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高中物理选择性必修二单元复习检测
第二章 电磁感应 单元复习检测卷
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. . （2024南京重点高中期末联考） 如图甲所示，100匝总阻值为0.3kΩ的圆形线圈两端M、N与一个阻值为1.2kΩ的电压表相连，其余电阻不计，线圈内有垂直纸面指向纸内方向的磁场，线圈中的磁通量在按图乙所示规律变化。下列说法正确的是（ ）
A. 线圈中产生的感应电流沿顺时针方向
B. 电压表的正接线柱接线圈的N端
C. 线圈中磁通量的变化率为0.05Wb/s
D. 电表的读数为40V
2. . (2024年7月江苏苏州期末)如图所示，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，总长为的导体棒的端位于圆心，为棒的中点。现使导体棒绕点在纸面内逆时针匀速转动，则点到导体棒上任意一点的电势差与间距离的关系图像正确的是（ ）
A. B.
C. D.
3、（2024年秋季湖北省随州市部分高中联考协作体12月月考）如图所示，将带铁芯的线圈A通过滑动变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两个接线柱连接到灵敏电流表上，把线圈A置于线圈B的内部。下列判断正确的是( )
A．开关闭合，向右移动滑动变阻器滑片的过程中，电流表指针不偏转
B．开关闭合，向上拔出线圈A的过程中，线圈B对线圈A有排斥力
C．开关闭合瞬间，电流表指针不偏转
D．开关闭合瞬间，电流表指针偏转
4. （2024年新蔡县一高9月质检）如图所示，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管b与电源、滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列表述正确的是（ ）
A. 线圈a中将产生沿顺时针方向（俯视）的感应电流
B. 穿过线圈a的磁通量减小
C. 线圈a有扩张的趋势
D. 线圈a对水平桌面的压力FN将增大
5．（2025四川名校开学考试）如图所示，质量为0.2kg的方形铝管静置在足够大的光滑绝缘水平面上，现使质量为0.3kg的条形磁铁（条形磁铁横截面比铝管管内横截面小）以v=5m/s的水平初速度自左向右穿过铝管，忽略一切摩擦，不计管壁厚度。则关于磁铁穿过铝管的过程中，下列说法正确的是
A．从左往右看，图示时刻铝管中的感应电流沿逆时针方向
B．铝管可能先做加速运动后做匀速运动
C．磁铁减少的动能等于铝管增加的动能
D．铝管获得的速度可能等于2m/s
6. （2024年7月重庆万州区高二期末）如图所示，由条形磁铁做成的磁性小车右边放有一固定的螺线管，绕线两端并联了发光二极管a和b。某时刻磁性小车从图示位置快速沿水平方向离开螺线管，下列所描述的实验现象正确的是（ ）
A. 发光二极管a亮 B. 发光二极管b亮
C. 发光二极管a、b均亮 D. 发光二极管a、b均不亮
7 （2024年7月重庆万州区高二期末）半径为L的圆形边界内分布有垂直圆所在平面的磁场，垂直纸面向里的磁感应强度大小为2B，垂直纸面向外的磁感应强度大小为B，如图所示。AEO为八分之一圆导线框，其总电阻为R，以角速度ω绕O轴逆时针匀速转动，从图中所示位置开始计时，用i表示导线框中的感应电流（顺时针方向为正），线框中感应电流i随时间t变化图像可能是（ ）
A. B.
C. D.
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. （2024高考名校学术联盟押题卷）如图，间距为L的MN和PQ间有垂直于光滑水平面向上的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B。一个直径为L、电阻为R、质量为m的金属圆环在水平面内以一定的速度进入磁场，当圆环刚好有一半在磁场中时，圆环的速度大小为，方向与PQ垂直，则此时（ ）
A. 圆环中有沿顺时针方向的感应电流 B. 圆环中有沿逆时针方向的感应电流
C. 圆环运动加速度与速度方向相反 D. 圆环中感应电流大小为
9 . (2024浙江台州期末)某同学利用电压传感器来研究电感线圈工作时的特点．图甲中三个灯泡完全相同，不考虑温度对灯泡电阻的影响．在闭合开关S的同时开始采集数据，当电路达到稳定状态后断开开关．图乙是由传感器得到的电压随时间变化的图像．电感线圈自感系数较大，不计线圈的电阻及电源内阻．下列说法正确的是（ ）
A. 开关S闭合后，灯逐渐变亮
B. 开关S闭合后，流经灯的电流大小不变
C 开关S断开后，灯均马上熄灭
D. 根据题中信息，可以推算出图乙中
10 (武汉高中联合体2024--2025学年下学期期中联考) (多选)摩托车和汽车上装有的磁性转速表的结构原理图如图所示，转轴Ⅰ随待测物沿图示方向旋转，永磁体同步旋转。铝盘、游丝和指针固定在转轴Ⅱ上，铝盘靠近永磁体，当待测物以一定的转速旋转时，指针所指的刻度盘刻度即对应被测物的转速。下列说法正确的是( )
A.铝盘接通电源后，通有电流的铝盘才会在磁场作用下带动指针转动
B.永磁体转动时，铝盘中产生感应电流，感应电流使铝盘受磁场力作用而转动
C.刻度盘上的零刻度线应标在刻度盘的中央
D.若去掉游丝和指针，使转轴Ⅱ可以无阻碍地自由转动，铝盘就能同永磁体完全同步转动
三、填空题：本题共2小题。
11.（2025年3月湖北高中协作体联考）在“探究电磁感应的产生条件”的实验中，先按如图甲所示连线，不通电时，电流计指针停在正中央，闭合开关S时，观察到电流表指针向左偏。然后按如图乙所示将灵敏电流计与副线圈B连成一个闭合回路，将原线圈A、电源、滑动变阻器和开关S串联成另一个闭合电路。
甲 乙
(1)图甲电路中，串联定值电阻R的主要作用是 。
A.减小电源两端的电压，保护电源
B.增大电源两端的电压，保护开关
C.减小电路中的电流，保护灵敏电流计
D.减小电路中的电流，保护开关
(2)图乙中，S闭合后，在原线圈A插入副线圈B的过程中，灵敏电流计的指针将 (选填“向左”“向右”或“不”)偏转。
(3)图乙中，S闭合后，线圈A放在B中不动，在滑动变阻器的滑片P向左滑动的过程中，灵敏电流计指针将 (选填“向左”“向右”或“不”)偏转。
(4)图乙中，S闭合后，线圈A放在B中不动，在突然断开S时，灵敏电流计指针将 (选填“向左”“向右”或“不”)偏转。
12. （2025年张家口质检）为探究影响感应电流方向的因素，“荀子实验小组”的同学们做了如下的实验。
(1)同学们首先用如图甲的实验装置进行探究，所用电流表指针偏转方向与电流方向间的关系为：当电流从“+”接线柱流入电流表时，指针向右偏转。将条形磁铁按如图甲方式S极向下插入螺线管时，发现电流表的指针向右偏转。说明螺线管中感应电流在螺线管内部产生的磁场方向与条形磁铁在螺线管内部产生磁场方向 ________ （填“相同”或“相反”）
(2)同学们又用如图乙所示的器材进行探究。发现为了使小灯泡能短暂发光，应将如图所示的N极向下的条形磁铁快速 ________ （选填“向下插入”或“向上拔出”）。同学们还发现条形磁铁运动越快，小灯泡发光的亮度就越大，这说明感应电动势随 ________ （选填“磁通量”、“磁通量的变化量”或“磁通量的变化率”）的增大而增大。
(3)实验结束后，实验小组的同学们又结合教材中自感实验做了如下实验。如图丙所示，将两条支路分别接上电流传感器（可以测出电流大小，且内阻忽略不计），已知灯泡电阻不变且阻值为R。闭合开关S后，流过两个电流传感器的图像如图丁所示。由图可知：
①流过灯泡的电流是 ________ （选填“ ”或“ ”）；
②线圈的直流电阻 ________ （选填“大于”“等于”或“小于”）灯泡电阻 。
四、计算题：本题共3小题，13题10分，14题14分，15题16分，共40分。
13. （2024广东惠州第三次调研）为了确保载人飞船返回舱安全着陆，设计师在返回舱的底部安装了4台完全相同的电磁缓冲装置，如图（a）所示，图（b）为其中一台电磁缓冲装置的结构简图。舱体沿竖直方向固定着两光滑绝缘导轨MN、PQ，导轨内侧安装电磁铁（图中未画出），能产生垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为B。导轨内的缓冲滑块K内部用绝缘材料填充，外侧绕有n匝闭合矩形线圈abcd，其总电阻为R，ab边长为L。着陆时电磁缓冲装置以速度v0与地面碰撞后，滑块K立即停下，此后在线圈与轨道的磁场作用下使舱体减速，从而实现缓冲。导轨MN、PQ及线圈的ad和bc边足够长，返回舱质量为m（缓冲滑块K质量忽略不计），取重力加速度为g，一切摩擦阻力不计。求：
（1）缓冲滑块K刚停止运动时，舱体的加速度大小；
（2）舱体着陆时（即导轨MN、PQ刚触地前瞬时）的速度v的大小；
（3）若舱体的速度大小从v0减到v的过程中，舱体下落的高度为h，则该过程中每台电磁缓冲装置中产生的焦耳热Q。
14. （2024河北张家口期末）商场里某款热销小型跑步机如图甲所示，其测速原理简化为图乙所示。该跑步机底面固定有间距，长度的平行金属板电极。电极间存在磁感应强度大小、方向垂直底面向下的匀强磁场区域，绝缘橡胶带上镀有间距也为的平行细金属条，每根金属条的电阻。当健身者在跑步机上跑步时，位于电极区的这根金属条就会单独和外电阻构成闭合回路，已知外电阻，与外电阻并联的理想电压表量程为4V，求：
（1）该跑步机可测量的橡胶带运动的最大速率；
（2）当电压表的示数为2V时，金属条克服安培力做功的功率；
（3）每根金属条从进入磁场到出磁场区域，所受安培力的冲量大小。
15.(16分）（2024广东深圳一模）中国第一台高能同步辐射光源（HEPS）将在2024年辐射出第一束最强“中国光”.HEPS工作原理可简化为先后用直线加速器与电子!感应加速器对电子加速,如图甲所示，直线加速器由多个金属圆简（分别标有奇偶序号）依次排列，圆筒分别和电压为U0的交变电源两极相连，电子在金属圆简内作匀速直线运动．一个质量为m,电荷量为e的电子在直线加速器О极处静止释放，经n次加速后注入图乙所示的电子感应加速器的真空室中.图乙中磁极在半径为R的圆形区域内产生磁感应强度大小为B1=kt(k>0)的变化磁场，该变化磁场在环形的真空室中激发环形感生电场，使电子再次加速，真空室内存在另一个变化的磁场B“约束电子在真空室内做半径近似为R的圆周运动,已知感生电场大小(不考虑电子的重力和相对论效应,忽略电子通过圆筒狭缝的时间)．求
(1)电子经第一次加速后射入1号圆筒的速率;
(2)电子在感应加速器中加速第一周过程中动能的增加量，并计算电子运动第一周所用的时间;
(3)真空室内磁场的磁感应强度B随时间的变化表达式（从电子刚射入感应加速器时开始计时).
N
S
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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高中物理选择性必修二单元复习检测
第二章 电磁感应 单元复习检测卷
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. . （2024南京重点高中期末联考） 如图甲所示，100匝总阻值为0.3kΩ的圆形线圈两端M、N与一个阻值为1.2kΩ的电压表相连，其余电阻不计，线圈内有垂直纸面指向纸内方向的磁场，线圈中的磁通量在按图乙所示规律变化。下列说法正确的是（ ）
A. 线圈中产生的感应电流沿顺时针方向
B. 电压表的正接线柱接线圈的N端
C. 线圈中磁通量的变化率为0.05Wb/s
D. 电表的读数为40V
【答案】D
【解析】．根据楞次定律判断，线圈中产生的感应电流沿逆时针方向，所以电压表的正接线柱接线圈的M端，故AB错误；
．由图乙知，线圈中磁通量的变化率为
故C错误；
D．感应电动势为
电表的读数为
故D正确。
2. . (2024年7月江苏苏州期末)如图所示，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，总长为的导体棒的端位于圆心，为棒的中点。现使导体棒绕点在纸面内逆时针匀速转动，则点到导体棒上任意一点的电势差与间距离的关系图像正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】由于AC段不切割磁感线则AC电势相同，在OA段，设某点到O的距离为d，根据
则离O越远电势减小得越快，即电势差增大得越快。故选A。
3、（2024年秋季湖北省随州市部分高中联考协作体12月月考）如图所示，将带铁芯的线圈A通过滑动变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两个接线柱连接到灵敏电流表上，把线圈A置于线圈B的内部。下列判断正确的是( )
A．开关闭合，向右移动滑动变阻器滑片的过程中，电流表指针不偏转
B．开关闭合，向上拔出线圈A的过程中，线圈B对线圈A有排斥力
C．开关闭合瞬间，电流表指针不偏转
D．开关闭合瞬间，电流表指针偏转
【参考答案】D
【名师解析】开关闭合，向右移动滑动变阻器滑片的过程中，线圈A中的电流发生变化，则穿过线圈B的磁通量发生变化，会产生感应电流，即电流表指针偏转，选项A错误；开关闭合，向上拔出线圈A的过程中，根据“来拒去留”可知，线圈B对线圈A有吸引力，选项B错误；开关闭合瞬间，线圈A中的电流发生变化，则穿过线圈B的磁通量发生变化，会产生感应电流，电流表指针偏转，选项C错误，D正确。]
4. （2024年新蔡县一高9月质检）如图所示，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管b与电源、滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列表述正确的是（ ）
A. 线圈a中将产生沿顺时针方向（俯视）的感应电流
B. 穿过线圈a的磁通量减小
C. 线圈a有扩张的趋势
D. 线圈a对水平桌面的压力FN将增大
【答案】D
【解析】当滑动触头P向下移动时电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知通过线圈b的电流增大，穿过线圈a的磁通量增加，方向向下；根据楞次定律即可判断出线圈a中感应电流方向俯视应为逆时针，故AB错误；根据楞次定律，感应电流的产生总是阻碍引起感应电流的原因，因为滑动触头向下滑动导致穿过线圈a的磁通量增加，故只有线圈面积减少时才能阻碍磁通量的增加，故线圈a应有收缩的趋势，故C错误；开始时线圈a对桌面的压力等于线圈a的重力，当滑动触头向下滑动时，可以用“等效法”，即将线圈a和b看做两个条形磁铁，判断知此时两磁铁的N极相对，互相排斥，故线圈a对水平桌面的压力将增大，故D正确。
5．（2025四川名校开学考试）如图所示，质量为0.2kg的方形铝管静置在足够大的光滑绝缘水平面上，现使质量为0.3kg的条形磁铁（条形磁铁横截面比铝管管内横截面小）以v=5m/s的水平初速度自左向右穿过铝管，忽略一切摩擦，不计管壁厚度。则关于磁铁穿过铝管的过程中，下列说法正确的是
A．从左往右看，图示时刻铝管中的感应电流沿逆时针方向
B．铝管可能先做加速运动后做匀速运动
C．磁铁减少的动能等于铝管增加的动能
D．铝管获得的速度可能等于2m/s
【答案】D
【解析】．图示时刻穿过铝管的磁通量向左增大，根据楞次定律，铝管中感应电流产生的磁场方向向右，再根据安培定则，从左往右看铝管中的感应电流为顺时针方向。故A选项错误；根据磁铁向右穿过了铝管，因此磁铁的速度一直大于铝管的速度；根据楞次定律铝管和磁铁间的安培力将阻碍磁铁和铝管之间的相对运动，铝管对磁铁的安培力一直水平向左，磁铁对铝管的安培力一直水平向右，且安培力的大小随相对速度的减小而减小，故磁铁做加速度减小的减速运动，铝管做加速度减小的加速运动。故B选项错误；
磁铁穿过铝管的过程中，铝管中将产生感应电流，铝管中有热量产生，根据能量守恒定律，磁铁减少的动能等于铝管增加的动能和产生的热量之和。故C选项错误；D．假设铝管足够长，最后铝管和磁铁的速度相等，选择水平向右的方向为正方向，根据动量守恒定律可得 则3m/s，因铝管最终未与磁铁共速，所以铝管获得的速度小于3m/s，故D选项正确。故选D。
6. （2024年7月重庆万州区高二期末）如图所示，由条形磁铁做成的磁性小车右边放有一固定的螺线管，绕线两端并联了发光二极管a和b。某时刻磁性小车从图示位置快速沿水平方向离开螺线管，下列所描述的实验现象正确的是（ ）
A. 发光二极管a亮 B. 发光二极管b亮
C. 发光二极管a、b均亮 D. 发光二极管a、b均不亮
【答案】B
【解析】
小车从图示位置快速沿水平方向离开螺线管，根据楞次定律可知，从左向右看，螺线管上产生顺时针的感应电流，发光二极管b亮，a不亮，故B正确，ACD错误。
7 （2024年7月重庆万州区高二期末）半径为L的圆形边界内分布有垂直圆所在平面的磁场，垂直纸面向里的磁感应强度大小为2B，垂直纸面向外的磁感应强度大小为B，如图所示。AEO为八分之一圆导线框，其总电阻为R，以角速度ω绕O轴逆时针匀速转动，从图中所示位置开始计时，用i表示导线框中的感应电流（顺时针方向为正），线框中感应电流i随时间t变化图像可能是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
从图中所示位置开始计时，当线圈转过过程，即在时间内，根据楞次定律可知，产生的感应电流为顺时针方向（正方向），产生的电动势大小为
感应电流大小为
在线圈转过过程，即在时间内，线圈不会产生感应电流；
在线圈转过过程，即在时间内，据楞次定律可知，产生的感应电流为顺时针方向（正方向），产生的电动势大小为
感应电流大小为
在线圈转过过程，即在时间内，线圈不会产生感应电流；
在线圈转过过程，即在时间内，据楞次定律可知，产生的感应电流为逆时针方向（负方向），产生的电动势大小为
感应电流大小为
在线圈转过过程，即在时间内，线圈不会产生感应电流；
在线圈转过过程，即在时间内，据楞次定律可知，产生的感应电流为逆时针方向（负方向），产生的电动势大小为
感应电流大小为
在线圈转过过程，即在时间内，线圈不会产生感应电流。
综上分析可知，线框中感应电流i随时间t变化图像可能是A。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. （2024高考名校学术联盟押题卷）如图，间距为L的MN和PQ间有垂直于光滑水平面向上的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B。一个直径为L、电阻为R、质量为m的金属圆环在水平面内以一定的速度进入磁场，当圆环刚好有一半在磁场中时，圆环的速度大小为，方向与PQ垂直，则此时（ ）
A. 圆环中有沿顺时针方向的感应电流 B. 圆环中有沿逆时针方向的感应电流
C. 圆环运动加速度与速度方向相反 D. 圆环中感应电流大小为
【答案】ACD
【解析】
当圆环刚好有一半在磁场中时，穿过线圈向外的磁通量增大，根据楞次定律判断可知，线圈中感应电流的方向都是沿顺时针方向，故A正确，B错误；
根据楞次定律可知，磁场力阻碍圆环的运动，则圆环运动加速度与速度方向相反，故C正确；
当圆环刚好有一半在磁场中时，切割磁感线的有效长度为L，根据法拉第电磁定律
故D正确。
9 . (2024浙江台州期末)某同学利用电压传感器来研究电感线圈工作时的特点．图甲中三个灯泡完全相同，不考虑温度对灯泡电阻的影响．在闭合开关S的同时开始采集数据，当电路达到稳定状态后断开开关．图乙是由传感器得到的电压随时间变化的图像．电感线圈自感系数较大，不计线圈的电阻及电源内阻．下列说法正确的是（ ）
A. 开关S闭合后，灯逐渐变亮
B. 开关S闭合后，流经灯的电流大小不变
C 开关S断开后，灯均马上熄灭
D. 根据题中信息，可以推算出图乙中
【参考答案】AD
【名师解析】
开关S闭合瞬间，由于电感线圈的阻碍作用，灯D3逐渐变亮，通过灯D3的电流缓慢增加，待稳定后，流经灯D1和D3的电流相等。故从开关S闭合瞬间至断开前，流经灯D1的电流也是逐渐增加，故A正确，B错误；开关S断开瞬间，灯所在回路为断路，故灯马上熄灭。而灯D2和D3和电感线圈形成闭合回路，由于电感线圈阻碍电流减小的作用，电感线圈继续为灯D2和D3提供电流，所以D2和D3逐渐熄灭。故C错误；．开关S闭合瞬间，灯D1和D2串联，电压传感器所测电压为D2两端电压，由欧姆定律可得
电路稳定后，流过D3的电流为
开关S断开瞬间，电感线圈能够为D2和D3提供与之前等大电流，故其两端电压为
故
故D正确。
10 (武汉高中联合体2024--2025学年下学期期中联考) (多选)摩托车和汽车上装有的磁性转速表的结构原理图如图所示，转轴Ⅰ随待测物沿图示方向旋转，永磁体同步旋转。铝盘、游丝和指针固定在转轴Ⅱ上，铝盘靠近永磁体，当待测物以一定的转速旋转时，指针所指的刻度盘刻度即对应被测物的转速。下列说法正确的是( )
A.铝盘接通电源后，通有电流的铝盘才会在磁场作用下带动指针转动
B.永磁体转动时，铝盘中产生感应电流，感应电流使铝盘受磁场力作用而转动
C.刻度盘上的零刻度线应标在刻度盘的中央
D.若去掉游丝和指针，使转轴Ⅱ可以无阻碍地自由转动，铝盘就能同永磁体完全同步转动
答案：BC
解析：当永磁体随转轴转动时，产生转动的磁场，铝盘中会产生感应电流，这时永磁体会对铝盘有力的作用，从而产生一个转动的力矩，由于游丝的反力矩，会使指针稳定指在某一刻度上，故A错误，B正确；刻度盘上的零刻度线应标在刻度盘的中央，故C正确；若去掉游丝和指针，使转轴Ⅱ可以无阻碍地自由转动，永磁体固定在转轴Ⅰ上，铝盘固定在转轴Ⅱ上，由楞次定律知，铝盘不能同永磁体完全同步转动，其转速低于永磁体的转速，故D错误。故选BC。
三、填空题：本题共2小题。
11.（2025年3月湖北高中协作体联考）在“探究电磁感应的产生条件”的实验中，先按如图甲所示连线，不通电时，电流计指针停在正中央，闭合开关S时，观察到电流表指针向左偏。然后按如图乙所示将灵敏电流计与副线圈B连成一个闭合回路，将原线圈A、电源、滑动变阻器和开关S串联成另一个闭合电路。
甲 乙
(1)图甲电路中，串联定值电阻R的主要作用是 。
A.减小电源两端的电压，保护电源
B.增大电源两端的电压，保护开关
C.减小电路中的电流，保护灵敏电流计
D.减小电路中的电流，保护开关
(2)图乙中，S闭合后，在原线圈A插入副线圈B的过程中，灵敏电流计的指针将 (选填“向左”“向右”或“不”)偏转。
(3)图乙中，S闭合后，线圈A放在B中不动，在滑动变阻器的滑片P向左滑动的过程中，灵敏电流计指针将 (选填“向左”“向右”或“不”)偏转。
(4)图乙中，S闭合后，线圈A放在B中不动，在突然断开S时，灵敏电流计指针将 (选填“向左”“向右”或“不”)偏转。
解析：(1)电路中串联定值电阻，目的是减小电流，保护灵敏电流计，故本题答案为选项C。
(2)由题知，当电流从灵敏电流计正接线柱流入时，指针向左偏转。S闭合后，将原线圈A插入副线圈B的过程中，穿过B的磁场向下，磁通量变大，由楞次定律可知，感应电流从灵敏电流计正接线柱流入，则灵敏电流计的指针将向左偏转。
(3)线圈A放在B中不动，穿过B的磁场向下，将滑动变阻器的滑片向左滑动时，穿过B的磁通量增大，由楞次定律可知，感应电流从灵敏电流计正接线柱流入，则灵敏电流计的指针将向左偏转。
(4)线圈A放在B中不动，穿过B的磁场向下，突然断开S时，穿过B的磁通量减小，由楞次定律可知，感应电流从灵敏电流计负接线柱流入，则灵敏电流计的指针将向右偏转。
答案：(1)C (2)向左 (3)向左 (4)向右
12. （2025年张家口质检）为探究影响感应电流方向的因素，“荀子实验小组”的同学们做了如下的实验。
(1)同学们首先用如图甲的实验装置进行探究，所用电流表指针偏转方向与电流方向间的关系为：当电流从“+”接线柱流入电流表时，指针向右偏转。将条形磁铁按如图甲方式S极向下插入螺线管时，发现电流表的指针向右偏转。说明螺线管中感应电流在螺线管内部产生的磁场方向与条形磁铁在螺线管内部产生磁场方向 ________ （填“相同”或“相反”）
(2)同学们又用如图乙所示的器材进行探究。发现为了使小灯泡能短暂发光，应将如图所示的N极向下的条形磁铁快速 ________ （选填“向下插入”或“向上拔出”）。同学们还发现条形磁铁运动越快，小灯泡发光的亮度就越大，这说明感应电动势随 ________ （选填“磁通量”、“磁通量的变化量”或“磁通量的变化率”）的增大而增大。
(3)实验结束后，实验小组的同学们又结合教材中自感实验做了如下实验。如图丙所示，将两条支路分别接上电流传感器（可以测出电流大小，且内阻忽略不计），已知灯泡电阻不变且阻值为R。闭合开关S后，流过两个电流传感器的图像如图丁所示。由图可知：
①流过灯泡的电流是 ________ （选填“ ”或“ ”）；
②线圈的直流电阻 ________ （选填“大于”“等于”或“小于”）灯泡电阻 。
【答案】（1）相反 （2）向下插入 磁通量变化率（3）a 大于
【解析】
（1）将条形磁铁按如图甲方式S极向下插入螺线管时，发现电流表的指针向右偏转。说明螺线管中感应电流沿顺时针方向（俯视），根据安培定则可知感应电流在螺线管内部产生的磁场方向竖直向下。而条形磁铁S极向下插入螺线管时，在螺线管内部产生磁场方向竖直向上，所以螺线管中感应电流在螺线管内部产生的磁场方向与条形磁铁在螺线管内部产生磁场方向二者相反。
（2）将如图乙所示的N极向下的条形磁铁快速向下插入时，根据楞次定律可判断出螺线管中电流方向可以使二极管处于导通状态，小灯泡能短暂发光。条形磁铁运动越快，小灯泡发光的亮度就越大，这说明电磁感应中产生的感应电动势随磁通量的变化率的增大而增大。
（3）①由图丙可知，闭合开关S后，自感线圈产生自感电动势，阻碍电流的增加，会导致流过灯泡的电流由大到小变化，最后趋于某一稳定值，所以流过灯泡的电流是图丁中的图线a。
②由图丁可知电流稳定后，流过灯泡的电流稍大一些，根据并联电路的分流原理可知，线圈的直流电阻大于灯泡的电阻R。
四、计算题：本题共3小题，13题10分，14题14分，15题16分，共40分。
13. （2024广东惠州第三次调研）为了确保载人飞船返回舱安全着陆，设计师在返回舱的底部安装了4台完全相同的电磁缓冲装置，如图（a）所示，图（b）为其中一台电磁缓冲装置的结构简图。舱体沿竖直方向固定着两光滑绝缘导轨MN、PQ，导轨内侧安装电磁铁（图中未画出），能产生垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为B。导轨内的缓冲滑块K内部用绝缘材料填充，外侧绕有n匝闭合矩形线圈abcd，其总电阻为R，ab边长为L。着陆时电磁缓冲装置以速度v0与地面碰撞后，滑块K立即停下，此后在线圈与轨道的磁场作用下使舱体减速，从而实现缓冲。导轨MN、PQ及线圈的ad和bc边足够长，返回舱质量为m（缓冲滑块K质量忽略不计），取重力加速度为g，一切摩擦阻力不计。求：
（1）缓冲滑块K刚停止运动时，舱体的加速度大小；
（2）舱体着陆时（即导轨MN、PQ刚触地前瞬时）的速度v的大小；
（3）若舱体的速度大小从v0减到v的过程中，舱体下落的高度为h，则该过程中每台电磁缓冲装置中产生的焦耳热Q。
【参考答案】（1）；（2）
（3）
【名师解析】
【详解】（1）缓冲滑块K刚停止运动时，单个闭合矩形线圈产生的感应电动势为
回路电流为
返回舱所受单个闭合矩形线圈的安培力为
根据牛顿第二定律得
解得
（2）返回舱向下做减速运动，受到向上的安培力和向下的重力，随着速度的减小，安培力减小，直到安培力减小到与重力大小相等时，速度最小，此后匀速运动，直至舱体着陆时速度大小为v，可得
，，
由平衡条件可知
解得
（3）由能量守恒
解得
14. （2024河北张家口期末）商场里某款热销小型跑步机如图甲所示，其测速原理简化为图乙所示。该跑步机底面固定有间距，长度的平行金属板电极。电极间存在磁感应强度大小、方向垂直底面向下的匀强磁场区域，绝缘橡胶带上镀有间距也为的平行细金属条，每根金属条的电阻。当健身者在跑步机上跑步时，位于电极区的这根金属条就会单独和外电阻构成闭合回路，已知外电阻，与外电阻并联的理想电压表量程为4V，求：
（1）该跑步机可测量的橡胶带运动的最大速率；
（2）当电压表的示数为2V时，金属条克服安培力做功的功率；
（3）每根金属条从进入磁场到出磁场区域，所受安培力的冲量大小。
【参考答案】（1）5m/s；（2）15W；（3）0.48N·s
【名师解析】
（1）设橡胶带运动的最大速率为，橡胶带达到最大速度时匀速，切割磁感线产生的电动势为
由闭合电路欧姆定律有
解得
代入数据可得
（2）金属条所受的安培力为
金属条克服安培力做功的功率
其中
代入数据，可得
（3）设每根金属条经过磁场区域所用的时间为，则所受安培力的冲量
其中
根据法拉第电磁感应定律有
解得
15.(16分）（2024广东深圳一模）中国第一台高能同步辐射光源（HEPS）将在2024年辐射出第一束最强“中国光”.HEPS工作原理可简化为先后用直线加速器与电子!感应加速器对电子加速,如图甲所示，直线加速器由多个金属圆简（分别标有奇偶序号）依次排列，圆筒分别和电压为U0的交变电源两极相连，电子在金属圆简内作匀速直线运动．一个质量为m,电荷量为e的电子在直线加速器О极处静止释放，经n次加速后注入图乙所示的电子感应加速器的真空室中.图乙中磁极在半径为R的圆形区域内产生磁感应强度大小为B1=kt(k>0)的变化磁场，该变化磁场在环形的真空室中激发环形感生电场，使电子再次加速，真空室内存在另一个变化的磁场B“约束电子在真空室内做半径近似为R的圆周运动,已知感生电场大小(不考虑电子的重力和相对论效应,忽略电子通过圆筒狭缝的时间)．求
(1)电子经第一次加速后射入1号圆筒的速率;
(2)电子在感应加速器中加速第一周过程中动能的增加量，并计算电子运动第一周所用的时间;
(3)真空室内磁场的磁感应强度B随时间的变化表达式（从电子刚射入感应加速器时开始计时).
【名师解析】(1)电子经第一次加速后射入1号圆筒的过程，由动能定理
解得：
(2)设电子在感应加速器中加速第一周的时间为T1，该过程中感生电场;
由动能定理，
解得
设电子加速圆周运动的切向加速度为a，由牛顿第二定律，
eE=ma，
解得
电子加速n次，由动能定理，
解得
加速一周，由动能定理，
解得
加速一周的时间，
（3）电子进入感应加速器，洛伦兹力提供向心力，
解得
在△t时间内，由动量定理，
对任意时刻，洛伦兹力提供向心力，
解得
则
由此可得
则有
N
S
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