章末验收评估(四) 电磁感应
(期末复习学案)第四章 电磁感应 第五章 交变电流
第四、五章 电磁感应与交变电流 期末复习 学案【复习重点提要】1、楞次定律的应用2、法拉第电磁感应定律3、带电粒子在复合场中的运动。
如粒子选择器等。
【复习思路指导】第一步、掌握用楞次定律的判断感应电流的步骤。
第二步、法拉第电磁感应定律的应用（E= nΔΦ/Δt E= BLv Sinθ 第三步、交变电流产生的过程，关于交变电流的物理量。
第四步、理想变压器工作规律和远距离输电【复习方法指导】在复习的过程中要循序渐进，注重基础。
比如，各种磁体磁感线的分布。
【基础自主复习】一、电磁感应1.产生感应电流的条件是_______________________________。
2.在匀强磁场中_________与________磁场方向的面积的乘积叫穿过这个面的磁通量。
单位为______，符号为_____。
磁通量发生变化有如下三种情况：⑴_____________________⑵_____________________⑶________________3.楞次定律：感应电流具有这样的方向，感应电流的磁场总是_____引起感应电流的_____________。
应用楞次定律判断感应电流的方向的具体步骤为（1）明确_____________（2）判断_____________（3）确定_____________的方向（4）利用_____________反推感应电流的方向。
4.导体切割磁感线产生感应电流的方向用__________来判断较为简便。
5.楞次定律中的“阻碍”作用正是_____________________的反映。
愣次定律的另一种表述：感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因。
当问题不涉及感应电流的方向时，用另一种表述判断比较方便。
6.法拉第电磁感应定律: 电路中感应电动势的大小跟_______________________________,表达式为E=__________ 。
当导体在匀强磁场中做切割磁感线的相对运动时E=__________ ，θ是B 与v 之间的夹角。
电磁感应知识点
第四章电磁感应知识点(总7页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--第四章电磁感应第一模块：电磁感应、楞次定律（先介绍右手螺旋定则）『基础知识』一、划时代的发现1、奥斯特梦圆“电生磁”奥斯特实验：在1820年4月的一次讲演中，奥斯特碰巧在南北方向的导线下面放置了一枚小磁针、当电源接通时，小磁针居然转动了（如右图）。
随后的实验证明了电流的确能使磁针偏转，这种作用称为电流的磁效应。
突破：电与磁是联系的2、法拉第心系“磁生电”1831年8月29日，法拉第终于发现了电磁感应：把两个线圈绕在同一铁环上（如右图），一个线圈接入接到电源上，另一个线圈接入“电流表”，在给一个线圈通电或断电瞬间，另一个线圈也出现了电流，这种磁生电的效应终于被发现了。
物理学中把这种现象叫做电磁感应.由电磁感应产生的电流叫做感应电流.二、感应电流的产生1、N极插入、停在线圈中和抽出（S极插入、停在线圈中和抽出）有无感应电流（如图）。
磁铁动作表针摆动方向磁铁动作表针摆动方向极插入线圈偏转S极插入线圈偏转N极停在线圈中不偏转S极停在线圈中不偏转N极从线圈中抽出偏转S极从线圈中抽出偏转实验表明产生感应电流的条件与磁场的变化有关。
2、闭合回路中的一部分导体在磁场中做切割磁感应线运动时，导体中就产生感应电流。
实验表明磁场的强弱没有变化，但是导体棒切割磁感的运动是闭合的回路EFAB包围的面积在发生变化。
这种情况下线圈中同样有感应电流。
3、磁通量定义：磁感应强度B与面积S的乘积，叫做穿过这个面的磁通量定义式：φ=BS(B与S垂直) φ=BScosθ(θ为B与S之间的夹角)单位：韦伯(Wb)物理意义：表示穿过磁场中某个面的磁感线条数磁通量虽然是标量，但有正负之分。
三、楞次定律1、S极插入线圈和抽出线圈中会有感应电流，那么他的方向会如何呢。
条形磁铁运动的情况N 极向下插入线圈N 极向上拔出线圈S极向下拔出线圈S极向上插入线圈原磁场方向（向上或向下）?向下?向下?向上?向上穿过线圈的磁通量变化情况（增加或减少）?增加?减少?减少?增加感应电流的方向（流过灵敏电流计的方向）?向左?向右?向左?向右结论：楞次定律：感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化2、对楞次定律中阻碍二字的正确理解“阻碍”不是阻止，这里是阻而未止。
电磁感应 章末检测
章末检测试卷二(第一章)(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共计48分.1～8题为单选题，9～12题为多选题，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1．(2019·定州中学周练)在如图1所示的几种情况中，不能产生感应电流的是()图1A．甲图，竖直面内的矩形闭合导线框绕与线框在同一平面内的竖直轴在水平方向的匀强磁场中匀速转动的过程中B．乙图，水平面内的圆形闭合导线圈静止在磁感应强度正在增大的非匀强磁场中C．丙图，金属棒在匀强磁场中垂直于磁场方向匀速向右运动的过程中D．丁图，导体棒在水平向右的恒力F作用下紧贴水平固定的U形金属导轨运动的过程中答案 C2.如图2所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻R.金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下．现使磁感应强度随时间均匀减小，ab始终保持静止，下列说法正确的是()图2A．ab中的感应电流方向由b到aB．ab中的感应电流逐渐减小C．ab所受的安培力保持不变D．ab所受的静摩擦力逐渐减小答案 D解析磁感应强度随时间均匀减小，ab始终保持静止，所以闭合回路面积不发生改变，根据楞次定律和法拉第电磁感应定律可知，ab中产生由a到b的恒定电流，A、B错误；由于电流恒定，磁感应强度逐渐减小，所以安培力逐渐减小，静摩擦力与安培力是一对平衡力，所以静摩擦力逐渐减小，C 错误，D 正确．3．(2018·阳江市阳东区广雅中学高二上检测)如图3所示，一端接有定值电阻的平行金属轨道固定在水平面内，通有恒定电流的长直绝缘导线垂直并紧靠轨道固定，导体棒与轨道垂直且接触良好．在向右匀速通过M 、N 两区域的过程中，导体棒所受安培力分别用F M 、F N 表示，不计轨道电阻，以下叙述不正确的是( )图3A ．在M 区时通过R 的电流为b →aB ．在N 区时通过R 的电流为a →bC ．F M 向右且增大D ．F N 向左且减小 答案 C解析 根据直导线电流产生的磁场分布情况知，M 区的磁场方向垂直纸面向外，N 区的磁场方向垂直纸面向里．当导体棒匀速通过M 、N 两区时，由右手定则可知，选项A 、B 正确；根据左手定则可知，导体棒在M 、N 两区域运动时，受到的安培力均向左，离直导线越近，磁感应强度B 越大，F 安＝BIL ＝BL ·BL v R ＝B 2L 2v R ，F 安也越大，选项C 错误，D 正确．4. (2019·辽河油田二中高二期末)如图4，一个匝数为100匝的圆形线圈，面积为0.4 m 2，电阻为r ＝1 Ω.在线圈中存在面积为0.2 m 2的垂直线圈平面向外的匀强磁场区域，磁感应强度B ＝0.3＋0.15t (T)．将线圈两端a 、b 与一个阻值R ＝2 Ω的电阻相连接，b 端接地．则下列说法正确的是( )图4A ．通过电阻R 的电流方向向下B ．回路中的电流大小不变C ．电阻R 消耗的电功率为3 WD ．a 端的电势为－3 V 答案 B解析 磁通量随时间均匀增加，根据楞次定律可知，感应电流通过R 的方向向上，选项A 错误；由ΔBΔt ＝0.15 T/s 可知，回路中产生的感应电动势不变，则感应电流大小不变，选项B 正确；E ＝n ΔB Δt S ＝100×0.15×0.2 V ＝3 V ，则回路的电流I ＝E R ＋r ＝32＋1 A ＝1 A ，电阻R 消耗的电功率为P R ＝I 2R ＝2 W ，选项C 错误；R 两端的电压U R ＝IR ＝2 V ，即φb －φa ＝2 V ，因φb ＝0可得φa ＝－2 V ，选项D 错误．5.如图5所示，匀强磁场方向垂直矩形线框平面，先后两次将线框从磁场中同一位置匀速拉出有界磁场．第一次速度为v 1＝v ，第二次速度为v 2＝4v .则在先后两次过程中有( )图5A ．流过线框任一横截面的电荷量之比为1∶4B ．线框中感应电动势之比为1∶4C ．线框所受安培力大小之比为1∶8D ．沿运动方向作用在线框上的外力的功率之比为1∶8 答案 B解析 线框在磁场中运动产生感应电动势，E 1＝Bl v ，E 2＝4Bl v ，则E 1∶E 2＝1∶4，B 正确；电荷量q ＝I Δt ＝ΔΦR ，则q 1∶q 2＝1∶1，A 错误；安培力F ＝BIl ＝B 2l 2v R ，则F 1∶F 2＝1∶4，C 错误；由于匀速运动，外力的功率等于安培力的功率，P 外＝F ·v ＝B 2l 2v 2R ，则P外1∶P 外2＝1∶16，D 错误．6．(2019·青岛市调研)如图6甲所示，A 、B 为两个相同的环形线圈，共轴并靠近放置．若A 线圈中通有如图乙所示的变化电流i ，则下列说法正确的是( )图6A ．t 1到t 2时间内B 线圈电流方向与A 线圈内电流方向相反 B ．t 1到t 3时间内B 线圈电流方向一直没有发生变化C ．t 1时刻两线圈间作用力最大D．t2时刻两线圈间作用力最大答案 B解析在t1到t2时间内，若设逆时针(从左向右看)方向为正，则A线圈电流方向沿逆时针且逐渐减小，所以根据右手螺旋定则可判定穿过B线圈方向向左的磁通量减小，由楞次定律和右手螺旋定则可知，B线圈的电流沿逆时针方向，因此A、B中电流方向相同，故A错误；在t2到t3时间内，A线圈电流方向沿顺时针且逐渐增大，所以根据右手螺旋定则知，穿过B 线圈方向向右的磁通量增大，由楞次定律和右手螺旋定则可知，B线圈的电流沿逆时针方向，所以在t1到t3时间内B线圈电流方向为逆时针一直没有发生变化，故B正确；由题意可知，在t1时刻，线圈A中的电流最大，而磁通量的变化率为零，所以线圈B中感应电流为零，因此两线圈间作用力为零，故C错误；在t2时刻，线圈A中的电流为零，而磁通量的变化率是最大的，所以线圈B中感应电流也是最大，但A、B间的相互作用力为零，故D错误．7．(2019·长春十一中月考)如图7所示，等腰直角三角形AOB内部存在着垂直纸面向外的匀强磁场，OB在x轴上，长度为2L.纸面内一边长为L的正方形导线框的一边在x轴上，沿x 轴正方向以恒定的速度穿过磁场区域．规定顺时针方向为导线框中感应电流的正方向，t＝0时刻导线框正好处于图示位置．则下面四幅图中能正确表示导线框中感应电流i随位移x变化的是()图7答案 B解析根据法拉第电磁感应定律，当位移为0～L时，通过线框的磁通量均匀增加，产生顺时针的感应电流；当位移为L～2L时，右边切割磁感线的长度减小，左边切割磁感线的长度增大，由法拉第电磁感应定律可判断两个边切割磁感线产生的电流方向相反，所以合电流逐渐减小，在位移为1.5L时电流减小到零，随后左边切割磁感线的长度大于右边，电流反向，所以B选项正确．8．如图8所示，一刚性矩形铜制线圈从高处自由下落，进入一水平的匀强磁场区域，然后穿出磁场区域，则()图8A．若线圈进入磁场过程是匀速运动，则离开磁场过程一定是匀速运动B．若线圈进入磁场过程是加速运动，则离开磁场过程一定是加速运动C．若线圈进入磁场过程是减速运动，则离开磁场过程一定是加速运动D．若线圈进入磁场过程是减速运动，则离开磁场过程一定是减速运动答案 D解析线圈从高处自由下落，以一定的速度进入磁场，会受到重力和安培力．线圈全部进入磁场后只受重力，在磁场内部会做一段加速运动，所以线圈出磁场时的速度要大于进磁场的速度．若线圈进入磁场过程是匀速运动，说明重力等于安培力，离开磁场时安培力大于重力，就会做减速运动，故A错误．若线圈进入磁场过程是加速运动，说明重力大于安培力，离开磁场时安培力变大，安培力与重力大小关系无法确定，故B错误．若线圈进入磁场过程是减速运动，说明重力小于安培力，离开磁场时安培力变大，安培力仍然大于重力，所以也是减速运动，故C错误，D正确．9．有一个垂直于纸面的匀强磁场，它的边界MN左侧为无场区，右侧是匀强磁场区域，如图9甲所示．现让一个金属线框在纸平面内以垂直于MN方向的恒定速度从MN左侧进入匀强磁场区域，线框中的电流随时间变化的i－t图像如图乙所示，则进入磁场区域的金属线框可能是选项图中的()图9答案 BC解析 线框切割磁感线产生的感应电动势E ＝BL v ，设线框总电阻是R ，则感应电流I ＝BL vR ，由题图乙所示图像可知，感应电流先均匀变大，后恒定，最后均匀减小，由于B 、v 、R 是定值，则线框的有效长度L 应先均匀增加，后恒定，最后均匀减小．闭合圆环匀速进入磁场时，有效长度L 先变大，后变小，不符合题意，A 项错误；六边形线框进入磁场时，有效长度L 先均匀增大，后恒定，最后均匀减小，符合题意，B 项正确；梯形线框匀速进入磁场时，有效长度L 先均匀增大，后不变，最后均匀减小，符合题意，C 项正确；三角形线框匀速进入磁场时，有效长度L 先增大，后减小，不符合题意，D 项错误．10．电吉他中的拾音器的基本结构如图10所示，磁体附近的金属弦被磁化，当拨动金属弦时，拾音器中的线圈能将振动产生的声音信号转换为电信号并传送到音箱发出声音，下列说法正确的是( )图10A ．选用铜质弦，电吉他仍能正常工作B ．取走磁体，电吉他将不能正常工作C ．增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势D ．金属弦振动过程中，线圈中的电流方向不断变化 答案 BCD解析 选用铜质弦时，不会被磁化，不会产生电磁感应现象，电吉他不能正常工作，选项A 错误；取走磁体时，金属弦磁性消失，电吉他不能正常工作，选项B 正确；根据法拉第电磁感应定律可知，增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势，选项C 正确；根据楞次定律可知，金属弦振动过程中，线圈中的电流方向不断变化，选项D 正确．11.如图11所示，在磁感应强度为B 、方向竖直向下的匀强磁场中有一水平放置的U 形金属导轨，导轨宽度为L ，导轨左端连接一阻值为R 的电阻，导轨电阻不计．在导轨上垂直放置一根长度为L 、电阻为r 的金属棒MN ，金属棒与导轨接触良好，用外力拉着金属棒向右以速度v 做匀速运动，则金属棒运动过程中( )图11A ．金属棒中的电流方向为由N 到MB ．电阻R 两端的电压为BL vC ．金属棒受到的安培力大小为B 2L 2vR ＋rD ．电阻R 产生的焦耳热的功率为B 2L 2vR答案 AC解析 由右手定则可知金属棒MN 中的电流方向为由N 到M ，故A 正确；MN 产生的感应电动势为E ＝BL v ，则电阻R 两端的电压为U ＝RBL v R ＋r ，故B 错误；回路中感应电流大小为I ＝BL vR ＋r ，金属棒MN 受到的安培力大小为F ＝BIL ＝B 2L 2vR ＋r ，故C 正确；电阻R 产生的焦耳热的功率为P ＝I 2R ＝(BL vR ＋r)2R ＝B 2L 2v 2R(R ＋r )2，故D 错误．12．如图12甲所示，两根间距为L 的粗糙导轨水平放置，在导轨上垂直导轨放置一根导体棒MN ，导体棒MN 接入回路中电阻为R ，与导轨接触良好，且处在竖直向上的匀强磁场B 1中．导轨的左端与一个半径为l 的导线圈连接，P 、Q 两点距离很小，导线圈内存在着竖直向下的磁场B 2，B 2随时间变化的图像如图乙所示．已知导体棒MN 始终保持静止状态，导轨与导线圈电阻不计，则在B 2均匀减弱的过程中，下列说法正确的是( )图12A ．导体棒MN 受到水平向左的摩擦力B ．导体棒MN 受到水平向右的摩擦力C ．摩擦力大小为B 1πB 2Rt 2LD ．摩擦力大小为B 1πB 2l 2Rt 2L答案 BD解析 根据楞次定律可知，导线圈内的感应电流方向为顺时针，根据左手定则，导体棒MN 受到水平向左的安培力，根据平衡条件可知导体棒MN 受到水平向右的摩擦力，故B 正确，A 错误；根据法拉第电磁感应定律有E ＝ΔΦΔt ＝S ΔB Δt ＝B 2πl 2t 2，由欧姆定律可知I ＝ER ，安培力大小为F ＝B 1IL ，摩擦力大小为F f ＝F ＝πB 1B 2l 2LRt 2，故D 正确，C 错误．二、非选择题(本题共5小题，共计52分)13．(8分)(2018·南充市高级中学高二下期中)一灵敏电流计，当电流从它的正接线柱流入时，指针向正接线柱一侧偏转．现把它与一个线圈串联，将磁铁从线圈上方插入或拔出，如图13所示．请完成下列填空：图13(1)图甲中灵敏电流计指针的偏转方向为________．(填“偏向正极”或“偏向负极”) (2)图乙中磁铁下方的极性是________．(填“N 极”或“S 极”) (3)图丙中磁铁的运动方向是________．(填“向上”或“向下”)(4)图丁中线圈从上向下看的电流方向是________．(填“顺时针”或“逆时针”) 答案 (1)偏向正极(2分) (2)S 极(2分) (3)向上(2分) (4)顺时针(2分)解析 (1)磁铁向下运动，穿过线圈的磁通量增加，原磁场方向向下，根据楞次定律可知线圈中感应电流方向(从上向下看)为逆时针方向，即电流从正接线柱流入电流计，指针偏向正极． (2)由题图乙可知，电流从负接线柱流入电流计，根据安培定则，感应电流的磁场方向向下，又知磁通量增加，根据楞次定律可知，磁铁下方为S 极．(3)磁场方向向下，电流从负接线柱流入电流计，根据安培定则，感应电流的磁场方向向下，根据楞次定律可知，磁通量减小，磁铁向上运动．(4)磁铁向下运动，穿过线圈的磁通量增加，原磁场方向向上，根据楞次定律可知感应电流方向(从上向下看)为顺时针方向．14．(8分)(2019·黑龙江大庆实验中学月考)如图14甲所示，一个匝数n ＝100的圆形导体线圈，面积S 1＝0.4 m 2，电阻r ＝1 Ω.在线圈中存在面积S 2＝0.3 m 2的垂直线圈平面向外的匀强磁场区域，磁感应强度B 随时间t 变化的关系如图乙所示．有一个R ＝2 Ω的电阻，将其两端a 、b 分别与图甲中的圆形线圈相连接，求：图14(1)ab 两点间的电势差U ab ；(2)在0～4 s 时间内通过电阻R 的电荷量； (3)在0～4 s 时间内电阻R 上产生的热量． 答案 (1)－3 V (2)6 C (3)18 J解析 (1)由法拉第电磁感应定律可得E ＝n ΔBS 2Δt ，(1分) 解得E ＝4.5 V (1分) 电流I ＝Er ＋R ＝1.5 A(1分) U ab ＝－IR ＝－3 V(1分) (2)通过电阻R 的电荷量q ＝I Δt ＝6 C ．(2分) (3)由焦耳定律可得Q ＝I 2Rt ，得Q ＝18 J ．(2分)15．(10分)如图15所示，在匀强磁场中倾斜放置的两根平行光滑的金属导轨，它们所构成的导轨平面与水平面成θ＝30°角，平行导轨间距L ＝1.0 m ．匀强磁场方向垂直于导轨平面向下，磁感应强度B ＝0.2 T ．两根金属杆ab 和cd 可以在导轨上无摩擦地滑动．两金属杆的质量均为m ＝0.2 kg ，电阻均为R ＝0.2 Ω.若用与导轨平行的拉力作用在金属杆ab 上，使ab 杆沿导轨匀速上滑并使cd 杆在导轨上保持静止，整个过程中两金属杆均与导轨垂直且接触良好．金属导轨的电阻可忽略不计，取重力加速度g ＝10 m/s 2.求：图15(1)cd 杆受到的安培力F 安的大小； (2)通过金属杆的感应电流大小I ； (3)作用在金属杆ab 上拉力的功率．答案(1)1.0 N(2)5.0 A(3)20 W解析(1)金属杆cd静止在金属导轨上，所受安培力方向平行于导轨平面向上．则F安＝mg sin 30°(2分) 解得：F安＝1.0 N (1分) (2)F安＝BIL (1分) 解得：I＝5.0 A (1分) (3)金属杆ab所受安培力方向平行于导轨平面向下，金属杆ab在拉力F、安培力F安和重力mg沿导轨方向分力作用下匀速上滑，则F＝BIL＋mg sin 30°(2分) 根据法拉第电磁感应定律，金属杆ab上产生的感应电动势为E＝BL v (1分) 根据闭合电路欧姆定律，通过金属杆ab的电流I＝E2R(1分) 根据功率公式：P＝F v＝20 W (1分) 16.(12分)某同学设计一个发电测速装置，工作原理如图16所示．一个半径为R＝0.1 m的圆形金属导轨固定在竖直平面上，一根长为R的金属棒OA，A端与导轨接触良好，O端固定在圆心处的转轴上，转轴的左端有一个半径为r＝R3的圆盘，圆盘和金属棒能随转轴一起转动．圆盘上绕有不可伸长的细线，下端挂着一个质量为m＝0.5 kg的铝块．在金属导轨区域内存在垂直于导轨平面向右的匀强磁场，磁感应强度B＝0.5 T．a点与金属导轨相连，b点通过电刷与O端相连．测量a、b两点间的电势差U可求得铝块速度．铝块由静止释放，下落h＝0.3 m时，测得U＝0.15 V．(细线与圆盘间没有滑动，金属棒、导轨、导线及电刷的电阻均不计，重力加速度g＝10 m/s2)图16(1)测U时，与a点相接的是电压表的正极还是负极？(2)求此时铝块的速度大小；(3)求此下落过程中铝块损失的机械能．答案(1)正极(2)2 m/s(3)0.5 J解析(1)由右手定则判断，金属棒中电流方向为由O到A，则A端为等效电源正极，则与a 点相接的是电压表的正极．(2分)(2)由法拉第电磁感应定律得U ＝E ＝BR v (2分) v ＝12Rω(1分) 得U ＝12BωR 2(1分)圆盘和金属棒一起转动，则两者角速度相同，铝块的速度与圆盘边缘的线速度大小相等，(1分)v ＝rω＝13ωR(1分) 所以v ＝2U3BR ＝2 m/s.(1分)(3)ΔE ＝mgh －12m v 2(2分)解得ΔE ＝0.5 J ．(1分)17．(14分)如图17甲所示，一电阻不计且足够长的固定光滑平行金属导轨MN 、PQ 间距L ＝0.8 m ，其下端接有阻值R ＝3 Ω的电阻，导轨平面与水平面间的夹角θ＝30°.整个装置处于方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中．一质量m ＝0.1 kg 、阻值r ＝0.15 Ω的金属棒垂直导轨放置并用绝缘细线通过光滑的定滑轮与质量M ＝0.9 kg 的重物相连，左端细线连接金属棒中点且沿NM 方向．棒由静止释放后，沿NM 方向位移x 与时间t 之间的关系如图乙所示，其中ab 为直线．已知棒在0～0.3 s 内通过的电荷量是0.3～0.4 s 内通过电荷量的2倍，取g ＝10 m/s 2，求：图17(1)0～0.3 s 内棒通过的位移x 1的大小； (2)电阻R 在0～0.4 s 内产生的热量Q 1. 答案 (1)0.6 m (2)3 J解析 (1)棒在0～0.3 s 内通过的电荷量q 1＝I Δt 1(1分)平均感应电流I ＝ER ＋r(1分)回路中平均感应电动势E ＝Bx 1LΔt 1(1分)得q 1＝BLx 1R ＋r(1分)同理，棒在0.3～0.4 s 内通过的电荷量 q 2＝BL (x 2－x 1)R ＋r(1分)由题图乙读出0.4 s 时刻位移大小x 2＝0.9 m 又q 1＝2q 2联立解得x 1＝0.6 m ．(2分)(2)由题图乙知棒在0.3～0.4 s 内做匀速直线运动，棒的速度大小v ＝0.9－0.60.4－0.3 m /s ＝3 m/s(1分)0～0.4 s 内，对整个系统，根据能量守恒定律得 Q ＝Mgx 2－mgx 2sin θ－12(M ＋m )v 2(3分)代入数据解得Q ＝3.15 J (1分) 根据焦耳定律有Q 1Q＝RR ＋r(1分)代入数据解得Q 1＝3 J ． (1分)。
第四章 电磁感应练习
第四章电磁感应章末复习题1、彼此绝缘、相互垂直的两根通电直导线与闭合线圈共面，下图中穿过线圈的磁通量可能为零的是（）2、如图所示，两个同心放置的共面金属圆环a和b，一条形磁铁穿过圆心且与环面垂直，则穿过两环的磁通量Φa和Φb大小关系为：（）A.Φa＞ΦbB.Φa＜ΦbC.Φa＝ΦbD.无法比较3、关于感应电动势大小的下列说法中，正确的是（）A．线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大B．线圈中磁通量越大，产生的感应电动势一定越大C．线圈放在磁感强度越强的地方，产生的感应电动势一定越大D．线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势越大4、对于法拉第电磁感应定律，下面理解正确的是（）A．穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大B．穿过线圈的磁通量为零，感应电动势一定为零C．穿过线圈的磁通量变化越大，感应电动势越大D．穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大5、在水平放置的光滑绝缘杆ab上，挂有两个金属环M和N，两环套在一个通电密绕长螺线管的中部，如图5所示，螺线管中部区域的管外磁场可以忽略，当变阻器的滑动接头向左移动时，两环将怎样运动？（）A．两环一起向左移动B．两环一起向右移动C．两环互相靠近D．两环互相离开6、用相同导线绕制的边长为L或2L的四个闭合导体线框、以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场，如图所示。
在每个线框进入磁场的过程中，M、N两点间的电压分别为Ua 、Ub、Uc和Ud。
下列判断正确的是（）A Ua＜Ub＜Uc＜UdB Ua＜Ub＜Ud＜UcC Ua＝Ub＜Uc＝UdD Ub＜Ua＜Ud＜Uc 7、穿过某线圈的磁通量随时间的变化关系如图所示，在线圈内产生感应电动势最大值的时间段是（）A．0～2sB．2～4sC．4～6sD．6～10s8、半圆形导线框在匀强磁场中以速度v向右平动,(未离开磁场前)正确的是：( )A．整个线框中感应电动势为零B．线框中各部分导体均产生感应电动势C．闭合线框中无感应电流D．在不计摩擦的条件下,维持线框匀速运动不需要外力9、如图所示，两平行的虚线间的区域内存在着有界匀强磁场，有一较小的三角形线框abc的ab边与磁场边界平行，现使此线框向右匀速穿过磁场区域，运动过程中始终保持速度方向与ah边垂直．则下列各图中哪一个可以定性地表示线框在上述过程中感应电流随时间变化的规律？（）10、当穿过线圈中的磁通量发生变化时，下列说法中正确的是（）A、线圈中一定有感应电流B、线圈中没有感应电动势C、感应电动势的大小与磁通量的变化成正比D、感应电动势的大小与线圈电阻无关11、自感电动势的大小（）A、跟通过线圈的电流大小有关系B、跟线圈中的磁通量变化的大小有关系C、跟线圈中的电流变化大小有关系D、跟线圈中的电流变化快慢有关系12、如图所示，水平导轨的电阻忽略不计，金属棒ab和cd的电阻分别为Rab和Rcd，且Rab＞Rcd，处于匀强磁场中。
人教版高中物理选修3-2课件-第四章电磁感应综合评估
12．(8 分)学习了法拉第电磁感应定律后，为了定量验证感应 电动势 E 与时间 Δt 成反比，某小组同学设计了如图所示的实验装 置：线圈和光电门固定在水平光滑轨道上，强磁铁和挡光片固定 在运动的小车上；每当小车在轨道上运动经过光电门时，光电门 会记录下挡光片的挡光时间 Δt，同时触发接在线圈两端的电压传 感器记录下在这段时间内线圈中产生的感应电动势 E.利用小车末 端的弹簧将小车以不同的速度从轨道的最右端弹出，就能得到一 系列的感应电动势 E 和挡光时间 Δt.
通过电阻 R1 的电流与通过电阻 R2 的电流相等，即 I1＝I2＝2I＝ B3Rlv，则电阻 R1 消耗的热功率 P1＝I21R＝B92lR2v2＝F6v，电阻 R2 消 耗的热功率 P2＝I22R＝F6v.棒与导轨间的摩擦力 Ff＝μmgcosθ，故
因摩擦而消耗的热功率为 P＝Ffv＝μmgvcosθ；由能量的转化知， 整个装置中消耗的机械功率为安培力的功率和摩擦力的功率之 和，即 P 机＝Fv＋Ffv＝(F＋μmgcosθ)v.由以上分析可知，B、C、 D 选项正确．
8．如图所示，空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为 B， 方向相反且垂直纸面，MN、PQ 为其边界，OO′为其对称轴．一 导线折成边长为 l 的正方形闭合回路 abcd，回路在纸面内以恒定
速度 v0 向右运动，当运动到关于 OO′对称的位置时( ABD )
A．穿过回路的磁通量为零 B．回路中感应电动势大小为 2Blv0 C．回路中感应电流的方向为顺时针方向 D．回路中 ab 边与 cd 边所受安培力方向相同
的速度为 v 时，受到安培力的大小为 F，此时( BCD )
A．电阻 R1 消耗的热功率为 Fv/3 B．电阻 R2 消耗的热功率为 Fv/6 C．整个装置因摩擦而消耗的热功率为 μmgvcosθ D．整个装置消耗的机械功率为(F＋μmgcosθ)v
高中物理 第四章 电磁感应章末复习方案与全优评估课件 新人教版选修3-2.ppt
12
(1)通电导体在磁场中会受到安培力的作用，所以电 磁感应问题往往和力学问题有着千丝万缕的联系。解决 这类问题的基本方法是：
①利用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定电路中 电动势的大小和方向。
②利用闭合电路欧姆定律计算回路中的感应电流。 ③分析导体的受力情况。 ④列出动力学方程或平衡方程并求解。
E＝Bl(v1＋v2)
④
I＝ER
⑤
F 安＝BIl
⑥
16
a1t＝v1
⑦
a2t＝v2
⑧
联立①～⑧式解得：v1∶v2＝2∶1
⑨
(2)当两杆达到最大速度时，对 M′N′杆则有：
2mg－F 安＝0
⑩
联立④⑤⑥⑨⑩解得 v1＝43mBg2lR2 ，v2＝23mBg2lR2 。
[答案]
(1)2∶1
4mgR (2) 3B2l2
[答案] B
7
(1)电磁感应中常涉及磁感应强度B、磁通量Φ、感 应电动势E、感应电流I、安培力F安或外力F外随时间t变 化的图像，即B－t图、Φ－t图、E－t图、I－t图、F－t 图。对于切割磁感线产生感应电动势和感应电流的情况， 还常涉及感应电动势E和感应电流I随位移x变化的图像， 即E－x图、I－x图等。
一载流长直导线和一矩形导线框固定在同一
平面内，线框在长直导线右侧，且其长边与
长直导线平行。已知在t＝0到t＝t1的时间间 隔内，直导线中电流i发生某种变化，而线框 图4－2
中的感应电流总是沿顺时针方向；线框受到的安培力的合
力先水平向左、后水平向右。设电流i正方向与图中箭头
所示方向相同，则i随时间t变化的图线可能是
方向如何？
20
(2)当ab边到达gg′与ff′的正中间位置时，线框又恰好 做匀速运动，则线框从开始进入上部磁场到ab边到达gg′ 与ff′的正中间位置的过程中，线框中产生的焦耳热为多 少？(线框的ab边在运动过程中始终与磁场边界平行，不 计摩擦阻力)
人教版3-2《第四章 电磁感应》章末总结(课件) (共30张PPT)
(1)由给定的电磁感应过程选出或画出正确图象; (2)由给定的有关图象分析电磁感应过程,求解相应的物理量。 不管是何种类型,电磁感应中的图象问题常需利用右手定则、楞次 定律和法拉第电磁感应定律等分析解决。
人教版 高中物理选修3-2
《第四章 电磁感应》章末总结
知识网络
电流的磁效应 划时代的发现 电磁感应现象
产生感应电流的条件:穿过闭合电路的磁通量发生变化
电磁感应现象
感应电流的大小:法拉第电磁感应定律
������
=
������
������ ������
(适用于所有情况)
������ = ������������������sin������(适用于导线切割磁感线的情况)
(3)利用 E=nΔΔ������������或 E=BLvsin θ 求感应电动势的大小。 (4)分析电路结构,画出等效电路图,利用欧姆定律和 串、并联电路的规律求解。
2.电磁感应的过程本质是其他能转化 为电能的过程,产生的电能又同时转化为其 他能量,所以,电磁感应问题往往与能的转化 与守恒相联系,解决这类问题要搞清能量的 转化过程。
【解析】火车做匀加速运动，速度为 v v0 at ，以火车为参照系，线圈是运动的，线 圈 左 （ 或 右 ） 边 切 割 磁 感 线 产 生 的 感 应 电 动 势 为 E BLv ， 线 圈 两 端 的 电 压 u E BLv BLv0 BLat ，由此可知，u 随时间均匀增大．线圈完全磁场中时，磁通
高中物理 第4章 电磁感应章末总结同步备课课件 新人教版选修3-2.pptx
2.力和运动分析 (1)受力分析：分析研究对象(常为金属杆、导体线圈等)的受力情况，尤 其注意安培力的方向. (2)运动分析：根据力与运动的关系，确定出运动模型，根据模型特点， 找到解决途径. 3.功和能量分析 (1)做功分析，找全力所做的功，弄清功的正、负. (2)能量转化分析，弄清哪些能量增加，哪些能量减小，根据功能关系、 能量守恒定律列方程求解.
感 的电
应用和防止
应
磁感 应现 象)
涡流
定义：块状金属在 变化 的磁场中产生的环形感应电流 电磁阻尼
应用
电磁驱动
7
2
题型探究
8
一、楞次定律的理解与应用
1.感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化.感应电流的 磁场方向不一定与原磁场方向相反，只有在磁通量增加时两者才相反， 而在磁通量减少时两者是同向的. 2.“阻碍”并不是“阻止”，而是“延缓”，回路中的磁通量变化的 趋势不变，只不过变化得慢了. 3.“阻碍”的表现：增反减同、来拒去留等.
解析
图3
18
(2)a、b两点间电压Uab；
答案 2.4 V 解析 等效电路如图所示.
a、b两点间电压Uab等于定值 电阻R1两端的电压，则 Uab＝R1＋E R2R1＝2.4 V.
20
(3)2 s内通过R1的电荷量q.
答案 0.8 C
解析 2 s内的磁感应强度变化量为 ΔB＝ΔΔBt ·t＝0.2×2 T＝0.4 T 通过R1的电荷量为
24
例4 如图4 所示，两根足够长的平行金属
导轨固定在倾角θ＝30°的斜面上，导轨电
阻不计，间距L＝0.4 m，导轨所在空间被分
图2
13
答案 解析
√
14
高中物理选修3-2精品学案：第四章 电磁感应 章末总结
章末总结一、“三定则、一定律”的应用“三定则”指安培定则、左手定则和右手定则，“一定律”指楞次定律。
1．“三定则、一定律”的应用技巧1个条件：感应电流产生的条件⎩⎨⎧闭合回路磁通量变化2种方法：判断感应电流方向⎩⎨⎧楞次定律右手定则2个原则：(1)无论是“安培力”还是“洛伦兹力”，只要是“力”都用左手判断；(2)“电生磁”或“磁生电”均用右手判断。
2．用楞次定律判定感应电流方向的基本思路“一原、二感、三电流”：①明确研究回路的原磁场——弄清研究的回路中原磁场的方向及磁通量的变化情况；②确定感应电流的磁场——根据楞次定律中的“阻碍”原则，结合原磁场磁通量变化情况，确定感应电流的磁场的方向；③判定电流方向——根据感应电流的磁场方向，运用安培定则判断感应电流的方向。
3．楞次定律中“阻碍”的主要表现形式(1)阻碍原磁通量的变化——“增反减同”；(2)阻碍相对运动——“来拒去留”；(3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”；(4)阻碍原电流的变化(自感现象)——“增反减同”。
[例1] (多选)安培曾做过如图1所示的实验：把绝缘导线绕制成线圈，在线圈内部悬挂一个用薄铜片制成的圆环，取一条形磁铁置于铜环的右侧，条形磁铁的右端为N 极。
闭合开关，电路稳定后，发现铜环静止不动，安培由此错失发现电磁感应现象的机会。
实际上，在电路接通的瞬间( )图1A．从左侧看，铜环中有逆时针方向的感应电流B．从左侧看，铜环中有顺时针方向的感应电流C．铜环会远离磁铁D．铜环会靠近磁铁[解析]条形磁铁的磁场穿过铜环的磁通量由左向右，闭合开关，线圈通电后，由安培定则可知，线圈的磁场穿过铜环的磁通量由右向左，引起穿过铜环的由左向右的磁通量减小，由楞次定律可知，铜环产生的感应电流的磁场向右，再由安培定则可知，从左侧看，铜环中有顺时针方向的感应电流，铜环相当于小磁体右N左S，与原磁铁相互吸引，所以铜环会靠近磁铁。
[答案]BD[针对训练1]如图2所示，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路。
高中物理 第四章 电磁感应章末质量评估 新人教版选修3-2
亲爱的同学：这份试卷将再次记录你的自信、沉着、智慧和收获，我们一直投给你信任的目光……学习资料专题第四章电磁感应章末质量评估(一)(时间：90分钟分值：100分)一、单项选择题(本题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求)1．如图所示，a、b是两个同平面、同心放置的金属圆环，条形磁铁穿过圆环且与两环平面垂直，则穿过两圆环的磁通量Φa、Φb的大小关系为( )A．Φa>Φb B．Φa<ΦbC．Φa＝Φb D．不能比较解析：条形磁铁磁场的磁感线的分布特点是：①磁铁内外磁感线的条数相同；②磁铁内外磁感线的方向相反；③磁铁外部磁感线的分布是两端密、中间疏．两个同心放置的同平面的金属圆环与磁铁垂直且磁铁在中央时，通过其中的磁感线的俯视图如图所示，穿过圆环的磁通量Φ＝Φ进－Φ出，由于两圆环面积S a<S b，两圆环的Φ进相同，而Φ出a<Φ出b，所以穿过两圆环的有效磁通量Φa>Φb，故A正确．答案：A2．如图所示，一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上，细线从一水平金属圆环中穿过．现将环从位置Ⅰ释放，环经过磁铁到达位置Ⅱ.设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为F T1和F T2，重力加速度大小为g，则( )A ．F T1>mg ，F T2>mgB ．F T1<mg ，F T2<mgC ．F T1>mg ，F T2<mgD ．F T1<mg ，F T2>mg解析：当圆环经过磁铁上端时，磁通量增加，根据楞次定律可知磁铁要把圆环向上推，根据牛顿第三定律可知圆环要给磁铁一个向下的磁场力，因此有F T1>mg .当圆环经过磁铁下端时，磁通量减少，根据楞次定律可知磁铁要把圆环向上吸，根据牛顿第三定律可知圆环要给磁铁一个向下的磁场力，因此有F T2>mg ，所以只有A 正确．答案：A3．电磁炉是利用电磁感应现象产生的涡流，使锅体发热从而加热食物．下列相关的说法中正确的是( )A ．电磁炉中通入电压足够高的直流电也能正常工作B ．锅体中涡流的强弱与磁场变化的频率有关C ．金属或环保绝缘材料制成的锅体都可以利用电磁炉来烹饪食物D ．电磁炉的上表面一般都用金属材料制成，以加快热传递、减少热损耗解析：直流电不能产生变化的磁场，在锅体中不能产生感应电流，电磁炉不能使用直流电，故A 错误；锅体中涡流的强弱与磁场变化的频率有关，故B 正确；锅体只能用铁磁性导体材料，不能使用绝缘材料制作锅体，故C 错误；电磁炉的上表面如果用金属材料制成，使用电磁炉时，上表面材料发生电磁感应要损失电能，电磁炉上表面要用绝缘材料制作，故D 错误．答案：B4．如图所示，边长为l 的正方形导体框匀速地从磁场左边穿过磁场运动到磁场右边，磁场的宽度为d ，线框的速度为v .若l ＜d ，则线框中存在感应电流的时间为( )A.l vB.2lvC.d vD.2dv解析：线框从开始进到完全进入，从开始出到完全出来的过程，线框中存在感应电流．所以线框中存在感应电流的时间t ＝l v ＋l v＝2lv，故选项B 正确．答案：B5.如图所示，闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度的大小随时间变化．下列说法正确的是( )①当磁感应强度增大时，线框中的感应电流可能减小 ②当磁感应强度增大时，线框中的感应电流一定增大 ③当磁感应强度减小时，线框中的感应电流一定增大 ④当磁感应强度减小时，线框中的感应电流可能不变A ．只有②④正确B ．只有①③正确C ．只有②③正确D ．只有①④正确解析：I ＝E R ，而由法拉第电磁感应定律E ＝n ΔΦΔt得E 与B 的增大还是减小无关，而与磁通量的变化率有关．答案：D6．物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验”．如图，她把一个带铁芯的线圈L 、开关S 和电源用导线连接起来后，将一金属套环置于线圈L 上，且使铁芯穿过套环，闭合开关S 的瞬间，套环立刻跳起．某同学另找来器材再探究此实验．他连接好电路，经重复实验．线圈上的套环均未动．对比老师演示的实验，下列四个选项中，导致套环未动的原因可能是( )A ．线圈接在了直流电源上B ．电源电压过高C ．所选线圈的匝数过多D ．所用套环的材料与老师的不同解析：金属套环跳起的原因是开关S 闭合时，套环上产生的感应电流与通电螺线管上的电流相互作用而引起的．线圈接在直流电源上，S 闭合时，金属套环也会跳起．电压越高，线圈匝数越多，S 闭合时，金属套环跳起越剧烈．若套环是非导体材料，则套环不会跳起．故选项A 、B 、C 错误，选项D 正确．答案：D7．铁路上使用一种电磁装置向控制中心传输信号以确定火车的位置．能产生匀强磁场的磁铁被安装在火车首节车厢下面，如图甲所示(俯视图)．当它经过安放在两铁轨间的线圈时，便会产生一电信号，被控制中心接收．当火车通过线圈时，若控制中心接收到的线圈两端的电压信号如图乙所示，则说明火车在做( )图甲 图乙A ．匀速直线运动B ．匀加速直线运动C ．匀减速直线运动D ．加速度逐渐增大的变加速直线运动 答案：B8．如图所示，闭合线圈abcd 从高处自由下落一段时间后垂直于磁场方向进入一有界磁场．从ab 边刚进入磁场到cd 边刚进入磁场的这段时间内，下列说法正确的是( )A ．a 端的电势高于b 端B ．ab 边所受安培力方向为水平向左C ．线圈可能一直做匀速运动D ．线圈可能一直做匀加速直线运动解析：此过程中ab 边始终切割磁感线，ab 边为电源，由右手定则可知电流为逆时针方向，由a 流向b ，电源内部电流从低电势流向高电势，故a 端的电势低于b 端，选项A 错误；由左手定则可知ab 边所受安培力方向竖直向上，选项B 错误；如果刚进入磁场时安培力等于重力，则一直匀速进入，如果安培力不等于重力，则mg －B 2l 2v R＝ma ，做变加速运动，选项C 正确，D 错误．答案：C9．在如图所示的电路中，a 、b 为两个完全相同的灯泡，L 为自感线圈，E 为电源，S为开关．关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序，下列说法正确的是( )A．合上开关，a先亮，b逐渐变亮；断开开关，a、b同时熄灭B．合上开关，b先亮，a逐渐变亮；断开开关，a先熄灭，b后熄灭C．合上开关，b先亮，a逐渐变亮；断开开关，a、b同时熄灭D．合上开关，a、b同时亮；断开开关，b先熄灭，a后熄灭解析：合上开关S后，电流由零突然变大，电感线圈产生较大的感应电动势，阻碍电流的增大，故I b>I a，随电流逐渐增大至稳定过程，电感的阻碍作用越来越小，故合上开关，b 先亮，a逐渐变亮；开关S断开后，由于电感L产生自感电动势，灯a、b回路中电流要延迟一段时间再熄灭，且同时熄灭，故选C.答案：C10.如图所示，一个有弹性的金属圆环被一根橡皮绳吊于通电直导线的正下方，直导线与圆环在同一竖直面内，当通电直导线中电流增大时，弹性圆环的面积S和橡皮绳的长度l 将( )A．S增大，l变长B．S减小，l变短C．S增大，l变短D．S减小，l变长解析：当通电直导线中电流增大时，穿过金属圆环的磁通量增大，金属圆环中产生感应电流，根据楞次定律，感应电流要阻碍磁通量的增大：一是用缩小面积的方式进行阻碍；二是用远离直导线的方法进行阻碍，故D正确．答案：D二、多项选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分．在每小题给出的四个选项中有多项符合题目要求，全部选对得6分，漏选得3分，错选或不选得0分) 11．为了研究磁通量变化时感应电流的方向，先通过右图确定电流通过检流计时指针的偏转方向．实验过程中，竖直放置的线圈固定不动，将条形磁铁从线圈上方插入或拔出，线圈和检流计构成的闭合回路中就会产生感应电流．下列各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈运动的方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况，其中下列正确的是( )A BC D解析：选项A 中条形磁铁向下插入线圈中时，向下穿过线圈的磁通量逐渐增大，所以感应电流产生的磁场方向向上，根据安培定则可知，选项A 错误，同理可知，选项B 错误，选项C 、D 正确．答案：CD12.如图所示，先后以速度v 1和v 2匀速把一矩形线圈水平拉出有界匀强磁场区域，v 1＝2v 2，则在先后两种情况下( )A ．线圈中的感应电动势之比为E 1∶E 2＝2∶1B ．线圈中的感应电流之比为I 1∶I 2＝1∶2C ．线圈中产生的焦耳热之比Q 1∶Q 2＝1∶4D ．通过线圈某截面的电荷量之比q 1∶q 2＝1∶1解析：根据E ＝Blv ∝v 以及v 1＝2v 2，可知，选项A 正确；因为I ＝E R∝E ，所以I 1∶I 2＝2∶1，选项B 错误；线圈中产生的焦耳热Q ＝I 2Rt ＝E 2R t ＝B 2l 2v 2R ·l v ＝B 2l 3vR∝v ，所以Q 1∶Q 2＝2∶1，选项C 错误；根据q ＝It ＝ΔΦRt ·t ＝ΔΦR 或者q ＝It ＝E R ·t ＝Blv R ·l v ＝Bl 2R ＝BSR，可见，选项D 正确．答案：AD13．单匝线圈所围的面积为0.1 m 2，线圈电阻为1 Ω.规定线圈中感应电流I 的正方向从上往下看是顺时针方向，如图甲所示．磁场的磁感应强度B 随时间t 的变化规律如图乙所示．则以下说法正确的是( )图甲 图乙 A ．在时间0～5 s 内，I 的最大值为0.01 A B ．在第4 s 时刻，I 的方向为逆时针C ．前2 s 内，通过线圈某截面的总电荷量为0.01 CD ．第3 s 内，线圈的发热功率最大解析：E ＝n ΔΦΔt ＝n ΔB Δt ·S ，由题图乙知，在0～5 s 内，0时刻ΔBΔt 最大，此时E ＝0.01V ，所以I ＝E R＝0.01 A ，A 正确；在第4 s 时刻，B 处于减少过程中，由楞次定律得I 的方向为逆时针，B 正确；前2 s 内，q ＝I ·Δt ＝ER·Δt ＝nΔΦΔtRΔt ＝n ΔΦR＝0.01 C ，C 正确；第3 s 内，B 不变，I ＝0，D 错误．答案：ABC14．如图所示，光滑的水平地面上方有两个磁感应强度大小均为B 、方向相反的垂直于纸面的水平匀强磁场，PQ 为两个磁场的边界，磁场范围足够大．一个位于纸面内的半径为a 、质量为m 、电阻为R 的金属圆环沿垂直于磁场方向的速度v 从如图所示的位置开始运动，当圆环运动到其直径刚好与边界线PQ 重合时，圆环的速度为v2，则下列说法正确的是( )A ．此时圆环中的电功率为4B 2a 2v2RB ．此时圆环的加速度为4B 2a 2v mRC ．此过程中通过圆环截面的电荷量为πBa 2RD ．此过程中回路产生的电能为0.75mv 2解析：感应电动势E ＝2·B ·2a ·v 2＝2Bav ，感应电流I ＝E R ＝2Bav R，此时圆环中的电功率P ＝I 2R ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫2Bav R 2R ＝4B 2a 2v 2R ，安培力F ＝2B ·2aI ＝4BaI ＝8B 2a 2v R ，此过程中通过圆环截面的电荷量q ＝I ·Δt ＝ΔΦΔt ·R ·Δt ＝ΔΦR ＝πBa 2R ，此过程中产生的电能E 电＝12mv 2－12m ⎝ ⎛⎭⎪⎫v 22＝38mv 2.综上可知，选项A 、C 正确． 答案：AC三、实验题(10分)15．在研究电磁感应现象的实验中，所需的实验器材如图所示．现已用导线连接了部分实验电路．(1)请画实线作为导线从箭头1和2处连接其余部分电路．(2)实验时，将线圈L 1插入线圈L 2中，闭合开关的瞬间，观察到检流计的指针发生偏转，这个现象揭示的规律是_______________．(3)某同学设想使线圈L 1中电流逆时针(俯视)流动，线圈L 2中电流顺时针(俯视)流动，可行的实验操作是________．A ．抽出线圈L 1B ．插入软铁棒C ．使变阻器滑片P 左移D ．断开开关解析：(1)将箭头1、线圈L 1、箭头2依次连接起来组成闭合回路。
高中物理 第四章 电磁感 章末质量评估高中物理试题
积盾市安家阳光实验学校章末质量评估（一）（时间：90分钟分值：100分）一、单项选择题（本题共10小题，每小题3分，共30分.在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求）1.下列说法正确的是（）A.奥斯特发现了电流磁效；法拉第发现了电磁感现象B.闭合电路在磁场中做切割磁感线运动，电路中一会产生感电流C.线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感电动势一越大D.涡流的形成不遵循法拉第电磁感律解析：由物理学史可知A正确；B项中做切割磁感线运动且使磁通量变化才产生感电流，故B错误；C项中，感电动势与磁通量变化率成正比，故C错误；涡流也是感电流，也遵循法拉第电磁感律，D项错误.答案：A2.如图所示，一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上，细线从一水平金属圆环中穿过.现将环从位置Ⅰ释放，环经过磁铁到达位置Ⅱ.设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为F T1和F T2，重力加速度大小为g，则（）A.F T1>mg，F T2>mgB.F T1<mg，F T2<mgC.F T1>mg，F T2<mgD.F T1<mg，F T2>mg解析：当圆环经过磁铁上端时，磁通量增加，根据楞次律可知磁铁要把圆环向上推，又根据牛顿第三律可知圆环要给磁铁一个向下的磁场力，因此有F T1>mg.当圆环经过磁铁下端时，磁通量减少，根据楞次律可知磁铁要把圆环向上吸，又根据牛顿第三律可知圆环要给磁铁一个向下的磁场力，因此有F T2>mg，所以只有A正确.答案：A3.如图所示，通电螺线管两侧各悬挂一个小铜环，铜环平面与螺线管截面平行，当开关S接通一瞬间，两铜环的运动情况是（）A.同时向两侧推开B.同时向螺线管靠拢C.一个被推开，一个被吸引，但因电源正负极未知，无法具体判断D.同时被推开或同时向螺线管靠拢，但因电源正负极未知，无法具体判断解析：通电前，穿过两个铜环的磁通量均为零，通电时，穿过两个铜环的磁通量突然增大，根据楞次律，两铜环向两侧推开.答案：A4.如图所示，边长为l的正方形导体框匀速地从磁场左边穿过磁场运动到磁场右边，磁场的宽度为d，线框的速度为v.若l＜d，则线框中存在感电流的时间为（）A.l vB.2l vC.dvD.2d v解析：线框从开始进到完全进入，从开始出到完全出来的过程，线框中存在感电流.所以线框中存在感电流的时间t ＝l v ＋l v ＝2lv，故选项B 正确.答案：B5.如图所示，闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中，匀强磁场的磁感强度的大小随时间变化.下列说法正确的是（ ）①当磁感强度增大时，线框中的感电流可能减小 ②当磁感强度增大时，线框中的感电流一增大 ③当磁感强度减小时，线框中的感电流一增大 ④当磁感强度减小时，线框中的感电流可能不变A.只有②④正确B.只有①③正确C.只有②③正确D.只有①④正确解析：I ＝E R ，而由法拉第电磁感律E ＝n ΔΦΔt得E 与B 的增大还是减小无关，而与磁通量的变化率有关.答案：D6.材料、粗细相同，长度不同的电阻丝做成ab 、cd 、ef 三种形状的导线，分别放在电阻可忽略的光滑金属导轨上，并与导轨垂直，如图所示，匀强磁场方向垂直导轨平面向内.外力使导线水平向右做匀速运动，且每次外力所做功的功率相同，已知三根导线在导轨间的长度关系是L ab <L cd <L ef ，则（ ）A.ab 运动速度最大B.ef 运动速度最大C.三根导线每秒产生的热量不同D.因三根导线切割磁感线的有效长度相同，故它们产生的感电动势相同解析：三根导线长度不同，故它们连入电路的阻值不同，有R ab <R cd <R ef .但它们切割磁感线的有效长度相同，根据P ＝Fv ，I ＝Blv R ，F ＝BIl ，可得v 2＝PR B 2l2，所以三根导线的速度关系为v ab <v cd <v ef ，A 错误，B 正确.根据E ＝Blv ，可知三者产生的电动势不同，D 错误.运动过程中外力做功转化为内能，故C 错误.答案：B7.铁路上使用一种电磁装置向控制中心传输信号以确火车的位置.能产生匀强磁场的磁铁被安装在火车首节车厢下面，如图甲所示（俯视图）.当它经过安放在两铁轨间的线圈时，便会产生一电信号，被控制中心接收.当火车通过线圈时，若控制中心接收到的线圈两端的电压信号如图乙所示，则说明火车在做（ ）图甲 图乙A.匀速直线运动B.匀加速直线运动C.匀减速直线运动D.加速度逐渐增大的变加速直线运动 答案：B8.如图所示，闭合线圈abcd 从高处自由下落一段时间后垂直于磁场方向进入一有界磁场.从ab 边刚进入磁场到cd 边刚进入磁场的这段时间内，下列说法正确的是（ ）A.a 端的电势高于b 端B.ab 边所受安培力方向为水平向左C.线圈可能一直做匀速运动D.线圈可能一直做匀加速直线运动解析：此过程中ab 边始终切割磁感线，ab 边为电源，由右手则可知电流为逆时针方向，由a 流向b ，电源内部电流从低电势流向高电势，故a 端的电势低于b 端，选项A 错误；由左手则可知ab 边所受安培力方向竖直向上，选项B 错误；如果刚进入磁场时安培力于重力，则一直匀速进入，如果安培力不于重力，则mg －B 2l 2v R＝ma ，做变加速运动，选项C 正确，D 错误.答案：C9.在如图所示的电路中，a 、b 为两个完全相同的灯泡，L 为自感线圈，E 为电源，S 为开关.关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序，下列说法正确的是（ ）A.合上开关，a 先亮，b 逐渐变亮；断开开关，a 、b 同时熄灭B.合上开关，b 先亮，a 逐渐变亮；断开开关，a 先熄灭，b 后熄灭C.合上开关，b 先亮，a 逐渐变亮；断开开关，a 、b 同时熄灭D.合上开关，a 、b 同时亮；断开开关，b 先熄灭，a 后熄灭解析：合上开关S 后，电流由零突然变大，电感线圈产生较大的感电动势，阻碍电流的增大，故I b >I a ，随电流逐渐增大至稳过程，电感的阻碍作用越来越小，故合上开关，b 先亮，a 逐渐变亮；开关S 断开后，由于电感L 产生自感电动势，灯a 、b 回路中电流要延迟一段时间再熄灭，且同时熄灭，故选C.答案：C10.如图所示，用丝线悬挂一个金属环，金属环套在一个通电螺线管上，并处于螺线管央位置.如通入螺线管中的电流突然增大，则（ ）A.圆环会受到沿半径向外拉伸的力B.圆环会受到沿半径向里挤压的力C.圆环会受到向右的力D.圆环会受到向左的力解析：无论通入螺线管的电流是从a 流向b 还是从b 流向a ，电流增大时，穿过金属环的磁通量必增加.由于穿过金属环的磁通量由螺线管内、外两方向相反的磁通量共同决，其效磁场方向由管内磁场方向决.根据楞次律，环内感电流的磁场要阻碍引起感电流的磁通量的变化，即要阻碍穿过环的磁通量的增加，因此有使环扩张的趋势，从而使环受到沿半径向外拉伸的力.答案：A二、多项选择题（本题共4小题，每小题6分，共24分.在每小题给出的四个选项中有多项符合题目要求，选对得6分，漏选得3分，错选或不选得0分）11.今将磁铁缓慢或者迅速地插入一闭合线圈中（始末位置相同），试对比在上述两个过程中，相同的物理量是（ ）A.磁通量的变化量B.磁通量的变化率C.线圈中产生的感电流D.流过线圈导线截面的电荷量解析：由ΔΦ＝Φ2－Φ1和题意知，A 选项正确.因Δt 1和Δt 2不，故ΔΦΔt 不同，B 选项错误，由E ＝n ΔΦΔt 知，感电动势不相，故C 选项错误；由q ＝nΔΦR ＋r 知D 选项正确.答案：AD12.如图所示，在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，现接通交流电源，过了几分钟，杯内的水沸腾起来.若要缩短上述加热时间，下列措施可行的有 （ ）A.增加线圈的匝数B.提高交流电源的频率C.将金属杯换为瓷杯D.取走线圈中的铁芯解析：当线圈上通交流电时，金属杯由于发生电磁感现象，杯中有感电流，对水加热，若要增大感电流，则需要增大感电动势或者减小杯体的电阻.增加线圈的匝数，使得穿过金属杯的磁场增强，感电动势增大，选项A 正确；提高交流电的频率，使得磁通量的变化率增大，感电动势增大，选项B 正确；若将金属杯换为瓷杯，则不会产生感电流，选项C 错误；取走线圈中的铁芯，磁场会大大减弱，感电动势减小，选项D 错误.答案：AB13.单匝线圈所围的面积为0.1 m 2，线圈电阻为1 Ω.规线圈中感电流I 的正方向从上往下看是顺时针方向，如图甲所示.磁场的磁感强度B 随时间t 的变化规律如图乙所示.则以下说法正确的是（ ）图甲 图乙A.在时间0～5 s 内，I 的最大值为0.01 AB.在第4 s 时刻，I 的方向为逆时针C.前2 s 内，通过线圈某截面的总电荷量为0.01 CD.第3 s 内，线圈的发热功率最大解析：E ＝n ΔΦΔt ＝n ΔB Δt ·S ，由题图乙知，在0～5 s 内，0时刻ΔBΔt最大，此时E ＝0.01 V ，所以I ＝ER ＝0.01 A ，A 正确；在第4 s 时刻，B 处于减少过程中，由楞次律得I 的方向为逆时针，B 正确；前2 s 内，q ＝I —·Δt ＝ER·Δt ＝n ΔΦΔtRΔt ＝n ΔΦR＝0.01 C ，C 正确；第3 s 内，B 不变，I ＝0，D 错误.答案：ABC14.如图所示，平行金属导轨光滑并且固在水平面上，导轨一端连接电阻R ，其他电阻不计，垂直于导轨平面有一匀强磁场，磁感强度为B ，当一质量为m 的金属棒ab 在水平恒力F 作用下由静止向右滑动 （ ）A.棒从静止到最大速度过程中，棒的加速度不断增大B.棒从静止到最大速度过程中，棒克服安培力所做的功于棒的动能的增加量和电路中产生的内能C.棒ab 做匀速运动阶段，外力F 做的功于电路中产生的内能D.无论棒ab 做何运动，它克服安培力做的功一于电路中产生的内能解析：金属棒所受的安培力F 安＝B 2L 2v R ，又a ＝F －F 安m，可知金属棒的速度增大时，安培力增大，则加速度减小，故选项A 错误；根据能量转化和守恒律，可知无论棒ab 做何运动，克服安培力做的功于电路中产生的内能.棒从静止到最大速度过程中，外力F 做的功于棒的动能的增加量和电路中产生的内能之和，故选项B 错误，D 正确；当ab 棒匀速运动时，F 安＝F ，外力做的功转化为电路中的电能，则外力F 做的功于电路中产生的内能.故选项C 正确.答案：CD三、题（10分）15.在研究电磁感现象的中，所需的器材如图所示.现已用导线连接了电路. （1）请画实线作为导线从箭头1和2处连接其余电路.（2）时，将线圈L 1插入线圈L 2中，闭合开关的瞬间，观察到检流计的指针发生偏转，这个现象揭示的规律是____________________________________________________.（3）某同学设想使线圈L 1中电流逆时针（俯视）流动，线圈L 2中电流顺时针（俯视）流动，可行的操作是 .A.抽出线圈L 1B.插入软铁棒C.使变阻器滑片P 左移D.断开开关解析：（1）将箭头1、线圈L1、箭头2依次连接起来组成闭合回路.线圈L2与检流计连接起来组成闭合回路.（2）闭合开关的瞬间，流过线圈L1的电流瞬间增大，产生的磁感强度增大，穿过线圈L2的磁通量增大，线圈L2中产生感电动势，有感电流流过检流计；该表明“穿过闭合电路中的磁通量发生变化，闭合电路中就会产生感电流”.（3）要使两线圈中的电流方向相反，只需使线圈L1产生的磁通量逐渐增大，可行的方法有插入软铁棒或增大线圈L1中的电流（即使变阻器滑片P左移），选项B、C正确.答案：（1）如图所示.（2）穿过闭合电路中的磁通量发生变化，闭合电路中就会产生感电流（3）BC四、计算题（本题共3小题，共36分，解答时写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位）16.（10分）如图所示，用同样导线制成的圆环a和b所包围的面积之比为4∶1，直导线的电阻可忽略，将a环放在垂直于环面且均匀变化的匀强磁场内，b环放在磁场外，A、B两点间的电势差为U1；若将a环与b环的位置互换，A、B两点间的电势差为U2，则U1与U2的比值为多大？解析：a、b环的面积之比为4∶1，所以周长之比为2∶1，即电阻之比为2∶1，当a环置于均匀变化的磁场中时，U1＝E感a·R bR a＋R b＝ΔBS a R bΔt（R a＋R b）①当b环置于均匀变化的磁场中时，U2＝E感b·R aR a＋R b＝ΔBS b R aΔt（R a＋R b）②①②得U1U2＝S a R bS b R a＝21.即U1∶U2＝2∶1.17.（12分）均匀导线制成的单匝正方形闭合线框abcd，每边长为L，总电阻为R，总质量为m.将其置于磁感强度为B的水平匀强磁场上方h处，如图所示.线框由静止自由下落，线框平面保持在竖直平面内，且cd边始终与水平的磁场边界平行.当cd边刚进入磁场时：（1）求线框中产生的感电动势大小；（2）求c、d两点间的电势差大小；（3）若此时线框加速度恰好为零，求线框下落的高度h.解析：（1）cd边刚进入磁场时，线框速度v＝2gh，线框中产生的感电动势E＝BLv＝BL2gh.（2）此时线框中的电流I＝ER.cd切割磁感线相当于电源，c、d两点间的电势差即路端电压，为U ＝I ·34R ＝34BL 2gh .（3）安培力F 安＝BIL ＝B 2L 22ghR，根据牛顿第二律，得mg －F 安＝ma ，由a ＝0，解得下落高度h ＝m 2gR 22B 4L4.18.（14分）如图所示，MN 、PQ 为间距L ＝0.5 m 足够长的平行导轨，NQ ⊥MN .导轨平面与水平面间的夹角θ＝37°，NQ 间连接有一个R ＝5 Ω的电阻.有一匀强磁场垂直于导轨平面，磁感强度为B ＝1 T.将一根质量为m ＝0.05 kg 的金属棒ab 紧靠NQ 放置在导轨上，且与导轨接触良好，导轨与金属棒的电阻均不计.现由静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ 平行.已知金属棒与导轨间的动摩擦因数μ＝0.5，当金属棒滑行至cd 处时已经达到稳速度，cd 距离NQ 为s ＝2 m.试解答以下问题：（g 取10 m/s 2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8）（1）当金属棒滑行至cd 处时回路中的电流多大？ （2）金属棒达到的稳速度是多大？（3）当金属棒滑行至cd 处时回路中产生的焦耳热是多少？（4）若将金属棒滑行至cd 处的时刻记作t ＝0，从此时刻起，让磁感强度逐渐减小，可使金属棒中不产生感电流，则磁感强度B ′怎样随时间t 变化（写出B ′与t 的关系式）？解析：（1）达到稳速度时，安培力F 安＝BIL ，mg sin θ＝F 安＋μmg cos θ， I ＝mg （sin θ－μcos θ）BL ＝0.2 A.（2）E ＝BLv ，I ＝E R ，v ＝IRBL＝2 m/s.（3）根据能量守恒得，重力势能减小转化为动能、摩擦产生的内能和回路中产生的焦耳热.Q ＝mgs sin θ－μmgs cos θ－12mv 2＝0.1 J.（4）当回路中的总磁通量不变时，金属棒中不产生感电流.此时金属棒将沿导轨做匀加速运动.mg sin θ－μmg cos θ＝ma ， a ＝g sin θ－μg cos θ＝2 m/s 2，BLs ＝B ′L ⎝⎛⎭⎪⎫s ＋vt ＋12at 2，B ′＝Bss ＋vt ＋12at2＝2t 2＋2t ＋2T.。
阶段验收评估(四) 电路和电磁感应
阶段验收评估(四) 电路和电磁感应时间：90分钟 满分：100分一、选择题Ⅰ(本题共13小题，每小题3分，共39分。
每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分)1．(2016·赣南五校段考)在电源电压不变的情况下，为使正常工作的电热器在单位时间内产生的热量增加一倍，下列措施最可行的是( )A ．剪去一半的电阻丝B ．并联一根相同的电阻丝C ．串联一根相同的电阻丝D ．将原电阻丝对折后接入电路解析：选B 剪去一半的电阻丝，电阻减小一半，由Q ＝U 2Rt 知，在电源电压一定，通电时间相同时，电阻减小一半，产生的热量为原来的2倍。
但此时电阻丝中电流超过额定电流，故不可行，A 错；并联一根电阻丝后，电路的总阻值变为原来的一半，由Q ＝U 2Rt 知，在电源电压一定，通电时间相等时，电阻减小一半，产生的热量为原来的2倍，B 对；串联一根电阻后，电路的总阻值为原来的二倍，由Q ＝U 2R t 知，在电源电压一定时，通电时间相同，电阻增大一倍，产生的热量为原来的一半，C 错；将原电阻丝对折后由R ＝ρL S知电阻变为原来的14，由Q ＝U 2R t 知，热量变为原来的4倍，D 错。
2．(2016·上海高考)电源电动势反映了电源把其他形式的能量转化为电能的能力，因此( )A ．电动势是一种非静电力B ．电动势越大，表明电源储存的电能越多C ．电动势的大小是非静电力做功能力的反映D ．电动势就是闭合电路中电源两端的电压解析：选C 电动势是反映电源通过非静电力做功将其他形式的能转化为电势能本领的物理量，电动势越大说明这种转化本领越强，但不能说明储存的电能越多，故选项A 、B 错误，C 正确；闭合电路中电源两端电压大小等于外电压大小，故选项D 错误。
3．家用电器即使没有使用，只要插头插在电源上处于待机状态，就会消耗电能。
根据下表提供的数据，估算这些电器待机1天耗电约为( )A ．0.3度B ．0.6度C ．0.9度D ．1.2度解析：选A 1度＝1 kW·h ，这些用电器一天耗电W ＝Pt ＝(4＋1＋4＋2)×10－3×24度≈0.3度，故A 正确，B 、C 、D 错误。
学年高中物理第四章电磁感应单元质量评估新人教版选修.doc
第四章电磁感应单元质量评估(90分钟100分)一、选择题(本题共14小题,每小题4分,共56分。
其中1～9小题为单选题,10～14小题为多选题)1.在法拉第时代,下列验证“由磁产生电”设想的实验中,能观察到感应电流的是 ( )A.将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路,然后观察电流表的变化B.在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈,然后观察电流表的变化C.将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接。
往线圈中插入条形磁铁后,再到相邻房间去观察电流表的变化D.绕在同一铁环上的两个线圈,分别接电源和电流表,在给线圈通电或断电的瞬间,观察电流表的变化【解析】选D。
电路闭合和穿过电路的磁通量发生变化,同时满足,电路中才会产生感应电流,本题中的A、B选项都不会使得电路中的磁通量发生变化,并不满足产生感应电流的条件,故都不正确。
C 选项中磁铁插入线圈时,虽有短暂电流产生,但未能及时观察,C项错误。
在给线圈通电、断电瞬间,会引起闭合电路磁通量发生变化,产生感应电流,因此D项正确。
2. (2018·邢台高二检测)材料、粗细相同,长度不同的电阻丝做成ab、cd、ef三种形状的导线,分别放在电阻可忽略的光滑金属导轨上,并与导轨垂直,如图所示,匀强磁场方向垂直导轨平面向内。
外力使导线水平向右做匀速运动,且每次外力所做功的功率相同,已知三根导线在导轨间的长度关系是L ab<L cd<L ef,则( )A.ab运动速度最大B.ef运动速度最大C.三根导线每秒产生的热量不同D.因三根导线切割磁感线的有效长度相同,故它们产生的感应电动势相同【解析】选B。
三根导线长度不同,故它们连入电路的阻值不同,有R ab<R cd<R ef。
但它们切割磁感线的有效长度相同,根据P=Fv,I=,F=BI l,可得v2=,所以三根导线的速度关系为v ab<v cd<v ef,A错误,B正确。
根据E=B l v,可知三者产生的电动势不同,D错误。
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章末验收评估(四)电磁感应(时间90分钟满分100分)第Ⅰ卷(选择题)一、单项选择题(本题共6个小题，每小题4分，共24分。
每小题只有一个选项正确)1．(广东高考)将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是()A．感应电动势的大小与线圈的匝数无关B．穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大C．穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大D．感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同2.(福建高考)如图1甲，一圆形闭合铜环由高处从静止开始下落，穿过一根竖直悬挂的条形磁铁，铜环的中心轴线与条形磁铁的中轴线始终保持重合。
若取磁铁中心O为坐标原点，建立竖直向下为正方向的x轴，则图乙中最能正确反映环中感应电流i随环心位置坐标x变化的关系图像是()图13. (浙江高考)半径为r带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接，两板间距为d，如图2甲所示。
有一变化的磁场垂直于纸面，规定向内为正，变化规律如图乙所示。
在t＝0时刻平板之间中心有一重力不计，电荷量为q的静止微粒。
则以下说法正确的是()图2A．第2秒内上极板为正极B．第3秒内上极板为负极C．第2秒末微粒回到了原来位置D．第2秒末两极板之间的电场强度大小为0.2 πr2/d4．(天津高考)如图3所示，纸面内有一矩形导体闭合线框abcd，ab边长大于bc边长，置于垂直纸面向里、边界为MN的匀强磁场外，线框两次匀速地完全进入磁场，两次速度大小相同，方向均垂直于MN。
第一次ab边平行MN进入磁场。
线框上产生的热量为Q1，通过线框导体横截面的电荷量为q1；第二次bc边平行MN进入磁场，线框上产生的热量为Q2，通过线框导体横截面的电荷量为q2，则()图3A．Q1＞Q2q1＝q2B．Q1＞Q2q1＞q2C．Q1＝Q2q1＝q2D．Q1＝Q2q1＞q25.如图4，水平虚线MN的上方有一匀强磁场，矩形导线框abcd从某处以v0的速度竖直上抛，向上运动高度H后进入与线圈平面垂直的匀强磁场，此过程中导线框的ab边始终与边界MN平行，在导线框从抛出到速度减为零的过程中，以下四个图中能正确反映导线框的速度与时间关系的是()图4图56.一直升机停在南半球的地磁极上空。
该处地磁场的方向竖直向上，磁感应强度为B。
直升机螺旋桨叶片的长度为l，螺旋桨转动的频率为f，顺着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨按顺时针方向转动。
螺旋桨叶片的近轴端为a，远轴端为b，如图6所示。
如果忽略a到转轴中心线的距离，用E表示每个叶片中的感应电动势，即()图6A．E＝πfl2B，且a点电势低于b点电势B．E＝2πfl2B，且a点电势低于b点电势C．E＝πfl2B，且a点电势高于b点电势D．E＝2πfl2B，且a点电势高于b点电势二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分。
选对但不全的得2分，错选不得分)7. (上海高考)如图7，磁场垂直于纸面，磁感应强度在竖直方向均匀分布，水平方向非均匀分布。
一铜制圆环用丝线悬挂于O点，将圆环拉至位置a后无初速释放，在圆环从a 摆向b的过程中()图7A．感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针B．感应电流方向一直是逆时针C．安培力方向始终与速度方向相反D．安培力方向始终沿水平方向8.如图8所示，AOC是光滑的金属导轨，AO沿竖直方向，OC沿水平方向，PQ是一根金属直棒如图所示立在导轨上，直棒从图示位置由静止开始在重力作用下运动，运动过程中Q端始终在OC上，P端始终在AO上，直到完全落在OC上。
空间存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，则在PQ棒滑动的过程中，下列判断正确的是()图8A．感应电流的方向始终是由P→QB ．感应电流的方向先是由P →Q ，再是由Q →PC ．PQ 受磁场力的方向垂直于棒向左D ．PQ 受磁场力的方向垂直于棒先向左，再向右9．一质量为m 、电阻为r 的金属杆ab ，以一定的初速度v 0从一光滑平行金属导轨底端向上滑行，导轨平面与水平面成30°角，两导轨上端用一电阻R 相连，如图9所示，磁场垂直斜面向上，导轨的电阻不计，金属杆向上滑行到某一高度之后又返回到底端时的速度大小为v ，则金属杆在滑行的过程中( )图9A ．向上滑行的时间小于向下滑行的时间B ．在向上滑行时电阻R 上产生的热量大于向下滑行时电阻R 上产生的热量C ．向上滑行时与向下滑行时通过电阻R 的电荷量相等D ．金属杆从开始上滑至返回出发点，电阻R 上产生的热量为12m ()v 20－v 2 10．(山东高考)如图10甲所示，两固定的竖直光滑金属导轨足够长且电阻不计。
两质量、长度均相同的导体棒c 、d ，置于边界水平的匀强磁场上方同一高度h 处。
磁场宽为3h ，方向与导轨平面垂直。
先由静止释放c ，c 刚进入磁场即匀速运动，此时再由静止释放d ，两导体棒与导轨始终保持良好接触。
用a c 表示c 的加速度，E k d 表示d 的动能，x c 、x d 分别表示c 、d 相对释放点的位移。
图乙中正确的是( )甲乙答 题 栏第Ⅱ卷 (非选择题)三、填空题(本题共2小题，每题6分，共12分) 11．如图11所示，匀强磁场的磁感应强度为0.4 T ，R ＝100 Ω，C ＝100 μF ，ab 长20 cm ，当ab 以v ＝10 m/s 的速度向右匀速运动时，电容器上极板带________电，下极板带________电，带电量为________C 。
图1112．如图12所示，粗糙均匀的、电阻为r 的金属圆环，放在图示的匀强磁场中，磁感应强度为B ，圆环直径为l ；长为l 、电阻为r /2的金属棒ab 放在圆环上，以v 0向左匀速运动，当ab 棒运动到图示虚线位置时，金属棒两端的电势差为________。
图12四、计算题(共4小题，共48分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)13. (10分)如图13所示，水平导轨的间距L 1＝0.5 m ，ab 杆与导轨左端的距离L 2＝0.8 m ，由导轨与ab 杆所构成的回路的总电阻R ＝0.2 Ω，方向竖直向下的匀强磁场的磁感应强度B 0＝1 T ，重物的质量M ＝0.04 kg ，用细绳通过定滑轮与ab 杆的中点相连，各处的摩擦均可忽略不计。
现使磁场以ΔB Δt＝0.2 T /s 的变化率均匀地增大，试求当t 为多少时，M 刚好离开地面(取g ＝10 m/s 2)?14. (10分)如图14所示，导体棒ab长l，沿倾角为α的斜导轨以速度v下滑，匀强磁场磁感应强度为B。
(1)若磁感应强度B的方向垂直于斜导轨向上，导体棒ab中产生的感应电动势为多大？(2)若磁感应强度B的方向竖直向上，导体棒ab中产生的感应电动势为多大？图1415．(14分)如图15甲所示，固定在水平面上的平行光滑金属导轨电阻不计，间距d＝0.5 m，导轨右端连接一阻值R＝4 Ω的小灯泡L，在CDEF矩形区域内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化如图乙所示，CF长为2 m。
在t＝0时刻，电阻为1 Ω的金属棒ab在水平恒力F作用下，由静止开始沿导轨向右运动，4 s末刚好到达CD位置。
已知金属棒从开始运动到EF位置的整个过程中，始终受到恒力F作用，且小灯泡的亮度始终不变。
求：(1)通过小灯泡的电流强度；(2)恒力F的大小；(3)金属棒在磁场中运动的速度。
图1516．(14分)在质量为M＝1 kg的小车上竖直固定着一个质量m＝0.2 kg、高h＝0.05 m、总电阻R＝100 Ω、n＝100匝的矩形线圈，且小车与线圈的水平长度l相同。
现线圈和小车一起在光滑的水平面上运动，速度为v1＝10 m/s，随后穿过与线圈平面垂直的磁感应强度B ＝1.0 T的水平有界匀强磁场，方向垂直纸面向里，如图16甲所示。
已知小车(包括线圈)运动的速度v随小车的位移x变化的v－x图像如图乙所示。
求：图16(1)小车的水平长度l 和磁场的宽度d ；(2)小车的位移x ＝10 cm 时线圈中的电流大小I 以及此时小车的加速度a ；(3)线圈和小车通过磁场的过程中线圈电阻产生的热量Q 。
17．(新课标全国卷Ⅰ)如图17，两条平行导轨所在平面与水平地面的夹角为θ，间距为L 。
导轨上端接有一平行板电容器，电容为C 。
导轨处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B ，方向垂直于导轨平面。
在导轨上放置一质量为m 的金属棒，棒可沿导轨下滑，且在下滑过程中保持与导轨垂直并良好接触。
已知金属棒与导轨之间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g 。
忽略所有电阻。
让金属棒从导轨上端由静止开始下滑，求：(1)电容器极板上积累的电荷量与金属棒速度大小的关系；(2)金属棒的速度大小随时间变化的关系。
图17答 案1．选C 线圈平面与磁场方向垂直，因此E ＝n ΔΦΔt，感应电动势的大小与线圈的匝数及磁通量的变化率有关，匝数越多，磁通量变化越快，感应电动势则越大。
若磁场的磁感应强度在减小，则感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，若磁场的磁感应强度在增大，则感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，C 项正确。
2.选B 闭合铜环由高处静止下落，首先是向上穿过铜环的磁通量增大，根据楞次定律知铜环中产生顺时针方向的感应电流(从上向下看)；从N 极到O 点的过程中，穿过铜环的合磁通量向上且增大，则感应电流仍为顺时针方向；从O 点到S 极的过程中，穿过铜环的合磁通量向上且减小，则感应电流为逆时针方向；离开N 极后，向上穿过铜环的磁通量减小，感应电流仍为逆时针方向；因铜环速度越来越大，所以逆时针方向感应电流的最大值比顺时针方向感应电流的最大值大，故选项B 正确。
3．选A 根据楞次定律，结合图像可以判断：在0～1 s 内，下极板为正极，上极板为负极；第2秒内上极板为正极，下极板为负极；第3秒内上极板为正极，下极板为负极；第4秒内上极板为负极，下极板为正极，故A 选项正确，B 选项错误。
由于磁感应强度均匀变化，故产生的感应电动势大小是恒定的，感应电动势大小E ＝ΔΦΔt ＝ΔB ΔtS ＝0.1πr 2，第2秒末两极板间的电场强度为E d ＝0.1πr 2d，D 选项错误。
在第1秒内微粒从静止沿向上或向下的方向开始做匀加速运动，第2秒内电场反向，电荷沿该方向做匀减速运动，第2秒末速度为0，第3秒内电荷做反向匀加速运动，第4秒内电荷沿反向做匀减速运动，第4秒末回到原来位置，故C 选项错误。
4．选A 本题考查电磁感应与电路、能量的综合知识，意在考查考生的分析综合能力。
设线框ab 边长为L 1，bc 边长为L 2，进入磁场的速度为v ，电阻为R ，ab 边平行MN 进入磁场时，根据功能关系，线框进入磁场的过程中产生的热量等于克服安培力做的功，即Q 1＝B 2L 21v R ·L 2，通过线框导体横截面的电荷量q 1＝ΔΦR ＝BL 1L 2R，同理得bc 边平行MN 进入磁场时，Q 2＝B 2L 22v R ·L 1，q 2＝ΔΦR ＝BL 1L 2R，q 1＝q 2，由于L 1＞L 2，因此Q 1＞Q 2，A 项正确。