【优化方案】高中物理 第一章 电磁感应章末综合检测 鲁科版选修3-2
高中物理 第1章 电磁感应章末整合提升课件 鲁科版选修
由法拉第电磁感应定律得线圈中产生的感应电动势为 E＝n Δt ＝ nΔΔBt S＝500×10×20×10－4V＝10 V 由闭合电路欧姆定律得感应电流大小为 I＝ E ＝ 10 A＝0.1 A.
R＋r 99＋1
答案 0.1 A
例3 如图4所示，导线全部为裸导线，半径为r，
图5
(1)R上的最大电功率； 解析 AB转动切割磁感线，且切割长度由l增至2l以后AB离开 MN，电路断开. 当B端恰转至N时，E最大. Em＝B·2l·0＋22lω＝2Bωl2，Pm＝ERm2 ＝4B2Rω2l4
答案
4B2ω2l4 R
(2)通过R的电荷量.
解析 AB由初位置转至B端恰在N点的过程中
2.导体杆切割磁感线产生的电动势E＝Blv (1)公式 E＝Blv 是 E＝nΔΔΦt 的特殊情况，适用于导体杆切割磁感 线运动时产生的电动势. (2)公式 E＝Blv 一般求的是瞬时值，此时 v 为瞬时速度.但当 v 为平均速度时，也可求平均电动势. (3)对于导体杆围绕一个点转动切割磁感线时 E＝12Bl2ω.
MN经过圆心时，有效切割长度最长，
此时感应电动势和感应电流达到最大值.所以 Imax＝ER＝2BRrv.
答案
2Brv R
(2)电阻R上的平均电流；
解析 由于MN向右滑动中电动势和电流大小不断变化，且不是
简单的线性变化，故难以通过E＝Blv求解平均值，
可以通过磁通量的平均变化率计算平均感应电动势和平均感应
ΔΦ＝B·12·l·2l·sin 60°＝ 23Bl2
q＝I·Δt＝ΔRΦ＝
3Bl2 2R .
答案
3Bl2 2R
电流.
所以， E＝ΔΔΦt ＝Bπ2rv，I＝ER＝π2BRrv.
高中物理 第一章《电磁感应》测试1 鲁科版选修3-2
《电磁感应历年高考题》(07年)7．取两个完全相同的长导线，用其中一根绕成如图（a）所示的螺线管，（a）（b）当该螺线管中通以电流强度为I的电流时，测得螺线管内中部的磁感应强度大小为B，若将另一根长导线对折后绕成如图（b）所示的螺线管，并通以电流强度也为I的电流时，则在螺线管内中部的磁感应强度大小为（A）（A）0。
（B）0.5B。
（C）B。
（D）2 B。
（08年）10．如图所示，平行于y轴的导体棒以速度v向右匀速直线运动，经过半径为R、磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域，导体棒中的感应电动势ε与导体棒位置x关系的图像是[ A]（99年）6如图所示，竖直放置的螺线管与导线abcd构成回路，导线所在区域内有一垂直纸面向里的变化的匀强磁场，螺线管下方水平桌面上有一导体圆环，导线a b B B B⨯⨯⨯⨯⨯⨯d c 0 t 0 t 0 t tabcd所围区域内磁场的磁感强度按下列哪一图线所表示的方式随时间变化时，导体圆环将受到向上的磁场作用力（ A ）（00年）如图甲，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方悬挂一相同的线圈Q，P 和Q共轴，Q中通有变化电流，电流随时间变化的规律如图乙所示，P所受重力为G，桌而对P的支持力为N，则（A、D ）（A）t1时刻 N＞G，（B）t2时刻 N＞G，（C）t3时刻 N＜G，（D）t4时刻 N＝G。
（01年）如图所示，有两根和水平方向成α道，上端接有可变电阻R强磁场，磁感强度为B，一根质量为m的金属杆从轨道上由静止下，经过足够长的时间后，金属杆的速度会趋于一个最大速度m （B、C ）（A）如果B增大，vm 变大，（B）如果α变大，vm变大，（C）如果R变大，vm 变大，（D）如果m变小，vm变大。
（01年）如图所示是一种延迟开关，当S1闭合时，电磁铁F将衔铁D吸下，C线路接通，当S1断开时，由于电磁感应作用，D将延迟一段时间才被释放，则（B、C ）（A）由于A线圈的电磁感应作用，才产生延迟释放D的作用，（B）由于B线圈的电磁感应作用，才产生延迟释放D的作用，（C）如果断开B线圈的电键S2，无延迟作用，（D）如果断开B线圈的电键S2，延迟将变长。
高中物理鲁科版选修3-2 第1章电磁感应 章末检测含试卷分析详解
(时间：90分钟，满分：100分)一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1．了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要．以下符合物理学史实的是()A．科拉顿发现了电流热效应的规律B．法拉第总结出了点电荷间相互作用的规律C．奥斯特发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕D．牛顿将斜面实验的结论合理外推，间接证明了自由落体运动是匀变速直线运动解析：选C.焦耳通过实验直接得到了电流热效应的规律——焦耳定律，选项A错误；库仑在前人研究的基础上通过扭秤实验总结出点电荷间相互作用的规律——库仑定律，选项B 错误；奥斯特通过实验发现了电流的磁效应，拉开了电与磁相互关系的序幕，选项C正确；伽利略将斜面实验的结论合理外推，间接证明了自由落体运动是匀变速直线运动，选项D错误．2．电磁感应现象揭示了电和磁之间的内在联系，根据这一发现，发明了许多电气设备．下列用电器中，没有利用电磁感应原理的是()A．动圈式话筒B．自动取款机C．磁带录音机D．白炽灯泡解析：选D．动圈式话筒、自动取款机、磁带录音机都应用了电磁感应原理．只有选项D 中白炽灯泡没有利用电磁感应原理．3．如图所示，一通电螺线管b放在闭合金属线圈a内，螺线管的中心线正好和线圈的一条直径MN重合．要使线圈a中产生感应电流，可采用的方法有()A．将螺线管在线圈a所在平面内转动B．使螺线管上的电流发生变化C．使线圈以MN为轴转动D．使线圈以与MN垂直的一条直径为轴转动解析：选D．A、B、C中线圈a中磁通量始终为零，没有发生变化，无法产生感应电流．4．研究表明，地球磁场对鸽子辨别方向起到重要作用．鸽子体内的电阻大约为1 000 Ω，当它在地球磁场中展翅飞行时，两翅会切割磁感线，产生感应电动势．这样，鸽子体内灵敏的感受器即可根据感应电动势的大小来判别其飞行方向．若磁场的大小为5×10－5 T，鸽子翼展长度约0.5 m，当鸽子以20 m/s的速度飞翔时，两边翅膀间的感应电动势约为() A．50 mV B．5 mVC．0.5 mV D．0.5 V解析：选C.鸽子翼展长度大约为0.5 m，根据E＝Bl v，得E＝5×10－5×0.5×20 V＝5×10－4 V＝0.5 mV，故C正确．5．用相同导线绕制的边长为L或2L的四个闭合导体线框，以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场，如图所示．在每个线框进入磁场的过程中，M、N两点间的电压分别为U a、U b、U c 和U D．下列判断正确的是()A．U a<U b<U c<U d B．U a<U b<U d<U cC．U a＝U b＝U c＝U d D．U b<U a<U d<U c解析：选B ．线框进入磁场过程中产生的电动势分别为E a ＝E b ＝BL v ，E c ＝E d ＝2BL v ，由于单位长度电阻相等，则有：U a ＝34E a ＝34BL v ，U b ＝56E b ＝56BL v ，U c ＝34E c ＝32BL v ，U d ＝23E d ＝43BL v ，所以U a <U b <U d <U c ，B 正确．6.如图所示，接有理想电压表的三角形导线框abc ，在匀强磁场中向右运动，问：框中有无感应电流？b 、c 两点间有无电势差？电压表有无读数？( )A ．无、无、无B ．无、有、有C ．无、有、无D ．有、有、有解析：选C.因闭合回路内磁通量无变化，故无感应电流，电压表也无读数，但bc 有效切割磁感线，b 、c 两点间有电势差．7.半径为R 的圆形线圈，两端A 、D 接有一个平行板电容器，线圈垂直放在随时间均匀变化的匀强磁场中，如图所示，则要使电容器所带电荷量Q 增大，可以采取的措施是( )A ．增大电容器两极板间的距离B ．增大磁感应强度的变化率C ．减小线圈的半径D ．改变线圈所在平面与磁场方向间的夹角解析：选B ．Q ＝CU ，由C ＝εr S 4πkd知，增大极板距离d ，电容C 减小，因此Q 也减小，故A 错误；由U ＝E ＝n ΔΦΔt ＝n ΔB ΔtS ，分析可得增大磁感应强度变化率或增大线圈在垂直磁场方向的投影面积，可增大A 、D 间电压，从而使Q 增大，所以B 正确，C 、D 错误．二、多项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题意)8．一圆形闭合线圈放在随时间均匀变化的磁场中，线圈平面和磁场方向垂直．若想使线圈中的感应电流增强1倍，下述方法不可行的是( )A ．使线圈匝数增加1倍B ．使线圈面积增加1倍C ．使线圈匝数减少一半D ．使磁感应强度的变化率增大1倍解析：选ABC.线圈匝数增加1倍，感应电动势和线圈电阻都增加1倍，感应电流不变，A 不对；线圈面积增加1倍，电阻也变化，则感应电流不能增强1倍，B 不对；同理，C 也不对；只有D 正确．9．如图所示，一导线弯成半径为a 的半圆形闭合回路．虚线MN 右侧有磁感应强度为B 的匀强磁场，方向垂直于回路所在的平面．回路以速度v 向右匀速进入磁场，直径CD 始终与MN 垂直．从D 点到达边界开始到C 点进入磁场为止，下列结论正确的是( )A ．感应电流方向不变B ．CD 段直线始终不受安培力C ．感应电动势最大值E ＝Ba vD ．感应电动势平均值E ＝14πBa v 解析：选ACD ．在闭合电路进入磁场的过程中，通过闭合电路的磁通量逐渐增大，感应电流的方向不变，A 正确．CD 段通电导体在磁场中受到安培力的作用，B 不正确．当半圆闭合回路进入磁场一半时，等效切割长度最大为a ，这时感应电动势最大为E ＝Ba v ，C 正确．感应电动势平均值E ＝ΔΦΔt ＝B ·12πa 22a v＝14πBa v ，D 正确．10．如图所示，闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从如图所示的位置匀速拉出匀强磁场．若第一次用0.3 s 时间拉出，外力所做的功为W 1，通过导线截面的电荷量为q 1；第二次用0.9 s 时间拉出，外力所做的功为W 2，通过导线截面的电荷量为q 2，则( )A ．W 1<W 2B ．W 1>W 2C ．q 1＝q 2D ．q 1>q 2解析：选BC.设线框长为l 1，宽为l 2，第一次拉出速度为v 1，第二次拉出速度为v 2，则v 1＝3v 2.匀速拉出磁场时，外力所做的功恰等于克服安培力所做的功，有W 1＝F 1·l 1＝BI 1l 2l 1＝B 2l 22l 1v 1R ，同理W 2＝B 2l 22l 1v 2R，故W 1>W 2，选项B 正确；又由于线框两次拉出过程中，磁通量的变化量相等，即ΔΦ1＝ΔΦ2，由q ＝ΔΦ/R ，得q 1＝q 2，选项C 正确．11.如图所示，在O 点正下方有一个具有理想边界的磁场，铜球在A 点由静止释放，向右摆至最高点B ，不考虑空气阻力，则下列说法正确的是( )A ．A 、B 两点在同一水平线上B ．A 点高于B 点C ．A 点低于B 点D ．铜球最后将在磁场内做等幅摆动解析：选BD ．铜球在进入和穿出磁场的过程中，球中会有涡流产生，有一些机械能转化为电能(最终转化为内能)，所以A 点应高于B 点，故选项B 正确．完全在磁场中运动时，无感应电流，没有能量转化，故D 正确．12．如图，足够长的U 型光滑金属导轨平面与水平面成θ角(0<θ<90°)，其中MN 与PQ 平行且间距为L ，导轨平面与磁感应强度为B 的匀强磁场垂直，导轨电阻不计．金属棒ab 由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且良好接触，ab 棒接入电路的电阻为R ，当流过ab 棒某一横截面的电量为q 时，棒的速度大小为v ，则金属棒ab 在这一过程中( )A ．运动的平均速度大小为12v B ．下滑的位移大小为qR BLC ．产生的焦耳热为qBL vD ．受到的最大安培力大小为mg sin θ解析：选BD ．流过ab 棒某一截面的电量q ＝I ·t ＝B ΔS Rt ·t ＝BL ·s R，ab 棒下滑的位移s ＝qR BL ，其平均速度v ＝s t ，而棒下滑过程中做加速度减小的加速运动，故平均速度不等于12v ，A 错误B 正确；由能量守恒mgs sin θ＝Q ＋12m v 2，产生的焦耳热Q ＝mgs sin θ－12m v 2＝mg qR BL ·sin θ－12m v 2，C 错误；当mg sin θ＝B 2L 2v R时v 最大，安培力最大，即F 安m ＝mg sin θ，D 正确．三、填空题(本题共1小题，共8分．按题目要求作答)13．某同学在探究感应电流产生的条件时，做了如下实验：探究Ⅰ：如图甲所示，先将水平导轨、导体棒AB 放置在磁场中，并与电流表组成一闭合回路．然后进行如下操作：①AB 与磁场保持相对静止；②让导轨与AB 一起平行于磁感线(上下)运动；③让AB 在水平方向上运动(切割磁感线)．探究Ⅱ：如图乙所示，将螺线管与电流表组成闭合回路．然后进行如下操作：①把条形磁铁放在螺线管内不动．②把条形磁铁插入螺线管．③把条形磁铁拔出螺线管．探究Ⅲ：如图丙所示，螺线管A 、滑动变阻器、电源、开关组成一个回路；A 放在螺线管B 内，B 与电流表组成一个闭合回路．然后进行如下操作：①闭合和断开开关瞬时．②闭合开关，A 中电流稳定后．③闭合开关，A 中电流稳定后，再快速改变滑动变阻器的阻值．可以观察到：[请在(1)(2)(3)中填写探究中的序号](1)在探究Ⅰ中，________闭合回路会产生感应电流．(2)在探究Ⅱ中，________闭合回路会产生感应电流．(3)在探究Ⅲ中，________闭合回路会产生感应电流．(4)从以上探究中可以得到的结论是：当____________________时，闭合回路中就会产生感应电流．解析：在探究Ⅰ中，③会产生感应电流，在探究Ⅱ中，②③会产生感应电流，在探究Ⅲ中，①③会产生感应电流．由上可知，穿过闭合回路的磁通量有变化是产生感应电流的条件． 答案：(1)③ (2)②③ (3)①③(4)穿过闭合回路的磁通量发生变化四、计算题(本题共3小题，共34分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)14．(9分)如图所示，水平放置的平行金属导轨，相距l ＝0.50 m ，左端接一电阻R ＝0.20 Ω，磁感应强度B ＝0.4 T 的匀强磁场方向垂直于导轨平面，导体棒ab 垂直放在导轨上，并能无摩擦地沿导轨滑动，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计，当ab 以v ＝4.0 m/s 的速度水平向右匀速滑动时，求：(1)ab 棒中感应电动势的大小；(2)回路中感应电流的大小；(3)维持ab 棒做匀速运动的水平外力F 的大小．解析：(1)根据法拉第电磁感应定律，ab 棒中的感应电动势E ＝Bl v ＝0.4×0.50×4.0 V ＝0.80 V(3分)(2)感应电流大小为I ＝E R ＝0.800.20A ＝4.0 A(3分) (3)ab 棒所受安培力F 安＝BIl ＝0.4×4.0×0.50 N ＝0.8 N ，故外力F 的大小也为0.8 N(3分) 解析：(1)0.80 V (2)4.0 A (3)0.8 N15．(10分)如图所示，A 是一面积为S ＝0.2 m 2、匝数为n ＝100匝的圆形线圈，处在均匀磁场中，磁场方向与线圈平面垂直，磁感应强度随时间变化规律为B＝(6－0.02t ) T ，开始时外电路开关S 断开，已知R 1＝4 Ω，R 2＝6 Ω，电容器电容C ＝30 μF ，线圈内阻不计，求：(1)S 闭合后，通过R 2的电流大小；(2)S 闭合一段时间后又断开，在断开后流过R 2的电荷量．解析：由B ＝(6－0.02t ) T 知，圆形线圈A 内的磁场先是向里均匀减小，后是向外均匀增大，画出等效电路图如图所示．(1)E ＝n ΔΦΔt ＝n |ΔB Δt|S (2分) 由题意知|ΔB Δt|＝0.02 T/s(1分) 故E ＝100×0.02×0.2 V ＝0.4 V(1分)由I ＝E R 1＋R 2，得I R 2＝I ＝0.44＋6A ＝0.04 A ．(2分) (2)S 闭合后，电容器两端电压U C ＝U 2＝IR 2＝0.04×6 V ＝0.24 V(1分)电容器带电量Q ＝CU C ＝30×10－6×0.24 C＝7.2×10－6 C(2分)断开S 后，放电电荷量为Q ＝7.2×10－6 C ．(1分)答案：(1)0.04 A (2)7.2×10－6 C16.(15分)如图，两根足够长的金属导轨ab 、cd 竖直放置，导轨间距离为L ，电阻不计．在导轨上端并接两个额定功率均为P 、电阻均为R 的小灯泡．整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度方向与导轨所在平面垂直．现将一质量为m 、电阻可以忽略的金属棒MN 从图示位置由静止开始释放．金属棒下落过程中保持水平，且与导轨接触良好．已知某时刻后两灯泡保持正常发光．重力加速度为g .求：(1)磁感应强度的大小；(2)灯泡正常发光时导体棒的运动速率．解析：(1)设小灯泡的额定电流为I 0，有P ＝I 20R ①(2分)由题意知，在金属棒沿导轨竖直下落到某时刻后，两小灯泡保持正常发光，流经MN 的电流为I ＝2I 0②(2分)此时金属棒MN 所受的重力和安培力大小相等，下落的速度达到最大值，有mg ＝BLI ③(3分)联立①②③式得B ＝mg 2L R P.④(2分) (2)设灯泡正常发光时，导体棒的速度为v ，由电磁感应定律与欧姆定律得E ＝BL v ⑤(2分)E ＝RI 0⑥(2分)联立①②④⑤⑥式得v ＝2P mg.(2分) 答案：(1)mg 2L R P (2)2P mg。
2024-2025学年高中物理第一章电磁感应第1节磁性电的探索教案3鲁科版选修3-2
目标：培养学生的合作能力和解决问题的能力。
过程：
将学生分成若干小组，每组选择一个与电磁感应相关的主题进行深入讨论。
小组内讨论该主题的现状、挑战以及可能的解决方案。
每组选出一名代表，准备向全班展示讨论成果。
5.课堂展示与点评（15分钟）
目标：锻炼学生的表达能力，同时加深全班对电磁感应的认识和理解。
3.电磁感应案例分析（20分钟）
目标：通过具体案例，让学生深入了解电磁感应的特性和重要性。
过程：
选择几个典型的电磁感应案例进行分析。
详细介绍每个案例的背景、特点和意义，让学生全面了解电磁感应的多样性或复杂性。
引导学生思考这些案例对实际生活或学习的影响，以及如何应用电磁感应解决实际问题。
小组讨论：让学生分组讨论电磁感应的未来发展或改进方向，并提出创新性的想法或建议。
课堂
一、课堂评价
1.提问：通过提问，了解学生对电磁感应基本概念、原理和应用的理解程度。对回答正确的学生给予肯定和鼓励，对回答错误的学生及时进行纠正和讲解，帮助他们理解正确。
2.观察：观察学生在课堂上的表现，包括学生的参与度、思考问题和解决问题的能力。对积极参与课堂讨论、提出有深度问题或提出创新性观点的学生给予表扬和鼓励。
2.难点：电磁感应现象的本质和产生电流的规律。
解决办法：运用多媒体动画和实验装置，直观地展示电磁感应现象的内在机制，引导学生通过实验观察和数据分析，发现产生电流的规律，从而突破难点。
3.重点：电磁感应定律的表达式及应用。
解决办法：通过讲解和示例，让学生理解电磁感应定律的含义，并通过练习题让学生巩固所学知识，引导学生运用电磁感应定律解决实际问题。
4.难点：电磁感应现象的定量分析。
高中物理第1章电磁感应本章高效整合检测鲁科版选修3_2
第1章电磁感应一、选择题1．关于电磁感应，下列说法正确的是( )A．导体相对磁场运动，导体内一定会产生感应电流B．导体做切割磁感线的运动，导体内一定会产生感应电流C．闭合电路在磁场中做切割磁感线的运动，电路中一定会产生感应电流D．穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中一定会产生感应电流解析：产生感应电流有两个必要条件：一是闭合电路，二是回路中磁通量发生变化，二者缺一不可．D项满足这两个条件，因此电路中一定有感应电流．导体相对磁场运动或导体做切割磁感线运动时，不一定组成闭合电路，故A、B错误；即使是闭合回路做切割磁感线运动，回路中磁通量也不一定发生变化，如图所示，闭合导体abcd虽然切割磁感线，但回路中磁通量始终未变，故无感应电流产生，C错误．答案： D2．用均匀导线做成的正方形线框边长为0.2 m，正方形的一半放在垂直纸面向里的匀强磁场中，如图所示．当磁场以10 T/s的变化率增强时，线框中点a、b两点间的电势差大小是( )A．U ab＝0 V B．U ab＝0.1 VC．U ab＝0.2 V D．U ab＝2 V答案： B3．动圈式话筒和动圈式扬声器，内部结构相似，下列有关它们的工作原理叙述正确的是( )A．话筒是应用了电磁感应原理工作的B．话筒是应用了电流的磁效应原理工作的C．扬声器是应用了电磁感应原理工作的D．扬声器是应用了电流的磁效应原理工作的解析：扬声器的工作原理是：音频电流通过处在磁场中的音圈(线圈)，电流受到磁场力而引起振动，发出声音，利用了电流的磁效应．答案：AD4．如图所示，ab是水平面上一个圆的直径，在过ab的竖直平面内有一根通电导线ef.已知ef平行于ab，当ef竖直向上平移时，电流磁场穿过圆面积的磁通量将( )A．逐渐增大B．逐渐减小C．始终为零D．不为零，但保持不变解析：利用安培定则判断直线电流产生的磁场，作出俯视图(如图所示)．考虑到磁场具有对称性，可以知道，穿过线圈的磁感线的条数与穿出线圈的磁感线的条数是相等的．故选C．答案： C5．如图所示，L为一根无限长的通电直导线，M为一金属环，L通过M的圆心并与M所在的平面垂直，且通以向上的电流I，则( )A．当L中的I发生变化时，环中有感应电流B．当M左右平移时，环中有感应电流C．当M保持水平，在竖直方向上下移动时环中有感应电流D．只要L与M保持垂直，则以上几种情况，环中均无感应电流解析：由安培定则可知导线L中电流产生的磁场方向与金属环面平行，即穿过M的磁通量始终为零，保持不变，故只要L与M保持垂直，A、B、C三种情况均不产生感应电流．答案： D6．如图所示，在匀强磁场中放有一平面与磁场方向垂直的金属线圈abcd，在下列叙述中正确的是( )A．当线圈沿磁场方向平动过程中，线圈中有感应电动势，无感应电流(以下称有势无流)B．当线圈沿垂直磁场方向平动过程中，线圈中有势有流C．当线圈以bc为轴转动时，线圈中有势有流D．当线圈以cd为轴转动时，线圈中无势有流答案： C7．如图所示，PQRS为一正方形导线框，它以恒定速度向右进入以MN为边界的匀强磁场，磁场方向垂直线圈平面，MN线与线框的边成45°角，E、F分别为PS和PQ的中点．关于线框中的感应电流，正确的说法是( )A ．当E 点经过边界MN 时，线框中感应电流最大B ．当P 点经过边界MN 时，线框中感应电流最大C ．当F 点经过边界MN 时，线框中感应电流最大D ．当Q 点经过边界MN 时，线框中感应电流最大解析： 由法拉第电磁感应定律知当导体切割磁感线产生的感应电动势E ＝BLv ，其中L 为导体切割磁感线的有效长度，由几何关系可知，P 点经过边MN 时，L 最大为正方形导线框的边长，产生的感应电动势最大，感应电流最大，故B 正确．当E 点经过MN 时，有效长度为L 2，当F 点经过MN 时，L 等于FQ 长度，小于边长L ，故产生感应电流较小，当Q 点经过MN 时，整个线框处在磁场中，磁通量不再变化，故感应电流为零，所以A 、C 、D 错误．答案： B8．在匀强磁场中，有一个接有电容器的导线回路，如图所示，已知电容C ＝30 μF ，回路的长和宽分别为L 1＝8 cm ，L 2＝5 cm ，磁场以5×10－2T/s 的速率增强，则( )A ．电容器带电荷量为2×10－9 CB ．电容器带电荷量为4×10－9 CC ．电容器带电荷量为6×10－9 CD ．电容器带电荷量为8×10－9 C解析： 根据法拉第电磁感应定律：回路中的感应电动势即等于电容器充电电压E ＝ΔΦΔt ＝ΔB ·L 1L 2Δt＝5×10－2×0.05×0.08 V＝2×10－4 V 电容器的带电荷量为q ＝CE ＝30×10－6×2×10－4 C ＝6×10－9 C可见，C 项正确．答案： C9．如图所示，弹簧上端固定，下端挂一只条形磁铁，使磁铁上下振动，磁铁的振动幅度不变．若在振动过程中把线圈靠近磁铁，如图所示，观察磁铁的振幅将会发现( )A ．S 闭合时振幅逐渐减小，S 断开时振幅不变B ．S 闭合时振幅逐渐增大，S 断开时振幅不变C ．S 闭合或断开，振幅变化相同D ．S 闭合或断开，振幅都不发生变化解析： S 断开时，磁铁振动穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中无感应电流，振幅不变；S 闭合时有感应电流；磁铁的机械能越来越少，振幅逐渐减少，选项A 正确．答案： A10．如图所示，半径为r 的金属环绕通过其直径的轴OO ′以角速度ω做匀速转动，匀强磁场的磁感应强度为B ，从金属环的平面与磁场方向重合开始计时，在转动30°角的过程中，环中产生的平均电动势为( )A ．2B ωr 2B ．23B ωr 2C ．3B ωr 2D ．33B ωr 2 解析： 在题目所给图示位置时，Φ1＝BS ⊥＝0，转过30°后Φ2＝BS ·sin 30°＝12B πr 2，ΔΦ＝Φ2－Φ1＝12B πr 2，转过30°所需要的时间为Δt ＝Δθω＝π6ω，E ＝n ΔΦΔt ＝1×12B πr 2π6ω＝3B ωr 2.答案： C二、 非选择题11．我们用来煮食的炉子有各种各样的款式，它们的工作原理各不相同．有以天然气、液化石油气等为燃料的，例如天然气炉，还有以直接的电热方式加热的，例如电饭锅．下面介绍的是以电磁感应原理生热的电磁炉．如图所示是描述电磁炉工作原理的示意图．炉子的内部有一个金属线圈，当电流通过线圈时，会产生磁场，这个磁场的大小和方向是不断变化的，这个变化的磁场又会引起放在电磁炉上面的铁质(或钢质)锅底内产生感应电流，由于锅底有电阻，所以感应电流又会在锅底产生热效应，这些内能便能起到加热物体的作用从而煮食．电磁炉的特点是：电磁炉的效率比一般的炉子都高，热效率高达90%，炉面无明火，无烟无废气，电磁炉火力强劲，安全可靠．因为电磁炉是以电磁感应产生电流，利用电流的热效应产生热量，所以不是所有的锅或器具都适用．对于锅的选择，方法很简单，只要锅底能被磁铁吸住的就能用．适合放在电磁炉上的烹饪器具有不锈钢锅、不锈钢壶、平底铁锅；不适用的有陶瓷锅、圆底铁锅、耐热玻璃锅、铝锅、铜锅等．(1)在电磁炉加热食物的过程中涉及到的物理原理有(回答三个即可)：①________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________； ③________________________________________________________________________.(2)电磁炉所用的锅不能用陶瓷锅、耐热玻璃锅的原因是______________；电磁炉所用的锅不能用铝锅、铜锅的原因是__________________．(3)在锅和电磁炉中间放置一纸板，则电磁炉还能起到加热作用吗？为什么？答案： (1)①电流的磁效应(或电生磁)；②电磁感应现象(或磁生电)；③电流的热效应(或焦耳定律) (2)不能产生电磁感应现象铝、铜的导磁性太差，且电阻率较小，效率低(3)能起到加热作用，线圈产生的磁场能穿透纸板到达锅底，在锅底产生感应电流，利用电流的热效应起到加热作用．12．如图所示，两光滑平行导轨MN、PQ水平放置，相距0.1 m，处在竖直向下、磁感应强度大小为2.5 T的匀强磁场中，M、P间接有一个8 Ω的电阻R.一金属棒ab，电阻r＝2 Ω，与导轨接触良好且始终与导轨垂直．现让ab棒以4.0 m/s的速度匀速水平向右运动，求电阻R上消耗的功率(两导轨电阻不计)．解析：ab棒向右运动，垂直切割磁感线，产生感应电动势，相当于一个电源．与电阻R组成闭合电路，有电流通过R，电流做功，R上消耗电功率，ab棒中产生的感应电动势为E＝BLv①由闭合电路欧姆定律知回路中电流为I＝ER＋r②又所求电功率P＝I2R③以上三式联立且代入数据得P＝B2L2v2R ＋r2R＝0.08 W.答案：0.08 W13．如图所示，在光滑的水平面上有一半径r＝10 cm、电阻R＝1 Ω、质量m＝1 kg的金属环，以速度v＝10 m/s向一有界匀强磁场滑去．匀强磁场方向垂直于纸面向里，B＝0.5 T，从环刚进入磁场算起，到刚好有一半进入磁场时，圆环释放了32 J的热量，求：(1)此时圆环中电流的瞬时功率；(2)此时圆环运动的加速度．解析：(1)由能量守恒mv2/2＝Q＋mv′2/2，而P＝E2/R＝(B·2r·v′)2/R两式联立可得P＝0.36 W.(2)a＝BIl/m＝B2(2r)2v′(mR)＝6×10－2 m/s2，向左．答案：(1)0.36 W (2)6×10－2 m/s2，向左14．一个边长为a＝1 m的正方形线圈，总电阻为R＝2 Ω，当线圈以v＝2 m/s的速度通过磁感应强度B＝0.5 T的匀强磁场区域时，线圈平面总保持与磁场垂直．若磁场的宽度b>1 m，如图所示，求：(1)线圈进入磁场过程中感应电流的大小；(2)线圈在穿过整个磁场过程中释放的焦耳热．解析： (1)根据E ＝Blv ，I ＝E R ，知I ＝Bav R ＝0.5×1×22 A ＝0.5 A(2)线圈穿过磁场过程中，由于b >1 m ，故只在进入和穿出时有感应电流，故 Q ＝2I 2Rt ＝2I 2R ·a v ＝2×0.52×2×12 J ＝0.5 J答案： (1)0.5 A (2)0.5 J。
鲁科版选修(3-2)第一章《电磁感应》教案
鲁科版选修(3-2)第一章《电磁感应》教案第一章电磁感应1.1电磁感应的发现教学目标（一）知识与技能1．知道与电流磁效应和电磁感应现象的发现相关的物理学史。
2．知道电磁感应、感应电流的定义。
（二）过程与方法领悟科学探究中提出问题、观察实验、分析论证、归纳总结等要素在研究物理问题时的重要性。
（三）情感、态度与价值观1．领会科学家对自然现象、自然规律的某些猜想在科学发现中的重要性。
2．以科学家不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志激励自己。
教学重点知道与电流磁效应和电磁感应现象的发现相关的物理学史。
领悟科学探究的方法和艰难历程。
培养不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。
教学难点领悟科学探究的方法和艰难历程。
培养不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。
教学方法教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。
教学手段计算机、投影仪、录像片教学过程一、奥斯特梦圆“电生磁”------电流的磁效应引导学生阅读教材有关奥斯特发现电流磁效应的内容。
提出以下问题，引导学生思考并回答：（1）是什么信念激励奥斯特寻找电与磁的联系的？在这之前，科学研究领域存在怎样的历史背景？（2）奥斯特的研究是一帆风顺的吗？奥斯特面对失败是怎样做的？（3）奥斯特发现电流磁效应的过程是怎样的？用学过的知识如何解释？（4）电流磁效应的发现有何意义？谈谈自己的感受。
学生活动：结合思考题，认真阅读教材，分成小组讨论，发表自己的见解。
二、法拉第心系“磁生电”------电磁感应现象教师活动：引导学生阅读教材有关法拉第发现电磁感应的内容。
提出以下问题，引导学生思考并回答：（1）奥斯特发现电流磁效应引发了怎样的哲学思考？法拉第持怎样的观点？（2）法拉第的研究是一帆风顺的吗？法拉第面对失败是怎样做的？（3）法拉第做了大量实验都是以失败告终，失败的原因是什么？（4）法拉第经历了多次失败后，终于发现了电磁感应现象，他发现电磁感应现象的具体的过程是怎样的？之后他又做了大量的实验都取得了成功，他认为成功的“秘诀”是什么？（5）从法拉第探索电磁感应现象的历程中，你学到了什么？谈谈自己的体会。
鲁科版高中物理选修3-2：第一章《电磁感应》测试(2).docx
高中物理学习材料桑水制作高二物理电磁感应单元测试题一、选择题（4×10=40）：在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确。
1．关于感应电流，下列说法中正确的是（ ）A ．只要闭合电路内有磁通量，闭合电路中就有感应电流产生B ．穿过螺线管的磁通量发生变化时，螺线管内部就一定有感应电流产生C ．线圈不闭合时，即使穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中也没有感应电流D ．只要电路的一部分作切割磁感线的运动，电路中就一定有感应电流2．穿过一个电阻为2 的闭合线圈的磁通量每秒均匀减小0.4Wb ，则线圈中（ ）A ．感应电动势为0.4VB ．感应电动势每秒减小0.4VC ．感应电流恒为0.2AD ．感应电流每秒减小0.2A 3．如图所示，虚线框内是磁感应强度为B 的匀强磁场，导线框的三条竖直边的电阻均为r ，长均为L ，两横边电阻不计，线框平面与磁场方向垂直。
当导线框以恒定速度v 水平向右运动，ab 边进入磁场时，ab 两端的电势差为U 1，当cd 边进入磁场时，ab 两端的电势差为U 2，则（ ）A ．U 1=BLvB ．U 1=31BLvC ．U 2=BLvD ．U 2=32BLv 4．图中A 、B 为两个相同的环形线圈，共轴并靠近放置．A 线圈中通有如图(a)所示的交流电i ，则（ ）A ．在t 1到t 2时间内A 、B 两线圈相吸；B ．在t 2到t 3时间内A 、B 两线圈相斥；C ．t 1时刻两线圈间作用力为零；D ．t 2时刻两线圈间吸力最大5．如图，MN 是一根固定的通电直导线，电流方向向上．今将一金属线框abcd 放在导线上，让线框的位置偏向导线的左边，两者彼此绝缘．当导线中的电流突然增大时，线框整体受力情况为（ ）A ．受力向右；B ．受力向左；C ．受力向上；D ．受力为零；6．如图所示，A 1和A 2是完全相同的灯泡，线圈L 的电阻可以忽略，下列说法中正确的是（ ）e c af d bA．合上开关K接通电路时，A2始终比A1亮B．合上开关K接通电路时，A2先亮，A1后亮，最后一样亮C．断开开关K切断电路时，A2先熄灭，A1过一会儿才熄灭D．断开开关K切断电路时，A1和A2都要过一会儿才熄灭7. 材料、粗细相同，长度不同的电阻丝做成ab、cd、ef三种形状的导线，分别放在电阻可忽略的光滑金属导轨上，并与导轨垂直，如图所示，匀强磁场方向垂直导轨平面向内.外力使导线水平向右做匀速运动，且每次外力所做功的功率相同，已知三根导线在导轨间的长度关系是L ab＜L cd＜L ef,则A．ab运动速度最大 B．ef运动速度最大C．忽略导轨内能变化，三根导线每秒产生的热量相同D．因三根导线切割磁感线的有效长度相同，故它们产生的感应电动势相同8．如图所示，矩形线框abcd的ad和bc的中点M、N之间连接一电压表，整个装置处于匀强磁场中，磁场的方向与线框平面垂直，当线框向右匀速平动时，以下说法正确的是（）A．穿过线框的磁通量不变化，MN间无感应电动势B．MN这段导体做切割磁力线运动，MN间有电势差C．MN间有电势差，所以电压表有读数D．因为无电流通过电压表，所以电压表无读数9．如图，在匀强磁场中固定放置一根串接一电阻R的直角形金属导轨aob（在纸面内），磁场方向垂直于纸面向里，另有两根金属导轨c、d分别平行于oa、ob放置。
高中物理 第一章 电磁感应章末综合检测 鲁科版选修3-2
第1章电磁感应本章综合（鲁科版选修3-2）时间：90分钟，满分：100分一、单项选择题本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确1．电磁感应现象揭示了电和磁之间的内在联系，根据这一发现，发明了许多电器设备．下列电器设备中，哪个没有利用电磁感应原理A．动圈式话筒B．白炽灯泡C．磁带录音机 D．电磁炉解析：选B白炽灯泡是因灯丝通过电流而发热，当温度达到一定高度时，就会发光，而不是利用电磁感应原理．2．2022年重庆高二检测如图1－4所示，a、b、c三个环水平套在条形磁铁外面，其中a和b两环大小相同，c环最大，a环位于N极处，b和c两环位于条形磁铁中部，则穿过三个环的磁通量的大小是图1－4A．c环最大，a与b环相同B．三个环相同C．b环比c环大D．a环一定比c环大解析：选C条形磁铁磁场的磁感线分布特点是：1外部磁感线两端密，中间疏；2磁铁内、外磁感线的条数相等．据以上两点知：a、b、c三个环中磁场方向都向上．考虑到磁铁外部磁场的不同，外部磁场a>b，故b环的磁通量大于a环的磁通量，外部c的磁通量大于b的磁通量，内部磁通量相等，故合磁通量b大于c，、c两个环磁通量大小关系不确定，故A、B、D错．3．如图1－5所示的装置，在下列各种情况中，能使悬挂在螺线管附近的铜质闭合线圈A中不．产生感应电流的是图1－5A．开关S接通的瞬间B．开关S接通后，电路中电流稳定时C．开关S接通后，滑动变阻器触头滑动的瞬间D．开关S断开的瞬间解析：接通的瞬间、开关S接通后滑动变阻器触头滑动的瞬间、开关S断开的瞬间，都使螺丝管线圈中的电流变化而引起磁场变化，线圈A中的磁通量发生变化而产生感应电流．4．闭合回路的磁通量Φ随时间t变化图象分别如图1－6所示，关于回路中产生的感应电动势的下列论述，其中正确的是图1－6A．图甲的回路中感应电动势恒定不变B．图乙的回路中感应电动势恒定不变C．图丙的回路中0～t1时间内的感应电动势小于t1～t2时间内的感应电动势D．图丁的回路中感应电动势先变大，再变小解析：＝n错误!知，E与错误!成正比，错误!是磁通量的变化率，在Φ－t图象中图线的斜率即为错误!图甲中斜率为0，所以E＝0图乙中斜率恒定，所以E恒定．因为图丙中0～t1时间内图线斜率大小大于t1～t2时间内斜率，所以图丙中0～t1时间内的感应电动势大于t1～t2时间内的感应电动势．图丁中斜率绝对值先变小再变大，所以回路中的电动势先变小再变大，故B正确，A、C、D错误．5 如图1－7所示，2L20 c2，电阻r＝Ω，与螺线管串联的外电阻R1＝Ω，R2＝25 Ω，方向向右穿过螺线管的匀强磁场，磁感应强度按图乙所示规律变化，试计算电阻R2的电功率和a、b两点的电势差．图1－16解析：螺线管中产生的感应电动势E＝nS错误!＝6 V，根据闭合电路欧姆定律，电路中的电流大小I＝错误!＝0.2 A，电阻R2上消耗的电功率大小P＝I2R2＝1 W，a、b两点间的电势差U＝IR1＋R2＝ V答案：1 W V14．10分如图1－17所示，在连有电阻R＝3r的裸铜线框ABCD上，以AD为对称轴放置另一个正方形的小裸铜线框abcd，整个小线框处于垂直框面向里、磁感应强度为B的匀强磁场中．已知小线框每边长为L，每边电阻为r，其它电阻不计．现使小线框以速度v向右平移，求通过电阻R的电流及R两端的电压．图1－17解析：感应电动势E＝BLv，由闭合电路欧姆定律I＝错误!＝错误!＝错误!R两端的电压U R＝I·R所以U R＝错误!BLv答案：错误!错误!BLv15 14分如图1－18，匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里，大小随时间的变化率错误!＝，为负的常量．用电阻率为ρ、横截面积为S的硬导线做成一边长为的方框．将方框固定于纸面内，其右半部位于磁场区域中．求：图1－181导线中感应电流的大小；2磁场对方框作用力的大小随时间的变化率．解析：1导线框的感应电动势为E＝错误!①ΔΦ＝错误!2ΔB②导线框中的电流为I＝错误!③式中R是导线框的电阻，根据电阻定律公式有R＝ρ错误!④联立①②③④式，将错误!＝代入得I＝错误!⑤2导线框所受磁场的作用力的大小为f＝BI⑥它随时间的变化率为错误!＝I错误!⑦由⑤⑦式得错误!＝错误!答案：1错误!2错误!16．14分如图1－19所示，A是一面积为S＝0.2 m2、匝数为n＝100匝的圆形线圈，处在均匀磁场中，磁场方向与线圈平面垂直，磁感应强度随时间变化规律为B＝6－T，开始时外电路开关S断开，已知R1＝4 Ω，R2＝6 Ω，电容器电容C＝30 μF，线圈内阻不计，求：图1－191S闭合后，通过R2的电流大小；2S闭合一段时间后又断开，在断开后流过R2的电荷量．解析：由B＝6－T知，圆形线圈A内的磁场先是向里均匀减小，后是向外均匀增大，画出等效电路图如图所示．(1)E＝n错误!＝n|错误!|S，由题意知|错误!|＝ T/故E＝100×× V＝ V由I＝错误!，得IR2＝I＝错误! A＝0.04 A2S闭合后，电容器两端电压U C＝U2＝IR2＝×6 V＝ V电容器带电量Q＝CU C＝30×10－6×0.24 C＝×10－6C断开S后，放电电荷量为Q＝×10－6 C答案：10.04 A 2×10－6 C。
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(时间：90分钟，满分：100分)一、单项选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1．电磁感应现象揭示了电和磁之间的内在联系，根据这一发现，发明了许多电器设备．下列电器设备中，哪个没有利用电磁感应原理()A．动圈式话筒B．白炽灯泡C．磁带录音机D．电磁炉解析：选 B.白炽灯泡是因灯丝通过电流而发热，当温度达到一定高度时，就会发光，而不是利用电磁感应原理．2．(2011年重庆高二检测)如图1－4所示，a、b、c三个环水平套在条形磁铁外面，其中a和b两环大小相同，c环最大，a环位于N极处，b和c两环位于条形磁铁中部，则穿过三个环的磁通量的大小是()图1－4A．c环最大，a与b环相同B．三个环相同C．b环比c环大D．a环一定比c环大解析：选C.条形磁铁磁场的磁感线分布特点是：(1)外部磁感线两端密，中间疏；(2)磁铁内、外磁感线的条数相等．据以上两点知：a、b、c三个环中磁场方向都向上．考虑到磁铁外部磁场的不同，外部磁场a>b，故b环的磁通量大于a环的磁通量，外部c的磁通量大于b的磁通量，内部磁通量相等，故合磁通量b大于c，应选C.其中a、c两个环磁通量大小关系不确定，故A、B、D错．3．如图1－5所示的装置，在下列各种情况中，能使悬挂在螺线管附近的铜质闭合线圈A中不．产生感应电流的是()图1－5A．开关S接通的瞬间B．开关S接通后，电路中电流稳定时C．开关S接通后，滑动变阻器触头滑动的瞬间D．开关S断开的瞬间解析：选B.开关S接通的瞬间、开关S接通后滑动变阻器触头滑动的瞬间、开关S断开的瞬间，都使螺丝管线圈中的电流变化而引起磁场变化，线圈A中的磁通量发生变化而产生感应电流．4．闭合回路的磁通量Φ随时间t变化图象分别如图1－6所示，关于回路中产生的感应电动势的下列论述，其中正确的是()图1－6A ．图甲的回路中感应电动势恒定不变B ．图乙的回路中感应电动势恒定不变C ．图丙的回路中0～t 1时间内的感应电动势小于t 1～t 2时间内的感应电动势D ．图丁的回路中感应电动势先变大，再变小解析：选B.由法拉第电磁感应定律E ＝n ΔΦΔt 知，E 与ΔΦΔt 成正比，ΔΦΔt是磁通量的变化率，在Φ－t 图象中图线的斜率即为ΔΦΔt.图甲中斜率为0，所以E ＝0.图乙中斜率恒定，所以E 恒定．因为图丙中0～t 1时间内图线斜率大小大于t 1～t 2时间内斜率，所以图丙中0～t 1时间内的感应电动势大于t 1～t 2时间内的感应电动势．图丁中斜率绝对值先变小再变大，所以回路中的电动势先变小再变大，故B 正确，A 、C 、D 错误．5. 如图1－7所示，PQRS 为一正方形导线框，它以恒定速度向右进入以MN 为边界的匀强磁场，磁场方向垂直线圈平面，MN 线与线框的边成45°角，E 、F 分别为PS 和PQ 的中点．关于线框中的感应电流，正确的说法是( )图1－7A ．当E 点经过边界MN 时，线框中感应电流最大B ．当P 点经过边界MN 时，线框中感应电流最大C ．当F 点经过边界MN 时，线框中感应电流最大D ．当Q 点经过边界MN 时，线框中感应电流最大 解析：选B.由法拉第电磁感应定律知当导体切割磁感线时，产生的感应电动势E ＝Bl v ，其中l 为导体切割磁感线的有效长度，由几何关系可知，P 点经过边MN 时，l 最大为正方形导线框的边长L ，产生的感应电动势最大，感应电流最大，故B 正确．当E 点经过MN时，有效长度为L2，当F 点经过MN 时，l 等于FQ 长度，小于边长L ，故产生感应电流较小，当Q 点经过MN 时，整个线框处在磁场中，磁通量不再变化，故感应电流为零，所以A 、C 、D 错误．6．半径为R 的圆形线圈，两端A 、D 接有一个平行板电容器，线圈垂直放在随时间均匀变化的匀强磁场中，如图1－8所示，则要使电容器所带电荷量Q 增大，可以采取的措施是( )图1－8A ．增大电容器两极板间的距离B ．增大磁感应强度的变化率C ．减小线圈的半径D ．改变线圈所在平面与磁场方向间的夹角解析：选B.Q ＝CU ，由C ＝S4πkd知，增大极板距离d ，电容C 减小，因此Q 也减小，故A 错误；由U ＝E ＝n ΔΦΔt ＝n ΔBΔtS ，分析可得增大磁感应强度变化率或增大线圈在垂直磁场方向的投影面积可增大A 、D 间电压，从而使Q 增大，所以B 正确，C 、D 错误.7. 如图1－9所示，边长为L 的正方形导体框匀速地从磁场左边穿过磁场运动到磁场右边，磁场的宽度为d ，线框的速度为v .若L <d ，则线框中存在感应电流的时间为( )图1－9A ．L /vB ．2L /vC ．d /vD ．2d /v 解析：选B.线圈从开始进到完全进，从开始出到完全出的过程，线圈中存在感应电流．所以线框中存在感应电流的时间t ＝L v ＋L v ＝2Lv，故B 正确．8．信用卡的磁条中有一个个连续的相反极性的磁化区，每个磁化区代表了二进制数1或0，用以储存信息．刷卡时，当磁条以某一速度拉过信用卡阅读器的检测头时，在检测头的线圈中会产生变化的电压(如图1－10所示)．当信用卡磁条按如图乙所示方向以该速度拉过阅读器检测头时，在线圈中产生的电压随时间的变化关系正确的是( )图1－10图1－11解析：选B.由图甲可知，当“1”区经过阅读器的检测头时，产生正向电压，当“0”区经过阅读器的检测头时，产生负向电压，可见B 正确．9. 如图1－12所示，圆环a 和b 的半径之比为r 1∶r 2＝2∶1，且都是由粗细相同的同种材料的导线构成，连接两环的导线电阻不计，匀强磁场的磁感应强度始终以恒定的变化率变大，那么，当只有a 环置于磁场中与只有b 环置于磁场中两种情况下，A 、B 两点的电势差之比为( )图1－12A ．1∶1B ．5∶1C ．2∶1D ．4∶1解析：选C.当a 环置于磁场中，a 环等效为内电路，b 环等效为外电路，A 、B 两端的电压为外电压，设S b ＝S ，则S a ＝4S 根据法拉第电磁感应定律E ＝ΔΦΔt ＝4ΔBS Δt则U AB ＝ER R ＋2R ＝4ΔBS3Δt当b 环置于磁场中，b 环等效为内电路，a 环等效为外电路．AB 两端电压仍为外电压，E ′＝ΔΦ′Δt ＝ΔBS 3ΔtU ′AB ＝E ′·2R R ＋2R ＝2ΔBS3Δt所以U AB U ′AB ＝21选项C 正确．10. 如图1－13所示，金属杆ab 以恒定的速率v 在间距为L 的光滑平行导轨上向右滑行，设整个电路总电阻为R (恒定不变)，整个装置置于垂直纸面向里的匀强磁场中，下列叙述正确的是( )图1－13A ．ab 杆中的电流与速率v 成正比B ．磁场作用于ab 杆的安培力与速率v 成反比C ．电阻R 上产生的电热功率与速率v 成正比D ．外力对ab 杆做功的功率与速率v 的平方成反比解析：选 A.E ＝BL v ，I ＝E R ＝BL v R ，F ＝BIL ＝B 2L 2v R ，P ＝I 2R ＝B 2L 2v 2R，因金属棒匀速运动，外力对杆 ab 做功的功率就等于消耗的热功率，由以上各式可知，A 正确．二、填空题(本题共2小题，每小题6分，共12分．按题目要求作答)11．在研究电磁感应现象的实验中，为了能明确地观察实验现象，请在如图1－14所示的实验器材中选择必要的器材，在图中用实线连接成相应的实物电路图．图1－14解析：本实验探究原理是小线圈中电流的磁场如何引起大线圈中产生感应电流，所以应把小线圈与电源连在一个电路中，定值电阻阻值太大，不选择使用，要显示大线圈中是否产生感应电流，应使大线圈与电流表或电压表连在一个电路中，由于电压表内阻太大，所以应选择电流表．答案：如图所示12．(2011年福州高二检测) 如图1－15所示，正三角形abc 的边长为L ，在磁感应强度为B 的匀强磁场中以平行于bc 边的速度v 匀速运动，则电流表的示数为__________A ，ab 两点间的电势差为________V .图1－15解析：因为穿过三角形线框的磁通量没有发生变化，所以，线框中没有感应电流，电流表示数为零．三角形线框运动时，等效为长度等于三角形的高的导体棒切割磁感线，所以E＝B ×32L ×v ＝32BL v .答案：0 32BL v三、计算题(本题共4小题，共48分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)13．(10分)如图1－16甲所示的螺线管，匝数n ＝1500匝，横截面积S ＝20 cm 2，电阻r ＝1.5 Ω，与螺线管串联的外电阻R 1＝3.5 Ω，R 2＝25 Ω，方向向右穿过螺线管的匀强磁场，磁感应强度按图乙所示规律变化，试计算电阻R 2的电功率和a 、b 两点的电势差．图1－16 解析：螺线管中产生的感应电动势E ＝nS ΔBΔt＝6 V ，根据闭合电路欧姆定律，电路中的电流大小I ＝E R 1＋R 2＋r＝0.2 A ，电阻R 2上消耗的电功率大小P ＝I 2R 2＝1 W ，a 、b 两点间的电势差U ＝I (R 1＋R 2)＝5.7 V .答案：1 W 5.7 V14．(10分)如图1－17所示，在连有电阻R ＝3r 的裸铜线框ABCD 上，以AD 为对称轴放置另一个正方形的小裸铜线框abcd ，整个小线框处于垂直框面向里、磁感应强度为B 的匀强磁场中．已知小线框每边长为L ，每边电阻为r ，其它电阻不计．现使小线框以速度v 向右平移，求通过电阻R 的电流及R 两端的电压．图1－17解析：感应电动势E ＝BL v ，由闭合电路欧姆定律I ＝ER 总＝BL v r ＋3r ＝BL v 4r.R 两端的电压U R ＝I ·R .所以U R ＝34BL v .答案：BL v 4r 34BL v15. (14分)如图1－18，匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里，大小随时间的变化率ΔBΔt＝k ，k 为负的常量．用电阻率为ρ、横截面积为S 的硬导线做成一边长为l 的方框．将方框固定于纸面内，其右半部位于磁场区域中．求：图1－18(1)导线中感应电流的大小；(2)磁场对方框作用力的大小随时间的变化率．解析：(1)导线框的感应电动势为E ＝ΔΦΔtΔΦ＝12l 2ΔB ②导线框中的电流为I ＝ER③式中R 是导线框的电阻，根据电阻定律公式有R ＝ρ4l S ④联立①②③④式，将ΔB Δt ＝k 代入得I ＝klS8ρ.⑤(2)导线框所受磁场的作用力的大小为 f ＝BIl ⑥它随时间的变化率为Δf Δt ＝Il ΔBΔt ⑦由⑤⑦式得Δf Δt ＝k 2l 2S8ρ.答案：(1)klS 8ρ (2)k 2l 2S8ρ16．(14分) 如图1－19所示，A 是一面积为S ＝0.2 m 2、匝数为n ＝100匝的圆形线圈，处在均匀磁场中，磁场方向与线圈平面垂直，磁感应强度随时间变化规律为B ＝(6－0.02t )T ，开始时外电路开关S 断开，已知R 1＝4 Ω，R 2＝6 Ω，电容器电容C ＝30 μF ，线圈内阻不计，求：图1－19(1)S 闭合后，通过R 2的电流大小；(2)S 闭合一段时间后又断开，在断开后流过R 2的电荷量．解析：由B ＝(6－0.02t )T 知，圆形线圈A 内的磁场先是向里均匀减小，后是向外均匀增大，画出等效电路图如图所示．(1)E ＝n ΔΦΔt ＝n |ΔBΔt|S ，由题意知|ΔBΔt|＝0.02 T/s 故E ＝100×0.02×0.2 V ＝0.4 V由I ＝E R 1＋R 2，得IR 2＝I ＝0.44＋6 A ＝0.04 A.(2)S 闭合后，电容器两端电压 U C ＝U 2＝IR 2＝0.04×6 V ＝0.24 V电容器带电量Q ＝CU C ＝30×10－6×0.24 C ＝7.2×10－6C断开S 后，放电电荷量为Q ＝7.2×10－6 C. 答案：(1)0.04 A (2)7.2×10－6 C。