新人教版高中物理选修二第二章《电磁感应》测试卷(含答案解析)(1)

一、选择题
1．(0分)[ID：128580]如图所示，垂直纸面向里的匀强磁场的区域宽度为2a，磁感应强度的大小为B。

一边长为a、电阻为4R的正方形均匀导线框ABCD从图示位置沿水平向右方向以速度v匀速穿过磁场区域，下列图中线框A、B两端电压U AB与线框移动距离x的关系图象正确的是（）
A．B．
C．D．
2．(0分)[ID：128567]如图所示灯A L，B L完全相同，带铁芯的线圈L的电阻可忽略。

则（）
A．S闭合瞬间，A L，B L都不立即亮
B．S闭合瞬间，A L不亮，B L立即亮
C．S闭合的瞬间，A L，B L同时发光，接着A L变暗，B L更亮，最后A L熄灭
D．稳定后再断开S的瞬间，B L熄灭，A L比B L（原先亮度）更亮
3．(0分)[ID：128563]如图所示，竖直平面内有一半径为a，总电阻为R的金属环，磁感应
强度为B 的匀强磁场垂直穿过环平面，在环的最高点用金属铰链连接长度为2a 、电阻为2R 的导体棒MN 。

MN 由水平位置紧贴环面摆下，当摆到竖直位置时，N 点的线速度大小为v ，则这时MN 两端的电压大小为（ ）
A ．6Bav
B ．3Bav
C ．23Bav
D ．Bav
4．(0分)[ID ：128550]空间存在一方向与纸面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，其边界如图(a)中虚线MN 所示。

一硬质细导线的电阻率为ρ、横截面积为S ，将该导线做成半径为r 的圆环固定在纸面内，圆心O 在MN 上。

t ＝0时磁感应强度的方向如图所示；磁感应强度B 随时间t 的变化关系如图所示。

则在t ＝0到t ＝t 1的时间间隔内圆环中的感应电流大小为（ ）
A ．002
B rS t ρ B ．2004B r t π
C ．004B rS t ρ
D ．200
2B r t π 5．(0分)[ID ：128541]如图所示，电阻不计的平行金属导轨与水平面成θ角，导轨与定值电阻R 1和R 2相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面。

有一导体棒ab ，质量为m ，其电阻R 0与定值电阻R 1和R 2的阻值均相等，与导轨之间的动摩擦因数为μ。

若使导体棒ab 沿导轨向上滑动，当上滑的速度为v 时，受到的安培力大小为F ，此时（ ）
A ．电阻R 1消耗的热功率为3
Fv
B ．电阻R 0消耗的热功率为6
Fv C ．整个装置因摩擦而消耗的热功率为cos mgv μθ
D ．整个装置消耗的机械功率为Fv
6．(0分)[ID ：128531]如图甲所示，用材料、粗细完全相同的导线制成两个单匝正方形线框，其边长之比l 1:l 2=1:2，两个正方形线框同中心、同平面放置，其中线框l 1所包围的区域内存在与线框l 1面积完全相同的匀强磁场（其他区域无磁场），匀强磁场的方向垂直于线框平面，磁感应强度大小B 随时间t 的变化规律如图乙所示，规定磁场方向垂直于正方形线框平面向外为正，下列判断正确的是（ ）
A ．线框l 1的感应电流方向为顺时针
B ．线框l 1和线框l 2的感应电动势之比12:1:1E E =
C ．线框l 1和线框l 2的感应电流之比12:1:2I I =
D ．0~t 1时间内和t 1~t 2时间内线框l 1的感应电流方向相反
7．(0分)[ID ：128518]如图所示，某同学把一个闭合线圈从条形磁铁穿过，由右端N 极到左端S 极，则在这一过程中，线圈的感应电流的方向是（ ）
A ．沿abcd 不变
B ．沿dcba 不变
C ．先abcd ，后沿dcba
D ．先沿dcba ，后沿abcd
8．(0分)[ID ：128514]如图所示，两根间距为 L 的平行光滑金属导轨，放置在倾角为θ的斜面上，质量为 m 的金属棒 ab 与导轨垂直。

导轨下端接有阻值为 R 的电阻，其余电阻不计。

磁场垂直于斜面向上，ab 受到沿斜面向上的恒力 F 作用，沿导轨以速度 v 匀速下滑，重力加速度为 g 。

则在ab 匀速下滑过程中，以下说法正确的是（ ）
A ．重力的功率为 mgv
B ．电阻 R 消耗的功率为(mg sin θ－F )v
C ．电阻 R 上产生的电热等于重力与安培力做功代数和
D ．电阻 R 上产生的电热等于恒力 F 与安培力做功代数和
9．(0分)[ID ：128508]如图所示，在范围足够大的空间存在一个磁场，磁感线呈辐状分布，其中磁感线O 竖直向上，磁场中竖直固定一个轻质弹簧。

在距离弹簧某一高度处，将一个
金属圆盘由静止释放，圆盘下落的过程中盘面始终保持水平，且圆盘的中轴线始终与弹簧的轴线、磁感线O重合。

从圆盘开始下落，到弹簧被压缩至最短的过程中，下列说法正确的是（）
A．在圆盘内磁通量不变
B．从上往下看，在圆盘内会产生顺时针方向的涡流
C．在接触弹簧之前，圆盘做自由落体运动
D．圆盘的重力势能减少量等于弹簧弹性势能的增加量
10．(0分)[ID：128507]如图所示，导线圈Q放置在水平桌面上，其上放有一螺线管P，右侧线框内匀强磁场垂直纸面向里，磁感应强度大小为B。

若线圈Q对桌面的压力减小，则磁感应强度B随时间变化图像可能是（）
A．B．
C．
D．
11．(0分)[ID：128506]如图所示，在匀强磁场中，水平放置两根平行的光滑金属导轨PQ、
MN，其间距为L。

金属导轨左端接有阻值为R的电阻。

导体棒ab置于金属导轨上，在外力的作用下，以速度v向右匀速移动。

已知匀强磁场的磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面（即纸面）向外，导体棒AB电阻为r，导轨电阻忽略不计，则（）
A．导体棒ab中电流的方向是b到a
B．导体棒ab两端的电势差rBLv R r +
C．导体棒ab中所受外力大小为
22 B L v R r +
D．外力做功的功率为
223 B L v R r
+
12．(0分)[ID：128502]如图所示，MN和PQ为两根光滑且足够长的平行金属导轨，并将其固定在水平地面上，虚线ef左侧的匀强磁场垂直于轨道面向下，右侧的匀强磁场垂直于轨道面向上。

在垂直导轨MN的方向上放着金属棒ab和cd，分别处于ef右侧和左侧的匀强磁场中。

用平行于导轨MN方向的外力拉动导体棒ab，使其沿轨道运动，这时可以观察到金属棒cd向左运动。

设整个过程中，金属棒ab和cd都不会离开各自所在的有界磁场区域。

下列说法正确的是（）
A．金属棒cd中电流方向从d→c
B．金属棒ab中电流方向从b→a
C．金属棒ab可能向左匀加速运动
D．金属棒ab一定向左匀减速运动
二、填空题
13．(0分)[ID：128682]电磁感应定律：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的________的________成正比。

14．(0分)[ID：128665]如图，铁质齿轮P可绕其水平轴O转动，其右端有一带线圈的条形磁铁，G是一个电流计，当P转动，铁齿靠近磁铁时铁齿被磁化，通过线圈的磁通量
_____，线圈中就会产生感应电流。

当P从图示位置开始转到下一个铁齿正对磁铁的过程中，通过G的感应电流的方向是______。

15．(0分)[ID ：128663]如图所示，A 、B 两个闭合线圈用同样的导线制成，匝数均为 10 匝，半2A B r r =，图示区域内有匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀减小。

A 、B 线圈中产生的感应电动势之比为_____ ，两线圈的感应电流之比为______。

16．(0分)[ID ：128653]如图(a)所示，边长为1m 、电阻为0.1Ω的正方形金属框abcd 水平放置，e 、f 分别为bc 、ad 的中点。

某时刻起在abef 区域内有竖直向下的磁场，其磁感应强度B 1的大小随时间变化的规律如图(b)所示，ab 边恰在磁场边缘以外；fecd 区域内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B 2＝0.5T ，cd 边恰在磁场边缘以内，两磁场均有理想边界。

则dc 边中流过的感应电流方向为________(选填“d →c ”或“c →d ”)，金属框受到的安培力大小为________N 。

(取g ＝10m/s 2)
17．(0分)[ID ：128643]如图所示，竖直平行导轨间距20cm l =，导轨顶端接有一开关S.导体棒ab 与导轨接触良好且无摩擦，导体棒ab 的电阻0.4R =Ω，质量10g m =，导轨的电阻不计，整个装置处在与轨道平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度1T B =.当导体棒由静止释放0.8s 后，突然闭合开关，不计空气阻力，设导轨足够长，则ab 棒的最大速度为_______，最终速度为__________.
18．(0分)[ID ：128632]朝北的钢窗由两扇窗组成，每扇窗是由一个矩形金属框和一大块玻璃做成.现将右边的窗突然向外推开90°，此过程中窗框内的感应电流方向从里面往外看是沿______时针方向的.若将左边的窗突然向外推开90°，此过程中窗框内的感应电流方向从里面往外看是沿______时针方向的.（均选填“顺”或“逆”）
19．(0分)[ID ：128627]如图所示，竖直平面内有一个很长的金属导轨处于0.5T B =的水平匀强磁场中，导轨中串有电阻为0.2Ω、额定功率为5W 的灯泡.质量50g m =、导轨间距0.5m l =的金属棒ab 可沿导轨做无摩擦滑动，则棒ab 以速度为v =_______m /s 向上运动时，灯泡能正常发光；若让棒ab 自由下落，当速度达到稳定后，灯泡__________（选填“能”或“不能”）正常发光.
20．(0分)[ID ：128623]如图所示，两金属棒ab 、cd 放在磁场中，并组成闭合电路，当棒ab 向左运动时，棒cd 受到向下的磁场力，则Ⅰ是_________极，Ⅱ是_________极．
三、解答题
21．(0分)[ID ：128787]如图1所示是一种应用广泛的直线电动机，其能将电能直接转换成直线运动的机械能，不需要任何中间转换机构就能产生直线运动，因此可使系统结构简单、运行可靠。

它可以看成是一台旋转电动机按径向剖开，并展成平面而成，图2就是这种直线电动机的示意图。

水平面上有两根很长的涂有绝缘材料的平行直导轨，导轨间有垂直纸面方向等间隔的匀强磁场B 1和B 2，导轨上有金属框A ，框的宽度与磁场间隔相等，当匀强磁场B 1和B 2同时以恒定速度v 0沿平行于直轨道方向运动时，金属框也会沿直导轨运动，这是一类磁悬浮列车运行的原理。

如果金属框下始终有这样运动的磁场，金属框就会一直运动下去。

设金属框垂直导轨的边长0.2m L =、框的电阻 1.6R =Ω，
121T B B ==，磁场运动速度04m /s v =。

（1）若匀强磁场B2的方向如图所示，为使金属框运动，则B1的方向如何？
（2）若金属框运动时不受阻力作用，金属框的最大速度多少？
（3）若金属框运动时受到恒定阻力0.1N
f=作用时，金属框的最大速度多少？
（4）在（3）的情况下，当金属框达到最大速度时，为维持它的运动，磁场必须提供多大的功率？
22．(0分)[ID：128784]如图所示，正方形导线框ABCD由左、右两部分组成，O，'O分别是AD和BC边的中点。

其右半部分可绕对称轴'
OO转动，框的总电阻为R、边长为a。

将框水平放置在匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B，方向与AB边垂直并与线框平面成30角。

现将线框右半边'
ODCO以角速度ω逆时针转动，当转动30时。

求：
（1）此时CD中产生的感应电动势大小；
（2）此时AB边所受安培力大小。

23．(0分)[ID：128748]如图所示，金属杆ab可在平行金属导轨上滑动，金属杆电阻
00.5Ω
R=，长0.3m
L=，导轨一端串接一电阻1Ω
R=，匀强磁场磁感应强度2T
B=，当ab以5m/s
v＝向右匀速运动过程中，求：
（1）ab间感应电动势E和ab间的电压U；
（2）所加沿导轨平面的水平外力F的大小；
（3）在2s时间内电阻R上产生的热量Q。

24．(0分)[ID ：128745]如图所示，线框用裸导线组成，足够长的cd 、ef 两边竖直放置且相互平行，裸导体ab 水平放置并可沿cd 、ef 无摩擦滑动并接触良好，而导体棒ab 所在处为匀强磁场22T B =，已知ab 长0.1m L =，裸导体棒ab 电阻5R =Ω，其它电阻不计。

螺线管匝数4n =，螺线管横截面积20.1m S =。

在螺线管内有图示方向磁场1B ，若110T/s B t
∆=∆均匀增加时，导体棒恰好处于静止状态，（210m/s g =）试求： (1)通过导体棒ab 的电流大小？
(2)导体棒ab 质量m 为多少？
(3)现去掉磁场1B ，导体棒ab 下落时能达到的最大速度为多少？
25．(0分)[ID ：128734]如图，竖直放置的光滑平行金属导轨相距L=1m ，在M 点和P 点间接有一个电阻R ，在两导轨间的矩形区域OO 1MP 内有垂直导轨平面向里、宽为d =10m 的磁场，一质量为m =0.5kg 、电阻为r=0.5Ω的导体棒ab 垂直地搁在导轨上，与磁场的上边界相距d 0=5m ，在t =0时刻，使棒ab 由静止开始释放，同时矩形区域OO 1MP 内的磁场由2T 开始均匀减小，当棒ab 越过边界OO 1进入磁场后，保持磁感应强度不再变化（如图所示），而棒ab 恰好做匀速直线运动(棒ab 与导轨始终保持良好接触且下落过程中始终保持水平，不计摩擦，导轨的电阻不计)。

g 取10m/s 2，
（1）求电阻R 的阻值多大；
（2）求棒ab 进入磁场区域之后，回路中的电流大小；
（3）求棒ab 从释放到运动到最低位置（PM 处）导体棒ab 上产的焦耳热。

26．(0分)[ID：128695]如图1所示，单匝正方形金属线框ABCD用一绝缘细线竖直悬挂，在线框上半部有一垂直于纸面向里的匀强磁场，大小随时间变化的关系如图2所示。

已知线框边长L＝2m，电阻R＝0.5Ω、质量m＝0.5kg，取g＝10m/s2．求：
（1）线框中感应电动势的大小；
（2）线框中的电功率；
（3）2s时细线中拉力的大小。

【参考答案】
2016-2017年度第*次考试试卷参考答案
**科目模拟测试
一、选择题
1．D
2．C
3．B
4．C
5．C
6．B
7．D
8．B
9．B
10．C
11．C
12．A
二、填空题
13．磁通量变化率14．增大先向左再向右15．
16．c→d25
17．
18．顺顺
19．不能
20．SN
三、解答题
21．
22．
23．
24．
25．
26．
2016-2017年度第*次考试试卷 参考解析
【参考解析】
**科目模拟测试
一、选择题 1．D 解析：D
由楞次定律判断可知，在线框穿过磁场的过程中，A 点的电势始终高于B 的电势，则U AB 始终为正值。

AB 、DC 两边切割磁感线时产生的感应电动势为
E Bav =
在0−a 内，AB 切割磁感线，AB 两端的电压是路端电压，则
AB 33
44
U E Bav =
= 在a −2a 内，线框完全在磁场中运动，穿过线框的磁通量没有变化，不产生感应电流，则
AB U E Bav ==
在2a −3a 内，A 、B 两端的电压等于路端电压的
1
3
，则 AB 11
44
U E Bav =
= 故D 正确。

故选D 。

2．C
解析：C
ABC ．开关S 闭合的瞬间，两灯同时获得电压，所以A L 、B L 同时发光，由于线圈的电阻可以忽略，A L 初逐渐被短路，流过A L 的电流逐渐减小，流过B L 的电流逐渐增大，则A L 变暗，B L 更亮，最后A L 最后熄灭，AB 错误，C 正确；
D ．稳定后再断开S 的瞬间，由于线圈与A L 构成自感回路，与B L 无关，所以B L 立即熄灭；流过线圈的电流在A L 的电流的基础上开始减小，所以A L 不比B L 原先亮度更亮，D 错误。

故选C 。

3．B
解析：B
当摆到竖直位置时，导体棒中产生的感应电动势为
0·22?2
v
E B av Ba Bav +===
金属环并联的电阻为
111224
R R R =⨯⨯=并
AB 两端的电压是路端电压，AB 两端的电压大小为
132
R Bav
U E R R =
=+并并 故B 正确，ACD 错误。

故选B 。

4．C
解析：C
根据法拉第电磁感应定律得
2200
122B r B E r t t t ππ∆Φ∆==⋅=∆∆
根据电阻定律可得
2r
R S
πρ
= 根据欧姆定律可得
004B rS E I R t ρ
=
= 故选C 。

5．C
解析：C
AB ．设ab 长度为L ，磁感应强度为B ，电阻
21R R R ==
电路中感应电动势
E BLv =
ab 中感应电流为
232
E BLv I R R R =
=
+
ab 所受安培力为
2223B L v
F BIL R
==
电阻1R 消耗的热功率为
2
2221129B L v P I R R ⎛⎫==
⎪⎝⎭
电阻0R 消耗的热功率为
222
2
049B L v P I R R
==
联立以上各式解得
11
6P Fv = 023
P Fv =
故AB 错误；
C ．整个装置因摩擦而消耗的热功率为
cos cos f P fv mg v mgv μθμθ==⋅=
故C 正确；
D ．整个装置消耗的机械功率为
()3cos f P Fv P F mg v μθ=+=+
故D 错误。

故选C 。

6．B
解析：B
AD ．由楞次定律可知，0～t 1时间内和t 1～t 2时间内线框l 1的感应电流方向相同，都沿逆时针方向，故AD 错误； B ．由法拉第电磁感应定律得
B
E S t t
∆Φ∆=
∆∆＝ 对两线框来说，磁感应强度的变化率B
t
∆∆相同、磁场面积S 相等，因此两线框产生的感应电动势相等，则有
E 1：E 2=1：1
故B 正确；
C ．由题意可知：材料、粗细完全相同的导线制成两个单匝正方形线框，其边长之比
l 1：l 2=1：2
由电阻定律L
R S
ρ
=可知，两线框的电阻之比为 R 1：R 2=1：2
由欧姆定律得E
I R
=
，由于E 1：E 2=1：2，R 1：R 2=1：2，则有 I 1：I 2=2：1
故C 错误。

故选B 。

7．D
解析：D
某同学把一个闭合线圈从条形磁铁穿过，由右端N 极到左端S 极，穿过线圈的磁通量先增大，后减小，根据楞次定律可知，线圈的感应电流的方向是先沿dcba ，后沿abcd ，故D 正确，ABC 错误。

故选D 。

8．B
解析：B
A ．沿重力方向的速度为
sin y v v θ=
则重力的功率为
sin y P mgv mgv θ==
故A 错误；
B ．由题知，ab 匀速下滑，根据平衡条件有
sin mg F F θ=+安
解得
sin F mg F θ=-安
故ab 克服安培力的功率为
()sin P F v mg F v θ==-安
安 根据能量守恒可知，电阻R 消耗的功率等于ab 克服安培力的功率，则有
()sin R P mg F v θ=-
故B 正确；
CD ．设重力做功、恒力做功、克服安培力做功分别为W 1、W 2、W 3，因为匀速运动，根据动能定理有
W 1+W 2-W 3=0
又
W 3=Q
得
W 1+W 2=Q
即重力与恒力做功的代数和等于电阻R 上产生的电热，故CD 错误。

故选B 。

9．B
解析：B
A ．磁通量BS Φ=，其中S 不变，
B 增大，故磁通量增大，故A 错误；
B ．根据楞次定律可知，感应电流产生的磁场方向竖直向下，由右手定则可知：自上而下看，圆盘会产生顺时针方向的涡旋电流，故B 正确；
C ．根据楞次定律，接触弹簧之前，除重力外，下落过程中圆盘会受到向上的阻碍磁通量增大的力，故C 错误；
D ．根据能量守恒定律可知，接触弹簧下落过程中，圆盘的重力势能转化为弹簧的弹性势能、圆盘的动能以及因涡流效应产生的内能，故D 错误。

故选B 。

10．C
解析：C
由题意可知，若线圈Q 对桌面的压力减小，说明线圈Q 受到的磁场作用力向上，由楞次定律可知，螺线管P 的磁通量减小，即螺线管所在回路电流在减小，由于面积不变，说明由磁感应强度B 变化产生的感应电流在减小，由法拉第电磁感应定律可知，说明磁感应强度B 的变化率越来越小，对于B -t 图象中，斜率越来越小，故C 正确，ABD 错误。

故选C 。

11．C
解析：C
A ．由题可知，导体棒ab 向右运动，切割磁感线会产生感应电动势，与R 形成闭合回路，形成电流，由右手定则可知，导体棒ab 中电流的方向是a 到b ，所以A 错误；
B ．由法拉第电磁感应定律可知，导体棒ab 切割磁感线产生的感应电动势为
E BLv =
由电路结构可知，导体棒ab 两端的电势差为
ER RBLv
U R r R r
=
=++ 所以B 错误；
C ．由题可知，导体棒ab 匀速运动，受力平衡，受外力和安培力，则
F F BIL ==安
又
E BLv
I R r R r
=
=++ 则
22B L v
P R r
=
+ 所以C 正确； D ．外力做功的功率为
222
B L v P Fv R r
==
+ 所以D 错误。

故选C 。

12．A
解析：A
AB ．根据左手定则，判断出金属棒cd 中电流方向从d c →，故电流顺时针流动，所以金属棒ab 中电流方向从a b →，故A 正确，B 错误；
CD ．由于金属棒cd 向左运动，金属棒ab 中电流方向从a b →，根据右手定则可知，金属棒ab 只能是向右运动，故CD 错误。

故选A 。

二、填空题 13．磁通量变化率 解析：磁通量 变化率
[1][2]电磁感应定律：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。

14．增大先向左再向右
解析：增大 先向左再向右
[1]铁齿被磁化产生的磁场方向与线圈原磁场方向相同，从右向左，所以通过线圈的磁通量增大。

[2]线圈正对铁齿离开，从右向左的磁场减弱，根据楞次定律可知线圈中产生的磁场从右向左，根据安培定则可知通过G 的电流为从右向左；当上边铁齿靠近线圈时，线圈中从右向左的磁场增强，根据楞次定律可知线圈中产生的磁场从左向右，根据安培定则可知通过G 的电流从左向右，所以通过G 的感应电流的方向是先向左再向右。

15．
4:1 2:1
[1]对任一半径为r 的线圈，根据法拉第电磁感应定律：
2
B B E n
n S n r t t t
π∆Φ∆∆===∆∆∆ 由于
B
t
∆∆相同，n 相同，则得： 2E r ∝
因2A B r r =，故A 、B 线圈中产生的感应电动势之比为：
:4:1A B E E =
[2]根据电阻定律得：线圈的电阻为：
2L s n r R s
πρ
ρ⋅== 由于s n ρ、、相同，两线圈电阻之比为：
::2:1A B A B R R r r ==
线圈中感应电流：
E
I R
=
联立得到：
2::1A B I I =16．c→d25
解析：c →d 2.5
[1]由题意可知，据磁通量的定义，穿过线圈abcd 的净磁通量先向上减小，后向下增大；据楞次定律可知，感应电流的磁场方向向上，感应电流的方向逆时针(俯视)，dc 边中流过的电流方向为c →d ；
[2]磁感应强度B 2=0.5T ，而磁感应强度B 1的大小B 1=t ， 根据法拉第电磁感应定律有：
110.5
V 0.5V 1E t φ∆⨯⨯=
==∆ 回路中的电流为：
0.5
A 5A 0.1
E I R =
==， 因ab 边恰在磁场边缘以外，则金属框受安培力等于cd 边所受安培力 金属框受到的安培力大小为的大小为：
F =B 2Il =0.5×5×1 N =2.5N
17．
8m /s 1m /s
[1]在0.8s 时，金属棒自由落体的速度
v =gt =8m/s
电动势为
E =BLv =1.6V
电流为：
4A E
I R
=
= 而静止释放0.8s 时：
F =BIL =0.8N
重力
G =mg =0.1N
此时安培力F 大于重力G ，则闭合开关后导体棒做减速运动，故导体棒的最大速度
v m =8m/s
[2]最终当导体棒的重力和安培力平衡时，导体棒保持恒定速度做匀速直线运动．即：
22g B R
m L v
= 代入数据解得：
v =1m/s
18．顺顺
解析：顺 顺
地磁场可等效为竖直放置的条形磁铁，地理南极相当于地磁N 极，地理北极相当于地磁S 极，即地球表面磁感线都是由地理南极发出到达地理北极。

，则磁感线的水平分量由南到北. 朝北的钢窗构成闭合回路，水平磁感线垂直穿过向里，如图所示：
[1]右边的窗突然向外推开90°，穿过钢框的磁通量减小，由楞次定律可知感应磁场向里，则感应电流为顺时针.
[2]左边的窗突然向外推开90°，穿过钢框的磁通量减小，由楞次定律可知感应磁场向里，则感应电流为顺时针.
19．不能
解析：不能
[1]．灯泡正常发光，两端电压
50.21V U PR ==⨯=
由E=BLv 可得
1m/s 4m/s 0.50.5
E v Bl =
==⨯ [2]．若让棒ab 自由下落，当速度达到稳定后： mg BIl =
解得
0.0510
2A 0.50.5
mg I Bl ⨯=
==⨯ 而灯泡的额定电流为
1A 5A 0.2
U I R =
== 可知灯泡不能正常发光。

20．SN
解析：S N
[1][2]由左手定则可知，cd 受到的安培力方向向下，棒中电流方向是：由c 指向d ；由右手定则可知，ab 棒所处位置磁场方向：竖直向上，则Ⅰ是S 极，Ⅱ是N 极；
三、解答题 21．
（1）垂直纸面向外；（2）4m /s ；（3）3m/s ；（4）0.4W
（1）若匀强磁场B 2的方向如图所示，为使金属框运动，线框两边产生的感应电流形成串联电路，根据右手定则可知，B 1的方向是垂直纸面向外的。

（2）金属框最大运动速度为m 4m/s v =，当磁场向左运动时，金属框和磁场发生相对运动，切割磁感线，产生感应电流，感应电流受到安培力水平向左，金属框在安培力作用下开始向左做加速运动，这样，磁场和金属框之间的相对运动速度大小减小，感应电流、安培力力跟着减小，当两者速度相等时，感应电流和安培力消失，金属框就以m 4m/s v =的速度向左匀速运动。

（3）当安培力等于阻力时，金属框开始匀速运动，设此时速度为v 1，则有
F f =安
金属框中感应电动势为
()012E BL v v =-
金属框中感应电流为
E I R
=
安培力大小为
2F BLI =安
由以上各式得
1022
3m /s 4fR
v v B L =-
= （4）磁场提供的电能转化为焦耳热和摩擦热
2
10.4W E P R
fv =+=22．
（1）212Ba ω；（2）232B a R
ω
（1）将线框右半边'ODCO 以角速度ω逆时针转动，当转动30时，此时CD 边速度方向恰好垂直磁感线，根据法拉第电磁感应定律可得：此时CD 中产生的感应电动势大小
211
22
E BLv B a a Ba ωω==⨯⨯⋅=
（2）此时线框中的感应电流为
22E Ba I R R
ω== 则AB 边所受安培力大小为
22322Ba B a F BIL B a R R
ωω==⨯⨯=23． （1）3V ；2V ；（2）1.2N ；（3）8J
（1）根据公式
3V E BLv ==
E I R R =+ 2V U IR ==
（2）根据平衡条件有
F F =安
12N F BIL ==安．
（3）2秒内产生的总热量Q 等于安培力做的功
12J Q F vt ==安
电阻R 上产生的热量为
8J R R Q R R Q =
=+24． (1)0.8A ；(2)0.016kg ；(3)20m/s
(1)磁场变化产生的感应电动势为 1B S E n
t
∆=∆ 感应电流为 E I R =
联立并代入数据解得
0.8A I =
(2)导体棒处于平衡状态，有
2B IL mg =
解得
0.016kg m =
(3)去掉磁场1B 后，导体棒开始加速下降，当速度达到最大时，导体棒处于平衡状态，有
F mg =安
2F B IL =安
2m E B Lv =
E I R
=
联立解得 20m v m/s =25．
（1）1.5Ω；（2）5A ；（3）25J
（1）（2）在进入磁场前，金属棒做自由落体运动，则有
v 2=2gd 0
解得v =10m/s
刚进入磁场时，金属棒匀速，根据平衡条件有
mg=BIL
根据法拉第电磁感应定律有
E =BLv
根据闭合电路欧姆定律有
E I R r
=
+ 联立得I =5A ，R =1.5Ω （3）进入磁场前，磁感应强度均匀减小，根据法拉第电磁感应定律有
0B E Ld t t
∆Φ∆=
=∆∆ 解得E 0=10V 由于E 0=E ，故进入磁场前后电流恒定，进入磁场后，做匀速直线运动，则有
t′=
d v
=1s 所以总时间为
t 总=t + t′=2s
根据焦耳定律有
Q=I 2rt 总
代入数据解得Q =25J 26．
（1）1V （2）2W （3）17N
（1）线框中的感应电动势为：
2
1V 2
B L E t t ∆Φ∆==⋅=∆∆ （2）线框的电功率为：
2
2W E P R
== （3）由图2可知，t ＝2s 时，B ＝3T ，
根据楞次定律可知线框中的电流为逆时针，电流大小为：
2A E I R
== 根据左手定则可判定安培力竖直向下，安培力大小为：
12N F ==
据平衡条件得：
T mg BIL +＝
解得：T ＝17N ；。