人教版(新教材)高中物理選擇性必修2第二章電磁感應(yīng)章末檢測(cè)試卷(二)

人教版(新教材)高中物理選擇性必修第二冊(cè)PAGEPAGE1章末檢測(cè)試卷(二)(時(shí)間：90分鐘滿分：100分)一、單項(xiàng)選擇題(本題共8小題，每小題3分，共24分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的)1．在北半球上，地磁場(chǎng)豎直分量向下．飛機(jī)在我國(guó)上空勻速巡航，機(jī)翼保持水平，飛行高度不變．由于地磁場(chǎng)的作用，金屬機(jī)翼上有電勢(shì)差，設(shè)飛行員左方機(jī)翼末端處的電勢(shì)為φ1，右方機(jī)翼末端處的電勢(shì)為φ2，則()A．若飛機(jī)從西往東飛，φ2比φ1高B．若飛機(jī)從東往西飛，φ2比φ1高C．若飛機(jī)從南往北飛，φ1比φ2高D．若飛機(jī)從北往南飛，φ2比φ1高〖答案〗C〖解析〗若飛機(jī)從西往東飛，磁場(chǎng)豎直分量向下，手心向上，拇指指向飛機(jī)飛行方向，四指指向左翼末端，故φ1>φ2，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；同理，飛機(jī)從東往西飛，從南往北飛，從北往南飛，都是φ1>φ2，選項(xiàng)C正確，B、D錯(cuò)誤．2．如圖1所示，螺線管與靈敏電流計(jì)相連，磁體從螺線管的正上方由靜止釋放，向下穿過(guò)螺線管．下列說(shuō)法正確的是()圖1A．電流計(jì)中的電流先由a到b，后由b到aB．a(chǎn)點(diǎn)的電勢(shì)始終低于b點(diǎn)的電勢(shì)C．磁體減少的重力勢(shì)能等于回路中產(chǎn)生的熱量D．磁體剛離開(kāi)螺線管時(shí)的加速度小于重力加速度〖答案〗D〖解析〗在磁體進(jìn)入螺線管的過(guò)程中，穿過(guò)螺線管的磁通量增大，且方向向下，由楞次定律可知，感應(yīng)電流由b經(jīng)電流計(jì)流向a；在磁體穿出螺線管的過(guò)程中，磁通量減小，且方向向下，由楞次定律可知，感應(yīng)電流由a經(jīng)電流計(jì)流向b，則a點(diǎn)電勢(shì)先低于b點(diǎn)電勢(shì)，后高于b點(diǎn)電勢(shì)，故A、B錯(cuò)誤；磁體減少的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和磁體的動(dòng)能，故C錯(cuò)誤；磁體剛離開(kāi)螺線管時(shí)，由楞次定律的“來(lái)拒去留”結(jié)論可知，磁體受到向上的安培力，則磁體受到的合外力小于重力，即磁體剛離開(kāi)螺線管時(shí)的加速度小于重力加速度，故D正確．3.如圖2，邊長(zhǎng)L＝20cm的正方形線框abcd共有10匝，靠著墻角放著，線框平面與地面的夾角α＝30°.該區(qū)域有磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.2T、水平向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．現(xiàn)將cd邊向右拉動(dòng)，ab邊經(jīng)0.1s著地．在這個(gè)過(guò)程中線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與感應(yīng)電流的方向分別是()圖2A．0.8V方向?yàn)閍dcbB．0.8V方向?yàn)閍bcdC．0.4V方向?yàn)閍dcbD．0.4V方向?yàn)閍bcd〖答案〗C〖解析〗初狀態(tài)的磁通量Φ1＝BSsinα，末狀態(tài)的磁通量Φ2＝0，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得：E＝neq\f(ΔΦ,Δt)＝neq\f(BSsinα,t)＝10×eq\f(0.2×0.22×0.5,0.1)V＝0.4V，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流的方向?yàn)閍dcb，故C正確．4．如圖3所示，有兩個(gè)完全相同的燈泡A、B，A與一自感線圈L相連接，線圈L的直流電阻阻值為R；B與一定值電阻相連，定值電阻的阻值為R.下列說(shuō)法正確的是()圖3A．開(kāi)關(guān)閉合瞬間A、B兩燈一起亮B．穩(wěn)定后A燈比B燈亮C．開(kāi)關(guān)斷開(kāi)瞬間A燈會(huì)閃亮一下，B燈不會(huì)閃亮一下D．開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后兩燈緩慢熄滅〖答案〗D〖解析〗由于A、B為兩個(gè)完全相同的燈泡，當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合瞬間，B燈泡立刻發(fā)光，由于線圈的自感現(xiàn)象，導(dǎo)致A燈泡漸漸變亮，因線圈L的直流電阻阻值為R，當(dāng)電流穩(wěn)定時(shí)，兩個(gè)燈一樣亮，故A、B錯(cuò)誤；因線圈L的直流電阻阻值為R，說(shuō)明穩(wěn)定時(shí)，兩個(gè)支路電阻相等，兩個(gè)支路電流相等，所以開(kāi)關(guān)斷開(kāi)瞬間，通過(guò)兩個(gè)燈泡的電流不會(huì)突然變大，所以兩燈都不會(huì)閃亮，而是緩慢熄滅，故D正確，C錯(cuò)誤．5.(2020·黑龍江鶴崗一中高二月考)如圖4所示是圓盤(pán)發(fā)電機(jī)的示意圖，銅盤(pán)安裝在水平的銅軸上，它的盤(pán)面恰好與勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直，兩塊銅片C、D分別與轉(zhuǎn)動(dòng)軸和銅盤(pán)的邊緣接觸．若銅盤(pán)半徑為L(zhǎng)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，回路的總電阻為R，從左往右看，銅盤(pán)以角速度ω沿順時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)．則()圖4A．由于穿過(guò)銅盤(pán)的磁通量不變，故回路中無(wú)感應(yīng)電流B．回路中感應(yīng)電流大小不變，為eq\f(BL2ω,2R)C．回路中感應(yīng)電流方向不變，為D→C→R→DD．回路中有周期性變化的感應(yīng)電流〖答案〗B〖解析〗把銅盤(pán)視為閉合回路的一部分，在銅盤(pán)以角速度ω沿順時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，銅盤(pán)切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，回路中有感應(yīng)電流，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；銅盤(pán)切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E＝eq\f(1,2)BL2ω，回路中感應(yīng)電流為I＝eq\f(E,R)＝eq\f(BL2ω,2R)，選項(xiàng)B正確，D錯(cuò)誤；由右手定則可判斷出感應(yīng)電流方向?yàn)镃→D→R→C，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．6．(2020·甘肅靖遠(yuǎn)四中高二上月考)如圖5甲所示，在虛線所示的區(qū)域有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的變化規(guī)律如圖乙所示，面積為S的單匝金屬線框處在磁場(chǎng)中，線框與電阻R相連，若金屬線框的電阻為eq\f(R,2)，下列說(shuō)法正確的是()圖5A．流過(guò)電阻R的感應(yīng)電流由b到aB．線框cd邊受到的安培力方向向上C．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為eq\f(2B0S,t0)D．a(chǎn)、b間的電壓大小為eq\f(2B0S,3t0)〖答案〗D〖解析〗穿過(guò)線框的磁通量在增大，根據(jù)楞次定律結(jié)合安培定則可得感應(yīng)電流沿逆時(shí)針?lè)较?，故流過(guò)電阻R的感應(yīng)電流由a到b，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；電流從c到d，根據(jù)左手定則可得線框cd邊受到的安培力方向向下，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得E＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(B0S,t0)，根據(jù)閉合電路歐姆定律可得a、b間的電壓大小為U＝eq\f(R,R＋\f(R,2))E＝eq\f(2B0S,3t0)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確．7．(2020·江蘇高二月考)如圖6所示，一個(gè)直角邊長(zhǎng)為2L的等腰直角三角形ABC區(qū)域內(nèi)，有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其左側(cè)有一個(gè)用金屬絲制成的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形線框abcd，線框以水平速度v勻速通過(guò)整個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，設(shè)電流順時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎畡t在線框通過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中，線框中感應(yīng)電流i隨時(shí)間t變化的規(guī)律正確的是()圖6〖答案〗B〖解析〗線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)中時(shí)，只有bc邊切割磁感線，根據(jù)楞次定律可知，電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?，即為?fù)，在線框完全進(jìn)入磁場(chǎng)之前，電流方向與大小不變；當(dāng)ad邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)感應(yīng)電流為零，接著bc邊開(kāi)始出磁場(chǎng)，回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為邊ad產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)減去bc邊在磁場(chǎng)中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)，隨著線框的運(yùn)動(dòng)回路中電動(dòng)勢(shì)逐漸增大，電流逐漸增大，方向?yàn)轫槙r(shí)針，即為正；在前進(jìn)2L后，bc完全出磁場(chǎng)，ad也開(kāi)始出磁場(chǎng)，切割磁感線的長(zhǎng)度逐漸減小，電流逐漸減小，方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较颍礊檎?，直至線框完全脫離磁場(chǎng)，電流減小為零，綜上分析可知，B正確，A、C、D錯(cuò)誤．8．(2018·全國(guó)卷Ⅰ)如圖7所示，導(dǎo)體軌道OPQS固定，其中PQS是半圓弧，Q為半圓弧的中點(diǎn)，O為圓心．軌道的電阻忽略不計(jì)．OM是有一定電阻、可繞O轉(zhuǎn)動(dòng)的金屬桿，M端位于PQS上，OM與軌道接觸良好．空間存在與半圓所在平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B.現(xiàn)使OM從OQ位置以恒定的角速度逆時(shí)針轉(zhuǎn)到OS位置并固定(過(guò)程Ⅰ)；再使磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小以一定的變化率從B增加到B′(過(guò)程Ⅱ)．在過(guò)程Ⅰ、Ⅱ中，流過(guò)OM的電荷量相等，則eq\f(B′,B)等于()圖7A.eq\f(5,4)B.eq\f(3,2)C.eq\f(7,4)D．2〖答案〗B〖解析〗設(shè)半圓弧PQS的半徑為r，在過(guò)程Ⅰ中，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，有E1＝eq\f(ΔΦ1,Δt1)＝eq\f(B\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)πr2－\f(1,4)πr2)),Δt1)＝eq\f(B·\f(1,4)πr2,Δt1)根據(jù)閉合電路歐姆定律，有I1＝eq\f(E1,R)且q1＝I1Δt1在過(guò)程Ⅱ中，有E2＝eq\f(ΔΦ2,Δt2)＝eq\f(B′－B\f(1,2)πr2,Δt2)I2＝eq\f(E2,R)q2＝I2Δt2又q1＝q2，即eq\f(B·\f(1,4)πr2,R)＝eq\f(B′－B\f(1,2)πr2,R)所以eq\f(B′,B)＝eq\f(3,2).二、多項(xiàng)選擇題(本題共4小題，每小題4分，共16分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求．全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分)9．(2018·全國(guó)卷Ⅰ)如圖8，兩個(gè)線圈繞在同一根鐵芯上，其中一線圈通過(guò)開(kāi)關(guān)與電源連接，另一線圈與遠(yuǎn)處沿南北方向水平放置在紙面內(nèi)的直導(dǎo)線連接成回路．將一小磁針懸掛在直導(dǎo)線正上方，開(kāi)關(guān)未閉合時(shí)小磁針處于靜止?fàn)顟B(tài)．下列說(shuō)法正確的是()圖8A．開(kāi)關(guān)閉合后的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉(zhuǎn)動(dòng)B．開(kāi)關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后，小磁針的N極指向垂直紙面向里的方向C．開(kāi)關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后，小磁針的N極指向垂直紙面向外的方向D．開(kāi)關(guān)閉合并保持一段時(shí)間再斷開(kāi)后的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面向外的方向轉(zhuǎn)動(dòng)〖答案〗AD〖解析〗根據(jù)安培定則，開(kāi)關(guān)閉合時(shí)鐵芯中產(chǎn)生水平向右的磁場(chǎng)，開(kāi)關(guān)閉合后的瞬間，根據(jù)楞次定律，直導(dǎo)線上將產(chǎn)生由南向北的電流，直導(dǎo)線上方的磁場(chǎng)垂直紙面向里，故小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，A項(xiàng)正確；開(kāi)關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后，直導(dǎo)線上沒(méi)有感應(yīng)電流，故小磁針的N極指北，B、C項(xiàng)錯(cuò)誤；開(kāi)關(guān)閉合并保持一段時(shí)間再斷開(kāi)后的瞬間，根據(jù)楞次定律，直導(dǎo)線上將產(chǎn)生由北向南的電流，直導(dǎo)線上方的磁場(chǎng)垂直紙面向外，故小磁針的N極朝垂直紙面向外的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，D項(xiàng)正確．10.如圖9所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1.0T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬桿PQ在外力F作用下在粗糙U形導(dǎo)軌上以速度v＝2m/s向右勻速滑動(dòng)，兩導(dǎo)軌間距離l＝1.0m，電阻R＝3.0Ω，金屬桿的電阻r＝1.0Ω，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)，則下列說(shuō)法正確的是()圖9A．通過(guò)R的感應(yīng)電流的方向?yàn)橛蒩到dB．金屬桿PQ切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為2.0VC．金屬桿PQ受到的安培力大小為0.5ND．外力F做功的數(shù)值等于電路產(chǎn)生的焦耳熱〖答案〗ABC〖解析〗由右手定則判斷知，當(dāng)金屬桿滑動(dòng)時(shí)產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流，通過(guò)R的感應(yīng)電流的方向?yàn)橛蒩到d，故A正確；金屬桿PQ切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為E＝Blv＝1.0×1.0×2V＝2.0V，故B正確；整個(gè)回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流為I＝eq\f(E,R＋r)，代入數(shù)據(jù)得I＝0.5A，由安培力公式F安＝BIl，代入數(shù)據(jù)得F安＝0.5N，故C正確；金屬桿PQ在外力F作用下在粗糙U形導(dǎo)軌上以速度v向右勻速滑動(dòng)，外力F做功大小等于電路產(chǎn)生的焦耳熱和金屬桿與導(dǎo)軌之間的摩擦力產(chǎn)生的內(nèi)能之和，故D錯(cuò)誤．11.如圖10所示，一個(gè)水平放置的“∠”形光滑金屬導(dǎo)軌固定在方向豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，ab是粗細(xì)、材料與導(dǎo)軌完全相同的導(dǎo)體棒，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好．在外力作用下，導(dǎo)體棒以恒定速度v向右平動(dòng)，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌一邊垂直，以導(dǎo)體棒在圖中所示位置的時(shí)刻作為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，則下列關(guān)于回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E、感應(yīng)電流I、導(dǎo)體棒所受外力的功率P和回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q隨時(shí)間變化的圖像正確的是()圖10〖答案〗AC〖解析〗設(shè)“∠”形導(dǎo)軌的夾角為θ，經(jīng)過(guò)時(shí)間t，導(dǎo)體棒的水平位移為x＝vt，導(dǎo)體棒切割磁感線的有效長(zhǎng)度L＝vt·tanθ，所以回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝BLv＝Bv2t·tanθ，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與時(shí)間t成正比，A正確；相似三角形的三邊長(zhǎng)之比為定值，故組成回路的三角形導(dǎo)軌總長(zhǎng)度與時(shí)間成正比，而感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與時(shí)間也成正比，故感應(yīng)電流大小與時(shí)間無(wú)關(guān)，為定值，B錯(cuò)誤；導(dǎo)體棒勻速移動(dòng)，外力F與導(dǎo)體棒所受安培力為一對(duì)平衡力，故外力的功率P＝Fv＝BILv＝BIv2t·tanθ，與時(shí)間t成正比，C正確；回路產(chǎn)生的焦耳熱Q＝I2Rt，回路電阻R與t成正比，故焦耳熱Q與t2成正比，D錯(cuò)誤．12．如圖11甲所示，閉合矩形導(dǎo)線框abcd固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的方向與導(dǎo)線框所在平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖乙所示．規(guī)定垂直紙面向里為磁場(chǎng)的正方向，abcda方向?yàn)閷?dǎo)線框中感應(yīng)電流的正方向，水平向右為安培力的正方向，關(guān)于導(dǎo)線框中的電流i與ad邊所受的安培力F隨時(shí)間t變化的圖像，下列選項(xiàng)正確的是()圖11〖答案〗BD〖解析〗由題圖B－t圖像可知，0～1s內(nèi)，線框中向里的磁通量增大，由楞次定律可知，線框中電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，沿adcba方向，即電流為負(fù)方向；同理可知1～2s內(nèi)，電流為正方向；2～3s內(nèi)，磁通量不變，則感應(yīng)電流為零；3～4s內(nèi)，電流為負(fù)方向，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(ΔB·S,Δt)，則I＝eq\f(E,R)＝eq\f(ΔB·S,RΔt)，由于一段時(shí)間內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻變化，所以該時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流保持不變，故A錯(cuò)誤，B正確；0～1s內(nèi)，電路中電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，沿adcba方向，根據(jù)左手定則可知，ad棒受到的安培力的方向向右，為正值；同理可知1～2s內(nèi)，ad棒受到的安培力為負(fù)值；2～3s內(nèi)，不受安培力；3～4s內(nèi)，ad棒受到的安培力為負(fù)值；根據(jù)安培力的公式F＝BIL，安培力的大小與磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比，故C錯(cuò)誤，D正確．三、非選擇題(本題共5小題，共60分)13．(8分)(2020·啟東中學(xué)期末)我們可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象中感應(yīng)電流方向的決定因素和遵循的物理規(guī)律．以下是實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程的一部分．圖12(1)如圖12甲所示，當(dāng)磁體的N極向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流表指針偏轉(zhuǎn)，若要探究線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向，必須知道____________________________________________________．(2)如圖乙所示，實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)閉合開(kāi)關(guān)時(shí)，電流表指針向右偏轉(zhuǎn)．電路穩(wěn)定后，若向右移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，此過(guò)程中電流表指針向________偏轉(zhuǎn)，若將線圈A抽出，此過(guò)程中電流表指針向________偏轉(zhuǎn)．(均選填“左”或“右”)(3)某同學(xué)按圖丙所示電路完成探究實(shí)驗(yàn)，在完成實(shí)驗(yàn)后未斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，也未把A、B兩線圈和鐵芯分開(kāi)放置，在拆除電路時(shí)突然被電擊了一下，則被電擊是在拆除________(選填“A”或“B”)線圈所在電路時(shí)發(fā)生的，分析可知，要避免電擊發(fā)生，在拆除電路前應(yīng)______________(選填“斷開(kāi)開(kāi)關(guān)”或“把A、B線圈分開(kāi)放置”)．〖答案〗(1)電流表指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向間的關(guān)系(2分)(2)左(1分)左(1分)(3)A(2分)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)(2分)〖解析〗(1)如題圖甲所示，當(dāng)磁體的N極向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流表指針偏轉(zhuǎn)，若要探究線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向，必須知道電流表指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向間的關(guān)系．(2)如題圖乙所示，實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)閉合開(kāi)關(guān)時(shí)，穿過(guò)線圈B的磁通量增加，電流表指針向右偏；電路穩(wěn)定后，若向右移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，通過(guò)線圈A的電流減小，磁感應(yīng)強(qiáng)度減小，穿過(guò)線圈B的磁通量減少，電流表指針向左偏轉(zhuǎn)；若將線圈A抽出，穿過(guò)線圈B的磁通量減少，電流表指針向左偏轉(zhuǎn)．(3)在完成實(shí)驗(yàn)后未斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，也未把A、B兩線圈和鐵芯分開(kāi)放置，在拆除電路時(shí)，線圈A中的電流突然減少，從而出現(xiàn)斷電自感現(xiàn)象，線圈中會(huì)產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，進(jìn)而會(huì)突然被電擊一下，為了避免此現(xiàn)象，則在拆除電路前應(yīng)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)．14.(10分)(2020·浙江杭州高二上月考)如圖13所示，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的單匝正六邊形金屬框質(zhì)量為m，電阻為R，用細(xì)線把它懸掛于一個(gè)有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬框的下半部處于磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與金屬框平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間變化的規(guī)律為B＝kt(k>0)．重力加速度為g，求：圖13(1)金屬框中感應(yīng)電流的方向；(2)金屬框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大??；(3)從t＝0時(shí)刻開(kāi)始，經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間細(xì)線的拉力為零？〖答案〗(1)逆時(shí)針?lè)较?2)eq\f(3\r(3)L2k,4)(3)eq\f(2\r(3)Rmg,9L3k2)〖解析〗(1)磁場(chǎng)逐漸增強(qiáng)，則穿過(guò)金屬框的磁通量逐漸增大，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反，根據(jù)安培定則可知感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较颍?2分)(2)由法拉第電磁感應(yīng)定律可得E＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(ΔB·S,Δt)＝k×3×eq\f(1,2)×L×eq\f(\r(3),2)L＝eq\f(3\r(3)L2k,4)(3分)(3)由題意可知，金屬框所受安培力方向向上，且當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度增大時(shí)，細(xì)線拉力減小，當(dāng)細(xì)線拉力為零時(shí)，有mg＝F安(2分)而F安＝BI·2L＝2ILB(1分)由閉合電路歐姆定律可知I＝eq\f(E,R)(1分)且B＝kt聯(lián)立解得t＝eq\f(2\r(3)Rmg,9L3k2)(1分)15．(12分)如圖14所示，在范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中傾斜放置兩根平行光滑的金屬導(dǎo)軌，它們所構(gòu)成的導(dǎo)軌平面與水平面的夾角θ＝30°，平行導(dǎo)軌的間距L＝1.0m．勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.2T．兩根金屬桿ab和cd可以在導(dǎo)軌上無(wú)摩擦地滑動(dòng)．兩金屬桿的質(zhì)量均為m＝0.2kg，電阻均為R＝0.2Ω.若用與導(dǎo)軌平行的拉力作用在金屬桿ab上，使ab桿沿導(dǎo)軌勻速上滑并使cd桿在導(dǎo)軌上保持靜止，整個(gè)過(guò)程中兩金屬桿均與導(dǎo)軌垂直且接觸良好．金屬導(dǎo)軌的電阻可忽略不計(jì)，取重力加速度g＝10m/s2.求：圖14(1)cd桿受到的安培力F安的大?。?2)通過(guò)金屬桿的感應(yīng)電流大小I；(3)作用在金屬桿ab上拉力的功率．〖答案〗(1)1.0N(2)5.0A(3)20W〖解析〗(1)金屬桿cd靜止在金屬導(dǎo)軌上，所受安培力方向平行于導(dǎo)軌平面向上．則F安＝mgsin30°(2分)解得：F安＝1.0N(1分)(2)F安＝BIL(2分)解得：I＝5.0A(1分)(3)金屬桿ab所受安培力方向平行于導(dǎo)軌平面向下，金屬桿ab在拉力F、安培力F安和重力mg沿導(dǎo)軌方向分力作用下勻速上滑，則F＝BIL＋mgsin30°(2分)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，金屬桿ab上產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E＝BLv(1分)根據(jù)閉合電路歐姆定律，通過(guò)金屬桿ab的電流I＝eq\f(E,2R)(1分)根據(jù)功率公式及上述各式得：P＝Fv＝20W．(2分)16.(14分)(2020·常州市高二上期中)如圖15所示，光滑導(dǎo)軌MN和PQ固定在豎直平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，兩端分別接有阻值均為R的定值電阻R1和R2.兩導(dǎo)軌間有一邊長(zhǎng)為eq\f(L,2)的正方形區(qū)域abcd，該區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．一質(zhì)量為m的金屬桿與導(dǎo)軌相互垂直且接觸良好，從ab處由靜止釋放，若金屬桿離開(kāi)磁場(chǎng)前已做勻速運(yùn)動(dòng)，其余電阻均不計(jì)．重力加速度為g，求：圖15(1)金屬桿離開(kāi)磁場(chǎng)前的瞬間流過(guò)R1的電流大小和方向；(2)金屬桿離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)速度的大??；(3)金屬桿穿過(guò)整個(gè)磁場(chǎng)過(guò)程中通過(guò)金屬桿的電荷量．〖答案〗(1)eq\f(mg,BL)方向從P到M(2)eq\f(2mgR,B2L2)(3)eq\f(BL2,2R)〖解析〗(1)設(shè)金屬桿離開(kāi)磁場(chǎng)前瞬間流過(guò)金屬桿的電流為I，由平衡條件可得mg＝BI·eq\f(L,2)(2分)解得I＝eq\f(2mg,BL)(1分)