第二章过关检测 (时间90分钟满分：100分)】 一、选择题（共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第 16小题只有一个选项符合题目要求，第7~10小题有多个选项符合题目要求，全 部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分) 1电磁炉具有无烟、无明火、无污染、无微波辐射、高效节能等优势。电磁炉 是利用电流通过线圈产生磁场，当磁场的磁感线通过含铁质锅底部时，即会产生无 数小涡流，使锅体本身自行高速发热，然后再加热锅内食物。下列相关说法正确的 是() A.锅体可以用不导电的陶瓷制成 B.锅体中的涡流是由恒定的磁场产生的 C恒定磁场越强，电磁炉的加热效果越好 D.提高磁场变化的频率，可提高电磁炉的加热效果 答案D 解析：锅体中的涡流是由变化的磁场产生的，故选项A、B、C错误：提高磁场变化 的频率，可提高电磁炉的加热效果，故选项D正确。 2.如图所示，灯A和灯B与固定电阻的电阻均为R,L是自感系数很大的线圈。当 S1闭合、S2断开且电路稳定时，A、B亮度相同，再闭合S2,待电路稳定后将S1断 开，下列说法正确的是( A.B立即熄灭 B.A将比原来更亮一些后再熄灭 C.有电流通过B,方向为c→d D.有电流通过A,方向为a→b 答案：A 解析：当断开S2而只闭合S1时，A、B两灯一样亮，可知线圈L的电阻也是R,在 S1、S2闭合时，IA=L,故当S2闭合、S1突然断开时，流过A的电流只是方向变为 b→α，但其大小不突然增大，A不出现更亮一下再熄灭的现象，故选项B、D错误： 由于固定电阻R几乎没有自感作用，故断开S1时，B中的电流迅速变为零，立即熄 灭，故选项A正确，C错误。 3.下列电器和设备工作时，工作过程与电磁感应现象无关的是() A.发电机 B.电磁炉
第二章过关检测 (时间:90 分钟 满分:100 分) 一、选择题(共 10 小题,每小题 4 分,共 40 分。在每小题给出的四个选项中,第 1~6 小题只有一个选项符合题目要求,第 7~10 小题有多个选项符合题目要求,全 部选对的得 4 分,选对但不全的得 2 分,有选错或不答的得 0 分) 1.电磁炉具有无烟、无明火、无污染、无微波辐射、高效节能等优势。电磁炉 是利用电流通过线圈产生磁场,当磁场的磁感线通过含铁质锅底部时,即会产生无 数小涡流,使锅体本身自行高速发热,然后再加热锅内食物。下列相关说法正确的 是( ) A.锅体可以用不导电的陶瓷制成 B.锅体中的涡流是由恒定的磁场产生的 C.恒定磁场越强,电磁炉的加热效果越好 D.提高磁场变化的频率,可提高电磁炉的加热效果 答案:D 解析:锅体中的涡流是由变化的磁场产生的,故选项 A、B、C 错误;提高磁场变化 的频率,可提高电磁炉的加热效果,故选项 D 正确。 2.如图所示,灯 A 和灯 B 与固定电阻的电阻均为 R,L 是自感系数很大的线圈。当 S1 闭合、S2 断开且电路稳定时,A、B 亮度相同,再闭合 S2,待电路稳定后将 S1断 开,下列说法正确的是( ) A.B 立即熄灭 B.A 将比原来更亮一些后再熄灭 C.有电流通过 B,方向为 c→d D.有电流通过 A,方向为 a→b 答案:A 解析:当断开 S2 而只闭合 S1 时,A、B 两灯一样亮,可知线圈 L 的电阻也是 R,在 S1、S2 闭合时,IA=IL,故当 S2 闭合、S1突然断开时,流过 A 的电流只是方向变为 b→a,但其大小不突然增大,A 不出现更亮一下再熄灭的现象,故选项 B、D 错误; 由于固定电阻 R 几乎没有自感作用,故断开 S1 时,B 中的电流迅速变为零,立即熄 灭,故选项 A 正确,C 错误。 3.下列电器和设备工作时,工作过程与电磁感应现象无关的是( ) A.发电机 B.电磁炉
C.变压器 D.电热水器 答案D 解析：发电机是典型的电磁感应的应用，是通过运动将机械能转化为电能的装置， 选项A错误：电磁炉是通过磁场的变化，产生热量，属于电磁感应现象，选项B错 误：变压器是通过磁场的互感现象来改变电压的，故属于电磁感应现象，选项C错 误；电热水器利用了电流的热效应，故不属于电磁感应现象，选项D正确。 4.如图所示，有一个等腰直角三角形的匀强磁场区域，其直角边长为1，磁场方向垂 直纸面向外，磁感应强度大小为B。边长为、总电阻为R的正方形导线框abcd 从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速穿过磁场区域，取沿abcda方向的感 应电流为正，则表示线框中电流i随bc边的位置坐标x变化的图像正确的是 () d 3x B lo R 12l31x 121 B R B B B R R 0 31 0 21 B B R R C D 答案：C 解析：bc边的位置坐标x在人2l过程，线框bc边有效切线长度为x-1,感应电动势 为E=Bx-m,感应电流=加，电流的大小随x增大逐渐增大，根据楞次定律判断 R 出感应电流方向沿a→b→c→d→a,为正值x在231过程，根据楞次定律判断出 感应电流方向沿a→d→c→b→a,为负值，线框ad边有效切线长度为x-2l,感应电 动势为E=Bx-2m,感应电流=B2肥，大小随x增大逐渐增大。故选项C正 R 确。 5.如图所示，光滑绝缘水平面上，有一矩形线圈冲入一匀强磁场，线圈全部进入磁场 区域时，其动能恰好等于它在磁场左侧时的一半，设磁场宽度大于线圈宽度，那么 ()
C.变压器 D.电热水器 答案:D 解析:发电机是典型的电磁感应的应用,是通过运动将机械能转化为电能的装置, 选项 A 错误;电磁炉是通过磁场的变化,产生热量,属于电磁感应现象,选项 B 错 误;变压器是通过磁场的互感现象来改变电压的,故属于电磁感应现象,选项 C 错 误;电热水器利用了电流的热效应,故不属于电磁感应现象,选项 D 正确。 4.如图所示,有一个等腰直角三角形的匀强磁场区域,其直角边长为 l,磁场方向垂 直纸面向外,磁感应强度大小为 B。边长为 l、总电阻为 R 的正方形导线框 abcd, 从图示位置开始沿 x 轴正方向以速度 v 匀速穿过磁场区域,取沿 abcda 方向的感 应电流为正,则表示线框中电流 i 随 bc 边的位置坐标 x 变化的图像正确的是 ( ) 答案:C 解析:bc 边的位置坐标 x 在 l~2l 过程,线框 bc 边有效切线长度为 x-l,感应电动势 为 E=B(x-l)v,感应电流 i=𝐵(𝑥-𝑙)𝑣 𝑅 ,电流的大小随 x 增大逐渐增大,根据楞次定律判断 出感应电流方向沿 a→b→c→d→a,为正值;x 在 2l~3l 过程,根据楞次定律判断出 感应电流方向沿 a→d→c→b→a,为负值,线框 ad 边有效切线长度为 x-2l,感应电 动势为 E=B(x-2l)v,感应电流 i=- 𝐵(𝑥-2𝑙)𝑣 𝑅 ,大小随 x 增大逐渐增大。故选项 C 正 确。 5.如图所示,光滑绝缘水平面上,有一矩形线圈冲入一匀强磁场,线圈全部进入磁场 区域时,其动能恰好等于它在磁场左侧时的一半,设磁场宽度大于线圈宽度,那么 ( )
A.线圈恰好在刚离开磁场的地方停下 B.线圈在磁场中某位置停下 C线圈在未完全离开磁场时即已停下 D.线圈完全离开磁场以后仍能继续运动，不会停下来 答案D 解析：线圈冲入匀强磁场时，产生感应电流，线圈受安培力作用做减速运动，动能减 少，同理，线圈冲出匀强磁场时，动能也减少，进、出时减少的动能都等于安培力做 的功；由于进入时的速度大，故感应电流大，安培力大，安培力做的功也多，减少的动 能也多，线圈离开磁场过程中损失的动能少于它在磁场外面时动能的一半，因此 线圈离开磁场仍继续运动，选项D正确。 6.与木吉他靠箱体的振动发声不同，电吉他靠拾音器发声。如图所示，拾音器由磁 体及绕在其上的线圈组成。磁体产生的磁场使钢质琴弦磁化而产生磁性，即琴弦 也产生自己的磁场。当某根琴弦被拨动而相对线圈振动时，线圈中就会产生相应 的电流，并最终还原为声音信号。下列说法正确的是( 磁体线圈甘 n琴 弦 放 器 A.若磁体失去磁性，电吉他仍能正常工作 B.换用尼龙材质的琴弦，电吉他仍能正常工作 C.琴弦振动的过程中，线圈中电流的方向不会发生变化 D.拾音器的作用是利用电磁感应把琴弦的振动转化成电信号 答案D 解析：若失去磁性，则无法产生电磁感应，因此吉他不能正常工作，故选项A错误：电 吉他不可以使用尼龙线做琴弦，若是尼龙线，则不能被磁化，不会产生电磁感应现 象，故选项B错误；琴弦振动时，线圈中的磁通量既会增加也会减少，产生的感应电 流方向会发生变化，故选项C错误：电吉他属于磁生电的应用，是根据电磁感应原 理工作的，拾音器的作用是利用电磁感应把琴弦的振动转化成电信号，故选项D 正确。 7.等离子气流（由高温高压等电荷量的正负离子组成）由左方连续以0射入P1和 P2两板间的匀强磁场中，ab直导线与P1、P2相连接，线圈A与直导线cd连接
A.线圈恰好在刚离开磁场的地方停下 B.线圈在磁场中某位置停下 C.线圈在未完全离开磁场时即已停下 D.线圈完全离开磁场以后仍能继续运动,不会停下来 答案:D 解析:线圈冲入匀强磁场时,产生感应电流,线圈受安培力作用做减速运动,动能减 少,同理,线圈冲出匀强磁场时,动能也减少,进、出时减少的动能都等于安培力做 的功;由于进入时的速度大,故感应电流大,安培力大,安培力做的功也多,减少的动 能也多,线圈离开磁场过程中,损失的动能少于它在磁场外面时动能的一半,因此 线圈离开磁场仍继续运动,选项 D 正确。 6.与木吉他靠箱体的振动发声不同,电吉他靠拾音器发声。如图所示,拾音器由磁 体及绕在其上的线圈组成。磁体产生的磁场使钢质琴弦磁化而产生磁性,即琴弦 也产生自己的磁场。当某根琴弦被拨动而相对线圈振动时,线圈中就会产生相应 的电流,并最终还原为声音信号。下列说法正确的是( ) A.若磁体失去磁性,电吉他仍能正常工作 B.换用尼龙材质的琴弦,电吉他仍能正常工作 C.琴弦振动的过程中,线圈中电流的方向不会发生变化 D.拾音器的作用是利用电磁感应把琴弦的振动转化成电信号 答案:D 解析:若失去磁性,则无法产生电磁感应,因此吉他不能正常工作,故选项 A 错误;电 吉他不可以使用尼龙线做琴弦,若是尼龙线,则不能被磁化,不会产生电磁感应现 象,故选项 B 错误;琴弦振动时,线圈中的磁通量既会增加也会减少,产生的感应电 流方向会发生变化,故选项 C 错误;电吉他属于磁生电的应用,是根据电磁感应原 理工作的,拾音器的作用是利用电磁感应把琴弦的振动转化成电信号,故选项 D 正确。 7.等离子气流(由高温高压等电荷量的正负离子组成)由左方连续以 v0 射入 P1 和 P2 两板间的匀强磁场中,ab 直导线与 P1、P2 相连接,线圈 A 与直导线 cd 连接
线圈A内部有如图乙所示的变化磁场且规定磁场B正方向水平向左，如图甲所 示，则下列叙述正确的是( b 甲 BT A.0~1s内ab、cd导线互相排斥 B.1~2s内ab、cd导线互相吸引 C.2~3s内ab、cd导线互相吸引 D.3~4s内ab、cd导线互相排斥 答案BD 解析：左侧实际上为等离子体发电机，将在ab中形成从a到b的电流；由题图乙可 知，0-2s内磁场均匀变化，根据楞次定律可知将形成从c到d的电流，同理2~4s 内形成从d到c的电流，且电流大小不变，故0-2s内电流同向，相互吸引：2~4s内 电流反向，相互排斥。故选项A、C错误，B、D正确。 8.如图甲所示，固定在光滑水平面上的正三角形金属线框，匝数n=20,总电阻 R=2.59,边长1=03m,处在两个半径均为r=的圆形匀强磁场区域中，线框顶点 与右侧圆心重合，线框底边中点与左侧圆心重合。磁感应强度B1垂直水平面向 上，大小不变：B2垂直水平面向下，大小随时间变化。B1、B2的值如图乙所示，则 () BT B2 5 B : : 0 0.20.40.6is B 甲 A通过线框的感应电流方向为逆时针方向 B.t=0时刻穿过线框的磁通量为0.1Wb C.在0.6s内通过线框中的电荷量约为0.13C D.经过0.6s线框中产生的热量约为0.07J 答案：ACD
线圈 A 内部有如图乙所示的变化磁场且规定磁场 B 正方向水平向左,如图甲所 示,则下列叙述正确的是( ) A.0~1 s 内 ab、cd 导线互相排斥 B.1~2 s 内 ab、cd 导线互相吸引 C.2~3 s 内 ab、cd 导线互相吸引 D.3~4 s 内 ab、cd 导线互相排斥 答案:BD 解析:左侧实际上为等离子体发电机,将在 ab 中形成从 a 到 b 的电流;由题图乙可 知,0~2 s 内磁场均匀变化,根据楞次定律可知将形成从 c 到 d 的电流,同理 2~4 s 内形成从 d 到 c 的电流,且电流大小不变,故 0~2 s 内电流同向,相互吸引;2~4 s 内 电流反向,相互排斥。故选项 A、C 错误,B、D 正确。 8.如图甲所示,固定在光滑水平面上的正三角形金属线框,匝数 n=20,总电阻 R=2.5 Ω,边长 l=0.3 m,处在两个半径均为 r= 𝑙 3 的圆形匀强磁场区域中,线框顶点 与右侧圆心重合,线框底边中点与左侧圆心重合。磁感应强度 B1 垂直水平面向 上,大小不变;B2 垂直水平面向下,大小随时间变化。B1、B2 的值如图乙所示,则 ( ) A.通过线框的感应电流方向为逆时针方向 B.t=0 时刻穿过线框的磁通量为 0.1 Wb C.在 0.6 s 内通过线框中的电荷量约为 0.13 C D.经过 0.6 s 线框中产生的热量约为 0.07 J 答案:ACD
解析：磁感应强度B1垂直水平面向外，大小不变，B2垂直水平面向里，大小随时间增 大，故线框总的磁通量减小，由楞次定律可得，线框中感应电流方向为逆时针方向， 故选项A正确：1=0时刻穿过线框的磁通量为D=B1×二×2-B2×2×2-(1×0.5× 3.14×0.12-2×2×3.14×0.12)Wb=0.005Wb,故选项B错误；在0.6s内通过 线框中的电荷量q=7△三△=n=20×5-2X3140上C=0,.13C,故选项C正确： R 2.5 由Q=R=()'xA=007J故选项D正 9.超导体具有电阻为零的特点，下图为超导磁悬浮原理图，是一个超导闭合环，置 于一个电磁铁线圈b正上方，当闭合开关S后，超导环能悬浮在电磁铁上方平衡。 下列说法正确的有() A.闭合开关S瞬间，a环中感应电流受到的安培力向上 B.闭合开关S,稳定后通过a环的磁通量不变，a环中不再有电流 C.闭合开关S,稳定后通过a环的电流是恒定电流 D.R取不同的电阻，稳定后a环所受安培力都相等 答案：ACD 解析：闭合开关S瞬间，线圈中磁通量增大，则由楞次定律可知，中产生的安培力 将使a环有向上运动的趋势，故a环中感应电流受到的安培力向上，故选项A正 确：由于线圈由超导体制成，没有电阻，所以不消耗能量，电流一直存在，故选项B 错误；闭合开关S,稳定后通过a环的电流不再变化，为恒定电流，故选项C正确：因 环能悬浮在电磁铁上方平衡，所以受到的安培力一定等于重力，故稳定时受的安 培力与电阻R无关，故选项D正确。 10.如图所示，光滑斜面PMWQ的倾角为0=30°，斜面上放置一矩形导体线框 abcd,其中ab边长l=0.5m,bc边长为h,线框质量m=1kg,电阻R=0.4p,有界匀 强磁场的磁感应强度为B=2T,方向垂直于斜面向上，ef为磁场的边界，且ef∥ MN。导体框在沿斜面向上且与斜面平行的恒力F=10N作用下从静止开始运动， 其b边始终保持与底边MN平行。已知导线框刚进入磁场时做匀速运动，且进 入过程中通过导线框某一截面的电荷量g=0.5C,则下列判断正确的是() A.导线框进入磁场时的速度为2m/s
解析:磁感应强度 B1 垂直水平面向外,大小不变,B2 垂直水平面向里,大小随时间增 大,故线框总的磁通量减小,由楞次定律可得,线框中感应电流方向为逆时针方向, 故选项 A 正确;t=0 时刻穿过线框的磁通量为 Φ=B1× 1 2 ×πr 2 -B2× 1 6 ×πr 2=(1 × 0.5 × 3.14 × 0.1 2 − 2 × 1 6 × 3.14 × 0.1 2 )Wb=0.005 Wb,故选项 B 错误;在 0.6 s 内通过 线框中的电荷量 q=𝐼Δt=𝐸 𝑅 Δt=nΔ𝛷 𝑅 = 20×(5-2)× 1 6 ×3.14 ×0.1 2 2.5 C=0.13 C,故选项 C 正确; 由 Q=I2Rt=( 𝑛Δ𝛷 𝑅Δ𝑡 ) 2 ×Δt=0.07 J,故选项 D 正确。 9.超导体具有电阻为零的特点,下图为超导磁悬浮原理图,a 是一个超导闭合环,置 于一个电磁铁线圈 b 正上方,当闭合开关 S 后,超导环能悬浮在电磁铁上方平衡。 下列说法正确的有( ) A.闭合开关 S 瞬间,a 环中感应电流受到的安培力向上 B.闭合开关 S,稳定后通过 a 环的磁通量不变,a 环中不再有电流 C.闭合开关 S,稳定后通过 a 环的电流是恒定电流 D.R 取不同的电阻,稳定后 a 环所受安培力都相等 答案:ACD 解析:闭合开关 S 瞬间,线圈中磁通量增大,则由楞次定律可知,a 中产生的安培力 将使 a 环有向上运动的趋势,故 a 环中感应电流受到的安培力向上,故选项 A 正 确;由于线圈 a 由超导体制成,没有电阻,所以不消耗能量,电流一直存在,故选项 B 错误;闭合开关 S,稳定后通过 a 环的电流不再变化,为恒定电流,故选项 C 正确;因 a 环能悬浮在电磁铁上方平衡,所以受到的安培力一定等于重力,故稳定时受的安 培力与电阻 R 无关,故选项 D 正确。 10.如图所示,光滑斜面 PMNQ 的倾角为 θ=30°,斜面上放置一矩形导体线框 abcd,其中 ab 边长 l1=0.5 m,bc 边长为 l2,线框质量 m=1 kg,电阻 R=0.4 Ω,有界匀 强磁场的磁感应强度为 B=2 T,方向垂直于斜面向上,ef 为磁场的边界,且 ef∥ MN。导体框在沿斜面向上且与斜面平行的恒力 F=10 N 作用下从静止开始运动, 其 ab 边始终保持与底边 MN 平行。已知导线框刚进入磁场时做匀速运动,且进 入过程中通过导线框某一截面的电荷量 q=0.5 C,则下列判断正确的是( ) A.导线框进入磁场时的速度为 2 m/s
B.导线框bc边长为2=0.1m C.导线框开始运动时ab边到磁场边界ef的距离为0.4m D.导线框进入磁场的过程中产生的热量为1J 答案：ACD 解析：导线框刚进入磁场时做匀速运动，则F=mgsm30°+，解得v=2mS,选 项A正确，根据q==化，解得b=0.2m,选项B错误；线圈在磁场外运动的加 速度a=mgsin30=5m/s2,则导线框开始运动时ab边到磁场边界e可的距离为 m x=二=0，.4m选项C正确：导线框进入磁场的过程中产生的热量为Q=Fh-mgbsin 2a 30°=1J,选项D正确。 二、填空题（共3小题，共18分） 11.(6分)下图为研究电磁感应现象的实验装置。 ǜ0 (1)将图中所缺的导线补接完整。 (2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏转一下，那么闭合开关后可能 出现的情况有： ①将线圈A迅速插入线圈B时，灵敏电流计指针将向（选填“左”或“右”） 偏转。 ②线圈A插入线圈B后，将滑动变阻器的滑片迅速向左拉时，灵敏电流计指针向 (选填“左”或“右”)偏转。 答案：(1)见解析图 (2)右左 解析(1)如图所示。 ǜ0 (2)闭合开关，穿过副线图的磁通量增大，灵敏电流计指针向右偏转一下；线圈A迅 速插入线圈B,磁通量增大，指针向右偏转一下；滑动变阻器滑片左移，线图A所在 电路电流减小，磁通量减小，指针向左偏转一下。 12.(4分)航母上飞机弹射起飞利用的电磁驱动原理如图所示。当固定线圈突然 通电时，线圈左侧的金属环被弹射出去。则闭合$瞬间，从右侧看金属环中产生 (选填“顺时针”或“逆时针)方向的感应电流：对调电池的正负极，重复实验，金属环 将向（选填“左”或“右”）运动
B.导线框 bc 边长为 l2=0.1 m C.导线框开始运动时 ab 边到磁场边界 ef 的距离为 0.4 m D.导线框进入磁场的过程中产生的热量为 1 J 答案:ACD 解析:导线框刚进入磁场时做匀速运动,则 F=mgsin 30°+ 𝐵 2 𝑙1 2 𝑣 𝑅 ,解得 v=2 m/s,选 项 A 正确;根据 q= Δ𝛷 𝑅 = 𝐵𝑙1 𝑙2 𝑅 ,解得 l2=0.2 m,选项 B 错误;线圈在磁场外运动的加 速度 a= 𝐹-𝑚𝑔sin30° 𝑚 =5 m/s2 ,则导线框开始运动时 ab 边到磁场边界 ef 的距离为 x= 𝑣 2 2𝑎 =0.4 m,选项 C 正确;导线框进入磁场的过程中产生的热量为 Q=Fl2-mgl2sin 30°=1 J,选项 D 正确。 二、填空题(共 3 小题,共 18 分) 11.(6 分)下图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。 (2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏转一下,那么闭合开关后可能 出现的情况有: ①将线圈 A 迅速插入线圈 B 时,灵敏电流计指针将向 (选填“左”或“右”) 偏转。 ②线圈 A 插入线圈 B 后,将滑动变阻器的滑片迅速向左拉时,灵敏电流计指针向 (选填“左”或“右”)偏转。 答案:(1)见解析图 (2)右 左 解析:(1)如图所示。 (2)闭合开关,穿过副线圈的磁通量增大,灵敏电流计指针向右偏转一下;线圈 A 迅 速插入线圈 B,磁通量增大,指针向右偏转一下;滑动变阻器滑片左移,线圈 A 所在 电路电流减小,磁通量减小,指针向左偏转一下。 12.(4 分)航母上飞机弹射起飞利用的电磁驱动原理如图所示。当固定线圈突然 通电时,线圈左侧的金属环被弹射出去。则闭合 S 瞬间,从右侧看金属环中产生 (选填“顺时针”或“逆时针”)方向的感应电流;对调电池的正负极,重复实验,金属环 将向 (选填“左”或“右”)运动
固定线圈 左 右 光滑绝缘杆 答案：逆时针左 解析：由右手螺旋定则可知通电螺线管激发的磁场由右向左穿过金属环，在闭合开 关的过程中，磁场变强，则由楞次定律可知，金属环感应磁场方向为由左向右，根据 右手螺旋定则判断金属环中感应电流从右侧看为逆时针：对调电池的正负极，重复 实验，金属环中的磁通量仍是一个突然增大的过程，金属环激发的磁场仍然是要阻 碍这个增大过程，故金属环仍然向左运动。 13.(8分)如图所示，光滑导轨竖直放置，匀强磁场的磁感应强度为B=0.5T,磁场方 向垂直于导轨平面向外，导体棒αb的长度与导轨宽度均为1=0.2m,导体棒电阻 R=1.02,导轨电阻不计。当导体棒紧贴导轨匀速下滑时，均标有6V3W字样 的两小灯泡恰好正常发光，则通过ab的电流的大小为 A,方 向 .ab运动的速度大小为 m/s,电路的总功率为W。 ·B· 答案：1由b到a707 解析：每个小灯泡中的电流为1==0.5A,则ab中的电流为1=21=1A,由右手定 U. 则知通过ab棒的电流方向为由b到a;ab产生的感应电动势E=U1+IR=6 V+1×1.0V-7V,由E=Bh知ab的运动速度品70ms:电路的总功率P=E=7 W。 三、论述计算题（共4小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重 要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数 值和单位) 14.(9分)如图所示，垂直于纸面的匀强磁场磁感应强度为B,纸面内有一正方形均 匀金属线框abcd,其边长为l,总电阻为R,ad边与磁场边界平行。从ad边刚进入 磁场直至bc边刚要进入的过程中，线框在向左的拉力作用下以速度ⅴ匀速运动， 求： (1)拉力做功的功率P: (2)ab边产生的焦耳热Q
答案:逆时针 左 解析:由右手螺旋定则可知通电螺线管激发的磁场由右向左穿过金属环,在闭合开 关的过程中,磁场变强,则由楞次定律可知,金属环感应磁场方向为由左向右,根据 右手螺旋定则判断金属环中感应电流从右侧看为逆时针;对调电池的正负极,重复 实验,金属环中的磁通量仍是一个突然增大的过程,金属环激发的磁场仍然是要阻 碍这个增大过程,故金属环仍然向左运动。 13.(8 分)如图所示,光滑导轨竖直放置,匀强磁场的磁感应强度为 B=0.5 T,磁场方 向垂直于导轨平面向外,导体棒 ab 的长度与导轨宽度均为 l=0.2 m,导体棒电阻 R=1.0 Ω,导轨电阻不计。当导体棒紧贴导轨匀速下滑时,均标有“6 V 3 W”字样 的两小灯泡恰好正常发光,则通过 ab 的电流的大小为 A,方 向 ,ab 运动的速度大小为 m/s,电路的总功率为 W。 答案:1 由 b 到 a 70 7 解析:每个小灯泡中的电流为 I1= 𝑃1 𝑈1 =0.5 A,则 ab 中的电流为 I=2I1=1 A,由右手定 则知通过 ab 棒的电流方向为由 b 到 a;ab 产生的感应电动势 E=U1+IR=6 V+1×1.0 V=7 V,由 E=Blv 知 ab 的运动速度 v= 𝐸 𝐵𝑙 =70 m/s;电路的总功率 P=IE=7 W。 三、论述计算题(共 4 小题,共 42 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重 要演算步骤,只写出最后答案不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数 值和单位) 14.(9 分)如图所示,垂直于纸面的匀强磁场磁感应强度为 B,纸面内有一正方形均 匀金属线框 abcd,其边长为 l,总电阻为 R,ad 边与磁场边界平行。从 ad 边刚进入 磁场直至 bc 边刚要进入的过程中,线框在向左的拉力作用下以速度 v 匀速运动, 求: (1)拉力做功的功率 P; (2)ab 边产生的焦耳热 Q
答案：(1) R a股 解析：(1)线圈中的感应电动势E=Bw 感应电流1层 拉力大小等于安培力大小F=Bl 拉力的功率P=Fv=世 R 2)线图ab边电阻R6=日 运动时间1日 ab边产生的焦耳热Q=PRb1=y 4R 15.(9分)如图所示，竖直面上两足够长的平行光滑金属导轨间距为1，顶端连接阻 值为R的电阻，在水平虚线N下方存在方向垂直导轨平面的匀强磁场，磁感应强 度大小为B。将一质量为m的导体棒垂直导轨从MN处由静止释放，导体棒向下 运动的距离为1时恰好匀速。导体棒和导轨的电阻均不计，重力加速度为g。 ××× (1)求导体棒加速过程中通过电阻R的电荷量g和电阻R产生的焦耳热Q。 (2)若导体棒在磁场中向下运动的总距离为21时，磁感应强度大小开始随时间变 化，使得导体棒恰好沿导轨向下做加速度为g的匀加速直线运动，求磁感应强度大 小B,随时间1变化的关系式。 答案（兴mg() 2B414 (2)B= +92+ 解析(1)根据电磁感应中的电荷量的推论公式q=她=B R R 导体棒匀速运动，据平衡条件有mg=B=B驰1=严” R 由能量守恒定律得mg=Q+二m2 联立解得Q=mg(): (2)当导体棒做加速度为g的匀加速直线运动时，回路中的感应电流为零，闭合回 路的磁通量不变，设时间为1时，导体棒的下落高度h=21+v+3 由于磁通量不变，则有Brh=B2P 解得B,=4 +g20
答案:(1)𝐵 2 𝑙 2 𝑣 2 𝑅 (2)𝐵 2 𝑙 3 𝑣 4𝑅 解析:(1)线圈中的感应电动势 E=Blv 感应电流 I=𝐸 𝑅 拉力大小等于安培力大小 F=BIl 拉力的功率 P=Fv=𝐵 2 𝑙 2 𝑣 2 𝑅 。 (2)线圈 ab 边电阻 Rab= 𝑅 4 运动时间 t=𝑙 𝑣 ab 边产生的焦耳热 Q=I2Rabt= 𝐵 2 𝑙 3 𝑣 4𝑅 。 15.(9 分)如图所示,竖直面上两足够长的平行光滑金属导轨间距为 l,顶端连接阻 值为 R 的电阻,在水平虚线 MN 下方存在方向垂直导轨平面的匀强磁场,磁感应强 度大小为 B。将一质量为 m 的导体棒垂直导轨从 MN 处由静止释放,导体棒向下 运动的距离为 l 时恰好匀速。导体棒和导轨的电阻均不计,重力加速度为 g。 (1)求导体棒加速过程中通过电阻 R 的电荷量 q 和电阻 R 产生的焦耳热 Q。 (2)若导体棒在磁场中向下运动的总距离为 2l 时,磁感应强度大小开始随时间变 化,使得导体棒恰好沿导轨向下做加速度为 g 的匀加速直线运动,求磁感应强度大 小 Bt 随时间 t 变化的关系式。 答案:(1)𝐵𝑙 2 𝑅 mg(𝑙- 𝑚2𝑔𝑅 2 2𝐵 4 𝑙 4 ) (2)Bt= 4𝐵𝑙 4𝑙+𝑔𝑡 2 + 2𝑚𝑔𝑅𝑡 𝐵2𝑙 2 解析:(1)根据电磁感应中的电荷量的推论公式 q= Δ𝛷 𝑅 = 𝐵·𝑙 2 𝑅 导体棒匀速运动,据平衡条件有 mg=BIl=B𝐵𝑙𝑣 𝑅 l=𝐵 2 𝑙 2 𝑣 𝑅 由能量守恒定律得 mgl=Q+1 2 mv2 联立解得 Q=mg(𝑙- 𝑚2𝑔𝑅 2 2𝐵 4 𝑙 4 )。 (2)当导体棒做加速度为 g 的匀加速直线运动时,回路中的感应电流为零,闭合回 路的磁通量不变,设时间为 t 时,导体棒的下落高度 h=2l+vt+1 2 gt2 由于磁通量不变,则有 Bt·lh=B·2l 2 解得 Bt= 4𝐵𝑙 4𝑙+𝑔𝑡 2 + 2𝑚𝑔𝑅𝑡 𝐵2𝑙 2
16.(12分)如图所示，两平行光滑不计电阻的金属导轨竖直放置，导轨上端接一阻 值为R的定值电阻，两导轨之间的距离为d。矩形区域abdc内存在磁感应强度大 小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，ab、cd之间的距离为1。在cd下方有一 导体棒MN,导体棒MN与导轨垂直，与cd之间的距离为h,导体棒的质量为m,电 阻为r。给导体棒一竖直向上的恒力，导体棒在恒力F作用下由静止开始竖直向 上运动，进入磁场区域后做减速运动。若导体棒到达ab处的速度为o,重力加速 度大小为g。求： M (I)导体棒到达cd处时速度的大小： (2)导体棒刚进入磁场时加速度的大小 (3)导体棒通过磁场区域的过程中，通过电阻R的电荷量和电阻R产生的热量。 答案：1) 2(F-mg)h m (2)g+B 2(F-mg)h m(R+r)1 m m (3 R+r ÷=F-mgXh+0mw2] 解析：(1)根据动能定理有(F-mg)h=m2 解得导体棒到达cd处时速度的大小v= 2(F-mg)h m (2)安培力F*=B1d,I=EE=Bd R+r 根据牛顿第二定律得mg+FF=ma 导体棒刚进入磁场时加速度的大小a=g+ 2(F-mg)h F m(R+r)\m m (3)导体棒通过磁场区域的过程中，通过电阻R的电荷量 9=1/-R4E-0AD-BM R+r 解得9胎 根据动能定理得(F-mgh+0W=号mv2 2 电路中的总热量Q=W 电阻R中的热量QR=RQ R+r 解得Qr-车，F-mgh+0宁m。21. 17.(12分)磁悬浮列车的运动原理如图所示，在水平面上有两根水平长直平行导 轨，导轨间有与导轨面垂直且方向相反的匀强磁场B1和B2,B1和B2相互间隔，导 轨上有金属框abcd。当磁场B1和B2同时以恒定速度沿导轨向右匀速运动时，金
16.(12 分)如图所示,两平行光滑不计电阻的金属导轨竖直放置,导轨上端接一阻 值为 R 的定值电阻,两导轨之间的距离为 d。矩形区域 abdc 内存在磁感应强度大 小为 B、方向垂直纸面向里的匀强磁场,ab、cd 之间的距离为 l。在 cd 下方有一 导体棒 MN,导体棒 MN 与导轨垂直,与 cd 之间的距离为 h,导体棒的质量为 m,电 阻为 r。给导体棒一竖直向上的恒力,导体棒在恒力 F 作用下由静止开始竖直向 上运动,进入磁场区域后做减速运动。若导体棒到达 ab 处的速度为 v0,重力加速 度大小为 g。求: (1)导体棒到达 cd 处时速度的大小; (2)导体棒刚进入磁场时加速度的大小; (3)导体棒通过磁场区域的过程中,通过电阻 R 的电荷量和电阻 R 产生的热量。 答案:(1)√ 2(𝐹-𝑚𝑔)ℎ 𝑚 (2)g+ 𝐵 2𝑑 2 𝑚(𝑅 +𝑟) √ 2(𝐹-𝑚𝑔)ℎ 𝑚 − 𝐹 𝑚 (3)𝐵𝑙𝑑 𝑅+𝑟 𝑅 𝑅+𝑟 [(F-mg)(h+l)- 1 2 𝑚𝑣0 2 ] 解析:(1)根据动能定理有(F-mg)h=1 2 mv2 解得导体棒到达 cd 处时速度的大小 v=√ 2(𝐹-𝑚𝑔)ℎ 𝑚 。 (2)安培力 F 安=BId,I= 𝐸 𝑅+𝑟 ,E=Bdv 根据牛顿第二定律得 mg+F 安-F=ma 导体棒刚进入磁场时加速度的大小 a=g+ 𝐵 2𝑑 2 𝑚(𝑅+𝑟) √ 2(𝐹-𝑚𝑔)ℎ 𝑚 − 𝐹 𝑚 。 (3)导体棒通过磁场区域的过程中,通过电阻 R 的电荷量 q=IΔt,I= 𝐸 𝑅+𝑟 ,E=Δ𝛷 Δ𝑡 ,ΔΦ=Bld 解得 q= 𝐵𝑙𝑑 𝑅+𝑟 根据动能定理得(F-mg)(h+l)-W=1 2 𝑚𝑣0 2 电路中的总热量 Q=W 电阻 R 中的热量 QR= 𝑅 𝑅+𝑟 Q 解得 QR= 𝑅 𝑅+𝑟 [(F-mg)(h+l)- 1 2 𝑚𝑣0 2 ]。 17.(12 分)磁悬浮列车的运动原理如图所示,在水平面上有两根水平长直平行导 轨,导轨间有与导轨面垂直且方向相反的匀强磁场 B1 和 B2,B1 和 B2相互间隔,导 轨上有金属框 abcd。当磁场 B1 和 B2 同时以恒定速度沿导轨向右匀速运动时,金
属框也会由静止开始沿导轨向右运动。已知两导轨间距11=0.4m,两种磁场的宽 度均为h,2=lab,B1=B2=1.0T。金属框的质量m=0.1kg,电阻R-2.0Q。金属框受 到的阻力与其速度成正比，即F=m,k=0.08kgs,只考虑动生电动势。 a (1)开始时金属框处于图示位置，判断此时金属框中感应电流的方向。 (2)若磁场的运动速度始终为o=10m/s,在线框加速的过程中，某时刻线框速度 v1=7m/s,求此时线框的加速度a1的大小。 (3)若磁场的运动速度始终为o=10/s,求金属框的最大速度2的大小为多少？此 时装置消耗的总功率为多少？ 答案(1)沿abeda的方向 (2)4m/s2 (3)8m/s6.4W 解析(1)磁场以恒定速度沿导轨向右匀速运动，则由楞次定律可知金属框中感应 电流的方向是abcda的方向。 (2)根据楞次定律可知金属框与磁场同向运动，感应电动势E=2B1(0-v1) 感应电流1是= R 左右两边受到的安培力都为F*=Bl=2BL也 R 根据牛顿第二定律有2F-v1=ma1 解得此时金属框的加速度1=2她 m 代入数据解得a1=4m/s2。 (3)当金属框有最大速度时做匀速运动，所受合外力为零，2F'-k2=0 左右两边受到的安培力都为F'=B1=B2BL(o以=2L,v。 R R 代入数据解得最大速度2=8m/s 装置消耗的功率分克服阻力做功的功率和电功率两部分，克服阻力做功的功率 P1=F2=k22 代入数据解得P1=5.12W 电功率P是=2Bg R 代入数据解得P2=1.28W 此时装置消耗的功率P=P1+P2=6.4W
属框也会由静止开始沿导轨向右运动。已知两导轨间距 l1=0.4 m,两种磁场的宽 度均为 l2,l2=lab,B1=B2=1.0 T。金属框的质量 m=0.1 kg,电阻 R=2.0 Ω。金属框受 到的阻力与其速度成正比,即 Ff=kv,k=0.08 kg/s,只考虑动生电动势。 (1)开始时金属框处于图示位置,判断此时金属框中感应电流的方向。 (2)若磁场的运动速度始终为 v0=10 m/s,在线框加速的过程中,某时刻线框速度 v1=7 m/s,求此时线框的加速度 a1 的大小。 (3)若磁场的运动速度始终为 v0=10 m/s,求金属框的最大速度 v2 的大小为多少?此 时装置消耗的总功率为多少? 答案:(1)沿 abcda 的方向 (2)4 m/s2 (3)8 m/s 6.4 W 解析:(1)磁场以恒定速度沿导轨向右匀速运动,则由楞次定律可知金属框中感应 电流的方向是 abcda 的方向。 (2)根据楞次定律可知金属框与磁场同向运动,感应电动势 E=2Bl1(v0-v1) 感应电流 I=𝐸 𝑅 = 2𝐵𝑙1 (𝑣0 -𝑣1 ) 𝑅 左右两边受到的安培力都为 F 安=BIl1= 2𝐵 2 𝑙1 2 (𝑣0 -𝑣1 ) 𝑅 根据牛顿第二定律有 2F 安-kv1=ma1 解得此时金属框的加速度 a1= 2𝐹安 -𝑘𝑣1 𝑚 代入数据解得 a1=4 m/s2。 (3)当金属框有最大速度时做匀速运动,所受合外力为零,2F 安'-kv2=0 左右两边受到的安培力都为 F 安'=BI'l1=B· 2𝐵𝑙1 (𝑣0 -𝑣2 ) 𝑅 ·l1= 2𝐵 2 𝑙1 2 (𝑣0 -𝑣2 ) 𝑅 代入数据解得最大速度 v2=8 m/s 装置消耗的功率分克服阻力做功的功率和电功率两部分,克服阻力做功的功率 P1=Ff'v2=k𝑣2 2 代入数据解得 P1=5.12 W 电功率 P2= 𝐸' 2 𝑅 = [2𝐵𝑙1 (𝑣0 -𝑣2 )] 2 𝑅 代入数据解得 P2=1.28 W 此时装置消耗的功率 P=P1+P2=6.4 W