第二章《电磁感应》单元测试-2024-2025学年高二物理同步精讲练（人教版2019选择性必修第二册）

第二章《电磁感应》 单元测试 班级___________ 姓名___________ 学号____________ 分数____________ （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 1、 单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1．下列物理量中，属于矢量且单位用国际单位制中的基本单位表示正确的是（　　） A．磁通量 B．磁感应强度 C．电场强度 D．自感系数 2．“电磁感应铝箔封口机”被广泛应用在医药、食品、化工等生产行业的产品封口环节中，如图所示为一手持式封口机，它的工作原理是：当接通电源时，封口机内置线圈产生磁场，当磁感线穿过封口铝箔材料时，铝箔材料瞬间产生大量小涡流，并快速发热，熔化复合在铝箔上的溶胶，从而粘贴在承封容器的封口处，达到迅速封口的目的。下列说法正确的是（　　） A．封口材料可用普通塑料来代替铝箔 B．该封口机可用干电池作为电源 C．若封口过程中封口材料温度过高，可通过适当降低所通电流的频率来解决 D．该封口机适用于玻璃、塑料、金属等多种材质的容器封口 3．如图所示，A和B是两个相同的小灯泡，L是自感系数很大，电阻几乎为0的线圈。忽略电源内阻，下列说法正确的是（　　） A．闭合开关S，灯泡A先变亮再逐渐变暗 B．闭合开关S，灯泡B先变亮再逐渐熄灭 C．断开开关S，灯泡A逐渐熄灭 D．断开开关S，灯泡B逐渐变暗直至熄灭 4．如图所示，在水平放置的闭合线圈附近，一条形磁铁竖直向下加速运动，在位置时极附近的磁感线正好与线圈平面平行，、之间和、之间的距离相等，且都比较小。下列说法正确的是（　　） A．磁铁在位置时线框感应电流的方向为逆时针（俯视） B．磁铁在位置时线框感应电流的方向为逆时针（俯视） C．磁铁在位置时线框穿过线圈的磁通量变化率为零 D．磁铁在位置时线框的感应电流比在位置时的大 5．如图甲所示，在水平绝缘的桌面上，一个用电阻丝构成的闭合矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，规定磁场的方向垂直于桌面向下为正，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示。下列关于线框中的感应电流i（规定逆时针为正）随时间t变化的关系正确的是（　　） A． B． C． D． 6．在如图甲所示的电路中，螺线管匝数n＝1500匝，横截面积S＝20 cm2螺线管导线电阻r=1Ω，R1=4Ω，R2=5 Ω，C=30 μF。在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按如图乙所示的规律变化，则下列说法中正确的是（　　） A．螺线管中产生的感应电动势为1 V B．电路中的电流稳定后，电阻R1的电功率为 C．闭合S，电路中的电流稳定后电容器上极板带正电 D．S断开后，通过R2的电荷量为 7．如图所示， 在绝缘的水平面上， 有两个闭合的线圈a、b， 线圈a处在有界匀强磁场中， 线圈b处在磁场外且固定不动， 将线圈a从磁场中匀速拉出的过程中， 下列说法正确的是（    ） A．线圈a中有感应电流， 线圈b中没有感应电流 B．线圈a中感应电流方向为逆时针 C．线圈b有收缩趋势 D．线圈b整体受到水平向左的安培力 2、 多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 8．如图所示，螺线管连接电阻R放置在水平地面上，上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的N极朝下，当磁铁向下运动过程中（未插入线圈内部），下列说法正确的是（　　） A．穿过螺线管的磁通量减少 B．通过R的感应电流方向为从 C．磁铁与螺线管相互吸引 D．螺线管对地面的压力变大 9．如图1所示，大功率家用电器的插头常配备漏电保护装置，工作原理如图2所示，其中“零序电流互感器”可视为闭合铁芯。正常用电时，火线和零线的电流等大反向；出现漏电时，快速响应电路能够在毫秒级的时间内检测到漏电并触发断路器，使触头弹起从而自动切断电源。下列说法正确的是（　　） A．漏电保护装置应用了电磁感应的原理 B．图2中零线应该置于互感器的外面，否则无法正常使用 C．正常用电时，M和N两点之间没有电压 D．出现漏电时，M和N两点之间没有电压 10．足够长的平行光滑金属导轨EF、GH倾斜放置，倾角为θ，EF、GH之间的宽度为L，上端用电阻为R定值电阻连接，导轨所在平面有垂直轨道平面向上的匀强磁场，磁感应强度为B，如图所示．质量为m、电阻为R的导体棒ab放在导轨上，其长度恰好等于L，始终与导轨良好接触。静止释放导体棒ab，ab向下通过的距离为时恰好做匀速运动，重力加速度为g，下列说法正确的是（   ） A．导体棒ab释放瞬间的加速度大小 B．导体棒ab做匀速运动的速度大小 C．从导体棒ab静止释放到恰好做匀速运动的过程中，通过导体棒ab中的电荷量 D．从导体棒ab静止释放到恰好做匀速运动的过程中，导体棒中产生的热量 3、 非选择题（本题共5小题，共54分。请按题目要求作答） 11．（7分）学习法拉第电磁感应定律后，为了定量验证感应电动势E与时间的关系，甲、乙两位同学共同设计了图示实验装置：线圈和电压传感器相连，线圈、光电门固定在长木板上的轨道上，强磁铁和挡光片固定在小车上。每当小车经过光电门时，光电门会记录下挡光时间，同时触发电压传感器，记录下内线圈产生的感应电动势E。利用弹簧将小车以不同的速度从轨道的右端弹出，就能得到一系列E和的实验数据。 (1)关于实验原理、过程和操作，下列说法正确的是________。 A．轨道必须光滑 B．轨道必须保持水平 C．每个挡光时间内线圈中磁通量的变化量可视为定值 (2)两位同学用作图法分析实验数据，要通过线性图像直观反映感应电动势E与时间的关系，可作出 （填“”或“”）图线。 (3)若按（2）问中两位同学的方法处理数据，则仅减小线圈匝数后得到的图线斜率会 （填“增大”“不变”或“减小”） 12．（8分）甲、乙、丙三位同学利用如图所示装置探究影响感应电流方向的因素。 (1)如图，甲同学在断开开关时发现灵敏电流计指针向右偏转，下列操作中同样能使指针向右偏转的有_____。 A．闭合开关 B．开关闭合时将滑动变阻器的滑片向左滑动 C．开关闭合时将A线圈从B线圈中拔出 D．开关闭合时将A线圈倒置再重新插入B线圈中 (2)如图，乙同学将条形磁铁从B线圈上方由静止释放，使其笔直落入B线圈中，多次改变释放高度，发现释放高度越高，灵敏电流计指针偏转过的角度越大。该现象说明了线圈中 （选填“磁通量”“磁通量变化量”或“磁通量变化率”）越大，产生的感应电流越大。 (3)丙同学用图所示的装置来判断感应电流的方向。他使用多用电表的欧姆挡对二极管正负极进行确认，某次测量时发现多用电表指针几乎没有偏转，说明此时黑表笔接触的是二极管的 （选填“正极”或“负极”）。 13．（9分）如图所示，用导线绕制成匝数为，半径为的圆形线圈，线圈电阻为，线圈两端点与电阻相连接。在线圈内有一半径为的圆形区域，区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度随时间的变化关系为。求：    (1)两端的电势差； (2)时间内，产生的焦耳热。 14．（12分）如图所示，水平桌面上固定着光滑金属直导轨MN和PQ，长度均为3d，间距为4d，M、P间接有定值电阻R。空间存在由图示正弦曲线和直线围成的垂直于桌面向下的有界匀强磁场，磁感应强度为B。质量为m的导体棒ab垂直于导轨放置，不计导体棒和导轨电阻。 (1)若ab棒在处获得沿x轴正向初速，运动到处时速度变为，求此过程中安培力对导体棒做的功； (2)若ab棒在外力作用下沿x轴正向以速度v匀速从运动到处，求此过程中电阻R上产生的热量。 15．（18分）如图所示，水平地面上竖直放置一个边长为，质量，总电阻为的正方形单匝导体框MNPQ，竖直面内存在两个矩形匀强磁场区域abcd和efgh，宽度均为3L且足够高，磁感应强度大小均为，方向均垂直纸面向里，cd水平且在地面以下，gh水平且与地面相距L，bc与eh的水平距离为2L。导体框的MQ边刚好和ad重合。对导体框施加一个水平向右的拉力，使导体框由静止开始做加速度大小为的匀加速运动，直至导体框恰好离开磁场区域abcd，之后令其做匀速直线运动。已知重力加速度为，导体框平面始终与磁场垂直，导体框与地面的动摩擦因数为，。求： (1)导体框的NP边刚离开bc边时，拉力的大小； (2)导体框从开始运动到恰好离开磁场区域abcd的过程中，拉力冲量IF的大小； (3)导体框从开始运动至NP边到达fg边的过程中与地面摩擦产生的热量Q。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第二章《电磁感应》 单元测试 班级___________ 姓名___________ 学号____________ 分数____________ （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 1、 单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1．下列物理量中，属于矢量且单位用国际单位制中的基本单位表示正确的是（　　） A．磁通量 B．磁感应强度 C．电场强度 D．自感系数 【答案】B 【详解】A．磁通量 可得磁通量的单位用基本单位表示应为 但磁通量为标量。故A错误； B．磁感应强度 可得磁感应强度的单位用用基本单位表示为 故B正确； C．电场强度 可得电场强度的单位用基本单位表示为 故C错误； D．自感系数 可得自感系数的单位用基本单位表示为 但自感系数为标量。故D错误。 故选B。 2．“电磁感应铝箔封口机”被广泛应用在医药、食品、化工等生产行业的产品封口环节中，如图所示为一手持式封口机，它的工作原理是：当接通电源时，封口机内置线圈产生磁场，当磁感线穿过封口铝箔材料时，铝箔材料瞬间产生大量小涡流，并快速发热，熔化复合在铝箔上的溶胶，从而粘贴在承封容器的封口处，达到迅速封口的目的。下列说法正确的是（　　） A．封口材料可用普通塑料来代替铝箔 B．该封口机可用干电池作为电源 C．若封口过程中封口材料温度过高，可通过适当降低所通电流的频率来解决 D．该封口机适用于玻璃、塑料、金属等多种材质的容器封口 【答案】C 【详解】A．涡流只能在导体材料中产生，A错误； B．穿过导体的磁通量发生变化才能产生涡流，而干电池产生的是恒定电流，恒定电流的磁场不变，不能产生涡流，不能用干电池作为电源，B错误； C．所通电流的频率降低时，穿过封口铝箔材料的磁通量变化率变小，产生的涡流变小，则温度降低，C正确； D．金属容器中也会产生涡流，故不适用于金属容器的封口，D错误。 故选C。 3．如图所示，A和B是两个相同的小灯泡，L是自感系数很大，电阻几乎为0的线圈。忽略电源内阻，下列说法正确的是（　　） A．闭合开关S，灯泡A先变亮再逐渐变暗 B．闭合开关S，灯泡B先变亮再逐渐熄灭 C．断开开关S，灯泡A逐渐熄灭 D．断开开关S，灯泡B逐渐变暗直至熄灭 【答案】B 【详解】AB．闭合开关S，由于线圈的自感，线圈中的电流由0逐渐增大至稳定值，稳定时，由于其电阻可以忽略，则稳定时，线圈相当于一根导线，则灯泡A、B同时变亮，随后A的亮度逐渐变大，B逐渐变暗最终熄灭，故A错误，B正确； CD．断开开关S，线圈与灯泡B构成新的回路，由于线圈的自感，线圈中的电流在新回路中由原来的稳定值逐渐减为0，即A立即熄灭，B变亮后逐渐变暗直至熄灭，故CD错误。 故选B。 4．如图所示，在水平放置的闭合线圈附近，一条形磁铁竖直向下加速运动，在位置时极附近的磁感线正好与线圈平面平行，、之间和、之间的距离相等，且都比较小。下列说法正确的是（　　） A．磁铁在位置时线框感应电流的方向为逆时针（俯视） B．磁铁在位置时线框感应电流的方向为逆时针（俯视） C．磁铁在位置时线框穿过线圈的磁通量变化率为零 D．磁铁在位置时线框的感应电流比在位置时的大 【答案】D 【详解】A．磁铁在位置A时，通过线框的磁感线斜向左下，且磁铁向下运动线圈内磁通量减少，根据楞次定律，感应电流方向为顺时针，故A错误； B．磁铁在位置C时，通过线框的磁感线斜向左上，且磁铁向下运动线圈内磁通量增大，根据楞次定律，感应电流方向为顺时针，故B错误； C．磁铁在位置B时，线框内磁通量为零，但磁通量变化率不为零，故C错误； D．因为磁铁竖直向下加速运动，磁铁在位置C时相对于A位置速度更快，则线框内磁通量变化率更大，所以感应电流更大，故D正确。 故选D。 5．如图甲所示，在水平绝缘的桌面上，一个用电阻丝构成的闭合矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，规定磁场的方向垂直于桌面向下为正，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示。下列关于线框中的感应电流i（规定逆时针为正）随时间t变化的关系正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】在0~1s内，磁感应强度B向里均匀增加，则线框中产生感应电流，由楞次定律可得电流方向为逆时针，由法拉第电磁感应定律可得 恒定，则感应电流大小恒定；1~2s内，磁场不变，则线框中磁通量恒定，所以没有感应电流；2~4s内，图像斜率不变，感应电流不变，电流方向为顺时针；4~5s感应电流为零；5~6s感应电流与0~1s感应电流相同。 故选B。 6．在如图甲所示的电路中，螺线管匝数n＝1500匝，横截面积S＝20 cm2螺线管导线电阻r=1Ω，R1=4Ω，R2=5 Ω，C=30 μF。在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按如图乙所示的规律变化，则下列说法中正确的是（　　） A．螺线管中产生的感应电动势为1 V B．电路中的电流稳定后，电阻R1的电功率为 C．闭合S，电路中的电流稳定后电容器上极板带正电 D．S断开后，通过R2的电荷量为 【答案】D 【详解】A．由法拉第电磁感应定律，可得螺线管内产生的电动势为 故A错误； B．电路中的电流稳定后，电流为 则电阻R1的电功率为 故B错误； C．闭合S，电路中的电流稳定后，对通电螺线管分析，可知通过它的磁场向下增大，则磁量增大，根据楞次定律可知，会产生一个向上的感应磁场，以阻碍其增大，则根据安培定则 可知，感应电流从螺线管的上端流到下端，此时通电螺线管相当于电源，则下端是正极，上端是负极，故电容器下板带正电，故C错误； D．闭合S，电路中的电流稳定后，因电容器与并联，故电容器两端的电压等于两端的电压，则有 故充入电容器的电荷量为 S断开后，电容器放电，直到电荷量为零，故S断开后，通过R2的电荷量为为 故D正确。 故选D。 7．如图所示， 在绝缘的水平面上， 有两个闭合的线圈a、b， 线圈a处在有界匀强磁场中， 线圈b处在磁场外且固定不动， 将线圈a从磁场中匀速拉出的过程中， 下列说法正确的是（    ） A．线圈a中有感应电流， 线圈b中没有感应电流 B．线圈a中感应电流方向为逆时针 C．线圈b有收缩趋势 D．线圈b整体受到水平向左的安培力 【答案】C 【详解】AB．线圈a从磁场中匀速拉出的过程中穿过a线圈的磁通量在减小，则根据楞次定律可知a线圈的电流为顺时针，由于线圈a从磁场中匀速拉出则a中产生的电流为恒定电流，则线圈a靠近线圈b的过程中线圈b的磁通量在向外增大，同理可得线圈b产生的电流为顺时针，故AB错误； C．由广义楞次定律，线圈a靠近线圈b的过程中线圈b的磁通量在向外增大，线圈b有收缩趋势，故C正确； D．线圈b上下两边所受安培力大小相等，方向相反。线圈b左边受到安培力向右，线圈b右边受到安培力向左，右边所处的磁感应强度小，故向左的安培力小，线圈b整体受到水平向右的安培力，故D错误。 故选C。 2、 多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 8．如图所示，螺线管连接电阻R放置在水平地面上，上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的N极朝下，当磁铁向下运动过程中（未插入线圈内部），下列说法正确的是（　　） A．穿过螺线管的磁通量减少 B．通过R的感应电流方向为从 C．磁铁与螺线管相互吸引 D．螺线管对地面的压力变大 【答案】BD 【详解】A．当磁铁向下运动时（但未插入线圈内部），穿过螺线管的磁通量增大，故A错误； B．由图可知，当磁铁竖直向下运动时，穿过线圈的磁场方向向下增大，由楞次定律可知感应电流的磁场应向上，由右手螺旋定则可知电流方向为从，故B正确； CD．根据“来拒去留”可知，磁铁靠近线圈，则磁铁与线圈相互排斥，故线圈对地面的压力变大，故C错误，D正确。 故选BD。 9．如图1所示，大功率家用电器的插头常配备漏电保护装置，工作原理如图2所示，其中“零序电流互感器”可视为闭合铁芯。正常用电时，火线和零线的电流等大反向；出现漏电时，快速响应电路能够在毫秒级的时间内检测到漏电并触发断路器，使触头弹起从而自动切断电源。下列说法正确的是（　　） A．漏电保护装置应用了电磁感应的原理 B．图2中零线应该置于互感器的外面，否则无法正常使用 C．正常用电时，M和N两点之间没有电压 D．出现漏电时，M和N两点之间没有电压 【答案】AC 【详解】ACD．若火线和零线电流始终等大反向，则穿过零序电流互感器的磁通量不发生变化，零序电流互感器无感应电动势，则与之构成闭合回路的断路器两端MN间无电压，但若发生漏电，则由火线、用电器、零线构成的闭合回路中，流经火线与零线的电流大小将不再相等，从而使穿过零序电流互感器的磁通量发生变化，产生感应电动势，触发断路器，使触头弹起从而自动切断电源，保护电路，即此时断路器两端MN间有电压，由此可知漏电保护装置应用了电磁感应的原理，故AC正确，D错误； B．图2中若零线置于互感器的外面，则发生漏电时，零序电流互感器不能感应到通过火线的电流变化，因此互感器不能正常使用，只有零线与火线同在互感器里面，互感器通过感应相反电流产生的磁场是否变化从而做出反馈，因此图2中零线应该置于互感器的里面，故B错误。 故选AC。 10．足够长的平行光滑金属导轨EF、GH倾斜放置，倾角为θ，EF、GH之间的宽度为L，上端用电阻为R定值电阻连接，导轨所在平面有垂直轨道平面向上的匀强磁场，磁感应强度为B，如图所示．质量为m、电阻为R的导体棒ab放在导轨上，其长度恰好等于L，始终与导轨良好接触。静止释放导体棒ab，ab向下通过的距离为时恰好做匀速运动，重力加速度为g，下列说法正确的是（   ） A．导体棒ab释放瞬间的加速度大小 B．导体棒ab做匀速运动的速度大小 C．从导体棒ab静止释放到恰好做匀速运动的过程中，通过导体棒ab中的电荷量 D．从导体棒ab静止释放到恰好做匀速运动的过程中，导体棒中产生的热量 【答案】AB 【详解】A．导体棒ab释放的瞬间，所受安培力为零，导体棒只受重力和支持力，此时加速度为 故A正确； B．匀速运动时，导体棒受力平衡，此时导体棒受重力、支持力和沿导轨向上的安培力，在沿导轨方向有 又因为 联立解得 故B正确； C．根据 解得 故C错误； D．导体棒ab从静止释放到恰好做匀速运动的过程中，根据能量守恒定律可知 又因为定值电阻和导体棒阻值相同，故 导体棒中产生的热量 故D错误。 故选AB。 3、 非选择题（本题共5小题，共54分。请按题目要求作答） 11．（7分）学习法拉第电磁感应定律后，为了定量验证感应电动势E与时间的关系，甲、乙两位同学共同设计了图示实验装置：线圈和电压传感器相连，线圈、光电门固定在长木板上的轨道上，强磁铁和挡光片固定在小车上。每当小车经过光电门时，光电门会记录下挡光时间，同时触发电压传感器，记录下内线圈产生的感应电动势E。利用弹簧将小车以不同的速度从轨道的右端弹出，就能得到一系列E和的实验数据。 (1)关于实验原理、过程和操作，下列说法正确的是________。 A．轨道必须光滑 B．轨道必须保持水平 C．每个挡光时间内线圈中磁通量的变化量可视为定值 (2)两位同学用作图法分析实验数据，要通过线性图像直观反映感应电动势E与时间的关系，可作出 （填“”或“”）图线。 (3)若按（2）问中两位同学的方法处理数据，则仅减小线圈匝数后得到的图线斜率会 （填“增大”“不变”或“减小”） 【答案】(1)C (2) (3)减小 【详解】（1）C．每个挡光时间内线圈中磁通量的变化量可视为定值，选项C正确； AB．由法拉第电磁感应定律 可知，为了定量验证感应电动势E与时间成反比，实验只需要控制线圈匝数n与磁通量的变化量不变即可，对轨道是否光滑、轨道是否水平没有要求，选项AB错误。 故选C。 （2）由法拉第电磁感应定律 可知 要通过线性图像直观反映感应电动势E与时间的关系，可作出图线。若图线是一条过坐标原点的倾斜直线，则可验证E与成反比。 （3）图线的斜率 可知，仅减小线圈匝数后得到的图线斜率会减小。 12．（8分）甲、乙、丙三位同学利用如图所示装置探究影响感应电流方向的因素。 (1)如图，甲同学在断开开关时发现灵敏电流计指针向右偏转，下列操作中同样能使指针向右偏转的有_____。 A．闭合开关 B．开关闭合时将滑动变阻器的滑片向左滑动 C．开关闭合时将A线圈从B线圈中拔出 D．开关闭合时将A线圈倒置再重新插入B线圈中 (2)如图，乙同学将条形磁铁从B线圈上方由静止释放，使其笔直落入B线圈中，多次改变释放高度，发现释放高度越高，灵敏电流计指针偏转过的角度越大。该现象说明了线圈中 （选填“磁通量”“磁通量变化量”或“磁通量变化率”）越大，产生的感应电流越大。 (3)丙同学用图所示的装置来判断感应电流的方向。他使用多用电表的欧姆挡对二极管正负极进行确认，某次测量时发现多用电表指针几乎没有偏转，说明此时黑表笔接触的是二极管的 （选填“正极”或“负极”）。 【答案】(1)CD (2)磁通量变化率 (3)负极 【详解】（1）断开开关时，A线圈中电流迅速减小，则B线圈中磁通减小，出现感应电流，使灵敏电流计指针向右偏转；为了同样使指针向右偏转，应减小B线圈中的磁通量或增加B线圈中反向的磁通量。 A．闭合开关，A线圈中的电流突然增大，则B线圈中的磁通量增大，故A错误； B．开关闭合时将滑动变阻器的滑片向左滑动，A线圈中的电流增大，则B线圈中的磁通量增大，故B错误； C．开关闭合时将A线圈从B线圈中拔出，则B线圈中的磁通量减小，故C正确； D．开关闭合时将A线圈倒置，再重新插入B线圈中，则B线圈中反向的磁通量增加，故D正确。 故选CD。 （2）释放高度越高，磁铁落入线圈的速度越快，则线圈中磁通量变化率越大，产生的感应电流越大。 （3）使用多用电表的欧姆挡对二极管正负极进行确认，测量时欧姆挡指针没有偏转，根据多用电表欧姆挡黑表笔接表内电源的正极，由红进黑出的操作原则，此时黑表笔接触的是二极管的负极。 13．（9分）如图所示，用导线绕制成匝数为，半径为的圆形线圈，线圈电阻为，线圈两端点与电阻相连接。在线圈内有一半径为的圆形区域，区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度随时间的变化关系为。求：    (1)两端的电势差； (2)时间内，产生的焦耳热。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）根据电磁感应定律，则有 所以ab两端的电势差为 （2）根据焦耳定律，则有 14．（12分）如图所示，水平桌面上固定着光滑金属直导轨MN和PQ，长度均为3d，间距为4d，M、P间接有定值电阻R。空间存在由图示正弦曲线和直线围成的垂直于桌面向下的有界匀强磁场，磁感应强度为B。质量为m的导体棒ab垂直于导轨放置，不计导体棒和导轨电阻。 (1)若ab棒在处获得沿x轴正向初速，运动到处时速度变为，求此过程中安培力对导体棒做的功； (2)若ab棒在外力作用下沿x轴正向以速度v匀速从运动到处，求此过程中电阻R上产生的热量。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）根据动能定理可得，安培力所做的功为 （2）根据欧姆定律可得，电流的最大值 有效值 导体棒运动的时间 根据焦耳定律可得，导体棒产生的热量 15．（18分）如图所示，水平地面上竖直放置一个边长为，质量，总电阻为的正方形单匝导体框MNPQ，竖直面内存在两个矩形匀强磁场区域abcd和efgh，宽度均为3L且足够高，磁感应强度大小均为，方向均垂直纸面向里，cd水平且在地面以下，gh水平且与地面相距L，bc与eh的水平距离为2L。导体框的MQ边刚好和ad重合。对导体框施加一个水平向右的拉力，使导体框由静止开始做加速度大小为的匀加速运动，直至导体框恰好离开磁场区域abcd，之后令其做匀速直线运动。已知重力加速度为，导体框平面始终与磁场垂直，导体框与地面的动摩擦因数为，。求： (1)导体框的NP边刚离开bc边时，拉力的大小； (2)导体框从开始运动到恰好离开磁场区域abcd的过程中，拉力冲量IF的大小； (3)导体框从开始运动至NP边到达fg边的过程中与地面摩擦产生的热量Q。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）设导体框的NP边刚离开bc边时的速度为，根据牛顿第二定律可得 结合欧姆定律可得 由运动学公式可得 联立解得 （2）设导体框从开始运动到恰好离开磁场区域abcd的过程所用时间为，末速度为，由动量定理可得 根据运动学公式可得 由欧姆定律可得 联立解得 （3）导体框从开始运动到进入磁场efgh区域之前，竖直方向上所受安培力的合力为0，所以地面对导体框的支持力等于重力，导体框与地面的摩擦产生的热量 当NP边开始匀速进入磁场efgh区域时，设此时刻后导体框位移的大小为x，此过程产生的电流大小为 当时，导体框竖直方向受力平衡，地面对导体框的支持力为 当时，回路无感应电流不受安培力的作用。地面对导体框的摩擦力为 当时 当时 故阶段导体框与地面摩擦产生的热量 导体框从开始运动至NP边到达fg边的过程中与地面摩擦产生的热量 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$