选修3-2第四单元电磁感应 单元双基精品试卷 (B）（含答案）
文档属性
| 名称 | 选修3-2第四单元电磁感应 单元双基精品试卷 (B）（含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 262.1KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-03-23 09:04:44 | ||
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文档简介
-1106805339725此卷只装订不密封
班级 姓名 准考证号 考场号 座位号
此卷只装订不密封
班级 姓名 准考证号 考场号 座位号
2020-2021学年度高中物理单元双基精品试卷
选修3-2第四单元电磁感应（B）
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、选择题（本大题共10小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项是符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
1．下列说法正确的是( )
A．奥斯特发现了电流磁效应，法拉第发现了电磁感应现象
B．闭合电路在磁场中做切割磁感线运动，电路中一定会产生感应电流
C．线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大
D．涡流的形成不遵循法拉第电磁感应定律
2．当一段导线在磁场中做切割磁感线运动时，则( )
A．导线中一定有感应电流
B．导线中一定有感应电动势
C．导线上一定会产生焦耳热
D．导线一定受到磁场的作用力，这个力阻碍导线运动
3．光滑的金属线框abcd处在方向竖直向上的匀强磁场中。线框从图示位置由静止释放，到接近水平位置的过程中( )
A．线框的机械能守恒
B．穿过线框的磁通量逐渐增大
C．线框中有abcda方向的感应电流
D．穿过线框磁通量的变化率逐渐增大
4．如图所示的电路中，A、B为两个完全相同的灯泡，L是自感系数很大的线圈，其电阻与R相等，下列说法正确的是( )
A．在断开S2的情况下，若突然闭合S1时，A、B灯均逐渐亮起来
B．在闭合S2的情况下，若突然闭合S1时，A灯立即发光，B灯逐渐亮起来
C．闭合S1、S2待电路稳定后，若突然断开S1，则A、B灯均不会立即熄灭
D．闭合S1、S2待电路稳定后，若突然断开S1，则A灯不会立即熄灭，而B灯立即熄灭
5．如图甲所示，U形导线框abcd的平面与水平面成θ角，导体棒PQ与ab、cd垂直且接触良好。磁场的方向垂直线框平面向上，且磁感应强度B随时间的变化规律如图乙所示，导体棒始终静止，在0～t1时间内，下列说法正确的是( )
A．导体棒中电流一直增大
B．回路消耗的电功率一直增大
C．导体棒所受的安培力一直增大
D．导体棒所受的摩擦力先减小后增大
6．两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L，底端接阻值为R的电阻。将质量为m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B的匀强磁场垂直，如图所示。除电阻R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．金属棒向下运动时，流过电阻R的电流方向为a→b
B．金属棒的最大速度为
C．金属棒从某位置向下运动到最低点过程与从最低点回到该位置过程，流过电阻R的电荷量相等
D．金属棒向下和上升运动经过同一位置时，速度大小相等
7．如图所示，闭合电路中的螺线管可自由伸缩，螺线管有一定的长度，这时灯泡具有一定的亮度，若将一软铁棒从螺线管左边迅速插入螺线管内，则将看到( )
A．灯泡变暗
B．灯泡变亮
C．螺线管缩短
D．螺线管伸长
8．如图为法拉第圆盘发电机的示意图，铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触，圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中，圆盘顺时针旋转（从上往下看），下列说法正确的是( )
A．穿过圆盘的磁通量不变化
B．圆盘中心电势比边缘要高
C．R上的热功率与圆盘转动角速度成正比
D．产生的电动势大小与圆盘半径成正比
9．如图所示，水平面上固定着两根相距L且电阻不计的足够长的光滑金属导轨，导轨处于方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中，铜棒a、b的长度均等于两导轨的间距、电阻均为R、质量均为m，铜棒平行地静止在导轨上且与导轨接触良好。现给铜棒a一个平行导轨向右的瞬时冲量I，关于此后的过程，下列说法正确的是( )
A．回路中的最大电流为BLImR
B．铜棒b的最大加速度为B2L2I2m2R
C．铜棒b获得的最大速度为Im
D．回路中产生的总焦耳热为I22m
10．如图所示，一个边长为L的正方形线圈置于边界水平的匀强磁场上方L处，磁场宽也为L，方向垂直纸面向里，由静止释放线圈且线圈平面始终与磁场方向垂直。如果从线圈的一条边刚进入磁场开始计时，下列关于通过线圈横截面的电荷量q、感应电流i、线圈运动的加速度a、线圈具有的动能Ek随时间变化的图像中，可能正确的是( )
二、非选择题(本题共6小题，共60分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
11．(6分)如图甲所示是某同学研究自感现象的实验电路图，并用电流传感器显示出在t＝1×10－3 s时断开开关前后一段时间内各时刻通过线圈L的电流(如图乙)。已知电源电动势E＝6 V，内阻不计，灯泡R1的阻值为6 Ω，电阻R的阻值为2 Ω。
(1)线圈的直流电阻为________Ω。
(2)开关断开时，该同学观察到的现象为：_______________。
12．(8分)如图所示为“研究电磁感应现象”的实验装置。
(1)将图中所缺的导线补接完整。
(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后可能出现的情况有：
①将原线圈迅速插入副线圈时，灵敏电流计指针将________；
②原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器的阻值调大时，灵敏电流计指针________。
(3)在做“研究电磁感应现象”实验时，如果副线圈两端不接任何元件，则副线圈电路中将________。
A．因电路不闭合，无电磁感应现象
B．有电磁感应现象，但无感应电流，只有感应电动势
C．不能用楞次定律判断感应电动势方向
D．可以用楞次定律判断感应电动势方向
(4)如图所示的A、B分别表示原、副线圈，若副线圈中产生顺时针方向的感应电流，可能是因为________。
A．原线圈通入顺时针方向电流，且正从副线圈中取出
B．原线圈通入顺时针方向电流，且其中铁芯正被取出
C．原线圈通入顺时针方向电流，且将滑动变阻器阻值调小
D．原线圈通入逆时针方向电流，且正在断开电源
13．(8分)如图所示，有一夹角为θ的金属角架，角架所围区域内存在匀强磁场，磁场的磁感强度为B，方向与角架所在平面垂直，一段直导线ab，从顶角c贴着角架以速度v向右匀速运动。求：
(1)t时刻角架的瞬时感应电动势；
(2)t时间内角架的平均感应电动势。
14．(10分)如图所示，ab、cd为足够长、水平放置的光滑固定导轨，导体棒MN的长度为L＝2 m，电阻r＝1 Ω。有垂直abcd平面向下的匀强磁场，磁感应强度B＝1.5 T，定值电阻R1＝4 Ω，R2＝20 Ω，小灯泡L的额定功率和额定电压分别为1.35 W和9 V。当导体棒MN水平向左匀速运动，小灯泡L正常发光时。求：
(1)导体棒MN两端的电压；
(2)导体棒MN运动的速度大小。
15．(12分)如图所示，一个100匝的圆形线圈(图中只画了2匝)，面积为200 cm2，线圈的电阻为1 Ω，在线圈外接一个阻值为4 Ω的电阻和一个理想电压表。电阻的一端B与地相接，线圈放入方向垂直线圈平面指向纸内的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如B－t图所示，求：
(1)t＝3 s时穿过线圈的磁通量；
(2)t＝5 s时，电压表的读数；
(3)若取B点电势为零，A点的最高电势是多少？
16．(16分)如图所示，虚线框内为某种电磁缓冲车的结构示意图，其主要部件为缓冲滑块K和质量为m的缓冲车厢。在缓冲车的底板上，沿车的轴线固定着两个光滑水平绝缘导轨PQ、MN。缓冲车的底部，安装有电磁铁（图中未画出），能产生垂直于导轨平面的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B。导轨内的缓冲滑块K由高强度绝缘材料制成，滑块K上绕有闭合矩形线圈abcd，线圈的总电阻为R，匝数为n，ab边长为L。假设缓冲车以速度v0与障碍物C碰撞后，滑块K立即停下，此后线圈与轨道的磁场作用力使缓冲车厢减速运动，从而实现缓冲，一切摩擦阻力不计。
(1)求线圈abcd中最大感应电动势的大小；
(2)若缓冲车厢向前移动距离L后速度为零（缓冲车厢未与滑块K接触），求此过程线圈abcd中通过的电荷量q和产生的焦耳热Q；
(3)若缓冲车以速度v0与障碍物C碰撞后，滑块K立即停下，求此后缓冲车厢的速度v随位移x的变化规律（缓冲车厢未与滑块K接触）。
物 理（B）答 案
一、选择题（本大题共10小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项是符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
1．【答案】A
【解析】A项由物理学史可知A正确；B项中做切割磁感线运动且使磁通量变化才产生感应电流，故B错；C项中，感应电动势与磁通量变化率成正比，故C错；涡流也是感生电流，也遵循法拉第电磁感应定律，D项不正确。
2．【答案】B
【解析】导体切割磁感线一定能产生感应电动势，但如果不是闭合回路，则没有感应电流，也不会产生焦耳热，也不会受安培力，故B正确，A、C、D错。
3．【答案】B
【解析】根据楞次定律可知线框内产生一个adcba方向的感应电流，同时产生焦耳热，所以线框下滑过程中机械能逐渐减小，AC错误；线框下滑过程中，线框平面与磁感线方向夹角增大，穿过线框的磁通量逐渐增大，B正确；线框下滑过程中，只有bc边切割磁感线，刚开始E＝ΔΦΔt＝BLvbc，而vbc＝0，所以ΔΦΔt＝0，线框到水平位置时ΔΦΔt＝0，而下滑过程中有感应电流，即ΔΦΔt≠0，所以在下滑过程中ΔΦΔt先增大后减小，D错误。
4．【答案】D
【解析】在断开S2的情况下，若突然闭合S1时，由于线圈的自感现象，出现自感电动势阻碍电流的增大，A灯立即亮，B灯逐渐亮，A错误；在闭合S2的情况下，若突然闭合S1时，由于线圈的自感很大，相当于断路，两灯立即亮，B错误；当同时闭合S1、S2，待电路稳定后突然将S1断开，B灯立即熄灭，因自感现象，L与A组成回路，A灯不会立即熄灭，而是逐渐熄灭，C错误，D正确。
5．【答案】C
【解析】由题图看出，磁感应强度随时间均匀增大，穿过PQcb回路的磁通量均匀增加，回路中产生恒定的感应电动势，则回路的电流恒定，A错误；根据P＝I2R可知，回路消耗的电功率恒定不变，B错误；根据楞次定律可知，导体棒PQ所受安培力方向沿导线框所在的平面向下，由F＝BIL可知，B增大，PQ所受安培力增大，根据平衡条件可知导体棒PQ受到的静摩擦力f＝F＋mgsin θ，F增大，f增大，C正确，D错误。
6．【答案】C
【解析】金属棒向下运动时切割磁感线，产生动生电动势，有右手定则可知棒的右端为正极，左端为负极，则流过电阻的电流是b→a，故A错误；对棒受力分析可知，棒先做加速运动，后减速运动，当加速度为零速度达到最大，有，解得最大速度，故B错误；根据电量的定义式有，金属棒从某位置向下运动到最低点过程与从最低点回到该位置过程，有效面积的变化ΔS相同，则流过电阻R的电荷量相等，故C正确；金属棒向下和上升运动经过同一位置的过程中，弹簧的弹力做功为零，重力做功为零，而安培力一直做负功有机械能转化为电能再变成热能，则后经过某一位置的速率小于前一次经过同一位置的速率，故D错误。
7．【答案】AD
【解析】加上软铁棒，使螺线管磁场变强，则螺线管产生自感电动势来阻碍磁场的变强，使原电流减小，故灯泡变暗，螺线管各匝间吸引力变小，从而螺线管伸长。
8．【答案】AB
【解析】实验过程中，穿过圈盘的磁通量不变，产生感应电动势可等效看成无数轴向导体切割磁感线产生的，A正确；从上向下看，圆盘顺时针转动，根据右手定则可知圆盘中心电势比边缘要高，感应电流方向是从边缘流向圆心，B正确；设圆盘半径为l，根据法拉第电磁感应定律可知E＝12Bl2ω，故产生的电动势大小与圆盘半径的平方成正比，R上的热功率P＝I2R＝，可知R上的热功率与圆盘转动角速度的平方成正比，C、D错误。
9．【答案】B
【解析】给铜棒a一个平行导轨的瞬时冲量I，此时铜棒a的速度最大，产生的感应电动势最大，回路中电流最大，每个棒受到的安培力最大，其加速度最大，I＝mv0，v0＝Im，铜棒a电动势E＝BLv0，回路电流I0＝E2R＝BLI2mR，A错误；此时铜棒b受到安培力F＝BI0L，其加速度a＝Fm＝IB2L22Rm2，B正确；此后铜棒a做加速度减小的减速运动，铜棒b做加速度减小的加速运动，当二者达到共同速度时，铜棒b速度最大，据动量守恒，mv0＝2mv，铜棒b最大速度v＝I2m，C错误；回路中产生的焦耳热Q＝12mv20－12·2mv2＝I24m，D错误。
10．【答案】ACD
【解析】若线圈进入磁场时受到的安培力等于重力，则线圈匀速进入，感应电流恒定，由q＝It可知，通过线圈横截面的电荷量均匀增大，线圈离开时由楞次定律可知，感应电流方向改变，通过的电荷量均匀减小，A项可能；由于线圈通过磁场时，线圈的宽度与磁场的宽度相等，故始终是一条边做切割磁感线运动，且速度不可能减小到零，所以线圈通过磁场的过程中不可能出现感应电流为零的情况，故B项错误；由于线圈进入磁场时重力也可能大于安培力，因此继续做加速运动，但速度增大安培力也增大，则加速度减小，当安培力增大到等于重力时，加速度变为零，故C项可能；如果线圈刚进入磁场时安培力就大于重力，则线圈做减速运动，速度减小则安培力减小，最后可能达到平衡，速度不变，动能不变，故D项可能。
二、非选择题(本题共6小题，共60分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
11．(6分)
【答案】(1)2 (2)灯泡闪亮一下再熄灭
【解析】(1)由图乙可知，当开关S闭合时，线圈L中的电流IL＝1.5 A，此时有E＝IL(RL＋R)，得RL＝2 Ω。
(2)S闭合时，灯泡中的电流I1＝ER1＝66 A＝1 A，故IL>I1，当断开S时，通过灯泡中的电流由IL逐渐减为零，所以灯泡闪亮一下熄灭。
12．(8分)
【答案】(1)如图所示
(2)①向右偏转一下 ②向左偏转一下 (3)BD (4)AB
【解析】(2)依照楞次定律及灵敏电流计的指针偏转方向与流过它的电流方向的关系来判定，则①向右偏转一下；②向左偏转一下。
(3)穿过电路中的磁通量发生变化即产生电磁感应现象。如电路不闭合无感应电流，但有感应电动势，且可以用楞次定律判断出感应电动势。要产生感应电流，电路要求必须闭合，故选B、D。
(4)副线圈中产生顺时针方向的感应电流，可依据楞次定律来判断原线圈通入电流的情况。如果原线圈电流在减小(或磁通量减小)，肯定与顺时针方向相同。因为副线圈会阻碍其磁通量的减小，在电流上表现为同向。反过来如果原线圈电流在增大(或磁通量增加)，则副线圈中电流方向与原线圈中电流方向相反。故选A、B。
13．(8分)
【解析】(1)ab杆向右运动的过程中切割磁感线，构成回路的长度不断变大，感应电动势的大小不断变化。在t时间内设位移为x，则x＝vt
切割长度L＝xtan θ
E＝BLv
联立解得：E＝Bv2ttan θ。
(2)由法拉第电磁感应定律得＝ΔΦΔt
ΔΦ＝S·B＝12x·L·B
联立解得：＝12Bv2ttan θ。
14．(10分)
【解析】(1)电流表的示数为：I2＝ULR2＝0.45 A。
通过灯泡中的电流为：IL＝PUL＝0.15 A。
则干路中的电流为：I＝I2＋IL＝0.6 A
导体棒MN两端的电压为路端电压，大小为：U＝IR1＋UL＝11.4 V。
(2)电源电动势大小为：E＝U＋Ir＝12 V
由E＝BLv，得v＝EBL＝4 m/s。
15．(12分)
【解析】(1)t＝3 s时，Φ＝BS＝3.5×10－1×200×10－4 Wb＝7×10－3 Wb。
(2)4～6 s内的感应电动势E1＝nΔBΔtS＝0.4 V
电压表的读数U＝E1R＋rR＝0.32 V。
(3)0～4 s，A点电势高于零；4～6 s，A点电势低于零。
0～4 s内的感应电动势E2＝nΔBΔtS＝0.1 V
A、B两端的电势差UAB＝E1R＋rR＝0.08 V，
故A点的最高电势为φA＝0.08 V。
16．(16分)
【解析】(1)缓冲车以速度v0与障碍物C碰撞后，滑块K立即停下，滑块相对磁场的速度大小为v0 ，此时线圈中产生的感应电动势最大，则：
Em＝nBLv0。
(2)由法拉第电磁感应定律有：
根据闭合电路欧姆定律有：I＝ER
通过线圈的电荷量q＝It
解得：
由能量守恒定律有：Q＝12mv02。
(3)位移为x时线圈中通过的电荷量
由动量定理有：－nBI1Lt1＝mv－mv0
又q1＝I1t1
解得：。
班级 姓名 准考证号 考场号 座位号
此卷只装订不密封
班级 姓名 准考证号 考场号 座位号
2020-2021学年度高中物理单元双基精品试卷
选修3-2第四单元电磁感应（B）
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、选择题（本大题共10小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项是符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
1．下列说法正确的是( )
A．奥斯特发现了电流磁效应，法拉第发现了电磁感应现象
B．闭合电路在磁场中做切割磁感线运动，电路中一定会产生感应电流
C．线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大
D．涡流的形成不遵循法拉第电磁感应定律
2．当一段导线在磁场中做切割磁感线运动时，则( )
A．导线中一定有感应电流
B．导线中一定有感应电动势
C．导线上一定会产生焦耳热
D．导线一定受到磁场的作用力，这个力阻碍导线运动
3．光滑的金属线框abcd处在方向竖直向上的匀强磁场中。线框从图示位置由静止释放，到接近水平位置的过程中( )
A．线框的机械能守恒
B．穿过线框的磁通量逐渐增大
C．线框中有abcda方向的感应电流
D．穿过线框磁通量的变化率逐渐增大
4．如图所示的电路中，A、B为两个完全相同的灯泡，L是自感系数很大的线圈，其电阻与R相等，下列说法正确的是( )
A．在断开S2的情况下，若突然闭合S1时，A、B灯均逐渐亮起来
B．在闭合S2的情况下，若突然闭合S1时，A灯立即发光，B灯逐渐亮起来
C．闭合S1、S2待电路稳定后，若突然断开S1，则A、B灯均不会立即熄灭
D．闭合S1、S2待电路稳定后，若突然断开S1，则A灯不会立即熄灭，而B灯立即熄灭
5．如图甲所示，U形导线框abcd的平面与水平面成θ角，导体棒PQ与ab、cd垂直且接触良好。磁场的方向垂直线框平面向上，且磁感应强度B随时间的变化规律如图乙所示，导体棒始终静止，在0～t1时间内，下列说法正确的是( )
A．导体棒中电流一直增大
B．回路消耗的电功率一直增大
C．导体棒所受的安培力一直增大
D．导体棒所受的摩擦力先减小后增大
6．两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L，底端接阻值为R的电阻。将质量为m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B的匀强磁场垂直，如图所示。除电阻R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．金属棒向下运动时，流过电阻R的电流方向为a→b
B．金属棒的最大速度为
C．金属棒从某位置向下运动到最低点过程与从最低点回到该位置过程，流过电阻R的电荷量相等
D．金属棒向下和上升运动经过同一位置时，速度大小相等
7．如图所示，闭合电路中的螺线管可自由伸缩，螺线管有一定的长度，这时灯泡具有一定的亮度，若将一软铁棒从螺线管左边迅速插入螺线管内，则将看到( )
A．灯泡变暗
B．灯泡变亮
C．螺线管缩短
D．螺线管伸长
8．如图为法拉第圆盘发电机的示意图，铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触，圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中，圆盘顺时针旋转（从上往下看），下列说法正确的是( )
A．穿过圆盘的磁通量不变化
B．圆盘中心电势比边缘要高
C．R上的热功率与圆盘转动角速度成正比
D．产生的电动势大小与圆盘半径成正比
9．如图所示，水平面上固定着两根相距L且电阻不计的足够长的光滑金属导轨，导轨处于方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中，铜棒a、b的长度均等于两导轨的间距、电阻均为R、质量均为m，铜棒平行地静止在导轨上且与导轨接触良好。现给铜棒a一个平行导轨向右的瞬时冲量I，关于此后的过程，下列说法正确的是( )
A．回路中的最大电流为BLImR
B．铜棒b的最大加速度为B2L2I2m2R
C．铜棒b获得的最大速度为Im
D．回路中产生的总焦耳热为I22m
10．如图所示，一个边长为L的正方形线圈置于边界水平的匀强磁场上方L处，磁场宽也为L，方向垂直纸面向里，由静止释放线圈且线圈平面始终与磁场方向垂直。如果从线圈的一条边刚进入磁场开始计时，下列关于通过线圈横截面的电荷量q、感应电流i、线圈运动的加速度a、线圈具有的动能Ek随时间变化的图像中，可能正确的是( )
二、非选择题(本题共6小题，共60分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
11．(6分)如图甲所示是某同学研究自感现象的实验电路图，并用电流传感器显示出在t＝1×10－3 s时断开开关前后一段时间内各时刻通过线圈L的电流(如图乙)。已知电源电动势E＝6 V，内阻不计，灯泡R1的阻值为6 Ω，电阻R的阻值为2 Ω。
(1)线圈的直流电阻为________Ω。
(2)开关断开时，该同学观察到的现象为：_______________。
12．(8分)如图所示为“研究电磁感应现象”的实验装置。
(1)将图中所缺的导线补接完整。
(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后可能出现的情况有：
①将原线圈迅速插入副线圈时，灵敏电流计指针将________；
②原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器的阻值调大时，灵敏电流计指针________。
(3)在做“研究电磁感应现象”实验时，如果副线圈两端不接任何元件，则副线圈电路中将________。
A．因电路不闭合，无电磁感应现象
B．有电磁感应现象，但无感应电流，只有感应电动势
C．不能用楞次定律判断感应电动势方向
D．可以用楞次定律判断感应电动势方向
(4)如图所示的A、B分别表示原、副线圈，若副线圈中产生顺时针方向的感应电流，可能是因为________。
A．原线圈通入顺时针方向电流，且正从副线圈中取出
B．原线圈通入顺时针方向电流，且其中铁芯正被取出
C．原线圈通入顺时针方向电流，且将滑动变阻器阻值调小
D．原线圈通入逆时针方向电流，且正在断开电源
13．(8分)如图所示，有一夹角为θ的金属角架，角架所围区域内存在匀强磁场，磁场的磁感强度为B，方向与角架所在平面垂直，一段直导线ab，从顶角c贴着角架以速度v向右匀速运动。求：
(1)t时刻角架的瞬时感应电动势；
(2)t时间内角架的平均感应电动势。
14．(10分)如图所示，ab、cd为足够长、水平放置的光滑固定导轨，导体棒MN的长度为L＝2 m，电阻r＝1 Ω。有垂直abcd平面向下的匀强磁场，磁感应强度B＝1.5 T，定值电阻R1＝4 Ω，R2＝20 Ω，小灯泡L的额定功率和额定电压分别为1.35 W和9 V。当导体棒MN水平向左匀速运动，小灯泡L正常发光时。求：
(1)导体棒MN两端的电压；
(2)导体棒MN运动的速度大小。
15．(12分)如图所示，一个100匝的圆形线圈(图中只画了2匝)，面积为200 cm2，线圈的电阻为1 Ω，在线圈外接一个阻值为4 Ω的电阻和一个理想电压表。电阻的一端B与地相接，线圈放入方向垂直线圈平面指向纸内的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如B－t图所示，求：
(1)t＝3 s时穿过线圈的磁通量；
(2)t＝5 s时，电压表的读数；
(3)若取B点电势为零，A点的最高电势是多少？
16．(16分)如图所示，虚线框内为某种电磁缓冲车的结构示意图，其主要部件为缓冲滑块K和质量为m的缓冲车厢。在缓冲车的底板上，沿车的轴线固定着两个光滑水平绝缘导轨PQ、MN。缓冲车的底部，安装有电磁铁（图中未画出），能产生垂直于导轨平面的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B。导轨内的缓冲滑块K由高强度绝缘材料制成，滑块K上绕有闭合矩形线圈abcd，线圈的总电阻为R，匝数为n，ab边长为L。假设缓冲车以速度v0与障碍物C碰撞后，滑块K立即停下，此后线圈与轨道的磁场作用力使缓冲车厢减速运动，从而实现缓冲，一切摩擦阻力不计。
(1)求线圈abcd中最大感应电动势的大小；
(2)若缓冲车厢向前移动距离L后速度为零（缓冲车厢未与滑块K接触），求此过程线圈abcd中通过的电荷量q和产生的焦耳热Q；
(3)若缓冲车以速度v0与障碍物C碰撞后，滑块K立即停下，求此后缓冲车厢的速度v随位移x的变化规律（缓冲车厢未与滑块K接触）。
物 理（B）答 案
一、选择题（本大题共10小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项是符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
1．【答案】A
【解析】A项由物理学史可知A正确；B项中做切割磁感线运动且使磁通量变化才产生感应电流，故B错；C项中，感应电动势与磁通量变化率成正比，故C错；涡流也是感生电流，也遵循法拉第电磁感应定律，D项不正确。
2．【答案】B
【解析】导体切割磁感线一定能产生感应电动势，但如果不是闭合回路，则没有感应电流，也不会产生焦耳热，也不会受安培力，故B正确，A、C、D错。
3．【答案】B
【解析】根据楞次定律可知线框内产生一个adcba方向的感应电流，同时产生焦耳热，所以线框下滑过程中机械能逐渐减小，AC错误；线框下滑过程中，线框平面与磁感线方向夹角增大，穿过线框的磁通量逐渐增大，B正确；线框下滑过程中，只有bc边切割磁感线，刚开始E＝ΔΦΔt＝BLvbc，而vbc＝0，所以ΔΦΔt＝0，线框到水平位置时ΔΦΔt＝0，而下滑过程中有感应电流，即ΔΦΔt≠0，所以在下滑过程中ΔΦΔt先增大后减小，D错误。
4．【答案】D
【解析】在断开S2的情况下，若突然闭合S1时，由于线圈的自感现象，出现自感电动势阻碍电流的增大，A灯立即亮，B灯逐渐亮，A错误；在闭合S2的情况下，若突然闭合S1时，由于线圈的自感很大，相当于断路，两灯立即亮，B错误；当同时闭合S1、S2，待电路稳定后突然将S1断开，B灯立即熄灭，因自感现象，L与A组成回路，A灯不会立即熄灭，而是逐渐熄灭，C错误，D正确。
5．【答案】C
【解析】由题图看出，磁感应强度随时间均匀增大，穿过PQcb回路的磁通量均匀增加，回路中产生恒定的感应电动势，则回路的电流恒定，A错误；根据P＝I2R可知，回路消耗的电功率恒定不变，B错误；根据楞次定律可知，导体棒PQ所受安培力方向沿导线框所在的平面向下，由F＝BIL可知，B增大，PQ所受安培力增大，根据平衡条件可知导体棒PQ受到的静摩擦力f＝F＋mgsin θ，F增大，f增大，C正确，D错误。
6．【答案】C
【解析】金属棒向下运动时切割磁感线，产生动生电动势，有右手定则可知棒的右端为正极，左端为负极，则流过电阻的电流是b→a，故A错误；对棒受力分析可知，棒先做加速运动，后减速运动，当加速度为零速度达到最大，有，解得最大速度，故B错误；根据电量的定义式有，金属棒从某位置向下运动到最低点过程与从最低点回到该位置过程，有效面积的变化ΔS相同，则流过电阻R的电荷量相等，故C正确；金属棒向下和上升运动经过同一位置的过程中，弹簧的弹力做功为零，重力做功为零，而安培力一直做负功有机械能转化为电能再变成热能，则后经过某一位置的速率小于前一次经过同一位置的速率，故D错误。
7．【答案】AD
【解析】加上软铁棒，使螺线管磁场变强，则螺线管产生自感电动势来阻碍磁场的变强，使原电流减小，故灯泡变暗，螺线管各匝间吸引力变小，从而螺线管伸长。
8．【答案】AB
【解析】实验过程中，穿过圈盘的磁通量不变，产生感应电动势可等效看成无数轴向导体切割磁感线产生的，A正确；从上向下看，圆盘顺时针转动，根据右手定则可知圆盘中心电势比边缘要高，感应电流方向是从边缘流向圆心，B正确；设圆盘半径为l，根据法拉第电磁感应定律可知E＝12Bl2ω，故产生的电动势大小与圆盘半径的平方成正比，R上的热功率P＝I2R＝，可知R上的热功率与圆盘转动角速度的平方成正比，C、D错误。
9．【答案】B
【解析】给铜棒a一个平行导轨的瞬时冲量I，此时铜棒a的速度最大，产生的感应电动势最大，回路中电流最大，每个棒受到的安培力最大，其加速度最大，I＝mv0，v0＝Im，铜棒a电动势E＝BLv0，回路电流I0＝E2R＝BLI2mR，A错误；此时铜棒b受到安培力F＝BI0L，其加速度a＝Fm＝IB2L22Rm2，B正确；此后铜棒a做加速度减小的减速运动，铜棒b做加速度减小的加速运动，当二者达到共同速度时，铜棒b速度最大，据动量守恒，mv0＝2mv，铜棒b最大速度v＝I2m，C错误；回路中产生的焦耳热Q＝12mv20－12·2mv2＝I24m，D错误。
10．【答案】ACD
【解析】若线圈进入磁场时受到的安培力等于重力，则线圈匀速进入，感应电流恒定，由q＝It可知，通过线圈横截面的电荷量均匀增大，线圈离开时由楞次定律可知，感应电流方向改变，通过的电荷量均匀减小，A项可能；由于线圈通过磁场时，线圈的宽度与磁场的宽度相等，故始终是一条边做切割磁感线运动，且速度不可能减小到零，所以线圈通过磁场的过程中不可能出现感应电流为零的情况，故B项错误；由于线圈进入磁场时重力也可能大于安培力，因此继续做加速运动，但速度增大安培力也增大，则加速度减小，当安培力增大到等于重力时，加速度变为零，故C项可能；如果线圈刚进入磁场时安培力就大于重力，则线圈做减速运动，速度减小则安培力减小，最后可能达到平衡，速度不变，动能不变，故D项可能。
二、非选择题(本题共6小题，共60分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
11．(6分)
【答案】(1)2 (2)灯泡闪亮一下再熄灭
【解析】(1)由图乙可知，当开关S闭合时，线圈L中的电流IL＝1.5 A，此时有E＝IL(RL＋R)，得RL＝2 Ω。
(2)S闭合时，灯泡中的电流I1＝ER1＝66 A＝1 A，故IL>I1，当断开S时，通过灯泡中的电流由IL逐渐减为零，所以灯泡闪亮一下熄灭。
12．(8分)
【答案】(1)如图所示
(2)①向右偏转一下 ②向左偏转一下 (3)BD (4)AB
【解析】(2)依照楞次定律及灵敏电流计的指针偏转方向与流过它的电流方向的关系来判定，则①向右偏转一下；②向左偏转一下。
(3)穿过电路中的磁通量发生变化即产生电磁感应现象。如电路不闭合无感应电流，但有感应电动势，且可以用楞次定律判断出感应电动势。要产生感应电流，电路要求必须闭合，故选B、D。
(4)副线圈中产生顺时针方向的感应电流，可依据楞次定律来判断原线圈通入电流的情况。如果原线圈电流在减小(或磁通量减小)，肯定与顺时针方向相同。因为副线圈会阻碍其磁通量的减小，在电流上表现为同向。反过来如果原线圈电流在增大(或磁通量增加)，则副线圈中电流方向与原线圈中电流方向相反。故选A、B。
13．(8分)
【解析】(1)ab杆向右运动的过程中切割磁感线，构成回路的长度不断变大，感应电动势的大小不断变化。在t时间内设位移为x，则x＝vt
切割长度L＝xtan θ
E＝BLv
联立解得：E＝Bv2ttan θ。
(2)由法拉第电磁感应定律得＝ΔΦΔt
ΔΦ＝S·B＝12x·L·B
联立解得：＝12Bv2ttan θ。
14．(10分)
【解析】(1)电流表的示数为：I2＝ULR2＝0.45 A。
通过灯泡中的电流为：IL＝PUL＝0.15 A。
则干路中的电流为：I＝I2＋IL＝0.6 A
导体棒MN两端的电压为路端电压，大小为：U＝IR1＋UL＝11.4 V。
(2)电源电动势大小为：E＝U＋Ir＝12 V
由E＝BLv，得v＝EBL＝4 m/s。
15．(12分)
【解析】(1)t＝3 s时，Φ＝BS＝3.5×10－1×200×10－4 Wb＝7×10－3 Wb。
(2)4～6 s内的感应电动势E1＝nΔBΔtS＝0.4 V
电压表的读数U＝E1R＋rR＝0.32 V。
(3)0～4 s，A点电势高于零；4～6 s，A点电势低于零。
0～4 s内的感应电动势E2＝nΔBΔtS＝0.1 V
A、B两端的电势差UAB＝E1R＋rR＝0.08 V，
故A点的最高电势为φA＝0.08 V。
16．(16分)
【解析】(1)缓冲车以速度v0与障碍物C碰撞后，滑块K立即停下，滑块相对磁场的速度大小为v0 ，此时线圈中产生的感应电动势最大，则：
Em＝nBLv0。
(2)由法拉第电磁感应定律有：
根据闭合电路欧姆定律有：I＝ER
通过线圈的电荷量q＝It
解得：
由能量守恒定律有：Q＝12mv02。
(3)位移为x时线圈中通过的电荷量
由动量定理有：－nBI1Lt1＝mv－mv0
又q1＝I1t1
解得：。