人教版高中物理选修1-1：测试卷(五) Word版含答案

高中同步测试卷(五)
第五单元电磁感应现象法拉第电磁感应定律
(时间：90分钟，满分：100分)
一、选择题(本题共14小题，每小题4分，共56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4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分)
1．(多选)电磁感应现象揭示了电与磁之间的内在联系，根据这一发现，发明了许多电器设备．以下电器中，哪些利用了电磁感应原理( )
A．变压器B．发电机
C．电磁灶D．电磁继电器
2．下列关于磁通量的说法中正确的是( )
A．磁通量是反映磁场强弱和方向的物理量
B．某一面积上的磁通量是表示穿过此面积的磁感线的总条数
C．在磁场中所取的面积越大，该面上磁通量越大
D．磁通量的单位是特斯拉
3.如图所示为通电长直导线的磁感线图，等面积线圈S 1、S2与导线
处于同一平面．关于通过线圈S1、S2的磁通量Φ1、Φ2，下列分析正确
的是( )
A．Φ1>Φ2
B．Φ1<Φ2
C．Φ1＝Φ2≠0
D．Φ1＝Φ2＝0
4．如图所示，三角形线圈abc放在范围足够大的匀强磁场中并做下列运动，能产生感应电流的是( )
A．向上平移B．向右平移
C．向左平移D．以ab为轴转动
5．(多选)关于感应电流，下列说法中正确的是( )
A．只要闭合电路内有磁通量，闭合电路中就有感应电流产生
B．穿过螺线管的磁通量发生变化时，螺线管内部就一定有感应电流产生
C．线框不闭合时，即使穿过线圈的磁通量发生变化，线框中也没有感应电流
D．闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流
6.如图所示为“探究产生感应电流的条件”的实验装置，下列操作中，电流表的指针不会发生偏转的是( )
A．将条形磁铁插入线圈
B．将条形磁铁从线圈中拔出
C．将条形磁铁放在线圈中不动
D．将条形磁铁从图示位置向左移动
7．关于感应电动势的大小，下列说法中正确的是( )
A．磁通量越大，感应电动势一定越大 B．磁通量减小，感应电动势一定减小C．磁通量变化越快，感应电动势一定越大D．磁通量变化越大，感应电动势一定越大
8.如图所示，半径为R的圆形线圈共有n匝，其中心位置处半径为r的虚线范围内有匀强磁场，磁场方向垂直于线圈平面．若磁感应强度为B，则穿过线圈的磁通量为( )
A．πBR2B．πBr2
C．nπBR2D．nπBr2
9．一个100匝的线圈置于匀强磁场中，由磁场变化产生的感应电动势大小为10 V，那么以下说法中正确的是( )
A．通过该线圈的磁通量变化了0.1 Wb
B．通过该线圈的磁通量变化了10 Wb
C．通过该线圈每一匝截面上的磁通量的变化率为0.1 Wb/s
D．通过该线圈每一匝截面上的磁通量每秒变化10 Wb
10.(多选)单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转动轴垂直于磁场，若线圈所围面积的磁通量随时间变化规律如图所示，则( )
A．线圈中O时刻的感应电动势最大
B．线圈中D时刻的感应电动势为零
C．线圈中D时刻的感应电动势最大
D．线圈中O至D时刻内平均感应电动势为0.4 V
11．一闭合线圈，放在随时间均匀变化的磁场中，线圈平面和磁场方向垂直，若想使线圈中的感应电动势增强一倍，下述哪些方法是不可行的( )
A．使线圈匝数增加一倍B．使线圈面积增大一倍
C．使线圈匝数减少一半D．使磁感应强度的变化率增大一倍
12．(多选)将一磁铁缓慢或迅速地插到闭合线圈中的同一位置，两次发生变化的物理量不同的是( )
A．磁通量的变化量B．磁通量
C．感应电流的大小D．感应电动势
13.(多选)如图所示，把矩形线框abcd放在磁感应强度为B的匀强磁场里，线框平面跟磁感线垂直，设线框可动部分ab在某一段时间内移到a1b1，关于线框中的磁通量及线框内产生的感应电动势的说法中正确的是( )
A．线框由ab移到a1b1过程中，线框中的磁通量不变
B．线框由ab移到a1b1过程中，线框中的磁通量增大
C．可动部分ab运动的速度越快，线框中产生的感应电动势越大
D．可动部分由ab移到a1b1，对应的磁通量的变化是一定的，因此线框中产生的感应电动势的大小与移动速度大小无关
14.(多选)如图所示，一边长为L的正方形线圈以速度v匀速穿过宽为L的匀强磁场区域的过程中，下列说法正确的是( )
A．线圈中产生的感应电动势大小为BLv
B．线圈中产生的感应电动势大小为2BLv
C．线圈进出磁场时感应电流方向相同
D．线圈进出磁场时感应电流方向不同
题号1234567891011121314 答案
15．英国物理学家法拉第发现的电磁感应现象是电磁学划时代的发现之一，它不但揭示了电与磁之间的密切联系和对立统一，而且对电磁技术领域产生了深远的影响，导致了第二次工业革命．电磁感应现象在技术领域的重要应用有(列举一例)________．法拉第还建立了场和力线的概念，为了纪念他在电磁学领域所做出的贡献，人们把________的单位命名为法拉，简称法，符号为F.
16.穿过单匝闭合线圈的磁通量随时间变化的Φ－t图象如图所
示，由图知0～5 s线圈中感应电动势大小为_____ V，5～10 s线圈
中感应电动势大小为_____ V，10～15 s线圈中感应电动势大小为
_____ V.
17．如图所示，一单匝线圈从左侧进入磁场．在此过程中，穿过线圈的磁通量将_____(选填“变大”或“变小”)，线圈中将产生________．若上述过程所经历的时间为0.1 s，线圈中产生的感应电动势为0.2 V，则线圈中的磁通量变化了________ Wb.
18．一个100匝的线圈，在0.5 s内穿过它的磁通量从0.01 Wb增加到0.09 Wb，磁通量的变化量为________Wb，线圈中的感应电动势为________(选填“0.16”或“16”)V.
三、计算题(本题共4小题，共32分．解答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) 19．(6分)面积为2.5×10－2 m2的单匝矩形线圈放在磁感应强度为4.0×10－2 T的匀强磁场中，当线圈平面与磁场方向垂直时，穿过线圈的磁通量是多大？
20．(8分)有一正方形单匝线圈abcd处于匀强磁场中，线圈平面与磁场方向垂直．在Δt ＝0.5 s时间内，磁通量由Φ1＝3 Wb增加到Φ2＝6 Wb.求：
(1)在Δt内线圈中产生的感应电动势；
(2)要使线圈中产生的感应电动势更大，可采取什么措施？
21.(8分)如图所示，竖直平面内有一宽度为0.5 m且足够长的“U”形金
属导轨，处在磁感应强度大小为0.2 T、方向与导轨平面垂直的匀强磁场中，
导体棒MN沿导轨以1.0 m/s的速度竖直向下匀速运动了2.0 s．求：
(1)这段时间内回路中磁通量的变化量；
(2)这段时间内回路中感应电动势的大小．
22．(10分)如图所示，长为L的铜杆OA以O为轴在垂直于匀强磁场的平面内以角速度ω匀速转动，磁感应强度为B，求OA两端电势差．
参考答案与解析
1．[导学号37900089] ABC
2．[导学号37900090] 【解析】选B.磁通量Φ是磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积S的乘积，即Φ＝BS，亦表示穿过磁场中某面积S的磁感线的总条数，Φ只有大小，没有方向，是标量，由此可知选项A错误，B正确；磁通量Φ的大小由B、S共同决定，所以面积大，Φ不一定大，由此可知选项C错误；磁通量的单位是韦伯，故选项D错误．3．[导学号37900091] 【解析】选A.磁通量可以形象地说成为穿过某个面的磁感线的条数，由题图知Φ1>Φ2，选项A正确．
4．[导学号37900092] 【解析】选D.只有穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中才会有感应电流产生．选项A、B、C中，线圈的移动均不会引起磁通量的变化，只有D 选项中线圈转动时磁通量发生了改变，故正确选项为D.
5．[导学号37900093] 【解析】选CD.穿过闭合电路的磁通量发生变化，是在闭合电路中产生感应电流的条件，A选项磁通量不一定变化，B选项螺线管不一定闭合，故选项A、B错误；选项C、D正确．
6．[导学号37900094] 【解析】选C.根据感应电流产生的条件，只要让通过线圈中的磁通量发生变化，回路中就能产生感应电流．A 、B 、D 项操作均能使线圈中磁通量发生变化而产生感应电流，从而使电流表指针发生偏转．
7．[导学号37900095] 【解析】选C.由法拉第电磁感应定律知E ＝n ΔΦ
Δt ，可见磁通量
变化越快，感应电动势越大，C 对．
8．[导学号37900096] 【解析】选B.磁通量与线圈匝数无关，在用Φ＝B ·S 计算Φ大小时，S 为磁场穿过的有效面积，故穿过线圈的磁通量为Φ＝B ·πr 2
.
9．[导学号37900097] 【解析】选C.由法拉第电磁感应定律得E ＝n ΔΦΔt ，所以ΔΦΔt ＝
E n ＝10
100
Wb/s ＝0.1 Wb/s ，C 对． 10．[导学号37900098] 【解析】选AB.由题图可以看出，O 时刻和t ＝0.01 s 时曲线的斜率最大，则感应电动势最大；而D 时刻曲线的斜率为零，则感应电动势为零，故A 、B 项正确、C 项错误．O 时刻Φ1＝0，D 时刻Φ2＝4×10－3
Wb ，则ΔΦ＝Φ2－Φ1＝4×10－3
Wb ，经历的时间Δt ＝0.005 s ，所以平均感应电动势E ＝4×10
－3
0.005
V ＝0.8 V ，故D 项不正确．
11．[导学号37900099] 【解析】选C.根据E ＝n ΔΦΔt ＝n ΔB
Δt S ，若磁感应强度的变化率
增大一倍，则E 变为原来的2倍，选项D 可行；同样选项A 、B 也可行；使线圈匝数减少一半，感应电动势也减小一半，选项C 不可行．
12．[导学号37900100] 【解析】选CD.两次过程相比，相同的物理量有：磁通量的变化量和线圈最终的磁通量．但由于两次作用的时间不同．磁通量的变化快慢不同，产生的感应电动势不同，由I ＝E /R 知线圈中的感应电流也不同．
13．[导学号37900101] 【解析】选BC.磁通量变化与否，关键看穿过abcd 的磁感线的条数是否变化，线框从ab 移到a 1b 1，磁通量的变化量一定，速度越快，时间越短，磁通量的变化率就越大，感应电动势就越大．
14．[导学号37900102] 【解析】选AD.由法拉第电磁感应定律知：线圈进出磁场时都只有1条边切割磁感线，故其感应电动势E ＝BLv ，A 对，B 错；线圈进入磁场时，bc 边切割磁感线，由右手定则可知线圈中感应电流方向为逆时针方向，而出磁场时是ad 边切割磁感线，电流方向为顺时针方向，故D 对，C 错．
15．[导学号37900103] 发电机、变压器、电磁炉等(任举一例) 电容
16．[导学号37900104] 【解析】由法拉第电磁感应定律E ＝n ΔΦ
Δt 得，0～5 s 内感应
电动势的大小E 1＝n ΔΦ1Δt 1＝5－05 V ＝1 V ；5～10 s 内感应电动势的大小E 2＝n ΔΦ2Δt 2＝0
5
V ＝0；
10～15 s 内的感应电动势大小E 3＝n ΔΦ3Δt 3＝5＋5
5
V ＝2 V.
【答案】1 0 2
17．[导学号37900105] 【解析】线圈从左侧进入磁场，磁感线穿过的线圈的面积增大，故穿过线圈的磁通量变大，由法拉第电磁感应定律得，磁通量增加了ΔΦ＝E ·Δt ＝0.2×0.1 Wb ＝0.02 Wb.
【答案】变大 感应电流 0.02
18．[导学号37900106] 【解析】磁通量的变化量ΔΦ＝Φ2－Φ1＝0.09 Wb －0.01 Wb ＝0.08 Wb.
线圈中的感应电动势
E ＝n
ΔΦ
Δt ＝100×0.080.5
V ＝16 V. 【答案】0.08 16
19．[导学号37900107] 【解析】Φ＝BS ＝4.0×10－2
×2.5×10－2
Wb ＝1.0×10－3
Wb. 【答案】1.0×10－3
Wb
20．[导学号37900108] 【解析】(1)由法拉第电磁感应定律得E ＝n ΔΦΔt ＝Φ2－Φ1Δt ＝6－30.5
V ＝6 V.
(2)由法拉第电磁感应定律知，要想增大感应电动势可增加线圈匝数n 或增大磁通量的变化率．
【答案】(1)6 V (2)增加线圈匝数 增大磁通量的变化率 21．[导学号37900109] 【解析】(1)回路中磁通量的变化量 ΔΦ＝B ΔS ΔS ＝Lvt
代入数据得ΔΦ＝0.2 Wb.
(2)由法拉第电磁感应定律，感应电动势为
E ＝
ΔΦΔt ＝0.2
2.0
V ＝0.1 V. 【答案】(1)0.2 Wb (2)0.1 V
22．[导学号37900110] 【解析】铜杆OA 在匀强磁场中做切割磁感线运动，将产生感应电动势E ，此即OA 杆两端的电势差．OA 杆匀速转动时，杆上各点运转半径不同，线速度大小不同，由v ＝ωr 知线速度v 与半径r 成正比，可见感应电动势从A 至O 是逐段均匀减小的，能够用平均值来计算OA 杆的感应电动势．杆的平均速度v －＝v O ＋v A 2＝0＋ωL 2＝1
2ωL ，
感应电动势E ＝BL v －＝12BL 2
ω，杆OA 两端的电势差U OA ＝E ＝12
BL 2ω.
1 2BL2ω
【答案】。