第二章：电磁感应 章末综合检测（基础卷）-2024-2025学年高二物理同步题型分类讲与练（人教版2019选择性必修第二册）

第二章：电磁感应 章末综合检测（基础卷） 物 理 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 第Ⅰ卷 选择题（46分） 一、选择题（本题共10小题，在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；8~10题有多项符合题目要求，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．（22-23高二下·天津·月考）电磁感应现象在科技和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是（　　） A．图甲中，发射线圈接入恒定电流也能实现手机充电 B．图乙中，电磁炉不能使用陶瓷锅，是因为陶瓷导热性能比金属差 C．图丙中，真空冶炼炉的加热原理是利用线圈中电流产生的焦耳热 D．图丁中，运输电流表时用导线把两个接线柱连在一起，是利用了电磁阻尼 2．（24-25高二上·山东青岛·期中）如图所示，匀强磁场中固定一水平金属棒，金属棒两端点F1与F2刚好是绝缘椭圆轨道的两焦点，磁场方向垂直于椭圆面向外。一根金属丝绕过绝缘笔P与F1、F2相接，金属丝处于拉直状态。在绝缘笔沿椭圆轨道从长轴一端A点到另一端B点带动金属丝运动过程中，下列说法正确的是（　　） A．穿过的磁通量先减小后增大 B．中感应电流方向先顺时针后逆时针 C．先有扩张趋势后有收缩趋势 D．金属棒所受安培力方向先向下后向上 3．（23-24高二下·重庆·期中）如图所示，固定在水平面上的半径为r的金属圆环内存在方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场。长度也为r、电阻为R的直导体棒OA置于圆导轨上面，导体棒在外力作用下绕O点以角速度ω顺时针匀速转动。直导体棒O端和圆轨道引出导线分别与电阻R1=R、R2=2R和电容为C的平行板电容器相连。已知重力加速度为g，不计其他电阻和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．M板带负电 B．导体棒OA产生的电动势为Br2ω C．电容器所带电荷量为 D．电阻R1上消耗的电功率为 4．（24-25高二上·湖北·期中）如图甲所示，用金属裸导线制作大小两个圆环，已知大圆半径为，小圆半径为，两圆环接触相切于点。大圆环上端、和切点处留有一非常小缺口。空间存在着垂直纸面向里的匀强磁场，从时刻起磁感应强度按图乙规律变化，设磁场垂直纸面向里为正方向。则以下说法中正确的是（　　） A．在过程中，大圆环上a、b两点电势 B．若将小缺口闭合，在过程中小圆环上有如箭头所示方向的电流 C．若将小缺口闭合，在前后瞬间回路中的电流不同 D．在过程中，将理想电压表正确接在大圆环上的、两点之间，电压表读数为 5．（23-24高二下·四川·期中）如图所示，绝缘水平面上固定有两根足够长的光滑平行导轨，导轨间距为，左端连接阻值为R的定值电阻，一质量为m、电阻为r的导体棒垂直导轨放置，空间存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。现给导体棒一个水平向右的初速度，导体棒在运动过程中始终与导轨接触良好，导轨电阻不计，当导体棒通过的位移为时，下列说法正确的是（　　） A．导体棒做匀减速直线运动 B．从上往下看，回路中产生逆时针方向的电流 C．通过导体棒某截面的电荷量为 D．导体棒的速度为 6．（23-24高三上·江苏南京·期中）2022年10月20日，世界首个电磁驱动地面超高速试验设施——“电磁橇”在我国济南阶段性建成并成功运行，电磁橇可以将吨级及以上物体最高加速到1030公里的时速，创造了大质量超高速电磁推进技术的世界最高速度纪录。电磁橇运用了电磁弹射的原理，图甲是一种线圈形电磁弹射装置的原理图，开关S先拨向1，直流电源向电容器充电，待电容器充好电后在时刻将开关S拨向2，发射线圈被弹射出去，如图乙所示，电路中电流在时刻达到峰值后减小。假设发射线圈由粗细均匀的同种金属导线绕制而成，发射导管材质绝缘，管内光滑，下列说法正确的是（　　） A．在时间内，发射线圈的加速度不断增大 B．在时间内，发射线圈中的电流不断增大 C．增加发射线圈的匝数，发射线圈加速度不变 D．发射导管越长，发射线圈的出射速度越大 7．（22-23高二下·福建泉州·月考）如图所示电路中，和是两个完全相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈，其直流电阻可不计。在开关S闭合和断开瞬间，下列说法正确的是（    ） A．当S闭合时，先达到最亮，稳定后熄灭时达到最亮 B．当S闭合时，先达到最亮，稳定后与亮度相同 C．电路稳定后断开S时，闪亮后与一起熄灭 D．电路稳定后断开S时，立即熄灭，闪亮后逐渐熄灭 8．（24-25高二上·广西柳州·月考）如图所示，a、b、c为三个被悬挂起的小金属圆环线圈，其中a位于螺线管左侧附近，b位于螺线管右侧附近，c位于螺线管中央的正上方，螺线管与电阻、电源以及开关串联组成一电路，当开关S闭合瞬间，忽略三环中感应电流之间的相互作用力，则a、b、c小金属圆环线圈（不考虑形变）的运动情况是（　　） A．如果电源左边是正极，a向左摆动，b向左摆动，c向左摆动 B．如果电源左边是负极，a向右摆动，b向右摆动，c向右摆动 C．如果电源左边是正极，从左边看，a、b的电流方向均是逆时针，c的电流方向是顺时针 D．无论电源正极在左边还是右边，a向左摆动，b向右摆动，c不动 9．（24-25高三上·浙江·开学考试）一水平足够长的平行轨道如图所示，以为界左边磁场的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向外，右边磁场的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里。导体棒甲、乙的质量均为m，电阻相同，开始时均处于静止状态。现给甲一水平向右的初速度，若轨道光滑且电阻不计，甲、乙始终在各自磁场中运动，下列说法中正确的是（　　） A．乙将向右运动 B．甲、乙运动过程中动量不守恒 C．稳定后，甲的速度为 D．当乙的速度为，乙棒产生的焦耳热为 10．（23-24高二下·安徽宣城·期末）如图所示，某同学利用电压传感器来研究电感线圈工作时的特点。图甲中三个灯泡完全相同，不考虑温度对灯泡电阻的影响。在闭合开关S的同时开始采集数据，当电路达到稳定状态后断开开关。图乙是由传感器得到的电压u随时间t变化的图像。不计电源内阻及电感线圈L的直流电阻。下列说法正确的是（    ） A．开关S闭合瞬间，流经灯和的电流相等 B．开关S闭合瞬间至断开前，流经灯的电流保持不变 C．开关S断开瞬间，灯闪亮一下再熄灭 D．根据题中信息，可以推算出图乙中 第Ⅱ卷 非选择题 （54分） 二、实验题（本题共2小题，每空2分，共18分。） 11．（23-24高二下·甘肃白银·期末）图甲为“研究电磁感应现象”的实验装置，部分导线已连接。 （1）用笔画线代替导线将图甲中未完成的电路连接好 。 （2）如果在闭合开关时发现灵敏电流表的指针向右偏了一下，那么闭合开关后： ①将原线圈迅速插入副线圈的过程中，电流表指针将 （选填“向左偏”“向右偏”或“不偏”）； ②原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向左移动的过程中，电流表指针将 （选填“向左偏”“向右偏”或“不偏”）； ③在把原线圈中的软铁棒拔出的过程中，电流表指针将 （选填“向左偏”“向右偏”或“不偏”）。 （3）如图乙所示，R为光敏电阻，其阻值随着光照强度的增大而减小。金属环A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴，并位于其左侧。当光照增强时，从左向右看，金属环A中电流沿 （选填“顺时针”或“逆时针”）方向，金属环A将向 （选填“左”或“右”）运动。 12．（23-24高二下·四川成都·月考）一水平放置、半径为r的金属圆盘绕过其圆心O的竖直轴在竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω匀速转动，盘边缘上固定一竖直的挡光片，盘转动时挡光片从一光电数字计时器的光电门的狭缝中经过，如图甲所示。乙为光电数字计时器的示意图。光源A中射出的光可照到B中的接收器上，若A、B间的光路被遮断，显示器C上可显示出光线被遮断的时间。圆盘直径用20分度的游标卡尺测得，结果如图丙所示（只画了部分图）；挡光片的宽度用螺旋测微器测得，结果如图丁所示（只画了部分图）。由图可知： （1）圆盘的直径d为   cm； （2）挡光片的宽度l为 mm； （3）金属圆盘中心O与边缘的电压为 。（用字母B、d、ω表示） 三、计算题（本题共3小题，共36分。） 13．（8分）（23-24高二下·山东潍坊·期中）如图所示，正方形金属线圈通过一根不可伸长的绝缘轻绳悬挂在天花板上，已知线圈匝数n=100，边长l=40cm，质量m=0.2kg，电阻R=2Ω。线圈中线OO′上方有垂直线圈平面向外的匀强磁场，磁感应强度B0=0.1T。t=0时刻开始磁场均匀增加、磁感应强度变化率，重力加速度大小取g=10m/s²，求： （1）前5s内线圈产生的焦耳热； （2）t=5s时轻绳的拉力大小。 14．（12分）（23-24高二下·山东临沂·期末）如图，在水平面上固定有圆环形金属轨道和足够长的平行金属直轨道，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，圆形轨道半径为L，O为圆心，平行直轨道间距为L。直轨道用电阻不计的导线分别与圆轨道边缘和圆心O相连。两根完全相同的导体棒P、Q，质量均为m，长度均为L，电阻均为R，导体棒P的一端与圆轨道的圆心O连接，另一端搭在圆轨道上，在外力作用下绕过O点的轴沿顺时针方向以角速度ω匀速转动。导体棒Q垂直轨道放置，开始处于锁定状态。各轨道均光滑且电阻忽略不计，导体棒与轨道接触良好。 （1）导体棒Q处于锁定状态时，求外力维持导体棒P匀速转动的功率P0； （2）解除锁定后，Q棒开始运动，求运动的最大速度； （3）若从解除锁定到导体棒Q的速度达到最大速度所经历的时间为t，求这段时间内导体棒Q前进的距离x。 15．（16分）（24-25高三上·广东肇庆·月考）如图所示，两光滑的固定平行导轨电阻不计，倾角为，间距为d，下端接有阻值为R的电阻，导轨间存在磁感应强度大小为B、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场。一质量为m、长度为d、阻值为R的导体棒ab在沿导轨向上的恒定拉力作用下，由静止开始沿导轨向上运动，经时间，ab到达MN处且速度达到最大值，此时撤去拉力，ab上滑到最高处后沿导轨下滑到速度大小为的（图中未画出）处。已知重力加速度大小为g，从撤去拉力到ab向下通过的过程中，通过ab某一横截面的电荷量为q，ab始终与导轨垂直且接触良好。求： （1）拉力大小F； （2）时间内回路中产生的总焦耳热Q； （3）从撤去拉力到ab向下通过所用的时间t。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第二章：电磁感应 章末综合检测（基础卷） 物 理 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 第Ⅰ卷 选择题（46分） 一、选择题（本题共10小题，在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；8~10题有多项符合题目要求，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．（22-23高二下·天津·月考）电磁感应现象在科技和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是（　　） A．图甲中，发射线圈接入恒定电流也能实现手机充电 B．图乙中，电磁炉不能使用陶瓷锅，是因为陶瓷导热性能比金属差 C．图丙中，真空冶炼炉的加热原理是利用线圈中电流产生的焦耳热 D．图丁中，运输电流表时用导线把两个接线柱连在一起，是利用了电磁阻尼 【答案】D 【解析】A．图甲中，发射线圈接入恒定电流，其产生的磁场是恒定的，不能使手机产生感应电流，不能实现无线充电，故A错误 B．图乙中，电磁炉不能使用陶瓷锅是因为陶瓷锅属于绝缘材料，不会产生涡流，故B错误； C．图丙中，真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，线圈产生交变磁场，被冶炼的金属产生涡流，产生大量的热从而冶炼金属，故C错误； D．图丁中，电流表在运输时要用导线把两个接线柱连在一起，这是为了保护电表指针，利用了电磁阻尼原理，故D正确。 故选D。 2．（24-25高二上·山东青岛·期中）如图所示，匀强磁场中固定一水平金属棒，金属棒两端点F1与F2刚好是绝缘椭圆轨道的两焦点，磁场方向垂直于椭圆面向外。一根金属丝绕过绝缘笔P与F1、F2相接，金属丝处于拉直状态。在绝缘笔沿椭圆轨道从长轴一端A点到另一端B点带动金属丝运动过程中，下列说法正确的是（　　） A．穿过的磁通量先减小后增大 B．中感应电流方向先顺时针后逆时针 C．先有扩张趋势后有收缩趋势 D．金属棒所受安培力方向先向下后向上 【答案】B 【解析】A．在绝缘笔沿椭圆轨道从长轴一端A点到另一端B点带动金属丝运动过程中，的面积先增大后减小，故磁通量先增大后减小，A错误； B．由“增反减同”可知，中感应电流方向先顺时针后逆时针，B正确； C．根据“增缩减扩”，可知金属丝先有收缩趋势后有扩张趋势。故C错误； D．金属棒中的感应电流先向左后向右，根据左手定则可知，金属棒所受安培力方向先向上后向下。故D错误。 故选B。 3．（23-24高二下·重庆·期中）如图所示，固定在水平面上的半径为r的金属圆环内存在方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场。长度也为r、电阻为R的直导体棒OA置于圆导轨上面，导体棒在外力作用下绕O点以角速度ω顺时针匀速转动。直导体棒O端和圆轨道引出导线分别与电阻R1=R、R2=2R和电容为C的平行板电容器相连。已知重力加速度为g，不计其他电阻和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．M板带负电 B．导体棒OA产生的电动势为Br2ω C．电容器所带电荷量为 D．电阻R1上消耗的电功率为 【答案】C 【解析】A．根据右手定则可知，等效电源OA的A端为正极，则M板带正电，故A错误； B．导体棒OA垂直磁场转动切割磁感线，则产生的感应电动势为 故B错误； C．回路的感应电流 电容器两端电压 根据电容的定义式有 解得 故C正确； D．电阻R1上消耗的电功率为 结合上述解得 故D错误。 故选C。 4．（24-25高二上·湖北·期中）如图甲所示，用金属裸导线制作大小两个圆环，已知大圆半径为，小圆半径为，两圆环接触相切于点。大圆环上端、和切点处留有一非常小缺口。空间存在着垂直纸面向里的匀强磁场，从时刻起磁感应强度按图乙规律变化，设磁场垂直纸面向里为正方向。则以下说法中正确的是（　　） A．在过程中，大圆环上a、b两点电势 B．若将小缺口闭合，在过程中小圆环上有如箭头所示方向的电流 C．若将小缺口闭合，在前后瞬间回路中的电流不同 D．在过程中，将理想电压表正确接在大圆环上的、两点之间，电压表读数为 【答案】D 【解析】A．根据楞次定律，在0~1s过程中，磁感应强度不断增大，在两环之间区域有逆时针方向的感应电动势，点相当于是电源正极，点相当于是电源负极，，故A错误； B．在0~1s过程中小圆环上的电流方向与箭头所示方向相反，故B错误； C．在1s~3s内，磁感应强度的变化率不变，可知在前后瞬间回路中感应电动势不变，则电流也不变，故C错误。 D．由法拉第电磁感应定律 即理想电压表读数为，故D正确。 故选D。 5．（23-24高二下·四川·期中）如图所示，绝缘水平面上固定有两根足够长的光滑平行导轨，导轨间距为，左端连接阻值为R的定值电阻，一质量为m、电阻为r的导体棒垂直导轨放置，空间存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。现给导体棒一个水平向右的初速度，导体棒在运动过程中始终与导轨接触良好，导轨电阻不计，当导体棒通过的位移为时，下列说法正确的是（　　） A．导体棒做匀减速直线运动 B．从上往下看，回路中产生逆时针方向的电流 C．通过导体棒某截面的电荷量为 D．导体棒的速度为 【答案】D 【解析】A．导体棒速度减小，感应电动势减小，电流减小，所受安培力减小，加速度减小，导体棒做变减速直线运动，故A错误； B．根据楞次定律可知，从上往下看，回路中产生顺时针方向的电流，故B错误； C．通过导体棒某截面的电荷量为 故C错误； D．安培力 根据动量定理 即 结合 得 故D正确。 故选D。 6．（23-24高三上·江苏南京·期中）2022年10月20日，世界首个电磁驱动地面超高速试验设施——“电磁橇”在我国济南阶段性建成并成功运行，电磁橇可以将吨级及以上物体最高加速到1030公里的时速，创造了大质量超高速电磁推进技术的世界最高速度纪录。电磁橇运用了电磁弹射的原理，图甲是一种线圈形电磁弹射装置的原理图，开关S先拨向1，直流电源向电容器充电，待电容器充好电后在时刻将开关S拨向2，发射线圈被弹射出去，如图乙所示，电路中电流在时刻达到峰值后减小。假设发射线圈由粗细均匀的同种金属导线绕制而成，发射导管材质绝缘，管内光滑，下列说法正确的是（　　） A．在时间内，发射线圈的加速度不断增大 B．在时间内，发射线圈中的电流不断增大 C．增加发射线圈的匝数，发射线圈加速度不变 D．发射导管越长，发射线圈的出射速度越大 【答案】C 【解析】AB. 在时间内，驱动线圈中的电流逐渐变大，但是电流的变化率逐渐减小，则穿过发射线圈的磁通量的变化率逐渐减小，则发射线圈中产生的电流不断减小，在时刻发射线圈中的电流减小为0，驱动线圈产生的磁场逐渐增强，根据可知，发射线圈所受的安培力不是不断增大，则发射线圈的加速度不是不断增大，故AB错误； C. 根据 设单匝线圈的电阻为，质量为，线圈的半径为，则电流为 安培力为 加速度为 则增加发射线圈的匝数，发射线圈加速度不变，故C正确； D. 对发射线圈根据动量定理可得 而 则安培力的冲量一定，发射线圈的出射速度一定，与发射导管长度无关，故D错误。 故选C。 7．（22-23高二下·福建泉州·月考）如图所示电路中，和是两个完全相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈，其直流电阻可不计。在开关S闭合和断开瞬间，下列说法正确的是（    ） A．当S闭合时，先达到最亮，稳定后熄灭时达到最亮 B．当S闭合时，先达到最亮，稳定后与亮度相同 C．电路稳定后断开S时，闪亮后与一起熄灭 D．电路稳定后断开S时，立即熄灭，闪亮后逐渐熄灭 【答案】D 【解析】AB．和在S闭合瞬间立即发光，由于线圈L的自感作用，会逐渐变暗，亮度会逐渐增强，由于线圈直流电阻不计，电路稳定后被短路而熄灭；熄灭时达到最亮，选项AB错误。 CD．电路稳定后断开S时，立即熄灭，但是线圈L产生自感电动势阻碍电流减小，则线圈相当电源，与组成回路，可知闪亮后逐渐熄灭，选项C错误、D正确。 故选D。 8．（24-25高二上·广西柳州·月考）如图所示，a、b、c为三个被悬挂起的小金属圆环线圈，其中a位于螺线管左侧附近，b位于螺线管右侧附近，c位于螺线管中央的正上方，螺线管与电阻、电源以及开关串联组成一电路，当开关S闭合瞬间，忽略三环中感应电流之间的相互作用力，则a、b、c小金属圆环线圈（不考虑形变）的运动情况是（　　） A．如果电源左边是正极，a向左摆动，b向左摆动，c向左摆动 B．如果电源左边是负极，a向右摆动，b向右摆动，c向右摆动 C．如果电源左边是正极，从左边看，a、b的电流方向均是逆时针，c的电流方向是顺时针 D．无论电源正极在左边还是右边，a向左摆动，b向右摆动，c不动 【答案】CD 【解析】ABD．当开关S闭合瞬间，穿过线圈的磁通量增大，根据“来拒去留”可知，无论电源正极在左边还是右边，a向左摆动，b向右摆动，c不动，故AB错误，D正确； C．如果电源左边是正极，a处磁场方向向右，b处磁场方向向右，c处磁场方向向左，根据楞次定律，从左边看，a、b的电流方向均是逆时针，c的电流方向是顺时针，故C正确。 故选CD。 9．（24-25高三上·浙江·开学考试）一水平足够长的平行轨道如图所示，以为界左边磁场的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向外，右边磁场的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里。导体棒甲、乙的质量均为m，电阻相同，开始时均处于静止状态。现给甲一水平向右的初速度，若轨道光滑且电阻不计，甲、乙始终在各自磁场中运动，下列说法中正确的是（　　） A．乙将向右运动 B．甲、乙运动过程中动量不守恒 C．稳定后，甲的速度为 D．当乙的速度为，乙棒产生的焦耳热为 【答案】BC 【解析】A．甲运动后根据右手定则可知，通过乙的电流为向上，根据左手定则可知乙受到安培力向左，所以乙将向左运动，故A错误； B．甲、乙运动过程中受到的安培力大小不等，方向相同，所以甲、乙组成的系统在运动过程中合力不为零，动量不守恒，故B正确； C．从开始运动到稳定过程中，对甲根据动量定理 对乙根据动量定理 稳定后，有回路中没有电流，甲、乙产生的电动势抵消 得 故C正确； D．根据动量定理 得 由能量守恒 乙棒产生的焦耳热 D错误。 故选BC。 10．（23-24高二下·安徽宣城·期末）如图所示，某同学利用电压传感器来研究电感线圈工作时的特点。图甲中三个灯泡完全相同，不考虑温度对灯泡电阻的影响。在闭合开关S的同时开始采集数据，当电路达到稳定状态后断开开关。图乙是由传感器得到的电压u随时间t变化的图像。不计电源内阻及电感线圈L的直流电阻。下列说法正确的是（    ） A．开关S闭合瞬间，流经灯和的电流相等 B．开关S闭合瞬间至断开前，流经灯的电流保持不变 C．开关S断开瞬间，灯闪亮一下再熄灭 D．根据题中信息，可以推算出图乙中 【答案】AD 【解析】AB．开关S闭合瞬间，由于电感线圈的强烈阻碍作用，灯D3没有电流通过，灯和串联，流经灯和的电流相等，通过电感的电流逐渐增大，稳定后灯和并联再与串联，流过灯的电流改变，故A正确，B错误； C．开关S断开瞬间，由于电感线圈阻碍电流减小的作用，由电感线圈继续为灯和提供电流，又因为电路稳定的时候，流经灯和的电流相等，所以灯逐渐熄灭，并不会闪亮，故C错误； D．开关S闭合瞬间，灯和串联，电压传感器所测电压为D2两端电压，有 电路稳定后，流过D3的电流为 开关S断开瞬间，电感线圈能够提供与之前等大电流，故其两端电压为 解得 故D正确。 故选AD。 第Ⅱ卷 非选择题 （54分） 二、实验题（本题共2小题，每空2分，共18分。） 11．（23-24高二下·甘肃白银·期末）图甲为“研究电磁感应现象”的实验装置，部分导线已连接。 （1）用笔画线代替导线将图甲中未完成的电路连接好 。 （2）如果在闭合开关时发现灵敏电流表的指针向右偏了一下，那么闭合开关后： ①将原线圈迅速插入副线圈的过程中，电流表指针将 （选填“向左偏”“向右偏”或“不偏”）； ②原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向左移动的过程中，电流表指针将 （选填“向左偏”“向右偏”或“不偏”）； ③在把原线圈中的软铁棒拔出的过程中，电流表指针将 （选填“向左偏”“向右偏”或“不偏”）。 （3）如图乙所示，R为光敏电阻，其阻值随着光照强度的增大而减小。金属环A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴，并位于其左侧。当光照增强时，从左向右看，金属环A中电流沿 （选填“顺时针”或“逆时针”）方向，金属环A将向 （选填“左”或“右”）运动。 【答案】（1）见解析 （2）向右偏 向右偏 向左偏 （3）逆时针 左 【解析】（1）将电源、开关、变阻器、小螺线管串联成一个回路，再将电流计与大螺线管串联成另一个回路，注意滑动变阻器接一上一下两个接线柱，电路图如图所示。 （2）①[1]闭合开关时，穿过大螺线管的磁通量增大，灵敏电流表的指针向右偏；闭合开关后，将原线圈迅速插入副线圈的过程中，磁场方向不变，磁通量变大，电流表指针向右偏转，故填向右偏； ②[2]原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器的滑片迅速向左移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变小，电路电流变大，穿过大螺线管的磁通量变大，磁场方向不变，则电流表指针向右偏转，故填向右偏； ③[3]在把原线圈中的软铁棒拔出的过程中，磁场方向不变，磁通量变小，电流表指针向左偏转，故填向左偏。 （3）[1]当光照增强时，则光敏电阻阻值减小，线圈中的电流变大，依据右手螺旋定则与楞次定律，从左向右看，金属环A中电流沿逆时针方向，故填逆时针。 [2]因穿过A环的磁通量增大，根据楞次定律，感应电流的磁场方向与原电流磁场方向相反，故相互排斥，金属环A将向左运动，故填左。 12．（23-24高二下·四川成都·月考）一水平放置、半径为r的金属圆盘绕过其圆心O的竖直轴在竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω匀速转动，盘边缘上固定一竖直的挡光片，盘转动时挡光片从一光电数字计时器的光电门的狭缝中经过，如图甲所示。乙为光电数字计时器的示意图。光源A中射出的光可照到B中的接收器上，若A、B间的光路被遮断，显示器C上可显示出光线被遮断的时间。圆盘直径用20分度的游标卡尺测得，结果如图丙所示（只画了部分图）；挡光片的宽度用螺旋测微器测得，结果如图丁所示（只画了部分图）。由图可知： （1）圆盘的直径d为   cm； （2）挡光片的宽度l为 mm； （3）金属圆盘中心O与边缘的电压为 。（用字母B、d、ω表示） 【答案】（1）24.815 （2）9.970 （3） 【解析】（1）由图丙可知，圆盘的直径d为 （2）由图丁可知，挡光片的宽度l为 （3）根据法拉第电磁感应定律，可得金属圆盘中心O与边缘的电压为 三、计算题（本题共3小题，共36分。） 13．（8分）（23-24高二下·山东潍坊·期中）如图所示，正方形金属线圈通过一根不可伸长的绝缘轻绳悬挂在天花板上，已知线圈匝数n=100，边长l=40cm，质量m=0.2kg，电阻R=2Ω。线圈中线OO′上方有垂直线圈平面向外的匀强磁场，磁感应强度B0=0.1T。t=0时刻开始磁场均匀增加、磁感应强度变化率，重力加速度大小取g=10m/s²，求： （1）前5s内线圈产生的焦耳热； （2）t=5s时轻绳的拉力大小。 【答案】（1）1.6J；（2）11.6N 【解析】（1）根据法拉第电磁感应定律可得 感应电流的大小为 前5s内线圈产生的焦耳热为 代入数据解得 （2）根据楞次定律和左手定则可知，线框受到竖直向下的安培力，则 联立可得 14．（12分）（23-24高二下·山东临沂·期末）如图，在水平面上固定有圆环形金属轨道和足够长的平行金属直轨道，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，圆形轨道半径为L，O为圆心，平行直轨道间距为L。直轨道用电阻不计的导线分别与圆轨道边缘和圆心O相连。两根完全相同的导体棒P、Q，质量均为m，长度均为L，电阻均为R，导体棒P的一端与圆轨道的圆心O连接，另一端搭在圆轨道上，在外力作用下绕过O点的轴沿顺时针方向以角速度ω匀速转动。导体棒Q垂直轨道放置，开始处于锁定状态。各轨道均光滑且电阻忽略不计，导体棒与轨道接触良好。 （1）导体棒Q处于锁定状态时，求外力维持导体棒P匀速转动的功率P0； （2）解除锁定后，Q棒开始运动，求运动的最大速度； （3）若从解除锁定到导体棒Q的速度达到最大速度所经历的时间为t，求这段时间内导体棒Q前进的距离x。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】（1）导体棒Q处于锁定状态时，设导体棒P匀速转动产生的电动势为，有 解得 （2）最大速度时有 解得 （3）设Q棒速度为v时，经过一小段时间，速度变化量为，流经Q棒的电量为，前进的距离为，对Q棒，有 ， 从解除锁定到导体棒Q的速度达到最大速度的过程，有 解得 15．（16分）（24-25高三上·广东肇庆·月考）如图所示，两光滑的固定平行导轨电阻不计，倾角为，间距为d，下端接有阻值为R的电阻，导轨间存在磁感应强度大小为B、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场。一质量为m、长度为d、阻值为R的导体棒ab在沿导轨向上的恒定拉力作用下，由静止开始沿导轨向上运动，经时间，ab到达MN处且速度达到最大值，此时撤去拉力，ab上滑到最高处后沿导轨下滑到速度大小为的（图中未画出）处。已知重力加速度大小为g，从撤去拉力到ab向下通过的过程中，通过ab某一横截面的电荷量为q，ab始终与导轨垂直且接触良好。求： （1）拉力大小F； （2）时间内回路中产生的总焦耳热Q； （3）从撤去拉力到ab向下通过所用的时间t。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】（1）设撤去拉力前瞬间通过的电流为，有 又 解得 （2）设在时间内通过的平均电流为，根据动量定理有 根据法拉第电磁感应定律有 根据闭合电路的欧姆定律有 根据能量守恒定律有 解得 （3）设从撤去拉力至到达最高处的时间为，这段时间内通过的平均电流为，根据动量定理有 设从最高处滑到的时间为，这段时间内通过的平均电流为，根据动量定理有 经分析可知 又 解得 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$