（人教版）高中物理选修3-2（全册）课时跟踪同步练习汇总阶段验收评估（一）电磁感应(时间：50分钟满分：100分)一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分，第1～5小题中只有一个选项符合题意，第6～8小题中有多个选项符合题意，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1．在无线电仪器中，常需要在距离较近处安装两个线圈，并要求当一个线圈中有电流变化时，对另一个线圈中的电流的影响尽量小。
下列各图中的两个线圈的相对安装位置最符合该要求的是()解析：选D只有按D图安装时，其中一个线圈中的电流产生的磁场穿过另一线圈的磁通量为零，一个线圈中的电流的变化不会使另一线圈发生电磁感应。
2.如图所示，A、B是两个完全相同的灯泡，D是理想二极管，L是带铁芯的线圈，其电阻忽略不计。
下列说法正确的是()A．S闭合瞬间，A先亮B．S闭合瞬间，A、B同时亮C．S断开瞬间，B逐渐熄灭D．S断开瞬间，A闪亮一下，然后逐渐熄灭解析：选D S闭合瞬间，线圈相当于断路，二极管仅正向导通，故灯泡A、B均不亮，A、B错误；开关S断开瞬间，B立刻熄灭，由于二极管正向导通，故自感线圈与A形成回路，A闪亮一下，然后逐渐熄灭，C错误，D正确。
3.如图所示，左侧闭合电路中的电流大小为I1，ab为一段长直导线；右侧平行金属导轨的左端连接有与ab平行的长直导线cd，在远离cd导线的右侧空间存在与导轨平面垂直的匀强磁场，在磁场区域放置垂直导轨且与导轨接触良好的导体棒MN，当导体棒沿导轨匀速运动时，可以在cd上产生大小为I2的感应电流。
已知I1>I2，用f1和f2分别表示导线cd产生的磁场对ab 的安培力大小和ab产生的磁场对cd的安培力大小，下列说法正确的是() A．若MN向左运动，ab与cd两导线相互吸引，f1＝f2B．若MN向右运动，ab与cd两导线相互吸引，f1＝f2C．若MN向左运动，ab与cd两导线相互吸引，f1>f2D．若MN向右运动，ab与cd两导线相互吸引，f1>f2解析：选B若MN向左匀速运动，由右手定则可知cd中的电流方向由d→c，而ab 中的电流方向由a→b，故二者方向相反，相互排斥，由牛顿第三定律可知，f1＝f2，故A、C均错误。
同理可知，当MN向右匀速运动时，cd中的电流方向由c→d，ab与cd两导线电流方向相同，相互吸引，且f1＝f2，B正确，D错误。
4.如图所示，纸面内有一矩形导体闭合线框abcd，ab边长大于bc边长，置于垂直纸面向里、边界为MN的匀强磁场外，线框两次匀速地完全进入磁场，两次速度大小相同，方向均垂直于MN。
第一次ab边平行MN进入磁场。
线框上产生的热量为Q1，通过线框导体横截面的电荷量为q1；第二次bc边平行MN进入磁场，线框上产生的热量为Q2，通过线框导体横截面的电荷量为q2，则()A．Q1＞Q2q1＝q2B．Q1＞Q2q1＞q2C．Q1＝Q2q1＝q2D．Q1＝Q2q1＞q2解析：选A设线框ab边长为L1，bc边长为L2，进入磁场的速度为v，电阻为R，ab 边平行MN进入磁场时，根据功能关系，线框进入磁场的过程中产生的热量等于克服安培力做的功，即Q1＝B2L12vR·L2，通过线框导体横截面的电荷量q1＝ΔΦR＝BL1L2R，同理得bc边平行MN进入磁场时，Q2＝B2L22vR·L1，q2＝ΔΦR＝BL1L2R，q1＝q2，由于L1＞L2，因此Q1＞Q2，A项正确。
5.如图所示，水平虚线MN的上方有一匀强磁场，矩形导线框abcd从某处以v0的速度竖直上抛，向上运动高度H后进入与线圈平面垂直的匀强磁场，此过程中导线框的ab边始终与边界MN平行，在导线框从抛出到速度减为零的过程中，以下四个图中能正确反映导线框的速度与时间关系的是()解析：选C在导线框从抛出到ab边接近MN时，导线框做匀减速直线运动；在ab 边进入磁场后切割磁感线产生感应电流，受到安培力作用加速度瞬时变大，速度迅速变小。
随着速度减小，产生的感应电流减小，安培力减小，加速度减小，所以能正确反映导线框的速度与时间关系的是图C。
6.如图所示，A、B两灯泡的电阻均为R。
闭合S1、S2，电路稳定后，两灯亮度相同，则()A．只断开S2，两灯亮度不变B．在只断开S1的瞬间，电流从c→bC．只断开S1，B灯立即熄灭，A灯闪亮一下再熄灭D．只断开S1，A灯立即熄灭，B灯闪亮一下再熄灭解析：选AB只断开S2，电路结构不变，两灯亮度不变，A正确；只断开S1，由于自感现象，电流从c→b经过灯A构成回路，B灯立即熄灭，由于原来R中电流与A灯中电流相等，则A灯不会闪亮一下，而是逐渐熄灭，故B正确，C、D错误。
7．如图所示，在磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中，有一水平放置的U形导轨，导轨左端连接一阻值为R的电阻，导轨电阻不计。
导轨间距为L，在导轨上垂直放置一根金属棒MN，与导轨接触良好，电阻为r，用外力拉着金属棒向右以速度v做匀速运动。
则金属棒运动过程中()A．金属棒中的电流方向为由N到MB．电阻R两端的电压为BL vC．金属棒受到的安培力大小为B2L2v R＋rD．电阻R产生焦耳热的功率为B2L2v2 R解析：选AC 由右手定则判断得知金属棒MN 中的电流方向为由N 到M ，故A 正确；MN 产生的感应电动势为E ＝BL v ，回路中的感应电流大小为I ＝E r ＋R ＝BL v R ＋r，则电阻R 两端的电压为U ＝IR ＝BL v R R ＋r ，故B 错误；金属棒MN 受到的安培力大小为F ＝BIL ＝B 2L 2v R ＋r，故C 正确；电阻R 产生焦耳热的功率为P ＝I 2R ＝⎝⎛⎭⎫BL v R ＋r 2R ＝B 2L 2v 2R (R ＋r )2，故D 错误。
8．(2017·全国卷Ⅱ)两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂直。
边长为0.1 m 、总电阻为0.005 Ω的正方形导线框abcd 位于纸面内，cd 边与磁场边界平行，如图(a)所示。
已知导线框一直向右做匀速直线运动，cd 边于t ＝0时刻进入磁场。
线框中感应电动势随时间变化的图线如图(b)所示(感应电流的方向为顺时针时，感应电动势取正)。
下列说法正确的是( )A ．磁感应强度的大小为0.5 TB ．导线框运动速度的大小为0.5 m/sC ．磁感应强度的方向垂直于纸面向外D ．在t ＝0.4 s 至t ＝0.6 s 这段时间内，导线框所受的安培力大小为0.1 N解析：选BC 由题图(b)可知，导线框运动的速度大小v ＝L t ＝0.10.2m/s ＝0.5 m/s ，B 项正确；导线框进入磁场的过程中，cd 边切割磁感线，由E ＝BL v ，得B ＝E L v ＝0.010.1×0.5T ＝0.2 T ，A 项错误；由题图(b)可知，导线框进入磁场的过程中，感应电流的方向为顺时针方向，根据楞次定律可知，磁感应强度方向垂直纸面向外，C 项正确；在0.4～0.6 s 这段时间内，导线框正在出磁场，回路中的电流大小I ＝E R ＝0.010.005A ＝2 A ，则导线框受到的安培力F ＝BIL ＝0.2×2×0.1 N ＝0.04 N ，D 项错误。
二、计算题(本题共3小题，共52分)9．(15分)(2017·江苏高考)如图所示，两条相距d 的平行金属导轨位于同一水平面内，其右端接一阻值为R 的电阻。
质量为m 的金属杆静置在导轨上，其左侧的矩形匀强磁场区域MNP Q 的磁感应强度大小为B 、方向竖直向下。
当该磁场区域以速度v 0匀速地向右扫过金属杆后，金属杆的速度变为v 。
导轨和金属杆的电阻不计，导轨光滑且足够长，杆在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触。
求：(1)MN 刚扫过金属杆时，杆中感应电流的大小I ；(2)MN 刚扫过金属杆时，杆的加速度大小a ；(3)P Q 刚要离开金属杆时，感应电流的功率P 。
解析：(1)MN 刚扫过金属杆时，金属杆的感应电动势E ＝Bd v 0①回路的感应电流I ＝E R ②由①②式解得I ＝Bd v 0R。
③ (2)金属杆所受的安培力F ＝BId ④由牛顿第二定律，对金属杆F ＝ma ⑤由③④⑤式解得a ＝B 2d 2v 0mR。
⑥ (3)金属杆切割磁感线的速度v ′＝v 0－v ⑦感应电动势E ＝Bd v ′⑧感应电流的电功率P ＝E 2R ⑨由⑦⑧⑨式解得P ＝B 2d 2(v 0－v )2R。
⑩答案：(1)Bd v 0R (2)B 2d 2v 0mR (3)B 2d 2(v 0－v )2R10．(17分)如图甲所示，一个电阻值为R ，匝数为n 的圆形金属线圈与阻值为2R 的电阻R 1连接成闭合回路，线圈的半径为r 1，在线圈中半径为r 2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B 随时间t 变化的关系图线如图乙所示。
图线与横、纵轴的截距分别为t 0和B 0。
导线的电阻不计，求0至t 1时间内：(1)通过电阻R 1上的电流大小和方向；(2)通过电阻R 1上的电量q 及电阻R 1上产生的热量。
解析：(1)根据法拉第电磁感应定律，电路中产生的感应电动势：E ＝n ΔΦΔt ＝n ΔB Δt ·S ＝n ·B 0t 0πr 22 通过电阻R 1上的电流：I ＝E R ＋R 1＝E 3R＝n πB 0r 223Rt 0 根据楞次定律，可判定流经电阻R 1的电流方向从b 到a 。
(2)在0至t 1时间内通过电阻R 1的电量q ＝It 1＝n πB 0r 22t 13Rt 0， 电阻R 1上产生的热量Q ＝I 2R 1t 1＝2n 2π2B 02r 24t 19Rt 02。
答案：(1)n πB 0r 223Rt 0方向从b 到a (2)n πB 0r 22t 13Rt 0 2n 2π2B 02r 24t 19Rt 0211．(20分)(2016·全国卷Ⅰ)如图，两固定的绝缘斜面倾角均为θ，上沿相连。
两细金属棒ab (仅标出a 端)和cd (仅标出c 端)长度均为L ，质量分别为2m 和m ；用两根不可伸长的柔软轻导线将它们连成闭合回路abdca ，并通过固定在斜面上沿的两光滑绝缘小定滑轮跨放在斜面上，使两金属棒水平。
右斜面上存在匀强磁场，磁感应强度大小为B ，方向垂直于斜面向上。
已知两根导线刚好不在磁场中，回路电阻为R ，两金属棒与斜面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度大小为g 。
已知金属棒ab 匀速下滑。
求：(1)作用在金属棒ab 上的安培力的大小；(2)金属棒运动速度的大小。
解析：(1)设导线的张力的大小为T ，右斜面对ab 棒的支持力的大小为N 1，作用在ab 棒上的安培力的大小为F ，左斜面对cd 棒的支持力大小为N 2。