高中物理第四章电磁感应章末检测卷新人教版选修3-2
高中物理 第四章 电磁感应章末检测 新人教版选修3-2
亲爱的同学：这份试卷将再次记录你的自信、沉着、智慧和收获，我们一直投给你信任的目光……学习资料专题第四章电磁感应章末检测试卷(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共计48分.1～8题为单选题，9～12题为多选题，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．在物理学发展中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用．下列叙述符合史实的是( )A．奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，该效应说明了电和磁之间存在联系B．法拉第根据通电直导线的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说C．安培在实验中观察到，通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，出现了感应电流D．楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总是与引起感应电流的磁场方向相反答案 A解析奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电和磁之间存在联系，选项A正确；根据通电螺线管产生的磁场与条形磁铁的磁场相似性，安培提出了磁性是分子内环形电流产生的，即分子电流假说，选项B错误；法拉第探究磁产生电的问题，发现导线中电流“通、断”时导线附近的固定导线圈中出现感应电流而导线中通有恒定电流时导线圈中不产生感应电流，选项C错误；楞次定律指出感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，选项D错误．2．如图1所示，螺线管与灵敏电流计相连，磁铁从螺线管的正上方由静止释放，向下穿过螺线管．下列说法正确的是( )图1A．电流计中的电流先由a到b，后由b到aB．a点的电势始终低于b点的电势C．磁铁减少的重力势能等于回路中产生的热量D ．磁铁刚离开螺线管时的加速度小于重力加速度答案 D解析 在磁铁进入螺线管的过程中，螺线管磁通量增大，且方向向下，由楞次定律可知，感应电流由b 流向a ；在磁铁穿出螺线管下端的过程中，磁通量减小，且方向向下，由楞次定律可知，感应电流由a 流向b ，则a 点电势先低于b 点电势，后高于b 点电势，故A 、B 错误；磁铁减少的重力势能转化为内能和磁铁的动能，C 错误；磁铁刚离开时，由楞次定律“来拒去留”可知，磁铁受到的合外力小于重力，D 正确．3．匀强磁场方向垂直纸面，规定向里的方向为正方向，磁感应强度B 与时间t 变化规律如图2甲所示，在磁场中有一细金属圆环，圆环平面位于纸面内，如图乙所示．令E 1、E 2、E 3分别表示Oa 、bc 、cd 段的感应电动势的大小，I 1、I 2、I 3分别表示对应的电流，则下列判断正确的是( )图2A ．E 1<E 2，I 1沿逆时针方向，I 2沿顺时针方向B ．E 1<E 2，I 1沿顺时针方向，I 2沿逆时针方向C ．E 2<E 3，I 2沿逆时针方向，I 3沿顺时针方向D ．E 2＝E 3，I 2沿逆时针方向，I 3沿顺时针方向答案 A4．如图3所示，先后以恒定的速度v 1和v 2把一个正方形金属线框水平拉出有界匀强磁场区域，且v 1＝2v 2，则在先后两种情况( )图3A ．线框中的感应电动势之比E 1∶E 2＝2∶1B ．线框中的感应电流之比I 1∶I 2＝1∶2C ．线框中产生的热量之比Q 1∶Q 2＝1∶4D ．通过线框某截面的电荷量之比q 1∶q 2＝2∶1答案 A解析 根据E ＝Blv ∝v 以及v 1＝2v 2可知，选项A 正确；因为I ＝E R∝E ，所以I 1∶I 2＝2∶1，选项B 错误；线框中产生的热量Q ＝I 2Rt ＝E 2R t ＝B 2l 2v 2R ·l v ＝B 2l 3v R ∝v ，所以Q 1∶Q 2＝2∶1，选项C 错误；根据q ＝ΔΦR ＝BS R，q 1∶q 2＝1∶1可知，选项D 错误． 5．如图4所示是研究通电自感实验的电路图，A 1、A 2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R 1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 ( )图4A ．闭合瞬间，A 1立刻变亮，A 2逐渐变亮B ．闭合瞬间，A 1、A 2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，A 1和A 2两端的电势差不相同答案 C解析 断开开关再重新闭合开关的瞬间，根据自感原理可判断，A 2立刻变亮，而A 1逐渐变亮，A 、B 均错误；稳定后，自感现象消失，根据题设条件可判断，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，线圈L 和R 两端的电势差一定相同，A 1和A 2两端的电势差也相同，所以C 正确，D 错误．6．如图5所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻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( )图5A ．ab 中的感应电流方向由b 到aB ．ab 中的感应电流逐渐减小C ．ab 所受的安培力保持不变D ．ab 所受的静摩擦力逐渐减小答案 D解析 磁感应强度随时间均匀减小，ab 始终保持静止，所以闭合回路面积不发生改变，根据楞次定律和法拉第电磁感应定律可知，ab中产生由a到b的恒定电流，A、B错误；由于电流恒定，磁感应强度逐渐减小，所以安培力逐渐减小，静摩擦力与安培力是一对平衡力，所以静摩擦力逐渐减小，C错误，D正确．7．如图6所示，有一个等腰直角三角形的匀强磁场区域其直角边长为L，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B.边长为L、总电阻为R的正方形导线框abcd，从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速穿过磁场区域．取沿abcda的感应电流为正，则表示线框中电流i 随bc边的位置坐标x变化的图象正确的是( )图6答案 C8．如图7甲所示，一个匝数n＝100的圆形导体线圈，面积S1＝0.4 m2，电阻r＝1 Ω.在线圈中存在面积S2＝0.3 m2的垂直线圈平面向外的匀强磁场区域，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示．有一个R＝2 Ω的电阻，将其两端a、b分别与图甲中的圆形线圈相连接，b端接地，则下列说法正确的是( )图7A．圆形线圈中产生的感应电动势E＝6 VB．在0～4 s时间内通过电阻R的电荷量q＝8 CC．设b端电势为零，则a端的电势φa＝3 VD．在0～4 s时间内电阻R上产生的焦耳热Q＝18 J答案 D解析 由法拉第电磁感应定律可得E ＝nΔBS 2Δt ，由题图乙可得ΔB Δt ＝0.64 T/s ＝0.15 T/s ，将其代入可得E ＝4.5 V ，A 错．q ＝I Δt ＝ER ＋r ·Δt ＝n ΔΦΔt (R ＋r )Δt ＝n ΔΦR ＋r ，在0～4 s 穿过圆形导体线圈磁通量的变化量为ΔΦ＝0.6×0.3 Wb－0＝0.18 Wb ，代入可得q ＝6 C ，B 错.0～4 s 内磁感应强度增大，圆形线圈内磁通量增加，由楞次定律结合安培定则可得b 点电势高，a 点电势低，故C 错．由于磁感应强度均匀变化产生的电动势与电流均恒定，可得I ＝E r ＋R＝1.5 A ，由焦耳定律可得Q ＝I 2Rt ＝18 J ，D 对．9.如图8所示是电表中的指针和电磁阻尼器，下列说法中正确的是( )图8A ．2是磁铁，1中产生涡流B ．1是磁铁，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下来答案 AD10．如图9甲所示，电阻不计且间距L ＝1 m 的光滑平行金属导轨竖直放置，上端接一阻值R ＝2 Ω的电阻，虚线OO ′下方有垂直于导轨平面向里的匀强磁场，现将质量m ＝0.1 kg 、电阻不计的金属杆ab 从OO ′上方某处由静止释放．金属杆在下落的过程中与导轨保持良好接触且始终水平．已知杆ab 进入磁场时的速度v 0＝1 m/s ，下落0.3 m 的过程中加速度a 与下落距离h 的关系图象如图乙所示，g 取10 m/s 2，则( )图9A ．匀强磁场的磁感应强度为2 TB ．杆ab 下落0.3 m 时金属杆的速度为1 m/sC ．杆ab 下落0.3 m 的过程中R 上产生的热量为0.2 JD ．杆ab 下落0.3 m 的过程中通过R 的电荷量为0.25 C答案 AD解析 当金属杆进入磁场后，根据右手定则判断可知金属杆ab 中电流的方向由a 到b .由乙图知，刚进入磁场时，金属杆的加速度大小a 1＝10 m/s 2，方向竖直向上．由牛顿第二定律得：BI 1L －mg ＝ma 1，其中I 1＝E R ＝BLv 0R代入数据，解得：B ＝2.0 T ，故A 正确；当a ＝0，表明金属杆受到的重力与安培力平衡，有mg －BIL ＝0，其中I ＝BLv R，联立得：v ＝0.5 m/s ，故B 错误；从开始到下落0.3 m 的过程中，由能量守恒有：mgh －Q ＝12mv 2，代入数据得：Q ＝0.287 5 J ，故C 错误；金属杆自由下落高度为h 0＝v 202g＝0.05 m ，金属杆下落0.3 m 的过程中通过R 的电荷量为：q ＝I Δt ＝E R Δt ＝ΔΦΔt R Δt ＝ΔΦR ＝BL (h －h 0)R，代入数据得q ＝0.25 C ，故D 正确．11.如图10所示，竖直平行金属导轨MN 、PQ 上端接有电阻R ，金属杆ab 质量为m ，跨在平行导轨上，垂直导轨平面的水平匀强磁场的磁感应强度为B ，不计ab 与导轨电阻及一切摩擦，ab 与导轨垂直且接触良好．若ab 杆在竖直向上的外力F 作用下匀速上升，则以下说法正确的是 ()图10A ．拉力F 所做的功等于电阻R 上产生的热量B ．杆ab 克服安培力做的功等于电阻R 上产生的热量C ．电流所做的功一定等于重力势能的增加量D ．拉力F 与重力做功的代数和等于电阻R 上产生的热量答案 BD解析 当外力F 拉着金属杆匀速上升时，拉力要克服重力和安培力做功，拉力做的功等于克服安培力和重力做功之和，即等于电阻R 上产生的热量和金属杆增加的重力势能之和，选项A 、C 错误，D 正确；克服安培力做多少功，电阻R 上就产生多少热量，选项B 正确．12．在如图11甲所示的虚线框内有匀强磁场，设图示磁场方向为正，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示．边长为l ，电阻为R 的正方形均匀线框abcd 有一半处在磁场中，磁场方向垂直于线框平面，此时线框ab 边的发热功率为P ，则下列说法正确的是( )图11A ．磁感应强度B 0＝T 2l2PR B ．线框中感应电流为I ＝2P RC ．线框cd 边的发热功率为PD ．a 端电势高于b 端电势答案 BC 解析 由题图乙可知，线框中产生的感应电动势恒定，线框ab 边的发热功率为P ＝E 24R，感应电动势E ＝ΔB Δt S ＝2B 0T ·l 22＝B 0l 2T ，所以B 0＝2T l 2PR ，A 错误；由P ＝14I 2R 可得线框中的感应电流I ＝2P R，B 正确；cd 边电阻等于ab 边电阻，而两边流过的电流相等，因此发热功率相等，C 正确；由楞次定律可判断，线框中感应电流方向为adcba 方向，磁场中线框部分为等效电源，因此a 端电势比b 端电势低，D 错误．二、非选择题(本题共6小题，共计52分)13．(4分)为判断线圈绕向，可将灵敏电流计G 与线圈L 连接，如图12所示．已知线圈由a 端开始绕至b 端：当电流从电流计G 的左端流入时，指针向左偏转．图12(1)将磁铁的N 极向下从线圈上方竖直插入线圈L 时，发现电流计的指针向左偏转．俯视线圈，其绕向为________(选填“顺时针”或“逆时针”)．(2)当条形磁铁从图中的虚线位置向右远离线圈L 时，发现电流计的指针向右偏转．俯视线圈，其绕向为________(选填“顺时针”或“逆时针”)．答案 (1)顺时针 (2)逆时针解析 (1)由题意可知在线圈L 内电流从b 流向a ，而根据楞次定律(增反减同)知，线圈L 中产生的磁场与原磁场方向相反(向上)，再根据安培定则可知，感应电流方向为逆时针方向(俯视线圈)，因此线圈绕向为顺时针方向(俯视线圈)．(2)由题意可知在线圈L内电流从a流向b，而根据楞次定律(增反减同)知，线圈L中产生的磁场与原磁场方向相同(向上)，再根据安培定则可知，感应电流方向与(1)问相同，而电流的流向与(1)问相反，因此线圈绕向一定与(1)问相反，为逆时针方向(俯视线圈)．14．(6分)如图13所示为“研究电磁感应现象”的实验装置．图13(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转一下，那么合上开关后可能出现的情况有：A．将线圈A迅速插入线圈B时，灵敏电流计指针将________．B．线圈A插入线圈B后，将滑动变阻器的滑片迅速向左拉时，灵敏电流计指针________．答案(1)见解析图(2)向右偏转一下向左偏转一下解析(1)如图所示(2)根据楞次定律及灵敏电流计的指针偏转方向与流过它的电流方向的关系来判定，则A项：向右偏转一下；B项：向左偏转一下．15．(10分)小明同学设计了一个“电磁天平”，如图14所示，等臂天平的左臂为挂盘，右臂挂有矩形线圈，两臂平衡．线圈的水平边长L＝0.1 m，竖直边长H＝0.3 m，匝数为N1.线圈的下边处于匀强磁场内，磁感应强度B0＝1.0 T，方向垂直线圈平面向里．线圈中通有可在0～2.0 A 范围内调节的电流I.挂盘放上待测物体后，调节线圈中电流使天平平衡，测出电流即可测得物体的质量．(重力加速度取g＝10 m/s2)图14 图15(1)为使“电磁天平”的量程达到0.5 kg ，线圈的匝数N 1至少为多少？(2)进一步探究电磁感应现象，另选N 2＝100匝、形状相同的线圈，总电阻R ＝10 Ω.不接外电流，两臂平衡．如图15所示，保持B 0不变，在线圈上部另加垂直纸面向外的匀强磁场，且磁感应强度B 随时间均匀变大，磁场区域宽度d ＝0.1 m ．当挂盘中放质量为0.01 kg 的物体时，天平平衡，求此时磁感应强度的变化率ΔB Δt. 答案 (1)25匝 (2)0.1 T/s解析 (1)“电磁天平”中的线圈受到安培力，I ＝2.0 A 时线圈的匝数最少F ＝N 1B 0IL由天平平衡可知：mg ＝N 1B 0IL代入数据解得：N 1＝25匝．(2)由法拉第电磁感应定律得：E ＝N 2ΔΦΔt ＝N 2ΔB ΔtLd 由欧姆定律得：I ′＝E R线圈受到的安培力F ′＝N 2B 0I ′L由天平平衡可得：m ′g ＝F ′联立各式，代入数据可得ΔB Δt＝0.1 T/s. 16．(10分)如图16所示，两条相距d 的平行金属导轨位于同一水平面内，其右端接一阻值为R 的电阻．质量为m 的金属杆静置在导轨上，其左侧的矩形匀强磁场区域MNPQ 的磁感应强度大小为B 、方向竖直向下．当该磁场区域以速度v 0匀速地向右扫过金属杆后，金属杆的速度变为v .导轨和金属杆的电阻不计，导轨光滑且足够长，杆在运动过程中始终与导轨垂直且保持良好接触．求：图16(1)MN 刚扫过金属杆时，杆中感应电流的大小I ；(2)MN 刚扫过金属杆时，杆的加速度大小a ；(3)PQ 刚要离开金属杆时，感应电流的功率P .答案 (1)Bdv 0R (2)B 2d 2v 0mR (3)B 2d 2(v 0－v )2R解析 (1)感应电动势E ＝Bdv 0，感应电流I ＝E R解得I ＝Bdv 0R(2)安培力F ＝BId由牛顿第二定律F ＝ma 解得a ＝B 2d 2v 0mR(3)金属杆切割磁感线的速度v ′＝v 0－v ，则感应电动势E ′＝Bd (v 0－v )电功率P ＝E ′2R解得P ＝B 2d 2(v 0－v )2R17．(10分)某同学设计一个发电测速装置，工作原理如图17所示．一个半径为R ＝0.1 m 的圆形金属导轨固定在竖直平面上，一根长为R 的金属棒OA ，A 端与导轨接触良好，O 端固定在圆心处的转轴上，转轴的左端有一个半径为r ＝R 3的圆盘，圆盘和金属棒能随转轴一起转动．圆盘上绕有不可伸长的细线，下端挂着一个质量为m ＝0.5 kg 的铝块．在金属导轨区域内存在垂直于导轨平面向右的匀强磁场，磁感应强度B ＝0.5 T ．a 点与金属导轨相连，b 点通过电刷与O 端相连．测量a 、b 两点间的电势差U 可求得铝块速度．铝块由静止释放，下落h ＝0.3 m 时，测得U ＝0.15 V ．(细线与圆盘间没有滑动，金属棒、导轨、导线及电刷的电阻均不计，重力加速度g ＝10 m/s 2)图17(1)测U 时，与a 点相接的是电压表的“正极”还是“负极”？(2)求此时铝块的速度大小；(3)求此下落过程中铝块机械能的损失．答案 (1)正极 (2)2 m/s (3)0.5 J解析 (1)由右手定则判断，金属棒中电流方向为由O 到A ，则A 端为等效电源正极，则与a 点相接的是电压表的正极．(2)由法拉第电磁感应定律得U ＝E ＝ΔΦΔtΔΦ＝12BR 2Δθ U ＝12B ωR 2圆盘和金属棒一起转动，则两者角速度相同，铝块的速度与圆盘边缘的线速度大小相同． v ＝r ω＝13ωR ，所以v ＝2U 3BR＝2 m/s. (3)ΔE ＝mgh －12mv 2，ΔE ＝0.5 J. 18．(12分)如图18甲所示，一电阻不计且足够长的固定光滑平行金属导轨MN 、PQ 间距L ＝0.8 m ，下端接有阻值R ＝3 Ω的电阻，导轨平面与水平面间的夹角θ＝30°.整个装置处于方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中．一质量m ＝0.1 kg 、阻值r ＝0.15 Ω的金属棒垂直导轨放置并用绝缘细线通过光滑的定滑轮与质量M ＝0.9 kg 的重物相连，左端细线连接金属棒中点且沿NM 方向．棒由静止释放后，沿NM 方向位移x 与时间t 之间的关系如图乙所示，其中ab 为直线．已知棒在0～0.3 s 内通过的电荷量是0.3～0.4 s 内通过电荷量的2倍，取g ＝ 10 m/s 2，求：图18(1)0～0.3 s 内棒通过的位移x 1的大小；(2)电阻R 在0～0.4 s 内产生的热量Q 1.答案 (1)0.6 m (2)3 J解析 (1)棒在0～0.3 s 内通过的电荷量q 1＝I Δt 1平均感应电流I ＝ER ＋r回路中平均感应电动势E ＝Bx 1L Δt 1 得q 1＝BLx 1R ＋r同理，棒在0.3～0.4 s 内通过的电荷量q 2＝BL (x 2－x 1)R ＋r由题图乙读出0.4 s 时刻位移大小x 2＝0.9 m又q 1＝2q 2解得x 1＝0.6 m.(2)由题图乙知棒在0.3～0.4 s 内做匀速直线运动，棒的速度大小v ＝0.9－0.60.4－0.3m/s ＝3 m/s 对整个系统，根据能量守恒定律得Q ＝Mgx 2－mgx 2sin θ－12(M ＋m )v 2代入数据解得Q ＝3.15 J根据焦耳定律有Q 1Q ＝R R ＋r代入数据解得Q 1＝3 J.。
人教版高中物理选修3-2第四章《电磁感应》检测题(包含答案)
人教版高中物理选修3-2第四章《电磁感应》检测题（包含答案）1 / 11《电磁感应》检测题一、单选题1．如图所示，螺线管内有一平行于轴线的匀强磁场，规定图中箭头所示方向为磁感应强度B 的正方向，螺线管与U 型导线框efgh 相连，导线框efgh 内有一半径很小的金属圆环L ，圆环与导线框efgh 在同一平面内。
当螺线管内的磁感应强度随时间按图示规律变化时（ ）A ．在1t 时刻，金属圆环L 内的磁通量为零B ．在10t - 时间内，金属圆环L 内有逆时针方向的感应电流C ．在2t 时刻，金属圆环L 内的感应电流最大D ．在23t t -时间内，金属圆环L 有收缩趋势2．如图甲所示，在电阻R ＝1 Ω，面积S 1＝0.3 m 2的圆形线框中心区域存在匀强磁场，圆形磁场区面积S 2＝0.2 m 2。
若取磁场方向垂直纸面向外为正方向，磁感应强度B 随时间的变化规律可用图乙描述，则线框中的感应电流I (取顺时针方向为正方向)随时间t 的变化图线是( )A ．B ．C ．D ．3．如图所示，虚线两侧有垂直线框平面磁感应强度均为B 的匀强磁场，半径为L 、总电阻为R 的直角扇形导线框OAC 绕垂直于线框平面轴O 以角速度ω匀速转动。
线框从图中所示位置开始计时，设转动周期为T ，在转动过程中，下列说法正确的是（ ）A ．04T ～的过程中，线框内无感应电动势产生 B ．42T T ～的过程中，线框内感应电流为22BL Rω C ．34T T ～的过程中，线框内感应电流方向为O A C →→ D ．转动过程中，线框中产生的是交变电流4．平行金属导轨左端接有阻值为R 的定值电阻，右端接有电容为C 的电容器，平行导轨间距为L 1。
导体棒与导轨接触良好并以恒定的速度v 通过宽为L 2磁感强度为B 的匀强磁场，导体棒和金属导轨电阻不计，则全过程中通过电阻R 的电荷量为A ．12BL L q R =B ．121BL L CBL vR q R +=C ．12BL L CBv q R +=D ．12BL L v q R=人教版高中物理选修3-2第四章《电磁感应》检测题（包含答案）3 / 115．如图在竖直方向上的两个匀强磁场1B 和2B 中，各放入一个完全一样的水平金属圆盘a 和b ，它们可绕竖直轴自由转动.用导线将a 盘中心与b 盘边缘相连，b 盘中心与a 盘边缘相连.从上向下看，当a 盘总是顺时针转动时（ ）A ．b 盘总是逆时针转动B ．若1B 、2B 同向，b 盘顺时针转动C ．若1B 、2B 反向，b 盘顺时针转动D ．b 盘总是顺时针转动6．如图所示，正方形导线框abcd 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，t ＝0时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里。
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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。
高中物理第四章电磁感应章末检测卷新人教选修3-2
第四章电磁感应章末检测卷(第四章)(时间：90分钟满分：100分)一、单项选择题(本题共8小题，每小题4分，共32分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)1．宇航员登月后想探测一下月球表面是否有磁场，他手边有一只灵敏电流表和一个小线圈，则下列推断正确的是 ( )A．直接将电流表放于月球表面，看是否有示数来判断磁场有无B．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如果电流表无示数，则判断月球表面无磁场C．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如果电流表有示数，则可判断月球表面有磁场D．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈在某个平面内沿两个互相垂直的方向运动，月球表面若有磁场，则电流表至少有一次示数不为零答案 C解析电流表有示数时可判断有磁场存在，沿某方向运动而无示数不能确定磁场是否存在，只有C正确．2．如图1，一圆形金属环与两固定的平行长直导线在同一竖直面内，环的圆心与两导线距离相等，环的直径小于两导线间距．两导线中通有大小相等、方向向下的恒定电流．若( )图1A ．金属环向上运动，则环上的感应电流方向为顺时针方向B ．金属环向下运动，则环上的感应电流方向为顺时针方向C ．金属环向左侧直导线靠近，则环上的感应电流方向为逆时针方向D ．金属环向右侧直导线靠近，则环上的感应电流方向为逆时针方向答案 D解析 根据楞次定律，当金属环上、下移动时，穿过环的磁通量不发生变化，故没有感应电流产生，故选项A 、B 错误；当金属环向左移动时，则穿过环的磁场垂直纸面向外并且增强，故根据楞次定律和安培定则可以知道，产生的感应电流为顺时针，故选项C 错误；当金属环向右移动时，则穿过环的磁场垂直纸面向里并且增强，故根据楞次定律和安培定则可以知道，产生的感应电流为逆时针，故选项D 正确．3. 用一根横截面积为S 、电阻率为ρ的硬质导线做成一个半径为r 的圆环，ab 为圆环的一条直径．如图2所示，在ab 的左侧存在一个匀强磁场，磁场垂直圆环所在平面，方向如图所示，磁感应强度大小随时间的变化率ΔB Δt＝k (k ＜0)．则 ( )图2A ．圆环中产生逆时针方向的感应电流B ．圆环具有收缩的趋势C ．圆环中感应电流的大小为|krS 2ρ| D ．图中a 、b 两点间的电势差大小为U ab ＝|14πkr 2| 答案 D解析 由题意可知磁感应强度均匀减小，穿过圆环的磁通量减小，根据楞次定律和安培定则可以判断，圆环中产生顺时针方向的感应电流，圆环具有扩张的趋势，故A 、B 错误；圆环中产生的感应电动势为E ＝ΔΦΔt ＝ΔB Δt S ＝|12πr 2k |，圆环的电阻为R ＝ρl S ＝2πρr S，所以圆环中感应电流的大小为I ＝E R ＝|krS 4ρ|，故C 错误；图中a 、b 两点间的电势差U ab ＝I ×12R ＝|14πkr 2|，故D 正确．4. 如图3所示，一个闭合三角形导线框ABC 位于竖直平面内，其下方(略靠前)固定一根与导线框平面平行的水平直导线，导线中通以图示方向的恒定电流．释放导线框，它由实线位置下落到虚线位置未发生转动，在此过程中 ( )图3A ．导线框中感应电流的方向依次为ACBA →ABCA →ACBAB ．导线框内的磁通量为零时，感应电流也为零C ．导线框所受安培力的合力方向依次为向上→向下→向上D ．导线框所受安培力的合力为零，做自由落体运动答案 A解析 根据安培定则可知导线上方的磁场方向垂直纸面向外，下方的磁场方向垂直纸面向里，而且越靠近导线磁场越强，所以闭合导线框ABC 在下降过程中，导线框内垂直于纸面向外的磁通量先增大，当BC 边与导线重合时，达到最大，再向下运动，导线框内垂直于纸面向外的磁通量逐渐减小至零，然后随导线框的下降，导线框内垂直于纸面向里的磁通量增大，当达到最大，继续下降时由于导线框逐渐远离导线，使导线框内垂直于纸面向里的磁通量再逐渐减小，根据楞次定律可知，感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化，所以感应电流的磁场先向里，再向外，最后向里，所以导线框中感应电流的方向依次为ACBA →ABCA →ACBA ，A 正确；当导线框内的磁通量为零时，内部的磁通量仍然在变化，有感应电动势产生，所以感应电流不为零，B 错误．根据对楞次定律的理解，感应电流的效果总是阻碍导体间的相对运动，由于导线框一直向下运动，所以导线框所受安培力的合力方向一直向上，不为零，C 、D 错误．5．如图4所示，螺线管匝数n ＝1 000匝，横截面积S ＝10 cm 2，螺线管导线电阻r ＝1 Ω，电阻R ＝9 Ω，磁感应强度B 的B －t 图象如图所示(以向右为正方向)，则( )图4A ．感应电动势为0.6 VB ．感应电流为0.06 VC ．电阻R 两端的电压为0.54 VD ．0～1 s 内感应电流的方向为从C 点通过R 流向A 点答案 D解析 由图象可知⎪⎪⎪⎪⎪⎪ΔB Δt ＝6 T/s ，根据法拉第电磁感应定律可知产生的感应电动势为E ＝n ⎪⎪⎪⎪⎪⎪ΔΦΔt ＝n ⎪⎪⎪⎪⎪⎪ΔB Δt S ＝1 000×6×10×10－4 V ＝6 V ，故选项A 错误；感应电流为I ＝E R ＋r ＝69＋1 A ＝0.6 A ，故选项B 错误；电阻R 两端的电压为U ＝IR ＝0.6×9 V＝5.4 V ，故选项C 错误；0～1 s 通过螺线管的磁通量在增加，根据楞次定律可知感应电流的方向为从C 点通过R 流向A 点，故选项D 正确．6．匀强磁场方向垂直纸面，规定向里的方向为正，磁感应强度B 随时间t 的变化规律如图5甲所示．在磁场中有一细金属圆环，圆环平面位于纸面内，t ＝0时刻磁场的方向垂直纸面向里，如图乙所示，令I 1、I 2、I 3分别表示Oa 、ab 、bc 段的感应电流，F 1、F 2、F 3分别表示感应电流为I 1、I 2、I 3时金属圆环上很小一段受到的安培力，则( )图5A ．I 1沿逆时针方向，I 2沿顺时针方向B ．I 2沿逆时针方向，I 3沿顺时针方向C ．F 1方向指向圆心，F 2方向指向圆心D ．F 2方向背离圆心向外，F 3方向背离圆心向外答案 A解析 根据楞次定律“增反减同”的规律可推知A 正确，B 错误；由“增缩减扩”的规律可知，F 1与F 3的方向指向圆心，F 2方向背离圆心向外，故C 、D 错误．7．在边长为L 的等边三角形区域abc 内存在着垂直纸面向外的匀强磁场，一个边长也为L 的等边三角形导线框def 在纸面上以某一速度向右匀速运动，底边ef 始终与磁场的底边界bc 在同一直线上，如图6所示．取沿顺时针的电流为正，在线框通过磁场的过程中，其感应电流随时间变化的图象是( )图6答案 B解析 线框进入磁场后，切割的有效长度为：l ＝12vt tan 60°，产生的感应电动势为：E ＝Blv ＝12Bv 2t tan 60°，所以感应电流为：I ＝12Bv 2t tan 60°R，从开始进入磁场到d 与a 重合之前，电流与t 是成正比的，由楞次定律判得线框中的电流方向是顺时针的，此后线框切割的有效长度均匀减小，电流随时间变化仍然是线性关系，由楞次定律判得线框中的电流方向是逆时针的，综合以上分析可知B 正确，A 、C 、D 错误．8．如图7所示是研究通电自感实验的电路图，A 1、A 2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R 1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 ( )图7A ．闭合瞬间，A 1立刻变亮，A 2逐渐变亮B ．闭合瞬间，A 1、A 2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，A 1和A 2两端的电势差不相同答案 C解析 断开开关再重新闭合开关的瞬间，根据自感原理可判断，A 2立刻变亮，而A 1逐渐变亮，A 、B 均错误；稳定后，自感现象消失，根据题设条件可判断，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，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．二、多项选择题(本题共4小题，每小题5分，共20分．每小题至少有两个选项正确，选对得5分，漏选得3分，错选得0分)9. 如图8所示是电表中的指针和电磁阻尼器，下列说法中正确的是( )图8A．2是磁铁，1中产生涡流B．1是磁铁，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下来答案AD解析当指针摆动时，1随之转动，2是磁铁，那么在1中产生涡流，2对1的安培力将阻碍1的转动．总之，不管1向哪个方向转动，2对1的效果总是起到阻尼作用，所以它能使指针很快地稳定下来．10. 如图9所示，一均匀金属圆盘绕通过其圆心且与盘面垂直的轴逆时针匀速转动．现施加一垂直穿过圆盘的有界匀强磁场，圆盘开始减速．在圆盘减速过程中，以下说法正确的是( )图9A．处于磁场中的圆盘部分，靠近圆心处电势高B．所加磁场越强越易使圆盘停止转动C．若所加磁场反向，圆盘将加速转动D．若所加磁场穿过整个圆盘，圆盘将匀速转动答案ABD解析由右手定则可知，处于磁场中的圆盘部分，靠近圆心处电势高，选项A正确；根据E＝Blv可知所加磁场越强，则感应电动势越大，感应电流越大，产生的阻碍圆盘转动的安培力越大，则圆盘越容易停止转动，选项B正确；若加反向磁场，根据楞次定律可知安培力阻碍圆盘的转动，故圆盘仍减速转动，选项C错误；若所加磁场穿过整个圆盘，则圆盘中无感应电流，不产生安培力，圆盘匀速转动，选项D正确．11. 如图10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．则该磁场( )图10A．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，方向向里答案CD解析对于导线回路来说，圆形面积最大，即由于磁场变化，导致导线回路面积变大，根据楞次定律“增缩减扩”，可判断磁场在减弱，可能是方向垂直软导线回路平面向外的磁场逐渐减弱，也可能是方向垂直软导线回路平面向里的磁场逐渐减弱，选项C、D对．12. 如图11所示，竖直平行金属导轨MN、PQ上端接有电阻R，金属杆ab质量为m，跨在平行导轨上，垂直导轨平面的水平匀强磁场的磁感应强度为B，不计ab与导轨电阻及一切摩擦，且ab与导轨接触良好．若ab杆在竖直向上的外力F作用下匀速上升，则以下说法正确的是( )图11A．拉力F所做的功等于电阻R上产生的热量B．杆ab克服安培力做的功等于电阻R上产生的热量C．电流所做的功一定等于重力势能的增加量D．拉力F与重力做功的代数和等于电阻R上产生的热量答案BD解析当外力F拉着金属杆匀速上升时，拉力要克服重力和安培力做功，拉力做的功等于克服安培力和重力做功之和，即等于电阻R上产生的热量和金属杆增加的重力势能之和，选项A、C错误，D正确．克服安培力做多少功，电阻R上就产生多少热量，选项B正确．三、实验题(本题共2小题，共10分)13．(4分)为判断线圈绕向，可将灵敏电流计G与线圈L连接，如图12所示．已知线圈由a端开始绕至b端：当电流从电流计G的左端流入时，指针向左偏转．图12(1)将磁铁的N极向下从线圈上方竖直插入线圈L时，发现电流计的指针向左偏转．俯视线圈，其绕向为________(选填“顺时针”或“逆时针”)．(2)当条形磁铁从图中的虚线位置向右远离线圈L时，发现电流计的指针向右偏转．俯视线圈，其绕向为________(选填“顺时针”或“逆时针”)．答案(1)顺时针(2)逆时针解析(1)由题可知在线圈L内电流从b流向a，而根据楞次定律(增反减同)知，线圈L中产生的磁场与原磁场方向相反(向上)，再根据安培定则可知，感应电流方向为逆时针方向(俯视线圈)，因此线圈绕向为顺时针方向(俯视线圈)．(2)由题意可知在线圈L内电流从a流向b，而根据楞次定律(增反减同)知，线圈L中产生的磁场与原磁场方向相同(向上)，再根据安培定则可知，感应电流方向与(1)问相同，而电流的流向与(1)问相反，因此线圈绕向一定与(1)问相反，为逆时针方向(俯视线圈)．14．(6分)如图13所示为“研究电磁感应现象”的实验装置．图13(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转一下，那么合上开关后可能出现的情况有：A．将线圈A迅速插入线圈B时，灵敏电流计指针将________．B．线圈A插入线圈B后，将滑动变阻器的滑片迅速向左拉时，灵敏电流计指针________．答案(1)见解析图(2)向右偏转一下向左偏转一下解析(1)如图所示(2)根据楞次定律及灵敏电流计的指针偏转方向与流过它的电流方向的关系来判定，则 A.向右偏转一下；B.向左偏转一下．四、计算题(本题共3小题，共38分．解答应写出必要的文字说明，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．)15．(10分)小明同学设计了一个“电磁天平”，如图14所示，等臂天平的左臂为挂盘，右臂挂有矩形线圈，两臂平衡．线圈的水平边长L ＝0.1 m ，竖直边长H ＝0.3 m ，匝数为N 1.线圈的下边处于匀强磁场内，磁感应强度B 0＝1.0 T ，方向垂直线圈平面向里．线圈中通有可在0～2.0 A 范围内调节的电流I .挂盘放上待测物体后，调节线圈中电流使天平平衡，测出电流即可测得物体的质量．(重力加速度取g ＝10 m/s 2)图14 图15(1)为使“电磁天平”的量程达到0.5 kg ，线圈的匝数N 1至少为多少？(2)进一步探究电磁感应现象，另选N 2＝100匝、形状相同的线圈，总电阻R ＝10 Ω.不接外电流，两臂平衡．如图15所示，保持B 0不变，在线圈上部另加垂直纸面向外的匀强磁场，且磁感应强度B 随时间均匀变大，磁场区域宽度d ＝0.1 m ．当挂盘中放质量为0.01 kg 的物体时，天平平衡，求此时磁感应强度的变化率ΔB Δt. 答案 (1)25匝 (2)0.1 T/s解析 (1)“电磁天平”中的线圈受到安培力，I ＝2.0 A 时线圈的匝数最少F ＝N 1B 0IL由天平平衡可知：mg ＝N 1B 0IL代入数据解得：N 1＝25匝．(2)由法拉第电磁感应定律得：E ＝N 2ΔΦΔt ＝N 2ΔB ΔtLd 由欧姆定律得：I ′＝E R线圈受到的安培力F ′＝N 2B 0I ′L由天平平衡可得：m ′g ＝F ′联立各式，代入数据可得ΔB Δt＝0.1 T/s. 16．(13分)如图16所示，水平面(纸面)内间距为l 的平行金属导轨间接一电阻，质量为m 、长度为l 的金属杆置于导轨上．t ＝0时，金属杆在水平向右、大小为F 的恒定拉力作用下由静止开始运动．t 0时刻，金属杆进入磁感应强度大小为B 、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域，且在磁场中恰好能保持匀速运动．杆与导轨的电阻均忽略不计，两者始终保持垂直且接触良好，两者之间的动摩擦因数为μ.重力加速度大小为g .求：图16(1)金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小；(2)电阻的阻值．答案 (1)Blt 0(F m －μg ) (2)B 2l 2t 0m解析 (1)设金属杆进入磁场前的加速度大小为a ，由牛顿第二定律得F －μmg ＝ma ① 设金属杆到达磁场左边界时的速度为v ，由运动学公式有v ＝at 0 ② 当金属杆以速度v 在磁场中运动时，由法拉第电磁感应定律知产生的电动势为E ＝Blv③联立①②③式可得 E＝Blt 0(F m －μg ) ④ (2)设金属杆在磁场区域中匀速运动时，金属杆中的电流为I ，根据欧姆定律I ＝E R⑤ 式中R 为电阻的阻值．金属杆所受的安培力为F 安＝BlI ⑥ 因金属杆做匀速运动，有F －μm g －F 安＝0 ⑦联立④⑤⑥⑦式得R ＝B 2l 2t 0m. 17．(15分)如图17甲所示，一电阻不计且足够长的固定光滑平行金属导轨MN 、PQ 间距 L ＝0.8 m ，下端接有阻值R ＝3 Ω的电阻，导轨平面与水平面间的夹角θ＝30°.整个装置11 处于方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中．一质量m ＝0.1 kg 、阻值r ＝0.15 Ω的金属棒垂直导轨放置并用绝缘细线通过光滑的定滑轮与质量M ＝0.9 kg 的重物相连，左端细线连接金属棒中点且沿NM 方向．棒由静止释放后，沿NM 方向位移x 与时间t 之间的关系如图乙所示，其中ab 为直线．已知棒在0～0.3 s 内通过的电荷量是0.3～0.4 s 内通过电荷量的2倍，取g ＝10 m/s 2，求：图17(1)0～0.3 s 内棒通过的位移x 1的大小；(2)电阻R 在0～0.4 s 内产生的热量Q 1.答案 (1)0.6 m (2)3 J解析 (1)棒在0～0.3 s 内通过的电荷量q 1＝I Δt 1平均感应电流I ＝ER ＋r回路中平均感应电动势E ＝Bx 1L Δt 1 得q 1＝BLx 1R ＋r同理，棒在0.3～0.4 s 内通过的电荷量q 2＝BL (x 2－x 1)R ＋r由图乙读出0.4 s 时刻位移大小x 2＝0.9 m又q 1＝2q 2解得x 1＝0.6 m.(2)由题图乙知棒在0.3～0.4 s 内做匀速直线运动，棒的速度大小v ＝0.9－0.60.4－0.3m/s ＝3 m/s 对系统，根据能量守恒定律Q ＝Mgx 2－mgx 2sin θ－12(M ＋m )v 2代入数据解得Q ＝3.15 J根据焦耳定律有Q 1Q ＝R R ＋r代入数据解得Q 1＝3 J.。
人教版高中物理选修3-2第四章《电磁感应》单元检测题含答案解析
人教版高中物理选修3-2第四章《电磁感应》单元检测题 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．关于电磁感应现象，下列说法中正确的是( )A ．电磁感应现象最先是由奥斯特通过实验发现的B ．电磁感应现象说明了在自然界中电一定能产生磁C ．电磁感应现象是由于线圈受磁场力的作用而产生的D ．电磁感应现象是指闭合回路满足一定的条件产生感应电流的现象2．如图所示，金属杆ab 静止放在水平固定的“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，金属杆ab 总保持静止．则( )A ．杆中感应电流方向从b 到aB ．杆中感应电流大小保持不变C ．金属杆所受安培力大小保持不变D ．金属杆所受安培力水平向右3．如图所示，L 是电阻不计的自感线圈，C 是电容器，E 为电源，在开关S 闭合和断开时，关于电容器的带电情况，下列说法正确的是（ ）A ．S 闭合瞬间，A 板带正电，B 板带负电B ．S 保持闭合，A 板带正电，B 板带负电C ．S 断开瞬间，A 板带正电，B 板带负电D ．由于线圈L 的电阻不计，电容器被短路，上述三种情况下电容器均不带电 4．如图所示，粗细均匀的、电阻为r 的金属圆环放在如图所示的匀强磁场中，磁感应强度为B ，圆环直径为l ；长为l 、电阻为2r 的金属棒ab 放在圆环上，以速度v 0向左运动，当棒ab 运动到图示虚线位置时，金属棒两端的电势差为( )A ．0B ．Blv 0C ．02BlvD ．03Blv 5．如图所示，一矩形线框，从abcd 位置移动到a ′b ′c ′d ′位置的过程中，关于穿过线框的磁通量情况，下列叙述正确的是(线框平行于纸面移动)( )A ．一直增加B ．一直减少C ．先增加后减少D ．先增加，再减少直到零，然后再增加，然后再减少6．磁铁在线圈中心上方开始运动时，线圈中产生如图方向的感应电流，则磁铁（ ）A ．向上运动B ．向下运动C ．向左运动D ．向右运动 7．如图所示，空间分布着宽为L ，方向垂直于纸面向里的匀强磁场．一金属线框从磁场左边界匀速向右通过磁场区域．规定逆时针方向为电流的正方向，则感应电流随位移变化的关系图象(i －x )正确的是：( )A ．B ．C ．D ． 8．如图所示的电路中，P 、Q 为两相同的灯泡，L 的电阻不计，则下列说法正确的是( )A．S断开瞬间，P立即熄灭，Q过一会儿才熄灭B．S接通瞬间，P、Q同时达到正常发光C．S断开瞬间，通过P的电流从右向左D．S断开瞬间，通过Q的电流与原来方向相反9．如图所示，在一水平光滑绝缘塑料板上有一环形凹槽，有一带正电小球质量为m、电荷量为q，在槽内沿顺时针做匀速圆周运动，现加一竖直向上的均匀变化的匀强磁场，且B逐渐增加，则( )A．小球速度变大B．小球速度变小C．小球速度不变D．以上三种情况都有可能10．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 s11．如图所示，两个相互绝缘的闭合圆形线圈P、Q放在同一水平面内．当线圈P中通有不断增大的顺时针方向的电流时，下列说法中正确的是()A．线圈Q内有顺时针方向的电流且有收缩的趋势B．线圈Q内有顺时针方向的电流且有扩张的趋势C．线圈Q内有逆时针方向的电流且有收缩的趋势D．线圈Q内有逆时针方向的电流且有扩张的趋势12．如图所示，闭合线圈正上方附近有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的N极朝下但未插入线圈内部．在磁铁向上运动远离线圈的过程中（）A．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互吸引B．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互排斥C．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互吸引D．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互排斥13．一个足够长的竖直放置的磁铁结构如图所示．在图甲中磁铁的两个磁极分别为同心的圆和圆环．在两极之间的缝隙中，存在辐射状的磁场，磁场方向水平向外，某点的磁感应强度大小与该点到磁极中心轴的距离成反比．用横截面积一定的细金属丝制成的圆形单匝线圈，从某高度被无初速释放，在磁极缝隙间下落的过程中，线圈平面始终水平且保持与磁极共轴．线圈被释放后( )A．线圈中没有感应电流，线圈做自由落体运动B．在图甲俯视图中，线圈中感应电流沿逆时针方向C．线圈有最大速度，线圈半径越大，最大速度越小D．线圈有最大速度，线圈半径越大，最大速度越大14．如图所示，一磁铁用细线悬挂，一个很长的铜管固定在磁铁的正下方，开始时磁铁上端与铜管上端相平．烧断细线，磁铁落入铜管的过程中，下列说法正确的是( )①磁铁下落的加速度先增大，后减小；②磁铁下落的加速度恒定；③磁铁下落的加速度一直减小直到为零；④磁铁下落的速度先增大后减小；⑤磁铁下落的速度逐渐增大，最后匀速运动．A．只有②正确B．只有①④正确C．只有①⑤正确D．只有③⑤正确二、多选题15．关于电荷量、电场强度、磁感应强度、磁通量的单位，下列说法错误的是( ) A．牛顿/库仑是电荷量的单位B．特斯拉是磁感应强度的单位C．磁通量的单位是韦伯D．法拉是电荷量的单位16．如图所示，空间存在一有边界的条形匀强磁场区域，磁场方向与竖直平面(纸面)垂直，磁场边界的间距为L.一个质量为m、边长也为L的正方形导线框沿竖直方向运动，线框所在平面始终与磁场方向垂直，且线框上、下边始终与磁场的边界平行．t＝0时刻导线框的上边恰好与磁场的下边界重合(图中位置Ⅰ)，导线框的速度为v0.经历一段时间后，当导线框的下边恰好与磁场的上边界重合时(图中位置Ⅱ)，导线框的速度刚好为零．此后，导线框下落，经过一段时间回到初始位置Ⅰ(不计空气阻力)，则( )A．上升过程中合力做的功与下降过程中合力做的功相等B．上升过程中线框产生的热量比下降过程中线框产生的热量多C．上升过程中，导线框的加速度逐渐减小D．上升过程克服重力做功的平均功率小于下降过程重力的平均功率17．如图所示，闭合螺线管固定在置于光滑水平面上的小车上，现将一条形磁铁从左向右插入螺线管中．则( )A．车将向右运动B．使条形磁铁向右插入时外力所做的功全部由螺线管转变为电能，最终转化为螺线管的内能C．条形磁铁会受到向左的力D．车会受到向左的力18．如图所示，在方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中，沿水平面固定一个V 字型金属框架CAD，已知∠A＝θ，导体棒EF在框架上从A点开始在拉力F作用下，沿垂直EF方向以速度v匀速向右平移，使导体棒和框架始终构成等腰三角形回路．已知框架和导体棒的材料和横截面积均相同，其单位长度的电阻均为R，框架和导体棒均足够长，导体棒运动中始终与磁场方向垂直，且与框架接触良好．关于回路中的电流I、拉力F和电路消耗的电功率P与水平移动的距离x变化规律的图象中正确的是( )A．B．C．D．19．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 ．M F 向右B ．N F 向左C ．M F 逐渐增大D ．N F 逐渐减小 20．如图，闭合小金属环从高h 的光滑曲面上端无初速滚下，又沿曲面的另一侧上升，水平方向的磁场与光滑曲面垂直，则( )A ．若是匀强磁场，环在左侧滚上的高度小于hB ．若是匀强磁场，环在左侧滚上的高度等于hC ．若是非匀强磁场，环在左侧滚上的高度小于hD ．若是非匀强磁场，环在左侧滚上的高度等于h21．在如图所示的情况下，闭合矩形线圈中能产生感应电流的是________ . A ．B ．C ．D ．E.F.三、填空题22．如图所示，当航天飞机在环绕地球的轨道上飞行时，从中释放一颗卫星，卫星与航天飞机保持相对静止，两者用导电缆绳相连，这种卫星称为绳系卫星，利用它可以进行多种科学实验．现有一颗绳系卫星在地球赤道上空由东往西方向运行．卫星位于航天飞机正上方，它与航天飞机间的距离约20km，卫星所在位置的地磁场沿水平方向由南往北约5×10-5T．如果航天飞机和卫星的运行速度约8km/s，则缆绳中的感应电动势大小为V，端电势高（填“A”或“B”）．23．一个200匝、面积为20 cm2的线圈，放在磁场中，磁场的方向与线圈平面成30°角，若磁感应强度在0.05 s内由0.1T增加到0.5T；在此过程中穿过线圈的磁通量的变化量是________Wb；磁通量的平均变化率是________Wb/s；线圈中的感应电动势的大小是________V24．如下图所示，在水平虚线上方有磁感应强度为2B、方向水平向右的匀强磁场，下方有磁感应强度为B、方向水平向左的匀强磁场．边长为l的正方形线圈放置在两个磁场中，线圈平面与水平虚线成α角，线圈分处在两个磁场中的面积相等，则穿过线圈上方的磁通量的大小为_______，穿过线圈下方的磁通量的大小为_______，穿过线圈平面的磁通量的大小为______．25．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________．四、实验题26．如图所示是“研究电磁感应现象”的实验装置．（1）将图中所缺导线补接完整_______________．（2）如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上电键后，将原线圈迅速插入副线圈时，电流计指针_______（填“右偏”、“左偏”或“不偏转”）；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_______（填“右偏”、“左偏”或“不偏转”）．27．在研究电磁感应现象的实验中所用的器材如图所示。
人教版高中物理选修3-2：第四章 电磁感应测试卷 章末测验
第四章电磁感应测试卷第Ⅰ卷(选择题共42分)一、选择题(本题有14小题，每小题3分，共42分．其中1～10题为单选题，11～14题为多选题)1．下列现象中属于电磁感应现象的是()A．磁场对电流产生力的作用B．变化的磁场使闭合电路中产生电流C．插在通电螺线管中的软铁棒被磁化D．电流周围产生磁场解析：磁场对电流产生力的作用属于通电导线在磁场中的受力情况；插在通电螺线管中的软铁棒被磁化属于电流的磁效应；电流周围产生磁场属于电流的磁效应；而变化的磁场使闭合电路中产生电流属于电磁感应现象．故正确答案为B.答案：B2．如图所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框，初始位置线框与磁感线平行，则在下列四种情况下，线框中会产生感应电流的是()A．线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中左右运动B．线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中上下运动C．线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线AB转动D．线框绕位于线框平面内且与磁感线平行的轴线CD转动解析：四种情况中初始位置线框均与磁感线平行，磁通量为零，按A、B、D 三种情况线框运动后，线框仍与磁感线平行，磁通量保持为零不变，线框中不产生感应电流，C中线框转动后，穿过线框的磁通量不断发生变化，所以产生感应电流，C项正确．答案：C3.磁通量是研究电磁感应现象的一个重要物理量，如图所示，通有恒定电流的直导线MN与闭合线框共面，第一次将线框由位置1平移到位置2，第二次将线框由位置1绕cd边翻转到位置2，设前后两次通过线框的磁通量的变化量分别为ΔΦ1和ΔΦ2则()A．ΔΦ1>ΔΦ2B．ΔΦ1＝ΔΦ2C．ΔΦ1<ΔΦ2D．无法确定解析：第一次将线框由位置1平移到位置2，磁感线从线框的同一侧穿入，ΔΦ1为前后两位置磁通量的绝对值之差．第二次将线框由位置1绕cd边翻转到位置2，磁感线从线框的不同侧穿入，ΔΦ2为前后两位置磁通量的绝对值之和．故ΔΦ1<ΔΦ2，C项正确．答案：C4．如图是一种充电鞋的结构示意图．当人走动时，会驱动磁性转子旋转，使线圈中产生电流，产生的电流进入鞋面上锂聚合物电池．这种充电鞋的工作原理是()A．电磁感应现象B．电流的磁效应C．磁极间的相互作用D．通电线圈在磁场中受力转动解析：当人走动时，会驱动磁性转子旋转，使线圈中产生电流，产生的电流进入鞋面上锂聚合物电池，该过程为电磁感应现象，A项正确．答案：A5.如图所示，电感线圈L的自感系数足够大，其直流电阻忽略不计，L A、L B 是两个相同的灯泡，且在下列实验中不会烧毁，电阻R2阻值约等于R1的两倍，则()A．闭合开关S时，L A、L B同时达到最亮，且L B更亮一些B．闭合开关S时，L A、L B均慢慢亮起来，且L A更亮一些C．断开开关S时，L A慢慢熄灭，L B马上熄灭D．断开开关S时，L A慢慢熄灭，L B闪亮一下后才慢慢熄灭解析：由于灯泡L A与线圈L串联，灯泡L B与电阻R2串联，当S闭合的瞬间，通过线圈的电流突然增大，线圈产生自感电动势，阻碍电流的增加，所以L B 先亮，A、B两项错误；由于L A所在的支路电阻阻值偏小，故稳定时电流大，即L A更亮一些，当S断开的瞬间，线圈产生自感电动势，两灯组成的串联电路中，电流从线圈中电流值开始减小，即从I A减小，故L A慢慢熄灭，L B闪亮一下后才慢慢熄灭，C项错误，D正确．答案：D6.如图所示，线框三条竖直边长度和电阻均相同，横边电阻不计．它以速度v 匀速向右平动，当ab边刚进入虚线内匀强磁场时，a、b间的电势差为U，当cd 边刚进入磁场时，c、d间的电势差为()A．U B．2UC.12U D.32U解析：当ab边进入磁场时，若感应电动势为E，由于ab相当于电源，cd与ef并联相当于外电路，所以U＝13E；当cd边进入磁场时，感应电动势不变，ab与cd并联相当于电源，ef相当于外电路，此时c、d间电势差U′＝23E＝2U，B项正确．答案：B7.如图所示，一个有弹性的金属圆环被一根橡皮绳吊于通电直导线的正下方，直导线与圆环在同一竖直面内，当通电直导线中电流增大时，弹性圆环的面积S 和橡皮绳的长度l将()A．S增大，l变大B．S减小，l变短C．S增大，l变短D．S减小，l变长解析：当通电直导线中电流增大时，穿过金属圆环的磁通量增大，金属圆环中产生感应电流，根据楞次定律，感应电流要阻碍磁通量的增大，一是用缩小面积的方式进行阻碍，二是用远离直导线的方式进行阻碍，故D正确．答案：D8．如图所示，足够长平行金属导轨倾斜放置，倾角为37°，宽度为0.5 m，电阻忽略不计，其上端接一小灯泡，电阻为1 Ω.一导体棒MN垂直于导轨放置，质量为0.2 g，接入电路的电阻为1 Ω，两端与导轨接触良好，与导轨间的动摩擦因数为0.5.在导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为0.8 T．将导体棒MN由静止释放，运动一段时间后，小灯泡稳定发光，此后导体棒MN的运动速度以及小灯泡消耗的电功率分别为(重力加速度g取10 m/s2，sin 37°＝0.6)()。
人教版高中物理选修3-2第四章《电磁感应》检测题(包含答案)
人教版高中物理选修3-2第四章《电磁感应》检测题（包含答案）1 / 9《电磁感应》检测题一、单选题1．如图所示，一对光滑的平行金属导轨（电阻不计）固定在同一水平面内，导轨足够长且间距为L ，左端接有阻值为R 的电阻，一质量为m 、长度为L 的匀质金属棒cd 放置在导轨上，金属棒的电阻为r ，整个装置置于方向竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B .金属棒在水平向右的外力作用下，由静止开始做加速度大小为a 的匀加速直线运动，经过的位移为s 时，则（）A ．金属棒中感应电流方向由d 到c B．金属棒产生的感应电流电动势为C．金属棒中感应电流为R r + D ．水平拉力F的大小为2B L R r+ 2．如图甲、乙所示的电路中，电阻R 的阻值小于灯A 的电阻，电路稳定时自感线圈L 的电阻为零，则（ ）A ．在电路甲中，接通S 时，A 将立即亮起来B ．在电路甲中，接通S 稳定后断开S ，A 将先变得更亮，然后逐渐变暗C ．在电路乙中，接通S 时，A 将逐渐亮起来D ．在电路乙中，接通S 稳定后断开S ，A 将先变得更亮，然后逐渐变暗3．如图所示，在光滑的金属导轨上有一根金属杆，金属导轨的电阻不计，金属杆的电阻为R ，匀强磁场匀强磁场垂直于导轨平面，当金属杆以不同速度匀速滑行相同的位移时（ ）A．杆产生的感应电动势相等 B．外力对杆做功相同C．杆中产生热量相同 D．通过杆的截面的电量相等4．下列关于电磁感应现象的说法中，正确的是（）A．穿过闭合电路中的磁通量增大，但闭合电路中感应电流可能减小B．穿过闭合电路中的磁通量为零的瞬间，闭合电路中不可能有感应电流C．穿过闭合电路中的磁通量减小，则闭合电路中的感应电动势一定减小D．穿过闭合电路中的磁通量变化越来越快，但闭合电路中感应电动势可能不变5．如图所示，两根足够长且平行的光滑金属导轨PP’、QQ’倾斜放置，匀强磁场垂直于导轨平面，导轨的上端P、Q分别用导线与水平正对放置的两金属板M、N相连，板间距离足够大，开始时金属板未带电，板间有一带正电微粒，金属棒ab水平跨放在导轨上。
人教版高中物理选修3-2第四章《电磁感应》测试试题(含答案)
第四章《电磁感应》测试题一、单选题（每小题只有一个正确答案）1．下列叙述符合史实的是（）A．安培在实验中观察到电流的磁效应，该效应解释了电和磁之间存在联系B．奥斯特根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说C．卡文迪许利用“卡文迪许扭秤”将微小量放大，准确的测定了静电力常量D．楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化2．下面四幅图是用来“探究感应电流的方向遵循什么规律”的实验示意图．灵敏电流计和线圈组成闭合回路，通过“插入”“拔出”磁铁，使线圈中产生感应电流，记录实验过程中的相关信息，分析得出楞次定律．下列说法正确的是（）A．该实验无需确认电流计指针偏转方向与通过电流计的电流方向的关系B．该实验无需记录磁铁在线圈中的磁场方向C．该实验必需保持磁铁运动的速率不变D．该实验必需记录感应电流产生的磁场方向3．如图甲所示．在同一平面内有两个绝缘金属细圆环A、 B,两环重叠部分的面积为圆环A面积的一半，圆环B中电流i随时间t的变化关系如图乙所示，以甲图圆环B中所示的电流方向为负，则A环中（）A．没有感应电流B．有逆时针方向的感应电流C．有顺时针方向的感应电流D．感应电流先沿顺时针方向，后沿逆时针方向4．如图所示，A1和A2是两个规格完全相同的灯泡，A1与自感线圈L串联后接到电路中，A2与可变电阻串联后接到电路中。
先闭合开关S，缓慢调节电阻R，使两个灯泡的亮度相同，再调节电阻R1，使两个灯泡都正常发光，然后断开开关S。
对于这个电路，下列说法中正确的是（）A．再闭合开关S时，A1先亮，A2后亮B．再闭合开关S时，A1和A2同时亮C．再闭合开关S，待电路稳定后，重新断开开关S，A2先亮一下，过一会儿熄灭D．再闭合开关S，待电路稳定后，重新断开开关S，A1和A2都要过一会才熄灭5．如图所示，将条形磁铁分别以速度和2插入线圈，电流表指针偏转角度（）A．以速度插入时大B．以速度2插入时大C．一样大D．不能确定6．骑自行车有很多益处，可缓解交通压力，可节能减排；骑自行车时，人做功要消耗体能，还可强身健体．近来多个城市推出摩拜单车，车锁内主要集成了芯片、GPS定位模块和SIM卡等，便于掌控自行车的体位置和状态，其工作原理如图所示．使用摩拜单车APP，用户可以查看并找到单车位置，扫描车身上的二维码，通过手机网络发送到云端请求解锁，云端收到后识别该车辆并发送解锁指令，摩拜单车执行解锁指令自动开锁，用户便可开始骑行．据此材料，以下推断错误的是()A．摩拜单车车锁工作过程中需要用电，车内有供电系统B．无线电信号非常弱时，摩拜单车的定位将受到影响C．打开车锁是通过超声波来完成信息交换的D．二代摩拜单车车筐内的太阳能电池板把太阳能转化为电能7．如图所示的电路中，S闭合且稳定后流过电感线圈的电流是2 A，流过灯泡的电流是1 A，现将S突然断开，S断开前后，能正确反映流过灯泡的电流i随时间t变化关系的图象是( )A．B．C．D．8．如图所示，导线框CDFE中串有R1、R2两个电阻，匀强磁场的方向垂直于导线框所在的平面，导体棒AB与导线框接触良好。
浙江省高中物理第4章电磁感应章末检测卷新人教版选修3-2(2021年整理)
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第4章电磁感应章末检测卷(时间:90分钟满分：100分)一、选择题（本大题共10小题，每小题4分，共40分。
在每小题给出的选项中。
至少有一项符合题目要求。
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.我国发射的“玉兔号”月球车成功着陆月球，不久的将来中国人将真正实现飞天梦,进入那神秘的广寒宫.假如有一宇航员登月后，想探测一下月球表面是否有磁场，他手边有一只灵敏电流表和一个小线圈，则下列推断正确的是（）A.直接将电流表放于月球表面，看是否有示数来判断磁场的有无B.将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表无示数，则可判断月球表面无磁场C。
将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表有示数，则可判断月球表面有磁场D.将电流表与线圈组成的闭合回路，使线圈在某一平面内沿各个方向运动，如电流表无示数，则可判断月球表面无磁场解析电磁感应现象产生的条件是：穿过闭合回路的磁通量发生改变时,回路中有感应电流产生。
A中,即使有一个恒定的磁场，也不会有示数,A错误；同理，将电流表与线圈组成回路,使线圈沿某一方向运动，如电流表无示数，也不能判断出没有磁场，因为磁通量可能是恒定的,B 错误；电流表有示数则说明一定有磁场，C正确;将电流表与线圈组成闭合回路,使线圈在某一个与磁场平行的平面内沿各个方面运动，也不会有示数，D错误。
人教版物理选修3-2：第四单元电磁感应测试卷含答案
人教版物理选修3-2：第四单元电磁感应分层测试一、单选题1.如甲所示。
蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐向分布的。
当线圈通以如图乙所示的稳恒电流（b端电流流向垂直纸面向内），下列说法正确的是（）A.当线圈在如图乙所示的位置时，b端受到的安培力方向向上B.当线圈在如图乙所示的位置时，该线圈的磁通量一定为0C.线圈通过的电流越大，指针偏转角度越小D.线圈转动的方向，由螺旋弹簧的形变决定2.如图所示，水平面内两根光滑的平行金属导轨，左端与电阻R相连接，匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在的空间内，质量一定的金属棒垂直于导轨并与导轨接触良好。
若对金属棒施加一个水平向右的外力F使金属棒从a 位置由静止开始向右做匀加速运动并依次通过位置b 和c。
若导轨与金属棒的电阻不计，a 到b 与b 到c 的距离相等，则下列关于金属棒在运动过程中的说法正确的是（）A.金属棒通过b、c 两位置时，电阻R 的电功率之比为1∶2B.金属棒通过b、c 两位置时，外力F 的大小之比为1∶ √2C.在从a 到b 与从b 到c 的两个过程中，电阻R上产生的热量之比为1∶1D.在从a 到b 与从b 到c 的两个过程中，通过金属棒的横截面的电量之比为1∶23.图甲中的三个装置均在水平面内且处于竖直向下的匀强磁场中，足够长的光滑导轨固定不动，图②中电容器在t=0 时刻不带电。
现使甲图中的三个导体棒ab 均以水平初速度v0向右运动，若导体棒ab 在运动过程中始终与导轨垂直，且接触良好。
某同学定性画出了导体棒ab 的v-t 图像，如图乙所示。
则他画出的是（）A.图①中导体棒ab 的v-t 图像B.图②中导体棒ab 的v-t 图像C.图③中导体棒ab 的v-t 图像D.图②和图③中导体棒ab 的v-t 图像4.如图所示，光滑绝缘水平桌面上直立一个单匝正方形导线框ABCD，导线框的边长为L= 0.3m，总电阻为R=0.1Ω在直角坐标系xOy第一象限中，有界匀强磁场区域的下边界与x(m)，磁感应强度B=0.4T，方向垂直纸x轴重合，上边界满足曲线方程y=0.2sinπ3面向里．导线框在沿x轴正方向的拉力F作用下，以速度v=10m/s水平向右做匀速直线运动，对于线框穿过整个磁场的过程有（）A.导线框AD两端的最大电压为0.2VB.线框中产生的焦耳热为0.192JC.流过线框的电荷量为0.24CD.拉力F为恒力5.如图，C、D是两条竖直且足够长的固定导轨（电阻不计），导轨间存在垂直纸面向里的匀强磁场，EF是一个固定螺线管，C、D的输出端a、b分别连接EF的输入端c、d，P是在EF 的正下方水平放置在地面上的铝圆环。
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》检测题(含答案)
《电磁感应》检测题一、单选题1．如图甲所示，用一根横截面积为S ，电阻率为ρ的硬质导线做成一个半径为r 的圆环，ab 的右侧存在一个足够大的匀强磁场，0t =时刻磁场方向垂直于圆环平面向里，磁场的磁感应强度B 随时间t 变化的关系如图乙所示，则10~t 时间内（ ）A ．圆环中产生感应电流的方向为逆时针B ．圆环中产生感应电流的方向先沿顺时针后沿逆时针方向C ．圆环一直具有扩张的趋势D ．圆环中感应电流的大小为004B rS t ρ2．如图所示，足够长的U 型光滑金属导轨下边串有电阻R,其平面与水平面成θ角（0＜θ＜90°），其中MN 与PQ 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。
金属棒ab 由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且良好接触，ab 棒接入电路的电阻为r ，当流过ab 棒某一横截面的电量为q 时，棒的速度达到最大值v.则金属棒ab 在这一过程中A ．产生的焦耳热为qBLvB ．最大速度()222sin mg R r v B L θ+= C ．下滑的位移大小为qR BL D ．当运动速度为14v 时其加速度为3sin 4g θ 3．在如图所示的电路中，A 1和A 2是两个相同．．的灯泡．线圈L 的自感系数足够大，电阻不可以忽略。
下列说法正确的是A ．闭合开关S 时，A 1和A 2同时亮B ．闭合开关S 时，A 2先亮，A 1逐渐变亮C ．断开开关S 后的瞬间，A 2闪亮一下再熄灭D ．断开开关S 后的瞬间，流过A 2的电流方向向左4．如图所示，在光滑水平面上有宽度为d 的匀强磁场区域，边界线MN 平行于PQ ，磁场方向垂直平面向下， 磁感应强度大小为B ，边长为L (L <d )的正方形金属线框，电阻为R ，质量为m ，在水平向右的恒力F 作用下，从距离MN 为2d处由静止开始运动，线框右边到MN 时速度与到PQ 时的速度大小相等，运动过程中线框右边始终与MN 平行，则下列说法正确的是（ ）A ．线框在进磁场和出磁场的过程中，通过线框横截面的电荷量不相等B C ．线框进人磁场过程中一直做加速运动D ．线框右边从MN 运动到PQ 的过程中，线框中产生的焦耳热小于Fd5．水平桌面上的闭合导体线圈a 正上方固定一竖直螺线管b ，二者轴线在同一条竖直线上，螺线管、滑动变阻器、电源连接成如图所示电路．若将滑动变阻器的滑片P 向下滑动，下列正确的是（ ）A．线圈a有扩张的趋势B．穿过线圈a的磁通量减少C．线圈a对水平桌面的压力N F将增大D．线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流6．下列对电磁感应的理解，正确的是（）A．发生电磁感应现象时一定会产生感应电流B．穿过某闭合回路的磁通量发生变化时，回路中不一定产生感应电流C．感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化D．穿过线圈的磁通量均匀变化时，感应电动势均匀变化7．如图所示的电路中,AB支路由带铁芯的线圈和电流表A1串联而成,流过的电流为I1,CD支路由电阻R和电流表A2串联而成，流过的电流为I2,已知AB支路稳定时电阻较小,CD支路电阻较大,若只考虑电流大小,则( )A．接通S的瞬间Il <I2断开S后I1>I2B．接通S的瞬间I1<I2,断开S后I1=I2C．接通S的瞬间I1=I2,斯开S后Il<I2D．接通S的瞬间I1>I2,断开S后I1=I28．以下涉及物理学史上的几个重大发现，其中说法正确的是A．卡文迪许发现了万有引力定律并通过扭秤实验测定出了万有引力恒量B．法拉第通过实验发现了电磁感应现象C．安培通过实验发现了电流周围存在磁场的现象D．牛顿根据理想斜面实验，提出力不是维持物体运动的原因9．如图所示，导体AB在做切割磁感线运动时，将产生感应电动势，设导体AB的电阻为r，导轨左端接有阻值为R的电阻，磁场磁感应强度为B，导轨宽为d，导体AB匀速运动，速度为v.下列说法正确的是( )A．在本题中分析电路时，导体AB相当于电源，且A端为电源正极B．U CD＝BdvC．C、D两点电势关系为φC<φDD．在AB中电流从B流向A，所以φB>φA10．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，从图中位置Ⅰ经过位置Ⅱ到达位置Ⅲ，位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ.在这个过程中，线圈中感应电流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11．小明同学做验证断电自感现象实验，自己找来带铁心的线圈L、小灯泡A、开关S和电池组E，用导线将它们连接成如图所示的电路。
高中物理第四章电磁感应章末检测B新人教版选修3-2
第四章电磁感应(时间：90分钟满分：100分)一、单项选择题(本大题共6小题，每小题4分，共24分，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，选对的得4分，选错或不答的得0分)1．我国已经制定了登月计划，2013年12月我国发射的“玉兔号”月球车成功着陆月球，不久的将来中国人将真正实现登月梦，进入那神秘的广寒宫．假如有一宇航员登月后，想探测一下月球表面是否有磁场，他手边有一只灵敏电流表和一个小线圈，则下列推断正确的是( )A．直接将电流表放于月球表面，看是否有示数来判断磁场的有无B．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表无示数，则可判断月球表面无磁场C．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表有示数，则可判断月球表面有磁场D．将电流表与线圈组成的闭合回路，使线圈在某一平面内沿各个方向运动，如电流表无示数，则可判断月球表面无磁场答案 C解析电磁感应现象产生的条件是：穿过闭合回路的磁通量发生改变时，回路中有感应电流产生．A 中，即使有一个恒定的磁场，也不会有示数，A错误；同理，将电流表与线圈组成回路，使线圈沿某一方向运动，如果电流表无示数，也不能判断出没有磁场，因为磁通量可能是恒定的，B错误；电流表有示数则说明一定有磁场，C正确；将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈在某一个与磁场平行的平面内沿各个方面运动，也不会有示数，D错误．2．一环形线圈放在磁场中，设第1 s内磁感线垂直线圈平面向里，如图1甲所示．若磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示，那么下列选项正确的是( )图1A．第1 s内线圈中感应电流的大小逐渐增加B．第2 s内线圈中感应电流的大小恒定C．第3 s内线圈中感应电流的方向为顺时针方向D．第4 s内线圈中感应电流的方向为顺时针方向答案 B解析由图象分析可知，磁场在每1 s内为均匀变化，斜率恒定，线圈中产生的感应电流大小恒定，因此A错误，B正确；由楞次定律可判断出第3 s、第4 s内线圈中感应电流的方向均为逆时针方向，C、D错误．3．如图2所示，甲、乙两个矩形线圈同处在纸面内，甲的ab边与乙的cd边平行且靠得较近，甲、乙两线圈分别处在垂直纸面方向的匀强磁场中，穿过甲的磁感应强度为B1，方向指向纸面内，穿过乙的磁感应强度为B2，方向指向纸面外，两个磁场可同时变化，当发现ab边和cd边之间有排斥力时，磁场的变化情况可能是( )图2A．B1变小，B2变大B．B1变大，B2变大C．B1变小，B2变小D．B1不变，B2变小答案 A解析ab边与cd边有斥力，则两边通过的电流方向一定相反，由楞次定律可知，当B1变小，B2变大时，ab边与cd边中的电流方向相反．4．在如图3所示的电路中，a、b、c为三盏完全相同的灯泡，L是一个自感系数很大、直流电阻为零的自感线圈，E为电源，S为开关．关于三盏灯泡，下列说法正确的是( )图3A．闭合开关，c先亮，a、b后亮B．闭合开关一会后，a、b一样亮C．断开开关，b、c同时熄灭，a缓慢熄灭D．断开开关，c马上熄灭，b闪亮一下后和a一起缓慢熄灭答案 B解析闭合开关，由于自感线圈自感系数很大，所以b灯先亮，a灯后亮，A错；电路稳定后，线圈相当于一根导线，a、b灯一样亮；开关断开，c灯马上熄灭，此时线圈相当于一个电源，a、b灯构成一个串联电路，缓慢熄灭，C、D错．5．如图4所示，水平桌面上放有一个闭合铝环，在铝环轴线上方有一个条形磁铁．当条形磁铁沿轴线竖直向上迅速移动时，下列判断正确的是( )图4A．铝环有收缩趋势，对桌面压力减小B ．铝环有扩张趋势，对桌面压力减小C ．铝环有收缩趋势，对桌面压力增大D ．铝环有扩张趋势，对桌面压力增大 答案 B解析 当条形磁铁沿轴线竖直向上迅速移动时，穿过铝环的磁通量在减小，根据楞次定律可得，铝环产生的感应电流的磁场会阻碍磁通量的减小，故铝环一方面有让其面积变大的趋势，也可以说铝环有扩张的趋势；另一方面铝环有使其磁场变大的趋势，即靠近条形磁铁的趋势，故铝环对桌面的压力会变小，B 正确．6．如图5所示，用一根横截面积为S 的硬导线做成一个半径为r 的圆环，把圆环部分置于均匀变化的磁场中，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间的变化率ΔBΔt＝k (k >0)，ab 为圆环的一条直径，导线的电阻率为ρ.则( )图5A ．圆环具有扩张的趋势B ．圆环中产生顺时针方向的感应电流C ．图中ab 两点间的电压大小为12k πD ．圆环中感应电流的大小为krS4ρ答案 D解析 磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间的变化率ΔBΔt＝k (k >0)，说明B 增大，根据楞次定律判断可知，圆环中产生的感应电流方向沿逆时针方向，B 错误；根据左手定则判断可知，圆环所受的安培力指向环内，则圆环有收缩的趋势，A 错误；由法拉第电磁感应定律得E ＝ΔB Δt S 环＝12k πr 2，C 错误；圆环的电阻R ＝ρ2πrS，则感应电流大小为I ＝E R ＝krS4ρ，D 正确．二、多项选择题(本大题共4小题，每小题5分，共20分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分)7.如图6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．现用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( )图6A ．变为0B ．先减小后不变C ．等于FD ．先增大再减小答案 AB解析 a 导体棒在恒力F 作用下加速运动，闭合回路中产生感应电流，导体棒b 受到安培力方向应沿斜面向上，且逐渐增大，最后不变．所以b 导体棒所受摩擦力可能先减小后不变，可能减小到0保持不变，也可能减小到0然后反向增大保持不变，所以选项A 、B 正确，C 、D 错误．8．边长为a 的闭合金属正三角形框架，完全处于垂直于框架平面的匀强磁场中，现把框架匀速拉出磁场，如图7所示，则电动势、外力、外力功率与位移的关系图象不相符的是( )图7答案 ACD解析 框架匀速拉出过程中，有效长度l 均匀增加，由E ＝Blv 知，电动势均匀变大，A 错，B 对；因匀速运动，则F 外＝F 安＝BIl ＝B 2l 2vR ，故外力F 外随位移x 的增大而非线性增大，C 错；外力功率P ＝F 外·v ，v 恒定不变，故P 也随位移x 的增大而非线性增大，D 错．9.如图8所示，正方形线框的边长为L ，电容器的电容为C .正方形线框的一半放在垂直纸面向里的匀强磁场中，当磁感应强度以k 的变化率均匀减小时，则( )图8A ．线框产生的感应电动势大小为kL 2B ．电压表没有读数C ．a 点的电势高于b 点的电势D ．电容器所带的电荷量为零 答案 BC解析 由于线框的一半放在磁场中，因此线框产生的感应电动势大小为kL 22，A 错误；由于线框所产生的感应电动势是恒定的，且线框连接了一个电容器，相当于电路断路，外电压等于电动势，内电压为零，而接电压表的这部分相当于回路的内部，因此，电压表两端无电压，电压表没有读数，B 正确；根据楞次定律可以判断，a 点的电势高于b 点的电势，C 正确；电容器所带电荷量为Q ＝CkL 22，D 错误．10.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9所示．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 垂直磁场方向从图中实线位置开始向右运动，当线框运动到分别有一半面积在两个磁场中时，速度为v2，则下列说法正确的是( )图9A ．此过程中通过线框横截面的电荷量为2Ba2RB ．此时线框的加速度为B 2a 2v2mRC ．此过程中回路产生的电能为38mv 2D ．此时线框中的电功率为4B 2a 2v2R答案 CD解析 对此过程，由能量守恒定律可得，回路产生的电能E ＝12mv 2－12m ×14v 2＝38mv 2，选项C 正确；线圈中磁通量的变化ΔΦ＝Ba 2，则由电流的定义和欧姆定律可得q ＝ΔΦR ＝Ba 2R，选项A 错误；此时线框产生的电流I ＝2Bav R ，由牛顿第二定律和安培力公式可得加速度a 1＝2BIa m ＝4B 2a 2vmR，选项B 错误；由电功率定义可得P ＝I 2R ＝4B 2a 2v2R，选项D 正确．三、填空题(共2小题，共10分)11．(5分)把一个用丝线悬挂的铅球放在电路中的线圈上方，如图10所示，在下列三种情况下，悬挂铅球的丝线所受的拉力与铅球不在线圈上方时比较：图10(1)当滑动变阻器的滑片向右移动时，拉力__________．(2)当滑片向左移动时，拉力______________．(3)当滑片不动时，拉力____________．(填“变大”、“不变”或“变小”)答案(1)变小(2)变大(3)不变解析滑片向右移动时，电路中电阻变小，电流变大，穿过铅球横截面积的磁通量变大，根据楞次定律，铅球有向上运动的趋势，阻碍磁通量的变化，所以拉力减小；相反，滑片向左移动时，拉力变大；滑片不变，电流不变，磁通量不变，所以拉力不变．12．(5分)用如图11所示的实验装置探究电磁感应现象的规律图11(1)当有电流从电流表的正极流入时，指针向右偏转，下列说法哪些是正确的( )A．当把磁铁N极向下插入线圈时，电流表指针向左偏转B．当把磁铁N极从线圈中拔出时，电流表指针向左偏转C．保持磁铁在线圈中静止，电流表指针不发生偏转D．磁铁插入线圈后，将磁铁和线圈一起以同一速度向上运动，电流表指针向左偏(2)某同学在实验过程中发现，灵敏电流计的指针摆动很小，如果电路连接正确，接触也良好，原因可能是电流计灵敏度较低、线圈电阻较大，除此以外还可能是因为____________________________(写一种可能原因)答案(1)AC (2)导体运动的慢或者磁场较弱解析(1)当有电流从电流表的正极流入时，指针向右偏转，这说明：电流从哪极流入，指针向哪偏转．A．当把磁铁N极向下插入线圈时，由楞次定律可知，感应电流从负极流入，电流表指针向左偏，故A 正确；B.当把磁铁N极从线圈中拔出时，由楞次定律可知，感应电流从正极流入，电流表指针向右偏转，故B错误；C.保持磁铁在线圈中静止，穿过线圈的磁通量不变，不产生感应电流，电流表指针不发生偏转，故C正确；D.磁铁插入线圈后，将磁铁和线圈一起以同一速度向上运动，穿过线圈的磁通量不变，不产生感应电流，电流表指针不偏转，故D错误．(2)感应电流是由于导体在磁场中做切割磁感线运动而产生的，如果电路连接正确，接触也良好，原因可能是电流计灵敏度较低、线圈电阻较大，除此以外还可能是因为导体运动的慢或者磁场较弱．四、解答题(本题共4小题，共46分．解答应写出必要的文字说明、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．(10分)轻质细线吊着一质量为m ＝0.32 kg 、边长为L ＝0.8 m 、匝数n ＝10的正方形线圈，总电阻为r ＝1 Ω.边长为L2的正方形磁场区域对称分布在线圈下边的两侧，如图12甲所示，磁场方向垂直纸面向里，大小随时间变化如图乙所示，从t ＝0开始经t 0时间细线开始松弛，取g ＝10 m/s 2.求：图12(1)在前t 0时间内线圈中产生的感应电动势； (2)在前t 0时间内线圈的电功率； (3)t 0的值．答案 (1)0.4 V (2)0.16 W (3)2 s 解析 (1)由法拉第电磁感应定律得E ＝nΔΦΔt ＝n ×12×(L 2)2ΔBΔt＝10×12×(0.82)2×0.5 V＝0.4 V.(2)I ＝E r＝0.4 A ，P ＝I 2r ＝0.16 W. (3)分析线圈受力可知，当细线松弛时有：F 安＝nBI L 2＝mg ，I ＝E r ，B ＝2mgrnEL＝2 T由图知：B ＝1＋0.5t 0(T)，解得t 0＝2 s.14．(10分)两根光滑的长直金属导轨MN 、M ′N ′平行置于同一水平面内，导轨间距为L ，电阻不计，M 、M ′处接有如图13所示的电路，电路中各电阻的阻值均为R ，电容器的电容为C .长度也为L 、阻值同为R 的金属棒ab 垂直于导轨放置，导轨处于磁感应强度为B 、方向竖直向下的匀强磁场中．ab 在外力作用下向右匀速直线运动且与导轨保持良好接触，在ab 运动距离为x 的过程中，整个回路中产生的焦耳热为Q .求：图13(1)ab 棒的速度v 的大小； (2)电容器所带的电荷量q .答案 (1)4QRB 2L 2x(2)CQR BLx解析 (1)设ab 上产生的感应电动势为E ，回路中电流为I ，ab 运动距离x 所用时间为t ，则有：E ＝BLv I ＝E 4R t ＝xvQ ＝I 2(4R )t由上述方程得：v ＝4QRB 2L 2x(2)设电容器两极板间的电势差为U ，则有：U ＝IR 电容器所带电荷量为：q ＝CU 解得：q ＝CQR BLx15．(12分)如图14所示，有两根足够长、不计电阻、相距L 的平行光滑金属导轨cd 、ef 与水平面成θ角固定放置，底端接一阻值为R 的电阻，在轨道平面内有磁感应强度为B 的匀强磁场，方向垂直轨道平面斜向上．现有一平行于ce 、垂直于导轨、质量为m 、电阻不计的金属杆ab ，在沿轨道平面向上的恒定拉力F 的作用下，从底端ce 由静止沿导轨向上运动，当ab 杆速度达到稳定后，撤去拉力F ，最后ab 杆又沿轨道匀速回到ce 端．已知ab 杆向上和向下运动的最大速度相等，求拉力F 和杆ab 最后回到ce 端的速度v .图14答案 2mg sin θmgR sin θB 2L 2解析 当ab 杆沿导轨上滑达到最大速度v 时，其受力如图所示：由平衡条件可知：F －F 安＝mg sin θ①又F 安＝BIL ② 而I ＝BLv R③ 联立①②③式得：F －B 2L 2vR－mg sin θ＝0④同理可得，ab 杆沿导轨下滑达到最大速度时：mg sin θ－B 2L 2vR＝0⑤联立④⑤两式解得：F ＝2mg sin θv＝mgR sin θB2L216．(14分)某同学设计一个发电测速装置，工作原理图如图15所示，一个半径为R＝0.1 m的圆形金属导轨固定在竖直平面上，一根长为R的金属棒OA，A端与导轨接触良好，O端固定在圆心处的转轴上．转轴的左端有一个半径为r＝R3的圆盘，圆盘和金属棒能随转轴一起转动．圆盘上绕有不可伸长的细线，下端挂着一个质量为m＝0.5 kg的铝块．在金属导轨区域内存在垂直于导轨平面向右的匀强磁场，磁感应强度B＝0.5 T．a点与导轨相连，b点通过电刷与O端相连．测量a、b两点间的电势差U 可算得铝块速度．铝块由静止释放，下落h＝0.3 m时，测得U＝0.15 V．(细线与圆盘间没有滑动，金属棒、导轨、导线及电刷的电阻均不计，重力加速度g＝10 m/s2)图15(1)测U时，与a点相接的是电压表的“正极”还是“负极”？(2)求此时铝块的速度大小；(3)求此下落过程中铝块机械能的损失．答案(1)正极(2)2 m/s (3)0.5 J解析 (1)正极(2)由电磁感应定律得U＝E＝ΔΦΔtΔΦ＝12BR2ΔθU＝12BωR2v＝rω＝13ωR所以v＝2U3BR＝2 m/s.(3)ΔE＝mgh－12 mv2ΔE＝0.5 J.。
人教版高中物理必选修3-2第四章《电磁感应》测试题(解析版)
第四章《电磁感应》测试题一、单选题(共15小题)1.电吉他是利用电磁感应原理工作的一种乐器．如图a所示为电吉他的拾音器的原理图，在金属弦的下方置有一个连接到放大器的螺线管．一条形磁铁固定在管内，当拨动金属弦后，螺线管内就会产生感应电流，经一系列转化后可将电信号转为声音信号．若由于金属弦的振动，螺线管内的磁通量随时间的变化如图b所示，则对应感应电流的变化为()A．B．C．D．2.物理学中的许多规律是通过实验发现的，下列说法中符合史实的是()A．法拉第通过实验发现了电磁感应现象B．牛顿通过理想斜面实验发现了物体的运动不需要力来维持C．奥斯特通过实验发现了电流的热效应D．卡文迪许通过扭秤实验测出了静电力常量3.金属圆环的圆心为O，金属棒Oa、Ob与金属环接触良好且可绕O在环上转动，整个装置处于垂直纸面向里的匀强磁场中，如图所示，当外力使Oa顺时针方向加速转动时，在Oa追上Ob之前，Ob将()A．顺时针方向转动B．逆时针方向转动C．先顺时针方向转动，后逆时针方向转动D．先逆时针方向转动，后顺时针方向转动4.如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，线圈的自感系数很大，线圈的直流电阻RL与灯泡的电阻R满足RL<R.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.下列表示通过灯泡的电流随时间变化的图象中，正确的是()A．B．C．D．5.磁通量可以形象地理解为“穿过磁场中某一面积的磁感线条数”．在如图所示磁场中，S1、S2、S3为三个面积相同的相互平行的线圈，穿过S1、S2、S3的磁通量分别为Φ1、Φ2、Φ3且都不为0.下列判断正确的是()A．Φ1最大B．Φ2最大C．Φ3最大D．Φ1、Φ2、Φ3相等6.一根导体棒ab在水平方向的匀强磁场中自由下落，并始终保持水平方向且与磁场方向垂直．如图所示，则有()A．Uab＝0B．Ua＞Ub，Uab保持不变C．Ua＞Ub，Uab越来越大D．Ua＜Ub，Uab越来越大7.如图所示，一水平放置的矩形线框面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向斜向上，与水平面成30°角，现若使矩形线框以左边的边为轴转到竖直的虚线位置，则此过程中磁通量改变量的大小是()A．BSB．BSC．BSD． 2BS8.如图所示，在载流直导线近旁固定有两平行光滑导轨A、B，导轨与直导线平行且在同一水平面内，在导轨上有两可自由滑动的导体ab和cd.当载流直导线中的电流逐渐增强时，导体ab和cd的运动情况是()A．一起向左运动B．一起向右运动C．ab和cd相向运动，相互靠近D．ab和cd相背运动，相互远离9.穿过某闭合回路的磁通量Φ随时间t变化的图象分别如图中的①～④所示，下列说法正确的是()A．图①有感应电动势，且大小恒定不变B．图②产生的感应电动势一直在变大C．图③在0～t1时间内的感应电动势是t1～t2时间内感应电动势的2倍D．图④产生的感应电动势先变大再变小10.在图中，条形磁铁以速度v远离螺线管，螺线管中的感应电流的情况是()A．穿过螺线管中的磁通量增加，产生感应电流B．穿过螺线管中的磁通量减少，产生感应电流C．穿过螺线管中的磁通量增加，不产生感应电流D．穿过螺线管中的磁通量减少，不产生感应电流11.如图所示，线框abcd放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，线框面积为S.a′b′cd为线框在垂直于磁场方向的投影，与线框平面的夹角为θ，则穿过线框的磁通量为()A．BSB．BS sinθC．BS cosθD．BS tanθ12.用相同导线绕制的边长为L或2L的四个闭合导线框，以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场，如图所示．在每个线框进入磁场的过程中，M、N两点间的电压分别为Ua、Ub、Uc和Ud.下列判断正确的是()A．Ua<Ub<Uc<UdB．Ua<Ub<Ud<UcC．Ua＝Ub<Uc＝UdD．Ub<Ua<Ud<Uc13.如图所示，一个闭合回路由两部分组成．右侧是电阻为r的圆形线圈，置于竖直向上均匀变化的磁场B1中，左侧是光滑的倾角为θ的平行导轨，宽度为d，其电阻不计．磁感应强度为B2的匀强磁场垂直导轨平面向上，且只分布在左侧，一个质量为m、电阻为R的导体棒ab此时恰好能静止在导轨上，下述判断不正确的是()A．圆形线圈中的磁场方向向上且均匀增强B．导体棒ab受到的安培力大小为mg sinθC．回路中的感应电流为D．圆形线圈中的电热功率为(r＋R)14.物理学家通过艰苦的实验来探究自然的物理规律，为人类的科学事业做出了巨大贡献，值得我们敬仰．下列描述中符合物理学史实的是()A．楞次经过严密实验与逻辑推导，最终确认了电磁感应的产生条件：闭合线圈中磁通量变化，并找到了感应电流的方向的判断规律B．安培发现了电流的磁效应并提出了分子电流假说C．奥斯特发现了电流的磁效应并提出了分子电流假说D．“闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量变化率成正比”，这是法拉第在对理论和实验资料严格分析后得出的法拉第电磁感应定律的内容15.现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关按如图连接．在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下，某同学发现当他将滑动变阻器的滑片P向左加速滑动时，电流计指针向右偏转，由此可以推断()A．线圈A向上移动或滑动变阻器的滑片P向右加速滑动，都能引起电流计指针向右偏转B．线圈A向上拔出或断开开关，都能引起电流计指针向右偏转C．滑动变阻器的滑片P匀速向左或匀速向右滑动，都能使电流计指针静止在中央D．因为线圈A、线圈B绕线方向未知，故无法判断电流计指针偏转方向二、实验题(共3小题)16.如图是做探究电磁感应的产生条件实验的器材．(1)在图中用实线代替导线把它们连成实验电路．(2)由哪些操作可以使灵敏电流计的指针发生偏转()A．闭合开关B．断开开关C．保持开关一直闭合D．将线圈A从B中拔出(3)假设在开关闭合的瞬间，灵敏电流计的指针向左偏转，则当螺线管A向上拔出的过程中，灵敏电流计的指针向______(填“左”或“右”)偏转．17.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带铁芯的线圈A④线圈B⑤电键⑥滑动变阻器(1)试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？试举出三种方法．①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________；③________________________________________________________________________.18.如图所示为“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：(填“向左偏一下”、“向右偏一下”或“不动”)①将线圈A迅速插入线圈B时，灵敏电流计指针将________．②线圈A插入线圈B后，将滑动变阻器的滑片迅速向左拉时，灵敏电流计指针________．三、计算题(共3小题)19.如图甲所示，一端封闭的两条平行光滑长导轨相距L，距左端L处的右侧一段被弯成半径为的四分之一圆弧，圆弧导轨的左、右两段处于高度相差的水平面上．以弧形导轨的末端点O为坐标原点，水平向右为x轴正方向，建立Ox坐标轴．圆弧导轨所在区域无磁场；左段区域存在空间上均匀分布，但随时间t均匀变化的磁场B(t)，如图乙所示；右段区域存在磁感应强度大小不随时间变化，只沿x方向均匀变化的磁场B(x)，如图丙所示；磁场B(t)和B(x)的方向均竖直向上．在圆弧导轨最上端，放置一质量为m的金属棒ab，与导轨左段形成闭合回路，金属棒由静止开始下滑时左段磁场B(t)开始变化，金属棒与导轨始终接触良好，经过时间t0金属棒恰好滑到圆弧导轨底端．已知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)求金属棒在圆弧轨道上滑动过程中，回路中产生的感应电动势E；(2)如果根据已知条件，金属棒能离开右段磁场B(x)区域，离开时的速度为v，求金属棒从开始滑动到离开右段磁场过程中产生的焦耳热Q；(3)如果根据已知条件，金属棒滑行到x＝x1位置时停下来，a．求金属棒在水平轨道上滑动过程中通过导体棒的电荷量q；b．通过计算，确定金属棒在全部运动过程中感应电流最大时的位置．20.如图所示，边长为L的正方形金属框abcd，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：(1)线框中感应电流的方向；(2)分析线框的各边所受安培力的方向；(3)从t＝0开始，经多长时间细线会被拉断？21.如图，两光滑导体框ABCD与EFGH固定在水平面内，在D点平滑接触，A、C分别处于FE、HG 的沿长线上，ABCD是边长为a的正方形；磁感强度为B的匀强磁场竖直向上；导体棒MN置于导体框上与导体框良好接触，以速度v沿BD方向从B点开始匀速运动，已知线框ABCD及棒MN单位长度的电阻为r，线框EFGH电阻不计．求：(1)导体棒MN在线框ABCD上运动时，通过MN电流的最大值与最小值；(2)为维持MN在线框ABCD上的匀速运动，必须给MN施加一水平外力，用F(t)函数表示该力；(3)导体棒达D点时立即撤去外力，则它还能前进多远(设EF、GH足够长)?四、填空题(共3小题)22.如图所示，半径为R的圆形线圈，其中心位置处半径为r的虚线范围内有界匀强磁场，磁场方向垂直线圈平面．若磁感应强度为B，则穿过线圈的磁通量为________．23.有一个称为“千人震”的趣味物理小实验，实验是用一节电动势为1.5 V的新干电池，几根导线、开关和一个用于日光灯上的镇流器来完成．几位做实验的同学手拉手成一串，和电池、镇流器、开关、导线连成图示实验电路，闭合开关，经过一段时间再断开开关，此过程中同学们会有触电的感觉．人有触电感觉发生在开关________(填“接通瞬间”、“断开瞬间”或“一直接通”)时，其原因是________________________________________________________________________.24.图甲为“探究电磁感应现象”实验中所用器材的示意图．现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、B、电流计及开关连接成如图所示的电路．(1)开关闭合后，下列说法中正确的是________．A．只要将线圈A放在线圈B中就会引起电流计指针偏转B．线圈A插入或拔出线圈B的速度越大，电流计指针偏转的角度越大C．滑动变阻器的滑片P滑动越快，电流计指针偏转的角度越大D．滑动变阻器的滑片P匀速滑动时，电流计指针不会发生偏转(2)在实验中，如果线圈A置于线圈B中不动，因某种原因，电流计指针发生了偏转．这时，线圈B相当于产生感应电流的“电源”．这个“电源”内的非静电力是________．如果是因为线圈A插入或拔出线圈B，导致电流计指针发生了偏转．这时，是________转化为电能．(3)上述实验中，线圈A可等效为一个条形磁铁，将线圈B和灵敏电流计简化如图乙所示．当电流从正接线柱流入灵敏电流计时，指针向正接线柱一侧偏转．则乙图中灵敏电流计指针向其________接线柱方向偏转(填“正”或“负”)．五、简答题(共3小题)25.如果磁场是用变化的电流来获取的，导体用整块铁代替，如图所示．请问铁块中有感应电流吗？如果有，它的形状像什么？26.如图所示，有两个同心导体圆环．内环中通有顺时针方向的电流，外环中原来无电流．当内环中电流逐渐增大时，外环中有无感应电流？方向如何？27.如图所示，在同一平面内的a、b两线圈，当开关S闭合和断开瞬间，b线圈中感应电流的方向如何？答案解析1.【答案】D【解析】在0～时间内，磁通量增加但增加的越来越慢，因此感应电流越来越小，到时刻，感应电流减小到零，在～t0间内，磁通量越来越小，感应电流反向，磁通量变化的越来越快，感应电流越来越大，到t0时刻达到反向最大值，从这两段时间断定选项D正确，A、B、C错误．2.【答案】A【解析】法拉第通过实验发现了电磁感应现象，A正确；伽利略通过理想斜面实验发现了物体的运动不需要力来维持，故B错误；奥斯特通过实验发现了电流的磁效应，故C错误；卡文迪许通过实验测出了引力常量，故D错误．3.【答案】A【解析】根据楞次定律，感应电流的磁通量总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，aOb和优弧ab构成的平面的磁通量在减少，所以Ob顺时针转动以阻止磁通量的减少，aOb和劣弧ab构成的平面磁通量在增加，所以Ob顺时针方向转动以减少磁通量的增加，所以应选A.4.【答案】D【解析】S闭合瞬间，由于线圈的自感系数很大，故在线圈中产生很大的自感电动势，阻碍电流的增大，线圈中此时的电流几乎为零，而灯泡中有电流通过，随时间的推移，线圈对电流的阻碍作用减弱，线圈中的电流不断增大，流过电源的电流也在增大，路端电压不断减小，故通过灯泡的电流不断减小；当稳定时，由于RL<R，故线圈中的电流大于灯泡中的电流；当S断开后，线圈相当于电源对灯泡供电，回路中的电流将在稳定时通过线圈电流的基础上不断减小，通过灯泡中的电流方向与S断开前方向相反，D正确．5.【答案】A【解析】从图中可看出，穿过线圈S1的磁感线条数最多，所以磁通量最大．故B、C、D错误，A 正确．6.【答案】D【解析】ab棒向下运动时，可由右手定则判断，感应电流方向为a→b，所以Ub＞Ua，由Uab＝E＝Blv及棒自由下落时v越来越大，可知Uab越来越大，故D选项正确．7.【答案】C【解析】Φ是标量，但有正负之分，在计算ΔΦ＝Φ2－Φ1时必须注意Φ2、Φ1的正负，要注意磁感线从线框的哪一面穿过，此题中在开始位置磁感线从线框的下面穿进，在末位置磁感线从线框的另一面穿进，Φ2、Φ1一正一负，再考虑到有效面积，故此题选C.8.【答案】C【解析】由于ab和cd电流方向相反，所以两导体运动方向一定相反，排除A、B；当载流直导线中的电流逐渐增强时，穿过闭合回路的磁通量增大，根据楞次定律，感应电流总是阻碍穿过回路磁通量的变化，所以两导体相互靠近，减小面积，达到阻碍磁通量增加的目的，故选C.9.【答案】C【解析】感应电动势E＝，而对应Φ－t图象中图线的斜率，根据图线斜率的变化情况可得：①中无感应电动势；②中感应电动势恒定不变；③中感应电动势0～t1时间内的大小是t1～t2时间内大小的2倍；④中感应电动势先变小再变大．10.【答案】B【解析】条形磁铁从左向右远离螺线管的过程中，穿过线圈的原磁场方向向下，且磁通量在减小，所以能产生感应电流．故选B.11.【答案】C【解析】矩形线圈abcd如题图所示放置，匀强磁场方向竖直向下，平面abcd与水平方向成θ角，此时通过线框的磁通量为Φ1＝BS cosθ，故C正确．12.【答案】B【解析】Ua＝BLv，Ub＝BLv，Uc＝·B·2Lv＝BLv，Ud＝B·2L·v＝BLv，故选B.13.【答案】D【解析】导体棒此时恰好能静止在导轨上，根据左手定则，感应电流的方向b→a，感应电流的磁场方向向下，则右侧圆形线圈中的磁场应均匀增加，A正确；由导体棒平衡有：F安＝mg sinθ，B 正确；根据安培力公式F＝B2dI＝mg sinθ，所以I＝，C正确；圆形线圈中的电热功率P＝r，D错误．14.【答案】D【解析】电磁感应的产生条件是法拉第通过实验找到的，感应电流的方向规律是楞次找到的，选项A错误；奥斯特发现电流周围存在磁场即电流的磁效应，但提出分子电流假说的是安培，选项B、C错误；“闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量变化率成正比”，这是法拉第在对理论和实验资料严格分析后得出的法拉第电磁感应定律的内容．选项D正确．15.【答案】B【解析】当P向左滑动时，电阻变大，通过线圈A的电流减小，则通过线圈B中的的磁场减弱，磁通量减少，线圈B中有使电流计指针向右偏转的感应电流通过；当线圈A向上移动或断开开关，则通过线圈B中的原磁场减弱，磁通量减少，所以线圈B中也有使电流计指针向右偏转的感应电流通过；而滑动变阻器的滑片P向右滑动，则通过线圈B中的原磁场增强，磁通量增加，所以线圈B中有使电流计指针向左偏转的感应电流通过，故B选项正确．16.【答案】(1)见解析(2)ABD(3)右【解析】(1)将灵敏电流计与大线圈B组成闭合回路，电源、开关、小线圈A组成闭合回路，电路图如图所示．(2)将开关闭合或断开，导致穿过线圈的磁通量变化，产生感应电流，灵敏电流计指针偏转，故A、B正确；保持开关一直闭合，则穿过线圈B的磁通量不变，没有感应电流产生，灵敏电流计指针偏转，故C错误；将螺线管A插入(或拔出)螺线管B时穿过线圈B的磁通量发生变化，线圈B中产生感应电流，灵敏电流计指针偏转，故D正确．(3)在开关闭合的瞬间，穿过线圈B的磁通量增大，灵敏电流计的指针向左偏转，则当螺线管A向上拔出的过程中，穿过线圈B的磁通量减小，灵敏电流计的指针向右偏转．17.【答案】(1)如图所示(2)①闭合开关②断开开关③开关闭合时移动滑动变阻器滑片【解析】(1)使线圈A与电键、直流电源、滑动变阻器串联，线圈B与电流计连成闭合回路；(2)只要能使穿过线圈B的磁通量发生变化，就可以使线圈B中产生感应电流．18.【答案】(1)电路连接如图(2)①向右偏转一下②向左偏转一下【解析】(1)电路连接如图(2)因在闭合开关时，电路中的电流变大，磁通量增大，此时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，则当将线圈A迅速插入线圈B时，磁通量也是增大的，则灵敏电流计指针将向右偏转一下；线圈A 插入线圈B后，将滑动变阻器的滑片迅速向左拉时，电路中的电流减小，磁通量减小，则灵敏电流计指针向左偏转一下．19.【答案】(1)L2(2)＋mg－mv2(3)，x＝ 0处，感应电流最大【解析】(1)由图乙可知＝，根据法拉第电磁感应定律，感应电动势E＝＝L2＝L2①(2)当金属棒在弧形轨道上滑行过程中，产生的焦耳热Q1＝t＝金属棒在弧形轨道上滑行过程中，根据机械能守恒定律mg＝mv②金属棒在水平轨道上滑行的过程中，产生的焦耳热为Q2，根据能量守恒定律Q2＝mv－mv2＝mg－mv2，所以，金属棒在全部运动过程中产生的焦耳热Q＝Q1＋Q2＝＋mg－mv2.(3)a.根据图丙，x＝x1(x1<x0)处磁场的磁感应强度B1＝.设金属棒在水平轨道上滑行时间为Δt.由于磁场B(x)沿x方向均匀变化，根据法拉第电磁感应定律Δt时间内的平均感应电动势＝＝＝，所以，通过金属棒电荷量q＝Δt＝Δt＝b．金属棒在弧形轨道上滑行过程中，根据①式，I1＝＝金属棒在水平轨道上滑行过程中，由于滑行速度和磁场的磁感应强度都在减小，所以，在此过程中，金属棒刚进入磁场时，感应电流最大．根据②式，刚进入水平轨道时，金属棒的速度v0＝所以，水平轨道上滑行过程中的最大电流I2＝＝若金属棒自由下落高度，经历时间t＝，显然t0>t，所以I1＝<＝＝I2，综上所述，金属棒刚进入水平轨道时，即金属棒在x＝0处，感应电流最大．20.【答案】(1)线框中感应电流的方向a→d→c→b→a；(2)ab边所受的安培力方向向下，bc边所受的安培力方向向左，cd边不受安培力，ad边的安培力方向向右；(3)【解析】(1)根据楞次定律，则有感应电流的方向：逆时针方向(即a→d→c→b→a)；(2)根据左手定则，结合感应电流的方向，则有：ab边所受的安培力方向向下，bc边所受的安培力方向向左，cd不受安培力，ad边的安培力方向向右．(线框有收缩的趋势)；(3)根据平衡条件，结合安培力表达式，则有：2mg＝mg＋B L且B＝kt解得：t＝.21.【答案】(1)I min＝I max＝(2)F＝(3)【解析】(1)设某时刻棒MN交线框于P、S点，令PS长为l，此时电动势E＝BlvMN左侧电阻R1＝lrMN右侧电阻R2＝(4a－l)r则R并＝＝故：I＝＝因导线框ABCD关于AC对称，所以通MN的电流大小也具有对称性，所以当l＝0时，电流最小值I min＝当l＝a时，电流最大值I max＝(2)设MN到达B的时间为t0，则t0＝，到达D点用时2t0，当0≤t≤t0时，由I＝代入得：I＝(其中vt＝l)代入F＝BIl得：F＝当t0≤t≤2t0时，将l＝2(a－vt)代入④式得：I＝代入F＝BIl得：F＝(3)导线框进入矩形磁场后，由牛顿第二定律得：BIL＝ma＝ma取任意Δt时间有：Δt＝maΔtΔx＝mΔvΣΔx＝mΣΔvx＝mvx＝＝.22.【答案】Bπr2【解析】本题需要切记，在使用ΔΦ＝BS计算磁通量时，一定要注意公式中的S为磁场穿过线圈的有效面积，本题中S＝πr2，所以穿过线圈的磁通量为ΔΦ＝BS＝Bπr2.23.【答案】断开瞬间断开瞬间产生瞬间高压【解析】当开关闭合后，镇流器与同学们并联，由于电源为1.5 V的新干电池，所以电流很小．当断开时，镇流器电流发生变化，导致镇流器产生很强的电动势，从而使同学们有触电的感觉．24.【答案】(1)BC(2)感应电场的电场力机械能(3)负【解析】(1)将线圈A放在线圈B中，由于磁通量不变化，故不会产生感应电流，也不会引起电流计指针偏转，选项A错误；线圈A插入或拔出线圈B的速度越大，则磁通量的变化率越大，产生的感应电流越大，电流计指针偏转的角度越大，选项B正确；滑动变阻器的滑片P滑动越快，电流的变化率越大，磁通量的变化率越大，则感应电流越大，电流计指针偏转的角度越大，选项C 正确；滑动变阻器的滑片P匀速滑动时，电流发生变化，磁通量变化，也会产生感应电流，故电流计指针也会发生偏转，选项D错误．故选BC.(2)这个“电源”内的非静电力是感应电场的电场力．如果是因为线圈A插入或拔出线圈B，导致电流计指针发生了偏转．这时是机械能转化为电能．(3)根据楞次定律可知，通过电流计的电流从负极流入，故灵敏电流计指针向其负接线柱方向偏转．25.【答案】有．变化的电流产生变化的磁场，变化的磁场产生感生电场，感生电场在铁块中产生感应电流，它的形状像水中的旋涡，所以把它叫做涡电流，简称涡流．【解析】变化的电流产生变化的磁场，变化的磁场产生感生电场，感生电场在铁块中产生感应电流，它的形状像水中的旋涡，所以把它叫做涡电流，简称涡流．26.【答案】由于磁感线是闭合曲线，内环内部向里的磁感线条数和内环外向外的所有磁感线条数相等，所以外环所围面积内的总磁通量向里、增大，所以外环中感应电流磁场的方向向外，由安培定则，外环中感应电流方向为逆时针．【解析】由于磁感线是闭合曲线，内环内部向里的磁感线条数和内环外向外的所有磁感线条数相等，所以外环所围面积内的总磁通量向里、增大，所以外环中感应电流磁场的方向向外，由安培定则，外环中感应电流方向为逆时针．27.【答案】S闭合瞬间，b线圈中产生顺时针方向的电流；S断开瞬间，b线圈中产生逆时针方向的电流．【解析】当开关S闭合的瞬间，a线圈中有电流I通过，由安培定则可知其将在a线圈周围产生磁场，该磁场从b线圈内垂直纸面穿出，使b线圈中的磁通量增大，由楞次定律可知b线圈中将产生感应电流，感应电流的磁场方向应与a线圈中电流产生的磁场方向相反即垂直纸面向里，再由安培定则可判定b中感应电流方向应是顺时针方向．当开关S断开的瞬间，电流I所产生的磁场穿过b线圈的磁通量减少，这时b线圈内将产生感应电流，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，。
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第四章电磁感应章末检测卷(第四章)(时间：90分钟满分：100分)一、单项选择题(本题共8小题，每小题4分，共32分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的) 1．宇航员登月后想探测一下月球表面是否有磁场，他手边有一只灵敏电流表和一个小线圈，则下列推断正确的是 ( )A．直接将电流表放于月球表面，看是否有示数来判断磁场有无B．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如果电流表无示数，则判断月球表面无磁场C．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如果电流表有示数，则可判断月球表面有磁场D．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈在某个平面内沿两个互相垂直的方向运动，月球表面若有磁场，则电流表至少有一次示数不为零答案C 解析电流表有示数时可判断有磁场存在，沿某方向运动而无示数不能确定磁场是否存在，只有C正确．2．如图1，一圆形金属环与两固定的平行长直导线在同一竖直面内，环的圆心与两导线距离相等，环的直径小于两导线间距．两导线中通有大小相等、方向向下的恒定电流．若( )图1A ．金属环向上运动，则环上的感应电流方向为顺时针方向B ．金属环向下运动，则环上的感应电流方向为顺时针方向C ．金属环向左侧直导线靠近，则环上的感应电流方向为逆时针方向D ．金属环向右侧直导线靠近，则环上的感应电流方向为逆时针方向答案 D解析 根据楞次定律，当金属环上、下移动时，穿过环的磁通量不发生变化，故没有感应电流产生，故选项A 、B 错误；当金属环向左移动时，则穿过环的磁场垂直纸面向外并且增强，故根据楞次定律和安培定则可以知道，产生的感应电流为顺时针，故选项C 错误；当金属环向右移动时，则穿过环的磁场垂直纸面向里并且增强，故根据楞次定律和安培定则可以知道，产生的感应电流为逆时针，故选项D 正确．3. 用一根横截面积为S 、电阻率为ρ的硬质导线做成一个半径为r 的圆环，ab 为圆环的一条直径．如图2所示，在ab 的左侧存在一个匀强磁场，磁场垂直圆环所在平面，方向如图) ( ．则0)＜k (k ＝ΔB Δt所示，磁感应强度大小随时间的变化率图2A ．圆环中产生逆时针方向的感应电流B ．圆环具有收缩的趋势|krS 2ρ|．圆环中感应电流的大小为C |2kr π14|＝ab U 两点间的电势差大小为b 、a ．图中D 答案 D解析 由题意可知磁感应强度均匀减小，穿过圆环的磁通量减小，根据楞次定律和安培定则可以判断，圆环中产生顺时针方向的感应电流，圆环具有扩张的趋势，故A 、B 错误；圆环，所以圆2πρr S ＝l S ρ＝R ，圆环的电阻为|k 2r π12|＝S ΔB Δt ＝ΔΦΔt ＝E 中产生的感应电动势为＝R 12×I ＝ab U 两点间的电势差b 、a 错误；图中C ，故|krS 4ρ|＝E R ＝I 环中感应电流的大小为正确．D ，故|2kr π14| 4. 如图3所示，一个闭合三角形导线框ABC 位于竖直平面内，其下方(略靠前)固定一根与导线框平面平行的水平直导线，导线中通以图示方向的恒定电流．释放导线框，它由实线位置下落到虚线位置未发生转动，在此过程中 ( )图3A ．导线框中感应电流的方向依次为ACBA →ABCA →ACBAB ．导线框内的磁通量为零时，感应电流也为零C ．导线框所受安培力的合力方向依次为向上→向下→向上D ．导线框所受安培力的合力为零，做自由落体运动答案 A解析 根据安培定则可知导线上方的磁场方向垂直纸面向外，下方的磁场方向垂直纸面向里，而且越靠近导线磁场越强，所以闭合导线框ABC 在下降过程中，导线框内垂直于纸面向外的磁通量先增大，当BC 边与导线重合时，达到最大，再向下运动，导线框内垂直于纸面向外的磁通量逐渐减小至零，然后随导线框的下降，导线框内垂直于纸面向里的磁通量增大，当达到最大，继续下降时由于导线框逐渐远离导线，使导线框内垂直于纸面向里的磁通量再逐渐减小，根据楞次定律可知，感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化，所以感应电流的磁场先向里，再向外，最后向里，所以导线框中感应电流的方向依次为ACBA →ABCA →ACBA ，A 正确；当导线框内的磁通量为零时，内部的磁通量仍然在变化，有感应电动势产生，所以感应电流不为零，B 错误．根据对楞次定律的理解，感应电流的效果总是阻碍导体间的相对运动，由于导线框一直向下运动，所以导线框所受安培力的合力方向一直向上，不为零，C 、D 错误．1＝r ，螺线管导线电阻210 cm ＝S 匝，横截面积1 000＝n 所示，螺线管匝数4．如图5Ω，电阻R ＝9 Ω，磁感应强度B 的B －t 图象如图所示(以向右为正方向)，则( )图4A ．感应电动势为0.6 VB ．感应电流为0.06 VC ．电阻R 两端的电压为0.54 VD ．0～1 s 内感应电流的方向为从C 点通过R 流向A 点答案 D＝E ，根据法拉第电磁感应定律可知产生的感应电动势为6 T/s ＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪ΔB Δt 由图象可知 解析＝E R ＋r ＝I 错误；感应电流为A ，故选项6 V ＝V 4－6×10×101 000×＝S ⎪⎪⎪⎪⎪⎪ΔB Δt n ＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪ΔΦΔt n C ，故选项5.4 V ＝0.6×9 V ＝IR ＝U 两端的电压为R 错误；电阻B ，故选项0.6 A ＝A 69＋1错误；0～1 s 通过螺线管的磁通量在增加，根据楞次定律可知感应电流的方向为从C 点通过R 流向A 点，故选项D 正确．6．匀强磁场方向垂直纸面，规定向里的方向为正，磁感应强度B 随时间t 的变化规律如图5甲所示．在磁场中有一细金属圆环，圆环平面位于纸面内，t ＝0时刻磁场的方向垂直纸面分别表示3F 、2F 、1F 段的感应电流，bc 、ab 、Oa 分别表示3I 、2I 、1I 向里，如图乙所示，令)(时金属圆环上很小一段受到的安培力，则3I 、2I 、1I 感应电流为图5沿顺时针方向2I 沿逆时针方向，1I ．A 沿顺时针方向3I 沿逆时针方向，2I ．B 方向指向圆心2F 方向指向圆心，1F ．C 方向背离圆心向外3F 方向背离圆心向外，2F ．D 答案 A解析 根据楞次定律“增反减同”的规律可推知A 正确，B 错误；由“增缩减扩”的规律可错误．D 、C 方向背离圆心向外，故2F 的方向指向圆心，3F 与1F 知，7．在边长为L 的等边三角形区域abc 内存在着垂直纸面向外的匀强磁场，一个边长也为L 的等边三角形导线框def 在纸面上以某一速度向右匀速运动，底边ef 始终与磁场的底边界bc 在同一直线上，如图6所示．取沿顺时针的电流为正，在线框通过磁场的过程中，其感应电流随时间变化的图象是( )图6答案 B＝E ，产生的感应电动势为：tan 60°vt 12＝l 线框进入磁场后，切割的有效长度为： 解析重合a 与d ，从开始进入磁场到12Bv2ttan 60°R＝I ，所以感应电流为：tan 60°t 2Bv 12＝Blv 之前，电流与t 是成正比的，由楞次定律判得线框中的电流方向是顺时针的，此后线框切割的有效长度均匀减小，电流随时间变化仍然是线性关系，由楞次定律判得线框中的电流方向是逆时针的，综合以上分析可知B 正确，A 、C 、D 错误．是两个规格相同的小灯泡，闭合开关2A 、1A 所示是研究通电自感实验的电路图，7．如图8的滑动触头，1R 的滑动触头，使两个灯泡的亮度相同，调节滑动变阻器R 调节滑动变阻器使它们都正常发光，然后断开开关S.重新闭合开关S ，则 ( )图7逐渐变亮2A 立刻变亮，1A ．闭合瞬间，A 均立刻变亮2A 、1A ．闭合瞬间，B C ．稳定后，L 和R 两端的电势差一定相同两端的电势差不相同2A 和1A ．稳定后，D 答案 C逐渐变1A 立刻变亮，而2A 断开开关再重新闭合开关的瞬间，根据自感原理可判断， 解析亮，A 、B 均错误；稳定后，自感现象消失，根据题设条件可判断，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 C两端的电势差也相同，所以2A 和1A 两端的电势差一定相同，R 和L 的电阻一样大，线圈正确，D 错误．二、多项选择题(本题共4小题，每小题5分，共20分．每小题至少有两个选项正确，选对得5分，漏选得3分，错选得0分)9. 如图8所示是电表中的指针和电磁阻尼器，下列说法中正确的是( )图8A ．2是磁铁，1中产生涡流B ．1是磁铁，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下来答案 AD解析 当指针摆动时，1随之转动，2是磁铁，那么在1中产生涡流，2对1的安培力将阻碍1的转动．总之，不管1向哪个方向转动，2对1的效果总是起到阻尼作用，所以它能使指针很快地稳定下来．10. 如图9所示，一均匀金属圆盘绕通过其圆心且与盘面垂直的轴逆时针匀速转动．现施加一垂直穿过圆盘的有界匀强磁场，圆盘开始减速．在圆盘减速过程中，以下说法正确的是( )图9A ．处于磁场中的圆盘部分，靠近圆心处电势高B ．所加磁场越强越易使圆盘停止转动C ．若所加磁场反向，圆盘将加速转动D ．若所加磁场穿过整个圆盘，圆盘将匀速转动答案 ABD解析由右手定则可知，处于磁场中的圆盘部分，靠近圆心处电势高，选项A正确；根据E＝Blv可知所加磁场越强，则感应电动势越大，感应电流越大，产生的阻碍圆盘转动的安培力越大，则圆盘越容易停止转动，选项B正确；若加反向磁场，根据楞次定律可知安培力阻碍圆盘的转动，故圆盘仍减速转动，选项C错误；若所加磁场穿过整个圆盘，则圆盘中无感应电流，不产生安培力，圆盘匀速转动，选项D正确．11. 如图10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．则该磁场( )图10A．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，方向向里答案CD 解析对于导线回路来说，圆形面积最大，即由于磁场变化，导致导线回路面积变大，根据楞次定律“增缩减扩”，可判断磁场在减弱，可能是方向垂直软导线回路平面向外的磁场逐渐减弱，也可能是方向垂直软导线回路平面向里的磁场逐渐减弱，选项C、D对．12. 如图11所示，竖直平行金属导轨MN、PQ上端接有电阻R，金属杆ab质量为m，跨在平行导轨上，垂直导轨平面的水平匀强磁场的磁感应强度为B，不计ab与导轨电阻及一切摩擦，且ab与导轨接触良好．若ab杆在竖直向上的外力F作用下匀速上升，则以下说法正确的是 ( )图11A．拉力F所做的功等于电阻R上产生的热量B．杆ab克服安培力做的功等于电阻R上产生的热量C．电流所做的功一定等于重力势能的增加量D．拉力F与重力做功的代数和等于电阻R上产生的热量答案BD 解析当外力F拉着金属杆匀速上升时，拉力要克服重力和安培力做功，拉力做的功等于克服安培力和重力做功之和，即等于电阻R上产生的热量和金属杆增加的重力势能之和，选项A、C错误，D正确．克服安培力做多少功，电阻R上就产生多少热量，选项B正确．三、实验题(本题共2小题，共10分) 13．(4分)为判断线圈绕向，可将灵敏电流计G与线圈L连接，如图12所示．已知线圈由a 端开始绕至b端：当电流从电流计G的左端流入时，指针向左偏转．图12(1)将磁铁的N极向下从线圈上方竖直插入线圈L时，发现电流计的指针向左偏转．俯视线圈，其绕向为________(选填“顺时针”或“逆时针”)．(2)当条形磁铁从图中的虚线位置向右远离线圈L时，发现电流计的指针向右偏转．俯视线圈，其绕向为________(选填“顺时针”或“逆时针”)．答案(1)顺时针(2)逆时针解析(1)由题可知在线圈L内电流从b流向a，而根据楞次定律(增反减同)知，线圈L中产生的磁场与原磁场方向相反(向上)，再根据安培定则可知，感应电流方向为逆时针方向(俯视线圈)，因此线圈绕向为顺时针方向(俯视线圈)．(2)由题意可知在线圈L内电流从a流向b，而根据楞次定律(增反减同)知，线圈L中产生的磁场与原磁场方向相同(向上)，再根据安培定则可知，感应电流方向与(1)问相同，而电流的流向与(1)问相反，因此线圈绕向一定与(1)问相反，为逆时针方向(俯视线圈)．14．(6分)如图13所示为“研究电磁感应现象”的实验装置．图13(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转一下，那么合上开关后可能出现的情况有：A．将线圈A迅速插入线圈B时，灵敏电流计指针将________．B．线圈A插入线圈B后，将滑动变阻器的滑片迅速向左拉时，灵敏电流计指针________．答案(1)见解析图(2)向右偏转一下向左偏转一下解析(1)如图所示(2)根据楞次定律及灵敏电流计的指针偏转方向与流过它的电流方向的关系来判定，则 A.向右偏转一下；B.向左偏转一下．四、计算题(本题共3小题，共38分．解答应写出必要的文字说明，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．)15．(10分)小明同学设计了一个“电磁天平”，如图14所示，等臂天平的左臂为挂盘，右.1N ，匝数为0.3 m ＝H ，竖直边长0.1 m ＝L 臂挂有矩形线圈，两臂平衡．线圈的水平边长，方向垂直线圈平面向里．线圈中通有1.0 T ＝0B 线圈的下边处于匀强磁场内，磁感应强度可在0～2.0 A 范围内调节的电流I .挂盘放上待测物体后，调节线圈中电流使天平平衡，测)210 m/s ＝g 重力加速度取(出电流即可测得物体的质量．图14 图15至少为多少？1N 线圈的匝数，0.5 kg 的量程达到”电磁天平“为使(1) 不接10 Ω.＝R 匝、形状相同的线圈，总电阻100＝2N 进一步探究电磁感应现象，另选(2)不变，在线圈上部另加垂直纸面向外的匀强磁0B 所示，保持15外电流，两臂平衡．如图场，且磁感应强度B 随时间均匀变大，磁场区域宽度d ＝0.1 m ．当挂盘中放质量为0.01 kg.ΔB Δt的物体时，天平平衡，求此时磁感应强度的变化率 答案 (1)25匝 (2)0.1 T/s解析 (1)“电磁天平”中的线圈受到安培力，IL0B 1N ＝F 时线圈的匝数最少2.0 A ＝I IL0B 1N ＝mg 衡可知：由天平平 匝．25＝1N 代入数据解得： Ld ΔB Δt2N ＝ΔΦΔt 2N ＝E 由法拉第电磁感应定律得：(2)E R＝′I 由欧姆定律得： L′I 0B 2N ＝′F 线圈受到的安培力 由天平平衡可得：m ′g ＝F ′0.1 T/s.＝ΔB Δt联立各式，代入数据可得 16．(13分)如图16所示，水平面(纸面)内间距为l 的平行金属导轨间接一电阻，质量为m 、长度为l 的金属杆置于导轨上．t ＝0时，金属杆在水平向右、大小为F 的恒定拉力作用、方向垂直于纸面向里的匀强B 时刻，金属杆进入磁感应强度大小为0t 下由静止开始运动．磁场区域，且在磁场中恰好能保持匀速运动．杆与导轨的电阻均忽略不计，两者始终保持垂直且接触良好，两者之间的动摩擦因数为μ.重力加速度大小为g .求：图16(1)金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小；(2)电阻的阻值．B2l2t0m (2) )μg －F m (0Blt (1) 答案 解析 (1)设金属杆进入磁场前的加速度大小为a ，由牛顿第二定律得F －μmg ＝ma ①②0at ＝v ，由运动学公式有v 设金属杆到达磁场左边界时的速度为 当金属杆以速度v 在磁场中运动时，由法拉第电磁感应定律知产生的电动势为E ＝Blv③ 联立①②③式可得)μg －Fm (0Blt ＝E ④(2)设金属杆在磁场区域中匀速运动时，金属杆中的电流为I ，根据欧姆定律⑤ E R＝I 式中R 为电阻的阻值．金属杆所受的安培力为⑥BlI ＝安F 因金属杆做匀速运动，有⑦0＝安F －g μm －F.B2l2t0m＝R 式得④⑤⑥⑦联立 17．(15分)如图17甲所示，一电阻不计且足够长的固定光滑平行金属导轨MN 、PQ 间距 L ＝0.8 m ，下端接有阻值R ＝3 Ω的电阻，导轨平面与水平面间的夹角θ＝30°.整个装置处于方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中．一质量m ＝0.1 kg 、阻值r ＝0.15 Ω的金属棒垂直导轨放置并用绝缘细线通过光滑的定滑轮与质量M ＝0.9 kg 的重物相连，左端细线连接金属棒中点且沿NM 方向．棒由静止释放后，沿NM 方向位移x 与时间t 之间的关系如图乙所示，其中ab 为直线．已知棒在0～0.3 s 内通过的电荷量是0.3～0.4 s 内通过电荷量的2，求：210 m/s ＝g 倍，取图17的大小；1x 内棒通过的位移0.3 s ～(1)0 .1Q 内产生的热量0.4 s ～0在R 电阻(2) 答案 (1)0.6 m (2)3 J1t ΔI ＝1q 内通过的电荷量0.3 s ～0棒在(1) 解析 ER ＋r ＝I 平均感应电流 Bx1LΔt1＝E 回路中平均感应电动势 BLx1R ＋r＝1q 得 同理，棒在0.3～0.4 s 内通过的电荷量错误!＝2q 0.9 m＝2x 时刻位移大小0.4 s 由图乙读出 2q 2＝1q 又 0.6 m.＝1x 解得 3 ＝m/s 0.9－0.60.4－0.3＝v 内做匀速直线运动，棒的速度大小0.4 s ～0.3由题图乙知棒在(2)m/s对系统，根据能量守恒定律2v )m ＋M (12－θsin 2mgx －2Mgx ＝Q代入数据解得Q ＝3.15 JR R ＋r＝Q1Q 根据焦耳定律有 3 J.＝1Q 代入数据解得。