第二章电磁感应 章末练习卷（二）-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第二册

电磁感应章末练习卷 本试卷满分100分，考试时间75分钟。 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名，准考证号填写在答题卡上。 2.答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、选择题：本题共10小题，共46分。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；第8-10题有多项符合题目要求，每小题6分，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．关于电磁感应的应用，下列说法正确的是（    ） A．真空冶炼炉可以对非金属直接加热 B．金属物品通过安检门时会产生涡流，涡流的磁场影响报警器使其报警 C．电磁炉是利用电磁感应原理，使锅内的水直接产生热量 D．电磁弹射系统是利用导体切割磁感线产生动生电动势 【答案】B 【详解】A．真空冶炼炉利用涡流的热效应加热，涡流只能在导电的金属材料中产生，无法直接加热非金属，故A错误； B．安检门通有交变电流产生交变磁场，金属物品通过时内部会感应出涡流，涡流的磁场反过来改变安检门原有磁场的分布，触发报警器报警，故B正确； C．电磁炉利用电磁感应使金属锅体产生涡流发热，再将热量传递给锅内的水，故C错误； D．电磁弹射系统的工作原理是通电导体在磁场中受安培力作用获得推力，并非利用导体切割磁感线产生动生电动势，故D错误。 故选B。 2．如图所示，金属圆环水平固定，一根上端为N极、下端为S极的条形磁铁由圆环上方静止释放。则（　　） A．在磁铁穿过圆环过程中，环中磁通量一直增大 B．在磁铁穿过圆环过程中，环中磁通量一直减小 C．在S极靠近圆环过程中，环中产生逆时针（俯视）感应电流 D．在S极靠近圆环过程中，环中产生顺时针（俯视）感应电流 【答案】D 【详解】AB．在磁铁穿过圆环过程中，环中磁通量先增大后减小，AB错误； CD．在S极靠近圆环过程中，穿过环的磁通量向上增加，根据楞次定律可知，环中的感应电流的磁场方向向下，则感应电流沿顺时针（俯视）方向，C错误，D正确。 故选D。 3．如图所示，电阻、电容器与一半径为的单匝圆形线圈连成闭合回路，线圈内有垂直纸面向里的匀强磁场。在时间内，磁感应强度的方向不变，大小由均匀增加到。在此过程中（　　） A．流过的电流方向从到 B．线圈中产生的感应电动势为 C．电容器下极板带正电，上极板带负电 D．电阻消耗的功率逐渐增大 【答案】B 【详解】A．根据题意，由楞次定律可知，圆环中感应电流方向为逆时针方向，则流过的电流方向从到，故A错误； B．由法拉第电磁感应定律可得，线圈中产生的感应电动势为 故B正确； C．由A分析可知，圆环中电流由上口流出，则电容器上极板带正电，下极板带负电，故C错误； D．电动势恒定，通过电阻的电流恒定，根据电功率 可知，电阻消耗的功率恒定，故D错误。 故选B。 4．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，A 灯泡先亮，B 灯泡后亮 B．开 关S 由断开变为闭合，A、B两灯泡同时亮，然后B 灯泡逐渐熄灭 C．开 关S 由闭合变为断开，A 灯泡逐渐熄灭，B 灯泡立即熄灭 D．开 关S 由闭合变为断开，A、B 两灯泡同时熄灭 【答案】B 【详解】AD．刚闭合S时，电源的电压同时加到两灯泡上，A、B 两灯泡同时亮，由于线圈自感作用，线圈中的电流由0逐渐增大到稳定值，稳定后，线圈相当于一根导线，发生短路，此时B灯熄灭，故B灯亮后逐渐熄灭 ，发生短路后，外电路的总电阻减小，则总电流增大，A 灯泡更亮，故A错误，B正确； CD．B灯泡与线圈构成闭合回路，所以稳定后再断开开关S，由于线圈自感作用，B灯泡由不亮变亮再逐渐熄灭，A灯泡立即熄灭，故CD错误。 故选B。 5．如图甲所示，同心放置的两个圆环a、b，是由同一根导线裁制而成的，半径分别为r和2r。过圆环直径的虚线为磁场边界，在虚线的右侧存在一个足够大的匀强磁场。时刻磁场方向垂直于圆环平面向里，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示，不考虑两圆环之间的相互作用，在时间内，下列说法正确的是（　　） A．两圆环中的感应电流均为顺时针方向的恒定电流 B．两圆环受到的安培力始终为向右的恒力 C．两圆环a、b中的感应电流大小之比为 D．两圆环a、b中的电功率之比为 【答案】A 【详解】A．由楞次定律可知两圆环中的感应电流均为顺时针方向的恒定电流，故A正确； B．由楞次定律“增反减同”可知时间内，两圆环受到的安培力向右，电流大小不变，磁感应强度减小，所受安培力减小，时间内，两圆环受到的安培力向左，电流大小不变，磁感应强度增大，所受安培力增大，故B错误； C．根据，又 联立可得 可知两圆环a、b中的感应电流大小之比为，故C错误； D．根据结合C选项分析可知两圆环a、b中的电功率之比为，故D错误。 故选A。 6．如图所示，两根平行光滑金属导轨固定在同一水平面内，其左端接有定值电阻R，建立Ox轴平行于金属导轨，在x>0的区域内存在着垂直导轨平面向下的磁场，磁感应强度B随坐标x分布规律为B=5x(T)，金属棒ab在外力作用下从x=0处沿导轨向右运动，经过、、，，电阻R的功率始终保持不变，不计导轨和金属棒的电阻，则在和过程中（　　） A．金属棒a端电势低于b端 B．金属棒产生的电动势逐渐增大 C．通过电阻R的电量之比为3:5 D．金属棒运动时间之比为1:2 【答案】C 【详解】A．导体棒相当于电源，电源的电流由负极流向正极，根据右手定则，可知导体棒中的电流从b流过a，故a端相当于电源的正极，b端相当于电源的负极，则a端电势高于b端电势，故A错误； B．由题知，电阻R的功率始终保持不变，根据 解得 金属棒产生的电动势E保持不变，故B错误； C．根据，， 联立解得 故 根据磁感应强度B随坐标x分布规律为B=5x(T)，作出图像，如图所示 设两根平行光滑金属导轨间距为，则从到，磁通量为 从到磁通量为 设，可得，，，则磁通量化简为， 故 故C正确； D．由B项，可知金属棒产生的电动势E保持不变，则电流 可知电流I保持不变； 根据 可得 故 故D错误。 故选C。 7．如图所示，存在上下边界水平、方向垂直纸面的磁场区域，磁感应强度大小为B，边长为L、质量为m、阻值为R的正方形线框通过绝缘细线绕过两光滑定滑轮与质量为3m的物体相连，初始细线伸直，线框静止释放后经一段时间，ab边到磁场下边界，线框在磁场区域加速运动的时间为。已知磁场区域高度大于L，ab边通过磁场上下边界时的速度相等，重力加速度为g，线框从ab边进磁场到cd边出磁场的时间为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】从ab进磁场到cd进磁场，位移为，设时间为，此过程感应电动势为 电流为 安培力 安培力的冲量 系统总质量为 合外力为 题目给出ab边通过磁场上下边界时速度相等，均为，因此总动量变化为 由动量定理，得 解得 同理，从ab出磁场到cd出磁场，设时间为​，位移均为，安培冲量大小相同，受力规律相同，因此运动时间相等 代入总时间 故选A。 8．下列关于甲、乙、丙、丁四幅图中感应电流的说法正确的是（　　） A．图甲中，当条形磁铁落向闭合线圈时，闭合线圈中有感应电流 B．图乙中，水平放置的闭合导体圆环的一条直径正上方的水平直导线中通有交变电流，则圆环中有感应电流 C．图丙中，绕轴O1O2旋转导体框，导体框中没有感应电流 D．图丁中，将条形磁铁靠近不闭合的线圈，线圈中没有感应电流 【答案】AD 【详解】A．图甲中，当条形磁铁落向闭合线圈时，穿过闭合线圈的磁通量变化，线圈中有感应电流，故A正确； B．通电直导线处于导体圆环的正上方，穿过圆环的磁通量始终为零，故不会产生感应电流，故B错误； C．图丙中，绕轴O1O2旋转导体框，穿过导体框的磁通量不断变化，则导体框中有感应电流产生，故C错误； D．图丁中，将条形磁铁靠近不闭合的线圈，线圈中磁通量变化，但回路不闭合，没有感应电流，故D正确。 故选AD。 9．如图甲所示，用一根导线做成一个半径为r的圆环，其单位长度的电阻为r0，将圆环的右半部分置于变化的匀强磁场中，设磁场方向垂直纸面向里为正，磁感应强度随时间做周期性变化关系如图乙所示，则（　　） A．在t=π时刻，圆环中有顺时针方向的感应电流 B．在0~时间内圆环受到的安培力大小、方向均不变 C．在~π时间内通过圆环横截面的电荷量为 D．圆环在一个周期内的发热量为 【答案】AC 【详解】A．在t=π时刻，圆环中磁通量为零，但正在增加，故磁通量的变化率不为零，故有感应电动势，根据楞次定律，感应电流的磁场向里，故感应电流是顺时针方向，故A正确； B．在0~时间内，磁通量均匀变化，故感应电动势是恒定的，感应电流大小和方向不变，根据安培力的计算公式 F=BILB在变化，所以安培力是变化的，故B错误； C．根据公式 可得在~π时间内，通过圆环横截面的电荷量为 故C正确； D．在一个周期内，磁通量的变化率的大小是固定的，故感应电流的大小是固定的，电流大小为 故一个周期内产生的焦耳热为 故D错误。 故选AC。 10．两根足够长的光滑金属导轨ABEF、CDGH按如图方式固定，平行且相距为的AB、CD与水平面夹角为倾斜放置，平行且相距为的EF、GH水平放置，在两导轨平面内各自存在磁感应强度大小为、方向垂直于导轨平面向下的匀强磁场。质量分别为和、长度分别为和、电阻不可忽略的金属杆MN和PQ垂直放置在导轨上，两杆在运动过程中始终垂直于导轨并与导轨保持接触良好。导轨的电阻不计，重力加速度大小为。现将杆MN从静止释放，MN始终未到达倾斜导轨底端，则关于回路中电流恒定后，下列说法正确的是（　　） A．金属杆MN中的电流方向为 B．金属杆PQ中的电流大小为 C．金属杆MN与PQ的速度大小之比为 D．金属杆MN与PQ的加速度大小之比为 【答案】ABD 【详解】A．右手定则可知，金属杆MN中的电流方向为M→N，故A正确； BD．设MN、PQ速度分别为，加速度大小分别为，当回路中电流恒定时，回路总电动势恒定为一常数，则有 两边对时间求导有 解得 对MN有 对PQ有 联立解得，故BD正确； C．由于电流稳定前瞬间两杆的初速度不为0，且稳定后两杆的加速度大小不等，故两个速度比值不能确定，故C错误。 故选ABD。 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11．（6分）某兴趣小组利用如下图所示的实验装置来探究影响感应电流方向的因素。 (1)图甲和图乙中，穿过线圈的磁通量均________（选填“向上”或“向下”）。 (2)如图甲所示，在条形磁铁N极向下快速插入线圈的过程中，与线圈连接的灵敏电流计的指针向右偏转，该过程中穿过线圈的磁通量________（选填“增大”或“不变”或“减小”），线圈中感应电流产生的磁场方向________（选填“向上”或“向下”）。 (3)如图乙所示，在条形磁铁N极从线圈中向上快速拔出的过程中，与线圈连接的灵敏电流计的指针向左偏转，该过程中穿过线圈的磁通量________（选填“增大”或“不变”或“减小”），线圈中感应电流产生的磁场方向________（选填“向上”或“向下”）。 (4)由上述实验结果可以得出实验结论：________。将条形磁铁改为N极朝上，重复上述实验，得出实验最终结论。 【答案】(1)向下 (2) 增大 向上 (3) 减小 向下 (4)感应电流的磁场方向总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化 【详解】（1）由图可知，条形磁铁N极向下，根据条形磁铁的磁场分布特点可知，穿过线圈的磁通量均向下。 （2）[1][2]在条形磁铁N极向下快速插入线圈的过程中，由于磁感应强度增大，则穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律可知，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，则线圈中感应电流产生的磁场方向向上。 （3）[1][2]条形磁铁N极从线圈中向上快速拔出的过程中，穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律可知，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，即线圈中感应电流产生的磁场方向向下。 （4）由以上实验现象可以得出：感应电流的磁场方向总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 12．（8分）在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中 (1)按图甲连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向右偏转（右侧为电流计的正接线柱），此实验操作的目的是（　　）； A．测量灵敏电流表能够承受电流的最大值 B．检测灵敏电流表指针偏转方向与电流流向的关系 C．检查灵敏电流表测量电流的大小是否准确 (2)用图乙所示的装置做实验，图中螺线管上的粗线表示导线的绕行方向。某次实验中在条形磁铁向下插入螺线管的过程中，观察到电流表指针________（填“向左”或“向右”）偏转（右侧为电流计的正接线柱）； (3)多次实验发现：感应电流产生的磁场，总是要________（选填“阻碍”或“阻止‘）引起感应电流的磁通量的变化。 【答案】(1)B (2)左 (3)阻碍 【详解】（1）AC．这样操作与测量灵敏电流表能够承受电流的最大值和检查灵敏电流表测量电流的大小是否准确无关，故AC错误； B．这样操作是为了检测灵敏电流表指针偏转方向与电流流向的关系，以此来确定产生的感应电流的方向，故B正确。 故选B。 （2）图甲中闭合开关后，电流计指针向右偏转，说明电流从“”接线柱流入电流表时，电流计指针向右偏转；图乙中在条形磁铁向下插入螺线管的过程中，螺线管中的原磁场方向向下，且螺线管中的磁通量不断增大，根据楞次定律可知，螺线管中感应电流产生的磁场方向应向上，根据右手螺旋定则可知，感应电流从“”接线柱流入电流表，故电流表指针向左偏转。 （3）实验得出感应电流总是具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 四、解答题 13．（10分）如图所示，一质量为0.05kg、匝数为100匝的正方形导线框放在绝缘的水平桌面上，导线框与桌面的动摩擦因数为0.2。导线框的总电阻为1Ω，边长为20cm。导线框的左边通过一绝缘轻绳固定在墙壁上，轻绳恰好处于伸直状态没有张力。金属框中线左侧有垂直线框平面向外的匀强磁场，磁感应强度的大小为0.2T。某时刻开始（t=0）磁感应强度以0.2T/s的变化率均匀增加。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2。 （1）磁感应强度变化时，感应电流的方向是顺时针还是逆时针？ （2）求0~5s内线框产生的焦耳热； （3）求9s末轻绳的张力大小。 【答案】（1）顺时针方向；（2）0.8J；（3）15.9N 【详解】（1）由题可知磁通量逐渐增大，根据楞次定律可知感应电流的方向是顺时针方向； （2）根据法拉第电磁感应定律有 根据焦耳定律有 （3）由题可知9s末磁场大小为 根据左手定则可知安培力向右，大小为 根据共点力平衡条件有 解得 14．（12分）如图所示，倾角为θ=53°的倾斜导轨与足够长的水平导轨用绝缘体（长度不计）平滑衔接。两导轨的宽度均为L=1m，倾斜导轨顶端接有一不带电的电容器，电容，倾斜导轨处有垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为。水平导轨处的磁场竖直向上，磁感应强度大小以随x均匀增大，其中未知，，x为到衔接点的距离。水平导轨上静置一导体棒b，b左侧垂直连接一个长度为的绝缘轻杆，轻杆左端有一小块橡皮泥（质量不计），橡皮泥与水平导轨左端对齐。倾斜导轨上距离衔接点处由静止释放一个导体棒a，a运动到水平导轨处与轻杆碰撞并粘在一起向右运动，碰撞时间极短。已知两导体棒的质量均为，导轨及a棒的电阻不计，b棒接入电路的电阻为，导体棒a与倾斜导轨间的动摩擦因数，a、b棒在水平导轨上运动时各自受到的阻力大小均与速度成正比（不包括安培力及轻杆弹力），即，其中。两棒与导轨始终垂直且接触良好，，重力加速度g取，求： (1)导体棒a下滑过程的加速度大小及滑到底端时的速度大小； (2)导体棒a、b碰撞结束瞬间导体棒a的加速度大小； (3)停止运动后导体棒b到衔接点的距离（结果可用分数表示）。 【答案】(1)1m/s2，2m/s (2)11.25m/s2 (3) 【详解】（1）导体棒a与电容器连接，有，， 则 由牛顿第二定律可得 联立解得 由运动学公式可得 解得 （2）两棒相碰，由动量守恒得 导体棒a的感应电动势为 导体棒b的感应电动势为， 所以电流为 两棒整体所受安培力大小为 根据牛顿第二定律可得 解得 （3）由（2）知两棒受到的安培力大小为 由动量定理可得， 解得 所以导体棒b停下的位置到衔接点的距离 15．（18分）如图所示，平行光滑金属导轨由倾斜和水平两部分组成，两导轨由两小段光滑圆弧轨道（长度可忽略）平滑相连，倾斜部分由长、倾角、间距的导轨、构成，水平部分由两段足够长平行金属导轨、构成，、之间接有阻值的定值电阻。整个导轨处于大小、方向竖直向上的匀强磁场中。一长也为，质量、电阻也为的导体棒以某一初速度水平向右抛出，抛出点与倾斜导轨上端的高度差，恰好无碰撞滑上倾斜轨道，导体棒之后运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻和空气阻力均可忽略不计，取。求： (1)导体棒滑上倾斜导轨后瞬间两端的电势差大小； (2)整个过程中电阻产生的焦耳热； (3)求整个过程中流过电阻的电荷量及导体棒在水平导轨上运动的路程。 【答案】(1)2V (2) (3)， 【详解】（1）导体棒做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，有 解得 由，解得 导体棒滑上倾斜导轨后瞬间感应电流 两端的电势差大小 由以上各式，解得 （2）由能量守恒，电路中产生的总热量 电阻上产生的热量 （3）进入倾斜导轨后根据计算可得 因此导体棒在倾斜轨道做匀速运动，合速度 运动时间 电荷量 进入水平轨道受安培力减速，以速度方向为正方向，根据动量定理 电荷量 总电荷量 又，，，所以 代入数据，解得 答案第10页，共12页 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 电磁感应章末练习卷 本试卷满分100分，考试时间75分钟。 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名，准考证号填写在答题卡上。 2.答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、选择题：本题共10小题，共46分。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；第8-10题有多项符合题目要求，每小题6分，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．关于电磁感应的应用，下列说法正确的是（    ） A．真空冶炼炉可以对非金属直接加热 B．金属物品通过安检门时会产生涡流，涡流的磁场影响报警器使其报警 C．电磁炉是利用电磁感应原理，使锅内的水直接产生热量 D．电磁弹射系统是利用导体切割磁感线产生动生电动势 2．如图所示，金属圆环水平固定，一根上端为N极、下端为S极的条形磁铁由圆环上方静止释放。则（　　） A．在磁铁穿过圆环过程中，环中磁通量一直增大 B．在磁铁穿过圆环过程中，环中磁通量一直减小 C．在S极靠近圆环过程中，环中产生逆时针（俯视）感应电流 D．在S极靠近圆环过程中，环中产生顺时针（俯视）感应电流 3．如图所示，电阻、电容器与一半径为的单匝圆形线圈连成闭合回路，线圈内有垂直纸面向里的匀强磁场。在时间内，磁感应强度的方向不变，大小由均匀增加到。在此过程中（　　） A．流过的电流方向从到 B．线圈中产生的感应电动势为 C．电容器下极板带正电，上极板带负电 D．电阻消耗的功率逐渐增大 4．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，A 灯泡先亮，B 灯泡后亮 B．开 关S 由断开变为闭合，A、B两灯泡同时亮，然后B 灯泡逐渐熄灭 C．开 关S 由闭合变为断开，A 灯泡逐渐熄灭，B 灯泡立即熄灭 D．开 关S 由闭合变为断开，A、B 两灯泡同时熄灭 5．如图甲所示，同心放置的两个圆环a、b，是由同一根导线裁制而成的，半径分别为r和2r。过圆环直径的虚线为磁场边界，在虚线的右侧存在一个足够大的匀强磁场。时刻磁场方向垂直于圆环平面向里，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示，不考虑两圆环之间的相互作用，在时间内，下列说法正确的是（　　） A．两圆环中的感应电流均为顺时针方向的恒定电流 B．两圆环受到的安培力始终为向右的恒力 C．两圆环a、b中的感应电流大小之比为 D．两圆环a、b中的电功率之比为 6．如图所示，两根平行光滑金属导轨固定在同一水平面内，其左端接有定值电阻R，建立Ox轴平行于金属导轨，在x>0的区域内存在着垂直导轨平面向下的磁场，磁感应强度B随坐标x分布规律为B=5x(T)，金属棒ab在外力作用下从x=0处沿导轨向右运动，经过、、，，电阻R的功率始终保持不变，不计导轨和金属棒的电阻，则在和过程中（　　） A．金属棒a端电势低于b端 B．金属棒产生的电动势逐渐增大 C．通过电阻R的电量之比为3:5 D．金属棒运动时间之比为1:2 7．如图所示，存在上下边界水平、方向垂直纸面的磁场区域，磁感应强度大小为B，边长为L、质量为m、阻值为R的正方形线框通过绝缘细线绕过两光滑定滑轮与质量为3m的物体相连，初始细线伸直，线框静止释放后经一段时间，ab边到磁场下边界，线框在磁场区域加速运动的时间为。已知磁场区域高度大于L，ab边通过磁场上下边界时的速度相等，重力加速度为g，线框从ab边进磁场到cd边出磁场的时间为（　　） A． B． C． D． 8．下列关于甲、乙、丙、丁四幅图中感应电流的说法正确的是（　　） A．图甲中，当条形磁铁落向闭合线圈时，闭合线圈中有感应电流 B．图乙中，水平放置的闭合导体圆环的一条直径正上方的水平直导线中通有交变电流，则圆环中有感应电流 C．图丙中，绕轴O1O2旋转导体框，导体框中没有感应电流 D．图丁中，将条形磁铁靠近不闭合的线圈，线圈中没有感应电流 9．如图甲所示，用一根导线做成一个半径为r的圆环，其单位长度的电阻为r0，将圆环的右半部分置于变化的匀强磁场中，设磁场方向垂直纸面向里为正，磁感应强度随时间做周期性变化关系如图乙所示，则（　　） A．在t=π时刻，圆环中有顺时针方向的感应电流 B．在0~时间内圆环受到的安培力大小、方向均不变 C．在~π时间内通过圆环横截面的电荷量为 D．圆环在一个周期内的发热量为 10．两根足够长的光滑金属导轨ABEF、CDGH按如图方式固定，平行且相距为的AB、CD与水平面夹角为倾斜放置，平行且相距为的EF、GH水平放置，在两导轨平面内各自存在磁感应强度大小为、方向垂直于导轨平面向下的匀强磁场。质量分别为和、长度分别为和、电阻不可忽略的金属杆MN和PQ垂直放置在导轨上，两杆在运动过程中始终垂直于导轨并与导轨保持接触良好。导轨的电阻不计，重力加速度大小为。现将杆MN从静止释放，MN始终未到达倾斜导轨底端，则关于回路中电流恒定后，下列说法正确的是（　　） A．金属杆MN中的电流方向为 B．金属杆PQ中的电流大小为 C．金属杆MN与PQ的速度大小之比为 D．金属杆MN与PQ的加速度大小之比为 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11．（6分）某兴趣小组利用如下图所示的实验装置来探究影响感应电流方向的因素。 (1)图甲和图乙中，穿过线圈的磁通量均________（选填“向上”或“向下”）。 (2)如图甲所示，在条形磁铁N极向下快速插入线圈的过程中，与线圈连接的灵敏电流计的指针向右偏转，该过程中穿过线圈的磁通量________（选填“增大”或“不变”或“减小”），线圈中感应电流产生的磁场方向________（选填“向上”或“向下”）。 (3)如图乙所示，在条形磁铁N极从线圈中向上快速拔出的过程中，与线圈连接的灵敏电流计的指针向左偏转，该过程中穿过线圈的磁通量________（选填“增大”或“不变”或“减小”），线圈中感应电流产生的磁场方向________（选填“向上”或“向下”）。 (4)由上述实验结果可以得出实验结论：________。将条形磁铁改为N极朝上，重复上述实验，得出实验最终结论。 12．（8分）在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中 (1)按图甲连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向右偏转（右侧为电流计的正接线柱），此实验操作的目的是（　　）； A．测量灵敏电流表能够承受电流的最大值 B．检测灵敏电流表指针偏转方向与电流流向的关系 C．检查灵敏电流表测量电流的大小是否准确 (2)用图乙所示的装置做实验，图中螺线管上的粗线表示导线的绕行方向。某次实验中在条形磁铁向下插入螺线管的过程中，观察到电流表指针________（填“向左”或“向右”）偏转（右侧为电流计的正接线柱）； (3)多次实验发现：感应电流产生的磁场，总是要________（选填“阻碍”或“阻止‘）引起感应电流的磁通量的变化。 四、解答题 13．（10分）如图所示，一质量为0.05kg、匝数为100匝的正方形导线框放在绝缘的水平桌面上，导线框与桌面的动摩擦因数为0.2。导线框的总电阻为1Ω，边长为20cm。导线框的左边通过一绝缘轻绳固定在墙壁上，轻绳恰好处于伸直状态没有张力。金属框中线左侧有垂直线框平面向外的匀强磁场，磁感应强度的大小为0.2T。某时刻开始（t=0）磁感应强度以0.2T/s的变化率均匀增加。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2。 （1）磁感应强度变化时，感应电流的方向是顺时针还是逆时针？ （2）求0~5s内线框产生的焦耳热； （3）求9s末轻绳的张力大小。 14．（12分）如图所示，倾角为θ=53°的倾斜导轨与足够长的水平导轨用绝缘体（长度不计）平滑衔接。两导轨的宽度均为L=1m，倾斜导轨顶端接有一不带电的电容器，电容，倾斜导轨处有垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为。水平导轨处的磁场竖直向上，磁感应强度大小以随x均匀增大，其中未知，，x为到衔接点的距离。水平导轨上静置一导体棒b，b左侧垂直连接一个长度为的绝缘轻杆，轻杆左端有一小块橡皮泥（质量不计），橡皮泥与水平导轨左端对齐。倾斜导轨上距离衔接点处由静止释放一个导体棒a，a运动到水平导轨处与轻杆碰撞并粘在一起向右运动，碰撞时间极短。已知两导体棒的质量均为，导轨及a棒的电阻不计，b棒接入电路的电阻为，导体棒a与倾斜导轨间的动摩擦因数，a、b棒在水平导轨上运动时各自受到的阻力大小均与速度成正比（不包括安培力及轻杆弹力），即，其中。两棒与导轨始终垂直且接触良好，，重力加速度g取，求： (1)导体棒a下滑过程的加速度大小及滑到底端时的速度大小； (2)导体棒a、b碰撞结束瞬间导体棒a的加速度大小； (3)停止运动后导体棒b到衔接点的距离（结果可用分数表示）。 15．（18分）如图所示，平行光滑金属导轨由倾斜和水平两部分组成，两导轨由两小段光滑圆弧轨道（长度可忽略）平滑相连，倾斜部分由长、倾角、间距的导轨、构成，水平部分由两段足够长平行金属导轨、构成，、之间接有阻值的定值电阻。整个导轨处于大小、方向竖直向上的匀强磁场中。一长也为，质量、电阻也为的导体棒以某一初速度水平向右抛出，抛出点与倾斜导轨上端的高度差，恰好无碰撞滑上倾斜轨道，导体棒之后运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻和空气阻力均可忽略不计，取。求： (1)导体棒滑上倾斜导轨后瞬间两端的电势差大小； (2)整个过程中电阻产生的焦耳热； (3)求整个过程中流过电阻的电荷量及导体棒在水平导轨上运动的路程。 答案第10页，共12页 2 学科网（北京）股份有限公司 $