《2025年高中同步单元滚动强化卷高中物理选择性必修第二册人教版》

12. (7分)在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中，所需的实验器材部分已用导线连接成如图13所示的实验电路。
(1)用笔画线代替导线把电路连接完整。
(2)将线圈A插入线圈B中，闭合开关S的瞬间，线圈B中感应电流与线圈A中电流的绕行方向相反(填“相同”或“相反”)。
(3)设想使一线圈中电流逆时针流动，另一线圈中感应电流顺时针流动，下列实验操作可行的是BC(填字母)。
A. 抽出线圈A
B. 插入软铁棒
C. 使滑动变阻器滑片P右移
D. 断开开关

答案：
12.解析:
(1)电路图如答图16所示。
　　　　　　　
(2)将线圈A插入线圈B中，闭合开关S的瞬间，穿过线圈B的磁通量变大，由楞次定律可得，线圈B中感应电流与线圈A中电流的绕行方向相反。
(3)使一线圈中电流逆时针流动，另一线圈中感应电流顺时针流动，则穿过副线圈的磁通量应该增大，故选B、C。
答案:
(1)见答图16　
(2)相反　
(3)BC

13. (8分)如图14所示，在探究法拉第电磁感应现象的实验中，电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电表及开关已部分连接。

(1)请使用两根导线，将电路补充完整。
(2)此实验中使用的电表是A(填字母)。
A. 灵敏电流计
B. 倍率适宜的欧姆表
(3)(多选)在实验时，如果线圈B两端不接任何元件，则线圈B中将BD(填字母)。
A. 因电路不闭合，无电磁感应现象
B. 有电磁感应现象，但无感应电流，只有感应电动势
C. 不能用楞次定律判断感应电动势方向
D. 可以用楞次定律判断感应电动势方向
(4)(多选)如图15所示，若线圈B中产生顺时针方向的感应电流，可能是因为AB(填字母)。
A. 线圈A通入顺时针方向的电流，且正从线圈B中取出
B. 线圈A通入顺时针方向的电流，且其中的铁芯正被取出
C. 线圈A通入顺时针方向的电流，且正将滑动变阻器的阻值调小
D. 线圈A通入逆时针方向的电流，且正在断开电源

答案：
13.解析:
(1)电池组、开关、滑动变阻器、带铁芯的线圈A组成回路，线圈A中可产生强弱能够改变的磁场；线圈B与电表组成回路，电表的偏转情况说明线圈B中是否产生感应电流。电路图如答图17所示。
　　　　　
(2)电表用来判断感应电流是否产生，所以电表应是灵敏电流计，不是欧姆表，故A项正确，B项错误。
(3)线圈B两端不接任何元件，电路不闭合，当线圈B中磁通量变化时，电路无感应电流，有感应电动势，故A项错误，B项正确。不管电路是否闭合，都可以用楞次定律判断感应电动势方向，故C项错误，D项正确。
(4)线圈A通入顺时针方向的电流，且正从线圈B中取出，线圈A产生的磁场垂直于纸面向里，线圈B中磁通量是向里地减小，线圈B中感应电流的磁场方向向里，线圈B中感应电流方向为沿顺时针方向，故A项正确。线圈A通入顺时针方向的电流，且其中的铁芯正被取出，线圈A产生的磁场垂直于纸面向里，线圈B中磁通量是向里地减小，则线圈B中感应电流的磁场方向向里，线圈B中感应电流的方向为沿顺时针方向，故B项正确。线圈A通入顺时针方向的电流，线圈A产生的磁场垂直于纸面向里，正将滑动变阻器的阻值调小，线圈A产生的磁场变强，线圈B中磁通量是向里地增大，则线圈B中感应电流磁场的方向向外，线圈B中感应电流的方向为沿逆时针方向，故C项错误。线圈A通入逆时针方向的电流，且正在断开电源，线圈A产生的磁场垂直于纸面向外，线圈B中磁通量是向外地减小，则线圈B中感应电流磁场的方向向外，线圈B中感应电流的方向为沿逆时针方向，故D项错误。
答案:
(1)见答图17　
(2)A　
(3)BD　
(4)AB

14. (10分)(2025·许昌模拟)如图16所示，正方形金属线圈通过一根不可伸长的绝缘轻绳悬挂在天花板上，已知线圈匝数n = 100，边长l = 40 cm，质量m = 0.2 kg，电阻R = 2 Ω。线圈中线OO'上方有垂直线圈平面向外的匀强磁场，磁感应强度B₀ = 0.1 T。t = 0时刻开始磁场均匀增加、磁感应强度变化率$\frac{\Delta B}{\Delta t}$ = 0.1 T/s，重力加速度大小取g = 10 m/s²，求：
(1)前5 s内线圈产生的焦耳热；
(2)t = 5 s时轻绳的拉力大小。

答案： 14.解析:
(1)根据法拉第电磁感应定律可得$E = n\frac{\Delta\Phi}{\Delta t} = n\frac{\Delta B}{\Delta t} · \frac{1}{2}l^{2} = 0.8\ V$，感应电流的大小为$I = \frac{E}{R} = 0.4\ A$，前$5\ s$内线圈产生的焦耳热$Q = I^{2}Rt = 1.6\ J$。
(2)根据楞次定律和左手定则可知，线框受到竖直向下的安培力，则$T = nBIl + mg$，$B = B_{0} + \frac{\Delta B}{\Delta t}t$，联立解得$T = 11.6\ N$。
答案:
(1)$1.6\ J$　
(2)$11.6\ N$