第2章 电磁感应 章末测试-【新课程能力培养】2024-2025学年高中物理选择性必修第二册同步练习（人教版2019）

参考答案与解析 C 错误， D 正确。 5. D 【解析】 线圈中磁通量变化可以产生感应电流， 选项 A 、 B 无磁通量变化， 没有感应电流产生， A 、 B 错误； 线圈中磁通量变化都产生感应电流， 由图可知选 项 D 线圈效率比选项 C 的高， 故 C 错误， D 正确。 6. A 【解析】 旋转体转一圈， 测量齿轮靠近和远离 线圈 N 次， 线圈中的感应电流变化 N 次， 旋转体的角速 度为 棕 ， 故转速为 n＝ 棕 2仔 ， 故线圈中感应电流的变化频 率为 f=nN= 棕N 2仔 ， 故 A 正确； 当齿距离 T 形软铁最近的 时候， 通过线圈的磁通量最大， 磁通量的变化率为 0 ， 线圈中电流最小， 故 B 错误； 测量齿轮靠近和远离线圈 时， 线圈中磁通量的变化相反， 产生的感应电流方向相 反， 故 C 错误； 旋转体转速越高， 测量齿轮靠近和远离 线圈越快， 线圈中磁通量的变化越大， 线圈中感应电动 势越大， 线圈中的感应电流越强， 则与线圈串联的交流 电流表的示数变大， 故 D 错误。 7． C 【解析】 由 U-t 图像可知， 线圈两端的电压大 小与时间整正比， 即 U=kt ， 由法拉第电磁感应定律可知 U=Blv ， 联立解得 v= U Bl = kt Bl = k Bl t ， B 、 l 、 k 均一定， 则速 度 v 与时间 t 成正比， 所以火车做匀加速或匀减速直线 运动； 由 U-t 图像可知， 当火车依次通过线圈 A 、 B 时， 其运动情况是加速、 减速。 8． AB 【解析】 由题意可知， 本题中是涡流现象的 应用； 即采用线圈产生的磁场使金属杯产生感应电流； 从而进行加热的， 由 Q= E 2 R t 和法拉第电磁感应定律可 知， 增加线圈的匝数、 提高交流电的频率均可以增大感 应电动势， 从而提高发热功率， 则可以缩短加热时间； 故 A 、 B 正确； 将杯子换作瓷杯不会产生涡流； 则无法 加热水， 故 C 错误； 取走铁芯， 磁场减弱， 感应电动势 变小， 则加热时间变长， 故 D 错误。 9． C 【解析】 不连接接线柱时， 晃动电表， 表针在 外力作用下摆动， 故 A 错误； 连接接线柱后， 电表自身 形成闭合回路， 晃动电表， 闭合回路在磁场中运动， 会 产生感应电流， 从而出现安培阻力， 表针晃动幅度变 小， 并能较快停下， 这是电磁阻尼现象， 故 B 、 D 错误， C 正确。 10． B 【解析】 附近的被测金属物中感应出电流， 则 探测环中的发射线圈通的是交变电流， 故 A 错误， B 正 确； 因为探测环中的发射线圈通的是交变电流， 被测金 属物中的磁通量也是变化的， 所以探测器与被测金属物 相对静止时也能发出警报， 故 C 错误； 违规携带的物品 只要是金属就会被探测到， 故 D 错误。 11． AC 【解析】 内部电阻越小， 电流越大， 安培力 越大， 阻尼现象越明显， B 错误， A 正确； 减震过程中 会产生电流， 内部有电阻， 就会产生焦耳热， D 错误， C 正确。 12． C 【解析 】 断开开关时， 线圈与人组成闭合回 路， 所以流过人体的电流等于流过线圈的电流， 故 A 错 误； 断开开关时， 线圈中产生的感应电流从左到右， 线 圈相当于电源， 所以线圈的右端相当于电源的正极， 故 A 点电势比 B 点低， 所以流过人的电流方向为 B→A ， 故 B 错误， C 正确； 断开开关时， 线圈中的电流减小， 线圈发生自感， 产生感应电流， 阻碍原电流的减小， 使 电流不会发生突变， 而是由原来的值逐渐减小， 故 D 错误。 13． BC 【解析】 感应线圈随汽车一起运动过程中会 产生感应电流， 在路面线圈的磁场中受到安培力， 根 据 “来拒去留 ” 可知 ， 此安培力一定阻碍相对运动 ， 即阻碍汽车运动， 安培力随速度的增加而增大， 故牵 引力不能不变， 故 A 、 D 错误， C 正确； 由安培定则知 路面上相邻圆形线圈内部的磁场方向相反， 分析可知 汽车在行驶过程中， 感应线圈中感应电流产生的磁场 方向与地面线圈产生的磁场方向时而相同， 时而相反， 故 B 正确。 章末测试 1. A 【解析】 由图可知， 当 a 环上的开关 S 闭合的 瞬时 ， a 环中电流的方向为逆时针 ， 因为 a 环电流增 大， 由楞次定律判断出 b 环的感应电流方向为顺时针 方向； 根据异向电流相互排斥可知， b 环受到的安培力 方向沿半径向外， 即 b 环有扩张趋势， 故 A 正确， B 、 C 、 D 错误。 2. C 【解析】 磁场方向垂直纸面向里， 磁感应强度 大小随时间的变化率 k<0 ， 说明 B 减少， 穿过圆环的磁 通量减少， 由楞次定律判断可知： 圆环中产生的感应电 流的磁场方向与原磁场方向相同， 故感应电流方向沿顺 时针方向， 故 A 错误； 穿过圆环的磁通量减少， 由楞次 27 第二册 （人教版）高中物理选择性必修 定律可知， 圆环为了阻碍磁通量的减少， 圆环应有扩展 且向左运动的趋势， 故 B 错误； 根据题意， ΔB Δt =k ， 则 感应电动势 E= SΔB Δt 恒定， 由于电阻恒定， 故感应电流 恒定， 故 C 正确； 由法拉第电磁感应定律得 E= ΔB Δt · 1 2 πr 2 = 1 2 kπr 2 ， 圆环的电阻 R=p 2πr S ， 则感应电流大小 为 I= E R = krS 4p ， 则图中 a 、 b 两点间的电压 U=I · R 2 = E 2 = 1 4 kπr 2 ， 故 D 错误。 3. B 【解析】 圆盘在外力作用下切割磁感线， 从而 产生感应电动势， 出现感应电流， 故 A 错误； 根据法拉 第电磁感应定律， 则有 E=Blv= 1 2 Bl 2 棕 ， 所以产生的电动 势大小不变， 感应电流大小不变， 即为 I= E R = Bl 2 棕 2R ， 故 B 正确； 根据右手定则可知， 电流从 D 点流出， 流向 C 点， 因此电流方向为从 D 向 R 再到 C ， 即为 D→R→C→ D ， 故 C 、 D 错误。 4. C 【解析】 闭合开关 S 时， 由于通过线圈 L 的电 流逐渐变大， 因而在线圈中产生自感电动势阻碍电流的 增加， 则回路的电流会慢慢增大， 则灯泡会逐渐变亮， A 错误； 开关 S 闭合一段时间后再断开， 回路立即断 开， 则灯泡立即熄灭， B 错误； 开关 S 闭合一段时间后 再断开的瞬间， 在线圈 L 中会产生与原来电流方向相同 的自感电动势， 线圈相当于电源， 则 b 点电势高于 a 点 电势， C 正确， D 错误。 5. B 【解析】 当磁感应强度发生变化时， 线框内产 生的感应电动势为 E= Δ椎 Δt = ΔB Δt S= ΔB Δt l 2 ， 感应电流为 I= E R ， 安培力为 F=BIl ， 联立得 F=B ΔB Δt l 3 ， 由公式可 知， 安培力恒定， 若磁场 B 增大， 则 ΔB 减小， 若 B 减 小， 则 ΔB 增大， 故 B 正确。 6. B 【解析 】 此实验是教材中的演示实验 ， 主要 用来验证楞次定律 。 注意是由两套电路组成 ， 其中 粗线圈 B 与示教电表构成检测感应电流的电路 ， 细 线圈 A 与电源 、 开关 、 滑动变阻器构成产生电流磁 场的电路。 7. C 8. BC 【解析 】 开关 S 闭合时 ， 因为 R 1 ＞R 2 ， 所以 I 10 ＜I 20 ， 断开开关 S 的瞬间， 电感线圈 L 中的电流通过电 阻 R 2 、 R 1 形成回路， B 正确； 线圈中的电流不能突变， 通过电阻 R 2 的电流 I 2 由 I 20 逐渐减小， 通过电阻 R 1 的电 流 I 1 由 I 20 ＞I 10 逐渐减小， C 正确。 9. BD 【解析】 环 B 是用高温超导材料制成的超导 圆环， 电阻是 0 。 将超导圆环 B 水平放在磁铁 A 的过程 中， 其中的磁通量是发生变化的， 产生感应电流， 由楞 次定律， 感应电流的方向与图中所示的方向相反， 又因 为超导的电阻是 0 ， 故电流不消失。 10. AD 【解析】 剪断细线后， 两根导体棒在弹簧弹 力作用下分开时， 回路中的磁通量变大， ab 、 cd 中产生 的感应电动势的方向相反， 相当于两电源串联， 感应电 流为逆时针方向。 由左手定则， 两根导体棒所受安培力 的方向相反， B 错误。 对两根导体棒组成的系统， 受到 的弹力和安培力大小相等、 方向相反， 合力为 0 ， 动量 守恒； 运动过程中克服安培力做功， 由机械能转化为电 能， 机械能不守恒。 两根导体棒在弹簧弹力作用下靠近 时， 同样分析， 可知 C 错误， A 、 D 正确。 11. Bl （ v 1 +v 2 ） R 【解析】 由题知， 金属杆相对磁场的 速度为 v=v 1 +v 2 ， 感应电动势为 E=Blv ， 则感应电流为 I= E R = Blv R = Bl （ v 1 +v 2 ） R 。 12. 0 2×10 -11 C a 【解析】 由图乙所示图像可知， 在 0~2 s 内磁感应强度不变， 圆环不产生感应电动势， 电容器两极板间电压为 0 ， 所带电荷量为 0 ； 在 2~8 s 内， 由法拉第电磁感应定律可知， 感应电动势： E= Δ椎 Δt = ΔB Δt S= 6×10 -2 8-2 ×10×10 -4 V=1×10 -5 V ， 4 s 末电容器带电 荷量： Q=CU=CE=2×10 -6 ×1×10 -5 C=2×10 -11 C ； 在 2~8 s 内， 由楞次定律可知， a 点电势高， b 点电势低， 则 a 板 带正电。 13. （ 1 ） 0.20 A （ 2 ） 3.4×10 -2 N 【解析】 （ 1 ） 0~2.0×10 -2 s 时间内， 线框中产生的感 应电动势为 E 1 ， 感应电流为 I 1 ， 方向由 d→c ， 则 E 1 = Δ椎 1 Δt = ΔB Δt · l 2 2 ， I 1 = E 1 R ， 代入数据解得 E 1 =0.20 V ， I 1 =0.20 A 。 （ 2 ） t=1.0×10 -2 s ， 线框受到的安培力 F 1 =B 1 I 1 l ， 方向 沿斜面向下， 结合图乙， 代入数据得 F 1 =4.0×10 -3 N 。 设此时线框受到的摩擦力大小为 F f ， 则由线框在斜 28 参考答案与解析 面静止得 mgsin α+F 1 -F f =0 ， 代入数据得 F f =3.4×10 -2 N 。 14. （ 1 ） 0.01 V 0.001 A （ 2 ） F=0.003 N （ 3 ） Q=0.0006 J 【解析】 （ 1 ） 由法拉第电磁感应定律可得 E=n Δ椎 Δt =n ΔBS Δt =1× 15 30 ×0.02 V=0.01 V ， 由闭合电路欧姆定律可得 I= E R = 0.01 10 A=0.001 A 。 （ 2 ） 通电导线受到的安培力为 F=BIl=15×0.001× 0.2 N=0.003 N 。 （ 3 ） 在 1 min 内线圈回路产生的焦耳热： Q=I 2 Rt= 0.001 2 ×10×60 J=0.0006 J 。 15. （ 1 ） N→Q b→a （ 2 ） 0.16 V （ 3 ） 0.02 C 【解析】 （ 1 ） 根据右手定则判断得知， ab 中产生的 感应电流方向是 b→a ， 则通过电阻 R 的电流方向为 N→Q 。 （ 2 ） 导体棒产生的感应电动势 E=BLv=0.2×0.5×2 V= 0.2 V ， 通过 R 的电流大小为 I= E R+r = 0.2 4+1 A=0.04 A ， 则电阻 R 两端的电压为 U=IR=0.04×4 V=0.16 V ， 则电压表的示数为 0.16 V 。 （ 3 ） 由 E= Δ椎 Δt ， I= E R+r ， q=IΔt 得， 通过导体棒的 电荷量为 q= Δ椎 R+r = BLS R+r = 0.2×0.5×1 4+1 C=0.02 C 。 感知高考 1. C 【解析】 如图所示， 导体 棒匀速转动， 设速度为 v ， 导体棒 从 A 到 A′ 过程中 ， 棒转过的角度 为 兹 ， 则导体棒垂直磁感线方向的 分速度为 v ⊥ =vcos 兹 。 可知导体棒垂 直磁感线的分速度为余弦变化， 根据左手定则可知， 导 体棒经过 A′ 点和 A′ 点关于 P 点的对称点时， 电流方向 发生变化， 根据 u=BLv ⊥ 可知导体棒两端的电势差 u 随 时间 t 变化的图像为余弦图像。 故选 C 。 2. AC 【解析】 弹簧伸展过程中， 根据右手定则可 知， 回路中产生顺时针方向的电流， A 正确。 任意时 刻， 设电流为 I ， 则 PQ 受安培力 F PQ =BI · 2d ， 方向向左； MN 受安培力 F MN =2Bld ， 方向向右， 可知两棒系统受合 外力为零， 动量守恒。 设 PQ 质量为 2m ， 则 MN 质量为 m ， PQ 速率为 v 时， 则 2mv=mv 0 ， 解得 v 0 =2v 。 回路的 感应电流 I= 2Bdv 0 +B · 2dv 3R = 2Bdv R ， MN 所受安培力大小 为 F MN =2BId= 4B 2 d 2 v R ， B 错误。 两棒最终停止时弹簧处 于原长状态， 由动量守恒可得 mx 1 =2mx 2 ， x 1 +x 2 =L ， 则最 终 MN 位置向左移动 x 1 = 2L 3 ， PQ 位置向右移动 x 2 = L 3 。 因任意时刻两棒受安培力和弹簧弹力大小都相同， 设 整个过程两棒受的弹力的平均值为 F 弹 ， 安培力平均值 为 F 安 ， 则整个过程根据动能定理 F 弹 x 1 -F 安 x MN =0 ， F 弹 x 2 -F 安 x PQ =0 ， 可得 x MN x PQ = x 1 x 2 = 2 1 ， C 正确。 两棒最后停止 时， 弹簧处于原长位置， 此时两棒间距增加了 L ， 由上 述分析可知， MN 向左位置移动 2L 3 ， PQ 位置向右移动 L 3 ， 则 q= I Δt= Δ椎 R 总 = 2B 2L 3 d+B L 3 2d 3R = 2BLd 3R ， D 错误。 3. AC 【解析】 依题意， M 、 N 两点连线与长直导线 平行、 两点与长直导线的距离相同， 根据右手螺旋定则 可知， 通电长直导线在 M 、 N 两点产生的磁感应强度大 小相等， 方向相同， 故 A 正确； 根据右手螺旋定则， 线 圈在 P 点时， 磁感线穿进与穿出在线圈中对称， 磁通量 为零。 在向 N 点平移过程中， 磁感线穿进与穿出线圈不 再对称， 线圈的磁通量会发生变化， 故 B 错误； 根据右 手螺旋定则， 线圈从 P 点竖直向上运动过程中， 磁感线 穿进与穿出线圈对称， 线圈的磁通量始终为零， 没有发 生变化， 线圈无感应电流， 故 C 正确； 线圈从 P 点到 M 点与从 P 点到 N 点， 线圈的磁通量变化量相同， 依题意 知 P 点到 M 点所用时间较从 P 点到 N 点时间长， 根据 法拉第电磁感应定律 ， 则两次的感应电动势不相等 ， 故 D 错误。 4. D 【解析】 根据安培定则可知， 通电直导线右侧 的磁场方向垂直于纸面向里， 磁感应强度随时间均匀增 加， 根据楞次定律可知线框中产生的感应电流方向为 a→d→c→b→a ， A 错误； 线框中产生的感应电流为 I= E R =n Δ椎 RΔt =n S R · ΔB Δt ， 空间各点的磁感应强度随时间均 匀增加， 故线框中产生的感应电流不变， B 错误； 线框 ad 边感应电流保持不变 ， 磁感应强度随时间均匀增 加 ， 根据安培力表达式 F 安 =BIl ， 故所受的安培力变 大， C 错误； 线框所处空间的磁场方向垂直纸面向里， P 棒 B A v 兹 住′ 兹 v ⊥ 第 1 题答图 29 第二章 电 磁 感 应 练 一、 选择题 （本题共 10 小题， 共 46 分。 在 每小题给出的四个选项中， 第 1~7 小题 只有一项符合题目要求， 每小题 4 分； 第 8~10 小题有多项符合题目要求， 每 小题 6 分， 全部选对的得 6 分， 选对但 不全的得 3 分， 有选错的得 0 分） 1. 如图所示， a 、 b 两个圆形 导线环处于同一平面， 当 a 环上的开关 S 闭合的瞬间， b 环中的感应电流方向及 b 环受到的安培力方向分别为 （ ） A. 顺时针， 沿半径向外 B. 顺时针， 沿半径向里 C. 逆时针， 垂直纸面向外 D. 逆时针， 垂直纸面向里 2. 用一根横截面积为 S 、 电 阻率为 ρ 的硬质导线做成 一个半径为 r 的圆环， ab 为圆环的一条直径， 如图 所示。 在 ab 的左侧存在 一个匀强磁场， 磁场方向垂直圆环所在平 面， 磁感应强度大小随时间变化的关系为 B=B 0 +kt ， 其中磁感应强度的初始值为 B 0 ， 方向垂直纸面向里， 且 k<0 ， 则 （ ） A. 圆环中产生逆时针方向的电流 B. 圆环具有扩张且向右运动的趋势 C. 圆环中产生恒定的感应电流 D. 图中 a 、 b 两点间的电势差为 kπr 2 2 3. 如图所示是圆盘发电机的示意图： 铜盘安 装在水平的铜轴上， 它的边缘正好在两磁 极之间， 两块铜片 C 、 D 分别与转动轴和 铜盘的边缘接触。 若铜盘 半径为 l ， 匀强磁场的磁 感应强度为 B ， 回路的总 电阻为 R ， 从左往右看， 铜盘以角速度 ω 沿顺时 针方向匀速转动。 则 （ ） A. 由于穿过铜盘的磁通量不变， 故回路 中无感应电流 B. 回路中感应电流大小不变， 为 Bl 2 ω 2R C. 回路中有方向不断变化的感应电流 D. 回路中感应电流方向不变， 为 D→C→ R→D 4. 将直流电源、 开关 S 、 电 感线圈 L （自感系数较 大） 和灯泡 A 连接成如 图所示的电路， 开始时 开关 S 断开， 下列说法 正确的是 （ ） A. 闭合开关 S 时， 灯泡立即变亮 B. 开关 S 闭合一段时间后再断开， 灯泡 逐渐熄灭 C. 开关 S 闭合一段时间后再断开的瞬间， 章 末 测 试 （时间： 75 分钟 总分： 100 分） 第 1 题图 a b S 第 2 题图 a b ω B C D R 第 3 题图 第 4 题图 A a b L S 59 练 高中物理选择性必修 第二册 （人教版） b 点电势高于 a 点电势 D. 开关 S 闭合一段时间后再断开的瞬间， a 点电势高于 b 点电势 5. 如图， 线圈 abcd 固定于分布均匀的磁场 中， 磁场方向垂直线圈平面。 当磁场的磁 感应强度 B 随时间 t 变化 时， 该磁场对 ab 边的安培 力大小恒定。 下列描述 B 随 t 变化的图像中， 可能 正确的是 （ ） 6. 现将电池组、 滑动变阻器、 带铁芯的线圈 A 、 线圈 B 、 电流计及开关如下图连接。 在开关闭合、 线圈 A 放在线圈 B 中的情 况下， 某同学发现当他将滑动变阻器的滑 动端 P 向左加速滑动时， 电流计指针向右 偏转。 由此可以判断 （ ） A. 线圈 A 向上移动或滑动变阻器的滑动 端 P 向右加速滑动都能引起电流计指 针向左偏转 B. 线圈 A 中铁芯向上拔出或断开开关， 都能引起电流计指针向右偏转 C. 滑动变阻器的滑动端 P 匀速向左或匀 速向右滑动， 都能使电流计指针静止 在中央 D. 因为线圈 A 、 线圈 B 的绕线方向未知， 故无法判断电流计指针偏转的方向 7. 如图所示， 边长 a=0.1 m ， 电阻 R=0.2 Ω 的正方形线 框 ， 以速度 v=0.2 m/s 匀 速穿过宽度均为 a 的两个 匀强磁场， 这两个磁场的方向相反， 都和 纸面垂直 ， 磁感应强度 B 的大小均为 0.5 T ， 线框运动方向与线框的一边平行 且与磁场边缘垂直， 取逆时针方向的电流 为正方向， 在穿过磁场的过程中， 线框中 产生的感应电流随时间变化的图像是下图 中的 （ ） 8. 如图所示电路， 电感线圈 的电阻可不计， 电阻 R 1 ＞ R 2 ， 开关 S 闭合， 电路达 到稳定时通过电阻 R 1 和 R 2 的电流分别为 I 10 和 I 20 。 若断开开关 S C D B a b c d 第 5 题图 B t O B t O B t O B t O A B 第 6 题图 G + - A B P 第 7 题图 B B A B t/s I/A 0 0.5 1.51 -0.1 0.05 t/s I/A 0 0.5 1.51 -0.05 0.05 C D 第 8 题图 L R 1 R 2 S t/s I/A 0 0.5 1.51 0.1 -0.05 t/s I/A 0 0.5 1.51 -0.05 0.05 60 第二章 电 磁 感 应 练 的瞬间， 通过电阻 R 1 和 R 2 的电流分别为 I 1 和 I 2 ， 则有 （ ） A. 电流 I 1 和 I 2 的方向都是自左向右 B. 电流 I 1 的方向自右向左， 电流 I 2 的方 向自左向右 C. 电流 I 1 可能大于 I 10 D. 电流 I 2 可能大于 I 20 9. 我国已研制成功的高温超导磁 悬浮高速列车的模型车车速已 达到 500 km/h ， 可载 5 人 。 如 图所示就是磁悬浮的原理， 图 中 A 是圆柱形磁铁， B 是用高 温超导材料制成的超导圆环。 将超导圆环 B 水平放在磁铁 A 上， 它就能在磁力的作 用下悬浮在磁铁 A 的上方空中， 下列说 法正确的是 （ ） A. 在 B 放入磁场的过程中， B 中将产生 感应电流， 当稳定后， 感应电流消失 B. 在 B 放入磁场的过程中， B 中将产生 感应电流， 当稳定后， 感应电流仍存在 C. 若 A 的 N 极朝上， B 中感应电流的方 向如图所示 D. 若 A 的 N 极朝上， B 中感应电流的方 向与图中所示的方向相反 10. 如图所示 ， 两根足够 长的固定平行金属光 滑导轨位于同一水平 面 ， 导轨上横放着两 根相同的导体棒 ab 、 cd 与导轨构成矩形回路。 导体棒的两端 连接着处于压缩状态的两根轻质弹簧， 两棒的中间用细线绑住， 它们的电阻均 为 R ， 回路上其余部分的电阻不计。 在 导轨平面内两导轨间有一竖直向下的匀 强磁场 。 开始时 ， 导体棒处于静止状 态。 剪断细线后， 导体棒在运动过程中 （ ） A. 回路中有感应电动势 B. 两根导体棒所受安培力的方向相同 C. 两根导体棒和弹簧构成的系统动量守 恒， 机械能守恒 D. 两根导体棒和弹簧构成的系统动量守 恒， 机械能不守恒 二、 非选择题 （本题共 5 小题， 共 54 分） 11. （ 4 分） 如图， U 形线 框内部有匀强磁场 ， 磁感应强度为 B ， 线 框宽度为 l ， 线框上有一金属棒， 长恰好 也为 l ， 现让线框和磁场一起向左以速 率 v 1 匀速移动， 同时金属棒以速率 v 2 向 右匀速移动， 金属棒电阻为 R ， 线框电 阻不计， 则产生的感应电流为 。 12. （ 12 分） 如图甲所示， 导体圆环所围的 面积为 10 cm 2 ， 电容器的电容为 2 μF （电容器的体积很小）， 垂直穿过圆环的 匀强磁场的磁感应强度随时间变化的图 线如图乙所示， 则在 1 s 末电容器的带 电荷量为 ； 4 s 末电容器的 带电荷量为 ， 带正电的极板是 （填 “ a ” 或 “ b ”）。 第 9 题图 A B 第 10 题图 a b c d 第 11 题图 v 1 B v 2 第 12 题图 甲 乙 B C a b t/s B/ （ ×10 -2 T ） 0 2 4 6 8 6 3 61 练 高中物理选择性必修 第二册 （人教版） 13. （ 10 分） 如图甲所示， 质量 m=6.0×10 -3 kg 、 边长 l=0.20 m 、 电阻 R=1.0 Ω 的正方形 单匝金属线框 abcd ， 置于倾角 α=30° 的 绝缘斜面上， ab 边沿水平方向， 线框的 上半部分处在垂直斜面向上的匀强磁场 中， 磁感应强度 B 随时间 t 按图乙所示 的规律周期性变化， 若线框在斜面上始 终保持静止， g 取 10 m/s 2 。 求： （ 1 ） 在 0~2.0×10 -2 s 时间内线框中产生 的感应电流的大小。 （ 2 ） 在 t=1.0×10 -2 s 时线框受到斜面的摩 擦力。 14. （ 14 分） 矩形单匝线圈 abcd 如图甲所示， 长 ab=20 cm ， 宽 bc=10 cm ， 线圈回路 总电阻 R=10 Ω ， 整个线圈平面内均有 垂直于线圈平面的匀强磁场穿过。 图乙 所示为该磁场的磁感强度 B 随时间 t 的 变化规律， 求： （ 1 ） 线圈回路中产生的感应电动势和感 应电流的大小。 （ 2 ） 当 t=30 s 时， 线圈的 ab 边所受的安 培力大小。 （ 3 ） 在 1 min 内线圈回路产生的焦耳热。 第 13 题图 α B a b c d B/T t/ （ ×10 -2 s ） 0 1 2 3 4 5 6 7 8 0.2 甲 乙 第 14 题图 乙 B/ （ ×10 -2 T ） t/ （ ×10 -2 s ） 10 20 30 20 15 10 5 0 甲 a b c d 62 第二章 电 磁 感 应 练 15. （ 14 分） U 形导线框 MNQP 水平放置在 磁感应强度 B=0.2 T 的匀强磁场中， 磁 场方向与导线框所在平面垂直 ， 导线 MN 和 PQ 足够长， 间距为 0.5 m ， 横跨 在导线框上的导体棒 ab 的电阻 r=1.0 Ω ， 接在 NQ 间的电阻 R=4.0 Ω ， 电压表为 理想电表， 其余电阻不计。 导体棒在水 平外力作用下以速度 v=2.0 m/s 向左做 匀速直线运动， 不计导体棒与导线框间 的摩擦。 （ 1 ） 通过电阻及 ab 的电流方向如何？ （ 2 ） 电压表的示数为多少？ （ 3 ） 若某一时刻撤去水平外力， 则从该 时刻起， 在导体棒运动 1.0 m 的过 程中， 通过导体棒的电荷量为多少？ 第 15 题图 V M B N P Q a b v R 63