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第十二章 电磁感应
测试卷
（考试时间：90 分钟 试卷满分：100 分）
注意事项：
1．本试卷分第I卷（选择题）和第II 卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的班级、姓名、
学号填写在试卷上。
2．回答第I 卷时，选出每小题答案后，将答案填在选择题上方的答题表中。
3．回答第II 卷时，将答案直接写在试卷上。
第Ⅰ卷（选择题 共48 分）
一、选择题（共12 小题，每小题4 分，共48 分。在每小题给出的四个选项中，第1-8 题只有一项符合题目
要求，第9-12 题有多项符合题目要求。全部选对的得4 分，选对但不全的得2 分，有选错的得0 分。）
1．如图甲，套在长玻璃管上的线圈两端与电流传感器相连，将一强磁铁从竖直玻璃管上端由静止释放，
电流传感器记录了强磁铁下落过程中线圈感应电流随时间变化的
图像，如图乙所示，
时刻电流为0，
空气阻力不计，则（ ）
A．
时刻，穿过线圈磁通量的变化率最大
B．
时刻，强磁铁的加速度等于重力加速度
C．若只增加强磁铁释放高度，则感应电流的峰值变小
D．在
到
的时间内，强磁铁重力势能的减少量等于其动能的增加量
2．如图所示，电磁炉没有明火却能达到加热的效果，深受人们喜爱．电磁炉的工作原理是利用高频交变
电流通过线圈产生磁场，交变的磁场在铁锅底部产生无数小涡流，使铁质锅自身生热而直接加热于锅内的
食物。下列关于电磁炉的说法，正确的是（ ）
A．电磁炉面板采用陶瓷材料，发热部分为铁锅底部
1
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B．电磁炉面板采用金属材料，通过面板发热加热锅内食品
C．电磁炉可用陶瓷器皿作为锅具对食品加热
D．改变交流电的频率不能改变电磁炉的功率
3．近年来，无线门铃逐渐流行。图甲为某款无线门铃按钮，其“自发电”原理如图乙所示，按下门铃按
钮过程磁铁靠近螺线管，松开门铃按钮磁铁远离螺线管回归原位置。下列说法正确的是（ ）
A．按下按钮过程，螺线管上的导线Q 端电势较高
B．松开按钮过程，螺线管上的导线P 端电势较低
C．按住按钮不动，螺线管上的导线两端PQ 间仍有电势差
D．按下和松开按钮过程，螺线管产生的感应电动势大小一定相等
4．一种叫“焦耳小偷”的电路，可以“榨干”一颗旧电池的能量，其原理如图所示。一颗废旧的5 号电池
开路电压大约1V，直接点亮一个需要1.6V 电压驱动的发光二极管是不可能的，这时可以反复快速接通和
断开开关，发光二极管就会闪烁起来。下列说法中正确的是（ ）
A．发光二极管的正极应接在C 端
B．只有开关接通的瞬间，发光二极管才会闪亮发光
C．只有开关断开的瞬间，发光二极管才会闪亮二极管
D．开关断开及接通的瞬间，A 端的电势均高于B 端的电势
5．扫描隧道显微镜（STM）可用来探测样品表面原子尺度上的形貌。为了有效隔离外界振动对STM 的扰
动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小振动，如图所示。
无扰动时，按下列四种方案对紫铜薄板施加恒定磁场；出现扰动后，对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减
最有效的方案是（ ）
2
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A．
B．
C．
D．
6．据媒体报道，我国的003 号航母在建造时配备了电磁弹射系统，该系统能够使得舰载机的出勤效率远高
于利用滑跃式甲板起飞的出勤效率。已知航母上舰载机起飞所利用的电磁弹射系统原理简化为如图所示，
当固定线圈上突然通过直流电流时，线圈左侧的金属环被弹射出去，则下列说法正确的是（ ）
A．若将金属环置于线圈的右侧，则金属环将不能弹射出去
B．金属环向左运动的瞬间有扩大趋势
C．增加线圈的匝数，将会增大金属环启动时的加速度
D．合上开关S 的瞬间，从左侧看金属环中产生沿顺时针方向的感应电流
7．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2d，线框中产生随时间变化的感应电流i，规定逆时针为感应电流的正方向，
下列图形正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
8．如图所示，一不可伸长的细绳上端固定，下端系在边长为
的单匝正方形金属框
的一个顶点
上，对角线
水平，其中
分别是边
的中点，
连线下方有方向垂直于金属框所在
平面的匀强磁场。已知金属框每边的电阻均为
，在
到
时间内，磁感应强度大小随时间
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的变化关系为
，规定垂直于纸面向外方向为磁场正方向，则下列说法中正确的是
（ ）
A．金属框中产生的感应电流的磁场方向垂直于纸面向里
B．
时金属框中产生的感应电动势
C．
时金属框所受安培力大小为
D．在
到
时间内金属框产生的焦耳热为
9．如图，水平金属圆环的半径为L，匀质导体棒OP 的长度也为L，导体棒OP、电阻
的阻值都为R0，
电路中的其他电阻忽略不计。导体棒OP 绕着它的一个端点O 以大小为ω 的角速度匀速转动，O 点恰好为
金属圆环的圆心，转动平面内有竖直向上的匀强磁场，导体棒OP 转动过程中始终与金属圆环接触良好。
对导体棒OP 转动一周的过程，下列说法正确的是（ ）
A．电阻R1中的电流方向由a 指向b
B．电阻R1两端的电压为
C．电阻R1上产生的焦耳热为
D．通过电阻R1的电流大小不断变化
10．如图所示，间距为
的足够长平行光滑金属导轨固定在水平面内，导轨左端接有电容
的
电容器，整个空间存在着垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度
，质量
的金属棒
垂直放置在导轨上，金属棒和导轨的电阻不计，给金属棒一个向右的大小为
的初速度，当金属棒的加
速度变为零时，立即给金属棒一个水平向左的大小为
的恒力，则（ ）
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A．当金属棒加速度为零时，速度也恰好为零
B．当金属棒加速度为零时，电容器两端的带电量为
C．给金属棒施加一个水平向左的恒力后，金属棒向右运动的过程是匀减速直线运动
D．给金属棒施加一个水平向左的恒力后，金属棒向右运动的最大距离为
11．如图甲所示，游乐园中的过山车虽然惊险刺激，但也有多种措施保证了它的安全运行。其中磁力刹车
是为保证过山车在最后进站前的安全而设计的一种刹车形式。磁场很强的钕磁铁安装在轨道上，刹车金属
框安装在过山车底部。简化为图乙所示的模型，将刹车金属框看作为一个边长为
，总电阻为
的单匝正
方形线框，则过山车返回水平站台前的运动可以简化如下：线框沿着足够长的光滑斜面由某位置静止下滑，
下边框进入匀强磁场时恰好做匀速直线运动。已知斜面与水平面的夹角为
，过山车的总质量为
，磁场
区上下边界间的距离也为
，磁感应强度大小为
，方向垂直斜面向上，重力加速度为
。则下列说法正
确的是（ ）
A．开始下滑位置到磁场上边界的距离
B．线框刚进入磁场上边界时，感应电流的大小为
C．线框穿过磁场的过程中产生的焦耳热为
D．线框进入磁场的过程中，通过线框横截面的电荷量为
12．如图所示，匝数
，横截面积为
，电阻
的线圈竖直放置，并处于竖直方向的磁
场
中，磁场
的大小随时间均匀增大。长为
、质量为
、电阻
的粗细均匀的导
体棒，水平放置在竖直导轨的两端点
、
上，导体棒处在垂直纸而向里，上方足够大，磁感应强度大小
为
的匀强磁场中。闭合开关
，导体棒与
、
端瞬间脱离，竖直向上运动的高度为
，不
计空气阻力，重力加速度
取
。下列说法正确的是（ ）
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A．导体棒脱离
、
端向上运动的过程中，
端电势低于
端电势
B．若
随时间的变化规律为
，闭合开关，导体棒可以脱离
、
端向上运动
C．
的方向竖直向下
D．开关
闭合瞬间，通过导体棒的电荷量不会少于
第II 卷（非选择题 共52 分）
二、计算题
13．（12 分）在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中，请回答下列问题。
（1）为弄清灵敏电流表指针摆动方向与电流方向的关系，可以使用一个已知正负极性的直流电源进行探
究。某同学想到了多用电表内部某一挡，含有直流电源，他应选用多用电表的 （选填“欧
姆”、“直流电流”、“直流电压”、“交流电流”或“交流电压”）挡，对灵敏电流表进行测试，由实
验可知当电流从正接线柱流入电流表时，指针向右摆动。
（2）该同学先将多用电表的红表笔接灵敏电流表的正接线柱。再将黑表笔 （选填“短暂”或
“持续”）接灵敏电流表的负接线柱。若灵敏电流表的指针向左摆动，说明电流由电流表的
（选填“正”或“负”）接线柱流入灵敏电流表的。
（3）实验中，该同学将磁铁某极向下从线圈上方插入线圈时，发现电流表的指针向右偏转，请在图中用
箭头画出线圈电流方向并用字母N、S 标出磁铁的极性 。
（4）另一位同学利用图乙所示的实验器材来研究电磁感应现象及判定感应电流方向。在给出的实物图中，
已用实线作为导线连接了部分实验电路。
①请用实线作为导线从箭头1 和2 处开始完成其余部分电路的连接 ；
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②将L1插入L2后，下列实验操作产生的感应电流与合上开关时产生的感应电流方向相同的是 。
A．闭合开关，稳定后拔出软铁棒
B．闭合开关，稳定后拔出线圈L1
C．闭合开关，稳定后使变阻器滑片P 左移
D．闭合开关，稳定后断开开关
14．（8 分）如图所示，空间中有两平行金属导轨
（导轨电阻不计），AD 与HC 间距
，
导轨间接一阻值为
的电阻，AD 上方有垂直导轨所在平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小
在一条直线上，且
。长为
、总电阻为
的金属杆MO 绕O 点以恒定角速度
从与AH 重合开始至转到MO 与AH 夹角为37°，转动过程中金属杆始终与导轨接触良好，
，求此时：
（1）通过R 的电流；
（2）金属杆MO 两端的电势差。
15．（8 分）如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨M、N 被固定在水平面上，导轨间距L=1m，其左
端并联接入R1和R2的电阻，其中R1=R2=2Ω。整个装置处在垂直纸面向里，磁感应强度大小为B=2T 的匀
强磁场中。一质量：m=4kg、电阻r=1Ω 的导体棒ab 在恒力F=5N 的作用力下从静止开始沿导轨向右运动，
运动了L0=4m 时导体棒ab 恰好匀速运动，导体棒垂直于导轨放置且与两导轨保持良好接触，导轨电阻不
计。求：
（1）导体棒的最大速度；
（2）电阻R1上产生的焦耳热；
（3）此过程中通过R2的电荷量。
16．（12 分）如图所示，平行光滑金属导轨由水平部分和倾斜部分平滑连接而成。导轨水平部分的一段处
于
、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场（图示虚线）中。在磁场中离左边界
处垂直于
水平导轨放置导体棒
，在倾斜导轨高
处垂直于导轨放置导体棒
，将导体棒
由静止释放，结果
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发现导体棒
以
的速度从磁场右边界离开。已知导体棒
、
的质量均为
，阻值均为
，棒的长度均等于导轨间距
，不计导轨电阻，导体棒在运动过程中始终垂直于导轨且
接触良好
取
，忽略磁场边界效应。求：
（1）安培力对导体棒a 做的功；
（2）导体棒a 刚出磁场时，导体棒b 的速度大小及两棒之间的距离；
（3）整个过程中，安培力对导体棒b 做的功。
17．（12 分）电阻不计的平行金属导轨
与
如图所示放置，一段水平，一段倾斜。
与
段水平且粗糙， HG 与 QN 段倾斜且光滑，EF 段间导轨的宽度为
段间导轨的宽度为
与
与水平面成
角， 空间中存在匀强磁场， 磁感应强度大小均为
，
方向与轨道平面垂直， 金属棒
、
与轨道垂直放置， 两金属棒质量相等， 均为
，接入电
路的电阻均为
间用轻质绝缘细线相连，中间跨过一个理想定滑轮， 两金属棒始终垂直
于导轨，两金属棒始终不会与滑轮相碰， 金属导轨足够长，
， 现将金属棒由静止释放， 释
放瞬间
棒的加速度为
。
（1）
棒与导轨间的动摩擦因数为多大；
（2） 释放
棒后， 求两金属棒的最大速度大小；
（3）假设金属棒
沿倾斜导轨下滑
时达到最大速度， 试求由静止释放金属棒
至达到最大速度
棒下滑的距离。
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