3.1交变电流的特点——高二物理鲁科版（2019）选择性必修二期末易错题集训
知识点一 直流电流和交变电流
1．直流电流：方向不随时间变化的电流。
2．恒定电流：大小和方向都不随时间变化的电流。
3．交变电流：大小和方向都随时间做周期性变化的电流，俗称交流电。
4．图像特点
(1)恒定电流的图像是一条与时间轴平行的直线，如图甲所示。
(2)交变电流的图像有时会在时间轴的上方，有时会在时间轴的下方，即随时间做周期性变化，如图乙所示。
甲 乙
大小不变而方向随时间做周期性变化的电流也是交变电流。
1：思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)直流电流就是指恒定电流。 (×)
(2)只要电流的方向随时间做周期性变化，就是交流电。 (√)
知识点二 交变电流的周期和频率
1．交变电流的周期和频率的比较
周期(T) 频率(f)
定义 交变电流完成1次周期性变化所需的时间 交变电流在一段时间内完成周期性变化的次数与这段时间之比
单位 s(秒) Hz(赫兹)
作用 表示交变电流变化的快慢
我国交变电流 0.02 s 50 Hz
联系 T＝
2．正弦式交变电流
大小和方向随时间按正弦规律变化的电流。
周期和频率都是描述交变电流变化快慢的物理量。
2：思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)我国生活用电的频率是50 Hz，这种交变电流的方向在1 s内改变100次。 (√)
(2)交变电流一定是按正弦规律变化的。 (×)
知识点三 交变电流的最大值和有效值
1．最大值
交变电流在一个周期内所能达到的最大值叫作交变电流的最大值，又称峰值，交变电流的电流、电压的峰值分别用Im和Um表示。
2．有效值
让交变电流和恒定电流分别通过相同阻值的电阻，如果它们在相同时间内产生的热量相等，则该恒定电流的数值就叫作交变电流的有效值。交变电流的电流、电压的有效值分别用I、U表示。
3．正弦式交变电流的有效值和最大值的关系
U＝≈0.707Um，I＝≈0.707Im。
所有的交变电流，其峰值都是有效值的倍对吗？
提示：不对，只有正弦式交变电流才是。
3：思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)家用电器铭牌上标称的电流、电压都是指有效值。 (√)
(2)交变电流的有效值是从电流的热效应角度规定的。 (√)
4：填空
有一交变电流如图所示
由图可知，其周期为0.8 s，频率为1.25 Hz，最大值为4 A。
考点1 交变电流与直流电
探究交变电流的特点如图所示，把电流表接入到模型发电机的输出端，摇动发电机的手柄，观察电流表的指针摆动情况是怎样的？电流表指针的摆动情况说明什么问题？
提示：随着线圈的转动，电流表的指针不停地在“0”刻度线两侧左右摆动，说明手摇发电机产生的电流大小、方向都处于变化中。
1．直流、交流、恒定电流的特点
(1)电流分类：按电流的方向是否变化分直流和交流两种，方向不变的电流称为直流，方向变化的电流称为交流。
(2)直流分类：分为恒定电流和脉动直流，其中大小、方向都不随时间改变的电流叫恒定电流，方向不随时间改变而大小随时间改变的电流叫脉动直流。
(3)交流分类：按交流电图像特点分正弦(或余弦)式交变电流、矩形波交变电流、锯形波交变电流等。
2．交变电流与直流电的本质区别
(1)交变电流的大小不一定变化，如方形波交变电流，其大小可以是不变的；直流电的大小不一定不变。
(2)交变电流与直流电的最大区别在于交变电流的方向发生周期性变化，而直流电的方向不变。
1.如图是一个正弦式交变电流的图像，下列说法正确的是( )
A.频率是0.2 Hz，电流的峰值是10 A B.周期是0.15 s，电流的峰值是10 A
C.频率是5 Hz，电流的有效值是10 A D.周期是0.2 s，电流的有效值是7.07 A
2.对于如图所示的电流i随时间t作周期性变化的图象,下列说法中正确的是( )
A.电流大小变化,方向不变,是直流电
B.电流大小、方向都变化,是交流电
C.电流最大值为0.2A,周期为0.02s
D.电流大小变化,方向不变,不是直流电,是交流电
3.下面关于交变电流的“四值”说法中正确的是( )
A.交变电流的有效值就是交流电在一周期内的平均值
B.交流电表上显示的电流数值是该交变电流的瞬时值
C.交流电器设备上所标的电压和电流值是交变电流的最大值
D.与交变电流有相同的热效应的直流电的数值是交变电流的有效值
4.如图所示为某种周期性变化的电流与时间关系的图像,其中前半周期为正弦曲线的一部分,后半周期是直线段,则该交流电的有效值为( )
A. B. C. D.
5.如图所示，图甲和图乙分别表示正弦脉冲波和方波的交变电流随时间的变化关系.若使这两种电流分别通过两个完全相同的电阻，则1 min内两电阻消耗的电功之比为( )
A. B.1:2 C.1:3 D.1:6
6.如图所示为四种电流随时间变化的图像，其中图②③中每段曲线均为余弦或正弦曲线的一部分，电流的最大值均为，下列说法正确的是( )
A.图①②所示电流的有效值相等
B.图②③所示电流变化周期相等
C.图①所示电流的有效值是图③的2倍
D.图④所示电流的有效值等于图③所示电流的有效值
7.一个电热器(纯电阻用电器)接在10 V直流电源上消耗的电功率为P，当把它接到一个正弦式交流电压上时消耗的电功率为，则该交流电电压的最大值为( )
A.5 V B.7.1 V C.10 V D.12 V
8.关于家用照明用的220V交流电，下列说法中不正确的是( )
A.该交流电的频率为50Hz B.该交流电的周期是0.02s
C.该交流电1秒内方向改变50次 D.该交流电的电压有效值是220V
9.一线圈在变化的磁场中转动，线圈产生的电动势随时间的变化规律如图所示，已知，则线圈电动势的有效值为( )
A. B. C. D.
10.下列说法正确的是( )
A.方向不变、大小随时间变化的电流是交变电流
B.交变电流的峰值一定是其有效值的倍
C.远距离输电时，可通过减小输电线的电阻来降低输电损耗
D.理想变压器原、副线圈中通过的交变电流的频率之比等于原、副线圈的匝数之比
答案以及解析
1.答案：D
解析：由题图知周期，电流的峰值是，选项B错误；频率，电流有效值为，选项AC错误，D正确。
2.答案：A
解析：由图象可知：电流的大小变化，方向始终为正，不发生变化变，所以是直流电，电流最大值为0.2A，周期为0.01s，所以A正确，BCD错误.故选A.
3.答案：D
解析：AD.依据交变电流的有效值的定义知，与交变电流有相同的热效应的直流电的数值是交流电的有效值，并且不等于其平均值，故A错误，D正确；
B.用电表测量的电流、电压均为交流电的有效值，故B错误；
C.交流电器设备（电容器除外）上所标的电压和电流值均是交变电流的有效值，故C错误。
故选D。
4.答案：A
解析：设交变电流的有效值为I,由电流的热效应,得,其中,解得,故选A.
5.答案：C
解析：题图甲交变电流，在一个周期内，根据电流的热效应有，解得电流的有效值；题图乙所示交变电流，在一个周期内，根据电流的热效应有，解得电流的有效值；根据得，在1 min内两电阻消耗的电功之比，故C正确.
6.答案：A
解析：图②所示电流的有效值与余弦电流有效值相等，正弦（或余弦）电流的有效值，与周期无关，故A正确；图②所示电流变化周期为，图③所示电流变化周期为，故B错误；图③所示电流的有效值满足，解得，故C错误；图④所示电流的有效值满足，解得，故D错误.
7.答案：A
解析：由题意可知，当接在10 V直流电源上时，则电热器的电阻，当接到正弦式交流电压上时，设交流电压的有效值为，则，解得，则其最大值，选项A正确.
8.答案：C
解析：A.该交流电的频率为50Hz，故A不符合题意；
B.该交流电的周期是0.02s，故B不符合题意；
C.在一个周期内交流电的方向改变两次，1秒内方向改变100次，故C符合题意；
D.交流电设备上标出的电压、电流均为有效值，所以该交流电的电压有效值是220V，故D不符合题意。
故选C。
9.答案：B
解析：交流电的周期，在周期的前为正弦交流电，在周期的后为直流电，在这两段时间内让此电动势加在电R上，产生的热量分别为，应用电动势的有效值概念有，解得，选项B正确。
10.答案：C
解析：A.方向不变、大小随时间变化的电流是直流电，故A错误；
B.只有正弦式交流电的峰值是其有效值的倍，其它交变电流不一定是这个比值，故B错误；
C.远距离输电，输送电流大小一定时，根据可知通过减小输电线的电阻可以降低输电损耗，故C正确；
D.理想变压器工作原理是互感现象，可以改变电压、电流，但是不能改变功率和频率，所以原、副线圈中通过的交变电流的频率相等，故D错误。
故选C。2.3自感现象与涡流——高二物理鲁科版（2019）选择性必修二期末易错题集训
一、自感现象
1．实验探究：通电自感和断电自感
操作 电路 现象 自感电动势的作用
通电 自感 接通电源的瞬间，灯泡1立刻亮起来，灯泡2逐渐亮起来 阻碍灯泡2电流的增加
断电 自感 断开开关的瞬间，灯泡2立刻熄灭，灯泡1过一会儿后才熄灭。有时灯泡1会闪亮一下，然后逐渐变暗 阻碍灯泡1电流的减小
2.自感现象：由于线圈自身的电流发生变化所产生的电磁感应现象。
二、自感电动势
1．自感电动势：由于线圈自身的电流发生变化所产生的感应电动势。
2．自感电动势的方向：原电流增大时，自感电动势的方向与原电流方向相反，原电流减小时，自感电动势的方向与原电流方向相同。
3．自感电动势的作用：自感电动势总是要阻碍导体自身的电流发生变化。4．自感系数
(1)物理意义：能表征线圈产生自感电动势本领的大小；
(2)大小决定因素：线圈的形状、横截面积、长短、匝数等；
(3)单位：国际单位是亨利，简称亨，符号是H。
5．自感电动势大小：E＝L，其中L为线圈的自感系数，简称自感或电感。
三、涡流及其应用
1．概念：由于磁通量变化，在大块金属中形成的像旋涡一样的感应电流。
2．特点：金属块的电阻较小，涡流往往较大。
3．应用与防止
(1)涡流热效应的应用：如电磁炉。
(2)涡流的防止：电动机、变压器等设备中为防止铁芯中因涡流损失能量，常用增大铁芯材料的电阻率和用相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯。
1.如图所示，M和N为两个完全一样的灯泡，L是一个理想电感线圈（电阻不计），R是一个定值电阻。当电键S突然闭合或断开时，下列判断正确的是( )
A.电键突然闭合，N比M先亮
B.电键闭合较长时间后，N比M亮
C.电键突然断开，N比M先熄灭
D.无论电键突然闭合还是断开，M和N的现象完全相同
2.用如图所示电路演示“断电自感”现象，闭合开关小灯泡发光，断开开关小灯泡仅延时熄灭，为了出现断开开关后小灯泡明显变亮再慢慢熄灭的现象，下列方法可能成功的是( )
A.换自感系数相同，电阻更小的线圈 B.换自感系数相同，电阻更大的线圈
C.换电阻相同，自感系数更小的线圈 D.换电阻相同，自感系数更大的线圈
3.如图是演示自感现象的电路图，L是自感系数很大的线圈，其自身的电阻几乎为0，是两个相同的灯泡。下列描述正确的是( )
A.闭合开关S，逐渐变亮，立即亮
B.闭合开关S，均逐渐变亮
C.断开开关S，立即同时熄灭
D.断开开关S，闪亮后再逐渐熄灭，立即熄灭
4.如图所示，电源的电动势为E，内阻可忽略。A、B是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈且直流电阻不计.关于这个电路的以下说法正确的是( )
A.开关闭合到电路中电流稳定的时间内，A灯立刻亮，然后熄灭
B.开关闭合到电路中电流稳定的时间内，B灯立刻亮
C.开关由闭合到断开瞬间，电流自左向右通过A灯
D.开关由闭合到断开瞬间，A、B灯均逐渐熄灭
5.某同学用图甲电路探究自感现象对电流的影响，闭合开关后灯泡发光，过一会再断开开关，图乙为电流传感器采集的电流随时间变化的图像。已知乙图中单元格边长为0.4 s和0.1 A，线圈直流电阻与灯泡电阻相同，电流传感器内阻不计。则( )
A.开关闭合后通过线圈的电流恒为0.4 A
B.开关断开后灯泡闪一下然后逐渐熄灭
C.开关断开后通过灯泡的电流方向向左
D.开关断开后流过灯泡的电荷量约为0.2 C
6.关于下列几幅图片的说法错误的是( )
A.燃气灶中针尖形点火器是利用高压尖端放电原理进行点火
B.真空冶炼炉利用交变电流直接产生热能给炉体加热，从而熔化炉内金属
C.高压输电线上方的两根接地导线具有避雷保护线路的作用
D.金属编织网包裹着导体线芯利用了静电屏蔽原理降低干扰
7.工业上常利用感应电炉冶炼金属，装置如图所示。下列说法正确的是( )
A.感应炉所接电源应是低频交流电源
B.电源在线圈中产生热量使金属融化
C.交变磁场在金属中产生涡流，涡流的热效应使金属融化
D.若增加交流电的频率，冶炼金属的效率不变
8.如图甲所示是新型的高效节能厨具——电磁炉，又名电磁灶，是现代厨房革命的产物。电磁炉是利用电磁感应加热原理制成的电气烹饪器具，如图乙所示是电磁炉的工作示意图，它无需明火或传导式加热而让热直接在锅底产生，因此热效率得到了极大的提高。下列关于电磁炉的说法正确的是( )
A.提高励磁线圈中电流变化的频率，可提高电磁炉的加热效果
B.炊具中的涡流是由励磁线圈中的恒定电流的磁场产生的
C.利用陶瓷材料制成的炊具可以在电磁炉上正常加热
D.电磁炉工作时，炉面板中将产生强大的涡流
9.如图所示，是两个电阻值都为r的完全相同的小灯泡，小灯泡的电阻值大于定值电阻R的电阻值。L是一个自感很大的线圈，它的电阻值与定值电阻的电阻值相等。由于自感现象，当开关S接通或断开时，下列说法正确的是( )
A.S接通时，灯泡先亮，后亮
B.S接通时，
C.S断开时，立即灭，先闪亮一下再灭
D.S断开时，
10.如图所示，关于涡流，下列说法中错误的是( )
A.真空冶炼炉是利用涡流来熔化金属的装置
B.家用电磁炉锅体中的涡流是由恒定磁场产生的
C.阻尼摆摆动时产生的涡流总是阻碍其运动
D.变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成能减小涡流
答案以及解析
1.答案：A
解析：AD.电键突然闭合，L产生感应电动势，M灯的电流逐渐增加，故M灯逐渐亮，N灯立即亮，所以N比M先亮，故A正确，D错误；
B.电键闭合较长时间后，电路处于稳定状态，因为L的电阻小于R的电阻，故M的电流大于N的电流，M比N亮，故B错误；
C.电键突然断开，L产生感应电动势，两个灯串联，电流相同，两灯同时熄灭，故C错误。
故选A。
2.答案：A
解析：因断开开关后线圈中产生的自感电动势相当电源，线圈中的电流通过灯泡再次形成回路使小灯泡缓慢熄灭，为了出现断开开关后小灯泡明显变亮再慢慢熄灭的现象，则必须使得电路闭合稳定后通过线圈的电流大于通过小灯泡的电流，所以有助于小灯泡出现闪亮现象的只有换用电阻较小的线圈，其余的三种方法都不行。
故选A。
3.答案：A
解析：AB.闭合开关S，则立即亮，因L的自感电动势，导致逐渐变亮，故A正确，B错误；
CD.闭合开关S后一段时间，线圈相当导线，流过的电流比大。断开开关S，因L的自感电动势，先闪亮一下，然后慢慢熄灭，慢慢熄灭。故CD错误。
故选A。
4.答案：D
解析：A.由于电源的电动势为E，内阻可忽略，开关闭合瞬间，灯泡A两端电压不变为E，故A灯立刻亮，且亮度不变，A错误；
B.开关闭合瞬间，自感线圈的阻碍作用很大，流过B灯的电流为零，随着电路中的电流趋于稳定，自感线圈对电流的阻碍作用越来越小，通过B灯的电流随之越来越大，其亮度逐渐变亮，当线圈对电流的电感阻碍作用消失时，灯泡亮度稳定，故B灯逐渐变亮，最后亮度稳定，B错误；
CD.在开关断开瞬间，线圈产生自感电动势提供瞬间电压给两灯泡供电，使通过B灯泡的电流从原来大小逐渐减小至0，因为开关闭合电路稳定时，A、B灯泡电流相等，因此断开后，两只灯电流大小相等且逐渐减小，故两只灯一同慢慢熄灭。断开开关，线圈是电源，因此流过B灯的电流自右向左，C错误，D正确。
故选D。
5.答案：D
解析：A.根据题意，由于线圈的自感现象，通过线圈的电流逐渐增大，稳定后电流恒为0.4 A，故A错误；
BC.根据题意可知，稳定后通过线圈的电流与通过灯泡的电流相等，开关断开后，由于线圈的自感现象，灯泡逐渐熄灭，且通过灯泡的电流方向向右，故BC错误；
D.根据题意，图像中图线与横轴围成的面积表示电荷量，由图可知，每个小格为
根据不足半格舍去，半格以上算一个可得，开关断开后流过灯泡的电荷量约为
故D正确。
故选D。
6.答案：B
解析：A.因为电荷集中于形状比较尖端的地方，即尖端放电，所以燃气灶中针尖形点火器是利用高压尖端放电原理进行点火，故A正确，不符合题意；
B.真空冶炼炉是利用高频交流电在炉内金属中产生涡流进行加热，使金属熔化，而不是利用交变电流直接产生热能，故B错误，符合题意；
C.高压输电铁塔最上面的两条导线是避雷线，防止雷直接击到输电线上，这两条线一般与铁塔相连，将电流引入大地，故C正确，不符合题意；
D.金属编织网能起到静电屏蔽的作用，使网内不受外部电场的影响，故D正确，不符合题意。
故选B。
7.答案：C
解析：A.为了产生较大的感应电动势，感应炉所接电源应是高频交流电源，故A错误；
BC.感应电炉冶炼金属过程中，交流电源产生交变磁场，从而在金属中产生涡流，涡流的热效应使金属融化，故B错误，C正确；
D.若增加交流电的频率，感应电动势增大，冶炼金属的效率增大，故D错误。
故选C。
8.答案：A
解析：A.提高励磁线圈中电流变化的频率，可以提高产生交变磁场变化的频率，从而提高穿过炊具底面磁通量的变化率，进而增大涡流，提高电磁炉的加热效果，故A正确；
B.炊具中的涡流是由励磁线圈中的交变电流的磁场产生的，故B错误；
C.陶瓷是绝缘体，无法形成涡流，所以利用陶瓷材料制成的炊具无法在电磁炉上正常加热，故C错误；
D.电磁炉工作时，炊具底面将产生强大的涡流，故D错误。
故选A。
9.答案：C
解析：开关S接通瞬间，由于线圈的自感很大，对电流的阻碍作用很大，电路相当于灯与R并联后与灯串联，两灯同时亮，，A、B错误;开关S断开的瞬间，线圈产生自感电动势，与灯构成闭合回路，C正确，D错误。
10.答案：B
解析：A.真空冶炼炉是用涡流来熔化金属对其进行冶炼的，炉内放入被冶炼的金属，线圈内通入高频交变电流，这时被冶炼的金属中产生涡流就能被熔化，故A正确，不符合题意；
B.家用电磁炉锅体中的涡流是由交变磁场产生的，不是由恒定磁场产生的，故B错误，符合题意；
C.根据楞次定律，阻尼摆摆动时产生的涡流总是阻碍其运动，当金属板从磁场中穿过时，金属板板内感应出的涡流会对金属板的运动产生阻碍作用，故C正确，不符合题意；
D.变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块的铁芯，以减小涡流，故D正确，不符合题意。
故选B。2.1科学探究：感应电流的方向——高二物理鲁科版（2019）选择性必修二期末易错题集训
一、实验原理与设计
如图所示，将磁铁的不同磁极插入、拔出螺线管，观察感应电流方向的变化。通过分析感应电流的方向与磁铁的磁场方向、通过线圈的磁通量的变化之间的关系，探究影响感应电流方向的因素。
二、实验器材
电流计、干电池、开关、保护电阻、导线、螺线管、条形磁铁。
三、实验步骤
1．先明确电流计指针的偏转方向与通过电流计的电流方向的关系。
2．观察螺线管上漆包线的绕向。
3．将电流计与螺线管按上图连接好，依次完成以下实验操作，记录观察到的电流计指针偏转情况，填入表中。
项目 磁铁运动及电流方向
相对运动情况
感应电流在 线圈中的方向
四、数据处理
1．根据实验过程中现象记录表格，逐项分析
项目 现象及结论
相对运动情况
感应电流在线圈中的方向
原磁场方向
Φ的变化情况
感应电流的磁场方向(线圈中)
感应电流的磁场方向与原磁场方向的关系
2.实验结论
当穿过线圈的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场的方向相反；当穿过线圈的磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场的方向相同。
五、注意事项
1．实验前应首先明确线圈中电流的流向与电流表指针偏转方向之间的关系。
2．采用如图所示的电路，由于电流表量程较小，所以把一节干电池与电流表及线圈串联，且在电路中应接入限流变阻器R。
六、楞次定律
1．实验现象分析
将螺线管与电流表组成闭合回路，分别将条形磁铁的任一极插入、抽出螺线管，如图所示，记录感应电流方向。
(a) (b)
图号 磁场 方向 感应电流 的方向 感应电流的 磁场方向 归纳总结
(a) 向下 逆时针 向上 感应电流的磁场阻碍磁通量的增加
(b) 向下 顺时针 向下 感应电流的磁场阻碍磁通量的减少
2.实验结论
当穿过螺线管的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场的方向相反；当穿过螺线管的磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场的方向相同。
3．楞次定律
感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
七、右手定则
1．内容：伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导线运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向，如图所示。
2．适用范围：适用于闭合电路部分导体切割磁感线产生感应电流的情况。
1.如图所示，在垂直于纸面足够大范围内的匀强磁场中，有一个矩形线圈abcd，线圈平面与磁场垂直，是线圈的对称轴。应使线圈怎样运动才能使其中产生感应电流( )
A.向左或向右平动 B.向上或向下平动
C.垂直于纸面向里平动 D.绕转动
2.如图，在一水平、固定的闭合导体圆环上方，有一条形磁铁（N极朝上，S极朝下）由静止开始下落，磁铁从圆环中穿过且不与圆环接触，关于圆环中感应电流的方向（从上向下看），下列说法中正确的是( )
A.总是顺时针 B.总是逆时针
C.先顺时针后逆时针 D.先逆时针后顺时针
3.楞次定律中“阻碍”的含义是指( )
A.感应电流形成的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相反
B.感应电流形成的磁场只是阻碍引起感应电流的磁场的增强
C.感应电流形成的磁场只是阻碍引起感应电流的磁场的减弱
D.当引起感应电流的磁场增强时，感应电流的磁场方向与其相反，当引起感应电流的磁场减弱时，感应电流的磁场方向与其相同
4.某同学搬运如图所示的磁电式电流表时，发现表针晃动剧烈且不易停止。按照老师建议，该同学在两接线柱间接一根导线后再次搬运，发现表针晃动明显减弱且能很快停止。下列说法正确的是( )
A.未接导线时，表针晃动过程中表内线圈不产生感应电动势
B.未接导线时，表针晃动剧烈是因为表内线圈受到安培力的作用
C.接上导线后，表针晃动过程中表内线圈不产生感应电动势
D.接上导线后，表针晃动减弱是因为表内线圈受到安培力的作用
5.如图甲所示，金属圆环的直径与两匀强磁场的边界重合，边界右侧有垂直纸面向里，大小恒为的匀强磁场（图中未画出）。边界左侧的磁感应强度随时间变化的关系如图乙所示，取垂直纸面向外为正方向。关于0~2T时间内，金属环中感应电流的方向，下列说法正确的是( )
A.先逆时针方向后顺时针方向 B.先顺时针方向后逆时针方向
C.顺时针方向 D.逆时针方向
6.用如图所示的实验来研究电磁感应的条件，下列有关实验过程的描述不正确的是( )
A.闭合开关的瞬间，电流表指针将发生偏转
B.闭合开关后，当滑动变阻器滑片向右滑动时，电流表指针将发生偏转
C.闭合开关后，当线圈A和线圈B整体在桌面移动时，电流表指针将发生偏转
D.闭合开关后，当线圈A从线圈B中迅速抽出时，电流表指针将发生偏转
7.两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向如图所示。左线圈连着平行导轨M和N，导轨电阻不计，在导轨垂直方向上放着金属棒ab，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，a点电势高于b点，c点电势高于d点
B.当金属棒向右匀速运动时，b点电势高于a点，d点电势高于c点
C.当金属棒向右加速运动时，b点电势高于a点，c点电势高于d点
D.当金属棒向右加速运动时，b点电势高于a点，d点电势高于c点
8.如图所示，两块水平放置的金属板，用导线把它和开关K与一个线圈连接，线圈置于方向竖直向上的变化磁场B中。开关K闭合时，一带负电液滴刚好静止在两极板间。则线圈中的磁场B的变化情况和电容器极板带电正负情况分别为( )
A.正在增强，上板为正 B.正在减弱，上板为正
C.正在减弱，下板为正 D.正在增强，下板为正
9.在匀强磁场中放一电阻不计的平行金属导轨，导轨跟大线圈M相接，如图所示.导轨上放一根导线ab，磁感线垂直于导轨所在平面.当导线ab加速向右运动时，M所包围的小闭合线圈N产生的感应电流方向，及所具有的形变趋势是( )
A.N有顺时针方向的电流，且有收缩的趋势
B.N有顺时针方向的电流，且有扩张的趋势
C.N有逆时针方向的电流，且有收缩的趋势
D.N有逆时针方向的电流，且有扩张的趋势
10.如图甲所示，A、B两绝缘金属环套在同一铁芯上，A环中通有电流，其电流随时间t的变化规律如图乙所示，不考虑其他磁场的影响。下列说法正确的是( )
A.时刻B环中感应电流最大
B.和时刻，两环相互排斥
C.和时刻，B环中产生的感应电流方向相同
D.时刻，B环有扩张的趋势
答案以及解析
1.答案：D
解析：ABC.由题可知该磁场是匀强磁场，线圈的磁通量为：，S为垂直于磁场的有效面积，无论线圈向左或向右平动，还是向上或向下平动，或者垂直于纸面向里平动，线圈始终与磁场垂直，有效面积不变，因此磁通量一直不变，所以无感应电流产生，故ABC错误；
D.当线圈绕轴转动时，在转动过程中，线圈与磁场垂直的有效面积在不断变化，因此磁通量发生变化，故有感应电流产生，故D正确。
故选D。
2.答案：C
解析：由图示可知,在磁铁下落过程中,穿过圆环的磁场方向向上,在磁铁靠近圆环时,穿过圆环的磁通量变大,在磁铁远离圆环时,穿过圆环的磁通量减小,由楞次定律可知,从上向下看,圆环中的感应电流先沿顺时针方向,后沿逆时针方向,故C正确.
3.答案：D
解析：楞次定律中“阻碍”的含义是指感应电流产生的磁场总是阻碍引起感应电流的磁场的变化，即当引起感应电流的磁场增强时，感应电流的磁场方向与其相反；当引起感应电流的磁场减弱时，感应电流的磁场方向与其相同。
4.答案：D
解析：A.未接导线时，表针晃动过程中导线切割磁感线，表内线圈会产生感应电动势，故A错误；
B.未接导线时，未连成闭合回路，没有感应电流，所以不受安培力，故B错误；
CD.接上导线后，表针晃动过程中表内线圈产生感应电动势，根据楞次定律可知，表针晃动减弱是因为表内线圈受到安培力的作用，故C错误D正确。
故选D。
5.答案：D
解析：设金属圆环的面积为S，则边界右侧的磁通量为
边界左侧磁通量初始为
所以，金属圆环的合磁通量先为零，此后时间内，左侧磁通量减小，所以金属圆环的合磁通量垂直纸面向里增加；时间内，左侧磁场也垂直纸面向里增大，即磁通量也垂直纸面向里增加，则金属圆环的合磁通量垂直纸面向里增加。即时间内，金属圆环的合磁通量一直垂直纸面向里增加，根据楞次定律可知，金属环中感应电流的方向逆时针。
故选D。
6.答案：C
解析：A.闭合开关的瞬间，穿过线圈B的磁通量增大，线圈B中产生感应电流，电流表指针将发生偏转，A正确，不符合题意；
B.闭合开关后，当滑动变阻器滑片向右滑动时，通过线圈A的电流增大，通过线圈B的磁通量增大，产生感应电流，电流表指针将发生偏转，B正确，不符合题意；
C.闭合开关后，当线圈A和线圈B整体在桌面移动时，线圈B的磁通量不变，不会有感应电流产生，电流表指针将不发生偏转，C错误，符合题意；
D.闭合开关后，当线圈A从线圈B中迅速抽出时，穿过线圈B的磁通量减小，线圈中产生感应电流，电流表指针将发生偏转，D正确，不符合题意。
故选C。
7.答案：D
解析：AB.当金属棒向右匀速运动时，根据右手定则可知ab棒中感应电流方向从，ab相当于电源，则b点电势高于a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，cd中没有电流流过，故c点与d点电势相等，故AB错误；
CD.当金属棒向右加速运动时，根据右手定则可知ab棒中感应电流方向从，ab相当于电源，则b点电势高于a点，线圈中产生的感应电流逐渐增大，根据安培定则可知原线圈中的向下磁场逐渐增大，副线圈中有向上的磁场逐渐增大，根据楞次定律可知副线圈中感应电流从d通过电阻到c，d点电势高于c点，故C错误，D正确。
故选D。
8.答案：B
解析：一带负电液滴刚好静止在两极板间，则受电场力向上，电场方向向下，上极板为正，根据楞次定律可知磁场B正在减弱。故选B。
9.答案：C
解析：ab向右运动时，由右手定则可知，感应电流由a流向b，ab加速运动，感应电动势：变大，感应电流：变大，穿过N的磁通量增大，为阻碍磁通量的增加，由楞次定律可知，N有收缩的趋势，由楞次定律可知，N中感应电流沿逆时针方向，C正确.
10.答案：A
解析：A.由图像可知，时刻A环中电流为零，但电流变化率最大，此时B环中感应电流最大，A正确；
BC.时刻A环中电流减小，由楞次定律可知，B环中产生与A环中方向相同的感应电流，时刻A环中电流减小，B环中产生与A方向相同的感应电流，因此和时刻，A、B两环都相互吸引，B环在这两个时刻电流方向相反，BC错误；
D.时刻B环磁感应强度为0，面积无变化趋势，D错误。
故选A。1.3洛伦兹力的应用——高二物理鲁科版（2019）选择性必修二期末易错题集训
一、显像管
1．电偏转：利用电场改变带电粒子的运动方向称为电偏转。
2．磁偏转：利用磁场改变带电粒子的运动方向称为磁偏转。
3．显像管的构造和原理
(1)构造：如图所示，电视显像管由电子枪、偏转线圈和荧光屏组成。
(2)原理：电子枪发出的电子，经电场加速形成电子束，在水平偏转线圈和竖直偏转线圈产生的不断变化的磁场作用下，运动方向发生偏转，实现扫描，在荧光屏上显示图像。
二、质谱仪
1．原理图：如图所示。
2．加速：带电离子进入质谱仪的加速电场，由动能定理得：
qU＝mv2。①
3．偏转：离子进入质谱仪的偏转磁场做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力
qvB＝。②
由①②两式可以求出离子的半径r＝、质量m＝、比荷＝等。
4．质谱仪的应用：可以分析比荷和测定离子的质量。
三、回旋加速器
1．构造图：如图所示。
2．工作原理
(1)电场的特点及作用
特点：两个D形盒之间的窄缝区域存在交变电压。
作用：带电粒子经过该区域时被加速。
(2)磁场的特点及作用
特点：D形盒处于与盒面垂直的匀强磁场中。
作用：带电粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，从而改变运动方向，半个周期后再次进入电场。
1.速度选择器简化模型如图所示，两极板P、Q之间的距离为d，极板间所加电压为U，两极板间有一方向垂直纸面向里的匀强磁场。一质子以速度从左侧沿两板中心线进入板间区域，恰好沿直线运动，不计质子重力。下列说法正确的是( )
A.P极板接电源的负极
B.匀强磁场的磁感应强度大小为
C.若仅将质子换成电子，则不能沿直线运动
D.若质子以速度从右侧沿中心线射入，仍能做匀速直线运动
2.如图所示，两极板间存在正交的电磁场，匀强电场和匀强磁场的方向如图，一带正电的粒子（重力忽略不计）以速度沿水平向左由N点射入两极板，粒子刚好能沿直线穿过两极板。电场强度大小为E，磁感应强度大小为B。下列说法正确的是( )
A.
B.若粒子的速度大于，粒子向上偏转
C.仅将正粒子改为负粒子，粒子仍沿直线穿过极板
D.仅将正粒子由M水平向右射入，粒子仍沿直线穿过极板
3.回旋加速器是利用磁场和电场共同作用使带电粒子做回旋运动，在运动中经高频电场反复加速的装置，是高能物理中的重要仪器。如图所示，回旋加速器由两个铜质D形盒、构成，其间留有空隙，则下列说法正确的是( )
A.回旋加速器使用直流电压加速 B.粒子从加速器的边缘进入加速器
C.粒子做圆周运动的周期始终不变 D.粒子从磁场中获得能量
4.如图所示，直角三角形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，边长为边长为，大量质量为m、电荷量为q、速度大小为v的带负电粒子垂直边射入磁场。带电粒子在磁场中运动后只从和边射出磁场。不考虑粒子的重力和粒子间的相互作用，则匀强磁场的最大磁感应强度为( )
A. B. C. D.
5.如图所示，在一根一端封闭、内壁光滑的直管MN内有一个带正电的小球，空间中充满竖直向下的匀强磁场.开始时，直管水平放置，且小球位于管的封闭端M处.现使直管沿水平方向向右匀速运动，经一段时间后小球到达管的开口端N处.在小球从M到N的过程中( )
A.磁场对小球做正功 ·B.直管对小球做正功
C.小球所受磁场力的方向不变 D.小球的运动轨迹是一直线
6.如图所示，平行板两极板与电源相连，极板间有垂直纸面向里的匀强磁场，一个带正电的电量为q的粒子（不计重力），以速度v从两板中间垂直于电场方向射入，穿出后发现粒子向上偏转，若想使粒子以速度v沿原方向匀速穿过电磁场，可采用的办法是( )
A.增大平行板间的距离 B.减小磁感应强度
C.减小平行板间正对面积 D.减小电源电压
7.粒子实验室中常常要用到速度选择器，其结构原理图如下，在平行金属板中加上垂直纸面向里的匀强磁场B和垂直金属板向下的匀强电场E，只有满足一定速度的粒子才能沿虚线穿过。忽略粒子重力，下列说法正确的是( )
A.无论打入的粒子带正电荷还是负电荷，该速度选择器都可正常工作
B.打入的粒子只有比荷一定时，该速度选择器才可以正常工作
C.若打入带正电的粒子，其速度满足，则该粒子向上偏转
D.若打入带负电的粒子，其速度满足，则该粒子向上偏转
8.将平行板电容器、滑动变阻器、电源按如图所示连接。若平行板电容器内存在垂直纸面向里的匀强磁场，—电子束沿垂直于电场线与磁感线方向，从左侧入射后偏向A极板，为了使电子束沿入射方向做直线运动，可采取的方法是( )
A.只将变阻器滑片P向b端滑动 B.只将电子的入射速度适当增大
C.只将磁场的磁感应强度适当减小 D.只将极板间距离适当减小
9.回旋加速器的工作原理如图所示。是两个中空的半圆形金属盒，它们之间有一定的电势差U。磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直。A处的粒子源产生的带电粒子在两盒之间被加速，然后进入磁场中做匀速圆周运动，再次到达两盒间的缝隙时，改变电场方向，使粒子再次被加速，如此反复。两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间忽略不计。粒子所受重力忽略不计。下列说法正确的是( )
A.粒子每在电场中加速一次，动能的增加量都相同
B.粒子在磁场中运行的圆周越来越大，其周期会越来越长
C.若只增大电压U，会使粒子射出D形金属盒的动能增大
D.若只增大两盒之间的距离，会使粒子射出D形盒的动能增大
10.如图所示，竖直放置的平行电极板M和N之间存在加速电场，N板右侧是一个速度选择器，内部存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，其中电场强度大小为E，磁感应强度大小为B。从M和N之间的中点S静止释放一个比荷为k的带正电粒子，加速后穿过N板的小孔O，恰能沿虚线通过速度选择器，不计粒子的重力。下列说法正确的是( )
A.M和N之间的电压为
B.从靠近M板的P点释放比荷为的带正电粒子，能沿虚线通过速度选择器
C.从靠近M板的P点释放比荷为的带正电粒子，通过小孔O后向下偏转
D.从S点释放比荷为2k的带正电粒子，沿虚线通过速度选择器的速度大小为
答案以及解析
1.答案：B
解析：AB.质子恰好做直线运动，由左手定则可知，质子受竖直向上的洛伦兹力，则质子受到的电场力竖直向下，电场方向向下，则P极板接电源的正极，由平衡条件有
又有
联立解得
故A错误，B正确；
C.若仅将质子换成电子，由左手定则可知，电子受竖直向下的洛伦兹力，受向上的电场力，仍满足受力平衡，能沿直线运动，故C错误；
D.若质子以速度从右侧沿中心线射入，由左手定则可知，质子受竖直向下的洛伦兹力，仍受向下的电场力，不满足受力平衡，不能做直线运动，故D错误。
故选B。
2.答案：C
解析：A.粒子在极板间受电场力和洛伦兹力做匀速直线运动，有
可得，A错误；
B.粒子受向上的电场力和向下的洛伦兹力，若粒子的速度大于，则洛伦兹力大于电场力，粒子向下偏转，B错误；
C.仅将正粒子改为负粒子，则电场力方向向下，洛伦兹力方向向上，仍有，粒子仍沿直线穿过极板，C正确；
D.仅将正粒子由M水平向右射入，则粒子所受电场力方向向上，洛伦兹力方向也向上，粒子向上偏转，D错误。
故选C。
3.答案：C
解析：A.回旋加速器中粒子每转半圈加速一次，且相邻两次进入加速场时速度方向相反，故使用交流电压加速，故A错误；
B.粒子由加速器的中心附近进入加速器，而从边缘离开加速器，故B错误；
C.粒子做圆周运动，受力分析得
运动的周期
始终不变，故C正确；
D.由于洛伦兹力并不做功，而粒子通过电场时有电能转化为动能，故粒子是从电场中获得能量，故D错误。
故选C。
4.答案：C
解析：当粒子运动轨迹与A、B边相切于D点，右边刚好从C点射出，此时对应的磁感应强度有最大值，粒子运动轨迹如图所示
根据几何关系，有
解得
根据洛伦兹力提供向心力
联立解得
故选C。
5.答案：B
解析：A、洛伦兹力总是与速度垂直，不做功，故A错误；B、对小球受力分析，受重力、支持力和洛伦兹力，其中重力和洛伦兹力不做功，而动能增加，根据动能定理可知，直管对小球的支持力做正功，故B正确；C、设管子运动速度为，小球垂直于管子向右的分运动是匀速直线运动。小球沿管子方向受到洛伦兹力的分力均不变，不变，则小球沿管子做匀加速直线运动，与平抛运动类似，小球运动的轨迹是一条抛物线，洛伦兹力方向不断变化，故CD错误。
6.答案：B
解析：带正电的粒子以速度v从两板中间垂直于电场方向射入，穿出后发现粒子向上偏转，可知向上的洛伦兹力大于向下的电场力；若想使粒子以速度v沿原方向匀速穿过电磁场，要增加电场力或者减小洛伦兹力；
A增大平行板间的距离，根据可知，减小电场力，选项A错误；
B.减小磁感应强度，根据，可知减小洛伦兹力，选项B正确；
C.减小平行板间正对面积，根据可知，电场力不变。选项C错误；
D.减小电源电压，根据可知，减小电场力，选项D错误。
故选B。
7.答案：A
解析：AB.速度选择器其工作原理为粒子在复合场中受到的电场力与洛伦兹力平衡时做直线运动，满足
得
只要粒子速度满足，不管是正电荷还是负电荷，无论粒子比荷为多少，都可正常工作，故A正确，B错误；
C.若正电荷，向上的洛伦兹力小于向下的电场力，粒子往下偏，故C错误；
D.若负电荷，向下的洛伦兹力大于向上的电场力，粒子往下偏，故D错误。
故选A。
8.答案：B
解析：根据电路图可知：A板带正电，B板带负电，所以电子束受到电场力的方向向上，大小为
洛伦兹力方向向下，大小为
电子向上偏，说明电场力大于洛伦兹力，要使电子束沿射入方向做直线运动，则要电场力等于洛伦兹力，所以要减小电场力，或者增大洛伦兹力即可。
A.将变阻器滑动头P向右或向左移动时，电容器两端电压不变，电场力不变，故A错误；
B.只将电子的入射速度适当增大，受到的洛伦兹力增大，满足要求，故B正确；
C.只将磁场的磁感应强度适当减小，电子受到的洛伦兹力更小，不满足要求，故C错误；
D.将极板间距离适当减小时，增大，不满足要求，故D错误；
故选B。
9.答案：A
解析：A.根据题意，由动能定理可知，粒子每在电场中加速一次，动能的增加量
可知，每次动能的增加量都相同，故A正确；
B.根据题意，由
可得
由于v增大，则粒子在磁场中运行的圆周越来越大，由
可知，其周期不变，故B错误；
C.结合B分析可知，设D形盒的半径为，则粒子的最大速度为
则粒子射出D形金属盒的动能
可知，增大电压U和增大两盒之间的距离，不会使粒子射出D形盒的动能增大，故CD错误。
故选A。
10.答案：B
解析：A.粒子从S到O点，由动能定理可得
解得
能沿虚线运动的粒子在选择器中满足
解得M和N之间的电压为
故A错误；
BC.从靠近M板的P点释放比荷为的带正电粒子，根据动能定理可得粒子进入速度选择器时，速度仍为
所以能沿虚线通过速度选择器，故B正确，C错误；
D.只要粒子沿虚线通过速度选择器，则满足
其速度大小均为
故D错误。
故选B。2.2法拉第电磁感应定律——高二物理鲁科版（2019）选择性必修二期末易错题集训
一、感应电动势
1．在电磁感应现象中产生的电动势叫作感应电动势，产生感应电动势的那部分导体就相当于电源。
2．在电磁感应现象中，回路断开时，虽然没有感应电流，但感应电动势依然存在。
二、电磁感应定律
1．磁通量的变化率
(1)定义：单位时间内磁通量的变化量。
(2)意义：磁通量的变化率表示磁通量变化的快慢。
2．法拉第电磁感应定律
(1)内容：电路中感应电动势的大小与穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。
(2)公式：E＝k。
①在国际单位制中，E的单位是伏特(V)，Φ的单位是韦伯(Wb)，t的单位是秒(s)，k＝1，公式简化为E＝。
②若闭合电路是一个匝数为n的线圈，则E＝n。
(3)标量性：感应电动势是标量，但有方向。其方向规定为从电源负极经过电源内部指向电源的正极，与电源内部电流方向一致。
3．导线切割磁感线时的感应电动势
(1)导线垂直于磁场运动，B、l、v两两垂直时，如图甲所示，E＝Blv。
(2)导线的运动方向与导线本身垂直，但与磁感线方向夹角为θ时，如图乙所示，E＝Blvsin_θ。
甲 乙
1.如图所示，导体AB的长为2R，绕O点以角速度ω匀速转动，OB长为R，且OBA三点在一条直线上，有一磁感应强度为B的匀强磁场充满转动平面，且与转动平面垂直，那么A、B两端的电势差为( )
A. B. C. D.
2.如图所示，初始时矩形线框ABCD垂直于匀强磁场放置，磁场位于右侧，，若线框以不同方式做角速度大小相同的匀速转动，以下哪个时刻线框受到的安培力最大( )
A.以AD边为轴转动30°时
B.以BC边为轴转动45°时
C.以为轴转动60°时
D.以O点为中心，在纸面内逆时针转动45°时
3.如图所示，匝数为1000匝的金属线圈的电阻为，一个电阻为的电热器连接在线圈的两端。在内通过该线圈的磁通量从均匀增加到，则电热器消耗的电功率为( )
A. B. C. D.
4.如图所示，正方形匀质刚性金属框（形变量忽略不计），边长为，质量为，距离金属框底边处有一方向水平、垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度。磁场区域上下边界水平，高度为，左右宽度足够大。把金属框在竖直平面内以的初速度水平无旋转地向右抛出，金属框恰好能匀速通过磁场，不计空气阻力，g取。下列说法不正确的是( )
A.刚性金属框电阻为
B.通过磁场的整个过程中，金属框的两条竖直边都不受安培力作用
C.通过磁场的过程中，克服安培力做功为0.4J
D.改变平抛的初速度大小，金属框仍然能匀速通过磁场
5.如图所示，圆形线圈的匝数，面积，处在垂直于纸面向里的匀强磁场中。磁感应强度大小B随时间t变化的规律为，定值电阻，线圈的电阻。下列说法正确的是( )
A.通过电阻R的电流方向为 B.线圈产生的感应电动势为
C.定值电阻R两端的电压为 D.通过电阻R的电流为
6.如图所示，纸面内有一矩形导体闭合线框abcd，ab边长大于bc边长，置于垂直纸面向里、边界为MN的匀强磁场外，线框两次匀速地完全进入磁场，两次速度大小相同，方向均垂直于MN。第一次ab边平行MN进入磁场，线框上产生的热量为，通过线框导体横截面的电荷量为；第二次bc边平行MN进入磁场，线框上产生的热量为，通过线框导体横截面的电荷量为，则( )
A.， B.， C.， D.，
7.如图所示，为水平固定的足够长的“”形金属导轨，间距为L，导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，导轨电阻不计，足够长的金属棒倾斜放置，与导轨成夹角，金属棒单位长度的电阻为r，保持金属棒以速度v（速度方向平行于，如图）匀速运动（金属棒尚未脱离导轨），金属棒与导轨接触良好，则通过金属棒中的电流为( )
A. B. C. D.
8.如图所示，和是位于水平面内足够长的光滑平行金属轨道，轨道间距为之间连接一阻值的电阻，其余电阻可忽略不计，空间有垂直导轨平面向下的匀强磁场，已知磁感应强度随时间的关系为，比例系数时刻，金属杆紧靠在端，在外力作用下，由静止开始以恒定加速度向右滑动，则时回路中电流大小为( )
A. B. C. D.
9.圆盘发电机的示意图如图所示，铜盘安装在水平的铜轴上，它的盘面恰好与匀强磁场垂直，两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘接触。若铜盘的半径为R，匀强磁场的磁感应强度为B，回路的总电阻为r，当铜盘以恒定的角速度ω沿顺时针方向匀速转动时，回路中的感应电流为( )
A.0 B. C. D.
10.如图，在磁感应强度为B的匀强磁场中有一直角形折导线，折导线以角速度ω绕O点逆时针匀速转动，已知磁场的方向垂直导线OAB向里，，，则( )
A. B. C. D.
11.如图所示，水平面上放置足够长的光滑平行金属导轨，左侧接定值电阻，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中。金属杆MN以某一速度沿导轨向右滑行，且始终与导轨接触良好且垂直，金属杆MN在闭合回路中充当电源，则该电源的“非静电力”源自( )
A.金属杆MN受到的安培力 B.杆中电子受到的洛伦兹力
C.杆中电子受到的库仑力 D.杆中电子受到的洛伦兹力
答案以及解析
1.答案：C
解析：导体AB切割磁感线产生的感应电动势大小为
因导体AB上各点的角速度相等，由知v与r成正比，则平均速度
联立可得
AB两端的电势差大小等于导体AB中感应电动势的大小，即为。
故选C。
2.答案：D
解析：根据题意，设
线框的电阻为R，线框转动的角速度为ω
以AD边为轴转动30°时，感应电动势为
线框所受安培力为
以BC边为轴转动45°时,穿过线框平面的磁通量不变，没有感应电流产生，则安培力为零；以为轴转动60°时，感应电动势为
线框所受安培力为
以O点为中心，在纸面内逆时针转动45°时，如图所示
感应电动势为
线框所受安培力为
可知，以O点为中心，在纸面内逆时针转动45°时，安培力最大。
故选D。
3.答案：C
解析：感应电动势为则电功率故选C。
4.答案：B
解析：A.金属框水平方向上总电动势为0，只在竖直方向上产生电动势，因为金属框匀速通过磁场，则有
而
且
代入数据求得
故A正确，不符合题意；
B.通过磁场的整个过程中，根据左手定则可知，金属框的两条竖直边所受安培力大小相等，方向相反，都要受安培力，故B错误，符合题意；
C.根据功能关系得克服安培力做功
故C正确，不符合题意；
D.根据题意可知，初速度大小不影响安培力，安培力的大小只与线框竖直方向的分速度有关，而只与高度H有关，则可知，只要抛出高度不变，不管初速度大小如何，金属框仍然能匀速通过磁场，故D正确，不符合题意。
故选B。
5.答案：B
解析：A.根据题意，由磁感应强度大小B随时间t变化的规律可知，穿过线圈的磁通量增加，由楞次定律可知，线圈中感应磁场的方向垂直纸面向外，由安培定则可知，线圈中感应电流为逆时针，则通过电阻R的电流方向为，故A错误；
B.根据题意，由法拉第电磁感应定律有，线圈产生的感应电动势为
故B正确；
CD.根据题意可知，线圈中磁感应强度均匀变化，则线圈产生恒定的电动势，由闭合回路欧姆定律可得，通过电阻R的电流为
定值电阻R两端的电压为
故CD错误。
故选B。
6.答案：C
解析：设ab和bc边长分别为，若假设穿过磁场区域的速度为v，根据功能关系，则有，，同理可得，，由于，由于两次“穿越”过程均为相同速率穿过，则有，，故选C。
7.答案：A
解析：金属棒切割磁感线的有效长度等于导轨间距L，感应电动势，导体棒接入电路的长度，回路的总电阻，通过金属棒的电流,故A正确，BCD错误。
故选:A。
8.答案：C
解析：时磁场强度为金属杆的速度为在时刻，金属杆与初始位置的距离为这时，杆与导轨构成的回路的面积为此时金属杆产生的感应电动势为由闭合回路欧姆定律，有故选C。
9.答案：C
解析：当铜盘以恒定的角速度ω沿顺时针方向匀速转动时，闭合电路中的部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，会产生感应电流，回路中的感应电动势
则回路中的感应电流为
故选C。
10.答案：A
解析：由右手定则可知，A点电势比B点电势高，则，B、C错误；由法拉第电磁感应定律得，所以，A正确。
11.答案：B
解析：金属杆MN切割磁感线，杆中自由电子随着杆向右运动，根据左手定则可知，电子受到由的洛伦兹力，故N端聚集负电荷作为电源负极，因此电源的“非静电力”源自杆中自由电子受到的洛伦兹力，B正确。
