专题05 电磁感应、自感（期中真题汇编，福建专用）高二物理下学期

专题05 电磁感应、自感 答案版 地 城 考点01 电磁感应 1．B 2．D 3．C 4．D 5．D 6．A 7．D 8．D 9．C 10．D 11．BD 12．BC 13．BD 14．AD 15． 会 负功 16． 0.05 逆时针 0.04 17． 低 4 18． 逆时针 19． 20． 正极 向上 向下 21．(1)C (2)C (3)B 22．(1) 向左 向右 (2)逆时针 23．(1)由a到b (2) (3) 【详解】（1）导体棒切割磁感线，其相当于一个“电源”，根据右手定则可知，导体棒中的电流方向为从a到b。 （2）杆ab刚开始运动时，杆ab产生的感应电动势为 回路感应电流为 杆ab受到的安培力大小为 根据牛顿第二定律有 解得杆刚开始运动时的加速度大小为 （3）若已知杆上升的最大高度为，上升过程中，根据能量守恒定律有 解得回路产生的总焦耳热为 则电阻产生的热量为 24．(1) (2) (3) 【详解】（1）金属棒沿弯曲部分下滑过程中，机械能守恒，由机械能守恒定律得   导体棒切割磁感线产生的电动势 联立方程可解得 （2）金属棒运动全过程，由能量守恒有 其中， 故金属棒产生的焦耳热 （3）对金属棒在磁场中运动，由动量定理有 得 故金属棒在磁场中运动时间 25．(1) (2)， (3) (4) 【详解】（1）棒第一次穿过磁场区域I的过程中，整个回路产生的焦耳热 金属棒上产生的焦耳热为 （2）棒与棒第一次弹性碰撞时，由动量守恒定律得 由能量守恒定律得 得：， （3）b棒从开始运动到返回到时的速度为，取沿斜面向下为正方向，则由动量定理 解得 （4）当导体棒经过水平磁场时 其中 当回到底端时，再次与交换速度，此时以速度进入水平磁场，设进入后停止，则由动量定理 其中 解得 即最终棒停在磁场区域I中距区域I右边界处 26．(1) (2) 【详解】（1）线框匀速通过磁场区域，根据受力平衡有， 根据闭合电路欧姆定律有 线框穿过磁场的整个过程中，产生的感应电动势 联立解得 （2）线框通过磁场区域所用的时间 回路中产生的焦耳热 代入数据解得 27．(1)，水平向左 (2) (3) 【详解】（1）设导体棒a到位置时的速度为，根据动能定理可得 导体棒a刚进入磁场产生的电动势为 回路电流为 导体棒a受到的安培力大小为 则导体棒a刚进入磁场时的加速度大小为 联立解得 加速度方向水平向左； （2）b开始运动到出磁场，组成的系统动量守恒，规定向右为正方向，则有 根据能量守恒可得 导体棒b中产生的焦耳热为 联立解得 （3）从b返回磁场到静止过程中，对b导体棒根据动量定理可得 从b返回磁场到静止过程中，棒所走位移大小之和 由 可得 联立解得 28．(1) (2) (3) 【详解】（1）根据，，， 可得 （2）两个金属杆发生弹性碰撞，设碰撞后a杆和b杆速度分别为和，根据动量守恒和能量守恒有， 可得， 根据动能定理有， 解得 （3）稳定时，棒匀速运动，有， 可得 当时，速度最大，有 地 城 考点02 自感 1．D 2．D 3．BD 4．CD 5． 立即亮 立即熄灭 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题05 电磁感应、自感 2大高频考点概览 考点01 电磁感应 考点02 自感 地 城 考点01 电磁感应 一、单选题 1．(24-25高二下·福建漳州甲级联盟·期中)下列有关电与磁的说法正确的是（   ） A．在电磁波谱中，红外线的频率比紫外线大 B．带电粒子在电场中一定受电场力作用，在磁场中不一定受磁场力作用 C．楞次定律表明了感应电流的磁场方向总是与引起感应电流的原磁场方向相反 D．根据麦克斯韦的电磁场理论，在变化的电场周围一定产生变化的磁场，在变化的磁场周围一定产生变化的电场 2．内部光滑的一截直铜管竖直静置在水平桌面而上，直径略小于铜管内径的圆柱形磁体从铜管上端由静止开始下落，磁体在铜管内下落的过程中不与管壁接触，不计空气阻力。下列说法中正确的是（　　） A．磁体在铜管内做匀加速直线运动 B．磁体下落过程中安培力对铜管做正功 C．磁体下落过程中铜管产生的焦耳热等于磁体动能的减少量 D．在磁体下落过程中，铜管对桌面的压力大于铜管所受的重力 3．(24-25高二下·福建漳州甲级联盟·期中)如图甲，面积为、匝数为500、电阻为的圆形线圈，将其左半部分置于垂直线圈平面的磁场，a、b为圆线圈直径上的两个点，规定磁场垂直纸面向里为正，磁感应强度随时间变化的规律如图乙，定值电阻的阻值为，导线电阻不计，下列说法正确的是（    ） A．0-5s内，a点的电势比b点低 B．0-5s内，线圈受到的安培力方向不变 C．0-2.5s内，电阻两端的电压为 D．2.5s-5s内，线圈有扩张的趋势 4．(24-25高二下·福建厦泉五校联考·期中)如图所示，细线悬挂边长为L的正方形单匝导体线框，其质量是m、电阻为R，线框一半处于水平虚线下方的有界匀强磁场中，在0~2t0时间内，磁场磁感强度B随时间t变化如图，且线框一直保持静止状态，磁场方向垂直纸面向里为正，已知重力加速度为g，求（　　） A．线框中电流方向为逆时针 B．线框中电流方向为先逆时针，后顺时针 C．线框产生电动势大小为 D．线框中电流大小为 5．(24-25高二上·浙江浙东北联盟·期中)如图所示，空间存在垂直于纸面向里的有界匀强磁场，磁场区域宽度为，以磁场左边界上的一点为坐标原点，建立轴。一边长为的正方形金属线框在外力作用下以速度匀速穿过匀强磁场。从线框的边刚进磁场开始计时，线框中产生的感应电流i、线框的边两端的电压、线框所受的安培力F、穿过线框的磁通量随位移的变化图像正确的是（规定逆时针电流方向为正，安培力方向向左为正）（　　） A． B． C． D． 6．如图所示，一匀强磁场区域宽，磁场方向垂直纸面向里，一边长为的正方形导线框以垂直于磁场边界的恒定速度通过该磁场区域。在线框通过该磁场区域的过程中，线框速度方向始终与磁场边界垂直，线框刚进入磁场时开始计时，规定线框中电流逆时针方向为正方向，线框所受的安培力向左为正方向，下列图线能正确反映该过程中电流强度和安培力随时间变化的规律的是（　　） A． B． C． D． 7．如图所示，在水平光滑绝缘桌面上有一等腰直角三角形单匝均匀金属线框，直角边长为。空间存在竖直向下的有界匀强磁场，有界磁场的宽度为。线框在水平拉力作用下向右匀速穿过磁场区域，若图示位置为时刻，设逆时针方向为电流的正方向，水平向右为拉力的正方向，则线框中的感应电流i和拉力随时间的关系图像可能正确的是（时间单位为，图中曲线为抛物线）（　　） A． B． C． D． 8．如图所示，宽度为L的区域内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，一个高为L的梯形闭合金属线框abcd沿垂直于磁场边界向右匀速穿过磁场，速度大小为v，ab，cd边保持与磁场边界平行，金属线框ab边到达磁场左边界时为t=0时刻，规定向左为线框所受安培力F的正方向，关于线框所受安培力F与时间t关系图象可能正确的是（  ） A． B． C． D． 9．(24-25高二下·湖南多校·月考)圆盘发电机的示意图如图所示，铜盘安装在水平的铜轴上，它的盘面恰好与匀强磁场垂直，两块铜片、分别与转动轴和铜盘的边缘接触。若铜盘的半径为，匀强磁场的磁感应强度为，回路的总电阻为，当铜盘以恒定的角速度沿顺时针方向匀速转动时，回路中的感应电流为（　　） A．0 B． C． D． 10．(24-25高二下·福建福州台江区九校·期中)图甲为工程师设计的传送带测速装置，图乙为其简化原理图，该测速装置固定有间距为L、长度为d的平行金属电极，电极间存在着磁感应强度为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，且接有电压表和阻值为R的电阻，测速装置上的绝缘橡胶带嵌有间距均为d的平行细金属条，金属条阻值为r且与电极接触良好，橡胶带运动时磁场中始终有且仅有一根金属条，不计金属电极和其余导线的电阻，电压表可视为理想电表。下列说法正确的是（　　） A．当金属条经过磁场区域时，受到的安培力方向与运动方向相同 B．当电压表的读数为U时，传送带的速度大小为 C．若将该电压表改装为传送带速度表，则速度表刻度不是均匀分布 D．当金属条通过磁场区域时的速度为v时，电路的总发热功率为 二、多选题 11．(24-25高二下·福建泉州安溪一中、惠安一中、养正中学、泉州实验中学·期中)如图甲所示，正方形闭合线框MNPQ的总电阻、边长为0.8m，线框内存在一个边长为0.4m的正方形磁场区域。从时刻开始，磁场的磁感应强度随时间变化如图乙所示。时刻，磁场方向垂直纸面向里，下列说法正确的是（    ） A．0~1s内，线框中感应电动势大小为0.32V B．0~1s内的感应电流和2~3s内的感应电流方向相反 C．时，感应电流方向改变 D．0~1s内的感应电流与2~3s内的感应电流大小之比为 12．(23-24高二上·河北邢台四校联盟·月考)如图甲所示，粗细均匀的绝缘导线弯成正方形线框a和内切圆形线框b，两线框在同一平面内，磁场方向垂直于线框所在平面，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，两线框产生的感应电动势分别为Ea和Eb，感应电流大小分别为Ia和Ib，则（　　）    A． B． C． D． 13．(24-25高二下·福建福宁古五校教学联合体·期中)如图所示，绝缘水平面上固定一足够长且间距为L的光滑水平导轨，其左端连有一阻值为R的电阻，整个装置处于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中。质量为m的导体棒垂直导轨放置，且与导轨接触良好，导轨和导体棒的电阻均忽略不计。在水平向右的恒定外力F的作用下，导体棒由静止开始运动且始终与导轨垂直，经过时间t达到最大速度，则（　　） A．导体棒上e点电势高于d点电势 B．导体棒能达到的最大速度为 C．导体棒的速度从0增加到最大的过程中，通过电阻R的电荷量为 D．导体棒的速度从0增加到最大的过程中，外力F对导体棒做功为 14．如图所示，足够长的光滑绝缘斜面与水平面成固定在地面上，斜面上虚线和与斜面底边平行，在，围成的区域有垂直斜面向上的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B，边长为h的正方形导体框MNQP，正方形导体框由虚线上方无初速度释放，在释放瞬间PQ边与虚线平行且相距h。已知导体框的质量为m，总电阻为r，重力加速度为g，MN边与两虚线重合时的速度大小恰好均为，忽略空气阻力，导体框在进出磁场过程中运动状态相同且不会发生转动，两虚线间的距离大于h。下列说法正确的是（　　） A．两虚线的距离为 B．导体框在穿越磁场的过程中，产生的焦耳热为 C．导体框的PQ边与虚线重合时，其克服安培力做功的功率大小为 D．导体框从PQ边与虚线重合到MN边与虚线重合时所用的时间为 三、填空题 15．(24-25高二下·福建福州福九联盟·期中)如图所示，条形磁铁位于固定的半圆光滑轨道的圆心位置。一半径为R、质量为m的金属球从半圆轨道的一端沿半圆轨道由静止下滑。重力加速度大小为。下滑过程中，金属球___________（填“会”或“不会”）产生感应电流；金属球受到的安培力做___________（填“正功”或“负功”或“不做功”）；系统产生的总热量为___________。 16．(23-24高二下·福建泉州泉港二中、泉州十一中、晋江陈埭中学·期末)轻质细线吊着一边长L=1m、匝数n=1匝的正方形线圈，其总电阻R=1Ω。在线圈的中间位置以下区域分布着磁场，如图甲所示，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示。求： （1）线圈中产生的感应电动势的大小为______V，感应电流的方向为______（选填“顺时针” 或“逆时针”）。 （2）t=6s时，磁场对线圈的作用力大小为______N。 17．(24-25高二下·福建福宁古五校教学联合体·期中)如图所示，匝数匝，单匝面积为，总电阻的线圈与阻值的电阻相连。穿过线圈的磁感应强度按如图所示规律变化，取竖直向下为正方向，则A端电势_______（填“高”或“低”）于B端电势；电压表的示数为_______V。 18．(24-25高二下·福建宁德部分学校·期中)如图所示，水平放置的平行金属导轨间距为，左端与一定值电阻相连，导轨间有竖直向下的匀强磁场，磁场的磁感应强度为。长度也为的金属杆与两导轨垂直且始终接触良好，在外力作用下以速度匀速向右运动，则回路中的感应电流从上往下看沿________（填“顺时针”或“逆时针”）方向，、两端中________（填“”或“”）的电势较高，切割磁感线产生的感应电动势大小为________。 19．(24-25高二下·福建泉州安溪一中、惠安一中、养正中学、泉州实验中学·期中)如图，足够长的光滑平行金属直导轨固定在水平面上，左侧轨道间距为2d，右侧轨道间距为d。轨道处于竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。质量为2m、有效电阻为2R的金属棒a静止在左侧轨道上，质量为m、有效电阻为R的金属棒b静止在右侧轨道上。现给金属棒a一水平向右的初速度，经过一段时间后两金属棒达到稳定状态。已知两金属棒运动过程中始终相互平行且与导轨良好接触，导轨电阻忽略不计，金属棒a始终在左侧轨道上运动，则达到稳定状态时，a棒和b棒的速度之比为______，整个运动过程中金属棒a产生的焦耳热为______。 四、实验题 20．(24-25高二下·福建漳州甲级联盟·期中)如图条形磁铁自上而下穿过固定线圈，条形磁铁进入线圈时，线圈产生的电流从______（选填“正极”或“负极”）进入电流表；条形磁铁离开线圈时，线圈产生的感应电流的磁场方向______（选填“向上”或“向下”），此时，磁铁对线圈的作用力______（选填“向上”或“向下”）。 21．(24-25高二下·福建泉州安溪一中、惠安一中、养正中学、泉州实验中学·期中)甲、乙、丙三位同学利用如图所示电磁感应实验装置进行实验。 (1)如图1所示，甲同学“探究感应电流方向”的实验，将线圈A插入线圈B中，闭合开关S瞬间，发现电流计指针右偏，则下列甲同学操作中同样能使指针向右偏转的有______（填字母）。 A．开关闭合后将A线圈迅速从B线圈中拔出 B．开关闭合后将滑动变阻器的滑片向左滑动 C．开关闭合后将滑动变阻器的滑片向右滑动 (2)如图2所示，乙同学对课本演示实验装置改进后制作了“楞次定律演示仪”。演示仪由反向并联的红、黄两只发光二极管（简称LED）、一定匝数的螺线管以及强力条形磁铁组成。正确连接好实验电路后。将条形磁铁从图示位置向下移动一小段距离，出现的现象是______（填字母）。 A．红灯短暂发光、黄灯不发光 B．红灯、黄灯均不发光 C．红灯不发光、黄灯短暂发光 D．两灯交替短暂发光 (3)如图3，丙同学利用光敏电阻制作了电磁感应演示实验装置。图中R为光敏电阻（光照强度变大，电阻变小），轻质金属环A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴（A线圈平面与螺线管线圈平面平行），并位于螺线管右侧。当光照增强时，从右向左看，金属环A出现的现象是______（填字母）。 A．金属环A中电流方向顺时针，将向左运动 B．金属环A中电流方向顺时针，将向右运动 C．金属环A中电流方向逆时针，将向左运动 D．金属环A中电流方向逆时针，将向右运动 22．(24-25高二下·福建厦泉五校联考·期中)某实验小组通过图示装置探究电磁感应现象： (1)在图甲中，当闭合S时，观察到电流表指针向左偏（不通电时指针停在正中央），则在图乙中，磁体N极插入线圈A的过程中，电流表的指针将________（填“向左”“向右”或“不发生”）偏转；在图丙中，导体棒向左移动过程中，电流表的指针将________（填“向左”“向右”或“不发生”）偏转； (2)在图丁中，为光敏电阻（光照强度变大时电阻变小），轻质金属环B用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴（B线圈平面与螺线管线圈平面平行），并位于螺线管左侧。当光照增强时，从左向右看，金属环B中电流方向为________（填“顺时针”或“逆时针”）。 五、解答题 23．(24-25高二下·福建福州台江区九校·期中)如图，两根相距且足够长的光滑平行金属导轨、倾斜固定放置，与水平面成，顶端接一阻值为的电阻，轨道平面内有磁感应强度为的匀强磁场，方向垂直轨道平面向上。现有一质量为、电阻为的金属杆与金属导轨垂直，以一定初速度从导轨底端沿导轨向上运动。已知金属杆与导轨始终接触良好，导轨电阻不计，重力加速度为。 (1)通过导体棒ab的电流方向； (2)求杆刚开始运动时的加速度大小； (3)若已知杆上升的最大高度为，求该上升过程中电阻产生的热量。 24．(24-25高二下·福建厦泉五校联考·期中)如图所示，和是电阻不计的平行金属导轨，其间距为，导轨弯曲部分光滑，平直部分粗糙，二者平滑连接，右端接一个阻值为的定值电阻。平直部分导轨左边区域有宽度为、方向竖直向上、磁感应强度大小为的匀强磁场。质量为、接入电路的电阻为的金属棒从高度为处由静止释放，到达磁场右边界处恰好停止。已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为，金属棒与导轨垂直且接触良好，重力加速度为。求： (1)金属棒进入磁场的瞬间，金属棒产生的电动势； (2)金属棒在磁场运动过程中，金属棒产生的焦耳热； (3)金属棒在磁场中运动的时间t。 25．(24-25高二下·福建福州福九联盟·期中)如图，两根间距为的固定平行光滑金属导轨和，水平部分与倾斜部分、分别在、平滑连接，倾斜轨道与水平面夹角为。水平导轨和倾斜导轨间分别存在宽度均为，磁感应强度大小均为的磁场区域和，区域I磁场方向竖直向上，区域磁场方向垂直平面向下。两根质量均为，电阻分别为和的金属棒、与导轨垂直放置，棒置于水平导轨、处。棒以速度进入磁场区域，从磁场穿出时的速度大小，与棒发生弹性碰撞。棒从、处沿倾斜轨道穿过磁场区域并返回、处时，速度大小，所用时间为（未知）。两金属棒始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计。求： (1)棒第一次穿过磁场区域I的过程中，金属棒上产生的焦耳热 (2)a棒、b棒第一次弹性碰撞后，金属棒a、b的速度大小、分别为多少 (3)b棒从开始运动到返回、处所用时间 (4)最终a棒停在磁场区域I中距区域I右边界的距离。 26．(24-25高二下·福建宁德部分学校·期中)如图所示，足够长的光滑绝缘斜面的倾角为，斜面上的虚线和与斜面的底边平行，在围成的区域内有垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度大小。现有一质量、总电阻的正方形金属线框从斜面上上方某处由静止释放，线框恰好匀速穿过磁场。已知线框的边长和磁场区域的宽均为，，取重力加速度大小。求： (1)线框通过磁场区域的速度大小；； (2)线框穿过磁场的过程中，线框上产生的焦耳热。 27．(24-25高二下·福建福宁古五校教学联合体·期中)如图所示，两平行光滑的金属导轨，间距，其中左侧段为半径的四分之一圆弧，中间段水平，右侧段光滑且足够长，水平导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度。初始时刻，在轨道间的电阻的导体棒a，其质量，从圆弧顶端位置由静止释放，在磁场内有电阻的导体棒b静置于导轨上，其质量。棒始终不发生碰撞，导体棒b从离开磁场时速度。两导体棒与导轨接触良好且运动过程中始终与导轨垂直，不计导体棒通过水平轨道与圆弧和倾斜导轨连接处的能量损失，不计感应电流产生的磁场以及导轨的电阻，重力加速度g取，求： (1)导体棒a刚进入磁场时的加速度大小和方向； (2)从b开始运动到出磁场过程中，导体棒b中产生的焦耳热； (3)若在b离开磁场时，对a施加一水平向左的恒力，b返回磁场时，撤去该恒力，运动中棒始终不发生碰撞，最终静止在磁场中，求b停下时与间的距离。 28．(24-25高三下·江苏盐城中学·月考)间距为L的平行轨道固定在绝缘水平面上，轨道的PQ、P'Q'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v0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内运动过程中，通过电阻R的电荷量q； (2)金属杆b在区域I内运动过程中，回路产生的焦耳热Q； (3)若区域Ⅱ的磁感应强度B'大小可调节，求金属杆b稳定速度的最大值。 地 城 考点02 自感 一、单选题 1．(24-25高二下·福建泉州安溪一中、惠安一中、养正中学、泉州实验中学·期中)如图所示，、为两个相同的灯泡，线圈L的直流电阻可忽略不计，下列说法正确的是（    ） A．闭合开关S的瞬间，立刻变亮，逐渐变亮 B．闭合开关S稳定后，只有亮 C．断开开关S的瞬间，a点的电势比b点的电势高 D．断开开关S，亮起后熄灭，立即熄灭 2．如图所示，两个灯泡A1和A2的规格相同，闭合开关，稳定后两个灯泡正常发光且亮度相同。下列说法正确的是（　　） A．闭合开关瞬间，A1、A2亮度相同 B．闭合开关瞬间，M点电势低于N点电势 C．电路稳定后断开S，A2闪亮一下再熄灭 D．电路稳定后断开S瞬间，M点电势低于N点电势 二、多选题 3．(24-25高二下·福建福州福九联盟·期中)如图所示，是自感系数很大、电阻很小的线圈，P、Q是两个相同的小灯泡，开始时，开关处于闭合状态，灯微亮，Q灯正常发光，断开开关，以下说法正确的是（　　） A．P与Q同时熄灭 B．P闪亮后再熄灭 C．P比Q先熄灭 D．断开开关瞬间点的电势低于b点的电势 4．(23-24高三下·海南保亭黎族苗族自治县保亭中学·期中)小宇为了研究自感现象，利用实验室提供的实验器材设计了如图所示的电路，其中甲、乙为两个完全相同的小灯泡，L为自感系数很大的线圈，且稳定时的电阻与电路中定值电阻R的阻值相同。则下列说法正确的是（　　） A．开关闭合的瞬间，甲、乙两灯同时变亮 B．断开开关的瞬间，甲灯立即熄灭，乙灯后熄灭 C．闭合开关，当电路稳定时甲、乙两灯的亮度相同 D．断开开关的瞬间，m点的电势低于n点的电势 三、填空题 5．(23-24高二下·福建泉州第一中学·期末)如图所示，两相同灯泡A1、A2，A1与一理想二极管D连接，线圈L的直流电阻与灯泡阻值相等。闭合开关S后，A1会___________（填“立即亮”或“逐渐变亮”）；断开开关S的瞬间，A1会___________（填“闪亮一下再熄灭”或“立即熄灭”）。 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题05 电磁感应、自感 2大高频考点概览 考点01 电磁感应 考点02 自感 地 城 考点01 电磁感应 一、单选题 1．(24-25高二下·福建漳州甲级联盟·期中)下列有关电与磁的说法正确的是（   ） A．在电磁波谱中，红外线的频率比紫外线大 B．带电粒子在电场中一定受电场力作用，在磁场中不一定受磁场力作用 C．楞次定律表明了感应电流的磁场方向总是与引起感应电流的原磁场方向相反 D．根据麦克斯韦的电磁场理论，在变化的电场周围一定产生变化的磁场，在变化的磁场周围一定产生变化的电场 【答案】B 【详解】A．在真空中无线电波、红外线、可见光、紫外线的波长依次变短，频率依次变大，即红外线的频率比紫外线小，故A错误； B．带电粒子在电场中一定受电场力作用，在磁场中不一定受磁场力作用，例如速度与磁感线平行时洛伦兹力为零，故B正确； C．楞次定律表明了感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，当磁通量增大时，感应电流的磁场与它相反，当磁通量减小时，感应电流的磁场与它相同；故C错误； D．根据麦克斯韦电磁场理论，均匀变化的电场周围产生稳定的磁场，均匀变化的磁场周围产生稳定的电场；故D错误。 故选B。 2．内部光滑的一截直铜管竖直静置在水平桌面而上，直径略小于铜管内径的圆柱形磁体从铜管上端由静止开始下落，磁体在铜管内下落的过程中不与管壁接触，不计空气阻力。下列说法中正确的是（　　） A．磁体在铜管内做匀加速直线运动 B．磁体下落过程中安培力对铜管做正功 C．磁体下落过程中铜管产生的焦耳热等于磁体动能的减少量 D．在磁体下落过程中，铜管对桌面的压力大于铜管所受的重力 【答案】D 【详解】A．磁体在铜管内下落过程中做加速运动，由于速度增加，阻碍作用增强，所以不是匀变速直线运动，故A错误； B．磁体下落过程中，对铜管的作用力向下，但铜管没有位移，所以安培力对铜管不做功，故B错误； C．磁体下落过程中铜管产生的焦耳热等于磁体机械能的减少量，故C错误； D．磁体下落过程中，磁场对铜管始终有竖直向下的安培力，由平衡条件和力的作用相互性可知，铜管对桌面的压力始终大于铜管所受的重力，故D正确。 故选D。 3．(24-25高二下·福建漳州甲级联盟·期中)如图甲，面积为、匝数为500、电阻为的圆形线圈，将其左半部分置于垂直线圈平面的磁场，a、b为圆线圈直径上的两个点，规定磁场垂直纸面向里为正，磁感应强度随时间变化的规律如图乙，定值电阻的阻值为，导线电阻不计，下列说法正确的是（    ） A．0-5s内，a点的电势比b点低 B．0-5s内，线圈受到的安培力方向不变 C．0-2.5s内，电阻两端的电压为 D．2.5s-5s内，线圈有扩张的趋势 【答案】C 【详解】A．磁场先向里减小，再向外增大，由楞次定律可判断出在5s内的感应电流方向始终相同，且为线圈顺时针方向，则a点电势均比b点电势高，故A错误； B．0-5s内，线圈产生的感应电动势为 因图像的斜率不变，故感应电动势不变，根据 可知感应电流的大小不变；根据楞次定律，可知感应电流的方向不变，根据 因磁场的方向改变，根据左手定则，可知线圈受到的安培力方向改变，故B错误； C．0-2.5s内，线圈产生的感应电动势为 电路中的电流为 电阻R两端的电压为 故C正确； D．2.5s-5s内，磁感应强度增大，穿过线圈的磁通量增大，根据增缩减扩可知线圈有收缩的趋势，故D错误。 故选C。 4．(24-25高二下·福建厦泉五校联考·期中)如图所示，细线悬挂边长为L的正方形单匝导体线框，其质量是m、电阻为R，线框一半处于水平虚线下方的有界匀强磁场中，在0~2t0时间内，磁场磁感强度B随时间t变化如图，且线框一直保持静止状态，磁场方向垂直纸面向里为正，已知重力加速度为g，求（　　） A．线框中电流方向为逆时针 B．线框中电流方向为先逆时针，后顺时针 C．线框产生电动势大小为 D．线框中电流大小为 【答案】D 【详解】AB．根据楞次定律可知，线框中电流方向为顺时针，选项AB错误； C．线框产生电动势大小为 选项C错误； D．线框中电流大小为 选项D正确。 故选D。 5．(24-25高二上·浙江浙东北联盟·期中)如图所示，空间存在垂直于纸面向里的有界匀强磁场，磁场区域宽度为，以磁场左边界上的一点为坐标原点，建立轴。一边长为的正方形金属线框在外力作用下以速度匀速穿过匀强磁场。从线框的边刚进磁场开始计时，线框中产生的感应电流i、线框的边两端的电压、线框所受的安培力F、穿过线框的磁通量随位移的变化图像正确的是（规定逆时针电流方向为正，安培力方向向左为正）（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A．线圈向右移动0-L进入磁场时产生的电动势 根据欧姆定律可得，线圈中的电流 方向为逆时针，大小不变，线圈向右移动L-2L完全进入磁场时产生的电动势0,电流为0;当线圈向右移动2L-3L出离磁场时产生的电动势 根据欧姆定律可得，线圈中的电流 此时方向为顺时针，大小也不变，A错误； B．同理可知，线圈向右移动0-L进入磁场时，线框的边两端的电压 线圈向右移动L-2L完全进入磁场时，线框的边两端的电压 当线圈向右移动2L-3L出离磁场时，线框的边两端的电压 B错误； C．线圈向右移动0-L进入磁场时，安培力 方向向左，大小不变，线圈向右移动L-2L完全进入磁场时，安培力为零，当线圈向右移动2L-3L出离磁场时，安培力 方向向左，大小不变，C错误； D．线圈向右移动0-L进入磁场时，磁通量 线圈向右移动L-2L完全进入磁场时，磁通量 当线圈向右移动2L-3L出离磁场时，磁通量 D正确。 故选D。 6．如图所示，一匀强磁场区域宽，磁场方向垂直纸面向里，一边长为的正方形导线框以垂直于磁场边界的恒定速度通过该磁场区域。在线框通过该磁场区域的过程中，线框速度方向始终与磁场边界垂直，线框刚进入磁场时开始计时，规定线框中电流逆时针方向为正方向，线框所受的安培力向左为正方向，下列图线能正确反映该过程中电流强度和安培力随时间变化的规律的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】在内，线框进入磁场区域，穿过线框的磁通量垂直纸面向里且不断增大，根据楞次定律，线框中产生逆时针方向的感应电流以阻碍磁通量的增大，此时感应电流大小为 根据左手定则，线框所受的安培力向左，大小为 代入得 在内，整个线框在匀强磁场中运动，穿过线框的磁通量不变，线框中不产生感应电流，不受安培力的作用。在内，线框离开磁场区域，穿过线框的磁通量垂直纸面向里且不断减小，根据楞次定律，线框中产生顺时针方向的感应电流以阻碍磁通量的减小，此时感应电流大小为 根据左手定则，线框所受的安培力向左，大小为 代入得 综上所述，A正确； 故选A。 7．如图所示，在水平光滑绝缘桌面上有一等腰直角三角形单匝均匀金属线框，直角边长为。空间存在竖直向下的有界匀强磁场，有界磁场的宽度为。线框在水平拉力作用下向右匀速穿过磁场区域，若图示位置为时刻，设逆时针方向为电流的正方向，水平向右为拉力的正方向，则线框中的感应电流i和拉力随时间的关系图像可能正确的是（时间单位为，图中曲线为抛物线）（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】AB．在时间为0到范围内，由几何关系可知，线框有效切割长度为，可得感应电动势 可知感应电动势随时间线性减小，根据右手定则可判断电流方向由b指向a，所以感应电流为正方向，且线性减小到0；在时间为到范围内，线框的磁通量保持不变，没有感应电流；在时间为到范围内，线框有效切割长度为，可得感应电动势 可知感应电动势线性减小，根据右手定则可判断电流方向由c指向a，所以感应电流为负方向，且线性减小到0，故AB错误； CD．由以上分析可知，在时间为0到范围内，线框处于磁场中的实际长度为，可得安培力大小为 根据左手定则可判断安培力方向为水平向左，拉力与安培力二力平衡，所以拉力水平向右，即拉力方向为正方向，其大小为 同理得在时间为到到范围内，有 且拉力方向为正。在时间为到范围内，线框的磁通量保持不变，没有感应电流，安培力为零，拉力也为零，故C错误，D正确。 故选D。 8．如图所示，宽度为L的区域内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，一个高为L的梯形闭合金属线框abcd沿垂直于磁场边界向右匀速穿过磁场，速度大小为v，ab，cd边保持与磁场边界平行，金属线框ab边到达磁场左边界时为t=0时刻，规定向左为线框所受安培力F的正方向，关于线框所受安培力F与时间t关系图象可能正确的是（  ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】进入磁场过程中，所受的安培力： 当线圈向右运动L进入磁场时，由于有效切割长度L逐渐增加，所以安培力增加，但非线性增加；当全部进入磁场的瞬时安培力为零；出磁场过程中，有效切割长度也是逐渐增加，所以安培力也是逐渐增加，但非线性增加； A．该图与结论不相符，选项A错误； B．该图与结论不相符，选项B错误； C．该图与结论不相符，选项C错误； D．该图与结论相符，选项D正确； 故选D。 9．(24-25高二下·湖南多校·月考)圆盘发电机的示意图如图所示，铜盘安装在水平的铜轴上，它的盘面恰好与匀强磁场垂直，两块铜片、分别与转动轴和铜盘的边缘接触。若铜盘的半径为，匀强磁场的磁感应强度为，回路的总电阻为，当铜盘以恒定的角速度沿顺时针方向匀速转动时，回路中的感应电流为（　　） A．0 B． C． D． 【答案】C 【详解】当铜盘以恒定的角速度沿顺时针方向匀速转动时，闭合电路中的部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，会产生感应电流，回路中的感应电动势 则回路中的感应电流为 故选C。 10．(24-25高二下·福建福州台江区九校·期中)图甲为工程师设计的传送带测速装置，图乙为其简化原理图，该测速装置固定有间距为L、长度为d的平行金属电极，电极间存在着磁感应强度为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，且接有电压表和阻值为R的电阻，测速装置上的绝缘橡胶带嵌有间距均为d的平行细金属条，金属条阻值为r且与电极接触良好，橡胶带运动时磁场中始终有且仅有一根金属条，不计金属电极和其余导线的电阻，电压表可视为理想电表。下列说法正确的是（　　） A．当金属条经过磁场区域时，受到的安培力方向与运动方向相同 B．当电压表的读数为U时，传送带的速度大小为 C．若将该电压表改装为传送带速度表，则速度表刻度不是均匀分布 D．当金属条通过磁场区域时的速度为v时，电路的总发热功率为 【答案】D 【详解】A．当金属条经过磁场区域时，根据电磁阻尼知识可知，金属条受到的安培力方向与运动方向相反，故A错误； BC．当电压表的读数为U时，电流为 又 联立可得传送带的速度大小为 若将该电压表改装为传送带速度表，则速度表刻度均匀分布，故BC错误； D．当金属条通过磁场区域时的速度为v时，电路电流为 电路的总发热功率为 联立可得，故D正确。 故选D。 二、多选题 11．(24-25高二下·福建泉州安溪一中、惠安一中、养正中学、泉州实验中学·期中)如图甲所示，正方形闭合线框MNPQ的总电阻、边长为0.8m，线框内存在一个边长为0.4m的正方形磁场区域。从时刻开始，磁场的磁感应强度随时间变化如图乙所示。时刻，磁场方向垂直纸面向里，下列说法正确的是（    ） A．0~1s内，线框中感应电动势大小为0.32V B．0~1s内的感应电流和2~3s内的感应电流方向相反 C．时，感应电流方向改变 D．0~1s内的感应电流与2~3s内的感应电流大小之比为 【答案】BD 【详解】AD．内，根据法拉第电磁感应定律可得，线框中感应电动势大小为 感应电流大小为 内，线框中感应电动势大小为 感应电流大小为 则内的感应电流与内的感应电流大小之比为 故A错误，D正确； BC．内，穿过线框的磁通量向里增大，根据楞次定律可知感应电流方向为逆时针；内，穿过线框的磁通量向里减小，根据楞次定律可知感应电流方向为顺时针；内，穿过线框的磁通量向外增大，根据楞次定律可知感应电流方向为顺时针；故B正确，C错误。 故选BD。 12．(23-24高二上·河北邢台四校联盟·月考)如图甲所示，粗细均匀的绝缘导线弯成正方形线框a和内切圆形线框b，两线框在同一平面内，磁场方向垂直于线框所在平面，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，两线框产生的感应电动势分别为Ea和Eb，感应电流大小分别为Ia和Ib，则（　　）    A． B． C． D． 【答案】BC 【详解】AB．设圆形线框半径为r，则正方形线框边长 正方形线框面积 圆形线框面积 两线框处在均匀变化的磁场中，根据法拉第电磁感应定律有 则两线框产生感应电动势之比 故A错误，B正确； CD．设单位长度电阻为，则正方形线框电阻 圆形线框电阻 根据欧姆定律有 两线框中感应电流大小之比 故C正确，D错误。 故选BC。 13．(24-25高二下·福建福宁古五校教学联合体·期中)如图所示，绝缘水平面上固定一足够长且间距为L的光滑水平导轨，其左端连有一阻值为R的电阻，整个装置处于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中。质量为m的导体棒垂直导轨放置，且与导轨接触良好，导轨和导体棒的电阻均忽略不计。在水平向右的恒定外力F的作用下，导体棒由静止开始运动且始终与导轨垂直，经过时间t达到最大速度，则（　　） A．导体棒上e点电势高于d点电势 B．导体棒能达到的最大速度为 C．导体棒的速度从0增加到最大的过程中，通过电阻R的电荷量为 D．导体棒的速度从0增加到最大的过程中，外力F对导体棒做功为 【答案】BD 【详解】A．根据右手定则，流过导体棒的电流方向为，则d点电势高于e点电势，故A错误； B．对导体棒受力分析，其在水平方向受到水平向右的恒力F和水平向左的安培力作用，根据法拉第电磁感应定律和牛顿第二定律，导体棒先做加速度减小的加速运动，当安培力增大到与F相等时，速度达到最大值，则有 解得 故B正确； C．导体棒速度从0增加到最大的过程中，根据动量定理可得 又 联立解得通过电阻R的电荷量为 故C错误； D．导体棒速度从0增加到最大的过程中，根据 解得导体棒通过的位移大小为 则外力F对导体棒做功为 故D正确。 故选BD。 14．如图所示，足够长的光滑绝缘斜面与水平面成固定在地面上，斜面上虚线和与斜面底边平行，在，围成的区域有垂直斜面向上的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B，边长为h的正方形导体框MNQP，正方形导体框由虚线上方无初速度释放，在释放瞬间PQ边与虚线平行且相距h。已知导体框的质量为m，总电阻为r，重力加速度为g，MN边与两虚线重合时的速度大小恰好均为，忽略空气阻力，导体框在进出磁场过程中运动状态相同且不会发生转动，两虚线间的距离大于h。下列说法正确的是（　　） A．两虚线的距离为 B．导体框在穿越磁场的过程中，产生的焦耳热为 C．导体框的PQ边与虚线重合时，其克服安培力做功的功率大小为 D．导体框从PQ边与虚线重合到MN边与虚线重合时所用的时间为 【答案】AD 【详解】A．PQ边刚好进入磁场时有 解得 由于MN边与两虚线重合时的速度大小恰好均为，，根据导体框进出磁场过程中运动的对称性可知，PQ边刚好进入磁场和刚好离开磁场时的速度大小均为，设两虚线之间的距离为H，导体框全部位于磁场中时下滑的加速度大小为 根据运动学公式有 解得 故A正确； B．设导体框穿过磁场的过程中产生的焦耳热为Q，导体框从开始下落到穿过磁场的过程，根据能量守恒定律有 解得 故B错误； C．结合上述可知，导体框的PQ边与虚线重合时的速度大小为，此时PQ边产生的感应电动势大小为 此时导体框中的感应电流为 PQ边所受的安培力大小为 克服安培力做功的瞬时功率大小为 解得 故C错误； D．设导体框通过磁场上边界所用时间为t，线框中的平均感应电流为，则有 根据动量定理有 其中 联立解得 故D正确。 故选AD。 三、填空题 15．(24-25高二下·福建福州福九联盟·期中)如图所示，条形磁铁位于固定的半圆光滑轨道的圆心位置。一半径为R、质量为m的金属球从半圆轨道的一端沿半圆轨道由静止下滑。重力加速度大小为。下滑过程中，金属球___________（填“会”或“不会”）产生感应电流；金属球受到的安培力做___________（填“正功”或“负功”或“不做功”）；系统产生的总热量为___________。 【答案】 会 负功 【详解】[1]由条形磁铁的磁场分布可知，金属球下滑过程中，穿过小球的磁通量会变化，所以金属球中会产生感应电流； [2]根据产生的焦耳热等克服安培力所做的功可知，金属球受到的安培力做负功； [3]由于小球下滑过程机械能转化为内能，所以小球的高度越来越低，最后停止在半圆的最低点，由能量守恒可得，产生的总热量为减小的重力势能即为mgR。 16．(23-24高二下·福建泉州泉港二中、泉州十一中、晋江陈埭中学·期末)轻质细线吊着一边长L=1m、匝数n=1匝的正方形线圈，其总电阻R=1Ω。在线圈的中间位置以下区域分布着磁场，如图甲所示，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示。求： （1）线圈中产生的感应电动势的大小为______V，感应电流的方向为______（选填“顺时针” 或“逆时针”）。 （2）t=6s时，磁场对线圈的作用力大小为______N。 【答案】 0.05 逆时针 0.04 【详解】（1）[1]线圈中产生的感应电动势的大小为 [2]通过线圈的磁感应强度增强，所以磁通量增大，由楞次定律可知感应电流的方向为逆时针。 （2）[3] t=6s时，磁感应强度大小为 磁场对线圈的作用力大小为 17．(24-25高二下·福建福宁古五校教学联合体·期中)如图所示，匝数匝，单匝面积为，总电阻的线圈与阻值的电阻相连。穿过线圈的磁感应强度按如图所示规律变化，取竖直向下为正方向，则A端电势_______（填“高”或“低”）于B端电势；电压表的示数为_______V。 【答案】 低 4 【详解】[1]根据楞次定律可知，A点的电势比B点的低。 [2]根据法拉第电磁感应定律可得线圈中的感应电动势 根据闭合电路欧姆定律可知，电压表的示数 18．(24-25高二下·福建宁德部分学校·期中)如图所示，水平放置的平行金属导轨间距为，左端与一定值电阻相连，导轨间有竖直向下的匀强磁场，磁场的磁感应强度为。长度也为的金属杆与两导轨垂直且始终接触良好，在外力作用下以速度匀速向右运动，则回路中的感应电流从上往下看沿________（填“顺时针”或“逆时针”）方向，、两端中________（填“”或“”）的电势较高，切割磁感线产生的感应电动势大小为________。 【答案】 逆时针 【详解】[1][2]根据右手定则可知回路中的感应电流从上往下看沿逆时针方向，a点的电势高于b点的电势； [3]根据法拉第电磁感应定律可得，切割磁感线产生的感应电动势大小为 19．(24-25高二下·福建泉州安溪一中、惠安一中、养正中学、泉州实验中学·期中)如图，足够长的光滑平行金属直导轨固定在水平面上，左侧轨道间距为2d，右侧轨道间距为d。轨道处于竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。质量为2m、有效电阻为2R的金属棒a静止在左侧轨道上，质量为m、有效电阻为R的金属棒b静止在右侧轨道上。现给金属棒a一水平向右的初速度，经过一段时间后两金属棒达到稳定状态。已知两金属棒运动过程中始终相互平行且与导轨良好接触，导轨电阻忽略不计，金属棒a始终在左侧轨道上运动，则达到稳定状态时，a棒和b棒的速度之比为______，整个运动过程中金属棒a产生的焦耳热为______。 【答案】 【详解】[1]达到稳定状态时, 两金属棒均做匀速运动，回路中电流为0，则有 可得a棒和b棒的速度之比为 [2]对金属棒a、b分别由动量定理可得， 联立可得 又 解得， 由能量守恒可得，回路产生的焦耳热为 则金属棒a产生的焦耳热为 四、实验题 20．(24-25高二下·福建漳州甲级联盟·期中)如图条形磁铁自上而下穿过固定线圈，条形磁铁进入线圈时，线圈产生的电流从______（选填“正极”或“负极”）进入电流表；条形磁铁离开线圈时，线圈产生的感应电流的磁场方向______（选填“向上”或“向下”），此时，磁铁对线圈的作用力______（选填“向上”或“向下”）。 【答案】 正极 向上 向下 【详解】[1]当条形磁铁进入线圈时，穿过线圈的磁感线向上，磁通量大小增加，根据楞次定律，可知，线圈产生的电流从正极进入电流表； [2]当条形磁铁离开线圈时，穿过线圈的磁感线向上，磁通量大小减小，根据楞次定律，可知，圈产生的感应电流的磁场方向向上； [3]根据楞次定律可知，当条形磁铁离开线圈时，线圈内产生的感应电流的对条形磁铁的运动有阻碍作用，可知磁铁对线圈的作用力向下。 21．(24-25高二下·福建泉州安溪一中、惠安一中、养正中学、泉州实验中学·期中)甲、乙、丙三位同学利用如图所示电磁感应实验装置进行实验。 (1)如图1所示，甲同学“探究感应电流方向”的实验，将线圈A插入线圈B中，闭合开关S瞬间，发现电流计指针右偏，则下列甲同学操作中同样能使指针向右偏转的有______（填字母）。 A．开关闭合后将A线圈迅速从B线圈中拔出 B．开关闭合后将滑动变阻器的滑片向左滑动 C．开关闭合后将滑动变阻器的滑片向右滑动 (2)如图2所示，乙同学对课本演示实验装置改进后制作了“楞次定律演示仪”。演示仪由反向并联的红、黄两只发光二极管（简称LED）、一定匝数的螺线管以及强力条形磁铁组成。正确连接好实验电路后。将条形磁铁从图示位置向下移动一小段距离，出现的现象是______（填字母）。 A．红灯短暂发光、黄灯不发光 B．红灯、黄灯均不发光 C．红灯不发光、黄灯短暂发光 D．两灯交替短暂发光 (3)如图3，丙同学利用光敏电阻制作了电磁感应演示实验装置。图中R为光敏电阻（光照强度变大，电阻变小），轻质金属环A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴（A线圈平面与螺线管线圈平面平行），并位于螺线管右侧。当光照增强时，从右向左看，金属环A出现的现象是______（填字母）。 A．金属环A中电流方向顺时针，将向左运动 B．金属环A中电流方向顺时针，将向右运动 C．金属环A中电流方向逆时针，将向左运动 D．金属环A中电流方向逆时针，将向右运动 【答案】(1)C (2)C (3)B 【详解】（1）将线圈A插入线圈B中，闭合开关S瞬间，穿过线圈B的磁通量增加，发现电流计指针右偏。 A．开关闭合后，后将A线圈迅速从B线圈中拔出，穿过线圈B的磁通量减小，电流计指针向左偏转，故A错误； B．开关闭合后将滑动变阻器的滑片向左滑动，滑动变阻器接入电路阻值变大，线圈A电流减小，穿过线圈B的磁通量减小，电流计指针向左偏转，故B错误； C．开关闭合后将滑动变阻器的滑片向右滑动，滑动变阻器接入电路阻值变小，线圈A电流增大，穿过线圈B的磁通量增大，电流计指针向右偏转，故C正确。 故选C。 （2）将条形磁铁从图示位置向下移动一小段距离，穿过螺线管的向下的磁通量增加，根据楞次定律和安倍定则可知，感应电流从螺线管的上方环绕向下方流出，根据二极管具有单向导电性可知，红灯不发光、黄灯短暂发光。 故选C。 （3）当光照增强时，热敏电阻的阻值减小，回路电流增大，螺线管产生的磁场增大，穿过金属环A的向右的磁通量增大，根据楞次定律可知，从右向左看，金属环A中电流方向顺时针，螺线管电流方向为逆时针，由于反向电流相互排斥，可知金属环将向右运动。 故选B。 22．(24-25高二下·福建厦泉五校联考·期中)某实验小组通过图示装置探究电磁感应现象： (1)在图甲中，当闭合S时，观察到电流表指针向左偏（不通电时指针停在正中央），则在图乙中，磁体N极插入线圈A的过程中，电流表的指针将________（填“向左”“向右”或“不发生”）偏转；在图丙中，导体棒向左移动过程中，电流表的指针将________（填“向左”“向右”或“不发生”）偏转； (2)在图丁中，为光敏电阻（光照强度变大时电阻变小），轻质金属环B用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴（B线圈平面与螺线管线圈平面平行），并位于螺线管左侧。当光照增强时，从左向右看，金属环B中电流方向为________（填“顺时针”或“逆时针”）。 【答案】(1) 向左 向右 (2)逆时针 【详解】（1）[1]在图甲中，当闭合S时，观察到电流表指针向左偏，说明电流从负接线柱流入时，电流表指针向左偏。在图乙中，磁体N极插入线圈A过程中，线圈A中磁通量向下增大，根据楞次定律可知感应电流将从电流表负接线柱流入，则电流表的指针将向左偏转； [2]在图丙中，导体棒ab向左移动过程中，根据右手定则可知感应电流从电流表正接线柱流入，则电流表的指针将向右偏转。 （2）当光照增强时，热敏电阻的阻值减小，回路电流增大，螺线管产生的磁场增大，穿过金属环B的磁通量向右增大，根据楞次定律可知，从左向右看，金属环B中电流方向为逆时针。 五、解答题 23．(24-25高二下·福建福州台江区九校·期中)如图，两根相距且足够长的光滑平行金属导轨、倾斜固定放置，与水平面成，顶端接一阻值为的电阻，轨道平面内有磁感应强度为的匀强磁场，方向垂直轨道平面向上。现有一质量为、电阻为的金属杆与金属导轨垂直，以一定初速度从导轨底端沿导轨向上运动。已知金属杆与导轨始终接触良好，导轨电阻不计，重力加速度为。 (1)通过导体棒ab的电流方向； (2)求杆刚开始运动时的加速度大小； (3)若已知杆上升的最大高度为，求该上升过程中电阻产生的热量。 【答案】(1)由a到b (2) (3) 【详解】（1）导体棒切割磁感线，其相当于一个“电源”，根据右手定则可知，导体棒中的电流方向为从a到b。 （2）杆ab刚开始运动时，杆ab产生的感应电动势为 回路感应电流为 杆ab受到的安培力大小为 根据牛顿第二定律有 解得杆刚开始运动时的加速度大小为 （3）若已知杆上升的最大高度为，上升过程中，根据能量守恒定律有 解得回路产生的总焦耳热为 则电阻产生的热量为 24．(24-25高二下·福建厦泉五校联考·期中)如图所示，和是电阻不计的平行金属导轨，其间距为，导轨弯曲部分光滑，平直部分粗糙，二者平滑连接，右端接一个阻值为的定值电阻。平直部分导轨左边区域有宽度为、方向竖直向上、磁感应强度大小为的匀强磁场。质量为、接入电路的电阻为的金属棒从高度为处由静止释放，到达磁场右边界处恰好停止。已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为，金属棒与导轨垂直且接触良好，重力加速度为。求： (1)金属棒进入磁场的瞬间，金属棒产生的电动势； (2)金属棒在磁场运动过程中，金属棒产生的焦耳热； (3)金属棒在磁场中运动的时间t。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）金属棒沿弯曲部分下滑过程中，机械能守恒，由机械能守恒定律得   导体棒切割磁感线产生的电动势 联立方程可解得 （2）金属棒运动全过程，由能量守恒有 其中， 故金属棒产生的焦耳热 （3）对金属棒在磁场中运动，由动量定理有 得 故金属棒在磁场中运动时间 25．(24-25高二下·福建福州福九联盟·期中)如图，两根间距为的固定平行光滑金属导轨和，水平部分与倾斜部分、分别在、平滑连接，倾斜轨道与水平面夹角为。水平导轨和倾斜导轨间分别存在宽度均为，磁感应强度大小均为的磁场区域和，区域I磁场方向竖直向上，区域磁场方向垂直平面向下。两根质量均为，电阻分别为和的金属棒、与导轨垂直放置，棒置于水平导轨、处。棒以速度进入磁场区域，从磁场穿出时的速度大小，与棒发生弹性碰撞。棒从、处沿倾斜轨道穿过磁场区域并返回、处时，速度大小，所用时间为（未知）。两金属棒始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计。求： (1)棒第一次穿过磁场区域I的过程中，金属棒上产生的焦耳热 (2)a棒、b棒第一次弹性碰撞后，金属棒a、b的速度大小、分别为多少 (3)b棒从开始运动到返回、处所用时间 (4)最终a棒停在磁场区域I中距区域I右边界的距离。 【答案】(1) (2)， (3) (4) 【详解】（1）棒第一次穿过磁场区域I的过程中，整个回路产生的焦耳热 金属棒上产生的焦耳热为 （2）棒与棒第一次弹性碰撞时，由动量守恒定律得 由能量守恒定律得 得：， （3）b棒从开始运动到返回到时的速度为，取沿斜面向下为正方向，则由动量定理 解得 （4）当导体棒经过水平磁场时 其中 当回到底端时，再次与交换速度，此时以速度进入水平磁场，设进入后停止，则由动量定理 其中 解得 即最终棒停在磁场区域I中距区域I右边界处 26．(24-25高二下·福建宁德部分学校·期中)如图所示，足够长的光滑绝缘斜面的倾角为，斜面上的虚线和与斜面的底边平行，在围成的区域内有垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度大小。现有一质量、总电阻的正方形金属线框从斜面上上方某处由静止释放，线框恰好匀速穿过磁场。已知线框的边长和磁场区域的宽均为，，取重力加速度大小。求： (1)线框通过磁场区域的速度大小；； (2)线框穿过磁场的过程中，线框上产生的焦耳热。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）线框匀速通过磁场区域，根据受力平衡有， 根据闭合电路欧姆定律有 线框穿过磁场的整个过程中，产生的感应电动势 联立解得 （2）线框通过磁场区域所用的时间 回路中产生的焦耳热 代入数据解得 27．(24-25高二下·福建福宁古五校教学联合体·期中)如图所示，两平行光滑的金属导轨，间距，其中左侧段为半径的四分之一圆弧，中间段水平，右侧段光滑且足够长，水平导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度。初始时刻，在轨道间的电阻的导体棒a，其质量，从圆弧顶端位置由静止释放，在磁场内有电阻的导体棒b静置于导轨上，其质量。棒始终不发生碰撞，导体棒b从离开磁场时速度。两导体棒与导轨接触良好且运动过程中始终与导轨垂直，不计导体棒通过水平轨道与圆弧和倾斜导轨连接处的能量损失，不计感应电流产生的磁场以及导轨的电阻，重力加速度g取，求： (1)导体棒a刚进入磁场时的加速度大小和方向； (2)从b开始运动到出磁场过程中，导体棒b中产生的焦耳热； (3)若在b离开磁场时，对a施加一水平向左的恒力，b返回磁场时，撤去该恒力，运动中棒始终不发生碰撞，最终静止在磁场中，求b停下时与间的距离。 【答案】(1)，水平向左 (2) (3) 【详解】（1）设导体棒a到位置时的速度为，根据动能定理可得 导体棒a刚进入磁场产生的电动势为 回路电流为 导体棒a受到的安培力大小为 则导体棒a刚进入磁场时的加速度大小为 联立解得 加速度方向水平向左； （2）b开始运动到出磁场，组成的系统动量守恒，规定向右为正方向，则有 根据能量守恒可得 导体棒b中产生的焦耳热为 联立解得 （3）从b返回磁场到静止过程中，对b导体棒根据动量定理可得 从b返回磁场到静止过程中，棒所走位移大小之和 由 可得 联立解得 28．(24-25高三下·江苏盐城中学·月考)间距为L的平行轨道固定在绝缘水平面上，轨道的PQ、P'Q'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v0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内运动过程中，通过电阻R的电荷量q； (2)金属杆b在区域I内运动过程中，回路产生的焦耳热Q； (3)若区域Ⅱ的磁感应强度B'大小可调节，求金属杆b稳定速度的最大值。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）根据，，， 可得 （2）两个金属杆发生弹性碰撞，设碰撞后a杆和b杆速度分别为和，根据动量守恒和能量守恒有， 可得， 根据动能定理有， 解得 （3）稳定时，棒匀速运动，有， 可得 当时，速度最大，有 地 城 考点02 自感 一、单选题 1．(24-25高二下·福建泉州安溪一中、惠安一中、养正中学、泉州实验中学·期中)如图所示，、为两个相同的灯泡，线圈L的直流电阻可忽略不计，下列说法正确的是（    ） A．闭合开关S的瞬间，立刻变亮，逐渐变亮 B．闭合开关S稳定后，只有亮 C．断开开关S的瞬间，a点的电势比b点的电势高 D．断开开关S，亮起后熄灭，立即熄灭 【答案】D 【详解】A．闭合开关S的瞬间，线圈自感阻碍流过线圈的电流增大，和都立刻变亮，故A错误； B．闭合开关S稳定后，线圈L的直流电阻可忽略不计，被短路，只有亮，故B错误； CD．断开开关S的瞬间，立即熄灭，线圈与L1构成回路，亮起后熄灭，因线圈阻碍电流变化，则新回路的电流为逆时针，即线圈左端相当于电源正极，所以a点的电势比b点的电势低，故C错误，D正确。 故选D。 2．如图所示，两个灯泡A1和A2的规格相同，闭合开关，稳定后两个灯泡正常发光且亮度相同。下列说法正确的是（　　） A．闭合开关瞬间，A1、A2亮度相同 B．闭合开关瞬间，M点电势低于N点电势 C．电路稳定后断开S，A2闪亮一下再熄灭 D．电路稳定后断开S瞬间，M点电势低于N点电势 【答案】D 【详解】AB．闭合开关瞬间，由于自感线圈有自感电动势产生，阻碍电流增大，所以A1逐渐变亮，而A2立即变亮，A1所在电路的电流方向为从M到N，所以M点电势高于N点电势，故AB错误； C．电路稳定后断开S， A1、A2与L、R构成回路，L相当于电源，因原来两支路电流相等，所以不会出现A2闪亮一下再熄灭的现象，A1、A2都会逐渐熄灭，故C错误； D．电路稳定后断开S瞬间，A1所在电路的电流方向为从N→A1→A2→R→M，所以M点电势低于N点电势，故D正确。 故选D。 二、多选题 3．(24-25高二下·福建福州福九联盟·期中)如图所示，是自感系数很大、电阻很小的线圈，P、Q是两个相同的小灯泡，开始时，开关处于闭合状态，灯微亮，Q灯正常发光，断开开关，以下说法正确的是（　　） A．P与Q同时熄灭 B．P闪亮后再熄灭 C．P比Q先熄灭 D．断开开关瞬间点的电势低于b点的电势 【答案】BD 【详解】由题知，开始时，开关S闭合时，由于L的电阻很小，Q灯正常发光，P灯微亮，断开开关前通过Q灯的电流远大于通过P灯的电流，断开开关时，Q所在电路未闭合，立即熄灭，由于自感，L中产生感应电动势，与P组成闭合回路，故P灯闪亮后再熄灭，电感相当于电源，电流方向沿逆时针方向，则点的电势低于b点的电势。 故选BD。 4．(23-24高三下·海南保亭黎族苗族自治县保亭中学·期中)小宇为了研究自感现象，利用实验室提供的实验器材设计了如图所示的电路，其中甲、乙为两个完全相同的小灯泡，L为自感系数很大的线圈，且稳定时的电阻与电路中定值电阻R的阻值相同。则下列说法正确的是（　　） A．开关闭合的瞬间，甲、乙两灯同时变亮 B．断开开关的瞬间，甲灯立即熄灭，乙灯后熄灭 C．闭合开关，当电路稳定时甲、乙两灯的亮度相同 D．断开开关的瞬间，m点的电势低于n点的电势 【答案】CD 【详解】A．开关闭合的瞬间，由于线圈中自感电动势的阻碍，甲灯先亮，乙灯后亮，故A错误； B．断开开关的瞬间，线圈中产生自感电动势，甲、乙两灯串联在一起构成闭合回路，两灯同时逐渐熄灭，故B错误； C．闭合开关，当电路稳定后，自感作用消失，又由于稳定时线圈的电阻与电路中的定值电阻R的阻值相同，故通过甲、乙两灯的电流相等，两灯亮度相同，故C正确； D．断开开关的瞬间，线圈中产生自感电动势，线圈的右端相当于电源的正极，与甲、乙两灯泡和定值电阻构成回路，因此n点的电势高于m点的电势，故D正确。 故选CD。 三、填空题 5．(23-24高二下·福建泉州第一中学·期末)如图所示，两相同灯泡A1、A2，A1与一理想二极管D连接，线圈L的直流电阻与灯泡阻值相等。闭合开关S后，A1会___________（填“立即亮”或“逐渐变亮”）；断开开关S的瞬间，A1会___________（填“闪亮一下再熄灭”或“立即熄灭”）。 【答案】 立即亮 立即熄灭 【详解】[1] 闭合开关S后，因线圈自感，但两灯和线圈不是串联的关系，则两灯立即亮； [2] 断开S的瞬间，A2会立刻熄灭，线圈L与灯泡A1及二极管构成回路，因线圈产生感应电动势，a端的电势低于b端，但二极管具有单向导电性，所以回路没有感应电流，A1也是立即熄灭。 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $