第二章電磁感應(yīng)及其應(yīng)用章末復(fù)習(xí) 高中物理新魯科版選擇性必修第二冊2022年

第二章電磁感應(yīng)及其應(yīng)用章末練習(xí)

一、單選題

1.圖甲為興趣小組制作的無線充電裝置中受電線圈示意圖，已知線圈匝數(shù)n=100匝，電阻r=lC,橫截

面積S=1.5xl0-3m2,外接電阻R=70.線圈處在平行于線圈軸線的磁場中，磁場的磁感應(yīng)強度隨時

間變化如圖乙所示，設(shè)磁場的正方向水平向左，則

A.在t=0.005s時通過電阻R的電流大小為0

B.在t=0.005s時通過電阻R的電流方向由a流向b

C.在0?0.01s內(nèi)通過電阻R的電荷量q=1.5x10-3C

D.在0.02s?0.03s內(nèi)線圈所產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢為0

2.在勻強磁場中放一電阻不計的平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌跟大線圈M相接，如圖所示.導(dǎo)軌上放一根導(dǎo)線ab,

磁感線垂直于導(dǎo)軌所在平面.當(dāng)導(dǎo)線ab向右加速運動時，M所包圍的小閉合線圈N產(chǎn)生的感應(yīng)電流方

向，及所具有的形變趨勢是（）

A.N有順時針方向的電流，且有收縮的趨勢

B.N有順時針方向的電流，且有擴張的趨勢

C.N有逆時針方向的電流，且有收縮的趨勢

D.N有逆時針方向的電流，且有擴張的趨勢

3.如下圖所示，兩根平行長直光滑金屬軌道，固定在同一水平面內(nèi)，間距為d,其左端接有阻值為R的電

阻，整個裝置處在豎直向下、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中.一導(dǎo)體棒ab垂直于軌道放置，且與兩軌道

接觸良好，導(dǎo)體棒在水平向右、垂直于棒的恒力F作用下，從靜止開始沿軌道運動一段距離后達到最

大速度v（運動過程中導(dǎo)體棒始終與軌道保持垂直）.設(shè)導(dǎo)體棒接入電路的電阻為r,軌道電阻不計.在這一

過程中（）

A.導(dǎo)體棒中感應(yīng)電流的方向從a->b

B.當(dāng)速度達到最大速度v時導(dǎo)體棒ab兩端的電壓為Bdv

C.F做的功等于回路產(chǎn)生的電能

D.F做的功與安培力做的功之和等于導(dǎo)體棒增加的動能

4.如圖所示為一"凸形"線框，其中ab=be=cd=de=ah=hg=gf=1,ef=31.線框在外力作用下以恒

定速度垂直磁場通過一寬為1的有界勻強磁場.取逆時針方向的電流為正，圖示時刻t=0,則線框中

產(chǎn)生的電流i隨時間t變化的圖象中，正確的是（）

兩條平行虛線間存在一勻強磁場，磁感應(yīng)強度方向與紙面垂直。邊長為0.1m、總電阻為0.005。的正方

形導(dǎo)線框abed位于紙面內(nèi)，cd邊與磁場邊界平行，如圖甲所示。已知導(dǎo)線框向右做勻速直線運動，cd

邊于t=0s時刻進入磁場。導(dǎo)線框中感應(yīng)電動勢隨時間變化的圖線如圖乙所示（規(guī)定感應(yīng)電流的方向

abeda為正方向）。下列說法正確的是

A.磁感應(yīng)強度的方向垂直紙面向內(nèi)：EN

B.磁感應(yīng)強度的大小為0.5T匚小0.01-------1

：

ad~0-0.20.40.6

C.導(dǎo)線框運動速度的大小為0.05m/s:甲-0.01.....................

乙

D.在1=0.4s至t=0.6s這段時間內(nèi)，導(dǎo)線框所受的安培力大小為0.04N

6.如圖所示，平行金屬導(dǎo)軌與水平面成e角，導(dǎo)軌與固定電阻R1和R2相連，勻強磁場垂直穿過導(dǎo)軌平面.有

一導(dǎo)體棒ab,質(zhì)量為m,導(dǎo)體棒的電阻與固定電阻R1和R2的阻值均相等，與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為

H，導(dǎo)體棒ab沿導(dǎo)軌向上滑動，當(dāng)上滑的速度為v時，受到安培力的大小為F,此時下列說法中錯誤的

是

A.整個裝置因摩擦而消耗的熱功率為nmgvcos。

B.電阻R2消耗的熱功率為Fv/6

C.電阻及消耗的熱功率為Fv/3

D.整個裝置消耗的機械功率為（F+nmgcose）v

7.如圖甲所示，在豎直方向分布均勻的磁場中水平放置一個金屬圓環(huán)，圓環(huán)所圍面積為0.1m2,圓環(huán)電阻

為0.2。。在第1s內(nèi)感應(yīng)電流I沿順時針方向（俯視）。磁場的磁感應(yīng)強度B隨時間t的變化規(guī)律如圖乙

所示（其中在4?5s內(nèi)的圖線為直線）。則

A.在0?5s時間段，感應(yīng)電流先減小再增大

B.在。?5s時間段感應(yīng)電流始終沿順時針方向

C.在0?5s時間段，圓環(huán)最大發(fā)熱功率為5.0x10-4w

D.在0?2s時間段，通過圓環(huán)橫截面的電荷量為5.0x10-】C

8.如圖甲所示，導(dǎo)體棒MN置于水平導(dǎo)軌上，PQMN所圍的面積為S,PQ之間有阻值為R的電阻，不計

導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻。導(dǎo)軌所在區(qū)域內(nèi)存在沿豎直方向的勻強磁場，規(guī)定磁場方向豎直向上為正方向，

在0?2to時間內(nèi)磁感應(yīng)強度隨時間的變化情況如圖乙所示，導(dǎo)體棒MN始終處于靜止狀態(tài)。下列說法

正確的是

A.在0?t（）時間內(nèi)，通過導(dǎo)體棒的電流方向為N到M

B.在0?2to時間內(nèi)，通過電阻R的電流大小為翟

C.在0?2“時間內(nèi)，通過電阻R的電荷量為黑

D.在0?%和％?2to時間內(nèi)，導(dǎo)體棒受到的導(dǎo)軌的摩擦力方向相同

二、多選題（本大題共8小題，共32.0分）

9.如圖所示，寬為L的兩固定足夠長光滑金屬導(dǎo)軌水平放置，空間存在豎直向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強

度大小為B.質(zhì)量均為m、電阻值均為r的兩導(dǎo)體棒ab和cd靜止置于導(dǎo)軌上，其間距也為L,現(xiàn)給cd

一向右的初速度V。，對它們之后的整個運動過程說法正確的是（）

A.ab的加速度越來越大，cd的加速度越來越小

B.cd克服安培力所做的總功為:mv02

C.通過ab的電荷量為翳

D.兩導(dǎo)體棒間的距離最終變?yōu)長+需

10.如圖甲所示，一對足夠長的平行光滑軌道（電阻不計）固定在水平面上，兩軌道相距L=1m,左端用R=

1.5Q的電阻連接。一質(zhì)量m=1kg、電阻r=0.5。的導(dǎo)體桿垂直并靜置于兩軌道上。整個裝置處于磁感

應(yīng)強度B=2T的勻強磁場中，磁場方向垂直軌道平面向上?，F(xiàn)用水平拉力F沿軌道方向作用在導(dǎo)體桿

上，導(dǎo)體桿的速度隨時間變化的關(guān)系如圖乙所示。某時刻撤去拉力F,導(dǎo)體桿又滑行了一段距離后停下。

則以下說法正確的是

A.前2s內(nèi)，通過電阻R的電荷量為4c

B.導(dǎo)體桿運動過程中所受拉力恒為8N

C.導(dǎo)體桿在前2s內(nèi)產(chǎn)生的電動勢與時間的數(shù)值關(guān)系為

E=4t

D.從撤去拉力F到導(dǎo)體桿停止運動的過程中，電阻R

上產(chǎn)生的熱量為6J

11.在一個傾角為。的斜面上有一電阻不計的“U”形導(dǎo)軌abed,在導(dǎo)軌最底端接有一個定值電阻R,圖中的

虛線矩形區(qū)域有垂直于斜面向下的勻強磁場B,如左圖所示。現(xiàn)讓一根長為L、質(zhì)量為m、電阻也為R

的導(dǎo)體棒PQ從導(dǎo)軌頂端由靜止釋放。從導(dǎo)體棒開始運動到恰好到達導(dǎo)軌底端的過程中其機械能E與位

移x間的關(guān)系如右圖所示，圖中a、b、c均為直線段。若重力加速度g、xi、X2均為已知量，則由題意

和圖象信息可知

A.導(dǎo)體棒切割磁感線時P點的電勢比Q點的電勢高

B.圖象中的a和c兩段斜線并不平行

C.導(dǎo)體棒在磁場中做勻速直線運動

D.導(dǎo)體棒切割磁感線時回路中產(chǎn)生的焦耳熱

12.如圖所示，水平面內(nèi)足夠長的光滑"凸'’形電阻可忽略的金屬導(dǎo)軌左側(cè)寬度為J,右側(cè)寬度為L2,且L=

2L2,有兩個材料相同，質(zhì)量均為m導(dǎo)體棒靜止在導(dǎo)軌上，垂直于導(dǎo)軌所在平面向上的磁場磁感應(yīng)強度

大小為B,現(xiàn)給導(dǎo)體棒I一初速度V。使其沿水平方向開始運動直至達到穩(wěn)定狀態(tài)，整個過程導(dǎo)體棒I一

直在左側(cè)導(dǎo)軌部分，下面說法正確的是()

A.導(dǎo)體棒I達到穩(wěn)定狀態(tài)時速度為言

B.導(dǎo)體棒I達到穩(wěn)定狀態(tài)時速度為T

C.整個過程中通過導(dǎo)體棒H的電荷量為陪

D.整個過程中導(dǎo)體棒H上產(chǎn)生的焦耳熱為言m4

13.如圖(a)所示，一個電阻值為R、匝數(shù)為n的圓形金屬線圈與阻值為2R的電阻氏連接成閉合回路，線

圈的半徑為r「在線圈中半徑為功的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂真于線圈平面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B隨

時間t變化的關(guān)系圖線如圖(b)所示，圖線與橫、縱軸的交點坐標分別為％和B。，導(dǎo)線的電阻不計，在0

至L時間內(nèi)，下列說法正確的是

A.Ri中電流的方向由a到b通過心

B.電流的大小為嚅及

C.線圈兩端的電壓大小為嚶遍

D.通過電阻心的電荷量嗯警

14.如圖所示,在光滑絕緣水平面上有一單匝線圈ABCD,在水平外力作用下以大小為v的速度向右勻速進

入豎直向上的勻強磁場.第二次以大小為g的速度向右勻速進入該勻強磁場，則下列說法正確的是（）

A.笫二次進入與笫一次進入時線圈中的電流之比為1：3AD

B.第二次進入與第一次進入時外力做功的功率之比為1：3

C.第二次進入與笫一次進入時線圈中產(chǎn)生的熱量之比為1：3B----------C

D.第二次進入與第一次進入時通過線圈中某一橫截面的電荷量之比為1：3

15.如圖所示，兩根足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距為L,導(dǎo)軌平面與水平面的夾角8=30。，導(dǎo)

軌電阻不計，整個裝置處于磁感應(yīng)強度大小為B、方向垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場中。質(zhì)量為m、

長為L、電阻為R的金屬棒垂直導(dǎo)軌放置，且始終與導(dǎo)軌接觸良好。金屬導(dǎo)軌的上端連接一個阻值也

為R的定值電阻?，F(xiàn)閉合開關(guān)K,給金屬棒施加一個平行于導(dǎo)軌斜向上、大小為F=2mg的恒力，使金

屬棒由靜止開始運動。若金屬棒上滑距離$時-，金屬棒開始勻速運動，己知重力加速度為g,則在金屬

棒由靜止到剛開始勻速運動的過程中，下列說法中正確的是（）

A.金屬棒的末速度為鬻

B.金屬棒的最大加速度為1.4g

C.通過金屬棒的電荷量為翳

D.定值電阻上產(chǎn)生的焦耳熱為三mgs-華并

4b4B4L4

16.如圖所示，等腰直角三角形金屬框abc右側(cè)有一有界勻強磁場，磁場方向垂直紙面向外，ab邊與磁場

兩邊界平行，磁場寬度大于be邊的長度?，F(xiàn)使框架沿be邊方向勻速穿過磁場區(qū)域，t=0時，c點恰好

達到磁場左邊界。線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小為E,感應(yīng)電流

為1（逆時針方向為電流正方向），be兩點間的電勢差為瓦。，金屬

框的電功率為P。選項中上述各量隨時間變化的圖象可能正確的是

三、實驗題（本大題共1小題，共9.0分）

17.在“探究影響感應(yīng)電流方向的因素”的實驗中，（1）已將電池組、滑動變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、

電表及開關(guān)按如圖所示部分連接,要把電路連接完整正確，則N連接到（選填“a”“b”“c”或"M”）,

M連接到（選填“a”“b”“c”或"N”）o

（2）正確連接電路后，開始實驗探究，某同學(xué)發(fā)現(xiàn)當(dāng)他將滑動變阻器的滑動端P向右加速滑動時，靈敏

電流計指針向右偏轉(zhuǎn).由此可以判斷.

A.線圈A向上移動或滑動變阻器滑動端P向左加速滑動，都能引起靈敏電流計指針向左偏轉(zhuǎn)

B.線圈A中鐵芯向上拔出或斷開開關(guān)，都能引起靈敏電流計指針向右偏轉(zhuǎn)

C.滑動變阻器的滑動端P勻速向左或勻速向右滑動，靈敏電流計指針都靜止在中央

D.因為線圈A、線圈B的繞線方向未知，故無法判斷靈敏電流計指針偏轉(zhuǎn)的方向

(3)某同學(xué)第一次將滑動變阻器的觸頭P慢慢向右移動，第二次將滑動變阻器的觸頭P快速向右移動,

發(fā)現(xiàn)電流計的指針擺動的幅度第二次的幅度大，原因是線圈中的—(填“磁通量”或“磁通量的變化''或

“磁通量變化率”)第二次比第一次的大。

四、計算題(本大題共3小題，共30.0分)

18.如圖所示，長直平行光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在絕緣水平面上，導(dǎo)軌間距為1m,兩導(dǎo)軌間接有電阻

Ri、R2,阻值均為4C,虛線右側(cè)有垂直導(dǎo)軌平面豎直向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為1T,一根質(zhì)

量為20g的金屬棒放在導(dǎo)軌上，并處在磁場中，給金屬棒施加水平向右、大小為5N的拉力F,使金屬

棒從靜止開始向右運動，金屬棒運動過程中始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，不計金屬棒與導(dǎo)軌的電阻，

開始時電鍵S閉合，金屬導(dǎo)軌足夠長，求:

(1)金屬棒運動的最大速度大??；

(2)若金屬棒勻速運動后，將電鍵S斷開，電鍵斷開后金屬

棒運動1m時已處于勻速運動狀態(tài)，則此過程中電阻R】上產(chǎn)

生的焦耳熱為多少？

(3)若金屬棒勻速運動后，撤去拉力F,則金屬棒運動多長距離停下？

19.如圖所示，在質(zhì)量為M=0.99kg的小車上，固定著一個質(zhì)量為m=10g、電阻R=1Q的矩形單匝線圈

MNPQ,其中MN邊水平，NP邊豎直，高度1=0.05m.小車載著線圈在光滑水平面上一起以V。=10m/s

的速度做勻速運動，隨后進入一水平有界勻強磁場(磁場寬度大于小車長度)，完全穿出磁場時小車速度

vi=2m/s.磁場方向與線圈平面垂直并指向紙內(nèi)、磁感應(yīng)強度大小B=1.0T.已知線圈與小車之間絕緣,

小車長度與線圈MN邊長度相同.求：

(1)小車剛進入磁場時線圈中感應(yīng)電流I的大小和方向;3

XXXX

MND

XXX°X

)|巾

(2)小車通過磁場的過程中線圈電阻的發(fā)熱量Q；

(3)小車進入磁場過程中線圈克服安培力所做的功W.

20.如圖甲所示，兩條平行光滑水平導(dǎo)軌間距為L,左右兩側(cè)折成傾斜導(dǎo)軌，其傾角均為。=45。，左側(cè)軌

道高為(導(dǎo)軌水平部分有豎直向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B隨時間t變化規(guī)律如圖乙所示。導(dǎo)體棒

ab固定在左側(cè)導(dǎo)軌最高點，cd固定在水平導(dǎo)軌上，與左側(cè)軌道底端相距為2L,導(dǎo)體棒ab、cd長均為L、

電阻均為R,質(zhì)量分別為m和2m。從0時刻開始，靜止釋放導(dǎo)體棒ab,當(dāng)ab到達左側(cè)軌道底端時立

2

即釋放導(dǎo)體棒cdo不計導(dǎo)軌電阻和空氣阻力，已知L=lm,R=0.5Q,m=1kg,g=10m/s,Bo=2T。

(結(jié)果保留根號)求：

(1)導(dǎo)體棒ab在左側(cè)導(dǎo)軌上運動的過程中導(dǎo)體棒cd產(chǎn)生的焦耳熱Q；

(2)若水平導(dǎo)軌足夠長，且兩棒在水平導(dǎo)軌上不會相撞，則兩棒在水平導(dǎo)軌上運動過程中通過導(dǎo)體棒截

面的電荷量q是多少；

(3)在(2)的條件下，若右側(cè)傾斜導(dǎo)軌足夠長，且導(dǎo)體棒落在傾斜導(dǎo)軌上時立即被鎖定，求導(dǎo)體棒ab、cd

最終靜止時的水平間距X。

答案和解析

1.【答案】c

【解析】

【分析】

本題考查法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定律知識點，關(guān)鍵是知道計算電量用電流的平均值及電荷量的求解方

法。

【解答】

A.t=0.005s時磁感應(yīng)強度為0,磁通量為0,但磁通量的變化率最大，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知感應(yīng)

電動勢最大，感應(yīng)電流最大，故A錯誤；

B.0?0.005s過程中，由圖可知，磁場方向為正，即水平向左，且磁感應(yīng)強度減小，磁通量減小，根據(jù)楞次

定律，根據(jù)電流磁場方向向左，由安培定則知流過電阻R的電流方向由b流向a,故B錯誤；

C.在0?0.01s內(nèi)，根據(jù)感應(yīng)電量的公式有q=n署:，其中△①=2BS=1.2xlO^wb,所以q=100x

-?2xl0~4C=1.5x10-3C,故C正確；

7+1

D.在0.02s-0.03s內(nèi)，△①=2BS=1.2xlO^Wb,根據(jù)E=n竽可得線圈內(nèi)所產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢大小

△t

為E=lOOx絲吧V=1.2V,故D錯誤。

o.oi

故選C。

2.【答案】C

【解析】

【分析】

由右手定則判斷出ab切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向，然后應(yīng)用楞次定律判斷N中電流方向與形狀變化趨

勢。

本題考查了判斷感應(yīng)電流方向與線圈性質(zhì)變化趨勢問題，應(yīng)用右手定則與楞次定律即可正確解題，正確理

解并應(yīng)用楞次定律是正確解題的關(guān)鍵。

【解答】

ab向右運動時，由右手定則可知，感應(yīng)電流由a流向b,

ab加速運動，感應(yīng)電動勢：E=BLv變大，感應(yīng)電流：I=￡=零變大,

穿過N的磁通量增大，為阻礙磁通量的增加，由楞次定律可知，N有收縮的趨勢，

由楞次定律可知，N中感應(yīng)電流沿逆時針方向，故C正確，ABD錯誤。

故選Co

3.【答案】D

【解析】

【試題解析】

【分析】

根據(jù)右手定則判斷導(dǎo)體棒中電流方向;根據(jù)導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢得出導(dǎo)體棒ab兩端的電壓,

根據(jù)根據(jù)功能關(guān)系可知，F(xiàn)做的功等于回路產(chǎn)生的電能和導(dǎo)體棒動能的增加量，根據(jù)動能定理可知，F(xiàn)做的

功與安培力做的功之和等于導(dǎo)體棒增加的動能。

本題是右手定則和電路問題及功能關(guān)系在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的綜合題目。

【解答】

A.根據(jù)右手定則可知，導(dǎo)體棒中感應(yīng)電流的方向從b-a,故A錯誤；

B.當(dāng)速度達到最大速度v時，E=Bdv,導(dǎo)體棒ab兩端的電壓為路端電壓，U=&Bdv,故B錯誤；

C.根據(jù)功能關(guān)系可知，F(xiàn)做的功等于回路產(chǎn)生的電能和棒動能的增加量，故C錯誤；

D.根據(jù)動能定理可知，F(xiàn)做的功與安培力做的功之和等于導(dǎo)體棒增加的動能，故D正確。

故選D。

4.【答案】B

【解析】

【分析】

本題考查了感應(yīng)電流的圖線問題，分析清楚線框的運動過程是解題的前提與關(guān)鍵，應(yīng)用右手定則判斷出感

應(yīng)電流方向即可解題。

【解答】

感應(yīng)電動勢為：E=BLv,則感應(yīng)電流為：1=器；

K

由右手定則可知，線框進入磁場過程感應(yīng)電流沿逆時針方向，是正的，線框離開磁場過程感應(yīng)電流沿順時

針方向，是負的，故A、C、D錯誤，B正確.

5.【答案】D

【解析】

【分析】

根據(jù)線框勻速運動的位移和時間求出速度，讀出感應(yīng)電動勢E,結(jié)合E=BLv求出磁感應(yīng)強度；根據(jù)感應(yīng)電

流的方向，結(jié)合楞次定律得出磁場的方向；根據(jù)安培力公式得出導(dǎo)線框所受的安培力。

本題考查了導(dǎo)線切割磁感線運動，掌握切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢公式以及楞次定律，本題能夠從圖象中獲取

感應(yīng)電動勢的大小、方向、運動時間等。

【解答】

A.在0?0.2s時間內(nèi)，根據(jù)右手定則可得磁場方向垂直于紙面向外，A錯誤；

BC.導(dǎo)線框運動速度中=；=痣m/g=0.5m/g,感應(yīng)電動勢E=Blv,代入數(shù)據(jù)可得B=0.2T,BC錯誤；

D.根據(jù)F=BI1,E=Blv,1=1,聯(lián)立可得F=^=0.04N,D正確。

故選D。

6.【答案】C

【解析】

【分析】

電阻及、Rz并聯(lián)與導(dǎo)體棒串聯(lián)，由感應(yīng)電動勢公式E=BLV、歐姆定律、安培力公式，推導(dǎo)安培力與速度的

關(guān)系式，由功率公式電阻的功率、熱功率及機械功率。

解決本題是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律推導(dǎo)出安培力與速度的表達式，結(jié)合功率公式和功能關(guān)系

進行分析。

【解答】

A.整個裝置因摩擦而消耗的熱功率為：

Pf=fv=11mgeos。-v=gmgvcosQ,故A正確；

BC.設(shè)ab長度為L,磁感應(yīng)強度為B,電阻％=R2=R,電路中感應(yīng)電動勢E=BLv,ab中感應(yīng)電為:

2BLv

3R'

ab所受安培力為:

F=BIL=*①,

電阻Ri消耗的熱功率為:

P1=（》2R=3^…②，

由①②得，Pi=/v,電阻％和R2阻值相等，它們消耗的電功率相等，貝m=P2=，v,

故B正確，C錯誤；

D.根據(jù)功能關(guān)系知整個裝置消耗的機械功率為：P3=Fv+Pf=(F+nmgcos0)v,故D正確。

本題選錯誤的，故選C。

7.【答案】C

【解析】

【分析】

AD

根據(jù)楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向，通過法拉第電磁感應(yīng)定律E=部々?S求出感應(yīng)電動勢的大小，結(jié)合閉

合電路歐姆定律求出電流的大小。

本題考查電磁感應(yīng)中的感生電動勢問題。解決本題的關(guān)鍵會運用法拉第電磁感應(yīng)定律求解電動勢的大小，

會運用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向。

【解答】

A.根據(jù)閉合電路歐姆定律得：I=5=n黑，可知磁感應(yīng)強度的變化率越大，則電流越大，則在0?5s時間

KK,ZAL

段，感應(yīng)電流先減小再增大，最后不變，故A錯誤；

B.由題意知，在第1s內(nèi)感應(yīng)電流沿順時針方向，根據(jù)楞次定律知，磁場方向向上為正方向，在0?2s時間段

感應(yīng)電流沿順時針方向，在2?5s時間段，磁感應(yīng)強度先減小后反向增大，則感應(yīng)電流沿逆時針方向，故B

錯誤：

C.在0?5s時間段，當(dāng)電流最大時，發(fā)熱功率最大，由題圖乙可知，磁感應(yīng)強度變化率最大值為O.IT—T,

則最大電流I=舞=更手A=0.05A,則P=I2R=0.052X0.2W=5.0X10-4W,故C正確；

0.2

D.在0?2s時間段，根據(jù)電荷量的公式可得q=等==5.0x10-2C,則通過圓環(huán)橫截面的電荷量為

KU.Z

5.0x10-2C,故D錯誤。

故選C。

8.【答案】A

【解析】

【分析】

由楞次定律判斷出導(dǎo)體棒的運動趨勢，然后判斷摩擦力方向；由楞次定律求出感應(yīng)電流方向；由法拉第電

磁感應(yīng)定律求出感應(yīng)電動勢，然后由歐姆定律求出感應(yīng)電流；由法拉第電磁感應(yīng)定律求出感應(yīng)電動勢，由

歐姆定律求出感應(yīng)電流，然后由電流定義式求出電荷量。

本題考查了判斷摩擦力的方向、判斷電流方向、求感應(yīng)電流、求電荷量等問題，應(yīng)用楞次定律、法拉第電

磁感應(yīng)定律、歐姆定律、電流定義式即可正確解題；要全面正確理解楞次定律“阻礙”的含義。

【解答】

D.在0?to時間內(nèi)磁通量減小，根據(jù)楞次定律要阻礙磁通量的減小，導(dǎo)體棒有向右運動的趨勢，摩擦力水平

向左.在t°?2to時間內(nèi)磁通量增大，同理可判斷導(dǎo)體棒有向左運動的趨勢，摩擦力水平向右，故D錯誤；

A.0?“時間內(nèi)豎直向上的磁通量減小，根據(jù)楞次定律感應(yīng)電流的磁場方向豎直向上，感應(yīng)電流的方向由N

到M,故A正確；

B.導(dǎo)體棒MN始終靜止，與導(dǎo)軌圍成的回路面積不變，根據(jù)電磁感應(yīng)定律可得感應(yīng)電動勢E=笫=

△tAt

即感應(yīng)電動勢與B-t圖象斜率成正比，“時間內(nèi)感應(yīng)電流大小k=導(dǎo)=會$,

KKlo

to?2to時間內(nèi)感應(yīng)電流大小12=號=翟S,故B錯誤；

C.在0?2%時間內(nèi)，通過電阻R的電荷量Q==竽=萼，故C錯誤。

KKR

故選Ao

9.【答案】CD

【解析】

【分析】

對于安培力作用下導(dǎo)體棒的運動問題，如果涉及電荷量、求位移問題，常根據(jù)動量定理結(jié)合法拉第電磁感

應(yīng)定律、閉合電路的歐姆定律列方程進行解答。

【解答】

A.給cd一向右的初速度Vo,根據(jù)右手定則可知電流方向為acdb,根據(jù)左手定則可知cd桿安培力方向向后，

做減速運動，ab做加速運動，根據(jù)牛頓第二定律可得：a=叢=Bz—（vcd-vab）可知ab、cd的加速度越來越小，

m2mr

故A錯誤；

B.當(dāng)cd向右運動過程中，受到向左的安培力減速，而ab受向右的安培力而加速運動，當(dāng)兩者共速時滿足:

mv0=2mv

cd克服安培力所做的總功為W=gmvo2—3mv2,解得：W=|mv2,故B錯誤；

NNo0

C.對ab根據(jù)動量定理可得：BILt=m-Av,解得：q=It=^=翳，故C正確；

DLZDL

D.設(shè)最后兩根桿相對運動的距離為x,根據(jù)電荷量的經(jīng)驗公式可得：q=^=詈，解得：x=魯，所以兩

導(dǎo)體棒間的距離最終變?yōu)長+黑，故D正確。

故選CDo

10.【答案】ACD

【解析】

【分析】

導(dǎo)體切割磁感線過程感應(yīng)電動勢不穩(wěn)定，計算通過電阻R上的電量時用平均感應(yīng)電動勢；注意電磁感應(yīng)過

程中的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系。

根據(jù)q=ft=庭t=處計算電荷量;根據(jù)牛頓第二定律結(jié)合安培力表達式計算F的表達式;根據(jù)E=BLv計

rR+rR+r

算感應(yīng)電動勢；根據(jù)能量關(guān)系計算R上產(chǎn)生熱量。

【解答】

A.前2s內(nèi)通過電阻R的電荷量為q=ft==也，根據(jù)在一段時間內(nèi)v-t圖像與橫軸之間包圍的面積

“R+rR+r

表示物體運動位移，可知x=1x4x2m=4m,解得q=4C,A正確；

B.在前2s內(nèi)導(dǎo)體桿的加速度不變a=2m/s2,對導(dǎo)體桿有F-F安=ma,且1?=BIL=B9L=華四，可

*女R+rR+r

得F=4t+2,故B錯誤;

C.導(dǎo)體桿在前2s內(nèi)產(chǎn)生的電動勢為E=BLv=BLat=4t,故C正確；

D.從撤去拉力F到導(dǎo)體桿停止運動的過程中，整個回路產(chǎn)生的熱量Q=；mv2=8J,故電阻R上產(chǎn)生的熱量

為QR=,Q=6J,故D正確。

故選ACD。

11.【答案】CD

【解析】

【分析】

導(dǎo)體棒切割磁感線，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可以可知P、Q電勢高低，根據(jù)圖像可知，在導(dǎo)體棒下滑過程

中，受重力，摩擦力和切割磁感線時的安培力，由功能關(guān)系解決問題。

本題考查了法拉第電磁感應(yīng)定律以及電磁感應(yīng)中的能量類問題，根據(jù)切割磁線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，得出P、Q

兩點電勢高低，由受力情況，結(jié)合功能關(guān)系推導(dǎo)分析。

【解答】

A.導(dǎo)體棒下滑切割磁感線，由右手定則可判知，Q點的電勢比P點電勢高，故A錯誤；

B.金屬棒進入磁場前受重力和摩擦力作用，穿出磁場后也只受重力和摩擦力作用，受力情況不變，且摩擦力

均為：f=|imgcos(。)，所以摩擦力做功為：Wf=nmgcos(0)-x,則機械能減小量等于摩擦力做的功，所以

由公式知與位移成正比關(guān)系，故a、c是平行的，故B錯誤；

C.對導(dǎo)體棒受力分析知，在磁場中受重力、摩擦力和安培力作用，由功能關(guān)系知，機械能減小量等于摩擦力

和安培力做功之和，根據(jù)圖像可知，機械能均勻減小，則摩擦力和安培力均為定值，所以導(dǎo)體棒勻速下滑，

故C正確；

D.導(dǎo)體棒在磁場中下滑，減小的機械能為：AE=E]-E2根據(jù)功能關(guān)系，結(jié)合圖像可知產(chǎn)生的焦耳熱為：Q=

△E-Wf=E1-E2—nmgcos(0)?(x2-xj,故D正確。

故選CD。

12.【答案】ACD

【解析】

【分析】

對I根據(jù)動量定理、n根據(jù)動量定理列方程求解速度大??；對n根據(jù)動量定理結(jié)合電荷量的計算公式求解

電荷量；根據(jù)功能關(guān)系求解此時的焦耳熱。

對于安培力作用下導(dǎo)體棒的運動問題，如果涉及電荷量、求位移問題，常根據(jù)動量定理結(jié)合法拉第電磁感

應(yīng)定律、閉合電路的歐姆定律列方程進行解答。

【解答】

AB、達到穩(wěn)定狀態(tài)時電流為零，此時I的速度為Vi，II的速度為V2,則有：BL”1=BL2V2,解得v2=2v1；

對I根據(jù)動量定理可得：-BIL[t=mV]-mv0,對II根據(jù)動量定理可得：BIL2t=mv2-0,則mv（）-mvx=

2mv2,解得：v1=￡,V2=學(xué)，所以導(dǎo)體棒I達到穩(wěn)定狀態(tài)時速度為冷，故A正確、B錯誤；

C、對H根據(jù)動量定理可得：BlL2t=mv2-0,其中q=It,則整個過程中通過導(dǎo)體棒II的電荷量為q=瞪=

覆2—故C正確；

bDL?2bDL1

D、整個過程中系統(tǒng)產(chǎn)生的焦耳熱Q=兩個導(dǎo)體棒材料相同，質(zhì)量相同，則體積相

同，橫截面積之比為1：2,故由電阻定律可知則電阻之比為4：1,導(dǎo)體棒【I上產(chǎn)生的焦耳熱為Q”=2Q=

^mvo，故D正確。

故選ACDo

13.【答案】BD

【解析】

【分析】

考查楞次定律來判定感應(yīng)電流方向，由法拉第電磁感應(yīng)定律來求出感應(yīng)電動勢大小，注意磁通量變化的線

圈相當(dāng)于電源。

【解答】

AB、由圖象分析可知，0至匕時間內(nèi)有，由法拉第電磁感應(yīng)定律有：E=n詈=n^S

面積為：S=

由閉合電路歐姆定律有：11=白

聯(lián)立以上各式解得，通過電阻Ri上的電流大小為：11=警警，

3Kt0

由楞次定律可判斷通過電阻Ri上的電流方向為從b到a,故A錯誤，B正確；

C、線圈兩端的電壓大小為U=I]2R=X^,故C錯誤；

3to

D、通過電阻R1上的電量為：q=hti=粵警，故D正確；

故選：BDo

14.【答案】AC

【解析】

【試題解析】

【分析】

本題考查線框切割磁場模型，本題關(guān)鍵明確線圈進入磁場過程中，電動勢E=BLv,然后根據(jù)P=Fv求解功

率，根據(jù)Q=*Rt求解熱量，能由電流定義式可以求出電荷量。

【解答】

A.線圈進入磁場過程中，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=BLv,感應(yīng)電流為：1=5=要，感應(yīng)電流I與速度v成正

KK

比，第二次進入與第一次進入時線圈中電流之比：%：h=g：v=l：3,故A正確；

B.線圈進入磁場時受到的安培力為：FA=BIL=半，線圈做勻速直線運動，由平衡條件得，外力為：F=

FA=BIL=^,外力功率為：p=Fv=十:功率與速度的平方成正比，第二次進入與第一次進入時外

RR

力做功的功率之比為：p2：P1=G）2：v2=l：9,故B錯誤；

C.線圈進入磁場過程中產(chǎn)生的熱量為：Q=l2Rt=（￥）2xRxY=42,產(chǎn)生的熱量與速度成正比，第

、RvR

二次進入與第一次進入時線圈中產(chǎn)生熱量之比：Q2：Qi=g：V=1：3,故C正確；

D.通過導(dǎo)線橫截面電荷量為：q=iAt=^At=喈，電荷量與速度無關(guān)，電荷量之比為1：1,故D錯

誤；

故選ACo

15.【答案】ACD

【解析】

【分析】

金屬棒ab先加速上滑，加速度減小，后勻速上滑，速度達到最大。由歐姆定律、感應(yīng)電動勢和安培力公式

推導(dǎo)出安培力的表達式，根據(jù)平衡條件求解最大速度。

剛開始運動時，速度為0,安培力為0,加速度最大，根據(jù)牛頓第二定律即可求解最大加速度；

根據(jù)感應(yīng)電量公式求解通過金屬棒的電荷量；

金屬棒由靜止開始下滑s的過程中，根據(jù)動能定理可求出整個電路中產(chǎn)生的總電熱，然后再求出定值電阻上

的焦耳熱。

解決本題的關(guān)鍵會根據(jù)牛頓第二定律求加速度，以及結(jié)合運動學(xué)能夠分析出金屬棒的運動情況，當(dāng)a=0時，

速度達到最大，同時記住感應(yīng)電量的公式q=n言選擇題和填空題可直接使用。

【解答】

A.設(shè)金屬棒勻速運動的速度為V,則感應(yīng)電動勢E=BLv

回路電流1=￡=詈

安培力F次=BIL=3手

金屬棒勻速時，受力平衡有F=mgsin30°+F安，即2mg=^mg+更孕

22R

聯(lián)立解得：v=需，故A正確；

DL,

B.金屬棒開始運動時，加速度最大，即F-mgsin30。=ma,代入數(shù)據(jù)2mgmg=ma,解得a=1.5g,故

B錯誤；

A4)BLS

c.根據(jù)感應(yīng)電量公式q=丁=次，故C正確；

D.對金屬棒運用動能定理，有Fs-mgssin3(r-Q=[mv2,其中定值電阻上產(chǎn)生的焦耳熱為QR==

39m3g2R2

；mgs-故D正確;

4B4L4

故選ACD。

16.【答案】BC

【解析】

【分析】

本題考查了電磁感應(yīng)的圖像問題，注意在線框平動切割磁感線時，感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流、安培力等物理

量中都會用到切割長度L,知道L的意義即可解答。

根據(jù)E=BLv分析感應(yīng)電動勢的變化圖像；根據(jù)I=1=等分析感應(yīng)電流圖像；根據(jù)Un=IRbe分析be兩點

間的電勢差為U“圖像；根據(jù)P=PR分析電功率的圖像。

【解答】

A.由于感應(yīng)電動勢￡=8皿，其中L指切割的有效長度，即為三角形金屬框與磁場邊界交點之間的距離，可

知，進入磁場過程中L均勻變大，線框完全進入磁場后L相當(dāng)于為0,離開磁場過程中L均勻變大，故A

錯誤；

B.山I=1=翌可知感應(yīng)電流的變化規(guī)律和感應(yīng)電動勢相同，且根據(jù)楞次定律可知線框進入磁場過程中電流

KK

為負，離開時電流為正，故B正確；

C.由Ube=IRbe可知析be兩點間的電勢差為Ube圖像與感應(yīng)電流圖像相同，故C正確；

D.由P=I?R可知P不是均勻變化，故D錯誤。

故選BCo

17.【答案】⑴a；c；(2)B；(3)磁通量的變化率。

【解析】

【分析】

(1)注意該實驗中有兩個回路，一是電源、電鍵、變阻器、A螺線管串聯(lián)成的回路，二是電流計與B螺線管

串聯(lián)成的回路，據(jù)此可正確解答；

(2)穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)題意判斷磁通量是否變化，然后答

題:

(3)感應(yīng)電流的大小與磁通量的變化率有關(guān)。

本題主要是考查“探究影響感應(yīng)電流方向的因素''的實驗，關(guān)鍵是弄清楚實驗原理和實驗方法，知道產(chǎn)生感應(yīng)

電流的條件是：閉合回路磁通量發(fā)生變化。

【解答】

(1)將電流計與線圈B串聯(lián)成另一個回路，所以N連接a；

將電源、電鍵、變阻器、線圈A串聯(lián)成一個回路，注意滑動變阻器接一上一下兩個接線柱，所以M連接c；

(2)由題意可知：當(dāng)P向右加速滑動時，線圈A中的電流應(yīng)越來越小，則其磁場減小，磁通量減少，此時線

圈B中產(chǎn)生了電流使指針向右偏轉(zhuǎn)，故可知當(dāng)B中的磁通量減小時，電流表指向右偏；

A、線圈A向上移動時，線圈B中磁通量減小，指針向右偏轉(zhuǎn)；而滑動變阻器滑動端P向左加速滑動時，

線圈B中磁通量增大，故指針應(yīng)向左偏轉(zhuǎn)，故A錯誤；

B、當(dāng)鐵芯拔出或斷開開關(guān)時，線圈A中磁場減小，故線圈B中磁通量減小，指針向右偏轉(zhuǎn)，故B正確；

C、滑片勻速運動時，線圈A中也會產(chǎn)生變化的磁場，線圈B中產(chǎn)生了感應(yīng)電流使指針向右或向左偏轉(zhuǎn)，

故C錯誤；

D、雖然線圈A、線圈B的繞線方向未知，但根據(jù)題意可以判斷靈敏電流計指針偏轉(zhuǎn)的方向，故D錯誤。

故選B。

(3)兩種情況下滑動變阻器的觸頭P移動的快慢不同，說明電流變化快慢不同、線圈B中的磁感應(yīng)強度變化

快慢不同，即磁通量變化率不同，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小不同，線圈中的磁通量變化率第二次比第一次的

大。

故答案為：(l)a；c；(2)B；(3)磁通量的變化率。

18.【答案】解：(1)設(shè)金屬棒運動的最大速度大小為V],根據(jù)力的平衡有：F=BI1L

根據(jù)閉合電路歐姆定律有：k=念

其中加=黑=20

根據(jù)電磁感應(yīng)定律有：Ei=BLV1

聯(lián)立解得：V]=10m/s；

(2)若金屬棒勻速運動后，將電鍵S斷開，電鍵斷開后金屬棒運動1m時已處于勻速運動狀態(tài)，設(shè)勻速運動

的速度大小為V2，則：FB?L2V2

Ri

解得：v2=20m/s

設(shè)電阻Ri上產(chǎn)生的熱量為Q，根據(jù)能量守恒得：Fx=Q+3mv22-：mvi2

解得