2020-2021学年高二物理鲁科版（2019）选择性必修第二册单元测试AB卷 第二章 电磁感应及其应用（B）卷
文档属性
| 名称 | 2020-2021学年高二物理鲁科版（2019）选择性必修第二册单元测试AB卷 第二章 电磁感应及其应用（B）卷 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 840.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-03-13 11:28:03 | ||
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文档简介
2020-2021学年高二物理鲁科版（2019）选择性必修第二册单元测试AB卷 第二章 电磁感应及其应用（B）卷
1.如图所示，处在匀强磁场中的线圈，匝数为n，面积为S，磁场方向平行于线圈轴线向右.若在时间内，磁感应强度大小由均匀增加到，则该段时间内线圈两端a和b之间的电势差( )
A.恒为 B.从0均匀变化到
C.恒为 D.从0均匀变化到
2.图示为“研究电磁感应现象”的实验装置，现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、灵敏电流计及开关如图所示连接，在闭合开关瞬间，发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么闭合开关后，下列说法中正确的是( )
A.将线圈A迅速插入线圈B时，灵敏电流计的指针向左偏转一下
B.将线圈A插入线圈B稳定后，灵敏电流计的指针一直向右偏
C.将线圈A插入线圈B稳定后，将滑动变阻器的滑片迅速向左滑动时，灵敏电流计的指针向右偏转
D.将线圈A插入线圈B稳定后，将滑动变阻器的滑片迅速向左滑动时，灵敏电流计的指针向左偏转
3.如图所示是日光灯的电路图，日光灯主要由灯管、镇流器、启动器组成.关于日光灯的原理，下列说法不正确的是( )
A.日光灯启动，利用了镇流器中线圈的自感现象
B.日光灯正常发光时，镇流器起着降压限流的作用
C.日光灯正常发光后取下启动器，日光灯仍能正常工作
D.日光灯正常发光后取下启动器，日光灯不能正常工作
4.如图甲所示，在绝缘的水平桌面上放置一金属圆环.在圆环的正上方放置一个螺线管，在螺线管中通入如图乙所示的电流，电流从螺线管a端流入为正.以下说法中正确的是( )
A.在第1 s末，圆环中的感应电流最大
B.在第2 s末，圆环对桌面的压力小于圆环的重力
C.在1~2 s内和2~3 s内，圆环中的感应电流的方向相反
D.从上往下看，在0~1 s内，圆环中的感应电流沿顺时针方向
5.如图所示，水平放置的U形光滑框架上接一个阻值为的电阻，放在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，一个半径为L、质量为m的半圆形硬导体在水平向右的恒定拉力F的作用下，由静止开始运动距离d后速度为v，半圆形硬导体的电阻为r，其余电阻不计.下列说法不正确的是( )
A.此时两端电压为
B.此过程中回路产生的热量
C.此过程中通过电阻的电荷量为
D.此过程所用时间
6.在水平桌面上，一个面积为S的圆形金属框置于匀强磁场中，金属框平面与磁场垂直，磁感应强度随时间t的变化关系如图甲所示.0~1 s内磁场方向垂直金属框平面向下.圆形金属框与一个水平的宽度为L的平行金属导轨相连接，导轨上放置一根导体棒，导体棒的长也为L、电阻为R，且与导轨接触良好，导体棒处于另一匀强磁场中，其磁感应强度恒为，方向垂直于导轨平面向下，如图乙所示.若导体棒始终保持静止，则其所受的静摩擦力f随时间变化的图像是(设向右为静摩擦力的正方向)( )
A. B.
C. D.
7.半径为a、右端开小口的导体圆环和长为的导体直杆，单位长度电阻均为.圆环水平固定放置，整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B.杆在圆环上以速度v平行于直径向右做匀速直线运动，杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心O开始，杆的位置由θ确定，如图所示.则( )
A.时，杆产生的电动势为
B.时，杆产生的电动势为
C.时，杆受到的安培力大小为
D.时，杆受到的安培力大小为
8.如图所示，在一固定水平放置的闭合导体圆环正下方，有一条形磁铁从地面以初速度竖直向上运动，上升的最大高度为h.磁铁上升过程中始终保持竖直方向，并从圆环中心穿过，而不与圆环接触.不计空气阻力，重力加速度为g，则磁铁( )
A.初速度
B.在整个上升过程中机械能守恒
C.在靠近圆环和离开圆环的过程中，圆环对它的作用力始终竖直向下
D.上升的整个过程中，从上向下看，圆环中的感应电流方向先顺时针后逆时针
9.如图所示，垂直纸面的正方形匀强磁场区域内有一位于纸面内且电阻均匀的正方形导体框，现将导体框分别朝两个方向以的速度匀速拉出磁场，则导体框分别从两个方向移出磁场的过程中( )
A.导体框所受安培力方向相同 B.导体框中产生的焦耳热相同
C.导体框边两端电压相同 D.通过导体框某横截面的电荷量不同
10.如图甲所示，实线是一个电阻为R、半径为a的圆形单匝金属线圈，线圈内部半径为b的圆形虚线范围内存在一方向垂直于线圈平面的匀强磁场，已知磁场的磁感应强度B随时间变化的图像如图乙所示，时刻磁场方向垂直于纸面向里，则下列说法正确的是( )
A.时刻，穿过线圈的磁通量为
B.在0~时间内，穿过线圈磁通量的变化量为
C.在0~时间内，通过线圈导线横截面的电荷量为
D.在0~时间内，线圈中的感应电流的方向始终为顺时针方向
11.如图所示，用一根电阻为、粗细均匀的铜导线制成半径为r的圆环，为圆环的直径，其左右两侧存在垂直于圆环所在平面的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，但方向相反.一根长度为、电阻为R的金属棒绕着圆环的圆心O点紧贴着圆环以角速度ω沿顺时针方向匀速转动，转动过程中金属棒与圆环始终接触良好，(不计金属棒经过位置瞬间)则下列说法正确的是( )
A.圆环消耗的电功率是变化的
B.金属棒两端的电压大小为
C.圆环中电流的大小为
D.金属棒旋转一周的过程中，电路中产生的热量为
12.如图甲所示，左侧接有定值电阻的水平粗糙导轨处于垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度，导轨间距为.一质量、阻值的金属棒在拉力F作用下由静止开始从处沿导轨向右加速运动，金属棒与导轨间的动摩擦因数，g取.金属棒的图像如图乙所示，则从起点发生位移的过程中( )
A.拉力做的功 B.通过电阻R的电荷量
C.整个系统产生的总热量 D.所用的时间
13.如图所示，在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，金属框架固定在水平面内，与平行且足够长，与间的夹角为，光滑导体棒(垂直于)在外力作用下以平行于的速度v向右匀速运动，在滑动过程中导体棒始终与导轨保持良好接触，以光滑导体棒经过C点瞬间为计时起点，若金属框架与导体棒是由粗细相同的均匀的同种材料导体做成的，下列关于回路中电流大小I与时间t、消耗的电功率P与导体棒水平移动的距离x变化规律的图像中正确的是( )
A. B.
C. D.
14.如图甲所示，垂直纸面向里的有界匀强磁场的磁感应强度，质量，高、总电阻，匝的矩形线圈竖直固定在质量的绝缘小车上，小车与线圈的水平长度L相等.线圈和小车一起沿光滑水平面运动，并以初速度进入磁场，线圈平面和磁场方向始终垂直.若小车运动的速度v随小车的位移x变化的图像如图乙所示，则根据以上信息可知( )
A.小车的水平长度
B.磁场的宽度
C.小车的位移时线圈中的电流
D.线圈通过磁场的过程中线圈产生的热量
15.如图所示，两间距为d的平行光滑导轨由固定在同一水平面上的导轨和竖直平面内半径为r的圆弧导轨组成，水平导轨与圆弧导轨相切，左端接一阻值为R的电阻，不计导轨电阻；水平导轨处于磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，其他地方无磁场.导体棒甲静止于处，导体棒乙从处由静止释放，沿圆弧导轨运动，与导体棒甲相碰后粘合在一起，并在到达水平导轨左端前停下.已知两棒的质量均为m，电阻均为R，始终与导轨垂直且接触良好，重力加速度大小为g，求:
(1)两棒粘合前瞬间导体棒乙对每个圆弧导轨底端的压力大小N；
(2)两棒在磁场中运动的过程中，电路中产生的焦耳热Q；
(3)两棒粘合后受到的最大安培力.
答案以及解析
1.答案：C
解析：穿过线圈的磁感应强度均匀增加，故产生恒定的感应电动势，根据法拉第电磁感应定律，有，根据楞次定律可知，感应电流沿顺时针方向(从右侧看)，故，即有，故C选项正确.
2.答案：D
解析：闭合开关，穿过线圈B的磁通量增加，灵敏电流计的指针向右偏；闭合开关，将线圈A迅速插入线圈B时，磁场方向不变，穿过线圈B的磁通量增加，灵敏电流计的指针将向右偏转，选项A错误；将线圈A插入线圈B稳定后，穿过线圈B的磁通量不变，则灵敏电流计的指针不偏转，选项B错误；将线圈A插入线圈B稳定后，将滑动变阻器的滑片迅速向左滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，线圈A中的电流变小，穿过线圈B的磁场方向不变，但磁通量变小，灵敏电流计的指针将向左偏转，选项C错误，D正确.
3.答案：D
解析：镇流器在启动时，利用线圈的自感现象产生瞬时高压，在正常工作时起降压限流作用，使电流稳定在灯管的额定电流范围内，灯管两端的电压也稳定在额定电压范围内；灯管正常发光后，电流不再流过启动器，所以并联在两端的启动器也就不再起作用了，故日光灯正常发光后取下启动器，日光灯仍能正常工作，故A、B、C正确，D错误.
4.答案：D
解析：在0~1 s内螺线管中电流增大得越来越慢，到1 s末电流最大，但是变化率为零，所以在第1 s末圆环中的感应电流最小，故A错误；在第2 s末金属圆环中感应电流最大，但螺线管中电流为零，没有磁场，与圆环间无相互作用，所以第2 s末圆环对桌面的压力等于圆环的重力，故B错误；1～2 s内正向电流减小，2~3 s内反向电流增大，根据楞次定律可知，圆环中感应电流的磁场方向不变，感应电流方向不变，故C错误；在0~1 s内螺线管中的电流增大，产生的磁场增大，金属圆环中磁通量增大，根据楞次定律可知，从上往下看，在0~1 s内，圆环中的感应电流沿顺时针方向，故D正确.
5.答案：D
解析：导体的有效切割长度等于半圆的直径，导体切割磁感线产生的感应电动势大小为，而导体相当于电源，其两端的电压是外电压，由闭合电路欧姆定律得，A正确；根据能量守恒定律得，B正确；根据法拉第电磁感应定律得，根据电流定义式，解得，C正确；根据动量定理得，又因为，则，解得，D错误.
6.答案：A
解析：在0~1 s内磁感应强度随时间t均匀增大，由法拉第电磁感应定律可得，感应电动势恒定不变，则感应电流也不变，由楞次定律可得，慼应电流沿逆时针方向，根据左手定则可得，导体棒受到的安培力的方向向左，大小恒定，所以导体棒受的静摩擦力方向向右，即为正方向，且大小也恒定；在1~2 s内磁感应强度大小不变，则金属框中没有感应电动势，所以没有感应电流，则也没有安培力，因此导体棒不受静摩擦力；在2~3 s内磁感应强度随时间t均匀减小，由法拉第电磁感应定律可得，感应电动势恒定不变，则感应电流也不变，由楞次定律可得，感应电流沿顺时针方向，根据左手定则可得，导体棒受到的安培力的方向向右，大小恒定，所以导体棒所受的静摩擦力方向向左，即为负方向，且大小也恒定，综上所述，选项A正确，选项B、C、D错误.
7.答案：A
解析：当时，根据法拉第电磁感应定律，则杆产生的电动势为，感应电流，杆受到的安培力大小，故A正确，C错误；当时，根据几何关系可得，此时杆的有效切割长度是a，所以杆产生的电动势为，而电路中的总电阻，杆受到的安培力大小，故B、D错误.
8.答案：C
解析：若磁铁做竖直上抛运动初速度为v，，可得，由于磁铁穿过圆环的过程中圆环产生感应电流，感应电流产生的磁场阻碍磁铁运动，则磁铁有一定的机械能损失，所以磁铁的初速度大于，故A选项错误；磁铁的机械能转化为电能，由能量守恒定律可知，磁铁的机械能减少，故B选项错误；由楞次定律可知，感应电流总是阻碍磁铁的相对运动，在磁铁靠近圆环的过程中为阻碍磁铁的靠近，圆环对磁铁的作用力竖直向下，在磁铁穿过圆环远离圆环的过程中，为阻碍磁铁的远离，圆环对磁铁的作用力竖直向下，则整个过程中，圆环对磁铁的作用力始终竖直向下，故C选项正确；由题图可知，在磁铁上升过程中，穿过圆环的磁场方向向下变大，在磁铁远离圆环时穿过圆环的磁通量向下减小，由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流先沿逆时针方向，后沿顺时针方向，故D选项错误.
9.答案：C
解析：由楞次定律可知从左边拉出时，导体框所受安培力方向向右，从右边拉出时，导体框所受安培力方向向左，安培力方向不同，选项A错误.设导体框的总电阻为R，穿出磁场过程中产生的焦耳热为，可知产生的焦耳热与速度成正比，选项B错误.从左边拉出时，边切割磁感线，相当于电源，所以导体框两端的电压大小为；从右边拉出时，边切割磁感线，相当于电源，所以导体框边两端的电压大小为，选项C正确.通过导体框某横截面的电荷量为，与速度无关，选项D错误.
10.答案：BCD
解析：时刻，磁感应强度为，穿过线圈的磁通量为，故A选项错误；在0~时间内，穿过线圈的磁通量由垂直于纸面向里变为垂直于纸面向外，变化量为，故B选项正确；在0~时间内，根据法拉第电磁感应定律，产生的感应电动势，根据闭合电路欧姆定律，产生的感应电流，通过线圈导线横截面的电荷量，故C选项正确；根据楞次定律可知，0~时间内，感应电流的方向始终为顺时针方向，故D选项正确.
11.答案：BCD
解析：根据法拉第电磁感应定律可得，产生的感应电动势为和产生的电动势之和，即，保持不变，环的电阻由两个阻值为R的半圆电阻并联组成，所以圆环的总电阻为，所以通过金属棒的电流，两端的电压大小，流过圆环的电流，故B、C正确.综上分析可知，流过圆环的电流不变，则圆环消耗的电功率是不变的，故A错误.旋转一周的过程中，外力做功，故D正确.
12.答案：ACD
解析：由题图乙得速度与位移的关系为，金属棒切割磁感线产生的感应电动势为，电流为，金属棒所受的安培力，代入数据得，则知F与x是一次函数关系.当时，安培力；当时，安培力，则从起点发生位移的过程中，安培力做功为，根据动能定理得，代入数据解得，故A正确.通过电阻R的电荷量，故B错误.根据能量守恒定律得，则，代入数据解得，故C正确.由题图乙可知图像的斜率，得，则知速度增大，金属棒的加速度也随之增大，做加速度增大的变加速运动，在相同时间内，达到相同速度时通过的位移小于匀加速运动的位移，平均速度小于匀加速运动的平均速度，即，故D正确.
13.答案：BD
解析：设两平行导轨间距为L，导体棒及导轨单位长度的电阻为，当导体棒移动距离时，感应电流，与x无关，I恒定；当导体棒移动距离时，感应电流，当x增大时，减小，两者是非线性关系，故A选项错误，B选项正确.当导体棒移动距离时，回路中消耗的电功率与x成正比；当导体棒移动的距离时，回路中消耗的电功率，当x增大时，减小，两者是非线性关系，故C选项错误，D选项正确.
14.答案：CD
解析：由题图乙可知当时，线圈进入磁场，线圈中有感应电流，在安培力作用下小车做减速运动，速度v随位移x的增大而减小；当时，线圈完全进入磁场，小车做匀速运动，则小车的水平长度，A错误；由题图乙知，当时，线圈开始离开磁场，则磁场宽度，B错误；当时，由题图乙可知，线圈的速度，感应电流，C正确；线圈左边离开磁场时，小车的速度为，由能量守恒定律可得，D正确.
15.答案：(1)
(2)
(3)
解析：(1)设两棒粘合前瞬间导体棒乙的速度大小为，对导体棒乙沿圆弧导轨运动的过程，根据机械能守恒定律有
，解得，两棒粘合前瞬间，导体棒乙受到导轨的支持力与重力的合力提供向心力，有，解得，根据牛顿第三定律可知.
(2)设两棒相碰并粘合在一起后瞬间的速度大小为，根据动量守恒定律有，解得，根据能量守恒定律有，解得.
(3)经分析可知，两棒相碰并粘合在一起后切割磁感线的最大速度即为，故电路中产生的最大感应电动势，根据闭合电路的欧姆定律可知，电路中通过的最大电流，其中，又，解得.
1.如图所示，处在匀强磁场中的线圈，匝数为n，面积为S，磁场方向平行于线圈轴线向右.若在时间内，磁感应强度大小由均匀增加到，则该段时间内线圈两端a和b之间的电势差( )
A.恒为 B.从0均匀变化到
C.恒为 D.从0均匀变化到
2.图示为“研究电磁感应现象”的实验装置，现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、灵敏电流计及开关如图所示连接，在闭合开关瞬间，发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么闭合开关后，下列说法中正确的是( )
A.将线圈A迅速插入线圈B时，灵敏电流计的指针向左偏转一下
B.将线圈A插入线圈B稳定后，灵敏电流计的指针一直向右偏
C.将线圈A插入线圈B稳定后，将滑动变阻器的滑片迅速向左滑动时，灵敏电流计的指针向右偏转
D.将线圈A插入线圈B稳定后，将滑动变阻器的滑片迅速向左滑动时，灵敏电流计的指针向左偏转
3.如图所示是日光灯的电路图，日光灯主要由灯管、镇流器、启动器组成.关于日光灯的原理，下列说法不正确的是( )
A.日光灯启动，利用了镇流器中线圈的自感现象
B.日光灯正常发光时，镇流器起着降压限流的作用
C.日光灯正常发光后取下启动器，日光灯仍能正常工作
D.日光灯正常发光后取下启动器，日光灯不能正常工作
4.如图甲所示，在绝缘的水平桌面上放置一金属圆环.在圆环的正上方放置一个螺线管，在螺线管中通入如图乙所示的电流，电流从螺线管a端流入为正.以下说法中正确的是( )
A.在第1 s末，圆环中的感应电流最大
B.在第2 s末，圆环对桌面的压力小于圆环的重力
C.在1~2 s内和2~3 s内，圆环中的感应电流的方向相反
D.从上往下看，在0~1 s内，圆环中的感应电流沿顺时针方向
5.如图所示，水平放置的U形光滑框架上接一个阻值为的电阻，放在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，一个半径为L、质量为m的半圆形硬导体在水平向右的恒定拉力F的作用下，由静止开始运动距离d后速度为v，半圆形硬导体的电阻为r，其余电阻不计.下列说法不正确的是( )
A.此时两端电压为
B.此过程中回路产生的热量
C.此过程中通过电阻的电荷量为
D.此过程所用时间
6.在水平桌面上，一个面积为S的圆形金属框置于匀强磁场中，金属框平面与磁场垂直，磁感应强度随时间t的变化关系如图甲所示.0~1 s内磁场方向垂直金属框平面向下.圆形金属框与一个水平的宽度为L的平行金属导轨相连接，导轨上放置一根导体棒，导体棒的长也为L、电阻为R，且与导轨接触良好，导体棒处于另一匀强磁场中，其磁感应强度恒为，方向垂直于导轨平面向下，如图乙所示.若导体棒始终保持静止，则其所受的静摩擦力f随时间变化的图像是(设向右为静摩擦力的正方向)( )
A. B.
C. D.
7.半径为a、右端开小口的导体圆环和长为的导体直杆，单位长度电阻均为.圆环水平固定放置，整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B.杆在圆环上以速度v平行于直径向右做匀速直线运动，杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心O开始，杆的位置由θ确定，如图所示.则( )
A.时，杆产生的电动势为
B.时，杆产生的电动势为
C.时，杆受到的安培力大小为
D.时，杆受到的安培力大小为
8.如图所示，在一固定水平放置的闭合导体圆环正下方，有一条形磁铁从地面以初速度竖直向上运动，上升的最大高度为h.磁铁上升过程中始终保持竖直方向，并从圆环中心穿过，而不与圆环接触.不计空气阻力，重力加速度为g，则磁铁( )
A.初速度
B.在整个上升过程中机械能守恒
C.在靠近圆环和离开圆环的过程中，圆环对它的作用力始终竖直向下
D.上升的整个过程中，从上向下看，圆环中的感应电流方向先顺时针后逆时针
9.如图所示，垂直纸面的正方形匀强磁场区域内有一位于纸面内且电阻均匀的正方形导体框，现将导体框分别朝两个方向以的速度匀速拉出磁场，则导体框分别从两个方向移出磁场的过程中( )
A.导体框所受安培力方向相同 B.导体框中产生的焦耳热相同
C.导体框边两端电压相同 D.通过导体框某横截面的电荷量不同
10.如图甲所示，实线是一个电阻为R、半径为a的圆形单匝金属线圈，线圈内部半径为b的圆形虚线范围内存在一方向垂直于线圈平面的匀强磁场，已知磁场的磁感应强度B随时间变化的图像如图乙所示，时刻磁场方向垂直于纸面向里，则下列说法正确的是( )
A.时刻，穿过线圈的磁通量为
B.在0~时间内，穿过线圈磁通量的变化量为
C.在0~时间内，通过线圈导线横截面的电荷量为
D.在0~时间内，线圈中的感应电流的方向始终为顺时针方向
11.如图所示，用一根电阻为、粗细均匀的铜导线制成半径为r的圆环，为圆环的直径，其左右两侧存在垂直于圆环所在平面的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，但方向相反.一根长度为、电阻为R的金属棒绕着圆环的圆心O点紧贴着圆环以角速度ω沿顺时针方向匀速转动，转动过程中金属棒与圆环始终接触良好，(不计金属棒经过位置瞬间)则下列说法正确的是( )
A.圆环消耗的电功率是变化的
B.金属棒两端的电压大小为
C.圆环中电流的大小为
D.金属棒旋转一周的过程中，电路中产生的热量为
12.如图甲所示，左侧接有定值电阻的水平粗糙导轨处于垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度，导轨间距为.一质量、阻值的金属棒在拉力F作用下由静止开始从处沿导轨向右加速运动，金属棒与导轨间的动摩擦因数，g取.金属棒的图像如图乙所示，则从起点发生位移的过程中( )
A.拉力做的功 B.通过电阻R的电荷量
C.整个系统产生的总热量 D.所用的时间
13.如图所示，在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，金属框架固定在水平面内，与平行且足够长，与间的夹角为，光滑导体棒(垂直于)在外力作用下以平行于的速度v向右匀速运动，在滑动过程中导体棒始终与导轨保持良好接触，以光滑导体棒经过C点瞬间为计时起点，若金属框架与导体棒是由粗细相同的均匀的同种材料导体做成的，下列关于回路中电流大小I与时间t、消耗的电功率P与导体棒水平移动的距离x变化规律的图像中正确的是( )
A. B.
C. D.
14.如图甲所示，垂直纸面向里的有界匀强磁场的磁感应强度，质量，高、总电阻，匝的矩形线圈竖直固定在质量的绝缘小车上，小车与线圈的水平长度L相等.线圈和小车一起沿光滑水平面运动，并以初速度进入磁场，线圈平面和磁场方向始终垂直.若小车运动的速度v随小车的位移x变化的图像如图乙所示，则根据以上信息可知( )
A.小车的水平长度
B.磁场的宽度
C.小车的位移时线圈中的电流
D.线圈通过磁场的过程中线圈产生的热量
15.如图所示，两间距为d的平行光滑导轨由固定在同一水平面上的导轨和竖直平面内半径为r的圆弧导轨组成，水平导轨与圆弧导轨相切，左端接一阻值为R的电阻，不计导轨电阻；水平导轨处于磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，其他地方无磁场.导体棒甲静止于处，导体棒乙从处由静止释放，沿圆弧导轨运动，与导体棒甲相碰后粘合在一起，并在到达水平导轨左端前停下.已知两棒的质量均为m，电阻均为R，始终与导轨垂直且接触良好，重力加速度大小为g，求:
(1)两棒粘合前瞬间导体棒乙对每个圆弧导轨底端的压力大小N；
(2)两棒在磁场中运动的过程中，电路中产生的焦耳热Q；
(3)两棒粘合后受到的最大安培力.
答案以及解析
1.答案：C
解析：穿过线圈的磁感应强度均匀增加，故产生恒定的感应电动势，根据法拉第电磁感应定律，有，根据楞次定律可知，感应电流沿顺时针方向(从右侧看)，故，即有，故C选项正确.
2.答案：D
解析：闭合开关，穿过线圈B的磁通量增加，灵敏电流计的指针向右偏；闭合开关，将线圈A迅速插入线圈B时，磁场方向不变，穿过线圈B的磁通量增加，灵敏电流计的指针将向右偏转，选项A错误；将线圈A插入线圈B稳定后，穿过线圈B的磁通量不变，则灵敏电流计的指针不偏转，选项B错误；将线圈A插入线圈B稳定后，将滑动变阻器的滑片迅速向左滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，线圈A中的电流变小，穿过线圈B的磁场方向不变，但磁通量变小，灵敏电流计的指针将向左偏转，选项C错误，D正确.
3.答案：D
解析：镇流器在启动时，利用线圈的自感现象产生瞬时高压，在正常工作时起降压限流作用，使电流稳定在灯管的额定电流范围内，灯管两端的电压也稳定在额定电压范围内；灯管正常发光后，电流不再流过启动器，所以并联在两端的启动器也就不再起作用了，故日光灯正常发光后取下启动器，日光灯仍能正常工作，故A、B、C正确，D错误.
4.答案：D
解析：在0~1 s内螺线管中电流增大得越来越慢，到1 s末电流最大，但是变化率为零，所以在第1 s末圆环中的感应电流最小，故A错误；在第2 s末金属圆环中感应电流最大，但螺线管中电流为零，没有磁场，与圆环间无相互作用，所以第2 s末圆环对桌面的压力等于圆环的重力，故B错误；1～2 s内正向电流减小，2~3 s内反向电流增大，根据楞次定律可知，圆环中感应电流的磁场方向不变，感应电流方向不变，故C错误；在0~1 s内螺线管中的电流增大，产生的磁场增大，金属圆环中磁通量增大，根据楞次定律可知，从上往下看，在0~1 s内，圆环中的感应电流沿顺时针方向，故D正确.
5.答案：D
解析：导体的有效切割长度等于半圆的直径，导体切割磁感线产生的感应电动势大小为，而导体相当于电源，其两端的电压是外电压，由闭合电路欧姆定律得，A正确；根据能量守恒定律得，B正确；根据法拉第电磁感应定律得，根据电流定义式，解得，C正确；根据动量定理得，又因为，则，解得，D错误.
6.答案：A
解析：在0~1 s内磁感应强度随时间t均匀增大，由法拉第电磁感应定律可得，感应电动势恒定不变，则感应电流也不变，由楞次定律可得，慼应电流沿逆时针方向，根据左手定则可得，导体棒受到的安培力的方向向左，大小恒定，所以导体棒受的静摩擦力方向向右，即为正方向，且大小也恒定；在1~2 s内磁感应强度大小不变，则金属框中没有感应电动势，所以没有感应电流，则也没有安培力，因此导体棒不受静摩擦力；在2~3 s内磁感应强度随时间t均匀减小，由法拉第电磁感应定律可得，感应电动势恒定不变，则感应电流也不变，由楞次定律可得，感应电流沿顺时针方向，根据左手定则可得，导体棒受到的安培力的方向向右，大小恒定，所以导体棒所受的静摩擦力方向向左，即为负方向，且大小也恒定，综上所述，选项A正确，选项B、C、D错误.
7.答案：A
解析：当时，根据法拉第电磁感应定律，则杆产生的电动势为，感应电流，杆受到的安培力大小，故A正确，C错误；当时，根据几何关系可得，此时杆的有效切割长度是a，所以杆产生的电动势为，而电路中的总电阻，杆受到的安培力大小，故B、D错误.
8.答案：C
解析：若磁铁做竖直上抛运动初速度为v，，可得，由于磁铁穿过圆环的过程中圆环产生感应电流，感应电流产生的磁场阻碍磁铁运动，则磁铁有一定的机械能损失，所以磁铁的初速度大于，故A选项错误；磁铁的机械能转化为电能，由能量守恒定律可知，磁铁的机械能减少，故B选项错误；由楞次定律可知，感应电流总是阻碍磁铁的相对运动，在磁铁靠近圆环的过程中为阻碍磁铁的靠近，圆环对磁铁的作用力竖直向下，在磁铁穿过圆环远离圆环的过程中，为阻碍磁铁的远离，圆环对磁铁的作用力竖直向下，则整个过程中，圆环对磁铁的作用力始终竖直向下，故C选项正确；由题图可知，在磁铁上升过程中，穿过圆环的磁场方向向下变大，在磁铁远离圆环时穿过圆环的磁通量向下减小，由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流先沿逆时针方向，后沿顺时针方向，故D选项错误.
9.答案：C
解析：由楞次定律可知从左边拉出时，导体框所受安培力方向向右，从右边拉出时，导体框所受安培力方向向左，安培力方向不同，选项A错误.设导体框的总电阻为R，穿出磁场过程中产生的焦耳热为，可知产生的焦耳热与速度成正比，选项B错误.从左边拉出时，边切割磁感线，相当于电源，所以导体框两端的电压大小为；从右边拉出时，边切割磁感线，相当于电源，所以导体框边两端的电压大小为，选项C正确.通过导体框某横截面的电荷量为，与速度无关，选项D错误.
10.答案：BCD
解析：时刻，磁感应强度为，穿过线圈的磁通量为，故A选项错误；在0~时间内，穿过线圈的磁通量由垂直于纸面向里变为垂直于纸面向外，变化量为，故B选项正确；在0~时间内，根据法拉第电磁感应定律，产生的感应电动势，根据闭合电路欧姆定律，产生的感应电流，通过线圈导线横截面的电荷量，故C选项正确；根据楞次定律可知，0~时间内，感应电流的方向始终为顺时针方向，故D选项正确.
11.答案：BCD
解析：根据法拉第电磁感应定律可得，产生的感应电动势为和产生的电动势之和，即，保持不变，环的电阻由两个阻值为R的半圆电阻并联组成，所以圆环的总电阻为，所以通过金属棒的电流，两端的电压大小，流过圆环的电流，故B、C正确.综上分析可知，流过圆环的电流不变，则圆环消耗的电功率是不变的，故A错误.旋转一周的过程中，外力做功，故D正确.
12.答案：ACD
解析：由题图乙得速度与位移的关系为，金属棒切割磁感线产生的感应电动势为，电流为，金属棒所受的安培力，代入数据得，则知F与x是一次函数关系.当时，安培力；当时，安培力，则从起点发生位移的过程中，安培力做功为，根据动能定理得，代入数据解得，故A正确.通过电阻R的电荷量，故B错误.根据能量守恒定律得，则，代入数据解得，故C正确.由题图乙可知图像的斜率，得，则知速度增大，金属棒的加速度也随之增大，做加速度增大的变加速运动，在相同时间内，达到相同速度时通过的位移小于匀加速运动的位移，平均速度小于匀加速运动的平均速度，即，故D正确.
13.答案：BD
解析：设两平行导轨间距为L，导体棒及导轨单位长度的电阻为，当导体棒移动距离时，感应电流，与x无关，I恒定；当导体棒移动距离时，感应电流，当x增大时，减小，两者是非线性关系，故A选项错误，B选项正确.当导体棒移动距离时，回路中消耗的电功率与x成正比；当导体棒移动的距离时，回路中消耗的电功率，当x增大时，减小，两者是非线性关系，故C选项错误，D选项正确.
14.答案：CD
解析：由题图乙可知当时，线圈进入磁场，线圈中有感应电流，在安培力作用下小车做减速运动，速度v随位移x的增大而减小；当时，线圈完全进入磁场，小车做匀速运动，则小车的水平长度，A错误；由题图乙知，当时，线圈开始离开磁场，则磁场宽度，B错误；当时，由题图乙可知，线圈的速度，感应电流，C正确；线圈左边离开磁场时，小车的速度为，由能量守恒定律可得，D正确.
15.答案：(1)
(2)
(3)
解析：(1)设两棒粘合前瞬间导体棒乙的速度大小为，对导体棒乙沿圆弧导轨运动的过程，根据机械能守恒定律有
，解得，两棒粘合前瞬间，导体棒乙受到导轨的支持力与重力的合力提供向心力，有，解得，根据牛顿第三定律可知.
(2)设两棒相碰并粘合在一起后瞬间的速度大小为，根据动量守恒定律有，解得，根据能量守恒定律有，解得.
(3)经分析可知，两棒相碰并粘合在一起后切割磁感线的最大速度即为，故电路中产生的最大感应电动势，根据闭合电路的欧姆定律可知，电路中通过的最大电流，其中，又，解得.