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精品解析：陕西省渭南市瑞泉中学高二下学期期中检测物理试题
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瑞泉中学—第二学期期中检测
高二物理试题
第Ⅰ卷 选择题（54分）
一、选择题（共54分．本题共12小题，在每小题给出的四个选项中，第1~9题只有一项符合题目要求，每题4分，第10~12题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
1. 下列四种情境中，不能产生感应电流是（ ）
A. 导体棒正在切割磁感线 B. 条形磁铁向下插入螺线管
C. 开关闭合瞬间 D. 开关闭合瞬间
【答案】C
【解析】
【详解】产生感应电流的条件是闭合电路中的磁通量发生变化，C项中，开关闭合后B线圈回路中的磁通量不变，故无法产生感应电流。
故选C。
2. 下列关于教材中四幅插图的说法，不正确的是（ ）
A. 图甲中，摇动手柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会同向转动，且比磁铁转的慢
B. 图乙是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，线圈中会产生大量热量，从而冶炼金属
C. 图丙中，当人对着话筒讲话时线圈中会产生强弱变化的电流，这利用了电磁感应原理
D. 图丁是毫安表的表头，运输时要把正、负接线柱用导线连在一起， 这是为了保护电表指针，利用了电磁阻尼原理
【答案】B
【解析】
【详解】A．由电磁驱动原理，图甲中，摇动手柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会同向转动，且比磁铁转的慢，即同向异步，A正确，不符合题意；
B．图乙是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，炉内金属块中会产生涡流，金属块中就会产生大量热量，从而冶炼金属，B错误，符合题意；
C．图丙中，当人对着话筒讲话时线圈就做受迫振动，线圈在磁场中运动，线圈中会产生强弱变化的电流，这利用了电磁感应原理，C正确，不符合题意；
D．图丁是毫安表的表头，运输时要把正、负接线柱用导线连在一起， 这是为了保护电表指针，利用了电磁阻尼原理，D正确，不符合题意。
故选B。
3. 如图所示的电路，由两个相同的小灯泡、自感线圈、开关和直流电源连接而成，已知自感线圈的自感系数较大，且其直流电阻不为零。下列说法正确的是（ ）
A. 通过自感线圈的电流越大，线圈的自感电动势越大
B. 开关S闭合时，和两灯泡都逐渐变亮
C. 开关S闭合待稳定后再断开的瞬间，和两灯泡都逐渐熄灭
D. 开关S闭合待稳定后再断开的瞬间，灯泡闪亮一下后逐渐熄灭，灯泡逐渐熄灭
【答案】C
【解析】
【详解】A．通过自感线圈L的电流变化率越大，线圈的自感电动势越大，和电流大小无关，A错误；
B．开关S闭合时，灯泡立刻变亮，灯泡逐渐变亮，B错误；
CD．开关S闭合待稳定后再断开的瞬间，和灯泡都逐渐熄灭，C正确，D错误。
故选C。
4. 如图所示是法拉第圆盘发电机的示意图。铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触，圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中，当圆盘旋转时，下列说法正确的是（ ）
A. 实验过程中，因为穿过圆盘的磁通量没有变化，所以没有发生电磁感应现象
B. 实验过程中，能产生感应电动势，是因为穿过圆盘的磁通量发生了变化
C. 实验中流过电阻R的电流是由于圆盘内产生涡流现象而形成的
D. 若从上往下看，圆盘顺时针转动，电阻中有电流通过，且电流方向为a→R→b
【答案】D
【解析】
【详解】AB．实验过程中，穿过圈盘的磁通量不变，产生的感应电动势可等效看成无数轴向导体切割磁感线产生的，故AB错误；
C．圆盘转动可等效看成无数轴向导体切割磁感线，有效切割长度为铜盘的半径L，不是由于圆盘内产生涡流现象而形成的，故C错误；
D．若从上向下看，圆盘顺时针转动，根据右手定则知通过电阻R的电流从a到b，D正确；
故选D
5. 如图所示，A、B是两个完全相同的电热器，A通以图甲所示的方波交变电流，B通以图乙所示的正弦交变电流，则在相同时间T内两电热器的消耗的电能之比等于（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设图甲中电流有效值为，则
解得
图乙是正弦交流电的有效值为
根据
可知，在相同时间T内两电热器的消耗的电能之比为。
故选A。
6. 发电厂输出功率40kW，输出电压400V，用变压比（原、副线圈匝数比）为1∶10的变压器升压后向远处供电，用户功率为发电厂输出功率的95％，输电线总电阻为（ ）
A. 5Ω B. 10Ω C. 15Ω D. 20Ω
【答案】D
【解析】
【详解】由题意可知输电电压
输电电流
输电线上的功率损失
解得
R=20Ω
故选D。
7. 如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，间距为L的水平U型导体框左端连接一阻值为R的电阻，质量为m，电阻为r的导体棒ab置于导体框上。不计导体框的电阻和导体棒与框间的摩擦。ab以水平向右的初速度开始运动，最终停在导体框上。在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 导体棒中电流保持不变
B. 导体棒中感应电流的方向为，导体棒刚开始运动时ab间电势差为
C. 导体棒克服安培力做的功等于
D. 导体棒刚开始运动时克服安培力做功的瞬时功率
【答案】C
【解析】
【详解】A．由右手定则可知，导体棒向右运动时，电流方向从，根据左手定则可知，导体棒所受安培力向左，则导体棒减速运动，导体棒切割磁感线产生的电动势为
所以导体棒切割磁感线产生的电动势越来越小，则导体棒中电流减小，故A错误；
B．导体棒相当于电源，导体棒开始运动时，ab间电势差为路端电压，则有
故B错误；
C．导体棒最终停在导体框上，根据功能关系可知导体棒克服安培力做的功等于导体棒动能的减少量，即为，故C正确；
D．导体棒刚开始运动时电路中的感应电流为
此时克服安培力做功的瞬时功率为
故D错误。
故选C。
8. 如图所示为变压器工作电路示意图，其中T为理想变压器，输电线电阻可等效为电阻r，灯L1、L2相同且阻值不变。现保持变压器T 输入电压不变，滑片P处于图中位置，开关 S断开，该状态下灯L1正常发光，则下列说法正确的是（ ）
A. 仅闭合开关S，灯L1会变亮
B. 仅闭合开关S，r消耗的功率会变大
C. 仅将滑片P下移，r消耗的功率会变大
D. 仅将滑片P上移，电流表示数会变小
【答案】B
【解析】
【详解】A．闭合S，副线圈总电阻减小，副线圈中电流增大，电阻r上的电压增大，副线圈电压不变，所以灯泡两端电压减小，故灯泡会变暗，故A错误；
B．根据以上分析得电阻r上的电压增大，r消耗的功率会变大，故B正确；
C．仅将滑片P下移，副线圈匝数减小，则输出电压减小，副线圈中电流减小，r消耗的功率会变小，故C错误；
D．仅将滑片P上移，副线圈匝数增加，则输出电压增大，副线圈中电流增大，原线圈电流增大，电流表示数会变大，故D错误。
故选B。
9. 如图所示，一个平行于纸面的等腰直角三角形导线框，水平向右匀速运动，穿过宽度为d的匀强磁场区域，三角形两直角边长度为，线框中产生随时间变化的感应电流i，下列图形正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】在时间内，线框进入磁场时磁通量向里增加，感应磁场向外，因此感应电流方向为逆时针，随着线框的运动，导线切割磁感线长度减小，感应电流减小；在时间内，穿过线框的磁通量向里减小，根据楞次定律知，感应电流沿顺时针方向，穿过线框的磁通量均匀减小，产生的感应电流不变；在时间内，时间内，穿过线框的磁通量向里减少，根据楞次定律知，感应电流沿顺时针方向，线框有效切割长度均匀减小，感应电流减小。
故选C。
10. 如图所示是某研究性学习小组的同学设计的电梯坠落的应急安全装置，在电梯挂厢上安装永磁体，电梯的井壁上铺设线圈，能在电梯突然坠落时减小对人员的伤害。关于该装置，下列说法正确的是（ ）
A. 当电梯突然坠落时，该安全装置可起到阻碍电梯下落的作用
B. 当电梯突然坠落时，该安全装置可使电梯停在空中
C. 当电梯坠落至永磁体在图示位置时，闭合线圈A、B中电流方向相同
D. 当电梯坠落至永磁体在图示位置时，闭合线圈A、B都在阻碍电梯下落
【答案】AD
【解析】
【详解】A．电梯突然坠落，线圈闭合时，线圈内的磁感应强度发生变化，将在线圈中产生感应电流，感应电流会阻碍电梯下落，可起到应急避险作用，A正确；
B．感应电流会阻碍电梯下落，但不能使电梯停在空中，B错误；
C．当电梯坠落至题图位置时，闭合线圈A中向上的磁场减弱，感应电流的方向是逆时针方向(从上向下看)，线圈B中向上的磁场增强，感应电流的方向是顺时针方向(从上向下看)，可知线圈A与B中感应电流方向相反，C错误；
D．根据上述分析可知，当电梯坠落至题图位置时，闭合线圈A、B都在阻碍电梯下落，D正确。
故选AD。
11. 如图甲所示，交流发电机矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间t的变化规律如图乙所示。线圈匝数为10匝，电流表A为理想电流表。则（ ）
A. 1分钟内电流方向改变60次
B. 时感应电动势最大
C. 时电流表示数为零
D. 线圈感应电动势的最大值为2V
【答案】AD
【解析】
【详解】A．感应电流变化的周期和磁通量变化的周期相同，由图乙可知磁通量变化的周期为2s，而一个周期内电流方向改变2次，所以1分钟内电流方向改变60次，故A正确；
B．时穿过线圈的磁通量最大，此时线圈平面正位于中性面，所以感应电动势为零，故B错误；
C．电流表测量交变电流的有效值而不是瞬时值，所以时电流表示数不为零，故C错误；
D．线圈感应电动势的最大值为
故D正确。
故选AD。
12. 如图所示，abcd为水平放置的平行“匸”形光滑金属导轨，间距为l，导轨间有垂直与导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，导轨电阻不计。已知金属杆MN倾斜放置，与导轨成θ角，金属棒的电阻为r，保持金属杆以速度v沿平行于cd的方向滑动（金属杆与导轨接触良好）。则下列说法中正确的是（ ）
A. 电路中感应电动势的大小为
B. 电路中感应电动势的大小为Blv
C. 金属杆所受安培力的大小为
D. 电路中感应电流的大小为
【答案】BCD
【解析】
【详解】AB．导线切割磁感线的有效长度为l，则电路中感应电动势的大小为
选项A错误，B正确；
D．电路中感应电流的大小为
选项D正确；
C．金属杆所受安培力的大小为
选项C正确。
故选BCD。
第Ⅱ卷 非选择题（56分）
二、实验题（本题共2个小题，每空3分，共18分。13题9分，14题9分）
13. （1）如图所示是“探究影响感应电流方向的因素”的实验装置：
①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A线圈迅速插入B线圈中，电流计指针将_________偏转（填“向左”“向右”或“不”）；
②G为指针零刻度在中央的灵敏电流表，连接在直流电路中时的偏转情况如图（1）中所示，即电流从电波表G的左接线柱进时，指针也从中央向左偏。今把它与一线圈串联进行电磁感应实验，则图（2）中的条形磁铁的运动方向是向_________（填“上”“下”）；图（3）中电流表指针应_________（填“向左”“向右”）偏转。
【答案】 ①. 向右 ②. 下 ③. 向右
【解析】
【详解】①[1]已知闭合开关瞬间，A线圈中的磁通量增加，产生的感应电流使灵敏电流计的指针向右偏转，可知磁通量增加时，灵敏电流计的指针向右偏转；当开关闭合后，将A线圈迅速插入B线圈中时，B线圈中的磁通量增加，所以产生的感应电流也应使灵敏电流计的指针向右偏转；
②[2]图（2）中指针向左偏，可知感应电流的方向是顺时针（俯视），感应电流的磁场方向向下，条形磁铁的磁场方向向上，由楞次定律可知，磁通量增加，条形磁铁向下插入；
[3]图（3）中条形磁铁N极向下运动，线圈中为向下磁通量增大，感应电流方向应为逆时针方向，电流表指针向右偏转。
14. 学习了法拉第电磁感应定律后，为了定量验证在磁通量变化量相同时，感应电动势E与时间成反比，甲乙两位同学共同设计了如图所示的一个实验装置：线圈和光电门传感器固定在长木板的轨道上，强磁铁和挡光片固定在可运动的小车上。每当小车在轨道上运动经过光电门时，光电门会记录下挡光片的挡光时间，同时触发接在线圈两端的电压传感器记录下在这段时间内线圈中产生的平均感应电动势E。利用小车末端的弹簧将小车以不同的速度从轨道的最右端弹出，就能得到一系列的感应电动势E和挡光时间。
（1）观察和分析该实验装置可看出，在实验中，每次测量的时间内，磁铁相对线圈运动的距离都相同，从而实现了控制不变______________________。
（2）在得到测量数据之后，为了验证E与成反比，甲乙两位同学分别采用两种办法处理数据。甲同学采用计算法：算出______________________，若该数据基本相等，则验证了E与成反比；乙同学用作图法：用纵坐标表示感应电动势E，用横坐标表示______________，利用实验数据，在坐标系中描点连线，若图线是过坐标原点的倾斜直线，则也可验证E与成反比。
【答案】 ①. 磁通量变化量∆Φ ②. 感应电动势E与挡光时间的乘积 ③. 挡光时间∆t的倒数
【解析】
【详解】（1）[1]为了定量验证感应电动势E与时间成反比，我们应该控制磁通量的变化量∆Φ不变，所以在实验中，每次测量的时间内，磁铁相对线圈运动的距离都相同，从而实现了控制通过线圈的磁通量的变化量不变。
（2）[2][3]为了验证E与时间成反比，甲同学采用计算法：算出感应电动势E和挡光时间的乘积，若该数据基本相等，则验证了E与成反比；第二种是作图法：在直角坐标系中作感应电动势E与挡光时间的倒数关系图线，若图线是基本过坐标原点的倾斜直线，则也可验证E与成反比。
三、计算题（本大题共3小题，共38分。15题12分，16题13分，17题13分。解答应写出必要的文字、方程式和重要的演算步骤，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
15. 轻质细线吊着一质量为m=1.28kg、边长为L=0.8m、匝数n=5的正方形线圈abcd，线圈总电阻为R=1Ω。边长也为L的正方形磁场区域对称分布在线圈下边的两侧，如图（甲）所示。磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间变化如图（乙）所示。取g=10m/s2。求：
（1）在0~4s内，线圈中产生的感应电动势E；
（2）若从t=0开始经t时间细线开始松弛，求t的值。
【答案】（1）0.8V；（2）6s
【解析】
【详解】（1）根据法拉第电磁感应定律
（2）细线松弛时
F安=mg
即
nBIL=mg
由图可得
B=1+0.5t
联立解得
t=6s
16. 如图所示，为交流发电机的矩形线圈，其面积，匝数，线圈内阻，外电阻。线圈在磁感应强度大小为的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，角速度。图中的电压表、电流表均为理想交流电表，取，求：
（1）交流电压表的示数；
（2）从图示位置转过，通过R的电荷量；
（3）线圈转一周，线圈内阻产生的焦耳热。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）交变电压的峰值为
所以，交变电压的有效值为
根据欧姆定律，电压表示数为
（2）从图示位置开始，线圈转过的过程中，磁通量的变化量为
根据法拉第电磁感应定律，有
根据欧姆定律，有
根据电流强度定义，有
（3）回路中电流的有效值为
线圈转一圈所用时间为
则线圈内阻产生的焦耳热为
17. 如图甲所示，MN、PQ为间距L=1m足够长的平行导轨，NQ⊥MN，导轨的电阻均不计。导轨平面与水平面间的夹角θ=37°，NQ间连接有一个R=2Ω的电阻。有一匀强磁场垂直于导轨平面且方向向上，磁感应强度为B0=2T。将一根质量为m=1kg的金属棒ab紧靠NQ放置在导轨上，且与导轨接触良好。现由静止释放金属棒，当金属棒滑行至cd处时达到稳定速度，已知在此过程中通过金属棒截面的电量q=2C，且金属棒的加速度a与速度v的关系如图乙所示，设金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ平行。（取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）。求：
（1）金属棒与导轨间的动摩擦因数μ和导体棒的电阻r；
（2）金属棒滑行至cd处的过程中，电阻R上产生的热量。
【答案】（1）0.5，2Ω；（2）
【解析】
【详解】（1）由图乙知，当v=0时，a=2m/s2，由牛顿第二定律得
mgsinθ﹣μmgcosθ=ma
解得
μ=0.5
由图像可知金属棒的稳定速度为vm=2m/s，当金属棒达到稳定速度时，有
B0IL+μmgcosθ=mgsinθ
感应电动势为
E=B0Lvm
由闭合电路欧姆定律得
解得
r=2Ω
（2）金属棒从静止滑行至cd处过程中，通过金属棒截面的电量为
解得金属棒下滑的距离为
s=4m
由能量守恒定律得
解得产生的焦耳热为
则电阻R上产生的热量为
瑞泉中学—第二学期期中检测
高二物理试题
第Ⅰ卷 选择题（54分）
一、选择题（共54分．本题共12小题，在每小题给出的四个选项中，第1~9题只有一项符合题目要求，每题4分，第10~12题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
1. 下列四种情境中，不能产生感应电流是（ ）
A. 导体棒正在切割磁感线 B. 条形磁铁向下插入螺线管
C. 开关闭合瞬间 D. 开关闭合瞬间
【答案】C
【解析】
【详解】产生感应电流的条件是闭合电路中的磁通量发生变化，C项中，开关闭合后B线圈回路中的磁通量不变，故无法产生感应电流。
故选C。
2. 下列关于教材中四幅插图的说法，不正确的是（ ）
A. 图甲中，摇动手柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会同向转动，且比磁铁转的慢
B. 图乙是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，线圈中会产生大量热量，从而冶炼金属
C. 图丙中，当人对着话筒讲话时线圈中会产生强弱变化的电流，这利用了电磁感应原理
D. 图丁是毫安表的表头，运输时要把正、负接线柱用导线连在一起， 这是为了保护电表指针，利用了电磁阻尼原理
【答案】B
【解析】
【详解】A．由电磁驱动原理，图甲中，摇动手柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会同向转动，且比磁铁转的慢，即同向异步，A正确，不符合题意；
B．图乙是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，炉内金属块中会产生涡流，金属块中就会产生大量热量，从而冶炼金属，B错误，符合题意；
C．图丙中，当人对着话筒讲话时线圈就做受迫振动，线圈在磁场中运动，线圈中会产生强弱变化的电流，这利用了电磁感应原理，C正确，不符合题意；
D．图丁是毫安表的表头，运输时要把正、负接线柱用导线连在一起， 这是为了保护电表指针，利用了电磁阻尼原理，D正确，不符合题意。
故选B。
3. 如图所示的电路，由两个相同的小灯泡、自感线圈、开关和直流电源连接而成，已知自感线圈的自感系数较大，且其直流电阻不为零。下列说法正确的是（ ）
A. 通过自感线圈的电流越大，线圈的自感电动势越大
B. 开关S闭合时，和两灯泡都逐渐变亮
C. 开关S闭合待稳定后再断开的瞬间，和两灯泡都逐渐熄灭
D. 开关S闭合待稳定后再断开的瞬间，灯泡闪亮一下后逐渐熄灭，灯泡逐渐熄灭
【答案】C
【解析】
【详解】A．通过自感线圈L的电流变化率越大，线圈的自感电动势越大，和电流大小无关，A错误；
B．开关S闭合时，灯泡立刻变亮，灯泡逐渐变亮，B错误；
CD．开关S闭合待稳定后再断开的瞬间，和灯泡都逐渐熄灭，C正确，D错误。
故选C。
4. 如图所示是法拉第圆盘发电机的示意图。铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触，圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中，当圆盘旋转时，下列说法正确的是（ ）
A. 实验过程中，因为穿过圆盘的磁通量没有变化，所以没有发生电磁感应现象
B. 实验过程中，能产生感应电动势，是因为穿过圆盘的磁通量发生了变化
C. 实验中流过电阻R的电流是由于圆盘内产生涡流现象而形成的
D. 若从上往下看，圆盘顺时针转动，电阻中有电流通过，且电流方向为a→R→b
【答案】D
【解析】
【详解】AB．实验过程中，穿过圈盘的磁通量不变，产生的感应电动势可等效看成无数轴向导体切割磁感线产生的，故AB错误；
C．圆盘转动可等效看成无数轴向导体切割磁感线，有效切割长度为铜盘的半径L，不是由于圆盘内产生涡流现象而形成的，故C错误；
D．若从上向下看，圆盘顺时针转动，根据右手定则知通过电阻R的电流从a到b，D正确；
故选D
5. 如图所示，A、B是两个完全相同的电热器，A通以图甲所示的方波交变电流，B通以图乙所示的正弦交变电流，则在相同时间T内两电热器的消耗的电能之比等于（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设图甲中电流有效值为，则
解得
图乙是正弦交流电的有效值为
根据
可知，在相同时间T内两电热器的消耗的电能之比为。
故选A。
6. 发电厂输出功率40kW，输出电压400V，用变压比（原、副线圈匝数比）为1∶10的变压器升压后向远处供电，用户功率为发电厂输出功率的95％，输电线总电阻为（ ）
A. 5Ω B. 10Ω C. 15Ω D. 20Ω
【答案】D
【解析】
【详解】由题意可知输电电压
输电电流
输电线上的功率损失
解得
R=20Ω
故选D。
7. 如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，间距为L的水平U型导体框左端连接一阻值为R的电阻，质量为m，电阻为r的导体棒ab置于导体框上。不计导体框的电阻和导体棒与框间的摩擦。ab以水平向右的初速度开始运动，最终停在导体框上。在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 导体棒中电流保持不变
B. 导体棒中感应电流的方向为，导体棒刚开始运动时ab间电势差为
C. 导体棒克服安培力做的功等于
D. 导体棒刚开始运动时克服安培力做功的瞬时功率
【答案】C
【解析】
【详解】A．由右手定则可知，导体棒向右运动时，电流方向从，根据左手定则可知，导体棒所受安培力向左，则导体棒减速运动，导体棒切割磁感线产生的电动势为
所以导体棒切割磁感线产生的电动势越来越小，则导体棒中电流减小，故A错误；
B．导体棒相当于电源，导体棒开始运动时，ab间电势差为路端电压，则有
故B错误；
C．导体棒最终停在导体框上，根据功能关系可知导体棒克服安培力做的功等于导体棒动能的减少量，即为，故C正确；
D．导体棒刚开始运动时电路中的感应电流为
此时克服安培力做功的瞬时功率为
故D错误。
故选C。
8. 如图所示为变压器工作电路示意图，其中T为理想变压器，输电线电阻可等效为电阻r，灯L1、L2相同且阻值不变。现保持变压器T 输入电压不变，滑片P处于图中位置，开关 S断开，该状态下灯L1正常发光，则下列说法正确的是（ ）
A. 仅闭合开关S，灯L1会变亮
B. 仅闭合开关S，r消耗的功率会变大
C. 仅将滑片P下移，r消耗的功率会变大
D. 仅将滑片P上移，电流表示数会变小
【答案】B
【解析】
【详解】A．闭合S，副线圈总电阻减小，副线圈中电流增大，电阻r上的电压增大，副线圈电压不变，所以灯泡两端电压减小，故灯泡会变暗，故A错误；
B．根据以上分析得电阻r上的电压增大，r消耗的功率会变大，故B正确；
C．仅将滑片P下移，副线圈匝数减小，则输出电压减小，副线圈中电流减小，r消耗的功率会变小，故C错误；
D．仅将滑片P上移，副线圈匝数增加，则输出电压增大，副线圈中电流增大，原线圈电流增大，电流表示数会变大，故D错误。
故选B。
9. 如图所示，一个平行于纸面的等腰直角三角形导线框，水平向右匀速运动，穿过宽度为d的匀强磁场区域，三角形两直角边长度为，线框中产生随时间变化的感应电流i，下列图形正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】在时间内，线框进入磁场时磁通量向里增加，感应磁场向外，因此感应电流方向为逆时针，随着线框的运动，导线切割磁感线长度减小，感应电流减小；在时间内，穿过线框的磁通量向里减小，根据楞次定律知，感应电流沿顺时针方向，穿过线框的磁通量均匀减小，产生的感应电流不变；在时间内，时间内，穿过线框的磁通量向里减少，根据楞次定律知，感应电流沿顺时针方向，线框有效切割长度均匀减小，感应电流减小。
故选C。
10. 如图所示是某研究性学习小组的同学设计的电梯坠落的应急安全装置，在电梯挂厢上安装永磁体，电梯的井壁上铺设线圈，能在电梯突然坠落时减小对人员的伤害。关于该装置，下列说法正确的是（ ）
A. 当电梯突然坠落时，该安全装置可起到阻碍电梯下落的作用
B. 当电梯突然坠落时，该安全装置可使电梯停在空中
C. 当电梯坠落至永磁体在图示位置时，闭合线圈A、B中电流方向相同
D. 当电梯坠落至永磁体在图示位置时，闭合线圈A、B都在阻碍电梯下落
【答案】AD
【解析】
【详解】A．电梯突然坠落，线圈闭合时，线圈内的磁感应强度发生变化，将在线圈中产生感应电流，感应电流会阻碍电梯下落，可起到应急避险作用，A正确；
B．感应电流会阻碍电梯下落，但不能使电梯停在空中，B错误；
C．当电梯坠落至题图位置时，闭合线圈A中向上的磁场减弱，感应电流的方向是逆时针方向(从上向下看)，线圈B中向上的磁场增强，感应电流的方向是顺时针方向(从上向下看)，可知线圈A与B中感应电流方向相反，C错误；
D．根据上述分析可知，当电梯坠落至题图位置时，闭合线圈A、B都在阻碍电梯下落，D正确。
故选AD。
11. 如图甲所示，交流发电机矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间t的变化规律如图乙所示。线圈匝数为10匝，电流表A为理想电流表。则（ ）
A. 1分钟内电流方向改变60次
B. 时感应电动势最大
C. 时电流表示数为零
D. 线圈感应电动势的最大值为2V
【答案】AD
【解析】
【详解】A．感应电流变化的周期和磁通量变化的周期相同，由图乙可知磁通量变化的周期为2s，而一个周期内电流方向改变2次，所以1分钟内电流方向改变60次，故A正确；
B．时穿过线圈的磁通量最大，此时线圈平面正位于中性面，所以感应电动势为零，故B错误；
C．电流表测量交变电流的有效值而不是瞬时值，所以时电流表示数不为零，故C错误；
D．线圈感应电动势的最大值为
故D正确。
故选AD。
12. 如图所示，abcd为水平放置的平行“匸”形光滑金属导轨，间距为l，导轨间有垂直与导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，导轨电阻不计。已知金属杆MN倾斜放置，与导轨成θ角，金属棒的电阻为r，保持金属杆以速度v沿平行于cd的方向滑动（金属杆与导轨接触良好）。则下列说法中正确的是（ ）
A. 电路中感应电动势的大小为
B. 电路中感应电动势的大小为Blv
C. 金属杆所受安培力的大小为
D. 电路中感应电流的大小为
【答案】BCD
【解析】
【详解】AB．导线切割磁感线的有效长度为l，则电路中感应电动势的大小为
选项A错误，B正确；
D．电路中感应电流的大小为
选项D正确；
C．金属杆所受安培力的大小为
选项C正确。
故选BCD。
第Ⅱ卷 非选择题（56分）
二、实验题（本题共2个小题，每空3分，共18分。13题9分，14题9分）
13. （1）如图所示是“探究影响感应电流方向的因素”的实验装置：
①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A线圈迅速插入B线圈中，电流计指针将_________偏转（填“向左”“向右”或“不”）；
②G为指针零刻度在中央的灵敏电流表，连接在直流电路中时的偏转情况如图（1）中所示，即电流从电波表G的左接线柱进时，指针也从中央向左偏。今把它与一线圈串联进行电磁感应实验，则图（2）中的条形磁铁的运动方向是向_________（填“上”“下”）；图（3）中电流表指针应_________（填“向左”“向右”）偏转。
【答案】 ①. 向右 ②. 下 ③. 向右
【解析】
【详解】①[1]已知闭合开关瞬间，A线圈中的磁通量增加，产生的感应电流使灵敏电流计的指针向右偏转，可知磁通量增加时，灵敏电流计的指针向右偏转；当开关闭合后，将A线圈迅速插入B线圈中时，B线圈中的磁通量增加，所以产生的感应电流也应使灵敏电流计的指针向右偏转；
②[2]图（2）中指针向左偏，可知感应电流的方向是顺时针（俯视），感应电流的磁场方向向下，条形磁铁的磁场方向向上，由楞次定律可知，磁通量增加，条形磁铁向下插入；
[3]图（3）中条形磁铁N极向下运动，线圈中为向下磁通量增大，感应电流方向应为逆时针方向，电流表指针向右偏转。
14. 学习了法拉第电磁感应定律后，为了定量验证在磁通量变化量相同时，感应电动势E与时间成反比，甲乙两位同学共同设计了如图所示的一个实验装置：线圈和光电门传感器固定在长木板的轨道上，强磁铁和挡光片固定在可运动的小车上。每当小车在轨道上运动经过光电门时，光电门会记录下挡光片的挡光时间，同时触发接在线圈两端的电压传感器记录下在这段时间内线圈中产生的平均感应电动势E。利用小车末端的弹簧将小车以不同的速度从轨道的最右端弹出，就能得到一系列的感应电动势E和挡光时间。
（1）观察和分析该实验装置可看出，在实验中，每次测量的时间内，磁铁相对线圈运动的距离都相同，从而实现了控制不变______________________。
（2）在得到测量数据之后，为了验证E与成反比，甲乙两位同学分别采用两种办法处理数据。甲同学采用计算法：算出______________________，若该数据基本相等，则验证了E与成反比；乙同学用作图法：用纵坐标表示感应电动势E，用横坐标表示______________，利用实验数据，在坐标系中描点连线，若图线是过坐标原点的倾斜直线，则也可验证E与成反比。
【答案】 ①. 磁通量变化量∆Φ ②. 感应电动势E与挡光时间的乘积 ③. 挡光时间∆t的倒数
【解析】
【详解】（1）[1]为了定量验证感应电动势E与时间成反比，我们应该控制磁通量的变化量∆Φ不变，所以在实验中，每次测量的时间内，磁铁相对线圈运动的距离都相同，从而实现了控制通过线圈的磁通量的变化量不变。
（2）[2][3]为了验证E与时间成反比，甲同学采用计算法：算出感应电动势E和挡光时间的乘积，若该数据基本相等，则验证了E与成反比；第二种是作图法：在直角坐标系中作感应电动势E与挡光时间的倒数关系图线，若图线是基本过坐标原点的倾斜直线，则也可验证E与成反比。
三、计算题（本大题共3小题，共38分。15题12分，16题13分，17题13分。解答应写出必要的文字、方程式和重要的演算步骤，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
15. 轻质细线吊着一质量为m=1.28kg、边长为L=0.8m、匝数n=5的正方形线圈abcd，线圈总电阻为R=1Ω。边长也为L的正方形磁场区域对称分布在线圈下边的两侧，如图（甲）所示。磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间变化如图（乙）所示。取g=10m/s2。求：
（1）在0~4s内，线圈中产生的感应电动势E；
（2）若从t=0开始经t时间细线开始松弛，求t的值。
【答案】（1）0.8V；（2）6s
【解析】
【详解】（1）根据法拉第电磁感应定律
（2）细线松弛时
F安=mg
即
nBIL=mg
由图可得
B=1+0.5t
联立解得
t=6s
16. 如图所示，为交流发电机的矩形线圈，其面积，匝数，线圈内阻，外电阻。线圈在磁感应强度大小为的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，角速度。图中的电压表、电流表均为理想交流电表，取，求：
（1）交流电压表的示数；
（2）从图示位置转过，通过R的电荷量；
（3）线圈转一周，线圈内阻产生的焦耳热。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）交变电压的峰值为
所以，交变电压的有效值为
根据欧姆定律，电压表示数为
（2）从图示位置开始，线圈转过的过程中，磁通量的变化量为
根据法拉第电磁感应定律，有
根据欧姆定律，有
根据电流强度定义，有
（3）回路中电流的有效值为
线圈转一圈所用时间为
则线圈内阻产生的焦耳热为
17. 如图甲所示，MN、PQ为间距L=1m足够长的平行导轨，NQ⊥MN，导轨的电阻均不计。导轨平面与水平面间的夹角θ=37°，NQ间连接有一个R=2Ω的电阻。有一匀强磁场垂直于导轨平面且方向向上，磁感应强度为B0=2T。将一根质量为m=1kg的金属棒ab紧靠NQ放置在导轨上，且与导轨接触良好。现由静止释放金属棒，当金属棒滑行至cd处时达到稳定速度，已知在此过程中通过金属棒截面的电量q=2C，且金属棒的加速度a与速度v的关系如图乙所示，设金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ平行。（取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）。求：
（1）金属棒与导轨间的动摩擦因数μ和导体棒的电阻r；
（2）金属棒滑行至cd处的过程中，电阻R上产生的热量。
【答案】（1）0.5，2Ω；（2）
【解析】
【详解】（1）由图乙知，当v=0时，a=2m/s2，由牛顿第二定律得
mgsinθ﹣μmgcosθ=ma
解得
μ=0.5
由图像可知金属棒的稳定速度为vm=2m/s，当金属棒达到稳定速度时，有
B0IL+μmgcosθ=mgsinθ
感应电动势为
E=B0Lvm
由闭合电路欧姆定律得
解得
r=2Ω
（2）金属棒从静止滑行至cd处过程中，通过金属棒截面的电量为
解得金属棒下滑的距离为
s=4m
由能量守恒定律得
解得产生的焦耳热为
则电阻R上产生的热量为
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