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　　第二章《电磁感应》单元测试卷（解析版） （考试时间：90分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．测试范围：人教版（2019）： 选择性必修第二册第2章。 第Ⅰ卷 选择题 一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12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．关于感应电流，下列说法正确的是（） A．感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁通量 B．感应电流的磁场方向一定与引起感应电流的磁场方向相反 C．感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向可能相同，也可能相反 D．当导体切割磁感线运动时，只能用右手定则确定感应电流的方向 2．扫描隧道显微镜（STM）可用来探测样品表面原子尺寸上的形貌。为了有效隔离外界震动对STM的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小震动，如图所示。如图所示是对紫铜薄板施加恒定磁场的四种方案。试问出现扰动时，对于紫铜薄板上下、左右震动衰减最有效的方案是（） A． B． C． D． 3．如图所示，金属棒MN和PQ放在两组水平放置的光滑平行导轨间上，平行导轨间有竖直方向的匀强磁场，金属棒通过导轨与绕在同一软铁棒上不同线圈相连。当PQ在外力作用下向右运动时，发现MN受到向右的安培力。则PQ的运动情况是（    ） A．向右匀速运动 B．向右加速运动 C．向右减速运动 D．向左匀速运动 4．如图所示，灯泡A1和A2的规格完全相同，线圈L的电阻不计，下列说法中正确的是（） A．当接通电路时，A1和A2始终一样亮 B．当接通电路时，A2先达到最大亮度，A1后达到最大亮度，最后两灯一样亮 C．闭合电键电路稳定后断开电路时，A2立即熄灭、A1过一会才熄灭 D．闭合电键电路稳定后断开电路时，A2突然闪亮一下再熄灭 5．如图所示，将一电阻为R的导线弯成边长为L的正六边形线框（构成闭合回路）。虚线MN右侧有磁感应强度大小为B的匀强磁场，方向垂直于线框所在的平面向里。线框以大小为v方向垂直于虚线MN的速度匀速进入磁场。线框的ab边始终与MN平行，对于线框进入磁场的过程，下列说法正确的是（   ） A．线框中的感应电流方向为顺时针方向 B．线框所受的最大安培力为 C．线框中的电流先变小后变大 D．通过线．半径为r半圆光滑导轨PQ固定在同一水平面内，一长为r、电阻为R均匀导体棒OB置于半圆轨道上，O是导轨的圆心，装置的俯视图如图所示。整个装置处于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中，在ON之间接有一阻值为R的电阻。导体棒OB以角速度绕O顺时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触。导轨电阻不计，则下列说法正确的是（） A．导体棒OB两端的电压为 B．电阻R中的电流方向从Q到O，大小为 C．外力的功率大小为 D．若导体棒不动，要产生同方向的感应电流，可使竖直向下的磁感应强度均匀增大 7．如图所示，电阻为、长度为的导体棒OP可绕固定点O在水平面内以角速度逆时针匀速转动。整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度。导体棒的P端与半径为L的圆形光滑金属导轨接触良好，导轨圆心为O。电路中定值电阻，其余电阻不计。下列说法正确的是（    ） A．导体棒OP两端的电压大小为0.2V B．通过电阻R的电流方向为从c流向d C．电阻R消耗的电功率为 D．维持导体棒匀速转动所需外力的功率为 8．如图，两条固定的光滑平行金属导轨，所在平面与水平面夹角为导轨电阻忽略不计，两端各接一个阻值为的定值电阻，形成闭合回路；质量为的金属棒垂直导轨放置，并与导轨接触良好，接入导轨之间的电阻为；劲度系数为的两个完全相同的绝缘轻质弹簧与导轨平行，一端固定，另一端均与金属棒中间位置相连，弹簧的弹性势能与形变量的关系为；将金属棒移至导轨中间位置时，两弹簧刚好处于原长状态；整个装置处于垂直导轨所在平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为，间距为，将金属棒从导轨中间位置向上移动距离后静止释放，金属棒沿导轨向下运动到最远处，用时为，最远处与导轨中间位置距离为，弹簧形变始终在弹性限度内。此过程中； A．每个弹簧对金属棒施加的冲量大小为 B．每个弹簧对金属棒施加的冲量大小为 C．金属棒的平均输出功率为 D．每个定值电阻产生的热量为 9．（多选）如图所示，空间有一竖直放置的螺线管与条形磁体，当条形磁体向螺线管靠近的过程中。已知当感应电流方向从经电流表流向时，电流表的指针向右偏。下列说法正确的是（） A．若条形磁体加速靠近，电流表指针右偏 B．若条形磁体加速靠近，电流表指针左偏 C．若条形磁体减速靠近，电流表指针右偏 D．若条形磁体减速靠近，电流表指针左偏 10．（多选）有关下列四幅图的描述正确的是（   ） A．图甲中，为真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，炉内金属产生涡流发热，从而冶炼金属 B．图乙中，安检门利用自感现象可以检测金属物品，如携带金属经过时，会触发报警 C．图丙中，给铜板通上大小为的电流，电流方向如图所示，则前后表面出现电势差，且前表面电势较高 D．图丁中，粒子初速度为零经电场加速后（电压一定），进入磁场则粒子的比荷大于的比荷 11．（多选）由相同材料的导线绕成边长相同的甲、乙两个正方形闭合线圈，两线圈的质量相等，但所用导线的横截面积不同，甲线倍。现两线圈在竖直平面内从同一高度同时由静止开始下落，一段时间后进入一方向垂直于纸面的匀强磁场区域，磁场的上边界水平，如图所示。不计空气阻力，已知下落过程中线圈始终平行于纸面，上、下边界保持水平。在线圈下边进入磁场后且上边进入磁场前，可能出现的是（） A．甲和乙都加速运动 B．甲减速运动，乙加速运动 C．甲加速运动，乙减速运动 D．甲和乙都减速运动 12．（多选）如图所示，两根相距为L的平行光滑导轨水平放置，匀强磁场B垂直导轨平面。两根完全相同的导体棒ab、cd垂直导轨放置，初始时cd静止，ab以速度向右运动，最终两棒以相同速度匀速运动。已知每根导体棒质量m，电阻为R，导轨电阻不计（    ） A．最终两棒的共同速度为 B．整个过程中通过导体棒cd的电荷量为 C．导体棒ab做匀减速直线运动 D．整个过程中回路产生的焦耳热为 第Ⅱ卷 非选择题 二、实验题（本题共2小题，每空2分，共16分） 13．如图所示，边长为L的正方形均匀导体框以速度v0匀速进入右侧的匀强磁场（磁感应强度大小为B），导体框的总阻值为R，________（选填“ab边”或“da边”）相当于电源，电动势大小为_______。请作出等效电路图________，Uab为等效电路中的________（选填“电动势”“内电压”或“路端电压”），大小为_____。 14．如图所示是“研究电磁感应现象”的实验装置。 (1)连接好电路，在闭合开关S时发现灵敏电流计的指针向右偏转了一下，接着将滑动变阻器滑片向左迅速移动一段距离的过程中，电流计指针将__________偏转（填“向左”或“向右”）。再将A线圈从B线圈中迅速拔出，电流计指针将__________偏转（填“向左”、“向右”或“不”）； (2)G为指针零刻度在中央的灵敏电流表，连接在直流电路中时的偏转情况如图甲中所示，即电流从电流表G的左接线柱进时，指针也从中央向左偏。今把它与一线圈串联进行电磁感应实验，根据灵敏电流表指针的偏转方向，可判断图乙中的条形磁铁的运动方向是向__________（填“上”或“下”），图丙中的条形磁铁向下运动，则其下端为__________极（填“N”或“S”）。 五．计算题（本题共3小题，共36分） 15．在如图甲所示的电路中，电阻，圆形金属线圈的半径为，电阻为，半径为的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图乙所示，图线的横、纵截距分别为和，电容器C电容为，其余导线的电阻不计。闭合S，至时刻，电路中的电流已稳定。 (1)判断通过电阻的电流方向； (2)求线圈中产生的感应电动势的大小E，稳定后电路中的电流大小； (3)求稳定后电容器上极板所带电荷的电性，以及电容的带电量。 16．如图所示，两根相距的光滑平行金属导轨水平放置，导轨左端连接电阻。匀强磁场垂直轨道平面，磁感应强度。导体棒ab质量，电阻，垂直导轨放置。现用水平恒力拉导体棒，使其从静止开始向右运动。导轨电阻不计。 (1)求导体棒最终能达到的最大速度； (2)若导体棒从静止开始达到最大速度的过程中，流过电阻R的电荷量为，求此过程中导体棒运动的位移x和回路产生的焦耳热Q。 17．如图甲所示，正方形闭合线圈边长为，总电阻为，匝数为100匝，放在垂直于纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度B随时间的变化关系如图乙所示。求： （1）在内线圈中感应电流的大小； （2）在时线圈的边所受安培力的大小和方向； （3）内线 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二章《电磁感应》单元测试卷（解析版） （考试时间：90分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．测试范围：人教版（2019）： 选择性必修第二册第2章。 第Ⅰ卷 选择题 一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12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．关于感应电流，下列说法正确的是（） A．感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁通量 B．感应电流的磁场方向一定与引起感应电流的磁场方向相反 C．感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向可能相同，也可能相反 D．当导体切割磁感线运动时，只能用右手定则确定感应电流的方向 【答案】C 【详解】A． 感应电流的磁场阻碍的是磁通量的变化，而非磁通量本身。楞次定律指出“阻碍变化”，故A错误。 B． 当原磁场磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同（以阻碍减少）；当原磁场磁通量增加时，方向相反。因此“一定相反”的表述错误，故B错误。 C． 感应电流的磁场方向与原磁场方向可能相同（原磁场减弱时）或相反（原磁场增强时），故C正确。 D． 右手定则适用于导体切割磁感线的情况，但此时也可通过楞次定律判断方向，因此“只能用”的表述错误，故D错误。 故选C。 2．扫描隧道显微镜（STM）可用来探测样品表面原子尺寸上的形貌。为了有效隔离外界震动对STM的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小震动，如图所示。如图所示是对紫铜薄板施加恒定磁场的四种方案。试问出现扰动时，对于紫铜薄板上下、左右震动衰减最有效的方案是（） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】A．紫铜薄板上下、左右微小震动时，穿过紫铜薄板的磁通量均发生变化，紫铜薄板中产生涡流，磁场对涡流的安培力阻碍紫铜薄板震动，即能够快速衰减其微小震动，故A正确； B．紫铜薄板上下微小震动时，穿过紫铜薄板的磁通量没有发生变化，紫铜薄板中没有产生涡流，即不能够快速衰减其上下微小震动，故B错误； C．紫铜薄板上下、左右微小震动时，穿过紫铜薄板的磁通量均没有发生变化，紫铜薄板中没有产生涡流，即不能够快速衰减其上下、左右微小震动，故C错误； D．紫铜薄板上下微小震动时，穿过紫铜薄板的磁通量没有发生变化，紫铜薄板中没有产生涡流，即不能够快速衰减其上下微小震动，故D错误。 故选A。 3．如图所示，金属棒MN和PQ放在两组水平放置的光滑平行导轨间上，平行导轨间有竖直方向的匀强磁场，金属棒通过导轨与绕在同一软铁棒上不同线圈相连。当PQ在外力作用下向右运动时，发现MN受到向右的安培力。则PQ的运动情况是（    ） A．向右匀速运动 B．向右加速运动 C．向右减速运动 D．向左匀速运动 【答案】B 【详解】AD．PQ匀速运动时， PQ所在的线圈中产生恒定的感应电流，MN所在的线圈中没有磁通量的变化，不会产生感应电流，MN不受安培力，故AD错误； B．PQ向右加速运动时，根据右手定则，PQ中的感应电流向下且逐渐变大，则穿过PQ所在线圈的磁通量向上增加，根据楞次定律，MN所在的线圈中感应电流磁场方向向下，则MN中电流向下，由左手定则可知，所受安培力向右，故B正确； C．PQ向右减速运动时，根据右手定则，PQ中的感应电流向下且逐渐减小，则穿过PQ所在线圈的磁通量向上减小，根据楞次定律，MN所在的线圈中感应电流磁场方向向上，则MN中电流向上，由左手定则可知，所受安培力向左，故C错误。 故选B。 4．如图所示，灯泡A1和A2的规格完全相同，线圈L的电阻不计，下列说法中正确的是（） A．当接通电路时，A1和A2始终一样亮 B．当接通电路时，A2先达到最大亮度，A1后达到最大亮度，最后两灯一样亮 C．闭合电键电路稳定后断开电路时，A2立即熄灭、A1过一会才熄灭 D．闭合电键电路稳定后断开电路时，A2突然闪亮一下再熄灭 【答案】B 【详解】AB．开关闭合瞬间，线圈会产生自感电动势，阻碍自身电流的增大，因此所在支路电流逐渐增大，逐渐变亮；而所在支路没有电感，接通瞬间就有电流，因此一开始就达到最大亮度。 电路稳定后，线圈电阻不计，两个灯泡规格相同，两条并联支路电阻相等，因此两支路电流相等，最终两灯亮度相同，故A错误，B正确； CD．电路稳定后，由于两支路电阻相等，因此通过和的电流大小相等。断开开关后，电源被切断，线圈自感维持原有电流，、、形成闭合的自感回路，两灯都会逐渐熄灭，不会立刻熄灭；同时流过的初始电流大小等于原来的电流，因此不会闪亮， 故CD错误。 故选B。 5．如图所示，将一电阻为R的导线弯成边长为L的正六边形线框（构成闭合回路）。虚线MN右侧有磁感应强度大小为B的匀强磁场，方向垂直于线框所在的平面向里。线框以大小为v方向垂直于虚线MN的速度匀速进入磁场。线框的ab边始终与MN平行，对于线框进入磁场的过程，下列说法正确的是（   ） A．线框中的感应电流方向为顺时针方向 B．线框所受的最大安培力为 C．线框中的电流先变小后变大 D．通过线框横截面的电荷量为 【答案】B 【详解】A．在线框进入磁场的过程中，通过线框的磁通量逐渐增大，根据楞次定律可知感应电流的方向为逆时针方向，A错误； B．在线框进入磁场的过程中，切割磁场的有效长度的最大值为2L，最大感应电动势，，B正确； C．线框进入磁场过程中切割磁场的有效长度先变大后变小，即感应电动势先变大后变小，则电流先变大后变小，C错误； D．通过线框横截面的电荷量，D错误。 故选B。 6．半径为r半圆光滑导轨PQ固定在同一水平面内，一长为r、电阻为R均匀导体棒OB置于半圆轨道上，O是导轨的圆心，装置的俯视图如图所示。整个装置处于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中，在ON之间接有一阻值为R的电阻。导体棒OB以角速度绕O顺时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触。导轨电阻不计，则下列说法正确的是（） A．导体棒OB两端的电压为 B．电阻R中的电流方向从Q到O，大小为 C．外力的功率大小为 D．若导体棒不动，要产生同方向的感应电流，可使竖直向下的磁感应强度均匀增大 【答案】A 【详解】A．因为导体棒匀速转动，所以产生的感应电动势 导体棒两端的电压，故A正确； B．根据右手定则可知，电阻中电流方向从到，大小，故B错误； C．外力的功率等于回路的电功率，即，故C错误； D．若导体棒不动，竖直向下的磁感应强度增强，根据楞次定律，感应电流从O到，方向不同，故D错误。 故选A。 7．如图所示，电阻为、长度为的导体棒OP可绕固定点O在水平面内以角速度逆时针匀速转动。整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度。导体棒的P端与半径为L的圆形光滑金属导轨接触良好，导轨圆心为O。电路中定值电阻，其余电阻不计。下列说法正确的是（    ） A．导体棒OP两端的电压大小为0.2V B．通过电阻R的电流方向为从c流向d C．电阻R消耗的电功率为 D．维持导体棒匀速转动所需外力的功率为 【答案】C 【详解】A．导体棒OP两端的电压大小为，故A错误； B．右手定则可知通过OP的电流方向从O指向P，故通过电阻R的电流方向为从d流向c，故B错误； C．电阻R消耗的电功率为，故C正确； D．根据能量守恒，可知维持导体棒匀速转动所需外力的功率与电路热功率相等，即，故D错误。 故选C。 8．如图，两条固定的光滑平行金属导轨，所在平面与水平面夹角为导轨电阻忽略不计，两端各接一个阻值为的定值电阻，形成闭合回路；质量为的金属棒垂直导轨放置，并与导轨接触良好，接入导轨之间的电阻为；劲度系数为的两个完全相同的绝缘轻质弹簧与导轨平行，一端固定，另一端均与金属棒中间位置相连，弹簧的弹性势能与形变量的关系为；将金属棒移至导轨中间位置时，两弹簧刚好处于原长状态；整个装置处于垂直导轨所在平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为，间距为，将金属棒从导轨中间位置向上移动距离后静止释放，金属棒沿导轨向下运动到最远处，用时为，最远处与导轨中间位置距离为，弹簧形变始终在弹性限度内。此过程中； A．每个弹簧对金属棒施加的冲量大小为 B．每个弹簧对金属棒施加的冲量大小为 C．金属棒的平均输出功率为 D．每个定值电阻产生的热量为 【答案】C 【详解】AB．金属棒所受安培力冲量大小为 又 其中 解得 该过程中，取沿导轨向下为正方向，对金属棒，由动量定理得 解得每个弹簧对金属棒施加的冲量大小为，AB错误 D．由能量关系可知回路产生的总热量 每个定值电阻产生的热量为，故D错误； C．因金属棒的电阻与外电路总电阻相等，则金属棒的平均输出功率，故C正确。 故选C。 9．（多选）如图所示，空间有一竖直放置的螺线管与条形磁体，当条形磁体向螺线管靠近的过程中。已知当感应电流方向从经电流表流向时，电流表的指针向右偏。下列说法正确的是（） A．若条形磁体加速靠近，电流表指针右偏 B．若条形磁体加速靠近，电流表指针左偏 C．若条形磁体减速靠近，电流表指针右偏 D．若条形磁体减速靠近，电流表指针左偏 【答案】AC 【详解】AB．若条形磁体加速靠近，穿过螺线管向下的磁场增大（磁通量增大），根据楞次定律可知，螺线管中的电流方向a到b，电流表指针右偏，故A正确，B错误； CD．若条形磁体减速靠近，穿过螺线管向下的磁场增大（磁通量增大），根据楞次定律可知，螺线管中的电流方向a到b，电流表指针右偏，故C正确，D错误。 故选AC。 10．（多选）有关下列四幅图的描述正确的是（   ） A．图甲中，为真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，炉内金属产生涡流发热，从而冶炼金属 B．图乙中，安检门利用自感现象可以检测金属物品，如携带金属经过时，会触发报警 C．图丙中，给铜板通上大小为的电流，电流方向如图所示，则前后表面出现电势差，且前表面电势较高 D．图丁中，粒子初速度为零经电场加速后（电压一定），进入磁场则粒子的比荷大于的比荷 【答案】AC 【详解】A．图甲是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，由互感现象可知炉内金属产生涡流发热，从而冶炼金属，故A正确； B．金属物体过安检门时，金属物在安检门的磁场中发生电磁感应互感现象，内部出现感应电流，感应电流产生的磁场反作用于安检门发生报警，故B错误； C．图丙中，铜板中自由电荷为电子带负电，由左手定则可知，电子向后表面偏转，则有后表面电势较低，前表面电势较高，故C正确； D．图丁质谱仪中粒子经电场加速 磁场中洛伦兹力提供向心力 联立两式解得 因为大于，则的比荷小于的比荷，故D错误。 故选AC。 11．（多选）由相同材料的导线绕成边长相同的甲、乙两个正方形闭合线圈，两线圈的质量相等，但所用导线的横截面积不同，甲线倍。现两线圈在竖直平面内从同一高度同时由静止开始下落，一段时间后进入一方向垂直于纸面的匀强磁场区域，磁场的上边界水平，如图所示。不计空气阻力，已知下落过程中线圈始终平行于纸面，上、下边界保持水平。在线圈下边进入磁场后且上边进入磁场前，可能出现的是（） A．甲和乙都加速运动 B．甲减速运动，乙加速运动 C．甲加速运动，乙减速运动 D．甲和乙都减速运动 【答案】AD 【详解】设线圈下边到磁场上边界的高度为，线圈的边长为，线圈进入磁场前做自由落体运动，则有 可得 设线圈匝数为，线圈下边进入磁场时产生的电动势为 两线圈材料相同（设密度为），质量相同（设为），则有 设材料的电阻率为，则线圈电阻为 感应电流为 所受安培力为 由牛顿第二定律有 可得 可知加速度与线圈的匝数、横截面积无关，则甲和乙进入磁场时，具有相同的加速度。 当时，甲和乙都加速运动； 当时，甲和乙都减速运动； 当时，甲和乙都匀速运动。 故选AD。 12．（多选）如图所示，两根相距为L的平行光滑导轨水平放置，匀强磁场B垂直导轨平面。两根完全相同的导体棒ab、cd垂直导轨放置，初始时cd静止，ab以速度向右运动，最终两棒以相同速度匀速运动。已知每根导体棒质量m，电阻为R，导轨电阻不计（    ） A．最终两棒的共同速度为 B．整个过程中通过导体棒cd的电荷量为 C．导体棒ab做匀减速直线运动 D．整个过程中回路产生的焦耳热为 【答案】AD 【详解】A．当两棒速度相等后，穿过回路的磁通量不变，回路中将不再有感应电流，ab、cd最终具有相同的速度，对两棒的系统受合外力为零，则根据动量守恒定律 最终两棒的速度均为，故A正确； B．选向右的方向为正，对cd棒根据动量定理有 则，故B错误； C．根据法拉第电磁感应定律可知，只有在两棒速度不相等时回路中才有感应电流，感应电流使两棒都产生加速度，然而受到的安培力发生变化，感应电动势发生变化，感应电流、安培力、加速度也随之变化，所以导体棒ab不可能做匀减速直线运动，故C错误； D．根据能量守恒定律，在运动过程中产生的热量为，故D正确。 故选AD。 第Ⅱ卷 非选择题 二、实验题（本题共2小题，每空2分，共16分） 13．如图所示，边长为L的正方形均匀导体框以速度v0匀速进入右侧的匀强磁场（磁感应强度大小为B），导体框的总阻值为R，________（选填“ab边”或“da边”）相当于电源，电动势大小为_______。请作出等效电路图________，Uab为等效电路中的________（选填“电动势”“内电压”或“路端电压”），大小为_____。 【答案】 ab边 路端电压 【详解】[1][2]ab边切割磁感线产生感应电动势，相当于电源，电动势大小为 [3]根据右手定则可判断，a端电势高，作出等效电路图如下 [4][5]Uab为等效电路中的路端电压，根据分压原理可知 14．如图所示是“研究电磁感应现象”的实验装置。 (1)连接好电路，在闭合开关S时发现灵敏电流计的指针向右偏转了一下，接着将滑动变阻器滑片向左迅速移动一段距离的过程中，电流计指针将__________偏转（填“向左”或“向右”）。再将A线圈从B线圈中迅速拔出，电流计指针将__________偏转（填“向左”、“向右”或“不”）； (2)G为指针零刻度在中央的灵敏电流表，连接在直流电路中时的偏转情况如图甲中所示，即电流从电流表G的左接线柱进时，指针也从中央向左偏。今把它与一线圈串联进行电磁感应实验，根据灵敏电流表指针的偏转方向，可判断图乙中的条形磁铁的运动方向是向__________（填“上”或“下”），图丙中的条形磁铁向下运动，则其下端为__________极（填“N”或“S”）。 【答案】(1) 向右 向左 (2) 下 N 【详解】（1）（1）[1]由题意可知，闭合开关S时通过B线圈的磁通量增大，灵敏电流计的指针向右偏转，则闭合开关S后，将滑动变阻器滑片向左迅速移动，由图可知，滑动变阻器接入电路的电阻变小，回路电流变大，从而使通过B线圈的磁场变强，磁通量增大，灵敏电流计的指针将向右偏转； [2] 将A线圈从B线圈中迅速拔出，通过B线圈的磁通量减少，根据楞次定律可知，感应电流方向与闭合开关S时相反，故灵敏电流计的指针将向左偏转； （2）（2）[3]由题意可知，图乙中感应电流从电流表G的左接线柱进，则由右手螺旋定则可知，感应电流的磁场方向竖直向下，原磁场方向竖直向上，与原磁场方向相反，由楞次定律可知原磁场的磁通量增大，故图乙中的条形磁铁的运动方向是向下； [4]同理可知，图丙中感应电流的磁场方向竖直向上，又因为条形磁铁向下运动，所以原磁场磁通量增大，由楞次定律可知，原磁场的磁场方向竖直向下，则图丙中条形磁铁下端为N极。 五．计算题（本题共3小题，共36分） 15．在如图甲所示的电路中，电阻，圆形金属线圈的半径为，电阻为，半径为的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图乙所示，图线的横、纵截距分别为和，电容器C电容为，其余导线的电阻不计。闭合S，至时刻，电路中的电流已稳定。 (1)判断通过电阻的电流方向； (2)求线圈中产生的感应电动势的大小E，稳定后电路中的电流大小； (3)求稳定后电容器上极板所带电荷的电性，以及电容的带电量。 【详解】（1）磁场垂直线圈平面向里，由图乙可知磁感应强度随时间减小，因此穿过线圈的向里磁通量减小。根据楞次定律，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同（阻碍磁通量减小），即感应磁场向里；由右手螺旋定则，线圈中感应电流为顺时针方向，线圈下端为感应电源的正极，上端为负极，因此通过R2的电流方向为从左向右。 （2）根据法拉第电磁感应定律： 磁场仅分布在半径为的区域内，因此有效面积 磁感应强度变化率的大小 代入数值计算： 电路总电阻 由闭合电路欧姆定律，稳定电流： （3）稳定后电容器相当于开路，电容器并联在两端，电流从下向上流过，因此下端电势高于上端电势，电容器上极板接上端（低电势），故上极板带负电。 电容器两端电压等于两端电压： 因此电容器带电量： 16．如图所示，两根相距的光滑平行金属导轨水平放置，导轨左端连接电阻。匀强磁场垂直轨道平面，磁感应强度。导体棒ab质量，电阻，垂直导轨放置。现用水平恒力拉导体棒，使其从静止开始向右运动。导轨电阻不计。 (1)求导体棒最终能达到的最大速度； (2)若导体棒从静止开始达到最大速度的过程中，流过电阻R的电荷量为，求此过程中导体棒运动的位移x和回路产生的焦耳热Q。 【详解】（1）导体棒速度最大时，导体棒合力为0，则有 解得 （2）根据 因为，联立解得 根据能量守恒可知，回路产生的焦耳热 联立解得 17．如图甲所示，正方形闭合线圈边长为，总电阻为，匝数为100匝，放在垂直于纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度B随时间的变化关系如图乙所示。求： （1）在内线圈中感应电流的大小； （2）在时线圈的边所受安培力的大小和方向； （3）内线圈产生的热量。 【详解】（1）根据题意，由法拉第电磁感应定律有 代入数据解得，内线圈中感应电动势的大小为 则感应电流的大小 （2）内线圈中感应电动势的大小为 解得 感应电流为 由图知时，磁感应强度，则此时线圈的边所受安培力的大小为 解得 由楞次定律可知，线圈中感应电流方向为逆时针，由左手定则可知，边所受安培力的方向水平向左。 （3）由图乙可知，内线圈产生的热量为 代入数据解得 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $