(压轴题)高中物理选修二第二章《电磁感应》检测(有答案解析)(4)

一、选择题

1．(0分)[ID：128569]如图所示，MPQN是边长为L和2L的矩形，由对角线MQ、NP与MN、PQ所围的两个三角形区域内充满磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场。边长为L的正方形导线框，在外力作用下水平向右匀速运动，右边框始终平行于MN。设导线框中感应电流为i且逆时针流向为正。若t0时右边框与MN重合，tt1时右边框刚好到G点，则右边框由MN运动到PQ的过程中，下列it图像正确的是（ ）

A． B．

C． D．

2．(0分)[ID：128562]如图所示的电路中，A，B，C是三个完全相同的灯泡，L是自感系数很大的电感，其直流电阻与定值电阻R阻值相等，D是理想二极管．下列判断中正确的是（ ）

A．闭合开关S的瞬间，灯泡A和C同时亮 B．闭合开关S的瞬间，只有灯泡C亮 C．闭合开关S后，灯泡A，B，C一样亮

D．断开开关S的瞬间，灯泡B，C均要闪亮一下再熄灭

3．(0分)[ID：128553]如图所示，A、B两个闭合单匝线圈用完全相同的导线制成，半径rA=3rB，图示区域内有匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀减小，则（ ）

A．A、B线圈中产生的感应电动势EA:EB=3:1 B．A、B线圈中产生的感应电动势EA:EB=6:1 C．A、B线圈中产生的感应电流IA:IB=3:1 D．A、B线圈中产生的感应电流IA:IB=1:1

4．(0分)[ID：128551]如图所示,置于匀强磁场中的金属圆盘和边缘各引出一根导线,与套在铁芯上部的线圈A相连，套在铁芯下部的线圈B引出两根导线接在两根水平光滑导轨上，导轨上有一根金属棒ab静止处在垂直于纸面向外的匀强磁场中，下列说法正确的是 （ ）

A．圆盘顺时针加速转动时，ab棒将向右运动 B．圆盘顺时针匀速转动时，ab棒将向右运动 C．圆盘顺时针减速转动时，ab棒将向右运动 D．圆盘逆时针加速转动时，ab棒将向左运动

5．(0分)[ID：1288]如图所示，在半径为R圆形区域内存在垂直于平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，圆外无磁场。一根长为2R的导体杆ab水平放置，a端处在圆形磁场的边界，现使杆绕a端以角速度为逆时针匀速旋转180°，在旋转过程中（ ）

A．b端的电势始终高于a端 B．ab杆电动势最大值EBR2

C．全过程中，ab杆平均电动势EBR2 D．当杆旋转120时，ab间电势差

UAB1BR2 26．(0分)[ID：1280]如图所示，在一水平光滑绝缘塑料板上有一环形凹槽，有一带正电小球质量为m、电荷量为q，在槽内沿顺时针做匀速圆周运动，现加一竖直向上的均匀变化

的匀强磁场，且B逐渐增加，则( )

A．小球速度变大 B．小球速度变小 C．小球速度不变 D．以上三种情况都有可能

7．(0分)[ID：128534]在空间存在着竖直向上的各处均匀的磁场，将一个不变形的单匝金属圆线圈放入磁场中，规定线圈中感应电流方向如图甲所示的方向为正．当磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示时，图丙中能正确表示线圈中感应电流随时间变化的图线是（ ）

A． B．

C． D．

8．(0分)[ID：128527]如图所示，绝缘水平面上有两个离得很近的导体环a、b.将条形磁铁沿它们的正中向下移动(不到达该平面)，a、b将如何移动( )

A．a、b将相互远离 C．a、b将不动

B．a、b将相互靠近 D．无法判断

9．(0分)[ID：128524]关于感应电动势、磁通量、磁通量的变化量，下列说法不正确的是

（ ）

A．穿过回路的磁通量越大，磁通量的变化量不一定越大，回路中的感应电动势也不一定越大

B．穿过回路的磁通量的变化量与线圈的匝数无关，回路中的感应电动势与线圈的匝数有关 C．穿过回路的磁通量的变化率为0，回路中的感应电动势一定为0 D．某一时刻穿过回路的磁通量为0，回路中的感应电动势一定为0

10．(0分)[ID：128517]如图所示，将矩形线圈在M位置竖直上抛，穿过水平匀强磁场区域一直上升到位置P再落下。已知线框在下落过程中经过位置N时作减速运动，加速度大小为a下；上升过程中通过位置N时的加速度大小为a上，则一定有（ ）

A．g＜a上＜2g

B．a上＞2g C．a下＜g D．a下＞g

11．(0分)[ID：128515]半径为r带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接，两板间距为d，如图所示．有一变化的磁场垂直于纸面，规定向内为正，变化规律如图所示。在t＝0时刻平板之间中心有一重力不计，电荷量为q的静止粒子，则以下说法正确的是( )

A．第2秒末粒子回到了原来位置 B．第2秒内上极板为正极 C．第3秒内上极板为负极

0.2r2D．第2秒末两极板之间的电场强度大小为

d12．(0分)[ID：128493]如图为手机及无线充电板。如图为充电原理示意图。充电板接交流电源，对充电板供电，充电板内的送电线圈可产生交变磁场，从而使手机内的受电线圈产生交变电流，再经整流电路转变成直流电后对手机电池充电，下列说法正确的是（ ）

A．手机外壳用金属材料制作可以减少能量损耗

B．如果图示方向的磁场在变强，受电线圈中c点的电势高于d点的电势

C．在送电线圈电压不变的情况下，增加送电线圈匝数可以提高受电线圈的电压 D．受电线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同

二、填空题

13．(0分)[ID：128681]如图所示，图1和图2为一电动势为E的电源与阻值为R的电阻，接在两间距为l的平行导轨左端，两导轨间有垂直纸面向里磁感应强度为B的匀强磁场（未画出），图1将一导体棒垂直导轨放置，图2将一导体棒与导轨成θ角放置，导轨与导体棒电阻不计，则两导体棒受到的安培力F1=___________，F2=__________。图3和图4为一电阻连在同样相距为l的两平行导轨间，导轨间有磁感应强度为B的垂直纸面向里的匀强磁场（未画出），图3将一导体棒垂直导轨放置，图4将导体棒与导轨成θ角放置，两导体棒均以平行于导轨方向的速度v向右运动，则感应电动势E3= _________，E4= ________ 。

14．(0分)[ID：128673]如图所示，把一根条形磁铁从同样高度插到线圈中同样的位置处，第一次快插，第二次慢插，两情况下线圈中产生的感应电动势的大小关系是E1 E2；通过线圈截面电量的大小关系是ql q2。

15．(0分)[ID：128630]如图所示，一矩形线圈与长直通电导线在同一平面内，且长直导线位于线圈的正中间的右侧，现使导线中的电流增大，则矩形线圈中产生的感应电流方向为______，导线框所受的磁场力的方向为_________.

16．(0分)[ID：128617]如图所示，质量为m、电阻为R、边长为l的正方形闭合单匝导线框，从距离有水平边界的匀强磁场上方某一高度h处由静止开始自由下落，磁感应强度为B，线框下落过程中其底边始终保持水平，线框平面保持与磁场方向垂直.为使该线框在进入磁场过程中做匀速运动，则它开始下落的高度h______.在线框全部进入磁场的过程中，通过导线截面的电荷量q________.

17．(0分)[ID：128610]如图所示，水平放置的U型导轨足够长，处在磁感应强度B＝5T的匀强磁场中，导轨宽度L＝0.2 m，可动导体棒ab质量m＝2.0kg，电阻R＝0.1Ω，其余电阻可以忽略，现在水平外力F＝10 N的作用下，由静止开始运动了x＝40cm后，速度达最大，求棒ab由棒静止达到最大速度过程中，棒ab上产生的热量Q＝________。

18．(0分)[ID：128605]如图所示，L是一个带铁芯的电感线圈，R为纯电阻，两条支路的直流电阻相等．A1和A2是完全相同的两个双偏电流表，当电流从“+”接线柱流入电流表时指针向右偏，反之向左偏．在开关K合上到电路稳定前，电流表A1的偏角________电流表A2的偏角，A1指针向________偏，A2指针向________偏；电路稳定后，再断开开关K，在断开K后的短时间内，A1的偏角________ A2的偏角，A1指针向________偏，A2指针向________偏．（选填“左”、“右”、“大于”、“等于”或“小于”）

19．(0分)[ID：128604]如图所示，条形磁铁移近螺线管时螺线管和条形磁铁之间________（填“有”或“无”）相互电磁作用力；螺线管中A点电势________ B点电势．（填“高于”或“低于”）

20．(0分)[ID：128600]现代科学研究中常要用到高速电子，电子感应加速器就是利用感生电场使电子加速的设备． 它的基本原理如图所示，上、下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室，电子在真空室中做圆周运动． 电磁铁线圈电流的大小、方向可以变化，产生的感生电场使电子加速．上图为侧视图，下图为真空室的俯视图，如果从上向下看，电子沿逆时针方向运动．已知电子的电荷量为e，电子做圆周运动的轨道半径为r，因电流变化而产生的磁感应强度随时间的变化率为

Bk（k为一定值）． t

（1）为使电子加速，感生电场的方向应该沿__________ 方向（填“顺时针”或“逆时针”）； （2）为使电子加速，当电磁铁线圈电流的方向与图示方向一致时，电流的大小应该_______（填“增大”或“减小”）；

（3）电子在圆形轨道中加速一周的过程中，感生电场对电子所做的功为___________．

三、解答题

21．(0分)[ID：128767]如图所示，在竖直向下的磁感应强度B的匀强磁场中，有两根足够长的平行光滑金属轨道MN、PQ固定在水平面内，相距L，一质量为m、电阻为R1的导体棒ab垂直放在轨道上，与轨道接触良好。轨道左端M点接一单刀双掷开关S，P点与一电动势为E、内阻为r的电源和定值电阻R2相连接，不计轨道的电阻。 （1）求开关S合向1瞬间导体棒的加速度a；

（2）开关S合向1，在导体棒速度等于v时把S合到2，导体棒运动x后停下来，求S合到2的瞬间导体棒的电功率P；

（3）若从开关S合向接线柱1到导体棒速度等于v的过程中，通过电源的电量为q，则此过程中导体棒R1上产生的电热QR。

22．(0分)[ID：128731]如图所示，两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L，导轨平面与水平面夹角a，导轨电阻不计。磁感应强度为B的匀强磁场垂直导轨平面向上，长为L的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，金属棒的质量为m、电阻为R。定值电阻的阻值也为R，重力加速度为g，闭合开关S，现将金属棒由静止释放。

(1)求金属棒下滑的最大速度va；

(2)金属棒从静止开始下滑距离为s0时速度恰好达到最大，求该过程通过金属棒的电量q； (3)求该过程中金属棒的生热Q。

23．(0分)[ID：128730]如图，绝缘、光滑斜面倾角θ=37∘，在区域I内有垂直于斜面向上的匀强磁场，区域II内有垂直于斜面向下的匀强磁场，磁感应强度大小均为B=1T，宽度均为d=0.4m，MN为两磁场的分界线。质量为0.06kg的矩形线框abcd，边长分别为L=0.6m和d=0.4m，置于斜面上端某处，ab边与磁场边界、斜面底边平行。由静止释放线框，线框沿斜面下滑，恰好匀速进入区域I。已知线框的总电阻R=0.5Ω。

(1)求ab边在区域I内运动时，线框的速度v0的大小和线框的发热功率P；； (2)求当ab边刚进入区域Ⅱ时，线框的加速度a大小和此时线框的发热功率P； (3)将ab边进入区域Ⅱ时记为t=0时刻，定性地描述ab在进入区域II到ab到达区域II下边界的过程中，线框运动的速度和加速度的变化情况。

24．(0分)[ID：128729]如图，MN、PQ两条平行的粗糙金属轨道与水平面成θ=37°角，轨距为L=1m，质量为m=0.6kg的金属杆ab水平放置在轨道上，其阻值r=0.1Ω。空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度为B=0.5T。P、M间接有R1=4Ω的电阻，Q、N间接有R2=6Ω的电阻。杆与轨道间的动摩擦因数为μ=0.5，若轨道足够长且电阻不计，现从静止释放ab，当金属杆ab运动的速度为10m/s时，求：（重力加速度

g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8） (1)金属杆ab之间的电压； (2)金属杆ab运动的加速度大小。 (3)金属杆ab在下滑过程中的最大速度。

25．(0分)[ID：128728]如图所示，足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置，磁感应强度B=0.50T的匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的上端M与P间连接阻值为R=0.30Ω的电阻，导轨宽度L=0.40m。金属棒ab紧贴在导轨上，其电阻r=0.2Ω。现使金属棒ab由静止开始下滑，通过传感器记录金属棒 ab下滑的距离 h与时间t的关系如下表所示。（导轨电阻不计，g=10m/s2） 时间 t/s 下滑距离 h/m 0 0 0.20 0.18 0.40 0.60 0.60 1.20 0.80 1.95 1.00 2.80 1.20 3.80 1.40 4.80 1.60 5.80 1.80 6.80 求：

(1)在前0.6s时间内，电路中的平均电动势； (2)金属棒下滑的最终速度v以及金属棒的质量m； (3)在前1.60s的时间内，电阻R上产生的热量QR。

26．(0分)[ID：128698]一个闭合回路由两部分组成，如图所示，右侧水平面上是匝数

n20，电阻为r1Ω的圆形导线圈，线圈所围面积S为0.2m2，置于竖直向上均匀增

强的磁场B1中，B1随时间的变化率为0.2T/s；左侧是倾角为37的足够长平行金属导轨，宽度为d0.5m，导轨电阻及与线圈连接的导线电阻均忽略不计。磁感应强度为

B20.5T的匀强磁场垂直导轨平面向下，且只分布在左侧区域，ab是一个质量为

m0.05kg、电阻为R3Ω的导体棒，棒与导轨垂直且与导轨间动摩擦因数为

0.5，将ab棒由静止释放，g取10m/s2，sin370.6，cos370.8。求：

(1)刚释放瞬间，ab棒中的电流及ab棒的加速度a； (2)ab棒最终匀速运动时，速度的大小。

【参】

2016-2017年度第*次考试试卷 参

**科目模拟测试

一、选择题 1．B 2．B 3．C 4．C 5．C 6．A 7．B 8．A 9．D 10．B 11．B 12．D

二、填空题 13．BlvBlv

14．大于等于

15．顺时针向右【解析】 16． 17．3J

18．小于右右等于右左【解析】【分析】电路中有线圈当通过线圈的电流发生变化时会产生感应电动势去阻碍线圈中电流变化 19．无低于

20．顺时针增大【解析】（1）电子受力方向与电场方向相反电子逆时针加速所以感生电场应沿顺时针方向；（2）图示方向的电流产生的磁场方向向上根据楞次定律要产生顺时针方向的感生电场电流应增大；（3）根据法拉第电

三、解答题 21． 22． 23． 24． 25． 26．

2016-2017年度第*次考试试卷 参考解析

【参考解析】

**科目模拟测试

一、选择题 1．B

解析：B

0~t1内是线框的前边向右进入磁场，根据右手定则知感应电流为逆时针(正)，而切割磁感线的有效长度随着水平位移而均匀减小，则感应电流的大小均匀减小；

t1~2t1内，线框的前后双边同向同速切割相反的磁场，双源相加为总电动势，电流方向为顺时针(负)，两边的有效长度之和等于L，则电流大小恒定。 故选B。

2．B

解析：B

AB．闭合电键S，线圈的电流要增大，线圈中产生自感电动势阻碍电流的增大，闭合电键S的瞬间，通过线圈的电流为零，灯泡A不亮；理想二极管具有单向导电性，灯泡B不亮；灯泡C与电阻相连，闭合电键S的瞬间灯泡C立即发光，故A错误，B正确；

C．闭合电键S后，灯泡B不亮；稳定时，线圈中不产生感应电动势，L的直流电阻与定值电阻R阻值相等，则稳定后A、C一样亮，故C错误；

D．断开电键S的瞬间，C中原来的电流要立即减至零；线圈中电流要减小，线圈产生自感电动势阻碍电流的减小，线圈中电流不会立即消失，这个自感电流通过B、C形成回路，B、C中电流比线圈中小；稳定时灯泡B不亮，A、C一样亮；则断开电键S灯B要闪亮一下熄灭，灯AC逐渐熄灭，故D错误； 故选B。

3．C

解析：C

AB．根据法拉第电磁感应定律，可得

En则有

Bnr2 tt2EArA(3rB)292 EBrB2rB1故AB错误；

CD．设线圈单位长度的电阻为R，根据闭合电路的欧姆定律有

I联立解得

E 2rRIAEArB913 IBEBrA131故C正确，D错误。 故选C。

4．C

解析：C

A．由右手定则可知，圆盘顺时针加速转动时，感应电流从圆心流向边缘，线圈A中产生

的磁场方向向下且磁场增强。由楞次定律可知，线圈B中的感应磁场方向向上，由右手螺旋定则可知，ab棒中感应电流方向由a→b。由左手定则可知，ab棒受的安培力方向向左，ab棒将向左运动。故A错误；

B．当圆盘顺时针匀速转动时，线圈A中产生恒定的电流，那么线圈B的磁通量不变，则ab棒没有感应电流，则将不会运动，故B错误；

C．同A的分析可知，若圆盘顺时针减速转动时，则ab棒将向右运动，故C正确； D．由右手定则可知，圆盘逆时针加速转动时，感应电流从边缘流向圆心，线圈A中产生的磁场方向向上且磁场增强。由楞次定律可知，线圈B中的感应磁场方向向下，由右手螺旋定则可知，ab棒中感应电流方向由b→a。由左手定则可知，ab棒受的安培力方向向右，ab棒将向右运动，故D错误。 故选C。

5．C

解析：C

A．根据右手定则，a端为电源正极，b端负极，故A错误； B．当导体棒和直径重合时，ab杆切切割磁感线的有效长度

l2R

ab杆切割磁感线产生的感应电动势为

E故B错误；

C．根据法拉第电磁感应定律可知，全过程中，ab杆平均电动势为

12Bl2BR2 2E故C正确；

BR2 tD．当120时，ab杆切切割磁感线的有效长度

l3R

ab杆切割磁感线产生的感应电动势为

E故D错误。 故选C。

123BlBR2 226．A

解析：A

磁感应强度竖直向上，B随时间成正比增加，由楞次定律可知，变化的磁场产生的感生电场沿顺时针方向；小球带正电，小球所受电场力沿顺时针方向，与小球的运动方向相同，小球做加速运动，速度逐渐增加，故A正确，BCD错误．

7．B

解析：B

试题分析：根据法拉第电磁感应定律EBS，由于线圈面积不变，所以感应电动tt势与磁感应强度的变化率即Bt图像的斜率成正比，根据Bt图像，01s感应电动势为定值，感应电流为定值，1s2s感应电动势为0，感应电流为0，2s4s感应电动势为定值而且是01s感应电动势的一半，感应电流也是01s感应电流的一半，对照选项CD错．根据楞次定律01s向上的磁通量增大，感应电流沿正方向，选项A错B对． 考点：电磁感应定律 楞次定律

8．A

解析：A 【解析】

根据Φ=BS,磁铁向下移动过程中B增大,所以穿过每个环中的磁通量都有增大的趋势，由于S不可改变,为阻碍磁通量增大,导体环应该尽量远离磁铁,所以a、b将相互远离.

9．D

解析：D

A．穿过回路的磁通量越大，磁通量的变化量不一定越大，根据E＝n感应电动势也不一定越大，选项A正确，不符合题意； B．穿过回路的磁通量的变化量与线圈的匝数无关，根据E＝n动势与线圈的匝数有关，选项B正确，不符合题意； C．根据E＝n

可知，回路中的t可知，回路中的感应电t可知，穿过回路的磁通量的变化率为0，回路中的感应电动势一定为t0，选项C正确，不符合题意；

D．某一时刻穿过回路的磁通量为0，磁通量变化率不一定为零，回路中的感应电动势不一定为0，选项D错误，符合题意。 故选D。

10．B

解析：B

线框向上运动经过N点时，线框受到向下的重力和向下的安培力，则

mgF安=ma上

线框在下落过程中经过位置N时作减速运动，则加速度向上，此时向上的安培力

'F安mg，则

'F安-mg=ma下

由能量关系可知，上升经过N点时的速度大于下降经过N点时的速度，则

'F安F安

则

ma上=mgF安mgF'安2mg

则

a上＞2g

而a下与g的大小关系不能确定，故选项B正确，ACD错误。 故选B。

11．B

解析：B

D．由图可知，B-t图像的斜率大小不变，线圈面积不变，根据法拉第电磁感应定律可知

Br2E感S(V)

t10感应电动势大小不变； 两极板之间的电场强度大小为

E感r2 Ed10d两极板之间的电场强度大小也不变。 故D错误；

B．由图象可知，在第1s内，磁场垂直于纸面向内，磁感应强度变大，穿过金属圆环的磁通量变大，假设环闭合，由楞次定律可知，感应电流磁场与原磁场方向相反，即感应电流磁场方向垂直于纸面向外，然后由安培定则可知，感应电流沿逆时针方向，由此可知，上极板电势低，是负极，下板是正极，场强方向向上，同理在第2s内和第3s内，上极板电势高，是正极，下板是负极，场强方向向下；故B正确，C错误；

A．电场强度大小不变，电场力大小不变，加速度大小不变，不失一般性，假定带电粒子带正电，第1s内电向上做初速度为0的匀加速运动，第2s内电向上做末速度为0的匀减速运动，所以带电粒子一直向上运动，第2秒末粒子不会回到了原来位置。故A错误。 故选B。

12．D

解析：D

A．手机外壳使用金属材料会屏蔽电磁波，导致无线充电不能完成，故A错误；

B．根据楞次定律可知，受电线圈内部产生的感应电流方向俯视为顺时针，受电线圈中感应电流方向由c到d，受电线圈相当于充电电流的电源，电源内部从电流从负极向正极运动，故d点的电势高，故B错误；

C．该设备电磁感应原理，因此根据原、副线圈感应电动势公式变形可得

U2U1n2 n1则当送线圈匝数n1增加时，受电线圈的电压U2减小，故C错误。

D．该设备采用的是电磁感应原理，因此当发射线圈中电流方向改变时，受电线圈中的电流方向也会改变，即受电线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同，故D正确。 故选D。

二、填空题 13．BlvBlv 解析：

BElBEl Blv Blv RRsinE R[1]图1中通电导体棒垂直磁场放置，则电流为

I故导体棒所受安培力为

F1BIlBEl R[2]图2中通电导体棒依然垂直磁场放置，则电流为

I而通电导体棒的有效长度为

E Rl效=故导体棒所受安培力为

l sinBEl RsinF1BIl效[3]图3将一导体棒垂直导轨放置垂直切割磁感线，产生的感应电动势为

E3Blv

[4]图4导体棒沿速度方向垂直切割磁感线的有效长度为l，故产生的感应电动势为

E3Blv14．大于等于

解析：大于，等于

[1]快插时穿过线圈的磁通量变化率比慢插时的大，根据公式En可得 tE1E2

[2]通过截面的电荷量为

qItt tRR因为两种情况下都是从同样高度插到线圈中同样的位置处，所以磁通量变化量相同，线圈的电阻相同，所以两种情况通过的电荷量相同。

15．顺时针向右【解析】

解析：顺时针 向右 【解析】

[1]根据题意可知导线右边的线框中磁场方向垂直纸面向里，导线左边的线框中磁场方向垂直纸面向外，由于导线位于线圈的正中间偏右位置，所以左侧穿过线圈的磁通量大于右侧的，穿过线圈的总磁通量方向为垂直纸面向外，故当电流增大时，穿过线圈的磁通量增

大，根据楞次定律可知感应电流为顺时针方向；

[2]线圈上下两个边框受力平衡，左侧边框处所受安培力向右，右侧边框所受安培力方向向右，故线框所受到的安培力方向向右。

16．

m2gR2Bl2 2B4l4R[1]当线框进入磁场匀速运动，有：

B2l2v mgBILR则：

v进入磁场前做自由落体运动，有：

mgR22 Blv22gh

可得：

v2m2gR2h 442g2Bl[2]进入磁场的过程通过线框截面的电量为：

EBl217．3J qIttRRR解析：3J

B2L2v导体棒受到的安培力为F安=BIL

RB2L2v当导体棒做匀速直线运动时速递最大，由平衡条件得：Fmg

R在整个运动过程中，由动能定理：FxmgxWF安而由功能关系：WF安=Q 联立解得：Q【点睛】

导体棒在水平方向受到三个了：拉力、安培力与摩擦力，应用安培力公式、平衡条件、能量守恒定律即可正确解题．

12mvm0 23J

18．小于右右等于右左【解析】【分析】电路中有线圈当通过线圈的电流发生变化时会产生感应电动势去阻碍线圈中电流变化

解析：小于 右 右 等于 右 左 【解析】 【分析】

电路中有线圈，当通过线圈的电流发生变化时会产生感应电动势去阻碍线圈中电流变化． 在开关K合上到电路稳定前，由于L的自感的影响，电流表A1的偏角 小于电流表A2的偏角，A1指针向 右偏，A2指针向 右偏；

电路稳定后，再断开开关K，在断开K后的短时间内，L与R、以及电流表A、B组成闭合回路，由于L阻碍电流的减小，所以A1的偏角 等于A2的偏角，A1指针仍然向右偏，A2指针的方向与原来相反，是向左偏． 【点睛】

线圈电流增加，相当于一个电源接入电路，线圈左端是电源正极．当电流减小时，相当于一个电源，线圈左端是电源负极．

19．无低于

解析：无 低于

条形磁铁移近螺线管时，由于螺线管不闭合，不产生感应电流，所以螺线管和条形磁铁之间无相互电磁作用力；

条形磁铁移近螺线管时，螺线管磁通量增加，根据楞次定律可知螺线管中感应电动势方向从A指向B，A端相当于电源的负极，B端相当于电源的正极，则A点电势低于B点电势． 【点睛】

解决本题要明确产生感应电流的必要条件是电路必须闭合，没有感应电流，线圈不受安培力．根据楞次定律判断感应电动势的方向，即可判断电势的高低．

20．顺时针增大【解析】（1）电子受力方向与电场方向相反电子逆时针加速所以感生电场应沿顺时针方向；（2）图示方向的电流产生的磁场方向向上根据楞次定律要产生顺时针方向的感生电场电流应增大；（3）根据法拉第电

解析：顺时针 增大 ker2 【解析】

（1）电子受力方向与电场方向相反，电子逆时针加速，所以感生电场应沿顺时针方向； （2）图示方向的电流产生的磁场方向向上，根据楞次定律，要产生顺时针方向的感生电场，电流应增大；

（3）根据法拉第电磁感应定律E=

ΔB×πr2=kπr2 Δt加速一周感生电场对电子所做的功：W=eE= keπr2

点睛：根据负电荷受力分析与电场方向的关系确定感生电场的方向；根据楞次定律确定电流的变化；根据法拉第电磁感应定律求出感应电动势，根据W=qU求出感生电场对电子所做的功．

三、解答题

21．

BELR112B2L2v2R1(qEmv) 3（1）； 方向水平向右；（2）；（）2mR1rRr2(R1R2)1(1)电路的电流

I安培力

E R1rILBma

导体棒的加速度

a由左手定则，安培力方向水平向右； (2)导体棒产生的电动势

BEL

mR1rE1=BLv

电路电流

I1导体棒的电功率

E1

R1R2PI12R1

B2L2v2R1P

(R1R2)2(3)此过程中电路中产生的总电热Q

1qEQmv2

2在电阻R上产生的电热

QRQRR1Q R1rR11(qEmv2)22． R1r2BLs02mgRsina1m2g2R2sin2a(1)；(2)；(3)mgs0sina -

B2L22R2B4L41）当金属棒匀速下滑时速度最大，由平衡条件有

mgsinaBIL

根据闭合回路欧姆定律得

I联立解得

EBlva, 2R2Rva(2)该过程通过金属棒的电量为

2mgRsina

B2L2qIt

根据闭合回路欧姆定律得

I联立解得，该过程通过金属棒的电量

EBLv 2R2Rq(3)根据能量守恒定律得

BLvtBLs0

2R2R12mv2Q 2mgsinas0解得，该过程中金属棒的生热

1m3g2R2sin2a23． Qmgs0sina -442BL（1）0.5m/s；0.18W；（2）18m/s2，0.72W；（3）见解析 （1）ab边在区域I内匀速运动，根据力的平衡可得

B2L2v0 mgsin37BILR解得v0=0.5m/s 感应电流为

I则线框的发热功率

BLv00.6A RPI2R0.18W

（2）ab边刚进入区域Ⅱ时，线框的速度仍为v0=0.5m/s，ab、cd两条边同时切割磁感线，线框中的感应电动势为

E2BLv00.6V

感应电流为

IE1.2A Rab、cd两条边同时受到向上的安培力，线框一条边受到的安培力为

FABIL0.72N

根据牛顿第二定律有

2FAmgsinma

解得a=18m/s2

此时线框的发热功率为

PI2R0.72W

（3）ab边从MN运动到区域Ⅱ下边界的过程中，根据牛顿第二定律可得

4B2L2vmgsin2FAmgsinma

R加速度与运动方向相反，棒做减速运动，随着速度的减小，加速度也逐渐减小。

24．

(1)4.8V；(2)m/s；(3)12m/s

(1)当金属杆ab运动的速度为10m/s时，ab杆产生的感应电动势为

132EBLv0.5110V5V

R1与R2并联的总电阻为

R流过ab杆的电流为

R1R246Ω2.4Ω

R1R246E5A2A Rr2.40.1I金属杆ab之间的电压为

UIR22.4V4.8V

(2)杆ab受到的安培力为

F安BIL0.521N1N

对杆ab分析，根据牛顿第二定律得

mgsinmgcosF安ma

代入数据解得金属杆ab运动的加速度大小为

1am/s2

3(3)设金属杆的最大速度为v1，则有

mgsinmgcosBLI10

根据闭合电路欧姆定律

I1代入数据解得

BLv1 Rrv112m/s25．

(1)0.4V；(2)5m/s，0.04kg；(3)1.092J

(1)在t1=0.6 s时间内金属棒ab下滑的距离h1=1.2 m，设其中的电动势平均值为E1，则

E1BLh1 tt1解得

E10.4V?

(2)从表格中数据可知，1.00s后棒做匀速运动，设速度为v，电动势为E，回路中的电流为I，金属棒受到的安培力为F，则

v电动势为

h5m/s tEBLv

根据闭合电路欧姆定律可知

I则根据平衡条件

E RrFBIL=mg

解得

m0.04kg

(3)棒在下滑过程中，有重力和安培力做功，克服安培力做的功等于回路的焦耳热，根据能量守恒

mgh22串联电路，根据焦耳定律QIRt可知

12mvQ 23QRQ1.092J26．

5(1)0.2A ，3m/s2，(2)9.6m/s。

(1)根据法拉第电磁感应定律可得线圈中产生的感应电动势为：

E1nB1S200.20.2V0.8V tE10.2A Rr回路的电流为：

I1根据楞次定律可知ab中的电流方向从b到a，根据左手定则可知安培力方向沿斜面向下；根据牛顿第二定律可得：

mgsinB2I1dmgcosma

代入数据解得：a3m/s2，方向沿导轨向下；

(2)导体棒匀速运动时受力平衡，安培力方向沿导轨向上，根据平衡条件可得：

mgsinB2I2dmgcos

解得：I20.4A

根据闭合电路的欧姆定律可得：

I2E2E1B2dvE1 RrRr解得：v9.6m/s。