第二章 电磁感应 章末练习卷五-2025-2026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．法拉第最初发现电磁感应现象的实验如图所示。线圈A、B绕在同一绝缘铁芯上，G为灵敏电流计，则（　　） A．闭合开关S的瞬间，通过G的电流是a→b B．断开开关S的瞬间，通过G的电流是b→a C．闭合开关S后，滑动变阻器滑片向左滑动过程中，通过G的电流是b→a D．闭合开关S后，匀速向右滑动滑动变阻器滑片，则电流表G指针不会偏转 2．如图，在水平桌面上放置的金属导轨与一静止的空心铜棒形成闭合回路，将其正上方的强磁铁的Ｎ极向下靠近此回路的过程中，下列说法正确的是（　　） A．铜棒向左滚动 B．回路中有顺时针方向电流（俯视） C．铜棒对导轨的压力大小等于铜棒所受重力大小 D．磁场力对磁铁做正功 3．如图甲所示，一矩形金属线圈abcd固定于匀强磁场中，匀强磁场的方向始终垂直纸面向里，磁感应强度大小B随时间t变化的图像如图乙所示。规定向右为安培力F的正方向，则线圈的cd边受到的安培力F随时间t变化的图像为（　　） A． B． C． D． 4．以下四幅图片：图甲中闭合线圈平面垂直于磁场，线圈在磁场中旋转；图乙是真空冶炼炉；图丙是在匀强磁场内运动的闭合线框；图丁是匀速转动的法拉第圆盘发电机。下列说法正确的是（　　） A．图甲中，线圈在磁场中旋转会产生感应电流 B．图乙中，真空冶炼炉是利用交流电直接来熔化金属的装置 C．图丙中，线框bc两点电势差等于ac两点电势差 D．图丁中，法拉第圆盘发电机产生的是交变电流 5．将半径为的金属圆环分割为ab、cd两段，弧长之比为3:1，现有一磁场从圆环中心区域垂直环面穿过，磁场区域的边界是半径为的圆（）。若磁感应强度大小随时间的变化关系为（为常量），a、b两点间的电势差为，c、d两点间的电势差为，则（　　） A． B． C． D． 6．如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有两根金属棒，其中金属棒PQ固定不动，金属棒MN可自由移动，下列说法正确的是(　 　) A．当MN在外力的作用下向左匀速运动时，PQ受到的磁场力水平向左 B．当MN在外力的作用下向左减速运动时，PQ受到的磁场力水平向左 C．当MN在外力的作用下向左匀速运动时，N端电势高于M端，Q端电势高于P端 D．当MN在外力的作用下向左加速运动时，N端电势高于M端，Q端电势高于P端 7．如图甲，两根足够长的平行金属导轨固定在水平桌面上，左端接有阻值的电阻。一质量的金属棒垂直导轨放置，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中。金属棒在水平向右的拉力F作用下向右运动，拉力F与时间t的关系式为，时撤去拉力，金属棒在时停止运动，整个运动过程金属棒速度v随时间t变化的图像如图乙所示。导轨和金属棒电阻不计，重力加速度g取。下列判断正确的是（　　） A．金属棒与导轨间摩擦力大小为0.3N B．整个过程中金属棒运动的距离为2.5m C．撤去拉力后，电阻R上产生的焦耳热为0.2J D．撤去拉力后，通过电阻R的电荷量为 8．物理学是一门以实验为基础的学科，实验是物理的灵魂。关于下列实验或现象，说法正确的是（　　） A．甲图中，两根通电方向相同的长直导线相互吸引，是通过磁场实现的 B．乙图中，奥斯特利用此实验装置发现了电磁感应现象 C．丙图中，若在ab的两端接上直流电源，稳定后接在cd端的表头示数始终为0 D．丁图中，线圈A插入线圈B中，闭合开关一段时间后，滑动变阻器滑片P向右或向左迅速移动时，灵敏电流计指针都不偏转 9．如图所示，螺线管匝数n=1500匝，横截面积S=20cm2，螺线管导线电阻r=1Ω，电阻R=4Ω。螺线管所在空间存在水平向右的磁场，磁感应强度大小随时间的变化如图所示，下列说法正确的是（　　） A．电阻R的电流方向是从C到A B．感应电流的大小随时间均匀增大 C．电阻R两端的电压为6V D．经过电阻R的电流大小为1.2A 10．如图所示，光滑金属导轨由间距为的窄轨和间距为的宽轨组合而成，窄轨和宽轨之间均有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度分别为、。由同种材料制成的金属直棒、始终与导轨垂直且接触良好，两棒的长度均为，质量分别为和，其中电阻为。初始时静止，以初速度向右运动，刚到达宽轨位置要进入宽轨前，的速度，的速度，导轨电阻不计，下列说法正确的是（　　） A．的电阻为 B．的电阻为 C．刚到达宽轨位置要进入宽轨前，的加速度 D．若到达宽轨前已做匀速运动，且速度，则从刚滑上宽轨到第一次达到匀速的过程中产生的焦耳热 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）我们可以通过以下实验来探究“电磁感应现象”。     (1)如果合上开关后，将原线圈A迅速插入副线圈B时，发现灵敏电流计指针向右偏了一下。那么在原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向右移动时，电流计指针将向______偏（选填“右”或“左”）。 (2)A线圈插入B线圈后，闭合开关，将滑动变阻器触头从最左端滑到最右端，第一次快速滑动，第二次滑动较慢，两情况下线圈中产生的感应电动势的大小关系是______；通过线圈导线横截面电荷量的大小关系是______。（均填“大于”、“等于”或“小于”） (3)为了进一步探究实验规律，该小组的同学们连接了如图乙所示的实验电路，则将条形磁铁从线圈中快速向上抽出时，观察到的实验现象是_____。 A．灯泡A、B均不发光 B．灯泡A、B交替短暂发光 C．灯泡A短暂发光，灯泡B不发光 D．灯泡B短暂发光，灯泡A不发光 四、解答题 13．（10分）如图，两平行金属导轨由倾角足够长的倾斜部分和水平部分平滑连接而成，水平部分的正方形abcd区域内存在竖直向下的匀强磁场，其磁感应强度大小随时间变化规律为，倾斜部分存在方向沿斜面向下、大小的匀强磁场。质量，电阻的导体棒ef锁定于倾斜轨道上边缘PQ处。时刻，解除锁定，同时对ef施加沿斜面向下的拉力，使其以的加速度匀加速下滑。已知ef始终与导轨垂直且接触良好，与导轨间动摩擦因数，其长度及导轨间距均为，水平导轨电阻不计，倾斜部分每条导轨单位长度电阻，重力加速度，。 (1)求回路中感应电动势的大小； (2)求时刻拉力的大小； (3)若前1s内流过ef的电荷量，求此过程中拉力的冲量大小； (4)若随时间变化规律为，求ef所受拉力的最大值。 14．（12分）如图所示,边长为L的正方形线框abcd放置于水平桌面上,质量为m,电阻为R．紧靠线框右侧存在有界磁场,其大小为B,方向竖直向磁场宽度大于L．线框在水平外力F的作用下从左边界以速度v匀速进入磁场,当cd边刚进入磁场后立刻撤去外力,线框ab边恰好到达磁场的右边界．线框与桌面间的动摩擦因数为u,重力加速度为g．求： (1)水平外力F的大小; (2)整个过程中产生的总热量Q． 15．（18分）如图所示，两平行光滑长直金属导轨水平放置，间距为。abcd区域有匀强磁场，磁感应强度大小为，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。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，在导轨间的电阻均为，感应电流产生的磁场及导轨的电阻忽略不计。若两杆在磁场内未相撞且N杆出磁场时的速度，求： （1）M杆刚进磁场时的安培力F； （2）从M杆进入磁场到N杆离开磁场过程中系统产生的焦耳热Q； （3）初始时刻N到ab边的最小距离x。 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．法拉第最初发现电磁感应现象的实验如图所示。线圈A、B绕在同一绝缘铁芯上，G为灵敏电流计，则（　　） A．闭合开关S的瞬间，通过G的电流是a→b B．断开开关S的瞬间，通过G的电流是b→a C．闭合开关S后，滑动变阻器滑片向左滑动过程中，通过G的电流是b→a D．闭合开关S后，匀速向右滑动滑动变阻器滑片，则电流表G指针不会偏转 【答案】C 【详解】AB．闭合与断开开关S的瞬间，穿过线圈B的磁通量都不会发生变化，所以电流表G中均无感应电流。故AB错误； C．闭合开关S后，滑动变阻器滑片向左滑动的过程中，左侧电路中的电阻增大，则根据闭合电路欧姆定律可知，线圈A中电流减小，故通过线圈B的磁通量顺时针减小，则根据楞次定律“增反减同”可知，穿过线圈B的感应磁场方向为顺时针，再根据右手螺旋定则可判断电流表G中有b→a的感应电流，故C正确； D．闭合开关S后，匀速向右滑动滑动变阻器滑片，线圈A中电流变大，穿过线圈B的磁通量变大，所以B中会产生感应电流，则电流表G指针会发生偏转，故D错误。 故选C。 2．如图，在水平桌面上放置的金属导轨与一静止的空心铜棒形成闭合回路，将其正上方的强磁铁的Ｎ极向下靠近此回路的过程中，下列说法正确的是（　　） A．铜棒向左滚动 B．回路中有顺时针方向电流（俯视） C．铜棒对导轨的压力大小等于铜棒所受重力大小 D．磁场力对磁铁做正功 【答案】A 【详解】A．根据楞次定律“增缩减扩”可知，强磁铁的Ｎ极向下靠近此回路的过程中，回路中的磁通量增大，回路面积有减小的趋势，则铜棒向左滚动，故A正确； B．根据楞次定律“增反减同”可知，回路中向下的磁通量增大，产生向上的感应磁场，根据安培定则可知，回路中有逆时针方向电流（俯视），故B错误； C．感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化，即磁铁靠近回路时会受到阻碍靠近的向上的排斥力，铜棒受到向下的排斥力，对导轨的压力大于重力，故C错误； D．磁铁受到的磁场力向上，与运动方向相反，则磁场力对磁铁做负功，故D错误。 故选A。 3．如图甲所示，一矩形金属线圈abcd固定于匀强磁场中，匀强磁场的方向始终垂直纸面向里，磁感应强度大小B随时间t变化的图像如图乙所示。规定向右为安培力F的正方向，则线圈的cd边受到的安培力F随时间t变化的图像为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】根据法拉第电磁感应定律 可知，整个过程中感应电流大小不变，和内的感应电流方向相反，根据 可知，内安培力先减小后增大，和内安培力方向相反，故ABD错误，C正确。 故选C。 4．以下四幅图片：图甲中闭合线圈平面垂直于磁场，线圈在磁场中旋转；图乙是真空冶炼炉；图丙是在匀强磁场内运动的闭合线框；图丁是匀速转动的法拉第圆盘发电机。下列说法正确的是（　　） A．图甲中，线圈在磁场中旋转会产生感应电流 B．图乙中，真空冶炼炉是利用交流电直接来熔化金属的装置 C．图丙中，线框bc两点电势差等于ac两点电势差 D．图丁中，法拉第圆盘发电机产生的是交变电流 【答案】C 【详解】A．图甲中，线圈旋转时通过线圈的磁通量是不变的，不会产生感应电流，故A错误； B．图乙中，冶炼炉在交流电的作用下产生涡流效应来发热，从而熔化金属，故B错误； C．图丙中，通过旋转切割磁感线使导线两端产生电势差，由于回路中的磁通量一直为0，不会产生感应电流。其中ac边转动切割磁感线的有效长度与bc边长度相同，故产生的电势差也相同，故C正确； D．图丁中，法拉第圆盘切割磁感线产生的感应电动势大小为 电动势大小恒定，不是交变电流，故D错误。 故选C。 5．将半径为的金属圆环分割为ab、cd两段，弧长之比为3:1，现有一磁场从圆环中心区域垂直环面穿过，磁场区域的边界是半径为的圆（）。若磁感应强度大小随时间的变化关系为（为常量），a、b两点间的电势差为，c、d两点间的电势差为，则（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】空间中磁感应强度变化会产生感应电动势，感应电动势的大小为 在圆弧上会产生顺时针（k为正数）或逆时针（k为负数）的感应电场，根据电场与电势差的关系 由于圆弧长度必为3：1，所以电势差之比为 故选D。 6．如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有两根金属棒，其中金属棒PQ固定不动，金属棒MN可自由移动，下列说法正确的是(　 　) A．当MN在外力的作用下向左匀速运动时，PQ受到的磁场力水平向左 B．当MN在外力的作用下向左减速运动时，PQ受到的磁场力水平向左 C．当MN在外力的作用下向左匀速运动时，N端电势高于M端，Q端电势高于P端 D．当MN在外力的作用下向左加速运动时，N端电势高于M端，Q端电势高于P端 【答案】B 【分析】MN动生出I1，I1产生的磁场借助铁芯穿过L2线圈，若I1是变化的，则L2能感生出I2，PQ因通电而最终受安培力. 【详解】A、C、因MN是匀速运动，动生出的I1是恒定的，产生的穿过铁芯的磁场是恒定的，则L2线圈不会产生感应电流I2，则PQ不通电而不会受安培力，Q端和P端无电势差；故A，C均错误. B、MN向左减速时，产生的I1由右手定则知为MN，大小逐渐减小，在铁芯产生的磁场由安培定则知向上，则穿过L2的磁场向上减小，由楞次定律知I2由QP，由左手定则知安培力水平向左；故B正确. D、MN向左加速时，产生的I1由右手定则知为MN(电源内部流向，则），大小逐渐增大，在铁芯产生的磁场由安培定则知向上，则穿过L2的磁场向上增大，由楞次定律知I2由PQ(电源外部的电流流向，则)；故D错误. 故选B. 【点睛】本题是二次感应问题，核心是第一次的感应电流是变化的；同时综合考查了右手定则、左手定则、楞次定律、安培定则的综合应用. 7．如图甲，两根足够长的平行金属导轨固定在水平桌面上，左端接有阻值的电阻。一质量的金属棒垂直导轨放置，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中。金属棒在水平向右的拉力F作用下向右运动，拉力F与时间t的关系式为，时撤去拉力，金属棒在时停止运动，整个运动过程金属棒速度v随时间t变化的图像如图乙所示。导轨和金属棒电阻不计，重力加速度g取。下列判断正确的是（　　） A．金属棒与导轨间摩擦力大小为0.3N B．整个过程中金属棒运动的距离为2.5m C．撤去拉力后，电阻R上产生的焦耳热为0.2J D．撤去拉力后，通过电阻R的电荷量为 【答案】D 【详解】A．由图线的斜率表示加速度，得加速度 感应电动势为 由闭合电路的欧姆定律，得电流为 安培力 根据牛顿第二定律，得 代入、，整理得 对比等式两边的系数，得 代入，，解得 对比等式两边常数项，得 解得，故A错误； B．由图乙可知，在时，速度 图线与时间轴所围图形的面积表示位移，得位移为 对之后过程，由动量定理，得 其中 安培力冲量 代入数据得 解得 整个过程中金属棒运动的距离为，故B错误； C．对撤去过程，由能量守恒，得 解得电阻上产生的焦耳热为，故C错误； D．撤去拉力后，电荷量 解得通过电阻R的电荷量为，故D正确。 故选D。 8．物理学是一门以实验为基础的学科，实验是物理的灵魂。关于下列实验或现象，说法正确的是（　　） A．甲图中，两根通电方向相同的长直导线相互吸引，是通过磁场实现的 B．乙图中，奥斯特利用此实验装置发现了电磁感应现象 C．丙图中，若在ab的两端接上直流电源，稳定后接在cd端的表头示数始终为0 D．丁图中，线圈A插入线圈B中，闭合开关一段时间后，滑动变阻器滑片P向右或向左迅速移动时，灵敏电流计指针都不偏转 【答案】AC 【详解】A．通电导线与通电导线之间的相互作用力是通过磁场发生的，故A正确； B．奥斯特利用乙装置发现了电流的磁效应，故B错误； C．若在ab的两端接上直流电源，稳定后线圈中磁通量不变化，根据产生感应电流的条件可知，接在cd端的表头示数始终为0，故C正确； D．闭合开关一段时间后，滑动变阻器滑片P向右或向左迅速移动时，电流发生变化，磁通量改变，则灵敏电流计指针会偏转，故D错误； 故选AC。 9．如图所示，螺线管匝数n=1500匝，横截面积S=20cm2，螺线管导线电阻r=1Ω，电阻R=4Ω。螺线管所在空间存在水平向右的磁场，磁感应强度大小随时间的变化如图所示，下列说法正确的是（　　） A．电阻R的电流方向是从C到A B．感应电流的大小随时间均匀增大 C．电阻R两端的电压为6V D．经过电阻R的电流大小为1.2A 【答案】AD 【详解】A．由楞次定律可以判断出螺线管中电流方向从右向左，那么通过电阻R的电流方向是从C到A，故A正确； BCD．根据法拉第电磁感应定律有 由图2可知， 代入数据解得 由闭合电路欧姆定律得 因此感应电流的大小是恒定的，螺线管两端的电压是外电压为 故BC错误，D正确。 故选AD。 10．如图所示，光滑金属导轨由间距为的窄轨和间距为的宽轨组合而成，窄轨和宽轨之间均有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度分别为、。由同种材料制成的金属直棒、始终与导轨垂直且接触良好，两棒的长度均为，质量分别为和，其中电阻为。初始时静止，以初速度向右运动，刚到达宽轨位置要进入宽轨前，的速度，的速度，导轨电阻不计，下列说法正确的是（　　） A．的电阻为 B．的电阻为 C．刚到达宽轨位置要进入宽轨前，的加速度 D．若到达宽轨前已做匀速运动，且速度，则从刚滑上宽轨到第一次达到匀速的过程中产生的焦耳热 【答案】BC 【详解】AB．由于、所用材料相同，因此、的密度和电阻率相同 、的质量分别为， 联立可得 设、的电阻分别为， 联立可得，A错误，B正确； C．由动生电动势公式 刚到达宽轨位置要进入宽轨前，、接入电路的动生电动势为， 因此环路内的动生电动势为 、接入电路的电阻分别为， 由闭合环路欧姆定律，环路内的电流为 对分析，由牛顿第二定律 代入数据，可得，C正确 D．在窄轨上接入的电阻为 在宽轨上接入的电阻为 根据能量守恒有 由于，因此在从刚滑上宽轨上第一次达到匀速的过程中、产生的焦耳热相同，则第一次达到匀速的过程中产生的焦耳热，D错误。 故选 BC。 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）我们可以通过以下实验来探究“电磁感应现象”。     (1)如果合上开关后，将原线圈A迅速插入副线圈B时，发现灵敏电流计指针向右偏了一下。那么在原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向右移动时，电流计指针将向______偏（选填“右”或“左”）。 (2)A线圈插入B线圈后，闭合开关，将滑动变阻器触头从最左端滑到最右端，第一次快速滑动，第二次滑动较慢，两情况下线圈中产生的感应电动势的大小关系是______；通过线圈导线横截面电荷量的大小关系是______。（均填“大于”、“等于”或“小于”） (3)为了进一步探究实验规律，该小组的同学们连接了如图乙所示的实验电路，则将条形磁铁从线圈中快速向上抽出时，观察到的实验现象是_____。 A．灯泡A、B均不发光 B．灯泡A、B交替短暂发光 C．灯泡A短暂发光，灯泡B不发光 D．灯泡B短暂发光，灯泡A不发光 【答案】(1)右 (2) 大于 等于 (3)D 【详解】（1）合上开关后，将原线圈A迅速插入副线圈B时，穿过线圈B的磁通量增加，发现灵敏电流计指针向右偏了一下，在原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向右移动时，则滑动变阻器接入电路的阻值减小，线圈A中的电流增大，穿过线圈B的磁场方向与上一种情况相同，且穿过线圈B的磁通量也增大，所以灵敏电流计指针也应向右偏。 （2）[1]滑动变阻器触头滑动越快，线圈A中的电流变化得越快，穿过线圈B的磁通量变化就越快，根据可知，产生的感应电动势就越大，所以大于； [2]根据，， 得 两次穿过线圈B的磁通量变化量相等，所以通过线圈导线横截面电荷量的大小关系是等于。 （3）将条形磁铁从线圈中快速向上抽出时，穿过线圈的磁场向下且磁通量减小，根据楞次定律和右手螺旋定则可知，线圈中的感应电流方向为顺时针（俯视），所以，灯泡B所在支路的二极管处于导通状态，灯泡A所在支路的二极管处于截止状态，即灯泡B短暂发光，灯泡A不发光。 故选D。 四、解答题 13．（10分）如图，两平行金属导轨由倾角足够长的倾斜部分和水平部分平滑连接而成，水平部分的正方形abcd区域内存在竖直向下的匀强磁场，其磁感应强度大小随时间变化规律为，倾斜部分存在方向沿斜面向下、大小的匀强磁场。质量，电阻的导体棒ef锁定于倾斜轨道上边缘PQ处。时刻，解除锁定，同时对ef施加沿斜面向下的拉力，使其以的加速度匀加速下滑。已知ef始终与导轨垂直且接触良好，与导轨间动摩擦因数，其长度及导轨间距均为，水平导轨电阻不计，倾斜部分每条导轨单位长度电阻，重力加速度，。 (1)求回路中感应电动势的大小； (2)求时刻拉力的大小； (3)若前1s内流过ef的电荷量，求此过程中拉力的冲量大小； (4)若随时间变化规律为，求ef所受拉力的最大值。 【答案】(1)0.02V (2)0.31N (3) (4) 【详解】（1）回路中感应电动势 其中 解得 （2）时刻感应电流 根据楞次定律可知，电流方向由e指向f，对ef进行分析，根据牛顿第二定律有 解得 （3）导体棒ef在1s末速度 对ef进行分析，前1s内，根据动量定理有 其中 解得 （4）对ef进行分析，根据牛顿第二定律有 感应电流 解得 根据数学不等式可知，当时，即有 解得 14．（12分）如图所示,边长为L的正方形线框abcd放置于水平桌面上,质量为m,电阻为R．紧靠线框右侧存在有界磁场,其大小为B,方向竖直向磁场宽度大于L．线框在水平外力F的作用下从左边界以速度v匀速进入磁场,当cd边刚进入磁场后立刻撤去外力,线框ab边恰好到达磁场的右边界．线框与桌面间的动摩擦因数为u,重力加速度为g．求： (1)水平外力F的大小; (2)整个过程中产生的总热量Q． 【答案】(1) (2) 【详解】（1）线框切割磁感线所产生的电动势为：E=BLv 回路中的感应电流为：   线框所受到的安培力为：F安=BIL 由于线框匀速运动，故水平外力：F=F安+μmg 联立可得：F＝+μmg （2）线框从开始运动到cd边进入磁场所经历的时间为： 回路中产生的焦耳热：Q1＝I2Rt 线框与桌面间的摩擦生热：Q2＝μmgL+mv2 所以整个过程中产生的总热量：Q＝Q1+Q2＝+μmgL+mv2 或者直接由能量守恒得：Q＝FL+mv2＝+μmgL+mv2 15．（18分）如图所示，两平行光滑长直金属导轨水平放置，间距为。abcd区域有匀强磁场，磁感应强度大小为，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。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，在导轨间的电阻均为，感应电流产生的磁场及导轨的电阻忽略不计。若两杆在磁场内未相撞且N杆出磁场时的速度，求： （1）M杆刚进磁场时的安培力F； （2）从M杆进入磁场到N杆离开磁场过程中系统产生的焦耳热Q； （3）初始时刻N到ab边的最小距离x。 【答案】（1）6N，方向水平向左；（2）2J；（3）0.5m 【详解】（1）由于平行长直金属导轨光滑，故M杆刚进磁场时的速度为 则此时切割磁感线产生的感应电动势为 则此时感应电流为 根据右手定则可知感应电流的方向为a到b，则M杆刚进磁场时的安培力大小为 根据左手定则可知安培力的方向为水平向左。 （2）由MN组成的系统动量守恒，设N杆刚离开磁场时M杆的速度为，则 则N杆刚离开磁场时M杆的速度 根据能量守恒，从M杆进入磁场到N杆离开磁场过程中系统产生的焦耳热 （3）当N杆出磁场时，M杆恰好与N杆接触但未发生碰撞，则这种情况时，初始时刻细金属杆N到ab的距离最小，则当N出磁场时，对N杆列动量定理可得 则通过N杆的电荷量 所以 同时，还可得 可解得 答案第10页，共12页 2 学科网（北京）股份有限公司 $