新教材2021-2022学年高中物理鲁科版选择性必修第二册课后巩固提升：第2章

第2章测评

（时间:75分钟满分:100分）

一、单项选择题:本题共4小题,每小题4分，共16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.（2021安徽铜陵浮山中学检测）如图所示，将两端刮掉绝缘漆的导线绕在一把锤刀上,一端接

上电池（电池另一极与铿刀接触），手持导线的另一端，在神刀上来回划动，由于铿刀表面凹凸不

平，就会产生电火花。下列说法中正确的是（）

电火花小实脸

A.产生电火花的回路只由导线与电池组成

B.若导线端只向一个方向划动也能产生电火花

C.铿刀采用什么材料制成对实验没有影响

D.自感电动势的方向与导线端划动的方向有关

便面由题图可知，产生电火花的回路由导线、铿刀与电池组成，故A错误;手持导线的另一端,

在锂刀上来回划动时产生的电火花，是由于电路时通时断,在回路中产生自感电动势产生的，

与导线运动的方向无关，如导线端只向一个方向划动也能产生电火花，故B正确;产生电火花

的回路由导线、锂刀与电池组成，如果铿刀是绝缘体，则实验不能完成，故C错误;自感电动势

的方向与电流接通或电流断开有关，与导线端划动的方向无关，故D错误。

前B

2.（2020辽宁辽河油田二中期中）如图所示，绕在铁芯上的线圈M与电源、滑动变阻器和开关

组成了一个闭合回路，在铁芯的右端，线圈P与电流表连成闭合电路。下列说法正确的是（）

A.开关S闭合，电路稳定后，线圈P中有感应电流，线圈M、P相互排斥

B.开关S闭合，电路稳定后，使变阻器滑片向左匀速移动，线圈P中有感应电流，线圈M、P相互

排斥

C.开关S闭合，电路稳定后，使变阻器滑片向右匀速移动，线圈P中有感应电流，线圈M、P相互

排斥

D.开关S闭合瞬间，线圈P中有感应电流，线圈M、P相互吸引

丽开关S闭合，电路稳定后，线圈M中的电流不变，由安培定则可知，产生的磁场方向沿铁芯

轴线向右，线图P中的磁通量不变，故不会产生感应电流,M、尸没有排斥作用，也没有吸引作用,

故A错误;当开关S闭合，电路稳定后，滑片向左匀速移动，线圈M中的电流增大，因而穿过线圈

P的磁通量增加，线圈P中产生感应电流，并且由楞次定律知，感应电流的磁场方向与线圈"的

磁场方向相反，故M、尸两线圈相互排斥,B正确;同理可知C错误;开关S闭合瞬间，线圈P中

有感应电流,M、P相互排斥，所以D错误。

莪B

B

at

3.（2020山东九校月考）如图所示的金属线框，面积为S,处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁

场的方向与线框平面成3角，线框从图示实线位置,以线框ab边为轴顺时针转过90°到虚线

位置时，所用时间为T,则该过程（）

A.在初始位置时，穿过线圈的磁通量0=B5cos。

B.线框中磁通量的变化量为△0=0

C.线框中感应电流方向先沿adcba方向再沿abcda方向

D.线框中产生的平均感应电动势为

庭明初始位置，磁通量O=BSsin4选项A错误;若规定从而〃面的下面穿过到上表面的磁通

量为正，则末位置的磁感线从上面穿过下面，磁通量为（P'=-BScos0,可得△0'-0=-BScos

0-BSsin6=-BS（cos6+sin6）,负号表示磁通量变化的方向沿负方向，而变化量的大小为BS（cos

（9+sin0）,选项B错误;由楞次定律知，线框中感应电流方向始终为adcba,选项C错误;由法拉第

电磁感应定律有E=，选项D正确。

SID

4.（2020黑龙江海林朝鲜族中学月考）MMG”为光滑的水平平行金属导轨从cd为跨在导

轨上的两根金属杆，匀强磁场垂直穿过MMG”所在的平面,方向如图所示，则（）

A.若固定使cd向右滑动,则回路中电流方向为a—b—d-c

B.若ab向左、cd向右同时运动，则回路中电流为零

C.若ab、cd以相同的速度一起向右滑动,则回路中电流方向为c-d—力—a

D.若ab、cd都向右运动，且两杆速度则回路中电流方向为CTd—b—a

廨前若固定阪使cd向右滑动，由右手定则可判断出应产生顺时针方向的电流，故A错误。若

ab向左,cd向右,ab、cd所围的线圈面积增大，磁通量增大，由楞次定律得知中有顺时针

方向的电流，故B错误。若ab、cd同向且速度大小相同,M、cd所围的线圈面积不变，磁通量

不变，故不产生感应电流，故C错误。若ab、4向右运动，且%（;＞为,则“3c所围面积增大，磁

通量也增大,故由楞次定律可判断出回路中电流方向为c—d一匕一”,故D正确。故选D。

轴D

二、多项选择题:本题共4小题,每小题6分，共24分,每小题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。

5.（2020江苏宿迁中学质检）“电磁感应铝箔封口机”被广泛应用在医药、食品、化工等生产行

业的产品封口环节中。如图所示为一手持式封口机，它的工作原理是,当接通电源时，内置线圈

产生磁场，当磁感线穿过封口铝箔材料时,瞬间产生大量小涡流，致使铝箔自行快速发热，熔化

复合在铝箔上的溶胶，从而粘贴在待封容器的封口处，达到迅速封口的目的。下列有关说法正

确的是（）

A.封口材料可用普通塑料来代替铝箔

B.该封口机可用干电池作为电源以方便携带

C.封口过程中温度过高，可适当减小所通电流的频率来解决

D.该封口机适用于玻璃、塑料等多种材质的容器封口，但不适用于金属容器,以免损坏容器

丽由于封口机利用了电磁感应原理，故封口材料必须是金属类材料，而且电源必须是交流

电源,A、B错误;减小内置线圈中所通电流的频率可降低封口过程中产生的热量,即控制温

度,C正确;封口材料应是金属类材料，但对应被封口的容器不能是金属，否则同样会被熔化，只

能是玻隔、塑料等材质,D正确。

|答案|CD

裔

6.（2020河北邯郸大名一中月考）超导体具有电阻为零的特点，如图为超导磁悬浮原理图，〃是

一个超导闭合环,置于一个电磁铁线圈b的正上方，当闭合开关S后，超导环能悬浮在电磁铁上

方，保持平衡。下列说法正确的有（）

A.闭合开关S瞬间环中感应电流受到的安培力向上

B.闭合开关S,稳定后。环中不再有电流

C.闭合开关S,稳定后通过a环的电流是恒定电流

D.R取不同的电阻，稳定后a环所受安培力都相等

丽闭合开关S瞬间，线圈中磁通量增大，则由楞次定律可知，“中产生的安培力将使a环有向

上运动的趋势，故a环中感应电流受到的安培力向上，故A正确;由于线圈a由超导体制成，没

有电阻所以不消耗能量，故电流一直存在，故B错误;闭合开关S,稳定后通过a环的电流不再变

化，故为恒定电流，故C正确;因a环能悬浮在电磁铁上方，保持平衡，所以受到的安培力一定等

于重力，故稳定时受安培力与电阻R无关，故D正确。

答案|ACD

7.（2020山西阳泉期末）如图所示，质量均为根的金属棒MN、尸。垂直于水平金属导轨放置且

与导轨接触良好,金属棒MN与金属导轨间的动摩擦因数为2",金属棒尸。与金属导轨间的动

摩擦因数为“，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，磁感应强度为B的匀强磁场的方向竖直向下。

则金属棒MN在恒力作用下向右运动的过程中，有（）

‘XXX，

XX」XX

XXXXXXXX

XXXXXXXX

X~X™"X"""X_X?7x~~x~~X

)N

A.安培力对MN棒做正功

B.P。棒不受安培力作用

C.MN棒做加速度逐渐减小的加速运动,最终匀速运动

D.PQ棒始终静止，安培力对PQ不做功

廨前金属棒所受最大静摩擦力为力m=2/""g,则在恒力F=^img作用下向右运动的过程中,

产生NMPQN方向的电流，由左手定则可知,MN受安培力向左，则安培力对MN做负功,PQ受

到向右的安培力，选项A、B错误;随着导体棒速度的增加,感应电流变大，则安培力变

大,的加速度减小，当满足尸=2〃mg+F央，即F*个mg时加速度为零，速度最大,以后将做匀

速运动;此时PQ所受的安培力也为F去=/""g4m,则PQ始终保持静止，安培力对PQ不做功,

选项C、D正确。故选CD。

|答案KD

8.（2020湖北荆门调考）如图所示，光滑斜面PMNQ的倾角为6»=30°，斜面上放置一矩形导体线

框”儿4,其中ab边长Li=0.5m,bc边长为乙2,线框质量m-\kg、电阻R=0.4有界匀强磁场

的磁感应强度为8=2T,方向垂直于斜面向上，牙为磁场的边界，且ef//MN.导体框在沿斜面

向上且与斜面平行的恒力尸=10N作用下从静止开始运动，其ab边始终保持与底边MN平

行。已知导线框刚进入磁场时做匀速运动，且进入过程中通过导线框某一截面的电荷量q=0.5

C,则下列判断正确的是（）

A.导线框进入磁场时的速度为2m/s

B.导线框he边长为£?=0.1m

C.导线框开始运动时ab边到磁场边界外•的距离为0.4m

D.导线框进入磁场的过程中产生的热量为1J

解析［导线框刚进入磁场时做匀速运动，则F-mgsin30°+,解得v-2m/s,选项A正确;根据q=,

解得乙2=0.2m,选项B错误;线圈在磁场外运动的加速度”==5m/sz,则导线框开始运动时

边到磁场边界炉的距离为x=m=0.4m,选项C正确;导线框进入磁场的过程中产生的热量为

Q=FL2-mgL2sin30°=10x0.2J-10x0.5x0.2J=1J,选项D正确。故选ACD。

答案|ACD

三、非选择题:共60分。考生根据要求作答。

9.（4分）（2020上海杨浦检测）如图所示，水平放置的两组光滑轨道上有可自由移动的金属棒

PQ、MN,当PQ在外力的作用下运动时,将在的作用下向右运动，由此可知PQ

所做的运动是«

龌的水平放置光滑轨道上的金属棒MN位于磁场中,当线圈“中产生感应电流时,金属棒

会受到磁场对它的安培力作用下从而发生运动;金属棒向右运动，据左手定则可得,通过金

属棒MN的电流方向是M到N,所以线圈心中电流的磁场方向由心指向小；所以心中磁场是

由指向42的减小或由乙2指向L1的增大，通过P。的电流是。到P减小或P到。增大，所

以PQ所做的运动是向右减速或向左加速。

国案］（1）安培力（2）向右减速或向左加速

10.（4分）如图所示，质量〃?=100g的铝环，用细线悬挂起来，环中央距地面高度〃=0.8m,有一质

量M=200g的小磁铁（长度可忽略），以10m/s的水平速度射入并穿过铝环，落地点距铝环原位

置的水平距离为3.6m,则磁铁与铝环发生相互作用时（小磁铁穿过铝环后的运动看作平抛运

动）铝环向边偏斜;若铝环在磁铁穿过后速度为2m/s,在磁铁穿过铝环的整个过程

中，环中产生电能为J（g取10m/s2）»

庭责由楞次定律可知，当小磁铁向右运动时，铝环向右边偏斜（阻碍相对运动）。由能量守恒可

2

得:由磁铁穿过铝环飞行的水平距离可求出磁铁穿过后的速度片=9m/s,Et=Mr-Wv'=1.7J»

矗右1.7

11.（5分）（2021福建厦门一中月考）如图是某实验小组在“研究磁通量变化时感应电流的方向”

实验中的部分操作示意图，图甲所示是电流通过灵敏电流计时指针的偏转情况。

（1）图甲电路中串联定值电阻R主要是为了。

A.减小电路两端的电压，保护电源

B.增大电路两端的电压，保护电源

C.减小电路中的电流，保护灵敏电流计

D.减小电路中的电流,便于观察灵敏电流计的读数

（2）实验操作如图乙所示，当磁铁向上抽出时，灵敏电流计G中指针是偏（选填“左”

或“右”）;继续操作如图丙所示，判断此时条形磁铁的运动是线圈（选填“插入”或“抽

出”）。

解析（1）电路中串联定值电阻，目的是减小电流，保护灵敏电流计。故C项正确,A、B、D项错

、口

1天。

（2）在乙图中，当磁铁向上抽出，磁通量减小，根据楞次定律知,感应电流的磁场与原磁场方

向相同，则流过灵敏电流计的电流方向为从下往上，所以灵敏电流计指针向右偏。在丙图中，

感应电流流过灵敏电流计的方向是从上而下，则感应电流的磁场方向向上,与原磁场方向相同,

知磁通量在减小，即磁铁抽出线圈。

瞥阑⑴C（2）右抽出

12.（7分）（2021湖北黄冈月考）某学习小组在“研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢

的关系”的实验中采用了如图甲所示的实验装置。

乙丙

⑴实验需用螺旋测微器测量挡光片的宽度Ad,如图乙所示，△公mm;若实验中没

有现成的挡光片,某同学用金属片替代，用20分度的游标卡尺测量金属片的宽度如图丙所示，

其读数为mm,这种做法是否合理?(选填“合理”或“不合理

(2)在实验中，让小车以不同速度靠近螺线管，记录下光电门挡光时间。内感应电动势的平均

值E,改变速度多次实验，得到多组数据。这样实验的设计满足了物理实验中常用的“控制变量

法''，你认为小车以不同速度靠近螺线管过程中不变的量是:在Af时间

内。

(3)得到多组0与E数据之后，若以E为纵坐标、以。为横坐标画出E-0图像，发现图像是

一条曲线,不容易得出清晰的实验绪论，为了使画出的图像为一条直线,最简单的改进办法是

以为横坐标。

(4)根据改进后画出的图像得出的结论是:在误差允许的范围内—

____O

|解析|(1)螺旋测微器固定刻度为4.5mm,可动刻度为0.01x30.0=0.300mm,所以最终读数为4.5

mm+0.300mm=4.800mm。游标卡尺的主尺读数为70mm,游标读数为0.05x3mm=0.15mm,

所以最终读数为70mm+0.15mm=70.15mm。挡光片的宽度越小，小车经过挡光片时的平均

速度越接近小车的瞬时速度，挡光片的宽度越大，小车的速度误差越大,不能用金属片替代挡

光片。(2)在挡光片每次经过光电门的过程中，磁铁与线圈之间相对位置的改变量都一样，穿过

线圈磁通量的变化量A0都相同。(3)E="，因△。不变,E与成正比，横坐标应该是。(4)感应电

动势与磁通量变化率成正比(或者在磁通量变化量相同的情况下，感应电动势与时间成反比)。

|答案|(1)4.800(4.798~4.802均正确)70.15

不合理

(2)穿过线圈的磁通量的变化量

(3)

(4)感应电动势与磁通量变化率成正比(或者在磁通量变化量相同的情况下，感应电动势

与时间成反比)

13.(10分)(2020山东济南外国语月考)如图所示，垂直于纸面的匀强磁场磁感应强度为瓦纸

面内有一正方形均匀金属线框"4,其边长为L,总电阻为凡4边与磁场边界平行。从〃边

刚进入磁场直至帆边刚要进入的过程中，线框在向左的拉力作用下以速度v匀速运动，求：

XXX;

Bab

xxx

xxx

\dc

XXXI

I

(1)拉力做功的功率；

(2)出？边产生的焦耳热。

|解析|(1)线圈中的感应电动势E=BLv

感应电流/二

拉力大小等于安培力大小F-BIL

拉力的功率尸二/e二

(2)线圈岫边电阻尺/产

运动时间t=

C活边产生的焦耳热Q=「Rabt二

14.(12分)(2020四川泸县四中期末)如图所示,MN、PQ是两根足够长的光滑平行金属导轨，导

轨间距为L=0.5m,导轨所在平面与水平面夹角。=37°"、尸间接阻值为R=9Q的电阻。匀

强磁场的方向与导轨所在平面垂直，磁感应强度大小为B=2T«质量为〃7=0.1kg、阻值为r=l

Q的金属棒放在两导轨上，在平行于导轨的恒定拉力F=1N作用下，从静止开始向上运动。已

知金属棒与导轨始终垂直并且保持良好接触,导轨电阻不计，导轨和磁场足够大，重力加速度g

取10m/s2o

(1)求金属棒的速度为2m/s时的加速度；

(2)求金属棒能获得的最大速度；

(3)若金属棒从开始运动到获得最大速度时，在导轨上滑行的距离是2.5m,求这一过程中R上

产生的焦耳热。

国明(1)在沿斜面方向上，导体棒受到沿斜面向上的拉力，沿斜面向下的重力的分力以及安培

力，根据牛顿第二定律可得F-mgsin0-nui,

解得当金属棒的速度为2m/s时的加速度为a=2m/s?

(2)当金属棒受力平衡时，速度最大，

故F-/ttgsin。=0,解得vm=4m/s

(3)根据动能定理可得

WF-W^-WG^V2

又知道R上产生的焦耳热为。片/安

联立解得QR=0.18J

矗|(1)2m/s2(2)4m/s(3)0.18J

15.(18分)(2020福建泉州质检)如图所示，竖直面上两足够长的平行光滑金属导轨间距为L,顶

端连接阻值为R的电阻。在水平虚线MN下方存在方向垂直导轨平面的匀强磁场，磁感应强

度大小为瓦将一质量为m的导体棒垂直导轨从MN处由静止释放，导体棒向下运动的距离

为L时恰好匀速。导体棒和导轨的电阻均不计，重力加速度为g。

(1)求导体棒加速过程中通过电阻R的电荷量q和电阻R产生的焦耳热。；

(2)若导体棒在磁场中向下运动的总距离为2L时，磁感应强度大小开始随时间变化，使得导体

棒恰好沿导轨向下做加速度为g的匀加速直线运动，求磁感应强度大小随时间t变化的关

系式。

|解析|(1)根据法拉第电磁感应定律E=,/=，故q=l\t=，

导体棒匀速运动,据平衡条件有

mg-BIL-BL-

由能量守恒定律得mgL=Q+mv2

联立解得Q=mg

（2）当导体棒做加速度为g的匀加速直线运动时，回路中的感应电流为零，闭合回路的磁通

量不变，设时间为£时，导体棒的下落高度

h=2L+vt+gt2

由于磁通量不变，则有历。二82〃

解得B,=

|答案（2）8/二

第2章电磁感应及其应用

第1节科学探究:感应电流的方向

课后篇巩固提升

必备知识基础练

1.（2020四川达州质检）如图，通电导线与单匝矩形线圈Med共面，位置靠近时且相互绝

缘。当中电流突然减小时，线圈所受安培力的合力方向（）

A.向左B.向右

C.垂直纸面向外D.垂直纸面向里

隆丽当MN中电流突然减小时,单匝矩形线圈“bed垂直纸面向里的磁通量减小，根据楞次定律,

单匝矩形线图Med中产生的感应电流方向为顺时针方向，由左手定则可知，线圈所受安培力

的合力方向向右，选项B正确。

答案B

2.（2020湖南益阳期末）如图所示,通电螺线管两侧各悬挂一个小铜环，铜环平面与螺线管截面

平行。当开关S接通瞬间,两铜环的运动情况是（）

00

A.同时向两侧分开

B.同时向螺线管靠拢

C.一个被推开，一个被吸引，但因电源正负极未知,无法具体判断

D.同时向两侧分开或同时向螺线管靠拢，因电源正负极未知，无法具体判断

庭明当电路接通瞬间，通电螺线管产生磁场，穿过两侧铜环的磁通量都增加，由楞次定律可知，

两环中感应电流的磁场与螺线管中磁场方向相反，即受到螺线管磁场的排斥作用，使两铜环分

别向两侧分开，选项A正确。

3.（2020黑龙江双鸭山一中期末）如图所示，通电螺线管置于水平放置的光滑平行金属导轨MN

和尸。之间，〃6和4是放在导轨上的两根金属棒，它们分别静止在螺线管的左右两侧,现使滑

动变阻器的滑动触头向左滑动，则ab和cd棒的运动情况是（）

百

\.ah向左运动,cd向右运动

B.ab向右运动,cd向左运动

C.ab、cd都向右运动

D.ab、cd保持静止

廨洞由安培定则可知，螺线管中磁感线方向向上，金属棒加、〃处的磁感线方向均向下，当滑

动触头向左滑动时，螺线管中电流增大，因此磁场变强，即磁感应强度变大，回路中的磁通量增

大，由楞次定律可知，感应电流方向为a-c-d—〃一”,由左手定则可知ab受安培力方向向

左,cd受安培力方向向右，故必向左运动,4向右运动。只有A正确。

答案A

4.（多选）（2020四川宜宾一中期末）如图所示，在水平面上有一个闭合的线圈，将一根条形磁铁

从线圈的上方插入线圈中，在磁铁进入线圈的过程中，线圈中会产生感应电流,磁铁会受到线

圈中电流的作用力，若从线圈上方俯视，关于感应电流和作用力的方向，以下判断正确的是

A.若磁铁的N极向下插入,线圈中产生顺时针方向的感应电流

B.若磁铁的S极向下插入,线圈中产生顺时针方向的感应电流

C.无论N极向下插入还是S极向下插入，磁铁都受到向下的引力

D.无论N极向下插入还是S极向下插入，磁铁都受到向上的斥力

除丽若磁铁的N极向下插入，穿过线圈的磁通量增加,磁场方向向下，根据楞次定律可知，线圈

中产生逆时方向的感应电流，故A错误;若磁铁的S极向下插入，穿过线圈的磁通量增加，磁场

方向向上，根据楞次定律可知，线圈中产生顺时针方向的感应电流，故B正确;根据安培定则判

断可知，当N极向下插入时，线圈上端相当于N极;当S极向下插入，线圈上端相当于S极，与磁

铁的极性总相反，存在斥力，故C错误,D正确。

答案BD

5.（多选）某空间出现了如图所示的一组闭合电场线，方向从上向下看是顺时针的，这可能是

A.沿AB方向磁场在迅速增强

B.沿AB方向磁场在迅速减弱

C.沿BA方向磁场在迅速减弱

D.沿BA方向磁场在迅速增强

医相由安培定则可知，感应电场产生的磁场方向竖直向下，如果磁场方向沿A8,则感应磁场与

原磁场方向相同，由楞次定律可知,原磁场在减弱，故B正确,A错误;如果磁场沿BA方向，则感

应磁场方向与原磁场方向相反，由楞次定律可知，原磁场方向在增强，故D正确,C错误。所以

B、D正确,A、C错误。

答案|BD

6.（多选）如图所示，一闭合铝环套在一根光滑水平杆上,当条形磁铁靠近它时，下列结论正确的

是（）

A.N极靠近铝环时，铝环将向左运动

B.S极靠近铝环时，铝环将向左运动

C.N极靠近铝环时，铝环将向右运动

D.S极靠近铝环时，铝环将向右运动

旌时N极靠近铝环时，向左通过线圈的磁通量会增加，由楞次定律可知,感应电流的磁场要阻

碍原磁通量的增加，所以铝环将向左运动,A正确,C错误;S极靠近铝环时，向右通过线圈的磁

通量会增加，由楞次定律可知，感应电流的磁场要阻碍原磁通量的增加，所以铝环将向左运

动,B正确,D错误。

答案|AB

7.如图所示，两个线圈A、8套在一起，线圈A中通有电流，方向如图所示。当线圈A中的电流

突然增强时，请判断线圈B中的感应电流方向。

庭画由安培定则可知，线圈A中电流在线圈内产生的磁场向外，在线圈外产生的磁场向里，穿

过线圈B的合磁通量向外。当线圈A中的电流增大时，产生的磁场增强，通过线圈B的磁通量

增加,由楞次定律可知线圈B中的感应电流方向为顺时针方向。

矗顺时针方向

8.如图所示,‘山是一个可以绕垂直于纸面的轴0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，线圈必将顺时针转动还是逆时针转动？

庭丽题图中的两个通电的电磁铁之间的磁场方向总是水平的，滑动变阻器R的滑片P自左向

右滑动的过程中，电路的电流是增大的,两个电磁铁之间的磁场的磁感应强度也是增大的，穿

过闭合导体线圈的磁通量是增大的，线圈在原磁场中所受的磁场力肯定使线圈向磁通量减小

的方向运动，显然只有顺时针方向的运动才能使线圈中的磁通量减小。

港顺时针转动

级

B关键能力提升练

9.（多选）（2020云南昆明五华区联考）现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、

电流计及开关按如图所示连接，下列说法正确的是（）

A.开关闭合后，线圈A插入或拔出时电流计指针偏转方向不同

B.开关闭合后,将灵敏电流计与线圈B连接和断开瞬间，电流计指针均不会偏转

C.开关闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，电流计指针不偏转

D.开关闭合后，只有滑动变阻器的滑片P加速滑动，电流计指针才偏转

国明开关闭合后，线圈A插入或拔出时线圈8内磁通量变化情况不同，所以电流计指针偏转方

向不同,A正确;开关闭合后，线圈B的磁通量不发生变化则没有电流产生，相■电流计与线圈B

连接和断开瞬间，线圈B的磁通量均没有变化，电流计指针均不会偏转,B正确;开关闭合后，只

要滑动变阻器的滑片P滑动，线圈A的电流就变化，导致线圈8的磁通量发生变化，电流计指

针就会偏转,C、D错误;故选AB。

答案|AB

10.（2021山东济南第一中学期中）如图所示，一个闭合导体圆环固定在水平桌面上，一根条形磁

铁沿圆环的轴线运动，使圆环内产生了感应电流。下列四幅图中，产生的感应电流方向与条形

磁铁的运动情况相吻合的是（）

1111

ABCD

解析|A项中s极上升，穿过圆环的原磁场方向向上，在磁铁远离圆环时，穿过圆环的磁通量减

少,感应电流的磁场与原磁场方向相同，阻碍磁通量的减少，从上向下看，圆环中的感应电流沿

逆时针方向,A项错误;B项中S极下降，穿过圆环的原磁场方向向上，在磁铁靠近圆环时，穿过

圆环的磁通量增加,感应电流的磁场与原磁场方向相反，阻碍磁通量的增加，从上向下看，圆环

中的感应电流沿顺时针方向,B项错误;C项中N极上升，穿过圆环的原磁场方向向下,在磁铁

远离圆环时，穿过圆环的磁通量减少，从上向下看，圆环中的感应电流沿顺时针方向,C项错

误;D项中N极下降，穿过圆环的原磁场方向向下，在磁铁靠近圆环时，穿过圆环的磁通量增大,

从上向下看,圆环中的感应电流沿逆时针方向,D项正确。

11.（2020湖南衡阳一中期末预热）某同学受楞次定律的启发，提出一个“电磁阻尼辅助升降货

梯”设计方案，货梯底座为电磁铁，货梯井管为四壁闭合合金管,当货梯下行时，电磁铁通电（产

生的磁极如图所示），货梯井管上的感应电流产生的磁场对货梯下行有阻碍作用，货梯便会缓

缓下降，几乎不用牵引绳作用。设计示意图如图所示，当货梯下行时，关于货梯井管上的感应电

流的方向（从上往下看），下列说法正确的是（）

A.整个货梯井管上的感应电流均沿顺时针方向

B.整个货梯井管上的感应电流均沿逆时针方向

C.货梯底座以上的货梯井管上的感应电流沿逆时针方向,以下的货梯井管上的感应电流沿顺

时针方向

D.货梯底座以上的货梯井管上的感应电流沿顺时针方向,以下的货梯井管上的感应电流沿逆

时针方向

蓟当电磁铁远离货梯底座以上的货梯井管，磁通量减少，根据楞次定律，可以判断此处的感

应电流产生的磁场与电磁铁产生的磁场相同,再根据右手螺旋定则，可以知道此处的感应电流

方向从上往下看为逆时针;当电磁铁靠近货梯底座以下的货梯井管，磁通量增加，根据楞次定

律，可以判断此处的感应电流产生的磁场与电磁铁产生的磁场相反,再根据右手螺旋定则，可

以知道此处的感应电流方向从上往下看为顺时针，所以C项正确,A、B、D错误。

12.（2020江苏江阴一中期中）物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验”。如图所示，她把一个

带铁芯的线圈L,开关S和电源用导线连接起来后，将一金属套环置于线圈L上，且使铁芯穿

过套环。闭合开关S的瞬间，套环立刻跳起。某同学另找来器材再探究此实验。他连接好电

路，经重复试验，线圈上的套环均未动。对比老师演示的实验，下列四个选项中，导致套环未动的

原因可能是（）

A.线圈接在了直流电源上

B.电源电压过高

C.所选线圈的匝数过多

D.所用套环的材料与老师的不同

隆丽金属套环跳起是开关S闭合时，套环上产生的感应电流与通电线圈上的电流相互作用而

引起的。无论实验用交流电源还是直流电源，闭合开关S瞬间，都可以达到实验目的。如果套

生刍当料材料做的,则不能产生感应电流，也就不会受安培力作用而跳起,D正确。

答案D

13.某同学在“探究感应电流的方向”的实验中，设计了如图所示的装置。线圈A通过电流表甲、

高阻值的电阻R'、滑动变阻器R和开关S连接到电源上，线圈B的两端接到另一个电流表乙

上，两个电流表完全相同,零刻度线在表盘中央。闭合开关后，当滑动变阻器R的滑片尸不动时,

甲、乙两个电流表指针的位置如图所示。

1甲二霹

R'

(1)当滑片P较快地向左滑动时,电流表甲的指针的偏转情况是，电流表乙的指

针的偏转情况是(选填“向左偏”“向右偏”或“不偏转”)。

(2)断开开关，待电路稳定后再迅速闭合开关，电流表乙的指针的偏转情况是(选填

“向左偏”“向右偏”或“不偏转”)。

(3)从上述实验可以得出结论:_

解相由题图可知，电流由哪一侧接线柱流入电流表，电流表的指针就向哪一侧偏转。

(1)当滑片P较快地向左滑动时，通电回路中的电流增大，电流表甲的指针向左偏,穿过线

圈8的磁通量增大且原磁场方向向下，由楞次定律可知，感应电流的磁场方向向上，由安培定

则得，电流表乙的指针向右偏。

(2)断开开关，待电路稳定后再迅速闭合开关，左侧(通电)回路中的电流增大,穿过线圈3向

下的磁通量增大，由楞次定律可知，感应电流的磁场方向向上，由安培定则得，电流表乙的指针

向右偏。

(3)通过实验可以初步得出结论:穿过闭合回路的磁通量发生变化产生感应电流时，感应

电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

矗(1)向左偏向右偏(2)向右偏(3)穿过闭合回路的磁通量发生变化产生感应电流时，

感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化

14.(2020江西南昌新建一中期中)如图甲所示,长直导线与闭合金属线框位于同一平面内，长直

导线中的电流，■随时间t的变化关系如图乙所示。在0~时间内，直导线中电流向上，则在~7时

间内，请判断线框中感应电流的方向与所受安培力的合力方向。

丽在0~时间内，直导线中电流向上，由题图乙知，在时间内，直导线电流方向也向上，根据

安培定则知，导线右侧磁场的方向垂直纸面向里,电流逐渐增大，则磁场逐渐增强，根据楞次定

律，金属线框中产生逆时针方向的感应电流。根据左手定则，金属线框左边受到的安培力方向

向右,右边受到的安培力方向向左，离导线越近，磁场越强,则左边受到的安培力大于右边受到

的安培力，所以金属线框所受安培力的合力方向向右。

置阑感应电流沿逆时针方向，安培力的合力方向向右

第2节法拉第电磁感应定律

课后篇巩固提升

A级必备知识基础练

1.（2020贵州锦屏中学期末）两根足够长的光滑导轨竖直放置,间距为L,底端接阻值为R的电

阻，将质量为，〃的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平

面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，如图所示,除电阻R外其余电阻不计，现将金属棒从弹簧

原长位置由静止释放，则（）

A.金属棒向下运动时，流过电阻R的电流方向为

B.金属棒向下运动时弹簧弹力和安培力一直在增大

C.金属棒运动过程中所受安培力的方向始终与运动方向相反

D.金属棒减少的重力势能全部转化为回路中增加的内能

暧丽根据右手定则可知，金属棒向下运动时，流过电阻R的电流方向为b—a,故A错误;导体棒

向下运动过程中速度先增大后减小，故产生的安培力先增大后减小,B错误;金属棒向下运动

过程中，产生的安培力向上，向上运动过程中，产生的安培力向下，故C正确;金属棒减少的重力

势能转化为回路中增加的内能、弹性势能以及金属棒的动能,D错误。

ggc

2.（2020重庆一中期末）在水平桌面上，一个圆形金属框置于匀强磁场中，线框平面与磁场垂直,

磁感应强度随时间t的变化关系如图甲所示,0~1s内磁场方向垂直线框平面向下,圆形金

属框与两根水平的平行金属导轨相连接，导轨上放置一根导体棒，且与导轨接触良好，导体棒

处于另一匀强磁场B2中，如图乙所示，导体棒始终保持静止，则其所受的摩擦力R随时间变化

的图像是下图中的（设向右的方向为摩擦力的正方向）（）

0!123；4|56tls叶\卜滔.

CD

廨树根据题意可知，在0~1s内磁场方向垂直线框平面向下，且大小变大，则由楞次定律可得线

圈感应电流的方向是逆时针，再由左手定则可得导体棒安培力方向水平向左，所以静摩擦力的

方向是水平向右，即为正方向;在0~1s内磁场方向垂直线框平面向下，且大小变大，则由法拉第

电磁感应定律可得线圈感应电流的大小是恒定的，即导体棒的电流大小是不变的;因为磁场

丝百变的，则安培力大小不变，所以静摩擦力的大小也是不变的。故A正确,B、C、D错误。

麹A

3.（2020湖南长沙一中月考）如图所示,相距为d的两水平直线小和42分别是水平向里的匀强

磁场的上、下边界，磁场的磁感应强度为反正方形线框Hcd边长为质量为相。将线

框在磁场上方距Li的高度为h处由静止开始释放，当ab边进入磁场时速度为外〃边刚穿出

磁场时速度也为山。从他边刚进入磁场到cd边刚穿出磁场的整个过程中（）

d

A.线框一直都有感应电流

B.线框一定有减速运动的过程

C.线框不可能有匀速运动的过程

D.线框产生的总热量为mg{d+h+L）

隆祠线框完全在磁场中运动时，磁通量不变，没有感应电流产生,A错误;线框进入磁场的过程,

由于无法判断安培力与重力的关系，所以线框可能做匀速运动、加速运动和减速运动，完全在

磁场中时，不受安培力，做匀加速运动,由于必边进入磁场时速度和cd边刚穿出磁场时速度都

是见则线框出磁场过程一定有减速运动,B正确,C错误;而边进入磁场到cd边刚穿出磁场的

生自动能变化量为零，故根据能量守恒定律得:Q=mg（d+L）,D错误。故选B。

函B

4.（2020山东临沂期末）如图所示，光滑铜环水平固定泮径为/,长为/、电阻为r的铜棒OA的

一端在铜环的圆心。处，另一端与铜环良好接触，整个装置处在磁感应强度大小为B、方向竖

直向上的匀强磁场中。现使铜棒OA以角速度。逆时针（俯视）匀速转动鼻端始终在铜环上，

定值电阻的阻值为3r,上方导线与。点连接,下方导线与铜环连接，其他电阻不计。下列说法

正确的是（）

A.0点的电势比A点的电势高

B.回路中通过的电流为

C.该定值电阻两端的电压为（oBP

D.该定值电阻上的热功率为

国丽由右手定则可知电流方向从。点指向A点,。4是电源，电流从低电势流向高电势，故。点

的电势比A点的电势低，故A错误;由法拉第电磁感应定律可知E=B/8/2。,由闭合电路欧姆定

律可知回路中通过的电流为/=，两式联立可得/=，故B错误;该定值电阻两端的电压为U=I-3r,

将前面求得电流值代入可得U=SBP,故C正确;由焦耳定律可知该定值电阻上的热功率

p=/2.3r=，故D错误;故选C«

ggc

5.如图甲所示，一线圈匝数为100匝，横截面积为0.01n?,磁场与线圈轴线成30°角向右穿过

线圈。若在2s时间内磁感应强度随时间的变化关系如图乙所示，则该段时间内线圈两端a和

〃之间的电势差U融为（）

A.-V

B.2V

C.V

D.从0均匀变化到2V

隆丽与线圈轴线成30°角向右穿过线圈的磁感应强度均匀增加,故产生恒定的感应电动势，

根据法拉第电磁感应定律，有:E=N=NScos30°,由图可知=2Wb/s,a端比b端电势低,代入数

据解得a&=-100x2xcos30°xO.OlV=-V,A正确,B、C、D错误。故选A。

量A

6.（2020广东潮州期末改编）如图所示,半径为L的半圆弧轨道PQS固定,电阻忽略不计,0为圆

心。OM是可绕O转动的金属杆,M端位于PQS上,OM与轨道接触良好,OM金属杆的电阻与

OP金属杆电阻阻值相同。空间存在如图的匀强磁场，磁感应强度的大小为瓦现使。M从

0。位置以恒定的角速度。逆时针转到OS位置,则回路中电流方向沿。两点

的电压UM0=o

解析［根据转动方向可由右手定则判断电流方向为M到O,即回路中电流方向沿

M—O—P—Q—M;OM转动过程中产生的电动势大小为E=8Z%,因为和OP电阻相

旦”作为电源，电流由低电势流向高电势，故两点的电压为UMO=-E=-BL%。

僭案囚一Q_M-BL2to

B级关键能力提升练

7.（多选）（2020湖北部分重点中学考试）如图甲，圆环〃和6均由相同的均匀导线制成,a环半径

是b环的两倍，两环用不计电阻且彼此靠得较近的导线连接。若仅将〃环置于图乙所示变化

的磁场中，则导线上M、N两点的电势差UMN=0.4V。下列说法正确的是（）

A.图乙中，变化磁场的方向垂直纸面向里

B.图乙中，变化磁场的方向垂直纸面向外

C.若仅将b环置于图乙所示变化的磁场中，则M、N两端的电势差UMN=-0.4V

D.若仅将匕环置于图乙所示变化的磁场中，则M、N两端的电势差UMN=-02V

|解析卜环置于磁场中，导线M、N两点的电势差大于零,M点电势高，感应电流方向为逆时针，

原磁场的方向垂直纸面向里，故A正确,B错误。a环与6环的半径之比为2：1,故周长之比为

2：1,根据电阻定律R=p,电阻之比为2：1;M、N两点间电势差大小为路端电压,U=E。磁感应

强度变化率恒定的变化磁场，故根据法拉第电磁感应定律公式E=S,得到两次电动势的大小之

比为4：1,故两次的路段电压之比为U\:5=2：K根据楞次定律可知,将人环置于磁场中,N

点的电势高，故电势差UMN=-0.2V,故C错误,D正确。

答案|AD

8.（多选）（2020黑龙江省实验中学开学考试）如图甲所示，左侧接有定值电阻R=2Q的水平粗

糙导轨处于垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度B=\T,导轨间距L=\m。一质量m=2kg,

阻值r=2Q的金属棒在水平拉力F作用下由静止开始从CO处沿导轨向右加速运动,金属棒

的v-x图像如图乙所示，若金属棒与导轨间动摩擦因数〃=0.25,则从起点发生x=lm位移的过

程中（g取10m/s2）（

A.金属棒克服安培力做的功叼=0.5J

B.金属棒克服摩擦力做的功W2=4}

C.整个系统产生的总热量。=5.25J

D.拉力做的功W=9.25J

臃画由图像得片2x,金属棒所受的安培力分=，代入得:FA=0.5兑则知FA与x是线性关系。当

x=0时,安培力FAI=0；当x=lm时,安培力FA2=0.5N,则从起点发生x=lm位移的过程中，安培

力做功为WA=-X=-X=-X1J=-0.25J,即金属棒克服安培力做的功为卬尸0.25J,故A错误。金属

棒克服摩擦力做的功为牝="，咯c=0.25x2xl0xlJ=5J,故B错误;根据动能定理得

叩-"“际工+伍=/«，,其中v=2m/s,〃=0.25,相=2kg,代入解得拉力做的功为W=9.25J。整个系统

产生的总热量为摩擦生热和焦耳热，则Q=W-mv2^9.25J-x2x22J=5.25J«故C、D正确，故选

CD。

僭案|CD

9.（2021安徽滁州检测）如图甲所示，单匝矩形金属线框成〃处在垂直于线框平面的匀强磁场

中，线框面积S=0.3n?,线框连接一个阻值R=3Q的电阻，其余电阻不计，线框W边位于磁场边

界上。取垂直于线框平面向外为磁感应强度B的正方向，磁感应强度B随时间r变化的图像

如图乙所示。下列判断正确的是（）

A.0~0.4s内线框中感应电流沿逆时针方向

B.0.4-0.8s内线框有扩张的趋势

C.0-0.8s内线框中的电流为0.1A

D.0-0.4s内ab边所受安培力保持不变

|解析[由题图乙所示图像可知,0~0.4s内磁感应强度垂直于纸面向里，磁通量减小，由楞次定律

可知，感应电流沿顺时针方向，故A错误。由图乙所示图线可知,0.4~0.8s内穿过线框的磁通量

增加，由楞次定律可知，线框有收缩的趋势，故B错误。由图示图线可知,0~0.8s内的感应电动

势为E=S=x0.3V=0.3V,线框中的电流为/=A=0.1A,故C正确。在0~0.4s内感应电流/保

持不变，由题图乙所示图线可知，磁感应强度B大小不断减小，由F=1LB可知，"边所受安培力

不断减小，故D错误。故选C。

gl]c

10.(2020安徽六安一中检测)如图所示,两平行金属导轨间距L=0.5m,导轨与水平面成

。=37°。导轨上端连接有E=6V、r=lQ的电源和滑动变阻器。长度也为L的金属棒外垂

直导轨放置且与导轨接触良好，金属棒的质量，“=0.2kg、电阻RO=lQ,整个装置处在竖直向

上的匀强磁场中,金属棒一直静止在导轨上。当滑动变阻器的阻值R=1Q时金属棒刚好与导

轨间无摩擦力。g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。

⑴求此时电路中的电流/;

(2)当滑动变阻器接入电路的电阻为4Q时,金属棒受到的摩擦力大小。

庭丽(1)根据闭合电路欧姆定律，当滑动变阻器的电阻为凡=1。时，电流/|=A=2A。

(2)金属棒受重力mg、安培力尸和支持力FN如图。

一:如8一

根据平衡条件可得"gsin6»=Ficos。，又Q=8/1/,联立上式，解得磁感应强度B==1.5T。当

滑动变阻器的电阻为&=4Q时，电流/2=A=1A,又F2=BR=L5X1x0.5N=0.75N,〃?gsin

6»=0.2xl0xsin37°=1.2N,因此机gsin2cos已故金属棒受到沿导轨平面向上的摩擦力Fr,

根据平衡条件可得,mgsin0=F2cos，+Ff,联立解得Ff=，〃gsin6-F2cosO=O.2xl0xsin370

N-0.75xcos37°N=0.6No

gg(l)2A(2)0.6N

11.(2020福建厦门六中测试)如图所示，两根平行粗糙金属导轨固定于绝缘水平面上，导轨左侧

间连有阻值为r的电阻，两平行导轨间距为乙一根长度大于心、质量为小、接入电路的电阻

也为r的导体棒垂直导轨放置并接触良好，导体棒初始均处于静止，导体棒与图中虚线有一段

距离，虚线右侧存在竖直向上、磁感应强度为8的匀强磁场。现给导体棒一个水平向右的恒

力,使其从静止开始做匀加速直线运动，进入磁场前加速度大小为的,然后进入磁场，运动一段

时间后达到一个稳定速度，平行轨道足够长，导体棒与平行导轨间的动摩擦因数处处相等，忽

略平行轨道的电阻。

B

(1)求导体棒最后的稳定速度大小;