第二章：电磁感应 章末综合检测（提升卷）-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（提升卷） 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．（23-24高二下·四川·期中）下列关于电磁现象的说法中，正确的是（　　） A．变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成是为了增大涡流 B．搬运电流表时将正负接线柱用导线连在一起是利用了电磁阻尼的原理 C．机场用于安全检查的安全门能够检查出毒贩携带的毒品 D．摇动手柄使蹄形磁铁转动时，铝框会和磁铁同向转动且转得比磁铁快 2．（2024·云南·模拟预测）如图所示，轻质弹簧上端固定，下端悬挂一个条形磁体，静止时磁体下端与b点等高，磁体正下方水平放置一个固定的圆形铝环，圆心为O。将磁体托起到下端与a点等高处由静止释放，磁体第一次向下运动的过程中，下端恰好能到达O点。下列说法正确的是（　　） A．磁体做简谐运动 B．铝环对磁体的作用力总是竖直向上 C．磁体下端运动到O点时，磁体受到的合外力为零 D．磁体向下运动的过程中，从上往下看铝环中感应电流的方向为逆时针 3．（24-25高三上·江苏南通·月考）如图所示，平行导轨MN、PQ间距为d，M、P间接一个电阻R，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于平行金属导轨所在的平面向里。一根足够长的金属杆ab第一次垂直于导轨放置，第二次与导轨成60°角放置。金属杆和导轨的电阻不计，当金属杆两次均以速度ν沿垂直于杆的方向滑行时，下列说法正确的是（　　） A．两次电阻R上的电压相等 B．第一次和第二次金属杆中感应电流之比为 C．第一次和第二次金属杆受到的安培力大小之比为 D．第一次和第二次电阻R上的电功率之比为 4．（23-24高二下·山东济宁·期中）将一半径为1m、电阻重力未知的金属闭合圆环用一带有力传感器的细线悬挂于天花板的O点，同时在圆环圆心等高点的上方加一按（k未知且为恒量，式中各量的单位均为国际单位）随时间逐渐增大的磁场如图甲所示，现发现拉力传感器的示数变化如图乙所示。不考虑金属圆环的形变和电阻的变化，整个研究过程细线未断且圆环始终处于静止状态。则以下说法正确的是（　　） A．金属环的重力为6N B．k值为2T/s C．0−2s时间内金属环的功率为 D．0−2s时间内通过金属环某一截面的电荷量为 5．（22-23高二下·四川绵阳·期末）如图所示，导线圆环总电阻为2R，半径为d，垂直磁场固定于磁感应强度为B的匀强磁场中，此磁场的左边界正好与圆环直径重合，电阻为R的直金属棒ab以恒定的角速度ω绕过环心O的轴匀速转动，a、b端正好与圆环保持良好接触。以下说法正确的是（    ） A．图示位置处杆O点电势高于b点电势 B．a、b两点的电势差 C．转动过程中金属棒与圆环上消耗的电功率之比2：1 D．杆转动一圈时段内通过杆的电荷量为 6．（23-24高二下·山东烟台·月考）电磁轨道炮原理的俯视图如图所示，它是利用电流和磁场的作用使炮弹获得超高速度，应用此原理可研制新武器和航天运载器。图中直流电源电动势为E，电容器的电容为C，两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距为，导轨间存在垂直于导轨平面、磁感应强度大小为的匀强磁场（图中未画出），导轨电阻不计。炮弹可视为一质量为、电阻为R的金属棒MN，垂直放在两导轨间处于静止状态，并与导轨良好接触。首先开关S接1使电容器完全充电，然后将S接至2，MN开始向右运动，若导轨足够长，则在此后的运动过程中，电容器上的最少电荷量为（　　） A．0 B． C． D． 7．（23-24高二下·山东德州·期中）如图所示，两相同灯泡A1、A2，A1与一理想二极管连接，线圈的直流电阻不计。下列说法正确的是（　　） A．闭合开关S后，A2会立即变亮，然后变的更亮 B．闭合开关S稳定后，A1、A2的亮度相同 C．断开开关S的瞬间，点的电势比点高 D．断开开关S的瞬间，A1会闪亮一下后逐渐熄灭 8．（23-24高二下·上海黄浦·月考）如图所示装置中，线圈和缠绕在硅钢片制成的铁芯上，两导体杆分别放在如图所示的磁场中。导体杆原来静止。当导体杆做如下哪些运动时，杆将向右移动（　　） A．向右匀速运动 B．向右加速运动 C．向左加速运动 D．向左减速运动 9．（2024高三·全国·专题练习）如图甲所示，在竖直方向上有四条间距相等的水平虚线L1、L2、L3、L4，在L1、L2之间，L3、L4之间存在匀强磁场，磁感应强度大小均为1 T，方向垂直于虚线所在平面。现有一矩形线圈abcd，宽度cd=L=0.5 m，质量为0.1 kg，电阻为2 Ω，将其从图示位置由静止释放（cd边与L1重合），线圈速度随时间的变化关系如图乙所示，t1时刻cd边与L2重合，t2时刻ab边与L3重合，t3时刻ab边与L4重合，已知t1~t2的时间间隔为0.6 s，整个运动过程中线圈平面始终处于竖直方向（重力加速度g取10 m/s2）。则（　　） A．在0~t1时间内，通过线圈的电荷量为0.25 C B．线圈匀速运动的速度大小为8 m/s C．线圈的长度为1 m D．0~t3时间内，线圈产生的热量为1.8 J 10．（23-24高二下·河南·月考）如图甲所示，两根间距为、足够长的光滑平行金属导轨竖直放置并固定，顶端接有阻值为的电阻，垂直导轨平面存在变化规律如图乙所示的匀强磁场，时磁场方向垂直纸面向里。在到的时间内，金属棒水平固定在距导轨顶端处；时，释放金属棒，金属棒下降时速度大小为。整个过程中金属棒与导轨始终垂直且接触良好，导轨与金属棒的电阻不计，金属棒的质量为，重力加速度为，不计空气阻力。下列说法正确的是（    ） A．在时，金属棒受到安培力的大小为 B．在时，金属棒中电流的大小为 C．在时，金属棒受到安培力的方向竖直向上 D．金属棒下降的过程中，所用的时间为 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．（22-23高二上·江苏南京·期末）（1）探究电磁感应现象应选用如图 （选填“甲”或“乙”）所示的装置进行实验。 （2）在下面图甲中，当闭合时，观察到电流表指针向左偏（不通电时指针停在正中央），则：在图乙中，磁体极插入线圈过程中电流表的指针将 偏转，（选填“向左”，“向右”或“不发生”）；在图丙中，导体棒ab向左移动过程中，电流表的指针将 偏转；（选填“向左”，“向右”或“不发生”）。 （3）在图丁中，为光敏电阻（光照增强电阻减小），轻质金属环用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴（A线圈平面与螺线管线圈平面平行），并位于螺线管左侧。当光照减弱时，从左向右看，金属环A中电流方向为 （选填“顺时针”或“逆时针”），金属环A将 （选填“向左”或“向右”）运动。 12．（23-24高二下·安徽六安·期末）某学习小组在“研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”实验中采用了如图甲所示的实验装置。 （1）实验需用螺旋测微器测量挡光片的宽度d，如图乙所示， mm。 （2）在实验中，让小车以不同速度靠近螺线管，记录下光电门挡光时间内感应电动势的平均值E，改变速度多次实验，得到多组数据。这样的实验设计满足了物理实验中常用的“控制变量法”，你认为小车以不同速度靠近螺线管过程中不变的量是（　　） A．磁通量的变化量 B．磁通量的变化率 C．磁通量 （3）得到多组与E 的数据之后，若以E为纵坐标、为横坐标画出图像，发现图像是一条曲线，不容易得出清晰的实验结论，为了使画出的图像为一条直线，最简单的改进办法是以 为横坐标。 （4）其他条件都不变，若换用匝数更多的线圈做实验，根据实验数据所作出的那条直线，其斜率 （选填“增大”“不变”或“减小”）。 三、计算题（本题共3小题，共36分。） 13．（9分）（23-24高二下·广东惠州·月考）如图所示，水平地面上有一个绝缘木板，木板上固定一个总电阻R=2Ω、宽为 的单匝矩形导线框，竖直平面内分布着磁感应强度大小B=0.5T、方向垂直纸面向里的匀强磁场。在水平外力F作用下，木板以速度v=4m/s向右匀速穿过匀强磁场区域。已知磁场边界宽度L=1m，木板与地面间的动摩擦因数μ=0.2，木板（含导线框） 的质量 矩形导线框上边和下边均在磁场外，重力加速度g取 。 求： （1）矩形导线框刚进入磁场时，线框中产生的感应电流的大小； （2）在进入磁场过程中，线框产生的焦耳热； （3）为使木板匀速运动，在进入磁场过程中，外力F的大小。 14．（12分）（24-25高三上·浙江湖州·月考）如图所示，两个金属轮A1、A2，可绕各自中心固定的光滑金属细轴O1和O2转动。A1金属轮中3根金属辐条和金属环组成，辐条长均为4L、电阻均为2R。A2金属轮由1根金属辐条和金属环组成，辐条长为2L、电阻为R。半径为L的绝缘圆盘B与A1同轴且固定在一起。用轻绳一端固定在B边缘上，在B上绕足够匝数后（忽略B的半径变化），悬挂一质量为m的重物P。当P下落时，通过细绳带动B和A1绕O1轴转动。转动过程中，A1、A2保持接触，无相对滑动。辐条与各自细轴之间导电良好，两细轴通过导线与一阻值为R0的电阻相连。除R0和A1、A2两轮中辐条的电阻外，所有金属的电阻都不计。整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直金属轮平面向里。现将P释放，试求： （1）当P速度为v1时，A1轮每条辐条产生感应电动势大小； （2）当P速度为v1时，通过电阻R0的电流大小和方向； （3）最终P匀速下滑时的速度大小。 15．（15分）（2025·广东茂名·模拟预测）如图所示，两根足够长、电阻不计的平行光滑金属导轨相距为。导轨平面与水平面成角，质量均为、阻值均为、长度均为的金属棒、紧挨着放在两导轨上，整个装置处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为。现固定金属棒，将金属棒由静止释放，经过一段时间开始匀速下滑，已知运动过程中金属棒与导轨始终垂直并保持良好接触，重力加速度为求： （1）金属棒匀速下滑时的速度大小； （2）已知从金属棒释放至速度达到最大速度一半的过程中，通过金属棒的电荷量为6C，求该过程中金属棒产生的焦耳热（计算结果保留一位小数）； （3）若金属棒不固定，将金属棒由静止释放的同时、给金属棒平行于导轨向上的恒力，求金属棒匀速运动时的速度大小。 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（提升卷） 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．（23-24高二下·四川·期中）下列关于电磁现象的说法中，正确的是（　　） A．变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成是为了增大涡流 B．搬运电流表时将正负接线柱用导线连在一起是利用了电磁阻尼的原理 C．机场用于安全检查的安全门能够检查出毒贩携带的毒品 D．摇动手柄使蹄形磁铁转动时，铝框会和磁铁同向转动且转得比磁铁快 【答案】B 【解析】A．在整块导体内部发生电磁感应而产生感应电流的现象称为涡流现象，要损耗能量，不用整块的硅钢铁芯，其目的是减小涡流，故A错误； B．在运输过程中，由于振动会使指针不停摆动，可能使指针损坏，将接线柱用导线连在一起，相当于把表的线圈电路组成闭合电路，在指针摆动过程中线圈切割磁感线产生感应电流，利用电磁阻尼原理，阻碍指针摆动，防止指针因撞击而变形，故B正确； C．安检门利用涡流探测人身上携带的金属物品原理是：线圈中交变电流产生交变的磁场，会在金属物品产生交变的感应电流，而金属物品中感应电流产生的交变磁场会在线圈中产生感应电流，引起线圈中交变电流发生变化，从而被探测到，可知，安检门不能检查出毒贩携带的毒品，故C错误； D．摇动手柄使蹄形磁铁转动，由电磁驱动原理可知，铝框会和磁铁同向转动，但比磁铁转的慢，故D错误。 故选B。 2．（2024·云南·模拟预测）如图所示，轻质弹簧上端固定，下端悬挂一个条形磁体，静止时磁体下端与b点等高，磁体正下方水平放置一个固定的圆形铝环，圆心为O。将磁体托起到下端与a点等高处由静止释放，磁体第一次向下运动的过程中，下端恰好能到达O点。下列说法正确的是（　　） A．磁体做简谐运动 B．铝环对磁体的作用力总是竖直向上 C．磁体下端运动到O点时，磁体受到的合外力为零 D．磁体向下运动的过程中，从上往下看铝环中感应电流的方向为逆时针 【答案】D 【解析】A．磁体在运动过程中，由于铝环的存在，会产生感应电流，这个感应电流会产生一个阻碍磁体运动的安培力，此力不满足与位移成正比且方向始终与位移方向相反的条件，所以磁体的运动不是简谐运动，故A错误； B．根据楞次定律，铝环中的感应电流会产生一个阻碍磁体运动的安培力，这个安培力的方向与磁体的运动方向相反，并不是总是竖直向上，故B错误； C．当磁体下端运动到O点后，磁体会继续向上运动，若磁体运动到O点时所受合外力为零，则应保持静止或匀速直线运动，与题描述不符，故C错误； D．磁体向下运动的过程中，穿过线圈的磁场方向向下，穿过线圈的磁通量增大，由楞次定律可知，感应电流产生的磁场方向向上，由右手螺旋定则可知，线圈中的感应电流方向为逆时针（从上往下看），故D正确。 故选D。 3．（24-25高三上·江苏南通·月考）如图所示，平行导轨MN、PQ间距为d，M、P间接一个电阻R，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于平行金属导轨所在的平面向里。一根足够长的金属杆ab第一次垂直于导轨放置，第二次与导轨成60°角放置。金属杆和导轨的电阻不计，当金属杆两次均以速度ν沿垂直于杆的方向滑行时，下列说法正确的是（　　） A．两次电阻R上的电压相等 B．第一次和第二次金属杆中感应电流之比为 C．第一次和第二次金属杆受到的安培力大小之比为 D．第一次和第二次电阻R上的电功率之比为 【答案】B 【解析】AB．第一次产生的感应电动势为 第二次产生的感应电动势为 因金属杆和导轨的电阻不计，电阻上的电压即为感应电动势，可知两次电阻R上的电压不相等，根据 可知第一次和第二次金属杆中感应电流之比为 选项A错误，B正确； C．第一次金属杆受安培力 第二次金属杆受到的安培力大小 而安培力大小之比为，选项C错误； D．根据 可知第一次和第二次电阻R上的电功率之比为，选项D错误。 故选B。 4．（23-24高二下·山东济宁·期中）将一半径为1m、电阻重力未知的金属闭合圆环用一带有力传感器的细线悬挂于天花板的O点，同时在圆环圆心等高点的上方加一按（k未知且为恒量，式中各量的单位均为国际单位）随时间逐渐增大的磁场如图甲所示，现发现拉力传感器的示数变化如图乙所示。不考虑金属圆环的形变和电阻的变化，整个研究过程细线未断且圆环始终处于静止状态。则以下说法正确的是（　　） A．金属环的重力为6N B．k值为2T/s C．0−2s时间内金属环的功率为 D．0−2s时间内通过金属环某一截面的电荷量为 【答案】B 【解析】A．根据楞次定律可知，金属环受向下的安培力，当t=0时向下的安培力不为零，根据 F0安+mg=6N 可知，金属环的重力小于6N，选项A错误； B．金属环中的电流 金属环受到的拉力 由图像可知 则 k=2T/s 选项B正确； C．因金属环中的电流 0−2s时间内金属环的功率为 选项C错误； D．0−2s时间内通过金属环某一截面的电荷量为 选项D错误。 故选B。 5．（22-23高二下·四川绵阳·期末）如图所示，导线圆环总电阻为2R，半径为d，垂直磁场固定于磁感应强度为B的匀强磁场中，此磁场的左边界正好与圆环直径重合，电阻为R的直金属棒ab以恒定的角速度ω绕过环心O的轴匀速转动，a、b端正好与圆环保持良好接触。以下说法正确的是（    ） A．图示位置处杆O点电势高于b点电势 B．a、b两点的电势差 C．转动过程中金属棒与圆环上消耗的电功率之比2：1 D．杆转动一圈时段内通过杆的电荷量为 【答案】C 【解析】A．根据右手定则可知，图示位置直金属棒部分充当电源，电源内部电流方向为，则在外电路电流方向为，则杆O点电势低于b点电势，故A错误； B．由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势 根据等效电路可知，圆环部分电阻为 整个电路的总电阻为 干路电流为 a、b两点的电势差大小 故B错误； C．转动过程中金属棒与圆环上消耗的电功率分别为 故转动过程中金属棒与圆环上消耗的电功率之比为 故C正确； D．杆转动一圈时段内通过杆的电荷量为 故D错误。 故选C。 6．（23-24高二下·山东烟台·月考）电磁轨道炮原理的俯视图如图所示，它是利用电流和磁场的作用使炮弹获得超高速度，应用此原理可研制新武器和航天运载器。图中直流电源电动势为E，电容器的电容为C，两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距为，导轨间存在垂直于导轨平面、磁感应强度大小为的匀强磁场（图中未画出），导轨电阻不计。炮弹可视为一质量为、电阻为R的金属棒MN，垂直放在两导轨间处于静止状态，并与导轨良好接触。首先开关S接1使电容器完全充电，然后将S接至2，MN开始向右运动，若导轨足够长，则在此后的运动过程中，电容器上的最少电荷量为（　　） A．0 B． C． D． 【答案】C 【解析】开关S接1使电容器完全充电，所以电容器放电前所带的电荷量 开关S接2后，MN开始向右加速运动，速度达到最大值vm时，MN上的感应电动势 最终电容器所带电荷量 通过MN的电量 由动量定理，有 即 解得 则 故C。 7．（23-24高二下·山东德州·期中）如图所示，两相同灯泡A1、A2，A1与一理想二极管连接，线圈的直流电阻不计。下列说法正确的是（　　） A．闭合开关S后，A2会立即变亮，然后变的更亮 B．闭合开关S稳定后，A1、A2的亮度相同 C．断开开关S的瞬间，点的电势比点高 D．断开开关S的瞬间，A1会闪亮一下后逐渐熄灭 【答案】A 【解析】AB．闭合开关S瞬间，线圈产生自感电动势，阻碍通过线圈的电流增大，线圈中没有电流，由E、A1、 、A2构成闭合回路，理想二极管处于正向导通状态，因此A2会立即变亮，闭合开关S后，由于线圈的自感电动势是零，且直流电阻不计，则使A1、构成的支路两端电压，A1不亮，此时路端电压直接都加在A2上，因此A2会变的更亮，A正确，B错误； C．断开开关S的瞬间，线圈产生自感电动势，阻碍通过线圈的电流减小，则自感电动势的向与原电源电动势方向相同，因此点的电势比点低，C错误； D．断开开关S的瞬间，由于理想二极管具有单向导电性，点的电势比点低，因此二极管处于反向截止状态，L、、A1构成的闭合回路没有电流产生，A1不会闪亮，D错误。 故选A。 8．（23-24高二下·上海黄浦·月考）如图所示装置中，线圈和缠绕在硅钢片制成的铁芯上，两导体杆分别放在如图所示的磁场中。导体杆原来静止。当导体杆做如下哪些运动时，杆将向右移动（　　） A．向右匀速运动 B．向右加速运动 C．向左加速运动 D．向左减速运动 【答案】BD 【解析】A．匀速运动时，中感应电流恒定，中磁通量不变，穿过的磁通量不变，中无感应电流产生，保持静止，A错误； B．向右加速运动时，和棒构成的回路中有顺时针方向增大的电流，铁芯中有逆时针方向增大的磁场，和棒构成的回路中有从c到d的感应电流，由左手定则可知，棒向右移动，B项正确； C．向左加速运动时，和棒构成的回路中有逆时针方向增大的电流，铁芯中有顺时针方向增大的磁场，和棒构成的回路中有从d到c的感应电流，由左手定则可知，棒向左移动，故C错误； D．向左减速运动时，和棒构成的回路中有逆时针方向减小的电流，铁芯中有顺时针方向减小的磁场，和棒构成的回路中有从c到d的感应电流，由左手定则可知，棒向右移动，故D正确。 故选BD。 9．（2024高三·全国·专题练习）如图甲所示，在竖直方向上有四条间距相等的水平虚线L1、L2、L3、L4，在L1、L2之间，L3、L4之间存在匀强磁场，磁感应强度大小均为1 T，方向垂直于虚线所在平面。现有一矩形线圈abcd，宽度cd=L=0.5 m，质量为0.1 kg，电阻为2 Ω，将其从图示位置由静止释放（cd边与L1重合），线圈速度随时间的变化关系如图乙所示，t1时刻cd边与L2重合，t2时刻ab边与L3重合，t3时刻ab边与L4重合，已知t1~t2的时间间隔为0.6 s，整个运动过程中线圈平面始终处于竖直方向（重力加速度g取10 m/s2）。则（　　） A．在0~t1时间内，通过线圈的电荷量为0.25 C B．线圈匀速运动的速度大小为8 m/s C．线圈的长度为1 m D．0~t3时间内，线圈产生的热量为1.8 J 【答案】ABD 【解析】B．由题图可知，在t2~t3时间内，线圈向下做匀速直线运动，受力平衡，则根据平衡条件有 mg=BIL 而 联立，解得 v2=8m/s 故B正确； C．t1~t2时间内线圈一直做匀加速直线运动，则知线圈内磁通量变化为零，不产生感应电流，线圈不受安培力作用，仅在重力作用下运动，以cd边与L2重合时为初状态，以ab边与L3重合时为末状态，设磁场的宽度为d，则线圈长度为2d，线圈下降的位移为3d，则有 其中v2=8m/s，t=0.6s，代入解得 d=1m 所以线圈的长度为 L'=2d=2m 故C错误； A．在0~t1时间内，cd边从L1运动到L2，通过线圈的电荷量为 故A正确； D．0~t3时间内，根据能量守恒定律可得 故D正确。 故选ABD。 10．（23-24高二下·河南·月考）如图甲所示，两根间距为、足够长的光滑平行金属导轨竖直放置并固定，顶端接有阻值为的电阻，垂直导轨平面存在变化规律如图乙所示的匀强磁场，时磁场方向垂直纸面向里。在到的时间内，金属棒水平固定在距导轨顶端处；时，释放金属棒，金属棒下降时速度大小为。整个过程中金属棒与导轨始终垂直且接触良好，导轨与金属棒的电阻不计，金属棒的质量为，重力加速度为，不计空气阻力。下列说法正确的是（    ） A．在时，金属棒受到安培力的大小为 B．在时，金属棒中电流的大小为 C．在时，金属棒受到安培力的方向竖直向上 D．金属棒下降的过程中，所用的时间为 【答案】BC 【解析】AB．由图可知在时间段内产生的感应电动势为 根据闭合电路欧姆定律有可知，此时间段的电流为 在时磁感应强度为，此时安培力大小为 故A错误，B正确； C．由图可知在时，磁场方向垂直纸面向外并逐渐增大，根据楞次定律可知产生顺时针方向的电流，再由左手定则可知金属棒受到的安培力方向竖直向上，故C正确； D．金属棒下降过程中，通过金属棒的平均电流 电荷量 利用动量定理有 则金属棒下降所用的时间 故D错误。 故选BC。 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．（22-23高二上·江苏南京·期末）（1）探究电磁感应现象应选用如图 （选填“甲”或“乙”）所示的装置进行实验。 （2）在下面图甲中，当闭合时，观察到电流表指针向左偏（不通电时指针停在正中央），则：在图乙中，磁体极插入线圈过程中电流表的指针将 偏转，（选填“向左”，“向右”或“不发生”）；在图丙中，导体棒ab向左移动过程中，电流表的指针将 偏转；（选填“向左”，“向右”或“不发生”）。 （3）在图丁中，为光敏电阻（光照增强电阻减小），轻质金属环用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴（A线圈平面与螺线管线圈平面平行），并位于螺线管左侧。当光照减弱时，从左向右看，金属环A中电流方向为 （选填“顺时针”或“逆时针”），金属环A将 （选填“向左”或“向右”）运动。 【答案】（1）甲 （2）向左 向右 （3）顺时针 向右 【解析】（1）在电磁感应现象中，感应电流的方向与导体切割磁感线运动的方向和磁感线的方向有关。探究电磁感应现象的实验装置，只需要有磁场、导体棒、电流表即可，不需要电源，分析图甲与乙可知，探究电磁感应现象应选用甲图装置进行实验。 （2）[1]在图甲中，当闭合S时，观察到电流表指针向左偏，说明电流从负接线柱流入时，电流表指针向左偏。在图乙中，磁体N极插入线圈A过程中，线圈A中磁通量向下增大，根据楞次定律可知感应电流将从电流表负接线柱流入，则电流表的指针将向左偏转； [2]在图丙中，导体棒ab向左移动过程中，根据右手定则可知感应电流从电流表正接线柱流入，则电流表的指针将向右偏转。 （3）[1]当光照减弱时，热敏电阻的阻值变大，回路电流减小，螺线管产生的磁场减弱，穿过金属环A的磁通量向右减小，根据楞次定律可知，从左向右看，金属环A中电流方向为顺时针； [2]金属环A电流方向为顺时针，而螺线管电流方向为顺时针，根据同向电流相互吸引，可知金属环将向右运动。 12．（23-24高二下·安徽六安·期末）某学习小组在“研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”实验中采用了如图甲所示的实验装置。 （1）实验需用螺旋测微器测量挡光片的宽度d，如图乙所示， mm。 （2）在实验中，让小车以不同速度靠近螺线管，记录下光电门挡光时间内感应电动势的平均值E，改变速度多次实验，得到多组数据。这样的实验设计满足了物理实验中常用的“控制变量法”，你认为小车以不同速度靠近螺线管过程中不变的量是（　　） A．磁通量的变化量 B．磁通量的变化率 C．磁通量 （3）得到多组与E 的数据之后，若以E为纵坐标、为横坐标画出图像，发现图像是一条曲线，不容易得出清晰的实验结论，为了使画出的图像为一条直线，最简单的改进办法是以 为横坐标。 （4）其他条件都不变，若换用匝数更多的线圈做实验，根据实验数据所作出的那条直线，其斜率 （选填“增大”“不变”或“减小”）。 【答案】（1）5.664/5.665/5.666 （2）A （3） （4）增大 【解析】（1）用螺旋测微器测量挡光片的宽度 d=5.5mm+0.01mm×16.5=5.665mm （2）小车以不同速度靠近螺线管的过程中，磁铁与线圈之间的相对位置的改变量一样，穿过线圈的磁通量的变化量相同，故 A 正确，BC 错误。 故选A。 （3）根据 线圈匝数和磁通量变化量一定，若发现在误差范围内是过原点的倾斜直线，则得出的结论是：在误差允许的范围内，感应电动势与磁通量变化率成正比（或者在磁通量变化量相同的情况下，感应电动势与时间成反比）。 （4）根据，其他条件都不变，若换用匝数更多的线圈做实验，根据实验数据作出 图像，其斜率变大。 三、计算题（本题共3小题，共36分。） 13．（9分）（23-24高二下·广东惠州·月考）如图所示，水平地面上有一个绝缘木板，木板上固定一个总电阻R=2Ω、宽为 的单匝矩形导线框，竖直平面内分布着磁感应强度大小B=0.5T、方向垂直纸面向里的匀强磁场。在水平外力F作用下，木板以速度v=4m/s向右匀速穿过匀强磁场区域。已知磁场边界宽度L=1m，木板与地面间的动摩擦因数μ=0.2，木板（含导线框） 的质量 矩形导线框上边和下边均在磁场外，重力加速度g取 。 求： （1）矩形导线框刚进入磁场时，线框中产生的感应电流的大小； （2）在进入磁场过程中，线框产生的焦耳热； （3）为使木板匀速运动，在进入磁场过程中，外力F的大小。 【答案】（1）1A （2）0.2J （3）2.5N 【解析】（1）矩形导线框刚进入磁场时，线框切割磁感线产生的感应电动势为 线框中产生的感应电流的大小 （2）木板以速度v=4m/s向右匀速穿过匀强磁场区域，在进入磁场过程中，线框产生的焦耳热 联立代入数据得 （3）为使木板匀速运动，在进入磁场过程中，外力F的大小满足 而安培力为 摩擦力为 则 F=2.5N 14．（12分）（24-25高三上·浙江湖州·月考）如图所示，两个金属轮A1、A2，可绕各自中心固定的光滑金属细轴O1和O2转动。A1金属轮中3根金属辐条和金属环组成，辐条长均为4L、电阻均为2R。A2金属轮由1根金属辐条和金属环组成，辐条长为2L、电阻为R。半径为L的绝缘圆盘B与A1同轴且固定在一起。用轻绳一端固定在B边缘上，在B上绕足够匝数后（忽略B的半径变化），悬挂一质量为m的重物P。当P下落时，通过细绳带动B和A1绕O1轴转动。转动过程中，A1、A2保持接触，无相对滑动。辐条与各自细轴之间导电良好，两细轴通过导线与一阻值为R0的电阻相连。除R0和A1、A2两轮中辐条的电阻外，所有金属的电阻都不计。整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直金属轮平面向里。现将P释放，试求： （1）当P速度为v1时，A1轮每条辐条产生感应电动势大小； （2）当P速度为v1时，通过电阻R0的电流大小和方向； （3）最终P匀速下滑时的速度大小。 【答案】（1） （2），方向从左向右 （3） 【解析】（1）由图可知绝缘轮B与A1轮具有相同的角速度，则有 重物P与绝缘轮B具有相同的线速度，解得重物P的速度大小为 根据法拉第电磁感应定律有 解得 （2）由图可知，电路的总电阻为 A2金属轮与A1金属轮具有相同的线速度，则A2金属轮的线速度为 则A2金属轮辐条切割磁感应线产生的电动势为 根据右定则，可知两个金属轮上每条辐条产的电流互为增强，故两个金属轮产生的总电动势为 根据闭合电路欧姆定律可得 根据右手定则，可知电流方向为从左向右 （3）重物匀速下滑，对整个系统，重力的功率等于整个回路产生的热功率，则有 解得 15．（15分）（2025·广东茂名·模拟预测）如图所示，两根足够长、电阻不计的平行光滑金属导轨相距为。导轨平面与水平面成角，质量均为、阻值均为、长度均为的金属棒、紧挨着放在两导轨上，整个装置处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为。现固定金属棒，将金属棒由静止释放，经过一段时间开始匀速下滑，已知运动过程中金属棒与导轨始终垂直并保持良好接触，重力加速度为求： （1）金属棒匀速下滑时的速度大小； （2）已知从金属棒释放至速度达到最大速度一半的过程中，通过金属棒的电荷量为6C，求该过程中金属棒产生的焦耳热（计算结果保留一位小数）； （3）若金属棒不固定，将金属棒由静止释放的同时、给金属棒平行于导轨向上的恒力，求金属棒匀速运动时的速度大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】（1）设金属棒匀速下滑时的速度大小为，金属棒切割磁感线产生的电动势为 通过金属棒的电流为 金属棒受到的安培力为 金属棒做匀速直线运动时有 解得 （2）设当金属棒的速度大小为 通过金属棒的电荷量为 平均电动势 解得 由能量守恒定律可得 代入数据解得 （3）对金属棒进行受力分析，可得 对金属棒进行受力分析，可得 可得金属棒、的加速度大小始终满足分析可得，金属棒、同时做匀速直线运动，且金属棒、的速度大小相等，设匀速运动时 回路中电流为 金属棒受到的安培力为 金属棒匀速直线运动，可得 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 $$