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高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册第二章 电磁感应综合与测试当堂达标检测题
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这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册第二章 电磁感应综合与测试当堂达标检测题，共15页。试卷主要包含了本试卷分第I卷两部分等内容，欢迎下载使用。
班级___________ 姓名___________ 学号____________ 分数____________
（考试时间：60分钟 试卷满分：100分）
注意事项：
1．本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的班级、姓名、学号填写在试卷上。
2．回答第I卷时，选出每小题答案后，将答案填在选择题上方的答题表中。
3．回答第II卷时，将答案直接写在试卷上。
第Ⅰ卷（选择题 共48分）
一、选择题（共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）
1.（2021·安徽省怀宁县二中高三上学期9月月考）如图所示，矩形线圈与磁场垂直，且一半在匀强磁场内一半在匀强磁场外。下述过程中能使线圈产生感应电流的是（ ）
A. 以dc为轴转动45°B. 以ad为轴转动45°
C. 将线圈向下平移D. 将线圈向上平移
【答案】B
【解析】
A．以dc边为轴转动45°，穿过线圈的磁通量仍为 SKIPIF 1 < 0 ，保持不变，没有感应电流产生，故A错误
B．以ad边为轴转动45°，穿过线圈的磁通量从开始的 SKIPIF 1 < 0 逐渐减小，有感应电流产生，故B正确；
C．将线圈向下平移时，穿过线圈的磁通量不变，没有感应电流产生，故C错误；
D．将线圈向上平移时，穿过线圈的磁通量不变，没有感应电流产生，故D错误。
故选B。
2.（2020·北京市朝阳区高三下学期6月二模）磁电式仪表的基本组成部分是磁铁和线圈。缠绕线圈的骨架常用铝框，铝框、指针固定在同一转轴上。线圈未通电时，指针竖直指在表盘中央；线圈通电时发生转动，指针随之偏转，由此就能确定电流的大小。如图所示，线圈通电时指针向右偏转，在此过程中，下列说法正确的是
A. 俯视看线圈中通有逆时针方向的电流
B. 穿过铝框的磁通量减少
C. 俯视看铝框中产生顺时针方向的感应电流
D. 使用铝框做线圈骨架能够尽快使表针停在某一刻度处
【答案】D
【解析】A．由左手定则可知，俯视看线圈中通有顺时针方向电流，选项A错误；
BC．因为线圈在水平位置时磁通量为零，则线圈转动时，穿过铝框的磁通量向左增加，根据楞次定律可知，俯视看铝框中产生逆时针方向的感应电流，选项BC错误；
D．当铝框中产生感应电流时，铝框受到的安培力与运动方向相反，故起到了阻尼作用，则使用铝框做线圈骨架能够尽快使表针停在某一刻度处，故D正确。
故选D。
3.（2021·河北省保定市容大中学高三上学期开学考试）如图所示，用一根长为L质量不计的细杆与一个上弧长为 SKIPIF 1 < 0 、下弧长为 SKIPIF 1 < 0 的金属线框的中点联结并悬挂于O点，悬点正下方存在一个上弧长为2 SKIPIF 1 < 0 、下弧长为2 SKIPIF 1 < 0 的方向垂直纸面向里的匀强磁场，且 SKIPIF 1 < 0 《L．先将线框拉开到如图4所示位置，松手后让线框进入磁场，忽略空气阻力和摩擦．下列说法正确的是 ( )
A. 金属线框进入磁场时感应电流的方向为 SKIPIF 1 < 0
B. 金属线框离开磁场时感应电流的方向为 SKIPIF 1 < 0
C. 金属线框dc边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小总是相等
D. 金属线框最终将在磁场内左右摆动
【答案】D
【解析】
金属线框进入磁场时，由于电磁感应，产生电流，根据楞次定律判断电流的方向为 a→d→c→b→a，故A错误．金属线框离开磁场时由于电磁感应，产生电流，根据楞次定律判断电流的方向为a→b→c→d→a，故B错误．根据能量转化和守恒，线圈每次经过边界时都会消耗机械能，故可知，金属线框 dc边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小不相等．故C错误；如此往复摆动，最终金属线框在匀强磁场内摆动，由于 SKIPIF 1 < 0 ，单摆做简谐运动的条件是摆角小于等于 10 度，故最终在磁场内做简谐运动，故D正确．
4.（2021·安徽省怀宁县二中高三上学期9月月考）如图所示，一带铁芯线圈置于竖直悬挂的闭合铝框右侧，与线圈相连的导线abcd内有水平向里变化的磁场．下列哪种变化磁场可使铝框向左偏离 ( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
由楞次定律可知，要使铝框向左远离，则螺线管中应产生增大的磁场，即螺线管中电流应增大；而螺线管中的电流是由abcd区域内的磁场变化引起的，故abcd中的磁场变化率应增大，故A正确，BCD错误．
5.（2020·北京市昌平区高三下学期6月二模）如图所示，MN是矩形导线框abcd的对称轴，其左方有垂直于纸面向外的匀强磁场。以下过程中，abcd中有感应电流产生且感应电流的方向为abcda的是（ ）
A. 将abcd向左平移
B. 将abcd垂直纸面向外平移
C. 将abcd以MN为轴转动30°
D. 将abcd以ab轴转动30°
【答案】C
【解析】A．将abcd向左平移，则穿过线圈的磁通量向外增加，根据楞次定律可知线圈中产生的感应电流方向是adcba，选项A错误；
B．将abcd垂直纸面向外平移，则穿过线圈的磁通量不变，则线圈中无感应电流产生，选项B错误；
C．将abcd以MN为轴转动30°，则穿过线圈磁通量向外减小，根据楞次定律可知线圈中产生的感应电流方向是abcda，选项C正确；
D．将abcd以ab为轴转动30°，则穿过线圈的磁通量不变，则线圈中无感应电流产生，选项D错误。
故选C。
6.（2020·北京市丰台区高三下学期6月二模）.无线充电技术已经广泛应用于生活中。感应充电是无线充电技术的一种，常用于小功率电器的无线充电。某电子购物平台中的一款电动牙刷采用了无线充电技术，充电座内含一套线圈和一个金属芯，牙刷柄内含有另一套线圈，如将牙刷座于基座上，就能够实现无线感应充电。关于此款电动牙刷的无线充电过程，以下说法正确的是（ ）
A. 利用恒定电流和交变电流都可以实现充电过程
B. 充电过程中，能量从电能转化为磁场能再转化为电能
C. 感应充电技术为无线充电，充电效率可以达到100%
D. 感应充电的原理和磁电式电表的工作原理相同
【答案】B
【解析】
A. 充电座是利用电磁感应原理工作的，故不能直接使用恒定电流进行充电，A错误；
B. 充电过程中，充电座的线圈消耗电能，能量从电能转化为磁场能再转化为电能，B正确；
C. 充电线圈有电阻，有电能转化为热能，还有其它损耗，充电效率一定小于100%，C错误；
D. 感应充电的原理是利用电磁感应，磁电式电表的工作原理是利用安培力与电流的关系，D错误。
故选B。
7.（2021·安徽省怀宁县二中高三上学期9月月考）美国《大众科学》月刊网站报道，明尼苏达大学的研究人员发现，一种具有独特属性的新型合金能够将热能直接转化为电能．具体而言，只要略微提高温度．这种合金就会变成强磁性合金，从而使环绕它的线圈中产生电流，其简化模型如图图示.A为圆柱型合金材料，B为线圈．套在圆柱形合金材料上，线圈的半径大于合金材料的半径．现对A进行加热，则A变成两端为磁极的强磁合金，下列判断正确的是
A. B中一定产生逆时针方向的电流
B. B中一定产生顺时针方向的电流
C. B线圈一定有收缩的趋势
D. B线圈一定有扩张的趋势
【答案】D
【解析】
当导致线圈的磁通量变化，从而产生感应电流，感应磁场去阻碍线圈的磁通量的变化．
提高温度，这种合金会从非磁性合金变成强磁性合金，穿过线圈的磁通量增大，从而在环绕它的线圈中产生电流．由于原磁场的方向未知，所以不能判断出感应电流的方向．故AB错误；A外侧的磁场的方向与A内部的磁场的方向相反，B的面积越大，则穿过线圈B的磁通量小．当B中磁通量增大时，则线圈产生的感应电流方向的阻碍磁通量的增大，面积有扩张的趋势．故C错误，D正确．故选D．
8.（2021·湖南省益阳市高三上学期9月质检）如图所示，水平放置的平行金属导轨，相距L=0.50m，左端接一电阻R=0.20 SKIPIF 1 < 0 ，匀强磁场的磁感应强度B=0.30T，方向垂直于导轨所在平面，导体棒ab垂直放在导轨上，并能无摩擦地沿导轨滑动，导体棒的电阻r=0.10Ω，导轨电阻忽略不计，当以6.0m/s的速度水平向右匀速滑动时，则（ ）
A. 电阻R两端的电压为0.90V
B. 导体棒b端电势高
C. 回路中感应电流的大小为3.0A
D. 维持导体棒ab做匀速运动的水平外力F的大小为0.90N
【答案】C
【解析】
A.有法拉第电磁感应定律可得
SKIPIF 1 < 0
电阻R两端电压，由闭合电路欧姆定律可得
SKIPIF 1 < 0
A错误；
B．由右手定则可得，电流从导体棒a端经过电阻R回到导体棒b端，因此导体棒a端的电势较高，B错误；
C．由闭合电路欧姆定律可得
SKIPIF 1 < 0
C正确；
D． SKIPIF 1 < 0 ，由共点力平衡条件可得：维持导体棒ab做匀速运动的水平外力F的大小为0.45N，D错误；
故选C。
9.（2021·江苏省南京市六校联合体高三上学期期初调研）一个长直密绕螺线管N放在一个金属圆环M的中心，圆环轴线与螺线管轴线重合，如图甲所示。螺线管N通有如图乙所示的电流，下列说法正确的是（ ）
A. SKIPIF 1 < 0 时刻，圆环有扩张的趋势
B. SKIPIF 1 < 0 时刻，圆环有收缩的趋势
C. SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 时刻，圆环内有相同的感应电流
D. SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 时刻，圆环内有相同的感应电流
【答案】AD
【解析】
AB．由图可知在 SKIPIF 1 < 0 时刻，通过线圈的电流增大，则线圈产生的磁场增大，所以穿过金属小圆环的磁通量变小，根据楞次定律可知，圆环有扩张的趋势，选项A正确，B错误；
C．由图可知在 SKIPIF 1 < 0 时刻通过线圈的电流增大，而在 SKIPIF 1 < 0 时刻通过线圈的电流减小，根据楞次定律可知两时刻圆环感应电流方向不同，选项C错误；
D．由图可知在 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 时刻，线圈内电流的变化率是大小相等的，则线圈产生的磁场的变化率也相等，根据法拉第电磁感应定律可知，圆环内的感应电动势大小是相等的，所以感应电流大小也相等，根据楞次定律可知两时刻圆环感应电流方向也相同，选项D正确。
故选AD。
10.（2021·江苏省南京市三校高三上学期11月期中考试）用导线绕一圆环，环内有一用同样导线折成的内接正方形线框，圆环与线框绝缘，如图所示．把它们放在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，磁场方向垂直于圆环平面（纸面）向里．当磁场均匀减弱时
A. 圆环和线框中的电流方向都为顺时针
B. 圆环和线框中的电流方向都为逆时针
C. 圆环和线框中的电流大小之比为 SKIPIF 1 < 0
D. 圆环和线框中的电流大小比为2 :1
【答案】AC
【解析】
试题分析：根据楞次定律可得当磁场均匀减小时，线圈内产生的感应磁场方向与原磁场方向相同，即感应电流方向都为顺时针，A正确B错误；设圆半径为a，则圆面积为 SKIPIF 1 < 0 ，圆周长为 SKIPIF 1 < 0 ，正方向面积为 SKIPIF 1 < 0 ，正方形周长为 SKIPIF 1 < 0 ，因为磁场是均匀减小的，故 SKIPIF 1 < 0 ，所以圆和正方形内的电动势之比为 SKIPIF 1 < 0 ，两者的电阻之比为 SKIPIF 1 < 0 ，故电流之比为 SKIPIF 1 < 0 ，故C正确D错误；
11.（2021·陕西省咸阳市永寿中学高三上学期开学考试）如图甲所示，半径为r=1 m的电线圈处在匀强磁场中，磁场与线圈平面垂直，线圈的电阻R=10 Ω，磁场磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，以垂直线圈平面向里为磁场的正方向，则下列说法正确的是（ ）
A. 0~1 s内线圈中产生的电流沿逆时针方向，大小为0.314 A
B. 0~2 s内感应电流的平均功率约为4. 9 W
C. 2~3 s内感应电流的方向与3~4 s内感应电流方向相反
D. 4~5 s内通过线圈截面的电荷量为 SKIPIF 1 < 0 C
【答案】AD
【解析】
A．由图可知，0～1s内，通过线圈向里的磁通量增加，由楞次定律可得：线圈产生的感应电流为逆时针，根据法拉第电磁感应定律
SKIPIF 1 < 0
电流为
SKIPIF 1 < 0
故A正确；
B．0～1s内，电流所做的功为
SKIPIF 1 < 0
1～2s内，感应电流为零，所以0~2s内感应电流的平均功率约为
SKIPIF 1 < 0
故B错误；
C．由图可知，2~3s内，通过线圈向里的磁通量减小，由楞次定律可得：线圈产生的感应电流为顺时针，同理3~4 s内感应电流方向为顺时针，故C错误；
D．4~5s内通过线圈截面的电荷量为
SKIPIF 1 < 0
故D正确。
故选AD。
12.（2021·浙江省嘉兴市高三9月教学测试）如图所示，蹄形磁铁的磁极之间放置一个装有导电液体的玻璃器皿，器皿中心和边缘分别固定一个圆柱形电极和一个圆形环电极，两电极间液体的等效电阻为 SKIPIF 1 < 0 。在左边的供电电路中接入一个磁流体发电机，间距为 SKIPIF 1 < 0 的平行金属板A、B之间有一个磁感应强度为 SKIPIF 1 < 0 的匀强磁场，将一束等离子体以 SKIPIF 1 < 0 的速度喷入磁场。已知磁流体发电机等效内阻为 SKIPIF 1 < 0 ，定值电阻 SKIPIF 1 < 0 ，电压表为理想电表。闭合开关S，导电液体流速趋于稳定时，电压表示数为 SKIPIF 1 < 0 ，则（ ）
A. 金属板A带正电
B. 图中导电液体沿顺时针方向旋转
C. 磁流体发电机的效率约为50%
D. 导电液体旋转的机械功率为 SKIPIF 1 < 0
【答案】BD
【解析】
A．根据左手定则可知，等离子体中的正离子向下偏转，集聚到B板，则B板带正电，A错误；
B．玻璃器皿中的导电液体的电流从中心电极流向外面的圆形电极，由左手定则可知，图中导电液体从上往下看沿顺时针方向旋转，B正确；
C．磁流体发电机单位电动势
E=Bdv=15V
则回路中的电流
SKIPIF 1 < 0
则发电机的路端电压
SKIPIF 1 < 0
磁流体发电机的效率为
SKIPIF 1 < 0
C错误；
D．导电液体旋转的机械功率为
SKIPIF 1 < 0
D正确。
故选BD。
第II卷（非选择题 共52分）
二、实验题（满分18分）
13．如图所示，虚线区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一单匝正方形导线框垂直磁场放置，框的右边与磁场边界重合．现将导线框沿纸面垂直边界拉出磁场，则此过程中穿过导线框的磁通量 （填“增加”或“减少”）；若这一过程磁通量变化了0.05Wb，所用时间为0.1s，导线框中产生的感应电动势是 V．
【答案】减少；0.5
【解析】将导线框沿纸面垂直边界拉出磁场，在此过程中，面积S减小，由Φ=BS可知，穿过导线框的磁通量减少；
由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势为：
E= = =0.5V；
所以答案是：减少；0.5．
14．(1)如图所示的是“研究电磁感应现象”的实验装置．
①将图中所缺导线补接完整__________ .
②如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后线圈A迅速从线圈B中拔出时，电流计指针将___________（选填 “向右偏”、“向左偏”或“不偏转”）.
(2)某学生选用匝数可调的可拆变压器来“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验时，原线圈接在学生电源上，用多用电表测量副线圈的电压.
①下列操作正确的是 ________
A．原线圈接直流电压，电表用直流电压挡
B．原线圈接直流电压，电表用交流电压挡
C．原线圈接交流电压，电表用直流电压挡
D．原线圈接交流电压，电表用交流电压挡
②该学生继续做实验，在电源电压不变的情况下,先保持原线圈的匝数不变，增加副线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压增大；然后再保持副线圈的匝数不变，增加原线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压_________（选填“增大”、“减小”或“不变”）.
【答案】（1）见解析 （2）向左 （3）D 减小
【解析】探究电磁感应现象实验电路分两部分，电源、开关、滑动变阻器、原线圈组成闭合电路，灵敏电流计与副线圈组成另一个闭合电路．磁场方向不变，磁通量的变化不变时电流方向不变，电流表指针偏转方向相同，磁通量的变化相反时，电流表指针方向相反；副线圈上的感应电动势，是通过两个线圈间的互感现象产生的，所以原线圈上的电流应该是变化的，应为交流电流，电压为交流电压．副线圈上的感应电流（感应电动势）也应该是交流．
（1）①探究电磁感应现象实验电路分两部分，要使原线圈产生磁场必须对其通电，故电源、开关、滑动变阻器、原线圈组成闭合电路，灵敏电流计与副线圈组成另一个闭合电路，如图所示：
②闭合开关瞬间，通过线圈B的磁通量增大，感应电流磁场阻碍原磁场的增大，感应电流方向和圆电流方向相反，电流计向右偏，而把A从B中拔出来时，通过线圈的B的磁通量减小，感应电流的磁场要阻碍原磁场的减小，即感应电流方向和原电流方向相同，故电流计向左偏转．
（2）变压器的工作原理是互感现象，故原线圈接交流电压，输出电压也是交流电压，故电表用交流电压挡，故ABC错误，D正确；
（2）根据变压比公式 SKIPIF 1 < 0 ，保持副线圈的匝数不变，增加原线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压减小；
三、解答题（满分37分，其中15题10分，16题10分，17题14分，每小题需写出必要的解题步骤，只有答案不得分）
15．（2020·北京市中关村中学高三下学期三模）如图所示，由粗细均匀、同种金属导线构成的正方形线框abcd放在光滑的水平桌面上，线框边长为L，其中ab段的电阻为R．在宽度也为L的区域内存在着磁感应强度为B的匀强磁场，磁场的方向竖直向下．线框在水平拉力的作用下以恒定的速度v通过匀强磁场区域，线框始终与磁场方向垂直且无转动．求：
（1）在线框的cd边刚进入磁场时，bc边两端的电压Ubc；
（2）为维持线框匀速运动，水平拉力大小F；
（3）在线框通过磁场的整个过程中，bc边金属导线上产生的热量Qbc．
【答案】（1）（2）（3）
【解析】
（1）cd边进入磁场时产生的感应电动势为
整个回路的电阻 R总=4R
回路中的电流
bc边两端的电压为 SKIPIF 1 < 0
（2）为维持线框匀速运动，外力应始终等于安培力，即：F=F安
线框所受安培力为 SKIPIF 1 < 0
水平拉力： SKIPIF 1 < 0
（3）整个线框通过磁场的过程中所经历的时间为
SKIPIF 1 < 0
整个过程中bc段金属导线上产生的电热为
SKIPIF 1 < 0
16.（2021·安徽省怀宁县二中高三上学期9月月考）如图所示，垂直于纸面的匀强磁场磁感应强度为B．纸面内有一正方形均匀金属线框abcd，其边长为L，总电阻为R，ad边与磁场边界平行．从ad边刚进入磁场直至bc边刚要进入的过程中，线框在向左的拉力作用下以速度v匀速运动，求：
（1）感应电动势的大小E；
（2）拉力做功的功率P；
（3）ab边产生的焦耳热Q．
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ；(2) SKIPIF 1 < 0 ；(3) SKIPIF 1 < 0
【解析】
由导体棒切割磁感线产生电动势综合闭合电路欧姆定律和 SKIPIF 1 < 0 解题．
(1)从ad边刚进入磁场到bc边刚要进入的过程中，只有ad边切割磁感线，所以产生的感应电动势为： SKIPIF 1 < 0 ；
(2)线框进入过程中线框中的电流为： SKIPIF 1 < 0
ad边安培力为： SKIPIF 1 < 0
由于线框匀速运动，所以有拉力与安培力大小相等，方向相反，即 SKIPIF 1 < 0
所以拉力的功率为： SKIPIF 1 < 0
联立以上各式解得： SKIPIF 1 < 0 ；
(3) 线框进入过程中线框中的电流为： SKIPIF 1 < 0
进入所用的时间为： SKIPIF 1 < 0
ad边的电阻为： SKIPIF 1 < 0
焦耳热为： SKIPIF 1 < 0
联立解得： SKIPIF 1 < 0 ．
17.（2020·北京市166中学高三下学期考前测试）如图1所示，在电磁炉上放置装有适量水的平底锅，再将一个连有小灯泡的线圈套在平底锅外，可以看到小灯泡被点亮。其中，线圈和小灯泡组成的电路如图2所示。当电磁炉工作时，假设线圈所在空间均匀分布有与线圈平面垂直的磁场，磁感应强度变化率 SKIPIF 1 < 0 B0cst。
(1)①请分析说明小灯泡被点亮的原因；
②要使小灯泡亮度变化，可以采取哪些具体措施；
(2)有一种电磁炉专用锅，假设其锅底可等效成一系列半径不同的同心导电环，如图3所示，导电环之间彼此绝缘。设导电环单位长度的电阻为R0，忽略不同环中感应电流之间的相互影响，不计其他能量损失。求其中半径为r的导电环的热功率。
【答案】(1)见解析；(2) SKIPIF 1 < 0
【解析】
(1)①线圈中的磁场发生变化，在线圈中产生感应电动势，线圈与灯泡组成闭合回路，所以灯泡被点亮；
②线圈中产生感应电动势为
SKIPIF 1 < 0
流过灯泡的电流为
SKIPIF 1 < 0
要使小灯泡亮度变化，可以改变锅底与电磁炉的接触面积，或改变磁感应强度的变化率。
(2)由法拉第电磁感应定律可得
SKIPIF 1 < 0
电阻为
SKIPIF 1 < 0
半径为r的导电环的热功率
SKIPIF 1 < 0
班级___________ 姓名___________ 学号____________ 分数____________
（考试时间：60分钟 试卷满分：100分）
注意事项：
1．本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的班级、姓名、学号填写在试卷上。
2．回答第I卷时，选出每小题答案后，将答案填在选择题上方的答题表中。
3．回答第II卷时，将答案直接写在试卷上。
第Ⅰ卷（选择题 共48分）
一、选择题（共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）
1.（2021·安徽省怀宁县二中高三上学期9月月考）如图所示，矩形线圈与磁场垂直，且一半在匀强磁场内一半在匀强磁场外。下述过程中能使线圈产生感应电流的是（ ）
A. 以dc为轴转动45°B. 以ad为轴转动45°
C. 将线圈向下平移D. 将线圈向上平移
【答案】B
【解析】
A．以dc边为轴转动45°，穿过线圈的磁通量仍为 SKIPIF 1 < 0 ，保持不变，没有感应电流产生，故A错误
B．以ad边为轴转动45°，穿过线圈的磁通量从开始的 SKIPIF 1 < 0 逐渐减小，有感应电流产生，故B正确；
C．将线圈向下平移时，穿过线圈的磁通量不变，没有感应电流产生，故C错误；
D．将线圈向上平移时，穿过线圈的磁通量不变，没有感应电流产生，故D错误。
故选B。
2.（2020·北京市朝阳区高三下学期6月二模）磁电式仪表的基本组成部分是磁铁和线圈。缠绕线圈的骨架常用铝框，铝框、指针固定在同一转轴上。线圈未通电时，指针竖直指在表盘中央；线圈通电时发生转动，指针随之偏转，由此就能确定电流的大小。如图所示，线圈通电时指针向右偏转，在此过程中，下列说法正确的是
A. 俯视看线圈中通有逆时针方向的电流
B. 穿过铝框的磁通量减少
C. 俯视看铝框中产生顺时针方向的感应电流
D. 使用铝框做线圈骨架能够尽快使表针停在某一刻度处
【答案】D
【解析】A．由左手定则可知，俯视看线圈中通有顺时针方向电流，选项A错误；
BC．因为线圈在水平位置时磁通量为零，则线圈转动时，穿过铝框的磁通量向左增加，根据楞次定律可知，俯视看铝框中产生逆时针方向的感应电流，选项BC错误；
D．当铝框中产生感应电流时，铝框受到的安培力与运动方向相反，故起到了阻尼作用，则使用铝框做线圈骨架能够尽快使表针停在某一刻度处，故D正确。
故选D。
3.（2021·河北省保定市容大中学高三上学期开学考试）如图所示，用一根长为L质量不计的细杆与一个上弧长为 SKIPIF 1 < 0 、下弧长为 SKIPIF 1 < 0 的金属线框的中点联结并悬挂于O点，悬点正下方存在一个上弧长为2 SKIPIF 1 < 0 、下弧长为2 SKIPIF 1 < 0 的方向垂直纸面向里的匀强磁场，且 SKIPIF 1 < 0 《L．先将线框拉开到如图4所示位置，松手后让线框进入磁场，忽略空气阻力和摩擦．下列说法正确的是 ( )
A. 金属线框进入磁场时感应电流的方向为 SKIPIF 1 < 0
B. 金属线框离开磁场时感应电流的方向为 SKIPIF 1 < 0
C. 金属线框dc边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小总是相等
D. 金属线框最终将在磁场内左右摆动
【答案】D
【解析】
金属线框进入磁场时，由于电磁感应，产生电流，根据楞次定律判断电流的方向为 a→d→c→b→a，故A错误．金属线框离开磁场时由于电磁感应，产生电流，根据楞次定律判断电流的方向为a→b→c→d→a，故B错误．根据能量转化和守恒，线圈每次经过边界时都会消耗机械能，故可知，金属线框 dc边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小不相等．故C错误；如此往复摆动，最终金属线框在匀强磁场内摆动，由于 SKIPIF 1 < 0 ，单摆做简谐运动的条件是摆角小于等于 10 度，故最终在磁场内做简谐运动，故D正确．
4.（2021·安徽省怀宁县二中高三上学期9月月考）如图所示，一带铁芯线圈置于竖直悬挂的闭合铝框右侧，与线圈相连的导线abcd内有水平向里变化的磁场．下列哪种变化磁场可使铝框向左偏离 ( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
由楞次定律可知，要使铝框向左远离，则螺线管中应产生增大的磁场，即螺线管中电流应增大；而螺线管中的电流是由abcd区域内的磁场变化引起的，故abcd中的磁场变化率应增大，故A正确，BCD错误．
5.（2020·北京市昌平区高三下学期6月二模）如图所示，MN是矩形导线框abcd的对称轴，其左方有垂直于纸面向外的匀强磁场。以下过程中，abcd中有感应电流产生且感应电流的方向为abcda的是（ ）
A. 将abcd向左平移
B. 将abcd垂直纸面向外平移
C. 将abcd以MN为轴转动30°
D. 将abcd以ab轴转动30°
【答案】C
【解析】A．将abcd向左平移，则穿过线圈的磁通量向外增加，根据楞次定律可知线圈中产生的感应电流方向是adcba，选项A错误；
B．将abcd垂直纸面向外平移，则穿过线圈的磁通量不变，则线圈中无感应电流产生，选项B错误；
C．将abcd以MN为轴转动30°，则穿过线圈磁通量向外减小，根据楞次定律可知线圈中产生的感应电流方向是abcda，选项C正确；
D．将abcd以ab为轴转动30°，则穿过线圈的磁通量不变，则线圈中无感应电流产生，选项D错误。
故选C。
6.（2020·北京市丰台区高三下学期6月二模）.无线充电技术已经广泛应用于生活中。感应充电是无线充电技术的一种，常用于小功率电器的无线充电。某电子购物平台中的一款电动牙刷采用了无线充电技术，充电座内含一套线圈和一个金属芯，牙刷柄内含有另一套线圈，如将牙刷座于基座上，就能够实现无线感应充电。关于此款电动牙刷的无线充电过程，以下说法正确的是（ ）
A. 利用恒定电流和交变电流都可以实现充电过程
B. 充电过程中，能量从电能转化为磁场能再转化为电能
C. 感应充电技术为无线充电，充电效率可以达到100%
D. 感应充电的原理和磁电式电表的工作原理相同
【答案】B
【解析】
A. 充电座是利用电磁感应原理工作的，故不能直接使用恒定电流进行充电，A错误；
B. 充电过程中，充电座的线圈消耗电能，能量从电能转化为磁场能再转化为电能，B正确；
C. 充电线圈有电阻，有电能转化为热能，还有其它损耗，充电效率一定小于100%，C错误；
D. 感应充电的原理是利用电磁感应，磁电式电表的工作原理是利用安培力与电流的关系，D错误。
故选B。
7.（2021·安徽省怀宁县二中高三上学期9月月考）美国《大众科学》月刊网站报道，明尼苏达大学的研究人员发现，一种具有独特属性的新型合金能够将热能直接转化为电能．具体而言，只要略微提高温度．这种合金就会变成强磁性合金，从而使环绕它的线圈中产生电流，其简化模型如图图示.A为圆柱型合金材料，B为线圈．套在圆柱形合金材料上，线圈的半径大于合金材料的半径．现对A进行加热，则A变成两端为磁极的强磁合金，下列判断正确的是
A. B中一定产生逆时针方向的电流
B. B中一定产生顺时针方向的电流
C. B线圈一定有收缩的趋势
D. B线圈一定有扩张的趋势
【答案】D
【解析】
当导致线圈的磁通量变化，从而产生感应电流，感应磁场去阻碍线圈的磁通量的变化．
提高温度，这种合金会从非磁性合金变成强磁性合金，穿过线圈的磁通量增大，从而在环绕它的线圈中产生电流．由于原磁场的方向未知，所以不能判断出感应电流的方向．故AB错误；A外侧的磁场的方向与A内部的磁场的方向相反，B的面积越大，则穿过线圈B的磁通量小．当B中磁通量增大时，则线圈产生的感应电流方向的阻碍磁通量的增大，面积有扩张的趋势．故C错误，D正确．故选D．
8.（2021·湖南省益阳市高三上学期9月质检）如图所示，水平放置的平行金属导轨，相距L=0.50m，左端接一电阻R=0.20 SKIPIF 1 < 0 ，匀强磁场的磁感应强度B=0.30T，方向垂直于导轨所在平面，导体棒ab垂直放在导轨上，并能无摩擦地沿导轨滑动，导体棒的电阻r=0.10Ω，导轨电阻忽略不计，当以6.0m/s的速度水平向右匀速滑动时，则（ ）
A. 电阻R两端的电压为0.90V
B. 导体棒b端电势高
C. 回路中感应电流的大小为3.0A
D. 维持导体棒ab做匀速运动的水平外力F的大小为0.90N
【答案】C
【解析】
A.有法拉第电磁感应定律可得
SKIPIF 1 < 0
电阻R两端电压，由闭合电路欧姆定律可得
SKIPIF 1 < 0
A错误；
B．由右手定则可得，电流从导体棒a端经过电阻R回到导体棒b端，因此导体棒a端的电势较高，B错误；
C．由闭合电路欧姆定律可得
SKIPIF 1 < 0
C正确；
D． SKIPIF 1 < 0 ，由共点力平衡条件可得：维持导体棒ab做匀速运动的水平外力F的大小为0.45N，D错误；
故选C。
9.（2021·江苏省南京市六校联合体高三上学期期初调研）一个长直密绕螺线管N放在一个金属圆环M的中心，圆环轴线与螺线管轴线重合，如图甲所示。螺线管N通有如图乙所示的电流，下列说法正确的是（ ）
A. SKIPIF 1 < 0 时刻，圆环有扩张的趋势
B. SKIPIF 1 < 0 时刻，圆环有收缩的趋势
C. SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 时刻，圆环内有相同的感应电流
D. SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 时刻，圆环内有相同的感应电流
【答案】AD
【解析】
AB．由图可知在 SKIPIF 1 < 0 时刻，通过线圈的电流增大，则线圈产生的磁场增大，所以穿过金属小圆环的磁通量变小，根据楞次定律可知，圆环有扩张的趋势，选项A正确，B错误；
C．由图可知在 SKIPIF 1 < 0 时刻通过线圈的电流增大，而在 SKIPIF 1 < 0 时刻通过线圈的电流减小，根据楞次定律可知两时刻圆环感应电流方向不同，选项C错误；
D．由图可知在 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 时刻，线圈内电流的变化率是大小相等的，则线圈产生的磁场的变化率也相等，根据法拉第电磁感应定律可知，圆环内的感应电动势大小是相等的，所以感应电流大小也相等，根据楞次定律可知两时刻圆环感应电流方向也相同，选项D正确。
故选AD。
10.（2021·江苏省南京市三校高三上学期11月期中考试）用导线绕一圆环，环内有一用同样导线折成的内接正方形线框，圆环与线框绝缘，如图所示．把它们放在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，磁场方向垂直于圆环平面（纸面）向里．当磁场均匀减弱时
A. 圆环和线框中的电流方向都为顺时针
B. 圆环和线框中的电流方向都为逆时针
C. 圆环和线框中的电流大小之比为 SKIPIF 1 < 0
D. 圆环和线框中的电流大小比为2 :1
【答案】AC
【解析】
试题分析：根据楞次定律可得当磁场均匀减小时，线圈内产生的感应磁场方向与原磁场方向相同，即感应电流方向都为顺时针，A正确B错误；设圆半径为a，则圆面积为 SKIPIF 1 < 0 ，圆周长为 SKIPIF 1 < 0 ，正方向面积为 SKIPIF 1 < 0 ，正方形周长为 SKIPIF 1 < 0 ，因为磁场是均匀减小的，故 SKIPIF 1 < 0 ，所以圆和正方形内的电动势之比为 SKIPIF 1 < 0 ，两者的电阻之比为 SKIPIF 1 < 0 ，故电流之比为 SKIPIF 1 < 0 ，故C正确D错误；
11.（2021·陕西省咸阳市永寿中学高三上学期开学考试）如图甲所示，半径为r=1 m的电线圈处在匀强磁场中，磁场与线圈平面垂直，线圈的电阻R=10 Ω，磁场磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，以垂直线圈平面向里为磁场的正方向，则下列说法正确的是（ ）
A. 0~1 s内线圈中产生的电流沿逆时针方向，大小为0.314 A
B. 0~2 s内感应电流的平均功率约为4. 9 W
C. 2~3 s内感应电流的方向与3~4 s内感应电流方向相反
D. 4~5 s内通过线圈截面的电荷量为 SKIPIF 1 < 0 C
【答案】AD
【解析】
A．由图可知，0～1s内，通过线圈向里的磁通量增加，由楞次定律可得：线圈产生的感应电流为逆时针，根据法拉第电磁感应定律
SKIPIF 1 < 0
电流为
SKIPIF 1 < 0
故A正确；
B．0～1s内，电流所做的功为
SKIPIF 1 < 0
1～2s内，感应电流为零，所以0~2s内感应电流的平均功率约为
SKIPIF 1 < 0
故B错误；
C．由图可知，2~3s内，通过线圈向里的磁通量减小，由楞次定律可得：线圈产生的感应电流为顺时针，同理3~4 s内感应电流方向为顺时针，故C错误；
D．4~5s内通过线圈截面的电荷量为
SKIPIF 1 < 0
故D正确。
故选AD。
12.（2021·浙江省嘉兴市高三9月教学测试）如图所示，蹄形磁铁的磁极之间放置一个装有导电液体的玻璃器皿，器皿中心和边缘分别固定一个圆柱形电极和一个圆形环电极，两电极间液体的等效电阻为 SKIPIF 1 < 0 。在左边的供电电路中接入一个磁流体发电机，间距为 SKIPIF 1 < 0 的平行金属板A、B之间有一个磁感应强度为 SKIPIF 1 < 0 的匀强磁场，将一束等离子体以 SKIPIF 1 < 0 的速度喷入磁场。已知磁流体发电机等效内阻为 SKIPIF 1 < 0 ，定值电阻 SKIPIF 1 < 0 ，电压表为理想电表。闭合开关S，导电液体流速趋于稳定时，电压表示数为 SKIPIF 1 < 0 ，则（ ）
A. 金属板A带正电
B. 图中导电液体沿顺时针方向旋转
C. 磁流体发电机的效率约为50%
D. 导电液体旋转的机械功率为 SKIPIF 1 < 0
【答案】BD
【解析】
A．根据左手定则可知，等离子体中的正离子向下偏转，集聚到B板，则B板带正电，A错误；
B．玻璃器皿中的导电液体的电流从中心电极流向外面的圆形电极，由左手定则可知，图中导电液体从上往下看沿顺时针方向旋转，B正确；
C．磁流体发电机单位电动势
E=Bdv=15V
则回路中的电流
SKIPIF 1 < 0
则发电机的路端电压
SKIPIF 1 < 0
磁流体发电机的效率为
SKIPIF 1 < 0
C错误；
D．导电液体旋转的机械功率为
SKIPIF 1 < 0
D正确。
故选BD。
第II卷（非选择题 共52分）
二、实验题（满分18分）
13．如图所示，虚线区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一单匝正方形导线框垂直磁场放置，框的右边与磁场边界重合．现将导线框沿纸面垂直边界拉出磁场，则此过程中穿过导线框的磁通量 （填“增加”或“减少”）；若这一过程磁通量变化了0.05Wb，所用时间为0.1s，导线框中产生的感应电动势是 V．
【答案】减少；0.5
【解析】将导线框沿纸面垂直边界拉出磁场，在此过程中，面积S减小，由Φ=BS可知，穿过导线框的磁通量减少；
由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势为：
E= = =0.5V；
所以答案是：减少；0.5．
14．(1)如图所示的是“研究电磁感应现象”的实验装置．
①将图中所缺导线补接完整__________ .
②如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后线圈A迅速从线圈B中拔出时，电流计指针将___________（选填 “向右偏”、“向左偏”或“不偏转”）.
(2)某学生选用匝数可调的可拆变压器来“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验时，原线圈接在学生电源上，用多用电表测量副线圈的电压.
①下列操作正确的是 ________
A．原线圈接直流电压，电表用直流电压挡
B．原线圈接直流电压，电表用交流电压挡
C．原线圈接交流电压，电表用直流电压挡
D．原线圈接交流电压，电表用交流电压挡
②该学生继续做实验，在电源电压不变的情况下,先保持原线圈的匝数不变，增加副线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压增大；然后再保持副线圈的匝数不变，增加原线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压_________（选填“增大”、“减小”或“不变”）.
【答案】（1）见解析 （2）向左 （3）D 减小
【解析】探究电磁感应现象实验电路分两部分，电源、开关、滑动变阻器、原线圈组成闭合电路，灵敏电流计与副线圈组成另一个闭合电路．磁场方向不变，磁通量的变化不变时电流方向不变，电流表指针偏转方向相同，磁通量的变化相反时，电流表指针方向相反；副线圈上的感应电动势，是通过两个线圈间的互感现象产生的，所以原线圈上的电流应该是变化的，应为交流电流，电压为交流电压．副线圈上的感应电流（感应电动势）也应该是交流．
（1）①探究电磁感应现象实验电路分两部分，要使原线圈产生磁场必须对其通电，故电源、开关、滑动变阻器、原线圈组成闭合电路，灵敏电流计与副线圈组成另一个闭合电路，如图所示：
②闭合开关瞬间，通过线圈B的磁通量增大，感应电流磁场阻碍原磁场的增大，感应电流方向和圆电流方向相反，电流计向右偏，而把A从B中拔出来时，通过线圈的B的磁通量减小，感应电流的磁场要阻碍原磁场的减小，即感应电流方向和原电流方向相同，故电流计向左偏转．
（2）变压器的工作原理是互感现象，故原线圈接交流电压，输出电压也是交流电压，故电表用交流电压挡，故ABC错误，D正确；
（2）根据变压比公式 SKIPIF 1 < 0 ，保持副线圈的匝数不变，增加原线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压减小；
三、解答题（满分37分，其中15题10分，16题10分，17题14分，每小题需写出必要的解题步骤，只有答案不得分）
15．（2020·北京市中关村中学高三下学期三模）如图所示，由粗细均匀、同种金属导线构成的正方形线框abcd放在光滑的水平桌面上，线框边长为L，其中ab段的电阻为R．在宽度也为L的区域内存在着磁感应强度为B的匀强磁场，磁场的方向竖直向下．线框在水平拉力的作用下以恒定的速度v通过匀强磁场区域，线框始终与磁场方向垂直且无转动．求：
（1）在线框的cd边刚进入磁场时，bc边两端的电压Ubc；
（2）为维持线框匀速运动，水平拉力大小F；
（3）在线框通过磁场的整个过程中，bc边金属导线上产生的热量Qbc．
【答案】（1）（2）（3）
【解析】
（1）cd边进入磁场时产生的感应电动势为
整个回路的电阻 R总=4R
回路中的电流
bc边两端的电压为 SKIPIF 1 < 0
（2）为维持线框匀速运动，外力应始终等于安培力，即：F=F安
线框所受安培力为 SKIPIF 1 < 0
水平拉力： SKIPIF 1 < 0
（3）整个线框通过磁场的过程中所经历的时间为
SKIPIF 1 < 0
整个过程中bc段金属导线上产生的电热为
SKIPIF 1 < 0
16.（2021·安徽省怀宁县二中高三上学期9月月考）如图所示，垂直于纸面的匀强磁场磁感应强度为B．纸面内有一正方形均匀金属线框abcd，其边长为L，总电阻为R，ad边与磁场边界平行．从ad边刚进入磁场直至bc边刚要进入的过程中，线框在向左的拉力作用下以速度v匀速运动，求：
（1）感应电动势的大小E；
（2）拉力做功的功率P；
（3）ab边产生的焦耳热Q．
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ；(2) SKIPIF 1 < 0 ；(3) SKIPIF 1 < 0
【解析】
由导体棒切割磁感线产生电动势综合闭合电路欧姆定律和 SKIPIF 1 < 0 解题．
(1)从ad边刚进入磁场到bc边刚要进入的过程中，只有ad边切割磁感线，所以产生的感应电动势为： SKIPIF 1 < 0 ；
(2)线框进入过程中线框中的电流为： SKIPIF 1 < 0
ad边安培力为： SKIPIF 1 < 0
由于线框匀速运动，所以有拉力与安培力大小相等，方向相反，即 SKIPIF 1 < 0
所以拉力的功率为： SKIPIF 1 < 0
联立以上各式解得： SKIPIF 1 < 0 ；
(3) 线框进入过程中线框中的电流为： SKIPIF 1 < 0
进入所用的时间为： SKIPIF 1 < 0
ad边的电阻为： SKIPIF 1 < 0
焦耳热为： SKIPIF 1 < 0
联立解得： SKIPIF 1 < 0 ．
17.（2020·北京市166中学高三下学期考前测试）如图1所示，在电磁炉上放置装有适量水的平底锅，再将一个连有小灯泡的线圈套在平底锅外，可以看到小灯泡被点亮。其中，线圈和小灯泡组成的电路如图2所示。当电磁炉工作时，假设线圈所在空间均匀分布有与线圈平面垂直的磁场，磁感应强度变化率 SKIPIF 1 < 0 B0cst。
(1)①请分析说明小灯泡被点亮的原因；
②要使小灯泡亮度变化，可以采取哪些具体措施；
(2)有一种电磁炉专用锅，假设其锅底可等效成一系列半径不同的同心导电环，如图3所示，导电环之间彼此绝缘。设导电环单位长度的电阻为R0，忽略不同环中感应电流之间的相互影响，不计其他能量损失。求其中半径为r的导电环的热功率。
【答案】(1)见解析；(2) SKIPIF 1 < 0
【解析】
(1)①线圈中的磁场发生变化，在线圈中产生感应电动势，线圈与灯泡组成闭合回路，所以灯泡被点亮；
②线圈中产生感应电动势为
SKIPIF 1 < 0
流过灯泡的电流为
SKIPIF 1 < 0
要使小灯泡亮度变化，可以改变锅底与电磁炉的接触面积，或改变磁感应强度的变化率。
(2)由法拉第电磁感应定律可得
SKIPIF 1 < 0
电阻为
SKIPIF 1 < 0
半径为r的导电环的热功率
SKIPIF 1 < 0
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