4.4法拉第电磁感应定律 同步训练（word版答案含解析）
文档属性
| 名称 | 4.4法拉第电磁感应定律 同步训练（word版答案含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 362.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-06-13 16:57:49 | ||
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文档简介
5.4法拉第电磁感应定律
一、单选题(共30分)
46977303448051．(本题3分)如图所示，A、B两个闭合单匝线圈用完全相同的导线制成，半径rA=3rB，图示区域内有匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀减小，则（ ）
A．A、B线圈中产生的感应电动势EA:EB=3:1
B．A、B线圈中产生的感应电动势EA:EB=6:1
C．A、B线圈中产生的感应电流IA:IB=3:1
D．A、B线圈中产生的感应电流IA:IB=1:1
52565304540252．(本题3分)某电磁弹射装置的简化模型如图所示，线圈固定在水平放置的光滑绝缘圆管上，将金属环放在线圈右侧．闭合开关时金属环被向右弹射出去，则下列说法正确的是（ ）
A．从右向左看，金属环中感应电流沿顺时针方向
B．仅将电源正负极调换，闭合开关时金属环将向左运动
C．仅将金属环放置在线圈左侧，闭合开关时金属环将向左运动
D．若金属环不闭合，则闭合开关时金属环不会产生感应电动势
3．(本题3分)关于物理学史，正确的是（ ）
A．安培根据通电螺线管磁场与条形磁铁磁场极为相似提出分子电流假设，揭示磁现象的本质
B．奥斯特发现电流可以使周围的小磁针发生偏转，称为电磁感应
C．法拉第通过电磁感应的实验总结出法拉第电磁感应定律
D．楞次通过实验研究总结出楞次定律，可以判定通电直导线产生的磁场方向
4．(本题3分)如图所示，一粗糙的平行金属轨道平面与水平面成θ角，两轨道上端用一电阻R相连，该装置处于匀强磁场中，磁场方向垂直于轨道平面向上。质量为m的金属杆ab以初速度v0从轨道底端向上滑行，滑行到某高度h后又返回到底端。若运动过程中金属杆始终保持与导轨垂直且接触良好，轨道与金属杆的电阻均忽略不计。则下列说法正确的是（ ）
464629555880A．金属杆ab上滑过程与下滑过程通过电阻R的电量一样多
B．金属杆ab上滑过程与下滑过程产生的焦耳热一定相等
C．金属杆ab在整个过程中损失的机械能等于装置产生的焦耳热
D．金属杆ab上滑过程中克服安培力与摩擦力做功之和等于false
44450002927355．(本题3分)单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速运动，转轴垂直于磁场，若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示，则由O到D的过程中，下列说法错误的是（ ）
A．O时刻线圈中感应电动势不为零
B．D时刻线圈中感应电动势为零
C．D时刻线圈中感应电动势最大
D．由O至D时间内线圈中平均感应电动势为0.4 V
49949105943606．(本题3分)法拉第圆盘发电机的示意图如图所示。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。圆盘旋转时，关于流过电阻R的电流，下列说法正确的是（ ）
A．无论圆盘怎样转动，流过电阻R的电流均为零
B．若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿a到b的方向流动
C．若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可能发生变化
D．若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在R上的热功率也变为原来的2倍
7．(本题3分)关于电磁感应现象的有关说法中，正确的是（ ）
A．只要穿过闭合电路中的磁通量不为零，闭合电路中就一定有感应电流发生
B．穿过闭合电路中的磁通量减少，则电路中感应电流就减小
C．穿过闭合电路中的磁通量越大，闭合电路中的感应电动势越大
D．穿过闭合电路中的磁通量变化越快，闭合电路中感应电动势越大
8．(本题3分)平行闭合线圈的匝数为n，所围面积为S，总电阻为R，在Δt时间内穿过每匝线圈的磁通量变化为ΔΦ，则通过导线某一截面的电荷量为（ ）
A．false B．false C．false D．false
46570907385059．(本题3分)如图所示，一导线弯成半径为r的半圆形闭合线框。竖直虚线MN右侧有垂直线框所在平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B。线框以垂直虚线MN、大小为v的速度向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直。从D点进入到线框完全进入磁场过程，下列说法正确的是（ ）
A．闭合线框中的感应电流方向为顺时针
B．直径CD段导线始终不受安培力
C．线框的磁通量不断增加，感应电动势也不断增大
D．感应电动势的平均值为falseπBrv
10．(本题3分)将一条形磁铁从同一初始位置缓慢或迅速插入到闭合线圈中的同一位置。这两个过程中，相同的物理量是（ ）
A．通过线圈的感应电流
B．穿过线圈的磁通量的变化率
C．线圈中产生的感应电动势的大小
D．穿过线圈的磁通量的变化量
二、多选题(共16分)
478345589471511．(本题4分)如图所示，L是用绝缘导线绕制的螺线管，匝数为1000，由于截面积不大，可以认为穿过各匝线圈的磁通量是相等的，设在false内把磁铁的一极插入线管，紧接着false内又穿出螺线管，这两段时间里穿过每匝线圈磁通量的变化量大小均为false，线圈和电流表总电阻是false，下列选项正确的是（ ）
A．插入过程螺线管产生的感应电动势为false
B．从上往下看，插入过程螺线管中电流方向为如图所示顺时针方向
C．穿出过程中，螺线管中电流大小为false
D．插入和穿出过程螺线管中电流方向相反
477329533909012．(本题4分)如图，水平放置的光滑平行金属导轨上有一质量为m电阻不计的金属棒ab，在一水平恒力F作用下由静止向右运动，则（ ）
A．随着ab运动速度的增大，其加速度也增大
B．外力F对ab做的功等于电路中产生的电能
C．当ab做匀速运动时，外力F做功的功率等于电路中的电功率
D．无论ab做何运动，它克服安培力做的功一定等于电路中产生的电能
4086225104584513．(本题4分)如图所示，间距为L、电阻不计的足够长平行光滑金属导轨水平放置，导轨左右两端均有一阻值为R的电阻相连，导轨上横跨一根长为L、质量为m、电阻也为R的金属棒，金属棒与导轨接触良好，整个装置处于竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中，现给棒一瞬时冲量，让它以初速度false向右运动，则直到棒停止的过程中有（ ）
A．金属棒在导轨上做匀减速运动
B．整个过程中通过金属棒的电量为false
C．整个过程中金属棒克服安培力做功为false
D．整个过程中金属棒上产生的焦耳热为false
14．(本题4分)一个长直密绕螺线管N放在一个金属圆环M的中心，圆环轴线与螺线管轴线重合，如图甲所示。螺线管N通有如图乙所示的电流，下列说法正确的是（ ）
3863340258445A．false时刻，圆环有扩张的趋势
B．false时刻，圆环有收缩的趋势
C．false和false时刻，圆环内有相同的感应电流
D．false和false时刻，圆环内有相同的感应电流
三、解答题(共54分)
457200075247515．(本题13分)如图所示，用粗细均匀的同种导线制成的正方形导线框abcd，边长L=0.1m，质量m=10g，总电阻R=5Ω，从距离宽度L=0.1m的匀强磁场区域上边缘高h=0.2m处自由下落．当线框下边ab刚进入匀强磁场区域时，线框开始做匀速运动。（g取10m/s2）求：
（1）磁感应强度B的大小；
（2）下边ab刚进入匀强磁场区域时，ab边两端的电压大小；
（3）线框在穿越匀强磁场过程中产生的焦耳热。
16．(本题13分)间距为L的两平行金属导轨由倾斜部分和水平部分（足够长）平滑连接而成，倾斜部分导轨与水平面间夹角为false，导轨上端连有阻值为R的定值电阻。空间分布着如图所示的磁场，磁场方向垂直倾斜导轨平面false向上，区域false内的磁场方向竖直向上，两处的磁感应强度大小均为B，false为无场区域。现有一质量为m，电阻为r的细金属棒与导轨垂直放置，由图示位置静止释放后沿导轨运动，最终静止在水平导轨上。乙图为该金属棒运动过程中的速率v随时间t的变化图像（以金属棒开始运动时刻为计时起点，金属棒在斜面上运动过程中已达到最大速度，T已知）。不计摩擦阻力及导轨的电阻。
(1)求金属棒运动过程中的最大速度，即乙图中的false；
(2)金属棒在整个运动过程中何时加速度最大？并求出该加速度值false；
390398052705(3)若金属棒释放处离水平导轨的高度为h（见图），求：
①金属棒在导轨倾斜部分运动时，通过电阻R的电荷量；
②金属棒在整个运动过程中，电阻R上产生的焦耳热。
17．(本题14分)如图甲所示，将两根足够长、间距为L的平行光滑金属导轨固定在同一水平面内，左端接一阻值为R的电阻，与导轨垂直的虚线ef右边区域存在方向竖直向下的匀强磁场，质量为m的金属杆PQ静止在导轨上．现对杆施加一水平向右的恒定拉力，经过时间t杆进入磁场，并开始做匀速直线运动，杆始终与导轨垂直并接触良好，导轨和杆的电阻均不计．
(1)求匀强磁场的磁感应强度大小B；
(2)若杆进入磁场后的某时刻撤去拉力，杆运动的速度与此后的位移关系图象如图乙所示，求0~x0与x0~3x0两个过程中电阻R产生的热量之比false．
301371029845
18．(本题14分)如图所示，两平行光滑金属导轨倾斜放置且固定，两导轨间距为L，与水平面间的夹角为θ，导轨下端有垂直于轨道的挡板，上端连接一个阻值R＝2r的电阻，整个装置处在磁感应强度为B、方向垂直导轨向上的匀强磁场中，两根相同的金属棒ab、cd放在导轨下端，其中棒ab靠在挡板上，棒cd在沿导轨平面向上的拉力作用下，由静止开始沿导轨向上做加速度为a的匀加速运动．已知每根金属棒质量为m、电阻为r，导轨电阻不计，棒与导轨始终接触良好．求：
4378960106045(1)经多长时间棒ab对挡板的压力变为零；
(2)棒ab对挡板压力为零时，电阻R的电功率；
(3)棒ab运动前，拉力F随时间t的变化关系．
参考答案 答案含解析
1．C
【详解】
AB．根据法拉第电磁感应定律，可得
false
则有
false
故AB错误；
CD．设线圈单位长度的电阻为R，根据闭合电路的欧姆定律有
false
联立解得
false
故C正确，D错误。
故选C。
2．C
【详解】
A．线圈中电流为右侧流入，磁场方向为向左，在闭合开关的过程中，磁场变强，则由楞次定律可知，感应电流的磁场向右，感应电流由右向左看，金属环中感应电流沿逆时针方向，故A错误；
B．电池正负极调换后，闭合开关时，线圈中电流增大，磁场增强，根据楞次定律的“来拒去留”可得，金属环受力向右，故仍将向右运动，故B错误；
C．若金属环放在线圈左侧，根据“来拒去留”可得，环将向左运动，故C正确；
D．若金属环不闭合，则闭合开关时金属环不会产生感应电流，但仍然能产生感应电动势，故D错误。
故选C。
3．A
【详解】
A．安培根据通电螺线管磁场与条形磁铁磁场极为相似提出分子电流假设，揭示磁现象的本质，故A正确；
B．奥斯特发现电流可以使周围的小磁针发生偏转，称为电流的磁效应，故B错误；
C．纽曼、韦伯在对理论和实验资料进行严格分析后，于1845年和1846年先后指出：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比，后人称之为法拉第电磁感应定律，故C错误；
D．楞次通过实验研究总结出楞次定律，适用于闭合回路，不可以判定通电直导线产生的磁场方向，故D错误。
故选A。
4．A
【详解】
A．根据
false
上滑过程和下滑过程磁通量的变化量相等，则通过电阻R的电量相等，A正确；
B．经过同一位置时：下滑的速度小于上滑的速度，下滑时棒受到的安培力小于上滑所受的安培力，则下滑过程安培力的平均值小于上滑过程安培力的平均值，所以上滑导体棒克服安培力做功大于下滑过程克服安培力做功，故上滑过程中电阻R产生的热量大于下滑过程中产生的热量，上滑过程与下滑过程电磁感应而产生的焦耳热不相等，B错误；
C．根据能量守恒定律可知金属杆ab在整个过程中损失的机械能等于装置产生的焦耳热和因摩擦产生的热，C错误；
D．金属杆ab上滑过程中受到重力、安培力、摩擦力作用，这些力都做功负功，根据动能定理得知：ab棒克服重力、安培力与摩擦力所做功之和等于false，D错误。
故选A。
5．C
【详解】
A．在false图像切线斜率表示感应电动势大小，O时刻斜率不为零，说明线圈中感应电动势不为零，故A不符合题意；
BC．D时刻斜率为零，说明此时线圈中感应电动势为零，故B不符合题意，C符合题意；
D．设由O至D时间内线圈中平均感应电动势为false，由法拉第电磁感应定律可得
false
故D不符合题意。
故选C。
6．B
【详解】
A．圆盘转动时，圆盘的半径切割磁感线产生感应电动势，圆盘与电阻 R组成闭合回路，有电流通过电阻 R，流过电阻 R 的电流不为零， A 错误；
B．由右手定则可知，回路中电流方向不变，若从上往下看，圆盘顺时针转动，由右手定 则知，圆盘中电流方向沿半径向里，则电流沿 a 到 b 的方向流过电阻 R，B 正确；
C．若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，由右手定则可知，电流方向不变，C错误；
D．铜盘转动产生的感应电动势为
false
感应电流
false
若圆盘转动的角速度ω变为原来的 2 倍，回路电流 I 变为原来 2 倍，电阻 R 不变，根据
false
可知，电流在 R 上的热功率 P 变为原来的 4 倍， D 错误。
故选B。
7．D
【详解】
A．只有闭合回路中磁通量发生变化时，闭合回路中才会产生感应电流，故A错误。?
B．根据法拉第电磁感应定律，电动势的大小取决与磁通量变化的快慢，所以感应电流的大小取决于磁通量变化的快慢，磁通量减小时，若磁通量的变化率增大，则感应电流可能变大，故B错误；
CD．穿过闭合电路的磁通量变化越快，闭合电路中感应电动势越大。磁通量大，但变化较慢，则感应电动势也可能很小，故C错误，D正确。
故选D。
8．D
【详解】
由法拉第电磁感应定律：false?，再由殴姆定律：false；而电量公式：Q=It；三式联立可得：Q=nfalse，故选D．
【点睛】
对于线圈的磁通量与线圈的匝数无关，当匝数越多时，导致电动势越大，相当于多个电源串联起来．
9．D
【详解】
A．从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，磁通量逐渐增大，根据楞次定律知，感应电流的方向一直为逆时针方向，故A错误；
B．CD段的电流方向由C到D，根据左手定则知，CD段受到竖直向上的安培力，故B错误；
C．根据E=BLv知随着线圈的进入，切割磁感线的有效长度先增加到r，然后逐渐减小，故感应电动势先增加后减小，故C错误；
D．感应电动势的平均值为
false
故D正确。
故选D。
10．D
【详解】
A．当条形磁铁插入闭合线圈时，闭合线圈中磁通量发生了变化，所以闭合线圈中产生了感应电动势，也产生了感应电流。当条形磁铁迅速插入时，磁通量变化快，产生的电动势E较大，由闭合电路欧姆定律可知，产生的电流也较大，故A错误；
B．当条形磁铁迅速插入时，磁通量变化时间较短，即磁通量变化较快，所以磁通量变化率false较大，故B错误；
C．当条形磁铁迅速插入时，磁通量变化较快，感应电动势false较大，故C错误；
D．条形磁铁是从同一初始位置插入到闭合线圈中的同一位置，则两个过程中初位置磁通量相同，末位置的磁通量也相量，所以两个过程中磁通量的变化量也相同，故D正确。
故选D。
11．ACD
【详解】
A．由法拉第电磁感应定律可得，插入过程螺线管产生的感应电动势为
false
A正确；
B．插入过程螺线管中，原磁场方向竖直向下，磁通量增大，由楞次定律可得，感应磁场方向竖直向上，由安培定则可得：从上往下看，插入过程螺线管中电流方向为如图所示逆时针方向，B错误；
C．由法拉第电磁感应定律可得，穿出过程螺线管产生的感应电动势为
false
由欧姆定律可得，穿出过程中，螺线管中电流大小为
false
C正确；
D．插入过程螺线管中，原磁场方向竖直向下，磁通量增大，由楞次定律可得，感应磁场方向竖直向上，由安培定则可得：从上往下看，插入过程螺线管中电流方向为如图所示逆时针方向；穿出过程螺线管中，原磁场方向竖直向下，磁通量减小，由楞次定律可得，感应磁场方向竖直向下，由安培定则可得：从上往下看，插入过程螺线管中电流方向为如图所示顺时针方向，故插入和穿出过程螺线管中电流方向相反，D正确；
故选ACD。
12．CD
【解析】
金属棒所受的安培力为：false ，false 速度增大，安培力增大，则加速度减小．故A错误．根据能量守恒知，外力F对ab做的功等于电路中产生的电能以及ab棒的动能．故B错误．当ab棒匀速运动时，外力做的功全部转化为电路中的电能，则外力F做功的功率等于电路中的电功率．故C正确．根据功能关系知，克服安培力做的功等于电路中产生的电能．故D正确．故选CD．
点睛：在电磁感应现象中电路中产生的热量等于外力克服安培力所做的功；在解题时要注意体会功能关系及能量转化与守恒关系．
13．CD
【详解】
金属棒在整个运动过程中，受到竖直向下的重力，竖直向上的支持力，这两个力合力为零，还受到水平向左的安培力，金属棒受到的合力等于安培力，随着速度减小，安培力减小，加速度减小，故金属棒做加速度逐渐减小的变减速运动，故A错误；根据动量定理得false，通过金属棒的电量为false，可得false，故B错误；整个过程中由动能定理可得：false，则金属棒克服安培力做功为：false，故C正确；整个回路产生的总焦耳热为： false，金属棒上产生的焦耳热为：false．故D正确．
14．AD
【详解】
AB．由图可知在false时刻，通过线圈的电流增大，则线圈产生的磁场增大，所以穿过金属小圆环的磁通量变小，根据楞次定律可知，圆环有扩张的趋势，选项A正确，B错误；
C．由图可知在false时刻通过线圈的电流增大，而在false时刻通过线圈的电流减小，根据楞次定律可知两时刻圆环感应电流方向不同，选项C错误；
D．由图可知在false和false时刻，线圈内电流的变化率是大小相等的，则线圈产生的磁场的变化率也相等，根据法拉第电磁感应定律可知，圆环内的感应电动势大小是相等的，所以感应电流大小也相等，根据楞次定律可知两时刻圆环感应电流方向也相同，选项D正确。
故选AD。
15．（1）5T；（2）0.75V；（3）0.02J
【详解】
（1）由切割磁感线产生的感应电动势
false
由欧姆定律可知
false
根据
false
因为匀速运动
false
解得
false
（2）ab边两端的电压大小
false
解得
false
（3）由能量守恒定律得
false
false
16．(1)false；(2)T，false；(3)false，false
【详解】
(1)当金属棒在倾斜导轨平面false上运动过程中加速度为零时，此时速度最大
false
即
false
解得
false
(2)金属棒达到最大速度后在斜面上做匀速下滑，然后匀速进入水平无磁场的false区域，再进入false内的磁场，根据乙图速率v随时间t的变化图像，则知在false时刻，即金属棒刚开始进入区域false内的磁场时加速度最大，即
false
解得
false
(3)金属棒释放处离水平导轨的高度为h，金属棒在导轨倾斜部分运动时，根据
false
则
false
根据
false
通过电阻R的电荷量
false
金属棒在整个运动过程中，根据能量守恒
false
电阻R上产生的焦耳热
false
17．（1）false （2）false
【分析】
（1）杆进入磁场之前做匀加速运动，进入磁场后做匀速运动，根据安培力等于F求解B；（2）根据能量关系求解两个过程中电阻R产生的热量之比.
【详解】
（1）设拉力大小为F，杆的加速度为a，进入磁场时的速度为v0，则F=ma；
杆做匀加速运动，则v0=at，
杆在磁场中做匀速运动，则F=F安=BIL
I=E/R
E=BLv0
联立解得：false
（2）撤去拉力后，由图乙可知，杆在x=x0处的速度大小为false
由能量关系，在0-x0过程中，电阻R产生的热量false
在x0-3x0过程中，电阻R产生的热量false
解得false
18．(1)false(2)false(3)false
【详解】
(1)棒ab对挡板的压力为零时，受力分析可得BIabL＝mgsin θ①
设经时间t0棒ab对挡板的压力为零，棒cd产生的电动势为E，则
E＝BLat0②
I＝false③
R外＝false＝falser④
Iab＝falseI⑤
解得：t0＝false⑥
(2)棒ab对挡板压力为零时，cd两端电压为Ucd＝E－Ir⑦
解得：Ucd＝false⑧
此时电阻R的电功率为P＝false⑨
解得：P＝false⑩
(3)对cd棒，由牛顿第二定律得：F－BI′L－mgsin θ＝ma?
I′＝false
解得：F＝false?
一、单选题(共30分)
46977303448051．(本题3分)如图所示，A、B两个闭合单匝线圈用完全相同的导线制成，半径rA=3rB，图示区域内有匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀减小，则（ ）
A．A、B线圈中产生的感应电动势EA:EB=3:1
B．A、B线圈中产生的感应电动势EA:EB=6:1
C．A、B线圈中产生的感应电流IA:IB=3:1
D．A、B线圈中产生的感应电流IA:IB=1:1
52565304540252．(本题3分)某电磁弹射装置的简化模型如图所示，线圈固定在水平放置的光滑绝缘圆管上，将金属环放在线圈右侧．闭合开关时金属环被向右弹射出去，则下列说法正确的是（ ）
A．从右向左看，金属环中感应电流沿顺时针方向
B．仅将电源正负极调换，闭合开关时金属环将向左运动
C．仅将金属环放置在线圈左侧，闭合开关时金属环将向左运动
D．若金属环不闭合，则闭合开关时金属环不会产生感应电动势
3．(本题3分)关于物理学史，正确的是（ ）
A．安培根据通电螺线管磁场与条形磁铁磁场极为相似提出分子电流假设，揭示磁现象的本质
B．奥斯特发现电流可以使周围的小磁针发生偏转，称为电磁感应
C．法拉第通过电磁感应的实验总结出法拉第电磁感应定律
D．楞次通过实验研究总结出楞次定律，可以判定通电直导线产生的磁场方向
4．(本题3分)如图所示，一粗糙的平行金属轨道平面与水平面成θ角，两轨道上端用一电阻R相连，该装置处于匀强磁场中，磁场方向垂直于轨道平面向上。质量为m的金属杆ab以初速度v0从轨道底端向上滑行，滑行到某高度h后又返回到底端。若运动过程中金属杆始终保持与导轨垂直且接触良好，轨道与金属杆的电阻均忽略不计。则下列说法正确的是（ ）
464629555880A．金属杆ab上滑过程与下滑过程通过电阻R的电量一样多
B．金属杆ab上滑过程与下滑过程产生的焦耳热一定相等
C．金属杆ab在整个过程中损失的机械能等于装置产生的焦耳热
D．金属杆ab上滑过程中克服安培力与摩擦力做功之和等于false
44450002927355．(本题3分)单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速运动，转轴垂直于磁场，若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示，则由O到D的过程中，下列说法错误的是（ ）
A．O时刻线圈中感应电动势不为零
B．D时刻线圈中感应电动势为零
C．D时刻线圈中感应电动势最大
D．由O至D时间内线圈中平均感应电动势为0.4 V
49949105943606．(本题3分)法拉第圆盘发电机的示意图如图所示。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。圆盘旋转时，关于流过电阻R的电流，下列说法正确的是（ ）
A．无论圆盘怎样转动，流过电阻R的电流均为零
B．若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿a到b的方向流动
C．若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可能发生变化
D．若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在R上的热功率也变为原来的2倍
7．(本题3分)关于电磁感应现象的有关说法中，正确的是（ ）
A．只要穿过闭合电路中的磁通量不为零，闭合电路中就一定有感应电流发生
B．穿过闭合电路中的磁通量减少，则电路中感应电流就减小
C．穿过闭合电路中的磁通量越大，闭合电路中的感应电动势越大
D．穿过闭合电路中的磁通量变化越快，闭合电路中感应电动势越大
8．(本题3分)平行闭合线圈的匝数为n，所围面积为S，总电阻为R，在Δt时间内穿过每匝线圈的磁通量变化为ΔΦ，则通过导线某一截面的电荷量为（ ）
A．false B．false C．false D．false
46570907385059．(本题3分)如图所示，一导线弯成半径为r的半圆形闭合线框。竖直虚线MN右侧有垂直线框所在平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B。线框以垂直虚线MN、大小为v的速度向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直。从D点进入到线框完全进入磁场过程，下列说法正确的是（ ）
A．闭合线框中的感应电流方向为顺时针
B．直径CD段导线始终不受安培力
C．线框的磁通量不断增加，感应电动势也不断增大
D．感应电动势的平均值为falseπBrv
10．(本题3分)将一条形磁铁从同一初始位置缓慢或迅速插入到闭合线圈中的同一位置。这两个过程中，相同的物理量是（ ）
A．通过线圈的感应电流
B．穿过线圈的磁通量的变化率
C．线圈中产生的感应电动势的大小
D．穿过线圈的磁通量的变化量
二、多选题(共16分)
478345589471511．(本题4分)如图所示，L是用绝缘导线绕制的螺线管，匝数为1000，由于截面积不大，可以认为穿过各匝线圈的磁通量是相等的，设在false内把磁铁的一极插入线管，紧接着false内又穿出螺线管，这两段时间里穿过每匝线圈磁通量的变化量大小均为false，线圈和电流表总电阻是false，下列选项正确的是（ ）
A．插入过程螺线管产生的感应电动势为false
B．从上往下看，插入过程螺线管中电流方向为如图所示顺时针方向
C．穿出过程中，螺线管中电流大小为false
D．插入和穿出过程螺线管中电流方向相反
477329533909012．(本题4分)如图，水平放置的光滑平行金属导轨上有一质量为m电阻不计的金属棒ab，在一水平恒力F作用下由静止向右运动，则（ ）
A．随着ab运动速度的增大，其加速度也增大
B．外力F对ab做的功等于电路中产生的电能
C．当ab做匀速运动时，外力F做功的功率等于电路中的电功率
D．无论ab做何运动，它克服安培力做的功一定等于电路中产生的电能
4086225104584513．(本题4分)如图所示，间距为L、电阻不计的足够长平行光滑金属导轨水平放置，导轨左右两端均有一阻值为R的电阻相连，导轨上横跨一根长为L、质量为m、电阻也为R的金属棒，金属棒与导轨接触良好，整个装置处于竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中，现给棒一瞬时冲量，让它以初速度false向右运动，则直到棒停止的过程中有（ ）
A．金属棒在导轨上做匀减速运动
B．整个过程中通过金属棒的电量为false
C．整个过程中金属棒克服安培力做功为false
D．整个过程中金属棒上产生的焦耳热为false
14．(本题4分)一个长直密绕螺线管N放在一个金属圆环M的中心，圆环轴线与螺线管轴线重合，如图甲所示。螺线管N通有如图乙所示的电流，下列说法正确的是（ ）
3863340258445A．false时刻，圆环有扩张的趋势
B．false时刻，圆环有收缩的趋势
C．false和false时刻，圆环内有相同的感应电流
D．false和false时刻，圆环内有相同的感应电流
三、解答题(共54分)
457200075247515．(本题13分)如图所示，用粗细均匀的同种导线制成的正方形导线框abcd，边长L=0.1m，质量m=10g，总电阻R=5Ω，从距离宽度L=0.1m的匀强磁场区域上边缘高h=0.2m处自由下落．当线框下边ab刚进入匀强磁场区域时，线框开始做匀速运动。（g取10m/s2）求：
（1）磁感应强度B的大小；
（2）下边ab刚进入匀强磁场区域时，ab边两端的电压大小；
（3）线框在穿越匀强磁场过程中产生的焦耳热。
16．(本题13分)间距为L的两平行金属导轨由倾斜部分和水平部分（足够长）平滑连接而成，倾斜部分导轨与水平面间夹角为false，导轨上端连有阻值为R的定值电阻。空间分布着如图所示的磁场，磁场方向垂直倾斜导轨平面false向上，区域false内的磁场方向竖直向上，两处的磁感应强度大小均为B，false为无场区域。现有一质量为m，电阻为r的细金属棒与导轨垂直放置，由图示位置静止释放后沿导轨运动，最终静止在水平导轨上。乙图为该金属棒运动过程中的速率v随时间t的变化图像（以金属棒开始运动时刻为计时起点，金属棒在斜面上运动过程中已达到最大速度，T已知）。不计摩擦阻力及导轨的电阻。
(1)求金属棒运动过程中的最大速度，即乙图中的false；
(2)金属棒在整个运动过程中何时加速度最大？并求出该加速度值false；
390398052705(3)若金属棒释放处离水平导轨的高度为h（见图），求：
①金属棒在导轨倾斜部分运动时，通过电阻R的电荷量；
②金属棒在整个运动过程中，电阻R上产生的焦耳热。
17．(本题14分)如图甲所示，将两根足够长、间距为L的平行光滑金属导轨固定在同一水平面内，左端接一阻值为R的电阻，与导轨垂直的虚线ef右边区域存在方向竖直向下的匀强磁场，质量为m的金属杆PQ静止在导轨上．现对杆施加一水平向右的恒定拉力，经过时间t杆进入磁场，并开始做匀速直线运动，杆始终与导轨垂直并接触良好，导轨和杆的电阻均不计．
(1)求匀强磁场的磁感应强度大小B；
(2)若杆进入磁场后的某时刻撤去拉力，杆运动的速度与此后的位移关系图象如图乙所示，求0~x0与x0~3x0两个过程中电阻R产生的热量之比false．
301371029845
18．(本题14分)如图所示，两平行光滑金属导轨倾斜放置且固定，两导轨间距为L，与水平面间的夹角为θ，导轨下端有垂直于轨道的挡板，上端连接一个阻值R＝2r的电阻，整个装置处在磁感应强度为B、方向垂直导轨向上的匀强磁场中，两根相同的金属棒ab、cd放在导轨下端，其中棒ab靠在挡板上，棒cd在沿导轨平面向上的拉力作用下，由静止开始沿导轨向上做加速度为a的匀加速运动．已知每根金属棒质量为m、电阻为r，导轨电阻不计，棒与导轨始终接触良好．求：
4378960106045(1)经多长时间棒ab对挡板的压力变为零；
(2)棒ab对挡板压力为零时，电阻R的电功率；
(3)棒ab运动前，拉力F随时间t的变化关系．
参考答案 答案含解析
1．C
【详解】
AB．根据法拉第电磁感应定律，可得
false
则有
false
故AB错误；
CD．设线圈单位长度的电阻为R，根据闭合电路的欧姆定律有
false
联立解得
false
故C正确，D错误。
故选C。
2．C
【详解】
A．线圈中电流为右侧流入，磁场方向为向左，在闭合开关的过程中，磁场变强，则由楞次定律可知，感应电流的磁场向右，感应电流由右向左看，金属环中感应电流沿逆时针方向，故A错误；
B．电池正负极调换后，闭合开关时，线圈中电流增大，磁场增强，根据楞次定律的“来拒去留”可得，金属环受力向右，故仍将向右运动，故B错误；
C．若金属环放在线圈左侧，根据“来拒去留”可得，环将向左运动，故C正确；
D．若金属环不闭合，则闭合开关时金属环不会产生感应电流，但仍然能产生感应电动势，故D错误。
故选C。
3．A
【详解】
A．安培根据通电螺线管磁场与条形磁铁磁场极为相似提出分子电流假设，揭示磁现象的本质，故A正确；
B．奥斯特发现电流可以使周围的小磁针发生偏转，称为电流的磁效应，故B错误；
C．纽曼、韦伯在对理论和实验资料进行严格分析后，于1845年和1846年先后指出：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比，后人称之为法拉第电磁感应定律，故C错误；
D．楞次通过实验研究总结出楞次定律，适用于闭合回路，不可以判定通电直导线产生的磁场方向，故D错误。
故选A。
4．A
【详解】
A．根据
false
上滑过程和下滑过程磁通量的变化量相等，则通过电阻R的电量相等，A正确；
B．经过同一位置时：下滑的速度小于上滑的速度，下滑时棒受到的安培力小于上滑所受的安培力，则下滑过程安培力的平均值小于上滑过程安培力的平均值，所以上滑导体棒克服安培力做功大于下滑过程克服安培力做功，故上滑过程中电阻R产生的热量大于下滑过程中产生的热量，上滑过程与下滑过程电磁感应而产生的焦耳热不相等，B错误；
C．根据能量守恒定律可知金属杆ab在整个过程中损失的机械能等于装置产生的焦耳热和因摩擦产生的热，C错误；
D．金属杆ab上滑过程中受到重力、安培力、摩擦力作用，这些力都做功负功，根据动能定理得知：ab棒克服重力、安培力与摩擦力所做功之和等于false，D错误。
故选A。
5．C
【详解】
A．在false图像切线斜率表示感应电动势大小，O时刻斜率不为零，说明线圈中感应电动势不为零，故A不符合题意；
BC．D时刻斜率为零，说明此时线圈中感应电动势为零，故B不符合题意，C符合题意；
D．设由O至D时间内线圈中平均感应电动势为false，由法拉第电磁感应定律可得
false
故D不符合题意。
故选C。
6．B
【详解】
A．圆盘转动时，圆盘的半径切割磁感线产生感应电动势，圆盘与电阻 R组成闭合回路，有电流通过电阻 R，流过电阻 R 的电流不为零， A 错误；
B．由右手定则可知，回路中电流方向不变，若从上往下看，圆盘顺时针转动，由右手定 则知，圆盘中电流方向沿半径向里，则电流沿 a 到 b 的方向流过电阻 R，B 正确；
C．若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，由右手定则可知，电流方向不变，C错误；
D．铜盘转动产生的感应电动势为
false
感应电流
false
若圆盘转动的角速度ω变为原来的 2 倍，回路电流 I 变为原来 2 倍，电阻 R 不变，根据
false
可知，电流在 R 上的热功率 P 变为原来的 4 倍， D 错误。
故选B。
7．D
【详解】
A．只有闭合回路中磁通量发生变化时，闭合回路中才会产生感应电流，故A错误。?
B．根据法拉第电磁感应定律，电动势的大小取决与磁通量变化的快慢，所以感应电流的大小取决于磁通量变化的快慢，磁通量减小时，若磁通量的变化率增大，则感应电流可能变大，故B错误；
CD．穿过闭合电路的磁通量变化越快，闭合电路中感应电动势越大。磁通量大，但变化较慢，则感应电动势也可能很小，故C错误，D正确。
故选D。
8．D
【详解】
由法拉第电磁感应定律：false?，再由殴姆定律：false；而电量公式：Q=It；三式联立可得：Q=nfalse，故选D．
【点睛】
对于线圈的磁通量与线圈的匝数无关，当匝数越多时，导致电动势越大，相当于多个电源串联起来．
9．D
【详解】
A．从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，磁通量逐渐增大，根据楞次定律知，感应电流的方向一直为逆时针方向，故A错误；
B．CD段的电流方向由C到D，根据左手定则知，CD段受到竖直向上的安培力，故B错误；
C．根据E=BLv知随着线圈的进入，切割磁感线的有效长度先增加到r，然后逐渐减小，故感应电动势先增加后减小，故C错误；
D．感应电动势的平均值为
false
故D正确。
故选D。
10．D
【详解】
A．当条形磁铁插入闭合线圈时，闭合线圈中磁通量发生了变化，所以闭合线圈中产生了感应电动势，也产生了感应电流。当条形磁铁迅速插入时，磁通量变化快，产生的电动势E较大，由闭合电路欧姆定律可知，产生的电流也较大，故A错误；
B．当条形磁铁迅速插入时，磁通量变化时间较短，即磁通量变化较快，所以磁通量变化率false较大，故B错误；
C．当条形磁铁迅速插入时，磁通量变化较快，感应电动势false较大，故C错误；
D．条形磁铁是从同一初始位置插入到闭合线圈中的同一位置，则两个过程中初位置磁通量相同，末位置的磁通量也相量，所以两个过程中磁通量的变化量也相同，故D正确。
故选D。
11．ACD
【详解】
A．由法拉第电磁感应定律可得，插入过程螺线管产生的感应电动势为
false
A正确；
B．插入过程螺线管中，原磁场方向竖直向下，磁通量增大，由楞次定律可得，感应磁场方向竖直向上，由安培定则可得：从上往下看，插入过程螺线管中电流方向为如图所示逆时针方向，B错误；
C．由法拉第电磁感应定律可得，穿出过程螺线管产生的感应电动势为
false
由欧姆定律可得，穿出过程中，螺线管中电流大小为
false
C正确；
D．插入过程螺线管中，原磁场方向竖直向下，磁通量增大，由楞次定律可得，感应磁场方向竖直向上，由安培定则可得：从上往下看，插入过程螺线管中电流方向为如图所示逆时针方向；穿出过程螺线管中，原磁场方向竖直向下，磁通量减小，由楞次定律可得，感应磁场方向竖直向下，由安培定则可得：从上往下看，插入过程螺线管中电流方向为如图所示顺时针方向，故插入和穿出过程螺线管中电流方向相反，D正确；
故选ACD。
12．CD
【解析】
金属棒所受的安培力为：false ，false 速度增大，安培力增大，则加速度减小．故A错误．根据能量守恒知，外力F对ab做的功等于电路中产生的电能以及ab棒的动能．故B错误．当ab棒匀速运动时，外力做的功全部转化为电路中的电能，则外力F做功的功率等于电路中的电功率．故C正确．根据功能关系知，克服安培力做的功等于电路中产生的电能．故D正确．故选CD．
点睛：在电磁感应现象中电路中产生的热量等于外力克服安培力所做的功；在解题时要注意体会功能关系及能量转化与守恒关系．
13．CD
【详解】
金属棒在整个运动过程中，受到竖直向下的重力，竖直向上的支持力，这两个力合力为零，还受到水平向左的安培力，金属棒受到的合力等于安培力，随着速度减小，安培力减小，加速度减小，故金属棒做加速度逐渐减小的变减速运动，故A错误；根据动量定理得false，通过金属棒的电量为false，可得false，故B错误；整个过程中由动能定理可得：false，则金属棒克服安培力做功为：false，故C正确；整个回路产生的总焦耳热为： false，金属棒上产生的焦耳热为：false．故D正确．
14．AD
【详解】
AB．由图可知在false时刻，通过线圈的电流增大，则线圈产生的磁场增大，所以穿过金属小圆环的磁通量变小，根据楞次定律可知，圆环有扩张的趋势，选项A正确，B错误；
C．由图可知在false时刻通过线圈的电流增大，而在false时刻通过线圈的电流减小，根据楞次定律可知两时刻圆环感应电流方向不同，选项C错误；
D．由图可知在false和false时刻，线圈内电流的变化率是大小相等的，则线圈产生的磁场的变化率也相等，根据法拉第电磁感应定律可知，圆环内的感应电动势大小是相等的，所以感应电流大小也相等，根据楞次定律可知两时刻圆环感应电流方向也相同，选项D正确。
故选AD。
15．（1）5T；（2）0.75V；（3）0.02J
【详解】
（1）由切割磁感线产生的感应电动势
false
由欧姆定律可知
false
根据
false
因为匀速运动
false
解得
false
（2）ab边两端的电压大小
false
解得
false
（3）由能量守恒定律得
false
false
16．(1)false；(2)T，false；(3)false，false
【详解】
(1)当金属棒在倾斜导轨平面false上运动过程中加速度为零时，此时速度最大
false
即
false
解得
false
(2)金属棒达到最大速度后在斜面上做匀速下滑，然后匀速进入水平无磁场的false区域，再进入false内的磁场，根据乙图速率v随时间t的变化图像，则知在false时刻，即金属棒刚开始进入区域false内的磁场时加速度最大，即
false
解得
false
(3)金属棒释放处离水平导轨的高度为h，金属棒在导轨倾斜部分运动时，根据
false
则
false
根据
false
通过电阻R的电荷量
false
金属棒在整个运动过程中，根据能量守恒
false
电阻R上产生的焦耳热
false
17．（1）false （2）false
【分析】
（1）杆进入磁场之前做匀加速运动，进入磁场后做匀速运动，根据安培力等于F求解B；（2）根据能量关系求解两个过程中电阻R产生的热量之比.
【详解】
（1）设拉力大小为F，杆的加速度为a，进入磁场时的速度为v0，则F=ma；
杆做匀加速运动，则v0=at，
杆在磁场中做匀速运动，则F=F安=BIL
I=E/R
E=BLv0
联立解得：false
（2）撤去拉力后，由图乙可知，杆在x=x0处的速度大小为false
由能量关系，在0-x0过程中，电阻R产生的热量false
在x0-3x0过程中，电阻R产生的热量false
解得false
18．(1)false(2)false(3)false
【详解】
(1)棒ab对挡板的压力为零时，受力分析可得BIabL＝mgsin θ①
设经时间t0棒ab对挡板的压力为零，棒cd产生的电动势为E，则
E＝BLat0②
I＝false③
R外＝false＝falser④
Iab＝falseI⑤
解得：t0＝false⑥
(2)棒ab对挡板压力为零时，cd两端电压为Ucd＝E－Ir⑦
解得：Ucd＝false⑧
此时电阻R的电功率为P＝false⑨
解得：P＝false⑩
(3)对cd棒，由牛顿第二定律得：F－BI′L－mgsin θ＝ma?
I′＝false
解得：F＝false?