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章末测评验收卷(二)　电磁感应　
(满分:100分)
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。)
1.(2024·广东湛江高二期末)以下现象中属于涡流现象的应用的是 (　　)
A B
C D
2.图甲为某款“自发电”无线门铃按钮,其“发电”原理如图乙所示,按下门铃按钮的过程磁铁靠近螺线管,松开门铃按钮磁铁远离螺线管回归原位置。下列说法正确的是 (　　)
按下按钮的过程,螺线管P端电势较高
松开按钮的过程,螺线管P端电势较高
按住按钮不动,螺线管中产生恒定的感应电动势
若按下和松开按钮的时间相同,螺线管产生相同的感应电动势
3.如图甲所示,绝缘的水平桌面上放置一金属圆环,在圆环的正上方放置一个螺线管,在螺线管中通入如图乙所示的电流,电流从螺线管a端流入为正。以下说法正确的是 (　　)
0~1 s内圆环面积有扩张的趋势
1~2 s内圆环面积有收缩的趋势
1~2 s内和2~3 s内圆环中的感应电流方向相同
从上往下看,0~2 s内圆环中的感应电流先逆时沿针方向、后沿顺时针方向
4.(2024·广东深圳高二期末)一种重物缓降装置简化物理模型如图所示,足够长的轻质绝缘细线连接且缠绕在铜轴上,另一端悬挂着一个重物,一个铜制圆盘也焊接在铜轴上,铜轴的外侧和大圆盘的外侧通过电刷及导线与外界的一个灯泡相连,整个装置位于垂直于圆盘面的匀强磁场中,现将重物从合适位置由静止释放,整个圆盘将在重物的作用下一起转动,产生的电流可以使灯泡发光,不计除灯泡电阻外的其余电阻和一切摩擦阻力。下列说法正确的是 (　　)
此装置是利用电磁感应现象制成的
通过灯泡的电流方向由左向右
重物下降越快,圆盘的阻尼作用越小
重物减小的机械能全部转化为灯泡消耗的电能
5.如图所示,两根电阻不计的光滑金属导轨平行放置在倾角为θ的斜面上,导轨间距为L,导轨下端接有电阻R,匀强磁场B垂直于斜面向上,电阻可忽略不计的金属棒ab质量为m,受到沿斜面向上且与金属棒垂直的恒力F的作用,金属棒沿导轨以速度v匀速上滑,则它在上滑h高度的过程中,以下说法正确的是 (　　)
安培力对金属棒所做的功为W=
金属棒克服安培力做的功等于回路中产生的焦耳热
拉力F做的功等于回路中增加的焦耳热
金属棒克服重力做的功等于恒力F做的功
6.矩形导线框abcd放在匀强磁场中,在外力控制下处于静止状态,如图甲所示。磁感线方向与导线框所在平面垂直,磁感应强度B随时间变化的图像如图乙所示。t=0时刻,磁感应强度的方向垂直导线框平面向里,在0~4 s时间内,导线框中感应电流随时间变化(规定以顺时针为正方向)和ad边所受安培力随时间变化的图像(规定以向左为安培力正方向)正确的是下图中的 (　　)
A B
C D
7.如图所示,金属圆环内外半径为r和2r,匀强磁场B垂直圆环平面向里,两环之间接有电容器,在两环间且接触良好的金属导体ab棒可绕圆心以角速度ω逆时针旋转,已知电容器的电容为C,则下列说法正确是 (　　)
电容器c极板带负电 cd间电压逐渐增大
金属棒ab产生的电动势为Bωr2 电容器所带电量为CBωr2
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
8.(2024·广东广州高二期末)法拉第圆盘发电机的示意图如图所示。铜圆盘安装在竖直的铜轴上,两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触。圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中,半径为L。若从上向下看,圆盘以角速度ω顺时针转动,下列说法正确的有 (　　)
P的电势高于Q的电势
P的电势低于Q的电势
圆盘转动产生的感应电动势为BL2ω
若圆盘转动的角速度变为原来的2倍,则电流在R上的热功率也变为原来的2倍
9.在如图所示的电路中,灯泡A1和A2的规格相同,L为自感系数较大的线圈,其直流电阻为RL。甲同学先闭合开关S,调节滑动变阻器R和R1,使A1和A2都正常发光,然后断开开关S。乙同学在甲同学走后,接通该电路继续实验,就乙同学观察到的实验现象,下列说法正确的是 (　　)
闭合开关S后,灯泡A1、A2都逐渐亮起来
闭合开关S后,灯泡A1逐渐亮起来,灯泡A2立即亮起
闭合开关S待电路稳定后断开开关S,灯泡A1立即熄灭,灯泡A2逐渐熄灭
闭合开关S待电路稳定后断开开关S,灯泡A1、A2都逐渐熄灭
10.(2024·广东广州高二期中)如图,单匝线圈ABCD在外力作用下以速度v向右匀速进入匀强磁场,第二次又以速度2v匀速进入同一匀强磁场,则第二次进入与第一次进入的过程中 (　　)
线圈中电流之比为2∶1 通过横截面的电量之比为2∶1
外力做功的功率之比为2∶1 线圈中产生热量之比为2∶1
三、非选择题(本题5小题,共54分。)
11.(7分)(2024·广东湛江高二期末)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么闭合开关后可能出现的情况有:
(1)将原线圈迅速插入副线圈时,灵敏电流计指针将向　　　　(2分)(选填“左”或“右”)偏转。
(2)原线圈插入副线圈后,闭合开关,将滑动变阻器触头迅速向左拉时,灵敏电流计指针将向　　　　(2分)(选填“左”或“右”)偏转。
(3)原线圈插入副线圈后,闭合开关,将滑动变阻器触头从最左端拉到最右端,第一次快拉,第二次较慢拉,两情况下线圈中产生的感应电动势的大小关系是E1　　　　E2(3分)(选填“大于”“等于”或“小于”)。
12.(10分)(2024·广东深圳高二期末)如图所示的电路可用来研究电磁感应现象及判定感应电流的方向。
(1)在图中用实线代替导线把它们连成实验电路。(3分)
(2)将线圈A插入线圈B中,合上开关S,能使线圈B中磁通量增加的实验操作是　　　　。(3分)
A.插入铁芯F B.拔出线圈A
C.使变阻器阻值R变小 D.断开开关S
(3)某同学第一次将滑动变阻器的滑片P从变阻器的左端快速滑到右端,第二次将滑动变阻器的滑片P从变阻器的左端慢慢滑到右端,发现电流计的指针摆动的幅度大小不同,第一次比第二次的幅度　　　　(2分)(选填“大”或“小”),原因是线圈中的　　　　　　　　(2分)(选填“磁通量”“磁通量的变化量”或“磁通量变化率”)第一次比第二次的大。
13.(9分)如图所示,面积为0.3 m2的100匝线圈处在匀强磁场中,磁场方向垂直于线圈平面向里,已知磁感应强度随时间均匀增大,变化率为=0.5 T/s,定值电阻R1=6 Ω,线圈电阻R2=4 Ω,求:
(1)(3分)回路中的感应电动势大小;
(2)(3分)回路中电流的大小和通过R1的电流方向;
(3)(3分)a、b两点间的电势差。
14.(13分)如图所示,MN、PQ为足够长的、间距L=0.5 m的平行光滑金属导轨,导轨平面与水平面间的夹角θ=37°,N、Q间连接的电阻R=4 Ω,匀强磁场垂直于导轨平面向上,磁感应强度大小B=1 T。将一根质量m=0.05 kg的金属棒从ab位置由静止释放,当金属棒滑行至cd处时,金属棒开始做匀速直线运动。金属棒沿导轨向下运动过程中始终与导轨垂直,且与导轨接触良好,金属棒接入回路的电阻r=1 Ω,导轨的电阻不计。取重力加速度大小g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,求:
(1)(6分)金属棒运动到cd位置时的速度大小vm;
(2)(7分)当金属棒的速度大小v=1 m/s时,金属棒的加速度大小a。
15.(15分)如图甲所示,水平面上固定一个10匝的边长为L=10 cm、总电阻为r=2.0 Ω的正方形线圈,线圈端点a、b通过导线与间距为d=0.5 m的足够长平行倾斜金属导轨相连,导轨与水平方向的夹角θ=30°,金属杆MN质量为m=0.1 kg,电阻为R=1 Ω,放在导轨足够高处与导轨垂直且接触良好。已知整个线圈处于竖直向下的磁场中,磁感应强度B0随时间t的变化如图乙所示,从t0=0.2 s时刻起该磁场不再变化;倾斜导轨处于垂直于导轨平面向下的匀强磁场中,磁感应强度大小为B=1 T,忽略其余电阻,重力加速度为g=10 m/s2,已知0~t0时间内金属杆MN刚好不下滑,设最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,求:
(1)(7分)0~t0时间内,a、b两点之间的电势差Uab;
(2)(8分)MN从开始下滑到速度v=2 m/s过程中,沿导轨下滑的距离为s=1.6 m,求该过程MN上产生的焦耳热。
章末测评验收卷(二)　电磁感应
1.A　[金属探测仪可以探测人身是否携带金属物品，是通过金属上产生涡流而使报警器发出警告的， 故A正确；电烤箱是利用电流发热的原理，故B错误；车载充电器没有应用涡流现象，故C错误；高压带电作业屏蔽服是利用静电屏蔽原理，故D错误。]
2.B　[按下按钮的过程，穿过螺线管的磁通量向左增大，根据楞次定律可知螺线管中感应电流为从P端流入从Q端流出，螺线管充当电源，则Q端电势较高，故A错误；松开按钮的过程，穿过螺线管的磁通量向左减小，根据楞次定律可知螺线管中感应电流为从Q端流入从P端流出，螺线管充当电源，则P端电势较高，故B正确；按住按钮不动，穿过螺线管的磁通量不变，螺线管不会产生感应电动势，故C错误；若按下和松开按钮的时间相同，螺线管中磁通量的变化率相同，故螺线管产生的感应电动势大小相等，方向相反，故D错误。]
3.C　[根据右手螺旋定则可知，在0～1 s内，穿过线圈的磁通量向上的增多，根据楞次定律可知，线圈内的感应电流产生的磁场向下，感应电流沿顺时针方向(从上往下看)，利用左手定则可知，线圈有收缩的趋势，A错误；根据右手螺旋定则，在1～2 s内，穿过线圈的磁通量向上的减少，根据楞次定律可知，线圈内的感应电流产生的磁场向上，感应电流沿逆时针方向(从上往下看)，利用左手定则可知，线圈有扩张的趋势，B错误；根据右手螺旋定则，在2～3 s内，穿过线圈的磁通量向下的增多，根据楞次定律可知，线圈内的感应电流产生的磁场向上，感应电流沿逆时针方向(从上往下看)，C正确；从上往下看，0～2 s内圆环中的感应电流先沿顺时针方向、后沿逆时针方向，D错误。]
4.A　[根据题意可知，此装置是利用电磁感应现象制成的，故A正确；根据右手定则可以判断，通过灯泡的电流方向由右向左，故B错误；重物下降速度越快，感应电动势越大，圆盘阻尼作用越大，故C错误；重物减小的重力势能转化为装置的动能和灯泡消耗的电能，故D错误。]
5.B　[根据左手定则和运动分析可判断此过程安培力做负功，A错误；由功能关系可知，金属棒克服安培力做的功等于回路中产生的焦耳热，B正确；由功能关系可知，拉力做的功等于回路中焦耳热与金属棒重力势能增加量之和，C错误；金属棒克服重力做的功等于恒力F做的功减去金属棒克服安培力做的功，故金属棒克服重力做的功小于恒力F做的功，D错误。]
6.C　[在0～1 s时间内，线框中磁场方向垂直线框平面向里且均匀减小，产生感应电流大小恒定，方向为顺时针(正方向)，ad边所受安培力F＝BIL，L不变，感应电流大小恒定，安培力大小随B减小而减小，根据左手定则，0～1 s时间内，ad边所受安培力方向向左(正方向)；在1～2 s时间内，线框中磁场方向垂直纸面向外且大小均匀增大，产生感应电流大小恒定，方向顺时针(正方向)，ad边所受安培力F＝BIL，L不变，感应电流大小恒定，安培力大小随B增大而增大，根据左手定则，1～2 s时间内，ad边所受安培力方向向右(负方向)；在2～3 s时间内，线框中磁场方向垂直纸面向外且大小均匀减小，产生感应电流大小恒定，方向为逆时针(负方向)，ad边所受安培力F＝BIL，L不变，感应电流大小恒定，安培力大小随B减小而减小，根据左手定则，2～3 s时间内，ad边所受安培力方向向左(正方向)；在3～4 s时间内，线框中磁场方向垂直纸面向里且大小均匀增大，产生感应电流大小恒定，方向为逆时针(负方向)，ad边所受安培力F＝BIL，L不变，感应电流大小恒定，安培力大小随B增大而增大，根据左手定则，3～4 s时间内，ad边所受安培力方向向右(负方向)。故C正确。]
7.D　[ab棒切割磁感线产生感应电动势，根据右手定则可知，a端为低电势，b端为高电势，则电容器c极板带正电，d极板带负电，A错误；根据切割磁感线产生感应电动势有E＝BLv＝Brω×＝Bωr2，cd间电压等于感应电动势，保持不变，B、C错误；电容器的带电量为Q＝CE＝CBωr2，D正确。]
8.BC　[把圆盘等效为无数根辐射状导体棒，根据右手定则可知，电流从P流向Q，又因为此时PQ段相当于电源，故P的电势低于Q的电势，故A错误，B正确；设圆盘转动了Δt时间，则该时间内，等效导体棒扫过面积的磁通量为ΔΦ＝BL2ωΔt，故C正确；根据法拉第电磁感应定律有E＝＝BL2ω，若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则感应电动势变为原来的2倍，此时电流在R上的热功率变为原来的4倍，故D错误。]
9.BD　[闭合开关S，灯泡A2与电源构成的回路没有线圈，立即亮起，灯泡A1与线圈串联，逐渐亮起，故A错误，B正确；电路稳定后断开开关S，由于自感现象，线圈中电流会逐渐减小，灯泡A1、A2与线圈构成闭合回路，灯泡A1、A2逐渐熄灭，故C错误，D正确。]
10.AD　[根据导体棒切割磁感线产生感应电动势，由E＝BLv，得E1∶E2＝1∶2，由欧姆定律有I2∶I1＝∶＝2∶1，故A正确；由电量q＝Δt＝，得q2∶q1＝1∶1，故B错误；匀速进入，外力做功的功率与克服安培力做功的功率相等，由P＝I2R，得P2∶P1＝4∶1，故C错误；产生的热量为Q＝Pt＝P，得Q2∶Q1＝2∶1，故D正确。]
11.(1)右　(2)右　(3)大于
解析　(1)闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，说明线圈B中磁通量增加，产生的感应电流使灵敏电流计的指针右偏，现将原线圈迅速插入副线圈时，线圈B中磁通量增加，故产生的感应电流也使灵敏电流计的指针右偏。
(2)同理可知，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，线圈B中磁通量增加，灵敏电流计指针将向右偏转。
(3)由法拉第电磁感应定律可知E＝n，滑动变阻器触头从最左端拉到最右端滑动的越快，线圈A中的电流变化越快，线圈B中的磁通量变化越快，产生的感应电动势越大，故两情况下线圈中产生的感应电动势的大小关系是E1>E2。
12.(1)见解析图　(2)AC　(3)大　磁通量变化率
解析　(1)将电源、开关、滑动变阻器、线圈A串联相接，组成一个回路，再将电流计与线圈B相接组成一个回路，电路如图所示。
(2)插入铁芯F时，线圈A的磁场增强，穿过线圈B的磁通量增加， A正确；拔出线圈A时，穿过线圈B的磁通量减少，B错误；使变阻器阻值R变小，流经线圈A的电流增大，产生的磁场增强，穿过线圈B的磁通量增加，C正确；断开开关S时，流经线圈A的电流减小，磁场减弱，穿过线圈B的磁通量减小，D错误。
(3)第一次将滑动变阻器的滑片P从变阻器的左端快速滑到右端，线圈A的电流变化的快，产生的磁场变化的快，穿过线圈B的磁通量变化的快，产生感应电动势大，感应电流大，电流计的指针摆动的幅度大；第二次将滑动变阻器的滑片P从变阻器的左端慢慢滑到右端，线圈A的电流变化的慢，产生的磁场变化的慢，穿过线圈B的磁通量变化的慢，产生感应电动势小，感应电流小，电流计的指针摆动的幅度小。因此第一次比第二次的磁通量的变化率大，则电流计的指针摆动幅度第一次比第二次的大。
13.(1)15 V　(2)1.5 A　由d→c　(3)9 V
解析　(1)感应电动势大小为
E＝N＝NS＝15 V。
(2)电流的大小为I＝＝1.5 A
磁感应强度随时间均匀增大，根据楞次定律可知，通过R1的电流方向为由d→c。
(3)a、b两点间的电势差为R1两端电压，为
U＝IR1＝9 V。
14.(1)6 m/s　(2)5 m/s2
解析　(1)金属棒到达cd位置时，金属棒切割磁感线产生的感应电动势为E＝BLvm
根据闭合电路的欧姆定律有I＝
金属棒受到的安培力F＝BIL＝
根据金属棒受力平衡有mgsin θ＝F
代入数据解得vm＝6 m/s。
(2)对金属棒受力分析，根据牛顿第二定律有
mgsin θ－＝ma
代入数据解得a＝5 m/s2。
15.(1)－0.4 V　(2)0.04 J
解析　(1)根据题意，由法拉第电磁感应定律可得，感应电动势为E＝n＝nL2
代入数据解得E＝1.2 V
感应电流为I＝＝0.4 A
由楞次定律可知，b点电势高于a点电势，则a、b两点之间的电势差为Uab＝－IR＝－0.4 V。
(2)根据题意，设金属杆MN与导轨间的滑动摩擦力为f，由平衡条件有mgsin θ＝f＋BId
解得f＝mgsin θ－BId＝0.3 N
金属杆MN从开始下滑到速度v＝2 m/s过程中，沿导轨下滑的距离为s＝1.6 m，设此过程中金属杆MN克服安培力做的功为W
由动能定理有mgsin θ·s－fs－W＝mv2
解得W＝0.12 J
根据功能关系可知产生的总焦耳热为Q＝W＝0.12 J
该过程MN上产生的焦耳热Q′＝Q＝0.04 J。(共31张PPT)
章末测评验收卷(二)
(时间：75分钟　满分：100分)
第二章　电磁感应
A
一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。)
1.(2024·广东湛江高二期末)以下现象中属于涡流现象的应用的是(　　)
解析　金属探测仪可以探测人身是否携带金属物品，是通过金属上产生涡流而使报警器发出警告的， 故A正确；电烤箱是利用电流发热的原理，故B错误；车载充电器没有应用涡流现象，故C错误；高压带电作业屏蔽服是利用静电屏蔽原理，故D错误。
B
2.图甲为某款“自发电”无线门铃按钮，其“发电”原理如图乙所示，按下门铃按钮的过程磁铁靠近螺线管，松开门铃按钮磁铁远离螺线管回归原位置。下列说法正确的是(　　)
A.按下按钮的过程，螺线管P端电势较高
B.松开按钮的过程，螺线管P端电势较高
C.按住按钮不动，螺线管中产生恒定的感
应电动势
D.若按下和松开按钮的时间相同，螺线管产生相同的感应电动势
解析　按下按钮的过程，穿过螺线管的磁通量向左增大，根据楞次定律可知螺线管中感应电流为从P端流入从Q端流出，螺线管充当电源，则Q端电势较高，故A错误；松开按钮的过程，穿过螺线管的磁通量向左减小，根据楞次定律可知螺线管中感应电流为从Q端流入从P端流出，螺线管充当电源，则P端电势较高，故B正确；按住按钮不动，穿过螺线管的磁通量不变，螺线管不会产生感应电动势，故C错误；若按下和松开按钮的时间相同，螺线管中磁通量的变化率相同，故螺线管产生的感应电动势大小相等，方向相反，故D错误。
C
3.如图甲所示，绝缘的水平桌面上放置一金属圆环，在圆环的正上方放置一个螺线管，在螺线管中通入如图乙所示的电流，电流从螺线管a端流入为正。以下说法正确的是(　　)
A.0～1 s内圆环面积有扩张的趋势
B.1～2 s内圆环面积有收缩的趋势
C.1～2 s内和2～3 s内圆环中的感应
电流方向相同
D.从上往下看，0～2 s内圆环中的感
应电流先逆时沿针方向、后沿顺时针方向
解析　根据右手螺旋定则可知，在0～1 s内，穿过线圈的磁通量向上的增多，根据楞次定律可知，线圈内的感应电流产生的磁场向下，感应电流沿顺时针方向(从上往下看)，利用左手定则可知，线圈有收缩的趋势，A错误；根据右手螺旋定则，在1～2 s内，穿过线圈的磁通量向上的减少，根据楞次定律可知，线圈内的感应电流产生的磁场向上，感应电流沿逆时针方向(从上往下看)，利用左手定则可知，线圈有扩张的趋势，B错误；根据右手螺旋定则，在2～3 s内，穿过线圈的磁通量向下的增多，根据楞次定律可知，线圈内的感应电流产生的磁场向上，感应电流沿逆时针方向(从上往下看)，C正确；从上往下看，0～2 s内圆环中的感应电流先沿顺时针方向、后沿逆时针方向，D错误。
A
4.(2024·广东深圳高二期末)一种重物缓降装置简化物理模型如图所示，足够长的轻质绝缘细线连接且缠绕在铜轴上，另一端悬挂着一个重物，一个铜制圆盘也焊接在铜轴上，铜轴的外侧和大圆盘的外侧通过电刷及导线与外界的一个灯泡相连，整个装置位于垂直于圆盘面的匀强磁场中，现将重物从合适位置由静止释放，整个圆盘将在重物的作用下一起转动，产生的电流可以使灯泡发光，不计除灯泡电阻外的其余电阻和一切摩擦阻力。下列说法正确的是(　　)
A.此装置是利用电磁感应现象制成的
B.通过灯泡的电流方向由左向右
C.重物下降越快，圆盘的阻尼作用越小
D.重物减小的机械能全部转化为灯泡消耗的电能
解析　根据题意可知，此装置是利用电磁感应现象制成的，故A正确；根据右手定则可以判断，通过灯泡的电流方向由右向左，故B错误；重物下降速度越快，感应电动势越大，圆盘阻尼作用越大，故C错误；重物减小的重力势能转化为装置的动能和灯泡消耗的电能，故D错误。
B
5.如图所示，两根电阻不计的光滑金属导轨平行放置在倾角为θ的斜面上，导轨间距为L，导轨下端接有电阻R，匀强磁场B垂直于斜面向上，电阻可忽略不计的金属棒ab质量为m，受到沿斜面向上且与金属棒垂直的恒力F的作用，金属棒沿导轨以速度v匀速上滑，则它在上滑h高度的过程中，以下说法正确的是(　　)
解析　根据左手定则和运动分析可判断此过程安培力做负功，A错误；由功能关系可知，金属棒克服安培力做的功等于回路中产生的焦耳热，B正确；由功能关系可知，拉力做的功等于回路中焦耳热与金属棒重力势能增加量之和，C错误；金属棒克服重力做的功等于恒力F做的功减去金属棒克服安培力做的功，故金属棒克服重力做的功小于恒力F做的功，D错误。
C
6.矩形导线框abcd放在匀强磁场中，在外力控制下处于静止状态，如图甲所示。磁感线方向与导线框所在平面垂直，磁感应强度B随时间变化的图像如图乙所示。t＝0时刻，磁感应强度的方向垂直导线框平面向里，在0～4 s时间内，导线框中感应电流随时间变化(规定以顺时针为正方向)和ad边所受安培力随时间变化的图像(规定以向左为安培力正方向)正确的是下图中的(　　)
解析　在0～1 s时间内，线框中磁场方向垂直线框平面向里且均匀减小，产生感应电流大小恒定，方向为顺时针(正方向)，ad边所受安培力F＝BIL，L不变，感应电流大小恒定，安培力大小随B减小而减小，根据左手定则，0～1 s时间内，ad边所受安培力方向向左(正方向)；在1～2 s时间内，线框中磁场方向垂直纸面向外且大小均匀增大，产生感应电流大小恒定，方向顺时针(正方向)，ad边所受安培力F＝BIL，L不变，感应电流大小恒定，安培力大小随B增大而增大，根据左手定则，1～2 s时间内，ad边所受安培力方向向右(负方向)；在2～3 s时间内，线框中磁场方向垂直纸面向外且大小均匀减小，产生感应电流大小恒定，方向为逆时针(负方向)，ad边所受安培力F＝BIL，L不变，感应电流大小恒定，安培力大小随B减小而减小，根据左手定则，2～3 s时间内，ad边所受安培力方向向左(正方向)；在3～4 s时间内，线框中磁场方向垂直纸面向里且大小均匀增大，产生感应电流大小恒定，方向为逆时针(负方向)，ad边所受安培力F＝BIL，L不变，感应电流大小恒定，安培力大小随B增大而增大，根据左手定则，3～4 s时间内，ad边所受安培力方向向右(负方向)。故C正确。
D
7.如图所示，金属圆环内外半径为r和2r，匀强磁场B垂直圆环平面向里，两环之间接有电容器，在两环间且接触良好的金属导体ab棒可绕圆心以角速度ω逆时针旋转，已知电容器的电容为C，则下列说法正确是(　　)
二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。)
8.(2024·广东广州高二期末)法拉第圆盘发电机的示意图如图所示。铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触。圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中，半径为L。若从上向下看，圆盘以角速度ω顺时针转动，下列说法正确的有(　　)
BC
BD
9.在如图所示的电路中，灯泡A1和A2的规格相同，L为自感系数较大的线圈，其直流电阻为RL。甲同学先闭合开关S，调节滑动变阻器R和R1，使A1和A2都正常发光，然后断开开关S。乙同学在甲同学走后，接通该电路继续实验，就乙同学观察到的实验现象，下列说法正确的是(　　)
A.闭合开关S后，灯泡A1、A2都逐渐亮起来
B.闭合开关S后，灯泡A1逐渐亮起来，灯泡A2立即亮起
C.闭合开关S待电路稳定后断开开关S，灯泡A1立即熄灭，
灯泡A2逐渐熄灭
D.闭合开关S待电路稳定后断开开关S，灯泡A1、A2都逐渐熄灭
解析　闭合开关S，灯泡A2与电源构成的回路没有线圈，立即亮起，灯泡A1与线圈串联，逐渐亮起，故A错误，B正确；电路稳定后断开开关S，由于自感现象，线圈中电流会逐渐减小，灯泡A1、A2与线圈构成闭合回路，灯泡A1、A2逐渐熄灭，故C错误，D正确。
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10.(2024·广东广州高二期中)如图，单匝线圈ABCD在外力作用下以速度v向右匀速进入匀强磁场，第二次又以速度2v匀速进入同一匀强磁场，则第二次进入与第一次进入的过程中(　　)
A.线圈中电流之比为2∶1
B.通过横截面的电量之比为2∶1
C.外力做功的功率之比为2∶1
D.线圈中产生热量之比为2∶1
三、非选择题(本题5小题，共54分。)
11.(7分)(2024·广东湛江高二期末)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么闭合开关后可能出现的情况有：
(1)将原线圈迅速插入副线圈时，灵敏电流计指针
将向________(选填“左”或“右”)偏转。
(2)原线圈插入副线圈后，闭合开关，将滑动变阻
器触头迅速向左拉时，灵敏电流计指针将向____
____(选填“左”或“右”)偏转。
(3)原线圈插入副线圈后，闭合开关，将滑动变阻器触头从最左端拉到最右端，第一次快拉，第二次较慢拉，两情况下线圈中产生的感应电动势的大小关系是E1________E2(选填“大于”“等于”或“小于”)。
答案　(1)右　(2)右　(3)大于
解析　(1)闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右
偏了一下，说明线圈B中磁通量增加，产生的感应
电流使灵敏电流计的指针右偏，现将原线圈迅速插
入副线圈时，线圈B中磁通量增加，故产生的感应
电流也使灵敏电流计的指针右偏。
(2)同理可知，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，线圈B中磁通量增加，灵敏电流计指针将向右偏转。
12.(10分)(2024·广东深圳高二期末)如图所示的电路可用来研究电磁感应现象及判定感应电流的方向。
(1)在图中用实线代替导线把它们连成实验电路。
(2)将线圈A插入线圈B中，合上开关S，能使线圈B
中磁通量增加的实验操作是________。
A.插入铁芯F
B.拔出线圈A
C.使变阻器阻值R变小
D.断开开关S
(3)某同学第一次将滑动变阻器的滑片P从变阻器的左端快速滑到右端，第二次将滑动变阻器的滑片P从变阻器的左端慢慢滑到右端，发现电流计的指针摆动的幅度大小不同，第一次比第二次的幅度________(选填“大”或“小”)，原因是线圈中的________________(选填“磁通量”“磁通量的变化量”或“磁通量变化率”)第一次比第二次的大。
答案　(1)见解析图　(2)AC　(3)大　磁通量变化率
解析　(1)将电源、开关、滑动变阻器、线圈A串联相接，组成一个回路，再将电流计与线圈B相接组成一个回路，电路如图所示。
(2)插入铁芯F时，线圈A的磁场增强，穿过线圈B的磁通量增加， A正确；拔出线圈A时，穿过线圈B的磁通量减少，B错误；使变阻器阻值R变小，流经线圈A的电流增大，产生的磁场增强，穿过线圈B的磁通量增加，C正确；断开开关S时，流经线圈A的电流减小，磁场减弱，穿过线圈B的磁通量减小，D错误。
(3)第一次将滑动变阻器的滑片P从变阻器的左端快速滑到右端，线圈A的电流变化的快，产生的磁场变化的快，穿过线圈B的磁通量变化的快，产生感应电动势大，感应电流大，电流计的指针摆动的幅度大；第二次将滑动变阻器的滑片P从变阻器的左端慢慢滑到右端，线圈A的电流变化的慢，产生的磁场变化的慢，穿过线圈B的磁通量变化的慢，产生感应电动势小，感应电流小，电流计的指针摆动的幅度小。因此第一次比第二次的磁通量的变化率大，则电流计的指针摆动幅度第一次比第二次的大。
答案　(1)15 V　(2)1.5 A　由d→c　(3)9 V
解析　(1)感应电动势大小为
磁感应强度随时间均匀增大，根据楞次定律可知，通过R1的电流方向为由d→c。
(3)a、b两点间的电势差为R1两端电压，为
U＝IR1＝9 V。
14.(13分)如图所示，MN、PQ为足够长的、间距L＝0.5 m的平行光滑金属导轨，导轨平面与水平面间的夹角θ＝37°，N、Q间连接的电阻R＝4 Ω，匀强磁场垂直于导轨平面向上，磁感应强度大小B＝1 T。将一根质量m＝0.05 kg的金属棒从ab位置由静止释放，当金属棒滑行至cd处时，金属棒开始做匀速直线运动。金属棒沿导轨向下运动过程中始终与导轨垂直，且与导轨接触良好，金属棒接入回路的电阻r＝1 Ω，导轨的电阻不计。取重力加速度大小g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，求：
(1)金属棒运动到cd位置时的速度大小vm；
(2)当金属棒的速度大小v＝1 m/s时，金属棒的加速度大小a。
答案　(1)6 m/s　(2)5 m/s2
解析　(1)金属棒到达cd位置时，金属棒切割磁感线产生的感应电动势为E＝BLvm
根据金属棒受力平衡有mgsin θ＝F
代入数据解得vm＝6 m/s。
15.(15分)如图甲所示，水平面上固定一个10匝的边长为L＝10 cm、总电阻为r＝2.0 Ω的正方形线圈，线圈端点a、b通过导线与间距为d＝0.5 m的足够长平行倾斜金属导轨相连，导轨与水平方向的夹角θ＝30°，金属杆MN质量为m＝0.1 kg，电阻为R＝1 Ω，放在导轨足够高处与导轨垂直且接触良好。已知整个线圈处于竖直向下的磁场中，磁感应强度B0随时间t的变化如图乙所示，从t0＝0.2 s时刻起该磁场不再变化；倾斜导轨处于垂直于导轨平面向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B＝1 T，忽略其余电阻，重力加速度为g＝10 m/s2，已知0～t0时间内金属杆MN刚好不下滑，设最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，求：
(1)0～t0时间内，a、b两点之间的电势差Uab；
(2)MN从开始下滑到速度v＝2 m/s过程中，沿
导轨下滑的距离为s＝1.6 m，求该过程MN上
产生的焦耳热。
答案　(1)－0.4 V　(2)0.04 J
代入数据解得E＝1.2 V
由楞次定律可知，b点电势高于a点电势，则a、b两点之间的电势差为Uab＝－IR＝－0.4 V。
(2)根据题意，设金属杆MN与导轨间的滑动摩擦力为f，由平衡条件有mgsin θ＝f＋BId
解得f＝mgsin θ－BId＝0.3 N
金属杆MN从开始下滑到速度v＝2 m/s过程中，沿导轨下滑的距离为s＝1.6 m，设此过程中金属杆MN克服安培力做的功为W
解得W＝0.12 J
根据功能关系可知产生的总焦耳热为Q＝W＝0.12 J

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