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文档简介
第十一章电磁感应
(考试时间:75分钟试卷满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卜对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮
擦干净后,冉选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案与在答题卡上。与在本试卷上尢效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
第I卷(选择题,共40分)
一、单项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分。在每个小题给出的四个选项中,只有一个选项符合
题意;选对的得4分,错选或不选的得。分)
L‘‘新运如图所示,我国某地一直升机将一水平的闭合金属线圈竖直向上吊起,由于地磁场的影响,线
圈中产生了感应电流,下列说法正确的是()
A.线圈中的磁通量增大
B.线圈中有顺时针方向的感应电流(俯视)
C.线圈的四条边有向内收缩的趋势
D.若在赤道上空将线圈吊起,线圈中也会产生感应电流
2.(2024•福建•高考真题)拓扑结构在现代物理学中具有广泛的应用。现有一条绝缘纸带,两条平行长边
镶有铜丝,将纸带一端扭转180。,与另一端连接,形成拓扑结构的莫比乌斯环,如图所示。连接后,纸环
边缘的铜丝形成闭合回路,纸环围合部分可近似为半径为R的扃平圆柱。现有一匀强磁场从圆柱中心区域
垂直其底面穿过,磁场区域的边界是半径为厂的圆o若磁感应强度大小8随时间,的变化关系为B
=ki(左为常量),则回路中产生的感应电动势大小为()
B\—铜丝
A.0B.knR2C.Zknr2D.2knR2
3.如图甲所示,100匝总阻值为0.3kQ的圆形线圈两端M、N与一个阻值为1.2kC的电压表相连,其余电
阻不计,线圈内有垂直纸面指向纸内方向的磁场,线圈中的磁通量在按图乙所示规律变化。下列说法正确
B.电压表的正接线柱接线圈的N端
C.线圈中磁通量的变化率为0Q5Wb/s
D.电表的读数为40V
4.如图所示,空间有一宽度为2L的有界匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里。一边长为八
电阻分布均匀的正方形导体框时以,以恒定的速度,向左匀速穿过磁场区域,从导体框而边进入磁场开始
计时,则〃、人两点的电势差/随时间/变化的图线正确的是()
XXX
45嘿
c.
二、多项选择题(本题共4小题,每小题6分,共24分。在每个小题给出的四个选项中,有多个选项符合题
意,全部选对的得6分,选对而不全的得3分,错选或不选的得。分)
5.七考法」如图甲所示为市面上的一款自发电无线门铃,按下按键,按键将推动水磁铁运动,如图乙所示,
即能产生电能供给发射器正常工化。松开按键后,在弹簧作用下按键将恢复原位。关于按下按键和松开按
键反弹过程中,下列说法正确的是()
按
铁芯下
wwxww
乙
A.按下按键过程中,线圈中会产生感应电动势
B.按键反弹过程中,线圈中不会产生感应电动势
C.按住按键保持不动,线圈中始终有感应电流
D.按键反弹过程中,弹簧的弹性势能有一部分转化为电能
6.如图,半径为〃的水平导体圆盘绕竖直中心轴OO'以角速度/匀速转动,整个装置处于方向竖直向上、
磁感应强度大小为8的匀强磁场中,两电刷分别与。。和圆盘边缘接触,电刷之间接有一半导体LED灯。
当心〃两点电势满足e一%时,LED灯导通发光,此时()
A.从上往下看圆盘逆时针转动
B.从上往下看圆盘顺时针转动
C.角速度G可能为当
Br
D.角速度①可能为三
Br~
7.如图所示为一阻尼减震器,弹簧上端固定悬挂在。点,弹簧下端通过三根对称分布的轻杆连接一平台,平
台下固定有轻质圆柱形绝缘外壳,外壳的下端绕有闭合线圈,线圈竖直插入到一圆柱简中,圆简中央有铁
磁体,铁磁体能产生辐向的磁场。若处尸静止状态的平台受到外界轻微扰动,】=。时刻,使得线圈获得一
竖直向下的初速度%,平台和线圈的总质量为〃?,忽略空气阻力,下列说法正确的是()
A.r=()时刻,从上往下看线圈中产生的感应电流沿逆时针方向
B.,=0时刻,线圈所受的安培力方向竖直向上
C.线圈受到的安培力方向始终不变
D.从受到扰动到最终停下来,线圈产生的焦耳热为
8.新情境|如图所示,两根半径R=0.8m的四分之一平行圆弧金属导考L连接一段水平金属导轨,导轨间
距L=lm,其顶端接有4=0.6。的定值电阻,水平导轨上有一段宽度为s的匀强磁场,磁感应强度方向向
下,大小为8=1T,导轨末端距离地面高度〃=0.45m,有一质量加=1.0kg、有效电阻弓=。.4。的裸导体岫
从导轨最高点无初速度释放,导体时始终与导轨垂直且与导轨接触良好,导体加落地点到抛出点的水平
距离d=0.9m,不计一切摩擦,不计导轨电阻,g取IOm/Y,以下说法正确的是()
A.导体时通过磁场区域,电阻弓上电流方向由〃到〃
B.磁场的宽度s=1m
C.导体仍通过磁场区域过程中,导体帅上产生的内能为2.1J
D.导体而通过磁场区域过程中,通过电阻彳的电荷量为1C
第H卷(非选择题,共60分)
三、填空题(本题共3小题,共9分)
9.(3分)如图,边长为L的正方形金属线框时那内,有一个磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的
圆形匀强磁场,其区域半径为,、则穿过线框的磁通量大小为;若该区域内的磁感应强度逐渐增
大,则金属线框中的感应电流方向为(填"顺时针〃或“逆时针〃)。
10.(3分)某同学用电路模拟手机无线充电,如图甲所示。当充电板内的送电线圈通入如图乙所示的交变电
流时(电流由“端流入时为正方向),AG时间内,受电线圈电流由端流出(选填"c〃或“"〃),
在4时刻受电线圈中电流强度最(选填“大〃或"小")。
11.(3分)如图所示,匝数为〃的线圈恰好围住•圆形匀强磁场。当匀强磁场随时间均匀增加时,连接线圈的
水平平行金属板中间,有一带电微粒恰能保持静止状态,则该微粒带电;若线圈面积为S,两极
AO
板间距离为L,微粒质量为〃?,带电量为%则磁感应强度的变化率丁=o
四、实验题(本题共2小题,共14分)
12/6分)(2025•浙江•高考真题)在"探究影响感应电流方向的因素"实验中,当电流从接线柱流入灵敏电
流表,指针左偏:从“G。〃或"G〃接线柱流入,指针右偏。如图所示是某次实验中指针偏转角度最大的瞬间,
则
⑴此时磁铁的运动状态是一(选填“向上拔出〃、“静止〃或"向下插入〃)。
(2)只做以下改变,•定会增大图中电流表指针偏转角度的是(多选)
A.磁铁静止,向上移动线圈
B.增大(1)中磁铁运动速度
仁将导线从接线柱G移接至接线柱G
D.将一个未与电路相接的闭合线圈套在图中线圈外
13.(8分)同学们在学习了感应电流产生的条件后,想通过实验探究影响感应电流方向的因素,实验过程如下:
WI
图1图2
(1)按照图1所示电路连接器材,闭合电键,电流表指针向右偏转,对调电源正负极,重复以上操作。该
步骤目的是获得电流表指针偏转方向与方向的对应关系;
(2)按照图2所示电路连接器材,查明线圈中导线的绕向,以确定感应电流产生的磁场方向;
(3)分别改变磁体磁场的方向和磁体运动方向,观察指针偏转方向,使用表格中记录数据;根据第1步探
究的对应关系,表中实验4中标有“跳空格应填(选填“向上”、"向下"、"向左"或"向右"):
磁体磁场的方向感应电流的磁场
实验序号磁体运动情况指针偏转情况
(正视)方向(正视)
1向下插入线圈向左向上
2向下拔出线圈向右向下
3向上插入线圈向右向下
4向上拔出线圈向左0
(4)根据表中所记录数据,进行如下分析:
①由实验1和(填实验序号)可得出结论:感应电流方向与磁体运动情况有关。
②由实验2、4得出的结论:穿过闭合回路的磁通量减少时,感应电流的磁场与原磁场方向(选填
“相同〃、"相反"或"无关。
(5)经过进一步讨论和学习,同学们掌握了影响感应电流方向的因素及其结论,为电磁感应定律的学习打
下了基础。
五、计算题(本题共3小题,共37分。要有必要的文字说明和演算步骤。有数值计算的要注明单位)
14.(9分)如图甲所示,一个圆形线圈的时数〃=100,线圈面积S=200cm2,线圈的电阻r=lQ,线圈外接一个
阻值R=4Q的电阻,把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中,磁感应强度随时间变化规律如图乙
所示。求:
⑴线圈中的感应电流方向(直接回答"顺时针'’或"逆时针〃);
⑵线圈中的感应电动势的大小和感应电流的大小;
⑶线圈两端电压。
15.(12分)如图,两足够长的平行光滑金属导轨MMPQ间距blm,导轨平面与水平面的夹角在30。,导
轨上端连接一定值电阻R=0.3C,整个装置处在垂直于导轨平面向_L的匀强磁场中,磁感应强度5=0.4。现
将长也为L的金属棒必垂直于MN、PQ放置在导轨上,从紧靠NQ处由静止释放,最终达到稳定速度。已
2
知金属棒cd质量〃?=0.8kg、电阻r=0.1Q,不计导轨电阻,cd棒与导轨始终保持良好接触,g®10m/so
⑴求〃棒的稳定速度s〃;
⑵〃棒从静止群放经/=1.4s速度变为v=5m/s,求该过程中【可路产生的总焦耳热Q;
16.(16分)(2025•福建•高考真题)如图所示,光滑斜面倾角为小30。,团号区域与团号区域均存在垂直斜面
向外的匀强磁场。止方形线框必cd质量为〃?,总电网.为心粗细均匀,回号区域长为乙,团号区域长为上,
两区域间无磁场的区域长度大于线框长度。线框从某一位置释放,cd边进入团号区域时速度为心且直到必
边离开回号区域时,速度始终为V,当4边进入0号区域时的速度和油边离开团号区域时的速度•致,已知
重力加速度为g°则:
⑴求线框释放时,〃边与团区域上边缘的距离X;
(2)求〃边进入0号区域时,4边两端的电势差;
⑶求线框进入团号区域到完全离开过程中克服安培力做功的功率。
第十一章电磁感应
(考试时间:75分钟试卷满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题k上。
2.回答选择题时,选出每小颍答案后,用铅笔杷答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮
擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
第I卷(选择题,共40分)
一、单项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分。在每个小题给出的四个选项中,只有一个选项符合
题意;选对的得4分,错选或不选的得。分)
1.新考法[如图所示,我国某地一直升机将一水平的闭合金属线圈竖直向上吊起,由于地磁场的影响,线
圈中产生了感应电流,下列说法正确的是()
A.线圈中的磁通量增大
B.线圈中有顺时针方向的感应电流(俯视)
C.线圈的四条边有向内收缩的趋势
D.若在赤道上空将线圈吊起,线圈中也会产生感应电流
【答案】B
【详解】A.根据地磁场磁感线分布特点可知,磁感线竖直分量值着高度增加而减小,方向向F,闭合金属
线圈竖直向上吊起过程线圈中的磁通量减小,A错误;
B.根据楞次定律,线框中有顺时针方向的感应电流(俯视),B正确;
C.根据楞次定律,线框的四条边有向外扩张的趋势,C错误;
D.赤道上空磁感线水平,线圈中磁通量始终为0,故不产生感应电流,D错误。
故选Bo
2.(2024•福建•高考真题)拓扑结构在现代物理学中具有广泛的应用。现有•条绝缘纸带,两条平行长边
镶有铜丝,将纸带一端扭转180。,与另一端连接,形成拓扑结构的莫比乌斯环,如图所示。连接后,纸环
边缘的铜丝形成闭合回路,纸环围合部分可近似为半径为R的扃平圆柱。现有一匀强磁场从圆柱中心区域
垂自其底而穿过.磁场区域的边界是半杼为r的圆(r</?).若磁感应弓虽度大小3随时间,的变化关系为B
=卜(2为常量),则回路中产生的感应电动势大小为()
A.0B.knR2C.llair2D.2knR2
【答案】C
【详解】由题意可知,铜丝构成的“莫比乌斯环”形成了两匝</?=2)线圈串联的闭合回路,穿过回路的磁场
有效面枳为
S=仃
根据法拉第电磁感应定律可知,回路中产生的感应电动势大小为
E=M>3=2k"
△/
故选Co
3.如图甲所示,100匝总阻值为0.3kQ的圆形线圈两端M、N与一个阻值为1.2kQ的电压表相连,其余电
阻不计,线圈内有垂直纸面指向纸内方向的磁场,线圈中的磁通量在按图乙所示规律变化。下列说法正确
A.线圈中产生的感应电流沿顺时针方向
B.电压表的正接线柱接线圈的N端
C.线圈中磁通量的变化率为0.05Wb/s
D.电表的读数为40V
【答案】D
【详解】AB.根据楞次定律判断.线圈中产牛的感应电流沿逆时针方向,所以电压表的正接线柱接线圈的
M端,故AB错误;
C.由图乙知,线圈中磁通量的变化率为
丝二更空3%二05Wb/s
Ar0.1s
故C错误:
D.感应电动势为
E=n——=50V
Z
电表的读数为
U=E=——x50V=40V
R+r1.2kC+0.3kC
故D正确。
故选Do
4.如图所示,空间有一宽度为2L的有界匀强磁场,磁感应强度大小为8,方向垂直纸面向里。一边长为£、
电阻分布均匀的正方形导体框。以0,以恒定的速度I,向左匀速穿过磁场区域,从导体框而边进入磁场开始
计时,则〃、人两点的电势差4仍随时间/变化的图线正确的是()
XXX
4:。嘿
3
2
1
C0
1234〃与
-1
-2
-3
-4
【答案】B
【详解】由法拉第电磁感应知识可得,在线框进入磁场的过程中与出磁场的过程中线框内的磁通量都发生
变化,线圈中有感应电动势。
①在。-5时间内,线框的时边切割磁感线,由
E=BLv
可知此时刈边相当于电源,电流由方流向4,4、人两点的也势差相当于路端电压,大小为
〃3fz3BLv
电势差为正;
②在2-二时间内,线框完全在磁场中运动,穿过线框的磁通量没有变化,不产生感应电流,但是"边
VV
仍然在切割磁感线,。、。两点的电势差大小为
Ua.n=BLv
电势差为正;
③在头一些时间内,线圈开始出磁场,而边离开磁场,只有W边切割磁感线,此时cd边相当于电源,
VV
"辿中电流由“流向〃,线圈中电动势为
E=B"力两点的电势差为外电路部分电压,大小为
〃1RBLv
^=4E=—
电势差为正。故选项B正确,选项ACD错误。
故选Bo
二、多项选择题(本题共4小题,每小题6分,共24分。在每个小题给出的四个选项中,有多个选项符合题
意,全部选对的得6分,选对而不全的得3分,错选或不选的得。分)
5-超如图甲所示为市面上的一款自发电无线门铃,按下按键,按键将推动水磁铁运动,如图乙所示,
即能产生电能供给发射器正常工化。松开按键后,在弹簧作用下按键将恢复原位。关于按下按键和松开按
键反弹过程中,下列说法正确的是()
A.按下按键过程中,线圈中会产生感应电动势
B.按键反弹过程中,线圈中不会产生感应电动势
C.按住按键保持不动,线圈中始终有感应电流
D.按键反弹过程中,弹簧的弹性势能有一部分转化为电能
【答案】AD
【详解】AB.按下按键和松开按键的过程中,穿过线圈的磁通量都会发生改变,都会产生感应电动势,有
感应电流,故A正确,B错误;
C.住按犍保持不动,线圈中磁通量不发生变化,线圈中没有感应电流,故C错误;
D.按键反弹过程中,线圈中有感应电流,由能量守怛定律可知,弹簧的弹性势能有一部分转化为电能,故
D正确。
故选AD3
6.如图,半径为,•的水平导体圆盘绕竖直中心轴OO以角速度/匀速转动,整个装置处于方向竖直向上、
磁感应强度大小为B的匀强磁场3,两电刷分别与。。和圆盘边缘接触,电刷之间接有•半导体LED灯。
当“、〃两点电势满足纥-时,LED灯导通发光,此时()
O
B
A.从上往下看圆盘逆时针转动
B.从上往下看圆盘顺时针转动
3U
C.角速度/可能为大
Br2
D.角速度”可能为44
Br-
【答案】BC
【详解】AB.由题意可知,电流自上而下通过LED,根据右手定则,可知从上往下看圆盘顺时针转动,故A
错误,B正确;
CD.由题意知,当小〃两点电势满足纥一仙2U时,LED灯导通发光,而圆盘转动时产生的感应电动势为
_1
E=Brv=-Brco
2
忽略圆盘电阻与接触电阻,没有内电压,则。、间电势差为
解得。2多2U,故C正确,D错误。
Br-
故选BCo
7.如图所示为一阻尼减震器,弹簧上端固定悬挂在P点,弹簧下端通过三根对称分布的轻杆连接一平台,平
台下固定有轻质圆柱形绝缘外壳,外壳的下端绕有闭合线圈,线圈竖直插入到一圆柱筒中,圆筒中央有铁
磁体,铁磁体能产生辐向的磁场。若处于静止状态的平台受到外界轻微扰动,7=0时刻,使得线圈获得一
竖直向下的初速度%,平台和线圈的总质量为,〃,忽略空气阻力,下列说法正确的是()
平台
A.,=0时刻,从上往下看线圈中产生的感应电流沿逆时针方向
B.,=0时刻,线圈所受的安培力方向竖直向上
C.线圈受到的安培力方向始终不变
D.从受到扰动到最终停下来,线圈产生的焦耳热为片
【答案】BD
【详解】A.根据右手定则可知”0时刻,从上往下看线圈中产生的感应电流沿顺时针方向,牧A错误;
B.根据左手定则可知,=0时刻,线圈所受安培力方向竖直向上,故B正确;
C.当线圈向上运动时,线圈中感应电流方向和安培力方向将发生改变,故C错误;
D.根据能量守恒可知,从受到扰动到最终停下来,线圈产生的焦耳热Q=
故D正确。
故选BDo
8尊函如图所示,两根半径R=0.8m的四分之一平行圆弧金属导轨连接一段水平金属导轨,导轨间
距L=lm,其顶端接有4=0.6C的定值电阻,水平导轨上有•段宽度为s的匀强磁场,磁感应强度方向向
下,大小为8=1T,导轨末端距离地面高度Zi=0.45m,有一质量m=1.0kg、有效电阻弓=0.4Q的裸导体而
从导轨最高点无初速度释放,导体仍始终与导轨垂直且与导轨接触良好,导体他落地点到抛出点的水平
距离”=0.9m,不计一切摩擦,不计导轨电阻,g取10ni/s2,以下说法正确的是()
A.导体时通过磁场区域,电阻弓上电流方向由〃到〃
B.磁场的宽度s=1m
C.导体油通过磁场区域过程中,导体他上产生的内能为2.1J
D.导体,而通过磁场区域过程中,通过电阻%的电荷量为1C
【答案】BD
【详解】A.导体穿过磁场区域过程中,由右手定则可知,电阻耳中电流方向由〃到d故A错误;
C.设导体下滑到圆弧轨道最低点时速度为M,由机械能守恒有
得
V)=4m/s
导体运动至水平导轨末端后做平抛运动,平抛运动的初速度
3m/s
由能量守恒可知,导体"通过磁场区域过程中,整个问路产生的内能
Q==3.5J
则导体面上产生的内能
。=—Q=1.4J
4+与
故C错误;
D.导体他穿过磁场区域过程中,通过电阻4的电荷量为
q=It
对导体〃〃来说,由动量定理有
-BIL-t=-BqL=v2-vt)
得
q=\C
故D正确;
B.由
△中BLs
q=7△/
得
5=Im
故B正确。
故选BDo
第n卷(非选择题,共60分)
三、填空题(本题共3小题,共9分)
9.(3分辿1图,边长为L的正方形金属线框。机力内,有一个磁感应强度大小为8、方向垂直于纸面向里的
圆形匀强磁场,其区域半径为「,则穿过线框Hcd的磁通量大小为;若该区域内的磁感应强度逐渐增
大,则金属线框中的感应电流方向为(填"顺时针"或"逆时针〃)。
逆时针
【详解】穿过线框必cd的磁通量大小为
(f)-BS=B7rr~
根据楞次定律,若该区域内的磁感应强度逐渐增大,则金属线框中的感应电流方向为逆时针。
10.(3分)某同学用电路模拟手机无线充电,如图甲所示。当充电板内的送电线圈通入如图乙所示的交变电
流时(电流由。端流入时为正方向),。4时间内,受电线圈电流由端流出(选填"C"或"〃"),
在4时刻受电线圈中电流强度最(选填"大‘'或"小")。
B
【详解】[1][2]人-4时间内,送电线圈中电流正向减少,则产生的磁场方向与图示方向相同,磁感应强度减
弱,通过受电线圈的磁通量减少,根据楞次定律可知受电线圈感应电流磁场方向跟图示相同,由安培定则
可知它的电流由C导d。,2-,3时间内,送电线圈中电流反向增加,则产生的磁场方向与图示方向相反,磁
感应强度增强,通过受电线圈的磁通量增加,根据楞次定律受电线圈感应电流磁场方向跟图示相同,由安
培定则可知它的电流由。到4所以时间,受电线圈电流由c到4。
6时刻,送电线圈电流变化率为0,磁通量变化率为0,受电线圈的感应电流最小为0。
11.(3分)如图所示,匝数为〃的线圈恰好围住一圆形匀强磁场。当匀强磁场随时间均匀增加时,连接线圈的
水平平行金属板中间,有一带电微粒恰能保持静止状态,则该微粒带电:若线圈面积为S,两极
板间距离为3微粒质量为加,带电量为,则磁感应强度的变化率1r
【答案】正吗
【详解】[1]依题意,根据楞次定律,可判断知线圈中产生逆时针方向的感应电流,线圈相当于电源,则金
属板下极板带正电,上级板带负电,粒子处于静止状态,由平衡条件知粒子受到电场力方向竖直向上,粒
子带正电:
[2]根据法拉第电磁感应定律可得金属板两极间电压为
,,△①bBS
U=n----=n------
△tA/
则粒了由平衡条件可得
Eq=mg
又
£=T
联立可得
\BmgL
nqS
四、实验题(本题共2小题,共14分)
12/6分)(2025•浙江•高考真题)在〃探究影响感应电流方向的因素”实验中,当电流从接线柱流入灵敏电
流表,指针左偏:从或〃G〃接线柱流入,指针右偏。如图所示是某次实验中指针偏转角度最大的瞬间,
则
⑴此时磁铁的运动状态是一(选填“向上拔出”、“静止〃或〃向下插入")。
⑵只做以下改变,一定会增大图中电流表指针偏转角度的是(多选)
A.磁铁静止,向上移动线圈
B.增大(1)中磁铁运动速度
C.将导线从接线柱G移接至接线柱G。
D.将一个未与电路相接的闭合线圈套在图中线圈外
【答案】⑴向上拔出
(2)BC
【详解】(1)由图可知,电表指针左偏,则感应电流从极流入,感应电流在线圈内产生的磁场方向向下,
根据楞次定律可知,与条形磁体在线圈位置产生的磁场方向相同,可知穿过线圈的磁通量减小,根据楞次
定律可知,此时磁铁的运动状态是向上拔出。
(2)A.磁铁静止,向上移动线圈,则产生的感应电流不一定增加,指针偏角不一定会增加,选项A错误;
B.增大(1)中磁铁的速度,产生的感应电动势会增加,指针偏角会增大,选项B正确:
C.减小电流计的量程,即将导线从接线柱Gi移接到Go,可是电流计指针偏角变大,选项C正确;
D.将一个未与电路相接的闭合线圈套在线圈外,线圈中的感应电流不变,电流计指针偏角不变,选项D错
误。
故选BC.
13.(8分)同学们在学习了感应电流产生的条件后,想通过实验探究影响感应电流方向的因素,实验过程如下:
图1图2
(1)按照图1所示电路连接器材,闭合电键,电流表指针向右偏转,对调电源正负极,重复以上操作。该
步骤目的是获得电流表指针偏转方向与方向的对应关系;
(2)按照图2所示电路连接器材,查明线圈中导线的绕向,以确定感应电流产生的磁场方向;
(3)分别改变磁体磁场的方向和磁体运动方向,观察指针偏转方向,使用表格中记录数据:杈据第1步探
究的对应关系,表中实验4中标有你空格应填(选填响.上”、"向下〃、“向左〃或响右”):
磁体磁场的方向感应电流的磁场
实验序号磁体运动情况指针偏转情况
(正视)方向(正视)
1向下插入线圈向左向上
2向下拔出线圈向右向下
3向上插入线圈向右向下
4向上拔出线圈向左0
(4)根据表中所记录数据,进行如下分析:
①由实验1和(填实验序号)可得出结论:感应电流方向与磁体运动情况有关。
②由实验2、4得出的结论:穿过闭合回路的磁通量减少时,感应电流的磁场与原磁场方向(选填
"相同"、"相反"或"无关。
(5)经过进一步讨论和学习,同学们掌握了影响感应电流方向的因素及其结论,为电磁感应定律的学习打
下了基础。
【答案】电流向上2相同
【详解】(1)[1]电流流向不同,对应指针偏转方向不同,所以该步骤目的是获得电流表指针偏转方向与电
流方向的对应关系。
(3)⑵磁体磁场的方向向卜.拔出线圈,根据安培定则可知,感应电流的磁场方向向上.
(4)①⑶要探究感应电流方向与磁体运动情况,需保证磁体磁场的方向和指针偏转情况相同,故由实验1
和2可得出结论。
②⑷由实验2、4得出的结论:穿过闭合回路的磁通量减少时,感应电流的磁场与原磁场方向相同。
五、计算题(本题共3小题,共37分。要有必要的文字说明和演算步骤。有数值“算的要注明单位)
14.(9分)如图甲所示,一个圆形线圈的匝.数“=100,线圈面积S=200cm2,线圈的电阻r=1Q,线圈外接一个
阻值R=4Q的电阻,把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中,磁感应强度随时间变化规律如图乙
所示。求:
⑴线圈中的感应电流方向(直接回答“顺时针〃或“逆时针”);
⑵线圈中的感应电动势的大小和感应电流的大小;
⑶线圈两端电压。
【答案】⑴逆时针方向
(2)0.1V,0.02A
(3)0.08V
【详解】(1)由右手定则可知,线圈中的感应电流方向为逆时针方向。
(2)根据法拉第电磁感应定律可知,感应电动势大小为
A(r、
E=n-S=\100x—x200xl0^V=0.1V
AI4)
则线圈中的感应电流的大小为
E0.1
=A=0.02A
R+r4+1
(3)线圈两端电压为
U=/R=(0.02x4)V=0.08V
15.(12分)如图,两足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ间距blm,导轨平面与水平面的夹角俏30。,导
轨上端连接一定值电阻R=0.3Q,整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,磁感应强度8=0.4。现
将长也为L的金属棒〃垂
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