第二章 电磁感应 单元检测卷（培优版）-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第二册

绝密★启用前 第二章电磁感应单元检测卷（培优） 姓名 准考证号 本试题卷分选择题和非选择题两部分，共8页，满分100分，考试时间90分钟。 考生注意： 1.答题前请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。 2.答题时，请按照答题纸上“注意事项”的要求，在答题纸相应的位置上规范作答，在本试题卷上的作答一律无效。 3.非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应的区域内，作图时先使用2B铅笔，确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。 4.可能用到的相关参数：重力加速度g取10m/s2 选择题部分 一、选择题Ⅰ（本题共10小题，每小题3分，共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选绝不给分）1．物理学家通过艰苦的实验来探究自然的物理规律，为人类的科学做出了巨大贡献，值得我们敬仰。下列描述中不符合物理学史实的是（　　） A．楞次发现了确定感应电流方向的楞次定律 B．洛伦兹通过实验测定了磁场对电流的作用力 C．奥斯特发现了电流的磁效应 D．安培提出了分子电流假说 2．下列关于电磁感应的说法中正确的是（　　） A．感应电动势的大小跟穿过回路的磁通量成正比 B．闭合回路中感应电动势的大小与回路的导体材料无关 C．只要导体在磁场中做相对运动，导体两端就一定会产生电势差 D．只要闭合导体与磁场发生相对运动，闭合导体内就一定产生感应电流 3．如图所示电路中，电源内阻不计，L是自感系数很大、电阻可忽略不计的自感线圈，A和B是两个相同的小灯泡。则（　　） A．闭合开关S时，A、B灯同时亮 B．闭合开关S时，B灯立即亮，A灯逐渐亮，最后一样亮 C．断开开关S时，A灯逐渐熄灭，B灯立即熄灭 D．断开开关S时，通过B灯的电流方向不发生改变 4．将能够产生匀强磁场的磁铁安装在火车首节车厢的下面，如图甲（俯视图）所示，当它经过安放在两铁轨之间的矩形线圈时，线圈会产生一个电信号传输给控制中心，已知矩形线圈的长为L1，宽为L2，匝数为n，若安装在火车首节车厢下面的磁铁产生的匀强磁场的宽度大于L2，当火车通过安放两铁轨之间的矩形线圈时，控制中心接收到线圈两端的电压信号u随时间t变化的关系如图乙所示，不计线圈电阻，据此可知：火车的加速度和安装在火车首节车厢下面的磁铁产生的匀强磁场宽度（ ） A．， B．， C．， D．， 5．如图所示，几种器件分别是加油站静电释放器、可变电容器、真空冶炼炉、手机无线充电器，关于这几种器件下列说法正确的是（　　） A．在加油站给车加油前，要触摸一下静电释放器，是为了要利用静电 B．图中可变电容器是通过转动动片使两组铝片的板间距离发生变化 C．为使真空冶炼炉中金属熔化更容易，应当在线圈中通入较大恒定电流 D．无线充电器给手机充电是利用电磁感应的互感现象 6．电流传感器A的作用相当于一个电流表，它与计算机相连接可以捕捉到瞬间电流的变化，并能在屏幕上显示电流随时间变化的图象。下列说法正确的是（　　） A．甲中S由断开状态到闭合的瞬间，R中的电流立即增大 B．甲中S由闭合状态到断开的瞬间，L右端电势比左端的高 C．甲中S由闭合状态到断开的瞬间，R中的电流逐渐减小 D．乙中S由断开状态到闭合的瞬间，R中的电流逐渐增大 7．如图所示，L是自感系数很大的线圈，但其自身的电阻几乎为零。A和B是两个完全相同的小灯泡，下列说法正确的是（　　） A．闭合开关S后，A灯亮，B灯不亮 B．闭合开关S后，A、B灯亮，之后A灯慢慢熄灭，B灯更亮 C．当开关S由闭合变为断开时，A灯由亮逐渐变暗，直至熄灭 D．当开关S由闭合变为断开时，B灯突然变亮，后逐渐变暗，直至熄灭 8．某空间出现了如图所示的一组闭合电场线，方向从上向下看是顺时针的，这可能是（　　） A．沿AB方向磁场在迅速减弱 B．沿AB方向磁场在迅速增强 C．沿BA方向磁场恒定不变 D．沿BA方向磁场在迅速减弱 9．如图所示，由导线制成的单匝正方形线框边长为L，每条边的电阻均为R，其中ab边较粗且材料电阻率较大，其质量为m，其余各边的质量均可忽略不计，线框可绕与cd边重合的水平轴OO＇自由转动，不计空气阻力及摩擦。若线框始终处在方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中，线框从水平位置由静止释放，历时t到达竖直位置，此时ab边的速度为v，重力加速度为g，则（　　） A．线框在竖直位置时，ab边两端的电压为BLv B．线框在竖直位置时，ab边所受安培力大小为 C．这一过程中感应电动势的有效值为 D．在这一过程中，通过线框某一横截面的电荷量为 10．如图所示，AB是一根裸导线，单位长度的电阻为R0，一部分弯曲成直径为d的圆圈，圆圈导线相交处导电接触良好．圆圈所在区域有与圆圈平面垂直的均匀磁场，磁感强度为B0导线一端B点固定，A端在沿BA方向的恒力F作用下向右缓慢移动，从而使圆圈缓慢缩小．设在圆圈缩小过程中始终保持圆的形状，设导体回路是柔软的，此圆圈从初始的直径d到完全消失所需时间t为（　　） A． B． C． D． 二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题4分，共12分。每小题列出的四个备选项中至少有 一个是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 11．如图所示，在水平面上放置间距为L的平行金属导轨MN、PQ，导轨处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小随时间的变化规律为B＝kt（k为常数，k>0）。M、N间接一阻值为R的电阻，质量为m的金属杆ab垂直导轨放置，与导轨接触良好，其接入轨道间的电阻为R，与轨道间的动摩擦因数为μ，Pb＝Ma＝L（不计导轨电阻，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g），从t＝0到ab杆刚要运动的这段时间内（　　） A．通过电阻R的电流方向为M→P B．回路的感应电流I＝ C．通过电阻R的电量q＝ D．ab杆产生的热功率P＝ 12．如图所示，L1、L2、L3是完全相同的灯泡，L为直流电阻可忽略的自感线圈，电源内阻不计，开关S原来接通，现将开关S断开，则（ ） A．L1点亮，L2变暗，最终两灯一样亮 B．L2闪亮一下后恢复到原来的亮度 C．L3变暗一下后恢复到原来的亮度 D．L3闪亮一下后恢复到原来的亮度 13．光滑的平行金属导轨长L = 1 m，两导轨间距d = 0.5 m，轨道平面与水平面的夹角θ = 30°，导轨上端接一阻值为R = 0.8 Ω的电阻，轨道所在空间有垂直轨道平面向上的匀强磁场，磁场的磁感应强度B = 1 T，如图所示。有一质量m = 1 kg、电阻r = 0.2 Ω的金属棒ab，放在导轨最上端，其余部分电阻不计。已知棒ab从轨道最上端由静止开始下滑到最底端脱离轨道过程中，电阻R上产生的热量Q1 = 0.4 J，g取10 m/s2，则以下说法正确的是（　　） A．当棒的速度v = 2.5 m/s时，电阻R两端的电压为1 V B．棒下滑到轨道最底端时速度的大小为3 m/s C．棒下滑到轨道最底端时加速度的大小为3 m/s2 D．棒从开始下滑到运动至轨道最底端所用时间为0.65 s 非选择题部分 三、非选择题(本题共5小题，共58分) 14．某同学为了探究影响感应电流方向的因素，使用了图所示的实验电路。先闭合开关，再闭合开关，发现闭合瞬间，电流表指针向左偏了一下。闭合开关和，稳定后再分别进行以下操作，出现的情况是： （1）将滑动变阻器的滑片迅速向右移动时，电流表指针______（填“向左偏”或“向右偏”或“不偏转”）； （2）先断开，稍后再闭合瞬间，电流表指针______（填“向左偏”或“向右偏”或“不偏转”）； （3）将线圈A迅速从线圈B中拔出时，电流表指针______（填“向左偏”或“向右偏”或“不偏转”）； 15．某同学利用如图装置研究磁铁下落过程中的重力势能与电能之间的相互转化。内阻的螺线管固定在铁架台上，线圈与电流传感器、电压传感器和滑动变阻器连接。滑动变阻器最大阻值，初始时滑片位于正中间的位置。打开传感器，将质量m=0.01kg的磁铁置于螺线管正上方静止释放，磁铁上表面为N极。穿过螺线管后掉落到海绵垫上并静止（磁铁下落中受到的磁场力和空气阻力远小于磁铁重力，且不发生转动），释放点到海绵垫高度差h=0.25m。计算机屏幕上显示出如图的UI—t曲线。重力加速度g=10m/s2。 (1)磁铁穿过螺线管过程中，螺线管产生的感应电动势最大值约为_________V； (2)图像中出现前后两个峰值，对比实验过程发现，这两个峰值是在磁铁刚进入螺线管内部和刚从内部出来时产生的，对这一现象相关说法正确的（         ） A．线圈中的磁通量经历先增大后减小的过程 B．如果仅略减小磁铁的释放高度h，两个峰值都会减小 C．如果仅略减小磁铁的释放高度h，两个峰值可能会相等 D．如果仅移动滑片，增大滑动变阻器阻值，两个峰值都会增大 (3)在磁铁下降h=0.25m的过程中，估算重力势能转化为电能的效率约为___________。 16．如图甲所示，一个圆形线圈的匝数n=1000，线圈面积S=200cm2，线圈的电阻r=1Ω，线圈外接一个阻值R=4Ω的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示。求： (1)前4s内感应电流的方向； (2)前4s内的感应电动势。 17．如图所示，在磁感应强度为0.5T的匀强磁场中，有一边长为L=0.2m的正方形导线框，线框平面与磁场垂直。问： （1）这时穿过线框平面的磁通量为多大； （2）若线框以AB边为轴转动，转过90°到虚线位置，该过程所花的时间为0.1s，则线圈在此过程中产生的平均电动势为多少； （3）试判断转动90°过程AB边的电流方向 18．如图甲所示，两竖直放置的平行金属导轨，导轨间距，导轨下端接一电阻恒为的小灯泡，导轨间存在一宽的匀强磁场区域，磁感应强度B按图乙所示规律变化，时刻一金属杆自磁场区域上方以某一初速度沿导轨下落，时刻金属杆恰好进入磁场，直至穿越磁场区域，整个过程中小灯泡的亮度始终保持不变。已知金属杆的质量，金属杆下落过程中始终保持水平且与导轨良好接触，不计金属杆及导轨的电阻，g取。求： (1)金属杆进入磁场时的速度v。 (2)图乙中的数值。 (3)整个过程中小灯泡产生的总焦耳热Q。 19．如图甲所示，放置在水平桌面上的两条光滑导轨间的距离L=1m，质量m=1kg的光滑导体棒放在导轨上，导轨左端与阻值R=4Ω的电阻相连，导体棒及导轨的电阻不计，所在位置有磁感应强度为B=2T的匀强磁场，磁场的方向垂直导轨平面向下。现在给导体棒施加一个水平向右的恒定拉力F，并每隔0.2s测量一次导体棒的速度，乙图是根据所测数据描绘出导体棒的v﹣t图象，设导轨足够长。求： （1）力F的大小； （2）t=1.2s时，导体棒的加速度； （3）估算1.6s内电阻R上产生的热量。 试卷第6页，共10页 试卷第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 绝密★启用前 第二章电磁感应单元检测卷（培优） 姓名 准考证号 本试题卷分选择题和非选择题两部分，共8页，满分100分，考试时间90分钟。 考生注意： 1.答题前请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。 2.答题时，请按照答题纸上“注意事项”的要求，在答题纸相应的位置上规范作答，在本试题卷上的作答一律无效。 3.非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应的区域内，作图时先使用2B铅笔，确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。 4.可能用到的相关参数：重力加速度g取10m/s2 选择题部分 一、选择题Ⅰ（本题共10小题，每小题3分，共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选绝不给分）1．物理学家通过艰苦的实验来探究自然的物理规律，为人类的科学做出了巨大贡献，值得我们敬仰。下列描述中不符合物理学史实的是（　　） A．楞次发现了确定感应电流方向的楞次定律 B．洛伦兹通过实验测定了磁场对电流的作用力 C．奥斯特发现了电流的磁效应 D．安培提出了分子电流假说 【答案】B 【详解】A．楞次发现了确定感应电流方向的定律，即楞次定律，故A正确； B．安培通过实验测定了磁场对电流的作用力，故B错误； C．奥斯特发现了电流的周围存在磁场，即电流的磁效应，故C正确； D．安培提出了分子电流假说，故D正确； 不符合物理学史实的是故选B。 2．下列关于电磁感应的说法中正确的是（　　） A．感应电动势的大小跟穿过回路的磁通量成正比 B．闭合回路中感应电动势的大小与回路的导体材料无关 C．只要导体在磁场中做相对运动，导体两端就一定会产生电势差 D．只要闭合导体与磁场发生相对运动，闭合导体内就一定产生感应电流 【答案】B 【详解】A．由感应电动势的表达式可知，感应电动势的大小跟穿过回路磁通量的变化率成正比，故A错误； B．闭合回路中感应电动势的大小与回路的导体材料无关，与磁通量的变化率和线框的匝数有关，故B正确； C．只有导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体两端才会产生电势差，若导体平行于磁场且沿着平行于磁场的方向运动，则不会产生电动势，此时导体两端的电势差为零，故C错误； D．闭合导体与磁场发生相对运动，但不一定导致磁通量的变化，则就不一定产生感应电流，故D错误。 故选B。 3．如图所示电路中，电源内阻不计，L是自感系数很大、电阻可忽略不计的自感线圈，A和B是两个相同的小灯泡。则（　　） A．闭合开关S时，A、B灯同时亮 B．闭合开关S时，B灯立即亮，A灯逐渐亮，最后一样亮 C．断开开关S时，A灯逐渐熄灭，B灯立即熄灭 D．断开开关S时，通过B灯的电流方向不发生改变 【答案】B 【详解】AB．闭合开关S时，由于线圈产生自感电动势阻碍电流的增大，所以B灯立即亮，A灯逐渐亮；由于线圈的电阻可忽略不计，A和B是两个相同的小灯泡，可知稳定时，A和B一样亮，故A错误，B正确； CD．电路稳定之后，流过A和B两个小灯泡的电流大小相等，断开开关S时，线圈产生自感电动势阻碍电流的减小，且与A灯和B灯电路形成闭合回路，所以A灯和B灯都是逐渐熄灭，且通过B灯的电流方向发生改变，故CD错误。 故选B。 4．将能够产生匀强磁场的磁铁安装在火车首节车厢的下面，如图甲（俯视图）所示，当它经过安放在两铁轨之间的矩形线圈时，线圈会产生一个电信号传输给控制中心，已知矩形线圈的长为L1，宽为L2，匝数为n，若安装在火车首节车厢下面的磁铁产生的匀强磁场的宽度大于L2，当火车通过安放两铁轨之间的矩形线圈时，控制中心接收到线圈两端的电压信号u随时间t变化的关系如图乙所示，不计线圈电阻，据此可知：火车的加速度和安装在火车首节车厢下面的磁铁产生的匀强磁场宽度（ ） A．， B．， C．， D．， 【答案】A 【详解】由图知时刻线圈两端电压为 时刻时刻线圈两端电压为 故这段时间内的加速度为 联立解得 由于火车做匀加速运动，火车在时间内的平均速度为 安装在火车首节车厢下面的磁铁产生的匀强磁场的宽度 故A正确，BCD错误。 故选A。 【名师点睛】本题关键在于判定出火车运动性质，当我们看到乙图的时候电压是和速度成正比的，就应联系有关动生电动势的公式，以建立速度与时间的关系，进而可以得出正确结论．这是物理思维的训练。 5．如图所示，几种器件分别是加油站静电释放器、可变电容器、真空冶炼炉、手机无线充电器，关于这几种器件下列说法正确的是（　　） A．在加油站给车加油前，要触摸一下静电释放器，是为了要利用静电 B．图中可变电容器是通过转动动片使两组铝片的板间距离发生变化 C．为使真空冶炼炉中金属熔化更容易，应当在线圈中通入较大恒定电流 D．无线充电器给手机充电是利用电磁感应的互感现象 【答案】D 【详解】A．在加油站给车加油前，要触摸一下静电释放器，是为了把产生的静电导走，属于静电的防止，故A错误； B．图中可变电容器是通过转动动片使两组铝片的板间正对面积发生变化，故B错误； C．真空冶炼炉的工作原理是利用涡流使炉内产生大量的热量而使金属熔化，根据法拉第电磁感应定律可知频率越高，相同条件下产生的感应电动势越大，感应电流就会越大，所以真空冶炼炉线圈中应通高压高频交流电，故C错误； D．无线充电器给手机充电是利用电磁感应的互感现象，故D正确。 故选D。 6．电流传感器A的作用相当于一个电流表，它与计算机相连接可以捕捉到瞬间电流的变化，并能在屏幕上显示电流随时间变化的图象。下列说法正确的是（　　） A．甲中S由断开状态到闭合的瞬间，R中的电流立即增大 B．甲中S由闭合状态到断开的瞬间，L右端电势比左端的高 C．甲中S由闭合状态到断开的瞬间，R中的电流逐渐减小 D．乙中S由断开状态到闭合的瞬间，R中的电流逐渐增大 【答案】B 【详解】A．甲中S由断开状态到闭合的瞬间，由于线圈中产生自感电动势的阻碍作用，电流只能逐渐增大，故A错误； B．甲中S由闭合状态到断开的瞬间，由于线圈中产生自感电动势，由“楞次定律”可得，L右端电势比左端的高，故B正确； C．甲中S由闭合状态到断开的瞬间，由于线圈中产生自感电动势，但没有回路，所以R中的电流立即减为0，故C错误； D．乙中S由断开状态到闭合的瞬间，R中的电流立刻增大，故D错误。 故选B。 7．如图所示，L是自感系数很大的线圈，但其自身的电阻几乎为零。A和B是两个完全相同的小灯泡，下列说法正确的是（　　） A．闭合开关S后，A灯亮，B灯不亮 B．闭合开关S后，A、B灯亮，之后A灯慢慢熄灭，B灯更亮 C．当开关S由闭合变为断开时，A灯由亮逐渐变暗，直至熄灭 D．当开关S由闭合变为断开时，B灯突然变亮，后逐渐变暗，直至熄灭 【答案】D 【详解】AB．开关S闭合瞬间，由于线圈的自感系数很大，线圈对电流有阻碍作用很强，则相当于灯泡A与B串联，因此A与B同时亮，且亮度相同，稳定后B被短路熄灭，A灯更亮，故AB错误； CD．电路中的电流稳定后，当S断开瞬间，A立刻熄灭，由于自感作用，线圈中的电流只能慢慢减小，其相当于电源，线圈与灯泡B构成闭合回路放电，则B闪亮一下再熄灭，故C错误，D正确。 故选D。 8．某空间出现了如图所示的一组闭合电场线，方向从上向下看是顺时针的，这可能是（　　） A．沿AB方向磁场在迅速减弱 B．沿AB方向磁场在迅速增强 C．沿BA方向磁场恒定不变 D．沿BA方向磁场在迅速减弱 【答案】A 【详解】感生电场的方向从上向下看是顺时针的，假设在平行感生电场的方向上有闭合回路，则回路中的感应电流方向从上向下看也应该是顺时针的，由右手螺旋定则可知，感应电流的磁场方向向下，根据楞次定律可知，原磁场有两种可能：原磁场方向沿AB方向减弱，或原磁场方向沿BA方向增强，所以A有可能。 故选A。 9．如图所示，由导线制成的单匝正方形线框边长为L，每条边的电阻均为R，其中ab边较粗且材料电阻率较大，其质量为m，其余各边的质量均可忽略不计，线框可绕与cd边重合的水平轴OO＇自由转动，不计空气阻力及摩擦。若线框始终处在方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中，线框从水平位置由静止释放，历时t到达竖直位置，此时ab边的速度为v，重力加速度为g，则（　　） A．线框在竖直位置时，ab边两端的电压为BLv B．线框在竖直位置时，ab边所受安培力大小为 C．这一过程中感应电动势的有效值为 D．在这一过程中，通过线框某一横截面的电荷量为 【答案】C 【详解】A．线框运动到竖直位置时，ab边切割磁感线产生的电动势为 线框中的电流为 ab两端的电压为 A错误； B．ab边所受安培力大小为 B错误； C．线框下落过程中机械能的减少量等于线框中产生的焦耳热，所以有 又 解得 C正确； D．对于线框的下摆过程，在垂直于磁场方向线框的面积变化为 通过线框某一横截面的电荷量 D错误。 故选C。 10．如图所示，AB是一根裸导线，单位长度的电阻为R0，一部分弯曲成直径为d的圆圈，圆圈导线相交处导电接触良好．圆圈所在区域有与圆圈平面垂直的均匀磁场，磁感强度为B0导线一端B点固定，A端在沿BA方向的恒力F作用下向右缓慢移动，从而使圆圈缓慢缩小．设在圆圈缩小过程中始终保持圆的形状，设导体回路是柔软的，此圆圈从初始的直径d到完全消失所需时间t为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】设在恒力F的作用下，A端△t时间内向右移动微小的量△x，则相应圆半径减小△r，则有： △x=2π△r 在△t时间内F做的功等于回路中电功 △S可认为由于半径减小微小量△r而引起的面积的变化，有： △S=2πr∙△r 而回路中的电阻R=R02πr，代入得， F∙2π△r= 显然△t与圆面积变化△S成正比，所以由面积πr02变化为零，所经历的时间t为： 解得： A．，与结论不相符，选项A错误； B．，与结论相符，选项B正确；     C．，与结论不相符，选项C错误； D．，与结论不相符，选项D错误； 故选B． 二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题4分，共12分。每小题列出的四个备选项中至少有 一个是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 11．如图所示，在水平面上放置间距为L的平行金属导轨MN、PQ，导轨处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小随时间的变化规律为B＝kt（k为常数，k>0）。M、N间接一阻值为R的电阻，质量为m的金属杆ab垂直导轨放置，与导轨接触良好，其接入轨道间的电阻为R，与轨道间的动摩擦因数为μ，Pb＝Ma＝L（不计导轨电阻，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g），从t＝0到ab杆刚要运动的这段时间内（　　） A．通过电阻R的电流方向为M→P B．回路的感应电流I＝ C．通过电阻R的电量q＝ D．ab杆产生的热功率P＝ 【答案】AC 【详解】A．由楞次定律可知，通过电阻R的电流方向为M→P，故A正确； B．产生的感应电动势为 E＝S＝kL2 根据欧姆定律可得电流为 故B错误； C．杆刚要运动时 μmg－ktIL＝0 又因q＝It，联立可得 故C正确； D．根据功率公式 故D错误。 故选AC。 12．如图所示，L1、L2、L3是完全相同的灯泡，L为直流电阻可忽略的自感线圈，电源内阻不计，开关S原来接通，现将开关S断开，则（ ） A．L1点亮，L2变暗，最终两灯一样亮 B．L2闪亮一下后恢复到原来的亮度 C．L3变暗一下后恢复到原来的亮度 D．L3闪亮一下后恢复到原来的亮度 【答案】AD 【详解】CD．开关接通时被短路不亮 断开瞬间由于线圈自感产生一电动势（相当于电源）与原来的电源串联，所以更亮而后恢复原来亮度，故C错误，D正确； AB．和串联后变得更暗，最终两灯一样亮，而由不亮到亮，故A正确，B错误． 故选AD。 13．光滑的平行金属导轨长L = 1 m，两导轨间距d = 0.5 m，轨道平面与水平面的夹角θ = 30°，导轨上端接一阻值为R = 0.8 Ω的电阻，轨道所在空间有垂直轨道平面向上的匀强磁场，磁场的磁感应强度B = 1 T，如图所示。有一质量m = 1 kg、电阻r = 0.2 Ω的金属棒ab，放在导轨最上端，其余部分电阻不计。已知棒ab从轨道最上端由静止开始下滑到最底端脱离轨道过程中，电阻R上产生的热量Q1 = 0.4 J，g取10 m/s2，则以下说法正确的是（　　） A．当棒的速度v = 2.5 m/s时，电阻R两端的电压为1 V B．棒下滑到轨道最底端时速度的大小为3 m/s C．棒下滑到轨道最底端时加速度的大小为3 m/s2 D．棒从开始下滑到运动至轨道最底端所用时间为0.65 s 【答案】ABD 【详解】A．由电磁感应电动势公式得当棒的速度为v = 2.5 m/s时，电动势为 则电阻R两端的电压为 故A正确； B．棒从轨道最上端下滑至最底端过程中，由能量守恒得 其中Q1 = 0.4 J，根据数学比例关系得 联立代入数据，解得 故B正确； C．棒下滑到轨道最底端时，由牛顿第二定律得 其中 联立代入数据，解得 故C错误； D．整个下滑过程，根据动量定理可得 通过截面电量 联立解得： 故D正确。 故选ABD。 非选择题部分 三、非选择题(本题共5小题，共58分) 14．某同学为了探究影响感应电流方向的因素，使用了图所示的实验电路。先闭合开关，再闭合开关，发现闭合瞬间，电流表指针向左偏了一下。闭合开关和，稳定后再分别进行以下操作，出现的情况是： （1）将滑动变阻器的滑片迅速向右移动时，电流表指针______（填“向左偏”或“向右偏”或“不偏转”）； （2）先断开，稍后再闭合瞬间，电流表指针______（填“向左偏”或“向右偏”或“不偏转”）； （3）将线圈A迅速从线圈B中拔出时，电流表指针______（填“向左偏”或“向右偏”或“不偏转”）； 【答案】 向右偏 不偏转 向右偏 【详解】根据题意可知，闭合开关，线圈B与电流表形成闭合回路，闭合开关，线圈A中有电流，产生磁场，则闭合瞬间，穿过线圈B的磁通量增大，电流表指针向左偏 （1）[1]将滑动变阻器的滑片迅速向右移动时，流过线圈A的电流减小，电流产生的磁感应强度减小，穿过线圈B的磁通量减小，电流表指针向右偏。 （2）[2]先断开，稍后再闭合瞬间，穿过线圈B的磁通量不变，电流表指针不偏转。 （3）[3]将线圈A迅速从线圈B中拔出时，穿过线圈B的磁通量减小，电流表指针向右偏。 15．某同学利用如图装置研究磁铁下落过程中的重力势能与电能之间的相互转化。内阻的螺线管固定在铁架台上，线圈与电流传感器、电压传感器和滑动变阻器连接。滑动变阻器最大阻值，初始时滑片位于正中间的位置。打开传感器，将质量m=0.01kg的磁铁置于螺线管正上方静止释放，磁铁上表面为N极。穿过螺线管后掉落到海绵垫上并静止（磁铁下落中受到的磁场力和空气阻力远小于磁铁重力，且不发生转动），释放点到海绵垫高度差h=0.25m。计算机屏幕上显示出如图的UI—t曲线。重力加速度g=10m/s2。 (1)磁铁穿过螺线管过程中，螺线管产生的感应电动势最大值约为_________V； (2)图像中出现前后两个峰值，对比实验过程发现，这两个峰值是在磁铁刚进入螺线管内部和刚从内部出来时产生的，对这一现象相关说法正确的（         ） A．线圈中的磁通量经历先增大后减小的过程 B．如果仅略减小磁铁的释放高度h，两个峰值都会减小 C．如果仅略减小磁铁的释放高度h，两个峰值可能会相等 D．如果仅移动滑片，增大滑动变阻器阻值，两个峰值都会增大 (3)在磁铁下降h=0.25m的过程中，估算重力势能转化为电能的效率约为___________。 【答案】(1)1.06V (2)ABD (3)2.58% 【详解】（1）由图UI—t曲线可知，螺线管的最大输出功率约为 螺线管的输出功率表达式为 根据闭合欧姆定律可得 带入数据，联立可得螺线管产生的感应电动势最大值为 （2）A．小磁铁刚进入线圈时，线圈磁通量增大，当小磁铁从线圈中出来时，线圈磁通量减小，故A正确； BC．当小磁铁的释放高度h减小时，小磁铁刚进入线圈时的速度减小，导致线圈中的磁通量的变化率减小，即线圈产生的感应电动势减小，因此两个峰值都会减小，且两个峰值不可能相等，故B正确，C错误； D．根据闭合电路欧姆定律可知，当电路中的外电阻等于电源内阻时，电源的输出功率最大。而本题中滑动变阻器的最大最值与内阻相等，因此增大滑动变阻器阻值，两个峰值都会增大，故D正确。 故选ABD。 （3）下落过程中，减小的重力势能为 根据图像与横轴围成面积大小等于下落过程中电源的输出电能 所以此过程中产生的总的电能为 则重力势能转化为电能的效率为 16．如图甲所示，一个圆形线圈的匝数n=1000，线圈面积S=200cm2，线圈的电阻r=1Ω，线圈外接一个阻值R=4Ω的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示。求： (1)前4s内感应电流的方向； (2)前4s内的感应电动势。 【答案】(1)逆时针；(2)1V 【详解】(1)由楞次定律知，前4s内圆形线圈内感应电流的方向沿逆时针方向； (2)根据法拉第电磁感应定律，前4s内的感应电动势 17．如图所示，在磁感应强度为0.5T的匀强磁场中，有一边长为L=0.2m的正方形导线框，线框平面与磁场垂直。问： （1）这时穿过线框平面的磁通量为多大； （2）若线框以AB边为轴转动，转过90°到虚线位置，该过程所花的时间为0.1s，则线圈在此过程中产生的平均电动势为多少； （3）试判断转动90°过程AB边的电流方向 【答案】（1）0.02Wb；（2）0.2V；（3）由A指向B 【详解】（1）因线圈与磁场垂直，则磁通量为 （2）由法拉第电磁感应定律，则有 （3）根据楞次定律，电流方向：由A指向B 18．如图甲所示，两竖直放置的平行金属导轨，导轨间距，导轨下端接一电阻恒为的小灯泡，导轨间存在一宽的匀强磁场区域，磁感应强度B按图乙所示规律变化，时刻一金属杆自磁场区域上方以某一初速度沿导轨下落，时刻金属杆恰好进入磁场，直至穿越磁场区域，整个过程中小灯泡的亮度始终保持不变。已知金属杆的质量，金属杆下落过程中始终保持水平且与导轨良好接触，不计金属杆及导轨的电阻，g取。求： (1)金属杆进入磁场时的速度v。 (2)图乙中的数值。 (3)整个过程中小灯泡产生的总焦耳热Q。 【答案】(1)10 m/s；(2)0.02 s；(3)1.2J 【详解】(1)金属杆进入磁场时受力平衡 整理得 (2)根据法拉第电磁感应定律 (3)整个过程中小灯泡产生的总焦耳热 解得 19．如图甲所示，放置在水平桌面上的两条光滑导轨间的距离L=1m，质量m=1kg的光滑导体棒放在导轨上，导轨左端与阻值R=4Ω的电阻相连，导体棒及导轨的电阻不计，所在位置有磁感应强度为B=2T的匀强磁场，磁场的方向垂直导轨平面向下。现在给导体棒施加一个水平向右的恒定拉力F，并每隔0.2s测量一次导体棒的速度，乙图是根据所测数据描绘出导体棒的v﹣t图象，设导轨足够长。求： （1）力F的大小； （2）t=1.2s时，导体棒的加速度； （3）估算1.6s内电阻R上产生的热量。 【答案】（1）10N；（2）3m/s2；（3）48J 【详解】（1）由图可知，导体棒运动的速度达到10m/s时开始做匀速运动，此时安培力和拉力F大小相等．导体棒匀速运动的速度，匀速运动后导体棒上的电动势由电磁感应定律可得 导体棒受的安培力 由平衡条件可知恒定拉力F的大小为 （2）由图可知，时间t=1.2s时，导体棒的速度v2=7m/s，此时导体棒上的电动势 导体棒受的安培力 ＝N＝7N 由牛顿第二定律得 （3）由图知，到1.6s处，图线下方小方格的个数为40个，每个小方格代表的位移为 所以1.6s内导体棒的位移 拉力F做功 由图知此时导体棒的速度，导体棒动能 根据能量守恒定律，1.6s内电阻R上产生的热量 考点：安培力 电磁感应定律 能量守恒。 试卷第12页，共19页 试卷第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $