1、电磁感应(时间：60分钟，分值：100分)一、单项选择题(本大题共6小题，每小题6分，共36分，每小题只有一个选项符合题意)1.现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关如图所示连接下列说法中正确的是()A开关闭合后，线圈A插入或拔出时都会引起电流计指针偏转B线圈A插入线圈B中后，开关闭合和断开的瞬间电流计指针均不会偏转C开关闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，会使电流计指针静止在中央零刻度D开关闭合后，只有滑动变阻器的滑片P加速滑动，电流计指针才能偏转2.如图所示，螺线管的导线的两端与两平行金属板相接，一个带负电的小球用丝线悬挂在两金属板间，并处于静止状态，若条形磁铁突然插
2、入线圈时，小球的运动情况是()A向左摆动 B向右摆动 C保持静止 D无法判定3.如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒ab以水平初速度v0抛出，设在整个过程中棒的方向不变且不计空气阻力，则在金属棒运动过程中产生的感应电动势大小变化情况是()A越来越大B越来越小 C保持不变 D无法判断4.如图所示，两根足够长的光滑金属导轨MN、PQ平行放置，导轨平面与水平面的夹角为，导轨的下端接有电阻当导轨所在空间没有磁场时，使导体棒ab以平行导轨平面的初速度v0冲上导轨，ab上升的最大高度为H；当导轨所在空间存在方向与导轨平面垂直的匀强磁场时，再次使ab以相同的初速度从同一位置冲上导轨，ab上
3、升的最大高度为h.两次运动中ab始终与两导轨垂直且接触良好关于上述情景，下列说法中正确的是()A比较两次上升的最大高度，有Hh B比较两次上升的最大高度，有HhC无磁场时，导轨下端的电阻中有电热产生 D有磁场时，导轨下端的电阻中有电热产生5.如图所示，等腰三角形内分布有垂直于纸面向外的匀强磁场，它的底边在x轴上且长为2L，高为L.纸面内一边长为L的正方形导线框沿x轴正方向做匀速直线运动穿过匀强磁场区域，在t0时刻恰好位于图中所示的位置以顺时针方向为导线框中电流的正方向，在下面四幅图中能够正确表示电流位移(Ix)关系的是()6.如图所示，在光滑水平面上方，有两个磁感应强度大小均为B、方向相反的水
4、平匀强磁场，PQ为两个磁场的边界，磁场范围足够大一个边长为L、质量为m、电阻为R的正方形金属线框沿垂直磁场方向，以速度从图示位置向右运动，当线框中心线AB运动到与PQ重合时，线框的速度为，则()A此时线框的电功率为 B此时线框的加速度为C此过程通过线框截面的电荷量为 D此过程回路产生的电能为0.75m2二、多项选择题(本大题共3小题，每小题6分，共18分，每小题有多个选项符合题意)7.正三角形导线框abc固定在匀强磁场中，磁场的方向与导线框所在平面垂直，磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示规定垂直纸面向里为磁场的正方向，abca的方向为线框中感应电流的正方向，水平向右为安培力的正方向关于线框
5、中的电流i与ab边所受的安培力F随时间t变化的图象，下列选项正确的是( )8.如图所示，电阻不计的平行金属导轨固定在一绝缘斜面上，两相同的金属导体棒a、b垂直于导轨静止放置，且与导轨接触良好，匀强磁场垂直穿过导轨平面现用一平行于导轨的恒力F作用在a的中点，使其向上运动若b始终保持静止，则它所受摩擦力可能()A变为0 B先减小后不变 C等于F D先增大再减小9.如图所示，在水平面内的直角坐标系xOy中有一光滑金属导轨AOC，其中曲线导轨OA满足方程yLsin kx，长度为的直导轨OC与x轴重合，整个导轨处于垂直纸面向外的匀强磁场中现有一长为L的金属棒从图示位置开始沿x轴正方向以速度v做匀速直线运
6、动，已知金属棒单位长度的电阻为R0，除金属棒的电阻外其余部分电阻均不计，棒与两导轨始终接触良好，则在金属棒运动至AC的过程中()A感应电动势的瞬时值为eBvLsin kvt B感应电流逐渐减小C闭合回路消耗的电功率逐渐增大 D通过金属棒的电荷量为三、非选择题(本大题共3小题，共46分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)10.如图甲所示，两条足够长的光滑平行金属导轨竖直放置，导轨间距为L1 m，两导轨的上端接有电阻，阻值R2 .虚线OO下方是垂直于导轨平面向里的匀强磁场，磁场磁感应强度为2 T现将质量m0.1 kg、电阻不计的金属杆ab，从OO上方某处由静止释放，金属杆在下落
7、的过程中与导轨保持良好接触，且始终保持水平，不计导轨的电阻已知金属杆下落0.3 m的过程中加速度a与下落距离h的关系图象如图乙所示(g取10 m/s2)求：(1)金属杆刚进入磁场时速度多大？下落了0.3 m时速度多大？(2)金属杆下落0.3 m的过程中，在电阻R上产生多少热量？11.如图甲所示，水平面上的两光滑金属导轨平行固定放置，间距d0.5 m，电阻不计，左端通过导线与阻值R2 的电阻连接，右端通过导线与阻值RL4 的小灯泡L连接在CDFE矩形区域内有竖直向上的匀强磁场，CE长l2 m，有一阻值r2 的金属棒PQ放置在靠近磁场边界CD处CDFE区域内磁场的磁感应强度B随时间变化规律如图乙所
8、示在t0至t4 s内，金属棒PQ保持静止，在t4 s时使金属棒PQ以某一速度进入磁场区域并保持匀速运动已知从t0开始到金属棒运动到磁场边界EF处的整个过程中，小灯泡的亮度没有发生变化求：(1)通过小灯泡的电流；(2)金属棒PQ在磁场区域中运动的速度大小12.如图所示，竖直面内的正方形导线框ABCD和abcd的边长均为l、电阻均为R，质量分别为2m和m，它们分别系在一跨过两个定滑轮的绝缘轻绳两端，在两导线框之间有一宽度为2l、磁感应强度为B、方向垂直竖直面向里的匀强磁场开始时ABCD的下边与匀强磁场的上边界重合，abcd的上边到匀强磁场的下边界的距离为l.现将系统由静止释放，当ABCD刚全部进入
9、磁场时，系统开始做匀速运动不计摩擦和空气阻力，求：(1)系统匀速运动的速度大小；(2)两导线框在从开始运动至等高的过程中所产生的总焦耳热；(3)导线框abcd通过磁场的时间1.A2.选A.条形磁铁突然插入线圈时，由楞次定律可判定线圈中产生瞬间电流给平行金属板充电，左板带正电，右板带负电，小球在电场力作用下向左摆动，故A正确3.选C.金属棒ab切割磁感线，产生感应电动势而不产生感应电流，没有安培力产生，在重力作用下做平抛运动，垂直于磁感线方向速度不变，始终为v0，由公式EBLv知，感应电动势为BLv0不变，故A、B、D错误，C正确4.选D.没有磁场时，只有重力做功，机械能守恒，没有电热产生，C错
10、误；有磁场时，ab切割磁感线产生感应电流，重力和安培力均做负功，机械能减小，有电热产生，故ab上升的最大高度变小，A、B错误，D正确5.选C.线框匀速穿过L的过程中，有效长度l均匀增加，由EBlv知，电动势随位移均匀变大，xL处电动势最大，电流I最大；从xL至x1.5L过程中，框架两边都切割磁感线，总电动势减小，电流减小；从x1.5L至x2L，左边框切割磁感线产生的感应电动势大于右边框，故电流反向且增大；x2L至x3L过程中，只有左边框切割磁感线，有效长度l减小，电流减小综上所述，只有C项符合题意6.选C.在题图中虚线位置，线框产生的电动势EBLv，电流I，由牛顿第二定律可知，线框的加速度a2
11、，B错误；线框的电功率PI2R，A错误；由法拉第电磁感应定律和电流的定义，可得此过程通过线框截面的电荷量qt，C正确；由能量守恒定律可得，回路产生的电能Wmv2mmv2，D错误7.选AD.根据欧姆定律及法拉第电磁感应定律可得，ik，又由楞次定律可知，在01 s和3 s4 s 时间段，感应电流均取正值，所以选项A正确，选项B错误；ab边所受的安培力FBiLBLk，在01 s时间段内，通过ab边的感应电流从a到b，根据左手定则可知，安培力水平向右，又Bt图象的斜率k不变，所以FB，显然选项C错误，选项D正确8.AB 9.选ACD.金属棒运动到x处时金属棒接入回路的长度为LxLsin kx，电阻为R
12、xR0Lsin kx，金属棒产生的电动势EBLxvBvLsin kvt，回路中的电流I，电流不变，A正确，B错误；回路消耗的电功率PEIsin kx，显然P随x的增大而增大，C正确；通过金属棒的电荷量为qIt，D正确10.(1)刚进入磁场时，a010 m/s2，方向竖直向上(1分)由牛顿第二定律有BI0Lmgma0(2分)若进入磁场时的速度为v0，有I0，E0BLv0(2分)得v0代入数值有：v0m/s1 m/s(2分)下落0.3 m时，通过ah图象知a0，表明金属杆受到的重力与安培力平衡有mgBIL(2分)其中I，EBLv，可得下落0.3 m时金属杆的速度v(2分)代入数值有：vm/s0.5
13、 m/s.(1分)(2)从开始到下落0.3 m的过程中，由能的转化和守恒定律有mghQmv2(2分)代入数值有Q0.29 J(2分)(1)1 m/s0.5 m/s(2)0.29 J11.(1)04 s内，电路中的感应电动势ES0.52 V0.5 V此时灯泡中的电流ILA0.1 A.(2)由于小灯泡亮度没有变化，故IL没变化根据EBdvIULIIL解得v1 m/s.(1)0.1 A(2)1 m/s12.(1)如图所示，设两导线框刚匀速运动的速度为v、此时轻绳上的张力为T，则对ABCD有：T2mg对abcd有：TmgBIlIEBlv则v.(2)设两导线框在从开始运动至等高的过程中所产生的总焦耳热为Q，当左、右两导线框分别向上、向下运动2l的距离时，两导线框等高，对这一过程，由能量守恒定律有：4mgl2mgl3mv2Q联立解得Q2mgl.(3)导线框abcd通过磁场时以速度v匀速运动，设导线框abcd通过磁场的时间为t，则t联立解得：t.见解析
