2.2 法拉第电磁感应定律 练习
一、单选题
1．如图所示，在竖直平面内有一直角坐标系xOy，第一象限内存在方向垂直坐标平面向外的磁场，磁感应强度大小沿y轴方向不变，沿x轴正方向按照B=kx的规律变化。一质量m=0.4 kg、电阻R=0.1 Ω、边长L=0.2 m的正方形导线框abcd在t=0时刻ad边正好与y轴重合，a点与坐标原点O的距离y0=0.8 m，此时将导线框以v0=5 m/s 的速度沿与x轴正方向成53°抛出，导线框运动一段时间后速度恰好减为0，整个运动过程导线框不转动，空气对导线框的阻力忽略不计，取重力加速度大小g=10 m/s2，sin 53°=0.8、cos 53°=0.6，下列说法正确的是（ ）
A．ad、bc边受到的安培力大小相等，方向相反
B．当导线框速度为0时，a点的纵坐标为1.6 m
C．在从抛出到速度为0的过程中，导线框产生的焦耳热为1.2 J
D．t=0.5 s时导线框的速度大小为4 m/s
2．电磁飞机弹射系统可以使战机在很短的距离内加速后获得需要的起飞速度，其简化结构如图所示。虚线MN的右侧存在一方向垂直于纸面向里的磁场，一边长为l的正方形单匝金属线框abcd放在光滑水平面上，单匝线框质量为m，单位长度的电阻为r，ab边在虚线MN左侧且紧靠虚线MN。现让磁场的磁感应强度随时间t按照的规律变化，则下列说法正确的是（ ）
A．线框中产生的感应电流大小不变
B．线框离开磁场时的动能小于安培力对线框做的功
C．线框穿出磁场过程中，磁通量的变化量大小为Bl2
D．线框在t=0时刻的加速度与线框的匝数无关
3．如图所示，纸面内一等腰直角三角形金属线框abc向右匀速穿过宽度为d的匀强磁场区域，匀强磁场的方向垂直于纸面向里。已知金属线框的直角边ac的长度为L，且L>d，ac边始终与磁场边界垂直，取a→b→c→a为电流的正方向，则线框穿过磁场区域的过程中，线框中的感应电流i随时间t变化的关系图像可能为（ ）
A． B．
C． D．
4．如图所示，在竖直悬挂的金属圆环右侧，有一螺线管MN水平放置，两者处于同一轴线上。螺线管下方接有水平方向的平行金属导轨，且导轨所在位置有竖直向上的匀强磁场。现将导体棒ab置于平行导轨上，让其垂直于导轨向右做加速运动。若整个过程中导体棒与导轨接触良好，金属圆环未发生扭转，则（ ）
A．导体棒b端电势高于a端
B．电流在螺线管内产生的磁场方向由M指向N
C．从右侧观察，金属圆环产生逆时针方向的感应电流
D．金属圆环向右摆动
5．如图，正方形导线框放在匀强磁场中静止不动，磁场方向与线框平面垂直，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示，时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里。下列选项中能表示线框的边受到的安培力F随时间t的变化关系的是（规定水平向左为F的正方向）（ ）
A． B．
C． D．
6．绝缘水平桌面上有一质量为的“”型金属框，框宽度为，ab间电阻为，两侧部分电阻不计且足够长。在竖直固定的绝缘挡板间放一根金属棒，挡板间隙略大于棒的直径，棒与金属框垂直且接触良好，金属棒接入电路部分的电阻为，不计一切摩擦。空间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为，现给框水平向左、大小为的初速度，俯视图如图所示。则下列说法正确的是（ ）
A．开始时金属框的加速度大小为
B．开始时挡板给导体棒的作用力大小为，方向水平向左
C．金属框从开始运动到静止过程中通过金属棒的电荷量为
D．金属框从开始运动到静止过程中金属棒上产生的热量为
7．如图所示，一根无限长的通电直导线固定在光滑水平面上，一质量为m的导体圆环在该平面内运动，其初速度大小为v0，方向与导线的夹角为30°。已知距离导线越远，磁场的磁感应强度越小，则导体圆环（ ）
A．做速度逐渐减小的直线运动
B．距导线的距离先增大后减小
C．产生的电能最多为
D．受到安培力的冲量最大为
8．如图所示，平面直角坐标系内有一射线，与x轴正方向的夹角为60°，在射线和x轴之间的区域存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直坐标平面向里。坐标平面内有一刚性直角三角形金属线框，，总电阻为R，线框在外力的作用下以恒定速度沿x轴正方向运动，运动过程中线框不翻转，且边始终与x轴重合。从线框进入磁场区域开始计时，在时刻线框内的电流达到最大值，则下列说法正确的是（ ）
A．线框内的电流方向先逆时针后顺时针
B．在时刻，线框内的电流为
C．在时刻，线框内的电流为
D．线框进入磁场的整个过程中，通过线框某一横截面的电荷量为
9．如图所示，水平光滑平行金属导轨左端连有定值电阻R，导轨处在竖直向下的匀强磁场中磁感应强度大小为，一根金属棒横跨在导轨上，金属棒到导轨左端的距离为d。某时刻起，磁感应强度开始变化，同时给金属棒一水平向右的初速度，金属棒开始向右匀速运动，导轨电阻不计。下列判断正确的是（ ）
A．金属棒、导轨与电阻R组成的回路，磁通量一定不变
B．磁场的磁感应强度随时间均匀减小
C．磁场的磁感应强度与时间成反比
D．金属棒受到的安培力不为0，且一直保持不变
10．旅客在网上购买高铁票后，可使用二代身份证在自动检票闸机上刷证进出站。当身份证进入刷卡器感应范围后，机器发出变化的磁场，身份证内的铜线圈获取能量，对自身短暂供电，将芯片中的信息发送出去，从而完成一次信息交换。则下列说法正确的是（ ）
A．若磁场逐渐增强，铜线圈有扩张的趋势
B．若磁场逐渐增强、铜线圈的电动势逐渐增大
C．若磁场变化逐渐变快、铜线圈的电动势逐渐增大
D．只有当身份证进入或离开机器感应范围那一瞬间，铜线圈中才会有感应电流
11．如图所示，水平面内间距为L的平行光滑金属导轨右端接有电容器。金属棒PQ横跨在导轨上，金属棒通过水平细线绕过轻质小滑轮与小物体M相连。开始时托住小物体，系统静止小物体上方的细线刚好拉直且竖直。整个装置处在竖直向上的匀强磁场中，磁场磁感应强度大小为。释放小物体，金属棒开始运动。已知金属棒和小物体的质量均为m，电容器不会被击穿，金属棒和导轨电阻都不计，重力加速度为g，下列判断正确的是（ ）
A．金属棒的加速度先增大后减小，最终匀速直线运动
B．金属棒做加速度减小的加速直线运动
C．金属棒做加速度增大的加速直线运动
D．金属棒做匀加速直线运动
12．如图所示，一光滑绝缘的半圆面和一根很长的直导线被固定在同一竖直平面内，直导线水平处于半圆面的下方，导线中通有方向向右的恒定电流I，将一铜环从半圆面左侧最高点a从静止释放后，铜环沿半圆面运动，到达右侧的b点为最高点，a、b高度差为，已知通电直导线在周围某一点产生磁场的磁感应强度与该点到导线的距离成反比，下列说法正确的是（ ）
A．铜环在半圆面左侧下滑过程，感应电流沿逆时针方向
B．铜环第一次经过最低点时感应电流达到最大
C．铜环第一次返回左侧至最高点时与a点的高度差小于
D．铜环沿半圆面运动过程，铜环所受安培力的方向总是与铜环中心的运动方向相反
二、多选题
13．如图所示，将光滑的平行金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨间距为L，左、右倾斜导轨与水平面夹角均为，中间导轨水平且足够长。导轨间存在竖直向下的匀强磁场，左侧倾斜导轨间磁感应强度大小为2B，中间和右侧倾斜导轨间磁感应强度大小为B。将长度均为L的导体棒ab、cd放置在倾斜导轨上，距水平面高度均为h。两导体棒同时由静止释放，在下滑过程中始终与导轨垂直并接触良好，一段时间后导体棒cd到达右侧倾斜导轨底端，速度为v。导体棒ab、cd的质量分别为2m和m，电阻分别为2R和R。导轨连接处平滑，导轨电阻不计，重力加速度为g，不考虑磁场的边界效应。下列说法正确的是（ ）
A．导体棒cd到达右侧倾斜导轨底端时，导体棒ab的速度大小为
B．导体棒ab进入水平导轨时，回路中电流大小为
C．两导体棒相距最近时，速度均为0
D．从静止释放到两导体棒相距最近，通过导体棒ab的电荷量为
14．如图所示，两段足够长的光滑平行金属导轨水平放置，导轨左右两部分的间距分别为、；空间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为，质量分别为、的导体杆、均垂直导轨放置，接入电路的电阻分别为、，导轨电阻忽略不计；、两杆同时分别以、的初速度向右运动，总在左边窄导轨上运动，总在右边宽导轨上运动，从开始运动到两杆稳定的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．杆加速度与杆的加速度相同
B．稳定时杆的速度为
C．电路中杆上产生的焦耳热为
D．通过导体杆的某一横截面的电荷量为
15．如图所示，两根足够长且电阻不计的平行光滑倾斜导轨，在M、N两点用绝缘材料平滑连接，M、N等高，两导轨间距为1m，导轨平面与水平面夹角为，其两端分别连接阻值的电阻和电容的电容器，整个装置处于磁感应强度大小为，方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中。导体棒ab、cd质量分别为和，距离MN分别为3m和3.6m，ab的电阻为，cd的电阻不计，ab、cd与导轨垂直且接触良好。开始时电容器的电荷量为零，ab、cd均静止，现将ab释放，同时cd受到一大小，方向垂直cd沿导轨平面向上的力作用，经一段时间后，ab、cd恰好在M、N处发生完全非弹性碰撞。则（ ）
A．第一次碰撞前，ab的速度为
B．第一次碰撞前，cd的速度为
C．第一次碰撞后，ab、cd的速度为，方向沿导轨平面向下
D．ab从释放到第一次碰撞前的这段时间内，其中间时刻速度为
16．如图所示，xOy平面的第一、三象限内以坐标原点O为圆心、半径为的扇形区域充满方向垂直纸面向外的匀强磁场。边长为L的正方形金属框绕其始终在O点的顶点、在xOy平面内以角速度ω顺时针匀速转动，t=0时刻，金属框开始进入第一象限。不考虑自感影响，关于金属框中感应电动势E随时间t变化规律的描述正确的是（ ）
A．在t=0到的过程中，E一直增大
B．在t=0到的过程中，E先增大后减小
C．在t=0到的过程中，E的变化率一直增大
D．在t=0到的过程中，E的变化率先增大后减小
三、实验题
17．图甲为“研究电磁感应现象”的实验装置，部分导线已连接。
(1)用笔画线代替导线将图甲中未完成的电路连接好 。
(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流表的指针向右偏了一下，那么闭合开关后：
①将原线圈迅速插入副线圈的过程中，电流表指针将 （选填“向左偏”“向右偏”或“不偏”）；
②原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向左移动的过程中，电流表指针将 （选填“向左偏”“向右偏”或“不偏”）；
(3)闭合电键电路稳定后，断开电键的瞬间，线圈a和线圈b中电流的磁场方向 （选填“相同”或“相反”）。
(4)某同学第一次将滑动变阻器的触头P从变阻器的左端快速滑到右端，第二次将滑动变阻器的触头P从变阻器的左端慢慢滑到右端，发现电流计指针摆动的幅度大小不同，原因是 。
(5)如图乙所示，R为光敏电阻，其阻值随着光照强度的增大而减小。金属环A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴，并位于其左侧。当光照增强时，从左向右看，金属环A中电流沿 （选填“顺时针”或“逆时针”）方向，金属环A将向 （选填“左”或“右”）运动。
18．小明同学利用如图甲所示装置研究磁铁下落过程中的重力势能与电能之间的相互转化，螺线管的内阻r＝120 Ω，初始时滑动变阻器的滑片位于正中间60 Ω的位置，打开传感器，将质量为m的磁铁置于螺线管正上方静止释放，磁铁上表面为N极。穿过螺线管后掉落到海绵垫上并静止（磁铁下落中受到的电磁阻力远小于磁铁重力，不发生转动），释放点到海绵垫的高度差为h。计算机屏幕上显示出如图乙所示的UI－t曲线。
(1)磁铁穿过螺线管的过程中，产生第二个峰值时线圈中的感应电动势约为 V（保留两位有效数字）。
(2)图像中UI出现前后两个峰值，对此实验过程发现，这两个峰值是磁铁刚进入螺线管内部和刚从内部出来时产生的，对这一现象相关说法正确的是 。
A．磁铁从静止下落到穿过螺线管掉落到海绵垫上的过程中，线圈中的磁通量变化率先增大后减小
B．如果仅将滑动变阻器的滑片从中间向左移动，坐标系中的两个峰值都会减小
C．磁铁在穿过线圈过程中加速度始终小于重力加速度g
D．如果仅略减小h，两个峰值都会减小
(3)在磁铁下降h的过程中，可估算由机械能转化的电能的大小约为 J（保留两位有效数字）。
19．利用如图所示的实验装置能够测量匀强磁场的磁感应强度。多匝矩形线圈可以沿固定的竖直轨道下落，线圈上固定一个挡光片，当挡光片穿过光电门时，线圈底边进入匀强磁场，线圈可从不同高度下落。光电门传感器可以测量线圈的瞬时速度v，电压传感器记录此时的感应电动势E。
(1)要测出感应强度B，还需要测量的物理量有 和 （用物理量名称和相应字母表示）。
(2)磁感应强度 （用题中已知量和测量量的字母表示）。
(3)为了减小偶然误差，多次重复实验，测出多组E和v的数据，然后用图像法处理数据，以E为纵轴、v为横轴建立坐标系，将实验数据在坐标系中描点、画图，得到的图像是一条过原点的直线，测出这条直线的斜率k，磁感应强度 （用题中已知量和测量量的字母表示）。
20．某学习小组在“研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”实验中采用了如图甲所示的实验装置。
(1)实验需用螺旋测微器测量挡光片的宽度d，如图乙所示，d= mm。
(2)在实验中，让小车以不同速度靠近螺线管，记录下光电门挡光时间Δt内感应电动势的平均值E，改变速度多次实验，得到多组数据。这样的实验设计满足了物理实验中常用的“控制变量法”，你认为小车以不同速度靠近螺线管过程中不变的量是（ ）
A．磁通量的变化量 B．磁通量的变化率 C．磁通量
(3)得到多组△t与E的数据之后，若以E为纵坐标、 为横坐标作出图像，发现在误差范围内是过原点的倾斜直线，则得出的结论是：在误差允许的范围内 。
(4)其他条件都不变，若换用匝数更多的线圈做实验，根据实验数据作出图像，其斜率 （选填“增大” “不变”或“减小”）。
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B D C C A C D C A C
题号 11 12 13 14 15 16
答案 D C BD BD BC BC
1．B
【详解】AB．由题分析，可知ab、cd边受到的安培力等大反向，但ad、bc边受到的安培力大小不相等（所处磁场强弱不同）、方向相反，导线框的合安培力水平向左，则导线框在竖直方向做竖直上抛运动，水平方向做减速直线运动，当速度为0时，导线框上升的高度
a点的纵坐标
解得y=1.6 m，
故A错误，B正确；
C．由功能关系可知，导线框产生的焦耳热等于导线框克服安培力做的功，水平方向的合力就是安培力，由功能关系可知产生的焦耳热
解得Q=1.8 J
故C错误；
D．当速度为0时，导线框已经运动的时间
t0之后导线框做自由落体运动，回路中没有感应电流，速度大小
解得v=1 m/s
故D错误。
故选B。
2．D
【详解】A．由楞次定律可知，线框向左运动，线框在磁场中的面积逐渐减小，且产生反向的电动势，故其感应电流发生改变，故A 错误；
B．由动能定理可知，安培力对线框做的功就等于线框动能的变化量，由于线框初始状态的动能为零，故安培力做的功等于线框离开磁场时的动能，故B错误；
C．线框运动前磁通量为
穿出磁场后，磁通量为0，则磁通量变化量为
故C错误；
D．n匝线框在t=0时刻产生的感应电动势为
n匝线框的总电阻为R=4nlr
总质量为nm，线框中的感应电流为
线框受到的安培力为
则有F=nma
解得
与匝数n无关，故D正确。
故选D。
3．C
【详解】线框进入磁场区域过程中，根据楞次定律可知，线框中的感应电流方向为逆时针，且线框切割磁感线的有效长度随时间均匀增加；当线框的顶点c开始离开磁场区域时，线框的ab边未进入磁场区域，线框切割磁感线的有效长度不变；当ab边进入磁场瞬间，线框切割磁感线的有效长度不为0，ab边离开磁场区域的过程中，线框中的感应电流方向为顺时针，线框切割磁感线的有效长度均匀增加。
故选C。
4．C
【详解】A．由右手定则可知，导体棒ab向右运动时，b端电势低于a端，故A错误；
B．导体棒ab向右运动时，螺线管中的电流从M流向N，由安培定则可知螺线管内产生的磁场方向由N指向M，故B错误；
C．穿过金属圆环的磁感线向左，当ab向右做加速运动，感应电动势增大，则感应电流增大，螺线管产生的磁场增强，穿过金属圆环的磁通量增加，由楞次定律可知，从右侧观察，金属圆环产生逆时针方向的感应电流，故C正确；
D．根据金属圆环和螺线管中的电流方向，金属圆环的右侧等效为磁铁的N极，螺线管的M端等效为磁铁的N极，所以金属圆环向左摆动，故D错误。
故选C。
5．A
【详解】0~1s内磁场方向向里且均匀减小，由楞次定律可得线圈中产生顺时针方向的感应电流，由公式
可知产生的感应电动势恒定，由，可知电流恒定；
由于可知，磁感应强度均匀减小，则线框的边受到的安培力F均匀减小，由左手定则可知安培力方向水平向左，为正值。
1~3s内磁场方向向外且均匀增大，由楞次定律可得线圈中产生顺时针方向的感应电流，感应电动势恒定，电流恒定，则根据安培力公式可知，随着磁感应强度均匀增大，安培力均匀增大，由左手定则可知安培力方向水平向右，为负值。
3~5s内磁场方向向外且均匀减小，由楞次定律可得线圈中产生逆时针方向的感应电流，感应电动势恒定，电流恒定，则根据安培力公式可知，随着磁感应强度均匀减小，安培力均匀减小，由左手定则可知安培力方向水平向左，为正值。
5~6s内磁场方向向里且均匀增大，由楞次定律可得线圈中产生逆时针方向的感应电流，感应电动势恒定，电流恒定，则根据安培力公式可知，随着磁感应强度均匀增大，安培力均匀增大，由左手定则可知安培力方向水平向右，为负值。
故选A。
6．C
【详解】A．开始时金属框产生感应电动势大小为，感应电流沿顺时针方向，大小为
其所受安培力大小为
则加速度大小为
故A错误；
B．开始时导体棒所受安培力方向向左，大小也为，但导体棒静止不动，受力平衡，则挡板给导体棒的作用力大小为，方向水平向右，故B错误；
C．金属框从开始运动到静止，由动量定理，有
而金属框总位移
得
设总共用时为，则通过金属棒的电荷量为
故C正确；
D．由能量守恒定律可知，金属框从开始运动到静止过程中，系统产生的总热量为
二者电阻相等，则金属棒上产生的热量为
故D错误。
故选C。
7．D
【详解】AB．一无限长通电直导线产生的磁场是非匀强磁场，最初导体圆环的运动方向与直导线成30°角，可将初速度沿平行于直导线和垂直于直导线的方向分解，沿导线方向做匀速直线运动，由于电磁感应，导体圆环中产生感应电流，安培力的方向与导体圆环垂直于导线的运动方向相反，最终沿平行直导线的方向匀速运动，这个方向上速度减小，则导体圆环感应电流减小，则所受安培力减小，这个方向做加速度减小的减速运动，根据运动的合成可知导体圆环做速度逐渐减小的曲线运动，距导线的距离一直增大，故AB错误；
C．沿着导线方向的分速度
由能量守恒定律得导体圆环产生的电能为
解得
故C错误；
D．垂直导线方向的分速度
垂直导线方向，根据动量定理
联立可得导体圆环受到安培力的冲量最大为
故D正确。
故选D。
8．C
【详解】A．根据右手定则可知，线框内的电流方向为逆时针，故A错误；
B．在时刻，线框内的电流达到最大值，则线框内的电流为
故B错误；
C．在时刻，切割磁感线的有效长度为
所以线框内的电流为
故C正确；
D．线框进入磁场的整个过程中，通过线框某一横截面的电荷量为
故D错误。
故选C。
9．A
【详解】AD．金属棒向右匀速运动，则金属棒不受安培力，回路中电流为0，磁通量一定不变，故A正确，D错误；
BC．由于磁通量不变，则有
解得
故BC错误；
故选A。
10．C
【详解】A．由楞次定律可知，磁场增强，磁通量变大，铜线圈面积有缩小趋势，故A错误；
BC．由电磁感应定律
可知磁感应强度变化率越大，电动势越大，故B错误，C正确；
D．因为磁场是变化的，当身份证静止不动时，线圈中的磁通量也会变化，也会有感应电流，故D错误。
故选C。
11．D
【详解】把金属棒和小物块作为一个整体来研究，设经过非常短的时间，金属棒和小物块的速度变化量为，对整体运用动量定理有：
其中：
整理可得：（定值）
金属棒做匀加速直线运动。
故选D。
12．C
【详解】A．直导线在半圆面处的磁场垂直向外，铜环在半圆面左侧下滑过程，磁场增强，由楞次定律可知，感应电流沿顺时针方向，故A错误；
B．由直导线磁场特点可知，同一水平面处的磁场强弱相同，当铜环经过最低点时，速度沿水平方向，铜环内的磁通量变化率为零，感应电流为零，故B错误；
C．设铜环质量为m，则铜环第一次从a到b过程，减少的机械能等于
故产生的焦耳热为
铜环在竖直方向上的速度越大，磁通量变化越快，产生的感应电流越大，从而产生的焦耳热越多，消耗的机械能越多；当铜环从b返回左侧时，在同一高度处的速度比从a到b过程小，产生的焦耳热较少，故消耗的机械能较少，即小
所以
故返回左侧最高点时与右侧最高点的高度差小于，则铜环第一次返回左侧至最高点时与a点的高度差小于，故C正确；
D．当铜环沿轨道下滑时，根据对称性可知，铜环左右两侧受到的安培力大小相等、方向相反，而铜环下半部分受到的安培力（向上）要大于上半部分受到的安培力（向下），故铜环受到的安培力竖直向上，同理可知，当铜环沿轨道上滑时，受到的安培力竖直向下，故铜环沿半圆面运动过程，铜环受到安培力的方向与铜环中心的运动方向不会相反，故D错误。
故选C。
13．BD
【详解】A．设回路中电流为I，导体棒ab、cd的加速度大小分别为，由牛顿第二定律可得
可知，任意时刻，则任意时刻两导体棒 速度大小都相等。两导体棒释放位置距水平面高度相同，所以当导体棒cd到达右侧倾斜导轨底端时， 导体棒ab也恰好到达左侧倾斜导轨底端，速度大小也是v，故A错误；
B．导体棒ab进入水平导轨时，两导体棒产生的总电动势
则回路中电流大小
故B 正确；
C．当两导体棒都进入水平导轨后，由于系统所受合外力为零（水平方向不受外力），系统动量守恒，设两导体棒相距最近时共同速度为，以向右为正方向，根据动量守恒定律
解得
故C 错误；
D．导体棒ab从静止释放到进入水平导轨过程，根据，，，
可得
从两导体棒都进入水平导轨到相距最近过程，根据动量定理（对ab棒）
又
联立可得
所以从静止释放到两导体棒相距最近，通过导体棒ab的电荷量
故D正确。
故选BD
14．BD
【详解】A．感应电流大小相等，根据牛顿第二定律有，
可知，加速度大小相等，根据右手定则可知，从上往下看，感应电流方向沿顺时针方向，根据左手定则可知，a受到的安培力方向向右，b受到的安培力方向向左，安培力方向相反，则加速度方向相反，可知，杆加速度与杆的加速度不相同，故A错误；
B．稳定时，感应电流为0，回路总的感应电动势为0，则有
对a杆，根据动量定理有
对b杆，根据动量定理有
解得，
故B正确；
D．根据电流的定义式有
结合上述解得
故D正确；
C．回路产生的总的焦耳热
电路中杆上产生的焦耳热
解得
故C错误。
故选BD。
15．BC
【详解】B．对cd有
又
则有
解得
第一次碰撞前有
代入数值解得
B正确；
A．从开始运动到第一次碰撞的的时间
碰前过程对ab有
ab的受到的安培力
则有
即
代入数值解得
A错误；
C．ab、cd恰好在M、N处发生完全非弹性碰撞，则有
解得，方向沿导轨向下。
C正确；
D． ab从释放到第一次碰撞前的这段时间内，不是匀变速运动，因此其中间时刻速度不等于。
D错误。
故选BC。
16．BC
【详解】AB．在到的过程中，如图甲所示，导线切割磁场的长度为
所以导线切割磁场产生的电动势为
甲 乙
在到的过程中，如图乙所示，导线切割磁场的长度为
所以导线切割磁场产生的电动势为
同理，在到的过程中，导线切割磁场的长度为
所以导线切割磁场产生的电动势为
在到的过程中，导线切割磁场的长度为
所以导线切割磁场产生的电动势为
故在t=0到的过程中，E先增大后减小，故在到的过程中，E先增大后减小，故A错误，B正确；
C．据前分析，在t=0到的过程中，，E的变化率
所以E的变化率一直增大；故C正确；
D．根据A答案分析得到的式子，结合C答案分析，在t=0到的过程中，E的变化率先增大后减小，然后再增大，最后再减小，故D错误。
故选BC。
17．(1)
(2) 向右偏 向右偏
(3)相同
(4)磁通量变化率不同
(5) 逆时针 左
【详解】（1）连接好的电路如图所示
（2）[1][2]闭合开关时、闭合开关后将原线圈迅速插入副线圈的过程中、原线圈插入副线圈后将滑动变阻器滑片迅速向左移动的过程中，穿过副线圈的磁通量都增大且磁场方向相同，感应电流方向相同，所以闭合开关后将原线圈迅速插入副线圈的过程中和原线圈插入副线圈后将滑动变阻器滑片迅速向左移动的过程中，电流表指针均向右偏。
（3）闭合电键电路稳定后，断开电键的瞬间，穿过线圈b的磁通量减小，根据楞次定律可知，线圈a和线圈b中电流的磁场方向相同。
（4）两种情况下磁通量变化率不同，根据法拉第电磁感应定律可知，感应电流大小不同。
（5）[1][2]由图可知，当光照增强时，长直螺线管中的电流增大且由左向右看沿顺时针方向，长直螺线管中的电流在A环中产生的磁场向右且穿过A环的磁通量增大，根据楞次定律，感应电流的磁场方向与原电流磁场方向相反，所以金属环A中电流沿逆时针方向，且金属环A将向左运动以阻碍磁通量增大。
18．(1)1.8
(2)BD
(3)（均可）
【详解】（1）由UI－t曲线可知，产生第一峰值时滑动变阻器功率为
线圈输出功率表达式为
根据闭合电路欧姆定律得
其中
、
联立解得
E=1.8V
（2）A．由UI－t曲线可知，产生的感应电动势先增大后减小，再增大再减小，因此线圈中的磁通量的变化率先增大后减小，再增大再减小，A错误；
B．根据闭合电路欧姆定律可知，当外电阻等于内电阻时，电源的输出功率最大，本题中滑动变阻器的最大阻值与内阻相等，因此滑片从中间向左滑动时，两个峰值都会减小，B正确；
C．当磁铁全部在线圈中时，磁通量的变化率为零，此时的感应电流为零，只受重力，加速度等于g，C错误；
D．如果仅略减小h，磁铁进入线圈的速度减小，导致线圈中磁通量的变化率减小，因此两个峰值都会减小，D正确。
故选BD。
（3）根据UI－t图像的物理意义可知，图像与横轴围成面积大小等于下落过程中电源输出的电能，图像与横轴围成的面积可由图像与横轴围成的虚线小方框的个数乘以每个小方框的面积求得，则由图像可得在磁铁下降h的过程中电源输出的电能
则由机械能转化的总电能为
（均可）
19．(1) 线圈的匝数N 线圈底边长L
(2)
(3)
【详解】（1）[1][2]根据
要测出感应强度B，还需要测量的物理量有线圈的匝数N和线圈底边长L。
（2）磁感应强度
（3）根据
则E-v图像的斜率为
可得
20．(1)5.661/5.662/5.663
(2)A
(3)感应电动势与磁通量变化率成正比（或者在磁通量变化量相同的情况下，感应电动势与时间成反比）。
(4)增大
【详解】（1）用螺旋测微器测量挡光片的宽度d=5.5mm+0.01mm×16.2=5.662mm
（2）小车以不同速度靠近螺线管的过程中，磁铁与线圈之间的相对位置的改变量一样，穿过线圈的磁通量的变化量相同，故A正确，BC错误。
故选A。
（3）根据
线圈匝数和磁通量变化量一定，若发现在误差范围内是过原点的倾斜直线，则得出的结论是：在误差允许的范围内，感应电动势与磁通量变化率成正比（或者在磁通量变化量相同的情况下，感应电动势与时间成反比）。
（4）根据
其他条件都不变，若换用匝数更多的线圈做实验，根据实验数据作出图像，其斜率变大。
