第二章《电磁感应》高分必刷巩固达标检测卷（基础版）

第二章《电磁感应》高分必刷巩固达标检测卷（基础版）一、单选题1．如图所示，ab是一个可以绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形导体线圈，当滑动变阻器R的滑片P自左向右滑动过程中，线圈ab将（）A．静止不动B．逆时针转动C．顺时针转动D．发生转动，但因电源的极性不明，无法确定转动的方向2．电阻、电容与一线圈连成闭合回路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N极朝下，如图所示。现使磁铁开始自由下落，在N极接近线圈上端的过程中，流过的电流方向和电容器极板的带电情况是（

）A．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3．以下四图都与电磁感应有关，下列说法正确的是（）A．真空冶炼炉能在真空环境下，使炉内的金属产生涡流，从而炼化金属B．当蹄形磁体顺时针转动时，铝框将朝相反方向转动C．金属探测器通过使用恒定电流的长柄线圈来探测地下是否有金属D．磁电式仪表，把线因绕在铝框骨架上，目的是起到电磁驱动的作用4．下列关于互感现象的说法不正确的是（）A．一个线圈中的电流变化时，与之靠近的线圈中产生感应电动势的现象称为互感现象B．互感现象的实质是电磁感应现象，同样遵循楞次定律和法拉第电磁感应定律C．利用互感现象能够将能量由一个线圈传递到另一个线圈，所以人们制造了收音机的“磁性天线”D．在电力工程以及电子电路中不会出现互感现象而影响电路的正常工作5．如图所示，正方形导线框放在匀强磁场中静止不动，磁场方向与线框平面垂直，磁感应强度随时间的变化关系如图乙所示，时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里。下列选项中能表示线框的边受到的安培力随时间的变化关系的是（规定水平向左为F的正方向）（）A． B．C． D．6．如图所示，两根足够长的平行直导轨AB、CD与水平面成θ角放置，两导轨间距为L，A、C两点间接有阻值为R的定值电阻，一根质量均匀分布的直金属杆放在两导轨上，并与导轨垂直，整套装置处于磁感应强度大小为B0的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向上，导轨和金属杆接触良好，金属杆的阻值为r，其余部分电阻不计，金属杆与导轨之间的动摩擦因数为μ。现将外力F沿与导轨平行的方向作用在金属杆上，让其由静止开始沿导轨向上做匀加速直线运动，则下列外力F与作用时间t的图像中正确的是（）A．B．C． D．7．如图所示，半径为L的小圆与半径为3L的圆形金属导轨拥有共同的圆心，在小圆与导轨之间的环形区域存在垂直于纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场。现将一长度为3L导体棒置于磁场中，让其一端O点与圆心重合，另一端A与圆形导轨良好接触。在O点与导轨间接入一阻值为r的电阻，导体棒以角速度ω绕O点沿逆时针方向做匀速圆周运动，其他部分电阻不计。下列说法正确的是（  ）A．导体棒O点的电势比A点的电势高B．电阻两端的电压为C．在导体棒旋转一周的时间内，通过电阻的电荷量为D．在导体棒旋转一周的时间内，电阻产生的焦耳热为8．如图所示，空间存在垂直于纸面的匀强磁场，在半径为a的圆形区域内部及外部，磁场方向相反，磁感应强度的大小均为B。一半径为b（b＞a）、电阻为R的圆形导线环放置在纸面内，其圆心与圆形区域的中心重合。当内、外磁场同时由B均匀地减小到零的过程中，通过导线环截面的电荷量为（  ）A． B．C． D．9．如图所示，有一边长为L的正方形导线框abcd，质量为m，距一有界匀强磁场上边界h处自由下落，如图所示，其下边ab进入匀强磁场区域后，线圈开始做匀速运动，直到其上边cd刚刚开始传出匀强磁场为止，此匀强磁场区域宽度也是L，已知重力加速度为g，则能用物理量m，g，h，L求得（）A．线框在穿越匀强磁场过程中产生的焦耳热B．线框在穿越匀强磁场过程中通过导线横截面的电量C．线框的电阻D．匀强磁场的磁感应强度10．如图所示，竖直平面内有足够长、不计电阻的两组平行光滑金属导轨，宽度均为L，上方连接一阻值为R的定值电阻，虚线下方的区域内存在磁感应强度为B的匀强磁场。两根完全相同的金属杆1和2靠在导轨上，金属杆长度与导轨宽度相等且与导轨接触良好，电阻均为r、质量均为m；将金属杆1固定在磁场的上边缘，且仍在磁场内，金属杆2从磁场边界上方h0处由静止释放，进入磁场后恰好做匀速运动。现将金属杆2从磁场边界上方h（h<h0）处由静止释放，在金属杆2进入磁场的同时，由静止释放金属杆1，下列说法正确的是（）A．两金属杆向下运动时，流过电阻R的电流方向为a→bB．回路中感应电动势的最大值为C．磁场中金属杆1与金属杆2所受的安培力大小、方向均不相同D．任何时刻金属杆1与2的速度之差均为二、多选题11．下列说法正确的是（

）A．变化的磁场可以使闭合电路中产生感应电流B．在没有导体的空间中，变化的磁场不会产生感生电场C．恒定的磁场也能在周围空间产生感生电场D．感生电场的方向可以用楞次定律来判定12．如图所示为演示自感现象的实验电路图，线圈的自感系数较大，且使滑动变阻器R接入电路中的阻值与线圈直流电阻相等，下列判断正确的是（）A．接通开关S，灯A1、A2立即变亮B．接通开关S，灯A1逐渐变亮，灯A2立即变亮C．接通开关S，待电路稳定后断开开关S，灯A1、A2逐渐熄灭D．接通开关S，待电路稳定后断开开关S，灯A1逐渐熄灭，灯A2闪一下后逐渐熄灭13．如图所示，空间存在着与圆台母线垂直向外的磁场，各处的磁感应强度大小均为B，圆台母线与竖直方向的夹角为θ，一个质量为m、半径为r的匀质金属环位于圆台底部。当给环通以恒定的电流I，圆环由静止向上运动，经过时间t后撤去该恒定电流并保持圆环闭合，圆环全程上升的最大高度为H。已知重力加速度为g，不计空气阻力，磁场的范围足够大。在圆环向上运动的过程中，下列说法正确的是（）A．圆环先做加速运动后做减速运动B．在时间t内安培力对圆环做功为mgHC．圆环运动的最大速度为－gtD．圆环先有扩张后有收缩的趋势14．如图甲所示，粗糙水平面上固定一长直导线，其左侧放置一个正方形的金属线框（俯视图），现导线中通以如图乙所示的电流，线框始终保持静止状态，规定导线中电流方向向下为正，在0～2t0时间内，则（）A．线框中感应电流先沿逆时针方向后沿顺时针方向B．线框受到的安培力先向右，后向左C．线框中感应电流一直沿顺时针方向D．线框受到的安培力方向始终向左15．在如图所示的甲、乙、丙中除导体棒ab可动外，其余部分均固定不动。甲图中的电容器C原来不带电，设导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略，导体棒和导轨间的摩擦不计。图中装置均在水平面内，且都处于方向垂直水平面（即纸面）向下的匀强磁场中，导轨足够长，今给导体棒一个向右的初速度v0，导体棒的最终运动状态是（）A．三种情况下，导体棒最终均静止B．图甲、丙中导体棒最终将以不同的速度做匀速运动；图乙中导体棒最终静止C．图甲、丙中，导体棒最终将以相同的速度做匀速运动D．甲、乙两种情况下，电阻R上产生的焦耳热一定不同16．如图，光滑水平面上两虚线之间区域内存在垂直于纸面向里的范围足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为。边长为的正方形导线框沿图示速度方向进入磁场，当对角线刚进入磁场时线框的速度大小为，方向与磁场边界成角，若线框的总电阻为，则()A．刚进入磁场时线框中的感应电流大小为B．刚进入磁场时线框所受安培力大小为C．刚进入磁场时两端的电压为D．进入磁场后线框中的感应电流逐渐变小三、实验题17．在“探究法拉第电磁感应现象”实验中，某同学将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电表及开关组成的部分电路已连接好了，如图所示：（1）请使用两根导线，将电路补充完整。()（2）此实验中使用的电表应是___________。（填选项前的字母）A．灵敏电流表B．大量程的电压表C．倍率适宜的欧姆表（3）正确选择电表和连接电路后，开始实验探究。下列说法正确的是()A．开关闭合后，线圈A插入线圈B中或从线圈B中拔出，都不会引起电表的指针偏转B．线圈A插入线圈B中后，在开关闭合和断开的瞬间，电表的指针均会偏转C．开关闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，会使电表的指针静止在中央零刻度D．开关闭合后，只要移动滑动变阻器的滑片P，电表的指针一定会偏转18．某校高二物理研究学习小组的小王同学用如图甲、乙所示电路研究电磁感应现象，小李同学用如图丙所示电路研究自感现象。（1）小王同学为判断线圈绕向，将灵敏电流计G与线圈M连接，如图甲所示。当电流从电流计G左端流入时，指针向左偏转。将磁体N极向下从线圈上方竖直插入M时，发现指针向左偏转。俯视线圈，其绕向为沿________（选填“顺时针”或“逆时针”）由a端开始绕至b端。（2）如图乙所示，如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关S后，将A线圈迅速从B线圈拔出时，电流计指针将____；A线圈插入B线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向右移动时，电流计指针将______。（以上两空选填“向左偏”“向右偏”或“不偏转”）（3）在图乙中，小王同学第一次将滑动变阻器的触头从变阻器的右端快速滑到左端，第二次将滑动变阻器的触头从变阻器的右端慢慢滑到左端，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”）。（4）小李同学用图丙中（1）（2）两个电路研究通电自感和断电自感现象，图中L是一带铁芯的线圈，直流电阻忽略不计，A、B是额定电压为的灯泡，直流电源为一节新的干电池。实验过程中可能会观察到的现象：①慢慢变亮，然后亮度不变②立即变亮，然后亮度不变③立即变亮，然后慢慢熄灭④慢慢熄灭⑤立即熄灭⑥闪亮一下，然后熄灭。两电路电键S闭合后，小灯泡A将______，小灯泡B将______；S断开后，小灯泡A将_____，小灯泡B将______。请你将小李同学观察到的实验现象对应的序号填在相应的横线上。四、解答题19．如图所示，间距为的两条平行光滑竖直金属导轨、足够长，底部Q、N之间连有一阻值为的电阻，磁感应强度为的匀强磁场与导轨平面垂直，导轨的上端点P、M分别与横截面积为的10匝线圈的两端连接，线圈的轴线与大小均匀变化的匀强磁场平行，开关K闭合后，质量为、电阻值为的金属棒恰能保持静止。若断开开关后时金属棒恰好达到最大速度，金属棒始终与导轨接触良好，其余部分电阻不计，g取。求：（1）金属棒恰能保持静止时，匀强磁场的磁感应强度的变化率；（2）金属棒下落时能达到的最大速度v；（3）金属棒从开始下落到恰好运动至最大速度的过程中，经过金属棒的电量q和金属棒产生的焦耳热Q。20．一个阻值为R、匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1、电容为C的电容器连接成如图（a）所示回路。金属线圈的半径为r1，在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图（b）所示。图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0。导线的电阻不计。求：（1）通过电阻R1的电流大小和方向；（2）0～t1时间内通过电阻R1的电荷量q；（3）t1时刻电容器所带电荷量Q。21．光滑的平行金属导轨间距d=0.5m，轨道平面与水平面的夹角为θ=30°，导轨上端接一个阻值为R=0.6Ω的电阻，导轨所在空间有垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁场的磁感应强度B=1T，如图所示。一根质量m=0.5kg、电阻r=0.4Ω的金属棒ab垂直于导轨放在导轨最上端，且与导轨接触良好，其余部分电阻不计。棒与导轨始终垂直，g取10m/s2，从静止释放金属棒，试求：（1）当棒的速度为v=6m/s时，ab棒两端的电压U和此时棒克服安培力做功的功率；（2）当棒的加速度a=3m/s2时，电阻R消耗的功率。22．如图甲所示，在倾角为的光滑斜面上，有一质量为矩形金属导体框ACDE，其中AC、DE长为，电阻均为；AE、CD足够长且电阻不计，AC与斜面底边平行。另外有一导体棒MN质量为，长为，电阻也为，平行于AC放置在导体框上，其上方有两个垂直斜面的立柱阻挡，导体棒MN与导体框间的动摩擦因数，在MN下方存在垂直斜面向上、磁感应强度的匀强磁场，MN上方（含MN处）存在沿斜面向上、大小也为的匀强磁场。时刻在DE边给导体框施加一个沿斜面向上的拉力F，导体框在向上运动过程中，测得导体棒MN两端电压随时间变化关系如图乙所示，经过2s后撤去拉力，此过程中拉力做功。导体棒MN始终与导体框垂直且紧靠立柱。求：（1）前2s内金属导体框的加速度大小；（2）前2s内拉力F与时间t的变化关系；（3）在拉力作用这段时间内，棒MN产生的焦耳热。第二章《电磁感应》高分必刷巩固达标检测卷（基础版）全解全析1．C【详解】滑片P向右滑动过程中，接入电阻减小，线路中电流增大，线圈所处位置的磁场变强，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律可知，由于线圈将通过顺时针转动而阻碍磁通量的增大，C正确，ABD错误。故选C。2．D【详解】当磁铁N极向下运动时，导致向下穿过线圈的磁通量变大，由楞次定律可得，感应磁场方向与原来磁场方向相反，再由安培定则可得感应电流方向沿线圈盘旋而下，由于线圈相当于电源，则流过的电流方向是从b到a，对电容器充电下极板带正电。故选D。3．A【详解】A．真空冶炼炉能在真空环境下，利用电磁感应现象，使炉内的金属产生涡流，从而炼化金属，故A正确；B．根据电磁驱动原理，当蹄形磁体顺时针转动时，铝框将朝相同方向转动，故B错误；C．金属探测器通过使用交变电流的长柄线圈来探测地下是否有金属，故C错误；D．磁电式仪表，把线圈绕在铝框骨架上，铝框中产生感应电流，使线框尽快停止摆动，起到电磁阻尼的作用，故D错误。故选A。4．D【详解】A．一个线圈中的电流变化时，与之靠近的线圈中产生感应电动势的现象称为互感现象，故A正确，不符合题意；B．互感现象的实质是电磁感应现象，同样遵循楞次定律和法拉第电磁感应定律，故B正确，不符合题意；C．利用互感现象能够将能量由一个线圈传递到另一个线圈，所以人们制造了收音机的“磁性天线”，故C正确，不符合题意；D．互感现象能发生在任何两个相互靠近的电路之间，会影响电力工程以及电子电路中电路的正常工作，故D错误，符合题意。故选D。5．A【详解】内磁场方向向里且均匀减小，由楞次定律可得线圈中产生顺时针方向的感应电流，由公式可知产生的感应电动势恒定，由于则电流恒定，由于可知磁感应强度均匀减小，则线框的边受到的安培力均匀减小，由左手定则可知安培力方向水平向左，为正值。内磁场方向向外且均匀增大，由楞次定律可得线圈中产生顺时针方向的感应电流，感应电动势恒定，电流恒定，则根据安培力公式可知，随着磁感应强度均匀增大，安培力均匀增大，由左手定则可知安培力方向水平向右，为负值。内磁场方向向外且均匀减小，由楞次定律可得线圈中产生逆时针方向的感应电流，感应电动势恒定，电流恒定，则根据安培力公式可知，随着磁感应强度均匀减小，安培力均匀减小，由左手定则可知安培力方向水平向左，为正值。内磁场方向向里且均匀增大，由楞次定律可得线圈中产生逆时针方向的感应电流，感应电动势恒定，电流恒定，则根据安培力公式可知，随着磁感应强度均匀增大，安培力均匀增大，由左手定则可知安培力方向水平向右，为负值。故选A。6．B【详解】分析金属杆在运动过程中的受力情况可知，金属杆受重力mg、导轨的支持力FN、外力F、摩擦力Ff和安培力F安的共同作用，金属杆沿导轨方向向上运动，由牛顿第二定律有又F安＝B0IL，I＝＝所以F安＝B0IL＝Ff＝μmgcosθ所以有F－mgsinθ－－μmgcosθ＝ma又因v＝at将其代入上式可得F＝t＋mgsinθ＋μmgcosθ＋ma因此图像为一条不过原点的直线，且纵截距大于0。故选B。7．C【详解】A．由右手定则可知，外电路中感应电流由A流向O，则O点电势比A点电势低，A错误；B．感应电动势电阻两端电压B错误；C．电路中电流为周期为在导体棒旋转一周的时间内，通过电阻的电荷量为C正确；D．在导体棒旋转一周的时间内，电阻产生的焦耳热为D错误。故选C。8．A【详解】设开始时穿过导线环向里的磁通量为正值则向外的磁通量为负值总的磁通量为它们的代数和（取绝对值）末态总的磁通量为由法拉第电磁感应定律得，平均感应电动势为通过导线环截面的电荷量为故选A。9．A【详解】A．线框在穿越匀强磁场过程中做匀速运动，根据功能关系可知，线框穿过匀强磁场过程中产生的焦耳热故A正确；BCD．线框做匀速运动时，根据平衡条件有根据闭合电路欧姆定律有根据电流定义式可得因线框电阻R未知，无法得出线框在穿越匀强磁场过程的速度和时间，更无法得出磁感应强度B和通过导线横截面的电量q。故BCD错误。故选A。10．B【详解】A．根据右手定则判断知两金属杆产生的感应电流方向向右，则流过电阻R的电流方向为b→a，故A错误；B．当金属杆2在磁场中匀速下降时，速度最大，产生的感应电动势最大，由平衡条件得BIL＝mg又I＝联立得感应电动势的最大值为Em＝故B正确；C．根据左手定则判断知两金属杆所受安培力的方向均向上，方向相同，由公式F＝BIL可知安培力的大小也相同，故C错误；D．金属杆2刚进入磁场时的速度为v＝在金属杆2进入磁场后，由于两金属杆任何时刻受力情况相同，因此任何时刻两者的加速度也都相同，在相同时间内速度的增量也必相同，即v1－0＝v2－v则v2－v1＝v＝故D错误。故选B。11．AD【详解】A．变化的磁场可以使闭合电路的磁通量发生变化，即可以使闭合电路中产生感应电流，故A正确；B．根据麦克斯韦电磁场理论可知，在没有导体的空间中变化的磁场会产生感生电场，故B错误；C．恒定的磁场在周围不产生电场，故C错误D．感生电场的方向，可以用楞次定律来判定，故D正确。故选AD。12．BC【详解】AB．接通开关S瞬间，灯A2立即变亮，而线圈L产生自感电动势，根据楞次定律可知，自感电动势阻碍电流的增大，使得该支路中电流只能逐渐增大，所以闭合开关的瞬间，灯A1逐渐变亮，故A错误，B正确；CD．闭合开关，待电路稳定后断开开关，原来通过灯A2的电流立即消失，线圈L产生自感电动势，相当于电源，两灯串联，由于电路稳定时，两支路电流大小相等，所以灯A2不会闪一下，两灯以相同亮度逐渐熄灭，故C正确，D错误。故选BC。13．AC【详解】A．在时间t内，圆环中通有电流I，圆环在磁场中受向上的安培力作用，安培力大于重力，所以合力向上，圆环由静止开始向上加速运动，t时刻撤去电流，圆环继续向上运动，并切割磁感线产生感应电流，则同时又受向下的安培力和重力，合力方向与运动方向相反，所以圆环开始减速运动直至到达最高位置，故A正确；B．因安培力在t时间内对其做正功，t时刻以后对其做负功，有则知在t时间内安培力做功大于mgH，故B错误；C．在t时间内安培力合外力故C正确；D．圆环加速上升过程中，根据左手定则可知，受到垂直磁感线向上的力，有收缩趋势，减速上升过程中受到垂直磁感线向下的力，有扩张趋势，故D错误。故选AC。14．BC【详解】AC．在0～t0时间内，电流向下，根据安培定则，线框所在处的磁场方向垂直纸面向里，根据楞次定律，线框中感应电流的方向为顺时针，同理，在t0～2t0时间内，感应电流的方向还是时顺时针方向，A错误，C正确；BD．根据左手定则，线框受到的安培力先向右，后向左，B正确，D错误。故选BC。15．BD【详解】ABC．题图甲中，导体棒向右运动切割磁感线产生感应电流而使电容器充电，当电容器极板间电压与导体棒产生的感应电动势相等时，电路中没有电流，导体棒不受安培力，其向右做匀速运动；题图乙中，导体棒向右运动切割磁感线产生感应电流，通过电阻R转化为内能，导体棒速度减小，当导体棒的动能全部转化为内能时，导体棒静止；题图丙中，导体棒先受到向左的安培力作用向右做减速运动，速度减为零后再在安培力作用下向左做加速运动，当导体棒产生的感应电动势与电源的电动势相等时，电路中没有电流，导体棒向左做匀速运动，故AC错误，B正确；D．题图甲中，导体棒的部分动能转化为内能，题图乙中，导体棒的动能全部转化为内能，故有Q甲<Q乙，故D正确。故选BD。16．AD【详解】A．刚进入磁场时有效的切割长度等于，产生的感应电动势为感应电流为方向沿逆时针故A正确；B．边所受的安培力大小为方向垂直斜向下，边所受的安培力大小为方向垂直斜向下，线框所受安培力大小故B错误；C．两端的电压为故C错误；D．进入磁场后，有效切割长度逐渐减小，感应电动势逐渐减小，感应电流逐渐减小，故D正确。故选AD。17．

A

BD##DB【详解】（1）[1]将电源、电键、滑动变阻器、线圈A串联成一个回路，注意滑动变阻器接一上一下两个接线柱，再将电表与线圈B串联成另一个回路，电路图如图所示（2）[2]此实验中线圈B中产生的感应电动势比较小，回路中产生的感应电流比较小，故此实验中使用的电表应是灵敏电流表。故选A；（3）[3]A．开关闭合后，线圈A插入线圈B中或从线圈B中拔出，穿过线圈B的磁通量都会发生变化，都会产生感应电流，都会引起电表的指针偏转，故A错误；B．线圈A插入线圈B中后，在开关闭合和断开的瞬间，穿过线圈B的磁通量都会发生变化，线圈B中会产生感应电流，电表的指针均会偏转，故B正确；CD．开关闭合后，只要滑动变阻器的滑片P移动，不论是加速还是匀速，穿过线圈B的磁通量都会变化，都会有感应电流产生，电表的指针都会偏转，故C错误，D正确。故选BD。18．

顺时针

向左偏

向右偏

大

①

③

⑤

⑥【详解】（1）[1]将磁体N极向下从线圈上方竖直插入M时，穿过线圈的磁场方向向下，磁通量增加，由楞次定律可知，感应电流的磁场方向向下，电流计指针向左偏转，说明从左端流入电流计，由安培定则可知，俯视线圈，其绕向为顺时针方向由由a端开始绕至b端。（2）[2]如图乙所示，如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，说明B中磁通量增加时电流计指针右偏转；那么合上开关S后，将A线圈迅速从B线圈拔出时，穿过B线圈的磁通量减小，电流计指针将向左偏转。[3]A线圈插入B线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向右移动时，A线圈中的电流增大，穿过B线圈的磁通量增加，电流计指针向右偏转。（3）[4]第一次将滑动变阻器的触头从变阻器的右端快速滑到左端，A线圈的电流变化快，电流产生的磁场变化快，穿过B线圈的磁通量变化快，B线圈中的感应电动势大，感应电流大，电流计的指针摆动幅度大；同理，慢慢滑动摆动幅度小，故第一次比第二次的指针摆动幅度大。（4）[5]两电路电键S闭合后，由于线圈中自感电动势阻碍电流增加，则会看到A慢慢变亮，然后稳定亮度不变。[6]B将立即变亮，电路稳定后，线圈中自感电动势消失，电阻为0。则灯泡B会慢慢被短路而熄灭。[7]S断开后，电路断路，小灯泡A将立即熄灭。[8]小灯泡B由于线圈中自感电动势阻碍电流减小，则会在线圈和灯泡B中形成回路，使得灯泡亮一下然后再熄灭。19．（1）；（2）；（3），0.072J【详解】（1）金属棒保持静止，根据平衡条件得可得则线圈产生的感应电动势为由电磁感应定律可知解得（2）断开开关K后，金属棒向下做加速度逐渐减小的加速运动，当加速度是0（即合外力是0）时速度最大，此时恰能匀速下降，根据平衡条件得此时金属棒中产生的感应电动势为根据闭合电路欧姆定律得联立解得金属棒的最大速度为（3）金属棒从开始下落到最大速度的过程中，根据动量定理得解得电量设这个过程金属棒的位移是x，则解得根据动能定理得金属棒产生的焦耳热20．（1），方向从b到a；（2）；（3）【详解】（1）由B－t图象可知，磁感应强度的变化率为根据法拉第电磁感应定律，感应电动势为根据闭合电路的欧姆定律，感应电流为联立解得根据楞次定律可知通过R1的电流方向为从b到a。（2）通过R1的电荷量解得（3）电容器两板间电压为则电容器所带的电荷量为21．（1）9W；（2）2.4W【详解】（1）当金属棒的速度为v=6m/s时，金属棒切割磁感线产生的感应电动势为金属棒两端的电压为此时电路中的电流为此时金属棒受到的安培力为此时金属棒克服安培力做功的功率为（2）当金属棒的加速度a=3m/s2时，根据牛顿第二定律有代入数据解得电阻R消耗的功率为22．（1）；（2）；（3）【详解】（1）由图乙可知MN两端的电压满足AC产生的感应电动势根据闭合电路欧姆定律联立可得根据速度与时间的关系联立解得（2）对MN棒分析，可知对金属导轨受力分析，根据题意以斜面向上为正方向，根据牛顿第二定律有联立可得（3）从开始运动到撤去外力，这段时间内导轨做匀加速运动，时对框，由动能定理联立解得第二章《电磁感应》高分必刷巩固达标检测卷（培优版）一、单选题1．在学习《电磁感应》时，老师在课堂上做了这样的演示实验：如图所示，铝制水平横梁两端各固定一个铝环，其中A环是闭合的，B环是断开的，横梁可以绕中间的支点在水平面内自由转动。当装置静止不动时，用一磁铁的N极去接近A环，发现横梁绕支点沿顺时针（俯视）方向转动。若不考虑空气流动对实验结果的影响，关于该实验，下列说法中正确的是（）A．用磁铁的N极接近A环时，除发现题中描述现象外，A环还应有收缩的趋势B．用磁铁的N极靠近A环时，沿磁铁运动方向观察，A环中应有顺时针方向的感应电流C．若用磁铁的S极接近A环，横梁会绕支点沿逆时针（俯视）方向转动D．若用磁铁的N极靠近B环，发现横梁不动，说明B环内磁通量没有发生变化2．如图所示，A、B是相同的白炽灯，L是自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈，下面说法正确的是（）A．闭合开关S时，A、B灯立刻达到相同的亮度B．闭合开关S时，A灯立刻变亮，B灯逐渐变亮C．断开开关S时，A灯逐渐熄灭，B灯立即熄灭D．断开开关S时，A、B灯逐渐变暗，同时熄灭3．如图（a），圆形金属框内有如图（b）所示周期性变化的磁场（规定垂直纸面向里为磁场的正方向），导线上c、d间接有定值电阻R，则流过电阻R的电流随时间变化的图像正确的是（）A．B．C．D．4．如图所示，条形磁铁用细线悬挂于O点，一金属圆环放置在O点正下方的水平绝缘桌面上。现将磁铁拉至左侧某一高度后由静止释放，磁铁在竖直面内摆动，在其第一次摆至右侧最高点的过程中，圆环始终静止。则下列说法正确的是（）A．磁铁始终受到圆环的斥力作用B．圆环中的感应电流方向保持不变C．磁铁从左到右经过竖直线两侧位置时，桌面对圆环的摩擦力方向相反D．磁铁在O点两侧最高点的重力势能不相等5．如图所示，半径为L的小圆与半径为3L的圆形金属导轨拥有共同的圆心，在小圆与导轨之间的环形区域存在垂直于纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场。现将一长度为3L导体棒置于磁场中，让其一端O点与圆心重合，另一端A与圆形导轨良好接触。在O点与导轨间接入一阻值为r的电阻，导体棒以角速度ω绕O点沿逆时针方向做匀速圆周运动，其他部分电阻不计。下列说法正确的是（  ）A．导体棒O点的电势比A点的电势高B．电阻两端的电压为C．在导体棒旋转一周的时间内，通过电阻的电荷量为D．在导体棒旋转一周的时间内，电阻产生的焦耳热为6．由螺线管、电阻和水平放置的平行板电容器组成的电路如图甲所示。其中，螺线管匝数为N，横截面积为；电容器两极板间距为d，极板面积为，板间介质为空气（可视为真空，相对介电常数）。螺线管处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小B随时间t变化的图像如图乙所示。一电荷量为q的颗粒在t1~t2时间内悬停在电容器中，重力加速度大小为g，静电力常量为k。则（）A．颗粒带负电B．颗粒质量为C．t1~t2时间内，a点电势高于b点电势D．电容器极板带电量大小为7．如图所示，相距为L的两条足够长的平行金属导轨与水平面的夹角为θ，上端接有定值电阻R，整个导轨处在磁感应强度为B、方向垂直导轨平面向下的匀强磁场中；质量为m、电阻为r的导体棒由静止释放后沿导轨下滑，导体棒始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨的电阻，导体棒与导轨间动摩擦因数为μ，重力加速度为g；导体棒从静止运动到最大速度的过程中，下列说法正确的是（）A．导体棒中的感应电流方向为b→aB．导体棒的最大速度为C．导体棒所受重力做功与安培力做功之和等于导体棒增加的动能D．导体棒减少的重力势能大于导体棒增加的动能与回路中产生的焦耳热之和8．如图，足够长的磁铁在空隙产生一个径向辐射状磁场，一个圆形细金属环与磁铁中心圆柱同轴，由静止开始下落，经过时间t，速度达最大值v，此过程中环面始终水平。已知金属环质量为m、半径为r、电阻为R，金属环下落过程中所经过位置的磁感应强度大小均为B，重力加速度大小为g，不计空气阻力，则（）A．在俯视图中，环中感应电流沿逆时针方向B．环中最大的感应电流大小为C．环下落过程中所受重力的冲量等于其动量变化D．t时间内通过金属环横截面的电荷量为9．如图所示，虚线左侧有面积足够大的磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，右侧为真空区域。使边长为L的正方形单匝导线框绕其一点顶点a，在纸面内顺时针转动，线框电阻为R。经时间t匀速转到图中虚线位置，则（）A．导线框中感应电流方向为逆时针方向 B．该过程中流过线框任意横截面的电荷量为C．平均感应电动势大小为 D．t时刻的感应电动势大小为10．将四根绝缘硬质细导线顺次绕成如图甲、乙、丙、丁的线圈，其中大圆面积均为，小圆面积均为，垂直线圈平面有一向外的随时间t变化的磁场。磁感应强度大小，和k均为大于0的常量，下列说法正确的是（）A．甲图的大圆中感应电流方向沿逆时针方向B．乙图的大圆和小圆总电动势为C．丙图的大圆和小圆总电动势为D．丁图的大圆和小圆所受安培力的合力不为零二、多选题11．如图所示，A、B两灯、电阻器的电阻均相等，线圈电阻为零，整个过程电路元件均未烧坏，以下关于开关接通和断开时的描述，正确的是（）A．开关接通瞬时、两灯同时亮，但比亮度大B．开关接通瞬时、两灯同时亮，、亮度相同C．开关接通较长时间后，灯不亮，灯仍亮D．开关接通较长时间后，再断开开关时，灯闪亮后熄灭，灯立即熄灭12．如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒、，当在外力作用下运动时，在磁场力作用下向右运动，则所做的运动可能是（）A．向右匀加速运动 B．向左匀加速运动C．向右匀减速运动 D．向左匀减速运动13．以下四图都与电磁感应有关，下列说法正确的是（）A．真空冶炼炉能在真空环境下，使炉内的金属产生涡流，从而炼化金属B．当蹄形磁体顺时针转动时，铝框将朝相反方向转动C．金属探测器通过使用恒定电流的长柄线圈来探测地下是否有金属D．磁电式仪表，把线圈绕在铝框骨架上，目的是起到电磁阻尼的作用14．在如图甲所示的虚线框内有匀强磁场，设图甲所示磁场方向为正，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示。边长为l、电阻为R的正方形均匀线框abcd有一半处在磁场中，磁场方向垂直于线框平面，此时线框ab边的发热功率为P，则（）A．线框中的感应电动势为 B．线框中的感应电流为C．线框cd边的发热功率为 D．b、a两端电势差15．如图所示，两根电阻不计的平行光滑金属导轨在同一水平面内放置，左端与定值电阻R相连，导轨x>0一侧存在着沿x轴方向均匀增大的磁场，磁感应强度与x的关系是B=0.5＋0.5x（T），在外力F作用下一阻值为r的金属棒从A1运动到A3，此过程中电路中的电功率保持不变。A1的坐标为x1=1m，A2的坐标为x2=2m，A3的坐标为x3=3m，下列说法正确的是（）A．回路中的电动势既有感生电动势又有动生电动势B．在A1与A3处的速度之比为2：1C．A1到A2与A2到A3的过程中通过导体横截面的电荷量之比为3：4D．A1到A2与A2到A3的过程中产生的焦耳热之比为5：716．如图所示，边长为L、匝数为n的正方形金属线框，它的质量为m，电阻为R，用细线把它悬挂于一个有界的垂直纸面向里的匀强磁场中，线框的上一半处于磁场内，下一半处于磁场外，磁感应强度大小随时间的变化规律为（）。已知细线能够承受的最大拉力为。则（）A．线框中感应电流沿逆时针方向B．从开始计时，线框处于静止状态的时间C．从开始计时，线框处于静止状态的时间D．细线断后，若保持磁感应强度B不变，则线框将匀加速下落三、实验题17．G为指针零刻度在中央的灵敏电流表，连接在直流电路中时指针的偏转情况如图甲中所示，即电流从灵敏电流表G的左接线柱流进时，指针从中央向左偏。今把它与一线圈串联进行电磁感应实验，则图乙中的条形磁铁的运动方向是向___________（填“上”或“下”）；图丙中的条形磁铁下端为___________（填“N”或“S”）极。18．如图所示是“研究电磁感应现象”的实验装置。（1）如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后，将A线圈迅速插入B线圈中，电流计指针将______偏转；（填“向左”“向右”或“不”）（2）连好电路后，并将A线圈插入B线圈中后，若要使灵敏电流计的指针向左偏转，可采取的操作是______；A．插入铁芯

B．拔出A线圈

C．变阻器的滑片向左滑动

D．断开电键S瞬间（3）本实验可以得出的结论是______（4）G为指针零刻度在中央的灵敏电流表，连接在直流电路中时的偏转情况如图（1）中所示，即电流从电流表G的左接线柱进时，指针也从中央向左偏。今把它与一线圈串联进行电磁感应实验，则图（2）中的条形磁铁的运动方向是向______（填“上”、“下”）：图（3）中的条形磁铁下端为______极（填“N”、“S”）。四、解答题19．如图甲所示，轻质细绳吊着一质量为、边长为、匝数的正方形线圈，总电阻为，边长为的正方形磁场区域对称分布在线圈下边的两侧，磁场方向垂直纸面向里，大小随时间变化如图乙所示，从开始经时间细线开始松弛，g取，求：（1）在前时间内线圈中产生的电动势；（2）的数值。20．如图所示，间距为的两条平行光滑竖直金属导轨、足够长，底部Q、N之间连有一阻值为的电阻，磁感应强度为的匀强磁场与导轨平面垂直，导轨的上端点P、M分别与横截面积为的10匝线圈的两端连接，线圈的轴线与大小均匀变化的匀强磁场平行，开关K闭合后，质量为、电阻值为的金属棒恰能保持静止。若断开开关后时金属棒恰好达到最大速度，金属棒始终与导轨接触良好，其余部分电阻不计，g取。求：（1）金属棒恰能保持静止时，匀强磁场的磁感应强度的变化率；（2）金属棒下落时能达到的最大速度v；（3）金属棒从开始下落到恰好运动至最大速度的过程中，经过金属棒的电量q和金属棒产生的焦耳热Q。21．如图甲所示，在倾角为的光滑斜面上，有一质量为矩形金属导体框ACDE，其中AC、DE长为，电阻均为；AE、CD足够长且电阻不计，AC与斜面底边平行。另外有一导体棒MN质量为，长为，电阻也为，平行于AC放置在导体框上，其上方有两个垂直斜面的立柱阻挡，导体棒MN与导体框间的动摩擦因数，在MN下方存在垂直斜面向上、磁感应强度的匀强磁场，MN上方（含MN处）存在沿斜面向上、大小也为的匀强磁场。时刻在DE边给导体框施加一个沿斜面向上的拉力F，导体框在向上运动过程中，测得导体棒MN两端电压随时间变化关系如图乙所示，经过2s后撤去拉力，此过程中拉力做功。导体棒MN始终与导体框垂直且紧靠立柱。求：（1）前2s内金属导体框的加速度大小；（2）前2s内拉力F与时间t的变化关系；（3）在拉力作用这段时间内，棒MN产生的焦耳热。22．如图所示，和是两根相距、竖直固定放置的光滑金属导轨，导轨足够长，其电阻不计。水平条形区域Ⅰ和Ⅱ内均有磁感应强度大小为、方向垂直于导轨平面向里的匀强磁场，其宽度均为，区域Ⅰ和区域Ⅱ相距，其他区域内无磁场。导体棒的长度为、质量为、电阻为，开关处于断开状态。现将棒由区域Ⅰ上边界上方处由静止释放，棒下落时闭合。已知棒在先后穿过两个磁场区域的过程中，流过棒的电流及其变化情况相同。导体棒始终与导轨垂直且接触良好，不计空气阻力，重力加速度大小为。求：（1）棒进入磁场区域Ⅰ的瞬间，通过棒的电流；（2）棒穿过磁场区域Ⅰ的过程中，棒上产生的热量；（3）棒穿过磁场区域Ⅱ过程所用时间。第二章《电磁感应》高分必刷巩固达标检测卷（培优版）全解全析1．A【详解】AB．根据楞次定律，可知感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。磁铁的N极靠近A环时，A环的磁通量变大，感应电流的磁场N极向外阻碍磁通量的变化，从相对运动角度来说两N极相互排斥，即“来拒去留”A环向后运动，横梁绕支点沿顺时针（俯视）方向转动，由安培定则知A环中产生逆时针方向的感应电流，通过左手定则可判断，A环上任意一点的安培力方向都指向圆心，即“增缩减扩，所以A环还有收缩的趋势，故A正确，B错误；C．根据“来拒去留“原理可知，无论N极还是S极靠近，A环都会因为磁通量增大而受到排斥作用，横梁都会绕支点沿顺时针（俯视）方向转动；D．若用磁铁的N极靠近B环，B环内磁通量变大，但由于B环是断开的，无法形成电流，不受安培力，所以横梁不会转动，故D错误。故选A。2．D【详解】AB．闭合开关S瞬间，由于自感线圈阻碍电流变化，电流几乎不从线圈通过，线圈所在支路可看作断路，B灯瞬间变亮，之后线圈对电流的阻碍越来越小，A灯逐渐变亮，通过B的电流越来越小，B逐渐变暗，最终，线圈可看作导线，两灯一样亮，故AB错误；CD．断开开关S瞬间，由于自感线圈阻碍电流变化，线圈和两灯组成回路，回路中仍有和初始稳定时相同的电流大小，之后线圈对电流的阻碍越来越小，回路电流越来越小，最终电流为零，则A、B灯逐渐变暗，同时熄灭，故C错误，D正确。故选D。3．C【详解】根据法拉第电磁感应定律由楞次定律，每个相邻的半个周期时间段产生的感应电流大小恒定，方向相反。故选C。4．D【详解】A．由楞次定律推论可知，磁铁靠近圆环时受到斥力作用，远离圆环时受到引力作用，A错误；B．磁铁由释放到第一次运动到右侧最高点的过程中，穿过圆环的磁通量先增大后减小，由于穿过圆环的磁场方向不变，而磁通量的变化趋势发生了改变，因此感应电流的方向发生变化，B错误；C．根据楞次定律，磁铁从左到右经过竖直线两侧位置时，圆环都有向右滑动的趋势，故桌面对圆环的摩擦力方向均向左，C错误；D．由楞次定律推论可知，感应电流总是阻碍磁铁与圆环之间的相对运动，感应电流对磁铁的作用力总是阻力，因此磁铁在右侧的最高点比释放点低，则磁铁在两侧最高点的重力势能不相等，D正确。故选D。5．C【详解】A．由右手定则可知，外电路中感应电流由A流向O，则O点电势比A点电势低，A错误；B．感应电动势电阻两端电压B错误；C．电路中电流为周期为在导体棒旋转一周的时间内，通过电阻的电荷量为C正确；D．在导体棒旋转一周的时间内，电阻产生的焦耳热为D错误。故选C。6．D【详解】A．根据楞次定律，螺线管下端为感应电动势的正极，则上极板带负电，下极板带正电，两板间电场方向向上。电场力向上，则颗粒带正电，A错误；B．两板间电势差为电场力与重力平衡，则得B错误；C．t1~t2时间内，螺线管产生的感应电动势恒定，电路中无电流，则a点和b点电势电势相等，C错误；D．电容器板间视为真空，电容为两板带电量大小为D正确。故选D。7．D【详解】A．由于导体棒向下运动切割磁场，所以根据右手定则可知，导体中电流的方向为a→b。故A错误；B．当导体棒所受安培力的大小与重力沿斜面的分力及摩擦力的合力大小相等时，导体棒的速度最大，设导体棒的最大速度为v，则速度最大时，由平衡条件可得根据电磁感应定律及安培定则可得联立可得故B错误；CD．根据能量守恒定则可知即导体棒所受重力做功与安培力做功及摩擦做功之和等于导体棒增加的动能。导体棒减少的重力势能大于导体棒增加的动能与回路中产生的焦耳热之和。故C错误，D正确。故选D。【点睛】通过对导体棒的受力分析，判断其运动规律，再结合电磁感应定律及安培定则及平衡条件、能量守恒定律等进行解答。8．B【详解】A．根据题意，由右手定则可知，在金属环下落过程中，在俯视图中，环中感应电流沿顺时针方向，故A错误；B．根据题意可知，当重力等于安培力时，环下落的速度最大，根据平衡条件有当环速度最大时，感应电动势为感应电流为联立可得故B正确；C．当环从静止下落过程中，由于切割磁感线，导致环中出现感应电流，受到安培阻力，则除了重力外，还受安培力作用，由动量定理可知，动量变化等于合外力的冲量，故C错误；D．设t时间内通过金属环横截面的电荷量为，由题意可知，环下落速度为时的感应电流大小为由于环中感应电流不断增大，则t时间内通过金属环横截面的电荷量取向下为正方向，由动量定理有又有联立解得故D错误。故选B。9．C【详解】A．由题意可知，通过线框的磁通量减少，所以导线框中产生的感应电流的产生的磁感线与磁场中的磁感线方向相同，根据楞次定律增反减同可知，线圈中的电流为顺时针方向，故A项错误；BC．线框在磁场中运动的时磁通量的变化量为线框中的平均电动势为线框中平均感应电流为所以流过线框横截面积的电荷量为故B错误，C正确；D．t时刻可知线框旋转的角速度为感应电动势大小为故D项错误。故选C。10．B【详解】AB．根据楞次定律和甲乙两图中的绕线方式可判断，甲乙两图中大圆和小圆中产生的感应电流、感应电动势方向均相反，实际线圈中感应电流方向应以大圆中感应电流方向为准，甲图的大圆中感应电流方向为顺时钟方向，大圆和小圆总电动势为两电动势之差故A错误，B正确；C．根据楞次定律和丙图中的绕线方式可知，丙图中大圆和小圆中产生感应电动势方向相同，大圆和小圆总电动势为两电动势之和故C错误；D．由左手定则和圆的对称性可知，丁图中大圆和小圆各自所受的安培力的合力均为零，所以大圆和小圆所受安培力的合力为零，故D错误。故选B。11．ACD【详解】AB．开关接通瞬间，回路中电流瞬间增大，线圈L产生较大的自感电动势阻碍通过其电流增大，此时L可视为断路，则B与R并联后再与A串联，两灯同时亮，但通过A的电流比通过B的电流大，所以比亮度大，故A正确，B错误；C．由于线圈电阻为零，开关接通较长时间后，L相当于导线，将A短路，所以灯不亮，灯仍亮，故C正确；D．开关接通较长时间后，再断开开关时，回路中电流瞬间减小，线圈产生自感电动势阻碍通过其电流减小，此时L可视为电源，而A与L在同一回路中，所以A灯会先闪亮一下，之后随着自感电动势的减小至零而熄灭；B灯由于被电路中间那根导线短路，所以在断开开关时立即熄灭，故D正确。故选ACD。12．BC【详解】在磁场力作用下向右运动，则所受的安培力方向向右，由左手定则可以判断电流由流向，线圈相当于电源，由右手螺旋定则可判断线圈中的感应磁场方向沿轴线向下，若中电流产生的磁场方向与中的感应磁场方向相同，则中电流减小，棒做减速运动，电动势由指向，根据右手定则可判断棒向右运动，若中电流产生的磁场方向与中的感应磁场方向相反，则中电流增加，棒做加速运动，电动势由指向，根据右手定则可判断棒向左运动，综上分析可知选项BC正确，AD错误；故选BC。13．AD【详解】A．真空冶炼炉能在真空环境下，利用电磁感应现象，使炉内的金属产生涡流，从而炼化金属。故A正确；B．根据电磁驱动原理，当蹄形磁体顺时针转动时，铝框将朝相同方向转动。故B错误；C．金属探测器通过使用交变电流的长柄线圈来探测地下是否有金属。故C错误；D．磁电式仪表，把线圈绕在铝框骨架上，吕框中产生感应电流，使线框尽快停止摆动，起到电磁阻尼的作用。故D正确。故选AD。14．BD【详解】B．由题可知线框四个边的电阻均为。由题图乙可知，在每个周期内磁感应强度随时间均匀变化，线框中产生大小恒定的感应电流，设感应电流为I，则对ab边有P=I2·得选项B正确；A．根据法拉第电磁感应定律得由题图乙知联立解得故选项A错误；C．线框的四边电阻相等，电流相等，则发热功率相等，都为P，故选项C错误；D．由楞次定律可知，线框中感应电流方向为逆