物理人教版學(xué)案與測(cè)評(píng)第9章 電磁感應(yīng)（考點(diǎn)演練）

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111 第九章 第1節(jié)電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律 班級(jí) 姓名 成績(jī) (時(shí)間：45分鐘滿分：100分) 一、選擇題（本題共10小題，每小題7分，每題只有一個(gè)答案正確，共70分） 1.德國(guó)《世界報(bào)》曾報(bào)道個(gè)別西方國(guó)家正在研制電磁脈沖武器即電磁炸彈.若一枚原始脈沖功率10千兆瓦，頻率５千兆赫的電磁炸彈在不到100 m的高空爆炸，它將使方圓400~500 m2的范圍內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到每米數(shù)千伏，使得電網(wǎng)設(shè)備、通信設(shè)施和計(jì)算機(jī)中的硬盤與軟盤均遭到破壞.電磁炸彈有如此破壞力的主要原因是（ ） A.電磁脈沖引起的電磁感應(yīng)現(xiàn)象 B.電磁脈沖產(chǎn)生的動(dòng)能 C.電磁脈沖產(chǎn)生的高溫 D.電磁脈沖產(chǎn)生的強(qiáng)光 2.(改編題)2009年11月底，中國(guó)首條中低速磁懸浮列車工程化示范線唐山試驗(yàn)線工程竣工并通過(guò)驗(yàn)收.磁懸浮列車是在車輛底部安裝電磁鐵，在軌道兩旁埋設(shè)一系列閉合的鋁環(huán)，當(dāng)列車運(yùn)行時(shí)，電磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)相對(duì)鋁環(huán)運(yùn)動(dòng)，列車凌空浮起，使車與軌之間的摩擦減小到零，從而提高列車的速度，以下說(shuō)法正確的是( ) A.當(dāng)列車通過(guò)鋁環(huán)時(shí)，鋁環(huán)中有感應(yīng)電流，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向與電磁鐵產(chǎn)生磁場(chǎng)的方向相同 B.當(dāng)列車通過(guò)鋁環(huán)時(shí)，鋁環(huán)中有感應(yīng)電流，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向與電磁鐵產(chǎn)生磁場(chǎng)的方向相反 C.當(dāng)列車通過(guò)鋁環(huán)時(shí)，鋁環(huán)中通有電流，鋁環(huán)中電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向與電磁鐵產(chǎn)生磁場(chǎng)的方向相同 D.當(dāng)列車通過(guò)鋁環(huán)時(shí)，鋁環(huán)中通有電流，鋁環(huán)中電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向與電磁鐵產(chǎn)生磁場(chǎng)的方向相反 3.1931年英國(guó)物理學(xué)家狄拉克從理論上預(yù)言：存在只有一個(gè)磁極的粒子——磁單極子.1982年美國(guó)物理學(xué)家卡布萊拉設(shè)計(jì)了一個(gè)尋找磁單極子的實(shí)驗(yàn).設(shè)想一個(gè)只有N極的磁單極子從上向下穿過(guò)一個(gè)超導(dǎo)線圈，那么從上向下看 ①超導(dǎo)線圈中將出現(xiàn)先逆時(shí)針后順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流 ②超導(dǎo)線圈中將出現(xiàn)總是逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流 ③超導(dǎo)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定恒定不變 ④超導(dǎo)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流將長(zhǎng)期維持下去 以上判斷正確的是( ) A.①③ B.②④ C.①② D.③④ 4.如圖所示，一定長(zhǎng)度的導(dǎo)線圍成閉合的正方形線框，使框面垂直于磁場(chǎng)放置，若因磁場(chǎng)的變化而導(dǎo)致線框突然變成圓形，則( ) A.因B增強(qiáng)而產(chǎn)生逆時(shí)針的電流 B.因B減弱而產(chǎn)生逆時(shí)針的電流 C.因B減弱而產(chǎn)生順時(shí)針的電流 D.以上選項(xiàng)均錯(cuò)誤 5.如圖所示，將電池組、滑動(dòng)變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流計(jì)及開關(guān)如圖連接，在開關(guān)閉合、線圈A放在線圈B中的情況下，某同學(xué)發(fā)現(xiàn)當(dāng)他將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)端P向左加速滑動(dòng)時(shí)，電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn).由此可以判斷（ ） A.線圈A向上移動(dòng)或滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)端P向右加速滑動(dòng)，都能引起電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn) B.線圈A中鐵芯向上拔出或斷開開關(guān)，都能引起電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn) C.滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)端P勻速向左或勻速向右滑動(dòng)，都能使電流計(jì)指針靜止在中央 D.因?yàn)榫€圈A、線圈B的繞線方向未知，故無(wú)法判斷電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)的方向 6.無(wú)線電技術(shù)的發(fā)展，極大地方便了人們的生活.在無(wú)線電技術(shù)中，常有這樣的要求，即一個(gè)線圈中電流變化時(shí)對(duì)另一個(gè)線圈中的電流影響最小.下列兩個(gè)線圈安裝位置的圖中，最符合該要求的是（ ） 7.如圖所示，銅質(zhì)金屬環(huán)從條形磁鐵的正上方由靜止開始下落，在下落過(guò)程中，下列判斷中正確的是（ ） A.金屬環(huán)在下落過(guò)程中的機(jī)械能守恒 B.金屬環(huán)在下落過(guò)程動(dòng)能的增加量小于其重力勢(shì)能的減少量 C.金屬環(huán)的機(jī)械能先減小后增大 D.磁鐵對(duì)桌面的壓力始終大于其自身的重力 8.如圖所示，將一個(gè)正方形導(dǎo)線框ABCD置于一個(gè)范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與其平面垂直.現(xiàn)在AB、CD的中點(diǎn)處連接一個(gè)電容器，其上、下極板分別為a、b，讓勻強(qiáng)磁場(chǎng)以某一速度水平向右勻速移動(dòng)，則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（ ） A.ABCD回路中沒(méi)有感應(yīng)電流 B.A與D、B與C間有電勢(shì)差 C.電容器a、b兩極板分別帶上負(fù)電和正電 D.電容器a、b兩極板分別帶上正電和負(fù)電 9.（2009海南）一長(zhǎng)直鐵芯上繞有一固定線圈M，鐵芯右端與一木質(zhì)圓柱密接，木質(zhì)圓柱上套有一閉合金屬環(huán)N，N可在木質(zhì)圓柱上無(wú)摩擦移動(dòng).M連接在如圖所示的電路中，其中R為滑動(dòng)變阻器，E1和E2為直流電源，S為單刀雙擲開關(guān).下列情況可觀測(cè)到N向左運(yùn)動(dòng)的是（ ） A.在S斷開的情況下，S向a閉合的瞬間 B.在S斷開的情況下，S向b閉合的瞬間 C.在S已向a閉合的情況下，將R的滑動(dòng)頭向c端移動(dòng)時(shí) D.在S已向a閉合的情況下，將R的滑動(dòng)頭向d端移動(dòng)時(shí) 10.（2010蕪湖模擬）如圖，線圈L1、鐵芯M、線圈L2都可以自由移動(dòng)，開關(guān)S合上后使L2中有感應(yīng)電流且流過(guò)電阻R的電流方向是a→b，可采用的辦法是（ ） A.使L2迅速遠(yuǎn)離L1 B.斷開電源開關(guān)S C.將鐵芯M插入 D.將鐵芯M抽出 二、計(jì)算題（本題共2小題，共30分，要有必要的文字說(shuō)明和解題步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位） 11.（14分）磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)僅存在于邊長(zhǎng)為2l的正方形范圍內(nèi)，有一個(gè)電阻為R、邊長(zhǎng)為l的正方形導(dǎo)線框abcd，沿垂直于磁感線方向，以速度v勻速通過(guò)磁場(chǎng)，如圖所示，從ab進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)開始計(jì)時(shí). (1)畫出穿過(guò)線框的磁通量隨時(shí)間變化的圖象. （2）判斷線框中有無(wú)感應(yīng)電流.若有請(qǐng)判斷出感應(yīng)電流的方向. 12.（16分）如圖所示，固定于水平面上的金屬架CDEF處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬棒MN沿框架以速度v向右做勻速運(yùn)動(dòng).t＝0時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0，此時(shí)MN到達(dá)的位置使MDEN構(gòu)成一個(gè)邊長(zhǎng)為l的正方形，為使MN棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，從t=0開始，磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)怎樣隨時(shí)間t變化？請(qǐng)推導(dǎo)出這種情況下B與t的關(guān)系式. 第2節(jié) 法拉第電磁感應(yīng)定律自感和渦流 班級(jí) 姓名 成績(jī) (時(shí)間：45分鐘滿分：100分) 一、選擇題（本題共10小題，每小題7分，每題只有一個(gè)答案正確，共70分） 1.穿過(guò)閉合回路的磁通量Φ隨時(shí)間t變化的圖象分別如圖①~④所示，下列關(guān)于回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的論述，正確的是（ ） A.圖①中，回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定不變 B.圖②中，回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一直在變大 C.圖③中，回路在0~t1時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)小于在t1~t2時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) D.圖④中，回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)先變小再變大 2.(2010寧波模擬)如圖甲所示，長(zhǎng)直導(dǎo)線與矩形線框abcd處在同一平面中固定不動(dòng)，長(zhǎng)直導(dǎo)線中通以大小和方向隨時(shí)間做周期性變化的電流i,i-t圖象如圖乙所示，規(guī)定圖中箭頭所指的方向?yàn)殡娏髡较?，則在T/4~3T/4時(shí)間內(nèi)，矩形線框中感應(yīng)電流的方向和大小，下列判斷正確的是（ ） A.始終沿逆時(shí)針?lè)较蚯以龃? B.始終沿順時(shí)針?lè)较?，先增大后減小 C.先沿逆時(shí)針?lè)较蛉缓笱仨槙r(shí)針?lè)较?，先減小后增大 D.先沿順時(shí)針?lè)较蛉缓笱啬鏁r(shí)針?lè)较颍仍龃蠛鬁p小 3.如圖所示，一導(dǎo)線彎成半徑為a的半圓形閉合回路.虛線MN右側(cè)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng).方向垂直于回路所在的平面.回路以速度v向右勻速進(jìn)入磁場(chǎng)，直徑CD始終與MN垂直.從D點(diǎn)到達(dá)邊界開始到 C點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)為止，下列結(jié)論錯(cuò)誤的是（ ） A.感應(yīng)電流方向不變 B.CD段直線始終不受安培力 C.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值E＝Bav D.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)平均值E=(1/4)πBav 4.如圖所示是法拉第做成的世界上第一臺(tái)發(fā)電機(jī)模型的原理圖.將銅盤放在磁場(chǎng)中，讓磁感線垂直穿過(guò)銅盤；圖中a、b導(dǎo)線與銅盤的中軸線處在同一平面內(nèi)；轉(zhuǎn)動(dòng)銅盤，就可以使閉合電路獲得電流.若圖中銅盤半徑為L(zhǎng)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，回路總電阻為R，從上往下看逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)銅盤的角速度為ω.則下列說(shuō)法正確的是（ ） A.回路中有大小和方向做周期性變化的電流 B.回路中電流大小恒定，且等于BL2ω/R C.回路中電流方向不變，且從b導(dǎo)線流進(jìn)燈泡，再?gòu)腶導(dǎo)線流向旋轉(zhuǎn)的銅盤 D.若將勻強(qiáng)磁場(chǎng)改為仍然垂直穿過(guò)銅盤的按正弦規(guī)律變化的磁場(chǎng)，不轉(zhuǎn)動(dòng)銅盤燈泡中也會(huì)有電流流過(guò) 5.如圖所示，一寬為40 cm的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，一邊長(zhǎng)為20 cm的正方形導(dǎo)線框位于紙面內(nèi)，以垂直于磁場(chǎng)邊界的恒定速度v＝20 cm/s，通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，線框有一邊始終與磁場(chǎng)區(qū)域的邊界平行，取它剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)刻t＝0時(shí)，則選項(xiàng)中能正確反映感應(yīng)電流強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律的是（ ） 6.如圖甲所示，n=50匝的圓形線圈M，它的兩端點(diǎn)a、b與內(nèi)阻很大的電壓表相連，線圈中磁通量的變化規(guī)律如圖乙所示，則ab兩點(diǎn)的電勢(shì)高低與電壓表的讀數(shù)為（ ） A.Ua＞Ub，20 V B.Ua＞Ub，10 V C.Ua＜Ub，20 V D.Ua＜Ub，10 V 7.如圖所示，兩塊水平放置的金屬板距離為d，用導(dǎo)線、開關(guān)K與一個(gè)n匝的線圈連接，線圈置于方向豎直向上的均勻變化的磁場(chǎng)B中.兩板間放一臺(tái)小壓力傳感器，壓力傳感器上表面絕緣，在其上表面靜止放置一個(gè)質(zhì)量為m、電量為+q的小球.K斷開時(shí)傳感器上有示數(shù)，K閉合時(shí)傳感器上的示數(shù)變?yōu)樵瓉?lái)的一半.則線圈中磁場(chǎng)B的變化情況和磁通量變化率分別是（） A.正在增加，ΔΦ/Δt=mgd/2q B.正在增加，ΔΦ/Δt=mgd/2nq C.正在減弱，ΔΦ/Δt=mgd/2q D.正在減弱，ΔΦ/Δt=mgd/2nq 8.如圖所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)的金屬導(dǎo)線彎成一圓環(huán)，導(dǎo)線的兩端接在電容為C的平行板電容器上，P、Q為電容器的兩個(gè)極板，磁場(chǎng)垂直環(huán)面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度以B=B0+Kt(K＞0)隨時(shí)間變化，t=0時(shí)，P、Q兩板電勢(shì)相等.兩板間的距離遠(yuǎn)小于環(huán)的半徑，經(jīng)時(shí)間t電容器P板（ ） A.不帶電 B.所帶電荷量與t成正比 C.帶正電，電荷量是KL2C/4π D.帶負(fù)電，電荷量是KL2C/4π 9.（改編題）如圖所示，電路原來(lái)接通，在t0時(shí)刻斷開開關(guān)，則R中電流隨時(shí)間變化的情況可能是圖中的( ) A. ①② B. ③④ C. ①④ D. ②③ 10.在如圖所示的電路中，A1和A2是兩個(gè)相同的小燈泡，L是一個(gè)自感系數(shù)相當(dāng)大的線圈，其直流電阻值與R相等.在開關(guān)K接通和斷開時(shí)，燈泡A1和A2亮暗的順序是（ ） A.接通時(shí)，A1先達(dá)到最亮，斷開時(shí)，A1后暗 B.接通時(shí)，A2先達(dá)到最亮，斷開時(shí)，A2后暗 C.接通時(shí)，A1先達(dá)到最亮，斷開時(shí)，A2先暗 D.接通時(shí)，A2先達(dá)到最亮，斷開時(shí)，A2先暗 二、計(jì)算題（本題共2小題，共30分，要有必要的文字說(shuō)明和解題步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位） 11.（2009全國(guó)）（15分）如圖，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于紙面向里，大小隨時(shí)間的變化率ΔB/Δt=k,k為負(fù)的常量.用電阻率為ρ、橫截面積為S的硬導(dǎo)線做成一邊長(zhǎng)為l的方框.將方框固定于紙面內(nèi)，其右半部位于磁場(chǎng)區(qū)域中.求: （1）導(dǎo)線中感應(yīng)電流的大小. （2）磁場(chǎng)對(duì)方框作用力的大小隨時(shí)間的變化率. 12.(15分)如圖所示，平行導(dǎo)軌置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中（方向垂直于紙面向里），間距為L(zhǎng)，左端電阻為R,其余電阻不計(jì)，導(dǎo)軌右端接一電容為C的電容器.現(xiàn)有一長(zhǎng)2L的金屬棒ab放在導(dǎo)軌上，ab以a為軸順時(shí)針以角速度ω轉(zhuǎn)過(guò)90的過(guò)程中，通過(guò)R的電荷量為多少？ 第3節(jié) 電磁感應(yīng)的綜合應(yīng)用班級(jí)姓名成績(jī) 班級(jí) 姓名 成績(jī) (時(shí)間：45分鐘滿分：100分) 一、選擇題（本題共10小題，每小題7分，每題只有一個(gè)答案正確，共70分） 1.如圖所示，電阻為R，其他電阻均可忽略，ef是一電阻可不計(jì)的水平放置的導(dǎo)體棒，質(zhì)量為m，棒的兩端分別與ab、cd保持良好接觸，又能沿框架無(wú)摩擦下滑，整個(gè)裝置放在與框架垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)導(dǎo)體棒ef從靜止下滑經(jīng)一段時(shí)間后閉合開關(guān)S,則S閉合后（ ） A.導(dǎo)體棒ef的加速度可能大于g B.導(dǎo)體棒ef的加速度一定小于g C.導(dǎo)體棒ef最終速度隨S閉合時(shí)刻的不同而變化 D.導(dǎo)體棒ef機(jī)械能與回路內(nèi)產(chǎn)生的電能之和一定守恒 2.粗細(xì)均勻的電阻絲圍成的正方形線框置于有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于線框平面，其邊界與正方形線框的邊平行.現(xiàn)使線框以同樣大小的速度沿四個(gè)不同方向平移出磁場(chǎng)，如圖所示，則在移出過(guò)程中線框的一邊a、b兩點(diǎn)間電勢(shì)差絕對(duì)值最大的是（ ） 3.如圖所示，固定在水平絕緣平面上足夠長(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌不計(jì)電阻，但表面粗糙，導(dǎo)軌左端連接一個(gè)電阻R,質(zhì)量為m的金屬棒（電阻也不計(jì)）放在導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直，整個(gè)裝置放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直，用水平恒力F把a(bǔ)b棒從靜止起向右拉動(dòng)的過(guò)程中（ ） A. 恒力F做的功等于電路產(chǎn)生的電能 B. 恒力F和摩擦力的合力做的功等于電路中產(chǎn)生的電能 C. 克服安培力做的功等于電路中產(chǎn)生的電能和棒獲得的動(dòng)能之和 D. 恒力F和摩擦力的合力做的功等于電路中產(chǎn)生的電能和棒獲得的動(dòng)能之和 4.如圖所示，用粗細(xì)相同的銅絲做成邊長(zhǎng)分別為L(zhǎng)和2L的兩只閉合線框a和b，以相同的速度從磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域中勻速地拉到磁場(chǎng)外，不考慮線框的動(dòng)能，若外力對(duì)環(huán)做的功分別為Wa、Wb，則Wa∶Wb為（ ） A.1∶4 B.1∶2 C.1∶1 D.不能確定 5.(2009寧夏理綜)如圖所示，一導(dǎo)體圓環(huán)位于紙面內(nèi)，O為圓心.環(huán)內(nèi)兩個(gè)圓心角為90的扇形區(qū)域內(nèi)分別有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小相等，方向相反且均與紙面垂直.導(dǎo)體桿OM可繞O轉(zhuǎn)動(dòng)，M端通過(guò)滑動(dòng)觸點(diǎn)與圓環(huán)良好接觸.在圓心和圓環(huán)間連有電阻R.桿OM以勻角速度ω逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，t=0時(shí)恰好在圖示位置.規(guī)定從a到b流經(jīng)電阻R的電流方向?yàn)檎?，圓環(huán)和導(dǎo)體桿的電阻忽略不計(jì)，則桿從t=0開始轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中，電流隨ωt變化的圖象是（ ） 6.圖中EF、GH為平行的金屬導(dǎo)軌，其電阻可不計(jì)，R為電阻器，C為電容器，AB為可在EF和GH上滑動(dòng)的導(dǎo)體橫桿，有均勻磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面.若用I1和I2分別表示圖中該處導(dǎo)線中的電流，則當(dāng)橫桿AB（ ） A.勻速滑動(dòng)時(shí)，I1=0，I2=0 B.勻速滑動(dòng)時(shí)，I1≠0,I2≠0 C.加速滑動(dòng)時(shí)，I1=0，I2=0 D.加速滑動(dòng)時(shí)，I1≠0，I2≠0 7.（改編題）在光滑的水平地面上方，有兩個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B、方向相反的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖所示PQ為兩個(gè)磁場(chǎng)的邊界，磁場(chǎng)范圍足夠大.一個(gè)半徑為a，質(zhì)量為m，電阻為R的金屬圓環(huán)垂直磁場(chǎng)方向，以速度v從如圖所示位置運(yùn)動(dòng)，當(dāng)圓環(huán)運(yùn)動(dòng)到直徑剛好與邊界線PQ重合時(shí)，圓環(huán)的速度為v/2，則下列說(shuō)法正確的是（ ） A.此時(shí)圓環(huán)中的電功率為B2a2v2/R B.此時(shí)圓環(huán)的加速度為4B2a2v/mR C.此過(guò)程中通過(guò)圓環(huán)截面的電量為πBa2/R D.此過(guò)程中回路產(chǎn)生的電能為0.75mv2 8.（改編題）如圖所示，質(zhì)量為m，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形線框從某一高度自由落下后，通過(guò)一高度也為L(zhǎng)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，則線框通過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱（ ） ①可能大于2mgL ②可能等于2mgL ③可能小于2mgL ④可能為零 A. ①②③ B. ①②④ C. ①③④ D. ②③④ 9.如圖所示，用鋁板制成U型框，將一質(zhì)量為m的帶電小球用絕緣細(xì)線懸掛在框中，使整體在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中沿垂直于磁場(chǎng)方向向左以速度v勻速運(yùn)動(dòng)，懸掛拉力為FT,則（ ） A.懸線豎直，F(xiàn)T=mg B.懸線豎直，F(xiàn)T＞mg C.懸線豎直，F(xiàn)T＜mg D.無(wú)法確定FT的大小和方向 10.兩根足夠長(zhǎng)的光滑導(dǎo)軌豎直放置，間距為L(zhǎng)，底端接阻值為R的電阻.將質(zhì)量為m的金屬棒懸掛在一個(gè)固定的輕彈簧下端，金屬棒和導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌所在平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直，如圖所示.除電阻R外其余電阻不計(jì).現(xiàn)將金屬棒從彈簧原長(zhǎng)位置由靜止釋放.則( ) A.釋放瞬間金屬棒的加速度等于重力加速度g B.金屬棒向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，流過(guò)電阻R的電流方向?yàn)閍→b C.金屬棒的速度為v時(shí)，所受的安培力大小為F=B2L2v/R-mg D.電阻R上產(chǎn)生的總熱量等于金屬棒重力勢(shì)能的減少 二、計(jì)算題（本題共2小題，共30分，要有必要的文字說(shuō)明和解題步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位） 11.（2008北京）（15分）均勻?qū)Ь€制成的單位正方形閉合線框abcd，每邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，總電阻為R，總質(zhì)量為m.將其置于磁感強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)上方h處，如圖所示.線框由靜止自由下落，線框平面保持在豎直平面內(nèi)，且cd邊始終與水平的磁場(chǎng)邊界平行.當(dāng)cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，則： （1）求線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小. （2）求cd兩點(diǎn)間的電勢(shì)差大小. （3）若此時(shí)線框加速度恰好為零，求線框下落的高度h應(yīng)滿足的條件. 12.(15分)如圖所示，固定的水平光滑金屬導(dǎo)軌，間距為L(zhǎng),左端接有阻值為R的電阻，處在方向豎直、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒與固定彈簧相連，放在導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒的電阻均可忽略.初始時(shí)刻，彈簧恰處于自然長(zhǎng)度，導(dǎo)體棒具有水平向右的初速度v0,在沿導(dǎo)軌往復(fù)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸. (1)求初始時(shí)刻導(dǎo)體棒受到的安培力. (2)若導(dǎo)體棒從初始時(shí)刻到速度第一次為零時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能為EP，則這一過(guò)程中安培力所做的功W1和電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q1分別為多少？ （3）導(dǎo)體棒往復(fù)運(yùn)動(dòng)，最終將靜止于何處？從導(dǎo)體棒開始運(yùn)動(dòng)直到最終靜止的過(guò)程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q為多少？ 答案部分 第1節(jié) 電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律 1.解析：電場(chǎng)的變化產(chǎn)生磁場(chǎng)，使周圍的閉合回路產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而達(dá)到破壞電網(wǎng)設(shè)備、通信設(shè)施和計(jì)算機(jī)中的硬盤與軟盤的目的.選項(xiàng)A正確. 答案:A 2.解析:列車通過(guò)鋁環(huán)時(shí)，鋁環(huán)中磁通量增加，鋁環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流，由楞次定律知，鋁環(huán)中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向跟電磁鐵的磁場(chǎng)方向相反，從而使電磁鐵受到向上的力，使列車懸浮.選項(xiàng)B正確. 答案:B 3.解析:由楞次定律可知出現(xiàn)逆時(shí)針電流，又因超導(dǎo)體電阻為零，故電流會(huì)長(zhǎng)期維持下去，而感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)則是變化的.選項(xiàng)B正確. 答案:B 4.解析:線圈因磁場(chǎng)變化變成圓形，線圈面積增大，由楞次定律知，感應(yīng)電流是為了阻礙磁通量減少而使線圈面積增大，所以磁感應(yīng)強(qiáng)度減弱，感應(yīng)電流沿順時(shí)針?lè)较?選項(xiàng)C正確. 答案:C 5.解析:當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)端P向左加速滑動(dòng)時(shí)，通過(guò)A線圈的電流減小，使得穿過(guò)B線圈的磁通量減少，從而使電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn).在選項(xiàng)中如果是使穿過(guò)B中的磁通量減少，電流計(jì)指針就向右偏轉(zhuǎn)；如果是使穿過(guò)B中的磁通量增加，則電流計(jì)指針就向左偏轉(zhuǎn).所以答案為B. 答案:B 6. 解析:當(dāng)兩線圈垂直交錯(cuò)在一起時(shí),其中的任意一個(gè)線圈的電流發(fā)生變化，此時(shí)穿過(guò)另一線圈的磁通量為零，因此選項(xiàng)D正確. 答案:D 7.解析:線圈下落過(guò)程中由于安培力做功，將一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，因此B正確，A、C錯(cuò)誤；金屬環(huán)在落到磁鐵中部N極與S極的分界線時(shí)并不切割磁感線，環(huán)中無(wú)感應(yīng)電流，不受安培力，由牛頓第三定律可知磁鐵也不受環(huán)通過(guò)磁場(chǎng)作用的力.此時(shí)磁鐵對(duì)桌面的壓力等于其重力.選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 答案:B 8.解析：勻強(qiáng)磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，AD桿和BC桿各相當(dāng)于一個(gè)電源，它們的電動(dòng)勢(shì)相等，且兩個(gè)電源的正負(fù)極分別相連，由右手定則可以判斷C、D兩點(diǎn)均為電源正極.選項(xiàng)A、B、C正確，答案為D. 答案：D 9.解析:由楞次定律可知，線圈N向左運(yùn)動(dòng)的效果是為了阻礙線圈磁通量的減小，故電路中電流是減小的，A、B、D中電流增加，C中電流減小，所以選C正確. 答案:C 10.解析:合上S后，根據(jù)安培定則，線圈L2中的磁感線向右，而若R中流過(guò)由a→b的電流，根據(jù)楞次定律應(yīng)是L2中的原磁加強(qiáng)而引起的，因此C正確，A、B、D錯(cuò)誤. 答案:C 11.解析：線框穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程可分為三個(gè)階段：進(jìn)入磁場(chǎng)階段（只有ab邊在磁場(chǎng)中）、在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)階段(ab、cd兩邊都在磁場(chǎng)中）、離開磁場(chǎng)階段（只有cd邊在磁場(chǎng)中）. (1)①線框進(jìn)入磁場(chǎng)階段：t為0~,線框進(jìn)入磁場(chǎng)中的面積隨時(shí)間成正比，S=lvt,最后為Φ＝BS＝Bl2. ②線框在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)階段：t為~,線框磁通量為Φ＝Bl2，保持不變. ③線框離開磁場(chǎng)階段：t為~線框磁通量線性減小，最后為零. 綜上可作出磁通量隨時(shí)間變化的圖象如圖所示: (2)線框進(jìn)入磁場(chǎng)階段，穿過(guò)線框的磁通量增加，線框中將產(chǎn)生感應(yīng)電流.由右手定則可知感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?線框在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)階段，穿過(guò)線框的磁通量保持不變，無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生.線框離開磁場(chǎng)階段，穿過(guò)線框的磁通量減小，線框中將產(chǎn)生感應(yīng)電流.由右手定則可知，感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较? 12.解析：要使MN棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，應(yīng)使穿過(guò)線圈平面的磁通量不發(fā)生變化. 在t＝0時(shí)刻，穿過(guò)線圈平面的磁通量Φ1＝B0S＝B0l2，設(shè)t時(shí)刻的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,此時(shí)磁通量為Φ2＝Bl(l+vt)，由Φ1＝Φ2得B=B0l/（l+vt）. 第2節(jié) 法拉第電磁感應(yīng)定律自感和渦流 1.解析：由產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的條件可知，回路中磁通量發(fā)生變化才能產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，圖①中穿過(guò)回路的磁通量Φ是一恒定值，所以回路中不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；圖②中穿過(guò)閉合回路的磁通量Φ隨時(shí)間t均勻變化，即ΔΦ/Δt是一恒量，由法拉第電磁感應(yīng)定律產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與磁通量變化率成正比，可知回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是一恒定值，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；圖③中穿過(guò)回路的磁通量在0~t1時(shí)間內(nèi)的變化率ΔΦ/Δt大于在t1~t2時(shí)間內(nèi)的變化率，所以回路在0~t1時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大于在t1~t2時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；圖④中穿過(guò)回路的磁通量變化率ΔΦ/Δt先變小后變大，所以回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)先變小再變大，選項(xiàng)D正確. 答案：D 2.解析：長(zhǎng)直導(dǎo)線中的電流變化情況與線框abcd中的磁場(chǎng)變化情況相同，由楞次定律可判定線框中的電流始終沿順時(shí)針?lè)较?；又因長(zhǎng)直導(dǎo)線中的電流變化率先增大后減小，故線框中的磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率先增大后減小，由E＝ΔΦ/Δt=ΔBΔtS，可判定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)先增大后減小，即感應(yīng)電流先增大后減小，B項(xiàng)正確. 答案:B 3.解析：在閉合電路進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中，通過(guò)閉合電路的磁通量逐漸增大，根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较虿蛔?，A正確.根據(jù)左手定則可以判斷，CD段受安培力向下，B錯(cuò)誤.當(dāng)半圓閉合回路進(jìn)入磁場(chǎng)一半時(shí)，即這時(shí)等效長(zhǎng)度最大為a，這時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大E=Bav，C正確.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)平均值E＝ΔΦ/Δt=B（1/2）πa2/（2a/v）=（1/4）πBav,D正確.答案為B. 答案:B 4.解析：銅盤在轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中產(chǎn)生恒定的電流I=BL2ω/2R,A錯(cuò)誤，B錯(cuò)誤；由右手定則可知銅盤在轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中產(chǎn)生恒定的電流從b導(dǎo)線流進(jìn)燈泡，再?gòu)腶流向旋轉(zhuǎn)的銅盤，C正確；若將勻強(qiáng)磁場(chǎng)改為仍然垂直穿過(guò)銅盤的按正弦規(guī)律變化的磁場(chǎng)，不轉(zhuǎn)動(dòng)銅盤時(shí)閉合回路磁通量不發(fā)生變化，燈泡中沒(méi)有電流流過(guò)，D錯(cuò)誤. 答案：C 5.解析：由感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件可知，線框只有一條豎直邊在磁場(chǎng)中時(shí)，穿過(guò)線框的磁通量才是變化的，回路中才有感應(yīng)電流，因?yàn)榫€圈運(yùn)動(dòng)速度恒定，所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流大小是恒定的，由此可知答案為C. 答案：C 6.解析：由楞次定律可知Ua＞Ub，又根據(jù)E=nΔΦ/Δt=5080.01/（40.1 V）=10 V.選項(xiàng)B正確. 答案：B 7.解析：由題意可知K閉合時(shí)傳感器上的示數(shù)變?yōu)樵瓉?lái)的一半，說(shuō)明上極板帶負(fù)電，所受的電場(chǎng)力為F=qE=mg/2，因此兩極板之間的電勢(shì)差為U=Ed=mgd/2q，再根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有U=nΔΦ/Δt，由此可解得ΔΦ/Δt=mgd/2nq. 答案：B 8.解析：磁感應(yīng)強(qiáng)度以B=B0+Kt(K＞0)隨時(shí)間變化，由法拉第電磁感應(yīng)定律E=ΔΦ/Δt=SΔB/Δt=KS,而S＝L2/4π,經(jīng)時(shí)間t電容器P板所帶電荷量Q=EC=KL2C/4π;由楞次定律可知電容器P板帶負(fù)電，故選項(xiàng)D正確. 答案：D 9.解析：斷開開關(guān)瞬間，流過(guò)R的電流大小等于斷開開關(guān)前線圈中的電流，方向與R中原來(lái)的電流方向相反，由于線圈的直流電阻可能大于R，也可能小于R，故斷開開關(guān)前，線圈中電流可能小于R中的電流，也可能大于R中的電流.③、④正確.故選項(xiàng)B正確. 答案：B 10.解析：當(dāng)電流發(fā)生變化時(shí)，線圈電路中將產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，自感電動(dòng)勢(shì)起阻礙電流變化的作用．在K接通時(shí)，線圈中將產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，從而使通過(guò)線圈L的電流只能從零逐漸地增大．等效地看，在K接通時(shí)相當(dāng)于L表現(xiàn)為很大的電阻，故A1先達(dá)到最亮．當(dāng)K切斷的瞬間，通過(guò)A2和R的電流立即消失，而在線圈L中將產(chǎn)生阻礙電流減小的自感電動(dòng)勢(shì)，線圈L與A1組成閉合電路，通過(guò)A1的電流強(qiáng)度與通過(guò)L的電流強(qiáng)度相等，所以A1后暗.選項(xiàng)A正確． 答案:A 第3節(jié) 電磁感應(yīng)的綜合應(yīng)用 1. 解析:開關(guān)閉合前，導(dǎo)體棒只受重力而加速下滑.閉合開關(guān)時(shí)有一定的初速度v0,若此時(shí)F安＞mg,則F安－mg=ma.若F安＜mg,則mg-F安=ma，F(xiàn)安不確定，A正確，B錯(cuò)誤；無(wú)論閉合開關(guān)時(shí)初速度多大，導(dǎo)體棒最終的安培力和重力平衡，故C錯(cuò)誤；再根據(jù)能量守恒定律可知D正確. 答案：D 2. 解析:線框切割磁感線導(dǎo)體長(zhǎng)度相同，速度大小相等，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流大小相同，設(shè)線框每邊電阻為R,則A中Uab=IR，B中Uab=I3R，C中Uab=IR，D中Uab=IR，故選項(xiàng)B正確. 答案：B 3. 解析:在此運(yùn)動(dòng)過(guò)程中做功的力是拉力、摩擦力和安培力，三力做功之和為棒ab動(dòng)能的增加量，其中克服安培力做功將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，故選項(xiàng)D正確. 答案：D 4. 解析:根據(jù)能的轉(zhuǎn)化和守恒定律可知，外力做功等于電能，而電能又全部轉(zhuǎn)化為焦耳熱，則Wa=Qa=(BLv)2/Ra(L/v)， Wb=Qb=(B2Lv)2Rb(2L/v)， 由電阻定律知Rb=2Ra,故Wa∶Wb=1∶4. 答案：A 5. 解析：依據(jù)右手定則，可知在0~π/2內(nèi)，電流方向M到O，在電阻R內(nèi)則是由b到a,為負(fù)值，且大小為I=(1/2)BLω2/R為一定值，π/2~π內(nèi)沒(méi)有感應(yīng)電流，π~(3/2)π內(nèi)電流的方向相反，即沿正方向，3π/2~2π內(nèi)沒(méi)有感應(yīng)電流，因此C正確. 答案：C 6. 解析:橫桿勻速滑動(dòng)時(shí)，由于E=BLv不變，故I2=0，I1≠0.A、B錯(cuò)誤.橫桿加速滑動(dòng)時(shí)，由于E=BIv逐漸增大，電容器不斷充電，故I2≠0，I1≠0.C錯(cuò)誤，D正確. 答案：D 7. 解析:當(dāng)圓環(huán)直徑剛好與邊界線PQ重合時(shí)，回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=2B2av/2=2Bav.回路中的電流大小為I=2Bav/R，此時(shí)圓環(huán)中的電功率為P=EI=4(Bav)2/R，A錯(cuò)誤；圓環(huán)受的安培力為F=8B2a2v/R，此時(shí)圓環(huán)的加速度為a=F/m=8B2a2v/Rm，B錯(cuò)誤；當(dāng)圓環(huán)直徑剛好與邊界線PQ重合時(shí)，回路中變化的磁通量為ΔΦ=BS/2-（-BS/2）=Bπa2,根據(jù)感應(yīng)電量q=ΔΦ/R可得此過(guò)程中通過(guò)圓環(huán)截面的電量為Bπa2/R，C正確；此時(shí)回路中產(chǎn)生的電能等于熱能，也等于合外力做的功（動(dòng)能的變化量），可求得Q=0.375mv2，D錯(cuò)誤. 答案：C 8. 解析:由能量守恒定律可知，線框所產(chǎn)生的焦耳熱是由線框損失的機(jī)械能轉(zhuǎn)化而來(lái)的.由于不能確定線框是加速、減速還是勻速通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域，所以不能確定焦耳熱的大小，故①、②、③均有可能；因?yàn)榫€框進(jìn)出磁場(chǎng)過(guò)程中，有感應(yīng)電流產(chǎn)生，必有焦耳熱產(chǎn)生，④錯(cuò)誤.答案為A. 答案：A 9. 解析:設(shè)兩板間的距離為L(zhǎng),由于向左運(yùn)動(dòng)過(guò)程中豎直板切割磁感線，產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)，由右手定則判斷下板電勢(shì)高于上板，動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)大小E=BLv,即帶電小球處于電勢(shì)差為BLv的電場(chǎng)中，所受電場(chǎng)力F電=qE電＝qE/L=qBLv/L=qvB,設(shè)小球帶正電，則電場(chǎng)力方向向上.同時(shí)小球所受洛倫茲力F洛=qvB,方向由左手定則判斷豎直向下，即F電＝F洛，故無(wú)論小球帶何種電荷、如何運(yùn)動(dòng)，都有FT=mg,選項(xiàng)A正確. 答案：A 10. 解析:在金屬棒釋放的瞬間，速度為零，不受安培力的作用，只受到重力，A正確.由右手定則可得，電流的方向從b到a，B錯(cuò)誤.當(dāng)速度為v時(shí)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為E=BLv，受到的安培力為F=BIL，計(jì)算可得F=B2L2v/R,C錯(cuò)誤.在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中是彈簧的彈性勢(shì)能、金屬棒重力勢(shì)能和內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化，D錯(cuò)誤. 答案：A 11. 解析:(1)cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線框速度v=， 線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 E=BLv＝BL. (2)此時(shí)線框中電流I=E/R, cd兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為 U=I(3 R /4)=34Bl (3)安培力F=BIL=B2L2/R, 根據(jù)牛頓第二定律mg-F=ma,由a=0 解得下落高度滿足h=m2gR2/2B4L4. 12. 解析:（1）初始時(shí)刻棒中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 E=BLv0① 棒中感應(yīng)電流I=E/R② 作用于棒上的安培力F=BIL③ 聯(lián)立①②③得F=B2L2v0/R， 由右手定則和左手定則判斷可知安培力方向水平向左. (2)由功和能的關(guān)系，則 安培力做功W1=EP-—（1/2）mv20， 電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q1=（1/2）mv20-EP. (3)由能量轉(zhuǎn)化及平衡條件，可判斷棒最終將靜止于初始位置，即Q＝（1/2）mv20. 111