曲靖市七中高中物理选修二第二章《电磁感应》经典练习(含答案解析)

一、选择题
1．如图甲是磁电式表头的结构示意图，其中线圈是绕在一个与指针、转轴固连的铝框骨架（图中未指出）上，关于图示软铁、螺旋弹簧、铝框和通电效果，下列表述中正确的是（）
A．线圈带动指针转动时，通电电流越大，安培力越大，螺旋弹簧形变也越大
B．与蹄形磁铁相连的软铁叫做极靴，其作用是使得磁极之间产生稳定的匀强磁场
C．铝框的作用是为了利用涡流，起电磁驱动作用，让指针快速指向稳定的平衡位置D．乙图中电流方向a垂直纸面向外，b垂直纸面向内，线框将逆时针转动。

2．如图所示，L是自感系数很大的线圈，但其自身的电阻几乎为零。

A和B是两个完全相同的小灯泡。

下列说法正确的是（）
A．闭合开关S后，A灯亮，B灯不亮
B．闭合开关S后，A灯亮，B灯慢慢变亮
C．开关S闭合电路稳定后，在突然断开的瞬间，A、B灯都闪亮一下
D．开关S闭合电路稳定后，在突然断开的瞬间，A灯立即熄灭、B灯闪亮一下再熄灭3．如图所示，P、Q是两个完全相同的灯泡，L是电阻为零的纯电路，且自感系数L很大，C是电容较大且不漏电的电容器，下列判断正确的是（）
A．S闭合，P灯逐渐变亮，Q灯逐渐变暗
B．S闭合，P灯、Q灯同时亮，然后P灯变暗，Q灯亮度不变
C．S闭合，电路稳定后，S再断开时，P灯突然亮一下，然后熄灭，Q灯立即熄灭
D．S闭合，电路稳定后，S再断开时，P灯突然亮一下，然后熄灭，Q灯逐渐熄灭
4．如图所示，两条光滑金属导轨平行固定在斜面上，导轨所在区域存在垂直于斜面向上的
t 时，一导体棒由静止开始沿导轨下滑，下滑过程中匀强磁场，导轨上端连接一电阻。

0
导体棒与导轨接触良好，且始终与导轨垂直。

不计导轨电阻，则导体棒下滑过程受到的安培力F、位移x、速度v、通过电阻的电流i随时间t变化的关系图中，可能正确的是
（）
A．B．
C．D．
5．如图所示，两个灯泡L1、L2的电阻相等，电感线圈L的电阻可忽略，开关S从断开状态突然闭合，稳定之后再断开，下列说法正确的是（）
A．闭合开关之后L1立刻变亮、L2逐渐变亮，然后L1、L2逐渐变暗
B．闭合开关之后L1、L2同时变亮，然后L1逐渐变亮，L2逐渐变暗
C．断开开关之后L1立即熄灭、L2逐渐变暗
D．断开开关之后L1逐渐变暗，L2闪亮一下再熄灭
6．如图所示，在平行于水平地面的有理想边界的匀强磁场上方，有三个大小相同的正方形线框，线框平面与磁场方向垂直。

三个线框是用相同的金属材料制成的，A线框有一个缺口，B、C线相都闭合，但B线框导线的横截面积比C线框大。

现将三个线框从同一高度由静止开始问时释放，下列关于它们落地时间的说法正确的是（）
A．A线框最先落地，B、C整个过程中产生的焦耳热相等
B．C线框在B线框之后落地
C．B线框在C线框之后落地
D．B线框和C线框在A线框之后同时落地
7．如图所示，导体棒ab在匀强磁场中沿金属导轨向右加速运动，c为铜制圆线圈，线圈平面与螺线管中轴线垂直，圆心在螺线管中轴线上，则（）
A．导体棒ab中的电流由b流向a B．螺线管内部的磁场方向向左
C．铜制圆线圈c被螺线管吸引D．铜制圆线圈c有收缩的趋势
8．某电磁弹射装置的简化模型如图所示，线圈固定在水平放置的光滑绝缘杆上，将金属环放在线圈左侧。

闭合开关时金属环被弹射出去，若（）
A．从右向左看，金属环中感应电流沿顺时针方向
B．将电源正负极调换，闭合开关时金属环将向右运动
C．将金属环放置在线圈右侧，闭合开关时金属环将向右运动
D．金属环不闭合，则闭合开关时金属环不会产生感应电动势
9．如图甲所示，螺线管匝数n＝2000匝、横截面积S＝25 cm2，螺线管导线电阻r＝0.25 Ω，在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B1按如图乙所示的规律变化。

质量为m的正方形金属框abcd置于竖直平面内，其边长为L＝0.2m，每边电阻均为R＝1Ω。

线框
的两顶点a、b通过细导线与螺线管相连。

磁感应强度大小B2＝1T的匀强磁场方向垂直金属框abcd向里，闭合开关S，金属框恰好处于静止状态。

不计其余电阻和细导线对a、b 点的作用力，g取10m/s2，则（）
A．流过金属框ab边的电流为2A B．正方形金属框abcd的质量为0.04 kg
C．0～2s内，整个电路消耗的电能为4J D．ab边所受的安培力大小为cd边的1 3
10．如图所示电路中，L是一个自感系数较大的线圈（直流电阻可忽略不计），A、B是两个完全相同的灯泡，则以下说法错误的是（）
A．合上S时，A的亮度大，B的亮度小
B．合上S时，A、B同时亮
C．合上S后，A变亮，B逐渐熄灭
D．电路接通稳定后，断开S时，A立即熄灭，B闪亮后再熄灭
11．如图所示，导线圈Q放置在水平桌面上，其上放有一螺线管P，右侧线框内匀强磁场垂直纸面向里，磁感应强度大小为B。

若线圈Q对桌面的压力减小，则磁感应强度B随时间变化图像可能是（）
A．B．
C．
D．
12．如图所示，MN和PQ是两根互相平行竖直放置的光滑金属导轨，已知导轨足够长，且电阻不计，ab是一根与导轨垂直且始终与导轨接触良好的金属杆，开始时，将开关S断开，让杆ab由静止开始自由下落，过段时间后，再将S闭合，若从S闭合开始计时，则金属杆ab的速度v随时间t变化的图象不可能是（）
A．B．
C．D．
13．一质量为m，电阻为R的长方形（长为a，宽为b）的金属线框，放在光滑的水平面上，磁感应强度为B的匀强磁场垂直水平面向下，磁场只存在虚线左侧，其俯视图如图所示。

线框在水平恒力F的作用下，静止开始向右运动，直到完全出磁场区域，以下说法正确的是（）
A．感应电流方向为逆时针B．线框可能匀加速出磁场
C．若线框匀速出磁场，则产生的焦耳热为Fa D．若线框匀速出磁场，则拉力F的功率可能
为P=
2
2 F R B a
14．在磁感应强度为B的匀强磁场中，有半径为r的光滑半圆形导体框架，Oc为一能绕O 在框架上滑动的导体棒，Oa之间连一电阻R，导体框架与导体棒的电阻均不计，施加外力使Oc以角速度逆时针匀速转动，则（）
A．通过电阻R的电流方向由a经R到O
B．导体棒O端电势低于c端的电势
C．外力做功的功率为
224 4
B r
R ω
D．回路中的感应电流大小为0
15．如图所示，蹄形磁铁的磁极之间放置一个装有导电液体的玻璃器皿，器皿中心和边缘分别固定一个圆柱形电极和一个圆形环电极，两电极间液体的等效电阻为R=0.10Ω。

在左边的供电电路中，电源的电动势E=1.5V，内阻r=0.40Ω，伏特表为理想电表，滑动变阻器R0的最大阻值为0.40Ω。

开关S闭合后，液体流速趋于稳定时，下列说法正确的是
（）
A．由上往下看，液体顺时针转动
B．当00.30Ω
R=时，电源输出功率最大
C．当00
R=时，伏特表的示数为0.30V
D．当00.30Ω
R=时，电源的效率大于50%
二、填空题
16．如图，铁质齿轮P可绕其水平轴O转动，其右端有一带线圈的条形磁铁，G是一个电流计，当P转动，铁齿靠近磁铁时铁齿被磁化，通过线圈的磁通量_____，线圈中就会产生感应电流。

当P从图示位置开始转到下一个铁齿正对磁铁的过程中，通过G的感应电流的方向是______。

17．如图甲、乙、丙所示，边长为a 的等边三角形区域内有匀强磁场，磁感应强度B 的方向垂直纸面向外。

边长为a 的等边三角形导体框架EFG ，在0t =时恰好与磁场区域的边界重合，而后以周期T 绕其中心沿顺时针方向匀速旋转，于是在框架EFG 中有感应电流。

规定电流按E →F →G →E 方向流动时电流强度取正，反向流动时取负。

设框架EFG 的总电阻为
R ，则从0t =到16T t =
时间内平均电流强度I 1=_______；从0t =到22
T t =时间内平均电流强度I 2=_______。

18．匀强磁场中有一半径为0.2m 的圆形闭合线圈，线圈平面与磁场垂直。

已知线圈共50匝，其阻值为2Ω。

匀强磁场磁感应强度B 在0~1s 内从零均匀变化到0.2 T ，在1~5 s 内从0.2 T 均匀变化到 -0.2 T 。

则0.5s 时该线圈内感应电动势的大小E ＝_________V ；在1~5s 内通过线圈的电荷量q ＝_________C 。

19．朝北的钢窗由两扇窗组成，每扇窗是由一个矩形金属框和一大块玻璃做成.现将右边的窗突然向外推开90°，此过程中窗框内的感应电流方向从里面往外看是沿______时针方向的.若将左边的窗突然向外推开90°，此过程中窗框内的感应电流方向从里面往外看是沿______时针方向的.（均选填“顺”或“逆”）
20．如图所示，当滑动变阻器R 的滑片P 向右移动时，流过电阻R '的电流方向是______________.
21．如图所示，一矩形线圈与长直通电导线在同一平面内，且长直导线位于线圈的正中间的右侧，现使导线中的电流增大，则矩形线圈中产生的感应电流方向为______，导线框所受的磁场力的方向为_________.
22．如图所示，两金属棒ab、cd放在磁场中，并组成闭合电路，当棒ab向左运动时，棒cd受到向下的磁场力，则Ⅰ是_________极，Ⅱ是_________极．
23．半径为r、电阻为R的n匝圆形线圈在边长为l的正方形abcd外，匀强磁场充满并垂直穿过该正方形区域，如下图甲所示．当磁场随时间的变化规律如图乙所示时，则穿过圆形线圈磁通量的变化率为________，t0时刻线圈产生的感应电流为________．
24．如图所示，在光滑水平面上的虚线左侧有垂直于纸面向里的匀强磁场，右侧是无磁场空间．将两个大小相同的铜质矩形闭合线框由图示位置以同样的速度v向右完全拉出匀强磁场．已知制作这两只线框的铜质导线的横截面积之比是1：2．则拉出过程中通过导线某一横截面的电荷量之比是_______，线框中产生的电热之比为_______．
25．如图所示，通有恒定电流的螺线管竖直放置，铜环A沿螺线管的轴线加速下落，在下落过程中，环面始终保持水平，铜环先后经过轴线上的1、2、3位置时的加速度分别为
a1、a2、a3，位置2处于螺线管的中心，位置1、3与位置2等距离，则a1、a2、a3的大小关系是_________.(假设铜环始终在加速)
26．如图甲所示，x轴沿水平方向，有一用钕铁硼材料制成的圆柱形强磁体M，其圆形端面分别为N极和S极，磁体的对称中心置于x轴的原点O．现有一圆柱形线圈C从原点O 左侧较远处开始沿x轴正方向做匀速直线运动，圆形线圈的中心轴始终与x轴重合，且其圆面始终与x轴垂直，在线圈两端接一阻值R=500 Ω的定值电阻．现用两个传感器，一个测得通过圆环的磁通量随圆环位置的变化图象，如图乙所示，另一个测得R两端的电压随时间变化的图象，如图丙所示．已知在乙图像的图线上x=6 mm的点的切线斜率最大，丙图中6 ms时刻到10 ms时刻之间的图线是直线．则圆形线圈做匀速直线运动的速度大小是_________m/s，6 ms至8 ms期间流过电阻R的电荷量是______C．
三、解答题
27．纸平面内有个半径为r的圆形导体，电阻为R，圆形区域内存在垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，金属棒AB长2r、电阻R、质量m，从圆环的上端无初速的释放，下落过程中AB始终水平且与圆环接触良好、无摩擦。

已知金属棒AB下落到圆心O处时速度大小为v，重力加速度为g。

求：
(1)下落到圆心O过程中产生的电热；
(2)AB棒下落到圆心O处时的加速度；
(3)有人用
N
q
R
ϕ
∆
=求得流过的电量为
2π
5
Br
q
R
=。

对不对？如果对，请写出
N
q
R
ϕ
∆
=
的推导过程；如果不对，请说明理由。

28．如图所示，MN 、PQ 为固定的平行光滑导轨，间距L =0.1m ，电阻不计，与水平地面成30°，N 、Q 间接电阻R 1=12Ω，M 、P 端与电池和开关连接，电池内阻不计。

匀强磁场方向垂直导轨平面向上，磁感强度B =1T 。

现将质量m =0.01kg ，电阻R 2=12Ω的金属棒ab 置于导轨上，并保持水平。

（1）接通S ，ab 棒恰好静止不动，求电池的电动势；
（2）若某时刻断开S ，求ab 棒的最大速度。

（设导轨足够长）
29．如图甲所示，一个匝数200n =匝，面积210.6m S =，电阻4Ωr =的圆形线圈与阻值
6ΩR =的电阻连成闭合回路。

在线圈中存在面积220.4m S =垂直线圈平面指向纸外的匀强磁场区域，磁感应强度B 随时间t 变化的关系如图乙所示。

问：
(1)感应电流的方向是顺时针还是逆时针？
(2)a 、b 哪点的电势高？
(3)ab 间的电压是多大？
30．如图所示，固定在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为L ，其左端接有阻值为R 的电阻，整个装置处在竖直向上、磁感应强度大小为B 的匀强磁场中。

一质量为m 的导体杆ab 垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触。

现杆在水平向右、垂直于杆的恒力F 作用下从静止开始沿导轨运动距离d 时，速度恰好达到稳定状态（运动过程中杆始终与导轨保持垂直）。

设杆接入电路的电阻为r ，导轨电阻不计，不计一切摩擦。

试求：
(1)导体杆达到稳定状态时，ab 杆的速度大小；
(2)导体杆从静止开始沿导轨运动距离d 的过程中电阻R 产生的热量。