2025人教高中物理同步讲义练习选择性必修二5.3 利用传感器制作简单的自动控制装置（含答案）

2025人教高中物理同步讲义练习选择性必修二5.3利用传感器制作简单的自动控制装置（含答案）5.3利用传感器制作简单的自动控制装置模块一知识掌握知识点一门窗防盗报警装置【重难诠释】1.实验器材和装置干簧管作为传感器，用于感知磁体磁场是否存在．继电器(虚线框部分)作为执行装置．发光二极管LED作为电路正常工作提示，R为发光二极管的限流电阻，起保护作用．蜂鸣器H作为报警提醒．电路设计如图．2．电路工作原理当门窗紧闭时，磁体M靠近干簧管SA，干簧管两簧片被磁化相吸，继电器接通而工作．当门窗开启时，磁体离开干簧管，干簧管失磁断开，继电器被断电，动触点c与常闭触点b接通，蜂鸣器H发声报警．3．实验操作(1)检查干簧管．用磁体直接靠近干簧管，观察干簧管簧片能否正常动作．(2)连接电路．连接电路前，要检查其他元件是否也能正常工作．(3)接通电源后，将磁体靠近和离开干簧管，分别观察实验现象．知识点二光控开关【重难诠释】1．实验器材和装置光敏电阻完成光信号向电信号的转变．晶体三极管将电流进行放大，同时具有完成断路和接通的开关作用．发光二极管LED模仿路灯．电路设计如图甲．为了能够驱动更大功率的负载，需用继电器来启、闭另外的供电电路，如图乙所示．2．电路工作原理(1)光较强时，光敏电阻阻值小，三极管不导通，继电器断路，处于常开状态，小灯泡L不亮．(2)光较弱时，光敏电阻阻值变大，三极管导通，产生较大的集电极电流，点亮发光二极管或驱动继电器吸合，点亮小灯泡L.3．实验操作(1)连接电路，检查无误后，接通电源．(2)用白光照射光敏电阻，调节R1，使发光二极管LED或小灯泡L刚好不发光．(3)减弱光敏电阻的光照强度，当光减弱到某种程度时，发光二极管LED或小灯泡L发光．(4)让光照加强，当光照强到某种程度时，发光二极管LED或小灯泡L熄灭．知识点三自动控制电路的分析与设计【重难诠释】设计自动控制电路时，一般按照以下的思路进行。(1)根据题目给出的仪器和要求画出控制电路和工作电路。控制电路由电源、开关、光敏电阻(或热敏电阻等其他敏感元件)、电磁继电器和导线等组成；工作电路由电源、用电器(灯泡、电热丝或其他用电器)、导线等组成。这两个电路相互独立，又通过电磁继电器相关联，电磁继电器实际上是工作电路的开关。(2)分析自控电路的合理性。电路设计完成后，要对它的合理性进行分析，用光照射光敏电阻或对热敏电阻加热，检查工作电路的接通和断开是否符合实际要求。例如，自控路灯电路的设计要求是白天切断工作电路，使路灯熄灭，晚上接通工作电路，使路灯发光。（多选）（2022秋•包头月考）如图是苹果自动分拣装置的示意图。该装置把大小不同的苹果，按一定质量标准自动分拣为大苹果和小苹果。R1为压力传感器。R2为可调电阻，R2两端电压越大，电磁铁对分拣开关的衔铁吸引越强（）A．压力越大R1越大 B．压力越大R1越小 C．调节R2的大小可以起到保护电路的作用 D．调节R2的大小可以改变苹果筛选的标准（2019春•华安县校级期末）传感器担负着信息的采集任务，在自动控制中发挥着重要作用，传感器能够将感受到的物理量（如温度、光、声等）转换成便于测量的量（通常是电学量）。例如热敏传感器，主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻将热学量转换为电学量，热敏电阻随温度变化的图象如图甲所示，图乙是由热敏电阻R1作为传感器制作的简单自动报警器线路图，问：（1）为了使温度过高时报警器铃响，c应接在（填“a”或“b”）。（2）若使启动报警的温度提高些，应将滑动变阻器滑片P点向移动（填“左”或“右”）。（3）直流电源电动势为18V（内阻不计），热敏电阻R1达到100℃电阻大小为600Ω．流过热敏电阻R1的电流超过Ic时就会报警，Ic为10mA，则滑动变阻器应选择A．R2（0﹣200Ω）B．R2（0﹣1000Ω）C．R2（0﹣2000Ω）模块二巩固提高（多选）传感器担负着信息的采集任务，在自动控制中发挥着重要作用，传感器能够将感受到的物理量（如温度、光、声等）转换成便于测量的量（通常是电学量），例如热敏传感器，主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻。热敏电阻阻值随温度变化的图线如图甲所示，图乙是由热敏电阻RT作为传感器制作的简单自动报警器的线路图。则下列说法正确的是（）A．为了使温度过高时报警器响铃，c应接在a处 B．为了使温度过高时报警器响铃，c应接在b处 C．若使启动报警的温度提高些，应将滑动变阻器滑片P向右移动 D．如果在调试报警器达到最低报警温度时，无论如何调节滑动变阻器滑片P都不能使报警器工作，且电路连接完好，各电路元件都能处于工作状态，则造成工作电路不能正常工作的原因可能是乙图中左边电源电压太低（2023•镇海区模拟）如图甲所示为苹果自动分拣装置的示意图，该装置把大小不同的苹果，按一定质量标准自动分拣为大苹果和小苹果。该装置的托盘秤压在一个以O1为转动轴的杠杆上，杠杆末端压在压力传感器R上，R的阻值随压力变化的曲线如图乙所示。调节托盘秤压在杠杆上的位置，使质量等于分拣标准（0.20kg）的大苹果经过托盘秤时，杠杆对R的压力为1N。调节可调电阻R0，可改变R、R0两端的电压比，使质量等于分拣标准的大苹果通过托盘秤时，R0两端的电压恰好能使放大电路中的电磁铁吸动分拣开关的衔铁，此电压叫做放大电路的激励电压。该放大电路中包含保持电路，能够确保大苹果在衔铁上运动时电磁铁始终保持吸动状态。（1）该自动分拣装置正常工作时，大苹果通过（填“通道A”、“通道B”）。（2）若电源电动势为5V，内阻不计，放大电路的激励电压为2V，为使该装置达到上述分拣目的，R0的阻值等于kΩ。（结果保留两位有效数字）（3）小镇同学想在托盘秤压在杠杆上的位置不变的情况下，利用一块电压表测出每个苹果的质量，且电压表的示数随苹果质量的增大而增大，则电压表应该并联在电阻（填“R”、“R0”或“电源”）两端，苹果质量与电压表示数（填“均匀”、“不均匀”）对应。某同学利用传感器测量某小球运动时受到的平均空气阻力，其所用的实验装置如图甲所示，将质量为m、直径为d的金属小球从距红外线的高度为h处由静止释放，小球正下方固定着一台红外线计时器，能自动记录小球挡住红外线的时间t，d＜＜h。（1）用游标卡尺测得小球的直径如图乙所示，则小球的直径d＝cm。（2）小球下落高度h时的速度大小v＝（用测得的物理量符号表示）。（3）已知当地重力加速度大小为g，根据题中所给的数据，可知小球在这段运动过程中受到的平均空气阻力的大小f＝（用测量量和已知量的符号表示）。

5.3利用传感器制作简单的自动控制装置模块一知识掌握知识点一门窗防盗报警装置【重难诠释】1.实验器材和装置干簧管作为传感器，用于感知磁体磁场是否存在．继电器(虚线框部分)作为执行装置．发光二极管LED作为电路正常工作提示，R为发光二极管的限流电阻，起保护作用．蜂鸣器H作为报警提醒．电路设计如图．2．电路工作原理当门窗紧闭时，磁体M靠近干簧管SA，干簧管两簧片被磁化相吸，继电器接通而工作．当门窗开启时，磁体离开干簧管，干簧管失磁断开，继电器被断电，动触点c与常闭触点b接通，蜂鸣器H发声报警．3．实验操作(1)检查干簧管．用磁体直接靠近干簧管，观察干簧管簧片能否正常动作．(2)连接电路．连接电路前，要检查其他元件是否也能正常工作．(3)接通电源后，将磁体靠近和离开干簧管，分别观察实验现象．知识点二光控开关【重难诠释】1．实验器材和装置光敏电阻完成光信号向电信号的转变．晶体三极管将电流进行放大，同时具有完成断路和接通的开关作用．发光二极管LED模仿路灯．电路设计如图甲．为了能够驱动更大功率的负载，需用继电器来启、闭另外的供电电路，如图乙所示．2．电路工作原理(1)光较强时，光敏电阻阻值小，三极管不导通，继电器断路，处于常开状态，小灯泡L不亮．(2)光较弱时，光敏电阻阻值变大，三极管导通，产生较大的集电极电流，点亮发光二极管或驱动继电器吸合，点亮小灯泡L.3．实验操作(1)连接电路，检查无误后，接通电源．(2)用白光照射光敏电阻，调节R1，使发光二极管LED或小灯泡L刚好不发光．(3)减弱光敏电阻的光照强度，当光减弱到某种程度时，发光二极管LED或小灯泡L发光．(4)让光照加强，当光照强到某种程度时，发光二极管LED或小灯泡L熄灭．知识点三自动控制电路的分析与设计【重难诠释】设计自动控制电路时，一般按照以下的思路进行。(1)根据题目给出的仪器和要求画出控制电路和工作电路。控制电路由电源、开关、光敏电阻(或热敏电阻等其他敏感元件)、电磁继电器和导线等组成；工作电路由电源、用电器(灯泡、电热丝或其他用电器)、导线等组成。这两个电路相互独立，又通过电磁继电器相关联，电磁继电器实际上是工作电路的开关。(2)分析自控电路的合理性。电路设计完成后，要对它的合理性进行分析，用光照射光敏电阻或对热敏电阻加热，检查工作电路的接通和断开是否符合实际要求。例如，自控路灯电路的设计要求是白天切断工作电路，使路灯熄灭，晚上接通工作电路，使路灯发光。（多选）（2022秋•包头月考）如图是苹果自动分拣装置的示意图。该装置把大小不同的苹果，按一定质量标准自动分拣为大苹果和小苹果。R1为压力传感器。R2为可调电阻，R2两端电压越大，电磁铁对分拣开关的衔铁吸引越强（）A．压力越大R1越大 B．压力越大R1越小 C．调节R2的大小可以起到保护电路的作用 D．调节R2的大小可以改变苹果筛选的标准【解答】解：AB、苹果越重，R1电阻越小，两端电压越小，R2两端电压越大，电磁铁吸力越强，大果会进入下端分拣口，要求压力越大R1越小，故A错误，B正确；CD、调节R2不同阻值即是为调节R2自身电压，从而实现改变苹果的筛选标准，故C错误，D正确；故选：BD。（2019春•华安县校级期末）传感器担负着信息的采集任务，在自动控制中发挥着重要作用，传感器能够将感受到的物理量（如温度、光、声等）转换成便于测量的量（通常是电学量）。例如热敏传感器，主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻将热学量转换为电学量，热敏电阻随温度变化的图象如图甲所示，图乙是由热敏电阻R1作为传感器制作的简单自动报警器线路图，问：（1）为了使温度过高时报警器铃响，c应接在（填“a”或“b”）。（2）若使启动报警的温度提高些，应将滑动变阻器滑片P点向移动（填“左”或“右”）。（3）直流电源电动势为18V（内阻不计），热敏电阻R1达到100℃电阻大小为600Ω．流过热敏电阻R1的电流超过Ic时就会报警，Ic为10mA，则滑动变阻器应选择A．R2（0﹣200Ω）B．R2（0﹣1000Ω）C．R2（0﹣2000Ω）【解答】解：（1）根据图甲坐标系中曲线的趋势可以得出，电阻随温度的升高而减小，因此热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，为了使温度过高时发送报警信息，则热敏电阻阻值最小，开关c应该接在a处，（2）若使报警的最低温度提高些电路中电阻增大，则滑动变阻R应将P点向左移动。（3）根据闭合电路欧姆定律Ic=代入数据解得R＝1200Ω．所以滑动变阻器要选0﹣2000Ω的，故选：C故答案为：（1）a（2）左；（3）C模块二巩固提高（多选）传感器担负着信息的采集任务，在自动控制中发挥着重要作用，传感器能够将感受到的物理量（如温度、光、声等）转换成便于测量的量（通常是电学量），例如热敏传感器，主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻。热敏电阻阻值随温度变化的图线如图甲所示，图乙是由热敏电阻RT作为传感器制作的简单自动报警器的线路图。则下列说法正确的是（）A．为了使温度过高时报警器响铃，c应接在a处 B．为了使温度过高时报警器响铃，c应接在b处 C．若使启动报警的温度提高些，应将滑动变阻器滑片P向右移动 D．如果在调试报警器达到最低报警温度时，无论如何调节滑动变阻器滑片P都不能使报警器工作，且电路连接完好，各电路元件都能处于工作状态，则造成工作电路不能正常工作的原因可能是乙图中左边电源电压太低【解答】解：AB、由热敏电阻随温度变化的图线可知，温度越高电阻越小，电流增大，电磁铁的引力增加，吸引弹簧向a运动，故A正确，B错误；C、若使启动报警的温度提高些，即热敏电阻阻值再小些，则滑动变阻器的阻值应再大些，滑片P向左移动，故C错误；D、造成工作电路不能正常工作的原因可能是题图乙中左边电源电压太低，或者线圈的匝数太少，或者弹簧的劲度系数太大等，故D正确。故选：AD。（2023•镇海区模拟）如图甲所示为苹果自动分拣装置的示意图，该装置把大小不同的苹果，按一定质量标准自动分拣为大苹果和小苹果。该装置的托盘秤压在一个以O1为转动轴的杠杆上，杠杆末端压在压力传感器R上，R的阻值随压力变化的曲线如图乙所示。调节托盘秤压在杠杆上的位置，使质量等于分拣标准（0.20kg）的大苹果经过托盘秤时，杠杆对R的压力为1N。调节可调电阻R0，可改变R、R0两端的电压比，使质量等于分拣标准的大苹果通过托盘秤时，R0两端的电压恰好能使放大电路中的电磁铁吸动分拣开关的衔铁，此电压叫做放大电路的激励电压。该放大电路中包含保持电路，能够确保大苹果在衔铁上运动时电磁铁始终保持吸动状态。（1）该自动分拣装置正常工作时，大苹果通过（填“通道A”、“通道B”）。（2）若电源电动势为5V，内阻不计，放大电路的激励电压为2V，为使该装置达到上述分拣目的，R0的阻值等于kΩ。（结果保留两位有效数字）（3）小镇同学想在托盘秤压在杠杆上的位置不变的情况下，利用一块电压表测出每个苹果的质量，且电压表的示数随苹果质量的增大而增大，则电压表应该并联在电阻（填“R”、“R0”或“电源”）两端，苹果质量与电压表示数（填“均匀”、“不均匀”）对应。【解答】解：（1）大苹果通过托盘秤时，R0两端的电压达到放大电路的激励电压，使放大电路中的电磁铁吸动分拣开关的衔铁，大苹果进入下面的通道B。（2）杠杆对R的压力为1N，R阻值为30kΩ，为使该装置达到上述分拣目的，R0的阻值需满足RR则R0＝20kΩ（3）随着苹果质量增大，R阻值减小，分压减小，电源电动势不变，R0分压增大，为了满足电压表的示数随苹果质量的增大而增大，需要将电压表并联在R0两端。由图乙可知R的阻值随压力的增大而减小，且不是线性变化关系。电压表示数为R0两端的电压。苹果质量与压力传感器上的压力成正比，由闭合电路欧姆定律得，电路中的电流与苹果质量不是线性变化关系。苹果质量与电压表示数不均匀对应。故答案为：（1）通道B；（2）20；（3）R0；不均匀某同学利用传感器测量某小球运动时受到的平均空气阻力，其所用的实验装置如图甲所示，将质量为m、直径为d的金属小球从距红外线的高度为h处由静止释放，小球正下方固定着一台红外线计时器，能自动记录小球挡住红外线的时间t，d＜＜h。（1）用游标卡尺测得小球的直径如图乙所示，则小球的直径d＝cm。（2）小球下落高度h时的速度大小v＝（用测得的物理量符号表示）。（3）已知当地重力加速度大小为g，根据题中所给的数据，可知小球在这段运动过程中受到的平均空气阻力的大小f＝（用测量量和已知量的符号表示）。【解答】解：（1）游标卡尺的固定刻度读数为9mm＝0.9cm，游标尺上第7个刻度游标读数为0.1mm×6＝0.6mm＝0.06cm，所以最终读数为：0.9cm+0.06cm＝0.96cm；（2）根据某点的瞬时速度用短时间内的平均速度代替得小球下落高度h时的速度大小v=d（3）小球下落到测速器的过程中，由动能定理得mgh﹣fh=12mvv=dt，解得f故答案为：（1）0.96；（2）dt；（3）2mg

第二章《电磁感应》单元练习一．选择题（共12小题）1．（2023春•丰台区期末）关于教材中的四幅插图，下列说法正确的是（）A．图甲，摇动手柄使磁铁转动，铝框不动 B．图乙，真空冶炼炉可以接高电压的恒定电流 C．图丙，铜盘转动时，穿过铜盘的磁通量不变，铜盘中没有感应电流 D．图丁，微安表在运输时把正、负接线柱用导线连在一起，对电表起到了保护作用2．（2023春•天河区期末）如图所示，上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置。小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部，则小磁块（）A．在P和Q中都做自由落体运动 B．在P中的下落时间比在Q中的长 C．在两个下落过程中的机械能都守恒 D．落至底部时在P中的速度比在Q中的大3．（2022•海淀区模拟）如图所示，他取来一节5号电池，将两块圆柱形且表面镀有金属涂层的钕铁硼强磁铁固定在电池两端，并分别与电池正负两极良好接触，再将这一装置轻轻插入用粗铜丝绕制的一段螺线管（螺线管内径略大于圆柱形磁铁的直径，相邻线圈间有空隙）的一端，只见固定有磁铁的5号电池快速运动到螺线管的另一端。课后，周星星同学取来完全相同的器材，仿照老师的方法将它们重新组装，重复这一实验，但没有成功。分析可能的原因是（）A．范老师有特异功能 B．两个磁铁的磁性太弱 C．放置两个磁铁时磁极的方向错误 D．螺线管两端没有连接为闭合回路4．（2023春•中原区校级期中）1831年10月28日，法拉第在一次会议上展示了他发明的圆盘发电机，它是人类历史上的第一台发电机。如图所示为圆盘发电机的示意图，铜盘安装在水平的铜轴上，圆盘处于水平向右的匀强磁场中，两块铜片C、D分别与铜轴和铜盘的边缘接触，圆盘以恒定的角速度转动时，原线圈M中会有恒定的电流产生，副线圈N与原线圈M共用一根铁芯。当电流从灵敏电流计G的左端流入，指针就会向左偏转，反之右偏，当圆盘按图示方向转动时，下列说法正确的是（）A．铜片C处的电势高于铜片D处的电势 B．圆盘刚开始转动的瞬间，灵敏电流计G的指针向右偏转 C．圆盘匀速转动时，灵敏电流计的指针向左偏转 D．圆盘减速转动时，灵敏电流计G的指针向右偏转5．（2023•大庆模拟）动圈式话筒是利用电磁感应原理工作的。话筒内半径为r、匝数为n的可动线圈套在径向辐射水入磁铁槽上，如图所示，当声波使膜片振动时，线圈垂直切割磁感线，将声音信号转化为电信号。线圈振动区域的磁场的磁感应强度大小恒为B，话筒工作时线圈与其相连的负载构成回路，总电阻为R，若在某一时刻，线圈切割磁感线的速度大小为v，则该时刻通过线圈的感应电流为（）A．2nBrvR B．2πnBrvR C．πnBrvR6．（2023•鼓楼区校级模拟）如俯视图所示，水平桌面上放着一根足够长的刚性折线形导轨FOG，一根足够长的金属棒PQ放在导轨上并与导轨接触良好，FOG的角平分线垂直平分金属棒。整个空间中有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。导轨及金属棒单位长度的电阻均为r。导轨和金属棒的质量均为m。不计一切摩擦。金属棒初始时紧靠O点。给金属棒一个沿着FOG角平分线向右的初速度v0，金属棒最终与O点的距离为d，下列说法正确的是（）A．金属棒开始运动之后，回路中的电流保持不变 B．PQ两端最终的电势差是初始时的一半 C．B越大，导轨上产生的总焦耳热越大 D．若v0加倍，则d加倍7．（2023•鼓楼区校级一模）为防止航天员在长期失重状态下肌肉萎缩，我国在空间站中安装了如图甲所示可用于锻炼上、下肢肌肉的“太空自行车”，其工作原理可简化成图乙所示模型，航天员锻炼时，半径为r的金属圆盘在磁感应强度大小为B、方向垂直盘面向里的匀强磁场中以角速度ω匀速转动，电阻R连接在从圆盘中心和边缘处引出的两根导线上，不计圆盘电阻，若航天员消耗的能量约有50%转化为电能，则在t时间内航天员消耗的能量为（）A．B2ω2rC．B2ω48．（2023•海淀区校级三模）1831年8月，法拉第在软铁环两侧分别绕有M、N两个线圈的实验中，发现了电磁感应现象。装置如图所示，在正确操作的情况下，符合实验事实的选项是（）A．闭合开关瞬间，电流计指针无偏转 B．闭合开关稳定后，电流计指针有偏转 C．开关断开的瞬间，感应电流的方向为a→电流计→b D．将绕线的铁环换成木环，闭合开关瞬间，电流计指针会明显偏转9．（2023春•白云区校级期中）如图所示，电路中有两个相同的灯泡L1、L2，电感线圈L的电阻可忽略。下列说法正确的是（）A．闭合开关S的瞬间，L1、L2逐渐变亮 B．闭合开关S的瞬间，L2立即变亮，L1逐渐变亮，最终L2比L1亮 C．断开开关S的瞬间，L1、L2一起缓慢熄灭 D．断开开关S的瞬间，L1缓慢熄灭，L2先变亮一下然后才熄灭10．（2023•雨花区校级二模）如图所示，两光滑平行长直金属导轨水平固定放置，导轨间存在竖直向下的匀强磁场。两根相同的金属棒ab、cd垂直放置在导轨上，处于静止状态。t＝0时刻，对cd棒施加水平向右的恒力F，棒始终与导轨接触良好，导轨电阻不计。两棒的速度vab、vcd和加速度aab、acd随时间t变化的关系图像可能正确的是（）A． B． C． D．11．（2023•河南模拟）如图所示，一定质量的导体棒ab横放在U形金属框架上。框架固定放在绝缘水平面上，框架粗糙，电阻不计且足够长，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中。t＝0时刻，垂直于ab导体棒施加水平恒力F，使ab从静止开始加速，作用一段时间后，撤掉外力F。下列导体棒ab速度随时间变化图像中可能正确的是（）A． B． C． D．12．（2022秋•丹东期末）如图所示，固定金属圆环半径为L，在金属圆环的四个面积均等区域中有两个区域分别存在方向相反、磁感应强度大小均为B的匀强磁场。长为L的导体棒OA一端与圆环中心O点重合，另一端与圆环接触良好，在圆环和O点之间接一定值电阻R，其它电阻不计。当导体棒以角速度ω绕O点在纸面内匀速转动时，回路中产生的交变电流的有效值为（）A．BωL22R B．BωL24R二．多选题（共3小题）（多选）13．（2023春•普宁市期末）如图甲所示，一个匝数n＝100的圆形导体线圈，面积S1＝0.4m2，电阻r＝1Ω。在线圈中存在面积S2＝0.3m2的垂直线圈平面向外的匀强磁场区域，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示。有一个R＝2Ω的电阻，将其两端a、b分别与图甲中的圆形线圈相连接，b端接地，则下列说法正确的是（）A．圆形线圈中产生的感应电动势E＝4.5V B．通过电阻R的电流方向为从下至上 C．圆形线圈中产生的感应电流大小为1A D．第4s末圆形线圈的磁通量为0.24Wb（多选）14．（2023春•宝鸡期末）如图甲所示，一根足够长的空心铜管竖直放置，将一枚横截面直径略小于铜管内径、质量为m0的圆柱形强磁铁从铜管上端管口处由静止释放，强磁铁在铜管内下落的最大速度为vm，强磁铁与铜管内壁的摩擦和空气阻力可以忽略，重力加速度为g。强磁铁下落过程中，可以认为铜管中的感应电动势大小与强磁铁下落的速度成正比，下列分析正确的是（）A．若把空心铜管切开一条竖直狭缝，如图乙所示，还将强磁铁从铜管上端管口处由静止释放，发现强磁铁做自由落体运动 B．若把空心铜管切开一条竖直狭缝，如图乙所示，还将强磁铁从铜管上端管口处由静止释放，发现强磁铁的下落会慢于自由落体运动 C．图甲中，强磁铁达到最大速度后，铜管的热功率等于m0gvm D．如果在图甲中强磁铁的上面粘一个质量为m1的绝缘橡胶块，则强磁铁下落的最大速度为m（多选）15．（2023春•韶关期末）如图所示，一半径为r、质量为m、电阻为R的n匝圆形细线圈在足够长的径向辐射状磁场中由静止开始下落，线圈下落高度h时速度达到最大值vm。已知线圈下落过程中环面始终水平且所经过位置的磁感应强度大小都相同，重力加速度大小为g，不计空气阻力，则（）A．线圈在磁场中做匀加速直线运动 B．线圈下落过程中所经过位置的磁感应强度大小为12πrnC．线圈下落高度h的过程中产生的总焦耳热为mgh-D．线圈下落高度h所经历的时间为v三．实验题（共2小题）16．（2023春•阎良区期末）如图1为“探究影响感应电流方向的因素”的实验装置，所用电流表指针偏转方向与电流方向间的关系为：当电流从“+”接线柱流入电流表时，指针向右偏转。（1）将条形磁铁按如图1方式S极向下插入螺线管时，发现电流表的指针向右偏转。螺线管的绕线方向如图2所示。请在图2中标出螺线管中的感应电流方向。（2）经分析可得出结论：当穿过螺线管的磁通量增加时，感应电流产生的磁场与条形磁铁的磁场方向（填“相同”或“相反”）。（3）接上面的（1），将条形磁铁从螺线管中抽出时，电流表的指针向（填“左”或“右”）偏转。（4）有同学又用图1中的器材完成了如下实验。条形磁铁的轴线和铁芯的轴线及连接线圈和电流计的导线在同一平面内，铁芯、线圈及条形磁铁的几何中心均在与铁芯垂直的PQ连线上。条形磁铁分别与线圈相互平行或相互垂直放置，使其沿QP方向靠近线圈。在图3情形中能观察到明显的电磁感应现象，且图中标出的电流计指针偏转方向正确的是。17．（2023春•重庆期中）用如图甲所示的器材“探究感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”，倾斜导轨下端固定一螺线管，小车上固定有磁铁和挡光片。实验时在导轨上端某处释放小车，小车沿导轨加速下滑，穿过螺线管的磁通量发生变化，螺线管中产生感应电动势。光电传感器（图中未画出）可以测出挡光片经过光电门的时间Δt，同时电压传感器测出这段时间内螺线管中的平均感应电动势。通过多次实验，得到E-（1）在测量图乙中图线所需的实验数据时，下列要求合理的有。A．需在同一位置释放小车B．需无初速度释放小车C．不能改变挡光片的宽度D．不能改变光电门的位置（2）影响图乙中图线的斜率大小的因素有（至少列出三个因素）。（3）线圈匝数增加一倍后重做该实验，在图乙中画出实验图线（在答题卡上作答）。四．计算题（共3小题）18．（2023春•天河区校级期中）一轻质细线吊着一边长为L＝0.4m的10匝正方形线圈abcd，总电阻为R＝0.5Ω，在dc边的上下两侧对称分布有宽度d＝0.2m的正方形磁场区域，如图（甲）所示。磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间变化如图（乙）所示（线圈始终保持静止）。求：（1）线圈中产生的感应电流I大小；（2）t＝4s时，cd边受到的安培力大小及方向。19．（2023•红桥区二模）在如图甲所示的电路中，螺线管匝数n＝2000匝，横截面积S＝40cm2。螺线管导线电阻r＝1.0Ω，R1＝4.0Ω，R2＝5.0Ω，C＝20μF。在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按如图乙所示的规律变化。求：（1）求螺线管中产生的感应电动势；（2）闭合S，电路中的电流稳定后，求电阻R2的电功率；（3）S断开后，求流经R2的电量。20．（2023春•湖南期中）如图所示，两根固定的光滑的绝缘导轨水平部分与倾斜部分平滑连接，两导轨间距为L＝0.5m，导轨的倾斜部分与水平面成α＝37°。导轨的倾斜部分有一个匀强磁场区域abcd，磁场方向垂直于斜面向上，导轨的水平部分在距离斜面底端足够远处有两个匀强磁场区域，磁场方向竖直且相反，所有磁场的磁感应强度大小均为B＝1T，每个磁场区沿导轨的长度均为L＝0.5m，磁场左、右两侧边界均与导轨垂直。现有一质量为m＝0.5kg，电阻为r＝0.2Ω，边长也为L的正方形金属线框PQMN，从倾斜导轨上由静止释放，金属线框在MN边刚滑进磁场abcd时恰好做匀速直线运动，此后，金属线框从导轨的倾斜部分滑上水平部分，该过程线框没有机械能损失。取重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。求：（1）金属线框刚释放时MN边与ab的距离s；（2）已知线框刚进入水平磁场区域时速度大小为8m/s，求线框在穿越水平磁场区域过程中加速度的最大值；（3）若导轨的水平部分有多个连续的长度均为L磁场，且相邻磁场方向相反，在（2）的条件下，求线框在水平导轨上从进入磁场到停止的位移以及在两导轨上的整个运动过程中线框内产生的焦耳热。

第二章《电磁感应》单元练习一．选择题（共12小题）1．（2023春•丰台区期末）关于教材中的四幅插图，下列说法正确的是（）A．图甲，摇动手柄使磁铁转动，铝框不动 B．图乙，真空冶炼炉可以接高电压的恒定电流 C．图丙，铜盘转动时，穿过铜盘的磁通量不变，铜盘中没有感应电流 D．图丁，微安表在运输时把正、负接线柱用导线连在一起，对电表起到了保护作用【解答】解：A、根据电磁驱动原理，图甲中，摇动手柄使磁铁转动，铝框会同向转动，故A错误；B、图乙是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，铁块中产生涡流，铁块中产生大量热量，从而冶炼金属。真空冶炼炉的炉外线圈应通入高频交流电，不能接高电压的恒定电流。故B错误；C、当转动铜盘时，导致铜盘切割磁感线，从而产生感应电流，出现安培力，由楞次定律可知，产生的安培力将阻碍铜盘切割磁感线运动，则铜盘转动将变慢，故C错误；D、图丁是微安表的表头，在运输时要把两个正、负接线柱用导线连在一起，可以减小电表指针摆动角度，这是为了保护电表指针，利用了电磁阻尼的原理。电磁阻尼是一种能够降低机械系统振动的方法，它利用了电磁力来降低振动。具体来说电磁阻尼是通过在机械系统中添加一个电磁阻尼器来实现的。电磁阻尼器的工作原理是通过产生电磁力来降低机械系统的振动。当机械系统振动时电磁阻尼器会产生一种电磁力，这种力的方向和大小与机械系统的振动方向和大小相反。由于这种电磁力的作用，机械系统的振动会受到阻碍，从而降低了振动的幅度。故D正确。故选：D。2．（2023春•天河区期末）如图所示，上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置。小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部，则小磁块（）A．在P和Q中都做自由落体运动 B．在P中的下落时间比在Q中的长 C．在两个下落过程中的机械能都守恒 D．落至底部时在P中的速度比在Q中的大【解答】解：A、当小磁块在光滑的铜管P下落时，由于穿过铜管的磁通量变化，导致铜管产生感应电流，小磁块受到向上的安培阻力，所以P做的运动不是自由落体运动；而对于塑料管Q内小磁块没有任何阻力，做自由落体运动，故A错误；B、在铜管P中运动的小磁块要受到向上的安培阻力，而在塑料管Q中的小磁块只受重力，则在P中的下落时间比在Q中的长，故B正确；C、由A选项分析可知，在铜管P中运动的小磁块机械能不守恒，而在塑料管的小磁块机械能守恒，故C错误；D、在铜管P中运动的小磁块，因安培阻力，导致产生热能，机械能减小，则落至底部时在P中的速度比在Q中的小，故D错误。故选：B。3．（2022•海淀区模拟）如图所示，他取来一节5号电池，将两块圆柱形且表面镀有金属涂层的钕铁硼强磁铁固定在电池两端，并分别与电池正负两极良好接触，再将这一装置轻轻插入用粗铜丝绕制的一段螺线管（螺线管内径略大于圆柱形磁铁的直径，相邻线圈间有空隙）的一端，只见固定有磁铁的5号电池快速运动到螺线管的另一端。课后，周星星同学取来完全相同的器材，仿照老师的方法将它们重新组装，重复这一实验，但没有成功。分析可能的原因是（）A．范老师有特异功能 B．两个磁铁的磁性太弱 C．放置两个磁铁时磁极的方向错误 D．螺线管两端没有连接为闭合回路【解答】解：AB、磁性弱，电池运动的慢，但不会导致实验不成功，故AB错误；C、老师的两个磁铁的磁极一致，周星星把两个磁铁相反，故有可能，故C正确；D、螺线管两端不需要连接，故D错误。故选：C。4．（2023春•中原区校级期中）1831年10月28日，法拉第在一次会议上展示了他发明的圆盘发电机，它是人类历史上的第一台发电机。如图所示为圆盘发电机的示意图，铜盘安装在水平的铜轴上，圆盘处于水平向右的匀强磁场中，两块铜片C、D分别与铜轴和铜盘的边缘接触，圆盘以恒定的角速度转动时，原线圈M中会有恒定的电流产生，副线圈N与原线圈M共用一根铁芯。当电流从灵敏电流计G的左端流入，指针就会向左偏转，反之右偏，当圆盘按图示方向转动时，下列说法正确的是（）A．铜片C处的电势高于铜片D处的电势 B．圆盘刚开始转动的瞬间，灵敏电流计G的指针向右偏转 C．圆盘匀速转动时，灵敏电流计的指针向左偏转 D．圆盘减速转动时，灵敏电流计G的指针向右偏转【解答】解：AB、圆盘转动过程中，相当于半径在切割磁感线，从右向左看，圆盘逆时针转动，由右手定则可知电流从C处流向D处，根据电源内部电流从负极流入正极可知铜片D处的电势高于铜片C处的电势，圆盘刚开始转动的瞬间，线圈M中的电流为顺时针（俯视），由右手螺旋定则可知穿过线圈M、N的磁感线向下，角速度突然增大，N中的磁通量突然增加，根据楞次定律可知线圈N的感应电流方向为逆时针（俯视），电流从灵敏电流计的右端进入，所以指针向右偏转，故A错误，B正确；CD、圆盘匀速转动，在原线圈M中产生大小和方向都不变的恒定电流，副线圈N中的磁通量没有变化，不会产生感应电流，圆盘减速转动时，由E=B由闭合电路欧姆定律I=E根据楞次定律可知副线圈N中电流方向为顺时针（俯视），可知电流从灵敏电流计左端流入，指针向左偏转，故CD错误。故选：B。5．（2023•大庆模拟）动圈式话筒是利用电磁感应原理工作的。话筒内半径为r、匝数为n的可动线圈套在径向辐射水入磁铁槽上，如图所示，当声波使膜片振动时，线圈垂直切割磁感线，将声音信号转化为电信号。线圈振动区域的磁场的磁感应强度大小恒为B，话筒工作时线圈与其相连的负载构成回路，总电阻为R，若在某一时刻，线圈切割磁感线的速度大小为v，则该时刻通过线圈的感应电流为（）A．2nBrvR B．2πnBrvR C．πnBrvR【解答】解：可动线圈产生的感应电动势为E＝nBLv＝nB•2πrv＝2πnBrv根据闭合电路欧姆定律得I=E故选：B。6．（2023•鼓楼区校级模拟）如俯视图所示，水平桌面上放着一根足够长的刚性折线形导轨FOG，一根足够长的金属棒PQ放在导轨上并与导轨接触良好，FOG的角平分线垂直平分金属棒。整个空间中有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。导轨及金属棒单位长度的电阻均为r。导轨和金属棒的质量均为m。不计一切摩擦。金属棒初始时紧靠O点。给金属棒一个沿着FOG角平分线向右的初速度v0，金属棒最终与O点的距离为d，下列说法正确的是（）A．金属棒开始运动之后，回路中的电流保持不变 B．PQ两端最终的电势差是初始时的一半 C．B越大，导轨上产生的总焦耳热越大 D．若v0加倍，则d加倍【解答】解：A、由题可知，金属棒开始运动之后，某位置金属棒到O的距离为x时，金属棒的速度为v1，导轨的速度为v2，并设FOG的角平分线与FO的夹角为θ，则回路中的电流为：I=在运动过程中金属棒减速，导轨加速，故两者的相对速度v相对减小，回路中的电流在减小，故A错误；B、金属棒和导轨FOG组成的系统，合外力为零，系统动量守恒，取向右为正方向，由动量守恒定律得：mv0＝2mv解得稳定时系统的速度为：v=根据动生电动势的表达式E＝BLv可知，PQ两端最终的电势差是初始时的一半，故B正确；C、由上分析可知，这个过程电路中的产生的热量等于这个过程中损失的机械能，即Q=1D、取向右为正方向，对金属棒，在一小段时间Δt内，根据动量定理得：﹣BIL•Δt＝mΔv＝mv02又通过金属棒的电荷量：q=I则整个过程有：BqL＝mv0又q=I•ΔtΔS=12d•（2dtanθ），R＝（2dcosθ+联立解得：d=mv0(2故选：B。7．（2023•鼓楼区校级一模）为防止航天员在长期失重状态下肌肉萎缩，我国在空间站中安装了如图甲所示可用于锻炼上、下肢肌肉的“太空自行车”，其工作原理可简化成图乙所示模型，航天员锻炼时，半径为r的金属圆盘在磁感应强度大小为B、方向垂直盘面向里的匀强磁场中以角速度ω匀速转动，电阻R连接在从圆盘中心和边缘处引出的两根导线上，不计圆盘电阻，若航天员消耗的能量约有50%转化为电能，则在t时间内航天员消耗的能量为（）A．B2ω2rC．B2ω4【解答】解：圆盘转动时产生的感应电动势为E=12Bωr2根据题意可知，航天员锻炼时消耗的能量只有50%转化为电能，故在锻炼的t时间内航天员消耗的能量为E＝2Pt，联立解得：E=B故选：B。8．（2023•海淀区校级三模）1831年8月，法拉第在软铁环两侧分别绕有M、N两个线圈的实验中，发现了电磁感应现象。装置如图所示，在正确操作的情况下，符合实验事实的选项是（）A．闭合开关瞬间，电流计指针无偏转 B．闭合开关稳定后，电流计指针有偏转 C．开关断开的瞬间，感应电流的方向为a→电流计→b D．将绕线的铁环换成木环，闭合开关瞬间，电流计指针会明显偏转【解答】解：A、闭合开关瞬间，与电源相连的线圈中电流由无到有，则其产生的磁场有无到有；与电流计相连的线圈中的磁通量增大，故产生感应电流，电流计有偏转，故A错误；B、闭合开关稳定后电流不变，与电流计相连的线圈中的磁通量不变，不会产生感应电流，电流计不偏转，故B错误；C、开关断开的瞬间，与电流计相连的线圈中的磁通量减小，产生感应电流，根据右手螺旋定则可知，穿过线圈N中的磁通量顺时针且减小，依据楞次定律，则线圈N中的感应电流方向顺时针，即a→电流计→b，故C正确；D、将绕线的铁环换成木环后，闭合开关瞬间，与电源相连的线圈中仍能产生磁场，并且有磁感线穿过与电流计相连的线圈，磁通量增大，仍能产生感应电流，电流计指针仍有偏转，不过因磁通量变化率降低，则电流计指针会不太明显偏转，故D错误。故选：C。9．（2023春•白云区校级期中）如图所示，电路中有两个相同的灯泡L1、L2，电感线圈L的电阻可忽略。下列说法正确的是（）A．闭合开关S的瞬间，L1、L2逐渐变亮 B．闭合开关S的瞬间，L2立即变亮，L1逐渐变亮，最终L2比L1亮 C．断开开关S的瞬间，L1、L2一起缓慢熄灭 D．断开开关S的瞬间，L1缓慢熄灭，L2先变亮一下然后才熄灭【解答】解：AB、闭合开关S的瞬间，L2当中马上就有了电流，L2立即变亮，L1所在的电路上线圈L会发生自感现象，产生自感电动势，阻碍电流的增大，所以通过L1的电流只能逐渐增大，即L1逐渐变亮；由于电感线圈L的电阻可忽略，则最终两个灯泡一样亮，故AB错误；CD、电路稳定时，最终两个灯泡一样亮，故断开开关S后，L1所在电路的电流从原来的电流开始减小，两个灯泡都是逐渐熄灭，不会闪亮一下，故C正确，D错误。故选：C。10．（2023•雨花区校级二模）如图所示，两光滑平行长直金属导轨水平固定放置，导轨间存在竖直向下的匀强磁场。两根相同的金属棒ab、cd垂直放置在导轨上，处于静止状态。t＝0时刻，对cd棒施加水平向右的恒力F，棒始终与导轨接触良好，导轨电阻不计。两棒的速度vab、vcd和加速度aab、acd随时间t变化的关系图像可能正确的是（）A． B． C． D．【解答】解：金属棒cd在恒力F作用下由静止开始加速，此时金属棒ab、cd加速度分别为：aab＝0acd之后回路中出现感应电流，金属棒cd受到的安培力与恒力F反向，金属棒cd的加速度减小，金属棒ab在安培力作用下开始加速，金属棒cd与金属棒ab的速度差逐渐增大，回路中的电动势逐渐增大，根据安培力的计算公式可知，安培力为：F安根据题意可知，安培力逐渐增大，金属棒cd加速度减小，金属棒ab加速度增大，当acd＝aab时，vcd﹣vab不再变化，回路中的电流不再变化，安培力不变，两棒加速度不变，但是两金属棒的速度仍在增大，故C正确，ABD错误。故选：C。11．（2023•河南模拟）如图所示，一定质量的导体棒ab横放在U形金属框架上。框架固定放在绝缘水平面上，框架粗糙，电阻不计且足够长，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中。t＝0时刻，垂直于ab导体棒施加水平恒力F，使ab从静止开始加速，作用一段时间后，撤掉外力F。下列导体棒ab速度随时间变化图像中可能正确的是（）A． B． C． D．【解答】解：导体棒安培力F安＝BIL，根据欧姆定律I=ER，切割电动势E＝BLv，联立有F安=B2L故选：C。12．（2022秋•丹东期末）如图所示，固定金属圆环半径为L，在金属圆环的四个面积均等区域中有两个区域分别存在方向相反、磁感应强度大小均为B的匀强磁场。长为L的导体棒OA一端与圆环中心O点重合，另一端与圆环接触良好，在圆环和O点之间接一定值电阻R，其它电阻不计。当导体棒以角速度ω绕O点在纸面内匀速转动时，回路中产生的交变电流的有效值为（）A．BωL22R B．BωL24R【解答】解：导体棒切割磁感线产生的感应电动势为E=1根据题意导体棒在转动一周的时间T过程中只有一半的时间切割磁感线产生感应电流，所以有E2R⋅解得I=故C正确，ABD错误；故选：C。二．多选题（共3小题）（多选）13．（2023春•普宁市期末）如图甲所示，一个匝数n＝100的圆形导体线圈，面积S1＝0.4m2，电阻r＝1Ω。在线圈中存在面积S2＝0.3m2的垂直线圈平面向外的匀强磁场区域，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示。有一个R＝2Ω的电阻，将其两端a、b分别与图甲中的圆形线圈相连接，b端接地，则下列说法正确的是（）A．圆形线圈中产生的感应电动势E＝4.5V B．通过电阻R的电流方向为从下至上 C．圆形线圈中产生的感应电流大小为1A D．第4s末圆形线圈的磁通量为0.24Wb【解答】解：A、根据法拉第电磁感应定律得线圈中产生的感应电动势为：E＝nΔΦΔt=nΔBΔtS2B、根据楞次定律判断可知线圈中的感应电流沿顺时针方向，通过电阻R的电流方向为从下至上，故B正确；C、根据闭合电路的欧姆定律可得感应电流：I=ED、第4s末圆形线圈的磁通量为Φ＝BS2＝0.6×0.3Wb＝0.18Wb，故D错误；故选：AB。（多选）14．（2023春•宝鸡期末）如图甲所示，一根足够长的空心铜管竖直放置，将一枚横截面直径略小于铜管内径、质量为m0的圆柱形强磁铁从铜管上端管口处由静止释放，强磁铁在铜管内下落的最大速度为vm，强磁铁与铜管内壁的摩擦和空气阻力可以忽略，重力加速度为g。强磁铁下落过程中，可以认为铜管中的感应电动势大小与强磁铁下落的速度成正比，下列分析正确的是（）A．若把空心铜管切开一条竖直狭缝，如图乙所示，还将强磁铁从铜管上端管口处由静止释放，发现强磁铁做自由落体运动 B．若把空心铜管切开一条竖直狭缝，如图乙所示，还将强磁铁从铜管上端管口处由静止释放，发现强磁铁的下落会慢于自由落体运动 C．图甲中，强磁铁达到最大速度后，铜管的热功率等于m0gvm D．如果在图甲中强磁铁的上面粘一个质量为m1的绝缘橡胶块，则强磁铁下落的最大速度为m【解答】解：AB、若把空心铜管切开一条竖直狭缝，此时铜管内仍然会形成涡流，涡流的磁场对强磁铁有阻碍作用，因此将强磁铁从铜管上端管口处由静止释放，发现强磁铁的下落会明显慢于自由落体运动，故A错误，B正确；C、图甲中，强磁铁达到最大速度后做匀速运动，在匀速下落的过程中，减少的重力势能全部转化为热量，则铜管的热功率等于重力做功的功率，即P0＝m0gvm，故C正确；D、由于强磁铁下落过程中铜管中的感应电动势大小E与强磁铁下落的速度v成正比，且强磁铁周围铜管的有效电阻R是恒定的。可知任一时刻的热功率为P=强磁铁在匀速下落时，有P＝mgv可得：P解得强磁铁下落的最大速度为：v1故选：BCD。（多选）15．（2023春•韶关期末）如图所示，一半径为r、质量为m、电阻为R的n匝圆形细线圈在足够长的径向辐射状磁场中由静止开始下落，线圈下落高度h时速度达到最大值vm。已知线圈下落过程中环面始终水平且所经过位置的磁感应强度大小都相同，重力加速度大小为g，不计空气阻力，则（）A．线圈在磁场中做匀加速直线运动 B．线圈下落过程中所经过位置的磁感应强度大小为12πrnC．线圈下落高度h的过程中产生的总焦耳热为mgh-D．线圈下落高度h所经历的时间为v【解答】解：A、线圈在磁场中的速度越大，感应电动势越大，感应电流越大，安培阻力越大，所以线圈在磁场中做加速度减小的加速运动，达到最大速度后，做匀速直线运动，故A错误；B、当安培力与重力大小相等时，线圈的速度最大，根据平衡条件有：nBIm⋅2πr＝mg根据欧姆定律得：I解得：B=1C、根据能量守恒定律可知，线圈下落高度h的过程中产生的总焦耳热为：Q=mgh-D、根据法拉第电磁感应定律有：E根据欧姆定律有：I电荷量：q=联立以上可得：q=由动量定理有：mgt解得：t=v故选：BCD。三．实验题（共2小题）16．（2023春•阎良区期末）如图1为“探究影响感应电流方向的因素”的实验装置，所用电流表指针偏转方向与电流方向间的关系为：当电流从“+”接线柱流入电流表时，指针向右偏转。（1）将条形磁铁按如图1方式S极向下插入螺线管时，发现电流表的指针向右偏转。螺线管的绕线方向如图2所示。请在图2中标出螺线管中的感应电流方向。（2）经分析可得出结论：当穿过螺线管的磁通量增加时，感应电流产生的磁场与条形磁铁的磁场方向相反（填“相同”或“相反”）。（3）接上面的（1），将条形磁铁从螺线管中抽出时，电流表的指针向左（填“左”或“右”）偏转。（4）有同学又用图1中的器材完成了如下实验。条形磁铁的轴线和铁芯的轴线及连接线圈和电流计的导线在同一平面内，铁芯、线圈及条形磁铁的几何中心均在与铁芯垂直的PQ连线上。条形磁铁分别与线圈相互平行或相互垂直放置，使其沿QP方向靠近线圈。在图3情形中能观察到明显的电磁感应现象，且图中标出的电流计指针偏转方向正确的是A。【解答】解：（1）根据题意当电流从“+”接线柱流入电流表时，指针向右偏转，因此螺线管中的感应电流方向如图所示：（2）当条形磁铁按如图1方式S极向下插入螺线管时，穿过螺线管的磁通量增大，根据楞次定律可知感应电流的磁场与条形磁铁的磁场方向相反；（3）根据题意，当穿过螺线管的磁通量增大时，电流从“+”接线柱流入电流表，指针向右偏转；将条形磁铁从螺线管中抽出时，穿过螺线管的磁通量减小，电流从“﹣”接线柱流入电流表，指针向左偏转；（4）AB.该图中当磁铁向线圈靠近时，穿过线圈的磁通量向下增加，根据楞次定律可知，产生感应磁场方向向上，由右手螺旋定则可知，线圈中产生的感应电流从“+”接线柱流入电流表，指针向右偏转，故A正确，B错误；CD.当磁铁按如图所示的方式靠近线圈时，由对称性可知，穿过线圈的磁通量总是零，线圈中不会有感应电流，故CD错误。故选：A。故答案为：（1）见解析；（2）相反；（3）左：（4）A。17．（2023春•重庆期中）用如图甲所示的器材“探究感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”，倾斜导轨下端固定一螺线管，小车上固定有磁铁和挡光片。实验时在导轨上端某处释放小车，小车沿导轨加速下滑，穿过螺线管的磁通量发生变化，螺线管中产生感应电动势。光电传感器（图中未画出）可以测出挡光片经过光电门的时间Δt，同时电压传感器测出这段时间内螺线管中的平均感应电动势。通过