2024-2025學(xué)年高中地理選擇性必修2-第二章　電磁感應(yīng)

姓名班級(jí)考號(hào)姓名班級(jí)考號(hào)密○封○裝○訂○線密○封○裝○訂○線密封線內(nèi)不要答題密○封○裝○訂○線密○封○裝○訂○線密○封○裝○訂○線密○封○裝○訂○線密封線內(nèi)不要答題第二章電磁感應(yīng)滿分100分,限時(shí)90分鐘一、單項(xiàng)選擇題(本大題共8小題,每小題3分,共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中只有一個(gè)符合題目要求)1.下列現(xiàn)象中利用的原理不是電磁感應(yīng)的是()A.如圖甲所示,真空冶煉爐外有線圈,線圈中通入高頻交流電,爐內(nèi)的金屬能迅速熔化B.如圖乙所示,安檢門(mén)可以檢測(cè)金屬物品,如攜帶金屬刀具經(jīng)過(guò)時(shí),會(huì)觸發(fā)報(bào)警C.如圖丙所示,放在磁場(chǎng)中的玻璃皿內(nèi)盛有導(dǎo)電液體,其中心放一圓柱形電極,邊緣內(nèi)壁放一環(huán)形電極,通電后液體就會(huì)旋轉(zhuǎn)起來(lái)D.如圖丁所示,用一蹄形磁鐵接近正在旋轉(zhuǎn)的銅盤(pán),銅盤(pán)很快靜止下來(lái)2.一架飛機(jī)在廣州上空勻速巡航,機(jī)翼保持水平,飛行高度不變,由于受地磁場(chǎng)的作用,金屬機(jī)翼上有電勢(shì)差,設(shè)飛行員左方機(jī)翼末端處的電勢(shì)為φ1,右方機(jī)翼末端處的電勢(shì)為φ2,則下列說(shuō)法正確的是()A.若飛機(jī)從東往西飛,φ1比φ2高B.若飛機(jī)從南往北飛,φ1比φ2低C.若飛機(jī)從北往南飛,φ1比φ2低D.由于飛機(jī)勻速飛行,則φ1等于φ23.如圖所示,若套在條形磁鐵上的彈性金屬導(dǎo)線圈Ⅰ突然縮小為線圈Ⅱ,關(guān)于線圈的感應(yīng)電流及其方向(從上往下看),說(shuō)法正確的是()A.有順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流B.有逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流C.先有逆時(shí)針后有順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流D.無(wú)感應(yīng)電流4.如圖所示,一個(gè)矩形區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里。一個(gè)三角形閉合導(dǎo)線框由位置1(左)沿紙面勻速運(yùn)動(dòng)到位置2(右)。取線框剛到達(dá)磁場(chǎng)邊界的時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn)(t=0),規(guī)定逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)殡娏鞯恼较?則下圖中能正確反映線框中電流與時(shí)間關(guān)系的是()5.如圖所示,地面上方有方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng),在磁場(chǎng)內(nèi)水平靜止釋放一根不帶電的金屬棒MN,不考慮空氣阻力,下列說(shuō)法正確的是()A.N端先落地,M端后落地B.M、N兩端同時(shí)落地C.金屬棒做自由落體運(yùn)動(dòng)D.金屬棒先加速運(yùn)動(dòng)后勻速運(yùn)動(dòng)6.如圖所示,在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,間距為L(zhǎng)的水平U形導(dǎo)體框左端連接一阻值為R的電阻,質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒ab置于導(dǎo)體框上。不計(jì)導(dǎo)體框的電阻和導(dǎo)體棒與框間的摩擦。ab以水平向右的初速度v0開(kāi)始運(yùn)動(dòng),最終停在導(dǎo)體框上。在此過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是()A.導(dǎo)體棒中電流保持不變B.導(dǎo)體棒中感應(yīng)電流的方向?yàn)閎→a,a、b間電勢(shì)差為BLv0C.導(dǎo)體棒克服安培力做的功等于12mD.導(dǎo)體棒剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)克服安培力做功的瞬時(shí)功率為B7.如圖所示,虛線左側(cè)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),方向垂直于紙面向里。有一正方形金屬框abcd,其邊長(zhǎng)為L(zhǎng),電阻為R,初始ad邊與磁場(chǎng)邊界重合,現(xiàn)將其繞a點(diǎn)以角速度ω順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。在金屬框轉(zhuǎn)動(dòng)45°的過(guò)程中()A.金屬框中產(chǎn)生沿逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流B.金屬框經(jīng)過(guò)虛線位置時(shí)產(chǎn)生的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為BωL2C.金屬框受到的安培力逐漸增大,方向不斷變化D.流過(guò)金屬框某一橫截面的電荷量為28.如圖所示,y軸正方向豎直向下,足夠長(zhǎng)的光滑導(dǎo)軌OM、ON固定在豎直平面內(nèi),電阻不計(jì),兩導(dǎo)軌與豎直方向夾角均為30°?？臻g存在垂直導(dǎo)軌平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。一質(zhì)量為m、長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒在豎直向上的拉力F作用下,從O點(diǎn)開(kāi)始沿y軸向下以大小為v的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng),棒始終與y軸垂直且關(guān)于y軸對(duì)稱,與導(dǎo)軌接觸良好。單位長(zhǎng)度的導(dǎo)體棒電阻值為r,重力加速度為g。則在導(dǎo)體棒從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到離開(kāi)導(dǎo)軌的過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是()A.導(dǎo)體棒中的感應(yīng)電流逐漸增大B.導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中減少的機(jī)械能等于導(dǎo)體棒產(chǎn)生的焦耳熱C.通過(guò)導(dǎo)軌O點(diǎn)處橫截面的電荷量為3D.導(dǎo)體棒在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)時(shí)拉力F與y的關(guān)系為F=mg-3v二、多項(xiàng)選擇題(本大題共4小題,每小題4分,共16分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求,全部選對(duì)的得4分,選對(duì)但不全的得2分,有選錯(cuò)或不答的得0分)9.如圖,半徑為r的金屬圓盤(pán)在垂直于盤(pán)面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,繞O軸以角速度ω沿逆時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng),磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,則通過(guò)電阻R的電流的方向和大小是(金屬圓盤(pán)及導(dǎo)線的電阻不計(jì))()A.電阻R上電流方向由c到dB.電阻R上電流方向由d到cC.通過(guò)R的電流I=BD.通過(guò)R的電流I=B10.圖1中表示電流傳感器,在用圖1的電路研究自感現(xiàn)象時(shí),電流傳感器顯示各時(shí)刻通過(guò)線圈L(直流電阻為0)的電流如圖2所示。已知燈泡的電阻與定值電阻R相同且不隨電流變化,可以判定()A.閉合S時(shí)燈泡緩慢變亮,斷開(kāi)S時(shí)燈泡緩慢熄滅B.1.0×10-3s前后,S由閉合變?yōu)閿嚅_(kāi)C.1.2×10-3s時(shí),通過(guò)燈泡的電流方向?yàn)閺挠蚁蜃驞.1.1×10-3s時(shí),燈泡的功率約為5.0×10-4s時(shí)的二分之一11.如圖,在水平面內(nèi)固定有兩根相互平行的無(wú)限長(zhǎng)光滑金屬導(dǎo)軌,其間距為L(zhǎng),電阻不計(jì)。在虛線l1的左側(cè)存在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng),在虛線l2的右側(cè)存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng),兩部分磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B。與導(dǎo)軌垂直的金屬棒ad、bc的電阻均為R,質(zhì)量分別為m、2m,分別靜止于兩磁場(chǎng)中?，F(xiàn)突然給ad棒一個(gè)水平向左的初速度v0,下列說(shuō)法正確的是()A.兩金屬棒組成的系統(tǒng)的動(dòng)量守恒B.兩金屬棒始終受到水平向右的安培力C.兩棒達(dá)到穩(wěn)定時(shí)速度大小均為13vD.ad棒向左運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,ad棒產(chǎn)生的焦耳熱為16m12.如圖甲所示,兩根間距L=1m的平行光滑金屬導(dǎo)軌放置在水平面內(nèi),左端與R=1Ω的定值電阻相連。導(dǎo)軌間在坐標(biāo)軸x>0一側(cè)存在著沿x方向磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大的磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B與x的關(guān)系如圖乙所示。在外力F作用下,一質(zhì)量m=1kg的金屬棒從A1位置運(yùn)動(dòng)到A2位置的過(guò)程中,通過(guò)電阻R的電流始終恒定為1A。金屬棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,A1、A2對(duì)應(yīng)的位置坐標(biāo)分別為x1=1m、x2=3m,不計(jì)導(dǎo)軌與金屬棒電阻,下列說(shuō)法正確的是()A.從A1到A2的過(guò)程中,金屬棒做減速運(yùn)動(dòng)B.金屬棒在A2處的動(dòng)能為0.25JC.從A1到A2的過(guò)程回路中拉力做的功為2.625JD.從A1到A2的過(guò)程中通過(guò)金屬棒橫截面的電荷量為4C三、非選擇題(本大題共6小題,共60分)13.(6分)在“探究影響感應(yīng)電流方向的因素”實(shí)驗(yàn)中:(1)請(qǐng)將實(shí)物電路圖補(bǔ)充完整。(2)將線圈E插入線圈F中,閉合開(kāi)關(guān)時(shí),線圈F中感應(yīng)電流的方向與線圈E中電流的繞行方向(選填“相同”或“相反”)。

(3)在開(kāi)關(guān)處于閉合狀態(tài)將線圈E拔出時(shí),線圈F中的感應(yīng)電流的方向與線圈E中電流的繞行方向(選填“相同”或“相反”)。

14.(9分)某學(xué)習(xí)小組在“研究回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小與磁通量變化快慢的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中采用了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置。(1)實(shí)驗(yàn)中用螺旋測(cè)微器測(cè)量擋光片的寬度Δd時(shí),示數(shù)如圖乙所示,則Δd=mm。

(2)在實(shí)驗(yàn)中,讓小車(chē)以不同速度靠近螺線管,記錄下光電門(mén)擋光時(shí)間Δt內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值E,改變速度多次實(shí)驗(yàn),得到多組數(shù)據(jù)。這樣實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)滿足了物理實(shí)驗(yàn)中常用的“控制變量法”,你認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不變的量是:在Δt時(shí)間內(nèi)。

(3)得到多組Δt與E的數(shù)據(jù)之后,若以E為縱坐標(biāo)、以Δt為橫坐標(biāo)作出E-Δt圖像,發(fā)現(xiàn)圖像是一條曲線,不容易得出清晰的實(shí)驗(yàn)結(jié)論,為了使畫(huà)出的圖像為一條直線,最簡(jiǎn)單的改進(jìn)辦法是以為橫坐標(biāo)。

15.(8分)如圖所示,間距為L(zhǎng)的光滑導(dǎo)軌立在豎直平面內(nèi),勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直于導(dǎo)軌平面,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒PQ與導(dǎo)軌接觸良好。電源的電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r。當(dāng)開(kāi)關(guān)K撥向a時(shí),導(dǎo)體棒PQ恰能靜止。重力加速度為g,導(dǎo)軌電阻不計(jì)。求:(1)導(dǎo)體棒的電阻;(2)當(dāng)K撥向b后,導(dǎo)體棒由靜止開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng),最后勻速運(yùn)動(dòng)的速度為多大。16.(9分)如圖甲所示,一不可伸長(zhǎng)的輕繩上端固定,下端系一個(gè)半徑為r=0.1m的圓形單匝金屬框,金屬框的水平直徑ab上方有垂直于金屬框所在平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),已知金屬框的電阻R=5Ω,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示,求:(1)金屬框中的感應(yīng)電流大小和方向;(2)t=0.02s時(shí)金屬框所受安培力的大小和方向。17.(12分)如圖所示,在豎直平面內(nèi)的xOy坐標(biāo)系中有水平向里的磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小沿x軸方向均相同,沿y軸正方向以By=ky(k>0)的規(guī)律均勻增大。一正方形線框abcd的a點(diǎn)與原點(diǎn)O重合,并沿x軸正方向水平拋出,下降高度h后線框開(kāi)始做勻速運(yùn)動(dòng)。已知線框的邊長(zhǎng)為L(zhǎng),質(zhì)量為m,電阻為R,重力加速度為g,不計(jì)空氣阻力。求:(1)線框勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)沿y軸方向的速度大小vy;(2)線框下落高度h的過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱Q。18.(16分)如圖所示,MN和PQ是電阻不計(jì)的光滑平行金屬導(dǎo)軌,間距為L(zhǎng),導(dǎo)軌彎曲部分與平直部分平滑連接,頂端接一個(gè)阻值為R的定值電阻,從導(dǎo)軌彎曲部分與平直部分連接處向右寬度為d的區(qū)域內(nèi)有方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),一電阻為r、長(zhǎng)為L(zhǎng)的金屬棒從導(dǎo)軌AA'處由靜止釋放,經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)右邊界繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng)并從桌邊水平飛出,已知AA'離桌面高度為h,桌面離地高度為H,金屬棒落地點(diǎn)與桌面邊緣的水平距離為s,重力加速度為g,由此可求出金屬棒穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中:(1)流過(guò)金屬棒的最小電流;(2)通過(guò)金屬棒的電荷量;(3)金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱。

答案與解析1.C2.A3.A4.C5.A6.C7.B8.C9.BC10.BC11.CD12.AC1.C真空冶煉爐外的線圈中通有高頻交流電,由于電磁感應(yīng),爐內(nèi)金屬中會(huì)產(chǎn)生渦流,使得金屬達(dá)到很高的溫度從而熔化,利用了電磁感應(yīng)的原理,故A不符合題意;安檢門(mén)利用渦流探測(cè)人身上攜帶的金屬物品,原理是:線圈中交變電流產(chǎn)生的磁場(chǎng),會(huì)在金屬物品中產(chǎn)生感應(yīng)電流,而金屬物品中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)會(huì)在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流,引起線圈中交變電流發(fā)生變化,從而被探測(cè)到,即利用了電磁感應(yīng)的原理來(lái)工作,故B不符合題意;放在磁場(chǎng)中的玻璃皿內(nèi)盛有導(dǎo)電液體,其中心放一圓柱形電極,邊緣內(nèi)壁放一環(huán)形電極,從而使得圓柱形電極與邊緣形成電流,電流在磁場(chǎng)中受到安培力的作用而發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),不是利用電磁感應(yīng)的原理,故C符合題意;用一蹄形磁鐵接近正在旋轉(zhuǎn)的銅盤(pán),銅盤(pán)內(nèi)部將會(huì)產(chǎn)生渦流,在安培力的作用下銅盤(pán)會(huì)很快靜止下來(lái),利用了電磁感應(yīng)的原理,故D不符合題意。2.A我國(guó)廣州位于地球的北半球,地磁場(chǎng)的豎直分量向下。當(dāng)飛機(jī)水平勻速飛行時(shí),切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),且感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向與感應(yīng)電流的方向是相同的,由低電勢(shì)指向高電勢(shì)。由右手定則可判斷飛機(jī)飛行時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)情況如圖所示,可知飛機(jī)不論沿何方向水平飛行,都是飛機(jī)的左方機(jī)翼電勢(shì)高,右方機(jī)翼電勢(shì)低,即總有φ1比φ2高。故選項(xiàng)A正確。3.A關(guān)鍵點(diǎn)撥有關(guān)磁通量變化的判定:磁感線是閉合曲線,在磁鐵外部,磁感線從N極出發(fā)回到S極;在磁鐵內(nèi)部,磁感線從S極指向N極。圖中,磁鐵內(nèi)部穿過(guò)線圈的磁感線方向向上,磁鐵外部,穿過(guò)線圈的磁感線方向向下,與內(nèi)部的磁通量抵消一部分,根據(jù)線圈面積大小、抵消多少來(lái)分析磁通量變化情況。磁感線是閉合曲線,磁鐵內(nèi)部磁感線的條數(shù)等于外部所有磁感線的總和,且二者方向相反,可知通過(guò)金屬導(dǎo)線圈Ⅱ的磁通量比Ⅰ的大,即當(dāng)彈性金屬導(dǎo)線圈Ⅰ突然縮小為線圈Ⅱ時(shí),磁通量變大,且磁場(chǎng)方向向上,根據(jù)楞次定律結(jié)合安培定則可知線圈中產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流。4.C線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程,磁通量向里增加,根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流的磁場(chǎng)向外,由安培定則可知感應(yīng)電流沿逆時(shí)針?lè)较?即沿正方向,線框有效切割長(zhǎng)度先均勻增大后均勻減小,由E=BLv可知,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)先均勻增大后均勻減小,感應(yīng)電流先均勻增大后均勻減小。線框完全在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的過(guò)程,穿過(guò)線框的磁通量不變,沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生。線框穿出磁場(chǎng)的過(guò)程,磁通量向里減小,根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流的磁場(chǎng)向里,由安培定則可知感應(yīng)電流沿順時(shí)針?lè)较?即沿負(fù)方向,線框有效切割長(zhǎng)度先均勻增大后均勻減小,由E=BLv可知,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)先均勻增大后均勻減小,感應(yīng)電流先均勻增大后均勻減小。綜上可知A、B、D錯(cuò)誤,C正確。5.A根據(jù)題意可知,金屬棒MN向下運(yùn)動(dòng)時(shí)切割磁感線,由右手定則可知,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向由N→M,即M端相當(dāng)于電源的正極帶正電,N端相當(dāng)于電源的負(fù)極帶負(fù)電,在電場(chǎng)中,M端受向上的電場(chǎng)力,N端受向下的電場(chǎng)力,金屬棒MN向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,發(fā)生了轉(zhuǎn)動(dòng),N端先落地,M端后落地。故選A。6.C導(dǎo)體棒ab以向右的初速度v0切割磁感線瞬間,產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為E=BLv0,根據(jù)右手定則,導(dǎo)體棒中感應(yīng)電流方向?yàn)閎→a,感應(yīng)電流大小I0=ER+r=BLv0R+r,導(dǎo)體棒相當(dāng)于電源,a、b間電勢(shì)差為路端電壓,即Uab=BLv0R+r·R,根據(jù)左手定則,導(dǎo)體棒ab受到的安培力向左,速度會(huì)減小,a、b間電勢(shì)差會(huì)減小,導(dǎo)體棒中電流減小,A、B錯(cuò)誤;導(dǎo)體棒最終停在導(dǎo)體框上,根據(jù)功能關(guān)系,導(dǎo)體棒克服安培力做的功等于導(dǎo)體棒動(dòng)能的減少量,即12mv02,C正確;導(dǎo)體棒剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí),安培力F安=BI0L7.B由楞次定律,金屬框中產(chǎn)生沿順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流,A錯(cuò)誤;金屬框經(jīng)過(guò)虛線位置時(shí),切割磁感線的有效長(zhǎng)度等于ac的長(zhǎng)度,瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=12BL有效vc=12B·2L·ω·2L=BωL2,B正確;在金屬框勻速轉(zhuǎn)動(dòng)45°的過(guò)程中,切割磁感線的有效長(zhǎng)度逐漸變大,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)逐漸變大,感應(yīng)電流逐漸變大,由F=BIL可知,金屬框受到的安培力逐漸增大,且方向不變總是垂直于磁場(chǎng)邊界向左,C錯(cuò)誤;流過(guò)金屬框某一橫截面的電荷量為q=IΔt=ERΔt=ΔΦR=B8.C設(shè)導(dǎo)體棒在兩導(dǎo)軌間的長(zhǎng)度為l,導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=Blv,根據(jù)閉合電路歐姆定律,導(dǎo)體棒中的感應(yīng)電流I=Elr=Bvr,因?yàn)関、r、B恒定,則I恒定,A錯(cuò)誤;導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,除了重力做功,還有拉力F、安培力做負(fù)功,減少的機(jī)械能等于克服拉力F做功與克服安培力做功之和,其中克服安培力做的功等于導(dǎo)體棒產(chǎn)生的焦耳熱,B錯(cuò)誤;通過(guò)導(dǎo)軌O點(diǎn)處橫截面的電荷量q=It=Bvr·32Lv=3BL2r,C正確;導(dǎo)體棒在導(dǎo)軌上做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)體棒受到重力、拉力F和安培力而平衡,有F+BIl=mg,其中l(wèi)=2ytan30°,解得拉力F=9.BC根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,金屬圓盤(pán)切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=Brv=12Br·rω=12Br2ω,根據(jù)歐姆定律,通過(guò)電阻R的電流為I=ER=Br2ω2R,由右手定則,圓盤(pán)相當(dāng)于電源,電流方向從邊緣指向圓心,電阻中的電流方向?yàn)閺?0.BC閉合S時(shí),流過(guò)燈泡的電流瞬間增大,所以燈泡瞬間變亮,A錯(cuò)誤;閉合S時(shí),由于線圈的自感作用使得流過(guò)電阻R的電流由0逐漸增大,穩(wěn)定后,自感現(xiàn)象消失,電流保持不變,斷開(kāi)S時(shí),線圈L產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的減小,與定值電阻R、電流傳感器和燈泡組成回路,線圈L中的感應(yīng)電流方向與斷開(kāi)S前的電流方向相同,回路電流方向是逆時(shí)針?lè)较?通過(guò)燈泡的電流方向?yàn)閺挠蚁蜃?所以題圖2中,0~1.0×10-3s是閉合S后的穩(wěn)定時(shí)間,1.0×10-3s前后,S由閉合變?yōu)閿嚅_(kāi),B、C正確;由題圖2可知,t1=1.1×10-3s時(shí),電流約為I1=0.9A,t2=5.0×10-4s時(shí),電流為I2=1.5A,根據(jù)功率的計(jì)算公式P=I2R,可得P1P2=0.921.52=0.11.CDad棒向左運(yùn)動(dòng)時(shí),回路中產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流,ad棒受到向右的安培力,bc棒也受到向右的安培力,所以兩金屬棒組成的系統(tǒng)合外力不為零,系統(tǒng)的動(dòng)量不守恒,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;ad棒向左做減速運(yùn)動(dòng),bc棒向右做加速運(yùn)動(dòng),兩棒速度大小相等時(shí),穿過(guò)回路的磁通量不變,不再產(chǎn)生感應(yīng)電流,兩棒不受安培力,均做勻速運(yùn)動(dòng),設(shè)速度大小為v,根據(jù)動(dòng)量定理,對(duì)ad棒有-F安t=mv-mv0,對(duì)bc棒有F安t=2mv-0,聯(lián)立解得v=13v0,即最終兩金屬棒的速度大小都是13v0,選項(xiàng)B錯(cuò)誤,C正確;由能量關(guān)系可知總的焦耳熱Q=12mv02-12mv2-12×2mv2,ad棒產(chǎn)生的焦耳熱為Qad=112.AC從A1到A2的過(guò)程中,回路中電流恒為I=1A,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=IR=1V,由E=BLv得,v=EBL,因?yàn)镋、L為定值,所以v與B成反比,由題圖乙可知,從A1到A2的過(guò)程中,x增大,B增大,則v減小,所以金屬棒做減速運(yùn)動(dòng),A正確;由題圖乙可得B=(0.5+0.5x)T,在A1即x=1m處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T,設(shè)金屬棒在A1處的速度為v1,可得E=BLv1,解得v1=1m/s,在A2即x=3m處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T,設(shè)金屬棒在A2處的速度為v2,可得E=BLv2,解得v2=0.5m/s,金屬棒在A2處的動(dòng)能Ek2=12mv22=0.125J,B錯(cuò)誤;金屬棒受到的安培力大小為F安=BIL=(0.5+0.5x)×1×1N=(0.5+0.5x)N,在A1即x=1m處受到的安培力大小為F1=1N,在A2即x=3m處受到的安培力大小為F2=2N,由于安培力隨位移均勻變化,整個(gè)過(guò)程中克服安培力所做的功為W克安=F1+F22x=3J,即回路產(chǎn)生的焦耳熱Q=3J,由焦耳定律Q=I2Rt,解得t=3s,金屬棒從A1到A2的過(guò)程中通過(guò)其橫截面的電荷量為q=It=3C,D錯(cuò)誤;金屬棒從A1到A2的過(guò)程中,對(duì)金屬棒,由動(dòng)能定理有W-W克安=12mv22-12mv13.答案(1)圖見(jiàn)解析(2分)(2)相反(2分)(3)相同(2分)解析(1)實(shí)物電路如圖所示:(2)將線圈E插入線圈F中,閉合開(kāi)關(guān)時(shí),通過(guò)線圈F的磁通量增大,由楞次定律,線圈F中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙磁通量的增加,即線圈F中感應(yīng)電流的繞行方向與線圈E中電流的繞行方向相反。(3)在開(kāi)關(guān)處于閉合狀態(tài)將線圈E拔出時(shí),通過(guò)線圈F的磁通量減少,由楞次定律,線圈F中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙磁通量的減少,即線圈F中感應(yīng)電流的繞行方向與線圈E中電流的繞行方向相同。14.答案(1)4.800(3分)(2)穿過(guò)螺線管的磁通量的變化量(3分)(3)1Δt(3解析(1)螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為4.5mm+0.01×30.0mm=4.800mm(2)多次實(shí)驗(yàn)中,在光電門(mén)擋光時(shí)間Δt內(nèi)的初始時(shí)刻與末時(shí)刻,強(qiáng)磁鐵相對(duì)螺線管的位置變化均相同,表明在Δt時(shí)間內(nèi),穿過(guò)螺線管的磁通量的變化量不變,即小車(chē)以不同速度靠近螺線管過(guò)程中不變的量是在Δt時(shí)間內(nèi)穿過(guò)螺線管的磁通量的變化量。(3)根據(jù)E=nΔΦΔt可知,在螺線管匝數(shù)不變、穿過(guò)螺線管的磁通量的變化量不變時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E與Δt成反比,E-Δt圖像為曲線,而感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E與1Δt成正比,E-1Δt15.答案(1)BELmg-r(2)解析(1)當(dāng)開(kāi)關(guān)K撥向a時(shí),導(dǎo)體棒PQ恰能靜止,其受到的重力和安培力平衡,有mg=BIL(1分)由閉合電路歐姆定律可得E=I(R+r)(1分)聯(lián)立解得導(dǎo)體棒的電阻為R=BELmg-r(2分)(2)當(dāng)K撥向b后,導(dǎo)體棒由靜止開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng),切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流,受到安培力作用,當(dāng)導(dǎo)體棒最后勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),有mg=BI'L(1分)由閉合電路歐姆定律可得BLvm=I'R(1分)聯(lián)立解得vm=BEL?mgrB2L16.答案(1)0.1A,逆時(shí)針(2)125πN,解析(1)由題圖乙可知,磁場(chǎng)均勻增強(qiáng),根據(jù)楞次定律可知金屬框中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直于金屬框所在平面向外,(1分)再由安培定則可知金屬框中的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針。(1分)由法拉第電磁感應(yīng)定律可知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=ΔΦΔt=ΔBΔtS=ΔBΔt×代入數(shù)據(jù)得E=3π0.03×12π×0.12V=0.5V(則感應(yīng)電流I=ER=0.55A=