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电磁感应
（90分钟，100分）
一、单项选择题:本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有-一个选项符合题目要求。
1．如图所示的光滑平面内，在通有图示方向电流的长直导线右侧有一矩形金属线框，边与导线平行。调节导线中的电流大小时观察到矩形线框向右移动。下列说法正确的是
A．线框中产生的感应电流方向为
B．导线中的电流逐渐减小
C．线框边所受安培力为0
D．线框边所受的安培力方向水平向右
【答案】
【解答】解：、根据安培定则可知，通电导线右侧产生的磁场方向垂直纸面向里；结合导线电流产生的磁场在边处的磁感应强度大于在边处的磁感应强度，可知边受到的安培力大于边受到的安培力，根据题意，观察到矩形线框向右移动，则边受到的安培力的方向向右，边所受的安培力方向水平向左，根据左手定则边电流的方向向下，线框中产生的感应电流为逆时针方向，即为，故正确，错误；
、线框中产生的感应电流为逆时针方向，则感应电流产生的磁场的方向向外，与原来的磁场方向相反，根据楞次定律可知，原来的磁场增大，所以导线电流增大，故错误；
、根据左手定则可知，线框、边所受安培力始终大小相等方向相反，合力为零，而边与边所受安培力不为零，故错误。
故选：。
2．如图所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向如图．左线圈连着平行导轨和，导轨电阻不计，在导轨垂直方向上放着金属棒，金属棒处于垂直纸面向外的匀强磁场中，下列说法中正确的是
A．当金属棒向右匀速运动时，点电势高于点，点电势高于点
B．当金属棒向右匀速运动时，点电势高于点，点电势高于点
C．当金属棒向右加速运动时，点电势高于点，点电势高于点
D．当金属棒向右加速运动时，点电势高于点，点电势高于点
【答案】
【解答】解：、棒向右匀速运动时，根据右手定则判断得知，棒中感应电流方向从，相当于电源，所以点电势高于点。线圈中产生的感应电流是恒定的，原线圈中的磁场是恒定的，穿过副线圈的磁通量不变，没有感应电动势产生，中没有电流流过，所以点与点等电势。故、错误；
、棒向右加速运动时，根据右手定则判断得知，棒中感应电流方向从，相当于电源，所以点电势高于点。
根据安培定则判断可知，原线圈中向下的磁场，而且在增强，副线圈中有向上的磁场在增强，根据楞次定律可知，副线圈中感应电流从通过电阻到，点电势高于点，故错误，正确；
故选：。
3．如图所示，导体在做切割磁感线运动时，将产生一个电动势，因而在电路中有电流通过。下列说法中正确的是
A．因导体运动而产生的感应电动势称为感生电动势
B．动生电动势的产生与洛伦兹力有关
C．动生电动势的产生与电场力有关
D．动生电动势和感生电动势的产生原因是一样的
【答案】
【解答】解：、因导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势，故错误，
、动生电动势的产生与洛伦兹力有关，感生电动势与电场力做功有关，故正确，错误；
、动生电动势和感生电动势的产生原因不一样，故错误；
故选：。
4．如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一个水平放置的金属棒以某一速度水平抛出，金属棒在运动过程中始终保持水平，不计空气阻力，下列说法正确的是
A．金属棒端的电势高于端的电势
B．金属棒端的电势低于端的电势
C．金属棒中有到的感应电流
D．金属棒中有到的感应电流
【答案】
【解答】解：、由右手定则，金属棒端的电势低于端的电势，故错误、正确；
、由于没有闭合回路故金属棒中无感应电流，故、错误
故选：。
5．如图甲所示，单匝闭合线圈固定在匀强磁场中，时刻磁感线垂直线圈平面向里，磁感应强度随时间变化如图乙所示，线圈面积，电阻。在时间内，下列说法正确的是
A．线圈中的感应电流在时方向转换
B．线圈中的感应电动势大小为
C．线圈中产生的感应电流先减小后增大
D．通过线圈横截面的电荷量为
【答案】
【解答】解：、根据法拉第电磁感应定律可得，线圈中的感应电动势为
故电路中的电动势为一定值，故线圈中的感应电流大小不变；
根据楞次定律可知感应电流方向不变，故错误；
、通过线圈横截面的电荷量为
故正确。
故选：。
6．如图所示，水平放置的两条光滑导轨上有可自由移动的金属棒、，当在外力作用下运动时，在磁场力作用下向右运动，则所做的运动可能是
A．向右加速运动 B．向左匀速运动 C．向右减速运动 D．向左减速运动
【答案】
【解答】解：在磁场力作用下向右运动，说明受到的磁场力向右，由左手定则可知电流由指向，由楞次定律可知，线圈中产生感应电流的磁场应该是向上减小，或向下增加；再由右手定则可知可能是向左加速运动或向右减速运动。
故选：。
7．两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为，底端接阻值为的电阻．将质量为的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为的匀强磁场垂直，如图所示．除电阻外其余电阻不计．现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，则
A．释放瞬间金属棒的加速度大于重力加速度
B．金属棒向下运动时，流过电阻的电流方向为
C．金属棒的速度为时，所受的安培力大小为
D．电阻上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少
【答案】
【解答】解：、金属棒释放瞬间，速度为零，感应电流为零，由于弹簧处于原长状态，因此金属棒只受重力作用，故其加速度的大小为，故错误；
、根据右手定则可知，金属棒向下运动时，流过电阻电流方向为，故错误；
、当金属棒的速度为时，，安培力大小为：，故正确；
、当金属棒下落到最底端时，重力势能转化为弹性势能和焦耳热，所以电阻上产生的总热量小于金属棒重力势能的减少，故错误。
故选：。
8．英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间产生感生电场。如图所示，一个半径为的光滑、绝缘细圆环水平放置，环上套一带电荷量为的小球，环内存在竖直向上的匀强磁场。已知磁场的磁感应强度随时间均匀增加，其变化率为。则感生电场对小球的作用力的大小是
A． B． C． D．
【答案】
【解答】解：变化磁场在圆环所在位置产生的感应电动势为，由法拉第电磁感应定律得：
又△△
联立解得：
感生电场对小球的作用力为，感生电场对小球的作用力在运动一个圆周时做功为：
解得：，故正确，错误。
故选：。
二、多项选择题:本题共4小题每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分,选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9．如图所示，一根足够长水平滑杆上套有一质量为的光滑铝环，在滑杆的正下方放置一足够长光滑绝缘轨道，与杆平行。现使质量为的条形磁铁正对铝环的圆心以水平初速度沿绝缘轨道向右运动，圆环平面始终垂直于滑杆，则
A．从左往右看，圆环中感应电流的方向始终为顺时针
B．磁铁不会穿过滑环，且最终二者共速
C．磁铁与圆环的最终速度为
D．整个过程最多能产生热量
【答案】
【解答】解：．若条形磁铁能穿过金属环，在条形磁铁靠近圆环左端时，向左的磁通量就越大，会感应出向右的磁场，电流方向从左向右看为顺时针方向，在右端远离磁铁时，向左的磁通量减小，感应出向左的磁场，电流方向从左向右看为逆时针，故错误；
．磁铁在靠近金属环的过程中金属环的感应电流方向产生的磁场与原磁场的方向相反，所以磁铁受到阻力的作用，同理，在离开金属环的过程中金属环的感应电流方向产生的磁场与原磁场的方向相同，也是受到阻力的作用，但是由于不知道初速度以及环与磁铁的质量之间的关系，所以不能判断出磁铁是否能够会穿越滑环运动；选取磁铁与圆环组成的系统为研究的系统，系统在水平方向受到的合力为0，满足动量守恒；设磁铁运动的方向为正方向，最终共同速度为
解得，故错误，正确；
．磁铁若能穿过金属环，二者的末速度相等时损失的动能最大，运动的过程中系统的产生的热量等于系统损失的动能，为
，故正确。
故选：。
10．如图所示，放置在水平桌面上的单匝线圈边长为，电阻为。第一次在大小为的水平外力作用下以速度向右匀速进入竖直向上的匀强磁场（图中虚线为磁场边界）。第二次在大小为的水平外力作用下以向右匀速进入同一匀强磁场。下列说法正确的是
A．两次完全进入磁场的过程中安培力做功相等
B．两次完全进入磁场的过程中安培力冲量相等
C．磁场的磁感应强度为
D．线圈受到的摩擦力为
【答案】
【解答】解：、根据题意有，由平衡条件和法拉第电磁感应定律以及安培力计算公式可得：
第一进入磁场有：
第一进入磁场有：
解得：，，故正确，错误；
、两次完全进入磁场的过程中，安培力大小不相等，位移相等，则安培力做功不相等，故错误；
．两次完全进入磁场的过程中安培力冲量分别为：
可知两次完全进入磁场的过程中安培力冲量相等，故正确。
故选：。
11．如图，水平放置内壁光滑的玻璃圆环内，有一直径略小于环口直径的带正电小球，以速度沿逆时针方向匀速转动。若在此空间突然加上方向竖直向上、磁感应强度随时间成正比增加的磁场，若小球带电量不变，则
A．小球对玻璃环的水平压力一定不断增大
B．小球受到的磁场力一定不断增大
C．电场力对小球先做负功后做正功
D．小球先沿逆时针方向减速运动一段时间后沿顺时针方向加速运动
【答案】
【解答】解：磁感应强度竖直向上，随时间成正比增加，由楞次定律可知，变化的磁场产生的感生电场沿顺时针方向；
小球带正电，小球所受电场力沿顺时针方向，与小球的运动方向相反，小球做减速运动，当小球速度减小到零后，小球沿顺时针方向加速运动，速度又增加；
、小球在水平面内做圆周运动，环对小球的弹力与小球所受的洛伦兹力提供向心力，小球做逆时针减速运动时，洛伦兹力与向心力方向相反，则环对小球的沿水平方向上的弹力减去洛伦兹力等于向心力，当小球速度为0时，向心力和洛伦兹力均为0，此时小球对环水平方向上压力为零，由于竖直方向上的压力等于重力，不变，则可以说明压力一定有减小过程，故错误；
、由于小球的速度先减小后增大，且有为零的瞬间，则可知，虽然磁场是增大的，但由洛伦兹力公式可知，小球受到的磁场力肯定不是一直增大的，故错误；
、由以上分析可知，小球先沿逆时针方向减速运动，过一段时间后沿顺时针方向加速运动，故正确；
、开始时电场力与运动方向相反，故电场力做负功，当小球减速到零后反向运动后，电场力与运动方向相同，电场力做正功，故正确。
故选：。
12．如图甲所示，边长为、电阻为的正三角形金属框由粗细均匀的金属棒组成，绝缘细线一端连接的中点将金属框吊在天花板上的点，金属框处于静止状态，金属框部分处于垂直金属框平面向外的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为，金属框，边的中点、在磁场的水平边界上，重力加速度为。现让磁感应强度按如图乙所示规律变化，图甲中磁场方向为正方向，时刻悬线的拉力恰好为零，细线能承受的最大拉力为金属框重力的2倍，则下列判断正确的是
A．细线未断时，金属框中感应电流先沿逆时针方向后沿顺时针方向
B．时刻，线框中感应电流不为零，细线上拉力大小等于金属框重力
C．细线能承受的最大拉力等于
D．时刻细线断开
【答案】
【解答】解：．细线未断时，磁场向外减小后向里增大，根据楞次定律可知，金属框中感应电流一直沿逆时针方向，故错误；
．时刻，磁通量变化率不为零，感应电流不为零，但磁场磁感应强度为零，安培力为零，因此细线上拉力大小等于金属框重力，故正确；
．金属框中感应电动势大小：
根据闭合电路欧姆定律可知，线框中电流大小：
根据题意可得：
因此细线能承受的最大拉力：，故正确；
．根据图像可知，时刻，磁感应强度大小为，金属框受到的安培力向下，大小为：，此时细线拉力为：，所以细线没断开，故错误。
故选：。
非选择题:本题共6小题，共60分。
13．某学生研究电磁感应现象的实验装置如图甲所示，该同学正确连接电路，闭合开关瞬间，发现灵敏电流计的指针向左偏转了一下。
（1）闭合开关电路稳定后，该同学将滑动变阻器的滑片 向左 （填“向左”或“向右” 移动时，灵敏电流计的指针向左偏转。
（2）该同学继续用如图乙所示的实验装置来探究影响感应电流方向的因素，当极远离线圈时，灵敏电流计的指针向右偏转，当极 （填“靠近”或“远离” ，灵敏电流计的指针向左偏转。
（3）进一步实验发现，当穿过螺线管的原磁场磁通量增大时，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向 （填“相同”或“相反” 。
【答案】（1）向左；（2）远离；（3）相反。
【解答】解：（1）闭合开关时，电路中的电流增大，通过线圈的磁通量增大，灵敏电流计的指针向左偏；要使灵敏电流计的指针向左偏转，穿过线圈的磁通量应该增大，电路中的电流增大，根据欧姆定律，电路中的电阻减小，滑动变阻器的滑片应该向左滑动。
（2）根据题述结合楞次定律可知，当极远离时感应电流的磁场方向竖直向上，电流表的指针向右偏转。
若要使电流表的指针向左偏，则感应电流的磁场方向应向下，而，感应电流产生的磁场方向总是阻碍引起感应电流的原磁场磁通量的变化，则原磁场穿过线圈向下减小或向上增大。所以是将磁铁的极远离。
（3）根据楞次定律可知，当原磁场增加时，感应电流的磁场与原磁场方向相反。
故答案为：（1）向左；（2）远离；（3）相反。
14．为指针零刻度在中央的灵敏电流表，连接在直流电路中时的偏转情况如图（1）中所示，即电流从电流表的左接线柱进时，指针也从中央向左偏。今把它与一线圈串联进行电磁感应实验，则图（2）中的条形磁铁的运动方向是向 下 （填“上”、“下” ；图（3）中的电流表的指针向 偏（填“左”、“右” 图（4）中的条形磁铁下端为 极（填“”、“ ” 。
【答案】（1）下；（2）右；（3）。
【解答】解：图（1）可知，当电流从电流计的左接线柱流入时，指针向左偏．
图（2）中指针向左偏，可知感应电流的方向是顺时针，根据楞次定律知，条形磁铁向下插入．
图（3）当条形磁铁极向下插入时，根据楞次定律，可知，感应电流方向逆时针，则指针向右偏；
图（4）中可知指针向右偏，则有感应电流的方向逆时针，由安培定则可知，感应磁场方向向上，由楞次定律可知，条形磁铁向上拔出，即磁通量减小，那么下端为极，由上端为极；
故答案为：（1）下；（2）右；（3）。
15．如图所示，在光滑水平面上有一边长为的单匝正方形闭合导体线框，处于磁感应强度为的有界匀强磁场中，其边与磁场的右边界重合。线框由同种粗细均匀的导线制成，它的总电阻为．现将线框以恒定速度水平向右匀速拉出磁场，此过程中保持线框平面与磁感线垂直，拉力在线框平面内且与边垂直，边始终与磁场的右边界保持垂直。求线框被拉出磁场的过程中
（1）线框内的电流大小；
（2）两端的电压；
（3）线框中产生的热量。
【解答】解：（1）边切割磁感线产生的电动势为，据闭合电路欧姆定律得
（2）两端的电压为路段电压，故；
（3）线框中产生的焦耳热；
答：（1）线框内的电流大小为；
（2）两端的电压为；
（3）线框中产生的热量为。
16．如图甲所示，两根足够长的平行光滑金属导轨、被固定在水平面上，导轨间距，两导轨的左端用导线连接电阻及理想电压表，电阻为的金属棒垂直于导轨静止在处；右端用导线连接电阻，已知，，导轨及导线电阻均不计。在矩形区域内有竖直向上的磁场，，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示。开始时电压表有示数，当电压表示数变为零后，对金属棒施加一水平向右的恒力，使金属棒刚进入磁场区域时电压表的示数又变为原来的值，金属棒在磁场区域内运动的过程中电压表的示数始终保持不变。
求：（1）时电压表的示数；
（2）恒力的大小；
（3）从时刻到金属棒运动出磁场的过程中整个电路产生的热量。
【解答】解：（1）设磁场宽度为，在的时间内有：，
此时与金属棒并联后再与串联，总电阻为：，
电压表的示数为：；
（2）金属棒进入磁场后，与并联后再与串联，有：，
导体棒所受安培力为：，
由于金属棒进入磁场后电压表的示数始终不变，所以金属棒匀速运动，由恒力为：；
（3）在的时间内有：，
金属棒进入磁场后，电路总电阻为：，
根据闭合电路欧姆定律得电动势为：，
另据解得：，
故导体棒过磁场区域的时间为：，
故导体棒切割磁感线过程中产生的热量为：，
所以，从时刻到金属棒运动出磁场的过程中整个电路产生的热量为：
；
答：（1）时电压表的示数为；
（2）恒力的大小为；
（3）从时刻到金属棒运动出磁场的过程中整个电路产生的热量为。
17．如图甲所示，倾角为足够长的倾斜导体轨道与光滑水平轨道平滑连接。轨道宽度，电阻忽略不计。在水平轨道平面内有水平向右的匀强磁场，倾斜轨道平面内有垂直于倾斜轨道向下的匀强磁场，大小都为，现将质量、电阻的两个相同导体棒和，垂直于轨道分别置于水平轨道上和倾斜轨道的顶端，同时由静止释放。导体下滑过程中加速度和速度的关系如图乙所示。棒从开始运动到最大速度的过程中流过棒的电荷量，，，则：
（1）和倾斜轨道之间的动摩擦因数是多少；
（2）和水平轨道之间的最大压力是多少；
（3）棒从开始运动到速度最大的过程中棒上产生的焦耳热是多少。
【解答】解：（1）由图乙所示图象可知，刚释放导体棒时，加速度：，
对导体棒，由牛顿第二定律得：，
代入数据解得：；
（2）由图乙所示图象可知，时棒速度达到最大，此时电路中的电流最大，
此时速度：，安培力达到最大，对地面压力也达到最大，
由平衡条件得：
对导体棒，
对导体棒，
代入数据解得：，，
由牛顿第三定律可知，对过道的压力：；
（3）导体棒所受安培力大小：，
代入数据解得：，
通过导体棒的电荷量：△△△，
代入数据解得，从释放到刚运动运动时下滑的距离：，
从开始到速度最大的过程中，能量守恒定律得：，
棒上产生的焦耳热：，
代入数据解得：；
答：（1）和倾斜轨道之间的动摩擦因数是0.125；
（2）和水平轨道之间的最大压力是大小是，方向：竖直向下；
（3）棒从开始运动到速度最大的过程中棒上产生的焦耳热是。
18．电源是通过非静电力做功把其它形式的能转化为电势能的装置，在不同的电源中，非静电力做功的本领也不相同，物理学中用电动势来表明电源的这种特性。如图所示，固定于水平面的形金属框架处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为，金属框两平行导轨间距为，金属棒在外力的作用下，沿框架以速度向右做匀速直线运动，运动过程中金属棒始终垂直于两平行导轨并接触良好。已知电子的电荷量为，金属棒的长度为。
（1）请根据法拉第电磁感应定律，推导金属棒切割磁感应线产生的感应电动势；
（2）在金属棒产生电动势的过程中，请说明是什么力充当非静电力，并求出这个非静电力所做的功的大小；
（3）设单位时间内有个电子从端运动到端，求电源的电功率的大小。
【解答】解：（1）如图1所示，在一小段时间△内，金属棒的位移为△△，
这个过程中线框的面积的变化量为△△△，
穿过闭合电路的磁通量的变化量为△△△，
根据法拉第电磁感应定律为；
（2）如图2所示，
棒向右运动时，电子具有向右的分速度，受到沿棒向下的洛伦兹力为，
电子在的作用下，电子从移动到的过程中，非静电力做功为，
（3）由题意可知，电流为，
电源的功率为；
答：（1）见解析；
（2）在金属棒产生电动势的过程中，洛伦兹力的竖直方向分力充当非静电力，这个非静电力所做的功的大小为；
（3）单位时间内有个电子从端运动到端，电源的电功率。
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第二章 电磁感应
（90分钟，100分）
一、单项选择题:本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有-一个选项符合题目要求。
1．如图所示的光滑平面内，在通有图示方向电流的长直导线右侧有一矩形金属线框，边与导线平行。调节导线中的电流大小时观察到矩形线框向右移动。下列说法正确的是
A．线框中产生的感应电流方向为
B．导线中的电流逐渐减小
C．线框边所受安培力为0
D．线框边所受的安培力方向水平向右
2．如图所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向如图．左线圈连着平行导轨和，导轨电阻不计，在导轨垂直方向上放着金属棒，金属棒处于垂直纸面向外的匀强磁场中，下列说法中正确的是
A．当金属棒向右匀速运动时，点电势高于点，点电势高于点
B．当金属棒向右匀速运动时，点电势高于点，点电势高于点
C．当金属棒向右加速运动时，点电势高于点，点电势高于点
D．当金属棒向右加速运动时，点电势高于点，点电势高于点
3．如图所示，导体在做切割磁感线运动时，将产生一个电动势，因而在电路中有电流通过。下列说法中正确的是
A．因导体运动而产生的感应电动势称为感生电动势
B．动生电动势的产生与洛伦兹力有关
C．动生电动势的产生与电场力有关
D．动生电动势和感生电动势的产生原因是一样的
4．如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一个水平放置的金属棒以某一速度水平抛出，金属棒在运动过程中始终保持水平，不计空气阻力，下列说法正确的是
A．金属棒端的电势高于端的电势
B．金属棒端的电势低于端的电势
C．金属棒中有到的感应电流
D．金属棒中有到的感应电流
5．如图甲所示，单匝闭合线圈固定在匀强磁场中，时刻磁感线垂直线圈平面向里，磁感应强度随时间变化如图乙所示，线圈面积，电阻。在时间内，下列说法正确的是
A．线圈中的感应电流在时方向转换
B．线圈中的感应电动势大小为
C．线圈中产生的感应电流先减小后增大
D．通过线圈横截面的电荷量为
6．如图所示，水平放置的两条光滑导轨上有可自由移动的金属棒、，当在外力作用下运动时，在磁场力作用下向右运动，则所做的运动可能是
A．向右加速运动 B．向左匀速运动 C．向右减速运动 D．向左减速运动
7．两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为，底端接阻值为的电阻．将质量为的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为的匀强磁场垂直，如图所示．除电阻外其余电阻不计．现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，则
A．释放瞬间金属棒的加速度大于重力加速度
B．金属棒向下运动时，流过电阻的电流方向为
C．金属棒的速度为时，所受的安培力大小为
D．电阻上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少
8．英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间产生感生电场。如图所示，一个半径为的光滑、绝缘细圆环水平放置，环上套一带电荷量为的小球，环内存在竖直向上的匀强磁场。已知磁场的磁感应强度随时间均匀增加，其变化率为。则感生电场对小球的作用力的大小是
A． B． C． D．
二、多项选择题:本题共4小题每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分,选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9．如图所示，一根足够长水平滑杆上套有一质量为的光滑铝环，在滑杆的正下方放置一足够长光滑绝缘轨道，与杆平行。现使质量为的条形磁铁正对铝环的圆心以水平初速度沿绝缘轨道向右运动，圆环平面始终垂直于滑杆，则
A．从左往右看，圆环中感应电流的方向始终为顺时针
B．磁铁不会穿过滑环，且最终二者共速
C．磁铁与圆环的最终速度为
D．整个过程最多能产生热量
10．如图所示，放置在水平桌面上的单匝线圈边长为，电阻为。第一次在大小为的水平外力作用下以速度向右匀速进入竖直向上的匀强磁场（图中虚线为磁场边界）。第二次在大小为的水平外力作用下以向右匀速进入同一匀强磁场。下列说法正确的是
A．两次完全进入磁场的过程中安培力做功相等
B．两次完全进入磁场的过程中安培力冲量相等
C．磁场的磁感应强度为
D．线圈受到的摩擦力为
11．如图，水平放置内壁光滑的玻璃圆环内，有一直径略小于环口直径的带正电小球，以速度沿逆时针方向匀速转动。若在此空间突然加上方向竖直向上、磁感应强度随时间成正比增加的磁场，若小球带电量不变，则
A．小球对玻璃环的水平压力一定不断增大
B．小球受到的磁场力一定不断增大
C．电场力对小球先做负功后做正功
D．小球先沿逆时针方向减速运动一段时间后沿顺时针方向加速运动
12．如图甲所示，边长为、电阻为的正三角形金属框由粗细均匀的金属棒组成，绝缘细线一端连接的中点将金属框吊在天花板上的点，金属框处于静止状态，金属框部分处于垂直金属框平面向外的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为，金属框，边的中点、在磁场的水平边界上，重力加速度为。现让磁感应强度按如图乙所示规律变化，图甲中磁场方向为正方向，时刻悬线的拉力恰好为零，细线能承受的最大拉力为金属框重力的2倍，则下列判断正确的是
A．细线未断时，金属框中感应电流先沿逆时针方向后沿顺时针方向
B．时刻，线框中感应电流不为零，细线上拉力大小等于金属框重力
C．细线能承受的最大拉力等于
D．时刻细线断开
三、非选择题:本题共6小题，共60分。
13．某学生研究电磁感应现象的实验装置如图甲所示，该同学正确连接电路，闭合开关瞬间，发现灵敏电流计的指针向左偏转了一下。
（1）闭合开关电路稳定后，该同学将滑动变阻器的滑片 （填“向左”或“向右” 移动时，灵敏电流计的指针向左偏转。
（2）该同学继续用如图乙所示的实验装置来探究影响感应电流方向的因素，当极远离线圈时，灵敏电流计的指针向右偏转，当极 （填“靠近”或“远离” ，灵敏电流计的指针向左偏转。
（3）进一步实验发现，当穿过螺线管的原磁场磁通量增大时，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向 （填“相同”或“相反” 。
14．为指针零刻度在中央的灵敏电流表，连接在直流电路中时的偏转情况如图（1）中所示，即电流从电流表的左接线柱进时，指针也从中央向左偏。今把它与一线圈串联进行电磁感应实验，则图（2）中的条形磁铁的运动方向是向 （填“上”、“下” ；图（3）中的电流表的指针向 偏（填“左”、“右” 图（4）中的条形磁铁下端为 极（填“”、“ ” 。
15．如图所示，在光滑水平面上有一边长为的单匝正方形闭合导体线框，处于磁感应强度为的有界匀强磁场中，其边与磁场的右边界重合。线框由同种粗细均匀的导线制成，它的总电阻为．现将线框以恒定速度水平向右匀速拉出磁场，此过程中保持线框平面与磁感线垂直，拉力在线框平面内且与边垂直，边始终与磁场的右边界保持垂直。求线框被拉出磁场的过程中
（1）线框内的电流大小；
（2）两端的电压；
（3）线框中产生的热量。
16．如图甲所示，两根足够长的平行光滑金属导轨、被固定在水平面上，导轨间距，两导轨的左端用导线连接电阻及理想电压表，电阻为的金属棒垂直于导轨静止在处；右端用导线连接电阻，已知，，导轨及导线电阻均不计。在矩形区域内有竖直向上的磁场，，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示。开始时电压表有示数，当电压表示数变为零后，对金属棒施加一水平向右的恒力，使金属棒刚进入磁场区域时电压表的示数又变为原来的值，金属棒在磁场区域内运动的过程中电压表的示数始终保持不变。
求：（1）时电压表的示数；
（2）恒力的大小；
（3）从时刻到金属棒运动出磁场的过程中整个电路产生的热量。
17．如图甲所示，倾角为足够长的倾斜导体轨道与光滑水平轨道平滑连接。轨道宽度，电阻忽略不计。在水平轨道平面内有水平向右的匀强磁场，倾斜轨道平面内有垂直于倾斜轨道向下的匀强磁场，大小都为，现将质量、电阻的两个相同导体棒和，垂直于轨道分别置于水平轨道上和倾斜轨道的顶端，同时由静止释放。导体下滑过程中加速度和速度的关系如图乙所示。棒从开始运动到最大速度的过程中流过棒的电荷量，，，则：
（1）和倾斜轨道之间的动摩擦因数是多少；
（2）和水平轨道之间的最大压力是多少；
（3）棒从开始运动到速度最大的过程中棒上产生的焦耳热是多少。
18．电源是通过非静电力做功把其它形式的能转化为电势能的装置，在不同的电源中，非静电力做功的本领也不相同，物理学中用电动势来表明电源的这种特性。如图所示，固定于水平面的形金属框架处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为，金属框两平行导轨间距为，金属棒在外力的作用下，沿框架以速度向右做匀速直线运动，运动过程中金属棒始终垂直于两平行导轨并接触良好。已知电子的电荷量为，金属棒的长度为。
（1）请根据法拉第电磁感应定律，推导金属棒切割磁感应线产生的感应电动势；
（2）在金属棒产生电动势的过程中，请说明是什么力充当非静电力，并求出这个非静电力所做的功的大小；
（3）设单位时间内有个电子从端运动到端，求电源的电功率的大小。
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