专题09 电磁感应（期末真题汇编，浙江专用）高二物理上学期

专题09 电磁感应 核心必练+进阶提升+培优冲刺 三层突破 1. (24-25高二上·浙江湖州·期末)关于以下四幅图说法正确的是（　　） A．图甲，真空冶炼炉接高频交流电源后能在炉体内产生涡流 B．图乙，断开开关S后，弹簧K不会立刻将衔铁D拉起而断电 C．图丙，将一自感系数较大的线圈与一电动势为E的电源相连，当断开开关时，线圈两端电压一定小于E D．图丁，电子沿逆时针方向运动，为了使电子加速，电磁线圈中的电流应该变大 【答案】BD 【详解】A．真空冶炼炉的工作原理是炉中金属产生涡流使炉内金属熔化，不是炉体产生涡流，故A错误； B．将S断开，导致穿过线圈B的磁通量减小变慢，根据楞次定律可知，产生有延时释放D的作用，故B正确； C．图丙，将一自感系数较大的线圈与一电动势为E的电源相连，当断开开关时，线圈两端电压可能大于E，故C错误； D．电磁体线圈中电流变大，产生的磁感应强度变大，由楞次定律可知，进而产生的感生电场方向是顺时针方向，电子受感生电场的力与运动方向相同，电子的速度增大，故D正确； 故选BD。 2. (24-25高二上·浙江湖州·期末)如图所示，一带正电的圆形线圈A沿顺时针方向转动，另一导体线圈B跟它在同一水平面内，下列说法正确的是（　　） A．线圈B的磁通量方向垂直纸面向外 B．若线圈A匀速转动，线圈B中产生顺时针方向的感应电流 C．若线圈A加速转动，线圈B中产生逆时针方向的感应电流 D．若线圈A减速转动，线圈B受到的安培力方向背离圆心 【答案】C 【详解】A．A线圈的电流方向为顺时针方向，由安培定则可知，B线圈中磁通量方向垂直纸面向里，故A错误； B．若线圈A匀速转动，线圈B中的磁通量不变，则不会产生感应电流，故B错误； C．若线圈A加速转动，线圈B中的磁通量垂直纸面向里且增大，根据楞次定律可知，线圈B中产生逆时针方向的感应电流，故C正确； D．若线圈A减速转动，穿过线圈B的磁通量垂直纸面向里且减小，根据楞次定律可知，线圈B中产生顺时针方向的电流，而线圈B处于垂直纸面向外的磁场中，根据左手定则可知，线圈B受到指向圆心的安培力，故D错误。 故选C。 3. (24-25高二上·浙江宁波九校联考·期末)下列说法正确的是（　　） A．甲图中，从上往下看当蹄形磁体顺时针转动时，铝框也将沿顺时针方向转动 B．乙图中，真空冶炼炉的炉外线圈通入高频交流电时，线圈中会产生大量热量使金属熔化，从而冶炼金属 C．丙图中磁电式仪表，把线圈绕在铝框骨架上，起到电磁阻尼的作用 D．丁图中干电池的电动势为1.5V，则通过电源的电荷量为1C时，电源内非静电力做功为1.5J 【答案】ACD 【详解】A．根据电磁驱动原理可知，当从上往下看当蹄形磁体顺时针转动时，铝框也顺时针转动，故A正确； B．真空冶炼炉外线圈通入高频交流电时，周围空间产生高频磁场，炉内的金属内部就产生很强的涡流，从而冶炼金属，故B错误； C．磁电式仪表，把线圈绕在铝框骨架上，线圈通电受力后带动铝框转动，铝框内产生涡流，在电磁阻尼的作用下，线圈很快停止摆动，故C正确； D．根据电动势的定义式可知，电池的电动势为1.5V，则通过电源的电荷量为1C时，电源内非静电力做功为1.5J，故D正确。 故选ACD。 4. (24-25高二上·浙江杭州滨江区杭二滨江·期末)如图所示分别是目前被广泛采用的两种电机的简化原理示意图，它们的相同点是利用作为定子的三组电磁铁交替产生磁场，实现电磁铁激发的磁场在平面内沿顺时针方向转动的效果，以驱动转子运动；不同点是甲电机的转子是一个永磁铁，乙电机的转子是绕有闭合线圈的软铁。通过电磁驱动使转子转动，可以为电动汽车提供动力。 甲假定两种电机的每组电磁铁中电流的变化周期和有效值均相同，下列说法正确的是（　　） A．电机稳定工作时，乙电机转子的转速与电磁铁激发磁场的转速相同 B．电机稳定工作时，乙转子的转动方向也为顺时针 C．电机稳定工作时，乙电机转子的转速越接近电磁铁激发磁场的转速，其所受安培力就越大 D．刹车（停止供电）时，转子由于仍在旋转，甲电机可以通过反向发电从而回收动能而乙电机不可以 【答案】BD 【详解】AB．乙电机中，转子的转动是因为穿过转子上线圈的磁通量发生变化从而产生感应电流，通电线圈受到了安培力的作用，相当于电磁驱动，所以乙转子的转动方向也为顺时针，安培力阻碍定子和转子间的相对运动，但不能阻止，故转子比定子转得慢一些，A错误，B正确； C．乙电机转子的转速越接近电磁铁激发磁场的转速，磁通量变化越慢，感应电流越小，所受安培力越小，C错误； D．刹车（停止供电）时，甲电机转子由于惯性旋转，使得通过定子上线圈的磁通量发生变化，产生感应电流，反向发电从而回收动能，而乙电动机闭合线圈不产生磁场，所以无法反向发电，不能回收动能，D正确。 故选BD。 故选BD。 5. (24-25高二上·浙江金华十校·期末)如图所示，一个可绕竖直圆心轴转动的水平金属圆盘，圆盘中心O和圆盘边缘D通过电刷与螺线管相连，螺线管右侧有竖直悬挂的铜环，匀强磁场垂直于圆盘平面向上，从上向下看，圆盘逆时针转动，则下述结论中正确的是（　　） A．若圆盘匀速转动，则铜环中有恒定的感应电流 B．若圆盘加速转动，则铜环将靠近螺线管 C．若圆盘不动，逐渐增强磁场，则圆盘上各处电势相等 D．若圆盘不动，逐渐增强磁场，则铜环保持不动 【答案】D 【详解】AB．圆盘可以看成无数根金属条并联切割磁场，产生的电动势为 若圆盘匀速转动，电动势恒定，因此产生恒定的感应电流，则螺线管的磁场恒定，穿过铜环的磁通量不变，则铜环中无感应电流；若圆盘加速转动，电动势增大，产生的感应电流变大，那么螺线管的磁感应强度变大，由右手定则可知电流由圆心流向圆盘边缘在D点流出，根据右手螺旋定则可知螺线管内部磁场方向由F向E，根据楞次定律可得铜环将远离螺线管，故AB错误； CD．圆盘不动，逐渐增强磁场时，圆盘中磁通量增大，由右手螺旋定则可知，从上往下看圆盘中产生顺时针方向的感应电流，可知各处的电动势不同；感应电流只在圆盘中流动，则右侧的螺线管中无电流，则不产生磁场，则铜环中不产生感应电流，所以铜环保持不动，故C错误，D正确。 故选D。 6. (24-25高二上·浙江金华十校·期末)关于下列几幅图片的说法错误的是（　　） A．燃气灶中针尖形点火器是利用高压尖端放电原理进行点火 B．真空冶炼炉利用交变电流直接产生热能给炉体加热，从而融化炉内金属 C．高压输电线上方的两根接地导线具有避雷保护线路的作用 D．金属编织网包裹着导体线芯利用了静电屏蔽原理降低干扰 【答案】B 【详解】A．因为电荷集中于形状比较尖端的地方，即尖端放电，所以燃气灶中针尖形点火器是利用高压尖端放电原理进行点火，故A正确，不符合题意； B．真空冶炼炉是利用高频交流电在炉内金属中产生涡流进行加热，使金属熔化，而不是利用交变电流直接产生热能，故B错误，符合题意； C．高压输电铁塔最上面的两条导线是避雷线，防止雷直接击到输电线上，这两条线一般与铁塔相连，将电流引入大地，故C正确，不符合题意； D．金属编织网能起到静电屏蔽的作用，使网内不受外部电场的影响，故D正确，不符合题意。 故选B。 7. (20-21高二下·云南玉溪江川第二中学·期中)如图所示，电路为演示自感现象的实验电路。实验时，先闭合开关S，稳定后设通过线圈L的电流为，通过小灯泡E的电流为，小灯泡处于正常发光状态，迅速断开开关S，则可观察到灯泡E闪亮一下后熄灭，在灯E闪亮短暂过程中（　　） A．线圈L两端a端电势高于b端 B．线圈L中电流逐渐减为零 C．小灯泡E中电流由逐渐减为零，方向与相反 D．小灯泡E中电流由逐渐减为零，方向不变 【答案】BC 【详解】A．迅速断开开关S时，线圈产生自感电动势，相当于电源，b端相当正极，a相当于负极，b端电势高于a端，故A错误； B．迅速断开开关S时，线圈中电流开始减小，磁通量开始减小产生自感电动势，阻碍电流的减小，则线圈中电流逐渐减小为零，故B正确； CD．迅速断开开关S时，灯泡中原来的电流突然减小到零，线圈产生的感应电流流过灯泡E，灯泡E中电流由逐渐减为零，方向与相反，故C正确，D错误。 故BC。 8. (24-25高二上·浙江杭州下城区杭十四·期末)英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发感生电场，如图所示，一个半径为r的绝缘光滑细圆环水平放置，环内存在竖直向上的匀强磁场，环上套一带电荷量为的小球，已知磁感应强度B随时间均匀增加，其变化率为k，则小球在环上运动一周动能的增加量是（　　） A．0 B． C． D． 【答案】D 【详解】根据法拉第电磁感应定律可知感生电场的电动势 小球在环上运动一周感生电场对小球的作用力所做功的大小是 即小球在环上运动一周动能的增加量。 故选D。 9. (24-25高二上·浙江杭州高级中学教育集团·期末)如图所示，两平行光滑长直金属导轨水平放置，间距为L。区域有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向竖直向上。初始时刻，磁场外的细金属杆M以初速度向右运动。磁场内的细金属杆N处于静止状态，且到的距离为。两杆在磁场内未相撞且N出磁场时的速度为，两金属杆与导轨接触良好且运动过程中始终与导轨垂直。金属杆M质量为，金属杆N质量为m，两杆在导轨间的电阻均为R，感应电流产生的磁场及导轨的电阻忽略不计。 (1)求M刚进入磁场时M两端的电压； (2)N在磁场内运动过程中N上产生的热量； (3)N刚离开磁场时M在磁场中运动的距离； (4)N在磁场内运动的时间t。 【答案】(1) (2) (3) (4) 【详解】（1）M刚进入磁场时产生的感应电动势 则M两端的电压 （2）由动量守恒定律可知 系统的总热量 解得， N上产生的热量 （3）对M由动量定理可知 解得M在磁场中运动的距离 （4）对两棒的系统由动量守恒定律 即 解得 10. (24-25高二上·浙江绍兴诸暨·期末)在“鸡蛋撞地球”活动中，某兴趣小组设想利用“电磁阻尼+弹簧”来设计着地缓冲装置，简化的结构原理如图所示。承重装置和鸡蛋的总质量，其内部区域存在着磁感应强度大小为的匀强磁场；缓冲装置由匝数为的刚性线圈和上端两个轻质弹簧构成，已知每个弹簧的劲度系数均为，线圈的总电阻为、宽度为、高度足够高。现将整体装置在距离地面高度为处自由释放，此时弹簧上端与承重装置相距为。假设弹簧与承重装置接触后立即连接在一起，刚性线圈落地后立即静止不动，整个装置始终处于竖直状态，忽略其他阻力，重力加速度取。 (1)在落地后瞬间，求线圈产生感应电流的大小和方向；（方向选“顺时针”或“逆时针”） (2)从开始到弹簧刚接触承重装置的过程中，求流过线圈某截面的电荷量； (3)若承重装置与弹簧接触前已经做匀速运动，求承重装置匀速运动速度的大小； (4)装置最终处于竖直静止状态，求整个过程中线圈产生的热量。 【答案】(1)，逆时针 (2) (3) (4) 【详解】（1）设落地瞬间承重装置的速度为，感应电流大小为，则 方向为逆时针 （2）设流过线圈某截面的电荷量，则 得 （3）设承重装置做匀速运动速度的大小为，感应电流大小为，则 得 （4）设装置最终保持竖直静止状态时弹簧的压缩量为，则 弹性势能 设整个过程中线圈产生的热量为，由能量关系 得 1. (24-25高二上·浙江宁波九校联考·期末)某电磁缓冲装置如图所示，两足够长且间距为的平行金属导轨固定于同一水平面内，导轨左端与一阻值为的定值电阻相连，导轨BC段与段粗糙，其余部分光滑，右侧处于磁感应强度大小为方向竖直向下的匀强磁场中，、、均与导轨垂直，一质量为的金属杆垂直导轨放置。现让金属杆以初速度沿导轨向右经过进入磁场，最终恰好停在处。已知金属杆接入导轨之间的阻值为，与粗糙导轨间的动摩擦因数为，，导轨电阻不计，重力加速度为，下列说法正确的是（　　） A．金属杆在磁场中做匀减速直线运动 B．在整个过程中，定值电阻产生的热量为 C．金属杆经过区域过程，其所受安培力的冲量大小为 D．若将金属杆的初速度加倍，则金属杆在磁场中运动的距离等于原来的2倍 【答案】B 【详解】A．金属杆在磁场中运动过程，根据，， 可得 可知安培力随速度的减小而减小，所以金属杆在磁场中不是做匀减速直线运动，故A错误； B．在整个过程中，根据能量守恒有 则在整个过程中，定值电阻R产生的热量为 故B正确； C．金属杆经过区域过程，其所受安培力的冲量大小为 故C错误； D．金属杆以初速度在磁场中运动时，设金属杆在区域运动的时间为，全过程对金属棒根据动量定理可得 金属杆的初速度加倍，设此时金属杆在区域运动的时间为，全过程对金属棒根据动量定理可得 联立整理得 分析可知当金属杆速度加倍后，金属杆通过区域的速度比第一次大，故，可得 可见若将金属杆的初速度加倍，则金属杆在磁场中运动的距离大于原来的2倍，故D错误。 故选B。 2. (24-25高二上·浙江杭州高级中学教育集团·期末)某电磁缓冲装置如图所示，两足够长且间距为L的平行金属导轨置于同一水平面内，导轨左端与一阻值为R的定值电阻相连，导轨BC段与段粗糙，其余部分光滑，右侧处于磁感应强度大小为B方向竖直向下的匀强磁场中，、、均与导轨垂直，一质量为m的金属杆垂直导轨放置。现让金属杆以初速度沿导轨向右经过进入磁场，最终恰好停在处。已知金属杆接入导轨之间的阻值为R，与粗糙导轨间的动摩擦因数为，，导轨电阻不计，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．金属杆经过区域过程，其所受安培力的冲量大小为 B．在整个过程中，定值电阻R产生的热量为 C．金属杆经过的速度小于 D．若将金属杆的初速度加倍，则金属杆在磁场中运动的距离大于 【答案】BD 【详解】AC．设平行金属导轨间距为L，金属杆在区域向右运动的过程中切割磁感线有， 金属杆在区域运动的过程中根据动量定理有 则安培力的冲量 由于，则上面方程左右两边累计求和，可得 则金属杆在区域安培力冲量的大小为 BB1处的速度为 设金属杆在区域运动的时间为，同理可得，则金属杆在区域运动的过程中有 解得 综上有 则金属杆经过的速度大于，故AC错误； B．在整个过程中，根据能量守恒有 则在整个过程中，定值电阻R产生的热量为 故B正确； D．根据A选项可得，金属杆以初速度在磁场中运动有 金属杆的初速度加倍，设此时金属杆在区域运动的时间为，全过程对金属棒分析得 联立整理得 分析可知当金属杆速度加倍后，金属杆通过区域的速度比第一次大，故，可得 故D正确。 故选BD。 3. (24-25高二上·浙江绍兴诸暨·期末)如图所示，水平放置的光滑平行导轨间距为，定值电阻的阻值为，其余电阻忽略不计，电容器的电容大小为，整个装置处于垂直导轨平面向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B。开关S闭合，金属棒在水平向右的外力作用下开始运动，在运动过程中金属棒始终与导轨保持垂直，当金属棒速度大小达到时，立即断开开关S，并改变水平外力使金属棒做始终做匀速运动。在某个时刻，外力功率恰好为定值电阻功率的两倍，则从开关S断开到此时刻的过程中，外力所做的功为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】断开开关S，改变水平外力使金属棒以速度v匀速运动，电容器与定值电阻串联，电容器不断充电，设所求的电容器两端的电压为，根据闭合电路欧姆定律得 水平外力F与安培力等大反向，水平外力F的功率为 定值电阻功的率为 当时有 联立解得此时电容器两端电压为 应用微元法，从开关断开到此刻外力所做的功为 由电容器定义式可得 联立解得 故选B。 4. (24-25高二上·浙江绍兴诸暨·期末)如图所示，L为自感系数很大的线圈，但线圈的电阻几乎为零，A和B是两个完全相同的灯泡，下列说法正确的是（　　） A．开关S闭合，A灯先亮，B灯后亮 B．开关S闭合，B灯先亮，A灯后亮 C．开关S断开，A灯和B灯同时熄灭 D．开关S断开，流过B灯的电流方向从右至左 【答案】D 【详解】AB．开关S闭合，由于线圈L的自感作用，故A、B同时亮，故AB错误； CD．在断开开关S前，在并联电路中，随着线圈L自感作用不断减小，流过线圈L的电流越来越大，因线圈的电阻几乎为零，故稳定后，B灯被短接，即B灯不亮，由于外电路的总电阻减小，故回路的电流更大，故A灯更亮；开关S断开，B灯与线圈形成闭合回路，故B灯不会立即熄灭，断开开关S前流过线圈L的电流是从左向右，故断开开关S后，根据楞次定律，可知线圈L产生从左向右的感应电流，该电流从右至左流过B灯，而A灯不处在闭合回路中，故断开开关S后，A灯立即熄灭，故C错误，D正确。 故选D。 5. (24-25高二上·浙江台州·期末)如图甲为磁电式电流表的结构，图乙为极靴和铁质圆柱间的磁场分布，线圈a、b两边通以图示方向电流，线圈两边所在处的磁感应强度大小相等。则下列选项正确的是（　　） A．电流表中的磁场是匀强磁场 B．用来做线圈骨架的铝框可以帮助指针快速稳定的停下来，方便读数 C．线圈无论转到什么角度，它的平面都跟磁感线平行，所以线圈不受安培力 D．运输时要用导线把电流表两接线柱连在一起，若适当换成更弱的磁场可更好地减缓表针的摆动幅度 【答案】B 【详解】A．磁电式电表内部并非匀强磁场，而是成近似“径向”分布，故A错误； B．铝框在磁场中转动会产生感应电流，形成电磁阻尼，从而使指针迅速稳定下来，方便读数，故B正确； C．虽然线圈平面跟磁感线平行，但是两边的感应电流方向基本与磁场垂直，线圈始终受到安培力作用，故C错误； D．运输时短接接线柱是为防止表针振动过大，但若磁场变得更弱，涡流减小，电磁阻尼作用反而减弱，不利于减小指针摆动，故D错误。 故选B。 6. (20-21高二上·浙江诸暨·期末)如图所示为在空中飞行的中国最先进的军用翼龙无人机，P点为飞机右翼端点，Q点为飞机左翼端点。关于P点和Q点的电势高低，下列说法正确的是（　　） A．若在赤道上空水平飞行，则P点电势等于Q点电势 B．若在南极上空水平飞行，则P点电势高于Q点电势 C．若在北极上空水平飞行，则P点电势等于Q点电势 D．若在哈尔滨上空水平飞行，则P点电势高于Q点电势 【答案】AB 【详解】A．在赤道上空，地磁场的磁感线方向水平向北，飞机水平飞行时机翼不切割磁感线，所以P点电势等于Q点电势，故A正确； B．在南极上空，地磁场的磁感线方向向上，根据右手定则可知，P点电势高于Q点电势，故B正确； C．在北极上空，地磁场的磁感线方向向下，根据右手定则可知，Q点电势高于P点电势，故C错误； D．我国地处北半球，地磁场的磁感线方向偏向下，飞机在哈尔滨上空水平飞行，根据右手定则可知，Q点电势高于P点电势，故D错误。 故选AB。 7. (24-25高二上·浙江温州·期末)如图所示，L是自感系数很大的线圈，其直流电阻忽略不计。A和B是两个相同的小灯泡。下列说法正确的是（　　） A．开关S由断开变为闭合后，A灯泡先亮一下后逐渐熄灭 B．开关S由断开变为闭合后，B灯泡先亮一下后逐渐熄灭 C．开关S刚断开时，a点电势高于b点电势 D．开关S刚断开时，流过B灯泡的电流方向向右 【答案】B 【详解】AB．闭合开关，灯泡A、B立即变亮，但灯泡B由于线圈L自感现象逐渐消失，通过L的电流逐渐增大，B上电流逐渐减小到零，B会慢慢变暗最后熄灭，此时A灯变得更亮，故A错误，B正确； CD．断开开关，灯泡B与线圈L形成回路，由于线圈L产生自感电动势，电流方向为顺时针方向，则点电势低于点电势，流过灯泡的电流方向向左，故CD错误。 故选B。 8. (24-25高二上·浙江温州·期末)如图所示，是自感系数很大的线圈，其直流电阻忽略不计。和是两个相同的小灯泡。下列说法正确的是（　　） A．开关由断开变为闭合后，灯泡先亮一下后逐渐熄灭 B．开关由断开变为闭合后，灯泡先亮一下后逐渐熄灭 C．开关刚断开时，点电势高于点电势 D．开关刚断开时，流过灯泡的电流方向向右 【答案】B 【详解】AB．闭合开关，灯泡A、B立即变亮，但灯泡B由于线圈L自感现象逐渐消失，通过L的电流逐渐增大，B上电流逐渐减小到零，B会慢慢变暗最后熄灭，此时A灯变得更亮，故A错误，B正确； CD．断开开关，灯泡B与线圈L形成回路，由于线圈L产生自感电动势，电流方向为顺时针方向，则点电势低于点电势，流过灯泡的电流方向向左，故CD错误。 故选B。 9. (24-25高二上·浙江嘉兴·期末)如图所示，可自由移动的长直导线与固定于水平桌面的梯形金属框彼此绝缘，且处于同一平面内，金属框被导线分成面积相等的两部分。当导线通入由到的电流瞬间，则（　　） A．金属框中的感应电流方向为 B．边与边受到的安培力方向相同 C．边与边受到的安培力方向相反 D．长直导线向边靠近 【答案】B 【详解】A．导线通入由到的电流瞬间，导线下方的磁场垂直纸面向里，导线上方的磁场垂直纸面向外，因越靠近直导线则磁场越强，可知穿过线圈的磁通量向里增加，则根据楞次定律可知，金属框中的感应电流方向为，选项A错误； B．根据左手定则可知，边与边受到的安培力方向相同，均向上，选项B正确； C．根据左手定则可知，边受到的安培力方向与垂直，边受到的安培力方向与垂直，可知两者方向不是相反的，选项C错误； D．因直导线下方的线框和上方的线框都受向上的安培力，由牛顿第三定律可知，受长直导线受向下的安培力，向边靠近，选项D错误。 故选B。 10. (24-25高二上·浙江湖州·期末)如图所示，单匝线圈ABCD在外力作用下以速度v向右匀速进入匀强磁场，第二次又以2v匀速进入同一匀强磁场。求： (1)第一次进入与第二次进入时线圈中电流之比； (2)第一次进入与第二次进入时外力做功的功率之比； (3)第一次进入与第二次进入过程中线圈产生热量之比。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）根据闭合电路欧姆定律可得 所以 （2）线框进入磁场时外力大小等于安培力的大小，则 所以 （3）线框产生的热量为 所以 11. (24-25高二上·浙江温州·期末)空间某区域内磁场的磁感线分布如图所示，磁感线穿过大小不变的闭合圆形金属线圈。线圈由位置Ⅰ水平向右平移到位置Ⅱ的过程中（　　） A．线圈有缩小的趋势 B．穿过线圈的磁通量变大 C．若线圈不闭合，线圈中有感应电动势 D．若线圈匀速移动，线圈中没有感应电流 【答案】C 【详解】AB．根据楞次定律中“增缩减扩”的原理可知，线圈由位置I水平向右平移到位置II的过程中，磁通量减小，线圈有扩张的趋势，故AB错误； C．线圈不闭合，穿过线圈的磁通量依然发生改变，根据楞次定律可知，线圈中会产生感应电动势，但由于不是闭合回路，线圈中没有感应电流，故C正确； D．若线圈匀速移动，线圈的磁通量会发生改变，根据楞次定律可知，线圈中产生感应电动势，线圈是闭合的回路，有感应电流，故D错误。 故选C。 12. (24-25高二上·浙江温州·期末)间距为的光滑平行金属导轨置于同一水平面内，右端连接阻值为的电阻，如图所示（俯视图），CDEF区域有存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为。导轨上一根质量为、长为、电阻为的金属杆以速度向右运动，与另一相同的静止金属杆发生弹性碰撞，金属杆进入磁场区域经过一段时间后停止运动。金属杆与导轨始终接触良好，导轨的电阻不计，求： (1)金属杆在磁场中运动时，通过电阻的电流方向（选填“到”或“到”）； (2)金属杆刚进入磁场时，电阻两端的电压； (3)整个过程中电阻产生的热量。 【答案】(1)到 (2) (3) 【详解】（1）右手定则可知通过电阻的电流方向“F到E”； （2）设碰后ab速度分别为，根据动量守恒有 能量守恒有 联立解得 可知金属杆刚进入磁场区域时，产生的电动势为 金属杆与电阻并联，并联电阻 根据电路关系，可得电阻两端电压 联立解得 （3）根据能量守恒，金属杆进入磁场区域到停止运动的过程中回路产生的总热量 根据电路关系，电阻产生的热量 联立解得 13. (24-25高二上·浙江舟山·期末)直流电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到安培力的作用而运动。如图所示为使用直流电动机提升重物的示意图，间距为的平行导轨固定在水平面内，导轨左端接有电动势为、内阻为的直流电源，导轨电阻不计；质量为、长为的导体棒垂直导轨放置，导体棒电阻不计，其中心通过绝缘细线绕过固定光滑定滑轮后与静止在地面上的质量为的重物相连，此时细线恰好伸直且无拉力，导体棒与滑轮间的细线水平。整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度大小为的匀强磁场中。已知导体棒距离导轨左端足够远，重物上升过程中不会碰到定滑轮，重力加速度为，不计一切摩擦。闭合开关后，下列说法正确的是（　　） A．重物向上做匀加速直线运动 B．导体棒最终的速度大小为 C．要使导体棒匀速运动时直流电源的输出功率最大，则重物的质量应为 D．重物从静止出发到刚好做匀速运动的过程中，安培力对导体棒做的功等于系统增加的机械能与回路产生的焦耳热之和 【答案】B 【详解】AB．导体棒向左运动时会产生与直流电源相反的感应电动势，初始，导体棒向左加速运动，随着导体棒速度的增大，回路中的电流减小，根据牛顿第二定律可知，导体棒向左做加速度减小的加速运动，最终达到匀速，设稳定时导体棒的速度大小为v，则回路中的电流 最终重物受力平衡，则有 解得 故A错误，B正确； C．直流电源的输出功率为 则当时，直流电源的输出功率最大，根据 解得 故C错误； D．重物从静止出发到刚好做匀速运动的过程中，对导体棒和重物组成的整体，只有安培力和重物的重力做功，由功能关系可知，安培力对导体棒所做的功等于导体棒和重物组成的整体增加的机械能，故D错误。 故选B。 14. (24-25高二上·浙江杭州滨江区杭二滨江·期末)如图所示，两平行光滑长直金属导轨水平放置，间距为L。abcd区域有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向竖直向上。初始时刻，磁场外的细金属杆M以初速度v0向右运动，磁场内的细金属杆N处于静止状态。两金属杆与导轨接触良好且运动过程中始终与导轨垂直。两杆的质量均为m，在导轨间的电阻均为R，感应电流产生的磁场及导轨的电阻均忽略不计。 (1)求M刚进入磁场abcd时受到的安培力F的大小和方向； (2)若两杆在磁场内未发生碰撞且N出磁场时的速度为，求： ①N在磁场内运动过程中通过金属杆N的电荷量q； ②初始时刻N到ab的最小距离x； 【答案】(1)，方向水平向左 (2)①；② 【详解】（1）依题意，当M进磁场时所受的安培力为 又 所以 根据左手定则可知，M刚进入磁场时受到的安培力的方向水平向左； （2）①从M进入磁场到N棒以离开磁场的过程，根据动量定理可得 又 所以 ②设两杆在磁场中相对靠近的位移为，根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律，有 又 整理可得 联立可得 若两杆在磁场内刚好相撞，初始时刻N到的最小距离为 1. (24-25高二上·浙江杭州下沙区杭四下沙·期末)如图甲所示，斜面顶部线圈的横截面积，匝数匝，内有水平向左均匀增加的磁场B1，磁感应强度随时间的变化图象如图乙所示。线圈与间距为的光滑平行金属导轨相连，导轨固定在倾角的绝缘斜面上。图示虚线下方存在磁感应强度的匀强磁场，磁场方向垂直于斜面向上。质量的导体棒垂直导轨放置，其有效电阻，从无磁场区域由静止释放，导体棒沿斜面下滑一段距离后刚好进入磁场中并匀速下滑。在运动中导体棒与导轨始终保持良好接触，导轨足够长，线圈和导轨电阻均不计。重力加速度取，，求： (1)导体棒进入磁场前流过导体棒的感应电流大小和方向； (2)导体棒刚好进入磁场时的速度大小； (3)导体棒沿斜面做匀加速直线运动的位移x。 【答案】(1)，电流方向b到a (2)8m/s (3) 【详解】（1）由法拉第电磁感应定律，斜面顶部线圈产生的感应电动势为 产生的感应电流为 代入数据可得 根据楞次定律可得电流方向b到a。 （2）导体棒沿斜面下滑一段距离后进入磁场中匀速下滑，由平衡条件可得 导体棒在中切割磁感线产生的感应电流方向为b到a， 回路中的感应电动势为，由闭合电路欧姆定律可得 感应电动势大小为 解得 （3）由运动学公式可得 联立解得 2. (24-25高二上·浙江杭州下城区杭十四·期末)如图所示，在一个匝数为N、横截面积为S、阻值为R的圆形螺线管内充满方向与线圈平面垂直、磁感应强度大小随时间均匀变化的匀强磁场，其变化率为k。螺线管右侧连接有位于同一水平面的光滑平行导轨AP、和倾角为的光滑倾斜导轨PQ、，导轨间距均为L，其中轨道转弯处P、由绝缘材料把水平导轨和倾斜导轨绝缘开来。倾斜导轨的顶端Q、接有一阻值为R的电阻。水平导轨处于磁感应强度垂直于轨道平面向下的匀强磁场中。倾斜导轨处于磁感应强度垂直于轨道平面向下的匀强磁场中，长为L质量为m电阻为R的导体棒垂直于导轨静止放置于水平导轨上。闭合开关K后，导体棒由静止开始运动，导体棒运动到P、之前已经匀速。导体棒运动到P、P'时立即断开开关K，导体棒冲上倾斜导轨（导体棒在经过P、时动能不损失）。不计其他电阻及阻力，重力加速度为g。求： (1)刚闭合开关时电路中的感应电动势； (2)导体棒第一次到达P、的速度； (3)在开关闭合的时间内导体棒产生的焦耳热。 (4)若导体棒冲上斜导轨经过时间又返回斜导轨底端，求这段时间内导体棒产生的焦耳热。 【答案】(1) (2) (3) (4) 【详解】（1）根据法拉第电磁感应定律，刚闭合开关时电路中的感应电动势 （2）题意知导体棒运动到P、之前已经匀速，说明此时整个电路总电动势为0，即有 联立以上解得 （3）由能量守恒定律可知，螺线管产生的电能一部分转化为导体棒的动能，一部分转化为焦耳热。 即 因为 对导体棒，规定向右为正方向，由动量定理有 根据串联、并联关系导体棒产生的焦耳热 联立解得 （4）题意知导体棒运动到P、时立即断开开关K，导体棒冲上倾斜导轨，设导体棒返回底端时速度为，则对导体棒，规定沿斜面向下为正方向，对上滑过程，由动量定理得 对下滑过程，由动量定理得 因为 因为上滑过程、下滑过程磁通量变化量相同，即 因为 联立解得 由能量守恒可知，这段时间内导体棒产生的焦耳热 联立解得 3. (24-25高二上·浙江台州·期末)如图所示，水平固定半径为r的金属圆环，圆环内右半圆存在竖直向下，磁感应强度大小为的匀强磁场；长均为r、电阻均为R的两金属棒沿直径放置，其中一端与圆环接触，另一端固定在过圆心的导电竖直转轴上，圆环边缘与接线柱1相连。长为L，质量为m，电阻为R的导体棒垂直轨道放置，且离斜面底端足够远；轨道处于垂直斜面向下的磁场中，磁感应强度为。倾斜轨道与水平绝缘轨道平滑连接，水平轨道放置“］”形金属框，框的长宽均为L，质量为、电阻为R，金属框右侧存在竖直向下、磁感应强度为、长度为的有界磁场。开始时开关S和1接通，两金属棒以相同角速度转动，导体棒静止；再将S从1迅速拨到2与定值电阻R连接，棒开始运动，进入水平轨道与“］”形框粘在一起形成闭合框。（已知、，、、、、、，除已给电阻外其他电阻不计，轨道均光滑，棒运动过程中始终与轨道垂直且接触良好。求： (1)开关S和1接通： ①棒静止时，流过棒的电流方向以及电流大小： ②两金属棒的转动方向（从上往下看）以及转动的角速度大小； (2)开关S和2接通： ①闭合框刚进入磁场时的速度大小； ②导体棒在水平轨道运动过程中产生的焦耳热。 【答案】(1)①方向由a流向b，，②逆时针方向， (2)①，② 【详解】（1）①由于棒静止，则棒所受的安培力沿倾斜轨道向上，根据左手定则得流过棒的电流方向由a流向b，根据平衡条件 解得棒静止时，流过棒的电流大小为 ②根据右手定则结合电路分析得：金属棒的转动方向为逆时针方向根据电路图分析得： 由上式可知流经棒的电流，则电路中的总电流为，电动势 导体棒绕一端转动切割 解得两金属棒转动的角速度大小为 （2）①当开关S打到2时，导体棒与定值电阻连接，导体棒做变加速直线运动，由于倾斜轨道足够长，导体棒到达斜面底端时已经处于平衡状态，则 解得 导体棒与金属框相碰，由动量守恒定律 得闭合框刚进入磁场时的速度大小为 ②若闭合线框在磁场中能停止，则根据动量定理 解得 即闭合线框能出磁场。闭合线框经过磁场过程中，由动量定理 解得 根据系统能量守恒 解得 根据焦耳热分配定律 4. (24-25高二上·浙江温州·期末)间距为L的平行轨道固定在绝缘水平面上，轨道的、部分为绝缘材料，其它部分为电阻不计的金属材料。轨道间存在两个匀强磁场区域，方向竖直向下，区域Ⅰ磁感应强度大小为B，长为d，区域Ⅱ足够长。轨道左端连接阻值为R的电阻，右端连接电动势为E、内阻为R的直流电源。一根质量为m、电阻为R金属杆a从图中位置开始向右运动，并以速度与静止在区域Ⅰ左侧边缘处的相同金属杆b发生弹性碰撞。碰撞后，金属杆b立刻进入磁场并以离开区域Ⅰ，然后通过绝缘轨道进入区域Ⅱ，在区域Ⅱ中加速一段时间后达到稳定速度。金属杆在金属轨道上运动时始终与之接触良好。已知金属杆与轨道间的动摩擦因数为μ。求： (1)金属杆b在区域Ⅰ内运动时，所受安培力的方向； (2)金属杆b在区域Ⅰ内运动过程中，通过电阻R的电荷量q； (3)金属杆b在区域Ⅰ内运动过程中，回路产生的焦耳热Q； (4)若区域Ⅱ的磁感应强度大小可调节，求金属杆b稳定速度的最大值。 【答案】(1)水平向左 (2) (3) (4) 【详解】（1）根据楞次定律中的阻碍观点可知金属棒b所受安培力水平向左 （2）金属杆b从进入区域Ⅰ到离开的过程中， 根据电路关系 磁通量变化量 通过金属杆b的电荷量 解得 则通过电阻R的电荷量 （3）根据动量守恒 以及能量守恒 可得碰撞后：金属杆a的速度 金属a静止在区域边缘 金属杆b的速度 金属杆b以进入区域Ⅰ，以离开区域Ⅰ 对金属杆b利用动能定理 回路产生的焦耳热 （4）稳定时回路中的电流为 稳定时 可得稳定速度 可知当 时 5. (24-25高二上·浙江嘉兴·期末)如图所示，质量、长的导体棒，通过两根长均为0.2m、质量不计的导电细线连在等高的两固定点上，固定点间距也为，细线通过开关可与电动势、内阻未知的直流电源以及滑动变阻器（调节范围足够大）串接成闭合回路，整个装置所在空间存在磁感应强度大小、方向竖直向上的匀强磁场。接通开关，调节滑动变阻器阻值，使得电源输出功率达到最大值，此时导体棒处于静止状态，细线与竖直方向的夹角，不计空气阻力和其它电阻。求： (1)导体棒中的电流的大小与方向； (2)直流电源的内阻； (3)若断开开关，金属棒向下摆动到正下方时两端的电压大小。 【答案】(1)；方向由指向 (2) (3) 【详解】（1）导体棒静止时，根据平衡条件有 解得 方向由指向 （2）根据输出功率表达式 可得当时，输出功率最大。 根据闭合电路欧姆定律有 得 （3）导体棒下摆动到两固定点正下方时，根据机械能守恒有 由动生电动势表达式 得 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题09 电磁感应 核心必练+进阶提升+培优冲刺 三层突破 1. (24-25高二上·浙江湖州·期末)关于以下四幅图说法正确的是（　　） A．图甲，真空冶炼炉接高频交流电源后能在炉体内产生涡流 B．图乙，断开开关S后，弹簧K不会立刻将衔铁D拉起而断电 C．图丙，将一自感系数较大的线圈与一电动势为E的电源相连，当断开开关时，线圈两端电压一定小于E D．图丁，电子沿逆时针方向运动，为了使电子加速，电磁线圈中的电流应该变大 2. (24-25高二上·浙江湖州·期末)如图所示，一带正电的圆形线圈A沿顺时针方向转动，另一导体线圈B跟它在同一水平面内，下列说法正确的是（　　） A．线圈B的磁通量方向垂直纸面向外 B．若线圈A匀速转动，线圈B中产生顺时针方向的感应电流 C．若线圈A加速转动，线圈B中产生逆时针方向的感应电流 D．若线圈A减速转动，线圈B受到的安培力方向背离圆心 3. (24-25高二上·浙江宁波九校联考·期末)下列说法正确的是（　　） A．甲图中，从上往下看当蹄形磁体顺时针转动时，铝框也将沿顺时针方向转动 B．乙图中，真空冶炼炉的炉外线圈通入高频交流电时，线圈中会产生大量热量使金属熔化，从而冶炼金属 C．丙图中磁电式仪表，把线圈绕在铝框骨架上，起到电磁阻尼的作用 D．丁图中干电池的电动势为1.5V，则通过电源的电荷量为1C时，电源内非静电力做功为1.5J 4. (24-25高二上·浙江杭州滨江区杭二滨江·期末)如图所示分别是目前被广泛采用的两种电机的简化原理示意图，它们的相同点是利用作为定子的三组电磁铁交替产生磁场，实现电磁铁激发的磁场在平面内沿顺时针方向转动的效果，以驱动转子运动；不同点是甲电机的转子是一个永磁铁，乙电机的转子是绕有闭合线圈的软铁。通过电磁驱动使转子转动，可以为电动汽车提供动力。 甲假定两种电机的每组电磁铁中电流的变化周期和有效值均相同，下列说法正确的是（　　） A．电机稳定工作时，乙电机转子的转速与电磁铁激发磁场的转速相同 B．电机稳定工作时，乙转子的转动方向也为顺时针 C．电机稳定工作时，乙电机转子的转速越接近电磁铁激发磁场的转速，其所受安培力就越大 D．刹车（停止供电）时，转子由于仍在旋转，甲电机可以通过反向发电从而回收动能而乙电机不可以 5. (24-25高二上·浙江金华十校·期末)如图所示，一个可绕竖直圆心轴转动的水平金属圆盘，圆盘中心O和圆盘边缘D通过电刷与螺线管相连，螺线管右侧有竖直悬挂的铜环，匀强磁场垂直于圆盘平面向上，从上向下看，圆盘逆时针转动，则下述结论中正确的是（　　） A．若圆盘匀速转动，则铜环中有恒定的感应电流 B．若圆盘加速转动，则铜环将靠近螺线管 C．若圆盘不动，逐渐增强磁场，则圆盘上各处电势相等 D．若圆盘不动，逐渐增强磁场，则铜环保持不动 6. (24-25高二上·浙江金华十校·期末)关于下列几幅图片的说法错误的是（　　） A．燃气灶中针尖形点火器是利用高压尖端放电原理进行点火 B．真空冶炼炉利用交变电流直接产生热能给炉体加热，从而融化炉内金属 C．高压输电线上方的两根接地导线具有避雷保护线路的作用 D．金属编织网包裹着导体线芯利用了静电屏蔽原理降低干扰 7. (20-21高二下·云南玉溪江川第二中学·期中)如图所示，电路为演示自感现象的实验电路。实验时，先闭合开关S，稳定后设通过线圈L的电流为，通过小灯泡E的电流为，小灯泡处于正常发光状态，迅速断开开关S，则可观察到灯泡E闪亮一下后熄灭，在灯E闪亮短暂过程中（　　） A．线圈L两端a端电势高于b端 B．线圈L中电流逐渐减为零 C．小灯泡E中电流由逐渐减为零，方向与相反 D．小灯泡E中电流由逐渐减为零，方向不变 8. (24-25高二上·浙江杭州下城区杭十四·期末)英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发感生电场，如图所示，一个半径为r的绝缘光滑细圆环水平放置，环内存在竖直向上的匀强磁场，环上套一带电荷量为的小球，已知磁感应强度B随时间均匀增加，其变化率为k，则小球在环上运动一周动能的增加量是（　　） A．0 B． C． D． 9. (24-25高二上·浙江杭州高级中学教育集团·期末)如图所示，两平行光滑长直金属导轨水平放置，间距为L。区域有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向竖直向上。初始时刻，磁场外的细金属杆M以初速度向右运动。磁场内的细金属杆N处于静止状态，且到的距离为。两杆在磁场内未相撞且N出磁场时的速度为，两金属杆与导轨接触良好且运动过程中始终与导轨垂直。金属杆M质量为，金属杆N质量为m，两杆在导轨间的电阻均为R，感应电流产生的磁场及导轨的电阻忽略不计。 (1)求M刚进入磁场时M两端的电压； (2)N在磁场内运动过程中N上产生的热量； (3)N刚离开磁场时M在磁场中运动的距离； (4)N在磁场内运动的时间t。 10. (24-25高二上·浙江绍兴诸暨·期末)在“鸡蛋撞地球”活动中，某兴趣小组设想利用“电磁阻尼+弹簧”来设计着地缓冲装置，简化的结构原理如图所示。承重装置和鸡蛋的总质量，其内部区域存在着磁感应强度大小为的匀强磁场；缓冲装置由匝数为的刚性线圈和上端两个轻质弹簧构成，已知每个弹簧的劲度系数均为，线圈的总电阻为、宽度为、高度足够高。现将整体装置在距离地面高度为处自由释放，此时弹簧上端与承重装置相距为。假设弹簧与承重装置接触后立即连接在一起，刚性线圈落地后立即静止不动，整个装置始终处于竖直状态，忽略其他阻力，重力加速度取。 (1)在落地后瞬间，求线圈产生感应电流的大小和方向；（方向选“顺时针”或“逆时针”） (2)从开始到弹簧刚接触承重装置的过程中，求流过线圈某截面的电荷量； (3)若承重装置与弹簧接触前已经做匀速运动，求承重装置匀速运动速度的大小； (4)装置最终处于竖直静止状态，求整个过程中线圈产生的热量。 1. (24-25高二上·浙江宁波九校联考·期末)某电磁缓冲装置如图所示，两足够长且间距为的平行金属导轨固定于同一水平面内，导轨左端与一阻值为的定值电阻相连，导轨BC段与段粗糙，其余部分光滑，右侧处于磁感应强度大小为方向竖直向下的匀强磁场中，、、均与导轨垂直，一质量为的金属杆垂直导轨放置。现让金属杆以初速度沿导轨向右经过进入磁场，最终恰好停在处。已知金属杆接入导轨之间的阻值为，与粗糙导轨间的动摩擦因数为，，导轨电阻不计，重力加速度为，下列说法正确的是（　　） A．金属杆在磁场中做匀减速直线运动 B．在整个过程中，定值电阻产生的热量为 C．金属杆经过区域过程，其所受安培力的冲量大小为 D．若将金属杆的初速度加倍，则金属杆在磁场中运动的距离等于原来的2倍 2. (24-25高二上·浙江杭州高级中学教育集团·期末)某电磁缓冲装置如图所示，两足够长且间距为L的平行金属导轨置于同一水平面内，导轨左端与一阻值为R的定值电阻相连，导轨BC段与段粗糙，其余部分光滑，右侧处于磁感应强度大小为B方向竖直向下的匀强磁场中，、、均与导轨垂直，一质量为m的金属杆垂直导轨放置。现让金属杆以初速度沿导轨向右经过进入磁场，最终恰好停在处。已知金属杆接入导轨之间的阻值为R，与粗糙导轨间的动摩擦因数为，，导轨电阻不计，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．金属杆经过区域过程，其所受安培力的冲量大小为 B．在整个过程中，定值电阻R产生的热量为 C．金属杆经过的速度小于 D．若将金属杆的初速度加倍，则金属杆在磁场中运动的距离大于 3. (24-25高二上·浙江绍兴诸暨·期末)如图所示，水平放置的光滑平行导轨间距为，定值电阻的阻值为，其余电阻忽略不计，电容器的电容大小为，整个装置处于垂直导轨平面向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B。开关S闭合，金属棒在水平向右的外力作用下开始运动，在运动过程中金属棒始终与导轨保持垂直，当金属棒速度大小达到时，立即断开开关S，并改变水平外力使金属棒做始终做匀速运动。在某个时刻，外力功率恰好为定值电阻功率的两倍，则从开关S断开到此时刻的过程中，外力所做的功为（　　） A． B． C． D． 4. (24-25高二上·浙江绍兴诸暨·期末)如图所示，L为自感系数很大的线圈，但线圈的电阻几乎为零，A和B是两个完全相同的灯泡，下列说法正确的是（　　） A．开关S闭合，A灯先亮，B灯后亮 B．开关S闭合，B灯先亮，A灯后亮 C．开关S断开，A灯和B灯同时熄灭 D．开关S断开，流过B灯的电流方向从右至左 5. (24-25高二上·浙江台州·期末)如图甲为磁电式电流表的结构，图乙为极靴和铁质圆柱间的磁场分布，线圈a、b两边通以图示方向电流，线圈两边所在处的磁感应强度大小相等。则下列选项正确的是（　　） A．电流表中的磁场是匀强磁场 B．用来做线圈骨架的铝框可以帮助指针快速稳定的停下来，方便读数 C．线圈无论转到什么角度，它的平面都跟磁感线平行，所以线圈不受安培力 D．运输时要用导线把电流表两接线柱连在一起，若适当换成更弱的磁场可更好地减缓表针的摆动幅度 6. (20-21高二上·浙江诸暨·期末)如图所示为在空中飞行的中国最先进的军用翼龙无人机，P点为飞机右翼端点，Q点为飞机左翼端点。关于P点和Q点的电势高低，下列说法正确的是（　　） A．若在赤道上空水平飞行，则P点电势等于Q点电势 B．若在南极上空水平飞行，则P点电势高于Q点电势 C．若在北极上空水平飞行，则P点电势等于Q点电势 D．若在哈尔滨上空水平飞行，则P点电势高于Q点电势 7. (24-25高二上·浙江温州·期末)如图所示，L是自感系数很大的线圈，其直流电阻忽略不计。A和B是两个相同的小灯泡。下列说法正确的是（　　） A．开关S由断开变为闭合后，A灯泡先亮一下后逐渐熄灭 B．开关S由断开变为闭合后，B灯泡先亮一下后逐渐熄灭 C．开关S刚断开时，a点电势高于b点电势 D．开关S刚断开时，流过B灯泡的电流方向向右 8. (24-25高二上·浙江温州·期末)如图所示，是自感系数很大的线圈，其直流电阻忽略不计。和是两个相同的小灯泡。下列说法正确的是（　　） A．开关由断开变为闭合后，灯泡先亮一下后逐渐熄灭 B．开关由断开变为闭合后，灯泡先亮一下后逐渐熄灭 C．开关刚断开时，点电势高于点电势 D．开关刚断开时，流过灯泡的电流方向向右 9. (24-25高二上·浙江嘉兴·期末)如图所示，可自由移动的长直导线与固定于水平桌面的梯形金属框彼此绝缘，且处于同一平面内，金属框被导线分成面积相等的两部分。当导线通入由到的电流瞬间，则（　　） A．金属框中的感应电流方向为 B．边与边受到的安培力方向相同 C．边与边受到的安培力方向相反 D．长直导线向边靠近 10. (24-25高二上·浙江湖州·期末)如图所示，单匝线圈ABCD在外力作用下以速度v向右匀速进入匀强磁场，第二次又以2v匀速进入同一匀强磁场。求： (1)第一次进入与第二次进入时线圈中电流之比； (2)第一次进入与第二次进入时外力做功的功率之比； (3)第一次进入与第二次进入过程中线圈产生热量之比。 11. (24-25高二上·浙江温州·期末)空间某区域内磁场的磁感线分布如图所示，磁感线穿过大小不变的闭合圆形金属线圈。线圈由位置Ⅰ水平向右平移到位置Ⅱ的过程中（　　） A．线圈有缩小的趋势 B．穿过线圈的磁通量变大 C．若线圈不闭合，线圈中有感应电动势 D．若线圈匀速移动，线圈中没有感应电流 12. (24-25高二上·浙江温州·期末)间距为的光滑平行金属导轨置于同一水平面内，右端连接阻值为的电阻，如图所示（俯视图），CDEF区域有存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为。导轨上一根质量为、长为、电阻为的金属杆以速度向右运动，与另一相同的静止金属杆发生弹性碰撞，金属杆进入磁场区域经过一段时间后停止运动。金属杆与导轨始终接触良好，导轨的电阻不计，求： (1)金属杆在磁场中运动时，通过电阻的电流方向（选填“到”或“到”）； (2)金属杆刚进入磁场时，电阻两端的电压； (3)整个过程中电阻产生的热量。 13. (24-25高二上·浙江舟山·期末)直流电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到安培力的作用而运动。如图所示为使用直流电动机提升重物的示意图，间距为的平行导轨固定在水平面内，导轨左端接有电动势为、内阻为的直流电源，导轨电阻不计；质量为、长为的导体棒垂直导轨放置，导体棒电阻不计，其中心通过绝缘细线绕过固定光滑定滑轮后与静止在地面上的质量为的重物相连，此时细线恰好伸直且无拉力，导体棒与滑轮间的细线水平。整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度大小为的匀强磁场中。已知导体棒距离导轨左端足够远，重物上升过程中不会碰到定滑轮，重力加速度为，不计一切摩擦。闭合开关后，下列说法正确的是（　　） A．重物向上做匀加速直线运动 B．导体棒最终的速度大小为 C．要使导体棒匀速运动时直流电源的输出功率最大，则重物的质量应为 D．重物从静止出发到刚好做匀速运动的过程中，安培力对导体棒做的功等于系统增加的机械能与回路产生的焦耳热之和 14. (24-25高二上·浙江杭州滨江区杭二滨江·期末)如图所示，两平行光滑长直金属导轨水平放置，间距为L。abcd区域有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向竖直向上。初始时刻，磁场外的细金属杆M以初速度v0向右运动，磁场内的细金属杆N处于静止状态。两金属杆与导轨接触良好且运动过程中始终与导轨垂直。两杆的质量均为m，在导轨间的电阻均为R，感应电流产生的磁场及导轨的电阻均忽略不计。 (1)求M刚进入磁场abcd时受到的安培力F的大小和方向； (2)若两杆在磁场内未发生碰撞且N出磁场时的速度为，求： ①N在磁场内运动过程中通过金属杆N的电荷量q； ②初始时刻N到ab的最小距离x； 1. (24-25高二上·浙江杭州下沙区杭四下沙·期末)如图甲所示，斜面顶部线圈的横截面积，匝数匝，内有水平向左均匀增加的磁场B1，磁感应强度随时间的变化图象如图乙所示。线圈与间距为的光滑平行金属导轨相连，导轨固定在倾角的绝缘斜面上。图示虚线下方存在磁感应强度的匀强磁场，磁场方向垂直于斜面向上。质量的导体棒垂直导轨放置，其有效电阻，从无磁场区域由静止释放，导体棒沿斜面下滑一段距离后刚好进入磁场中并匀速下滑。在运动中导体棒与导轨始终保持良好接触，导轨足够长，线圈和导轨电阻均不计。重力加速度取，，求： (1)导体棒进入磁场前流过导体棒的感应电流大小和方向； (2)导体棒刚好进入磁场时的速度大小； (3)导体棒沿斜面做匀加速直线运动的位移x。 2. (24-25高二上·浙江杭州下城区杭十四·期末)如图所示，在一个匝数为N、横截面积为S、阻值为R的圆形螺线管内充满方向与线圈平面垂直、磁感应强度大小随时间均匀变化的匀强磁场，其变化率为k。螺线管右侧连接有位于同一水平面的光滑平行导轨AP、和倾角为的光滑倾斜导轨PQ、，导轨间距均为L，其中轨道转弯处P、由绝缘材料把水平导轨和倾斜导轨绝缘开来。倾斜导轨的顶端Q、接有一阻值为R的电阻。水平导轨处于磁感应强度垂直于轨道平面向下的匀强磁场中。倾斜导轨处于磁感应强度垂直于轨道平面向下的匀强磁场中，长为L质量为m电阻为R的导体棒垂直于导轨静止放置于水平导轨上。闭合开关K后，导体棒由静止开始运动，导体棒运动到P、之前已经匀速。导体棒运动到P、P'时立即断开开关K，导体棒冲上倾斜导轨（导体棒在经过P、时动能不损失）。不计其他电阻及阻力，重力加速度为g。求： (1)刚闭合开关时电路中的感应电动势； (2)导体棒第一次到达P、的速度； (3)在开关闭合的时间内导体棒产生的焦耳热。 (4)若导体棒冲上斜导轨经过时间又返回斜导轨底端，求这段时间内导体棒产生的焦耳热。 3. (24-25高二上·浙江台州·期末)如图所示，水平固定半径为r的金属圆环，圆环内右半圆存在竖直向下，磁感应强度大小为的匀强磁场；长均为r、电阻均为R的两金属棒沿直径放置，其中一端与圆环接触，另一端固定在过圆心的导电竖直转轴上，圆环边缘与接线柱1相连。长为L，质量为m，电阻为R的导体棒垂直轨道放置，且离斜面底端足够远；轨道处于垂直斜面向下的磁场中，磁感应强度为。倾斜轨道与水平绝缘轨道平滑连接，水平轨道放置“］”形金属框，框的长宽均为L，质量为、电阻为R，金属框右侧存在竖直向下、磁感应强度为、长度为的有界磁场。开始时开关S和1接通，两金属棒以相同角速度转动，导体棒静止；再将S从1迅速拨到2与定值电阻R连接，棒开始运动，进入水平轨道与“］”形框粘在一起形成闭合框。（已知、，、、、、、，除已给电阻外其他电阻不计，轨道均光滑，棒运动过程中始终与轨道垂直且接触良好。求： (1)开关S和1接通： ①棒静止时，流过棒的电流方向以及电流大小： ②两金属棒的转动方向（从上往下看）以及转动的角速度大小； (2)开关S和2接通： ①闭合框刚进入磁场时的速度大小； ②导体棒在水平轨道运动过程中产生的焦耳热。 4. (24-25高二上·浙江温州·期末)间距为L的平行轨道固定在绝缘水平面上，轨道的、部分为绝缘材料，其它部分为电阻不计的金属材料。轨道间存在两个匀强磁场区域，方向竖直向下，区域Ⅰ磁感应强度大小为B，长为d，区域Ⅱ足够长。轨道左端连接阻值为R的电阻，右端连接电动势为E、内阻为R的直流电源。一根质量为m、电阻为R金属杆a从图中位置开始向右运动，并以速度与静止在区域Ⅰ左侧边缘处的相同金属杆b发生弹性碰撞。碰撞后，金属杆b立刻进入磁场并以离开区域Ⅰ，然后通过绝缘轨道进入区域Ⅱ，在区域Ⅱ中加速一段时间后达到稳定速度。金属杆在金属轨道上运动时始终与之接触良好。已知金属杆与轨道间的动摩擦因数为μ。求： (1)金属杆b在区域Ⅰ内运动时，所受安培力的方向； (2)金属杆b在区域Ⅰ内运动过程中，通过电阻R的电荷量q； (3)金属杆b在区域Ⅰ内运动过程中，回路产生的焦耳热Q； (4)若区域Ⅱ的磁感应强度大小可调节，求金属杆b稳定速度的最大值。 5. (24-25高二上·浙江嘉兴·期末)如图所示，质量、长的导体棒，通过两根长均为0.2m、质量不计的导电细线连在等高的两固定点上，固定点间距也为，细线通过开关可与电动势、内阻未知的直流电源以及滑动变阻器（调节范围足够大）串接成闭合回路，整个装置所在空间存在磁感应强度大小、方向竖直向上的匀强磁场。接通开关，调节滑动变阻器阻值，使得电源输出功率达到最大值，此时导体棒处于静止状态，细线与竖直方向的夹角，不计空气阻力和其它电阻。求： (1)导体棒中的电流的大小与方向； (2)直流电源的内阻； (3)若断开开关，金属棒向下摆动到正下方时两端的电压大小。 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $