2019届高三高考物理章节验收卷：电磁感应

高三物理电磁感应交流电单元验收试题（含答案）电磁感应现象是指放在变化磁通量中的导体，会发生电动势。

小编预备了高三物理电磁感应交流电单元验收试题，希望你喜欢。

第一卷为选择题，共50分;第二卷为非选择题共50分。

总分值100分，考试时间为90分钟。

第一卷(选择题，共50分)一、选择题：本卷共10小题，每题5分，共50分，每题有一个或多个选项正确，全部选对得5分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分。

1.如下图，水平放置的条形磁铁中央，有一闭合金属弹性圆环，条形磁铁中心线与弹性环轴线重合，现将弹性圆环平均向外扩展，以下说法中正确的选项是()A.穿过弹性圆环的磁通量增大B.从左往右看，弹性圆环中有顺时针方向的感应电流C.弹性圆环中无感应电流D.弹性圆环遭到的安培力方向沿半径向外2.(2021全国高考Ⅱ)如下图，空间某区域中有一匀强磁场，磁感应强度方向水平，且垂直于纸面向里，磁场上边界b和下边界d水平.在竖直面内有一矩形金属线圈，线圈上下边的距离很短，下边水平.线圈从水平面a末尾下落.磁场上下边界之间的距离大于水平面a、b之间的距离.假定线圈下边刚经进水平面b、c(位于磁场中)和d时，线圈遭到的磁场力的大小区分为Fb、Fc和Fd，那么()A.FdFbB.FcC.FcFdD.Fc3.如下图，铁芯左边绕有一个线圈，线圈两端与滑动变阻器、电池组连成回路.左边的铁芯上套有一个环面积为0.02 m2、电阻为0.1 的金属环.铁芯的横截面积为0.01 m2，且假定磁场全部集中在铁芯中，金属环与铁芯截面垂直.调理滑动变阻器的滑动头，使铁芯中的磁感应强度每秒平均添加0.2 T，那么从上向下看()A.金属环中感应电流方向是逆时针方向，感应电动势大小为4.010-3 VB.金属环中感应电流方向是顺时针方向，感应电动势大小为4.010-3 VC.金属环中感应电流方向是逆时针方向，感应电动势大小为2.010-3 VD.金属环中感应电流方向是顺时针方向，感应电动势大小为2.010-3 V4.如下图电路中，S是闭合的，此时流过线圈L的电流为i1，流过灯泡A的电流为i2，且i1i2，在t1时辰将S断开，那么流过灯泡的电流随时间变化的图象是()5.等离子气流由左方延续以v0射入P1和P2两板间的匀强磁场中，ab直导线与P1、P2相衔接，线圈A与直导线cd衔接.线圈A内有随图乙所示的变化磁场.且磁场B的正方向规则为向左，如图甲所示，那么以下表达正确的选项是()A.0～1 s内，ab、cd导线相互排挤B.1～2 s内，ab、cd导线相互吸引C.2～3 s内，ab、cd导线相互吸引D.3～4 s内，ab、cd导线相互排挤6.用相反的导线绕制的边长区分为L和2L的正方形闭合线框，以相反的速度匀速进入右侧的匀强磁场，如下图，在线框进入磁场的进程中a、b和c、d两点间的电压区分为U甲和U乙，ab边和cd边所受的安培力区分为F甲和F乙，那么以下判别正确的选项是()A.U甲=U乙B.U甲=2U乙C.F甲=F乙D.F甲=F乙27.如下图，一半圆形铝框处在水平向外的非匀强磁场中，场中各点的磁感应强度为By=B0y+c，y为该点到空中的距离，c为常数，B0为一定值，铝框平面与磁场垂直，直径ab水平，(空气阻力不计)铝框由运动释放下落的进程中()A.铝框回路磁通量不变，感应电动势为0B.回路中感应电流为顺时针方向，直径ab两点间电势差为0C.铝框下落的减速度大小一定小于重力减速度gD.直径ab受安培力向上，半圆弧ab受安培力向下，铝框下落减速度大小能够等于g8.如下图，两条足够长的平行金属导轨水平放置，导轨的一端接有电阻和开关，导轨润滑且电阻不计，匀强磁场的方向与导轨平面垂直，金属杆ab置于导轨上.当开关S断开时，在杆ab上作用一水平向右的恒力F使杆ab向右运动进入磁场.经过一段时间后，闭合开关并末尾计时，金属杆在运动进程中一直与导轨垂直且接触良好.关于金属杆ab的vt图象不能够的是()9.(2021山东青岛)如下图为几个有理想边界的磁场区域，相邻区域的磁感应强度大小相等、方向相反，区域的宽度均为L.现有一边长为L的正方形导线框由图示位置末尾，沿垂直于区域边界的直线匀速穿过磁场区域，设逆时针方向为电流的正方向，以下各图能正确反映线框中感应电流的是() 10.如图(a)所示，在润滑水平面上用恒力F拉质量1 kg的单匝平均正方形铜线框，在1位置以速度v0=3 m/s进入匀强磁场时末尾计时t=0，此时线框中感应电动势为1 V，在t=3 s时辰线框抵达2位置末尾分开匀强磁场.此进程中vt 图象如图(b)所示，那么()A.线框右侧的边两端MN间电压为0.25 VB.恒力F的大小为1.0 NC.线框完全分开磁场的瞬间位置3速度为2 m/sD.线框完全分开磁场的瞬间位置3速度为1 m/s第二卷(非选择题，共50分)二、实验题：此题共2小题，共12分。

专题10 电磁感应1.（15江苏卷）某同学探究小磁铁在铜管中下落时受电磁阻尼作用的运动规律，实验装置如题11-1图所示，打点计时器的电源为50Hz的交流电（1）下列实验操作中，不正确的有________A．将铜管竖直地固定在限位孔的正下方B．纸带穿过限位孔，压在复写纸下面C．用手捏紧磁铁保持静止，然后轻轻地松开让磁铁下落D．在磁铁下落的同时接通打点计时器的电源（2）该同学按照正确的步骤进行试验（记为“实验①”），将磁铁从管口处释放，打出一条纸带，取开始下落的一段，确定一合适的点为O点，每隔一个计时点取一个计数点，标为1、2、3…….8，用刻度尺量出各计数点的相邻计时点到O点的距离，记录在纸带上，如题11-2图所示计算相邻计时点间的平均速度v，粗略地表示各计数点的速度，抄入下表，请将表中的数据补充完整（3）分析上表的实验数据可知：在这段纸带记录的时间内，磁铁运动速度的变化情况是________;磁铁受到阻尼作用的变化情况是____________.（4）该同学将装置中的铜管更换为相同尺寸的塑料管，重复上述实验操作（记为实验②），结果表明磁铁下落的运动规律与自由落体运动规律几乎相同，请问实验②是为了说明说明？对比实验①和②的结果得到什么结论？答案：（1）CD（2）39.0（3）逐渐增大到39.8 cm/ s 逐渐增大到等于重力（4）为了说明磁铁在塑料管中几乎不受阻尼作用，磁铁在铜管中受到的阻尼作用主要是电磁阻尼作用. 解析：根据速度Ts s v n n n 211-+-=计算速度.2.（15北京卷）如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度 L = 0.4 m ，一端连接 R=1 Ω 的电阻，导轨所在的空间存在竖直向下的匀强磁场， 磁感应强度B = 1 T ， 导体棒 MN 放在导轨上， 其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好.导轨和导体棒的电阻均可忽略不计.在平行于导轨的拉力 F 作用下，导体棒沿导轨向右匀速运动，速度 v = 5 m/s ，求：( 1 ) 感应电动势 E 和感应电流 I ；( 2 ) 在 0.1 s 时间内，拉力的冲量的大小；( 3 ) 若将 MN 换为电阻为 r = 1Ω的导体棒，其它条件不变，求导体棒两端的电压 U.解析：（1）根据动生电动势公式得E=BLv = 1T ×0.4m ×5m /s =2.0 V①故感应电流I=A 0.21v 0.2R E =Ω= ②（2）金属棒匀速运动过程中，所受的安培力大小为F 安= BIL =0.8N, 因为是匀速直线运动，所以导体棒所受拉力F = F 安 = 0.8N ③所以拉力的冲量 IF =F t=0.8 N × 0.1 s=0.08 S N ∙ ④导体棒两端电压U=V0.1r R RE=+ ⑤3.（15海南卷）如图，空间有一匀强磁场，一直金属棒与磁感应强度方向垂直，当它以速度v 沿与棒和磁感应强度都垂直的方向运动时，棒两端的感应电动势大小ε，将此棒弯成两段长度相等且相互垂直的折弯，置于磁感应强度相垂直的平面内，当它沿两段折线夹角平分线的方向以速度v 运动时，棒两端的感应电动势大小为ε'，则εε'等于（ ）A.1/2B.22C.1D.2 答案：B解析：设折弯前导体切割磁感线的长度为L ，折弯后，导体切割磁场的有效长度为l L ==，故产生的感应电动势为Blv B Lv ε'===，所以εε'=，B 正确； 4.（15海南卷）如图，两平行金属导轨位于同一水平面上，相距l ，左端与一电阻R 相连；整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度大小为B ，方向竖直向下.一质量为m 的导体棒置于导轨上，在水平外力作用下沿导轨以速度v匀速向右滑动，滑动过程中始终保持与导轨垂直并接触良好.已知导体棒与导轨间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g ，导轨和导体棒的电阻均可忽略.求（1）电阻R 消耗的功率； （2）水平外力的大小.解析：（1）导体切割磁感线运动产生的电动势为E BLv =， 根据欧姆定律，闭合回路中的感应电流为EI R=电阻R 消耗的功率为2P I R =，联立可得222B L v P R=（2）对导体棒受力分析，受到向左的安培力和向左的摩擦力，向右的外力，三力平衡，故有F mg F μ+=安，BlvF BIl B l R==⋅⋅安，故22B l v F mg R μ=+ 5.（15四川卷）18分） 如图所示，金属导轨MNC 和PQD ，MN 与PQ 平行且间距为L ，所在平面与水平面夹角为α，N 、Q 连线与MN 垂直，M 、P 间接有阻值为R 的电阻；光滑直导轨NC 和QD 在同一水平面内，与NQ 的夹角都为锐角θ.均匀金属棒ab 和ef 质量均为m ，长均为L ，ab 棒初始位置在水平导轨上与NQ 重合；ef 棒垂直放在倾斜导轨上，与导轨间的动摩擦因数为μ（μ较小），由导轨上的小立柱1和2阻挡而静止.空间有方向竖直的匀强磁场（图中未画出）.两金属棒与导轨保持良好接触.不计所有导轨和ab 棒的电阻，ef 棒的阻值为R ，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，忽略感应电流产生的磁场，重力加速度为g.（1）若磁感应强度大小为B ，给ab 棒一个垂直于NQ 、水平向右的速度v 1，在水平导轨上沿运动方向滑行一段距离后停止，ef 棒始终静止，求此过程ef 棒上产生的热量；（2）在（1）问过程中，ab 棒滑行距离为d ，求通过ab 棒某横截面的电量；（3）若ab 棒以垂直于NQ 的速度v 2在水平导轨上向右匀速运动，并在NQ 位置时取走小立柱1和2，且运动过程中ef 棒始终静止.求此状态下最强磁场的磁感应强度及此磁场下ab 棒运动的最大距离.解析：（1）由于ab 棒做切割磁感线运动，回路中产出感应电流，感应电流流经电阻R 和ef 棒时，电流做功，产生焦耳热，根据功能关系及能的转化与守恒有：2121mv ＝Q R ＋Q ef ① 根据并联电路特点和焦耳定律Q ＝I 2Rt 可知，电阻R 和ef 棒中产生的焦耳热相等，即Q R ＝Q ef ② 由①②式联立解得ef 棒上产生的热量为：Q ef ＝2141mv（2）设在ab 棒滑行距离为d 时所用时间为t ，其示意图如下图所示：该过程中回路变化的面积为：ΔS ＝21[L ＋（L －2dcot θ）]d ③ 根据法拉第电磁感应定律可知，在该过程中，回路中的平均感应电动势为：E＝tSB Δ ④ 根据闭合电路欧姆定律可知，流经ab 棒平均电流为：I＝2/R E⑤ 根据电流的定义式可知，在该过程中，流经ab 棒某横截面的电量为： q ＝t I ⋅ ⑥ 由③④⑤⑥式联立解得：q ＝Rθd L Bd )cot (2-⑶由法拉第电磁感应定律可知，当ab 棒滑行x 距离时，回路中的感应电动势为： e ＝B （L －2xcot θ）v 2⑦根据闭合电路欧姆定律可知，流经ef 棒的电流为：i ＝Re⑧ 根据安培力大小计算公式可知，ef 棒所受安培力为：F ＝iLB ⑨由⑦⑧⑨式联立解得：F ＝)cot 2(22θx L RLv B -⑩由⑩式可知，当x ＝0且B 取最大值，即B ＝B m 时，F 有最大值F m ，ef 棒受力示意图如下图所示：根据共点力平衡条件可知，在沿导轨方向上有：F m cos α＝mgsin α＋f m ⑪ 在垂直于导轨方向上有：F N ＝mgcos α＋F m sin α ⑫ 根据滑动摩擦定律和题设条件有：f m ＝μF N ⑬ 由⑩⑪⑫⑬式联立解得：B m ＝2)sin (cos )cos (sin 1v αμααμαmgR L-+显然此时，磁感应强度的方向竖直向上或竖直向下均可由⑩式可知，当B ＝B m 时，F 随x 的增大而减小，即当F 最小为F min 时，x 有最大值为x m ，此时ef 棒受力示意图如下图所示：根据共点力平衡条件可知，在沿导轨方向上有：F min cos α＋f m ＝mgsin α ⑭ 在垂直于导轨方向上有：F N ＝mgcos α＋F min sin α ⑮ 由⑩⑬⑭⑮式联立解得：x m ＝μααμθL μ++cos sin )1(tan 26.（15安徽卷）如图所示，abcd为水平放置的平行“”形光滑金属导轨，间距为l ，导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B ，导轨电阻不计.已知金属杆MN 倾斜放置，与导轨成θ角，单位长度的电阻为r ，保持金属杆以速度v 沿平行于cd 的方向滑动（金属杆滑动过程中与导轨接触良好）.则A ．电路中感应电动势的大小为θsin BlvB ．电路中感应电流的大小为rθsin BvC ．金属杆所受安培力的大小为rθsin lv B 2D ．金属杆的发热功率为θsin r lv B 22答案：B解析：金属棒的有效切割长度为l ，电路中感应电动势的大小E Blv =，选项A 错误；金属棒的电阻sin rlR θ=，根据欧姆定律电路中感应电流的大小sin E Bv I R rθ==，选项B 正确；金属杆所受安培力的大小2sin l B lv F BI r θ==，选项C 错误；根据焦耳定律，金属杆的发热功率为222sin B lv P I R rθ==，选项D 错误．答案为B ．7.（15重庆卷）题4图为无线充电技术中使用的受电线圈示意图，线圈匝数为n ，面积为S .若在1t 到2t 时间内，匀强磁场平行于线圈轴线向右穿过线圈，其磁感应强度大小由1B 均匀增加到2B ，则该段时间线圈两端a 和b 之间的电势差a b ϕϕ-A.恒为2121()nS B B t t -- B. 从0均匀变化到2121()nS B B t t --C.恒为2121()nS B B t t ---D.从0均匀变化到2121()nS B B t t ---答案：C解析：穿过线圈的磁场均匀增加，将产生大小恒定的感生电动势，由法拉第电磁感应定律得2121()S B B E nnt t t ϕ-∆==∆-，而等效电源内部的电流由楞次定理知从a b →，即b 点是等效电源的正极，即2121()a b S B B nt t ϕϕ--=--，故选C.7．（2018·全国新课标Ⅱ）如图，直角三角形金属框abc 放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B ，方向平行于ab 边向上.当金属框绕ab 边以角速度ω逆时针转动时，a 、b 、c 三点的电势分别为U a 、U b 、U c .已知bc 边的长度为l.下列判断正确的是A ．U a > U c ，金属框中无电流B ．U b >U c ，金属框中电流方向沿a-b-c-aC ．U bc =-1/2Bl ²ω，金属框中无电流D ．U bc =1/2Bl ²w ，金属框中电流方向沿a-c-b-a 答案：C解析：当金属框绕ab 边以角速度ω逆时针转动时，穿过直角三角形金属框abc 的磁通量恒为0，所以没有感应电流，由右手定则可知，c 点电势高，ω221Bl U bc -=，故C 正确，A 、B 、D 错误. 8、（2018·全国新课标Ⅰ）1824年，法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”.实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图所示.实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后.下列说法正确的是A ．圆盘上产生了感应电动势B ．圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动C ．在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化D ．圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场导致磁针转动 答案：AB解析：圆盘运动过程中，半径方向的金属条在切割磁感线，在圆心和边缘之间产生了感应电动势，选项A 对，圆盘在径向的辐条切割磁感线过程中，内部距离圆心远近不同的点电势不等而形成涡流产生，选项B 对.圆盘转动过程中，圆盘位置，圆盘面积和磁场都没有发生变化，所以没有磁通量的变化，选项C错.圆盘本身呈现电中性，不会产生环形电流，选项D错.。

专题07 电磁感应一、单选1．下列现象中，属于电磁感应现象的是（）A. 磁铁吸引铁钉B. 电流周围产生磁场C. 铁棒在磁场中被磁化D. 变化的磁场使闭合回路导体中产生感应电流【答案】D【解析】A、磁铁吸引铁钉是磁场的性质，故A错误；B、电场产生磁场属于电流的磁效应，故B错误；C、铁棒在磁场中被磁化是属于磁场的性质；故C错误；D、变化的磁场使导体中产生感应电流，属于电磁感应现象，故D正确；故选D。

2．金属探测器是用来探测金属的仪器，关于其工作原理，下列说法中正确的是A. 探测器内的探测线圈会产生稳定的磁场B. 只有有磁性的金属物才会被探测器探测到C. 探测到金属物是因为金属物中产生了涡流D. 探测到金属物是因为探测器中产生了涡流【答案】C3．如图所示，闭合矩形线框abcd位于磁感应强度为B的匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，让线框以沿与ab边垂直的速度v在磁场中匀速运动，则关于线框中感应电流和感应电动势判断正确的是A. cd中有向上的电流，且c点电势高于d点电势B. cd中有向上的电流，且d点电势高于c点电势C. cd中没有感应电流，且d点电势不等于c点电势D. cd中没有感应电流，且d点电势等于c点电势【答案】C【解析】根据感应电流产生的条件，即当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，回路中就会有感应电流产生。

本题中，线框运动的过程，磁通量不变，故回路中没有感应电流；但根据右手定则，整个导体向右切割磁场，导体的ad端电势高于bc端的电势，则ABD错，C 正确；故本题选C4．如图所示，闭合线圈正上方附近有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的N极朝下但未插入线圈内部.在磁铁向上运动远离线圈的过程中（）A. 线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互吸引B. 线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互排斥C. 线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互吸引D. 线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互排斥【答案】C5．M和N是绕在一个环形铁芯上的两个线圈，绕法和线路如图所示．现将变阻器R1的滑片从a端逐渐向b端移动的过程中，对通过电阻R2的电流分析正确的是（）A. R2中有电流，方向由c流向dB. R2中有电流，方向由d流向cC. R2中无电流，原因是R2回路没有接外电源D. R2中无电流，原因是N线圈没有切割磁感线【答案】A【解析】根据右手螺旋定则可知，线圈M左端是S极，右端是N极．现将变阻器R1的滑片从a端逐渐向b端移动的过程中，电阻减小，电流增大，磁场增强，导致向左穿过线圈N的磁通量增大，则由楞次定律可得：R2中有电流，方向由c流向d．故A正确，BCD错误；故选A.6．面积为0.4m2的5匝圆形线圈垂直磁场方向放置在匀强磁场中，磁场的磁感应强度B ＝2＋0.5t（T），则A. 线圈有扩张的趋势B. 线圈中磁通量的变化率为1Wb/sC. 线圈中的感应电动势为1VD. t＝4s时，线圈中的感应电动势为8V【答案】C【解析】磁场在增强，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律“增缩减扩”，线框有收缩的趋势，所以A错误。

2019届高考物理复习双基突破1．如图所示,用天平测量匀强磁场的磁感应强度。

下列各选项所示的载流线圈匝数相同,边长MN 相等,将它们分别挂在天平的右臂下方。

线圈中通有大小相同的电流,天平处于平衡状态。

若磁场发生微小变化,天平最容易失去平衡的是【答案】A2．如图,足够长平行金属导轨倾斜放置,倾角为37°,宽度为0.5 m,电阻忽略不计,其上端接一小灯泡,电阻为1 Ω。

一导体棒MN 垂直于导轨放置,质量为0.2 kg,接入电路的电阻为1 Ω,两端与导轨接触良好,与导轨间的动摩擦因数为0.5。

在导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度为0.8 T 。

将导体棒MN 由静止释放,运动一段时间后,小灯泡稳定发光,此后导体棒MN 的运动速度以及小灯泡消耗的电功率分别为（重力加速度g 取10 m/s 2,sin 37°＝0.6）A ．2.5 m/s 1 WB ．5 m/s 1 WC ．7.5 m/s 9 WD ．15 m/s 9 W【答案】B【解析】小灯泡稳定发光说明棒做匀速直线运动。

此时：F 安＝B 2l 2v R 总对棒满足：mg sin θ－μmg cos θ－B 2l 2v R 棒＋R 灯＝0因为R 灯＝R 棒则：P 灯＝P 棒再依据功能关系：mg sin θ·v －μmg cos θ·v ＝P 灯＋P 棒联立解得v ＝5 m/s,P 灯＝1 W,所以B 项正确。

6．（多选）半径为a 右端开小口的导体圆环和长为2a 的导体直杆,单位长度电阻均为R 0。

圆环水平固定放置,整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B 。

杆在圆环上以速度v 平行于直径CD 向右做匀速直线运动,杆始终有两点与圆环良好接触,从圆环中心O 开始,杆的位置由θ确定,如图所示。

则A ．θ＝0时,杆产生的电动势为2BavB ．θ＝π3时,杆产生的电动势为3Bav C ．θ＝0时,杆受的安培力大小为2B 2av (π＋2)R 0D ．θ＝π3时,杆受的安培力大小为3B 2av (5π＋3)R 0【答案】AD7．（多选）水平固定放置的足够长的U 形金属导轨处于竖直向上的匀强磁场中,如图所示,在导轨上放着金属棒ab ,开始时ab 棒以水平初速度v 0向右运动,最后静止在导轨上,就导轨光滑和粗糙两种情况比较,这个过程A ．产生的总内能相等B ．通过ab 棒的电荷量相等C ．电流所做的功相等D ．安培力对ab 棒所做的功不相等。

2019高考物理二轮专项练习精品卷--电磁感应考试范围：电磁感应【一】选择题〔此题共10小题，每题4分，共40分。

在每题给出的四个选项中，有的只有一个选项符合题目要求，有的有多个选项符合题目要求。

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、1831年法拉第发现用一块磁铁穿过一个闭合线路时，线路内就会有电流产生，这个效应叫电磁感应。

法拉第电磁感应定律可以这样表述：闭合电路中感应电动势的大小〔〕A、跟穿过这一闭合电路的磁通量成正比B、跟穿过这一闭合电路的磁感应强度成正比C、跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化率成正比D、跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化量成正比【思路点拨】Φ表示穿过磁场中某个面的磁感线的条数，是状态量，由面积S、磁感应强度B以及它们的夹角决定，只有当面积S与磁感应强度B垂直时，Φ=BS才能成立，如果B与S的夹角为θ，那么应把面积S沿与B垂直的方向投影，此时Φ=BS sinθ。

磁通量变化量ΔΦ是指末态的Φ2与初态的Φ1的差，即ΔΦ=Φ2－Φ1，是过程量，它可以由有效面积的变化、磁场的变化而引起，且穿过闭合回路的磁通量发生变化是产生感应电动势的必要条件。

磁通量变化率ΔΦ/Δt是表示单位时间内磁通量变化的大小，即磁通量变化快慢，感应电动势的大小与回路中磁通量变化率ΔΦ/Δt成正。

【答案】C【解析】E=ΔΦ/Δt，ΔΦ与Δt的比值就是磁通量的变化率，所以只有C正确。

2、电阻箱是一种可以调节电阻大小并且能够显示出电阻阻值的变阻器。

制造某种型号的电阻箱时，要用双线绕法，如右图所示。

当电流变化时双线绕组〔〕A、螺旋管内磁场发生变化B、穿过螺旋管的磁通量不发生变化C、回路中一定有自感电动势产生D、回路中一定没有自感电动势产生【命题立意】此题主要考查自感现象和互感现象。

【思路点拨】自感现象的应用：凡是有导线、线圈的设备中，只要有电流变化都有自感现象存在，但对于特殊的双线绕法要加以区别，因此在做题时要特别留心这一特殊情况。

第四章《电磁感应》测试卷一、单选题(共15小题)1.如图所示，一根条形磁铁自左向右穿过一个闭合螺线管，则电路中()A．始终有感应电流自a向b流过电流表GB．始终有感应电流自b和a流过电流表GC．先有a→G→b方向的感应电流，后有b→G→a方向的感应电流D．将不会产生感应电流2.物理学的基本原理在生产、生活中有着广泛的应用，下列列举的四种电器中，利用了涡流原理工作的是()A．电饭煲B．微波炉C．电磁灶D．白炽灯泡3.如图所示，a、b、c三个环水平套在条形磁铁外面，其中a和b两环大小相同，c环最大，a环位于N极处，b和c两环位于条形磁铁中部，则穿过三个环的磁通量的大小是()A．c环最大，a与b环相同B．三个环相同C．b环比c环大D．a环一定比c环大4.如图所示，是测定自感系数很大的线圈L的直流电阻的电路，L两端并联一只电压表，用来测定自感线圈的直流电压，在测定完毕后，将电路拆卸时应()A．先断开S1B．先断开S2C．先拆除电流表D．先拆除电阻R5.穿过一个单匝闭合线圈的磁通量始终为每秒均匀增加2 Wb，则()A．线圈中感应电动势每秒增加2 VB．线圈中感应电动势每秒减少2 VC．线圈中感应电动势始终为2 VD．线圈中感应电动势始终为一个确定值，但由于线圈有电阻，电动势小于2 V6.如图所示，金属线框与直导线AB在同一平面内，直导线中通有电流I，若将线框由位置1拉至位置2的过程中，线框的感应电流的方向是()A．先顺时针，后逆时针，再顺时针B．始终顺时针C．先逆时针，后顺时针，再逆时针D．始终逆时针7.如图所示，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里，磁感应强度大小为B0.使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周，在线框中产生感应电流．现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化．为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率的大小应为()A．B．C．D．8.关于对楞次定律的理解，下面说法中正确的是()A．感应电流的磁场方向，总是跟原磁场方向相同B．感应电流的磁场方向，总是跟原磁砀方向相反C．感应电流的磁场方向可以跟原磁场方向相同，也可以相反D．感应电流的方向总是要使它的磁场阻碍原来的磁通量9.如图所示，导体杆OP在作用于OP中点且垂直于OP的力作用下，绕O轴沿半径为r的光滑的半圆形框架在匀强磁场中以一定的角速度转动，磁场的磁感应强度为B，AO间接有电阻R，杆和框架电阻不计，回路中的总电功率为P，则()A．外力的大小为2BrB．外力的大小为BrC．导体杆旋转的角速度为D．导体杆旋转的角速度为10.纸面内两个半径均为R的圆相切于O点，两圆形区域分别存在垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度大小相等．方向相反，且不随时间变化．一长为2R的导体杆OA绕过O点且垂直于纸面的轴顺时针匀速旋转，角速度为ω，t＝0时，OA恰好位于两圆的公切线上，如图所示．若选取从O指向A的电动势为正，下列描述导体杆中感应电动势随时间变化的图象可能正确的是()A．B．C．D．11.如图所示是法拉第做成的世界上第一台发电机模型的原理图．将铜盘放在磁场中，让磁感线垂直穿过铜盘；图中a、b导线与铜盘的中轴线处在同一竖直平面内；转动铜盘，就可以使闭合电路获得电流．若图中铜盘半径为L，匀强磁场的磁感应强度为B，回路总电阻为R，从上往下看逆时针匀速转动铜盘的角速度为ω.则下列说法正确的是()A．回路中有大小和方向周期性变化的电流B．回路中电流大小恒定，且等于C．回路中电流方向不变，且从a导线流进灯泡，再从b导线流向旋转的铜盘D．若将匀强磁场改为仍然垂直穿过铜盘的正弦变化的磁场，不转动铜盘，灯泡中一定有电流流过12.如图所示，ab是闭合电路的一部分，处在垂直于纸面向外的匀强磁场中()A．当ab垂直于纸面向外平动时，ab中有感应电流B．当ab垂直于纸面向里平动时，ab中有感应电流C．当ab垂直于磁感线向右平动时，ab中有感应电流D．当ab垂直于磁感线向左平动时，ab中无感应电流13.如下图所示，用铝板制成U形框，将一质量为m的带电小球用绝缘细线悬挂在框的上方，使整体在匀强磁场中沿垂直于磁场方向向左以速度v匀速运动，悬线拉力为F T，则()A．悬线竖直F T＝mgB．悬线竖直F T＞mgC．悬线竖直F T＜mgD．无法确定F T的大小和方向14.如图所示，在光滑水平面上，有一个粗细均匀的单匝正方形闭合线框abcd.t＝0时刻，线框在水平外力的作用下，从静止开始向右做匀加速直线运动，bc边刚进入磁场的时刻为t1，ad边刚进入磁场的时刻为t2，设线框中产生的感应电流的大小为i，ad边两端电压大小为U，水平拉力大小为F，则下列i、U、F随运动时间t变化关系图象正确的是()A．B．C．D．15.如图所示，两个闭合正方形线框A、B的中心重合，放在同一水平面内．当小线框A中通有不断增大的顺时针方向的电流时，对于线框B，下列说法中正确的是()A．有顺时针方向的电流且有收缩的趋势B．有顺时针方向的电流且有扩张的趋势C．有逆时针方向的电流且有收缩的趋势D．有逆时针方向的电流且有扩张的趋势二、实验题(共3小题)16.在研究电磁感应现象的实验中所用的器材如图所示．它们是：①电流计②直流电源③带铁芯的线圈A④线圈B⑤电键⑥滑动变阻器(1)试按实验的要求在实物图上连线(图中已连好一根导线)．(2)怎样才能使线圈B中有感应电流产生？试举出三种方法．①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________；③________________________________________________________________________.17.在研究电磁感应现象的实验中所用的器材如图所示：①电流表，②直流电源，③带铁芯的线圈A，④线圈B，⑤电键，⑥滑动变阻器(用来控制电流以改变磁场强弱)．试按实验的要求在实物图上连线(图中已连接好一根导线)．若连接滑动变阻器的两根导线接在接线柱C和D上，而在电键刚闭合时电流表指针右偏，则电键闭合后滑动变阻器的滑动触头向接线柱C移动时，电流表指针将________．(填“左偏”“右偏”或“不偏”)18.如图为“研究电磁感应现象”的实验装置，部分导线已连接．(1)请用笔画线代替导线将图中未完成的电路连接好．(2)闭合开关时发现灵敏电流计的指针向左偏了一下．将原线圈A迅速拔出副线圈B，发现电流计的指针向________偏；原线圈插入副线圈不动，将滑动变阻器滑片迅速向右移动，发现电流计的指针向________偏．三、计算题(共3小题)19.如图所示，PN与QM两平行金属导轨相距l＝1 m、电阻不计，两端分别接有电阻R1和R2，且R1＝6 Ω，ab导体的电阻为R＝2 Ω，在导轨上可无摩擦地滑动，垂直穿过导轨平面的匀强磁场的磁感应强度为B＝1 T．现ab以恒定速度v＝3 m/s匀速向右移动，这时ab杆上消耗的电功率与R1、R2消耗的电功率之和相等，求：(1)R2的阻值．(2)R1与R2消耗的电功率分别为多少？(3)拉ab杆的水平向右的外力F为多大？20.某同学设计一个发电测速装置，工作原理如图所示．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＝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可算得铝块速度．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取10 m/s2)(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机械能的损失．21.)如图所示，匀强磁场竖直向上穿过水平放置的金属框架，框架宽为L，右端接有电阻R，磁感应强度为B，一根质量为m、电阻不计的金属棒以v0的初速度沿框架向左运动，棒与框架的动摩擦因数为μ，测得棒在整个运动过程中，通过任一横截面的电荷量为q，求：(1)棒运动的距离；(2)R上产生的热量．四、简答题(共3小题)22.弹簧上端固定，下端悬挂一根磁铁．将磁铁托起到某一高度后放开，磁铁能上下振动较长时间才停下来．如果在磁铁下端放一个固定的闭合线圈，使磁铁上下振动时穿过它(如图所示)，磁铁就会很快地停下来，解释这个现象，并说明此现象中能量转化的情况．23.如下图所示，在竖直向下的磁场中，水平放置着闭合电路abcd.其中ab、cd两边的长度可以变化．当bc向右运动时(ad不动)，用两种方法分析通过灯泡L的电流的方向．24.如图所示，一带电小球A用绝缘细线悬挂，在水平面内做匀速圆周运动，其正下方有一导体环B放在绝缘水平地面上，圆环B的圆心位于悬点正下方．(1)将圆环以环上某点为支点竖起时，圆环中是否产生感应电流．(2)将圆环在水平面上拉动时，圆环中是否产生感应电流．答案解析1.【答案】C【解析】根据楞次定律，利用来拒去留可以判断靠近螺线管时左侧为N极，磁铁远离时，螺线管右侧为N，然后利用右手定则可以判断答案为C.2.【答案】C【解析】电饭煲利用电流的热效应，不是利用电磁感应原理，故A错误；微波炉是利用变化的电磁场，产生电磁波．故B错误；电磁炉是利用电磁感应原理产生涡流，将电能最终转化成内能，故C正确；白炽灯泡利用电流的热效应，不是利用电磁感应原理，故D错误．3.【答案】C【解析】所有磁感线都从条形磁铁内部通过，且与外部磁感线方向相反，所以外部磁感线越多，磁通量越小，C对．4.【答案】B【解析】因S1断开瞬间，L中产生很大的自感电动势，若此时S2闭合，则可能将电压表烧坏．故应先断开S2，B正确，A错误．不能在通电状态下拆除电阻和电流表，因此C、D错误．5.【答案】C【解析】由E＝n知：恒定，n＝1，所以E＝2 V.6.【答案】C【解析】在靠近导线AB直到处于中间位置的过程中，磁通量先增大后减小，原磁场方向垂直纸面向里，感应电流的磁场方向应先垂直纸面向外后垂直向里，由右手螺旋定则可判断电流为先逆时针后顺时针，同理当远离导线的过程中，磁通量逐渐减小，感应电流为逆时针，故选C.7.【答案】C【解析】设圆的半径为L，电阻为R，当线框以角速度ω匀速转动时产生的感应电动势E1＝B0ωL2.当线框不动，而磁感应强度随时间变化时E2＝πL2，由＝得B0ωL2＝πL2，即＝，故C项正确．8.【答案】C【解析】感应电流的磁场方向阻碍原磁场磁通量的变化，方向可能与原磁场方向相同，可能相反，A、B错误，C正确．感应电流的方向总是要使它的磁场阻碍原来的磁通量的变化，D错误．故选C.9.【答案】C【解析】设导体杆转动的角速度为ω，则导体杆转动切割磁感线产生的感应电动势E＝Br2ω，I＝；根据题述回路中的电功率为P，则P＝EI；设维持导体杆匀速转动的外力为F，则有F＝BIr，联立解得F＝Br，ω＝，选项C正确，A、B、D错误．10.【答案】C【解析】导体杆OA绕过O点且垂直于纸面的轴顺时针匀速旋转，在转过180°的过程中，切割磁感线的导体棒长度先不均匀增大后减小，由右手定则可判断出感应电动势的方向为由O指向A，为正，所以下列描述导体杆中感应电动势随时间变化的图象可能正确的是C.11.【答案】B【解析】据题意，当盘转动后，由右手定则可以确定电流向盘的中心，从b端流出到达a端，故A、C错误；所产生的电动势大小为：E＝BLv＝BL，则产生的电流大小为：I＝＝B，故B 正确；如果将匀强磁场改成变化的磁场，盘不转动的话，没有导体切割磁场，回路中不会产生感应电流，故D错误．12.【答案】C【解析】闭合电路的部分导体做切割磁感线运动时，回路中一定有感应电流，故当ab垂直于纸面向外、向里平动时都不切割磁感线，ab中都没有感应电流，故A、B错．当ab垂直于磁感线向右、向左平动时都切割磁感线，ab中都有感应电流，故C对，D错．13.【答案】A【解析】设两板间的距离为L，由于向左运动过程中竖直板切割磁感线，产生电动势，用右手定则判断下板电势高于上板电势，电动势大小E＝BLv，即带电小球处于电势差为BLv的电场中．所受电场力F电＝q＝q＝qvB.若设小球带正电，则电场力方向向上．同时小球所受洛伦兹力F洛＝qvB，方向由左手定则判断竖直向下，即F电＝F洛；反之小球带负电同样可得出F电′＝F洛′，且方向相反．故无论小球带什么电，怎样运动，都有F T＝mg，故选项A正确．14.【答案】C【解析】由于线框进入磁场是做匀加速直线运动，故速度是逐渐增加的，所以进入磁场时产生的电动势也是逐渐增加的，由于线框的电阻不变，故线框中的电流也是逐渐增加的，选项A错误；当线框全部进入磁场后，由于穿过线框的磁通量不变，故线框中的电动势为0，所以线框里的电流为0，选项B错误；由于线框在进入磁场的过程中的电流是均匀增加的，故ad边两端电压也是均匀增加的，但当线框全部进入磁场后，ad间的电压相当于一个导体棒在磁场中切割磁感线而产生的感应电压，该电压随运动速度的增大而增大，且大于t2时刻时ad间的电压，选项C正确；而对线框的拉力，在线框进入磁场前，由于线框做加速运动，故需要一定的拉力，进入磁场后，线框中的感应电流是均匀增加的，会产生阻碍线框运动的均匀增大的安培力，故需要的拉力也是均匀增大的，即F＝ma＋，可见拉力F与速度v(或时间t)成线性关系，不是正比关系，其图象不过原点，选项D错误．15.【答案】D【解析】根据右手螺旋定则可得，A中电流的磁场向里且逐渐增大，根据楞次定律可得，磁场增大，感应电流的磁场的方向向外，感应电流的方向为逆时针方向，线框A外的磁场的方向与线框A内的磁场的方向相反，当线框A内的磁场增强时，线框B具有面积扩展的趋势，故D正确．16.【答案】(1)如图所示(2)①闭合开关②断开开关③开关闭合时移动滑动变阻器滑片【解析】(1)使线圈A与电键、直流电源、滑动变阻器串联，线圈B与电流计连成闭合回路；(2)只要能使穿过线圈B的磁通量发生变化，就可以使线圈B中产生感应电流．17.【答案】实物图连线如图所示左偏【解析】电键闭合瞬间，电路中电流变大，穿过B中的磁通量增大，由题干可知指针向右偏转，因此可以得出电流增大，指针向右偏，电流变小，指针向左偏的结论．电键向C移动时，电路中电流变小，穿过B的磁通量减小，所以指针向左偏转．18.【答案】(1)连线如图：(2)右右【解析】(1)连线如图；(2)闭合开关时发现灵敏电流计的指针向左偏了一下．可知磁通量增加时指针左偏；将原线圈A迅速拔出副线圈B，则磁通量减小，故电流计的指针向右偏；原线圈插入副线圈不动，将滑动变阻器滑片迅速向右移动，则A线圈中电流减小，则磁通量减小，故电流计的指针向右偏．19.【答案】(1)3 Ω (2)0.375 W0.75 W(3)0.75 N【解析】(1)内外功率相等，则内外电阻相等＋＝，解得：R2＝3 Ω(2)E＝Blv＝1×1×3 V＝3 V总电流I＝＝A＝0.75 A路端电压U＝IR外＝0.75×2 V＝1.5 VP1＝＝W＝0.375 WP2＝＝W＝0.75 W(3)F＝F安＝BIl＝1×0.75×1 N＝0.75 N.20.【答案】(1)正极(2)2 m/s(3)0.5 J【解析】(1)正极(2)由电磁感应定律得U＝E＝ΔΦ＝BR2ΔθU＝BωR2v＝rω＝ωR所以v＝＝2 m/s(3)ΔE＝mgh－mv2ΔE＝0.5 J.21.【答案】(1)(2) mv－【解析】(1)设在整个过程中，棒运动的距离为l，磁通量的变化量ΔΦ＝BLl，通过棒的任一横截面的电荷量q＝IΔt＝，解得l＝.(2)根据能量守恒定律，金属棒的动能一部分用来克服摩擦力做功，一部分转化为电能，电能又转化为热能Q，即有mv＝μmgl＋Q，解得Q＝mv－μmgl＝mv－.22.【答案】见解析【解析】当磁铁穿过固定的闭合线圈时，在闭合线圈中会产生感应电流，感应电流的磁场会阻碍磁铁和线圈靠近或离开，也就使磁铁振动时除了空气阻力外，还有线圈的磁场力作为阻力，克服阻力需要做的功较多，弹簧振子的机械能损失较快，因而会很快停下来．23.【答案】见解析【解析】解法一用楞次定律：回路面积增大，磁通量变大，感应电流会在回路内产生向上的磁场来阻碍磁通量变大，由安培定则可知感应电流应沿adcba方向，故流过灯泡的电流方向为由a 向d.解法二用右手定则：直接判断出流经bc边的电流是由c向b，故流过灯泡的电流方向是由a向d.24.【答案】(1)产生感应电流(2)产生感应电流【解析】带电小球做圆锥摆运动可等效为一环形电流，在空间中产生磁场，可由安培定则判断磁感线的分布特点．(1)当圆环竖起时，穿过圆环的磁通量减少，由感应电流的产生条件知圆环中产生感应电流．(2)当圆环被拉动时，穿过圆环的磁通量减少，圆环中产生感应电流．。

2019 高考物理试题分类汇编- 电磁感觉 ( 纯 word 附分析 )〔 2018 上海〕 25、正方形导线框处于匀强磁场中，磁场方向垂直框平面，磁感觉强度随时间均匀增添，变化率为k。

导体框质量为B m、边长为 L，总电阻为 R，在恒定外力 F 作用下由静止开始运动。

导F__________，导体框中感觉电流做功的体框在磁场中的加快度大小为功率为 _______________。

F/ m，k2L4/ R，25.【考点】此题观察电磁感觉的力学识题和能量问题【分析】导体框在磁场中遇到的合外力等于F，依据牛顿第二定律可知导体框的加快度为F。

因为导体框运动不产生感觉电流，仅是磁感觉强度增添产生感觉电流，因此磁场am变化产生的感觉电动势为，故导体框中的感觉电流做功的功率为B l2 kE StE 2k 2 l 4PRR【答案】F k 2l 4m R【方法总结】闭合线框在匀强磁场中切割磁场时，固然产生感觉电动势，但是不产生感觉电流。

匀强磁场变化产生感觉电流，但是闭合线框所受安培力的合力为零。

〔 2018 上海〕 26、〔 4 分〕为判断线圈绕向，可将敏捷电流计G与线圈 L 连接，以下图。

线圈由 a 端开始绕至 b 端；当电流从电流计G左端流入时，指针向左偏转。

〔 1〕将磁铁 N 极向下从线圈上方竖直插入L 时，发现指针向左偏转。

俯视野圈，其绕向为 _______________〔填“顺时针”或“逆时针” 〕。

〔 2〕当条形磁铁从图中虚线地点向右远离L 时，指针向右偏转。

俯视野圈，其绕向为_______________ 〔填“顺时针”或“逆时针”〕。

〔 1〕顺时针，〔 2〕逆时针，26.【考点】此题观察楞次定律【分析】〔 1〕磁铁 N极向下从线圈上方竖直插入 L 时，线圈的磁场向下且加强，感觉磁场向上，且电流流入电流计左端，依据右手定那么可知线圈顺时针绕向。

〔2〕条形磁铁从图中虚线地点向右远离 L 时，线圈的磁场向上且减弱，感觉电流从电流计右端流入，依据右手定那么可知线圈逆时针绕向。

第十一章 交变电流 传感器45分钟章末验收卷一、单项选择题1.如图1所示，单匝闭合金属线框abcd 在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO ′匀速转动，设穿过线框的最大磁通量为Φm ，线框中的最大感应电动势为E m ，从线框平面与磁场平行时刻开始计时，下面说法不正确的是( )图1A ．当穿过线框的磁通量为Φm 2的时刻，线框中的感应电动势为E m 2B ．线框中的电流强度随时间按余弦规律变化C ．线框转动的角速度为E m ΦmD．线框在垂直于磁场方向平面内的投影面积随时间按正弦规律变化答案 A解析设线框转动的角速度为ω，根据题意，线框中的感应电动势的瞬时值表达式为e＝E m cosωt，其中E m＝Φmω，所以ω＝Em Φm ，选项B、C正确；当穿过线框的磁通量为Φm2的时刻，ωt＝30°，所以线框中的感应电动势为e＝E m cos30°＝3E m2，选项A错误；计时开始时刻，线框在垂直于磁场方向平面内的投影面积为零，所以以后该面积随时间按正弦规律变化，选项D正确．2.如图2所示电路中，电源电压u＝311sin (100πt) V，A、B 间接有“220V 440W”的电暖宝、“220V220W”的抽油烟机、交流电压表及保险丝．下列说法正确的是( )图2A．交流电压表的示数为311VB．电路要正常工作，保险丝的额定电流不能小于32AC．电暖宝发热功率是抽油烟机发热功率的2倍D．1min内抽油烟机消耗的电能为1.32×104J答案 D解析交流电压表的示数为有效值为220V，故选项A错误；由公式P＝UI知电路要正常工作，干路中电流有效值为3A，所以保险丝的额定电流不能小于3A，故选项B错误；电暖宝是纯电阻用电器，P热＝P电，而抽油烟机是非纯电阻用电器，P热＜P，故选项C错误；1min内抽油烟机消耗的电能为W＝Pt＝1.32电×104J，故选项D正确．3．如图3所示为某住宅区的应急供电系统，由交流发电机和副线圈匝数可调的理想降压变压器组成．发电机中矩形线圈所围的面积为S，匝数为N，电阻不计，它可绕水平轴OO′在磁感应强度为B的水平匀强磁场中以角速度ω匀速转动．矩形线圈通过滑环连接降压变压器，滑动触头P上下移动时可改变输出电压，R0表示输电线的等效电阻．以线圈平面与磁场平行时为计时起点，下列判断正确的是( )图3A．若发电机线圈某时刻处于图示位置，变压器原线圈的电流瞬时值为零B．发电机线圈感应电动势的瞬时值表达式为e＝NBSωsinωt C．当用电量增加时，为使用户电压保持不变，滑动触头P 应向上滑动D．当滑动触头P向下移动时，变压器原线圈两端的电压将升高答案 C解析线圈处于图示位置时，与中性面垂直，电流瞬时值最大，选项A错误；从垂直中性面开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为e＝NBSωcosωt，选项B错误；当用电量增加时，变压器输出电流增大，输电线的电阻上电压增大，为使用户电压保持不变，滑动触头P应向上滑动，选项C正确．当滑动触头P向下移动时，变压器原线圈两端的电压不变，输出电压将降低，选项D错误．4．如图4所示，图a中变压器为理想变压器，其原线圈接在u＝122sin100πt(V)的交流电源上，副线圈与阻值R1＝2Ω的电阻接成闭合电路，电流表为理想电流表．图b中阻值为R2＝32Ω的电阻直接接到u＝122sin100πt (V)的交流电源上，结果电阻R1与R2消耗的电功率相等，则( )图4A．通过电阻R1的交流电的频率为0.02HzB．电阻R1消耗的电功率为9WC．电流表的示数为6AD ．变压器原、副线圈匝数比为4∶1答案 D解析 由交流电瞬时值表达式u ＝122sin100πt (V)可知，ω＝100πrad/s ＝2πf ，该交流电的频率为f ＝ω2π＝50Hz ，周期为0.02s ，由于变压器不改变交流电的频率，所以通过电阻R 1的交流电的频率为50Hz ，选项A 错误．由题图b 可知，阻值为R 2＝32Ω的电阻两端电压的有效值为U ＝12V ，电阻R 2消耗的电功率为P 2＝U 2R 2＝4.5W ．根据题述，电阻R 1与R 2消耗的电功率相等，可知电阻R 1消耗的电功率为P 1＝P 2＝4.5W ，选项B 错误．由P 1＝I 2R 1，解得电流表的示数为I ＝1.5A ，选项C 错误．变压器副线圈两端电压U 2＝IR 1＝3V ，变压器原、副线圈匝数比为n 1∶n 2＝U ∶U 2＝12∶3＝4∶1，选项D 正确．5．如图5为某发电站电能输送示意图．已知发电机的输出电压、输电线的电阻及理想升压、降压变压器匝数均不变，若用户电阻R 0减小，下列说法正确的是( )图5A．发电机的输出功率减小B．输电线上的功率损失减小C．用户得到的电压减小D．输电线输送电压减小答案 C解析若用户电阻减小，则降压变压器输出功率增大，导致发电机的输出功率增大，选项A错误．若用户电阻减小，降压变压器输出功率增大，导致输电线上电流增大，输电线上损失电压增大，输电线上的功率损失增大，选项B错误．输电线上损失电压增大，降压变压器原线圈输入电压减小，由于降压变压器的原、副线圈匝数比不变，降压变压器副线圈输出电压(即用户得到的电压)减小，选项C正确．根据题给发电机的输出电压不变，升压变压器的原线圈输入电压不变．由于升压变压器的原、副线圈匝数比不变，则输电线上输送电压不变，选项D错误．6．如图6所示，理想变压器的原、副线圈分别接理想电流表、理想电压表，副线圈上通过输电线接有一个灯泡L，一个电吹风M，输电线的等效电阻为R，副线圈匝数可以通过调节滑片P改变．S断开时，灯泡L正常发光，滑片P位置不动，当S闭合时，以下说法中正确的是( )图6A．电压表读数增大B．电流表读数减小C．等效电阻R两端电压增大D．为使灯泡L正常发光，滑片P应向下滑动答案 C解析当S闭合时，变压器副线圈电路电流增大，两端电压不变，电压表读数不变，选项A错误．由于变压器输出功率增大，则输入电流增大，电流表读数增大，选项B错误．由于输电线中电流增大，所以输电线等效电阻R两端电压增大，选项C正确．为使灯泡L正常发光，应该增大变压器输出电压，滑片P应向上滑动，选项D错误．7．如图7甲所示，自耦理想变压器输入端a、b接入图乙所示的交流电源，一个二极管和两个阻值均为R＝40Ω的负载电阻接到副线圈的两端，电压表和电流表均为理想交流电表．当滑片位于原线圈中点位置时，开关S处于断开状态，下列说法正确的是( )图7A．t＝0.01s时，电压表示数为零B．t＝0.015s时，电流表示数为5.5AC．闭合开关S后，电压表示数增大D．闭合开关S后，电流表示数为16.5A答案 D解析交流电压表和电流表示数均为有效值，因而t＝0.01s 时，副线圈两端电压有效值U2＝440V，选项A错误；根据闭合电路欧姆定律可知，电流表示数为11A，选项B错误；副线圈电压取决于原线圈电压，闭合开关S后，电压表示数不变，选项C 错误；闭合开关S后，副线圈在一个周期内消耗的能量等于原线圈一个周期内消耗的能量，即U22R2·T2＋U22R·T2＝U1I1T，代入数据解得I1＝33A，而I1n1＝I2n2，故I2＝16.5A，选项D正确．二、多项选择题8．如图8所示，图a是远距离输电线路的示意图，图b是用户得到的电压随时间变化的图象，已知降压变压器的匝数比为10∶1，不考虑降压变压器与用户间导线的电阻，则()图8A．发电机输出交流电的频率是50HzB．升压变压器的输出电压为2200VC．输电线的电流只由降压变压器原、副线圈的匝数比决定D．当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率减小答案AD解析根据题图b所示的用户得到的电压随时间变化的图象，可知该交变电流的电压最大值为2202V，周期是T＝0.02s，频率是f＝1T＝50Hz.由于变压器不改变正弦交变电流的频率，所以发电机输出交流电的频率是50Hz，选项A正确．用户得到的电压为U＝220V，根据变压器的变压公式可知，降压变压器的输入电压为2200V．由于输电线上有电压损失，所以升压变压器的输出电压一定大于2200V，选项B错误．根据变压器的功率关系，输出功率决定输入功率，输电线的电流不但与降压变压器原、副线圈的匝数比有关，还与用户的电功率有关，用户使用的电功率越大，输电线中电流就越大，选项C错误．当用户用电器的总电阻增大时，用户使用的电功率减小，输电线上电流减小，输电线上损失的功率减小，选项D正确．9．如图9所示，M为理想变压器，电表为理想电表，导线电阻忽略不计，原线圈接稳定的正弦式交流电源．当变阻器滑片P向上移动时，读数发生变化的电表是( )图9A．A1B．A2C．V1D．V2答案AB解析根据变压器输入电压决定输出电压，可知电压表V1和V2的读数不变，选项C、D错误；当滑动变阻器滑片P向上移动时，滑动变阻器R接入电路的电阻逐渐减小，电流表A2的读数增大，选项B正确；由变压器输出功率决定输入功率，可知输入功率增大，电流表A的读数增大，选项A正确．110．图10甲中的变压器为理想变压器，原线圈的匝数n1与副线圈全部匝数n2之比为5∶1，副线圈接有两个电阻R1＝10Ω，R＝5Ω.现在原线圈输入正弦式交变电流，将滑动触头P置于副2线圈的中点，a、b两端接示波器，检测a、b两端的电压如图乙所示．设电流表A为理想电流表，导线电阻不计．则下列判断正确的是( )图10A．原线圈上电压变化的频率为50HzB．电流表的示数为0.14AC．只将滑动触头P向上移动一些，电流表示数可能减小D．只将a、b两端用导线连接，原线圈的输入功率为45W答案BD解析由题图乙得到，交变电流的周期为0.04s，所以频率为25Hz ，A 项错误；因为U ab ＝52V ，副线圈电压为U 2＝(52＋102) V ＝152V ，副线圈中的电流为I 2＝2A ，根据I 1I 2＝n 22n 1，解得I 1＝210A ≈0.14A ，B 项正确；将滑动触头向上移动，根据U 1U 2＝n 1n 2可知，U 2增大，副线圈消耗功率增大，原线圈中输出功率增大，所以电流表示数增大，C 项错误；只将a 、b 用导线连接，消耗的功率为P 2＝U 22R 1＝45W ，D 项正确． 11．理想变压器原、副线圈的匝数比为11∶3，各电表均为理想交流电表，原线圈a 、b 端接有正弦式交变电压u ＝2202sin100πt (V)，副线圈c 、d 端接有如图11所示电路，三个定值电阻的阻值均为R ＝40Ω.开关S 闭合后，下列说法中正确的是( )图11A ．副线圈c 、d 端输出电压的频率约为14HzB ．电压表的示数为20VC ．变压器输入的功率为60WD ．开关S 断开后，电流表的示数减小约0.02A答案 BC解析 变压器不能改变频率，f ＝50Hz ，A 错；由u ＝2202sin100πt (V)可知原线圈a 、b 端输入电压的有效值为U 1＝220V ，由变压规律知副线圈c 、d 端电压有效值为U 2＝n 2n 1U 1＝60V ，由串并联电路特点知电压表的示数为U 23＝20V ，B 对；因副线圈电路的总电阻为32R ＝60Ω，所以副线圈电流为I 2＝1A ，原线圈电流为I 1＝n 2n 1I 2＝311A ，由P ＝U 1I 1得变压器输入的功率为P ＝60W ，C 对；开关断开后，副线圈总电阻增大，变为80Ω，电流变为I 2′＝34A ，此时原线圈中电流为I 1′＝n 2n 1I 2′＝944A ，电流减小了ΔI ＝344A ≈0.07A ，D 错．12．如图12所示，理想变压器原、副线圈匝数比为11∶5，现在原线圈AB之间加上u＝2202sin100πt(V)的正弦交流电，副线圈上接有一电阻R＝25Ω，D为理想二极管，灯泡发光时的电阻为10Ω，电阻与灯泡两支路可由一单刀双掷开关进行切换，则( )图12A．开关拨到1时，电流表示数为5.6AB．开关拨到1时，电阻的功率为400WC．开关拨到2时，电流表示数为5AD．开关拨到2时，灯泡的功率为500W答案BD解析当开关拨到1时，电阻接到变压器的副线圈上，因为原线圈上电压的有效值为220V，变压器的原、副线圈的匝数比为11∶5，所以副线圈上电压有效值为100V，则电流表的示数I＝100V 25Ω＝4A ，功率P ＝I 2R ＝400W ，A 项错误，B 项正确；当开关拨到2时，副线圈上电压的有效值为100V ，二极管的作用是让灯泡的通电时间变为无二极管时的一半，无二极管时，电流的有效值I 0＝10A ，有二极管时，设电流的有效值为I 1，则I 20R L T 2＝I 21R L T ，可得I 1＝52A ，功率P ＝I 21R L ＝500W ，C 项错误，D 项正确．。

2019年高三总练习单元综合测试卷：第9单元(电磁感应)注意事项：认真阅读理解，结合历年的真题，总结经验，查找不足！重在审题，多思考，多理解！无论是单选、多选还是论述题，最重要的就是看清题意。

在论述题中，问题大多具有委婉性，尤其是历年真题部分，在给考生较大发挥空间的同时也大大增加了考试难度。

考生要认真阅读题目中提供的有限材料，明确考察要点，最大限度的挖掘材料中的有效信息，建议考生答题时用笔将重点勾画出来，方便反复细读。

只有经过仔细推敲，揣摩命题老师的意图，积极联想知识点，分析答题角度，才能够将考点锁定，明确题意。

第九单元《电磁感应》本试卷分第一卷(选择题)和第二卷(非选择题)两部分试卷总分值为100分。

考试时间为90分钟。

第一卷(选择题，共40分)【一】选择题(本大题包括10小题，每题4分，共40分。

)1.图1为一种早期发电机原理示意图，该发电机由固定的圆形线圈和一对用铁芯连接的圆柱形磁铁构成，两磁极相对于线圈平面对称、在磁极绕转轴匀速转动过程中，磁极中心在线圈平面上的投影沿圆弧XOY运动(O是线圈中心)，那么()图1A、从X到O，电流由E经Ⓖ流向F，先增大再减小B、从X到O，电流由F经Ⓖ流向E，先减小再增大C、从O到Y，电流由F经Ⓖ流向E，先减小再增大D、从O到Y，电流由E经Ⓖ流向F，先增大再减小解析：此题考查楞次定律，意在考查考生对楞次定律的理解和运用、从X到O过程中，原磁场方向指向上不断增加，那么感应电流的磁场方向应该指向下，再由右手螺旋定那么知，感应电流方向应该是由F经Ⓖ到E，又感应电流从零到有再到零，那么一定经历先增大再减小的过程、同理，当从O到Y的过程中，感应电流的方向应该是由E经Ⓖ到F，大小也是先增大再减小、答案：D2、电阻R、电容C与一线圈连成闭合电路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N极朝下，如图2所示、现使磁铁开始自由下落，在N极接近线圈上端的过程中，流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是()图2A、从a到b，上极板带正电B、从a到b，下极板带正电C、从b到a，上极板带正电D、从b到a，下极板带正电解析：由楞次定律知线圈中感应电流方向从上向下看为顺时针，线圈下端为电源正极，所以流过R的电流方向为从b向a，电容器下极板带正电，故D正确，A、B、C错误、答案：D3、如图3所示，A是长直密绕通电螺线管，小线圈B与电流表连接，并沿A的轴线Ox 从O点自左向右匀速穿过螺线管A.能正确反映通过电流表中电流I随x变化规律的是()图3解析：通电螺线管产生稳定的磁场，磁场特征为：两极附近最强且不均匀，管内场强近似匀强、当小线圈穿越两极时，因磁场不均匀，故穿过小线圈的磁通量发生变化，产生感应电流，且因磁场的变化方向不同，故在小线圈中感应电流方向相反，小线圈在螺线管内部运动时，因穿越区域的磁感应强度不变，小线圈中没有感应电流产生、故C项正确、答案：C4、如图4所示，在一均匀磁场中有一U形导线框abcd，线框处于水平面内，磁场与线框平面垂直，R为一电阻，ef为垂直于ab的一根导体杆，它可在ab、cd上无摩擦地滑动、杆ef及线框中导线的电阻都可不计、开始时，给ef一个向右的初速度，那么()图4A、ef将减速向右运动，但不是匀减速B、ef将匀减速向右运动，最后停止C、ef将匀速向右运动D、ef将往返运动解析：给ef一个向右的初速度，那么ef产生感应电动势，回路形成电流、同时，ef 受安培力而减速，随着ef减速，回路电流减小，安培力减小、因此，ef将减速向右运动，但不是匀减速、答案：A5、如图5所示是一种延时开关、当S 1闭合时，电磁铁F 将衔铁D 吸下，将C 线路接通、当S 1断开时，由于电磁感应作用，D 将延迟一段时间才被释放、那么 ()图5A 、由于A 线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D 的作用B 、由于B 线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D 的作用C 、如果断开B 线圈的电键S 2，无延时作用D 、如果断开B 线圈的电键S 2，延时将变长解析：延时开关的工作原理是：当断开S 1使A 线圈中电流变小并消失时，铁芯中的磁通量减小，假设B 线圈闭合那么在其中引起感应电流、根据楞次定律，感应电流的磁场阻碍原磁场的减小，这样，就使铁芯中磁场减弱得慢些，因此才产生延时释放D 的作用、可见是由于B 线圈的电磁感应作用，起到了延时作用，故B 、C 选项正确、答案：BC6、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ε表示每个叶片中的感应电动势，那么 ()图6 A 、ε＝πfl 2B ，且a 点电势低于b 点电势 B 、ε＝2πfl 2B ，且a 点电势低于b 点电势 C 、ε＝πfl 2B ，且a 点电势高于b 点电势 D 、ε＝2πfl 2B ，且a 点电势高于b 点电势 解析：螺旋桨叶片围绕着O 点转动，产生的感应电动势为ε＝Blv ＝12Blv 0＝12Bl (ωl )＝12B (2πf )l 2＝πfl 2B ，由右手定那么判断出b 点电势比a 点电势高、所以选项A 正确、答案：A7、两根相距为L 的足够长的金属直角导轨如图7所示放置，它们各有一边在同一水平面内，另一边垂直于水平面、质量均为m 的金属细杆ab 、cd 与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ，导轨电阻不计，回路总电阻为2R .整个装置处于磁感应强度大小为B 、方向竖直向上的匀强磁场中、当ab 杆在平行于水平导轨的拉力F 作用下以速度v 1沿导轨匀速运动时，cd 杆也正好以速度v 2向下匀速运动、重力加速度为g .以下说法正确的选项是()图7A 、ab 杆所受拉力F 的大小为μmg ＋B 2L 2v 12RB 、cd 杆所受摩擦力为零C 、回路中的电流为BL (v 1＋v 2)2RD 、μ与υ1大小的关系为μ＝2RmgB 2L 2v 1解析：ab 棒切割磁感线产生感应电动势，cd 棒不切割磁感线，整个回路中的感应电动势E 感＝BL ab v 1＝BLv 1，回路中感应电流I ＝E 感2R ＝BLv 12R ，C 选项错误、ab 棒受到的安培力为F 安＝BIL ＝B E 感2R L ＝B 2L 2v 12R ，ab 棒沿导轨匀速运动，受力平衡、ab 棒受到的拉力为F ＝F 摩＋F 安＝μmg ＋B 2L 2v 12R ，A 选项正确、cd 棒所受摩擦力为f ＝μF 安＝μB 2L 2v 12R ，B 选项错误、cd 棒做匀速直线运动，受力平衡，mg ＝f ，mg ＝μB 2L 2v 12R ，μ＝2RmgB 2L 2v 1，D 选项正确、答案：AD8、如图8所示，用一根长为L 、质量不计的细杆与一个上弧长为l 0、下弧长为d 0的金属线框的中点联结并悬挂于O 点，悬点正下方存在一个上弧长为2l 0.下弧长为2d 0的方向垂直纸面向里的匀强磁场，且d 0≪L .先将线框拉开到如图8所示位置，松手后让线框进入磁场，忽略空气阻力和摩擦，以下说法正确的选项是 ()图8A 、金属线框进入磁场时感应电流的方向为a →b →c →d →aB 、金属线框离开磁场时感应电流的方向为a →d →c →b →aC 、金属线框dc 边进入磁场与ab 边离开磁场的速度大小总是相等D 、金属线框最终将在磁场内做简谐运动解析：线框在进入磁场过程中由楞次定律可判得电流的方向为a →d →c →b →a .而摆出磁场过程中同样由楞次定律可判得电流方向为a →b →c →d →a .所以A 、B 项均错误、因为线框在进入和离开磁场过程中安培力做负功，所以速度会逐渐减小，所以C 项错误、线框最终在磁场中摆动过程中，由于磁通量不再发生变化，回路中不再产生感应电流，没有热能的产生，只有机械能的转化与守恒，所以线框最终会在磁场中做简谐运动，那么D 项正确、答案：D9、如图9所示，平行金属导轨与水平面成θ角，导轨与固定电阻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 ，导体棒的电阻与固定电阻R 1和R 2的阻值均相等，与导轨之间的动摩擦因数为μ，导体棒ab 沿导轨向上滑动，当上滑的速度为v 时，受到安培力的大小为F ，此时()图9A 、电阻R 1消耗的热功率为Fv /3B 、电阻R 2消耗的热功率为Fv /6C 、整个装置因摩擦而消耗的热功率为μmgv cos θD 、整个装置消耗的机械功率为(F ＋μmg cos θ)v解析：上滑速度为v 时，导体棒受力如图10所示那么B 2L 2vR ＋R 2＝F所以PR 1＝(BLv2×32R)2R ＝16Fv ，故A 错误，B 正确、因f ＝μN ，N ＝mg cos θ所以P f ＝fv ＝μmgv cos θ，故C 正确、此时，整个装置消耗的机械功率为P ＝P F ＋P f ＝Fv ＋μmgv cos θ，故D 正确、图10答案：BCD10.医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度、电磁血流计由一对电极a 和b 以及一对磁极N 和S 构成，磁极间的磁场是均匀的、使用时，两电极a 、b 均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如图11所示、由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动，电极a 、b 之间会有微小电势差、在达到平衡时，血管内部的电场可看作是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零、在某次监测中，两触点间的距离为3.0mm ，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为160μV ，磁感应强度的大小为0.040T 、那么血流速度的近似值和电极a 、b 的正负为()图11A 、1.3m/s ，a 正、b 负B 、2.7m/s ，a 正、b 负C 、1.3m/s ，a 负、b 正D 、2.7m/s ，a 负、b 正解析：此题考查带电粒子在复合场中的运动、磁流体发电机、左手定那么等知识点，意在考查考生对带电粒子在复合场中的运动、力的平衡、左手定那么的综合运用能力、根据左手定那么，可知a 正b 负，所以CD 错；因为离子在场中所受合力为零，Bqv ＝U d q ，所以v ＝U Bd ＝1.3m/s ，A 对B 错、答案：A第二卷(非选择题，共60分)【二】填空题(共12分)11、如图12所示，半径为r 的金属圆环绕通过直径的轴OO ′以角速度ω匀速转动，匀强磁场的磁感应强度为B ，以金属环的平面与磁场方向重合时开始计时，求在转动30°角的过程中，环中产生的感应电动势为________、图12解析：ΔΦ＝Φ2－Φ1＝BS sin30°－0＝12B πr 2.又Δt ＝θω＝π/6ω＝π/(6ω)所以E ＝ΔΦΔt ＝12B πr 2π/(6ω)＝3B ωr 2.答案：3B ωr 212、一个边长为10cm 的正方形金属线框置于匀强磁场中，线框匝数n ＝100，线框平面与磁场垂直，电阻为20Ω.磁感应强度随时间变化的图象如图13所示、那么在一个周期内线框产生的热量为________J.图13解析：由题图可知，线框中穿过均匀变化的磁场，变化周期T ＝4s 、根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律，线框中产生的感应电动势E ＝nS ΔBΔt ，感应电流I ＝E R ＝100×10－220A ＝5×10－2A ， 在一个周期内产生的热量Q ＝I 2RT ＝(5×10－2)2×20×4J ＝0.2J.答案：0.2【三】计算题(每题12分，共48分)13、如图14所示，P 、Q 为水平面内平行放置的光滑金属长直导轨，间距为L 1，处在竖直向下、磁感应强度大小为B 1的匀强磁场中、一导体杆ef 垂直于P 、Q 放在导轨上，在外力作用下向左做匀速直线运动、质量为m 、每边电阻均为r 、边长为L 2的正方形金属框abcd 置于竖直平面内，两顶点a 、b 通过细导线与导轨相连，磁感应强度大小为B 2的匀强磁场垂直金属框向里，金属框恰好处于静止状态、不计其余电阻和细导线对a 、b 点的作用力、图14(1)通过ab 边的电流I ab 是多大？(2)导体杆ef 的运动速度v 是多大？解析：(1)设通过正方形金属框的总电流为I ，ab 边的电流为I ab ，dc 边的电流为I dc ，有I ab ＝34I ①I dc ＝14I ②金属框受重力和安培力，处于静止状态，有mg ＝B 2I ab L 2＋B 2I dc L 2③由①～③，解得I ab ＝3mg4B 2L 2.④(2)由(1)可得I ＝mgB 2L 2⑤设导体杆切割磁感线产生的电动势为E ，有E ＝B 1L 1v ⑥设ad 、dc 、cb 三边电阻串联后与ab 边电阻并联的总电阻为R ，那么R ＝34r ⑦根据闭合电路欧姆定律，有I ＝E R ⑧由⑤～⑧，解得v ＝3mgr4B 1B 2L 1L 2.⑨答案：(1)3mg 4B 2L 2(2)3mgr4B 1B 2L 1L 214、如图15所示，固定的水平光滑金属导轨，间距为L ，左端接有阻值为R 的电阻、处在方向竖直、磁感应强度为B 的匀强磁场中，质量为m 的导体棒与固定弹簧相连，放在导轨上，导轨与导体棒的电阻均可忽略、初始时刻，弹簧恰处于自然长度，导体棒具有水平向右的初速度v 0.在沿导轨往复运动的过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触、图15(1)求初始时刻导体棒受到的安培力、(2)假设导体棒从初始时刻到速度第一次为零时，弹簧的弹性势能为E p ，那么这一过程中安培力做的功W 1和电阻R 上产生的焦耳热Q 1分别为多少？(3)导体棒往复运动，最终将静止于何处？从导体棒开始运动到最终静止的过程中，电阻R 上产生的焦耳热Q 为多少？解析：(1)初始时刻棒中感应电动势E ＝Lv 0B ①棒中感应电流I ＝E R ②作用于棒上的安培力F ＝ILB ③①～③联立得F ＝L 2v 0B 2R ，安培力方向：水平向左、(2)由功和能的关系，得安培力做功W 1＝E P －12mv 20④电阻R 上产生的焦耳热Q 1＝12mv 20－E p .⑤(3)由能量转化及平衡条件等，可判断：棒最终静止于初始位置，Q ＝12mv 20.⑥答案：(1)F ＝B 2L 2v 0R ，方向水平向左(2)W 1＝E p －12mv 20Q 1＝12mv 20－E p (3)Q ＝12mv 215、如图16所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1m ，导轨平面与水平面成θ＝37°角，下端连接阻值为R 的电阻，匀强磁场方向与导轨平面垂直、质量为0.2kg 、电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为0.25.图16(1)求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小；(2)当金属棒下滑速度达到稳定时，电阻R 消耗的功率为8W ，求该速度的大小、(3)在上问中，假设R ＝2Ω，金属棒中的电流方向由a 到b ，求磁感应强度的大小与方向、(g 取10m/s 2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)解析：(1)金属棒开始下落的初速为零，根据牛顿第二定律mg sin θ－μmg cos θ＝ma ①由①式解得a ＝10×(0.6－0.25×0.8)m/s 2＝4m/s 2.②(2)设金属棒运动达到稳定时，速度为v ，所受安培力为F ，棒在沿导轨方向受力平衡mg sin θ－μmg cos θ－F ＝0③此时金属棒克服安培力做功的功率等于电路中电阻R 消耗的电功率Fv ＝P ④由③④两式解得v ＝P F＝80.2×10×(0.6－0.25×0.8)m/s ＝10m/s.⑤(3)设电路中电流为I ，两导轨间金属棒的长为l ，磁场的磁感应强度为BI ＝vBl R ⑥P ＝I 2R ⑦由⑥⑦两式解得B ＝PR vl ＝8×210×1T ＝0.4T ⑧磁场方向垂直导轨平面向上、答案：(1)4m/s 2(2)10m/s(3)0.4T 方向垂直导轨平面向上16.单位时间内流过管道横截面的液体体积叫做液体的体积流量(以下简称流量)、有一种利用电磁原理测量非磁性导电液体(如自来水、啤酒等)流量的装置，称为电磁流量计、它主要由将流量转换为电压信号的传感器和显示仪表两部分组成、传感器的结构如图17所示，圆筒形测量管内壁绝缘，其上装有一对电极a 和c ，a 、c 间的距离等于测量管内径D ，测量管的轴线与a 、c 的连线方向以及通电线圈产生的磁场方向三者相互垂直、当导电液体流过测量管时，在电极a 、c 间出现感应电动势E ，并通过与电极连接的仪表显示出液体的流量Q .设磁场均匀恒定，磁感应强度为B .图17(1)D ＝0.40m ，B ＝2.5×10－3T ，Q ＝0.12m 3/s ，设液体在测量管内各处流速相同，试求E的大小(π取3.0)；(2)一新建供水站安装了电磁流量计，在向外供水时流量本应显示为正值，但实际显示却为负值，经检查，原因是误将测量管接反了，即液体由测量管出水口流入，从入水口流出、因水已加压充满管道，不便再将测量管拆下重装，请你提出使显示仪表的流量指示变为正值的简便方法；(3)显示仪表相当于传感器的负载电阻，其阻值记为R .a 、c 间导电液体的电阻r 随液体电阻率的变化而变化，从而会影响显示仪表的示数、试以E 、R 、r 为参量，给出电极a 、c 间输出电压U 的表达式，并说明怎样可以降低液体电阻率变化对显示仪表示数的影响、解析：(1)导电液体通过测量管时，相当于导线做切割磁感线的运动、在电极a 、c 间切割磁感线的液柱长度为D ，设液体的流速为v ，那么产生的感应电动势为E ＝BDv ①由流量的定义，有Q ＝Sv ＝πD24v ②①②式联立可解得E ＝BD 4Q πD 2＝4BQπD代入数据得E ＝4×2.5×10－3×0.123×0.4V ＝1.0×10－3V (2)能使仪表显示的流量变为正值的方法简便、合理即可、如：改变通电线圈中电流的方向，使磁场B 反向；或将传感器输出端对调接入显示仪表、(3)传感器和显示仪表构成闭合电路，由闭合电路欧姆定律得：I ＝ER ＋rU ＝IR ＝RER ＋r ＝E 1＋(r /R )③输入显示仪表的是a 、c 间的电压U ，流量示数和U 一一对应、E 与液体电阻率无关，而r 随电阻率的变化而变化、由③式可看出，r 变化相应地U 也随之变化、在实际流量不变的情况下，仪表显示的流量示数会随a、c间的电压U的变化而变化、增大R，使R≫r，那么U≈E，这样就可以降低液体电阻率变化对显示仪表流量示数的影响、。