人教版高中物理选修3-2第四章 电磁感应 单元测试 1.docx
人教版高中物理选修3-2《电磁感应》单元检测试题.docx
高中物理学习材料唐玲收集整理《电磁感应》单元检测试题一、不定项选择题(共48分,每题4分)1.关于穿过线圈的磁通量,下面说法正确的是()A.线圈所在位置磁感应强度越大,穿过线圈的磁通量一定越大B.线圈在磁场中的面积越大,则穿过线圈的磁通量一定越大C.磁感应强度越大,线圈面积越大,穿过线圈的磁通量一定越大D.磁感应强度越大,线圈面积越大,穿过线圈的磁通量可以是0【解析】A. C. 根据磁通量的计算公式Φ=BSsinθ,可知影响磁通量大小的因素有磁感强度和面积的大小,还与线圈跟磁场方向的夹角有关,磁感应强度越大的地方,穿过线圈的磁通量故一定越大,故A错误,C错误;B. 根据磁通量的定义,穿过线圈的磁感线条数越多,则磁通量越大,故B正确;D. 穿过线圈的磁通量为零,该处的磁感应强度不一定为零,可能是由于线圈平面与磁场平行,故D错误。
故选B。
2.关于感应电流和感应电动势,下面说法中正确的是()A.穿过回路的磁通量发生变化时,一定产生感应电流B.穿过回路的磁通量发生变化时,一定产生感应电动势C.穿过回路的磁通量变化越大,则感应电动势一定越大D.穿过回路的磁通量变化越快,则感应电动势一定越大【解析】AB.穿过回路中的磁通量发生变化时,就一定有感应电动势,不一定有感应电流产生,故A错误,B正确。
C. 根据法拉第电磁感应定律则知:感应电动势的大小与磁通量变化率成正比,与磁通量没有直接关系,所以磁通量越大,感应电动势不一定越大;而磁通量变化越快,磁通量变化率就越大,则闭合电路中感应电动势越大,故C错误;D. 穿过线圈的磁通量为零,但磁通量的变化率不为零,则感应电动势不一定为零,故D错误。
故选B。
3.如图所示,线圈M和线圈P绕在同一铁芯上.设两个线圈中的电流方向与图中所标的电流方向相同时为正.当M中通入下列哪种电流时,在线圈P中能产生正方向的恒定感应电流()【解析】A. 线圈M中的电流均匀增加,则磁场均匀增加,产生的磁场通过线圈P,根据E=N△BS/△t,知线圈P中产生恒定的电流,根据楞次定律,在P中产生的感应电流方向与图示电流方向相反,故A错误;B. 线圈M中电流不变,在线圈P中产生恒定的磁场,不产生感应电流,故B错误;C. 线圈M中的电流不是均匀变化的,则产生的磁场也不均匀变化,根据法拉第电磁感应定律,在线圈P 中产生变化的电流,故C错误;D. 线圈M中的电流均匀减小,则磁场均匀减小,产生的磁场通过线圈P,根据E=N△BS/△t,知线圈P 中产生恒定的电流,根据楞次定律,在P中产生的感应电流方向与图示电流方向相同,故D正确。
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第四章《电磁感应》单元测试题一、单选题(每小题只有一个正确答案)1.关于自感现象,下列说法中正确的是()A.自感现象是线圈自身的电流变化而引起的电磁感应现象B.自感电动势总是阻止原电流的变化C.自感电动势的方向总与原电流方向相反D.自感电动势的方向总与原电流方向相同2.如图所示,在正方形线圈的内部有一条形磁铁,线圈与磁铁在同一平面内,两者有共同的中心轴线OO′,关于线圈中产生感应电流的下列说法中,正确的是()A.当磁铁向纸面外平移时,线圈中产生感应电流B.当磁铁向上平移时,线圈中产生感应电流C.当磁铁向下平移时,线圈中产生感应电流D.当磁铁N极向纸外,S极向纸里绕OO′轴转动时,线圈中产生感应电流3.如图所示,通电螺线管水平固定,OO′为其轴线,a、b、c三点在该轴线上,在这三点处各放一个完全相同的小圆环,且各圆环平面垂直于OO′轴.则关于这三点的磁感应强度Ba、Bb、Bc的大小关系及穿过三个小圆环的磁通量Φa、Φb、Φc的大小关系,下列判断正确的是()A.Ba=Bb=Bc,Φa=Φb=ΦcB.Ba>Bb>Bc,Φa<Φb<ΦcC.Ba>Bb>Bc,Φa>Φb>ΦcD.Ba>Bb>Bc,Φa=Φb=Φc4.如图所示是研究通电自感实验的电路图,A1、A2是两个规格相同的小灯泡,闭合开关调节滑动变阻器R的滑动触头,使两个灯泡的亮度相同,调节滑动变阻器R1的滑动触头,使它们都正常发光,然后断开开关S.重新闭合开关S,则()A.闭合瞬间,A1立刻变亮,A2逐渐变亮B.闭合瞬间,A1、A2均立刻变亮C.稳定后,L和R两端的电势差一定相同D.稳定后,A1和A2两端的电势差不相同5.如图所示,长为L的金属导线弯成一圆环,导线的两端接在电容为C的平行板电容器上,P、Q 为电容器的两个极板,磁场垂直于环面向里,磁感应强度以B=B0+kt(k>0)随时间变化,t=0时,P、Q两板电势相等,两板间的距离远小于环的半径,经时间t,电容器P板()A.不带电B.所带电荷量与t成正比C.带正电,电荷量是D.带负电,电荷量是6.如图所示,匀强磁场方向竖直向下,磁感应强度为B.正方形金属框abcd可绕光滑轴OO′转动,边长为L,总电阻为R,ab边质量为m,其他三边质量不计,现将abcd拉至水平位置,并由静止释放,经时间t到达竖直位置,产生热量为Q,若重力加速度为g,则ab边在最低位置所受安培力大小等于()A.B.BLC.D.7.如图所示,L为一根无限长的通电直导线,M为一金属环,L通过M的圆心并与M所在的平面垂直,且通以向上的电流I,则()A.当L中的I发生变化时,环中有感应电流B.当M左右平移时,环中有感应电流C.当M保持水平,在竖直方向上下移动时环中有感应电流D.只要L与M保持垂直,则以上几种情况,环中均无感应电流8.如图所示,一矩形线框以竖直向上的初速度进入只有一条水平边界的匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,进入磁场后上升一段高度又落下离开磁场,运动中线框只受重力和安培力作用,线框在向上、向下经过图中1、2位置时的速率按时间顺序依次为v1、v2、v3和v4,则可以确定() A.v1<v2B.v2<v3C.v3<v4D.v4<v19.圆形导体线圈a平放在水平桌面上,在a的正上方固定一竖直螺线管b,二者轴线重合,螺线管与电源和滑动变阻器连接成如下图所示的电路.若将滑动变阻器的滑片P向下滑动,下列表述正确的是()A.线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流B.穿过线圈a的磁通量变小C.线圈a有扩张的趋势D.线圈a对水平桌面的压力F N将增大10.如图所示,在垂直于纸面的范围足够大的匀强磁场中,有一个矩形闭合线圈abcd,线圈平面与磁场垂直,O1O2是线圈的对称轴,应使线圈怎样运动才能使线圈中的磁通量发生变化?() A.向左或向右平动B.向上或向下平动C.绕O1O2转动D.平行于纸面向里运动11.一矩形线圈abcd位于一随时间变化的匀强磁场内,磁场方向垂直线圈所在的平面向里(如图甲所示),磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示.以I表示线圈中的感应电流(图甲中线圈上箭头方向为电流的正方向),下图中能正确表示线圈中电流I随时间t变化规律的是()A.B.C.D.12.如图所示,导体棒ab长为4L,匀强磁场的磁感应强度为B,导体绕过O点垂直纸面的轴以角速度ω匀速转动,a与O的距离很近.则a端和b端的电势差Uab的大小等于()A. 2BL2ωB. 4BL2ωC. 6BL2ωD. 8BL2ω13.磁卡的磁条中有用于存储信息的磁极方向不同的磁化区,刷卡器中有检测线圈.当以速度v0刷卡时,在线圈中产生感应电动势,其E-t关系如图所示.如果只将刷卡速度改为,线圈中的E -t关系图可能是()A.B.C.D.14.下列实验现象,属于电磁感应现象的是()A.导线通电后,其下方的小磁针偏转B.通电导线AB在磁场中运动C.金属杆切割磁感线时,电流表指针偏转D.通电线圈在磁场中转动15.如图所示,小螺线管与音乐播放器相连,大螺线管直接与音箱相连.当把小螺线管插入大螺线管中时音乐就会从音箱中响起来,大小螺线管之间发生的物理现象是()A.自感B.静电感应C.互感D.直接导电二、多选题(每小题至少有两个正确答案)16.(多选)在光滑的水平面上方,有两个磁感应强度大小均为B、方向相反的水平匀强磁场,如图.PQ为两个磁场的边界,磁场范围足够大.一个边长为a、质量为m、电阻为R的金属正方形线框,以速度v垂直磁场方向从如图实线(Ⅰ)位置开始向右运动,当线框运动到分别有一半面积在两个磁场中的如图(Ⅱ)位置时,线框的速度为v,则下列说法正确的是()2A.图(Ⅱ)时线框中的电功率为B.此过程中回路产生的电能为3mv28C.图(Ⅱ)时线框的加速度为D.此过程中通过线框横截面的电荷量为17.(多选)如图所示,金属棒ab、cd与足够长的水平光滑金属导轨垂直且接触良好,匀强磁场的方向竖直向下.则ab棒在恒力F作用下向右运动的过程中,有()A.安培力对ab棒做正功B.安培力对cd棒做正功C.abdca回路的磁通量先增加后减少D.F做的功等于回路产生的总热量和系统动能的增量之和18.如下图所示,光滑平行金属导轨PP′和QQ′都处于同一水平面内,P和Q之间连接一电阻R,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中.现在将垂直于导轨放置一根导体棒MN,用一水平向右的力F 拉动导体棒MN,以下关于导体棒MN中感应电流方向和它所受安培力的方向的说法正确的是()A.感应电流方向是N→MB.感应电流方向是M→NC.安培力水平向左D.安培力水平向右19.(多选)两圆环A、B置于同一水平面上,其中A为均匀带电绝缘环,B为导体环.当A以如图所示的方向绕中心轴转动的角速度发生变化时,B中产生如图所示方向的感应电流,则()A.A可能带正电且转速减小B.A可能带正电且转速增大C.A可能带负电且转速减小D.A可能带负电且转速增大20.(多选)如图所示,A、B为大小、形状均相同且内壁光滑、但用不同材料制成的圆管,竖直固定在相同高度.两个相同的磁性小球,同时从A、B管上端的管口无初速度释放,穿过A管比穿过B 管的小球先落到地面.下面对于两管的描述中可能正确的是()A.A管是用塑料制成的,B管是用铜制成的B.A管是用铝制成的,B管是用胶木制成的C.A管是用胶木制成的,B管是用塑料制成的D.A管是用胶木制成的,B管是用铝制成的三、实验题21.在研究电磁感应现象的实验中所用的器材如图所示.它们是:①电流计②直流电源③带铁芯(图中未画出)的线圈A④线圈B⑤开关⑥滑动变阻器(1)按实验的要求在实物图上连线(图中已连好一根导线).(2)怎样才能使线圈B中有感应电流产生?试举出两种方法:①________________________________________________________________________;②________________________________________________________________________.22.图为“研究电磁感应现象”的实验装置.(1)将图中所缺的导线补接完整.(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么合上开关后可能出现的情况有:①将小线圈迅速插入大线圈时,灵敏电流计指针将向________(填“左”或“右”)偏一下;②小线圈插入大线圈后,将滑动变阻器的阻值调大时,灵敏电流计指针将向________(填“左”或“右”)偏一下.四、计算题23.如图所示,足够长的平行光滑U形导轨倾斜放置,所在平面倾角θ=37°,导轨间的距离L=1.0 m,下端连接R=1.6 Ω的电阻,导轨电阻不计,所在空间均存在磁感应强度B=1.0 T、方向垂直于导轨平面的匀强磁场,质量m=0.5 kg、电阻r=0.4 Ω的金属棒ab垂直置于导轨上,现用沿轨道平面且垂直于金属棒、大小F=5.0 N的恒力使金属棒ab从静止起沿导轨向上滑行,当金属棒滑行2.8 m后速度保持不变.求:(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g=10 m/s2)(1)金属棒匀速运动时的速度大小v;(2)当金属棒沿导轨向上滑行的速度v′=2 m/s时,其加速度的大小a.五、填空题24.磁电式仪表的线圈通常用铝框作骨架,把线圈绕在铝框上,这样做的目的是________(填“防止”或“利用”)涡流而设计的,起________(填“电磁阻尼”或“电磁驱动”)的作用.25.某同学利用假期进行实验复习,验证电磁感应产生的条件.他通过如图所示实验,观察到以下实验现象:①把磁铁插入线圈时,线圈中有感应电流;②把磁铁放在线圈内不动,线圈中无感应电流;③把磁铁从线圈中拔出,线圈中有感应电流.这次实验表明,穿过闭合线圈的磁通量________(选填“变化”或“不变化”),线圈中就有感应电流.26.(1)实验装置如图(a)所示,合上电键S时发现电流表指针向右偏,填写下表空格:(2)如图(b)所示,A、B为原、副线圈的俯视图,已知副线圈中产生顺时针方向的感应电流,根据图(a)可判知可能的情况是()A.原线圈中电流为顺时针方向,变阻器滑动片P在右移B.原线圈中电流为顺时针方向,正从副线圈中拔出铁芯C.原线圈中电流为逆时针方向,正把铁芯插入原线圈中D.原线圈中电流为逆时针方向,电键S正断开时27.一个200匝、面积为20 cm2的线圈,放在匀强磁场中,磁场方向与线圈平面成30°角,磁感应强度B=0.5 T,在0.05 s内线圈转到与磁场方向垂直的位置,在此过程中,线圈中的平均感应电动势=________V.28.一个直径为d的圆形线圈,垂直放置在磁感强度为B的匀强磁场中,现使线圈绕其直径转过30°角,如图所示,则穿过线圈的磁通量的变化为________.六、简答题29.如图所示,导体棒运动过程中产生感应电流,试分析电路中的能量转化情况.答案解析1.【答案】A【解析】自感现象是线圈自身的电流变化而引起的电磁感应现象,在自感现象中自感电动势总是阻碍原电流的变化,不是阻止,所以选项A对、B错.当原电流减小时,自感电动势与原电流的方向相同,当原电流增加时,自感电动势与原电流方向相反,所以选项C、D错.2.【答案】D【解析】由条形磁铁周围磁感线的分布特点可知,当磁铁平动时,穿过正方形线圈的磁通量始终为零不发生变化,故线圈中不产生感应电流,故A、B、C错;当磁铁转动时,穿过正方形线圈的磁通量发生变化,线圈中产生感应电流,D对.3.【答案】C【解析】靠近螺线管的地方磁场强,由题图知,a、b、c三点的磁感应强度Ba、Bb、Bc的大小关系为Ba>Bb>Bc;三个小圆环的面积相同,根据磁通量的定义可知,Φa>Φb>Φc,所以A、B、D错误;C 正确.4.【答案】C【解析】由题可知,闭合开关调节滑动变阻器R的滑动触头,使两个灯泡的亮度相同,说明此时滑动变阻器R接入电路的阻值与线圈L的电阻一样大,断开开关再重新闭合的瞬间,根据自感原理可判断,A2立刻变亮,而A1逐渐变亮,A、B均错误;稳定后,自感现象消失,由题知,线圈L和R两端的电势差一定相同,A1和A2两端的电势差也相同,所以C正确,D错误.5.【答案】D【解析】磁感应强度以B=B0+kt(k>0)随时间变化,由法拉第电磁感应定律得:E==S=kS,而S=,经时间t电容器P板所带电荷量Q=EC=;由楞次定律知电容器P板带负电,D选项正确.6.【答案】Dmv2①【解析】由能量守恒得:mgL=Q+12F=BIL②I=③由①②③得:F=,故选项D正确.7.【答案】D【解析】由安培定则可知导线L中电流产生的磁场方向与金属环面平行,即穿过M的磁通量始终为零,保持不变,故只要L与M保持垂直,A、B、C三种情况均不能产生感应电流.8.【答案】D【解析】由能量守恒定律可知,线框从进入磁场到离开磁场的过程中,有部分机械能转化为焦耳热,即机械能减小,则v4<v1,D正确;而线框完全在磁场中运动时,由于磁通量不变,没有感应电流,故线框只受重力作用,机械能守恒,则v2=v3,B错误;由楞次定律可知,线框进入磁场时受到的安培力方向竖直向下,重力方向竖直向下,因而做减速运动,故v1>v2,A错误;线框离开磁场时受到的安培力方向竖直向上,重力方向竖直向下,二者大小关系不能确定,故v3、v4大小关系也不能确定,C错误.故选D.9.【答案】D【解析】通过螺线管b的电流如图所示,根据右手螺旋定则判断出螺线管b所产生的磁场方向竖直向下,滑片P向下滑动,接入电路的电阻减小,电流增大,所产生的磁场的磁感应强度增大,根据楞次定律可知,a线圈中所产生的感应电流产生的感应磁场方向竖直向上,再由右手螺旋定则可得线圈a中的电流方向为俯视逆时针方向,A错误;由于螺线管b中的电流增大,所产生的磁感应强度增大,线圈a中的磁通量应变大,B错误;根据楞次定律可知,线圈a有缩小的趋势,线圈a对水平桌面的压力增大,C错误,D正确.10.【答案】C【解析】线圈向左或向右平动,Φ=BS,不变,A错误;线圈向上或向下平动,Φ=BS,不变,B 错误;线圈绕O1O2转动,根据公式Φ=BS sinθ,磁通量不断改变,C正确;线圈平行于纸面向里运动,Φ=BS,不变,D错误.11.【答案】C×,所以线圈中的感应电流取决于磁感【解析】由电磁感应定律和欧姆定律得I===SR应强度B随t的变化率.由图乙可知,0~1 s时间内,B增大,Φ增大,感应磁场与原磁场方向相反(感应磁场的磁感应强度的方向向外),由右手定则知感应电流是逆时针的,因而是负值.可判断:1~2 s为正的恒值;2~3 s为零;3~4 s为负的恒值;4~5 s为零;5~6 s为正的恒值.故C正确,A、B、D错误.12.【答案】Dωl=ω【解析】由E=Blv,切割磁感线的总长度为4L,切割磁感线的平均速度v=12即:Uab=E=B·4L·2Lω=8BL2ω,D正确.13.【答案】D【解析】由公式E=Blv可知,当刷卡速度减半时,线圈中的感应电动势最大值减半,且刷卡所用时间加倍,故正确选项为D.14.【答案】C【解析】导线通电后,其下方的小磁针受到磁场的作用力而发生偏转,说明电流能产生磁场,是电流的磁效应现象,不是电磁感应现象,故A错误;通电导线AB在磁场中受到安培力作用而运动,不是电磁感应现象,故B错误;金属杆切割磁感线时,电路中产生感应电流,是电磁感应现象,故C正确;通电线圈在磁场中受到安培力作用而发生转动,不是电磁感应现象,故D错误.15.【答案】C【解析】小螺线管与音乐播放器相连,小线圈中输入了音频信号;当把小螺线管插入大螺线管中时音乐就会从音箱中响起来,说明大线圈中激发出了感应电流,是互感现象.16.【答案】AB【解析】回路中产生感应电动势为E=2Ba2v 感应电流为I==,此时线框中的电功率P =I2R=,故A正确.根据能量守恒定律得到,此过程回路产生的电能为Q=12mv2-1 2m(2v)2=38mv2,故B正确.左右两边所受安培力大小为F=BIa=,则加速度为a==,故C错误.此过程通过线框横截面的电荷量为q==,故D错误.故选A、B.17.【答案】BD【解析】ab棒向右运动产生感应电流,电流通过cd棒,cd棒受向右的安培力作用随之向右运动.设ab、cd棒的速度分别为v1、v2,运动刚开始时,v1>v2,回路的电动势E=,电流为逆时针方向,ab、cd棒所受的安培力方向分别向左、向右,安培力分别对ab、cd棒做负功、正功,选项A错误,B正确;金属棒最后做加速度相同、速度不同的匀加速运动,且v1>v2,abdca 回路的磁通量一直增加,选项C错误;对系统,由动能定理可知,F做的功和安培力对系统做的功的代数和等于系统动能的增量,而安培力对系统做的功等于回路中产生的总热量,选项D正确.18.【答案】AC【解析】由右手定则知,MN中感应电流方向是N→M,再由左手定则可知,MN所受安培力方向垂直导体棒水平向左,C正确,故选A、C.19.【答案】BC【解析】选取A环研究,若A环带正电,且转速增大,则使穿过环面的磁通量向里增加,由楞次定律知,B环中感应电流的磁场方向向外,故B正确,A错误;若A环带负电,且转速增大,则使穿过环面的磁通量向外增加,由楞次定律知,B环中感应电流的磁场方向向里,B环中感应电流的方向应为顺时针方向,故D错误,C正确.故选B、C.20.【答案】AD【解析】由题意可知,小球在B管中下落的速度要小于A管中的下落速度,故说明小球在B管时受到阻力作用.其原因是金属导体切割磁感线,从而使闭合的导体中产生感应电流,由于磁极间的相互作用而使小球受向上的阻力.故B管应为金属导体,如铜、铝、铁等,而A管应为绝缘体,如塑料、胶木等,故AD正确.21.【答案】(1)实物电路图如图所示:(2)①断开或闭合开关②闭合开关后移动滑动变阻器的滑片.【解析】(1)实物电路图如图所示:(2)断开或闭合开关的过程中或闭合开关后移动滑片的过程中,穿过线圈B的磁通量发生,线圈B 中有感应电流产生.22.【答案】(1)如图:(2)①右②左【解析】(1)将电源、开关、滑动变阻器、小螺线管串联成一个回路,再将电流计与大螺线管串联成另一个回路,电路图如图所示.(2)闭合开关,磁通量增加,指针向右偏转,将原线圈迅速插入副线圈,磁通量增加,则灵敏电流计的指针将右偏.原线圈插入副线圈后,将滑动变阻器触头迅速向左拉时,电阻增大,则电流减小,穿过副线圈的磁通量减小,则灵敏电流计指针向左偏.23.【答案】(1)4 m/s(2)2 m/s2【解析】(1)金属棒匀速运动时产生的感应电流I m=由平衡条件有F=mg sinθ+BI m L代入数据解得v=4 m/s(2)此时金属棒受到的安培力F安=由牛顿第二定律有F-mg sinθ-F安=ma解得a=2 m/s2.24.【答案】利用电磁阻尼【解析】磁电式仪表的线圈通常用铝框作骨架,把线圈绕在铝框上,这样做的目的是利用涡流而设计的,当线圈转动时,产生感应电流,受到安培力,使指针迅速稳定,起电磁阻尼的作用.25.【答案】变化【解析】产生感应电流的条件为:只要穿过闭合线圈的磁通量发生变化就有感应电流产生.26.【答案】(1)右右左(2)BC【解析】(1)因合上电键S时,电流增大,穿过线圈的磁通量增加,此时电流表指针向右偏,则当滑片P右移时,电阻减小,电流增加,故此时电流表指针向右偏;在原线圈中插入软铁棒时,穿过线圈的磁通量增加,则此时电流表指针向右偏;拔出原线圈时,穿过线圈的磁通量减小,则此时电流表指针向左偏;(2)因副线圈中产生顺时针方向的感应电流,故穿过A的磁通量为向里的减小或者向外的增加;若原线圈中电流为顺时针方向,变阻器滑片P在右移,则电流增大,磁通量为向里增加,选项A错误;原线圈中电流为顺时针方向,正从副线圈中拔出铁芯,则磁通量为向里减小,选项B正确;原线圈中电流为逆时针方向,正把铁芯插入原线圈中,则磁通量为向外增加,选项C正确;原线圈中电流为逆时针方向,电键S正断开时,则磁通量为向外减小,选项D 错误;故选B、C.27.【答案】2或6【解析】磁场方向与线圈平面成30°角,磁感应强度B=0.5 T,在0.05 s内线圈转到与磁场方向垂直的位置,由于没有明确线圈转动方向,所以分为顺时针和逆时针转动,(1)顺时针转动:穿过线圈的磁通量变化量是:ΔΦ=Φ2-Φ1=BS-BS·sin 30°=5×10-4Wb则线圈中感应电动势大小为:E=N=2 V(2)逆时针转动:穿过线圈的磁通量变化量是:ΔΦ′=Φ2+Φ1=BS+BS·sin 30°=1.5×10-3Wb则线圈中感应电动势大小为:E′=N=6 V.28.【答案】πBd2【解析】在匀强磁场中,当磁场与线圈平面垂直时,穿过线圈平面的磁通量Φ=BS;磁通量的变化ΔΦ=Φ2-Φ1.当磁场与线圈平面垂直时,穿过线圈平面的磁通量Φ1=BS=Bπ2;现使线圈绕其直径转过30°角,磁通量的大小为Φ2=BS cos 30°=Bπ2=πBd2;则穿过线圈的磁通量的πBd 2=πBd2.变化为ΔΦ=Φ2-Φ1=πBd2-1429.【答案】导体棒中的电流受到安培力作用,安培力的方向与运动方向相反,阻碍导体棒的运动,导体棒要克服安培力做功,将机械能转化为电能.【解析】导体棒中的电流受到安培力作用,安培力的方向与运动方向相反,阻碍导体棒的运动,导体棒要克服安培力做功,将机械能转化为电能.。
人教版高中物理选修3-2《电磁感应》单元测试.docx
高中物理学习材料桑水制作牙林一中《电磁感应》单元测试一、不定项选择题1、下列说法中不正确的是:A 闭合电路中只要有磁通量的变化,电路中必定存在感应电动势B 将闭合电路断开,只要有磁通量的变化,电路中也一定存在感应电动势C 任一条直导线只要切割磁感线就存在感应电动势D 矩形线圈在匀强磁场中运动,只要线圈内磁通量没有变化,线圈上任何两点间一定不存在感应电动势2.发现电磁感应现象的科学家是:A.安培B.奥斯特C.法拉第D.库仑3、关于感应电动势大小的说法正确的是A、线圈中磁通量越大,产生的感应电动势大B、线圈中磁通量变化越大,产生的感应电动势大C、线圈中磁通量变化越快,产生的感应电动势大D、线圈中磁通量增加时感应电动势大,线圈中通量减小时感应电动时减小4.在通电的直导线所在的平面内有一导体圆环,环与导线绝缘,导线中通有如图所示方向的电流,环可以自由运动(忽略重力)。
当导线中的电流强度I逐步减小时,环将:A.向下运动 B.向上运动C.转动;上面的向纸外,下面的向纸内D .转动;上面的向纸内,下面的向纸处5、如图所示的电路中,A1和A2是完全相同的灯泡,线圈L 的电阻可以忽略,下列说法中正确的是A.合上开关K 接通电路时,A2始终比A1亮B.合上开关K 接通电路时,A1先亮,A2后亮,最后一样亮C.断开开关K 切断电路时,A2先熄灭,A1过一会儿才熄灭D.断开开关K 切断电路时,A1和A2都要过一会儿才熄灭6.单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,转轴垂直于磁场,若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示,则其中错误的是: A .线圈中O 时刻感应电动势最大 B .线圈中D 时刻感应电动势为零 C .线圈中D 时刻感应电动势最大D .线圈中O 至D 时间内平均感电动势为0.4V( 6题 ) (7题)7.如图所示,乙线圈和甲线圈互相绝缘,且乙线圈有一半面积在甲线圈内,当甲线圈中的电流逐渐减弱时,乙线圈中的感应电流: A .为零B .顺时针流动C .逆时针流动D .无法确定 8.如图所示,在一匀强磁场中有一U 形导线框abcd ,I甲 乙abe线框处于水平面内,磁场与线框平面垂直,R为一电阻,ef为垂直于ab的一根导体杆,它可以在ab、cd上无摩擦地滑动.杆ef及线框中导线的电阻都可不计.开始时,给ef一个向右的初速度,则A.ef将匀速向右运动B.ef将往返运动C.ef将减速向右运动,但不是匀减速D.ef将加速向右运动9.如图所示,矩形线框从a由静止下落,在穿越磁场区域时,先后经过b、c、d,由图可知A.线框在c处和在a处的加速度一样大B.线框在b、d处的加速度等于gC.线框在磁场区域内做匀速直线运动D.线圈在磁场中下落时始终受到一个竖直向上的阻力10.如图所示,L为一个自感系数大的自感线圈,开关闭合后,小灯能正常发光,那么闭合开关和断开开关的瞬间,能观察到的现象分别是()A.小灯逐渐变亮,小灯立即熄灭B.小灯立即亮,小灯立即熄灭C.小灯逐渐变亮,小灯比原来更亮一下再慢慢熄灭D.小灯立即亮,小灯比原来更亮一下再慢慢熄灭11.如图17—5所示,矩形线圈abcd由静止开始运动,下列说法正确的是:A.向右平动(ab 边还没有进入磁场)有感应电流,方向为abcdaB.向左平动(bc 边还没有离开磁场)有感应电流,方向为adcbaC.以bc 边为轴转动(ad 边还未转入磁场),有感应电流,方向为abcdaD.以ab 边为轴转动(bc 边还未转入磁场),无感应电流,12.变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠压而成的,而不是采用一整块硅钢,这是因为( )A .增大涡流,提高变压器的效率B .减小涡流,提高变压器的效率C .增大铁芯中的电阻,以产生更多的热量D .增大铁芯中的电阻,以减小发热量 13.如图所示, 在水平面(纸平面)内有一光滑的导轨,导轨上放置一金属棒ab, 在竖直方向有一匀强磁场,下述说法中正确的有A .若磁场方向垂直纸面向外并增强时,杆ab 将向右运动B .若磁场方向垂直纸面向外并减少时,杆ab 将向右运动C .若磁场方向垂直纸面向里并增强时,杆ab 将向左运动D .若磁场方向垂直纸面向里并减少时,杆ab 将向右运动14、如图11-13所示,一闭合金属圆环用绝缘细线挂于O 点,将圆环拉离平衡位置并释放,圆环摆动过程中经过有界的水平匀强磁场区域,A ,B 为该磁场的竖直边界,若不计空气阻力,则( )A .圆环向右穿过磁场后,还能摆至原来的高度。
人教版高中物理选修3-2电磁感应测试题1.docx
高中物理学习材料唐玲收集整理一、选择题1、对以下几位物理学家所作科学贡献的叙述中,正确的说法是A.亚里士多德认为两个从同一高度自由落下的物体,重物体与轻物体下落一样快 B.牛顿根据理想斜面实验,提出力不是维持物体运动的原因C.卡文迪许通过实验,测定了引力常量D.奥斯特通过实验研究,发现了电磁感应现象2、下列说法中正确的是A.根据可知,磁场中某处的磁感应强度与通电导线所受的磁场力成正比B.根据可知,在磁场中某处放置的电流越大,则受到的安培力一定越大C.根据可知,闭合回路的面积越大,穿过该线圈的磁通量一定越大D.根据可知,线圈中磁通量变化越快,线圈中产生的感应电动势一定越大3、物理学家通过艰苦的实验来探究自然的物理规律,为人类的科学做出了巨大贡献,值得我们敬仰.下列描述中符合物理学史实的是A.法拉第发现了电磁感应现象并总结出了法拉第电磁感应定律B.洛伦兹通过实验测定了磁场对电流的作用力C.奥斯特发现了电流的磁效应并提出了分子电流假说D.楞次发现了确定感应电流方向的定律——楞次定律4、图甲中的A是一边长为L的正方形导线框,其电阻为R。
现维持线框以恒定的速度v沿x轴运动,并穿过图中所示的匀强磁场区域B。
如果以x轴的正方向作为力的正方向,线框在图示位置的时刻作为时间的零点,则磁场对线框的作用力F随时间t的变化图线应为图乙中的哪个图?()5、电路中A1和A2是完全相同的灯泡,线圈L电阻不可忽略.下列说法中正确的是( )A.合上开关K接通电路时,A2先亮,A1后亮,最后一样亮B.合上开关K接通电路时,A1和A2始终一样亮C.断开开关K切断电路时,A2立刻熄灭,A1过一会儿才熄灭D.断开开关K切断电路时,A1和A2都要过一会儿才熄灭6、如图所示的电路中,电源的电动势为E,内阻为r,电感L的电阻不计,电阻R的阻值大于灯泡D的阻值,在t=0时刻闭合开关S,经过一段时间后,在t=t1时刻断开S,下列表示A、B两点间电压U AB随时间t变化的图像中,正确的是()7、如图所示,两个端面半径同为R的圆柱形铁芯同轴水平放置,相对的端面之间有一缝隙,铁芯上绕导线并与电源连接,在缝隙中形成一匀强磁场.一铜质细直棒ab水平置于缝隙中,且与圆柱轴线等高、垂直.让铜棒从静止开始自由下落,铜棒下落距离为0.2R时铜棒中电动势大小为,下落距离为0.8R时电动势大小为,忽略涡流损耗和边缘效应.关于、的大小和铜棒离开磁场前两端的极性,下列判断正确的是()A.>,a端为正 B.>,b 端为正C.<,a端为正 D.<,b端为正二、填空题8、如图是利用高频交流电焊接自行车零件的原理示意图,其中外圈A是通高频交流电的线圈,B是自行车零件,a是待焊接口,焊接时接口两端接触在一起,当A中通有交流电时,B中会产生感应电流,使得接口处金属熔化焊接起来。
人教版高中物理选修3-2第四章检测.docx
高中物理学习材料(鼎尚**整理制作)第四章检测时间:60分钟满分:100分第Ⅰ卷(选择题,共40分)一、选择题(本题共8小题,每小题5分,共40分,每小题的四个选项中,有的小题只有一个选项符合题目要求,有的小题有多个选项符合题目要求.把正确的选项前的符号填在括号内)1.如图所示,当穿过闭合回路的磁通量均匀增加时,内外两金属环中感应电流的方向为()A.内环逆时针,外环顺时针B.内环顺时针,外环逆时针C.内环逆时针,外环逆时针D.内环顺时针,外环顺时针解析由楞次定律可知,当通过闭合电路的磁通量增加时,闭合回路中产生感应电流,电流方向内环沿顺时针,外环沿逆时针,故B 选项正确.答案 B2.一个圆形闭合线圈固定在垂直纸面的匀强磁场中,线圈平面与磁场方向垂直,如图①甲所示.设垂直于纸面向里的磁感应强度方向为正,垂直于纸面向外的磁感应强度方向为负.线圈中顺时针方向的感应电流为正,逆时针方向的感应电流为负.已知圆形线圈中感应电流i随时间变化的图象如图①乙所示,则线圈所在处的磁场的磁感应强度随时间变化的图象可能是图②中的()解析根据题图①和题图②,我们只研究最初的一个周期,即2s内的情况,由图①②所表示的圆线圈中感应电流的方向、大小,运用楞次定律,判断出感应电流的磁场方向、大小;再根据楞次定律,判断引起电磁感应现象发生的磁场应该如何变化.从而找出正确答案为C、D选项.答案CD3.如图所示,电阻不计的平行金属导轨固定在一绝缘斜面上,两相同的金属导体棒a、b垂直于导轨静止放置,且与导轨接触良好,匀强磁场垂直穿过导轨平面.现有一平行于导轨的恒力F作用在a 的中点,使其向上运动.若b始终保持静止,则它所受摩擦力可能()A.变为0B.先减小后不变C.等于F D.先增大再减小解析对b,由平衡条件可得,未施加恒力F时,有mg sinθ=Ff b,当施加恒力F后,因b受到安培力沿斜面向上,故有:F安+Ff b=mg sinθ.对a棒来说,在恒力F作用下,先做加速最后做匀速运动,对b来说受到安培力先增大,然后不变,b受摩擦力先减小后不变,故B选项正确.若F安=mg sinθ,则Ff b=0,故A选项正确.若Ff b=F,则对a、b棒组成的系统,所受的合力将沿斜面向下,与题中两棒的运动状态不符,故C选项错误.答案AB4.如图所示,用铝制成⊃型框,将一质量为m的带电小球用绝缘细线悬挂在框的上方,使整体在匀强磁场中沿垂直于磁场的方向向左以速度v 匀速运动,悬挂拉力为F ,则( )A .F =mgB .F >mgC .F <mgD .无法判断解析 当框运动时切割磁感线,感应电动势E =BL v ,则上下金属板电势差为E ,带电小球受到绳的拉力F ,重力mg ,电场力和洛伦兹力,电场力F 电=q E L =BL v q L =q v B ,f 洛=q v B ,所以洛伦兹力和电场力大小相等方向相反,故A 选项正确.答案 A5.如图所示,a 和c 分别是线圈的两个端点,b 是线圈的中心抽头,a 和b 分别与平行导轨连接.当金属杆MN 贴着导轨向左加速切割垂直于纸面向里的磁场时,设a 、b 、c 三点的电势各为φa 、φb 、φc ,则( )A.φa>φb,φc<φb B.φc>φb,φa>φbC.φa<φb,φc<φb D.φa<φb,φc>φb解析由右手定则可知φb>φa,当MN加速运动时,在线圈ab 中产生增强的感应电流,增强的磁场,在bc线圈产生感应电动势,φc>φb,故D选项正确.答案 D6.如图所示,金属杆ab静放在水平固定的“U”形金属框上,整个装置处于竖直向上的磁场中.当磁感应强度均匀增大时,杆ab总保持静止,则()A.杆中感应电流方向是从b到aB.杆中感应电流大小保持不变C.金属杆所受安培力逐渐增大D.金属杆受三个力作用而保持平衡解析由楞次定律可知,当磁场均匀增大时,闭合电路中产生的感应电流由a→b,故选项A错误;由法拉第电磁感应定律可知,由于磁场均匀变化,产生的感应电动势E=ΔB·SΔt为恒值,则杆中感应电流为恒值,选项B正确;由F=BIl可知,磁场逐渐增强,安培力逐渐增大,选项C正确;金属杆受到重力,支持力,安培力,水平向右的静摩擦力,故选项D错误.答案BC7.如图所示,三角形金属导轨EOF上放有一根金属杆ab,在外力作用下,保持ab与OF垂直,以速度v匀速向右移动,设导轨和金属杆都是用粗细相同的同种材料制成的,ab与导轨接触良好,则下列判断正确的是()A.电路中的感应电动势大小不变B.电路中的感应电流大小不变C.电路中的感应电动势大小逐渐增大D.电路中的感应电流大小逐渐增大解析 随着导体棒向右运动有效切割长度不断增大,速度不变,感应电动势不断增大,故选项A 错,选项C 对;设导体的横截面积为S ,电阻率为ρ,如图所示.电路中感应电流,当导体棒的有效切割长度为l 时I 1=Bl v R =Bl v ρl +l 1+l 2S=BS v l ρ(l +l 1+l 2). 当导体棒向右移动Δl 1时,有Δl 1l 1=Δl l =Δl 2l 2,此时感应电流 I 2=B (l +Δl )v ρl 1+l 2+l +Δl 1+Δl 2+Δl S=BS v l (1+Δl 1l 1)ρ(l 1+l 2+l )(1+Δl 1l 1)=BS v l ρ(l 1+l 2+l ). 所以I 1=I 2,故选项B 对,选项D 错.答案 BC8.插有铁芯的线圈直立在水平桌面上,铁芯上套一铝环,线圈与电源、开关相连,如图所示.闭合开关的瞬间,铝环跳起一定高度.若保持开关闭合,则铝环将( )A.停在这一高度,直到断开开关再回落B.不断升高,直到断开开关再停止上升C.回落,断开开关时铝环不再跳起D.回落,断开开关时铝环再次跳起解析闭合开关的瞬间通过铝环的磁通量突然增大,从而铝环产生感应电流,铝环中的电流和螺线管中的电流相作用,使铝环获得向上的速度,铝环跳起,铝环上升过程中,通过铝环的磁通量减少,由楞次定律可知,铝环受到通电螺线管的作用,阻碍相对运动,所以铝环不可能不断上升,故选项B错误;铝环若停在某一高度,穿过铝环的磁通量不变铝环中没有感应电流,不受通电螺线管的作用,只受重力,所以铝环不可能停在某一高度,选项A错误;铝环跳起后回落,断开开关后螺线管周围没有磁场,铝环不可能再跳起,故选项C 正确,选项D错误.答案 C第Ⅱ卷(非选择题,共60分)二、填空题(本题共2小题,9小题12分,10小题6分,共18分.将正确结果填在题中横线上)9.在“研究电磁感应现象”的实验中,首先要按图①接线,以查明电流表指针的偏转方向与电流方向之间的关系;然后按图②将电流表与线圈B连成一个闭合电路,将线圈A、电池、滑动变阻器和开关串联成另一个闭合电路.在图①中,当闭合S时,观察到电流表指针向左偏(不通电时指针停在正中央).在图②中:(填“向左”、“向右”、“不”)(1)S闭合后,将螺线管A插入螺线管B的过程中,电流表的指针将________偏转.(2)线圈A放在B中不动时,指针________偏转.(3)线圈A放在B中不动,将滑动变阻器的滑片向右滑动时,电流表指针________偏转.(4)线圈A放在B中不动,突然切断开关S时,电流表指针________偏转.解析由图①可知,电流从接线柱“+”流入电流表时,指针向左偏转,则电流从接线柱“-”流入电流表时,指针向右偏转.(1)在图②中,S闭合后,通电线圈A相当于一根条形磁铁(S极在下,N极在上).A插入B中时,穿过B的方向朝上的磁通量增加,根据楞次定律,可知B中感应电流的磁场方向朝下,运用安培定则可判断,B中感应电流应从接线柱“-”流入电流表,电流表指针向右偏转.(2)A在B中不动时,穿过B的磁通量不变化,B中没有感应电流,这时电流表指针不偏转.(3)A在B中不动,当滑动变阻器的滑片向右滑动时,它的阻值减小,通过A的电流增大,磁场增强,穿过B的磁通量的方向向上增大,B中产生的感应电流从接线柱“-”流入电流表,电流表指针向右偏转.(4)A在B中不动,突然切断S时,B中方向向上的磁通量突然消失,B中感应电流的磁场方向应朝上,感应电流从接线柱“+”流入电流表,电流表指针向左偏转.答案(1)向右(2)不(3)向右(4)向左10.有两个完全相同的灵敏电流计按如图所示连接,若将左表的指针向左拨动时,右表指针将向________摆动(填“左”或“右”).解析所使用的灵敏电流计为磁电式电流表,表内有磁场和线圈,当拨动左边电流表的指针向左偏,线圈切割磁感线,产生感应电流,流入右侧的灵敏电流计,使线圈受到的安培力使指针摆动.假设左侧电流表是从接线柱“+”流入的,由接线柱“-”流出的.此电流在左侧电流表中受到的安培力,阻碍表针向左拨动.即安培力使左侧表指针向右摆.由于连接方法从左边的表流出的电流从右侧的电表的接线柱“-”流入,从接线柱“+”流出,由于两表结构相同,故右侧表的指针应向左偏转.答案 左三、计算题(共3小题,共42分.解答应写出必要的文字说明,方程和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,在答案中必须明确写出数值和单位)11.(12分)如图所示,匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里,大小随时间的变化率ΔB Δt =k ,k 为负的常量.用电阻率为ρ、横截面积为S 的硬导线做成一边长为l 的方框.将方框固定于纸面内,其右半部位于磁场区域中.求:(1)导线中感应电流的大小;(2)磁场对方框作用力的大小随时间的变化率.解析 (1)线框中产生的感应电动势E =ΔΦΔt =ΔBS Δt =12l 2k . 在线圈中产生的感应电流I =E R .由电阻定律得R =ρ4l S ,由以上各式得I =klS 8ρ.(2)导线框所受磁场力的大小为F =BIl .它随时间的变化率为ΔF Δt =Il ΔB Δt .由以上各式得ΔF Δt =k 2l 2S 8ρ. 答案 (1)klS 8ρ(2)k 2l 2S 8ρ12.(14分)水平放置的两根平行金属导轨ad 和bc ,导轨两端a 、b 和c 、d 两点分别连接电阻R 1和R 2,组成矩形线框,如图所示,ad 和bc 相距L =0.5 m ,放在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为B =1.2 T ,一根电阻为0.2 Ω的导体棒PQ 跨接在两根金属导轨上,在外力作用下以4.0 m/s 的速度,向右匀速运动,如果电阻R 1=0.3 Ω,R 2=0.6 Ω,导轨ad 和bc 的电阻不计,导体与导轨接触良好.求:(1)导体棒PQ 中产生的感应电流的大小和感应电流的方向;(2)导体棒PQ 向右匀速滑动的过程中,外力做功的功率. 解析 (1)E =BL v =1.2×0.5×4.0 V =2.4 V ,R 外=R 1R 2R 1+R 2=0.3×0.60.3+0.6Ω=0.2 Ω.I=ER外+r=2.40.2+0.2A=6 A.根据右手定则判定电流方向Q→P.(2)F=F磁=BIL=1.2×6×0.5 N=3.6 N,P=F·v=3.6×4.0 W=14.4 W.答案(1)6 A电流方向Q→P(2)14.4 W13.(16分)如图所示,一端封闭的两条平行光滑导轨相距L,距左端L处的中间一段被弯成半径为H的14圆弧,导轨左右两段处于高度差为H的水平面上,圆弧所在区域无磁场,右段区域存在匀强磁场B0.左段区域在均匀分布但随时间线性变化的磁场B(t),如图②所示.两磁场方向均竖直向上.在圆弧顶端,放置一质量为m的金属棒ab,与导轨左端形成闭合回路.从金属棒下滑开始计时,经过时间t0滑到圆弧底端.设金属棒在回路中的电阻为R,导轨电阻不计,重力加速度为g.(1)问金属棒在圆弧内滑动时,回路中感应电流的大小和方向是否发生变化?为什么?(2)求0到t0时间内,回路中感应电流产生的焦耳热.(3)探讨在金属棒滑到圆弧底端进入匀强磁场B0的一瞬间,回路中感应电流的大小和方向.解析(1)感应电流的大小和方向不发生改变.因为金属棒在圆弧段滑动时,圆弧段无磁场,所以回路中电流是由左段磁场线性变化引起的,回路中磁通量的变化率不变,故回路中电流大小和方向不变.(2)0~t0时间内,设回路中感应电动势的大小为E0.感应电流为I,感应电流产生的焦耳热为Q,由法拉第电磁感应定律E0=ΔΦΔt=L2·B0t0①根据闭合电路的欧姆定律I=E0 R,②由焦耳定律Q=I2Rt0,③由①②③得Q=L4B20 Rt0.(3)设金属棒进入磁场B0,一瞬间的速度为v0,金属棒在圆弧区域下滑的过程中机械能守恒,有mgH=12m v2.金属棒刚进入右段磁场的瞬间,回路中感应电流由闭合电路欧姆定律,得I=B0L2t0R-B0L2gHR=B0LR(Lt0-2gH).④根据④讨论ⅰ)当2gH=Lt0时,I=0;ⅱ)当2gH>Lt0时,I=B0LR(2gH-Lt0),方向b→a;ⅲ)当2gH<Lt0时,I=B0LR(Lt0-2gH),方向a→b.答案见解析。
人教版高中物理选修3-2第四章《电磁感应》章末检测 .docx
高中物理学习材料唐玲收集整理人教版高中物理选修3-2第四章《电磁感应》章末检测(时间:90分钟,满分:100分)一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分)1.竖直平面内有一金属环,半径为a ,总电阻为R ,磁感应强度为B 的匀强磁场垂直穿过环平面,与环的最高点A 铰链连接的长度为2a ,电阻为R2的导体棒AB 由水平位置紧贴环面摆下(如图1所示).当摆到竖直位置时,B 点的线速度为v ,则这时AB 两端的电压大小为( )图1A .2BavB .Bav C.2Bav 3 D.Bav3答案 D解析 由推论知,当导体棒摆到竖直位置时,产生的感应电动势E =Blv 中=B ·2a ·12v =Bav ,此时回路总电阻R 总=R 4+R 2=3R 4,这时AB 两端的电压大小U =E R 总·R 4=Bav3,D 项正确.2.如图2所示,光滑的水平桌面上放着两个完全相同的金属环a 和b ,当一条形磁铁的S 极竖直向下迅速靠近两环中间时,则( )图2A .a 、b 均静止不动B .a 、b 互相靠近C .a 、b 互相远离D .a 、b 均向上跳起 答案 C3. 如图3所示,闭合导线框的质量可以忽略不计,将它从如图所示的位置匀速拉出匀强磁场.若第一次用0.3 s 时间拉出,外力所做的功为W 1,通过导线截面的电荷量为q 1;第二次用0.9 s 时间拉出,外力所做的功为W 2,通过导线截面的电荷量为q 2,则( )图3A .W 1<W 2,q 1<q 2B .W 1<W 2,q 1=q 2C .W 1>W 2,q 1=q 2D .W 1>W 2,q 1>q 2 答案 C解析 设线框长为l 1,宽为l 2,第一次拉出速度为v 1,第二次拉出速度为v 2,则v 1=3v 2.匀速拉出磁场时,外力所做的功恰等于克服安培力所做的功,有W 1=F 1·l 1=BI 1l 2l 1=B 2l 22l 1v 1R,同理W 2=B 2l 22l 1v 2R ,故W 1>W 2;又由于线框两次拉出过程中,磁通量的变化量相等,即ΔΦ1=ΔΦ2,由q =ΔΦR ,得q 1=q 2.4. 如图4所示,在PQ 、QR 区域中存在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场,磁场方向均垂直于纸面.一导线框abcdefa 位于纸面内,框的邻边都相互垂直,bc 边与磁场的边界P 重合.导线框与磁场区域的尺寸如图所示.从t=0时刻开始,线框匀速横穿两个磁场区域.以a →b →c →d →e →f 为线框中的电动势E 的正方向,以下四个E-t 关系示意图中正确的是 ( )图4答案 C解析 楞次定律或右手定则可判定线框刚开始进入磁场时,电流方向,即感应电动势的方向为顺时针方向,故D 选项错误;1 s ~2 s 内,磁通量不变化,感应电动势为0,A 选项错误;2 s ~3 s 内,产生感应电动势E =2Blv +Blv =3Blv ,感应电动势的方向为逆时针方向(正方向),故C 选项正确.5.如图5所示,用恒力F 将闭合线圈自静止开始(不计摩擦)从图示位置向左加速拉出有界匀强磁场,则在此过程中( )图5A .线圈向左做匀加速直线运动B .线圈向左运动且速度逐渐增大C .线圈向左运动且加速度逐渐减小D .线圈中感应电流逐渐增大 答案 BCD解析 加速运动则速度变大,电流变大,安培力变大.安培力是阻力,故加速度减小.故选B 、C 、D 项.6. 两块水平放置的金属板间的距离为d ,用导线与一个n 匝线圈相连,线圈电阻为r ,线圈中有竖直方向的磁场,电阻R 与金属板连接,如图6所示,两板间有一个质量为m 、电荷量+q 的油滴恰好处于静止.则线圈中的磁感应强度B 的变化情况和磁通量的变化率分别是( )图6A .磁感应强度B 竖直向上且正增强,ΔΦΔt =dmgnqB .磁感应强度B 竖直向下且正增强,ΔΦΔt =dmgnqC .磁感应强度B 竖直向上且正减弱,ΔΦΔt =dmg R +rnRqD .磁感应强度B 竖直向下且正减弱,ΔΦΔt =dmgr R +rnRq答案 C解析 油滴静止说明电容器下极板带正电,线圈中电流自上而下(电源内部),由楞次定律可以判断,线圈中的磁感应强度B 为向上的减弱或向下的增强.又E =n ΔΦΔt①U R =R R +r ·E ②qU Rd=mg ③ 由①②③式可解得:ΔΦΔt =mgd R +rnRq7.如图7所示,粗细均匀的电阻丝绕制的矩形导线框abcd 处于匀强磁场中,另一种材料的导体棒MN 可与导线框保持良好接触并做无摩擦滑动.当导体棒MN 在外力作用下从导线框左端开始做切割磁感线的匀速运动一直滑到右端的过程中,导线框上消耗的电功率的变化情况可能为( )图7A .逐渐增大B .先增大后减小C .先减小后增大D .先增大后减小,再增大,接着再减小 答案 BCD解析 导体棒MN 在框架上做切割磁感线的匀速运动,相当于电源,其产生的感应电动势相当于电源的电动势E ,其电阻相当于电源的内阻r ,线框abcd 相当于外电路,等效电路如下图所示.由于MN 的运动,外电路的电阻是变化的,设MN 左侧电阻为R 1,右侧电阻为R 2,导线框的总电阻为R =R 1+R 2,所以外电路的并联总电阻:R 外=R 1R 2/(R 1+R 2)=R 1R 2/R由于R 1+R 2=R 为定值,故当R 1=R 2时,R 外最大.在闭合电路中,外电路上消耗的电功率P 外是与外电阻R 外有关的.P 外=⎝ ⎛⎭⎪⎫E R 外+r 2·R 外=E 2R 外-r 2R 外+4r可见,当R 外=r 时,P 外有最大值,P 外随R 外的变化图象如右图所示. 下面根据题意,结合图象讨论P 外变化的情况有:(1)若R 外的最大值R max <r ,则其导线框上消耗的电功率是先增大后减小.(2)若R 外的最大值R max >r ,且R 外的最小值R min <r ,则导线框上消耗的电功率是先增大后减小,再增大,接着再减小.(3)若是R 外的最小值R min >r ,则导线框上消耗的电功率是先减小后增大. 综上所述,B 、C 、D 均可选. 8.在如图8所示的电路中,a 、b 为两个完全相同的灯泡,L 为自感线圈,E 为电源,S 为开关.关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序,下列说法正确的是( )图8A .合上开关,a 先亮,b 逐渐变亮;断开开关,a 、b 同时熄灭B .合上开关,b 先亮,a 逐渐变亮;断开开关,a 先熄灭,b 后熄灭C .合上开关,b 先亮,a 逐渐变亮;断开开关,a 、b 同时熄灭D .合上开关,a 、b 同时亮;断开开关,b 先熄灭,a 后熄灭 答案 C解析 合上开关S 后,电流由零突然变大,电感线圈产生较大的感应电动势,阻碍电流的增大,故I b >I a ,随电流逐渐增大至稳定过程,电感的阻碍作用越来越小,故合上开关,b 先亮,a 逐渐变亮;开关S 断开后,虽然由于电感L 产生自感电动势的作用,灯a 、b 回路中电流要延迟一段时间熄灭,且同时熄灭,故选C.9.如图9所示,用细线悬吊一块薄金属板,在平衡位置时,板的一部分处于匀强磁场中,磁场的方向与板面垂直,当让薄板离开平衡位置附近做微小的摆动时,它将( )图9A .做简谐振动B .在薄板上有涡流产生C .做振幅越来越小的阻尼振动D .以上说法均不正确 答案 BC解析 本题考查涡流的产生.由于电磁感应现象,薄板上出现电流,机械能减少,故正确答案为B 、C.10.如图10所示,相距为d 的两水平虚线分别是水平向里的匀强磁场的边界,磁场的磁感应强度为B,正方形线框abcd边长为L(L<d)、质量为m.将线框在磁场上方高h处由静止开始释放,当ab边进入磁场时速度为v0,cd边刚穿出磁场时速度也为v0.从ab边刚进入磁场到cd边刚穿出磁场的整个过程中( )图10A.线框一直都有感应电流B.线框有一阶段的加速度为gC.线框产生的热量为mg(d+h+L)D.线框做过减速运动答案BD解析从ab边进入时到cd边刚穿出有三个过程(四个特殊位置)如图由Ⅰ位置到Ⅱ位置,和由Ⅲ位置到Ⅳ位置线框中的磁通量发生变化,所以这两个过程中有感应电流,但由Ⅱ位置到Ⅲ位置,线框中磁通量不变化,所以无感应电流;故A错,由Ⅱ到Ⅲ加速度为g,故B正确.因线框的速度由v0经一系列运动再到v0且知道有一段加速度为g的加速过程故线框一定做过减速运动,故D正确;由能量守恒知,线框产生的热量为重力势能的减少量即mg(d+L),故C错误.二、填空题(本题共2小题,第11题9分,第12题4分,共13分)11.(9分)如图11所示,是“研究电磁感应现象”的实验装置.图11(1)将图中所缺导线补充完整.(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么合上开关后,将原线圈迅速插入副线圈中,电流计指针将________.(3)原线圈插入副线圈后,将滑动变阻器滑片迅速向左移动时,电流计指针将________.答案(1)如图所示(2)向右偏(3)向左偏12.(4分)如图12所示,两根平行光滑长直金属导轨,其电阻不计,导体棒ab和cd跨在导轨上,ab电阻大于cd电阻.当cd在外力F2作用下匀速向右滑动时,ab在外力F1作用下保持静止,则ab两端电压U ab和cd两端电压U cd相比,U ab________U cd,外力F1和F2相比,F1________F2(填>、=或<).图12答案 = =三、计算题(本题共4小题,第13、14题各10分,第15题12分,第16题15分,共47分) 13.(10分)如图13所示,匀强磁场竖直向上穿过水平放置的金属框架,框架宽为L ,右端接有电阻R ,磁感应强度为B ,一根质量为m 、电阻不计的金属棒以v 0的初速度沿框架向左运动,棒与框架的动摩擦因数为μ,测得棒在整个运动过程中,通过任一截面的电量为q ,求:图13(1)棒能运动的距离; (2)R 上产生的热量. 答案 见解析解析 (1)设在整个过程中,棒运动的距离为l ,磁通量的变化量ΔΦ=BLl ,通过棒的任一截面的电量q =I Δt =ΔΦR ,解得l =qRBL.(2)根据能的转化和守恒定律,金属棒的动能的一部分克服摩擦力做功,一部分转化为电能,电能又转化为热能Q ,即有12mv 20=μmgl +Q ,解得Q =12mv 20-μmgl =12mv 20-μmgqRBL.14.(10分)U 形金属导轨abcd 原来静止放在光滑绝缘的水平桌面上,范围足够大、方向竖直向上的匀强磁场穿过导轨平面,一根与bc 等长的金属棒PQ 平行bc 放在导轨上,棒左边靠着绝缘的固定竖直立柱e 、f .已知磁感应强度B =0.8 T ,导轨质量M =2 kg ,其中bc 段长0.5 m 、电阻r =0.4 Ω,其余部分电阻不计,金属棒PQ 质量m =0.6 kg 、电阻R =0.2 Ω、与导轨间的摩擦因数μ=0.2.若向导轨施加方向向左、大小为F =2 N 的水平拉力,如图14所示.求:导轨的最大加速度、最大电流和最大速度(设导轨足够长,g 取10 m/s 2).图14答案 见解析解析 导轨受到PQ 棒水平向右的摩擦力F f =μmg , 根据牛顿第二定律并整理得F -μmg -F 安=Ma ,刚拉动导轨时,I 感=0,安培力为零,导轨有最大加速度a m =F -μmg M =2-0.2×0.6×102m/s 2=0.4 m/s 2随着导轨速度的增大,感应电流增大,加速度减小,当a =0时,速度最大.设速度最大值为v m ,电流最大值为I m ,此时导轨受到向右的安培力F 安=BI m L ,F -μmg -BI m L =0I m =F -μmg BL代入数据得I m =2-0.2×0.6×100.8×0.5A =2 AI =E R +r ,I m =BLv mR +r v m =I m R +r BL =20.2+0.40.8×0.5m/s =3 m/s.15.(12分)如图15所示,a 、b 是两根平行直导轨,MN 和OP 是垂直跨在a 、b 上并可左右滑动的两根平行直导线,每根长为l ,导轨上接入阻值分别为R 和2R 的两个电阻和一个板长为L ′、间距为d 的平行板电容器.整个装置放在磁感应强度为B 、垂直导轨平面的匀强磁场中.当用外力使MN 以速率2v 向右匀速滑动、OP 以速率v 向左匀速滑动时,两板间正好能平衡一个质量为m 的带电微粒,试问:图15(1)微粒带何种电荷?电荷量是多少?(2)外力的功率和电路中的电功率各是多少?答案 (1)负电 mgd Blv (2)3B 2l 2v 2R 3B 2l 2v2R解析 (1)当MN 向右滑动时,切割磁感线产生的感应电动势E 1=2Blv ,方向由N 指向M . OP 向左滑动时产生的感应电动势E 2=Blv ,方向由O 指向P . 两者同时滑动时,MN 和OP 可以看成两个顺向串联的电源,电路中总的电动势:E =E 1+E 2=3Blv ,方向沿NMOPN .由全电路欧姆定律得电路中的电流强度I =ER +2R =BlvR,方向沿NMOPN .电容器两端的电压相当于把电阻R 看做电源NM 的内阻时的路端电压,即U =E 1-IR =2Blv -BlvR·R =Blv由于上板电势比下板高,故在两板间形成的匀强电场的方向竖直向下,可见悬浮于两板间的微粒必带负电.设微粒的电荷量为q ,由平衡条件mg =Eq =U dq ,得q =mgd U =mgd Blv(2)NM 和OP 两导线所受安培力均为F =BIl =B Blv R l =B 2l 2vR,其方向都与它们的运动方向相反.两导线都匀速滑动,由平衡条件可知所加外力应满足条件F 外=F =B 2l 2vR因此,外力做功的机械功率P 外=F ·2v +Fv =3Fv =3B 2l 2v2R.电路中产生感应电流总的电功率P 电=IE =Blv R ·3Blv =3B 2l 2v2R可见,P 外=P 电,这正是能量转化和守恒的必然结果. 16.(15分)如图16所示,质量m 1=0.1 kg ,电阻R 1=0.3 Ω,长度l =0.4 m 的导体棒ab 横放在U 形金属框架上.框架质量m 2=0.2 kg ,放在绝缘水平面上,与水平面间的动摩擦因数μ=0.2.相距0.4 m 的MM ′、NN ′相互平行,电阻不计且足够长.电阻R 2=0.1 Ω的MN 垂直于MM ′.整个装置处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B =0.5 T .垂直于ab 施加F =2 N 的水平恒力,ab 从静止开始无摩擦地运动,始终与MM ′、NN ′保持良好接触.当ab 运动到某处时,框架开始运动.设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g 取10 m/s 2.图16(1)求框架开始运动时ab 速度v 的大小;(2)从ab 开始运动到框架开始运动的过程中,MN 上产生的热量Q =0.1 J ,求该过程ab 位移x的大小.答案 (1)6 m/s (2)1.1 m解析 (1)ab 对框架的压力F 1=m 1g 框架受水平面的支持力F N =m 2g +F 1依题意,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则框架受到最大静摩擦力F 2=μF N ab 中的感应电动势E =BlvMN 中电流I =ER 1+R 2MN 受到的安培力F 安=IlB 框架开始运动时F 安=F 2由上述各式,代入数据解得v =6 m/s(2)闭合回路中产生的总热量Q 总=R 1+R 2R 2Q由能量守恒定律,得Fx =12m 1v 2+Q 总代入数据解得x =1.1 m。
人教版高中物理选修3-2第四章 电磁感应检测题.docx
高中物理学习材料桑水制作选修3-2第四章电磁感应检测题本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分.满分100分,考试用时60分钟.第Ⅰ卷(选择题,共40分)一、选择题(每小题4分,共40分。
在每小题给出的四个选项中,至少有一个选项是正确的,全部选对得4分,对而不全得2分。
)1.在电磁感应现象中,下列说法正确的是()A.感应电流的磁场总是跟原来的磁场方向相反B.闭合线框放在变化的磁场中一定能产生感应电流C.闭合线框放在匀强磁场中做切割磁感线运动,一定产生感应电流D.感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化2. 为了利用海洋资源,海洋工作者有时根据水流切割地磁场所产生的感应电动势来测量海水的流速.假设海洋某处的地磁场竖直分量为B=0.5×10-4T,水流是南北流向,如图将两个电极竖直插入此处海水中,且保持两电极的连线垂直水流方向.若两极相距L =10m,与两电极相连的灵敏电压表的读数为U=2mV,则海水的流速大小为()A.40 m/sB.4 m/sC.0.4 m/sD.4×10-3m/s3.日光灯电路主要由镇流器、起动器和灯管组成,在日光灯正常工作的情况下,下列说法正确的是()A.灯管点燃后,起动器中两个触片是分离的B.灯管点燃后,镇流器起降压和限流作用C.镇流器在日光灯开始点燃时,为灯管提供瞬间高压D.镇流器的作用是将交变电流变成直流电使用4.如图所示,磁带录音机既可用作录音,也可用作放音,其主要部件为可匀速行进的磁带a和绕有线圈的磁头b,不论是录音或放音过程,磁带或磁隙软铁会存在磁化现象,下面对于它们在录音、放音过程中主要工作原理的说法,正确的是()A.放音的主要原理是电磁感应,录音的主要原理是电流的磁效应B.录音的主要原理是电磁感应,放音的主要原理是电流的磁效应C.放音和录音的主要原理都是磁场对电流的作用D.放音和录音的主要原理都是电磁感应5.两圆环A、B置于同一水平面上,其中A为均匀带电绝缘环,B为导体环,当A以如图所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时,B中产生如图所示方向的感应电流。
(完整word版)人教版高中物理选修32第四章电磁感应单元测试题
第四章电磁感觉单元测试题一.选择题1.由楞次定律知道感觉电流的磁场必然是〔〕A.阻拦引起感觉电流的磁通量B.与引起感觉电流的磁场反向C.阻拦引起感觉电流的磁通量的变化D.与引起感觉电流的磁场方向同样2.关于磁通量以下说法正确的选项是〔〕.A.磁通量越大表示磁感觉强度越大B.面积越大穿过它的磁通量也越大C.穿过单位面积的磁通量等于磁感觉强度D.磁通量不但有大小而且有方向是矢量3.美国一位物理学家卡布莱拉用实验搜寻磁单极子.实验依照的原理就是电磁感觉现象,仪器的主要局部是由超导体做成的线圈,设想有一个磁单极子穿过超导线圈,如图 1 所示,于是在超导线圈中将引起感觉电流,关于感觉电流的方向以下说法正确的选项是〔〕A.磁单极子穿过超导线圈的过程中,线圈中产生的感觉电流的变化B. N 磁单极子,与S 磁单极子分别穿过超导线圈的过程中,线圈中感觉电流方向同样C.磁单极子穿过超导线圈的过程中,线圈中感觉电流方向不变D.假假设磁单极子为N 磁单极子,穿过超导线圈的过程中,线圈中感觉电流方向向来为顺时针〔从上往下看〕4.如图 2 示,金属杆 ab 以恒定的速率 v 在圆滑的平行导轨上向右滑行,设整个电路中总电阻为R〔恒定不变〕,整个装置置于垂直于纸面向里的匀强磁场中,以下说法不正确的选项是〔〕A.ab 杆中的电流与速率v 成正比B.磁场作用于 ab 杆的安培力与速率v 成正比C.电阻 R 上产生的电热功率与速率v 平方成正比D.外力对 ab 杆做功的功率与速率v 的成正比5.由于地磁场的存在,飞机在必然高度水平翱翔时,其机翼就会切割磁感线,机翼的两端之间会有必然的电势差.假设飞机在北半球水平翱翔,那么从翱翔员的角度看,机翼左端的电势比右端的电势( )A.低B.高C.相等D.以上情况都有可能6.如图 3 所示 , 在两根平行长直导线中,通以方向同样、大小相等的恒定电流.一个小线框在两导线平面内,从凑近右边的导线内侧沿着与两导线垂直的方向匀速向左搬动,直至到达左边导线的内侧.在这搬动过程中,线框中的感觉电流方向〔〕A.沿 abcda 不变B.沿dcbad不变C.由 abcda 变为 dcbad D.由dcbad 变为dcbad7.如图 4 所示 ,两个线圈A和B分别通以电流I1、I2,为使线圈B中的电流增大,以下措施有效的是( )A.保持线圈的相对地址不变,增大 A 中的电流B.保持线圈的相对地址不变,减小 A 中的电流C.保持 A 中的电流不变,将线圈 A 向右平移D.保持 A 中的电流不变,将线圈 A 向右平移8.两个金属的圆环同心放置,当小环中通以逆时针方向的电流,且电流不断增大时,大环将会有〔〕A.有向外扩大的趋势B.有向内缩短的趋势C.产生顺时针方向的感觉电流D.产生逆时针方向的感觉电流9.如图 5 所示,两竖直放置的平行圆滑导轨处于垂直于导轨平面的匀强磁场中,金属杆 ab 可沿导轨滑动,本来S 断开,让 ab 杆由静止下滑,一段时间后闭合S,那么从 S 闭合开始记时, ab 杆的运动速度 v 随时间 t 的关系图不可以能是以以下图中的哪一个( )10.如图 6 所示,两个闭合铝环A、 B 与一个螺线管套在同一铁芯上,A、B可以左右摇动,那么〔〕A.在 S 闭合的瞬时, A、B 必相吸B.在 S 闭合的瞬时, A、B 必相斥C.在 S 断开的瞬时, A、B 必相吸D.在 S 断开的瞬时, A、B 必相斥二.填空题11.在磁感觉强度为10T 的匀强磁场中,垂直切割磁感线运动的直导线长20cm,为使直导线中感觉电动势每秒钟增加0.1V,那么导线运动的加速度大小应为.12.如图 7 所示, (a) 图中当电键 S 闭合瞬时,流过表的感觉电流方向是 ____; (b) 图中当 S 闭合瞬时,流过表的感觉电流方向是____.13.如图 8 所示, A、B 两闭合线圈用同样导线且均绕成10 匝,半径为 r A=2r B,内有以 B 线圈作为理想界线的匀强磁场,假设磁场均匀减小,那么A、 B 环中感觉电动势E A∶ E B =;产生的感觉电流之比I A∶ I B=.14.如图 9,互相平行的两条金属轨道固定在同一水平面上,上面架着两根互相平行的铜棒ab 和 cd,磁场方向竖直向上.如不改变磁感强度方向而仅改变其大小,使ab 和 cd 相向运动,那么B 应 ____.15.如图 10 所示,两根相距为l 的竖直平行金属导轨位于匀强磁场中,磁感觉强度为 B,导轨电阻不计,另两根与圆滑轨道接触的金属杆质量均为m,电阻均为 R,假设要使 cd 杆恰好平衡,且静止不动,那么ab 杆应向做运动, ab 杆运动速度大小是,需对ab 杆所加外力的大小为.三.计算题16.两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内,两导轨间的距离为 l ,导轨上面横放着两根导体棒 ab 和 cd,组成矩形回路,如图 11 所示.两根导体棒的质量均为 m,电阻均为 R,回路中其余局部的电阻不计,在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场,磁感觉强度为B.两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行,开始时 cd 棒静止,棒 ab 有指向 cd 的速度 v0.假设两导体棒在运动中向来不接触,求:(1)在运动中产生的最大焦耳热;(2)当棒 ab 的速度变为3v0时,棒 cd 的加速度.417.两根相距 d=0.20m的平行圆滑金属长导轨与水平方向成30°角固定,匀强磁场的磁感强度B=0. 20T,方向垂直两导轨组成的平面,两根金属棒ab、cd 互相平行且向来与导轨垂直地放在导轨上,它们的质量分别为m1=0.1kg,m2=0.02kg,两棒电阻均为0.02Ω,导轨电阻不计,如图12 所示.(1)当 ab 棒在平行于导轨平面斜向上的外力作用下,以v=1.5m/s 速度沿斜面匀速向上运动,求金属棒cd 运动的最大速度;(2)假设要 cd 棒静止,求使 ab 匀速运动时外力的功率. (g=10m/s2)18.如图 13 所示,金属棒 cd 质量 m=0.50kg,长 l=0 .50m,可在水平导轨上无摩擦地平动,整个回路的电阻保持不变R=0. 20Ω;匀强磁场的磁感强度B=0. 50T,方向斜向上,且跟导轨平面成θ =30°角.问当cd 水平向右滑动的速度为多大时,它将对导轨没压力?19.如图 14 所示,圆滑且足够长的平行金属导轨 MN、PQ固定在同一水平面上,两导轨间距 L=0.2m,电阻 R=0.4Ω,导轨上停放一质量为 m=0.1kg,电阻为 r=0 . 1Ω的金属杆 ab,导轨的电阻不计,整个装置处于磁感觉强度为B=0.5T 的匀强磁场中,磁场的方向竖直向下.现用一外力 F 沿水平方向拉杆,使之由静止开始运动,假设理想电压表示数U 随时间 t 的变化关系如图15 所示,(1)试解析说明金属杆的运动情况;(2)求第 2 秒末外力 F 的功率.20.水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置,间距为L,一端经过导线与阻值为 R 的电阻连接;导轨上放一质量为m的金属杆 ( 如图 16) ,金属杆与导轨的电阻忽略不计,均匀磁场竖直向下.用与导轨平行的恒定拉力 F 作用在金属杆上,杆最后将做匀速运动.当改变拉力的大小时,相对应的匀速运动速度v 也会变化, v 和 F 的关系如右图16.( 取重力加速度 g=10 m/s 2 )(1)金属杆在匀速运动从前做什么运动?(2)假设 m=0. 5 kg,L=0 .5 m,R=0.5 Ω,磁感觉强度 B 为多大?(3)由 v-F 图线的截距可求得什么物理量?其值为多少?参照答案:一、选择题1.C 2.D 3.C 4.D 5.B 6 .BD 7.BCD 8.AC 9.B 10.AC二、填空题11. 5m/s 212. b → a , a →b13. E A ∶E B =1∶1; I A ∶ I B =1∶214.增大2mgR15.上;匀速;;2mg ;三、计算题16.解析:(1) 从初始到两棒速度相等的过程中, 两棒总动量守恒,即 mv 0=2mv .依照能的转变和守恒定律得:1 mv2 - 121 mv 2Q=·2mv=.2 024 0(2)mv 0=m 3v 0 +mv ′ E=( 3v 0-v ′)Bl I=E/2R 4 4对 cd 棒,其所受安培力 F=IBL22 0解得: a=Bl v /4mR .答案: (1) 22 2v 0/4mR1 mv 0(2)a=Bl417.解析:假设 ab 匀速上滑瞬时, cd 未动那么 ε =BLv=0.06v ,回路中:abF cd=IBl=1 .5×0.2× 0.2=0.06N ,而其 m cd gsin30 °=0.02× 10×1/2=0 .1N>F cd∴ cd 将加速下滑,其中的 εcd 与 εab 串通,电路中此时cd 受 F ’cd =BI ’l, 当F ’cd =m gsin30 °时,cdmI "Blv' ab v' ab2.5m / sIBlv ab Blv mv =1m/s .2r2r(2) 假设 cd 棒静止,那么 F 〞cd =I 〞Bl=mgsin30 °,∴ I 〞=0.25A, 此电流由 ab 运动产生,故此时拉 ab的外力为 F ’=m ab gsin30 °+I 〞 Bl=0. 6N ,此时 P ab =F 〞v 〞ab =1.5W .18.解析:依照受力求。
人教版高中物理选修3-2第四章电磁感应单元过关测试题.docx
高中物理学习材料桑水制作2014年下学期隆回县万和实验学校高二物理《电磁感应》单元过关测试题一、不定项选择题(每小题4分,共64分,其中第2、5、10、12、13、16小题有多个选项是正确的,全对得4分,对而不全得2分。
)1.在法拉第时代,下列验证“由磁产生电”设想的实验中,能观察到感应电流的是( )A.将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路,然后观察电流表的变化B.在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈,然后观察电流表的变化C.将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接,往线圈中插入条形磁铁后,再到相邻房间去观察电流表的变化D.绕在同一铁环上的两个线圈,分别接电源和电流表,在给线圈通电或断电的瞬间,观察电流表的变化2.如上图所示,匀强磁场垂直于软导线回路平面,由于磁场发生变化,回路变为圆形。
则磁场()(A)逐渐增强,方向向外(B)逐渐增强,方向向里(C)逐渐减弱,方向向外(D)逐渐减弱,方向向里3.很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放,形成一很长的竖直圆筒.一条形磁铁沿圆筒的中心轴竖直放置,其下端与圆筒上端开口平齐.让条形磁铁从静止开始下落.条形磁铁在圆筒中的运动速率( )A.均匀增大 B.先增大,后减小 C.逐渐增大,趋于不变 D.先增大,再减小,最后不变4.如图所示,上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置,小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放,并落至底部,则小磁块( )A.在P和Q中都做自由落体运动 B.在两个下落过程中的机械能都守恒C.在P中的下落时间比在Q中的长 D.落至底部时在P中的速度比在Q中的大5.如图所示,在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯,现接通交流电源,过了几分钟,杯内的水沸腾起来.若要缩短上述加热时间,下列措施可行的有( )A.增加线圈的匝数 B.提高交流电源的频率C.将金属杯换为瓷杯 D.取走线圈中的铁芯6.英国物理学家麦克斯韦认为,磁场变化时会在空间激发感生电场.如图所示,一个半径为r的绝缘细圆环水平放置,环内存在竖直向上的匀强磁场B,环上套一带电荷量为+q的小球.已知磁感应强度B随时间均匀增加,其变化率为k,若小球在环上运动一周,则感生电场对小球的作用力所做功的大小是( )A .0 B.12r 2qk C .2πr 2qk D .πr 2qk7.如图所示,置于水平面的平行金属导轨不光滑,导轨一端连接电阻R ,其它电阻不计,垂直于导轨平面有一匀强磁场,磁感应强度为B ,当一质量为m 的金属棒ab 在水平恒力F 作用下由静止向右滑动时( )A .外力F 对ab 棒做的功等于电路中产生的电能B .只有在棒ab 做匀速运动时,外力F 做的功才等于电路中产生的电能C .无论棒ab 做何种运动,它克服安培力做的功一定等于电路中产生的电能D .棒ab 匀速运动的速度越大,F 力做功转化为电能的效率越高8.如图甲所示,长直导线与闭合金属线框位于同一平面内,长直导线中的电流i 随时间t 的变化关系如图乙所示.在0-T /2时间内,直导线中电流向上,则在T /2-T 时间内,线框中感应电流的方向与所受安培力情况是( )A.感应电流方向为顺时针,线框受安培力的合力方向向左B.感应电流方向为逆时针,线框受安培力的合力方向向右C.感应电流方向为顺时针,线框受安培力的合力方向向右D.感应电流方向为逆时针,线框受安培力的合力方向向左9.如图(a)所示,线圈ab 、cd 绕在同一软铁芯上.在ab 线圈中通以变化的电流,用示波器测得线圈cd 间电压如图(b)所示.已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比,则下列描述线圈ab 中电流随时间变化关系的图中,可能正确的是( )10.如图所示,在匀强磁场中放有电阻不计的平行铜导轨,它与大线圈M 相连接.要使小线圈N 受到的磁场力向里,则放在导轨上的裸金属棒ab 的运动情况是( )A .向右匀速运动B .向左加速运动C .向右减速运动D .向右加速运动 11、如图所示,一正方形线圈的匝数为n ,边长为a ,线圈平面与匀强磁场垂直,且一半处在磁场中.在Δt 时间内,磁感应强度的方向不变,大小由B 均匀地增大到2B .在此过程中,线圈中产生的感应电动势为( )bRaFB tii TT /2 Oi 0 -i 0甲乙a NM B bA. Ba 22ΔtB. nBa 22ΔtC. nBa 2ΔtD. 2nBa 2Δt12.如图所示,一端接有定值电阻的平行金属轨道固定在水平面内,通有恒定电流的长直绝缘导线垂直并紧靠轨道固定,导体棒与轨道垂直且接触良好,在向右匀速通过M 、N 两区的过程中,导体棒所受安培力分别用F M 、F N 表示.不计轨道电阻.以下叙述正确的是( ) A .F M 向右 B .F N 向左 C .F M 逐渐增大 D .F N 逐渐减小 13.如图所示,不计电阻的光滑U 形金属框水平放置,光滑、竖直玻璃挡板H 、P 固定在框上,H 、P 的间距很小.质量为0.2 kg 的细金属杆CD 恰好无挤压地放在两挡板之间,与金属框接触良好并围成边长为1 m 的正方形,其有效电阻为0.1 Ω.此时在整个空间加方向与水平面成30°角且与金属杆垂直的匀强磁场,磁感应强度随时间变化规律是B =(0.4-0.2t ) T ,图示磁场方向为正方向.框、挡板和杆不计形变.则( ) A .t =1 s 时,金属杆中感应电流方向从C 到D B .t =3 s 时,金属杆中感应电流方向从D 到C C .t =1 s 时,金属杆对挡板P 的压力大小为0.1 N D .t =3 s 时,金属杆对挡板H 的压力大小为0.2 N14、如图,足够长的U 型光滑金属导轨平面与水平面成θ角(0<θ<90°),其中MN 平行且间距为L ,导轨平面与磁感应强度为B 的匀强磁场垂直,导轨电阻不计。
人教版高中物理选修3-2第4章 《电磁感应》单元测试试题(含答案)
人教版高中物理选修3-2第4章《电磁感应》单元测试试题(含答案)第4章《电磁感应》单元测试题一、单选题(每小题只有一个正确答案)1.发电的基本原理是电磁感应,发现“磁生电”现象的科学家是( )A.法拉第 B.赫兹 C.安培 D.奥斯特2.如图所示电路,若将滑动变阻器滑片向上移动,则a、b环中感应电流的方向是()A.a环顺时针,b环顺时针 B.a环顺时针,b环逆时针C.a环逆时针,b环顺时针 D.a环逆时针,b环逆时针3.一长直导线通以如图甲所示的交变电流,在导线下方有断开的线圈,如图乙所示,规定电流从左向右为正,则相对于b点来说,a点电势最高的时刻是在( )A.t1时刻 B.t2时刻 C.t3时刻 D.t4时刻4.飞机在一定高度水平飞行时,由于地磁场的存在,其机翼就会切割磁感线,两机翼的两端点之间会有一定的电势差。
若飞机在北半球水平飞行,且地磁场的竖直分量方向竖直向下,则从飞行员的角度看( )A.机翼左端的电势比右端的电势低 B.机翼左端的电势比右端的电势高C.机翼左端的电势与右端的电势相等 D.以上情况都有可能5.如图所示,A、B都是很轻的铝环,分别吊在绝缘细杆的两端,杆可绕竖直轴在水平面内转动,环A是闭合的,环B是断开的.若用磁铁分别靠近这两个圆环,则下面说法正确的是( )A.图中磁铁N极接近A环时,A环被吸引,而后被推开1/ 9B .图中磁铁N 极远离A 环时,A 环被排斥,而后随磁铁运动C .用磁铁的任意一磁极接近A 环时,A 环均被排斥D .用磁铁N 极接近B 环时,B 环被推斥,远离磁铁运动6.如图所示,导轨间的磁场方向垂直于纸面向里,圆形金属环B 正对电磁铁A ,当导线MN 在导轨上向右加速滑动时,则( )A .MN 导线无电流,B 环无感应电流B .MN 导线有向上电流,B 环无感应电流C .MN 导线有向下电流,从左向右看B 有逆时针方向电流D .MN 导线有向上电流,从左向右看B 有顺时针方向电流7.如图所示,在垂直于纸面的范围足够大的匀强磁场中,有一个矩形线圈abcd ,线圈平面与磁场垂直,O 1O 2和O 3O 4都是线圈的对称轴,应使线圈怎样运动才能使其中产生感生电流?( )A .向左或向右平动B .向上或向下平动C .绕O 1O 2转动D .绕O 3O 4转动8.在赤道正上方有一导体棒东西放置,放手后让其自由下落,下列说法正确的是( )A 、东端电势高B 、西端电势高C 、中点电势高D 、各点电势一样9.矩形导线框固定在匀强磁场中,如图甲所示,磁感线的方向与导线框所在平面垂直,规定磁场的正方向为垂直纸面向外,磁感应强度B 随时间t 变化的规律如图乙所示,则( )A .10t ~时间内,导线框中电流的方向为abcdaB .10t ~时间内,导线框中电流越来越小人教版高中物理选修3-2第4章 《电磁感应》单元测试试题(含答案)3 / 9C .20t ~时间内,导线框中电流的方向始终为adcbD .20t ~时间内,导线框ab 边受到的安培力大小恒定不变10.如图(a )所示,半径为r 的带缺口刚性金属圆环固定在水平面内,缺口两端引出两根导线,与电阻R 构成闭合回路。
人教版 高中物理 选修3-2 第4章《电磁感应》测试试题(含答案解析)
人教版 高中物理 选修3-2 第4章《电磁感应》测试试题(含答案解析)(满份100分 时间100分钟)一.选择题(每题至少有一个正确的选项,请将正确的答案填写在答卷的相应位置,12×3分=36分,错选无分、漏选得2分)1.下面属于电磁感应现象的是( ) A .通电导体周围产生磁场B .磁场对感应电流发生作用,阻碍导体运动C .由于导体自身电流发生变化,而导体中产生自感电动势D .电荷在磁场中定向移动形成电流2.当线圈中的磁通量发生变化时,下列说法中正确的是( ) A .线圈中一定有感应电流B .线圈中有感应电动势,其大小与磁通量成正比C .线圈中一定有感应电动势D .线圈中有感应电动势,其大小与磁通量的变化量成正比3.有一铜块,重量为G ,密度为D ,电阻率为ρ.把它拉制成截面半径为r 的导线,再用它做成一半径为R 的圆形回路(R >>r ).现加一个方向垂直回路平面的匀强磁场,磁感应强度B 的大小变化均匀,则( )A .感应电流大小与导线粗细成正比B .感应电流大小与回路半径R 成正比C .感应电流大小与回路半径R 的平方成正比D .感应电流大小与R 、r 都无关4.如图所示,在水平面上有一固定的U 形金属框架,框架上置一金属杆ab .在垂直纸面方向有一匀强磁场,下面情况可能的是( )A .若磁场方向垂直纸面向外,并且磁感应强度增大时,杆ab 将向右移动B .若磁场方向垂直纸面向外,并且磁感应强度减小时,杆ab 将向右移动C .若磁场方向垂直纸面向里,并且磁感应强度增大时,杆ab 将向右移动D .若磁场方向垂直纸面向里,并且磁感应强度减小时,杆ab 将向右移动5.如图所示,矩形线框abcd ,通过导体杆搭接在金属导轨EF 和MN 上,整个装置放在如图的匀强磁场中.当线框向右运动时,下面说法正确的是( )A .R 中无电流B .R 中有电流,方向为E →MC .ab 中无电流D .ab 中有电流,方向为a →b .6.图中甲图所示的线圈为5匝,其端点a ,b 与电压表相连,线圈内磁通量变化规律如(b )图所示,则a ,b 两点的电势高低及电压表读数为( )A .b a ϕϕ>,2伏B .b a ϕϕ>,1伏C .b a ϕϕ<,2伏D .b a ϕϕ<,1伏7.如图所示,一水平放置的矩形闭合线圈abcd 在细长磁铁的N 极附近竖直下落,保持bc 边在纸外,ad 边在纸内,由图中的位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ,位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ.在这个过程中,线圈中感生电流( )A .沿abcd 流动B .沿dcba 流动C.由Ⅰ到Ⅱ是沿abcd流动,由Ⅱ到Ⅲ是沿dcba流动D.由Ⅰ到Ⅱ是沿dcba流动,由Ⅱ到Ⅲ是沿abcd流动8.在水平放置的光滑绝缘杆ab上,挂有两个金属环M和N,两环套在一个通电密绕长螺线管的中部,如图所示,螺线管中部区域的管外磁场可以忽略,当变阻器的滑动接头向左移动时,两环将怎样运动?()A.两环一起向左移动B.两环一起向右移动C.两环互相靠近D.两环互相离开9.图中A、B为两个相同的环形线圈,共轴并靠近放置.A线圈中通有如图(a)所示的交流电i,则()A.在t1到t2时间内A、B两线圈相吸B.在t2到t3时间内A、B两线圈相斥C.t1时刻两线圈间作用力为零D.t2时刻两线圈间吸力最大10.如图所示,闭合导线框的质量可以忽略不计,将它从图示位置匀速拉出匀强磁场.若第一次用0.3s时间拉出,外力所做的功为W1,通过导线截面的电量为q1;第二次用0.9s时间拉出,外力所做的功为 W2,通过导线截面的电量为 q2,则()A.W1<W2,q1<q2B.W1<W2,q1=q2C.W1>W2,q1=q2D.W1>W2,q1>q211.在图所示的电路中,两个灵敏电流表G1和G2的零点都在刻度盘中央,当电流从“+”接线柱流入时,指针向右摆;电流从“-”接线柱流入时,指针向左摆。
人教版高中物理选修3-2第四章《电磁感应》检测题(含答案)
《电磁感应》检测题一、单选题1.如图所示,一个质量为M、长为L的铜管用细线悬挂在天花板上,现让一强磁铁(可视为质点)从铜管E端由静止下落,强磁铁在下落过程中与铜管不接触,在强磁铁穿过铜管过程中( )A.铜管中没有感应电流 B.整个系统机械能守恒C.细线中的拉力F=Mg D.强磁铁穿过制管的时间t2.半径为r带缺口的刚性金属环在纸面上固定放置,在环的缺口两端引出两根导线,分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板A、B连接,两板间距为d且足够大,如图甲所示.有一变化的磁场垂直于纸面,规定向外为正,变化规律如图乙所示.在平行金属板A、B正中间有质量未知、电荷量大小为q的带电液滴,液滴在0到0.1 s处于静止状态,已知重力加速度为10m/s2.则以下说法正确的是( )A.液滴带正电B.第0.3s时液滴的运动方向改变C.液滴的质量为2 10 q r gdD.第0.4s内液滴位移大小为0.04(单位:米)3.如图所示,两根平行金属导轨置于水平面内,导轨之间接有定值电阻R.金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触,整个装置放在匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下。
现使磁感应强度随时间均匀减小,ab始终保持静止,下列说法正确的是()A.ab中的感应电流方向由b到a B.ab中的感应电流逐渐减小C.ab所受的安培力保持不变 D.电阻R的热功率不变4.如图所示,使一个水平铜盘绕过其圆心的竖直轴OO 转动,且假设摩擦等阻力不计,转动是匀速的.现把一个蹄形磁铁水平向左移近铜盘,则A.铜盘转动将变快B.铜盘转动将变慢C.铜盘仍以原来的转速转动D.因磁极方向未知,无法确定5.如图所示,在一有界匀强磁场中放一电阻不计的平行金属导轨,虚线为有界磁场的左边界,导轨跟圆形线圈M相接,图中线圈N与线圈M共面、彼此绝缘,且两线圈的圆心重合,半径R<R N.在磁场中垂直于导轨放置一根导体棒ab,已知磁场垂直于导轨所在平面向外.欲使线圈N M有收缩的趋势,下列说法正确的是( )A.导体棒可能沿导轨向左做加速运动 B.导体棒可能沿导轨向右做加速运动C.导体棒可能沿导轨向左做减速运动 D.导体棒可能沿导轨向左做匀速运动6.关于物理学史,下列说法正确的是( )A.奥斯特首先发现了电磁感应现象B.楞次发现了电流的磁效应,拉开了研究电与磁相互关系的序幕C.法拉第首先发现了电流的热效应D.纽曼和韦伯先后总结出了法拉第电磁感应定律7.如图所示,电路中A、B是两个完全相同的灯泡,L是一个自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈,C是电容很大的电容器。
人教版高中物理选修3-2第四章 电磁感应 综合能力测试题.docx
高中物理学习材料唐玲收集整理第四章电磁感应综合能力测试题1.下面属于电磁感应现象的是[ ]A.通电导体周围产生磁场B.磁场对感应电流发生作用,阻碍导体运动C.由于导体自身电流发生变化,而导体中产生自感电动势D.电荷在磁场中定向移动形成电流2.有一铜块,重量为G,密度为D,电阻率为ρ.把它拉制成截面半径为r的导线,再用它做成一半径为R的圆形回路(R>>r).现加一个方向垂直回路平面的匀强磁场,磁感应强度B的大小变化均匀,则 [ ]A.感应电流大小与导线粗细成正比 B.感应电流大小与回路半径R成正比C.感应电流大小与回路半径R的平方成正比 D.感应电流大小与R、r都无关3.当线圈中的磁通量发生变化时,下列说法中正确的是 [ ] A.线圈中一定有感应电流 B.线圈中有感应电动势,其大小与磁通量成正比C.线圈中一定有感应电动势 D.线圈中有感应电动势,其大小与磁通量的变化量成正比4.在匀强磁场中有一圆形的闭合导体线圈,线圈平面垂直于磁场方向,当线圈在此磁场中做下列哪些运动时,线圈中能产生感应电流[ ] A.线圈沿自身所在的平面做匀速运动 B.线圈沿自身所在的平面做加速运动C.线圈绕任意一条直径做转动 D.线圈沿着磁场方向向上移动5.如图4-70所示,在水平面上有一固定的U形金属框架,框架上置一金属杆ab.在垂直纸面方向有一匀强磁场,下面情况可能的是[ ]A.若磁场方向垂直纸面向外,并且磁感应强度增大时,杆ab将向右移动B.若磁场方向垂直纸面向外,并且磁感应强度减小时,杆ab将向右移动C.若磁场方向垂直纸面向里,并且磁感应强度增大时,杆ab将向右移动D.若磁场方向垂直纸面向里,并且磁感应强度减小时,杆ab将向右移动6.如图4-71所示,金属杆ab,cd可以在光滑导轨PQ和RS上滑动,匀强磁场方向垂直纸面向里.当ab,cd分别以速度v1和v2滑动时,发现回路中感应电流方向为逆时针方向,则v1和v2的大小和方向可能是[ ]A.v1>v2,v1向右,v2向左B.v1>v2,v1和v2都向左C.v1=v2,v1和v2都向右D.v1=v2,v1和v2都向左7.如图4-72所示,两个互相连接的金属圆环用同样规格、同种材料的导线制成,大环半径是小环半径的4倍.若穿过大环磁场不变,小环磁场的磁通量变化率为K时,其路端电压为U;若小环磁场不变,大环磁场的磁通量变化率也为K时,其路端电压力[ ]A.U B.U/2 C.U/4 D.4U8.如图4-73所示,矩形线框abcd,通过导体杆搭接在金属导轨EF和MN上,整个装置放在如图的匀强磁场中.当线框向右运动时,下面说法正确的是[ ] A.R中无电流B.R中有电流,方向为E→MC.ab中无电流D.ab中有电流,方向为a→b.9.图4-74中甲图所示的线圈为5匝,其端点a,b与电压表相连,线圈内磁通量变化规律如(b)图所示,则a,b两点的电势高低及电压表读数为[ ]A.Ua>Ub,2伏B.Ua>Ub,1伏C.Ua<Ub,2伏D.Ua<Ub,1伏10.两根光滑的金属导轨,平行放置在倾角θ的斜面上,导轨的左端接有电阻R,导轨自身的电阻可忽略不计.斜面处在一匀强磁场中,磁场方向垂直于斜面向上.质量为m、电阻可不计的金属棒ab,在沿着斜面与棒垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上滑,并上升h高度,如图4-75所示.在这过程中[ ]A.作用于金属棒上的各力的合力所做的功等于零B.作用于金属棒上的各力的合力所做的功等于mgh与电阻R上发出的焦耳热之和C.恒力F与安培力的合力所做的功等于零D.恒力F与重力的合力所做的功等于电阻R上发出的焦耳热11.如图4-76所示,一条形磁铁作自由落体运动,当它通过闭合线圈回路时,其运动情况为 [ ]A.接近线圈和离开线圈时速度都减小B.接近线圈和离开线圈时加速度都小于gC.接近线圈作减速运动,离开线圈作加速运动D.作加速运动,接近线圈加速度小于g,离开线圈加速度大于g12.如图4-77所示,光滑的水平桌面上放着两个完全相同的金属环a和b,当一条形永磁铁的N极竖直向下迅速靠近两环时,则 [ ]A.a,b两环均静止不动B.a,b两环互相靠近C.a,b两环互相远离D.a,b两环均向上跳起13.如图4-78所示,一个小矩形线圈从高处自由落下,进入较小的有界匀强磁场,线圈平面和磁场保持垂直.设线圈下边刚进入磁场到上边刚接触磁场为A过程;线圈全部进入磁场内运动为B过程;线圈下边出磁场到上边刚出磁场为C过程.则[ ]A.在A过程中,线圈一定做加速运动B.在B过程中,线圈机械能不变,并做自由落体运动C.在A和C过程中,线圈内电流方向相同D.在A和C过程中,通过线圈的截面的电量相同14.一平面线圈用细杆悬于P点,开始时细杆处水平位置,释放后让它在如图4-79所示的匀强磁场中运动.已知线圈平面始终与纸面垂直,当线圈第一次通过位置Ⅰ和位置Ⅱ时,顺着磁场的方向看去,线圈中感应电流的方向分别为[ ]位置Ⅰ位置ⅡA.顺时针方向,顺时针方向B.顺时针方向,逆时针方向C.逆时针方向,逆时针方向D.逆时针方向,顺时针方向15.把一只矩形线圈从匀强磁场中匀速拉出.第一次用速度v1,第二次用速度v2,而且v2=2v1.若两次拉力所做的功分别为W1和W2,两次做功的功率分别为P1和P2,两次线圈产生的热量为Q1和Q2,则下述结论正确的是[ ] A.W1=W2,P1=P2,Q1=Q2 B.W1>W2,P1>P2,Q1=Q2C.W1=2W2,2P1=P2,2Q1=Q2 D.W2=2W1,P2=4P1,Q2=2Q116.如图4-80所示,圆形线圈垂直放在匀强磁场里,第1秒内磁场方向指向纸里,如图(b).若磁感应强度大小随时间变化的关系如图(a),那么,下面关于线圈中感应电流的说法正确的是 [ ]A.在第1秒内感应电流增大,电流方向为逆时针B.在第2秒内感应电流大小不变,电流方向为顺时针C.在第3秒内感应电流减小,电流方向为顺时针D.在第4秒内感应电流大小不变,电流方向为顺时针17.边长为h的正方形金属导线框,以图4-81中所示的位置由静止开始下落,通过一匀强磁场区域,磁场方向水平,且垂直于线框平面,磁场区域宽为H,上下边界如图中虚线所示.已知H>h,从线框开始下落到完全穿过磁场区的全过程中[ ]A.线框中总有感应电流存在B.线框受到磁场力的合力方向有时向上,有时向下C.线框运动方向始终是向下的D.线框速度的大小不一定总是在增加18.如图4-82所示,在一固定圆柱磁铁的N极附近置一平面线圈abcd,磁铁轴线与线圈水平中心线xx′轴重合.下列说法正确的是[ ]A.当线圈刚沿xx′轴向右平移时,线圈中有感应电流,方向为adcbaB.当线圈刚绕xx′轴转动时(ad向外,bc向里),线圈中有感应电流,方向为abcda C.当线圈刚沿垂直纸面方向向外平移时,线圈中有感应电流,方向为adcba;D.当线圈刚绕yy′轴转动时(ab向里,cd向外),线圈中有感应电流,方向为abcda19.如图4-83所示,导体杆op可绕o轴沿半径为r的光滑的半圆形框架在匀强磁场中以角速度ω转动,磁感应强度为B,ao 间接有电阻R,杆和框架电阻不计,则所施外力的功率为 [ ]20.如图4-84所示,金属环半径为a,总电阻为R,匀强磁场磁感应强度为B,垂直穿过环所在平面.电阻为R/2的导体杆AB沿环表面以速度v向右滑至环中央时,杆的端电压为 [ ]21.如图4-85所示,在直线电流附近有一根金属棒ab,当金属棒以b端为圆心,以ab为半径,在过导线的平面内匀速旋转达到图中的位置时[ ]A.a端聚积电子B.b端聚积电子C.金属棒内电场强度等于零D.Ua>Ub22.在电磁感应现象中,下列说法正确的是[ ]A.导体相对磁场运动,导体内一定会产生感生电流B.导体作切割磁力线运动,导体内一定会产生感生电流C.闭合电路在磁场内作切割磁力线运动,导体内一定会产生感生电流D.穿过闭合电路的磁通量发生变化23.如图4-86所示,空心的闭合螺线管中放有条形磁铁,将条形磁铁取出时,电流计G中有自上而下的电流通过,则在下列情况中[ ]A.磁铁上端为N,向上运动B.磁铁下端为N,向上运动C.磁铁上端为N,向下运动D.磁铁下端为N,向下运动24.如图4-87所示,在两根平行长直导线M、N中,通过大小、方向相同的电流.导线框ABCD和两导线在同一平面内.当线框沿着与两导线垂直的方向自右向左在两导线内匀速移动时,线框中感生电流的方向[ ]A.沿ABCDA,不变 B.沿ADCBA,不变C.由ABCDA变成ADCBA D.由ADCBA变成ABCDA25.如图4-88所示,一水平放置的矩形闭合线圈abcd在细长磁铁的N极附近竖直下落,保持bc边在纸外,ad边在纸内,由图中的位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ,位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ.在这个过程中,线圈中感生电流[ ]A.沿abcd流动B.沿dcba流动C.由Ⅰ到Ⅱ是沿abcd流动,由Ⅱ到Ⅲ是沿dcba流动D.由Ⅰ到Ⅱ是沿dcba流动,由Ⅱ到Ⅲ是沿abcd流动26.如图4-89所示,闭合的单匝线圈放在匀强磁场中,以角速度ω=300弧度/秒绕中心轴oo′逆时针匀速转动(沿oo′方向看).oo′轴垂直磁场方向.线圈的ab边长为0.1米,bc边长为0.2米,线圈的总电阻R=0.05欧,B=0.5特.从中性面开始转动,求:(1)单匝线圈的最大感应电动势是多少?位置如何?(2)由中性面开始转过90°时,平均感应电动势是多少?(3)为了维持匀速转动,除了电磁力矩外,还必须加一个外力矩,这个外力矩最大值是多少?27.如图4-90 所示,正方形金属框abcd的边长为L,在拉力作用下以速率v匀速通过匀强磁场.已知电阻Rab=Rcd=Ref=R(其余电阻不计).长度Lae=2Led,磁场宽度大于L,磁感应强度为B.求把金属框从图示位置开始到全部拉进磁场的过程中拉力所做的功.28.如图4-91所示,在一个磁感应强度为B的匀强磁场中,有一弯成45°角的金属导轨,且导轨平面垂直磁场方向.一导线MN以速度v从导轨的o点处开始无摩擦地匀速滑动,速率v的方向与ax方向平行,导线单位长度的电阻为r.(1)写出感应电动势的表达式.(2)感应电流的大小如何?(3)写出作用在导线MN上的外力瞬时功率的表达式.29.如图4-92所示,有一个水平匀强磁场,在垂直于磁场方向的竖直平面内放一个金属框,AB边可以自由上下滑动,且始终保持水平,无摩擦.若AB质量为m=0.2克,长L=0.1米,电阻R=0.2欧,其它电阻不计,磁感应强度B=0.1 特,g=10米/秒2.(1)求AB下落速度为2米/秒时,其边下落的加速度及产生热的功率是多少?(2)求AB边下落时的最大速度.30.两金属杆ab和cd长均为l,电阻均为R,质量分别为M和m,M>m,用两根质量和电阻均可忽略的不可伸长的柔软导线将它们连成闭合回路,并悬挂在水平、光滑、不导电的圆棒两侧,两金属杆都处在水平位置,如图4-93所示,整个装置处在一个与回路平面相垂直的匀强磁场中,磁感应强度为B.若金属杆ab正好匀速向下运动,求其运动的速度.31.如图4-94所示,质量为100克的铝环,用细线悬挂起来,环中央距地面h为0.8米.有一质量200克的磁铁以10米/秒的水平速度射入并穿过铝环,落在距铝环原位置水平距离3.6米处,则在磁铁与铝环发生相互作用时:(1)铝环向哪边偏斜?它能上升多高?(2)在磁铁穿过铝环的整个过程中,环中产生了多少电能?32.如图4-95所示,导线框abcd固定在竖直平面内,bc段的电阻为R,其它电阻均可忽略,ef是一电阻可忽略的水平放置的导体杆,杆长为l,质量为m,杆的两端分别为ab 和cd保持良好接触,又能沿它们无摩擦地滑动.整个装置放在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向与框面垂直.现用一恒力F竖直向上拉ef,当ef匀速上升时,其速度的大小为多少?33.图4-96中abcd为一边长为l、具有质量的刚性导线框,位于水平面内,bc边中串接有电阻R,导线的电阻不计,虚线表示一匀强磁场区域的边界,它与线框的ab的边平行,磁场区域的宽度为2l,磁感应强度为B,方向竖直向下,线框在一垂直ab的水平恒定拉力作甲下,沿光滑水平面运动,直到通过磁场区域.已知ab边刚进入磁场时线框便变为匀速运动,此时通过电阻R的电流的大小为i0,试在下图的i-x的坐标上定性画出:从导线框刚进入磁场到完全离开磁场的过程中流过电阻R的电流i的大小随ab边的位置坐标x 变化的曲线.34.两根相距d=20厘米的平行金属长导轨固定在同一水平面内,并处于竖直方向的匀强磁场中,磁场的磁感应强度B=0.20特,导轨上面横放着两条金属细杆构成矩形回路,两条金属杆的电阻为r=0.25欧,回路中其余部分的电阻可不计,已知两金属细杆在平行于导轨的拉力的作用下沿导轨朝相反的方向匀速平移,速度大小都是v=5.0米/秒,如图4-97所示,不计导轨上的摩擦.(1)求作用于每条金属细杆的拉力的大小.(2)求两金属细杆在间距增加0.40米的滑动过程中共产生的热量.35.如图4-98所示,矩形线圈abcd共n匝,总电阻为R,部分置于有理想边界的匀强磁场中,线圈平面与磁场垂直,磁感强度大小为B.让线圈从图示位置开始以ab边为轴匀速转动,角速度为ω.若线位置转过53°时的感应电动势的大小为多少?从图示位置开始转过90°的过程中,线圈中的平均感应电流为多少?(取sin37°=0.6,cos37°=0.8)36.如图4-99中,oP1Q1与oP2Q2是位于同一水平面上的两根金属导轨,处在沿竖直方向的匀强磁场中,磁感强度为B.导轨的oP1段与oP2段相互垂直,长度相等,交于o点.导轨的P1Q1段与P2Q2段相互平行,并相距2b.一金属细杆在t=0的时刻从o点出发,以恒定的速度v沿导轨向右滑动.在滑动过程中,杆始终保持与导轨的平行段相垂直,速度方向与导轨的平行段相平行,杆与导轨有良好的接触.假定导轨和金属杆都有电阻,每单位长度的电阻都是r.(1)金属杆在正交的导轨oP1,oP2上滑动时,金属杆上通过的电流强度?37.如图4-100所示为某一电路装置的俯视图.mn,xy为水平放置的很长的平行金属板,板间有匀强磁场,磁感强度为B,裸导线ab电阻为R0,电阻为R1=R2=R,电容器电容C 很大.由于棒ab匀速滑行,一不计重力的带正电粒子以初速度v0水平射入两板间可做匀速直线运动.(1)棒ab向哪边运动?速度多大?(2)棒如果突然停止运动,那么在突然停止时刻作用在棒上的安培力多大?方向如何?38.如图4-101所示,水平放置的U形金属框架中接有电源,电动势为ε,内阻为r0框架上放置一质量为m、电阻为R的金属杆,它可以在框架上无摩擦地滑动,框架两边相距L,匀强磁场的磁感应强度为B,方向竖直向上.当ab杆受到水平向右足够大的恒力F后.求(1)ab从静止开始向右滑动,起动时的加速度;(2)ab可以达到的最大速度vmax;(3)ab达到最大速度vmax时电路中每秒钟放出的热量Q.39.如图4-102所示,在倾角为θ的光滑斜面上,存在着两个磁感强度大小相等的匀强磁场,其中一个的方向垂直斜面向下,另一个的方向垂直斜面向上,宽度均为L,一个质量为m、边长为L的正方形线框以速度v刚进入上边磁场时恰好做匀速直线运动.当ab边到达gg′和ff′的中间位置时,线框又恰好做匀速直线运动,问:线框从开始进入上边的磁场至ab边到达gg′和ff′中间位置时,产生的热量为多少?40.正方形金属框每边长L=0.1米,总质量m=0.1千克,回路电阻R=0.02欧,用细线吊住,线的另一端跨过两个定滑轮,挂着一个质量M=0.14千克的砝码.线框上方有一磁感应强度B=0.5特的匀强磁场,如图4-103所示.线框在M的牵引下作加速运动,当线框上边进入磁场后又作加速运动(取g=10米/秒2).(1)线框匀速上升时的速度多大?(2)线框匀速上升过程中重物M作功多少?其中有多少转变为电能?41.将一电阻R为0.5欧、自感系数L为0.4亨的线圈与一可变电源相连接.要使线圈电流在0.3秒内从24安均匀地增加到36安.问电源电压应作怎样变化?42.如图4-104所示,图中线圈的自感系数L=2400毫亨,电源电动生自感电动势为3伏,其极性为下正上负(Ub>Ua).(1)此时电流变化率多大?变阻器滑动头向哪个方向滑动?(2)若K断开瞬间电流在0.1秒内由5安减少到零,在开关两端A,B的电压多大?哪端电势高?综合能力测试题参考答案1.C2.D3.C4.C5.B,D6.B7.C8.B9.B10.A,D11.B12.C13.B14.B15.D16.B17.C,D18.C,D19.C20.C21.B,D22.D23.A,C24.B25.A26.(1)3伏,线圈平面与磁感线平行;(2)1.9伏;(3)0.6牛·米.29.(1)5米/秒2,0.002瓦;(2)4米/秒30.提示:设磁场方向垂直纸面向里.由于M>m,所以ab将向下,cd向上同作加速运动.由于ab和cd切割磁感线,分别产生感应电动势ε1和ε2,在回路中产生感应电流i,同时ab受到向上的安培力f,cd受到向下的安培力f,随着两杆运动速度增大,安培力f 也增大,当两31.(1)右偏,0.2米;(2)1.7焦.33.曲线如图4-120所示;(0-l)∶i=i0;(l-2l)∶i=0;(2l-3l)且x=3l处;i≥i0.34.(1)0.032N;(2)1.28×10-2J.40.(1)v=3.2米/秒;(2)W=0.14焦;W′=0.04焦.41.电源电压应从28伏均匀改变到34伏.。
人教版高中物理选修3-2第四章 电磁感应 单元测试 1.docx
高中物理学习材料(鼎尚**整理制作)第四章电磁感应单元测试 1一、选择题1.如图4-45所示,在通有恒定电流的长直导线旁有一矩形导线框abcd,直导线与线框在同一平面内,下列情况中能使框中有感应电流的是[ ]A.线框向右平移.B.线框向下平移.C.以直导线为轴旋转过程中.D.以ab边为轴向纸外旋转90°过程中.2.在电磁感应现象中,下列说法正确的是 [ ]A.导体相对磁场运动,导体内一定会产生感应电流.B.导体作切割磁感线运动,导体内一定会产生感应电流.C.闭合电路在磁场内做切割磁感线运动,电路内一定会产生感应电流.D.穿过闭合电路的磁通量发生变化,电路中一定有感应电流.3.在一根细长的条形磁铁上,同心地套有两个放置在同一平面内的金属圆环a和b,磁铁位于圆环中央且与环面垂直(图4-46).通过两圆环的磁通量Φa与Φb相比较,则[ ]A.Φa>Φb.B.Φa<Φb.C.Φa=Φb.D.无法比较4.如图4-47所示,在两根平行长直导线中,通以方向相同、大小相等的恒定电流.一个小线框在两导线平面内,从靠近右边的导线内侧沿着与两导线垂直的方向匀速向左移动,直至到达左边导线的内侧.在这移动过程中,线框中的感应电流方向[ ]A.沿abcda不变.B.沿dcbad不变.C.由abcda变为dcbad.D.由dcbad变为abcda.5.在纸面内放有一条形磁铁和一个圆线圈(图4-48),下列情况中能使线圈中产生感应电流的是 [ ]A.将磁铁在纸面内向上平移.B.将磁铁在纸面内向右平移.C.将磁铁绕垂直纸面的轴转动.D.将磁铁的N极转向纸外,S极转向纸内.6.两个线圈A、B平行放置,分别通以如图4-49所示方向的电流I1、I2,为使线圈B 中的电流增大,下列措施中有效的是[ ]A.保持线圈的相对位置不变,增大A中的电流.B.保持线圈的相对位置不变,减小A中的电流.C.保持A中的电流不变,将线圈A向右平移.D.保持A中的电流不变,将线圈A向上平移.7.如图4-50所示,两水平平行金属导轨间接有电阻R,置于匀强磁场中,导轨上垂直搁置两根金属棒ab、cd.当用外力F拉动ab棒向右运动的过程中,cd棒将会[ ]A.向右运动.B.向左运动C.保持静止D.向上跳起.8.如图4-51所示电路,D1、D2是两个相同的小灯,L是一个自感系数很大的铁芯线圈,其电阻与R相同.由于存在自感现象,在电键S接通和断开时,D1、D2先后亮暗的次序是 [ ]A.接通时,D1先达最亮;断开时,D1后熄灭.B.接通时,D2先达最亮;断开时,D2后熄灭.C.接通时,D1先达最亮;断开时,D1先熄灭.D.接通时,D2先达最亮;断开时,D2先熄灭.9.如图4-52所示,一有限范围的匀强磁场,宽度为d.有一边长为l的正方形导线框,以速度v匀速通过磁场区域.若d<2l,则在线框中不产生感应电流的时间等于 [ ]10.如图4-53所示,在一很大的有界匀强磁场上方有一闭合线圈,当闭合线圈从上方下落穿过磁场的过程中[ ]A.进入磁场时加速度小于g,离开磁场时加速度可能大于g,也可能小于g.B.进入磁场时加速度大于g,离开时小于g.C.进入磁场和离开磁场,加速度都大于g.D.进入磁场和离开磁场,加速度都小于g.二、填空题11.如图4-54所示线圈abcd的一半在另一个较大的回路ABCD内,两线圈彼此绝缘.当电键S闭合的瞬间,abcd线圈中____感应电流(填有或没有),原因是_______.12.一水平放置的矩形线框abcd在条形磁铁的S极附近下落,在下落过程中,线框平面保持水平,如图4-55所示,位置1和3都靠近位置2.则线框从位置1到位置2的过程中,线框内_______感应电流,因为穿过线框的磁通量_______,从位置2到位置3的过程中,线框内_______感应电流,因为穿过线框的磁通量_____.13.矩形线圈abcd在磁场中如图4-56所示的方向转动,当线圈处于图示位置瞬间电流方向是_____.14.光滑金属圆环的圆心为o,金属棒oa、ob可以绕o在环上转动,垂直环面向内有一匀强磁场,如图4-57所示.外力使oa逆时针方向转动,则ob将_______.15.如图4-58所示,用外力将矩形线框从匀强磁场的边缘匀速拉出.设线框的面积为S,磁感强度为B,线框电阻为R,那么在拉出过程中,通过导线截面的电量是______.16.在两根相距d=10cm的平行光滑长导轨的一端,接有一个电容量C=50μF的电容器,垂直导轨放置一根金属棒,整个装置处于方向垂直纸面向内,B=2×10-4T的匀强磁场中(图4-59).当金属棒以恒定速度v=5m/s向右滑动时,电容器的带电量Q=______,上极板量呈现_____电(填正或负).17.图4-60是演示断电自感现象的实验装置,L是一个自感线圈,D是小灯,合上S 后小灯能正常发光.突然断开S时,通过小灯的电流方向是从____到________,此时由____对小灯供电.18.日光灯镇流器的作用,(1)起辉时,____;(2)点燃后,_______.三、问题19.如图4-61所示,在连有电阻R=3r的裸铜线框ABCD上,以AD为对称轴放置另一个正方形的小裸铜线框abcd,整个装置处于垂直框面向里、磁感强度为B的匀强磁场中.已知小线框每边长l,电阻为r.现使小线框以速度v向右平移,求通过电阻R的电流及R两端的电压.20.如图4-62所示,MN、PQ两根水平导轨,其间有竖直向上的匀强磁场,ab、cd是在导轨上可以无摩擦地自由滑动的导体,试问:(1)当ab在外力作用下向右运动时,cd将怎样运动?(2)若B=5T,ab、cd有效长度都为0.4m,在外力作用下ab和cd都以0.2m/s的速度向相反方向运动,则闭合回路的总感应电动势是多大?21.在磁感强度B=5T的匀强磁场中,放置两根间距d=0.1m的平行光滑直导轨,一端接有电阻R=9Ω,以及电键S和电压表.垂直导轨搁置一根电阻r=1Ω的金属棒ab,棒与导轨良好接触.现使金属棒以速度v=10m/s匀速向右移动(图4-63),试求:(1)电键S闭合前、后电压表的示数;(2)闭合电键S,外力移动棒的机械功率.22.如图4-64所示,有一磁感强度B=0.1T的水平匀强磁场,垂直匀强磁场放置一很长的金属框架,框架上有一导体ab保持与框架边垂直、由静止开始下滑.已知ab长10cm,质量为0.1g,电阻为0.1Ω,框架电阻不计,取g=10m/s2.求:(1)导体ab下落的最大加速度和最大速度;(2)导体ab在最大速度时产生的电功率.单元测试参考答案一、1.A、D. 2.D. 3.A. 4.B. 5.D. 6.B、C、D. 7.A. 8.A. 9.C. 10.A.二、11.没有,磁通不变. 12.有,减小;有,增加. 13.abcda.18.(1)产生瞬间高压;(2)限制电流.(1)5V,4.5V;(2)2.5W. 22.(2)g,1m/s;(2)0.001W.。
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高中物理学习材料桑水制作第四章电磁感应单元检测(时间:90分钟,满分:100分)一、选择题(本题共12小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确,全部选对的得5分,选对但不全的得2分,有选错或不答的得0分)1.(2011年惠阳高二检测)关于磁通量的概念,以下说法中正确的是( )A.磁感应强度越大,穿过闭合回路的磁通量也越大B.磁感应强度越大,线圈面积越大,则磁通量也越大C.穿过线圈的磁通量为零,但磁感应强度不一定为零D.磁通量发生变化,一定是磁场发生变化引起的2.如图所示,若套在条形磁铁上的弹性金属导线圈Ⅰ突然缩小为线圈Ⅱ,则关于线圈的感应电流及其方向(从上往下看)是( )A.有顺时针方向的感应电流B.有逆时针方向的感应电流C.先逆时针后顺时针方向的感应电流D.无感应电流3.如图所示是电表中的指针和电磁阻器,下列说法中正确的是( )A.2是磁铁,在1中产生涡流B.1是磁铁,在2中产生涡流C.该装置的作用是使指针能够转动D.该装置的作用是使指针能很快地稳定4.(2010年高考广东卷)如图所示,平行导轨间有一矩形的匀强磁场区域,细金属棒PQ沿导轨从MN处匀速运动到M′N′的过程中,棒上感应电动势E随时间t变化的图示,可能正确的是( )5.穿过某线圈的磁通量随时间变化的关系,如图所示,在下列几段时间内,线圈中感应电动势最小的是( )A.0~2 sB.2 s~4 sC.4 s~5 sD.5 s~10 s6. (2011年高考江苏卷)如图所示,固定的水平长直导线中通有电流I,矩形线框与导线在同一竖直平面内,且一边与导线平行.线框由静止释放,在下落过程中( )A.穿过线框的磁通量保持不变B.线框中感应电流方向保持不变C.线框所受安培力的合力为零D.线框的机械能不断增大7.(2010年高考江苏卷)一矩形线框置于匀强磁场中,线框平面与磁场方向垂直.先保持线框的面积不变,将磁感应强度在1 s时间内均匀地增大到原来的两倍.接着保持增大后的磁感应强度不变,在1 s时间内,再将线框的面积均匀地减小到原来的一半.先后两个过程中,线框中感应电动势的比值为( )A.12B.1 C.2 D.48.如图所示,光滑平行金属导轨PP′和QQ′都处于同一水平面内,P和Q之间连接一电阻R,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中,现在垂直于导轨放置一根导体棒MN,用一水平向右的力F拉动导体棒MN,以下关于导体棒MN中感应电流方向和它所受安培力的方向的说法正确的是( )A.感应电流方向是N→MB.感应电流方向是M→NC.安培力水平向左D.安培力水平向右9.(2011年厦门高二检测)如图所示的电路中,电源电动势为E,线圈L的电阻不计.以下判断正确的是( )A.闭合S,稳定后,电容器两端电压为EB.闭合S,稳定后,电容器的a极带正电C.断开S的瞬间,电容器的a极板将带正电D.断开S的瞬间,电容器的a极板将带负电10.(2011年深圳高二检测)如图所示,垂直纸面的正方形匀强磁场区域内,有一位于纸面的、电阻均匀的正方形导体框abcd,现将导体框分别朝两个方向以v、3v速度匀速拉出磁场,则导体框从两个方向移出磁场的两个过程中( ) A.导体框中产生的感应电流方向相同B.导体框中产生的焦耳热相同C.导体框ad边两端电势差相同D.通过导体框截面的电量相同11.如图所示,通有恒定电流的螺线管竖直放置,一铜环R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.铜环先后经过轴上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,则( ) A.a1<a2=g B.a3<a1<gC.a1=a3<a2D.a3<a1<a212.(2009年高考天津卷)如图所示,竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R,质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦,棒与导轨的电阻均不计,整个装置放在匀强磁场中,磁场方向与导轨平面垂直,棒在竖直向上的恒力F作用下加速上升的一段时间内,力F做的功与安培力做的功的代数和等于( )A.棒的机械能增加量B.棒的动能增加量C.棒的重力势能增加量D.电阻R上放出的热量班次姓名得分题号 1 2 3 4 5 6答案题号7 8 9 10 11 12答案二、计算题(本题共4小题,共40分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)13.(8分)如图所示,边长为L的正方形金属框,质量为m,电阻为R,用细线把它悬挂于一个有界的匀强磁场边缘,金属框的上半部处于磁场内,下半部处于磁场外.磁场随时间变化规律为B =kt(k>0),已知细线所能承受的最大拉力为2mg,求从t=0开始,经多长时间细线会被拉断?14.(8分)如图4-21所示,线圈abcd每边长l=0.20 m,线圈质量m1=0.10 kg,电阻R=0.10 Ω,砝码质量m2=0.14 kg.线圈上方的匀强磁场的磁感应强度B=0.5 T,方向垂直线圈平面向里,磁场区域的宽度为h=l=0.20 m.砝码从某一位置下降,使ab边进入磁场开始做匀速运动.求线圈做匀速运动的速度大小.15.(12分)(2010年高考江苏卷)如图所示,两足够长的光滑金属导轨竖直放置,相距为L,一理想电流表与两导轨相连,匀强磁场与导轨平面垂直.一质量为m、有效电阻为R的导体棒在距磁场上边界h处静止释放.导体棒进入磁场后,流经电流表的电流逐渐减小,最终稳定为I.整个运动过程中,导体棒与导轨接触良好,且始终保持水平,不计导轨的电阻.求:(1)磁感应强度的大小B;(2)电流稳定后,导体棒运动速度的大小v;(3)流经电流表电流的最大值I m.16.(12分)(2010年高考天津理综卷)如图所示,质量m1=0.1 kg,电阻R1=0.3 Ω,长度l=0.4 m的导体棒ab横放在U型金属框架上.框架质量m2=0.2 kg,放在绝缘水平面上,与水平面间的动摩擦因数μ=0.2.相距0.4 m的MM′、NN′相互平行,电阻不计且足够长,电阻R2=0.1 Ω的MN垂直于MM′.整个装置处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=0.5 T.垂直于ab施加F=2 N 的水平恒力,ab从静止开始无摩擦地运动,始终与MM′、NN′保持良好接触.当ab运动到某处时,框架开始运动.设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10 m/s2.(1)求框架开始运动时ab速度v的大小;(2)从ab开始运动到框架开始运动的过程中,MN上产生的热量Q=0.1 J,求该过程ab位移x 的大小.。
人教版高中物理选修3-2第四章电磁感应本章练测.docx
图1 图3高中物理学习材料桑水制作第四章电磁感应本章练测建议用时实际用时满分实际得分90分钟100分一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分.第7、8、10题为多选,其余为单选.多选中全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不答的得0分)1.竖直平面内有一金属环,半径为,总电阻为,磁感应强度为的匀强磁场垂直穿过环平面,与环的最高点铰链连接的长度为,电阻为的导体棒由水平位置紧贴环面摆下(如图1所示).当摆到竖直位置时,点的线速度为,则这时两端的电压大小为( )A. B.C. D.2.如图2所示,同一平面内的三条平行导线串有两个电阻和,导体棒与三条导线接触良好;匀强磁场的方向垂直纸面向里.导体棒的电阻可以忽略.当导体棒向左滑动时,下列说法正确的是( )A.流过的电流为由到,流过的电流为由到B.流过的电流为由到,流过的电流为由到C.流过的电流为由到,流过的电流为由到D.流过的电流为由到,流过的电流为由到3.如图3所示,闭合导线框的质量可以忽略不计,将它从如图所示的位置匀速拉出匀强磁场.若第一次用时间拉出,外力所做的功为,通过导线截面的电荷量为;第二次用时间拉出,外力所做的功为,通过导线截面的电荷量为,则( )A.B.C.D.图4图5图2图6图7图8图9图10图124.如图4所示,在区域中存在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场,磁场方向均垂直于纸面.一闭合导线框位于纸面内,框的邻边都相互垂直,边与磁场的边界重合.导线框与磁场区域的尺寸如图所示.从时刻开始,线框匀速横穿两个磁场区域.以为线框中的电动势的正方向,图5四个关系示意图中正确的是( )5.两块水平放置的金属板间的距离为,用导线与一个匝线圈相连,线圈电阻为,线圈中有竖直方向的磁场,电阻与金属板连接,如图6所示, 两板间有一个质量为、电荷量为的油滴恰好处于静止.则线圈中的磁感应强度的变化情况和磁通量的变化率分别是( )A.磁感应强度B 竖直向上且正增强,B.磁感应强度B 竖直向下且正增强,C.磁感应强度B 竖直向上且正减弱,D.磁感应强度B 竖直向下且正减弱, 6.如图7所示,半径为的半圆形硬质导体,在拉力的作用下,以速度在水平形框架上匀速滑动,且彼此接触良好.匀强磁场的磁感应强度为,形框架中接有电阻,的电阻为,其余电阻不计.则进入磁场的过程中( )A.中电流的方向由下到上B.感应电动势的平均值为C.两点间电势差的最大值为D.流经电路的电荷量为7.如图8所示,用恒力将闭合线圈由静止开始(不计摩擦)从图示位置向左加速拉出有界匀强磁场,则在此过程中( ) A.线圈向左做匀加速直线运动B.线圈向左运动且速度逐渐增大C.线圈向左运动且加速度逐渐减小D.线圈中感应电流逐渐减小 8.如图9所示,粗细均匀的电阻丝绕制的矩形导线框处于匀强磁场中,另一种材料的导体棒可与导线框保持良好接触并做无摩擦滑动.当导体棒在外力作用下从导线框左端开始做切割磁感线的匀速运动一直滑到右端的过程中,导线框上消耗的电功率的变化情况可能为( )A.逐渐增大B.先增大后减小C.逐渐减小D.先增大后减小,再增大,接着再减小 9.如图10所示,在光滑水平桌面上有一边长为、电阻为的正方形导线框;在导线框右侧有一宽度为(>)的条形匀强磁场区域,磁场的边界与导线框的一边平行,磁场方向竖直向下.导线框以某一初速度向右运动.0时导线框的右边恰与磁场的左边界重合,随后导线框进入并通过磁场区域.下列图象中,可能正确描述上述过程的是( )10.如图12所示,相距为的两水平虚线分别是水平向里的匀强磁场的边界,磁场的磁感应强度为,正方形线框边长为、质量为.将线框在磁场上方高处由静止开始释放,当边进入磁场时速度为,边刚穿出磁场时速度也A BC D图11图14图15图16为.从边刚进入磁场到边刚穿出磁场的整个过程中( )A.线框一直都有感应电流B.线框有一阶段的加速度为C.线框产生的热量为D.线框做过减速运动二、填空题(本题共2小题,共10分. 请将正确的答案填到横线上)11.(6分)如图13所示,是“研究电磁感应现象”的实验装置.图13(1)将图中所缺导线补充完整.(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么合上开关后,将原线圈迅速插入副线圈中,电流计指针将________.(3)原线圈插入副线圈后,将滑动变阻器滑片迅速向左移动时,电流计指针将________.12.(4分)如图14所示,两根平行光滑长直金属导轨,其电阻不计,导体棒和跨在导轨上,电阻大于电阻.当在外力作用下匀速向右滑动时,在外力作用下保持静止,则两端电压和两端电压相比,_______,外力和相比,_______(选填).三、计算题(本题共4小题,共50分. 解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)13.(12分)如图15所示,匀强磁场竖直向上穿过水平放置的足够长的金属框架,框架宽为,右端接有电阻,磁感应强度为,一根质量为、电阻不计的金属棒以的初速度沿框架向左运动,棒与框架的动摩擦因数为,测得棒在整个运动过程中,通过任一横截面的电荷量为,求:(1)棒能运动的距离;(2)上产生的热量.14.(12分)形金属导轨原来静止放在光滑绝缘的水平桌面上,范围足够大、方向竖直向上的匀强磁场穿过导轨平面,一根与等长的金属棒平行放在导轨上,棒左边靠着绝缘的固定竖直立柱.已知磁感应强度,导轨质量,其中段长、电阻,其余部分电阻不计,金属棒质量、电阻、与导轨间的动摩擦因数.若向导轨施加方向向左、大小为的水平拉力,如图16所示.求:导轨的最大加速度、最大电流和最大速度(设导轨足够长,取).15.(12分)如图17所示,是两根平行直导轨,电阻不计且足够长,和是垂直跨在上并可左右滑动的两根平行直导线,每根长为,导轨上接入阻值分别为和的两个电阻和一个板长为、间距图18 为的平行板电容器.整个装置放在磁感应强度为、垂直导轨平面的匀强磁场中.当用外力使以速率向右匀速滑动、以速率向左匀速滑动时,两板间正好能平衡一个质量为的带电微粒,试问: (1)微粒带何种电荷?电荷量是多少?(2)外力的功率和电路中的电功率各是多少?图1716.(14分)如图18所示,质量,电阻,长度的导体棒横放在形金属框架上.框架质量,放在绝缘水平面上,与水平面间的动摩擦因数.相距的相互平行,电阻不计且足够长.电阻的垂直于.整个装置处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度.垂直于施加 的水平恒力,从静止开始无摩擦地运动,始终与保持良好接触.当运动到某处时,框架开始运动.设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取.(1)求框架开始运动时速度的大小;(2)从开始运动到框架开始运动的过程中,上产生的热量,求该过程位移的大小.第四章 电磁感应 本章练测 参考答案1.D 解析:由推论知,当导体棒摆到竖直位置时,产生的感应电动势,此时回路总电阻,这时两端的电压大小,D 项正确.2.B 解析:切割磁感线,由右手定则判断知电流由流向.在回路中电流沿逆时针方向,流过的电流由到;图19 图21 在回路中电流沿顺时针方向,流过的电流由到,故选B.3.C 解析:设线框长为,宽为,第一次拉出速度为,第二次拉出速度为,则.匀速拉出磁场时,外力所做的功恰等于克服安培力所做的功,有,同理,故;又由于线框两次拉出过程中,磁通量的变化量相等,即,由,得.4.C 解析:由楞次定律或右手定则可判定线框刚开始进入磁场时,电流方向为顺时针方向,故D 选项错误;内,磁通量不变化,感应电动势为0,A 选项错误;内,产生感应电动势,感应电动势的方向为逆时针方向(正方向),故选项C 正确.5.C 解析:油滴静止说明电容器下极板带正电,线圈中电流自上而下(电源内部),由楞次定律可以判断,线圈中的磁感应强度B 为向上的减弱或向下的增强. 又 ① ② ③ 由①②③式可解得:6.C 解析:进入磁场过程中,由右手定则知,中电流方向向上,所以中电流方向向下,故不选A. 平均感应电动势为===,故不选B.当完全进入磁场时,其切割的有效长度为最大值,此时,最大感应电动势为=,感应电流为,两点间的电压为电源的路端电压,有,解上述各式得=,故选C. 此过程中,流经电路的电荷量为,故不选D.7.BC 解析:加速运动则速度变大,电流变大,安培力变大.安培力是阻力,故加速度减小.故选项正确. 8.BD 解析:导体棒在框架上做切割磁感线的匀速运动,相当于电源,其产生的感应电动势相当于电源的电动势,其电阻相当于电源的内阻,线框相当于外电路,等效电路如图19所示.由于的运动,外电路的电阻是变化的,设左侧电阻为,右侧电阻为,导线框的总电阻为,所以外电路的并联总电阻: 由于为定值,故当时,最大.在闭合电路中,外电路上消耗的电功率是与外电阻有关的.可见,当时,有最大值,随的变化图象如图20所示. 下面根据题意,结合图象讨论变化的情况有:(1)若的最大值,则其导线框上消耗的电功率是先增大后减小.(2)若的最大值,且的最小值 线框上消耗的电功率是先增大后减小,再增大,接着再减小.(3)若的最小值,则导线框上消耗的电功率是先减小后增大.综上所述,选项B 、D 正确.9.D 解析:导体切割磁感线时产生感应电流,同时产生安培力阻碍导体运动,利用法拉第电磁感应定律、安培力公式及牛顿第二定律可确定线框在磁场中的运动特点.线框进入和离开磁场时,安培力的作用都是阻碍线框运动,使线框速度减小,由、及可知安培力减小,加速度减小,当线框完全进入磁场后穿过线框的磁通量不再变化,不产生感应电流,不再产生安培力,线框做匀速直线运动,故选D. 10.BD 解析:从边进入时到边刚穿出有三个过程(四个特殊位置)如图21所示. 由Ⅰ位置到Ⅱ位置,和由Ⅲ位置到Ⅳ位置线框中的磁通量发生变化,所以这两个过程中有感应电流,但由Ⅱ位置到Ⅲ位置,线框中磁通量不变化,所以无感应电流,故选项A 错误;由Ⅱ到Ⅲ加速度为,故选项B 正确;因线框的速度由经一系列运动再到且知道有一段加速度为的加速过程,故线框一定做过减速运动,图20故选项D正确;由能量守恒知,线框产生的热量为重力势能的减少量,即,故选项C错误.11.(1)如图22所示 (2)向右偏 (3)向左偏12. ==13.(1) (2)解析:(1)设在整个过程中,棒运动的距离为,磁通量的变化量,通过棒的任一横截面的电荷量,解得.(2)根据能量守恒定律,金属棒的动能的一部分克服摩擦力做功,一部分转化为电能,电能又转化为热能,即有,解得.14.解析:导轨受到棒水平向右的摩擦力,根据牛顿第二定律并整理得,刚拉动导轨时,,安培力为零,导轨有最大加速度随着导轨速度的增大,感应电流增大,加速度减小,当时,速度最大.设速度最大值为,电流最大值为,导轨受到向右的安培力,代入数据得15.(1)负电 (2)解析:(1)当向右滑动时,切割磁感线产生的感应电动势,方向由指向.向左滑动时产生的感应电动势,方向由指向.两者同时滑动时,和可以看成两个顺向串联的电源,电路中总的电动势:,方向沿.由闭合电路欧姆定律得电路中的电流,方向沿电容器两端的电压相当于把电阻看作电源的内阻时的路端电压,即由于上板电势比下板高,故在两板间形成的匀强电场的方向竖直向下,可知悬浮于两板间的微粒必带负电.设微粒的电荷量为,由平衡条件,得(2)和两导线所受安培力均为,其方向都与它们的运动方向相反.两导线都匀速滑动,由平衡条件可知所加外力应满足条件因此,外力做功的机械功率电路中产生感应电流总的电功率可见,,这正是能量守恒的必然结果.16.(1) (2)解析:(1)对框架的压力框架受水平面的支持力依题意,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则框架受到的最大静摩擦力中的感应电动势中电流受到的安培力框架开始运动时由上述各式,代入数据解得.(2)闭合回路中产生的总热量由能量守恒定律,得代入数据解得.。
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第四章电磁感应单元测试 1
一、选择题
1.如图4-45所示,在通有恒定电流的长直导线旁有一矩形导线框abcd,直导线与线框在同一平面内,下列情况中能使框中有感应电流的是[ ]
A.线框向右平移.
B.线框向下平移.
C.以直导线为轴旋转过程中.
D.以ab边为轴向纸外旋转90°过程中.
2.在电磁感应现象中,下列说法正确的是 [ ]
A.导体相对磁场运动,导体内一定会产生感应电流.
B.导体作切割磁感线运动,导体内一定会产生感应电流.
C.闭合电路在磁场内做切割磁感线运动,电路内一定会产生感应电流.
D.穿过闭合电路的磁通量发生变化,电路中一定有感应电流.
3.在一根细长的条形磁铁上,同心地套有两个放置在同一平面内的金属圆环a和b,磁铁位于圆环中央且与环面垂直(图4-46).通过两圆环的磁通量Φa与Φb相比较,则[ ]
A.Φa>Φb.
B.Φa<Φb.
C.Φa=Φb.
D.无法比较
4.如图4-47所示,在两根平行长直导线中,通以方向相同、大小相等的恒定电流.一个小线框在两导线平面内,从靠近右边的导线内侧沿着与两导线垂直的方向匀速向左移动,直至到达左边导线的内侧.在这移动过程中,线框中的感应电流方向[ ]
A.沿abcda不变.
B.沿dcbad不变.
C.由abcda变为dcbad.
D.由dcbad变为abcda.
5.在纸面内放有一条形磁铁和一个圆线圈(图4-48),下列情况中能使线圈中产生感应电流的是 [ ]
A.将磁铁在纸面内向上平移.
B.将磁铁在纸面内向右平移.
C.将磁铁绕垂直纸面的轴转动.
D.将磁铁的N极转向纸外,S极转向纸内.
6.两个线圈A、B平行放置,分别通以如图4-49所示方向的电流I1、I2,为使线圈B 中的电流增大,下列措施中有效的是[ ]
A.保持线圈的相对位置不变,增大A中的电流.
B.保持线圈的相对位置不变,减小A中的电流.
C.保持A中的电流不变,将线圈A向右平移.
D.保持A中的电流不变,将线圈A向上平移.
7.如图4-50所示,两水平平行金属导轨间接有电阻R,置于匀强磁场中,导轨上垂直搁置两根金属棒ab、cd.当用外力F拉动ab棒向右运动的过程中,cd棒将会
[ ]
A.向右运动.
B.向左运动
C.保持静止
D.向上跳起.
8.如图4-51所示电路,D1、D2是两个相同的小灯,L是一个自感系数很大的铁芯线圈,其电阻与R相同.由于存在自感现象,在电键S接通和断开时,D1、D2先后亮暗的次序是 [ ]
A.接通时,D1先达最亮;断开时,D1后熄灭.
B.接通时,D2先达最亮;断开时,D2后熄灭.
C.接通时,D1先达最亮;断开时,D1先熄灭.
D.接通时,D2先达最亮;断开时,D2先熄灭.
9.如图4-52所示,一有限范围的匀强磁场,宽度为d.有
一边长为l的正方形导线框,以速度v匀速通过磁场区域.若d<2l,则在线框中不产生感应电流的时间等于 [ ]
10.如图4-53所示,在一很大的有界匀强磁场上方有一闭合线圈,当闭合线圈从上方下落穿过磁场的过程中[ ]
A.进入磁场时加速度小于g,离开磁场时加速度可能大于g,也可能小于g.
B.进入磁场时加速度大于g,离开时小于g.
C.进入磁场和离开磁场,加速度都大于g.
D.进入磁场和离开磁场,加速度都小于g.
二、填空题
11.如图4-54所示线圈abcd的一半在另一个较大的回路ABCD内,两线圈彼此绝缘.当电键S闭合的瞬间,abcd线圈中____感应电流(填有或没有),原因是_______.
12.一水平放置的矩形线框abcd在条形磁铁的S极附近下落,在下落过程中,线框平面保持水平,如图4-55所示,位置1和3都靠近位置2.则线框从位置1到位置2的过程中,线框内_______感应电流,因为穿过线框的磁通量_______,从位置2到位置3的过程中,线框内_______感应电流,因为穿过线框的磁通量_____.
13.矩形线圈abcd在磁场中如图4-56所示的方向转动,当线圈处于图示位置瞬间电流方向是_____.
14.光滑金属圆环的圆心为o,金属棒oa、ob可以绕o在环上转动,垂直环面向内有一匀强磁场,如图4-57所示.外力使oa逆时针方向转动,则ob将_______.
15.如图4-58所示,用外力将矩形线框从匀强磁场的边缘匀速拉出.设线框的面积为S,磁感强度为B,线框电阻为R,那么在拉出过程中,通过导线截面的电量是______.
16.在两根相距d=10cm的平行光滑长导轨的一端,接有一个电容量C=50μF的电容器,垂直导轨放置一根金属棒,整个装置处于方向垂直纸面向内,B=2×10-4T的匀强磁场中(图4-59).当金属棒以恒定速度v=5m/s向右滑动时,电容器的带电量Q=______,上极板量呈现_____电(填正或负).
17.图4-60是演示断电自感现象的实验装置,L是一个自感线圈,D是小灯,合上S 后小灯能正常发光.突然断开S时,通过小灯的电流方向是从____到________,此时由____对小灯供电.
18.日光灯镇流器的作用,(1)起辉时,____;(2)点燃后,_______.
三、问题
19.如图4-61所示,在连有电阻R=3r的裸铜线框ABCD上,以AD为对称轴放置另一个正方形的小裸铜线框abcd,整个装置处于垂直框面向里、磁感强度为B的匀强磁场中.已知小线框每边长l,电阻为r.现使小线框以速度v向右平移,求通过电阻R的电流及R两端的电压.
20.如图4-62所示,MN、PQ两根水平导轨,其间有竖直向上的匀强磁场,ab、cd是在导轨上可以无摩擦地自由滑动的导体,试问:
(1)当ab在外力作用下向右运动时,cd将怎样运动?
(2)若B=5T,ab、cd有效长度都为0.4m,在外力作用下ab和cd都以0.2m/s的速度向相反方向运动,则闭合回路的总感应电动势是多大?
21.在磁感强度B=5T的匀强磁场中,放置两根间距d=0.1m的平行光滑直导轨,一端接有电阻R=9Ω,以及电键S和电压表.垂直导轨搁置一根电阻r=1Ω的金属棒ab,棒与导轨良好接触.现使金属棒以速度v=10m/s匀速向右移动(图4-63),试求:
(1)电键S闭合前、后电压表的示数;
(2)闭合电键S,外力移动棒的机械功率.
22.如图4-64所示,有一磁感强度B=0.1T的水平匀强磁场,垂直匀强磁场放置一很长的金属框架,框架上有一导体ab保持与框架边垂直、由静止开始下滑.已知ab长10cm,质量为0.1g,电阻为0.1Ω,框架电阻不计,取g=10m/s2.求:
(1)导体ab下落的最大加速度和最大速度;
(2)导体ab在最大速度时产生的电功率.
单元测试参考答案
一、1.A、D. 2.D. 3.A. 4.B. 5.D. 6.B、C、
D. 7.A. 8.A. 9.C. 10.A.
二、11.没有,磁通不变. 12.有,减小;有,增加. 13.abcda.
18.(1)产生瞬间高压;(2)限制电流.
(1)5V,4.5V;(2)2.5W. 22.(2)g,1m/s;(2)0.001W.。