第二章 電磁感應(yīng) 章末檢測(cè)題-2022-2023學(xué)年高二物理備課講義（人教2019選擇性必修第二冊(cè) ）（原卷版）

第二章電磁感應(yīng)章末檢測(cè)題

一、單選題

1.如圖所示，通電導(dǎo)線旁邊同一平面有矩形線圈。兒小則（）

a\----\b

I，、

dc

A.若線圈向左平動(dòng)，其中感應(yīng)電流方向是a玲人玲cf4

B.若線圈豎直向下平動(dòng)，沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生

C.當(dāng)線圈向?qū)Ь€靠近時(shí)，其中感應(yīng)電流方向是。好人玲。玲d

D.當(dāng)線圈以劭邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其中感應(yīng)電流方向是玲］

【答案】B

【解析】A.根據(jù)右手螺旋定則可知，通電導(dǎo)線右側(cè)磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，若線圈向左平動(dòng)，一

開始線圈的磁通量增加，根據(jù)楞次定律可知，線圈中感應(yīng)電流方向是。好”＞。玲從故A錯(cuò)誤：

B.若線圈豎直向下平動(dòng)，線圈的磁通量不變，沒有有感應(yīng)電流產(chǎn)生，故B正確；

C.當(dāng)線圈向?qū)Ь€靠近時(shí)，線圈的磁通量增加，根據(jù)楞次定律可知，線圈中感應(yīng)電流方向是

a今d今c）b、故C錯(cuò)誤；

D.當(dāng)線圈以附邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈的磁通量周期性發(fā)生變化，其中感應(yīng)電流方向也在周期性發(fā)生

變化，故D錯(cuò)誤。

故選Bo

2.在一水平通電直導(dǎo)線的正下方，有一半圓形光滑圓弧軌道。一導(dǎo)體圓環(huán)自軌道左側(cè)的Z點(diǎn)無初

速度釋放，則下列說法中正確的是（）

A.圓環(huán)最終停在軌道的最低點(diǎn)8B.圓環(huán)能滑到軌道右側(cè)與/點(diǎn)等高處C

C.圓環(huán)運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒D.圓環(huán)在運(yùn)動(dòng)過程中感應(yīng)電流方向一直是順時(shí)針方

向

【答案】A

【解析】A.由于小環(huán)運(yùn)動(dòng)的范圍內(nèi)，各處的磁場(chǎng)強(qiáng)度不同，所以小環(huán)運(yùn)動(dòng)的過程中機(jī)械能不斷轉(zhuǎn)

化為電能，故小球的機(jī)械能會(huì)越來越小，最終停在最低點(diǎn)從故A正確；

B.因?yàn)閳A環(huán)在運(yùn)動(dòng)的過程中，有感應(yīng)電流，對(duì)整個(gè)過程由能量守恒定律得，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電

能，故不能上升到右側(cè)與C點(diǎn)等高處，故B錯(cuò)誤；

C.整個(gè)過程重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能，機(jī)械能不守恒，故C錯(cuò)誤；

D.圓環(huán)來回運(yùn)動(dòng)，磁通量不斷變化，所以感應(yīng)電流方向不斷變化，故D錯(cuò)誤。

故選Ao

3.穿過同一閉合回路的磁通量①隨時(shí)間r變化的圖象分別如圖中的①所示，下列關(guān)于回路中

感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的論述正確的是（）

o-~曾

①

A.圖①回路產(chǎn)生恒定不變的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

B.圖②回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一直在變大

C.圖③回路0~彳時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大于6時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

D.圖④回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)先變大再變小

【答案】C

【解析】根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律我們知道感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與磁通量的變化率成正比，即￡=〃”，

△/

結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)我們知道：穿過閉合回路的磁通量①隨時(shí)間f變化的圖象的斜率加="；

△t

A.圖①中磁通量中不變，無感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，A錯(cuò)誤；

B.圖②中磁通量中隨時(shí)間f均勻增大，圖象的斜率k不變，也就是說產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不變，B

錯(cuò)誤；

C.圖③中網(wǎng)路在0~6時(shí)間內(nèi)磁通量中隨時(shí)間，變化的圖象的斜率為幻，在彳時(shí)間內(nèi)磁通量中

隨時(shí)間，變化的圖象的斜率為上，從圖象中發(fā)現(xiàn)：自大于依的絕對(duì)值。所以在0~4時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的感

應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大于在4時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，C正確:

D.圖④中磁通量中隨時(shí)間/變化的圖象的斜率先變小后變大，所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)先變小后變大，D

錯(cuò)誤。

故選C?

4.某眼動(dòng)儀可以根據(jù)其微型線圈在磁場(chǎng)中隨眼球運(yùn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的電流來追蹤眼球的運(yùn)動(dòng)。若該眼

動(dòng)儀線圈面積為S,匝數(shù)為N,處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為8的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，f=0時(shí)，線圈平面平行于磁

場(chǎng)。，=4時(shí)線圈平面逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)至與磁場(chǎng)夾角為〃處，則0-4時(shí)間內(nèi)磁通量的平均變化率是

()

一產(chǎn)、如

1眼球)0

BScos0BSsin0NBSsmeNBScos0

A.B.C..D.

4A

【答案】B

【解析】開始時(shí)線圈與磁場(chǎng)的方向平行,則穿過線圈的磁通量為零；經(jīng)過時(shí)間/,面積為S的線圈

平面逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)至與磁場(chǎng)夾角為，處，磁通量變化為

A0=8Ssin。

則0-4時(shí)間內(nèi)磁通量的平均變化率是

A①BSsin。

Art

故選Bo

5.如圖，矩形線圈?；襑的長(zhǎng)與寬分別為2乙和￡,虛線內(nèi)有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為8,?？?/p>

。2分別為兒的中點(diǎn)，下列判斷正確的是()

11

XXXX；°I,

a_______a

；xBxXX;

11

；XX,XX：

b\-----------J------------\c

\XXXx\02

A.此時(shí)穿過線圈的磁通量為28廣

B.線圈繞/邊向紙外旋轉(zhuǎn)60。角時(shí)，穿過線圈的磁通量為8/7，回路中無電流產(chǎn)生

C.線圈繞cd邊向紙外旋轉(zhuǎn)60。角時(shí)，穿過線圈的磁通量為8Z?，回路中無電流產(chǎn)生

D.在線圈繞兒邊向紙外旋轉(zhuǎn)60。角的過程中，穿過線圈磁通量的變化量為8Z?

【答案】B

【解析】A.此時(shí)只有一半的線圈在磁場(chǎng)中，穿過線圈的磁通量為

①?=BS0=B13

故A錯(cuò)誤；

B.線圈繞曲邊向紙外旋轉(zhuǎn)60。角時(shí)，根據(jù)幾何關(guān)系可知，線圈整個(gè)進(jìn)入磁場(chǎng)，線圈在垂直于磁場(chǎng)

方向的投影面積為

5=L-2Z,cos60°=L2

穿過線圈的磁通量為

①之=8S=B13

磁通量不變，沒有感應(yīng)產(chǎn)生電流，故B正確；

C.線圈繞加邊向紙外旋轉(zhuǎn)60。角時(shí)，根據(jù)幾何關(guān)系可知，線圈剛好出磁場(chǎng)，則穿過線圈的磁通量

為

①3=0

故C錯(cuò)誤；

D.在線圈繞兒邊向紙外旋轉(zhuǎn)60。角的過程中，線圈在垂直于磁場(chǎng)方向的投影面積為

S'=LLcos60°=0.5Z?

磁通量為

(D4=0.5BZ?

磁通量為標(biāo)量，則穿過線圈磁通量的變化量為

△①-①4=0.5“

故D錯(cuò)誤。

故選Bo

6.如圖，小林開展實(shí)驗(yàn)探究，用直徑小于空心鋁管和塑料管管徑的強(qiáng)磁體同時(shí)從豎直放置的等長(zhǎng)

空心鋁管和塑料管的上端口靜止釋放，發(fā)現(xiàn)強(qiáng)磁體通過空心鋁管時(shí)間較長(zhǎng)。關(guān)于此現(xiàn)象，下列說法

正確的是（）

A.強(qiáng)磁體吸引鋁管，相互摩擦致磁體下落得慢

B.強(qiáng)磁體下落時(shí)，鋁管產(chǎn)生感應(yīng)電流的磁場(chǎng)對(duì)強(qiáng)磁體運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生阻礙作用

C.只要鋁管足夠長(zhǎng)，強(qiáng)磁體可能減速至靜止

D.強(qiáng)磁體在空心鋁管的下落過程中保持機(jī)械能守恒

【答案】B

【解析】AB.強(qiáng)磁體下落時(shí)，鋁管中產(chǎn)生感應(yīng)電流，由楞次定律可知，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)對(duì)強(qiáng)磁體運(yùn)

動(dòng)產(chǎn)生阻礙作用導(dǎo)致磁體下落得慢，A錯(cuò)誤，B正確；

C.強(qiáng)磁體運(yùn)動(dòng)時(shí)才能在鋁管中產(chǎn)生感應(yīng)電流，因此，強(qiáng)磁體不可能在管中處于靜止?fàn)顟B(tài)，C錯(cuò)

、口

I天；

D.強(qiáng)磁體下落時(shí)，由于鋁管中產(chǎn)生感應(yīng)電流，電能增加，所以機(jī)械能減少，D錯(cuò)誤。

故選Bo

7.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)。無初速度釋放后向右側(cè)運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)b的過程中，下列說法正確

的是（）

????:XXXX

?XX

A.a,6兩點(diǎn)等高

B.小球在最低點(diǎn)處于平衡狀態(tài)

C.小球在穿過虛線時(shí)內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生渦流

D.小球在穿過虛線時(shí)受到豎直向上的磁場(chǎng)力

【答案】C

【解析】BCD.小球在穿過虛線時(shí)內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生渦流，穿過小球的磁通量發(fā)生變化，小球內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生

渦流，小球在最低點(diǎn)除需做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力以外，水平方向還受到向左的電磁阻尼，選項(xiàng)BD均

錯(cuò)誤，選項(xiàng)C正確；

A.由于電磁阻尼，6點(diǎn)一定低于。點(diǎn)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤。

故選Co

8.如圖所示，L是自感系數(shù)很大、直流電阻不計(jì)的電感線圈，Di、Dz是完全相同的燈泡，E是一內(nèi)

阻不計(jì)的電源，s是開關(guān)。下列說法正確的是（）

L

B.閉合開關(guān)S時(shí)，Di、D2同時(shí)亮，并始終保持一樣亮

C.電路穩(wěn)定后再斷開開關(guān)S時(shí)，%、D2同時(shí)熄滅

D.電路穩(wěn)定后再斷開開關(guān)S時(shí)，Dz熄滅，Di閃亮再逐漸變暗，直至熄滅

【答案】D

【解析】AB.閉合開關(guān)S時(shí)，電路中立即建立了電場(chǎng)，立即就有了電流，故必、D?同時(shí)亮，但通

過線圈的電流要增加，會(huì)產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，電流緩慢增加，當(dāng)電流穩(wěn)定后，線圈相當(dāng)于導(dǎo)線，Di被

短路，故閉合開關(guān)S時(shí)，D］、Dz同時(shí)亮，但D】逐漸熄滅，D?更亮，故AB錯(cuò)誤；

CD.電路穩(wěn)定后再斷開開關(guān)S時(shí)，Dz立即熄滅，線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)和Di構(gòu)成回路，必先閃亮一

下，后逐漸變暗，直至熄滅，故C錯(cuò)誤，D正確。

故選D?

二、多選題

9.如圖所示，電阻R與水平放置的線圈〃相連，M放在垂直于環(huán)面的磁場(chǎng)中。要使流經(jīng)電阻R的

電流方向?yàn)椤５截?，下列關(guān)于線圈M中磁場(chǎng)的方向及變化說法正確的是（）

A.垂直環(huán)面向上，減弱B.垂直環(huán)面向上，增強(qiáng)

C.垂直環(huán)面向下，減弱D.垂直環(huán)面向下，增強(qiáng)

【答案】BC

【解析】由題知，要使流經(jīng)電阻R的電流方向?yàn)椤５絙,根據(jù)右手螺旋定則可知，感應(yīng)磁場(chǎng)垂直環(huán)

面向下，故原磁場(chǎng)可能是垂直環(huán)面向上，不斷增強(qiáng)，或者是垂直環(huán)面向下，不斷減弱。

故選BC。

10.如圖所示，一根足夠長(zhǎng)水平滑桿SS'上套有一質(zhì)量為機(jī)的光滑鋁環(huán)，在滑桿的正下方放置一足

夠長(zhǎng)光滑絕緣軌道PP'，PP'與桿SS平行?，F(xiàn)使質(zhì)量為M的條形磁鐵正對(duì)鋁環(huán)的圓心以水平初速度

V。沿絕緣軌道向右運(yùn)動(dòng)，圓環(huán)平面始終垂直于滑桿，則()

A.從左往右看，圓環(huán)中感應(yīng)電流的方向始終為順時(shí)針

B.磁鐵不會(huì)穿過滑環(huán)，且最終二者共速

C.磁鐵與圓環(huán)的最終速度為d—%

M

D.整個(gè)過程最多能產(chǎn)生熱量不整y%?

2(M+加)

【答案】CD

【解析】A.若金屬環(huán)能穿過條形磁鐵，在條形磁鐵的左端時(shí)，靠近磁鐵，向左的磁通量就越大，

會(huì)感應(yīng)出向右的磁場(chǎng)，電流方向從左向右看為順時(shí)針方向，在右端遠(yuǎn)離磁鐵時(shí)，向左的磁通量減

小，感應(yīng)出向左的磁場(chǎng)，電流方向從左向右看為逆時(shí)針，故A錯(cuò)誤；

BC.磁鐵在靠近金屬環(huán)的過程中金屬環(huán)的感應(yīng)電流方向產(chǎn)生的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)的方向相反，所以磁鐵

受到阻力的作用，同理，在離開金屬環(huán)的過程中金屬環(huán)的感應(yīng)電流方向產(chǎn)生的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)的方向

相同，也是受到阻力的作用，但是由于不知道初速度以及環(huán)與磁鐵的質(zhì)量之間的關(guān)系，所以不能判

斷出磁鐵是否能夠會(huì)穿越滑環(huán)運(yùn)動(dòng)：選取磁鐵與圓環(huán)組成的系統(tǒng)為研究的系統(tǒng)，系統(tǒng)在水平方向受

到的合力為0,滿足動(dòng)量守恒；選取磁鐵運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)檎较颍瑒t最終可能到達(dá)共同速度時(shí)

Mv0=(M+/n)v

解得

M

v=--------------V.)

M+m°

故B錯(cuò)誤，C正確；

D.磁鐵若能穿過金屬環(huán)，運(yùn)動(dòng)的過程中系統(tǒng)的產(chǎn)生的熱量等于系統(tǒng)損失的動(dòng)能，二者的末速度相

等時(shí)損失的動(dòng)能最大，為

八I/**\2M1TI2

Q==%

222(M+nt)

故選CDo

11.如圖所示，一"日"字形矩形閉合導(dǎo)線框，其中ab=6c=cd=4e=d=%=0.1m,ab、cf、

加段電阻均為3C,cd、在段電阻均為1.5Q,6c、4段電阻均為零，勻強(qiáng)磁場(chǎng)8的方向與框面垂

直朝內(nèi)，大小為B=1T,磁場(chǎng)的邊界與曲平行，如圖中虛直線所示?，F(xiàn)取圖中向右的方向?yàn)檎?/p>

將線框以丫=24m/s的速度勻速地拉出磁場(chǎng)區(qū)域，下列說法正確的是（）

XXX：

a,______f____.e

XXBXI

A.ed離開磁場(chǎng)后,。'離開磁場(chǎng)前，㈤兩端的電勢(shì)差為2.4V

B.ed離開磁場(chǎng)后，離開磁場(chǎng)前，流過久的電流大小為0.32A

C.行離開磁場(chǎng)后，而離開磁場(chǎng)前，流過久的電流大小為0.16A

D.整個(gè)矩形導(dǎo)線框在拉出磁場(chǎng)的過程中產(chǎn)生的焦耳熱為8.0x10-”

【答案】BCD

【解析】A.當(dāng)ed離開磁場(chǎng)后，在離開磁場(chǎng)前，必與^切割磁感線，產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，兩電源部分

并聯(lián)，對(duì)整個(gè)電路供電，等效電路圖如圖

有

￡=3/U=2.4V

故A錯(cuò)誤；

B.ed離開磁場(chǎng)后，離開磁場(chǎng)前，必與?！銮懈畲鸥芯€，產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，兩電源部分并聯(lián)，對(duì)整個(gè)

電路供電，外電路部分為./Wc,等效電路圖如圖

則電路的總電阻

N=7.5Q

流過久的電流大小為

/=—=0.32A

故B正確;

C.離開磁場(chǎng)后，時(shí)離開磁場(chǎng)前，必切割磁感線，產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，對(duì)外電路供電，外電路并聯(lián),

=3+3(3+1.5+1.5)Q=5C

-3+3+1.5+15

而

￡=3/U=2.4V

總電流為

=—=0.48A

因此流過〃的電流大小為

3

r=0.16A

3+1.5+1.5+3

故C正確;

D.當(dāng)ed離開磁場(chǎng)后,在4離開磁場(chǎng)前

Qt=1st.=J=3.2xl0-3j

RF

當(dāng)cf離開磁場(chǎng)后外電路部分為4■與龍加段并聯(lián)。

-l

Q,=1st=—r=4.8x10-3j

R2V

整個(gè)矩形導(dǎo)線框在拉出磁場(chǎng)的過程中產(chǎn)生的焦耳熱為

Q=Qi+Q2=8Oxi0-j

故D正確。

故選BCDo

12.如圖所示，在光滑絕緣水平面上有一單匝線圈/8CZ）,在水平外力作用下以大小為v的速度向

右勻速進(jìn)入豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，第二次以大小為;的速度向右勻速進(jìn)入該勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則下列說法

正確的是（）

口A4三m.*

BCL

A.第二次進(jìn)入與第一次進(jìn)入時(shí)線圈中的電流之比為3:1

B.第二次進(jìn)入與第一次進(jìn)入時(shí)外力做功的功率之比為1:9

C.第二次進(jìn)入與第一次進(jìn)入時(shí)線圈中產(chǎn)生的熱量之比為1:3

D.第二次進(jìn)入與第一次進(jìn)入時(shí)通過線圈中某一橫截面的電荷量之比為1:1

【答案】BCD

【解析】A.設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為從8邊長(zhǎng)度為L(zhǎng),4。邊長(zhǎng)為//,線圈電阻為/?；線圈進(jìn)入磁場(chǎng)過

程中，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

E=BLv

感應(yīng)電流為

EBLv

RR

感應(yīng)電流/與速度v成正比，第二次進(jìn)入與第一次進(jìn)入時(shí)線圈中電流之比為

V

Wi=-：v=]:3

故A錯(cuò)誤;

B.線圈進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)受到的安培力為

B-

=BIL=

R

線圈做勻速直線運(yùn)動(dòng)，由平衡條件得，外力為

B2l}y

=BIL=

R

所以外力功率為

R

功率與速度的平方成正比，第二次進(jìn)入與第一次進(jìn)入時(shí)外力做功的功率之比為

^:/]=(-)2:V2=1:9

故B正確；

C.線圈進(jìn)入磁場(chǎng)過程中產(chǎn)生的熱量為

產(chǎn)生的熱量與速度成正比，第二次進(jìn)入與第一次進(jìn)入時(shí)線圈中產(chǎn)生熱量之比為

V

。2：Qi=§：口=1：3

故C正確；

D.通過導(dǎo)線橫截面電荷量為

一A①人BLL'

a=I\t=-----Ar=--------

R\tR

電荷量與速度無關(guān)，電荷量之比為1:1.故D正確。

故選BCD。

三、實(shí)驗(yàn)題

13.(1)小陶同學(xué)利用如圖甲所示的線圈進(jìn)行“探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件"實(shí)驗(yàn)。為了看到明顯的實(shí)

驗(yàn)現(xiàn)象，線圈的兩個(gè)接線柱與哪個(gè)電表連接更合理？答：—o

A.直流電流表B.直流電壓表C.交流電流表D.交流電壓表

(2)為了測(cè)出圖甲所示線圈的電阻值，小陶用伏安法進(jìn)行測(cè)量，實(shí)驗(yàn)電路如圖乙所示，請(qǐng)按要求

完成下列問題。

①改變滑動(dòng)變阻器滑片，待電路穩(wěn)定得到的多組電流、電壓值如表所示，請(qǐng)?jiān)诖痤}卡相應(yīng)位置作

出/一。圖像。

電壓U(V)0.000.300.500.801.101.401.602.00

電流/(mA)0.011.817.427.836.657.055.870.2

②由圖像可得該線圈的電阻值為Q。（結(jié)果保留兩位小數(shù)）

③有同學(xué)認(rèn)為，實(shí)驗(yàn)中該線圈會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，從而影響實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的測(cè)量。你認(rèn)為該說法是否

合理？并說明理由。

答：。（填"合理"或"不合理"）

28.00~30.00之間均算對(duì)不合

【解析】（1）⑴"探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件”實(shí)驗(yàn)。為了看到明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，線圈的兩個(gè)接線柱與

直流電流表相接，電壓表內(nèi)阻太大，交流電表測(cè)量的是有效值，故A正確BCD錯(cuò)誤。

故選Ao

（2）①⑵作出/-U圖像如下圖

②⑶根據(jù)圖像可知，斜率代表電阻的倒數(shù)

R=—^^0=28.57。

70x10-3

（3）[4][5]不合理，因?yàn)殡娐冯娏鞣€(wěn)定，線圈磁通量不變，不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。

14.某學(xué)習(xí)小組在"研究回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小與磁通量變化快慢的關(guān)系"的實(shí)驗(yàn)中采用了如圖甲所

示的實(shí)驗(yàn)裝置。

甲

（1）實(shí)驗(yàn)需用螺旋測(cè)微器測(cè)量擋光片的寬度M,如圖乙所示，則△”=mm；若實(shí)驗(yàn)

中沒有現(xiàn)成的遮光條，某同學(xué)用金屬片替代，用20分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量金屬片的寬度如圖丙所

示，其讀數(shù)為mm,這種做法是否合理？（填"合理"或"不合理”）。

（2）在實(shí)驗(yàn)中，讓小車以不同速度靠近螺線管，記錄下光電門擋光時(shí)間加內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值

E,改變速度多次實(shí)驗(yàn)，得到多組數(shù)據(jù)。這樣實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)滿足了物理實(shí)驗(yàn)中常用的"控制變量法”，

你認(rèn)為小車以不同速度靠近螺線管過程中不變的量是：在4時(shí)間內(nèi)。

（3）得到多組加與E數(shù)據(jù)之后，若以E為縱坐標(biāo)、以加為橫坐標(biāo)作出E-4圖像，發(fā)現(xiàn)圖像是一

條曲線，不容易得出清晰的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，為了使畫出的圖像為一條直線，最簡(jiǎn)單的改進(jìn)辦法是以

____________為橫坐標(biāo)。

（4）根據(jù)改進(jìn)后作出的圖像得出的結(jié)論是：在誤差允許的范圍內(nèi)。

【答案】4.80070.15不合理磁通量的變化量△①相同；感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與磁通量變化

率成正比（或者在磁通量變化量相同的情況下，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與時(shí)間成反比）

【解析】（1）[1]螺旋測(cè)微器固定刻度讀數(shù)為4.5mm,可動(dòng)刻度讀數(shù)為

0.01x30.0mm=0.300mm

所以最終讀數(shù)

4.5mm+0.300mm=4.800mm

[2]游標(biāo)卡尺的七尺讀數(shù)為70mm,游標(biāo)尺讀數(shù)為

0.05x3mm=0.15mm

所以最終讀數(shù)為

70mm+0.15mm=70.15mm

⑶遮光條的寬度越小，經(jīng)過光電門時(shí)的平均速度越接近瞬時(shí)速度，遮光條的寬度越大，速度誤差越

大，不能用寬金屬片替代遮光條，所以這種做法不合理。

(2)[4]在擋光片每次經(jīng)過光電門的過程中，磁鐵與線圈之間相對(duì)位置的改變量都一樣，穿過線圈

磁通量的變化量△中都相同。

(3)⑸根據(jù)

.△①

E=n----

Ar

因△①不變，E與成正比，橫坐標(biāo)應(yīng)該是

ArAr

(4)⑹感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與磁通量變化率成正比(或者在磁通量變化量相同的情況下，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與時(shí)

間成反比)。

四、解答題

15.如圖所示的一個(gè)螺線管，匝數(shù)”=100,橫截面積為S=200cm,電阻廠=1C,在螺線管外接一

個(gè)阻值R=4C的電阻，電阻的一端匕跟地相接。磁場(chǎng)方向向左，穿過螺線管的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)

度隨時(shí)間變化規(guī)律如圖線B-f所示，求：

(1)在，=2s時(shí)穿過螺線管的磁通量。

(2)在f=5s時(shí)螺線管產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)芻。

(3)在前6s內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量。

【答案】(1)6.0x102Wb;(2)4V；(3)5.76J

【解析】(1)由B-f圖線可知，在f=2s時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=3T,則穿過螺線管的磁通量為

中=8S=3x200x1O'*'wb=6.0xlO-2Wb

(2)在4~6s內(nèi)有

4X200X.0-

E=慳=|00XV=4V

2Ar2

即在，=5s時(shí)電阻螺線管產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為

E2=4V

（3）在0~4s內(nèi)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為

=〃2=100x2x200x107v=w

△t4

產(chǎn)生的焦耳熱為

Qi=

在4~6s內(nèi)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為

4x200x102

E==1QOxV=4V

2\t4

產(chǎn)生的焦耳熱為

E

Q=2|私喑J

R+r

在前6s內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量為

Q=2+&=5.76J

16.如圖，阻值不計(jì)的平行光滑金屬導(dǎo)軌與水平面夾角為。，導(dǎo)軌間距為3下端接一阻值為R的

定值電阻，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為8的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面向上。質(zhì)量為機(jī)的金屬桿由靜止開

始沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)一段距離時(shí)，速度恰好達(dá)到最大，且通過定值電阻的電荷量為外已知MN接入電路

的電阻為廠，始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，重力加速度為g,則在此過程中，求：

（1）導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌下滑的距離X；

（2）金屬桿運(yùn)動(dòng)的最大速度上。

R0

【答案】⑴A嗎/；⑵%（R+r）,〃gsin。

B21?

【解析】(1)由法拉第電磁感應(yīng)定律

Nt

其中

Ad>=BLx

通過定值電阻的電荷量為

q=It

由閉合電路歐姆定律得

聯(lián)立可得，導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌下滑的距離為

x/（R+「）

BL

(2)金屬桿MN運(yùn)動(dòng)的速度達(dá)到最大時(shí),有

mgsin0=BIL

由閉合電路的歐姆定律

E

R+r

此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

E=B%

聯(lián)立解得，金屬桿MN運(yùn)動(dòng)的最大速度為

(/?+r)mgsin0

嗑=F?

17.如圖所示，半徑為2的半圓形光滑導(dǎo)體框架MN垂直放置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為8的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，長(zhǎng)

為L(zhǎng)的導(dǎo)體桿。尸繞圓心。以角速度。勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，N、。間接阻值為R的電阻，桿。尸的電阻為r,

框架電阻不計(jì)，求桿沿框架轉(zhuǎn)動(dòng)過程中：

(1)電阻R兩端電壓；

(2)電阻R消耗的電功率。

B2lf(o2R

【答案】（1）(2)

2(R+r)4(R+r>

【解析】（1）設(shè)桿末端的速度為v，則

v=a)L

桿繞。點(diǎn)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

E=BLv=-B[?a）

2

則R兩端電壓

U=J=型處

R+r2（R+r）

（2）回路中電流

j_EBI}co

~R+r~2（R+r）

消耗的電功率

p=/2R=B^R

4（/?+r）2

18.如圖甲所示，匝數(shù)為小總電阻為八橫截面積為S的豎直螺線管與兩足夠長(zhǎng)的固定平行光滑

導(dǎo)軌相連，導(dǎo)軌間距為L(zhǎng),傾角為導(dǎo)軌間有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為綜、方向垂直導(dǎo)軌平面向上的勻

強(qiáng)磁場(chǎng)。長(zhǎng)為￡、電阻為6廠的導(dǎo)體棒放在導(dǎo)軌上，始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。螺線管內(nèi)有豎直方

向分布均勻的變化磁場(chǎng)（圖中未畫出），磁感應(yīng)強(qiáng)度8隨時(shí)間[變化的規(guī)律如圖乙所示?；瑒?dòng)變阻

器R的最大電阻為6八重力加速度大小為g,不計(jì)導(dǎo)軌的電阻，忽略螺線管磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)體棒的影響。

閉合開關(guān)S,將滑動(dòng)變阻器的滑片移至最下端，導(dǎo)體棒處于靜止?fàn)顟B(tài)。

（1）求導(dǎo)體棒的質(zhì)量機(jī);

（2）用外力固定導(dǎo)體棒，緩慢向上移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，求螺線管的最大輸出功率%以及此時(shí)

滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻凡;

（3）斷開開關(guān)S,撤去外力，請(qǐng)通過計(jì)算判斷導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌上滑還是下滑，并求導(dǎo)體棒在導(dǎo)軌上

滑動(dòng)的最大速度%。

甲乙

"SB；n2B2526nS

【答案】（1）m=---------?IN)0&=-r-,(3)上滑,％=西

8g%sin60'匕=4"；0

【解析】（1）根據(jù)題圖乙可知

△B_B<)

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，螺線管產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

△t

回路的總電阻

根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得，通過螺線管的電流

/=A

R迄

通過導(dǎo)體棒的電流

1~2

對(duì)導(dǎo)體棒，根據(jù)物體的平衡條件有

=BJL

解得

nLSB~

m=---{---------

8g/sin00

（2）設(shè)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻與導(dǎo)體棒并聯(lián)的總電阻為K，螺線管的輸出功率

2E2

p=1

&=---r

Rt+2r+—

R

由于

2

為定值，因