【期末押题预测】涡流、电磁阻尼和电磁驱动（含解析）2024-2025学年高中物理人教版（2019）高二下册
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| 名称 | 【期末押题预测】涡流、电磁阻尼和电磁驱动（含解析）2024-2025学年高中物理人教版（2019）高二下册 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.8MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-05-27 18:08:46 | ||
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文档简介
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期末押题预测 涡流、电磁阻尼和电磁驱动
一．选择题（共5小题）
1．（2024秋 河西区期末）关于下列四幅图，说法正确的是（ ）
A．甲图中，电子无论从P向Q还是从Q向P运动，均可能做匀速直线运动
B．乙图中，闭合和断开开关瞬间，电流表指针偏转方向相反
C．丙图中，由静止释放的磁块在竖直铝管中做自由落体运动
D．丁图中，磁电式电流表的工作原理与发电机的工作原理相同
2．（2024秋 苏州期末）如图甲所示，把一枚磁性较强的圆柱形永磁体在铝管管口静止释放，磁体直径略小于管的内径。则磁体在管中（ ）
A．做自由落体运动
B．加速度恒定
C．如图乙所示，换用一根有裂纹的铝管，运动比图甲中更慢
D．换用一根直径稍大的铝管，运动比图甲中更快
3．（2024秋 郑州期末）上海中心大厦顶部的阻尼器确保了整栋大厦在台风中的稳定。阻尼器简化原理如图所示，当楼体在风力作用下摆动时，携带有永磁体的质量块由于惯性产生反向摆动，在金属地板内产生涡流，从而使大厦减振减摆。则（ ）
A．涡流由外部电源产生
B．地板电阻率越大，产生涡流越大
C．永磁体摆动速率越大，产生涡流越大
D．阻尼器最终将机械能转化为电势能
4．（2024秋 杭州期末）动圈式扬声器的结构如图所示，线圈圆筒安放在永磁体磁极间的空隙中，能够在空隙中左右运动，纸盆与线圈连接，随着线圈振动而发声。当线圈中通入图示从B到A的电流时，下列描述错误的是（ ）
A．纸盆将向左运动
B．扬声器正常工作时，AB间可以是恒定电流
C．将AB端接入接收器，对着纸盆说话，扬声器便可以作为话筒使用
D．若扬声器老化播放的音量变小，可以更换磁性更强的磁体解决
5．（2024秋 徐州期末）某企业应用电磁感应产生的涡流加热金属产品，其工作原理图如图甲所示。线圈中通过的电流i与时间t的关系如图乙所示（图甲中所示的电流方向为正）。则置于线圈中的圆柱形金属导体在0﹣t1时间内产生的涡流（从左向右观察）（ ）
A．顺时针方向，逐渐增大
B．顺时针方向，逐渐减小
C．逆时针方向，逐渐增大
D．逆时针方向，逐渐减小
二．多选题（共4小题）
（多选）6．（2024秋 哈尔滨校级期末）如图所示是法拉第制作的世界上第一台发电机的模型原理图。把一个半径为r的铜盘放在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，使磁感线水平向右垂直穿过铜盘，铜盘安装在水平的铜轴上，两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘接触，G为灵敏电流表，内阻为R，铜盘及其余线路电阻可忽略。现使铜盘按照图示方向以角速度ω匀速转动，则下列说法中正确的是（ ）
A．电流表中的电流方向为由b到a
B．C点电势高于D点电势
C．流过灵敏电流表的电流大小为
D．若铜盘不转动，使所加磁场磁感应强度均匀增大，在铜盘中可以产生涡旋电流
（多选）7．（2024秋 湖南期末） 1820年，法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”。实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图所示。实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后。下列说法正确的是（ ）
A．圆盘转动时，可看成沿半径方向的金属条切割磁感线，从而在圆心和边缘之间产生了感应电动势
B．在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化
C．圆盘内的涡流产生的磁场导致磁针转动
D．圆盘中自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场导致磁针转动
（多选）8．（2024秋 广州期末）如图所示，条形磁铁位于固定的半圆光滑轨道的圆心位置。一半径为R、质量为m的金属球从半圆轨道的一端沿半圆轨道由静止下滑。重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ）
A．金属球会运动到半圆轨道的另一端
B．由于金属球没有形成闭合电路，所以金属球中不会产生感应电流
C．金属球受到的安培力做负功
D．系统产生的总热量为mgR
（多选）9．（2024秋 贵阳期末）一弹簧上端固定，下端悬挂一个条形磁体，在磁体N极正下方的水平桌面上固定一闭合铜线圈，如图所示。现将磁体托起到某一高度后放开，磁体只在竖直方向上下振动，并在较短时间就停下来，不计空气阻力。下列关于该磁体的分析正确的是（ ）
A．该磁体N极靠近线圈时，线圈对桌面的压力大于其重力
B．该磁体N极靠近线圈时，自上而下看线圈中有顺时针方向的感应电流
C．该磁体无论向上或向下运动，都将受到线圈中感应电流磁场的阻碍作用
D．该磁体在较短时间停下来的原因是弹簧和磁体的机械能转化为线圈中的电能
三．填空题（共3小题）
10．（2023春 合阳县校级期末）给金属块缠上线圈，线圈中通入反复变化的电流，金属块中产生如图中虚线所示的感应电流，这样的电流称为 ，真空冶炼炉就是利用它产生的热量使金属熔化。变压器和镇流器的铁心通常用涂有绝缘漆的薄硅钢片叠压制成，而不是用一整块铁制成，其原因是为了 ，减少铁心发热损失。
11．（2023 蒲江县校级开学）据报道，美国一家公司成功改造了跑步机。他们在跑步机内放置一个小型发电机，该发电机是利用 现象来工作的，若在跑步机上跑步半小时，跑步机产生的电能可以供“220V 5W”的节能灯泡工作2.5h，则该跑步机产生的电能至少有 J。
12．（2021 江州区校级开学）共享单车成为许多市民出行选择的交通工具。如图所示，用户通过手机扫描车身二维码即可开锁骑车，二维码在距手机镜头两倍焦距以 （选填“内”或“外”）成像。这种自行车配有小型发电机给电子锁充电，发电机的工作原理是 ；自行车上的红色尾灯不能自行发光，晚上却可以提醒司机注意，利用了光的 。
四．解答题（共3小题）
13．（2023秋 佛山期末）交流异步电动机是利用交变电流产生的旋转磁场带动闭合线圈转动的电动机，其工作原理与右图所示的装置类似。磁铁旋转产生旋转磁场，带动闭合线圈转动。
请根据所学物理知识回答以下问题，并说明理由。
（1）线圈中是否有感应电流？
（2）线圈转动方向是否与磁铁转动方向一致？
（3）电动机带负载工作时，线圈的转速是否可以达到磁铁转动的转速？
14．（2023 海淀区二模）电磁场，是一种特殊的物质。
（1）电场具有能量。如图1所示，原子核始终静止不动，α粒子先、后通过A、B两点，设α粒子的质量为m、电荷量为q，其通过A、B两点的速度大小分别为vA和vB，求α粒子从A点运动到B点的过程中电势能的变化量ΔEp。
（2）变化的磁场会在空间中激发感生电场。如图2所示，空间中有圆心在O点、垂直纸面向里、磁感应强度为B的圆形匀强磁场，当空间中各点的磁感应强度随时间均匀增加时，请根据法拉第电磁感应定律、电动势的定义等，证明磁场内，距离磁场中心O点为r处的感生电场的电场强度E与r成正比。（提示：电荷量为q的电荷所受感生电场力F＝qE）
（3）电磁场不仅具有能量，还具有动量。如图3所示，两极板相距为L的平行板电容器，处在磁感应强度为B的匀强磁场中。磁场方向垂直纸面向里。将一长度为L的导体棒ab垂直放在充好电的电容器两极板之间（其中上极板带正电），并与导体板良好接触。上述导体棒ab、平行板电容器以及极板间的电磁场（即匀强磁场、电容器所激发的电场）组成一个孤立系统，不计一切摩擦。求当电容器通过导体棒ab释放电荷量为q的过程中，该系统中电磁场动量变化量的大小Δp和方向。
15．（2023 闵行区校级开学）电磁感应与电磁波
电磁感应的发现在科学上和技术上都具有划时代的意义，由此人们发明了发电机、变压器等。
（1）如图1为法拉第发现电磁感应现象的实验示意图。当电键闭合瞬间，通过灵敏电流计的电流方向为 （填“D到C”或“C到D”）。
（2）如图2所示，匝数n＝100，边长l＝0.1m的正方形线框置于匀强磁场中，从图示位置开始计时，让线框绕垂直磁场方向的轴匀速转动，通过线框的磁通量随时间变化的图象如图3所示。在t1＝0.02s和t2＝0.04s时，线框中感应电流的方向 （填“相同”或“相反”）；匀强磁场的磁感应强度为 T；线框中感应电动势的有效值为 V；线框中感应电动势的瞬时值表达式为 V。
（3）LC电路在电容器充电过程中，电容器的电容 ，线圈中的磁场能 。（选填“不变”，“增加”或“减小”）。
（4）可见光（选填“属于”或“不属于”） 电磁波。光子的能量跟它的 成正比。
（5）如图甲所示，螺线管线圈的匝数n＝1500匝，横截面积S＝20cm2，线圈的总电阻r＝4Ω，定值电阻R2＝2Ω，电阻箱R1的最大阻值为99Ω。穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按图乙所示规律变化，则：线圈产生的感应电动势大小是 V；若电阻箱阻值可以任意调节，R2消耗的最大电功率是 W；R1消耗的最大电功率是 W。
期末押题预测 涡流、电磁阻尼和电磁驱动
参考答案与试题解析
一．选择题（共5小题）
1．（2024秋 河西区期末）关于下列四幅图，说法正确的是（ ）
A．甲图中，电子无论从P向Q还是从Q向P运动，均可能做匀速直线运动
B．乙图中，闭合和断开开关瞬间，电流表指针偏转方向相反
C．丙图中，由静止释放的磁块在竖直铝管中做自由落体运动
D．丁图中，磁电式电流表的工作原理与发电机的工作原理相同
【考点】电磁阻尼与电磁驱动；静电的利用和防止；安培定则（右手螺旋定则）．
【专题】定性思想；推理法；电磁感应中的力学问题；理解能力．
【答案】B
【分析】根据洛伦兹力、电磁感应、电磁阻尼以及磁电式仪表的工作原理对每个选项进行逐一分析，判断其描述是否符合物理原理。
【解答】解：A、甲图，电子从P到Q做匀变速直线运动，但从Q到P根据左手定则判断磁场力向上，电场力也向上，故做曲线运动，故A错误；
B、乙图，根据楞次定律和右手螺旋定则可知，闭合和断开开关瞬间，电流表指针偏转方向相反，故B正确；
C、丙图，磁块在铝管中下落时，在铝管上仍会产生感应电流，感应电流的磁场反过来对磁块的运动形成电磁阻尼，故磁块在铝管中由静止开始下落并不是自由落体运动，故C错误；
D、丁图，磁电式电流表的工作原理与电动机的工作原理相同，故D错误。
故选：B。
【点评】本题的关键在于理解电磁学中的基本原理和现象，包括洛伦兹力、电磁感应、电磁阻尼以及磁电式仪表的工作原理。通过分析每个选项的描述，判断其是否符合物理原理，从而得出正确答案。
2．（2024秋 苏州期末）如图甲所示，把一枚磁性较强的圆柱形永磁体在铝管管口静止释放，磁体直径略小于管的内径。则磁体在管中（ ）
A．做自由落体运动
B．加速度恒定
C．如图乙所示，换用一根有裂纹的铝管，运动比图甲中更慢
D．换用一根直径稍大的铝管，运动比图甲中更快
【考点】涡流对金属在磁场中运动的影响．
【专题】定性思想；推理法；电磁感应中的力学问题；推理论证能力．
【答案】D
【分析】磁体在铝管中下落，会产生电磁感应现象，要阻碍磁体与铝管之间的相对运动；根据楞次定律和法拉第电磁感应定律分析磁体受力的变化；换用一根有裂纹的铝管，由于断开，所以断开部分没有感应电流，相对甲图，对磁体的阻碍作用小；换用一根直径稍大的铝管，磁通量变化率相对图甲小，由此分析。
【解答】解：A、图甲中，磁体在铝管下落时，产生电磁感应，阻碍磁体与导体间的相对运动，所以不会做自由落体运动，故A错误；
B、由楞次定律和法拉第电磁感应定律知，在电磁感应现象中产生的感应电流阻碍相对运动，所以刚开始磁体做加速下落，随速度的增大，阻碍力增大，当增大到与磁体的重力相等时，磁体匀速运动，故B错误；
C、如图乙所示，换用一根有裂纹的铝管，由于断开，所以断开部分没有感应电流，所以相对甲图，阻碍作用小，则运动比图甲中快，故C错误；
D、换用一根直径稍大的铝管，磁体外部空间大，所以磁通量变化率相对图甲小，产生的电动势小，感应电流小，阻碍作用小，所以运动比图甲中更快，故D正确。
故选：D。
【点评】掌握楞次定律是解题的基础，知道换用一根直径稍大的铝管，磁体外部空间大，磁通量变化率变小是解题的关键。
3．（2024秋 郑州期末）上海中心大厦顶部的阻尼器确保了整栋大厦在台风中的稳定。阻尼器简化原理如图所示，当楼体在风力作用下摆动时，携带有永磁体的质量块由于惯性产生反向摆动，在金属地板内产生涡流，从而使大厦减振减摆。则（ ）
A．涡流由外部电源产生
B．地板电阻率越大，产生涡流越大
C．永磁体摆动速率越大，产生涡流越大
D．阻尼器最终将机械能转化为电势能
【考点】电磁阻尼与电磁驱动；涡流对金属在磁场中运动的影响．
【专题】定性思想；推理法；电磁感应——功能问题；推理论证能力．
【答案】C
【分析】电磁感应产生的电流；根据能量转化关系分析；根据欧姆定律分析；根据法拉第电磁感应定律分析。
【解答】解：A．阻尼器摆动时，永磁铁在金属地板板上方摆动，磁通量发生变化，从而在金属地板内产生涡电流，属于电磁感应现象，不是外部电源产生的电流，故A错误；
B．金属地板电阻率越大，电阻越大，根据欧姆定律可知涡电流越小，故B错误；
C．永磁体摆动的速率越大，穿过导体板的磁通量变化越快，根据法拉第电磁感应定律可知产生的感应电动势就越大，则涡电流也越大，故C正确；
D．通过阻碍质量块和永磁铁的运动，阻尼器将动能转化为电能，并通过电流做功将电能最终转化为内能，所以阻尼器最终是将机械能转化为内能的，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了欧姆定律、电磁感应、法拉第电磁感应定律等内容，容易题。
4．（2024秋 杭州期末）动圈式扬声器的结构如图所示，线圈圆筒安放在永磁体磁极间的空隙中，能够在空隙中左右运动，纸盆与线圈连接，随着线圈振动而发声。当线圈中通入图示从B到A的电流时，下列描述错误的是（ ）
A．纸盆将向左运动
B．扬声器正常工作时，AB间可以是恒定电流
C．将AB端接入接收器，对着纸盆说话，扬声器便可以作为话筒使用
D．若扬声器老化播放的音量变小，可以更换磁性更强的磁体解决
【考点】生活中的电磁感应现象；左手定则判断安培力的方向．
【专题】定性思想；推理法；电磁感应与电路结合；推理论证能力．
【答案】B
【分析】动圈式扬声器的原理是安培力作用，线圈中的变化的电流产生变化的磁场，与磁体发生相互作用而带动纸盆运动而发声；动圈式话筒工作过程是：声波振动→引起膜片振动→带动线圈振动→线圈切割永久磁体的磁场产生感应电流→经放大传给扬声器，由此可知其工作原理是电磁感应现象。
【解答】解：A．图中两个线圈通以同向电流相互吸引，所以纸盆将向左运动，故A正确；
B．作为扬声器使用，纸盆随着线圈振动而发声，说明安培力是变化的，即电流是变化的，故B错误；
C．作为话筒使用，人对纸盆讲话时，纸盆带动线圈切割磁感线，产生变化的电流，扬声器便可以作为话筒使用，故C正确；
D．若扬声器老化播放的音量变小，可以更换磁性更强的磁体解决，因为磁性强，安培力变大，故D正确。
本题选错误的，故选：B。
【点评】明确话筒和扬声器原理，要注意明确话筒是利用了电磁感应现象，而扬声器是利用了通电电流受安培力作用。
5．（2024秋 徐州期末）某企业应用电磁感应产生的涡流加热金属产品，其工作原理图如图甲所示。线圈中通过的电流i与时间t的关系如图乙所示（图甲中所示的电流方向为正）。则置于线圈中的圆柱形金属导体在0﹣t1时间内产生的涡流（从左向右观察）（ ）
A．顺时针方向，逐渐增大
B．顺时针方向，逐渐减小
C．逆时针方向，逐渐增大
D．逆时针方向，逐渐减小
【考点】涡流的产生及原理．
【专题】定性思想；推理法；电磁感应与电路结合；推理论证能力．
【答案】C
【分析】电流做周期性的变化，在附近的导体中产生感应电流，该感应电流看起来像水中的漩涡，所以叫做涡流。根据楞次定律判断电流方向。
【解答】解：在0﹣t1时间内，电流减小，图像斜率增大，感应电动势变大，感应电流变大，磁通量减小，根据楞次定律可以判断感应电流方向为逆时针方向，故ABD错误，C正确。
故选：C。
【点评】本题实质考查楞次定律以及法拉第电磁感应定律，简单题。
二．多选题（共4小题）
（多选）6．（2024秋 哈尔滨校级期末）如图所示是法拉第制作的世界上第一台发电机的模型原理图。把一个半径为r的铜盘放在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，使磁感线水平向右垂直穿过铜盘，铜盘安装在水平的铜轴上，两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘接触，G为灵敏电流表，内阻为R，铜盘及其余线路电阻可忽略。现使铜盘按照图示方向以角速度ω匀速转动，则下列说法中正确的是（ ）
A．电流表中的电流方向为由b到a
B．C点电势高于D点电势
C．流过灵敏电流表的电流大小为
D．若铜盘不转动，使所加磁场磁感应强度均匀增大，在铜盘中可以产生涡旋电流
【考点】涡流的产生及原理；右手定则；导体转动切割磁感线产生的感应电动势．
【专题】定量思想；推理法；电磁感应与电路结合；推理论证能力．
【答案】ACD
【分析】把铜盘看作若干条由中心指向边缘的铜棒组合而成，当铜盘转动时，每根金属棒都在切割磁感线，产生大小和方向不变的电流。根据转动切割磁感线产生的感应电动势公式EBωr2可求出感应电势。由右手定则判断出感应电流的方向，明确圆盘视为电源，电流由负极流向正极。铜盘不转动，使所加磁场强度均匀增大，在铜盘中形成涡流。
【解答】解：AB．根据右手定则，电流表中的电流方向为由b到a，C点电势低于D点电势，盘边缘为电源正极，中心为负极，故A正确，B错误；
C．回路中的感应电动势为
流过灵敏电流表的电流大小为
故C正确；
D．若铜盘不转动，使所加磁场强度均匀增大，在铜盘中产生感生环形电场，使铜盘中的自由电荷在电场力作用下定向移动，在铜盘中形成涡旋电流，故D正确。
故选：ACD。
【点评】本题考查运用物理知识分析实际问题的能力。此题是电磁感应问题，基本规律有楞次定律或右手定则、法拉第电磁感应定律，路端电压与电动势大家很容易混淆，其关系为：当外电路开路或内电阻为零时，路端电压等于电源电动势，总而言之，当内电压为零时，路端电压等于电动势。
（多选）7．（2024秋 湖南期末） 1820年，法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”。实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图所示。实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后。下列说法正确的是（ ）
A．圆盘转动时，可看成沿半径方向的金属条切割磁感线，从而在圆心和边缘之间产生了感应电动势
B．在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化
C．圆盘内的涡流产生的磁场导致磁针转动
D．圆盘中自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场导致磁针转动
【考点】电磁阻尼与电磁驱动．
【专题】定性思想；归纳法；电磁感应与电路结合；理解能力．
【答案】AC
【分析】通过题意明确涡流的产生，再根据磁极和电流间的相互作用分析磁铁的运动。
【解答】解：A、圆盘在转动中由于半径方向的金属条切割磁感线，从而在圆心和边缘之间产生了感应电动势，故A正确；
B、由于圆盘面积不变，距离磁铁的距离不变，故整个圆盘中的磁通量没有变化，故B错误；
C、圆盘在径向的金属条切割磁感线过程中，内部距离圆心远近不同的点电势不等，从而形成涡流，涡流产生的磁场又导致磁针转动，故C正确；
D、引起磁针转动的电流是导体切割产生的，不是因为自由电子随圆盘转动形成的电流引起的，故D错误。
故选：AC。
【点评】本题要注意明确电流的形成不是因为自由电子运动，而是由于圆盘切割磁感线产生了电动势，从而产生了涡流。
（多选）8．（2024秋 广州期末）如图所示，条形磁铁位于固定的半圆光滑轨道的圆心位置。一半径为R、质量为m的金属球从半圆轨道的一端沿半圆轨道由静止下滑。重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ）
A．金属球会运动到半圆轨道的另一端
B．由于金属球没有形成闭合电路，所以金属球中不会产生感应电流
C．金属球受到的安培力做负功
D．系统产生的总热量为mgR
【考点】涡流的产生及原理；电磁感应现象的发现过程；电磁感应过程中的能量类问题．
【专题】比较思想；寻找守恒量法；电磁感应——功能问题；理解能力．
【答案】CD
【分析】金属球在运动过程中，穿过金属球的磁通量不断变化，金属球产生涡流，机械能不断减少，最终停在轨道的最低点，根据能量守恒定律求出系统产生的总热量。
【解答】解：ABC、金属球在运动过程中，穿过金属球的磁通量不断变化，在金属球内形成闭合回路，产生涡流，金属球受到的安培力做负功，金属球产生的热量不断地增加，机械能不断地减少，所以金属球不会运动到半圆轨道的另一端，最终金属球停在半圆轨道的最低点，故AB错误，C正确；
D、根据能量守恒定律得系统产生的总热量Q＝mgR，故D正确。
故选：CD。
【点评】本题考查感应电流产生的条件及能量守恒定律，要知道感应电流产生的条件是穿过闭合回路的磁通量发生变化。
（多选）9．（2024秋 贵阳期末）一弹簧上端固定，下端悬挂一个条形磁体，在磁体N极正下方的水平桌面上固定一闭合铜线圈，如图所示。现将磁体托起到某一高度后放开，磁体只在竖直方向上下振动，并在较短时间就停下来，不计空气阻力。下列关于该磁体的分析正确的是（ ）
A．该磁体N极靠近线圈时，线圈对桌面的压力大于其重力
B．该磁体N极靠近线圈时，自上而下看线圈中有顺时针方向的感应电流
C．该磁体无论向上或向下运动，都将受到线圈中感应电流磁场的阻碍作用
D．该磁体在较短时间停下来的原因是弹簧和磁体的机械能转化为线圈中的电能
【考点】电磁阻尼与电磁驱动．
【专题】定性思想；推理法；电磁感应中的力学问题；推理论证能力．
【答案】ACD
【分析】利用楞次定律判断线圈所受安培力的方向，从而判断线圈对水平面的压力变化情况，线圈会阻碍磁铁运动做负功，所以磁铁最终会停止。
【解答】解：AB．磁体向下振动靠近线圈时，根据楞次定律，感应电流方向为逆时针，线圈对磁体的作用力的合力竖直向上，磁体对线圈作用力的合力竖直向下，所以线圈对水平面的压力大于其重力，故A正确，B错误；
C．该磁体无论向上或向下运动，根据楞次定律来拒去留的推论，都将受到线圈中感应电流磁场的阻碍作用，故C正确；
D．由于磁体上下振动的过程中产生感应电流，机械能转化为电能，所以磁体很快就会停下来，故D正确。
故选：ACD。
【点评】本题巧妙的考查了楞次定律的应用，只要记住“增反减同，来拒去留”这一规律，此类题目难度不大。
三．填空题（共3小题）
10．（2023春 合阳县校级期末）给金属块缠上线圈，线圈中通入反复变化的电流，金属块中产生如图中虚线所示的感应电流，这样的电流称为 涡电流 ，真空冶炼炉就是利用它产生的热量使金属熔化。变压器和镇流器的铁心通常用涂有绝缘漆的薄硅钢片叠压制成，而不是用一整块铁制成，其原因是为了 减小涡电流 ，减少铁心发热损失。
【考点】涡流的产生及原理．
【专题】信息给予题；定性思想；推理法；电磁感应——功能问题；理解能力．
【答案】涡电流；减小涡电流。
【分析】根据涡电流的产生、涡电流的减小方法以及涡电流的危害分析作答。
【解答】解：给金属块缠上线圈，线圈中通入反复变化的电流，这样的电流叫做涡电流，简称涡流；
变压器和镇流器的铁心通常用涂有绝缘漆的薄硅钢片叠压制成，其原因是为了减小涡电流，减少铁心发热损失。
故答案为：涡电流；减小涡电流。
【点评】解决本题的关键是明确涡电流的产生、涡电流的减小方法以及涡电流的危害，基础题。
11．（2023 蒲江县校级开学）据报道，美国一家公司成功改造了跑步机。他们在跑步机内放置一个小型发电机，该发电机是利用 电磁感应 现象来工作的，若在跑步机上跑步半小时，跑步机产生的电能可以供“220V 5W”的节能灯泡工作2.5h，则该跑步机产生的电能至少有 4.5×104 J。
【考点】生活中的电磁感应现象；电功和电功率的计算．
【专题】定量思想；归纳法；电磁感应——功能问题；理解能力．
【答案】电磁感应、4.5×104。
【分析】（1）发电机是利用电磁感应的原理制成的；
（2）根据节能灯的功率和工作时间，利用公式W＝Pt可计算跑步机产生的电能。
【解答】解：（1）发电机是利用电磁感应的原理制成的；
（2）由公式P得跑步机产生的电能：W＝Pt＝5W×2.5×3600s＝4.5×104J。
故答案为：电磁感应、4.5×104。
【点评】了解发电机的原理，会根据电功率的变形公式计算产生的电能，可顺利解答此题，难度不大。
12．（2021 江州区校级开学）共享单车成为许多市民出行选择的交通工具。如图所示，用户通过手机扫描车身二维码即可开锁骑车，二维码在距手机镜头两倍焦距以 外 （选填“内”或“外”）成像。这种自行车配有小型发电机给电子锁充电，发电机的工作原理是 电磁感应现象 ；自行车上的红色尾灯不能自行发光，晚上却可以提醒司机注意，利用了光的 反射 。
【考点】生活中的电磁感应现象；远距离输电的相关计算．
【专题】应用题；定性思想；推理法；电磁感应——功能问题；理解能力；推理论证能力；分析综合能力．
【答案】外；电磁感应现象；反射。
【分析】二维码在距手机镜头两倍焦距以外成像；
给电子锁充电是利用电磁感应现象；
自行车尾灯不发光；
【解答】解：手机镜头相当于凸透镜，手机相当于照相机，物距在两倍焦距以外成倒立缩小的实像，故二维码在距手机镜头两倍焦距以外；
这种自行车有小型发电机给电子锁充电，发电机的工作原理是电磁感应现象；
自行车上的尾灯能反射光，晚上能提醒司机注意。
故答案为：外；电磁感应现象；反射。
【点评】明确凸透镜成像的特点，知道电子锁充电是利用电磁感应现象，知道自行车的尾灯是利用了反射的原理。
四．解答题（共3小题）
13．（2023秋 佛山期末）交流异步电动机是利用交变电流产生的旋转磁场带动闭合线圈转动的电动机，其工作原理与右图所示的装置类似。磁铁旋转产生旋转磁场，带动闭合线圈转动。
请根据所学物理知识回答以下问题，并说明理由。
（1）线圈中是否有感应电流？
（2）线圈转动方向是否与磁铁转动方向一致？
（3）电动机带负载工作时，线圈的转速是否可以达到磁铁转动的转速？
【考点】生活中的电磁感应现象．
【答案】（1）线圈中有感应电流。
（2）线圈转动方向与磁铁转动方向一致。
（3）电动机带负载工作时，线圈的转速不可以达到磁铁转动的转速。
【分析】（1）磁通量发生变化，闭合线圈中有感应电流产生；
（2）由电磁驱动知识可知线圈转动方向与磁铁转动方向一致；
（3）感应电流磁场是阻碍磁通量变化而不是阻止，所以线圈的转速不可以达到磁铁转动的转速。
【解答】解：（1）由题图可知，当磁铁旋转产生旋转磁场时，穿过闭合线圈的磁通量发生变化，线圈中有感应电流产生。
（2）对磁铁旋转从右向左看，磁铁逆时针转动，闭合线圈的上直边相对磁铁顺时针转动，由右手定则可知，上直边产生的感应电流方向从右向左，由左手定则可知，上直边受 到的安培力沿逆时针方向，即上直边受到的安培力对线圈产生逆时针方向的转动力矩，线圈逆时针转动，线圈转动方向是与磁铁转动方向一致。
（3）电动机带负载工作时，线圈的转速不可以达到磁铁转动的转速，若线圈的转速达到磁铁转动的转速，则穿过闭合线圈的磁通量不会发生变化，线圈中不会产生感应电流，线圈就不会产生转动的力矩，电动机不能带负载工作。
答：（1）线圈中有感应电流。
（2）线圈转动方向与磁铁转动方向一致。
（3）电动机带负载工作时，线圈的转速不可以达到磁铁转动的转速。
【点评】本题涉及电磁感应原理以及电磁驱动相关知识，熟记课本知识即可以顺利求解。
14．（2023 海淀区二模）电磁场，是一种特殊的物质。
（1）电场具有能量。如图1所示，原子核始终静止不动，α粒子先、后通过A、B两点，设α粒子的质量为m、电荷量为q，其通过A、B两点的速度大小分别为vA和vB，求α粒子从A点运动到B点的过程中电势能的变化量ΔEp。
（2）变化的磁场会在空间中激发感生电场。如图2所示，空间中有圆心在O点、垂直纸面向里、磁感应强度为B的圆形匀强磁场，当空间中各点的磁感应强度随时间均匀增加时，请根据法拉第电磁感应定律、电动势的定义等，证明磁场内，距离磁场中心O点为r处的感生电场的电场强度E与r成正比。（提示：电荷量为q的电荷所受感生电场力F＝qE）
（3）电磁场不仅具有能量，还具有动量。如图3所示，两极板相距为L的平行板电容器，处在磁感应强度为B的匀强磁场中。磁场方向垂直纸面向里。将一长度为L的导体棒ab垂直放在充好电的电容器两极板之间（其中上极板带正电），并与导体板良好接触。上述导体棒ab、平行板电容器以及极板间的电磁场（即匀强磁场、电容器所激发的电场）组成一个孤立系统，不计一切摩擦。求当电容器通过导体棒ab释放电荷量为q的过程中，该系统中电磁场动量变化量的大小Δp和方向。
【考点】感生电场和感生电动势；动量定理的内容和应用；感应电动势及其产生条件．
【专题】定性思想；归纳法；电磁感应中的力学问题；分析综合能力．
【答案】（1）求α粒子从A点运动到B点的过程中电势能的变化量。
（2）证明过程见解答过程。
（3）当电容器通过导体棒ab释放电荷量为q的过程中，该系统中电磁场动量变化量的大小BLq，方向水平向左。
【分析】（1）考虑匀速运动的运动模型，根据法拉第电磁感应定律列式求解即可；
（2）根据欧姆定律求解感应电动势，再结合法拉第电磁感应定律求解磁感应强度的变化率；
（3）动生电动势是由于洛伦兹力作用而产生，感生电动势是由于涡旋电场的电场力产生.
【解答】解：（1）由能量守恒可得
（2）假设磁场中有以0为圆心半径为/的圆形闭合回路。磁感应强度随时间均匀增加则
B＝B0+kt
回路中产生的感应电动势为
U
带电量为y的粒子在回路中运动一圈有
Uq＝Eq 2πr
解得
E
距离磁场中心O点为r处的感生电场的电场强度E与r成正比。
（3）对导体棒ab由动量定理可得
BILt＝Δpab
得
BLq＝Δpab
即导体棒ab动量变化量大小为BLq，方向水平向右。系统动量守恒，所以
Δp＝﹣Δpab＝﹣BLq
即电磁场动量变化量的大小为BLq，方向水平向左。
答：（1）求α粒子从A点运动到B点的过程中电势能的变化量
（2）证明过程见解答过程。
（3）当电容器通过导体棒ab释放电荷量为q的过程中，该系统中电磁场动量变化量的大小BLq，方向水平向左。
【点评】本题考查感生电动势与动生电动势，关键是找出非静电力的来源，会从法拉第电磁感应定律公式推导切割公式，不难.
15．（2023 闵行区校级开学）电磁感应与电磁波
电磁感应的发现在科学上和技术上都具有划时代的意义，由此人们发明了发电机、变压器等。
（1）如图1为法拉第发现电磁感应现象的实验示意图。当电键闭合瞬间，通过灵敏电流计的电流方向为 D到C （填“D到C”或“C到D”）。
（2）如图2所示，匝数n＝100，边长l＝0.1m的正方形线框置于匀强磁场中，从图示位置开始计时，让线框绕垂直磁场方向的轴匀速转动，通过线框的磁通量随时间变化的图象如图3所示。在t1＝0.02s和t2＝0.04s时，线框中感应电流的方向 相反 （填“相同”或“相反”）；匀强磁场的磁感应强度为 4 T；线框中感应电动势的有效值为 100π V；线框中感应电动势的瞬时值表达式为 e＝200πcos（50πt） V。
（3）LC电路在电容器充电过程中，电容器的电容 不变 ，线圈中的磁场能 减小 。（选填“不变”，“增加”或“减小”）。
（4）可见光（选填“属于”或“不属于”） 属于 电磁波。光子的能量跟它的 频率 成正比。
（5）如图甲所示，螺线管线圈的匝数n＝1500匝，横截面积S＝20cm2，线圈的总电阻r＝4Ω，定值电阻R2＝2Ω，电阻箱R1的最大阻值为99Ω。穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按图乙所示规律变化，则：线圈产生的感应电动势大小是 6 V；若电阻箱阻值可以任意调节，R2消耗的最大电功率是 2 W；R1消耗的最大电功率是 1.5 W。
【考点】生活中的电磁感应现象；电功和电功率的计算；楞次定律及其应用；法拉第电磁感应定律的内容和表达式．
【专题】定量思想；推理法；电磁感应与图象结合；推理论证能力．
【答案】（1）D到C；（2）相反；4；100π；e＝200πcos（50πt）；（3）不变，减小；（4）属于，频率；（5）6，2，1.5
【分析】（1）A线圈连接电源，电流表与线圈B构成闭合电路，当线圈中磁通量发生变化时，线圈B中产生感应电流，根据楞次定律确定感应电流方向；
（2）根据Φ﹣t图象可知曲线的斜率的正负表示感应电动势的方向，即可判断出电流的方向关系，根据图象判断出周期，求得角速度，根据Em＝BSω求得产生的最大感应电动势，然后结合瞬时值表达式即可求出；根据磁通量的变化判断出线圈的位置；
（3）电容由电容器本身决定，根据充电的特点分析；
（4）根据能量子公式分析；
（5）根据法拉第电磁感应定律，求电动势；当R1＝0时电路中的感应电流最大，根据电功率公式计算功率；当R1＝r+R2时R1消耗的电功率最大，根据电功率公式计算功率。
【解答】解：（1）A线圈连接电源，电流表与线圈B构成闭合电路，将电键闭合瞬间，B线圈磁场由无到有，磁通量发生变化，磁场方向在铁芯中顺时针方向，并且在增加，线圈B中产生感应电流；根据楞次定律增反减同，可确定，通过灵敏电流计的电流方向为D到C；
（2）根据Φ﹣t图象可知曲线的斜率的正负表示感应电动势的方向，因此0.02s时和0.04s时图像的斜率的正负号相反，说明这两个时刻的电动势方向相反；
根据Φ﹣t图象可知通过线框的最大磁通量为Φm＝BL2＝4×10﹣2Wb
解得B＝4T
根据Φ﹣t图象可知线圈转动的周期T＝0.04s，转动的角速度为ωrad/s＝50πrad/s
线圈在转动过程中产生的感应电动势的最大值为Em＝NBSω，解得Em＝200πV
故线圈中感应电动势的有效值为EV＝100πV
从线框平面与磁场方向平行开始计时，线框中感应电动势的瞬时值表达式为e＝200πcos50πtV
（3）LC电路在电容器充电过程中，电容器的电容不变，充电时电流逐渐减小，线圈中的磁场能减小；
（4）可见光属于电磁波，光子的能量跟它的频率成正比；
（5）由图2可知，磁感应强度的变化率T/s＝2T/s
由法拉第电磁感应定律可得螺线管中感应电动势E＝nnS
代入数据可得：E＝6V
当R1＝0时电路中的感应电流最大，R2消耗的电功率最大，
根据欧姆定律I
代入数据可得I＝1A
R2消耗的电功率
P2＝I2R2
代入数据得P2＝2W
（3）当R1＝r+R2时R1消耗的电功率最大，此时
R1＝6Ω
由于I'
代入数据得I'＝0.5A
因此
P1＝I'2R1
代入数据得P1＝1.5W
故答案为：（1）D到C；（2）相反；4；100π；e＝200πcos（50πt）；（3）不变，减小；（4）属于，频率；（5）6，2，1.5
【点评】本题考查电磁感应及闭合电路欧姆定律的应用，解题关键掌握最大功率的条件，注意法拉第电磁感应定律的运用。
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期末押题预测 涡流、电磁阻尼和电磁驱动
一．选择题（共5小题）
1．（2024秋 河西区期末）关于下列四幅图，说法正确的是（ ）
A．甲图中，电子无论从P向Q还是从Q向P运动，均可能做匀速直线运动
B．乙图中，闭合和断开开关瞬间，电流表指针偏转方向相反
C．丙图中，由静止释放的磁块在竖直铝管中做自由落体运动
D．丁图中，磁电式电流表的工作原理与发电机的工作原理相同
2．（2024秋 苏州期末）如图甲所示，把一枚磁性较强的圆柱形永磁体在铝管管口静止释放，磁体直径略小于管的内径。则磁体在管中（ ）
A．做自由落体运动
B．加速度恒定
C．如图乙所示，换用一根有裂纹的铝管，运动比图甲中更慢
D．换用一根直径稍大的铝管，运动比图甲中更快
3．（2024秋 郑州期末）上海中心大厦顶部的阻尼器确保了整栋大厦在台风中的稳定。阻尼器简化原理如图所示，当楼体在风力作用下摆动时，携带有永磁体的质量块由于惯性产生反向摆动，在金属地板内产生涡流，从而使大厦减振减摆。则（ ）
A．涡流由外部电源产生
B．地板电阻率越大，产生涡流越大
C．永磁体摆动速率越大，产生涡流越大
D．阻尼器最终将机械能转化为电势能
4．（2024秋 杭州期末）动圈式扬声器的结构如图所示，线圈圆筒安放在永磁体磁极间的空隙中，能够在空隙中左右运动，纸盆与线圈连接，随着线圈振动而发声。当线圈中通入图示从B到A的电流时，下列描述错误的是（ ）
A．纸盆将向左运动
B．扬声器正常工作时，AB间可以是恒定电流
C．将AB端接入接收器，对着纸盆说话，扬声器便可以作为话筒使用
D．若扬声器老化播放的音量变小，可以更换磁性更强的磁体解决
5．（2024秋 徐州期末）某企业应用电磁感应产生的涡流加热金属产品，其工作原理图如图甲所示。线圈中通过的电流i与时间t的关系如图乙所示（图甲中所示的电流方向为正）。则置于线圈中的圆柱形金属导体在0﹣t1时间内产生的涡流（从左向右观察）（ ）
A．顺时针方向，逐渐增大
B．顺时针方向，逐渐减小
C．逆时针方向，逐渐增大
D．逆时针方向，逐渐减小
二．多选题（共4小题）
（多选）6．（2024秋 哈尔滨校级期末）如图所示是法拉第制作的世界上第一台发电机的模型原理图。把一个半径为r的铜盘放在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，使磁感线水平向右垂直穿过铜盘，铜盘安装在水平的铜轴上，两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘接触，G为灵敏电流表，内阻为R，铜盘及其余线路电阻可忽略。现使铜盘按照图示方向以角速度ω匀速转动，则下列说法中正确的是（ ）
A．电流表中的电流方向为由b到a
B．C点电势高于D点电势
C．流过灵敏电流表的电流大小为
D．若铜盘不转动，使所加磁场磁感应强度均匀增大，在铜盘中可以产生涡旋电流
（多选）7．（2024秋 湖南期末） 1820年，法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”。实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图所示。实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后。下列说法正确的是（ ）
A．圆盘转动时，可看成沿半径方向的金属条切割磁感线，从而在圆心和边缘之间产生了感应电动势
B．在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化
C．圆盘内的涡流产生的磁场导致磁针转动
D．圆盘中自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场导致磁针转动
（多选）8．（2024秋 广州期末）如图所示，条形磁铁位于固定的半圆光滑轨道的圆心位置。一半径为R、质量为m的金属球从半圆轨道的一端沿半圆轨道由静止下滑。重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ）
A．金属球会运动到半圆轨道的另一端
B．由于金属球没有形成闭合电路，所以金属球中不会产生感应电流
C．金属球受到的安培力做负功
D．系统产生的总热量为mgR
（多选）9．（2024秋 贵阳期末）一弹簧上端固定，下端悬挂一个条形磁体，在磁体N极正下方的水平桌面上固定一闭合铜线圈，如图所示。现将磁体托起到某一高度后放开，磁体只在竖直方向上下振动，并在较短时间就停下来，不计空气阻力。下列关于该磁体的分析正确的是（ ）
A．该磁体N极靠近线圈时，线圈对桌面的压力大于其重力
B．该磁体N极靠近线圈时，自上而下看线圈中有顺时针方向的感应电流
C．该磁体无论向上或向下运动，都将受到线圈中感应电流磁场的阻碍作用
D．该磁体在较短时间停下来的原因是弹簧和磁体的机械能转化为线圈中的电能
三．填空题（共3小题）
10．（2023春 合阳县校级期末）给金属块缠上线圈，线圈中通入反复变化的电流，金属块中产生如图中虚线所示的感应电流，这样的电流称为 ，真空冶炼炉就是利用它产生的热量使金属熔化。变压器和镇流器的铁心通常用涂有绝缘漆的薄硅钢片叠压制成，而不是用一整块铁制成，其原因是为了 ，减少铁心发热损失。
11．（2023 蒲江县校级开学）据报道，美国一家公司成功改造了跑步机。他们在跑步机内放置一个小型发电机，该发电机是利用 现象来工作的，若在跑步机上跑步半小时，跑步机产生的电能可以供“220V 5W”的节能灯泡工作2.5h，则该跑步机产生的电能至少有 J。
12．（2021 江州区校级开学）共享单车成为许多市民出行选择的交通工具。如图所示，用户通过手机扫描车身二维码即可开锁骑车，二维码在距手机镜头两倍焦距以 （选填“内”或“外”）成像。这种自行车配有小型发电机给电子锁充电，发电机的工作原理是 ；自行车上的红色尾灯不能自行发光，晚上却可以提醒司机注意，利用了光的 。
四．解答题（共3小题）
13．（2023秋 佛山期末）交流异步电动机是利用交变电流产生的旋转磁场带动闭合线圈转动的电动机，其工作原理与右图所示的装置类似。磁铁旋转产生旋转磁场，带动闭合线圈转动。
请根据所学物理知识回答以下问题，并说明理由。
（1）线圈中是否有感应电流？
（2）线圈转动方向是否与磁铁转动方向一致？
（3）电动机带负载工作时，线圈的转速是否可以达到磁铁转动的转速？
14．（2023 海淀区二模）电磁场，是一种特殊的物质。
（1）电场具有能量。如图1所示，原子核始终静止不动，α粒子先、后通过A、B两点，设α粒子的质量为m、电荷量为q，其通过A、B两点的速度大小分别为vA和vB，求α粒子从A点运动到B点的过程中电势能的变化量ΔEp。
（2）变化的磁场会在空间中激发感生电场。如图2所示，空间中有圆心在O点、垂直纸面向里、磁感应强度为B的圆形匀强磁场，当空间中各点的磁感应强度随时间均匀增加时，请根据法拉第电磁感应定律、电动势的定义等，证明磁场内，距离磁场中心O点为r处的感生电场的电场强度E与r成正比。（提示：电荷量为q的电荷所受感生电场力F＝qE）
（3）电磁场不仅具有能量，还具有动量。如图3所示，两极板相距为L的平行板电容器，处在磁感应强度为B的匀强磁场中。磁场方向垂直纸面向里。将一长度为L的导体棒ab垂直放在充好电的电容器两极板之间（其中上极板带正电），并与导体板良好接触。上述导体棒ab、平行板电容器以及极板间的电磁场（即匀强磁场、电容器所激发的电场）组成一个孤立系统，不计一切摩擦。求当电容器通过导体棒ab释放电荷量为q的过程中，该系统中电磁场动量变化量的大小Δp和方向。
15．（2023 闵行区校级开学）电磁感应与电磁波
电磁感应的发现在科学上和技术上都具有划时代的意义，由此人们发明了发电机、变压器等。
（1）如图1为法拉第发现电磁感应现象的实验示意图。当电键闭合瞬间，通过灵敏电流计的电流方向为 （填“D到C”或“C到D”）。
（2）如图2所示，匝数n＝100，边长l＝0.1m的正方形线框置于匀强磁场中，从图示位置开始计时，让线框绕垂直磁场方向的轴匀速转动，通过线框的磁通量随时间变化的图象如图3所示。在t1＝0.02s和t2＝0.04s时，线框中感应电流的方向 （填“相同”或“相反”）；匀强磁场的磁感应强度为 T；线框中感应电动势的有效值为 V；线框中感应电动势的瞬时值表达式为 V。
（3）LC电路在电容器充电过程中，电容器的电容 ，线圈中的磁场能 。（选填“不变”，“增加”或“减小”）。
（4）可见光（选填“属于”或“不属于”） 电磁波。光子的能量跟它的 成正比。
（5）如图甲所示，螺线管线圈的匝数n＝1500匝，横截面积S＝20cm2，线圈的总电阻r＝4Ω，定值电阻R2＝2Ω，电阻箱R1的最大阻值为99Ω。穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按图乙所示规律变化，则：线圈产生的感应电动势大小是 V；若电阻箱阻值可以任意调节，R2消耗的最大电功率是 W；R1消耗的最大电功率是 W。
期末押题预测 涡流、电磁阻尼和电磁驱动
参考答案与试题解析
一．选择题（共5小题）
1．（2024秋 河西区期末）关于下列四幅图，说法正确的是（ ）
A．甲图中，电子无论从P向Q还是从Q向P运动，均可能做匀速直线运动
B．乙图中，闭合和断开开关瞬间，电流表指针偏转方向相反
C．丙图中，由静止释放的磁块在竖直铝管中做自由落体运动
D．丁图中，磁电式电流表的工作原理与发电机的工作原理相同
【考点】电磁阻尼与电磁驱动；静电的利用和防止；安培定则（右手螺旋定则）．
【专题】定性思想；推理法；电磁感应中的力学问题；理解能力．
【答案】B
【分析】根据洛伦兹力、电磁感应、电磁阻尼以及磁电式仪表的工作原理对每个选项进行逐一分析，判断其描述是否符合物理原理。
【解答】解：A、甲图，电子从P到Q做匀变速直线运动，但从Q到P根据左手定则判断磁场力向上，电场力也向上，故做曲线运动，故A错误；
B、乙图，根据楞次定律和右手螺旋定则可知，闭合和断开开关瞬间，电流表指针偏转方向相反，故B正确；
C、丙图，磁块在铝管中下落时，在铝管上仍会产生感应电流，感应电流的磁场反过来对磁块的运动形成电磁阻尼，故磁块在铝管中由静止开始下落并不是自由落体运动，故C错误；
D、丁图，磁电式电流表的工作原理与电动机的工作原理相同，故D错误。
故选：B。
【点评】本题的关键在于理解电磁学中的基本原理和现象，包括洛伦兹力、电磁感应、电磁阻尼以及磁电式仪表的工作原理。通过分析每个选项的描述，判断其是否符合物理原理，从而得出正确答案。
2．（2024秋 苏州期末）如图甲所示，把一枚磁性较强的圆柱形永磁体在铝管管口静止释放，磁体直径略小于管的内径。则磁体在管中（ ）
A．做自由落体运动
B．加速度恒定
C．如图乙所示，换用一根有裂纹的铝管，运动比图甲中更慢
D．换用一根直径稍大的铝管，运动比图甲中更快
【考点】涡流对金属在磁场中运动的影响．
【专题】定性思想；推理法；电磁感应中的力学问题；推理论证能力．
【答案】D
【分析】磁体在铝管中下落，会产生电磁感应现象，要阻碍磁体与铝管之间的相对运动；根据楞次定律和法拉第电磁感应定律分析磁体受力的变化；换用一根有裂纹的铝管，由于断开，所以断开部分没有感应电流，相对甲图，对磁体的阻碍作用小；换用一根直径稍大的铝管，磁通量变化率相对图甲小，由此分析。
【解答】解：A、图甲中，磁体在铝管下落时，产生电磁感应，阻碍磁体与导体间的相对运动，所以不会做自由落体运动，故A错误；
B、由楞次定律和法拉第电磁感应定律知，在电磁感应现象中产生的感应电流阻碍相对运动，所以刚开始磁体做加速下落，随速度的增大，阻碍力增大，当增大到与磁体的重力相等时，磁体匀速运动，故B错误；
C、如图乙所示，换用一根有裂纹的铝管，由于断开，所以断开部分没有感应电流，所以相对甲图，阻碍作用小，则运动比图甲中快，故C错误；
D、换用一根直径稍大的铝管，磁体外部空间大，所以磁通量变化率相对图甲小，产生的电动势小，感应电流小，阻碍作用小，所以运动比图甲中更快，故D正确。
故选：D。
【点评】掌握楞次定律是解题的基础，知道换用一根直径稍大的铝管，磁体外部空间大，磁通量变化率变小是解题的关键。
3．（2024秋 郑州期末）上海中心大厦顶部的阻尼器确保了整栋大厦在台风中的稳定。阻尼器简化原理如图所示，当楼体在风力作用下摆动时，携带有永磁体的质量块由于惯性产生反向摆动，在金属地板内产生涡流，从而使大厦减振减摆。则（ ）
A．涡流由外部电源产生
B．地板电阻率越大，产生涡流越大
C．永磁体摆动速率越大，产生涡流越大
D．阻尼器最终将机械能转化为电势能
【考点】电磁阻尼与电磁驱动；涡流对金属在磁场中运动的影响．
【专题】定性思想；推理法；电磁感应——功能问题；推理论证能力．
【答案】C
【分析】电磁感应产生的电流；根据能量转化关系分析；根据欧姆定律分析；根据法拉第电磁感应定律分析。
【解答】解：A．阻尼器摆动时，永磁铁在金属地板板上方摆动，磁通量发生变化，从而在金属地板内产生涡电流，属于电磁感应现象，不是外部电源产生的电流，故A错误；
B．金属地板电阻率越大，电阻越大，根据欧姆定律可知涡电流越小，故B错误；
C．永磁体摆动的速率越大，穿过导体板的磁通量变化越快，根据法拉第电磁感应定律可知产生的感应电动势就越大，则涡电流也越大，故C正确；
D．通过阻碍质量块和永磁铁的运动，阻尼器将动能转化为电能，并通过电流做功将电能最终转化为内能，所以阻尼器最终是将机械能转化为内能的，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了欧姆定律、电磁感应、法拉第电磁感应定律等内容，容易题。
4．（2024秋 杭州期末）动圈式扬声器的结构如图所示，线圈圆筒安放在永磁体磁极间的空隙中，能够在空隙中左右运动，纸盆与线圈连接，随着线圈振动而发声。当线圈中通入图示从B到A的电流时，下列描述错误的是（ ）
A．纸盆将向左运动
B．扬声器正常工作时，AB间可以是恒定电流
C．将AB端接入接收器，对着纸盆说话，扬声器便可以作为话筒使用
D．若扬声器老化播放的音量变小，可以更换磁性更强的磁体解决
【考点】生活中的电磁感应现象；左手定则判断安培力的方向．
【专题】定性思想；推理法；电磁感应与电路结合；推理论证能力．
【答案】B
【分析】动圈式扬声器的原理是安培力作用，线圈中的变化的电流产生变化的磁场，与磁体发生相互作用而带动纸盆运动而发声；动圈式话筒工作过程是：声波振动→引起膜片振动→带动线圈振动→线圈切割永久磁体的磁场产生感应电流→经放大传给扬声器，由此可知其工作原理是电磁感应现象。
【解答】解：A．图中两个线圈通以同向电流相互吸引，所以纸盆将向左运动，故A正确；
B．作为扬声器使用，纸盆随着线圈振动而发声，说明安培力是变化的，即电流是变化的，故B错误；
C．作为话筒使用，人对纸盆讲话时，纸盆带动线圈切割磁感线，产生变化的电流，扬声器便可以作为话筒使用，故C正确；
D．若扬声器老化播放的音量变小，可以更换磁性更强的磁体解决，因为磁性强，安培力变大，故D正确。
本题选错误的，故选：B。
【点评】明确话筒和扬声器原理，要注意明确话筒是利用了电磁感应现象，而扬声器是利用了通电电流受安培力作用。
5．（2024秋 徐州期末）某企业应用电磁感应产生的涡流加热金属产品，其工作原理图如图甲所示。线圈中通过的电流i与时间t的关系如图乙所示（图甲中所示的电流方向为正）。则置于线圈中的圆柱形金属导体在0﹣t1时间内产生的涡流（从左向右观察）（ ）
A．顺时针方向，逐渐增大
B．顺时针方向，逐渐减小
C．逆时针方向，逐渐增大
D．逆时针方向，逐渐减小
【考点】涡流的产生及原理．
【专题】定性思想；推理法；电磁感应与电路结合；推理论证能力．
【答案】C
【分析】电流做周期性的变化，在附近的导体中产生感应电流，该感应电流看起来像水中的漩涡，所以叫做涡流。根据楞次定律判断电流方向。
【解答】解：在0﹣t1时间内，电流减小，图像斜率增大，感应电动势变大，感应电流变大，磁通量减小，根据楞次定律可以判断感应电流方向为逆时针方向，故ABD错误，C正确。
故选：C。
【点评】本题实质考查楞次定律以及法拉第电磁感应定律，简单题。
二．多选题（共4小题）
（多选）6．（2024秋 哈尔滨校级期末）如图所示是法拉第制作的世界上第一台发电机的模型原理图。把一个半径为r的铜盘放在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，使磁感线水平向右垂直穿过铜盘，铜盘安装在水平的铜轴上，两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘接触，G为灵敏电流表，内阻为R，铜盘及其余线路电阻可忽略。现使铜盘按照图示方向以角速度ω匀速转动，则下列说法中正确的是（ ）
A．电流表中的电流方向为由b到a
B．C点电势高于D点电势
C．流过灵敏电流表的电流大小为
D．若铜盘不转动，使所加磁场磁感应强度均匀增大，在铜盘中可以产生涡旋电流
【考点】涡流的产生及原理；右手定则；导体转动切割磁感线产生的感应电动势．
【专题】定量思想；推理法；电磁感应与电路结合；推理论证能力．
【答案】ACD
【分析】把铜盘看作若干条由中心指向边缘的铜棒组合而成，当铜盘转动时，每根金属棒都在切割磁感线，产生大小和方向不变的电流。根据转动切割磁感线产生的感应电动势公式EBωr2可求出感应电势。由右手定则判断出感应电流的方向，明确圆盘视为电源，电流由负极流向正极。铜盘不转动，使所加磁场强度均匀增大，在铜盘中形成涡流。
【解答】解：AB．根据右手定则，电流表中的电流方向为由b到a，C点电势低于D点电势，盘边缘为电源正极，中心为负极，故A正确，B错误；
C．回路中的感应电动势为
流过灵敏电流表的电流大小为
故C正确；
D．若铜盘不转动，使所加磁场强度均匀增大，在铜盘中产生感生环形电场，使铜盘中的自由电荷在电场力作用下定向移动，在铜盘中形成涡旋电流，故D正确。
故选：ACD。
【点评】本题考查运用物理知识分析实际问题的能力。此题是电磁感应问题，基本规律有楞次定律或右手定则、法拉第电磁感应定律，路端电压与电动势大家很容易混淆，其关系为：当外电路开路或内电阻为零时，路端电压等于电源电动势，总而言之，当内电压为零时，路端电压等于电动势。
（多选）7．（2024秋 湖南期末） 1820年，法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”。实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图所示。实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后。下列说法正确的是（ ）
A．圆盘转动时，可看成沿半径方向的金属条切割磁感线，从而在圆心和边缘之间产生了感应电动势
B．在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化
C．圆盘内的涡流产生的磁场导致磁针转动
D．圆盘中自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场导致磁针转动
【考点】电磁阻尼与电磁驱动．
【专题】定性思想；归纳法；电磁感应与电路结合；理解能力．
【答案】AC
【分析】通过题意明确涡流的产生，再根据磁极和电流间的相互作用分析磁铁的运动。
【解答】解：A、圆盘在转动中由于半径方向的金属条切割磁感线，从而在圆心和边缘之间产生了感应电动势，故A正确；
B、由于圆盘面积不变，距离磁铁的距离不变，故整个圆盘中的磁通量没有变化，故B错误；
C、圆盘在径向的金属条切割磁感线过程中，内部距离圆心远近不同的点电势不等，从而形成涡流，涡流产生的磁场又导致磁针转动，故C正确；
D、引起磁针转动的电流是导体切割产生的，不是因为自由电子随圆盘转动形成的电流引起的，故D错误。
故选：AC。
【点评】本题要注意明确电流的形成不是因为自由电子运动，而是由于圆盘切割磁感线产生了电动势，从而产生了涡流。
（多选）8．（2024秋 广州期末）如图所示，条形磁铁位于固定的半圆光滑轨道的圆心位置。一半径为R、质量为m的金属球从半圆轨道的一端沿半圆轨道由静止下滑。重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ）
A．金属球会运动到半圆轨道的另一端
B．由于金属球没有形成闭合电路，所以金属球中不会产生感应电流
C．金属球受到的安培力做负功
D．系统产生的总热量为mgR
【考点】涡流的产生及原理；电磁感应现象的发现过程；电磁感应过程中的能量类问题．
【专题】比较思想；寻找守恒量法；电磁感应——功能问题；理解能力．
【答案】CD
【分析】金属球在运动过程中，穿过金属球的磁通量不断变化，金属球产生涡流，机械能不断减少，最终停在轨道的最低点，根据能量守恒定律求出系统产生的总热量。
【解答】解：ABC、金属球在运动过程中，穿过金属球的磁通量不断变化，在金属球内形成闭合回路，产生涡流，金属球受到的安培力做负功，金属球产生的热量不断地增加，机械能不断地减少，所以金属球不会运动到半圆轨道的另一端，最终金属球停在半圆轨道的最低点，故AB错误，C正确；
D、根据能量守恒定律得系统产生的总热量Q＝mgR，故D正确。
故选：CD。
【点评】本题考查感应电流产生的条件及能量守恒定律，要知道感应电流产生的条件是穿过闭合回路的磁通量发生变化。
（多选）9．（2024秋 贵阳期末）一弹簧上端固定，下端悬挂一个条形磁体，在磁体N极正下方的水平桌面上固定一闭合铜线圈，如图所示。现将磁体托起到某一高度后放开，磁体只在竖直方向上下振动，并在较短时间就停下来，不计空气阻力。下列关于该磁体的分析正确的是（ ）
A．该磁体N极靠近线圈时，线圈对桌面的压力大于其重力
B．该磁体N极靠近线圈时，自上而下看线圈中有顺时针方向的感应电流
C．该磁体无论向上或向下运动，都将受到线圈中感应电流磁场的阻碍作用
D．该磁体在较短时间停下来的原因是弹簧和磁体的机械能转化为线圈中的电能
【考点】电磁阻尼与电磁驱动．
【专题】定性思想；推理法；电磁感应中的力学问题；推理论证能力．
【答案】ACD
【分析】利用楞次定律判断线圈所受安培力的方向，从而判断线圈对水平面的压力变化情况，线圈会阻碍磁铁运动做负功，所以磁铁最终会停止。
【解答】解：AB．磁体向下振动靠近线圈时，根据楞次定律，感应电流方向为逆时针，线圈对磁体的作用力的合力竖直向上，磁体对线圈作用力的合力竖直向下，所以线圈对水平面的压力大于其重力，故A正确，B错误；
C．该磁体无论向上或向下运动，根据楞次定律来拒去留的推论，都将受到线圈中感应电流磁场的阻碍作用，故C正确；
D．由于磁体上下振动的过程中产生感应电流，机械能转化为电能，所以磁体很快就会停下来，故D正确。
故选：ACD。
【点评】本题巧妙的考查了楞次定律的应用，只要记住“增反减同，来拒去留”这一规律，此类题目难度不大。
三．填空题（共3小题）
10．（2023春 合阳县校级期末）给金属块缠上线圈，线圈中通入反复变化的电流，金属块中产生如图中虚线所示的感应电流，这样的电流称为 涡电流 ，真空冶炼炉就是利用它产生的热量使金属熔化。变压器和镇流器的铁心通常用涂有绝缘漆的薄硅钢片叠压制成，而不是用一整块铁制成，其原因是为了 减小涡电流 ，减少铁心发热损失。
【考点】涡流的产生及原理．
【专题】信息给予题；定性思想；推理法；电磁感应——功能问题；理解能力．
【答案】涡电流；减小涡电流。
【分析】根据涡电流的产生、涡电流的减小方法以及涡电流的危害分析作答。
【解答】解：给金属块缠上线圈，线圈中通入反复变化的电流，这样的电流叫做涡电流，简称涡流；
变压器和镇流器的铁心通常用涂有绝缘漆的薄硅钢片叠压制成，其原因是为了减小涡电流，减少铁心发热损失。
故答案为：涡电流；减小涡电流。
【点评】解决本题的关键是明确涡电流的产生、涡电流的减小方法以及涡电流的危害，基础题。
11．（2023 蒲江县校级开学）据报道，美国一家公司成功改造了跑步机。他们在跑步机内放置一个小型发电机，该发电机是利用 电磁感应 现象来工作的，若在跑步机上跑步半小时，跑步机产生的电能可以供“220V 5W”的节能灯泡工作2.5h，则该跑步机产生的电能至少有 4.5×104 J。
【考点】生活中的电磁感应现象；电功和电功率的计算．
【专题】定量思想；归纳法；电磁感应——功能问题；理解能力．
【答案】电磁感应、4.5×104。
【分析】（1）发电机是利用电磁感应的原理制成的；
（2）根据节能灯的功率和工作时间，利用公式W＝Pt可计算跑步机产生的电能。
【解答】解：（1）发电机是利用电磁感应的原理制成的；
（2）由公式P得跑步机产生的电能：W＝Pt＝5W×2.5×3600s＝4.5×104J。
故答案为：电磁感应、4.5×104。
【点评】了解发电机的原理，会根据电功率的变形公式计算产生的电能，可顺利解答此题，难度不大。
12．（2021 江州区校级开学）共享单车成为许多市民出行选择的交通工具。如图所示，用户通过手机扫描车身二维码即可开锁骑车，二维码在距手机镜头两倍焦距以 外 （选填“内”或“外”）成像。这种自行车配有小型发电机给电子锁充电，发电机的工作原理是 电磁感应现象 ；自行车上的红色尾灯不能自行发光，晚上却可以提醒司机注意，利用了光的 反射 。
【考点】生活中的电磁感应现象；远距离输电的相关计算．
【专题】应用题；定性思想；推理法；电磁感应——功能问题；理解能力；推理论证能力；分析综合能力．
【答案】外；电磁感应现象；反射。
【分析】二维码在距手机镜头两倍焦距以外成像；
给电子锁充电是利用电磁感应现象；
自行车尾灯不发光；
【解答】解：手机镜头相当于凸透镜，手机相当于照相机，物距在两倍焦距以外成倒立缩小的实像，故二维码在距手机镜头两倍焦距以外；
这种自行车有小型发电机给电子锁充电，发电机的工作原理是电磁感应现象；
自行车上的尾灯能反射光，晚上能提醒司机注意。
故答案为：外；电磁感应现象；反射。
【点评】明确凸透镜成像的特点，知道电子锁充电是利用电磁感应现象，知道自行车的尾灯是利用了反射的原理。
四．解答题（共3小题）
13．（2023秋 佛山期末）交流异步电动机是利用交变电流产生的旋转磁场带动闭合线圈转动的电动机，其工作原理与右图所示的装置类似。磁铁旋转产生旋转磁场，带动闭合线圈转动。
请根据所学物理知识回答以下问题，并说明理由。
（1）线圈中是否有感应电流？
（2）线圈转动方向是否与磁铁转动方向一致？
（3）电动机带负载工作时，线圈的转速是否可以达到磁铁转动的转速？
【考点】生活中的电磁感应现象．
【答案】（1）线圈中有感应电流。
（2）线圈转动方向与磁铁转动方向一致。
（3）电动机带负载工作时，线圈的转速不可以达到磁铁转动的转速。
【分析】（1）磁通量发生变化，闭合线圈中有感应电流产生；
（2）由电磁驱动知识可知线圈转动方向与磁铁转动方向一致；
（3）感应电流磁场是阻碍磁通量变化而不是阻止，所以线圈的转速不可以达到磁铁转动的转速。
【解答】解：（1）由题图可知，当磁铁旋转产生旋转磁场时，穿过闭合线圈的磁通量发生变化，线圈中有感应电流产生。
（2）对磁铁旋转从右向左看，磁铁逆时针转动，闭合线圈的上直边相对磁铁顺时针转动，由右手定则可知，上直边产生的感应电流方向从右向左，由左手定则可知，上直边受 到的安培力沿逆时针方向，即上直边受到的安培力对线圈产生逆时针方向的转动力矩，线圈逆时针转动，线圈转动方向是与磁铁转动方向一致。
（3）电动机带负载工作时，线圈的转速不可以达到磁铁转动的转速，若线圈的转速达到磁铁转动的转速，则穿过闭合线圈的磁通量不会发生变化，线圈中不会产生感应电流，线圈就不会产生转动的力矩，电动机不能带负载工作。
答：（1）线圈中有感应电流。
（2）线圈转动方向与磁铁转动方向一致。
（3）电动机带负载工作时，线圈的转速不可以达到磁铁转动的转速。
【点评】本题涉及电磁感应原理以及电磁驱动相关知识，熟记课本知识即可以顺利求解。
14．（2023 海淀区二模）电磁场，是一种特殊的物质。
（1）电场具有能量。如图1所示，原子核始终静止不动，α粒子先、后通过A、B两点，设α粒子的质量为m、电荷量为q，其通过A、B两点的速度大小分别为vA和vB，求α粒子从A点运动到B点的过程中电势能的变化量ΔEp。
（2）变化的磁场会在空间中激发感生电场。如图2所示，空间中有圆心在O点、垂直纸面向里、磁感应强度为B的圆形匀强磁场，当空间中各点的磁感应强度随时间均匀增加时，请根据法拉第电磁感应定律、电动势的定义等，证明磁场内，距离磁场中心O点为r处的感生电场的电场强度E与r成正比。（提示：电荷量为q的电荷所受感生电场力F＝qE）
（3）电磁场不仅具有能量，还具有动量。如图3所示，两极板相距为L的平行板电容器，处在磁感应强度为B的匀强磁场中。磁场方向垂直纸面向里。将一长度为L的导体棒ab垂直放在充好电的电容器两极板之间（其中上极板带正电），并与导体板良好接触。上述导体棒ab、平行板电容器以及极板间的电磁场（即匀强磁场、电容器所激发的电场）组成一个孤立系统，不计一切摩擦。求当电容器通过导体棒ab释放电荷量为q的过程中，该系统中电磁场动量变化量的大小Δp和方向。
【考点】感生电场和感生电动势；动量定理的内容和应用；感应电动势及其产生条件．
【专题】定性思想；归纳法；电磁感应中的力学问题；分析综合能力．
【答案】（1）求α粒子从A点运动到B点的过程中电势能的变化量。
（2）证明过程见解答过程。
（3）当电容器通过导体棒ab释放电荷量为q的过程中，该系统中电磁场动量变化量的大小BLq，方向水平向左。
【分析】（1）考虑匀速运动的运动模型，根据法拉第电磁感应定律列式求解即可；
（2）根据欧姆定律求解感应电动势，再结合法拉第电磁感应定律求解磁感应强度的变化率；
（3）动生电动势是由于洛伦兹力作用而产生，感生电动势是由于涡旋电场的电场力产生.
【解答】解：（1）由能量守恒可得
（2）假设磁场中有以0为圆心半径为/的圆形闭合回路。磁感应强度随时间均匀增加则
B＝B0+kt
回路中产生的感应电动势为
U
带电量为y的粒子在回路中运动一圈有
Uq＝Eq 2πr
解得
E
距离磁场中心O点为r处的感生电场的电场强度E与r成正比。
（3）对导体棒ab由动量定理可得
BILt＝Δpab
得
BLq＝Δpab
即导体棒ab动量变化量大小为BLq，方向水平向右。系统动量守恒，所以
Δp＝﹣Δpab＝﹣BLq
即电磁场动量变化量的大小为BLq，方向水平向左。
答：（1）求α粒子从A点运动到B点的过程中电势能的变化量
（2）证明过程见解答过程。
（3）当电容器通过导体棒ab释放电荷量为q的过程中，该系统中电磁场动量变化量的大小BLq，方向水平向左。
【点评】本题考查感生电动势与动生电动势，关键是找出非静电力的来源，会从法拉第电磁感应定律公式推导切割公式，不难.
15．（2023 闵行区校级开学）电磁感应与电磁波
电磁感应的发现在科学上和技术上都具有划时代的意义，由此人们发明了发电机、变压器等。
（1）如图1为法拉第发现电磁感应现象的实验示意图。当电键闭合瞬间，通过灵敏电流计的电流方向为 D到C （填“D到C”或“C到D”）。
（2）如图2所示，匝数n＝100，边长l＝0.1m的正方形线框置于匀强磁场中，从图示位置开始计时，让线框绕垂直磁场方向的轴匀速转动，通过线框的磁通量随时间变化的图象如图3所示。在t1＝0.02s和t2＝0.04s时，线框中感应电流的方向 相反 （填“相同”或“相反”）；匀强磁场的磁感应强度为 4 T；线框中感应电动势的有效值为 100π V；线框中感应电动势的瞬时值表达式为 e＝200πcos（50πt） V。
（3）LC电路在电容器充电过程中，电容器的电容 不变 ，线圈中的磁场能 减小 。（选填“不变”，“增加”或“减小”）。
（4）可见光（选填“属于”或“不属于”） 属于 电磁波。光子的能量跟它的 频率 成正比。
（5）如图甲所示，螺线管线圈的匝数n＝1500匝，横截面积S＝20cm2，线圈的总电阻r＝4Ω，定值电阻R2＝2Ω，电阻箱R1的最大阻值为99Ω。穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按图乙所示规律变化，则：线圈产生的感应电动势大小是 6 V；若电阻箱阻值可以任意调节，R2消耗的最大电功率是 2 W；R1消耗的最大电功率是 1.5 W。
【考点】生活中的电磁感应现象；电功和电功率的计算；楞次定律及其应用；法拉第电磁感应定律的内容和表达式．
【专题】定量思想；推理法；电磁感应与图象结合；推理论证能力．
【答案】（1）D到C；（2）相反；4；100π；e＝200πcos（50πt）；（3）不变，减小；（4）属于，频率；（5）6，2，1.5
【分析】（1）A线圈连接电源，电流表与线圈B构成闭合电路，当线圈中磁通量发生变化时，线圈B中产生感应电流，根据楞次定律确定感应电流方向；
（2）根据Φ﹣t图象可知曲线的斜率的正负表示感应电动势的方向，即可判断出电流的方向关系，根据图象判断出周期，求得角速度，根据Em＝BSω求得产生的最大感应电动势，然后结合瞬时值表达式即可求出；根据磁通量的变化判断出线圈的位置；
（3）电容由电容器本身决定，根据充电的特点分析；
（4）根据能量子公式分析；
（5）根据法拉第电磁感应定律，求电动势；当R1＝0时电路中的感应电流最大，根据电功率公式计算功率；当R1＝r+R2时R1消耗的电功率最大，根据电功率公式计算功率。
【解答】解：（1）A线圈连接电源，电流表与线圈B构成闭合电路，将电键闭合瞬间，B线圈磁场由无到有，磁通量发生变化，磁场方向在铁芯中顺时针方向，并且在增加，线圈B中产生感应电流；根据楞次定律增反减同，可确定，通过灵敏电流计的电流方向为D到C；
（2）根据Φ﹣t图象可知曲线的斜率的正负表示感应电动势的方向，因此0.02s时和0.04s时图像的斜率的正负号相反，说明这两个时刻的电动势方向相反；
根据Φ﹣t图象可知通过线框的最大磁通量为Φm＝BL2＝4×10﹣2Wb
解得B＝4T
根据Φ﹣t图象可知线圈转动的周期T＝0.04s，转动的角速度为ωrad/s＝50πrad/s
线圈在转动过程中产生的感应电动势的最大值为Em＝NBSω，解得Em＝200πV
故线圈中感应电动势的有效值为EV＝100πV
从线框平面与磁场方向平行开始计时，线框中感应电动势的瞬时值表达式为e＝200πcos50πtV
（3）LC电路在电容器充电过程中，电容器的电容不变，充电时电流逐渐减小，线圈中的磁场能减小；
（4）可见光属于电磁波，光子的能量跟它的频率成正比；
（5）由图2可知，磁感应强度的变化率T/s＝2T/s
由法拉第电磁感应定律可得螺线管中感应电动势E＝nnS
代入数据可得：E＝6V
当R1＝0时电路中的感应电流最大，R2消耗的电功率最大，
根据欧姆定律I
代入数据可得I＝1A
R2消耗的电功率
P2＝I2R2
代入数据得P2＝2W
（3）当R1＝r+R2时R1消耗的电功率最大，此时
R1＝6Ω
由于I'
代入数据得I'＝0.5A
因此
P1＝I'2R1
代入数据得P1＝1.5W
故答案为：（1）D到C；（2）相反；4；100π；e＝200πcos（50πt）；（3）不变，减小；（4）属于，频率；（5）6，2，1.5
【点评】本题考查电磁感应及闭合电路欧姆定律的应用，解题关键掌握最大功率的条件，注意法拉第电磁感应定律的运用。
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