2018-2019学年物理浙江专版人教版选修3-2章末过关检测（一） 电磁感应 Word版含解析.pdf

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1、章末过关检测（一）章末过关检测（一） 电磁感应电磁感应 (时间：时间：90 分钟 满分：分钟 满分：100 分分) 一、单项选择题一、单项选择题(本题共本题共 8 个小题，每小题个小题，每小题 4 分，共分，共 32 分。每小题只有一个选项正确分。每小题只有一个选项正确) 1下列现象中，属于电磁感应现象的是下列现象中，属于电磁感应现象的是( ) A小磁针在通电导线附近发生偏转小磁针在通电导线附近发生偏转 B通电线圈在磁场中转动通电线圈在磁场中转动 C因闭合线圈在磁场中运动而产生电流因闭合线圈在磁场中运动而产生电流 D磁铁吸引小磁针磁铁吸引小磁针 解析：选解析：选 C 电磁感应是指“磁生电”的现

2、象，而小磁针和通电线圈在磁场中转动， 反映了磁场力的性质，所以 电磁感应是指“磁生电”的现象，而小磁针和通电线圈在磁场中转动， 反映了磁场力的性质，所以 A、B、D 不是电磁感应现象，不是电磁感应现象，C 是电磁感应现象。是电磁感应现象。 2在电磁感应现象中，下列说法正确的是在电磁感应现象中，下列说法正确的是( ) A导体相对磁场运动，导体内一定产生感应电流导体相对磁场运动，导体内一定产生感应电流 B导体做切割磁感线运动，导体内一定会产生感应电流导体做切割磁感线运动，导体内一定会产生感应电流 C闭合电路在磁场内做切割磁感线运动，导体内一定会产生感应电流闭合电路在磁场内做切割磁感线运动，导体内一

3、定会产生感应电流 D穿过闭合电路的磁通量发生变化，在电路中一定会产生感应电流穿过闭合电路的磁通量发生变化，在电路中一定会产生感应电流 解析 ： 选解析 ： 选 D 产生感应电流的条件首先是 “闭合电路” ， 产生感应电流的条件首先是 “闭合电路” ， A、 B 项中电路是否闭合不确定， 故 项中电路是否闭合不确定， 故 A、B 项错误 ； 其次当电路闭合时，只有一部分导体切割磁感线才产生感应电流，项错误 ； 其次当电路闭合时，只有一部分导体切割磁感线才产生感应电流，C 项错 误；当闭合电路中磁通量发生变化时，电路中产生感应电流， 项错 误；当闭合电路中磁通量发生变化时，电路中产生感应电流，D

4、项正确。项正确。 3将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，关于线圈 中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是 将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，关于线圈 中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是( ) A感应电动势的大小与线圈的匝数无关感应电动势的大小与线圈的匝数无关 B穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大 C穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大 D感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同 解析 ： 选解

5、析 ： 选 C 线圈平面与磁场方向垂直，因此 线圈平面与磁场方向垂直，因此 En，感应电动势的大小与线圈的匝，感应电动势的大小与线圈的匝 t 数及磁通量的变化率有关，匝数越多，磁通量变化越快，感应电动势则越大。若磁场的磁 感应强度在减小，则感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，若磁场的磁感应强度在增大， 则感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，综上所述， 数及磁通量的变化率有关，匝数越多，磁通量变化越快，感应电动势则越大。若磁场的磁 感应强度在减小，则感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，若磁场的磁感应强度在增大， 则感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，综上所述，C 项正确。项正确。 4如图所示的下

6、列实验中，有感应电流产生的是如图所示的下列实验中，有感应电流产生的是( ) 解析：选解析：选 D 根据电流的磁效应，导线通电后其下方存在磁场，小磁针在磁场的作用 下偏转，没有感应电流，故 根据电流的磁效应，导线通电后其下方存在磁场，小磁针在磁场的作用 下偏转，没有感应电流，故 A 错误；由法拉第电磁感应定律知，闭合圆环在无限大匀强磁 场中加速平动，磁通量没有变化，所以没有产生感应电流，所以 错误；由法拉第电磁感应定律知，闭合圆环在无限大匀强磁 场中加速平动，磁通量没有变化，所以没有产生感应电流，所以 B 错误；通电导线在磁场 中受安培力的作用， 所以不存在感应电流， 故 错误；通电导线在磁场

7、中受安培力的作用， 所以不存在感应电流， 故 C 错误 ； 闭合回路中的金属杆切割磁感线运动， 能够产生感应电流，故 错误 ； 闭合回路中的金属杆切割磁感线运动， 能够产生感应电流，故 D 正确。正确。 5(2017浙江五校联考浙江五校联考)如图甲所示的是工业上探测物件表面层内部是否存在缺陷的涡 流探伤技术。其原理是用电流线圈使物件内产生涡电流，借助探测线圈测定涡电流的改变， 从而获得构件内部是否断裂及位置的信息。如图乙所示的是一个带铁芯的线圈 如图甲所示的是工业上探测物件表面层内部是否存在缺陷的涡 流探伤技术。其原理是用电流线圈使物件内产生涡电流，借助探测线圈测定涡电流的改变， 从而获得构件

8、内部是否断裂及位置的信息。如图乙所示的是一个带铁芯的线圈 L、开关、开关 S 和电源用导线连接起来的跳环实验装置，将一个套环置于线圈和电源用导线连接起来的跳环实验装置，将一个套环置于线圈 L 上且使铁芯穿过其中，闭 合开关 上且使铁芯穿过其中，闭 合开关 S 的瞬间，套环将立刻跳起。对以上两个运用实例理解正确的是的瞬间，套环将立刻跳起。对以上两个运用实例理解正确的是( ) A涡流探伤技术运用了互感原理，跳环实验演示了自感现象涡流探伤技术运用了互感原理，跳环实验演示了自感现象 B能被探测的物件和实验所用的套环必须是导电材料能被探测的物件和实验所用的套环必须是导电材料 C以上两个案例中的线圈所连接

9、电源都必须是变化的交流电源以上两个案例中的线圈所连接电源都必须是变化的交流电源 D以上两个案例中的线圈所连接电源也可以都是稳恒电源以上两个案例中的线圈所连接电源也可以都是稳恒电源 解析：选解析：选 B 涡流探伤技术运用了互感原理，跳环实验演示了互感现象，选项 涡流探伤技术运用了互感原理，跳环实验演示了互感现象，选项 A 错误； 能被探测的物件和实验所用的套环必须是导电材料， 能保证在套环中形成感应电流， 选项 错误； 能被探测的物件和实验所用的套环必须是导电材料， 能保证在套环中形成感应电流， 选项 B 正确；正确； 以上两个案例中涡流探伤技术的线圈必须用交流电源，而跳环实验演示所连接电源 是

10、直流电源，选项 以上两个案例中涡流探伤技术的线圈必须用交流电源，而跳环实验演示所连接电源 是直流电源，选项 C、D 错误。错误。 6.在如图所示的电路中，在如图所示的电路中， a、 b 为两个完全相同的灯泡，为两个完全相同的灯泡， L 为自感线圈，为自感线圈， E 为电源，为电源， S 为开关。关于两灯泡变亮和熄灭的先后次序，下列说法正确的 是 为开关。关于两灯泡变亮和熄灭的先后次序，下列说法正确的 是( ) A合上开关，合上开关，a 先亮，先亮，b 逐渐变亮；断开开关，逐渐变亮；断开开关，a、b 同时熄灭同时熄灭 B合上开关，合上开关，b 先亮，先亮，a 逐渐变亮；断开开关，逐渐变亮；断开开

11、关，a 先熄灭，先熄灭，b 后熄灭后熄灭 C合上开关，合上开关，b 先亮，先亮，a 逐渐变亮；断开开关，逐渐变亮；断开开关，a、b 同时熄灭同时熄灭 D合上开关，合上开关，a、b 同时亮；断开开关，同时亮；断开开关，b 先熄灭，先熄灭，a 后熄灭后熄灭 解析：选解析：选 C 合上开关 合上开关 S 后，电流由零突然变大，电感线圈产生较大的感应电动势， 阻碍电流的增大，故 后，电流由零突然变大，电感线圈产生较大的感应电动势， 阻碍电流的增大，故 IbIa，电流逐渐增大至稳定的过程中，电感的阻碍作用越来越小，故 合上开关， ，电流逐渐增大至稳定的过程中，电感的阻碍作用越来越小，故 合上开关， b

12、先亮，先亮， a 逐渐变亮 ； 开关逐渐变亮 ； 开关 S 断开后， 由于电感断开后， 由于电感 L 产生自感电动势的作用， 灯产生自感电动势的作用， 灯 a、 b 回路中电流要逐渐消失，回路中电流要逐渐消失，a、b 将延迟一段时间熄灭，且同时熄灭，故选将延迟一段时间熄灭，且同时熄灭，故选 C。 7如图甲所示，长直导线与闭合金属线框位于同一平面内，长直导线中的电流如图甲所示，长直导线与闭合金属线框位于同一平面内，长直导线中的电流 i 随时 间 随时 间 t 的变化关系如图乙所示。在的变化关系如图乙所示。在 0 时间内，直导线中电流方向向上，则在 时间内，直导线中电流方向向上，则在 T 时间内，

13、时间内， T 2 T 2 下列叙述线框中感应电流的方向与所受安培力方向正确的是下列叙述线框中感应电流的方向与所受安培力方向正确的是( ) A感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向左感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向左 B感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向右感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向右 C感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向右感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向右 D感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向左感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向左 解析：选解析：选 C 在 在 T 时间内，直导线中的电流方向向

14、下且增大，穿过线框的磁通量垂时间内，直导线中的电流方向向下且增大，穿过线框的磁通量垂 T 2 直纸面向外且增加，由楞次定律知感应电流方向为顺时针，线框所受安培力的合力由左手 定则判断易知向右，所以 直纸面向外且增加，由楞次定律知感应电流方向为顺时针，线框所受安培力的合力由左手 定则判断易知向右，所以 C 正确。正确。 8.阿明有一个磁浮玩具，其原理是利用电磁铁产生磁性，让具有 磁性的玩偶稳定地飘浮起来，其构造如图所示。若图中电源的电压 固定，可变电阻为一可以随意改变电阻大小的装置，则下列叙述正 确的是 阿明有一个磁浮玩具，其原理是利用电磁铁产生磁性，让具有 磁性的玩偶稳定地飘浮起来，其构造如图

15、所示。若图中电源的电压 固定，可变电阻为一可以随意改变电阻大小的装置，则下列叙述正 确的是( ) A电路中的电源必须是交流电源电路中的电源必须是交流电源 B电路中的电路中的 b 端必须连接直流电源的正极端必须连接直流电源的正极 C若增加环绕软铁的线圈匝数，可增加玩偶飘浮的最大高度若增加环绕软铁的线圈匝数，可增加玩偶飘浮的最大高度 D若将可变电阻的电阻值调大，可增加玩偶飘浮的最大高度若将可变电阻的电阻值调大，可增加玩偶飘浮的最大高度 解析：选解析：选 C 由题意可知，玩偶稳定地漂浮起来，且下端为 由题意可知，玩偶稳定地漂浮起来，且下端为 N 极，则线圈的上端为极，则线圈的上端为 N 极，根据右手

16、螺旋定则可得，电源通的是直流电，且极，根据右手螺旋定则可得，电源通的是直流电，且 a 端为电源的正极，而端为电源的正极，而 b 端为电源的 负极，故 端为电源的 负极，故 A、B 错误 ； 若增加环绕软铁的线圈匝数，可增加线圈的磁场，则玩偶漂浮的最大 高度增加，故 错误 ； 若增加环绕软铁的线圈匝数，可增加线圈的磁场，则玩偶漂浮的最大 高度增加，故 C 正确；若将可变电阻的电阻值调大，则线圈中的电流减小，则玩偶漂浮的 最大高度减小，故 正确；若将可变电阻的电阻值调大，则线圈中的电流减小，则玩偶漂浮的 最大高度减小，故 D 错误。错误。 二、多项选择题二、多项选择题(本题共本题共 4 小题，每小

17、题小题，每小题 4 分，共分，共 16 分。选对但不全的得分。选对但不全的得 2 分，错选不 得分 分，错选不 得分) 9.如图所示， 水平面内有两条相互垂直且彼此绝缘的通电长直导线， 以 它们为坐标轴构成一个平面直角坐标系。四个相同的圆形闭合线圈在四个 象限内完全对称放置，两直导线中的电流大小与变化情况完全相同，电流 方向如图所示，当两直导线中的电流都增大时，四个线圈 如图所示， 水平面内有两条相互垂直且彼此绝缘的通电长直导线， 以 它们为坐标轴构成一个平面直角坐标系。四个相同的圆形闭合线圈在四个 象限内完全对称放置，两直导线中的电流大小与变化情况完全相同，电流 方向如图所示，当两直导线中的

18、电流都增大时，四个线圈 a、b、c、d 中感 应电流的情况是 中感 应电流的情况是( ) A线圈线圈 a 中无感应电流 中无感应电流 B线圈线圈 b 中有感应电流中有感应电流 C线圈线圈 c 中有感应电流中有感应电流 D线圈线圈 d 中无感应电流中无感应电流 解析：选解析：选 CD 根据安培定则可判断出电流产生的磁场方向，线圈 根据安培定则可判断出电流产生的磁场方向，线圈 a 中的磁场方向均垂 直于纸面向里，线圈 中的磁场方向均垂 直于纸面向里，线圈 c 中的磁场方向均垂直于纸面向外，线圈中的磁场方向均垂直于纸面向外，线圈 b、d 中的合磁通量始终为零， 故增大两直导线中的电流时， 线圈 中的

19、合磁通量始终为零， 故增大两直导线中的电流时， 线圈 a、 c 中的磁通量发生变化， 有感应电流产生， 而线圈中的磁通量发生变化， 有感应电流产生， 而线圈 b、 d 中无感应电流产生。选项中无感应电流产生。选项 C、D 正确，正确，A、B 错误。错误。 10.如图所示，用恒力如图所示，用恒力F将闭合线圈自静止开始将闭合线圈自静止开始(不计摩擦不计摩擦)从图示位 置向左加速拉出有界匀强磁场，则在此过程中 从图示位 置向左加速拉出有界匀强磁场，则在此过程中( ) A线圈向左做匀加速直线运动线圈向左做匀加速直线运动 B线圈向左运动且速度逐渐增大线圈向左运动且速度逐渐增大 C线圈向左运动且加速度逐渐

20、减小线圈向左运动且加速度逐渐减小 D线圈中感应电流逐渐增大线圈中感应电流逐渐增大 解析：选解析：选 BCD 线圈加速运动则速度变大，感应电流变大，所受安培力变大，安培力 是阻力，故加速度减小。故选 线圈加速运动则速度变大，感应电流变大，所受安培力变大，安培力 是阻力，故加速度减小。故选 B、C、D 项。项。 11.如图所示，相距为如图所示，相距为 d 的两水平虚线分别是水平向里的匀强磁场 的边界，磁场的磁感应强度为 的两水平虚线分别是水平向里的匀强磁场 的边界，磁场的磁感应强度为 B，正方形线框，正方形线框 abcd 边长为边长为 L(Ld)、质 量为 、质 量为 m。将线框在磁场上方高。将线

21、框在磁场上方高 h 处由静止开始自由释放，当处由静止开始自由释放，当 ab 边进入 磁场时速度为 边进入 磁场时速度为 v0，cd 边刚穿出磁场时速度也为边刚穿出磁场时速度也为 v0。从。从 ab 边刚进入磁场 到 边刚进入磁场 到 cd 边刚穿出磁场的整个过程中边刚穿出磁场的整个过程中( ) A线框一直都有感应电流线框一直都有感应电流 B线框有一阶段的加速度为线框有一阶段的加速度为 g C线框产生的热量为线框产生的热量为 mg(dhL) D线框做过减速运动线框做过减速运动 解析：选解析：选 BD 从 从 ab 边进入磁场到边进入磁场到 cd 边刚进入磁场和边刚进入磁场和 ab 边刚穿出磁场到

22、边刚穿出磁场到 cd 边刚穿出 磁场时，线框中的磁通量发生变化，所以这两个过程中有感应电流，但线框完全处于磁场 边刚穿出 磁场时，线框中的磁通量发生变化，所以这两个过程中有感应电流，但线框完全处于磁场 中时，线框中磁通量不变化，所以无感应电流，且加速度为中时，线框中磁通量不变化，所以无感应电流，且加速度为 g，故，故 A 错误，错误，B 正确 ； 因线框 的速度由 正确 ； 因线框 的速度由 v0经一系列运动再到经一系列运动再到 v0，且有一段加速度为，且有一段加速度为 g 的加速过程，故线框一定做过减速 运动，故 的加速过程，故线框一定做过减速 运动，故 D 正确；由能量守恒知，线框产生的热

23、量为重力势能的减少量即正确；由能量守恒知，线框产生的热量为重力势能的减少量即 mg(dL)，故，故 C 错误。错误。 12.如图所示，在光滑绝缘水平面上，有一铝质圆形金属球以一定 的初速度通过有界匀强磁场，则从金属球开始进入磁场到完全穿出磁 场的过程中 如图所示，在光滑绝缘水平面上，有一铝质圆形金属球以一定 的初速度通过有界匀强磁场，则从金属球开始进入磁场到完全穿出磁 场的过程中(磁场宽度大于金属球的直径磁场宽度大于金属球的直径)， 则金属球， 则金属球( ) A整个过程都做匀速运动整个过程都做匀速运动 B进入磁场的过程中做减速运动，穿出过程中做减速运动进入磁场的过程中做减速运动，穿出过程中做

24、减速运动 C整个过程都做匀减速运动整个过程都做匀减速运动 D穿出时的速度一定小于初速度穿出时的速度一定小于初速度 解析：选解析：选 BD 金属球进入磁场的过程中，穿过金属球的磁通量增大，产生感应电流， 部分机械能转化为电能，所以金属球做减速运动；金属球完全进入磁场后磁通量保持不变， 金属球做匀速运动 ； 金属球出磁场的过程中磁通量减小， 产生感应电流， 金属球做减速运动。 故 金属球进入磁场的过程中，穿过金属球的磁通量增大，产生感应电流， 部分机械能转化为电能，所以金属球做减速运动；金属球完全进入磁场后磁通量保持不变， 金属球做匀速运动 ； 金属球出磁场的过程中磁通量减小， 产生感应电流， 金

25、属球做减速运动。 故 B、D 正确，正确，A、C 错误。错误。 三、非选择题三、非选择题(本题共本题共 5 小题，共小题，共 52 分分) 13(8 分分)如图所示是三个成功的演示实验，回答下列问题。如图所示是三个成功的演示实验，回答下列问题。 (1)在实验中，电流表指针偏转的原因是在实验中，电流表指针偏转的原因是 _。 (2)电流表指针偏转角越大，说明感应电动势电流表指针偏转角越大，说明感应电动势_。 (3)第一个成功实验第一个成功实验(如图如图 a)中，将条形磁铁从同一高度插入到线圈中同一位置，快速插 入和慢速插入有什么量是相同的？ 中，将条形磁铁从同一高度插入到线圈中同一位置，快速插 入

26、和慢速插入有什么量是相同的？_。 什么量是不同的？什么量是不同的？_。 (4)从三个成功的演示实验可归纳出的结论是：从三个成功的演示实验可归纳出的结论是： _。 解析：解析：(1)穿过线圈的磁通量发生变化时会产生感应电流，所以电流表指针发生偏转。穿过线圈的磁通量发生变化时会产生感应电流，所以电流表指针发生偏转。 (2)指针偏转角越大，说明感应电流越大，则感应电动势越大。指针偏转角越大，说明感应电流越大，则感应电动势越大。 (3)快速插入和慢速插入磁通量的变化量相同，因为所用时间不同，所以磁通量的变化 率不同。 快速插入和慢速插入磁通量的变化量相同，因为所用时间不同，所以磁通量的变化 率不同。

27、(4)通过这三个实验可以得出穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中就会产生 感应电流；感应电动势的大小与磁通量变化得快慢有关。 通过这三个实验可以得出穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中就会产生 感应电流；感应电动势的大小与磁通量变化得快慢有关。 答案：答案：(1)穿过线圈的磁通量发生变化 穿过线圈的磁通量发生变化 (2)越大越大 (3)磁通量的变化量 磁通量的变化率磁通量的变化量 磁通量的变化率 (4)只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流产生；感应电动势 的大小与磁通量变化得快慢有关。 只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流产生；感应电动势 的

28、大小与磁通量变化得快慢有关。 14(8 分分)如图所示，是“研究电磁感应现象”的实验装置。如图所示，是“研究电磁感应现象”的实验装置。 (1)将图中所缺导线补充完整。将图中所缺导线补充完整。 (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，将原线 圈迅速插入副线圈中，电流计指针将 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，将原线 圈迅速插入副线圈中，电流计指针将_。 (3)原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向左移动时，电流计指针将原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向左移动时，电流计指针将_。 解析：解析：(1)将电源、开关、变阻器和小

29、螺线管串联成一个回路，再将灵敏电流计和大螺 线管串联成一个回路，电路如图所示。 将电源、开关、变阻器和小螺线管串联成一个回路，再将灵敏电流计和大螺 线管串联成一个回路，电路如图所示。 (2)闭合开关时，穿过副线圈的磁通量增大，灵敏电流计的指针向右偏；合上开关后， 将原线圈迅速插入副线圈中，磁通量也要增大，所以电流计指针将向右偏。 闭合开关时，穿过副线圈的磁通量增大，灵敏电流计的指针向右偏；合上开关后， 将原线圈迅速插入副线圈中，磁通量也要增大，所以电流计指针将向右偏。 (3)滑动变阻器的滑片迅速向左移动时，电流迅速减小，穿过副线圈的磁通量减小，所 以电流计指针将向左偏。 滑动变阻器的滑片迅速向

30、左移动时，电流迅速减小，穿过副线圈的磁通量减小，所 以电流计指针将向左偏。 答案：答案：(1)图见解析 图见解析 (2)向右偏 向右偏 (3)向左偏向左偏 15.(10 分分)如图所示，匀强磁场竖直向上穿过水平放置的金属框架， 框架宽为 如图所示，匀强磁场竖直向上穿过水平放置的金属框架， 框架宽为 L，右端接有电阻，右端接有电阻 R，磁感应强度为，磁感应强度为 B，一根质量为，一根质量为 m、电阻不 计的金属棒以初速度 、电阻不 计的金属棒以初速度v0沿框架向左运动，棒与框架的动摩擦因数为沿框架向左运动，棒与框架的动摩擦因数为，测 得棒在整个运动过程中， 通过任一截面的电量为 ，测 得棒在整个

31、运动过程中， 通过任一截面的电量为 q，求：，求： (1)棒能运动的距离；棒能运动的距离； (2)R 上产生的热量。上产生的热量。 解析：解析：(1)设在整个过程中，棒运动的距离为设在整个过程中，棒运动的距离为 l， 磁通量的变化量磁通量的变化量 BLl， 通过棒的任一截面的电量通过棒的任一截面的电量 qIt， R 解得解得 l。 qR BL (2)根据能量守恒定律，金属棒的动能的一部分克服摩擦力做功，一部分转化为电能， 电能最终转化为热能 根据能量守恒定律，金属棒的动能的一部分克服摩擦力做功，一部分转化为电能， 电能最终转化为热能 Q，即有，即有 mv02mglQ， 1 2 解得解得 Q m

32、v02mgl mv02。 1 2 1 2 mgqR BL 答案：见解析答案：见解析 16.(12分分)如图所示，在磁感应强度为如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，设导体棒的匀强磁场中，设导体棒Oa 可以以点可以以点 O 为中心转动，而另一端为中心转动，而另一端 a 刚好搭在光滑的半圆形金属导轨上，刚好搭在光滑的半圆形金属导轨上， Oa 长为长为 L 且以角速度且以角速度 顺时针匀速转动，在顺时针匀速转动，在 Ob 间接入一阻值为间接入一阻值为 R 的电 阻，不计其他电阻，试求： 的电 阻，不计其他电阻，试求： (1)导体棒导体棒 Oa 两端产生的电势差；两端产生的电势差； (2)流过电阻流

33、过电阻 R 上的电流大小及方向；上的电流大小及方向； (3)所需外力的功率。所需外力的功率。 解析：解析：(1)导体棒导体棒 Oa 匀速转动，产生的感应电动势：匀速转动，产生的感应电动势： EBL BL BL2，v 0 L 2 1 2 电路中只有电阻电路中只有电阻 R，其余电阻都不计，则，其余电阻都不计，则 Oa 两端的电势差为：两端的电势差为： BL2。 1 2 (2)回路中感应电流：回路中感应电流：I ， ， E R BL2 2R 由右手定则可知，流过电阻由右手定则可知，流过电阻 R 的电流从左流向右。的电流从左流向右。 (3)外力功率等于电阻外力功率等于电阻 R 消耗的电功率：消耗的电功

34、率： P。 E2 R B2L42 4R 答案：答案：(1) BL2 (2) 从左向右 从左向右 (3) 1 2 BL2 2R B2L42 4R 17.(14 分分)如图甲所示，两根足够长、电阻不计的光滑平行金属 导轨相距 如图甲所示，两根足够长、电阻不计的光滑平行金属 导轨相距L11 m，导 轨平面与水平面的夹角，导 轨平面与水平面的夹角30，上端连接阻值，上端连接阻值R 1.5 的电阻， 质量为的电阻， 质量为m0.2 kg， 阻值， 阻值r0. 5 的金属棒的金属棒 ab 放在两导轨 上， 距离导轨最上端为 放在两导轨 上， 距离导轨最上端为 L24 m， 棒与导轨垂直并保持良好接触。 整

35、个 装置处于一个匀强磁场中 ， 棒与导轨垂直并保持良好接触。 整个 装置处于一个匀强磁场中(图中未画出图中未画出)，该匀强磁场方向与导轨平面垂直向下，磁感应强度 大小随时间变化的情况如图乙所示，为保持 ，该匀强磁场方向与导轨平面垂直向下，磁感应强度 大小随时间变化的情况如图乙所示，为保持 ab 棒静止，在棒上施加了一平行于导轨平面的 外力 棒静止，在棒上施加了一平行于导轨平面的 外力 F，g10 m/s2。求：。求： (1)当当 t2 s 时，外力时，外力 F1的大小；的大小； (2)当当 t3 s 时的瞬间，外力时的瞬间，外力 F2的大小和方向；的大小和方向； (3)请在图丙中画出前请在图丙

36、中画出前 4 s 内外力内外力 F 随时间变化的图象随时间变化的图象(规定规定 F 方向沿斜面向上为正方向沿斜面向上为正)。 解析：解析：(1)当当 t2 s 时，回路中产生的感应电动势：时，回路中产生的感应电动势： EL1L214 V2 V B t 1.5 3 电流：电流：I A1 A E R r 2 1.50.5 由楞次定律判断可知，感应电流的方向由由楞次定律判断可知，感应电流的方向由 ba，根据左手定则可知，根据左手定则可知 ab 所受的安培力沿 导轨平面向上； 所受的安培力沿 导轨平面向上； ab 棒保持静止，受力平衡，设外力沿导轨平面向上，则由平衡条件有：棒保持静止，受力平衡，设外力

37、沿导轨平面向上，则由平衡条件有： mgsin 30B2IL1F10 由题图乙知由题图乙知 B21 T，代入数据，代入数据 可解得外力：可解得外力：F10。 (2)当当 t3 s 时的瞬间， 设此时外力沿导轨平面向上， 根据平衡条件得 ：时的瞬间， 设此时外力沿导轨平面向上， 根据平衡条件得 ： F2B3IL1mgsin 300，B31.5 T 解得：解得：F20.5 N，负号说明外力沿导轨平面向下。，负号说明外力沿导轨平面向下。 (3)规定规定 F 方向沿斜面向上为正，在方向沿斜面向上为正，在 03 s 内，根据平衡条件有：内，根据平衡条件有： mgsin 30BIL1F0 而而 B0.5t(T) 则得：则得：F10.5t(N) 当当 t0 时刻，时刻，F1 N。 在在 34 s 内，内，B 不变，没有感应电流产生，不变，没有感应电流产生，ab 不受安培力，则由平衡条件得 ：不受安培力，则由平衡条件得 ： Fmgsin 301 N 前前 4 s 内外力内外力 F 随时间变化的图象如图所示。随时间变化的图象如图所示。 答案：答案：(1)0 (2)0.5 N，方向沿导轨平面向下，方向沿导轨平面向下 (3)见解析见解析