第2章 电磁感应（高效培优·单元测试）物理人教版选择性必修第二册

第二章 电磁感应 注意事项： 1．测试范围：人教版（2019）： 选择性必修第二册第2章。 2．考试时间：75分钟 试卷满分：100分。 第Ⅰ卷 选择题 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．关于物理学史、物理方法以及原理，以下说法正确的是（　　） A．奥斯特发现了电流的磁效应，总结出了电磁感应定律 B．质点、平均速度、点电荷、交流电的有效值等物理量的定义均用了等效替代的思想方法 C．根据楞次定律，感应电流产生的磁场总是要阻碍原磁场的磁通量的变化 D．线圈的磁通量和线圈中产生的感应电动势均与线圈的匝数有关 【答案】C 【详解】A．奥斯特发现了电流的磁效应，电磁感应定律是法拉第总结得出的，故A错误； B．质点、点电荷采用的是理想化物理模型的思想方法，平均速度、交流电的有效值采用的是等效替代的思想方法，故B错误； C．楞次定律的核心内容为：感应电流产生的磁场总是要阻碍引起感应电流的原磁场的磁通量的变化，故C正确； D．磁通量是穿过单匝线圈对应面积的磁感线的条数，与线圈匝数无关；根据法拉第电磁感应定律，感应电动势与线圈匝数有关，故D错误。 故选C。 2．如图所示，abcd是位于竖直平面内的用粗细均匀电阻丝围成的正方形线框，线框下方有一个垂直纸面向里的匀强磁场，MN、PQ为磁场的上下水平边界，两边界间的距离与正方形的边长相等，线框从某一高度开始下落，恰好能匀速通过磁场。不计空气阻力，从bc边进入磁场时开始计时，在线框通过磁场的过程中，线框所受的安培力F（取竖直向上为力的正方向）、bc两点间的电势差、线框中的感应电流i（取逆时针方向电流为正）、穿过线框的磁通量随时间t变化的图像中错误的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】A．线框从某一高度开始下落，恰好能匀速通过磁场。根据，线圈进入磁场和出离磁场时安培力均为F=BIL 大小相等，根据楞次定律可知，方向相同均向上，故A错误，符合题意； C．线圈匀速进入磁场，则出离磁场时也是匀速，根据 可知进入和出离磁场时电流大小不变，根据楞次定律可知，电流方向相反，故C正确，不符合题意； B．线圈进入磁场时，则bc两点间的电势差 且b端电势高；出离磁场时 也是b端为正，故B正确，不符合题意； D．磁通量 从进入开始增大，到线框完全进入，此时最大，后又逐渐减小，因为整个过程匀速，所以过程对称，故D正确，不符合题意； 故选A。 3．如图所示的电路中，L为电感线圈（直流电阻不计），A、B为两灯泡，以下结论正确的是（     ） A．闭合开关S时，A先亮，B后亮 B．闭合开关S时，B先亮A后亮 C．先闭合开关S，电路稳定后再断开开关S时，A熄灭，B先变亮再逐渐熄灭 D．先闭合开关S，电路稳定后再断开开关S时，A、B两灯都亮一下再逐渐熄灭 【答案】C 【详解】AB．闭合开关时，线圈产生自感效应会阻碍自身电流的增大，相当于断路，电流同时流过灯泡和，故、同时亮，故AB错误； CD．电路稳定后，灯泡被短路无电流。断开开关时，灯泡所在干路断开，立即熄灭；线圈产生自感电动势，与灯泡构成闭合回路，电流从中原电流大小开始减小，故灯先闪亮再逐渐熄灭，故C正确，D错误。 故选C。 4．如图所示，一个直角三角形导体框OAC置于匀强磁场中，绕过O点且垂直于纸面的轴在纸面内顺时针匀速转动。已知OA<OC，用、、分别表示O、A、C三点的电势，则（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】若设O点的电势为零，根据右手定则可知，， 因， 因OA<OC，所以 可得 则 故选A。 5．除颤仪用于心脏不规则跳动病人的治疗，其基本原理如图所示，先用高压电源给电容器充电，随后开关接通除颤电路，电容器通过自感线圈、贴到人体上的两个电极向人体（可看成电阻）放电，使心脏细胞膜电位恢复正常，再附加其他急救措施后，从而使心脏跳动恢复正常。下列说法正确的是（　　 ） A．开关接通瞬间电流为零 B．电容器充电时连接高压交流电源 C．除颤仪工作过程中，通过人体的电流一直增大 D．除颤仪工作过程中，电感产生的自感电动势方向始终与电流方向相反 【答案】A 【详解】A．当开关接通瞬间，由于自感线圈的存在，根据自感现象的特点，自感线圈会产生感应电动势来阻碍电流的变化.此时电流不能瞬间发生变化，而在开关接通前电路中电流为零，所以开关接通瞬间电流为零，故A正确； B．电容器充电是将电能储存起来，为了使电容器能够稳定地储存电荷，需要一个能够提供恒定电压的电源，故B错误； C．LC振荡电路，电流会增大也会减小，故C错误； D．自感电动势总是阻碍电流的变化，电流增大时，电动势与电流方向相反，电流减小时，方向相同，并非“始终相反”，D错误。 故选A。 6．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（C接圆盘圆心，D接圆盘边沿）D端电势更低 【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，法拉第圆盘顺时针转动，根据右手定则，可知圆盘上电流由C到D，即D点电势高，故D错误。 故选C。 7．如图所示，平行导轨abc由半径为r=0.2 m的四分之一光滑圆弧导轨与光滑水平导轨组成，其右端与光滑水平导轨衔接，导轨abc部分宽度为，导轨部分宽度为，bc段轨道和段轨道都足够长，水平部分处于竖直向上、大小B=1 T的匀强磁场中，将质量相等的金属棒P和Q分别置于轨道上的ab段和段，且与轨道垂直。P、Q棒接入电阻均为，导轨电阻不计，Q棒静止，让P棒从距水平导轨高为r处由静止释放，重力加速度g取，下列说法正确的是（     ） A．P棒滑至水平轨道瞬间对轨道的压力大小为2mg B．P棒滑至水平轨道瞬间，Q棒受到的安培力大小为4 N C．稳定时Q棒的动能是P棒动能的4倍 D．Q棒最终的速度大小为0.4 m/s 【答案】C 【详解】A．棒下滑过程机械能守恒，有 解得棒滑至水平轨道瞬间的速度 在最低点由牛顿第二定律得 解得 由牛顿第三定律知棒对轨道的压力大小为，故A错误； B．棒滑至水平轨道瞬间，回路感应电动势 感应电流 棒受到的安培力 联立解得，故B错误； CD．当两棒速度稳定时，回路电流为零，有 即 对两棒分别应用动量定理，对棒有 对棒有 两式相比得 联立解得， 稳定时棒的动能 棒的动能 则，故C正确，D错误。 故选C。 8．（多选）某实验小组探究影响感应电流的因素实验装置俯视图如图所示，装置置于绝缘水平面上，两线圈绕在同一铁芯上，线圈连接电源和电键S。光滑金属杆置于与线圈连接的两水平导轨上，其间有竖直向下的匀强磁场，导电性良好。则（    ） A．开关S闭合瞬间，通过金属杆的感应电流方向为右 B．开关S闭合后，金属杆加速靠近线圈 C．开关S断开瞬间，通过金属杆的感应电流方向为右 D．开关S断开后，金属杆减速远离线圈 【答案】AD 【详解】A．开关S闭合瞬间，线圈的磁通量增大，根据右手螺旋定则和楞次定律可知，通过金属杆的感应电流方向为右，A正确； B．开关S闭合瞬间，金属杆受到安培力，根据左手定则，金属杆靠近线圈运动，开关S闭合后，线圈的电流恒定，磁通量不变，但金属杆运动时切割磁感线，金属杆受到安培力朝远离线圈方向，故金属杆减速靠近线圈，B错误； C．开关S断开瞬间，线圈的磁通量减小，根据右手螺旋定则和楞次定律可知，通过金属杆的感应电流方向为左，C错误； D．开关S断开瞬间，金属杆受到安培力，根据左手定则，金属杆远离线圈运动，开关S断开后，线圈的电流为0，磁通量为0，但金属杆运动时切割磁感线，金属杆受到安培力朝指向线圈方向，故金属杆减速远离线圈，D正确。 故选AD。 9．（多选）1831年10月28日，法拉第展示了人类历史上第一台发电机—法拉第圆盘发电机。如图所示，半径为r的金属圆盘O端和a点通过导线与外电路相连，电阻，圆盘接入Oa间的等效电阻为R，平行板电容器电容为C。圆盘在外力作用下绕O点以角速度逆时针匀速转动过程中，有一个油滴静止在两极板间。已知重力加速度为g，匀强磁场磁感应强度为B，不计其它电阻和摩擦。下列说法正确的是（     ） A．油滴带正电 B．Oa两端电势差为 C．电容器所带电荷量为 D．电阻R1上消耗的电功率为 【答案】AC 【详解】A．圆盘逆时针转动，根据右手定则，可知感应电流方向从a到O，则O端为电源的正极，a端为电源的负极。平行板电容器的电压等于两端的电压，电流从b流向c，故下极板带正电，上极板带负电，板间电场方向向上。油滴静止，电场力与重力平衡，电场力方向向上，与电场方向相同，所以油滴带正电，故A正确； B．金属圆盘转动时，半径切割磁感线，感应电动势为 电路总电阻为 则电路的总电流为 两端电势差为路端电压，则有，故B错误； C．电容器并联在两端，电容器两端电压等于两端的电压，则有 所以根据可知，电容器所带的电荷量为，故C正确； D．电阻上消耗的电功率为，故D错误。 故选AC。 10．（多选）如图所示，图甲为磁流体发电机、图乙为霍尔元件、图丙为LC振荡电路、图丁为回旋加速器的原理示意图，忽略粒子在图丁的D形盒狭缝中的加速时间，不计粒子重力，下列说法正确的是（　　） A．图甲中，将一束等离子体喷入磁场，A、B板间产生电势差，B板电势高 B．图乙中，如果长时间不更换传感器的电源，霍尔电势差将增大 C．图丙中，电流强度正在增大过程中，则该时刻线圈的自感电动势正在减小 D．图丁中，随着粒子速度的增大，交变电流的频率也应该增大 【答案】AC 【详解】A．等离子体中的正电荷随流体运动，在磁场中受到洛伦兹力并向板偏转，板积累正电荷，故板电势高，故A正确； B．霍尔元件达到稳定状态后，载流子受到的洛伦兹力与霍尔电场力平衡，霍尔电势差由载流子运动和磁场条件决定，保持电源和磁场条件不变时不会随时间继续增大，故B错误； C．线圈电流正在增大时，电流的变化率逐渐减小，由自感定律得 因此线圈的自感电动势逐渐减小，故C正确； D．粒子在形盒内运动时，洛伦兹力提供向心力，由向心力方程得 由周期定义得 联立可得 所以回旋周期及交变电场的频率与粒子速率无关，故D错误。 故选AC。 第Ⅱ卷 非选择题 二、实验题（本题共2小题，每空3分，共18分） 11．如图所示为“研究电磁感应现象”的实验装置。 (1)将图中所缺的导线补接完整（要求滑动变阻器滑片向左移时，电阻减小）。 (2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后可能出现的情况有： ①将A线圈迅速插入B线圈时，灵敏电流计指针将___________。（填“向右偏一下”，“向左偏一下”，“不动”） ②A线圈插入B线圈稳定后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，灵敏电流计指针将___________。（填“向右偏一下”，“向左偏一下”，“不动”） (3)在做“研究电磁感应现象”实验时，如果B线圈两端不接任何元件，则B线圈电路中将（　　） A．因电路不闭合，无电磁感应现象 B．有电磁感应现象，但无感应电流 【答案】(1) (2) 向右偏一下 向右偏一下 (3)B 【详解】（1）本实验分两个回路：原回路由电源、开关、滑动变阻器、原线圈A组成，副回路由副线圈B、灵敏电流计组成。要求滑片左移电阻减小，滑动变阻器需要接入左下接线柱，使滑片左移时接入电阻丝长度变短，电阻减小。连线如图所示 （2）[1]闭合开关时，穿过B的磁通量增加，电流计指针右偏，可得结论：穿过B的磁通量增加时，指针右偏；磁通量减少时指针左偏。 A迅速插入B，穿过B的磁通量增加，和闭合开关的磁通量变化趋势一致，因此指针向右偏一下。 [2]滑片左拉，滑动变阻器电阻减小，原线圈电流增大，穿过B的磁通量依然增加，因此感应电流方向不变，指针仍向右偏一下。 （3）电磁感应现象的本质是磁通量变化产生感应电动势，只要磁通量变化就会发生电磁感应；只有电路闭合时才会产生感应电流，因此B线圈不接元件时，有电磁感应现象（产生感应电动势），但无感应电流。 故选B。 12．在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中。 (1)如图甲所示，小明同学用小磁针代替电流表判断回路中是否有感应电流以及感应电流的方向。为使小磁针在回路中有电流时发生的偏转最明显，小磁针上方的导线应该（　　） A．东西方向放置 B．南北方向放置 C．任意方向放置均可 (2)图乙中，当实验结束，在开关还没断开，A、B两螺线管和铁芯也没分开放置的情况下，小龙同学直接用手去拆除某螺线管处的导线时，由于自感现象突然被电击了一下，则小龙同学被电击可能是在拆除_________（选填“A”或“B”）螺线管所在电路时发生的。 (3)实验结束后，该同学又根据教材结合自感实验做了如下改动。在两条支路上将电流计换成电流传感器，接通电路稳定后，再断开电路，并记录下两支路的电流情况如图所示，由图可知： ①断电前流过灯泡的电流是_________（选填“i1”或“i2”）。 ②在不改变线圈电阻等其他条件的情况下，只将铁芯拔出后重做上述实验，可观察到灯泡在断电后处于亮着的时间将_________（选填“变长”、“变短”或“不变”）。 【答案】(1)B (2)A (3) i1 变短 【详解】（1）地表附近的地磁场方向是由南向北的，如果通电导线东西放置，导线通电瞬间，导线中的电流在小磁针的位置产生的磁场也是南北方向的，小磁针不一定发生偏转，为了使小磁针在回路中有电流时一定发生偏转，小磁针上方的导线应该南北方向放置。 故选B。 （2）利用图乙中的实验装置进行实验结束，在断开开关之前，A螺线管有电流且恒定，B螺线管无电流；小龙用手去拆除A螺线管的导线时，由于A螺线管的自感作用，断电瞬间A螺线管相当于电流大小、方向都不变的电源，故小龙同学被电击是在拆除A螺线管所在电路时发生的。 （3）[1]断开开关之前，电源给灯泡、线圈供电，灯泡、线圈的电流方向都向右，断开开关瞬间，由于线圈的自感作用，流过线圈的电流大小、方向都不变，线圈给灯泡供电，流过灯泡的电流方向变为向左，由题图可看出，电流i1方向发生了改变，故断电前流过灯泡的电流是i1； [2]在不改变线圈电阻等其他条件的情况下，只将铁芯拔出后重做上述实验，由于拔出铁芯后的线圈自感系数明显减小，自感作用明显减弱，故可观察到灯泡在断电后处于亮着的时间将变短。 三．解答题（本题共3小题，共36分） 13．如图所示，两根平行光滑金属导轨和放置在水平面内，其间距L=0.4m，磁感应强度B=5T的匀强磁场垂直轨道平面向下，两导轨之间连接的电阻R=9.8Ω，在导轨上有一金属棒，其电阻，金属棒与导轨垂直且接触良好，在棒上施加水平拉力使其以速度向右匀速运动，设金属导轨足够长。求： (1)金属棒产生的感应电动势； (2)通过电阻的电流大小和方向； (3)金属棒、两点间的电势差。 【详解】（1）根据法拉第电磁感应定律，金属棒ab产生的电动势 代入数据解得 （2）根据右手定则，金属棒的电流方向为由b到a，则电阻R的电流方向为由M到P，根据闭合电路欧姆定律 解得 （3）金属棒a、b两点的电压即为路端电压 解得 14．如图所示，间距为的光滑金属轨道、水平放置，是电阻为的金属棒，此棒可紧贴平行导轨滑动，导轨左侧接阻值为的定值电阻，其他电阻忽略不计，导轨右侧连接一水平放置的平行板电容器，板间距为，板长也为，轨道处的磁场方向垂直轨道平面竖直向下，电容器处的磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小均为，当向右匀速运动时，一带电荷量大小为、质量为的微粒从、板中点处沿着水平方向进入平行板电容器，带电微粒恰能做匀速圆周运动，刚好从板右侧边缘射出，重力加速度为．求： (1)、两板间的电压； (2)棒运动的速度大小； (3)带电微粒在磁场中运动的速度大小。 【详解】（1）带电微粒在电容器处恰能做匀速圆周运动，故重力与电场力平衡，满足 又电容器内的电场强度满足 联立解得、两板间的电压 （2）导体棒切割磁感线产生的电动势，其大小为 电容器与定值电阻属于并联关系，故电容器两端的电压满足 联立 解得棒运动的速度大小 （3）带电微粒在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，满足 微粒刚好从板右侧边缘射出，运动轨迹如图所示 由几何关系得 解得 联立得带电微粒在磁场中运动的速度大小 15．某同学设计了一个减震器，其简化的原理如图所示。一轻弹簧处于水平原长状态垂直于匀强磁场边界放置，右端固定，左端恰与磁场右边界平齐，劲度系数为。匀强磁场的磁感应强度，方向垂直于水平面。一宽为，足够长的单匝矩形硬金属框abcd固定在一小车上（图中未画出小车），右端与小车右端平齐，二者的总质量为m＝1kg，线框电阻为。使小车带着金属框以的速度垂直磁场边界正对弹簧向右运动，ab边向右穿过磁场区域后小车开始压缩弹簧，弹簧始终在弹性限度内。ab边第一次通过磁场区域过程中（不考虑小车所受涡流的影响），进出磁场的加速度比为5：3，线框中产生的焦耳热。小车与地面的动摩擦因数，重力加速度取。求： (1)ab边刚进入磁场左边界时感应电流的大小； (2)ab边刚出磁场右边界时速度的大小； (3)磁场区域的宽度x。 【详解】（1）ab边刚进入磁场左边界时，感应电动势为 感应电流大小 解得I＝20A （2）ab边刚进入磁场左边界时，安培力为F＝BIL 对线框受力分析，根据牛顿第二定律得 解得 设ab边刚出磁场右边界时速度为v，同理可得 又因为 联立解得 （3）ab边第一次经过磁场区域过程中，由能量守恒可得 代入数据解得 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二章 电磁感应 注意事项： 1．测试范围：人教版（2019）： 选择性必修第二册第2章。 2．考试时间：75分钟 试卷满分：100分。 第Ⅰ卷 选择题 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．关于物理学史、物理方法以及原理，以下说法正确的是（　　） A．奥斯特发现了电流的磁效应，总结出了电磁感应定律 B．质点、平均速度、点电荷、交流电的有效值等物理量的定义均用了等效替代的思想方法 C．根据楞次定律，感应电流产生的磁场总是要阻碍原磁场的磁通量的变化 D．线圈的磁通量和线圈中产生的感应电动势均与线圈的匝数有关 2．如图所示，abcd是位于竖直平面内的用粗细均匀电阻丝围成的正方形线框，线框下方有一个垂直纸面向里的匀强磁场，MN、PQ为磁场的上下水平边界，两边界间的距离与正方形的边长相等，线框从某一高度开始下落，恰好能匀速通过磁场。不计空气阻力，从bc边进入磁场时开始计时，在线框通过磁场的过程中，线框所受的安培力F（取竖直向上为力的正方向）、bc两点间的电势差、线框中的感应电流i（取逆时针方向电流为正）、穿过线框的磁通量随时间t变化的图像中错误的是（　　） A． B． C． D． 3．如图所示的电路中，L为电感线圈（直流电阻不计），A、B为两灯泡，以下结论正确的是（     ） A．闭合开关S时，A先亮，B后亮 B．闭合开关S时，B先亮A后亮 C．先闭合开关S，电路稳定后再断开开关S时，A熄灭，B先变亮再逐渐熄灭 D．先闭合开关S，电路稳定后再断开开关S时，A、B两灯都亮一下再逐渐熄灭 4．如图所示，一个直角三角形导体框OAC置于匀强磁场中，绕过O点且垂直于纸面的轴在纸面内顺时针匀速转动。已知OA<OC，用、、分别表示O、A、C三点的电势，则（　　） A． B． C． D． 5．除颤仪用于心脏不规则跳动病人的治疗，其基本原理如图所示，先用高压电源给电容器充电，随后开关接通除颤电路，电容器通过自感线圈、贴到人体上的两个电极向人体（可看成电阻）放电，使心脏细胞膜电位恢复正常，再附加其他急救措施后，从而使心脏跳动恢复正常。下列说法正确的是（　　 ） A．开关接通瞬间电流为零 B．电容器充电时连接高压交流电源 C．除颤仪工作过程中，通过人体的电流一直增大 D．除颤仪工作过程中，电感产生的自感电动势方向始终与电流方向相反 6．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（C接圆盘圆心，D接圆盘边沿）D端电势更低 7．如图所示，平行导轨abc由半径为r=0.2 m的四分之一光滑圆弧导轨与光滑水平导轨组成，其右端与光滑水平导轨衔接，导轨abc部分宽度为，导轨部分宽度为，bc段轨道和段轨道都足够长，水平部分处于竖直向上、大小B=1 T的匀强磁场中，将质量相等的金属棒P和Q分别置于轨道上的ab段和段，且与轨道垂直。P、Q棒接入电阻均为，导轨电阻不计，Q棒静止，让P棒从距水平导轨高为r处由静止释放，重力加速度g取，下列说法正确的是（     ） A．P棒滑至水平轨道瞬间对轨道的压力大小为2mg B．P棒滑至水平轨道瞬间，Q棒受到的安培力大小为4 N C．稳定时Q棒的动能是P棒动能的4倍 D．Q棒最终的速度大小为0.4 m/s 8．（多选）某实验小组探究影响感应电流的因素实验装置俯视图如图所示，装置置于绝缘水平面上，两线圈绕在同一铁芯上，线圈连接电源和电键S。光滑金属杆置于与线圈连接的两水平导轨上，其间有竖直向下的匀强磁场，导电性良好。则（    ） A．开关S闭合瞬间，通过金属杆的感应电流方向为右 B．开关S闭合后，金属杆加速靠近线圈 C．开关S断开瞬间，通过金属杆的感应电流方向为右 D．开关S断开后，金属杆减速远离线圈 9．（多选）1831年10月28日，法拉第展示了人类历史上第一台发电机—法拉第圆盘发电机。如图所示，半径为r的金属圆盘O端和a点通过导线与外电路相连，电阻，圆盘接入Oa间的等效电阻为R，平行板电容器电容为C。圆盘在外力作用下绕O点以角速度逆时针匀速转动过程中，有一个油滴静止在两极板间。已知重力加速度为g，匀强磁场磁感应强度为B，不计其它电阻和摩擦。下列说法正确的是（     ） A．油滴带正电 B．Oa两端电势差为 C．电容器所带电荷量为 D．电阻R1上消耗的电功率为 10．（多选）如图所示，图甲为磁流体发电机、图乙为霍尔元件、图丙为LC振荡电路、图丁为回旋加速器的原理示意图，忽略粒子在图丁的D形盒狭缝中的加速时间，不计粒子重力，下列说法正确的是（　　） A．图甲中，将一束等离子体喷入磁场，A、B板间产生电势差，B板电势高 B．图乙中，如果长时间不更换传感器的电源，霍尔电势差将增大 C．图丙中，电流强度正在增大过程中，则该时刻线圈的自感电动势正在减小 D．图丁中，随着粒子速度的增大，交变电流的频率也应该增大 第Ⅱ卷 非选择题 二、实验题（本题共2小题，每空3分，共18分） 11．如图所示为“研究电磁感应现象”的实验装置。 (1)将图中所缺的导线补接完整（要求滑动变阻器滑片向左移时，电阻减小）。 (2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后可能出现的情况有： ①将A线圈迅速插入B线圈时，灵敏电流计指针将___________。（填“向右偏一下”，“向左偏一下”，“不动”） ②A线圈插入B线圈稳定后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，灵敏电流计指针将___________。（填“向右偏一下”，“向左偏一下”，“不动”） (3)在做“研究电磁感应现象”实验时，如果B线圈两端不接任何元件，则B线圈电路中将（　　） A．因电路不闭合，无电磁感应现象 B．有电磁感应现象，但无感应电流 12．在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中。 (1)如图甲所示，小明同学用小磁针代替电流表判断回路中是否有感应电流以及感应电流的方向。为使小磁针在回路中有电流时发生的偏转最明显，小磁针上方的导线应该（　　） A．东西方向放置 B．南北方向放置 C．任意方向放置均可 (2)图乙中，当实验结束，在开关还没断开，A、B两螺线管和铁芯也没分开放置的情况下，小龙同学直接用手去拆除某螺线管处的导线时，由于自感现象突然被电击了一下，则小龙同学被电击可能是在拆除_________（选填“A”或“B”）螺线管所在电路时发生的。 (3)实验结束后，该同学又根据教材结合自感实验做了如下改动。在两条支路上将电流计换成电流传感器，接通电路稳定后，再断开电路，并记录下两支路的电流情况如图所示，由图可知： ①断电前流过灯泡的电流是_________（选填“i1”或“i2”）。 ②在不改变线圈电阻等其他条件的情况下，只将铁芯拔出后重做上述实验，可观察到灯泡在断电后处于亮着的时间将_________（选填“变长”、“变短”或“不变”）。 三．解答题（本题共3小题，共36分） 13．如图所示，两根平行光滑金属导轨和放置在水平面内，其间距L=0.4m，磁感应强度B=5T的匀强磁场垂直轨道平面向下，两导轨之间连接的电阻R=9.8Ω，在导轨上有一金属棒，其电阻，金属棒与导轨垂直且接触良好，在棒上施加水平拉力使其以速度向右匀速运动，设金属导轨足够长。求： (1)金属棒产生的感应电动势； (2)通过电阻的电流大小和方向； (3)金属棒、两点间的电势差。 14．如图所示，间距为的光滑金属轨道、水平放置，是电阻为的金属棒，此棒可紧贴平行导轨滑动，导轨左侧接阻值为的定值电阻，其他电阻忽略不计，导轨右侧连接一水平放置的平行板电容器，板间距为，板长也为，轨道处的磁场方向垂直轨道平面竖直向下，电容器处的磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小均为，当向右匀速运动时，一带电荷量大小为、质量为的微粒从、板中点处沿着水平方向进入平行板电容器，带电微粒恰能做匀速圆周运动，刚好从板右侧边缘射出，重力加速度为．求： (1)、两板间的电压； (2)棒运动的速度大小； (3)带电微粒在磁场中运动的速度大小。 15．某同学设计了一个减震器，其简化的原理如图所示。一轻弹簧处于水平原长状态垂直于匀强磁场边界放置，右端固定，左端恰与磁场右边界平齐，劲度系数为。匀强磁场的磁感应强度，方向垂直于水平面。一宽为，足够长的单匝矩形硬金属框abcd固定在一小车上（图中未画出小车），右端与小车右端平齐，二者的总质量为m＝1kg，线框电阻为。使小车带着金属框以的速度垂直磁场边界正对弹簧向右运动，ab边向右穿过磁场区域后小车开始压缩弹簧，弹簧始终在弹性限度内。ab边第一次通过磁场区域过程中（不考虑小车所受涡流的影响），进出磁场的加速度比为5：3，线框中产生的焦耳热。小车与地面的动摩擦因数，重力加速度取。求： (1)ab边刚进入磁场左边界时感应电流的大小； (2)ab边刚出磁场右边界时速度的大小； (3)磁场区域的宽度x。 / 学科网（北京）股份有限公司 $