第二章《電磁感應(yīng)》單元練習(xí) 一．選擇題（共12小題） 1．（2023春?豐臺(tái)區(qū)期末）關(guān)于教材中的四幅插圖，下列說法正確的是（　?。? A．圖甲，搖動(dòng)手柄使磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)，鋁框不動(dòng) B．圖乙，真空冶煉爐可以接高電壓的恒定電流 C．圖丙，銅盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，穿過銅盤的磁通量不變，銅盤中沒有感應(yīng)電流 D．圖丁，微安表在運(yùn)輸時(shí)把正、負(fù)接線柱用導(dǎo)線連在一起，對(duì)電表起到了保護(hù)作用 【解答】解：A、根據(jù)電磁驅(qū)動(dòng)原理，圖甲中，搖動(dòng)手柄使磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)，鋁框會(huì)同向轉(zhuǎn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤； B、圖乙是真空冶煉爐，當(dāng)爐外線圈通入高頻交流電時(shí)，鐵塊中產(chǎn)生渦流，鐵塊中產(chǎn)生大量熱量，從而冶煉金屬。真空冶煉爐的爐外線圈應(yīng)通入高頻交流電，不能接高電壓的恒定電流。故B錯(cuò)誤； C、當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)銅盤時(shí)，導(dǎo)致銅盤切割磁感線，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流，出現(xiàn)安培力，由楞次定律可知，產(chǎn)生的安培力將阻礙銅盤切割磁感線運(yùn)動(dòng)，則銅盤轉(zhuǎn)動(dòng)將變慢，故C錯(cuò)誤； D、圖丁是微安表的表頭，在運(yùn)輸時(shí)要把兩個(gè)正、負(fù)接線柱用導(dǎo)線連在一起，可以減小電表指針擺動(dòng)角度，這是為了保護(hù)電表指針，利用了電磁阻尼的原理。電磁阻尼是一種能夠降低機(jī)械系統(tǒng)振動(dòng)的方法，它利用了電磁力來降低振動(dòng)。具體來說電磁阻尼是通過在機(jī)械系統(tǒng)中添加一個(gè)電磁阻尼器來實(shí)現(xiàn)的。電磁阻尼器的工作原理是通過產(chǎn)生電磁力來降低機(jī)械系統(tǒng)的振動(dòng)。當(dāng)機(jī)械系統(tǒng)振動(dòng)時(shí)電磁阻尼器會(huì)產(chǎn)生一種電磁力，這種力的方向和大小與機(jī)械系統(tǒng)的振動(dòng)方向和大小相反。由于這種電磁力的作用，機(jī)械系統(tǒng)的振動(dòng)會(huì)受到阻礙，從而降低了振動(dòng)的幅度。故D正確。 故選：D。 2．（2023春?天河區(qū)期末）如圖所示，上下開口、內(nèi)壁光滑的銅管P和塑料管Q豎直放置。小磁塊先后在兩管中從相同高度處由靜止釋放，并落至底部，則小磁塊（　?。? A．在P和Q中都做自由落體運(yùn)動(dòng) B．在P中的下落時(shí)間比在Q中的長 C．在兩個(gè)下落過程中的機(jī)械能都守恒 D．落至底部時(shí)在P中的速度比在Q中的大 【解答】解：A、當(dāng)小磁塊在光滑的銅管P下落時(shí)，由于穿過銅管的磁通量變化，導(dǎo)致銅管產(chǎn)生感應(yīng)電流，小磁塊受到向上的安培阻力，所以P做的運(yùn)動(dòng)不是自由落體運(yùn)動(dòng)；而對(duì)于塑料管Q內(nèi)小磁塊沒有任何阻力，做自由落體運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤； B、在銅管P中運(yùn)動(dòng)的小磁塊要受到向上的安培阻力，而在塑料管Q中的小磁塊只受重力，則在P中的下落時(shí)間比在Q中的長，故B正確； C、由A選項(xiàng)分析可知，在銅管P中運(yùn)動(dòng)的小磁塊機(jī)械能不守恒，而在塑料管的小磁塊機(jī)械能守恒，故C錯(cuò)誤； D、在銅管P中運(yùn)動(dòng)的小磁塊，因安培阻力，導(dǎo)致產(chǎn)生熱能，機(jī)械能減小，則落至底部時(shí)在P中的速度比在Q中的小，故D錯(cuò)誤。 故選：B。 3．（2022?海淀區(qū)模擬）如圖所示，他取來一節(jié)5號(hào)電池，將兩塊圓柱形且表面鍍有金屬涂層的釹鐵硼強(qiáng)磁鐵固定在電池兩端，并分別與電池正負(fù)兩極良好接觸，再將這一裝置輕輕插入用粗銅絲繞制的一段螺線管（螺線管內(nèi)徑略大于圓柱形磁鐵的直徑，相鄰線圈間有空隙）的一端，只見固定有磁鐵的5號(hào)電池快速運(yùn)動(dòng)到螺線管的另一端。課后，周星星同學(xué)取來完全相同的器材，仿照老師的方法將它們重新組裝，重復(fù)這一實(shí)驗(yàn)，但沒有成功。分析可能的原因是（　?。? A．范老師有特異功能 B．兩個(gè)磁鐵的磁性太弱 C．放置兩個(gè)磁鐵時(shí)磁極的方向錯(cuò)誤 D．螺線管兩端沒有連接為閉合回路 【解答】解：AB、磁性弱，電池運(yùn)動(dòng)的慢，但不會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)不成功，故AB錯(cuò)誤； C、老師的兩個(gè)磁鐵的磁極一致，周星星把兩個(gè)磁鐵相反，故有可能，故C正確； D、螺線管兩端不需要連接，故D錯(cuò)誤。 故選：C。 4．（2023春?中原區(qū)校級(jí)期中）1831年10月28日，法拉第在一次會(huì)議上展示了他發(fā)明的圓盤發(fā)電機(jī)，它是人類歷史上的第一臺(tái)發(fā)電機(jī)。如圖所示為圓盤發(fā)電機(jī)的示意圖，銅盤安裝在水平的銅軸上，圓盤處于水平向右的勻強(qiáng)磁場中，兩塊銅片C、D分別與銅軸和銅盤的邊緣接觸，圓盤以恒定的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，原線圈M中會(huì)有恒定的電流產(chǎn)生，副線圈N與原線圈M共用一根鐵芯。當(dāng)電流從靈敏電流計(jì)G的左端流入，指針就會(huì)向左偏轉(zhuǎn)，反之右偏，當(dāng)圓盤按圖示方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，下列說法正確的是（　?。? A．銅片C處的電勢高于銅片D處的電勢 B．圓盤剛開始轉(zhuǎn)動(dòng)的瞬間，靈敏電流計(jì)G的指針向右偏轉(zhuǎn) C．圓盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，靈敏電流計(jì)的指針向左偏轉(zhuǎn) D．圓盤減速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，靈敏電流計(jì)G的指針向右偏轉(zhuǎn) 【解答】解：AB、圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，相當(dāng)于半徑在切割磁感線，從右向左看，圓盤逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，由右手定則可知電流從C處流向D處， 根據(jù)電源內(nèi)部電流從負(fù)極流入正極可知銅片D處的電勢高于銅片C處的電勢， 圓盤剛開始轉(zhuǎn)動(dòng)的瞬間，線圈M中的電流為順時(shí)針（俯視）， 由右手螺旋定則可知穿過線圈M、N的磁感線向下，角速度突然增大，N中的磁通量突然增加， 根據(jù)楞次定律可知線圈N的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針（俯視），電流從靈敏電流計(jì)的右端進(jìn)入，所以指針向右偏轉(zhuǎn)，故A錯(cuò)誤，B正確； CD、圓盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，在原線圈M中產(chǎn)生大小和方向都不變的恒定電流，副線圈N中的磁通量沒有變化，不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流， 圓盤減速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由可知電動(dòng)勢E減小， 由閉合電路歐姆定律可知線圈M中電流減小，副線圈N中的磁通量減少， 根據(jù)楞次定律可知副線圈N中電流方向?yàn)轫槙r(shí)針（俯視），可知電流從靈敏電流計(jì)左端流入，指針向左偏轉(zhuǎn)，故CD錯(cuò)誤。 故選：B。 5．（2023?大慶模擬）動(dòng)圈式話筒是利用電磁感應(yīng)原理工作的。話筒內(nèi)半徑為r、匝數(shù)為n的可動(dòng)線圈套在徑向輻射水入磁鐵槽上，如圖所示，當(dāng)聲波使膜片振動(dòng)時(shí)，線圈垂直切割磁感線，將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。線圈振動(dòng)區(qū)域的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小恒為B，話筒工作時(shí)線圈與其相連的負(fù)載構(gòu)成回路，總電阻為R，若在某一時(shí)刻，線圈切割磁感線的速度大小為v，則該時(shí)刻通過線圈的感應(yīng)電流為（　?。? A． B． C． D． 【解答】解：可動(dòng)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為E＝nBLv＝nB?2πrv＝2πnBrv 根據(jù)閉合電路歐姆定律得 I，故ACD錯(cuò)誤，B正確。 故選：B。 6．（2023?鼓樓區(qū)校級(jí)模擬）如俯視圖所示，水平桌面上放著一根足夠長的剛性折線形導(dǎo)軌FOG，一根足夠長的金屬棒PQ放在導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌接觸良好，F(xiàn)OG的角平分線垂直平分金屬棒。整個(gè)空間中有豎直向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。導(dǎo)軌及金屬棒單位長度的電阻均為r。導(dǎo)軌和金屬棒的質(zhì)量均為m。不計(jì)一切摩擦。金屬棒初始時(shí)緊靠O點(diǎn)。給金屬棒一個(gè)沿著FOG角平分線向右的初速度v0，金屬棒最終與O點(diǎn)的距離為d，下列說法正確的是（　?。? A．金屬棒開始運(yùn)動(dòng)之后，回路中的電流保持不變 B．PQ兩端最終的電勢差是初始時(shí)的一半 C．B越大，導(dǎo)軌上產(chǎn)生的總焦耳熱越大 D．若v0加倍，則d加倍 【解答】解：A、由題可知，金屬棒開始運(yùn)動(dòng)之后，某位置金屬棒到O的距離為x時(shí)，金屬棒的速度為v1，導(dǎo)軌的速度為v2，并設(shè)FOG的角平分線與FO的夾角為θ，則回路中的電流為： I 在運(yùn)動(dòng)過程中金屬棒減速，導(dǎo)軌加速，故兩者的相對(duì)速度v相對(duì)減小，回路中的電流在減小，故A錯(cuò)誤； B、金屬棒和導(dǎo)軌FOG組成的系統(tǒng)，合外力為零，系統(tǒng)動(dòng)量守恒，取向右為正方向，由動(dòng)量守恒定律得：mv0＝2mv 解得穩(wěn)定時(shí)系統(tǒng)的速度為： 根據(jù)動(dòng)生電動(dòng)勢的表達(dá)式E＝BLv可知，PQ兩端最終的電勢差是初始時(shí)的一半，故B正確； C、由上分析可知，這個(gè)過程電路中的產(chǎn)生的熱量等于這個(gè)過程中損失的機(jī)械能，即 Q，與B的大小無關(guān)，故C錯(cuò)誤； D、取向右為正方向，對(duì)金屬棒，在一小段時(shí)間Δt內(nèi)，根據(jù)動(dòng)量定理得： ﹣BL?Δt＝mΔv＝mmv0 又通過金屬棒的電荷量：q?Δt 則整個(gè)過程有：BqL＝mv0 又q?Δt ΔSd?（2dtanθ），R＝（2dtanθ）r，L＝2dtanθ 聯(lián)立解得：d，故v0加倍，則d是原來的倍，D錯(cuò)誤。 故選：B。 7．（2023?鼓樓區(qū)校級(jí)一模）為防止航天員在長期失重狀態(tài)下肌肉萎縮，我國在空間站中安裝了如圖甲所示可用于鍛煉上、下肢肌肉的“太空自行車”，其工作原理可簡化成圖乙所示模型，航天員鍛煉時(shí)，半徑為r的金屬圓盤在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直盤面向里的勻強(qiáng)磁場中以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，電阻R連接在從圓盤中心和邊緣處引出的兩根導(dǎo)線上，不計(jì)圓盤電阻，若航天員消耗的能量約有50%轉(zhuǎn)化為電能，則在t時(shí)間內(nèi)航天員消耗的能量為（　?。? A． B． C． D． 【解答】解：圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為，通過電阻R的感應(yīng)電流為，電阻R消耗的電功率為P＝I2R。 根據(jù)題意可知，航天員鍛煉時(shí)消耗的能量只有50%轉(zhuǎn)化為電能，故在鍛煉的t時(shí)間內(nèi)航天員消耗的能量為E＝2Pt，聯(lián)立解得：E，故ACD錯(cuò)誤，B正確。 故選：B。 8．（2023?海淀區(qū)校級(jí)三模）1831年8月，法拉第在軟鐵環(huán)兩側(cè)分別繞有M、N兩個(gè)線圈的實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象。裝置如圖所示，在正確操作的情況下，符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)的選項(xiàng)是（　　） A．閉合開關(guān)瞬間，電流計(jì)指針無偏轉(zhuǎn) B．閉合開關(guān)穩(wěn)定后，電流計(jì)指針有偏轉(zhuǎn) C．開關(guān)斷開的瞬間，感應(yīng)電流的方向?yàn)閍→電流計(jì)→b D．將繞線的鐵環(huán)換成木環(huán)，閉合開關(guān)瞬間，電流計(jì)指針會(huì)明顯偏轉(zhuǎn) 【解答】解：A、閉合開關(guān)瞬間，與電源相連的線圈中電流由無到有，則其產(chǎn)生的磁場有無到有；與電流計(jì)相連的線圈中的磁通量增大，故產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流計(jì)有偏轉(zhuǎn)，故A錯(cuò)誤； B、閉合開關(guān)穩(wěn)定后電流不變，與電流計(jì)相連的線圈中的磁通量不變，不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流計(jì)不偏轉(zhuǎn)，故B錯(cuò)誤； C、開關(guān)斷開的瞬間，與電流計(jì)相連的線圈中的磁通量減小，產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)右手螺旋定則可知，穿過線圈N中的磁通量順時(shí)針且減小，依據(jù)楞次定律，則線圈N中的感應(yīng)電流方向順時(shí)針，即a→電流計(jì)→b，故C正確； D、將繞線的鐵環(huán)換成木環(huán)后，閉合開關(guān)瞬間，與電源相連的線圈中仍能產(chǎn)生磁場，并且有磁感線穿過與電流計(jì)相連的線圈，磁通量增大，仍能產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流計(jì)指針仍有偏轉(zhuǎn)，不過因磁通量變化率降低，則電流計(jì)指針會(huì)不太明顯偏轉(zhuǎn)，故D錯(cuò)誤。 故選：C。 9．（2023春?白云區(qū)校級(jí)期中）如圖所示，電路中有兩個(gè)相同的燈泡L1、L2，電感線圈L的電阻可忽略。下列說法正確的是（　?。? A．閉合開關(guān)S的瞬間，L1、L2逐漸變亮 B．閉合開關(guān)S的瞬間，L2立即變亮，L1逐漸變亮，最終L2比L1亮 C．?dāng)嚅_開關(guān)S的瞬間，L1、L2一起緩慢熄滅 D．?dāng)嚅_開關(guān)S的瞬間，L1緩慢熄滅，L2先變亮一下然后才熄滅 【解答】解：AB、閉合開關(guān)S的瞬間，L2當(dāng)中馬上就有了電流，L2立即變亮，L1所在的電路上線圈L會(huì)發(fā)生自感現(xiàn)象，產(chǎn)生自感電動(dòng)勢，阻礙電流的增大，所以通過L1的電流只能逐漸增大，即L1逐漸變亮；由于電感線圈L的電阻可忽略，則最終兩個(gè)燈泡一樣亮，故AB錯(cuò)誤； CD、電路穩(wěn)定時(shí)，最終兩個(gè)燈泡一樣亮，故斷開開關(guān)S后，L1所在電路的電流從原來的電流開始減小，兩個(gè)燈泡都是逐漸熄滅，不會(huì)閃亮一下，故C正確，D錯(cuò)誤。 故選：C。 10．（2023?雨花區(qū)校級(jí)二模）如圖所示，兩光滑平行長直金屬導(dǎo)軌水平固定放置，導(dǎo)軌間存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場。兩根相同的金屬棒ab、cd垂直放置在導(dǎo)軌上，處于靜止?fàn)顟B(tài)。t＝0時(shí)刻，對(duì)cd棒施加水平向右的恒力F，棒始終與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。兩棒的速度vab、vcd和加速度aab、acd隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖像可能正確的是（　?。? A． B． C． D． 【解答】解：金屬棒cd在恒力F作用下由靜止開始加速，此時(shí)金屬棒ab、cd加速度分別為： aab＝0 之后回路中出現(xiàn)感應(yīng)電流，金屬棒cd受到的安培力與恒力F反向，金屬棒cd的加速度減小，金屬棒ab在安培力作用下開始加速，金屬棒cd與金屬棒ab的速度差逐漸增大，回路中的電動(dòng)勢逐漸增大，根據(jù)安培力的計(jì)算公式可知，安培力為： 根據(jù)題意可知，安培力逐漸增大，金屬棒cd加速度減小，金屬棒ab加速度增大，當(dāng)acd＝aab時(shí)，vcd﹣vab不再變化，回路中的電流不再變化，安培力不變，兩棒加速度不變，但是兩金屬棒的速度仍在增大，故C正確，ABD錯(cuò)誤。 故選：C。 11．（2023?河南模擬）如圖所示，一定質(zhì)量的導(dǎo)體棒ab橫放在U形金屬框架上?？蚣芄潭ǚ旁诮^緣水平面上，框架粗糙，電阻不計(jì)且足夠長，整個(gè)裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中。t＝0時(shí)刻，垂直于ab導(dǎo)體棒施加水平恒力F，使ab從靜止開始加速，作用一段時(shí)間后，撤掉外力F。下列導(dǎo)體棒ab速度隨時(shí)間變化圖像中可能正確的是（　?。? A． B． C． D． 【解答】解：導(dǎo)體棒安培力F安＝BIL，根據(jù)歐姆定律I，切割電動(dòng)勢E＝BLv，聯(lián)立有F安，故對(duì)導(dǎo)體棒由牛頓第二定律列式，則隨著速度的增加，導(dǎo)體棒的加速度減小，即開始時(shí)導(dǎo)體棒做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)；撤去力F后，導(dǎo)體棒受安培力作用速度減小，由牛頓第二定律列式則隨著速度的減小，加速度逐漸減小，因v﹣t圖像的斜率等于加速度，故C正確，ABD錯(cuò)誤。 故選：C。 12．（2022秋?丹東期末）如圖所示，固定金屬圓環(huán)半徑為L，在金屬圓環(huán)的四個(gè)面積均等區(qū)域中有兩個(gè)區(qū)域分別存在方向相反、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B的勻強(qiáng)磁場。長為L的導(dǎo)體棒OA一端與圓環(huán)中心O點(diǎn)重合，另一端與圓環(huán)接觸良好，在圓環(huán)和O點(diǎn)之間接一定值電阻R，其它電阻不計(jì)。當(dāng)導(dǎo)體棒以角速度ω繞O點(diǎn)在紙面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，回路中產(chǎn)生的交變電流的有效值為（　?。? A． B． C． D． 【解答】解：導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為 Eω 根據(jù)題意導(dǎo)體棒在轉(zhuǎn)動(dòng)一周的時(shí)間T過程中只有一半的時(shí)間切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，所以有 I2RT 解得 I 故C正確，ABD錯(cuò)誤； 故選：C。 二．多選題（共3小題） （多選）13．（2023春?普寧市期末）如圖甲所示，一個(gè)匝數(shù)n＝100的圓形導(dǎo)體線圈，面積S1＝0.4m2，電阻r＝1Ω。在線圈中存在面積S2＝0.3m2的垂直線圈平面向外的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖乙所示。有一個(gè)R＝2Ω的電阻，將其兩端a、b分別與圖甲中的圓形線圈相連接，b端接地，則下列說法正確的是（　?。? A．圓形線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢E＝4.5V B．通過電阻R的電流方向?yàn)閺南轮辽? C．圓形線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小為1A D．第4s末圓形線圈的磁通量為0.24Wb 【解答】解：A、根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為： E＝nnS2＝1000.3V＝4.5V，故A正確； B、根據(jù)楞次定律判斷可知線圈中的感應(yīng)電流沿順時(shí)針方向，通過電阻R的電流方向?yàn)閺南轮辽?，故B正確； C、根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得感應(yīng)電流：IA＝1.5A，故C錯(cuò)誤； D、第4s末圓形線圈的磁通量為Φ＝BS2＝0.6×0.3Wb＝0.18Wb，故D錯(cuò)誤； 故選：AB。 （多選）14．（2023春?寶雞期末）如圖甲所示，一根足夠長的空心銅管豎直放置，將一枚橫截面直徑略小于銅管內(nèi)徑、質(zhì)量為m0的圓柱形強(qiáng)磁鐵從銅管上端管口處由靜止釋放，強(qiáng)磁鐵在銅管內(nèi)下落的最大速度為vm，強(qiáng)磁鐵與銅管內(nèi)壁的摩擦和空氣阻力可以忽略，重力加速度為g。強(qiáng)磁鐵下落過程中，可以認(rèn)為銅管中的感應(yīng)電動(dòng)勢大小與強(qiáng)磁鐵下落的速度成正比，下列分析正確的是（　?。? A．若把空心銅管切開一條豎直狹縫，如圖乙所示，還將強(qiáng)磁鐵從銅管上端管口處由靜止釋放，發(fā)現(xiàn)強(qiáng)磁鐵做自由落體運(yùn)動(dòng) B．若把空心銅管切開一條豎直狹縫，如圖乙所示，還將強(qiáng)磁鐵從銅管上端管口處由靜止釋放，發(fā)現(xiàn)強(qiáng)磁鐵的下落會(huì)慢于自由落體運(yùn)動(dòng) C．圖甲中，強(qiáng)磁鐵達(dá)到最大速度后，銅管的熱功率等于m0gvm D．如果在圖甲中強(qiáng)磁鐵的上面粘一個(gè)質(zhì)量為m1的絕緣橡膠塊，則強(qiáng)磁鐵下落的最大速度為 【解答】解：AB、若把空心銅管切開一條豎直狹縫，此時(shí)銅管內(nèi)仍然會(huì)形成渦流，渦流的磁場對(duì)強(qiáng)磁鐵有阻礙作用，因此將強(qiáng)磁鐵從銅管上端管口處由靜止釋放，發(fā)現(xiàn)強(qiáng)磁鐵的下落會(huì)明顯慢于自由落體運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤，B正確； C、圖甲中，強(qiáng)磁鐵達(dá)到最大速度后做勻速運(yùn)動(dòng)，在勻速下落的過程中，減少的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為熱量，則銅管的熱功率等于重力做功的功率，即P0＝m0gvm，故C正確； D、由于強(qiáng)磁鐵下落過程中銅管中的感應(yīng)電動(dòng)勢大小E與強(qiáng)磁鐵下落的速度v成正比，且強(qiáng)磁鐵周圍銅管的有效電阻R是恒定的?？芍我粫r(shí)刻的熱功率為 強(qiáng)磁鐵在勻速下落時(shí)，有 P＝mgv 可得： 解得強(qiáng)磁鐵下落的最大速度為：，故D正確。 故選：BCD。 （多選）15．（2023春?韶關(guān)期末）如圖所示，一半徑為r、質(zhì)量為m、電阻為R的n匝圓形細(xì)線圈在足夠長的徑向輻射狀磁場中由靜止開始下落，線圈下落高度h時(shí)速度達(dá)到最大值vm。已知線圈下落過程中環(huán)面始終水平且所經(jīng)過位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小都相同，重力加速度大小為g，不計(jì)空氣阻力，則（　?。? A．線圈在磁場中做勻加速直線運(yùn)動(dòng) B．線圈下落過程中所經(jīng)過位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 C．線圈下落高度h的過程中產(chǎn)生的總焦耳熱為 D．線圈下落高度h所經(jīng)歷的時(shí)間為 【解答】解：A、線圈在磁場中的速度越大，感應(yīng)電動(dòng)勢越大，感應(yīng)電流越大，安培阻力越大，所以線圈在磁場中做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，達(dá)到最大速度后，做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤； B、當(dāng)安培力與重力大小相等時(shí)，線圈的速度最大，根據(jù)平衡條件有：nBIm?2πr＝mg 根據(jù)歐姆定律得： 解得：，故B正確； C、根據(jù)能量守恒定律可知，線圈下落高度h的過程中產(chǎn)生的總焦耳熱為：，故C正確； D、根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有： 根據(jù)歐姆定律有： 電荷量： 聯(lián)立以上可得： 由動(dòng)量定理有： 解得：，故D正確。 故選：BCD。 三．實(shí)驗(yàn)題（共2小題） 16．（2023春?閻良區(qū)期末）如圖1為“探究影響感應(yīng)電流方向的因素”的實(shí)驗(yàn)裝置，所用電流表指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向間的關(guān)系為：當(dāng)電流從“+”接線柱流入電流表時(shí)，指針向右偏轉(zhuǎn)。 （1）將條形磁鐵按如圖1方式S極向下插入螺線管時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流表的指針向右偏轉(zhuǎn)。螺線管的繞線方向如圖2所示。請(qǐng)?jiān)趫D2中標(biāo)出螺線管中的感應(yīng)電流方向。 （2）經(jīng)分析可得出結(jié)論：當(dāng)穿過螺線管的磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場與條形磁鐵的磁場方向 　相反?。ㄌ睢跋嗤被颉跋喾础保?（3）接上面的（1），將條形磁鐵從螺線管中抽出時(shí)，電流表的指針向 　左?。ㄌ睢白蟆被颉坝摇保┢D(zhuǎn)。 （4）有同學(xué)又用圖1中的器材完成了如下實(shí)驗(yàn)。條形磁鐵的軸線和鐵芯的軸線及連接線圈和電流計(jì)的導(dǎo)線在同一平面內(nèi)，鐵芯、線圈及條形磁鐵的幾何中心均在與鐵芯垂直的PQ連線上。條形磁鐵分別與線圈相互平行或相互垂直放置，使其沿QP方向靠近線圈。在圖3情形中能觀察到明顯的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，且圖中標(biāo)出的電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向正確的是 　A　。 【解答】解：（1）根據(jù)題意當(dāng)電流從“+”接線柱流入電流表時(shí)，指針向右偏轉(zhuǎn)，因此螺線管中的感應(yīng)電流方向如圖所示： （2）當(dāng)條形磁鐵按如圖1方式S極向下插入螺線管時(shí)，穿過螺線管的磁通量增大，根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流的磁場與條形磁鐵的磁場方向相反； （3）根據(jù)題意，當(dāng)穿過螺線管的磁通量增大時(shí)，電流從“+”接線柱流入電流表，指針向右偏轉(zhuǎn)；將條形磁鐵從螺線管中抽出時(shí)，穿過螺線管的磁通量減小，電流從“﹣”接線柱流入電流表，指針向左偏轉(zhuǎn)； （4）AB.該圖中當(dāng)磁鐵向線圈靠近時(shí)，穿過線圈的磁通量向下增加，根據(jù)楞次定律可知，產(chǎn)生感應(yīng)磁場方向向上，由右手螺旋定則可知，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流從“+”接線柱流入電流表，指針向右偏轉(zhuǎn)，故A正確，B錯(cuò)誤； CD.當(dāng)磁鐵按如圖所示的方式靠近線圈時(shí)，由對(duì)稱性可知，穿過線圈的磁通量總是零，線圈中不會(huì)有感應(yīng)電流，故CD錯(cuò)誤。 故選：A。 故答案為：（1）見解析；（2）相反；（3）左：（4）A。 17．（2023春?重慶期中）用如圖甲所示的器材“探究感應(yīng)電動(dòng)勢大小與磁通量變化快慢的關(guān)系”，傾斜導(dǎo)軌下端固定一螺線管，小車上固定有磁鐵和擋光片。實(shí)驗(yàn)時(shí)在導(dǎo)軌上端某處釋放小車，小車沿導(dǎo)軌加速下滑，穿過螺線管的磁通量發(fā)生變化，螺線管中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢。光電傳感器（圖中未畫出）可以測出擋光片經(jīng)過光電門的時(shí)間Δt，同時(shí)電壓傳感器測出這段時(shí)間內(nèi)螺線管中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢。通過多次實(shí)驗(yàn)，得到圖線如圖乙所示。 （1）在測量圖乙中圖線所需的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，下列要求合理的有 　CD　。 A．需在同一位置釋放小車 B．需無初速度釋放小車 C．不能改變擋光片的寬度 D．不能改變光電門的位置 （2）影響圖乙中圖線的斜率大小的因素有 　見解析　（至少列出三個(gè)因素）。 （3）線圈匝數(shù)增加一倍后重做該實(shí)驗(yàn)，在圖乙中畫出實(shí)驗(yàn)圖線（在答題卡上作答）。 【解答】解：（1）實(shí)驗(yàn)中，抓住通過螺線管的磁通量變化量相同，結(jié)合變化的時(shí)間，得出E與的關(guān)系，所以需要保持不變的是擋光片的寬度，光電門的位置。故CD正確，AB錯(cuò)誤。 故選：CD； （2）根據(jù) 可得 可知影響圖乙中圖線的斜率大小的因素有線圈的匝數(shù)，線圈的面積，磁場的強(qiáng)弱； （3）根據(jù)知，線圈匝數(shù)增加一倍，則感應(yīng)電動(dòng)勢增加一倍．磁通量的變化量相同，則圖線的斜率變?yōu)樵瓉淼?倍，如圖所示 故答案為：（1）CD；（2）見解析；（3）見解析。 四．計(jì)算題（共3小題） 18．（2023春?天河區(qū)校級(jí)期中）一輕質(zhì)細(xì)線吊著一邊長為L＝0.4m的10匝正方形線圈abcd，總電阻為R＝0.5Ω，在dc邊的上下兩側(cè)對(duì)稱分布有寬度d＝0.2m的正方形磁場區(qū)域，如圖（甲）所示。磁場方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間變化如圖（乙）所示（線圈始終保持靜止）。求： （1）線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流I大?。?（2）t＝4s時(shí)，cd邊受到的安培力大小及方向。 【解答】解：（1）由圖乙可知，線圈中磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率為 線圈中有效磁場的面積為 感應(yīng)電動(dòng)勢為 感應(yīng)電流為 解得I＝2A （2）t＝4s時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝30T，cd邊受到的安培力大小為F＝nBId 解得F＝120N 根據(jù)左手定則可知安培力方向?yàn)榇怪眂d邊向上。 答：（1）線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流I大小為2A； （2）t＝4s時(shí)，cd邊受到的安培力大小為120N，方向垂直cd邊向上。 19．（2023?紅橋區(qū)二模）在如圖甲所示的電路中，螺線管匝數(shù)n＝2000匝，橫截面積S＝40cm2。螺線管導(dǎo)線電阻r＝1.0Ω，R1＝4.0Ω，R2＝5.0Ω，C＝20μF。在一段時(shí)間內(nèi)，穿過螺線管的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B按如圖乙所示的規(guī)律變化。求： （1）求螺線管中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢； （2）閉合S，電路中的電流穩(wěn)定后，求電阻R2的電功率； （3）S斷開后，求流經(jīng)R2的電量。 【解答】解：（1）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律 （2）根據(jù)全電路歐姆定律 電阻R2的電功率為 （3）S斷開后，流經(jīng)R2的電量即為S閉合時(shí)C板上所帶的電量Q電容器兩端的電壓 U＝IR2＝0.32×5.0V＝1.6V 流經(jīng)R2的電量 Q＝CU＝20×10﹣6×1.6C＝3.2×10﹣5C 答：（1）求螺線管中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為3.2V； （2）閉合S，電路中的電流穩(wěn)定后，電阻R2的電功率為0.512W； （3）S斷開后，流經(jīng)R2的電量為3.2×10﹣5C。 20．（2023春?湖南期中）如圖所示，兩根固定的光滑的絕緣導(dǎo)軌水平部分與傾斜部分平滑連接，兩導(dǎo)軌間距為L＝0.5m，導(dǎo)軌的傾斜部分與水平面成α＝37°。導(dǎo)軌的傾斜部分有一個(gè)勻強(qiáng)磁場區(qū)域abcd，磁場方向垂直于斜面向上，導(dǎo)軌的水平部分在距離斜面底端足夠遠(yuǎn)處有兩個(gè)勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場方向豎直且相反，所有磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B＝1T，每個(gè)磁場區(qū)沿導(dǎo)軌的長度均為L＝0.5m，磁場左、右兩側(cè)邊界均與導(dǎo)軌垂直。現(xiàn)有一質(zhì)量為m＝0.5kg，電阻為r＝0.2Ω，邊長也為L的正方形金屬線框PQMN，從傾斜導(dǎo)軌上由靜止釋放，金屬線框在MN邊剛滑進(jìn)磁場abcd時(shí)恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，此后，金屬線框從導(dǎo)軌的傾斜部分滑上水平部分，該過程線框沒有機(jī)械能損失。取重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。求： （1）金屬線框剛釋放時(shí)MN邊與ab的距離s； （2）已知線框剛進(jìn)入水平磁場區(qū)域時(shí)速度大小為8m/s，求線框在穿越水平磁場區(qū)域過程中加速度的最大值； （3）若導(dǎo)軌的水平部分有多個(gè)連續(xù)的長度均為L磁場，且相鄰磁場方向相反，在（2）的條件下，求線框在水平導(dǎo)軌上從進(jìn)入磁場到停止的位移以及在兩導(dǎo)軌上的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中線框內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱。 【解答】解：（1）設(shè)金屬線框剛進(jìn)入磁場區(qū)域abcd的速度為v1，則有： E1＝BLv1，，F(xiàn)安1＝BI1L 依題意，由平衡條件得：F安1＝mgsinα 線框下滑距離s的過程中，根據(jù)機(jī)械能守恒定律得： 聯(lián)立以上各式解得：s＝0.48m； （2）設(shè)金屬線框MN邊剛進(jìn)入水平導(dǎo)軌上第一個(gè)磁場區(qū)時(shí)速度為v2＝8m/s，MN邊剛進(jìn)入第二個(gè)磁場區(qū)時(shí)速度為v3，線框從剛進(jìn)入第一個(gè)磁場區(qū)到剛要進(jìn)入第二個(gè)磁場區(qū)的過程中，根據(jù)動(dòng)量定理得： 其中： 聯(lián)立解得：v3＝6.75m/s 在MN邊剛進(jìn)入第二個(gè)磁場區(qū)時(shí)有：E3＝2BLv3，，F(xiàn)安3＝2BI3L 因2v3＞v2，由，，可得F安3＞F安2 可知當(dāng)MN恰好進(jìn)入水平第二個(gè)磁場時(shí)候加速度最大，此時(shí)：F安3＝ma 解得加速度最大值為：a＝67.5m/s2； （3）MN邊剛進(jìn)入第二個(gè)磁場區(qū)時(shí)速度為v3，此后在安培力作用下減速到0，設(shè)該過程位移為x，由動(dòng)量定理有： 即： 解得：x＝0.675m 故位移為：x+L＝0.675m+0.5m＝1.175m 根據(jù)能量守恒定律，金屬線框內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱為： 代入數(shù)據(jù)可得：Q＝19J。 答：（1）金屬線框剛釋放時(shí)MN邊與ab的距離為0.48m； （2）線框在穿越水平磁場區(qū)域過程中的加速度的最大值67.5m/s2； （3）線框在水平導(dǎo)軌上從進(jìn)入磁場到停止的位移為1.175m，在兩導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)過程中線框內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱19J。

英語朗讀寶
相關(guān)資料 更多
資料下載及使用幫助
版權(quán)申訴
版權(quán)申訴
若您為此資料的原創(chuàng)作者，認(rèn)為該資料內(nèi)容侵犯了您的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，請(qǐng)掃碼添加我們的相關(guān)工作人員，我們盡可能的保護(hù)您的合法權(quán)益。
入駐教習(xí)網(wǎng)，可獲得資源免費(fèi)推廣曝光，還可獲得多重現(xiàn)金獎(jiǎng)勵(lì)，申請(qǐng) 精品資源制作， 工作室入駐。
版權(quán)申訴二維碼
高中物理人教版 (2019)選擇性必修 第二冊電子課本

章節(jié)綜合與測試

版本： 人教版 (2019)

年級(jí)： 選擇性必修 第二冊

切換課文
  • 課件
  • 教案
  • 試卷
  • 學(xué)案
  • 更多
所有DOC左下方推薦
歡迎來到教習(xí)網(wǎng)
  • 900萬優(yōu)選資源，讓備課更輕松
  • 600萬優(yōu)選試題，支持自由組卷
  • 高質(zhì)量可編輯，日均更新2000+
  • 百萬教師選擇，專業(yè)更值得信賴
微信掃碼注冊
qrcode
二維碼已過期
刷新

微信掃碼，快速注冊

手機(jī)號(hào)注冊
手機(jī)號(hào)碼

手機(jī)號(hào)格式錯(cuò)誤

手機(jī)驗(yàn)證碼 獲取驗(yàn)證碼

手機(jī)驗(yàn)證碼已經(jīng)成功發(fā)送，5分鐘內(nèi)有效

設(shè)置密碼

6-20個(gè)字符，數(shù)字、字母或符號(hào)

注冊即視為同意教習(xí)網(wǎng)「注冊協(xié)議」及「隱私條款」
QQ注冊
手機(jī)號(hào)注冊
微信注冊

注冊成功

返回
頂部