落过程中的重力势能与电能之间的相互转化，螺线管的内阻，初始时滑动变阻器的滑片位于正中间20的位置，打开传感器，将质量为m的磁铁置于螺线管正上方静止释放，磁铁上表面为N极.穿过螺线管后掉落到海绵垫上并静止（磁铁下落中受到的电磁阻力远小于磁铁重力，不发生转动），释放点到海绵垫的高度差为h.计算机屏幕上显示出如图乙所示的曲线.
（1）磁铁穿过螺线管的过程中，产生第一峰值时线圈中的感应电动势约为 V.
（2）图像中UI出现前后两个峰值，对比实验过程发现，这两个峰值是磁铁刚进入螺线管内部和刚从内部出来时产生的，对这一现象相关说法正确的是 .
A．磁铁从静止下落到穿过螺线管掉落到海绵垫上的过程中，线圈中的磁通量变化率先增大后减小
B．如果仅将滑动变阻器的滑片从中间向左移动，坐标系中的两个峰值都会减小
C．磁铁在穿过线圈过程中加速度始终小于重力加速度g
D．如果仅略减小h，两个峰值都会减小
（3）在磁铁下降h的过程中，可估算由机械能转化的电能的大小约为 J.
三、计算题（本题共3小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
13．如图所示，两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置，与水平方向的夹角为θ。两导轨间距为，M、P两点间接有阻值为R的电阻。一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下。导轨和金属杆的电阻可忽略。让ab杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦。
（1）由b向a方向看到的装置如图，在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图；
（2）在加速下滑时，当ab杆的速度大小为v时，求此时ab杆中的电流及其加速度的大小；
（3）求在下滑过程中，ab杆可以达到的速度最大值。
14．有一匀强磁场区域，区域的上下边界MM′、NN′与水平面平行，磁场的磁感应强度为B，方向如图所示，磁场上下边界的距离为H。一矩形线圈abcd位于竖直平面内，其质量为m，电阻为R，ab边长L1，bd边长L2，且L2（1）线框完全进入磁场前速度的最大值；
（2）线框从开始下落，到cd边刚到达磁场区域下边界NN′的过程中，线框克服安培力所做的功；
（3）线框cd边刚穿出磁场区域下边界NN′时线框的加速度。
15．如图所示，间距为且足够长的光滑平行金属导轨与，由倾斜与水平两部分平滑连接组成。倾角的倾斜导轨间区域Ⅰ有垂直导轨平面斜向，上的匀强磁场，磁感应强度。水平导轨间区域Ⅱ有一个长度、竖直向上的匀强磁场，磁感应强度。质量、阻值的金属棒a从倾斜导轨某位置由静止开始释放，穿过前已做匀速直线运动，以大小不变的速度进入水平导轨，穿出水平磁场区域Ⅱ与另一根质量、阻值的静止金属棒b发生弹性碰撞，两金属棒始终与导轨垂直且接触良好，金属导轨电阻不计，求：
（1）金属棒a到达斜面底端时的速度的大小；
（2）金属棒a第一次穿过区域Ⅱ的过程中，电路中产生的总焦耳热Q；
（3）金属棒a最终停在距区域Ⅱ右边界距离x。
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