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章末檢測(cè)試卷（第二章）
（滿分：100分）　
一、單項(xiàng)選擇題（本題共7小題，每小題4分，共28分。 在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。）
1.（2024·佛山市高二期中）如圖所示為某同學(xué)制作的簡(jiǎn)易硬幣檢測(cè)儀示意圖，斜面里安裝有金屬線圈，線圈接上供電及電流檢測(cè)裝置，當(dāng)硬幣從斜面頂端滑下時(shí)，根據(jù)檢測(cè)到的線圈中的電流情況，可判斷硬幣的幣值。下列說(shuō)法正確的是（　　　　）
A.硬幣經(jīng)過(guò)線圈上方，加速度保持不變
B.硬幣經(jīng)過(guò)線圈上方，硬幣會(huì)產(chǎn)生電流
C.硬幣不經(jīng)過(guò)線圈上方時(shí)，線圈中沒(méi)有電流
D.不同硬幣經(jīng)過(guò)線圈上方，線圈電流變化相同
2.A、B兩閉合圓形導(dǎo)線環(huán)用相同規(guī)格的導(dǎo)線制成，它們的半徑之比rA∶rB=2∶1，在兩導(dǎo)線環(huán)包圍的空間內(nèi)存在一正方形邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向垂直于兩導(dǎo)線環(huán)所在的平面，如圖所示。在磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻增大的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（　　　　）
A.兩導(dǎo)線環(huán)內(nèi)所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等
B.A環(huán)內(nèi)所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大于B環(huán)內(nèi)所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
C.流過(guò)A、B兩導(dǎo)線環(huán)的感應(yīng)電流的大小之比為1∶4
D.流過(guò)A、B兩導(dǎo)線環(huán)的感應(yīng)電流的大小之比為1∶1
3.為了減少汽車行駛中的振動(dòng)，汽車的車體與車輪之間采用了電磁阻尼懸掛連接。如圖為電磁阻尼懸掛系統(tǒng)的簡(jiǎn)化原理圖，車體上安裝線圈1、2，分別與電阻R1、R2構(gòu)成回路。當(dāng)車輪上下振動(dòng)時(shí)會(huì)帶動(dòng)磁體在線圈1、2之間上下移動(dòng)，磁體上端為N極，下列說(shuō)法中正確的是（　　　　）
A.當(dāng)車輪帶動(dòng)磁體上移時(shí)，通過(guò)電阻R1的電流從下往上
B.當(dāng)車輪帶動(dòng)磁體下移時(shí)，通過(guò)電阻R2的電流從上往下
C.當(dāng)車輪帶動(dòng)磁體上移時(shí)，線圈1對(duì)磁體有吸引作用
D.當(dāng)車輪帶動(dòng)磁體下移時(shí)，線圈2對(duì)磁體有吸引作用
4.（2023·清遠(yuǎn)市部分名校聯(lián)考）如圖所示，虛線左側(cè)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直紙面向外，右側(cè)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直紙面向里。一金屬小球從固定的光滑絕緣圓弧軌道上的點(diǎn)a無(wú)初速度釋放后向右側(cè)運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)b的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（　　　　）
A.a、b兩點(diǎn)等高
B.小球在最低點(diǎn)處于平衡狀態(tài)
C.小球在穿過(guò)虛線時(shí)內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生渦流
D.小球在穿過(guò)虛線時(shí)受到豎直向上的磁場(chǎng)力
5.如圖所示，MN和PQ是豎直放置的兩根平行光滑金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)且電阻不計(jì)，MP間接有一定值電阻R，電阻為r的金屬桿cd保持與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。桿cd由靜止開(kāi)始下落并開(kāi)始計(jì)時(shí)，桿cd兩端的電壓U、桿cd所受安培力的大小F隨時(shí)間t變化的圖像，合理的是（　　　　）
A　　　　 　　　B　　　　 　C　　　　 　　　D
6.如圖所示，傾角為θ的光滑絕緣斜面下半部分存在垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一單匝圓形線圈用細(xì)繩掛在斜面上，圓心恰好位于磁場(chǎng)邊界。從t=0開(kāi)始，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的規(guī)律為B=kt（k為常數(shù)，且k>0）。圓形線圈半徑為r，磁場(chǎng)變化過(guò)程中線圈始終靜止在斜面上，則（　　　　）
A.線圈有收縮的趨勢(shì) B.t1時(shí)刻，穿過(guò)線圈的磁通量為πr2kt1
C.線圈感應(yīng)電流逐漸增大 D.繩子的拉力逐漸增大
7.如圖，兩條間距為L(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面（紙面）內(nèi)，其左端接一阻值為R的電阻；一金屬棒垂直放置在兩導(dǎo)軌上；在MN左側(cè)面積為S的圓形區(qū)域中存在垂直于紙面向里的均勻磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B隨時(shí)間t的變化關(guān)系為B=kt，式中k為常量，且k>0；在MN右側(cè)區(qū)域存在一與導(dǎo)軌垂直、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。t=0時(shí)刻，金屬棒從MN處開(kāi)始，在水平拉力F作用下以速度v0向右勻速運(yùn)動(dòng)。金屬棒與導(dǎo)軌的電阻及摩擦均可忽略。則（　　　　）
A.在t時(shí)刻穿過(guò)回路的總磁通量為B0Lv0t
B.電阻R上的電流隨時(shí)間均勻增大
C.在時(shí)間Δt內(nèi)流過(guò)電阻的電荷量為Δt
D.金屬棒所受的水平拉力F隨時(shí)間均勻增大
二、多項(xiàng)選擇題（本題共3小題，每小題6分，共18分。 在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求。 全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得 0分。）
8.如圖甲所示，一矩形線圈abcd位于一變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)，磁場(chǎng)方向垂直于線圈所在的平面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示。用I表示線圈中的感應(yīng)電流，取順時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎挥肍表示bc邊受到的安培力，取水平向右為正。則下列圖像正確的是（　　　　）
A　　 　　　　B　　　 　　　C　　　　　　　D
9.（2023·廣州市南海中學(xué)高二期末）兩根足夠長(zhǎng)的光滑導(dǎo)軌豎直放置，間距為L(zhǎng)，底端接阻值為R的電阻。將質(zhì)量為m的金屬棒懸掛在一個(gè)固定的輕彈簧下端，金屬棒和導(dǎo)軌垂直且接觸良好，導(dǎo)軌所在平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直，如圖所示。除電阻R外其余電阻不計(jì)。現(xiàn)將金屬棒從彈簧原長(zhǎng)位置由靜止釋放。則（　　　　）
A.釋放瞬間金屬棒的加速度等于重力加速度
B.金屬棒向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，流過(guò)電阻R的電流方向?yàn)閍→b
C.金屬棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受安培力的方向始終與運(yùn)動(dòng)方向相反
D.電阻R上產(chǎn)生的總熱量等于金屬棒重力勢(shì)能的減少量
10.（2023·廣東省實(shí)驗(yàn)中學(xué)高二月考）兩根相互平行的光滑金屬導(dǎo)軌水平放置于如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，與導(dǎo)軌接觸良好的導(dǎo)體棒AB和CD可以自由滑動(dòng)。當(dāng)AB在水平恒力F作用下向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（　　　　）
A.導(dǎo)體棒CD內(nèi)有電流通過(guò)，方向是C→D
B.磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)體棒CD的作用力向左
C.導(dǎo)體棒CD的加速度大小趨于恒定值
D.導(dǎo)體棒AB與CD間的距離趨于恒定值
三、非選擇題（本題共5小題，共54分。）
11.（8分）某學(xué)習(xí)小組研究自感現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)為1.5 V，人兩手間電阻約為100 kΩ，L為自感系數(shù)很大的電感線圈，當(dāng)開(kāi)關(guān)S1和S2都閉合穩(wěn)定時(shí)，電流表A1、A2的示數(shù)分別為0.5 A和0.3 A；當(dāng)斷開(kāi)S2，閉合S1，電路穩(wěn)定時(shí)電流表A1、A2的示數(shù)都為0.4 A。電流表為理想電表，實(shí)驗(yàn)前先將兩開(kāi)關(guān)都斷開(kāi)。
（1）（2分）由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以測(cè)得自感線圈L的直流電阻　　　　　　 Ω；
（2）（2分）先將S1和S2閉合，穩(wěn)定后再突然斷開(kāi)S1有可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是　　　；
A.小燈泡閃亮一下逐漸熄滅　B.電流表A1被燒壞　C.電流表A2被燒壞
（3）（4分）保持S2斷開(kāi)，先閉合S1待穩(wěn)定后突然斷開(kāi)S1，此時(shí)人的兩只手電勢(shì)較高的是　　　手（選填“左”或“右”），A、B間瞬時(shí)電壓　　　　　（選填能或不能）讓人體產(chǎn)生觸電的感覺(jué)。
12.（10分）某同學(xué)在做探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，她選擇了一個(gè)靈敏電流計(jì)G，在沒(méi)有電流通過(guò)靈敏電流計(jì)的情況下，電流計(jì)的指針恰好指在刻度盤中央。她先將靈敏電流計(jì)G連接在圖甲所示的電路中，電流計(jì)的指針如圖甲中所示。
（1）（1分）為了探究電磁感應(yīng)規(guī)律，該同學(xué)將靈敏電流計(jì)G與一螺線管串聯(lián)，如圖乙所示。通過(guò)分析可知圖乙中的條形磁鐵的運(yùn)動(dòng)情況是　　　　　　（選填“向上拔出”或“向下插入”）。
（2）（6分）該同學(xué)將靈敏電流計(jì)G接入圖丙所示的電路。此時(shí)電路已經(jīng)連接好，A線圈已插入B線圈中，請(qǐng)問(wèn)靈敏電流計(jì)中電流方向與螺線管B中導(dǎo)線的繞向　　　　　　（選填“有”或“沒(méi)有”）關(guān)系。她合上開(kāi)關(guān)后，靈敏電流計(jì)的指針向右偏了一下，若要使靈敏電流計(jì)的指針向左偏轉(zhuǎn)，可采取的操作是　　　　　　（填正確選項(xiàng)前的字母）。
A.斷開(kāi)開(kāi)關(guān) B.在A線圈中插入鐵芯
C.變阻器的滑片向右滑動(dòng) D.變阻器的滑片向左滑動(dòng)
（3）（3分）某同學(xué)對(duì)教材中斷電自感實(shí)驗(yàn)做了如圖丁改動(dòng)。在兩條支路上分別串聯(lián)電流傳感器，再按教材要求，斷開(kāi)電路并記錄下兩支路的電流情況如圖戊所示，由圖可知：
①斷電瞬間，燈泡電流瞬間　　　　　　（選填“增大”“減小”或“不變”）；
②斷電瞬間，燈泡中電流與斷開(kāi)前方向　　　　　　（選填“相同”或“相反”）；
③在不改變線圈電阻等其他條件的情況下，只將鐵芯拔出后重做上述實(shí)驗(yàn)，可觀察到燈泡在斷電后處于亮著的時(shí)間將　　　　　　　　（選填“變長(zhǎng)”“變短”或“不變”）。
13.（10分）如圖所示，固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的水平導(dǎo)軌ab、cd的間距L1=0.5 m，金屬棒ad與導(dǎo)軌左端bc的距離為L(zhǎng)2=0.8 m，整個(gè)閉合回路的電阻為R=0.2 Ω，勻強(qiáng)磁場(chǎng)豎直向下穿過(guò)整個(gè)回路。ad桿通過(guò)滑輪和輕繩連接著一個(gè)質(zhì)量為m=3 kg的物體，不計(jì)一切摩擦，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間t變化的規(guī)律是B=（1+2t） T（g=10 m/s2）。求：
（1）（4分）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和金屬棒上電流的方向；
（2）（6分）經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間物體剛好離開(kāi)地面。
14.（12分）（2024·佛山市高二期末）如圖甲所示，水平面上固定有一由絕緣材料制成的、橫截面為四分之一圓的柱體，其外表面光滑，左側(cè)面豎直。沿柱體中軸線OO'方向固定有一條無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線，導(dǎo)線中通有大小為I的電流，該電流可在距導(dǎo)線r處產(chǎn)生磁感強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)，B=k，k為常數(shù)。兩條與OO'平行的導(dǎo)體棒aa'和bb'分別置于左側(cè)面和圓弧面上，并通過(guò)不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)軟導(dǎo)線連接成一個(gè)閉合回路aa'b'ba，導(dǎo)體棒質(zhì)量均為m，接入電路長(zhǎng)度均為L(zhǎng)，回路總電阻為R。導(dǎo)體棒aa'加速向下運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)圖乙所示位置時(shí)速度大小為v，此時(shí)兩棒離地高度相同，Ob連線與水平地面夾角為37°。已知圓弧面半徑為2L，忽略回路中電流間的相互作用以及所有摩擦阻力，取sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，重力加速度為g，求此時(shí)：
（1）（2分）導(dǎo)體棒aa'接入電路部分產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小；
（2）（5分）導(dǎo)體棒bb'所受的安培力的大小和方向；
（3）（5分）導(dǎo)體棒bb'受到圓弧面的支持力大小（設(shè)導(dǎo)體棒bb'在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中一直與圓弧面保持接觸）。
15.（14分）（2023·深圳市鹽田高級(jí)中學(xué)高二月考）如圖所示，PMN和P'M'N'是兩條足夠長(zhǎng)、相距為L(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌，MM'左側(cè)圓弧軌道表面光滑，右側(cè)水平軌道表面粗糙，并且MM'右側(cè)空間存在一豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。在左側(cè)圓弧軌道上高為h處垂直軌道放置一導(dǎo)體棒AB，在右側(cè)水平軌道上距AB棒足夠遠(yuǎn)的地方，垂直軌道放置另一導(dǎo)體棒CD。已知AB棒和CD棒的質(zhì)量分別為m和2m，接入回路部分的電阻分別為R和2R，AB棒與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，圓弧軌道與水平軌道平滑連接且電阻不計(jì)。現(xiàn)將AB棒由靜止釋放，讓其沿軌道下滑并進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域，最終運(yùn)動(dòng)到距MM'為d處停下，此過(guò)程中CD棒因摩擦一直處于靜止?fàn)顟B(tài)，重力加速度為g。
（1）（4分）求AB棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受安培力F安的大小；
（2）（4分）求整個(gè)過(guò)程中AB棒上產(chǎn)生的焦耳熱Q；
（3）（6分）若水平軌道光滑，則從AB棒開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到最終處于穩(wěn)定狀態(tài)的過(guò)程中，通過(guò)AB棒的電荷量q為多少？
答案精析
1.B　［硬幣經(jīng)過(guò)線圈上方，硬幣的磁通量變化會(huì)產(chǎn)生電流，硬幣受到安培力作用阻礙其運(yùn)動(dòng)，加速度發(fā)生變化，A錯(cuò)誤，B正確；
無(wú)論硬幣是否經(jīng)過(guò)線圈上方時(shí)，線圈中都有電流，C錯(cuò)誤；
不同硬幣經(jīng)過(guò)線圈上方，由于硬幣大小不同，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不同，線圈電流變化也不同，D錯(cuò)誤。］
2.A　［某一時(shí)刻穿過(guò)A、B兩導(dǎo)線環(huán)的磁通量變化相同，設(shè)磁場(chǎng)區(qū)域的面積為S，則E==S，對(duì)A、B兩導(dǎo)線環(huán)，有=1，所以A正確，B錯(cuò)誤；
由I=，R=ρ（S1為導(dǎo)線的橫截面積），l=2πr，所以==，則C、D錯(cuò)誤。］
3.A　［當(dāng)車輪帶動(dòng)磁體上移時(shí)，穿過(guò)線圈1的磁通量向上增加，根據(jù)楞次定律可知，通過(guò)電阻R1的電流從下往上，選項(xiàng)A正確；當(dāng)車輪帶動(dòng)磁體下移時(shí)，穿過(guò)線圈2的磁通量向上增加，根據(jù)楞次定律可知，通過(guò)電阻R2的電流從下往上，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；當(dāng)車輪帶動(dòng)磁體上移時(shí)，根據(jù)“來(lái)拒去留”，則線圈1對(duì)磁體有排斥作用，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；當(dāng)車輪帶動(dòng)磁體下移時(shí)，根據(jù)“來(lái)拒去留”，線圈2對(duì)磁體有排斥作用，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。］
4.C　［由于電磁阻尼，b點(diǎn)一定低于a點(diǎn)，A錯(cuò)誤；小球在穿過(guò)虛線時(shí)，穿過(guò)小球的磁通量發(fā)生變化，小球內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生渦流，C正確；小球在最低點(diǎn)水平方向還受到電磁阻尼的作用，即受到向左的磁場(chǎng)力，而且受到向心力，不是處于平衡狀態(tài)，B、D錯(cuò)誤。］
5.A　［設(shè)桿長(zhǎng)為L(zhǎng)，桿下落過(guò)程中速度增大，切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流增大，桿所受安培力的大小為F=BIL=，根據(jù)牛頓第二定律有mg-F=ma，故桿下落過(guò)程中先做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)加速度為零時(shí)，速度保持不變，所以安培力隨速度先增大后不變，其大小為mg，故B錯(cuò)誤，A正確；導(dǎo)體桿兩端的電壓為U=IR=，速度先增大后不變，所以U先增大后不變，且U增大得越來(lái)越慢，即圖線的斜率減小，故C、D錯(cuò)誤。］
6.A　［根據(jù)題意可知，線圈中的磁通量逐漸增大，則根據(jù)楞次定律可知，線圈有收縮的趨勢(shì)，故A正確；
t1時(shí)刻的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=kt1，而線圈只有一半置于磁場(chǎng)中，因此該時(shí)刻則穿過(guò)線圈的磁通量為Φ=BS=，故B錯(cuò)誤；
由法拉第電磁感應(yīng)定律有
E==·
而磁感應(yīng)強(qiáng)度滿足B=kt，
則可得E=，
顯然感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不變，則可知感應(yīng)電流也不變，為定值，故C錯(cuò)誤；
線圈中的磁通量隨著磁感應(yīng)強(qiáng)度的增大而增大，則根據(jù)楞次定律可知，線圈受到沿斜面向上的安培力的作用，而電流恒定，磁感應(yīng)強(qiáng)度變大，則可知安培力變大，根據(jù)平衡條件可知，繩子的拉力減小，故D錯(cuò)誤。］
7.C　［根據(jù)題圖可知，MN左邊的磁場(chǎng)方向與右邊的磁場(chǎng)方向相同，則穿過(guò)回路的總磁通量即為兩邊磁通量之和，在t（t>0）時(shí)刻穿過(guò)回路的總磁通量為Φ=Φ1+Φ2=ktS+B0Lv0t，故A錯(cuò)誤；
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得，回路中產(chǎn)生總的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=E1+E2=S+B0Lv0=kS+B0Lv0，由閉合電路歐姆定律有I==，則電阻R上的電流為恒定電流，故B錯(cuò)誤；
在時(shí)間Δt內(nèi)流過(guò)電阻的電荷量為q=IΔt=Δt，故C正確；
金屬棒受到的安培力大小為FA=B0IL，保持不變，金屬棒勻速運(yùn)動(dòng)，水平拉力大小等于安培力大小，所以水平拉力F保持不變，故D錯(cuò)誤。］
8.BD　［在0~0.5T時(shí)間內(nèi)，向里的磁場(chǎng)減弱，根據(jù)楞次定律，可知感應(yīng)電流為順時(shí)針?lè)较颍瑸檎鶕?jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E1=S，可知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E1保持不變，因此回路中的電流保持I1不變；在0.5T~T時(shí)間內(nèi)，向里的磁場(chǎng)增強(qiáng)，根據(jù)楞次定律，可知感應(yīng)電流為逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)樨?fù)，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E2=S，可知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E2保持不變且大小為E1的2倍，回路中的電流I2保持不變，且大小為I1的2倍，A錯(cuò)誤，B正確；由左手定則可知，在0~0.5T時(shí)間內(nèi)，bc邊所受安培力水平向右為正，在0.5T~T時(shí)間內(nèi)，bc邊所受安培力水平向左為負(fù)；根據(jù)F=BIL可知，在0~0.5T時(shí)間內(nèi)，bc邊所受安培力逐漸減小；在0.5T~T時(shí)間內(nèi)，bc邊所受安培力逐漸增加，且在0.5T~T時(shí)間內(nèi)安培力的最大值為在0~0.5T時(shí)間內(nèi)最大值的4倍，故C錯(cuò)誤，D正確。］
9.AC　［金屬棒釋放瞬間，速度為零，感應(yīng)電流為零，由于彈簧處于原長(zhǎng)狀態(tài)，因此金屬棒只受重力作用，其加速度的大小為重力加速度，故A正確；
根據(jù)右手定則可知，金屬棒向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，流過(guò)金屬棒的電流向右，則流過(guò)電阻R的電流方向?yàn)閎→a，故B錯(cuò)誤；
由右手定則可知，金屬棒向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，流過(guò)金屬棒的電流向右，由左手定則可知，金屬棒受到的安培力向上；當(dāng)金屬棒向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，由右手定則可知，流過(guò)金屬棒的電流向左，由左手定則可知，金屬棒受到的安培力向下；由此可知，金屬棒受到的安培力總是與它的運(yùn)動(dòng)方向相反，故C正確；
當(dāng)金屬棒下落到最終靜止時(shí)，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能和焦耳熱，所以電阻R上產(chǎn)生的總熱量小于金屬棒重力勢(shì)能的減少量，故D錯(cuò)誤。］
10.AC　［當(dāng)導(dǎo)體棒AB向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)右手定則可知，導(dǎo)體棒AB中的電流方向?yàn)锽到A，則導(dǎo)體棒CD中的電流方向?yàn)镃到D，A正確；根據(jù)左手定則可知，CD棒所受的安培力方向向右，即磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)體棒CD的作用力向右，B錯(cuò)誤；
由于AB棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，形成感應(yīng)電流，使得導(dǎo)體棒CD受到向右的安培力，導(dǎo)體棒CD做加速運(yùn)動(dòng)，AB棒受到向左的安培力，在外力F作用下向右做加速運(yùn)動(dòng)。當(dāng)CD運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體棒AB和導(dǎo)體棒CD一起切割磁感線，設(shè)導(dǎo)體棒CD和AB的速度分別為v1、v2，則電路中的電動(dòng)勢(shì)E=BL（v2-v1），設(shè)回路總電阻為R，則電路中的電流I==，導(dǎo)體棒AB和導(dǎo)體棒CD受到的安培力大小相等，為F安=BIL=
設(shè)導(dǎo)體棒CD和導(dǎo)體棒AB的質(zhì)量分別為m1、m2，則對(duì)導(dǎo)體棒CD有=m1a1
對(duì)導(dǎo)體棒AB有F-=m2a2
初始速度均為零，則開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)有a1則導(dǎo)體棒CD做加速度增大的變加速運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒AB做加速度減小的變加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)加速度相等時(shí)，兩者的相對(duì)速度v2-v1=
該相對(duì)速度大小恒定，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定，感應(yīng)電流一定，即安培力一定，則加速度一定，即之后兩根導(dǎo)體棒以恒定加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，C正確；根據(jù)上述可知導(dǎo)體棒AB的速度始終大于導(dǎo)體棒CD的速度，兩者之間始終存在速度差，作出整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的速度與時(shí)間圖像，其中2表示導(dǎo)體棒AB，1表示導(dǎo)體棒CD，如圖所示
根據(jù)速度時(shí)間圖像中，圖線與時(shí)間軸所圍幾何圖形的面積表示位移，可知導(dǎo)體棒AB與CD之間的距離一直在增大，D錯(cuò)誤。］
11.（1）1.875　（2）A　（3）左　能
解析　（1）當(dāng)開(kāi)關(guān)S1和S2都閉合穩(wěn)定時(shí)，電流表A1、A2的示數(shù)分別為0.5 A和0.3 A，電源電動(dòng)勢(shì)為1.5 V，人兩手間電阻為100 kΩ，可知流過(guò)人體的電流值幾乎可以忽略不計(jì)。可知流過(guò)燈泡的電流為0.2 A，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知
R燈I燈=R線I線=E-I1r
當(dāng)斷開(kāi)S2，閉合S1，電路穩(wěn)定時(shí)電流表A1、A2的示數(shù)都為0.4 A，R線I2'=E-I2'r
解得r=1.875 Ω，R線=1.875 Ω
（2）先將S1和S2閉合，穩(wěn)定后通過(guò)線圈的電流大于通過(guò)燈泡的電流，則再突然斷開(kāi)S1時(shí)通過(guò)線圈的電流在線圈、燈泡和電流表A2中形成新的回路，則燈泡閃亮一下逐漸熄滅；電流表A1電流變?yōu)榱悖粫?huì)燒壞；電流表A2的電流逐漸減小，則不會(huì)被燒壞；故選A。
（3）保持S2斷開(kāi)，先閉合S1待穩(wěn)定后突然斷開(kāi)S1，因電流的減小，導(dǎo)致感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，從而阻礙電流的減小，則線圈相當(dāng)于瞬間電源的作用，此時(shí)A、B兩點(diǎn)中電勢(shì)較高的點(diǎn)A；當(dāng)突然斷開(kāi)S1，經(jīng)過(guò)人的電流為0.4 A，而人的電阻為100 kΩ，由歐姆定律，可知人體上的電壓U=IR=0.4×100 kV=40 kV即A、B間瞬時(shí)電壓能讓人體產(chǎn)生觸電的感覺(jué)。
12.（1）向下插入　（2）有　AC
（3）①增大　②相反　③變短
解析　（1）由題圖甲可知，當(dāng)電流從左向右流過(guò)電流計(jì)時(shí)，電流計(jì)的指針將向左偏轉(zhuǎn)；所以題圖乙中的電流也是從左向右流過(guò)電流計(jì)的，根據(jù)右手定則可以判定感應(yīng)電流激發(fā)的磁場(chǎng)方向向下，說(shuō)明條形磁鐵的運(yùn)動(dòng)情況是向下插入螺線管的。
（2）在外電路電流方向一定的情況下，螺線管中導(dǎo)線的繞向決定了電流的環(huán)繞方向和磁場(chǎng)方向；反之，當(dāng)螺線管中的感應(yīng)磁場(chǎng)及感應(yīng)電流的方向一定的情況下，螺線管中導(dǎo)線的繞向就決定了外電路的電流方向。所以，靈敏電流計(jì)中的電流方向與螺線管B中導(dǎo)線的繞向有關(guān)系。
合上開(kāi)關(guān)瞬間，電路中的電流增大，螺線管A中的磁場(chǎng)也增大，則螺線管B中的感應(yīng)電流激發(fā)的磁場(chǎng)的方向與螺線管A中的磁場(chǎng)方向相反，此時(shí)靈敏電流計(jì)的指針向右偏了一下。若要使靈敏電流計(jì)的指針向左偏轉(zhuǎn)，即產(chǎn)生與之前方向相反的感應(yīng)電流，則應(yīng)減弱螺線管A中的磁場(chǎng)，也就是減小電路中的電流，可以將變阻器的滑片向右滑動(dòng)，或者斷開(kāi)開(kāi)關(guān)。故選A、C。
（3）①由題圖戊可知，斷電瞬間，燈泡電流瞬間增大。
②斷電瞬間，線圈內(nèi)將產(chǎn)生自感電流，方向與斷電前線圈內(nèi)的電流方向相同；斷電后線圈與燈泡組成了閉合回路，當(dāng)線圈內(nèi)的自感電流流過(guò)燈泡時(shí)，其方向與斷電前燈泡中電流的方向相反。
③將鐵芯拔出后，線圈的自感系數(shù)將變小，重做上述實(shí)驗(yàn)，可觀察到燈泡在斷電后處于亮著的時(shí)間將變短。
13.（1）0.8 V　電流由a到d　（2）7 s
解析　（1）由法拉第電磁感應(yīng)定律得E==L1L2=0.8 V
由楞次定律可以判斷，金屬棒上的電流由a到d。
（2）物體剛好離開(kāi)地面時(shí)，其受到的拉力F=mg
而拉力F又等于棒所受的安培力。即mg=F安=BIL1
其中B=（1+2t）T，I=
解得t=7 s
14.（1）　（2）　方向斜向左下方，指向OO'
（3）+mg-
解析　（1）由法拉第電磁感應(yīng)定律可得，導(dǎo)體棒aa'接入電路部分產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小
Eaa'=BLv=k·Lv=
（2）從題圖乙中看，根據(jù)右手定則可知，通過(guò)導(dǎo)體棒bb'的電流垂直紙面向外，而由安培定則可知，通電直導(dǎo)線在導(dǎo)體棒bb'處產(chǎn)生的磁場(chǎng)與其垂直，且導(dǎo)體棒bb'所處位置磁場(chǎng)的方向始終與其垂直，根據(jù)左手定則可知，導(dǎo)體棒bb'所受安培力始終指向圓弧圓心，其大小為F=B'I'L
其中B'=k，I==
代入解得F=
方向斜向左下方，指向OO'
（3）由于導(dǎo)體棒aa'和bb'通過(guò)不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)軟導(dǎo)線連接，則速度大小相同，導(dǎo)體棒bb'沿著圓弧面做圓周運(yùn)動(dòng)，則對(duì)導(dǎo)體棒bb'由牛頓第二定律有F+mgsin 37°-FN=m
聯(lián)立解得
FN=+mg-。
15.（1）
（2）mg（h-μd）　（3）
解析　（1）AB棒下滑到MM'處，根據(jù)機(jī)械能守恒得mgh=mv2
此時(shí)E=BLv
由閉合電路歐姆定律可得I=
由安培力公式可得F安=BIL
聯(lián)立解得F安=
（2）AB棒進(jìn)入磁場(chǎng)后，根據(jù)動(dòng)能定理得W安-μmgd=0-mv2
回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q總=-W安
又因兩導(dǎo)體棒電流相同，則AB棒上產(chǎn)生的焦耳熱Q=Q總
聯(lián)立解得Q=mg（h-μd）
（3）若水平軌道光滑，根據(jù)動(dòng)量守恒定律得mv=（m+2m）v共
對(duì)AB棒，由動(dòng)量定理可得
-BLΔt=mv共-mv
而q=Δt
聯(lián)立解得q=。(共58張PPT)
章末檢測(cè)試卷(第二章)
一、單項(xiàng)選擇題
1.(2024·佛山市高二期中)如圖所示為某同學(xué)制作的簡(jiǎn)易硬幣檢測(cè)儀示意圖，斜面里安裝有金屬線圈，線圈接上供電及電流檢測(cè)裝置，當(dāng)硬幣從斜面頂端滑下時(shí)，根據(jù)檢測(cè)到的線圈中的電流情況，可判斷硬幣的幣值。下列說(shuō)法正確的是
A.硬幣經(jīng)過(guò)線圈上方，加速度保持不變
B.硬幣經(jīng)過(guò)線圈上方，硬幣會(huì)產(chǎn)生電流
C.硬幣不經(jīng)過(guò)線圈上方時(shí)，線圈中沒(méi)有電流
D.不同硬幣經(jīng)過(guò)線圈上方，線圈電流變化相同
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硬幣經(jīng)過(guò)線圈上方，硬幣的磁通量變化會(huì)產(chǎn)生電
流，硬幣受到安培力作用阻礙其運(yùn)動(dòng)，加速度發(fā)
生變化，A錯(cuò)誤，B正確；
無(wú)論硬幣是否經(jīng)過(guò)線圈上方時(shí)，線圈中都有電流，
C錯(cuò)誤；
不同硬幣經(jīng)過(guò)線圈上方，由于硬幣大小不同，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不同，線圈電流變化也不同，D錯(cuò)誤。
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15
2.A、B兩閉合圓形導(dǎo)線環(huán)用相同規(guī)格的導(dǎo)線制成，它們的半徑之比rA∶rB=2∶1，在兩導(dǎo)線環(huán)包圍的空間內(nèi)存在一正方形邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向垂直于兩導(dǎo)線環(huán)所在的平面，如圖所示。在磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻增大的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是
A.兩導(dǎo)線環(huán)內(nèi)所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等
B.A環(huán)內(nèi)所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大于B環(huán)內(nèi)所產(chǎn)生的感
應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
C.流過(guò)A、B兩導(dǎo)線環(huán)的感應(yīng)電流的大小之比為1∶4
D.流過(guò)A、B兩導(dǎo)線環(huán)的感應(yīng)電流的大小之比為1∶1
√
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某一時(shí)刻穿過(guò)A、B兩導(dǎo)線環(huán)的磁通量變化相同，設(shè)
磁場(chǎng)區(qū)域的面積為S，則E==S，對(duì)A、B兩導(dǎo)線
環(huán)，有=1，所以A正確，B錯(cuò)誤；
由I=，R=ρ(S1為導(dǎo)線的橫截面積)，l=2πr，所以==，則C、D錯(cuò)誤。
3.為了減少汽車行駛中的振動(dòng)，汽車的車體與車輪之間采用了電磁阻尼懸掛連接。如圖為電磁阻尼懸掛系統(tǒng)的簡(jiǎn)化原理圖，車體上安裝線圈1、2，分別與電阻R1、R2構(gòu)成回路。當(dāng)車輪上下振動(dòng)時(shí)會(huì)帶動(dòng)磁體在線圈1、2之間上下移動(dòng)，磁體上端為N極，下列說(shuō)法中正確的是
A.當(dāng)車輪帶動(dòng)磁體上移時(shí)，通過(guò)電阻R1的電流從下往上
B.當(dāng)車輪帶動(dòng)磁體下移時(shí)，通過(guò)電阻R2的電流從上往下
C.當(dāng)車輪帶動(dòng)磁體上移時(shí)，線圈1對(duì)磁體有吸引作用
D.當(dāng)車輪帶動(dòng)磁體下移時(shí)，線圈2對(duì)磁體有吸引作用
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當(dāng)車輪帶動(dòng)磁體上移時(shí)，穿過(guò)線圈1的磁通量向上增加，
根據(jù)楞次定律可知，通過(guò)電阻R1的電流從下往上，選項(xiàng)
A正確；
當(dāng)車輪帶動(dòng)磁體下移時(shí)，穿過(guò)線圈2的磁通量向上增加，
根據(jù)楞次定律可知，通過(guò)電阻R2的電流從下往上，選項(xiàng)
B錯(cuò)誤；
當(dāng)車輪帶動(dòng)磁體上移時(shí)，根據(jù)“來(lái)拒去留”，則線圈1對(duì)磁體有排斥作用，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；
當(dāng)車輪帶動(dòng)磁體下移時(shí)，根據(jù)“來(lái)拒去留”，線圈2對(duì)磁體有排斥作用，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
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4.(2023·清遠(yuǎn)市部分名校聯(lián)考)如圖所示，虛線左側(cè)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直紙面向外，右側(cè)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直紙面向里。一金屬小球從固定的光滑絕緣圓弧軌道上的點(diǎn)a無(wú)初速度釋放后向右側(cè)運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)b的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是
A.a、b兩點(diǎn)等高
B.小球在最低點(diǎn)處于平衡狀態(tài)
C.小球在穿過(guò)虛線時(shí)內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生渦流
D.小球在穿過(guò)虛線時(shí)受到豎直向上的磁場(chǎng)力
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由于電磁阻尼，b點(diǎn)一定低于a點(diǎn)，A錯(cuò)誤；
小球在穿過(guò)虛線時(shí)，穿過(guò)小球的磁通量發(fā)生變化，
小球內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生渦流，C正確；
小球在最低點(diǎn)水平方向還受到電磁阻尼的作用，即受到向左的磁場(chǎng)力，而且受到向心力，不是處于平衡狀態(tài)，B、D錯(cuò)誤。
5.如圖所示，MN和PQ是豎直放置的兩根平行光滑金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)且電阻不計(jì)，MP間接有一定值電阻R，電阻為r的金屬桿cd保持與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。桿cd由靜止開(kāi)始下落并開(kāi)始計(jì)時(shí)，桿cd兩端的電壓U、桿cd所受安培力的大小F隨時(shí)間t變化的圖像，合理的是
√
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設(shè)桿長(zhǎng)為L(zhǎng)，桿下落過(guò)程中速度增大，切割磁感線產(chǎn)生的
感應(yīng)電流增大，桿所受安培力的大小為F=BIL=，根
據(jù)牛頓第二定律有mg-F=ma，故桿下落過(guò)程中先做加速度
減小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)加速度為零時(shí)，速度保持不變，所以安培力隨速度先增大后不變，其大小為mg，故B錯(cuò)誤，A正確；
導(dǎo)體桿兩端的電壓為U=IR=，速度先增大后不變，所以U先增大
后不變，且U增大得越來(lái)越慢，即圖線的斜率減小，故C、D錯(cuò)誤。
6.如圖所示，傾角為θ的光滑絕緣斜面下半部分存在垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一單匝圓形線圈用細(xì)繩掛在斜面上，圓心恰好位于磁場(chǎng)邊界。從t=0開(kāi)始，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的規(guī)律為B=kt(k為常數(shù)，且k>0)。圓形線圈半徑為r，磁場(chǎng)變化過(guò)程中線圈始終靜止在斜面上，則
A.線圈有收縮的趨勢(shì)
B.t1時(shí)刻，穿過(guò)線圈的磁通量為πr2kt1
C.線圈感應(yīng)電流逐漸增大
D.繩子的拉力逐漸增大
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根據(jù)題意可知，線圈中的磁通量逐漸增大，則根據(jù)楞
次定律可知，線圈有收縮的趨勢(shì)，故A正確；
t1時(shí)刻的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=kt1，而線圈只有一半置于磁
場(chǎng)中，因此該時(shí)刻則穿過(guò)線圈的磁通量為Φ=BS=，故B錯(cuò)誤；
由法拉第電磁感應(yīng)定律有E==·
而磁感應(yīng)強(qiáng)度滿足B=kt，則可得E=，
顯然感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不變，則可知感應(yīng)電流也不變，為定值，故C錯(cuò)誤；
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線圈中的磁通量隨著磁感應(yīng)強(qiáng)度的增大而增大，則根據(jù)楞次定律可知，線圈受到沿斜面向上的安培力的作用，而電流恒定，磁感應(yīng)強(qiáng)度變大，則可知安培力變大，根據(jù)平衡條件可知，繩子的拉力減小，故D錯(cuò)誤。
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7.如圖，兩條間距為L(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面
(紙面)內(nèi)，其左端接一阻值為R的電阻；一金屬棒垂直
放置在兩導(dǎo)軌上；在MN左側(cè)面積為S的圓形區(qū)域中存
在垂直于紙面向里的均勻磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B隨時(shí)
間t的變化關(guān)系為B=kt，式中k為常量，且k>0；在MN右側(cè)區(qū)域存在一與導(dǎo)軌垂直、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。t=0時(shí)刻，金屬棒從MN處開(kāi)始，在水平拉力F作用下以速度v0向右勻速運(yùn)動(dòng)。金屬棒與導(dǎo)軌的電阻及摩擦均可忽略。則
A.在t時(shí)刻穿過(guò)回路的總磁通量為B0Lv0t
B.電阻R上的電流隨時(shí)間均勻增大
C.在時(shí)間Δt內(nèi)流過(guò)電阻的電荷量為Δt
D.金屬棒所受的水平拉力F隨時(shí)間均勻增大
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√
根據(jù)題圖可知，MN左邊的磁場(chǎng)方向與右邊的磁場(chǎng)方
向相同，則穿過(guò)回路的總磁通量即為兩邊磁通量之
和，在t(t>0)時(shí)刻穿過(guò)回路的總磁通量為Φ=Φ1+Φ2=
ktS+B0Lv0t，故A錯(cuò)誤；
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得，回路中產(chǎn)生總的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=E1+E2
=S+B0Lv0=kS+B0Lv0，由閉合電路歐姆定律有I==，則電阻
R上的電流為恒定電流，故B錯(cuò)誤；
在時(shí)間Δt內(nèi)流過(guò)電阻的電荷量為q=IΔt=Δt，故C正確；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
金屬棒受到的安培力大小為FA=B0IL，保持不變，金屬棒勻速運(yùn)動(dòng)，水平拉力大小等于安培力大小，所以水平拉力F保持不變，故D錯(cuò)誤。
1
2
3
4
5
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15
二、多項(xiàng)選擇題
8.如圖甲所示，一矩形線圈abcd位于一變化的勻
強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)，磁場(chǎng)方向垂直于線圈所在的平面向
里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙
所示。用I表示線圈中的感應(yīng)電流，取順時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎挥肍表示bc邊受到的安培力，取水平向右為正。則下列圖像正確的是
√
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
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7
8
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12
在0~0.5T時(shí)間內(nèi)，向里的磁場(chǎng)減弱，根據(jù)楞
次定律，可知感應(yīng)電流為順時(shí)針?lè)较颍瑸檎?br/>根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E1=S，可知感應(yīng)
電動(dòng)勢(shì)E1保持不變，因此回路中的電流保持I1不變；在0.5T~T時(shí)間內(nèi)，向里的磁場(chǎng)增強(qiáng)，根據(jù)楞次定律，可知感應(yīng)電流為逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)樨?fù)，
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E2=S，可知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E2保持不變且大
小為E1的2倍，回路中的電流I2保持不變，且大小為I1的2倍，A錯(cuò)誤，B正確；
13
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12
由左手定則可知，在0~0.5T時(shí)間內(nèi)，bc邊所
受安培力水平向右為正，在0.5T~T時(shí)間內(nèi)，
bc邊所受安培力水平向左為負(fù)；根據(jù)F=BIL
可知，在0~0.5T時(shí)間內(nèi)，bc邊所受安培力逐漸減小；在0.5T~T時(shí)間內(nèi)，bc邊所受安培力逐漸增加，且在0.5T~T時(shí)間內(nèi)安培力的最大值為在0~0.5T時(shí)間內(nèi)最大值的4倍，故C錯(cuò)誤，D正確。
13
14
15
9.(2023·廣州市南海中學(xué)高二期末)兩根足夠長(zhǎng)的光滑導(dǎo)軌豎直放置，間距為L(zhǎng)，底端接阻值為R的電阻。將質(zhì)量為m的金屬棒懸掛在一個(gè)固定的輕彈簧下端，金屬棒和導(dǎo)軌垂直且接觸良好，導(dǎo)軌所在平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直，如圖所示。除電阻R外其余電阻不計(jì)。現(xiàn)將金屬棒從彈簧原長(zhǎng)位置由靜止釋放。則
A.釋放瞬間金屬棒的加速度等于重力加速度
B.金屬棒向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，流過(guò)電阻R的電流方向?yàn)閍→b
C.金屬棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受安培力的方向始終與運(yùn)動(dòng)方向相反
D.電阻R上產(chǎn)生的總熱量等于金屬棒重力勢(shì)能的減少量
1
2
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√
√
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15
金屬棒釋放瞬間，速度為零，感應(yīng)電流為零，由于彈簧處
于原長(zhǎng)狀態(tài)，因此金屬棒只受重力作用，其加速度的大小
為重力加速度，故A正確；
根據(jù)右手定則可知，金屬棒向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，流過(guò)金屬棒的電
流向右，則流過(guò)電阻R的電流方向?yàn)閎→a，故B錯(cuò)誤；
由右手定則可知，金屬棒向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，流過(guò)金屬棒的電流向右，由左手定則可知，金屬棒受到的安培力向上；當(dāng)金屬棒向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，由右手定則可知，流過(guò)金屬棒的電流向左，由左手定則可知，金屬棒受到的安培力向下；由此可知，金屬棒受到的安培力總是與它的運(yùn)動(dòng)方向相反，故C正確；
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當(dāng)金屬棒下落到最終靜止時(shí)，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能和焦耳熱，所以電阻R上產(chǎn)生的總熱量小于金屬棒重力勢(shì)能的減少量，故D錯(cuò)誤。
10.(2023·廣東省實(shí)驗(yàn)中學(xué)高二月考)兩根相互平行的光滑金屬導(dǎo)軌水平放置于如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，與導(dǎo)軌接觸良好的導(dǎo)體棒AB和CD可以自由滑動(dòng)。當(dāng)AB在水平恒力F作用下向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是
A.導(dǎo)體棒CD內(nèi)有電流通過(guò)，方向是C→D
B.磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)體棒CD的作用力向左
C.導(dǎo)體棒CD的加速度大小趨于恒定值
D.導(dǎo)體棒AB與CD間的距離趨于恒定值
1
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√
√
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15
當(dāng)導(dǎo)體棒AB向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)右手定則可知，導(dǎo)
體棒AB中的電流方向?yàn)锽到A，則導(dǎo)體棒CD中的
電流方向?yàn)镃到D，A正確；
根據(jù)左手定則可知，CD棒所受的安培力方向向右，即磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)體棒CD的作用力向右，B錯(cuò)誤；
由于AB棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，形成感應(yīng)電流，使得導(dǎo)體棒CD受到向右的安培力，導(dǎo)體棒CD做加速運(yùn)動(dòng)，AB棒受到向左的安培力，在外力F作用下向右做加速運(yùn)動(dòng)。當(dāng)CD運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體棒AB和導(dǎo)體棒CD一起切割磁感線，設(shè)導(dǎo)體棒CD和AB的速度分別為v1、v2，
1
2
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15
則電路中的電動(dòng)勢(shì)E=BL(v2-v1)，設(shè)回路總電阻為
R，則電路中的電流I==，導(dǎo)體棒AB和
導(dǎo)體棒CD受到的安培力大小相等，為F安=BIL
=
設(shè)導(dǎo)體棒CD和導(dǎo)體棒AB的質(zhì)量分別為m1、m2，則對(duì)導(dǎo)體棒CD有
=m1a1
對(duì)導(dǎo)體棒AB有F-=m2a2
1
2
3
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5
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15
初始速度均為零，則開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)有a1則導(dǎo)體棒CD做加速度增大的變加速運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體
棒AB做加速度減小的變加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)加速度相
等時(shí)，兩者的相對(duì)速度v2-v1=
該相對(duì)速度大小恒定，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定，感應(yīng)電流一定，即安培力一定，則加速度一定，即之后兩根導(dǎo)體棒以恒定加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，C正確；
1
2
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4
5
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7
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15
根據(jù)上述可知導(dǎo)體棒AB的速度始終大于導(dǎo)體棒CD的速
度，兩者之間始終存在速度差，作出整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的
速度與時(shí)間圖像，其中2表示導(dǎo)體棒AB，1表示導(dǎo)體棒
CD，如圖所示
根據(jù)速度時(shí)間圖像中，圖線與時(shí)間軸所圍幾何圖形的面積表示位移，可知導(dǎo)體棒AB與CD之間的距離一直在增大，D錯(cuò)誤。
三、非選擇題
11.某學(xué)習(xí)小組研究自感現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)為1.5 V，人兩手間電阻約為100 kΩ，L為自感系數(shù)很大的電感線圈，當(dāng)開(kāi)關(guān)S1和S2都閉合穩(wěn)定時(shí)，電流表A1、A2的示數(shù)分別為0.5 A和0.3 A；當(dāng)斷開(kāi)S2，閉合S1，電路穩(wěn)定時(shí)電流表A1、A2的示數(shù)都為0.4 A。電流表為理想電表，實(shí)驗(yàn)前先將兩開(kāi)關(guān)都斷開(kāi)。
(1)由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以測(cè)得自感線圈L的直流電阻
　　 　 Ω；
1
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1.875
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15
當(dāng)開(kāi)關(guān)S1和S2都閉合穩(wěn)定時(shí)，電流表A1、A2的示數(shù)分別為0.5 A和0.3 A，電源電動(dòng)勢(shì)為1.5 V，人兩手間電阻為100 kΩ，可知流過(guò)人體的電流值幾乎可以忽略不計(jì)。可知流過(guò)燈泡的電流為0.2 A，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知
R燈I燈=R線I線=E-I1r
當(dāng)斷開(kāi)S2，閉合S1，
電路穩(wěn)定時(shí)電流表A1、A2的示數(shù)都為0.4 A，R線I2'=E-I2'r
解得r=1.875 Ω，R線=1.875 Ω
(2)先將S1和S2閉合，穩(wěn)定后再突然斷開(kāi)S1有可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是　　 ；
A.小燈泡閃亮一下逐漸熄滅
B.電流表A1被燒壞
C.電流表A2被燒壞
1
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15
A
先將S1和S2閉合，穩(wěn)定后通過(guò)線圈的電流大于通過(guò)燈泡的電流，則再突然斷開(kāi)S1時(shí)通過(guò)線圈的電流在線圈、燈泡和電流表A2中形成新的回路，則燈泡閃亮一下逐漸熄滅；電流表A1電流變?yōu)榱悖粫?huì)燒壞；電流表A2的電流逐漸減小，則不會(huì)被燒壞；故選A。
(3)保持S2斷開(kāi)，先閉合S1待穩(wěn)定后突然斷開(kāi)S1，此時(shí)人
的兩只手電勢(shì)較高的是　 　手(選填“左”或“右”)，
A、B間瞬時(shí)電壓　 　(選填能或不能)讓人體產(chǎn)生觸電的
感覺(jué)。
左
保持S2斷開(kāi)，先閉合S1待穩(wěn)定后突然斷開(kāi)S1，因電流的減小，導(dǎo)致感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，從而阻礙電流的減小，則線圈相當(dāng)于瞬間電源的作用，此時(shí)A、B兩點(diǎn)中電勢(shì)較高的點(diǎn)A；當(dāng)突然斷開(kāi)S1，經(jīng)過(guò)人的電流為0.4 A，而人的電阻為100 kΩ，由歐姆定律，可知人體上的電壓U=IR=0.4× 100 kV=40 kV即A、B間瞬時(shí)電壓能讓人體產(chǎn)生觸電的感覺(jué)。
能
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2
3
4
5
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7
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15
12.某同學(xué)在做探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，她選擇了一個(gè)靈敏電流計(jì)G，在沒(méi)有電流通過(guò)靈敏電流計(jì)的情況下，電流計(jì)的指針恰好指在刻度盤中央。她先將靈敏電流計(jì)G連接在圖甲所示的電路中，電流計(jì)的指針如圖甲中所示。
1
2
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7
8
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15
(1)為了探究電磁感應(yīng)規(guī)律，該同學(xué)將靈敏電流計(jì)G與一螺線管串聯(lián)，如圖乙所示。通過(guò)分析可知圖乙中的條形磁鐵的運(yùn)動(dòng)情況是　　　　　(選填“向上拔出”或“向下插入”)。
向下插入
1
2
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4
5
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8
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15
由題圖甲可知，當(dāng)電流從左向右流過(guò)電流計(jì)時(shí)，電流
計(jì)的指針將向左偏轉(zhuǎn)；所以題圖乙中的電流也是從左
向右流過(guò)電流計(jì)的，根據(jù)右手定則可以判定感應(yīng)電流
激發(fā)的磁場(chǎng)方向向下，說(shuō)明條形磁鐵的運(yùn)動(dòng)情況是向下插入螺線管的。
(2)該同學(xué)將靈敏電流計(jì)G接入圖丙所示的電路。此時(shí)電路已經(jīng)連接好，A線圈已插入B線圈中，請(qǐng)問(wèn)靈敏電流計(jì)中電流方向與螺線管B中導(dǎo)線的繞向　　(選填“有”或“沒(méi)有”)關(guān)系。她合上開(kāi)關(guān)后，靈敏電流計(jì)的指針向右偏了一下，若要使靈敏電流計(jì)的指針向左偏轉(zhuǎn)，可采取的操作是_____(填正確選項(xiàng)前的字母)。
A.斷開(kāi)開(kāi)關(guān)
B.在A線圈中插入鐵芯
C.變阻器的滑片向右滑動(dòng)
D.變阻器的滑片向左滑動(dòng)
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2
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15
有
AC
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2
3
4
5
6
7
8
9
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11
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13
14
15
在外電路電流方向一定的情況下，螺線管中導(dǎo)線的
繞向決定了電流的環(huán)繞方向和磁場(chǎng)方向；反之，當(dāng)
螺線管中的感應(yīng)磁場(chǎng)及感應(yīng)電流的方向一定的情況
下，螺線管中導(dǎo)線的繞向就決定了外電路的電流方向。所以，靈敏電流計(jì)中的電流方向與螺線管B中導(dǎo)線的繞向有關(guān)系。
1
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15
合上開(kāi)關(guān)瞬間，電路中的電流增大，螺線管A中的
磁場(chǎng)也增大，則螺線管B中的感應(yīng)電流激發(fā)的磁場(chǎng)
的方向與螺線管A中的磁場(chǎng)方向相反，此時(shí)靈敏電
流計(jì)的指針向右偏了一下。若要使靈敏電流計(jì)的指針向左偏轉(zhuǎn)，即產(chǎn)生與之前方向相反的感應(yīng)電流，則應(yīng)減弱螺線管A中的磁場(chǎng)，也就是減小電路中的電流，可以將變阻器的滑片向右滑動(dòng)，或者斷開(kāi)開(kāi)關(guān)。故選A、C。
(3)某同學(xué)對(duì)教材中斷電自感實(shí)驗(yàn)做了如圖丁改動(dòng)。在兩條支路上分別串聯(lián)電流傳感器，再按教材要求，斷開(kāi)電路并記錄下兩支路的電流情況如圖戊所示，由圖可知：
1
2
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4
5
6
7
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15
①斷電瞬間，燈泡電流瞬間　 　(選填“增大”“減小”或“不變”)；
增大
由題圖戊可知，斷電瞬間，燈泡電流瞬間增大。
②斷電瞬間，燈泡中電流與斷開(kāi)前方向　 (選填“相同”或“相反”)；
1
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相反
斷電瞬間，線圈內(nèi)將產(chǎn)生自感電流，方向與斷電前線圈內(nèi)的電流方向相同；斷電后線圈與燈泡組成了閉合回路，當(dāng)線圈內(nèi)的自感電流流過(guò)燈泡時(shí)，其方向與斷電前燈泡中電流的方向相反。
③在不改變線圈電阻等其他條件的情況下，只將鐵芯拔出后重做上述實(shí)驗(yàn)，可觀察到燈泡在斷電后處于亮著的時(shí)間將　　　(選填“變長(zhǎng)” “變短”或“不變”)。
1
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4
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15
變短
將鐵芯拔出后，線圈的自感系數(shù)將變小，重做上述實(shí)驗(yàn)，可觀察到燈泡在斷電后處于亮著的時(shí)間將變短。
13.如圖所示，固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的水平導(dǎo)軌ab、cd的間
距L1=0.5 m，金屬棒ad與導(dǎo)軌左端bc的距離為L(zhǎng)2=0.8 m，
整個(gè)閉合回路的電阻為R=0.2 Ω，勻強(qiáng)磁場(chǎng)豎直向下穿過(guò)
整個(gè)回路。ad桿通過(guò)滑輪和輕繩連接著一個(gè)質(zhì)量為m=3 kg的物體，不計(jì)一切摩擦，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間t變化的規(guī)律是B=(1+2t) T(g=10 m/s2)。求：
(1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和金屬棒上電流的方向；
1
2
3
4
5
6
7
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9
10
11
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15
答案　0.8 V　電流由a到d　
1
2
3
4
5
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7
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9
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15
由法拉第電磁感應(yīng)定律得E==L1L2=0.8 V
由楞次定律可以判斷，金屬棒上的電流由a到d。
(2)經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間物體剛好離開(kāi)地面。
1
2
3
4
5
6
7
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12
13
14
15
答案　7 s
物體剛好離開(kāi)地面時(shí)，其受到的拉力F=mg
而拉力F又等于棒所受的安培力。即mg=F安=BIL1
其中B=(1+2t)T，I=
解得t=7 s
14.(2024·佛山市高二期末)如圖甲所示，水平面上固定有一由絕緣材料制成的、橫截面為四分之一圓的柱體，其外表面光滑，左側(cè)面豎直。沿柱體中軸線OO'方向固定有一條無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線，導(dǎo)線中通有大小為I的電流，該電流可在距導(dǎo)
線r處產(chǎn)生磁感強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)，B=k，k為常數(shù)。兩條與OO'平行的導(dǎo)體棒aa'
和bb'分別置于左側(cè)面和圓弧面上，并通過(guò)不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)軟導(dǎo)線連接成一個(gè)閉合回路aa'b'ba，導(dǎo)體棒質(zhì)量均為m，接入電路長(zhǎng)度均為L(zhǎng)，回路總電阻為R。導(dǎo)體棒aa'加速向下運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)圖乙所示位置時(shí)速度大小為v，此時(shí)兩棒離地高度相同，Ob連線與水平地面夾角為37°。已知圓
弧面半徑為2L，忽略回路中電流間的相互作用以
及所有摩擦阻力，取sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，
重力加速度為g，求此時(shí)：
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(1)導(dǎo)體棒aa'接入電路部分產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小；
答案　　
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由法拉第電磁感應(yīng)定律可得，導(dǎo)體棒aa'接入電路部分產(chǎn)生的感應(yīng)電
動(dòng)勢(shì)大小Eaa'=BLv=k·Lv=
(2)導(dǎo)體棒bb'所受的安培力的大小和方向；
答案　　方向斜向左下方，指向OO'　
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從題圖乙中看，根據(jù)右手定則可知，通過(guò)導(dǎo)體棒bb'的電
流垂直紙面向外，而由安培定則可知，通電直導(dǎo)線在導(dǎo)
體棒bb'處產(chǎn)生的磁場(chǎng)與其垂直，且導(dǎo)體棒bb'所處位置磁
場(chǎng)的方向始終與其垂直，根據(jù)左手定則可知，導(dǎo)體棒bb'所受安培力始終指向圓弧圓心，其大小為F=B'I'L
其中B'=k，I==
代入解得F=
方向斜向左下方，指向OO'
(3)導(dǎo)體棒bb'受到圓弧面的支持力大小(設(shè)導(dǎo)體棒bb'在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中一直與圓弧面保持接觸)。
答案　+mg-
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由于導(dǎo)體棒aa'和bb'通過(guò)不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)軟導(dǎo)線連接，則速度大小相同，導(dǎo)體棒bb'沿著圓弧面做圓周運(yùn)動(dòng)，則對(duì)導(dǎo)體棒bb'由牛頓第二
定律有F+mgsin 37°-FN=m
聯(lián)立解得FN=+mg-。
15.(2023·深圳市鹽田高級(jí)中學(xué)高二月考)如圖所示，PMN
和P'M'N'是兩條足夠長(zhǎng)、相距為L(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌，MM'
左側(cè)圓弧軌道表面光滑，右側(cè)水平軌道表面粗糙，并且MM'右側(cè)空間存在一豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。在左側(cè)圓弧軌道上高為h處垂直軌道放置一導(dǎo)體棒AB，在右側(cè)水平軌道上距AB棒足夠遠(yuǎn)的地方，垂直軌道放置另一導(dǎo)體棒CD。已知AB棒和CD棒的質(zhì)量分別為m和2m，接入回路部分的電阻分別為R和2R，AB棒與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，圓弧軌道與水平軌道平滑連接且電阻不計(jì)。現(xiàn)將AB棒由靜止釋放，讓其沿軌道下滑并進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域，最終運(yùn)動(dòng)到距MM'為d處停下，此過(guò)程中CD棒因摩擦一直處于靜止?fàn)顟B(tài)，重力加速度為g。
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(1)求AB棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受安培力F安的大小；
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AB棒下滑到MM'處，根據(jù)機(jī)械能守恒得mgh=mv2
此時(shí)E=BLv
由閉合電路歐姆定律可得I=
由安培力公式可得F安=BIL
聯(lián)立解得F安=
(2)求整個(gè)過(guò)程中AB棒上產(chǎn)生的焦耳熱Q；
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答案　mg(h-μd)　
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AB棒進(jìn)入磁場(chǎng)后，根據(jù)動(dòng)能定理得
W安-μmgd=0-mv2
回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q總=-W安
又因兩導(dǎo)體棒電流相同，則AB棒上產(chǎn)生的焦耳熱Q=Q總
聯(lián)立解得Q=mg(h-μd)
(3)若水平軌道光滑，則從AB棒開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到最終處于穩(wěn)定狀態(tài)的過(guò)程中，通過(guò)AB棒的電荷量q為多少？
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若水平軌道光滑，根據(jù)動(dòng)量守恒定律得
mv=(m+2m)v共
對(duì)AB棒，由動(dòng)量定理可得-BLΔt=mv共-mv
而q=Δt
聯(lián)立解得q=。

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