2019-2020版物理新设计同步鲁科版选修3-2讲义：第一章 电磁感应 章末检测 Word版含答案

章末检测
(时间：60分钟满分：100分)
一、选择题(共9小题，每小题6分，共54分。

1～6题为单项选择题，7～9题为多项选择题)
1.(2017·遵义高二检测)一平面线圈用细杆悬于P点，开始时细杆处于水平位置，释放后让它在如图1所示的匀强磁场中运动。

已知线圈平面始终与纸面垂直，当线圈由水平位置第一次到达位置I的过程中，穿过线圈的磁通量()
图1
A.向右逐渐增加
B.向左逐渐减少
C.向右先增加后减少
D.向左先减少后增加
解析开始时细杆处于水平位置，穿过线圈的磁通量为零，转到细杆和磁场相垂直时磁通量最大，此后穿过线圈的磁通量开始减少，所以在线圈由水平位置第一次到达位置I的过程中，穿过线圈的磁通量向右先增加后减少，选项C正确。

答案 C
2.如图2所示是电磁炉的工作原理示意图，炉子的内部有一个金属线圈，当变化的电流通过线圈时，会产生变化的磁场，使铁质锅底产生电磁感应，从而能起到加热食物的作用。

这种加热方式，能减少热量传递的中间环节，可大大提升制热效率，比传统炉具(电炉、气炉)节省能源一半以上，且炉面无明火，无烟、无废气，电磁火力强劲，安全可靠。

以下关于电磁炉工作原理的说法中正确的是()
图2
A.变化的电流通过线圈，会产生变化的磁场，这属于电磁感应现象
B.电磁炉是利用变化的磁场产生涡流，铁质锅底迅速升温，进而对锅内食物加热的
C.电磁炉是利用变化的磁场在食物中产生涡流对食物加热
D.电磁炉工作过程中是将电能直接转化为食物的内能
解析电磁炉的工作原理是利用电流通过线圈产生磁场(这是电流的磁效应)，变化的磁场在铁质锅底会产生感应电流，所产生的涡流会使锅底产生热效应，从而起到加热食物的作用。

可以看出，在电磁炉工作过程中能量的转化为电能→磁能→电能→内能。

综上所述，选项B正确。

答案 B
3.如图3所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框。

在下列四种情况下，线框中会产生感应电流的是()
图3
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，线框按A、B、D三种情况移动后，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项中线框转动后，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 C
4.如图4所示，光滑绝缘水平面上，有一矩形线圈冲入一匀强磁场，线圈全部进入磁场区域时，其动能恰好等于它在磁场外面时的一半。

设磁场宽度大于线圈宽度，那么()
图4
A.线圈恰好在刚离开磁场的地方停下
B.线圈在磁场中某位置停下
C.线圈在未完全离开磁场时即已停下
D.线圈完全离开磁场以后仍能继续运动，不会停下来
解析线圈冲入匀强磁场中，产生感应电流，线圈受安培力作用做减速运动，动能减少。

同理，线圈冲出匀强磁场时，动能也减少，进出磁场时减少的动能都等于安培力做的功。

由于进入时的速度大，故感应电流大，安培力大，安培力做的功多，减少的动能多；冲出时速度小，故感应电流小，安培力小，安培力做的功少，减少的动能少。

所以，出磁场时仍然有动能，线圈离开磁场后将继续运动，不会停下来，只有D正确。

答案 D
5.(2017·合肥高二检测)如图5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B a、B b、B c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()
图5
A.B a＝B b＝B c，Φa＝Φb＝Φc
B.B a>B b>B c，Φa<Φb<Φc
C.B a >B b >B c ，Φa >Φb >Φc
D.B a >B b >B c ，Φa ＝Φb ＝Φc
解析 靠近螺线管的地方磁场强， 由图知，a 、b 、c 三点的磁感应强度B a 、B b 、B c 的大小关系为B a >B b >B c ；三个小圆环的面积相同，根据磁通量的定义Φ＝BS 可知，Φa >Φb >Φc 所以A 、B 、D 错，C 正确。

答案 C
6.(2017·温州高二检测)如图6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6
A.感应电动势为0.6 V
B.感应电流为0.06 A
C.电阻R 两端的电压为5.4 V
D.电阻R 两端的电压为6 V
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 正确，
D 错误。

答案 C
7.某线圈在匀强磁场中匀速转动，穿过它的磁通量Φ随时间的变化规律可用如图7表示，那么在图中( )
图7
A.t 1和t 3时刻，穿过线圈磁通量的变化率最大
B.t 2时刻，穿过线圈的磁通量变化率为零
C.t 3时刻，线圈中的感应电动势为零
D.t 4时刻，线圈中的感应电动势达到最大值
解析 t 1、t 3两个时刻是穿过线圈磁通量最大的时刻，该时刻磁通量的变化率为零，即线圈中的感应电动势为零，所以选项A 错误，C 正确；t 2、t 4两个时刻是穿过线圈的磁通量为零却是变化率最大的时刻，即线圈中感应电动势最大，选项B 错误，D 正确。

答案 CD
8.如图8所示，虚线框内是磁感应强度为B 的匀强磁场，导线框的三条竖直边的电阻均为r ，长均为l ，两横边电阻不计，线框平面与磁场方向垂直。

当导线框以恒定速度v 水平向右运动，ab 边进入磁场时，ab 两端的电势差为U 1，当cd 边进入磁场时，ab 两端的电势差为U 2，则( )
图8
A.U 1＝Blv
B.U 1＝13Blv
C.U 2＝Blv
D.U 2＝23Blv
解析 ab 边进入磁场时，E ＝Blv ，cd 与ef 并联，并联电阻为r 2，所以，ab 两端
电势差U 1＝E ·r 2r 2＋r ＝13Blv ，B 正确，A 错误；cd 边进入磁场时，ab 、cd 两个电源
并联，E ＝Blv ，并联后内阻为r 2，所以ab 两端电势差U 2＝Er r 2＋r
＝23Blv ，C 错误，
D正确。

答案BD
9.如图9所示，一光滑水平桌面的左半部分处于竖直向下的匀强磁场内，当一电阻不计的环形导线圈在此水平桌面上向右以某一速度开始滑行时，下列说法正确的是()
图9
A.若整个线圈在磁场内，线圈一定做匀速运动
B.线圈从磁场内滑到磁场外的过程，必做加速运动
C.线圈从磁场内滑到磁场外的过程，必做减速运动
D.线圈从磁场内滑到磁场外的过程，必定放热
解析整个线圈在磁场内时，无感应电流，故不受安培力，线圈做匀速运动，A 正确；线圈滑出磁场过程中，产生感应电流，受到阻碍它运动的安培力，故线圈做减速运动，机械能转化为内能，B错误，C、D正确。

答案ACD
二、非选择题(共4小题，共46分。

解答题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能得分。

有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
10.(8分)在研究电磁感应现象的实验中所用的器材如图10所示。

它们是：
①电流计②直流电源③带铁芯的线圈A④线圈B
⑤电键⑥滑动变阻器
图10
(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________________________________________________________________。

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。

答案(1)如图所示
(2)①闭合开关②断开开关③开关闭合后移动滑动变阻器滑片
11.(12分)如图11所示，两根平行金属导轨固定在水平桌面上，每根导轨每米的电阻为r0＝0.10 Ω，导轨的端点P、Q用电阻可以忽略的导线相连，两导轨间的距离l＝0.20 m。

有随时间变化的匀强磁场垂直于桌面。

已知磁感应强度B与时间t的关系为B＝kt，比例系数k＝0.020 T/s。

一电阻不计的金属杆可在导轨上无摩擦地滑动，在滑动过程中保持与导轨垂直。

在t＝0时刻，金属杆紧靠在P、Q 端，在外力作用下，杆以恒定的加速度从静止开始向导轨的另一端滑动，求在t ＝6.0 s时金属杆所受的安培力。

图11
解析以a表示金属杆运动的加速度，在t时刻，金属杆与初始位置的距离L＝
1
2，此时杆的速度v＝at，这时，杆与导轨构成的回路的面积S＝Ll，回路中的2at。