人教版高中物理选修3-2电磁感应单元测试题答案
人教版高中物理选修3-2第六章 传感器单元练习题(含详细答案)
第六章传感器一、单选题1.如下图所示为一种温度自动报警器的原理图,在水银温度计的顶端封入一段金属丝,以下说法正确的是( )A．温度升高至74 ℃时,L1亮灯报警B．温度升高至74 ℃时,L2亮灯报警C．温度升高至78 ℃时,L1亮灯报警D．温度升高至78 ℃时,L2亮灯报警2.如图所示,有电流流过长方形金属块,磁场的方向垂直于前后表面,由于发生霍尔效应,下列说法中正确的是( )A．金属块上表面a电势高B．金属块下表面b电势高C．金属块前表面c电势高D．金属块后表面d电势高3.下列关于传感器的说法正确的是( )A．话筒是一种常用的传感器,其作用是将电信号转换为声音信号B．在天黑楼道里出现声音时,楼道里的灯才亮,说明它的控制电路中只有声音传感器C．光敏电阻能够把光照强弱变化转换为电阻大小变化D．电子秤中所使用的测力装置是温度传感器4.如图所示是观察电阻值随温度变化情况的示意图．现在把杯中的水由冷水变为热水,关于欧姆表的读数变化情况正确的是( )A．如果R为金属热电阻,读数变大,且变化非常明显B．如果R为金属热电阻,读数变小,且变化不明显C．如果R为热敏电阻(用半导体材料制作),读数变化非常明显D．如果R为热敏电阻(用半导体材料制作),读数变化不明显5.利用传感器和计算机可以研究快速变化的力的大小．实验时,把图甲中的小球举高到绳子的悬点O处,然后让小球自由下落．用这种方法获得的弹性绳的拉力随时间的变化图线如图乙所示．根据图线所提供的信息,以下判断正确的是( )A．t2时刻小球所处位置是运动中最高点B．t1～t2期间小球速度先增大后减小C．t3时刻小球动能最小D．t2与t5时刻小球速度大小不同6.在家用电热灭蚊器中,电热部分主要元件是PTC元件,PTC元件是由钛酸钡等半导体材料制成的电阻器,其电阻率ρ随温度T的变化关系如图所示,由于这种特性,PTC元件具有发热、保温双重功能．以下对电热灭蚊器的判断正确的是( )①通电后,其电功率先增大后减小②通电后,其电功率先减小后增大③当其产生的热量与散失的热量相等时,温度保持在T1不变④当其产生的热量与散发的热量相等时,温度保持在T1和T2之间的某一值不变A．①③B．②③C．②④D．①④7.电子打火机的点火原理是压电效应,压电片在受压时会在两侧形成电压且电压大小与压力近似成正比．现有一利用压电效应制造的电梯加速度传感器,如图所示．压电片安装在电梯地板下,电压表与压电片构成闭合回路用来测量压电片两侧形成的电压,若发现电压表示数增大,下列说法正确的是( )A．电梯一定加速上升B．电梯一定减速下降C．电梯加速度一定向上D．电梯加速度一定向下8.以下家用电器中利用了温度传感器的是( )A．防盗报警器B．自动门C．电子秤D．电饭煲9.许多楼道照明灯具有这样的功能：天黑时,出现声音它就开启；而在白天,即使有声音它也没有反应,它的控制电路中可能接入的传感器是( )①温度传感器；②光传感器；③声音传感器；④热传感器A．①②B．②③C．③④D．②④10.霍尔元件能转换哪个物理量( )A．把温度这个热学量转换成电阻这个电学量B．把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量C．把力这个力学量转换成电压这个电学量D．把光照强弱这个光学量转换成电阻这个电学量二、多选题11.(多选)如图所示,用光敏电阻LDR和灯泡制成的一种简易水污染指示器,下列说法中正确的是( )A．严重污染时,LDR是高电阻B．轻度污染时,LDR是高电阻C．无论污染程度如何,LDR的电阻不变,阻值大小由材料本身因素决定D．该仪器的使用会因为白天和晚上受到影响12.(多选)美国科学家Willard S．Boyle与George E．Smith因电荷耦合器件(CCD)的重要发明荣获2009年度诺贝尔物理学奖．CCD是将光学量转变成电学量的传感器．下列器件可作为传感器的有( )A．发光二极管B．热敏电阻C．霍尔元件D．干电池13.(多选)为锻炼身体,小明利用所学物理知识设计了一个电子拉力计,如图所示是原理图．轻质弹簧右端和金属滑片P固定在一起(弹簧的电阻不计,P与R1间的摩擦不计),弹簧劲度系数为100 N/cm.定值电阻R0＝5 Ω,ab是一根长为5 cm的均匀电阻丝,阻值R1＝25 Ω,电源输出电压恒为U ＝3 V,理想电流表的量程为0～0.6 A,当拉环不受力时,滑片P处于a端．下列关于这个电路的说法正确的是(不计电源内阻)( )A．小明在电路中连入R0的目的是保护电路B．当拉环不受力时,闭合开关后电流表的读数为0.1 AC．当拉力为400 N时,电流表指针指在0.3 A处D．当拉力为400 N时,电流表指针指在0.5 A处三、实验题14.如图所示,一热敏电阻R T放在控温容器M内；A为毫安表,量程6 mA,内阻为数十欧姆；E为直流电源,电动势约为3 V,内阻很小；R为电阻箱,最大阻值为999.9 Ω,S为开关．已知R T在95 ℃时的阻值为150 Ω,在20 ℃时的阻值约为550 Ω.现要求在降温过程中测量在20～95 ℃之间的多个温度下R T的阻值．(1)在图中画出连线,完成实验原理电路图．(2)完成下列实验步骤中的填空：a．依照实验原理电路图连线．b．调节控温容器M内的温度,使得R T的温度为95 ℃.c．将电阻箱调到适当的阻值,以保证仪器安全．d．闭合开关．调节电阻箱,记录电流表的示数I0,并记录________．e．将R T的温度降为T1(20 ℃＜T1＜95 ℃)；调节电阻箱,使得电流表的读数________,记录________．f．温度为T1时热敏电阻的电阻值R T1＝________.g．逐步降低T1的数值,直到20 ℃；在每一温度下重复步骤e、f.15.现有器材：直流恒流电源(在正常工作状态下输出的电流恒定)、电压表、待测热敏电阻、保温容器、温度计、开关和导线等．(1)若用上述器材测量热敏电阻的阻值随温度变化的特性,请你在实物图上连线．(2)实验的主要步骤：①正确连接电路,在保温容器中注入适量冷水,接通电源,调节并记录电源输出的电流值；②在保温容器中添加少量热水,待温度稳定后,闭合开关,________,________,断开开关．③实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值,并据此绘得R－t关系图线．请根据图中的图线写出该热敏电阻的R－t关系式：R＝________＋________t(Ω)保留3位有效数字．四、计算题16.在航天事业中要用角速度计测得航天器的自转角速度ω,结构如图所示,当系统绕轴OO′转动时元件A在光滑杆上发生滑动,并输出电信号成为航天器的制导信号源,已知A质量为m,弹簧的劲度系数为k,原长为l0,电源电动势为E,内阻不计,滑动变阻器总长为l,电阻分布均匀,系统静止时滑动变阻器触头P在中点,与固定接头Q正对,当系统以角速度ω转动时,求：(1)弹簧形变量x与ω的关系式；(2)电压表示数U与角速度ω的关系式．17.如图所示是一种悬球式加速度仪,它可以用来测定沿水平轨道运动的列车的加速度．金属球的质量为m,它系在金属丝的下端,金属丝的上端悬挂在O点,AB是一根长为L的均匀电阻丝,其阻值为R,金属丝与电阻丝接触良好,摩擦不计,电阻丝的中心C焊接一根导线,从O点也引出一根导线,两线之间接入一个电压表(金属丝和导线电阻不计)．图中虚线OC与AB垂直,且OC＝h,电阻丝AB接在电压为U的直流稳压电源上,整个装置固定在列车中使AB与车前进的方向保持水平．列车静止时金属丝呈竖直状态,当列车加速或减速前进时,金属丝将偏离竖直方向,从电压表的读数变化可以测出加速度的大小．(1)当列车向右做匀加速直线运动时,试推导出加速度a与电压表读数U′的关系式(a用U′、U、L、h及重力加速度g等表示)；(2)用推导出的a与U′的关系式说明表盘上a的刻度是否均匀？(3)C点设置在电阻丝AB中点的原因是什么？对电压表的选择应有什么特殊要求？18.如图所示为一种加速度仪的示意图．质量为m的振子两端连有劲度系数均为k的轻弹簧,电源的电动势为E,不计内阻,滑动变阻器的总阻值为R,有效长度为L,系统静止时滑动触头位于滑动变阻器正中,这时电压表指针恰好在刻度盘正中．求：(1)系统的加速度a(以向右为正)和电压表读数U的函数关系式．(2)将电压表刻度改为加速度刻度后,其刻度是均匀的还是不均匀的？为什么？(3)若电压表指针指在满刻度的3/4位置,此时系统的加速度大小和方向如何？五、填空题19.目前有些居民区内楼道灯的控制,使用的是一种延时开关．该延时开关的简化原理图如图所示．图中D是红色光发光二极管(只要有很小的电流通过就能使其发出红色亮光),R为限流电阻,K 为按钮式开关,虚线框内S表示延时开关电路,当按下K接通电路瞬间,延时开关触发,相当于S闭合．这时释放K后,延时开关S约在1 min后断开,电灯熄灭．根据上述信息和原理图,我们可推断：按钮开关K按下前,发光二极管是________(填“发光的”或“熄灭的”),按钮开关K按下再释放后,电灯L发光持续时间约________ min.这一过程中发光二极管是________．限流电阻R的阻值和灯丝电阻R L相比,应满足R________R L的条件．20.按如图所示接好电路,合上S1,S2,发现小灯泡不亮,原因是________________；用电吹风对热敏电阻吹一会儿热风,会发现小灯泡________________,原因是________________；停止吹风,会发现小灯泡________________,原因是____________________________；把热敏电阻放入冷水中会发现小灯泡________________,原因是____________________________．21.如图甲所示,某同学设计了一种“闯红灯违规证据模拟记录器”,它可以通过拍摄照片来记录机动车辆闯红灯时的情景．它的工作原理是：当光控开关接收到某种颜色光时,开关自动闭合,且当压敏电阻受到车的压力,它的阻值变化引起电流变化达到一定值时,继电器的衔铁就被吸下,工作电路中的电控照相机就工作,拍摄违规车辆．光控开关未受到该种光照射就自动断开,衔铁不被吸引,工作电路中的指示灯发光．(1)要记录车辆违规闯红灯的情景,光控开关应在接收到________光(填“红”“绿”或“黄”)时自动闭合．(2)已知控制电路的电源电动势为 6 V,内阻为 1 Ω,继电器电阻为R0＝9 Ω,当控制电路中电流大于0.06 A时,衔铁会被吸引,如图乙所示,则只有质量超过________ kg的车辆违规时才会被记录．(g取10 N/kg)22.电饭煲的工作原理如图所示,可分为两部分,即控制部分：由S2、R1和黄灯组成．工作(加热)部分：由发热电阻R3、R2和红灯组成,S1是一个磁铁限温开关,手动闭合,当此开关的温度达到居里点(103 ℃)时,自动断开,且不能自动复位(闭合),S2是一个双金属片自动开关,当温度达到70～80 ℃时,自动断开,低于70 ℃时,自动闭合,红灯、黄灯是指示灯,通过的电流必须较小,所以R1、R2起________作用,R3是发热电阻,由于煮饭前温度低于70 ℃,所以S2是________(填“断开的”或“闭合的”)．接通电源并按下S1后,黄灯灭而红灯亮,R3发热,当温度达到70～80 ℃时,S2断开,当温度达到103 ℃时饭熟,S1断开,当温度降到70 ℃以下时,S2闭合,电饭煲处于保温状态,由以上描述可知R2________R3(填“＜”“＝”或“＞”),若用电饭煲烧水时,直到水被烧干S1才会断开,试解释此现象．23.如图所示,由电源、小灯泡、电阻丝、开关组成的电路中,当闭合开关S后,小灯泡正常发光,若用酒精灯加热电阻丝时,发现小灯泡亮度变化是________,发生这一现象的主要原因是________．A．小灯泡的电阻发生了变化B．小灯泡灯丝的电阻率随温度发生了变化C．电阻丝的电阻率随温度发生了变化D．电源的电压随温度发生了变化答案解析1.【答案】D【解析】2.【答案】B【解析】当电流在导体中流动时,自由电子定向移动的方向向左,受到向上的洛伦兹力作用,向金属块上表面聚集,于是金属块的上、下表面分别带上了负电荷与正电荷,从而形成了电势差,且下表面电势高,选项B正确．3.【答案】C【解析】A项,话筒是一种常用的传感器,其作用是将声音信号转换为电信号；B项,天黑楼道里出现声音时,楼道里的灯才亮,说明它的控制电路中有光传感器和声音传感器；C项,光敏电阻随光照强弱变化,其阻值会发生变化,即它够把光照强弱变化转换为电阻大小变化；D项,电子秤中所使用的测力装置是压力传感器；故选C.4.【答案】C【解析】若为金属热电阻、温度升高后,电阻变大,读数变化不明显,A、B错误．若为热敏电阻,读数将明显变化,C对,D错．5.【答案】B【解析】小球下落的轨迹展开图如图所示,B处为绳子原长处,C处为小球重力与绳上拉力相等处,D 处为小球下落的最低点,在F－t图中,0～t1小球在OB间下落,t1～t2小球在BD间下落,t2～t3小球由D回到B处,t3～t4小球在BO间上升,而后下落至B点．由F－t图知,小球在t2时刻下落到最大距离,然后最大距离在逐渐减小,由以上分析知,小球的最大速度出现在C点,对应于t1～t2之间,A 错,B对；小球动能最小出现在t2时刻或t3～t4间某时刻,C错误；t2和t5分别对应小球先后两次下落过程中经过最低点的时刻,速度大小都为零,D错误．正确选项为B.6.【答案】D【解析】在温度由零升到T1的过程中,电阻器的电阻率ρ随温度的升高而减小,其电阻R随之减小,由于加在灭蚊器上的电压U保持不变,灭蚊器的热功率P随之增大,当T＝T1时,P＝P1达到最大,在温度由T1升高到T2的过程中,ρ增大,R增大,P减小．而温度越高,其与外界环境的温度差也就越大,高于环境温度的电热灭蚊器的散热功率P′也就越大,因此在这之间的某温度T3会有P＝PT3＝P′,即电热功率等于散热功率时,达到保温,当T<T3时,P>P′,温度自动升高到T3；当T>T3时,P<P′,温度自动降低到T3,实现自动保湿,正确选项为D.7.【答案】C【解析】电压表示数增大说明人对地板的压力变大,对人受力分析知地板对人的支持力大于人所受重力,即人的加速度一定向上,所以电梯可能向上加速,也可能向下减速．8.【答案】D【解析】9.【答案】B【解析】10.【答案】B【解析】选B,霍尔元件是将磁感应强度转换成电压的．11.【答案】AD【解析】严重污染时,透过污水照到LDR上的光线较少,LDR电阻较大,A对,B错；LDR由半导体材料制成,受光照影响电阻会发生变化,C错；白天和晚上自然光强弱不同,或多或少会影响LDR的电阻,D对．12.【答案】BC【解析】13.【答案】ABC【解析】若电路无电阻R0,且金属滑片P在b端时,回路短路损坏电源,R0的存在使电路不出现短路,因此A正确．当拉环不受力时,滑片P在a端,由欧姆定律得,I＝＝0.1 A,故B正确．拉力为400 N时,由F＝kΔx,则Δx＝4 cm,对应的电阻为RaP＝20 Ω,R1接入电路的电阻RPb＝5 Ω,由闭合电路欧姆定律得,I′＝＝0.3 A,故D错,C正确．14.【答案】(1)如图所示(2)d.电阻箱的读数R0 e．仍为I0电阻箱的读数R1 f．R0－R1＋150 Ω【解析】(1)电阻箱的最大阻值与热敏电阻的最大阻值相差不大,因此电阻箱应与热敏电阻串联．(2)本实验原理是当电路的两种状态的电流相等时,外电路的总电阻相等．95 ℃和T1时对应的电路的总电阻相等,有150 Ω＋R0＝R T1＋R1,即R T1＝R0－R1＋150 Ω.15.【答案】(1)如图(2)②读取温度计示数读取电压表示数(3)100 0.400【解析】(1)连接实物图时导线不能交叉,电压表应并联在电阻两端,电流由电压表的正接线柱流入电压表．(2)因本实验是探究热敏电阻的阻值随温度变化的特性,所以实验需测出热敏电阻的阻值及相应的温度,热敏电阻的阻值用R＝间接测量,故需记录的数据是温度计示数和电压表的示数．(3)设热敏电阻R＝R0＋kt,由图线斜率知k＝0.400.温度为10 ℃时,热敏电阻R＝104 Ω,则R0＝R－kt＝104 Ω－0.400×10 Ω＝100 Ω,所以R＝100＋0.400t(Ω)．16.【答案】(1)x＝(2)U＝【解析】(1)由圆周运动规律知kx＝mω2R＝mω2(l0＋x)即kx－mω2x＝mω2l0所以x＝(2)由串联电路的规律知U＝E＝.17.【答案】(1)设列车加速度为a时,小球偏离竖直方向θ角,此时小球受力情况如图所示,根据牛顿第二定律得mg tanθ＝ma.①因为tanθ＝,②由①②两式得a＝g③又设列车加速度为a时,电压表读数为U′＝＝,④由④式得DC＝,⑤将⑤式代入③式得a＝⑥(2)由⑥式可知,g、L、U、h均为常数,则列车加速度a与电压表读数U′成正比,可将电压表中刻度一一对应地改成加速度a的数值,因而可知表盘上加速度a的刻度与电压表的刻度一样,是均匀的．(3)原因是列车可能加速运动也可能减速运动(加速度方向随之变化)；所选择的电压表中间刻度应为零【解析】18.【答案】(1)a＝(E－2U)(2)均匀,因为加速度a与电压表示数U是一次函数(线性)关系(3)方向向左【解析】(1)当振子向左偏离中间位置x距离时,由牛顿第二定律得2kx＝ma①电压表的示数为U＝E②由以上两式解得a＝(E－2U)．③(2)均匀,因为加速度a与电压表示数U是一次函数(线性)关系．(3)当滑动触头滑到最右端时,电压表最大示数U m＝E,电压表指针指在满刻度的位置时,U＝E代入③式解得a＝－,负号表示方向向左．19.【答案】发光的 1 熄灭的≫【解析】开关K按下前,S为断开,有电流经过发光二极管,故发光二极管是发光的．当按下开关K 后,延时开关S闭合,二极管和R被短路,二极管不发光,由于延时开关S约1 min后断开,故电灯L 能持续发光1 min,由于R为限流电阻,且二极管只要有很小的电流通过就能发光,故应满足R≫R L.20.【答案】由于热敏电阻在常温时阻值较大,左侧电路电流较小,电磁铁磁性较弱吸不住衔铁发光当用电吹风对热敏电阻加热使其阻值变小,左侧电路中电流增大,电磁铁吸住衔铁,使右侧电路接通,小灯泡亮了发光热敏电阻温度仍然较高熄灭当把热敏电阻放入冷水后,热敏电阻温度降低很快,阻值变大,左侧电路中电流减小,电磁铁将衔铁放开,故小灯泡熄灭【解析】21.【答案】(1)红(2)400【解析】当车辆闯红灯或车辆压在压敏电阻超载时,光控开关闭合,继电器的衔铁就被吸下,电控照相机自动拍照,根据闭合电路欧姆定律I＝,当电流为0.06 A时,外电阻R＝90 Ω,从题图乙中找出对应的压力为4×103N,故质量为400 kg.22.【答案】限流闭合的>【解析】R1、R2起的作用是限流,防止指示灯(氖泡)因电流过大而烧毁,S2是自动控制温度开关,当温度低于70℃时自动闭合,当温度达到70～80 ℃时又自动断开,使电饭煲处于保温状态,由于R3的功率较大,因此R2＞R3.由于开关S1必须当温度达到103 ℃时才自动断开,而水的沸点只有100 ℃,因此用电饭煲烧水时,直到水被烧干后S1才会断开．23.【答案】变暗 C【解析】电阻丝的电阻率随温度的升高而增大,电阻也增大,电路中电流减小,根据P＝I2R知,小灯泡的实际功率减小,所以变暗．。
人教版高中物理选修3-2 第四章 电磁感应 测试含答案及详细解析
绝密★启用前人教版高中物理选修3-2 第四章电磁感应测试本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分第Ⅰ卷一、单选题(共15小题,每小题4.0分,共60分)1.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2.如图所示，水平光滑的金属框架上左端连接一个电阻R，有一金属杆在外力F的作用下沿框架向右由静止开始做匀加速直线运动，匀强磁场方向竖直向下，轨道与金属杆的电阻不计并接触良好，则能反映外力F随时间t变化规律的图象是图中的()A．B．C．D．3.如图所示，两块水平放置的金属板距离为d，用导线、开关K与一个n匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的均匀变化的磁场中．两板间放一台小压力传感器，压力传感器上表面绝缘，在其上表面静止放置一个质量为m、电量为＋q的小球．开关K闭合前传感器上有示数，开关K闭合后传感器上的示数变为原来的一半．则线圈中磁场的变化情况和磁通量变化率分别是()A．正在增强，＝B．正在增强，＝C．正在减弱，＝D．正在减弱，＝4.如图所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为m、阻值为R的闭合矩形金属线框abcd用绝缘轻质细杆悬挂在O点，并可绕O点摆动．金属线框从右侧某一位置由静止开始释放，在摆动到左侧最高点的过程中，细杆和金属线框平面始终处于同一平面，且垂直纸面．则线框中感应电流的方向是()A．a→b→c→d→aB．d→c→b→a→dC．先是d→c→b→a→d，后是a→b→c→d→aD．先是a→b→c→d→a，后是d→c→b→a→d5.如图所示，A、B两闭合圆形导线环用相同规格的导线制成，它们的半径之比rA∶rB＝2∶1，在两导线环包围的空间内存在一正方形边界的匀强磁场区域，磁场方向垂直于两导线环的平面．当磁场的磁感应强度随时间均匀增大的过程中，流过两导线环的感应电流大小之比为()A．＝1B．＝2C．＝D．＝6.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．线框所受安掊力的合力为零D．线框的机械能不断增大7.如图所示，线圈平面与条形磁铁的轴线垂直，现将线圈沿轴线由A点平移到B点，穿过线圈磁通量的变化情况是()A．变大B．变小C．不变D．先变大，后变小8.如图所示，在光滑水平面上，有一个粗细均匀的单匝正方形闭合线框abcd.t＝0时刻，线框在水平外力的作用下，从静止开始向右做匀加速直线运动，bc边刚进入磁场的时刻为t1，ad边刚进入磁场的时刻为t2，设线框中产生的感应电流的大小为i，ad边两端电压大小为U，水平拉力大小为F，则下列i、U、F随运动时间t变化关系图象正确的是()A．B．C．D．9.如图所示，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下迅速移动时，下列判断正确的是()A．铝环有收缩趋势，对桌面压力减小B．铝环有收缩趋势，对桌面压力增大C．铝环有扩张趋势，对桌面压力减小D．铝环有扩张趋势，对桌面压力增大10.如图所示，一矩形线框置于磁感应强度为B的匀强磁场中，线框平面与磁场方向平行，若线框的面积为S，则通过线框的磁通量为()A．BSB．C．D． 011.如图所示，矩形线框abcd放置在水平面内，磁场方向与水平方向成α角，已知sinα＝，回路面积为S，磁感应强度为B，则通过线框的磁通量为()A．BSB．BSC．BSD．BS12.如图所示，两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为L，磁场方向垂直纸面向里，abcd 是位于纸面内的梯形线圈，ad与bc间的距离也为L，t＝0时刻bc边与磁场区域边界重合．现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域，取沿a—b—c—d—a方向为感应电流正方向，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流I随时间t变化的图线可能是()A．B．C．D．13.一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．B． 1C． 2D． 414.长直导线与矩形线框abcd处在同一平面中静止不动，如图甲所示．长直导线中通以大小和方向都随时间做周期性变化的电流，i－t图象如图乙所示．规定沿长直导线向上的电流为正方向．关于最初一个周期内矩形线框中感应电流的方向，下列说法正确的是()A．由顺时针方向变为逆时针方向B．由逆时针方向变为顺时针方向C．由顺时针方向变为逆时针方向，再变为顺时针方向D．由逆时针方向变为顺时针方向，再变为逆时针方向15.如图所示，边长为L的正方形线框旋转在光滑绝缘的水平面上，空间存在竖直向下的匀强磁场，MN和PQ为磁场边界，磁场宽度为L.开始时，线框的顶点d恰在磁场边界上，且对角线bc与磁场边界平行，现用外力使线框沿与磁场边界垂直的方向匀速运动，则在穿过磁场的过程中，线框中的电流I(以逆时针方向为正)和外力的功率P随时间变化正确的图象为()A．B．C．D．第Ⅱ卷二、计算题(共4小题,每小题10.0分,共40分)16.在拆装某种大型电磁设备的过程中，需将设备内部的处于匀强磁场中的线圈先闭合，然后再提升直至离开磁场，操作时通过手摇轮轴A和定滑轮O来提升线圈．假设该线圈可简化为水平长为L、上下宽度为d的矩形线圈，其匝数为n，总质量为M，总电阻为R，磁场的磁感应强度为B，如图所示．开始时线圈的上边缘与有界磁场的上边缘平齐．若转动手摇轮轴A，在时间t内把线圈从图示位置匀速向上拉出磁场．求此过程中，流过线圈中导线横截面的电荷量是多少．17.如图所示，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.18.如图所示，正方形闭合线圈边长为0.2 m、质量为0.1 kg、电阻为0.1 Ω，在倾角为30°的斜面上的砝码质量为0.4 kg，匀强磁场磁感应强度为0.5 T，不计一切摩擦，砝码沿斜面下滑线圈开始进入磁场时，它恰好做匀速运动．(g取10 m/s2)(1)求线圈匀速上升的速度大小；(2)在线圈匀速进入磁场的过程中，砝码对线圈做了多少功？(3)线圈进入磁场的过程中产生多少焦耳热？19.如图所示，在绝缘光滑水平面上，有一个边长为L的单匝正方形线框abcd，在外力的作用下以恒定的速率v向右运动进入磁感应强度为B的有界匀强磁场区域．线框被全部拉入磁场的过程中线框平面保持与磁场方向垂直，线框的ab边始终平行于磁场的边界．已知线框的四个边的电阻值相等，均为R.求：(1)在ab边刚进入磁场区域时，线框内的电流大小．(2)在ab边刚进入磁场区域时，ab边两端的电压．(3)在线框被拉入磁场的整个过程中，线框产生的热量．答案解析1.【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.2.【答案】B【解析】金属杆受力如图所示，由牛顿第二定律得：F－＝ma；F＝ma＋·t，B正确．3.【答案】B【解析】开关闭合时，qE＋F＝mg，F＝mg，所以E＝，E＝＝.所以＝.小球带正电，知上极板带负电，根据楞次定律，磁场正在增强．故B正确，A、C、D错误．故选B.4.【答案】B【解析】金属线框从右侧某一位置由静止开始释放，在摆动到竖直位置的过程中，磁场自abcd的右侧面穿出，摆动过程中磁通量在减少，根据楞次定律得电流方向为d→c→b→a→d；金属线框由竖直位置摆动到左侧最高点的过程中，穿过线框的磁通量增加，根据楞次定律得出感应电流的方向为d→c→b→a→d.5.【答案】D【解析】A、B两导线环的半径不同，它们所包围的面积不同，但某一时刻穿过它们的磁通量均为穿过磁场所在区域面积上的磁通量，所以两导线环上的磁通量变化率是相等的，E＝＝S相同，得＝1，I＝，R＝ρ(S1为导线的横截面积)，l＝2πr，所以＝，代入数值得＝＝.6.【答案】B【解析】由通电直导线周围磁感线的分布规律可知，线框下落过程中穿过其中的磁感线越来越少，故磁通量在不断变小，故A错；下落时穿过线框的磁通量始终减小，由楞次定律可知感应电流的方向保持不变，故B正确；线框上下两边受到的安培力方向虽相反，但上边所处位置的磁感应强度始终大于下边所处位置的磁感应强度，故上边所受的安培力大于下边所受的安培力，其合力不为零，故C错；由能量守恒可知下落时一部分机械能会转化为线框通电发热产生的内能，故线框的机械能减少，D错．7.【答案】B【解析】磁极在A点时，磁极处磁场线最多，则穿过线圈的磁通量最大，当由A点平移到B点磁场线不断减少，则穿过线圈磁通量的变化情况是变小，则B正确．8.【答案】C【解析】由于线框进入磁场是做匀加速直线运动，故速度是逐渐增加的，所以进入磁场时产生的电动势也是逐渐增加的，由于线框的电阻不变，故线框中的电流也是逐渐增加的，选项A错误；当线框全部进入磁场后，由于穿过线框的磁通量不变，故线框中的电动势为0，所以线框里的电流为0，选项B错误；由于线框在进入磁场的过程中的电流是均匀增加的，故ad边两端电压也是均匀增加的，但当线框全部进入磁场后，ad间的电压相当于一个导体棒在磁场中切割磁感线而产生的感应电压，该电压随运动速度的增大而增大，且大于t2时刻时ad间的电压，选项C正确；而对线框的拉力，在线框进入磁场前，由于线框做加速运动，故需要一定的拉力，进入磁场后，线框中的感应电流是均匀增加的，会产生阻碍线框运动的均匀增大的安培力，故需要的拉力也是均匀增大的，即F＝ma＋，可见拉力F与速度v(或时间t)成线性关系，不是正比关系，其图象不过原点，选项D错误．9.【答案】B【解析】根据楞次定律可知：当条形磁铁沿轴线竖直向下迅速移动时，铝环内的磁通量增大，因此铝环做出的反应是面积有收缩的趋势，同时将远离磁铁，故增大了和桌面的挤压程度，从而使铝环对桌面压力增大，故B项正确．10.【答案】D【解析】因为线圈平面和磁场方向平行，所以没有磁感线穿过线圈，即通过线圈的磁通量为零，D 正确．11.【答案】B【解析】根据磁通量的定义可得通过线框的磁通量Φ＝BS sinα，代入解得Φ＝BS，所以B正确，A、C、D错误．12.【答案】B【解析】由于bc进入磁场时，根据右手定则判断出其感应电流的方向是沿adcba的方向，其方向为负方向，所以A、C错误；当逐渐向右移动时，切割磁感线的条数在增加，故感应电流在增大；当bc边穿出磁场区域时，线圈中的感应电流方向变为abcda，是正方向，故其图象在时间轴的上方，所以B正确，D错误．13.【答案】B【解析】设原磁感应强度是B，线框面积是S.第1 s内ΔΦ1＝2BS－BS＝BS，第2 s内ΔΦ2＝2B·－2B·S＝－BS.因为E＝n，所以两次电动势大小相等，B正确．14.【答案】D【解析】将一个周期分为四个阶段，对全过程的分析列表如下：看上表的最后一列，可知选项D正确．15.【答案】A【解析】由楞次定律可得开始时电流方向为正，线框匀速运动，电动势均匀变化，而回路电阻不变，所以电流在每个单调变化时间内呈线性变化．所以A正确，B错误；因为线框匀速运动，由能量守恒知，外力的功率与线框中电流的电功率大小相等，因回路电阻不变，而电流线性变化，所以功率是非线性变化的，所以C、D均错误．16.【答案】【解析】在匀速提升过程中线圈运动速度v＝，线圈中感应电动势E＝nBLv，产生的感应电流I＝，流过导线横截面的电荷量q＝I·t，联立得q＝.17.【答案】2mg sinθ【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 sinθ①又F安＝BIL②而I＝③联立①②③式得：F－－mg sinθ＝0④同理可得，ab杆沿导轨下滑达到最大速度时：mg sinθ－＝0⑤联立④⑤两式解得：F＝2mg sinθv＝.18.【答案】(1)10 m/s(2)0.4 J(3)0.2 J【解析】(1)设绳子的拉力为F，对砝码：F＝m1g sin 30°＝2 N对线圈：F＝m2g＋F安，F安＝代入数据得：v＝10 m/s.(2)W＝Fl＝2×0.2 J＝0.4 J.(3)由能量转化守恒定律得：Q＝W－m2gl＝0.4 J－0.1×10×0.2 J＝0.2 J.19.【答案】(1)(2)(3)【解析】(1)ab边切割磁感线产生的电动势为E＝BLv 所以通过线框的电流为I＝＝.(2)ab边两端电压为路端电压：Uab＝I·3R所以Uab＝(3)线框被拉入磁场的整个过程所用时间t＝，线框中电流产生的热量Q＝I2·4R·t＝.。
人教版高中物理选修32第四章《电磁感应》单元检测题(解析版)
人教版高中物理选修32第四章《电磁感应》单元检测题（解析版）一、单项选择题1.如下图，平行润滑导轨MM′、NN′水平放置，固定在竖直向下的匀强磁场中．导体滑线AB、CD横放其上运动，构成一个闭合电路，当AB向右滑动的瞬间，电路中感应电流的方向及滑线CD遭到的磁场力方向区分为( )A．电流方向沿ABCD；受力方向向右B．电流方向沿ABCD；受力方向向左C．电流方向沿ADCB；受力方向向右D．电流方向沿ADCB；受力方向向左2.如下图，金属棒ab置于水平放置的润滑框架cdef上，棒与框架接触良好，匀强磁场垂直于ab棒斜向下．从某时辰末尾磁感应强度平均减小，同时施加一个水平方向上的外力F使金属棒ab坚持运动，那么F( )A．方向向右，且为恒力B．方向向右，且为变力C．方向向左，且为变力D．方向向左，且为恒力3.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，在线圈中发生感应电动势，其E－t关系如下图．假设只将刷卡速度改为，线圈中的E－t关系图能够是( )A． B．C． D．4.如下图，是用导线做成的圆形回路与不时导线构成的几种位置组合，以下组合中，切断直导线中的电流时，穿过闭合回路中磁通质变化的是(图①②③中直导线都与圆形线圈在同一平面内，O点为线圈的圆心，图④中直导线与圆形线圈平面垂直，并与其中心轴重合)( )A．①② B．②③ C．③④ D．②④5.某研讨性学习小组在探求电磁感应现象和楞次定律时，设计并停止了如下实验：如图，矩形金属线圈放置在水平薄玻璃板上，有两块相反的蹄形磁铁，相对固定，四个磁极之间的距离相等．当两块磁铁匀速向右经过线圈位置时，线圈运动不动，那么线圈所受摩擦力的方向是( )A．先向左，后向右B．先向左，后向右，再向左C．不时向右D．不时向左6.面积为2.0×10－2m2的单匝矩形线圈放在磁感应强度为 4.0×10－2T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( )A． 8.0×10－4Wb B． 4.0×10－2WbC． 10－4Wb D． 10－3Wb7.资料、粗细相反，长度不同的电阻丝做成ab、cd、ef三种外形的导线，区分放在电阻可疏忽的润滑金属导轨上，并与导轨垂直，如下图，匀强磁场方向垂直导轨平面向内．外力使导线水平向右做匀速运动，且每次运动的速率相反，三根导线在导轨间的长度关系是Lab ＜Lcd＜Lef，那么( )A．Lef最大，所以ef发生的感应电动势最大B．Lef最大，所以ef中的感应电流最小C．因三根导线切割磁感线的有效长度相反，故它们发生的感应电流相反D．疏忽导体内能变化，三根导线每秒发生的热量相反8.如下图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，那么在以下四种状况下，线框中会发生感应电流的是( )A．线框平面一直与磁感线平行，线框在磁场中左右运动B．线框平面一直与磁感线平行，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9.如下图，质量为m、高为h的矩形导线框在竖直面内自在下落，其上下两边一直坚持水平，途中恰恰匀速穿过一有理想边界、高亦为h的匀强磁场区域，线框在此进程中发生的内能为( )A．mgh B． 2mgh C．大于mgh而小于2mgh D．大于2mgh 10.如图甲所示，两个闭合圆形线圈A、B圆心重合，放在同一水平面内，线圈A中通以如图乙所示的变化电流，t＝0时电流的方向为顺时针(如图中箭头所示)，在t1～t2时间内，关于线圈B，以下说法中正确的选项是( )A．线圈B内有顺时针方向的电流，线圈有扩张的趋向B．线圈B内有顺时针方向的电流，线圈有收缩的趋向C．线圈B内有逆时针方向的电流，线圈有扩张的趋向D．线圈B内有逆时针方向的电流，线圈有收缩的趋向11.如下图，在水平木制桌面上平放一个铜制的圆环，在它上方近处有一个N极朝下的条形磁铁，铜环一直运动．关于铜环对桌面的压力F和铜环重力G的大小关系，以下说法中正确的选项是( )A．当条形磁铁接近铜环时，F<GB．当条形磁铁远离铜环时，F<GC．无论条形磁铁接近还是远离铜环，F＝GD．无论条形磁铁接近还是远离铜环，F>G12.如下图，MN、PQ为两条平行放置的金属导轨，左端接有定值电阻R，金属棒AB斜放在两导轨之间，与导轨接触良好，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面，设金属棒与两导轨接触点之间的距离为l，金属棒与导轨间夹角为60°，以速度v水平向右匀速运动，不计导轨和棒的电阻，那么流过金属棒中的电流为( )A．I＝ B．I＝ C．I＝ D．I＝二、多项选择题13.单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量Φ随时间t的关系图象如下图，那么( )A．在t＝0时辰，线圈中磁通量最大，感应电动势也最大B．在t＝1×10－2s时辰，感应电动势最大C．在t＝2×10－2s时辰，感应电动势为零D．在0～2×10－2s时间内，线圈中感应电动势的平均值为零14. 在润滑的水平面上方，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)位置末尾向右运动，当线框运动到区分有一半面积在两个磁场中的如图(Ⅱ)位置时，线框的速度为，那么以下说法正确的选项是( )A．图(Ⅱ)时线框中的电功率为B．此进程中回路发生的电能为mv2C．图(Ⅱ)时线框的减速度为D．此进程中经过线框横截面的电荷量为15. 如下图，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．假定要延长上述加热时间，以下措施可行的有( )A．添加线圈的匝数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16. 两圆环A、B置于同一水平面上，其中A为平均带电绝缘环，B为导体环．当A以如下图的方向绕中心轴转动的角速度发作变化时，B中发生如下图方向的感应电流，那么( )A．A能够带正电且转速减小B．A能够带正电且转速增大C．A能够带负电且转速减小D．A能够带负电且转速增大17. 如下图，〝U〞形金属框架固定在水平面上，金属杆ab与框架间无摩擦，整个装置处于竖直方向的磁场中．假定因磁场的变化，使杆ab向右运动，那么磁感应强度A．方向向下并减小B．方向向下并增大C．方向向上并增大D．方向向上并减小三、实验题18.如下图为〝研讨电磁感应现象〞的实验装置．(1)将图中所缺的导线补接完整；(2)假设在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上电键后能够出现的状况有：A．将原线圈迅速拔出副线圈时，灵敏电流计指针将________．B．原线圈拔出副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，灵敏电流计指针________．19.在研讨电磁感应现象的实验中所用的器材如下图．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)怎样才干使线圈B中有感应电流发生？试举出两种方法：①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________.四、计算题20.如下图，边长为L、匝数为n的正方形金属线框，它的质量为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，磁场随时间的变化规律为B＝kt.求：(1)线框中的电流强度为多大？(2)t时辰线框受的安培力多大？21.如下图，有一倾角α＝37°的粗糙斜面，斜面所在空间存在一有界矩形匀强磁场区域GIJH，其宽度GI＝HJ＝L＝0.5 m．有一质量m＝0.5 kg的〝日〞字形匀质导线框abcdef，从斜面上运动释放，释放时ef平行于GH且距GH为4L，导线框各段长ab＝cd＝ef＝ac＝bd＝ce＝df＝L＝0.5 m，线框与斜面间的动摩擦因数μ＝0.25，ab、cd、ef三段的阻值相等、均为R＝0.5 Ω，其他电阻不计．ef边刚进入磁场时线框恰恰做匀速运动，不计导线粗细，重力减速度g＝10 m/s2，求：(1)ef边刚进入磁场时的速度v的大小．(2)匀强磁场的磁感应强度B.(3)线框从末尾运动到ab边穿出磁场进程中ab边发的焦耳热为多少？答案解析1.【答案】C【解析】由右手定那么知AB中感应电流方向由B→A，CD中电流方向由D→C，由左手定那么可判定CD遭到向右的安培力．2.【答案】C【解析】由E＝n S可知，因磁感应强度平均减小，感应电动势E恒定，由F安＝BIL，I＝可知，ab棒受的安培力随B的减小，平均变小，由外力F＝F可知，外力F也平安均增加，为变力，由左手定那么可判别F安水平向右，所以外力F水平向左．C正确．3.【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.4.【答案】B【解析】通电直导线周围空间的磁场是非匀强磁场，磁感线是在垂直于导线的平面内以导线为中心的同心圆，离导线越远，磁感应强度越弱，所以①中磁通量、④中磁通量不时为零，②中既有向里的磁通量，也有向外的磁通量，但直导线中有电流时，总磁通量不为零，切断直导线中电流时，磁通质变为零．③中线圈有向外的磁通量，切断直导线中电流时，磁通质变为零．故B正确．5.【答案】D【解析】依据楞次定律的推行意义，线圈中发生的感应电流的磁场会阻碍原来磁通质变化，线圈相对磁铁〝来拒去留〞，即当磁铁接近时它们相互排挤，线圈遭到向右的斥力，当磁铁远离时，线圈遭到向右的引力，线圈运动不动，故线圈受玻璃板对它的静摩擦力方向一直向左．6.【答案】A【解析】当线圈平面与磁场方向垂直时，穿过线圈的磁通量有Φ＝BS＝2.0×10－2×4.0×10－2Wb＝8.0×10－4Wb，应选A.7.【答案】B【解析】三根导体的切割磁感线等效长度相反，ef的电阻最大，所以电流做小，B对．8.【答案】C【解析】四种状况中初始位置线框均与磁感线平行，磁通量为零，按A、B、D三种状况线框运动后，线框仍与磁感线平行，磁通量坚持为零不变，线框中不发生感应电流．C中线框转动后，穿过线框的磁通量不时发作变化，所以发生感应电流，C项正确．9.【答案】B【解析】因线框匀速穿过磁场，在穿过磁场的进程中合外力做功为零，克制安培力做功为2mgh，发生的内能亦为2mgh.应选B.10.【答案】A【解析】t1～t2时间内，线圈A中的电流方向为逆时针，依据安培定那么可知在线圈A 外部发生的磁场方向向外，线圈外部发生的磁场方向向里，线圈B的总磁通量是穿出的．由于线圈A中的电流添加，故穿过线圈B的磁通量添加，依据楞次定律，在线圈B中将发生顺时针方向的感应电流，并且线圈B有扩张的趋向，故A对，B、C、D错．11.【答案】B【解析】由楞次定律可知，条形磁铁接近时，相互排挤，远离时相互吸引，B对．12.【答案】B【解析】l垂直于v的长度l sinθ为有效切割长度，所以E＝Blv sin 60°＝Blv，由欧姆定律I＝得I＝.应选B.13.【答案】BC【解析】由法拉第电磁感应定律知E∝，故t＝0及t＝2×10－2s时辰，E＝0，A错，C对．t＝1×10－2s，E最大，B对.0～2×10－2s，ΔΦ≠0，E≠0，D错．14.【答案】AB【解析】回路中发生感应电动势为E＝2Ba感应电流为I＝＝，此时线框中的电功率P＝I2R＝，故A正确．依据能量守恒定律失掉，此进程回路发生的电能为Q ＝mv2－m()2＝mv2，故B正确．左右两边所受安培力大小为F＝BIa＝，那么减速度为a＝＝，故C错误．此进程经过线框横截面的电荷量为q＝＝，故D错误．应选A、B.15.【答案】AB【解析】当线圈中通以交变电流时，在金属杯中将发生感应电流，依据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势E＝n，因此添加线圈的匝数可以提高感应电动势，感应电流的功率增大，使杯内的水沸腾所需的时间延长，提高交流电源的频率，磁通质变化率变大，感应电动势变大，感应电流的功率增大，应选项A、B正确；取走线圈中的铁芯那么使得线圈周围的磁场变弱，磁通量减小，磁通质变化率亦减小，感应电动势变小，从而使杯内的水沸腾所需的时间反而变长，应选项D错误；将金属杯换为瓷杯后，由于陶瓷不是导体，因此瓷杯中不能发生感应电流，无法给水加热，应选项C错误．16.【答案】BC【解析】选取A环研讨，假定A环带正电，且转速增大，那么使穿过环面的磁通量向里添加，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；假定A 环带负电，且转速增大，那么使穿过环面的磁通量向外添加，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．应选B、C.17.【答案】AD【解析】因磁场变化，发作电磁感应现象，杆ab中有感应电流发生，而使杆ab遭到磁场力的作用，并发作向右运动．ab向右运动，使得闭合回路中磁通量有添加的趋向，说明原磁场的磁通量肯定削弱，即磁感应强度正在减小，与方向向上、向下有关．故A、D正确，B、C错误．18.【答案】(1)(2)向右偏转一下向左偏转一下【解析】(1)见以下图(2)依照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，那么A.向右偏转一下；B.向左偏转一下．19.【答案】(1)实物电路图如下图：(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)实物电路图如下图：(2)断开或闭合开关的进程中或闭合开关后移动滑片的进程中，穿过线圈B的磁通量发作，线圈B中有感应电流发生．20.【答案】(1)(2)t【解析】(1)线框中的电动势E＝n＝nS＝nL2k，电流为I＝.(2)安培力为F＝BIL＝kt L＝t.21.【答案】(1)4 m/s (2)1 T (3)1 J【解析】(1)由动能定理可知：mg4L sinα－μmg cosα4L＝mv2－0得v＝4 m/s.(2)当线框匀速运动时，对电路：E＝BLvR＝R＋R总I＝对线框：mg sinα＝μmg cosα＋BIL解得B＝1 T.(3)线框每条边切割磁感线等效电路都一样．所以ef和cd作为电源时＝EUad时间为t＝Q＝t1当ab做为电源时，Uab＝E时间为t＝，Q2＝t整个进程总热量，Q＝Q1＋Q2＝1 J.。
人教版高中物理选修3-2第四章 电磁感应单元练习题(含详细答案)
第四章电磁感应一、单选题1.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变长B．S减小,l变短C．S增大,l变短D．S减小,l变长2.关于涡流,下列说法中不正确的是()A．真空冶炼炉是利用涡流来熔化金属的装置B．家用电磁灶锅体中的涡流是由恒定磁场产生的C．阻尼摆摆动时产生的涡流总是阻碍其运动D．铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成能减小涡流3.如图中画出的是穿过一个闭合线圈的磁通量随时间的变化规律,以下哪些认识是正确的()A．第0.6 s末线圈中的感应电动势是4 VB．第0.9 s末线圈中的瞬时电动势比0.2 s末的小C．第1 s末线圈的瞬时电动势为零D．第0.2 s末和0.4 s末的瞬时电动势的方向相同4.如图所示,一个由导体做成的矩形线圈,以恒定速率v运动,从无场区进入匀强磁场区,磁场宽度大于矩形线圈的宽度da,然后出来,若取逆时针方向的电流为正方向,那么下列图中的哪一个图能正确地表示回路中的电流与时间的函数关系()A．B．C．D．5.如图所示,一个带正电的粒子在垂直于匀强磁场的平面内做圆周运动,当磁感应强度均匀增大时,此粒子的动能将()A．不变B．增大C．减少D．以上情况都有可能6.如图所示,一沿水平方向的匀强磁场分布在宽度为2L的某矩形区域内(长度足够大),该区域的上、下边界MN、PS是水平的．有一边长为L的正方形导线框abcd从距离磁场上边界MN的某高处由静止释放下落并穿过该磁场区域,已知当线框的ab边到达MN时线框刚好做匀速直线运动(以此时开始计时),以MN处为坐标原点,取如图坐标轴x,并规定逆时针方向为感应电流的正方向,则关于线框中的感应电流与ab边的位置坐标x间的以下图线中,可能正确的是()A．B．C．D．7.如下图所示,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()A．导线框中感应电流的方向依次为ACBA→ABCA→ACBAB．导线框的磁通量为零时,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8.一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．B． 1C． 2D． 49.法拉第电磁感应定律可以这样表述：闭合电路中感应电动势的大小()A．跟穿过这一闭合电路的磁通量成正比B．跟穿过这一闭合电路的磁感应强度成正比C．跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化率成正比D．跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化量成正比10.某线圈中产生了恒定不变的感应电流,关于穿过该线圈的磁通量Φ随时间t变化的规律,可能是下面四幅图中的()A．B．C．D．二、多选题11.(多选)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,其上端所接定值电阻为R.给金属棒ab一沿斜面向上的初速度v0,并与两导轨始终保持垂直且接触良好,ab棒接入电路的电阻为r,当ab棒沿导轨上滑距离x时,速度减小为零．则下列说法不正确的是()A．在该过程中,导体棒所受合外力做功为mvB．在该过程中,通过电阻R的电荷量为C．在该过程中,电阻R产生的焦耳热为D．在导体棒获得初速度时,整个电路消耗的电功率为v012.(多选)在如图所示的各图中,闭合线框中能产生感应电流的是()A．B．C．D．13.如图所示,在匀强磁场中放有平行铜导轨,它与大线圈M相连接,要使小导线圈N获得顺时针方向的感应电流,则放在导轨上的金属棒ab的运动情况(两线圈共面放置)是()A．向右匀速运动B．向左加速运动C．向右减速运动D．向右加速运动三、实验题14.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．15.英国物理学家法拉第在1831年发现了“磁生电”现象．现在某一课外活动小组的同学想模仿一下法拉第实验,于是他们从实验室里找来了两个线圈A、B,两节干电池、电键、电流计、滑动变阻器等器材,如图所示．请同学们帮助该活动小组,用笔画线代替导线,将图中的器材连接成实验电路．四、计算题16.如图所示,长为L＝0.2 m、电阻为r＝0.3 Ω、质量为m＝0.1 kg的金属棒CD垂直放在位于水平面上的两条平行光滑金属导轨上,两导轨间距也为L,棒与导轨接触良好,导轨电阻不计,导轨左端接有R ＝0.5 Ω的电阻,量程为0～3.0 A的电流表串联在一条导轨上,量程为0～1.0 V的电压表接在电阻R 的两端,垂直导轨平面的匀强磁场向下穿过平面．现以向右恒定的外力F使金属棒右移,当金属棒以v＝2 m/s的速度在导轨平面上匀速滑动时,观察到电路中的一个电表正好满偏,而另一电表未满偏．问：(1)此时满偏的电表是什么表？说明理由．(2)拉动金属棒的外力F多大？(3)导轨处的磁感应强度多大？17.如图所示,ef、gh为水平放置的足够长的平行光滑导轨,导轨间距为L＝1 m,导轨左端连接一个R ＝3 Ω的电阻,一根电阻为1 Ω的金属棒cd垂直地放置在导轨上,与导轨接触良好,导轨的电阻不计,整个装置放在磁感应强度为B＝2 T的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向上．现对金属棒施加4 N的水平向右的拉力F,使棒从静止开始向右运动,试解答以下问题：(1)金属棒达到的最大速度v是多少？(2)金属棒达到最大速度后,R上的发热功率为多大？18.如图所示,两根足够长的光滑金属导轨ab、cd竖直放置,导轨间距离为L,电阻不计．在导轨上端并接两个额定功率均为P、电阻均为R的小灯泡．整个系统置于匀强磁场中,磁感应强度方向与导轨所在平面垂直．现将一质量为m、电阻可以忽略的金属棒MN从图示位置由静止开始释放．金属棒下落过程中保持水平,且与导轨接触良好．已知某时刻后两灯泡保持正常发光．重力加速度为g.求：(1)磁感应强度的大小;(2)灯泡正常发光时金属棒的运动速率．五、填空题19.如图所示,线圈ABCO面积为0.4 m2,匀强磁场的磁感应强度B＝0.1 T,方向为x轴正方向,通过线圈的磁通量为________Wb.在线圈由图示位置绕z轴向下转过60°的过程中,通过线圈的磁通量改变了________Wb.(可以用根式表示)20.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”)．21.如下图所示,半径为r的金属圆环绕通过直径的轴OO′以角速度ω匀速转动,匀强磁场的磁感应强度为B,以金属环的环面与磁场方向重合时开始计时,求在转动30°角的过程中,环中产生的平均感应电动势为________．22.如图所示,金属环直径为d、总电阻为2R,匀强磁场磁感应强度为B,垂直穿过环所在平面．电阻为的导体杆AB沿环表面以速度v向右滑至环中央时,杆两端的电压为________．23.如下图甲所示,环形线圈的匝数n＝1000,它的两个端点a和b间接有一理想电压表,线圈内磁感应强度B的变化规律如图乙所示,线圈面积S＝100 cm2,则Uab＝________,电压表示数为________V.答案解析1.【答案】D【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法进行阻碍,故D正确．2.【答案】B【解析】高频感应炉是用涡流来熔化金属对其进行冶炼的,炉内放入被冶炼的金属,线圈内通入高频交变电流,这时被冶炼的金属中产生涡流就能被熔化．故A正确;电磁炉利用高频电流在电磁炉内部线圈中产生磁场,当含铁质锅具放置炉面时,铁磁性锅体被磁化,锅具即切割交变磁感线而在锅具底部产生交变的涡流,恒定磁场不会产生涡流,故B错误;阻尼摆摆动时产生的涡流总是阻碍其运动,当金属板从磁场中穿过时,金属板板内感应出的涡流会对金属板的运动产生阻碍作用．故C正确;在整块导体内部发生电磁感应而产生感应电流的现象称为涡流现象,要损耗能量,不用整块的硅钢铁芯,其目的是为了减小涡流,故D正确．本题选择错误的,故选B.3.【答案】A【解析】由法拉第电磁感应定律知：感应电动势E＝可知：0．3～0.8 s：E＝＝＝－4 V,负号表示方向与正方向相反,A正确;图象的斜率表示电动势的大小,由图象知第0.9 s末线圈中的瞬时电动势比0.2 s末的大,B错误;第1 s末线圈的磁感强度为零,但磁通量的变化率不为零,电动势不为零,C错误;第0.2 s末和0.4 s末的图象斜率一正一负,瞬时电动势的方向相反,D错误．4.【答案】C【解析】根据楞次定律,线圈进入磁场的过程,穿过线圈的磁通量向里的增加,产生逆时针方向的感应电流,因为速度恒定,所以电流恒定,故A、D错误;离开磁场时,穿过线圈的向里的磁通量减少,所以产生顺时针方向的电流,B错误,C正确．5.【答案】B【解析】当垂直纸面向里的磁场增强时,产生逆时针的涡旋电场,带正电的粒子将受到这个电场对它的电场力作用,而使动能增加,故B正确．6.【答案】D【解析】在第一个L内,线框匀速运动,电动势恒定,电流恒定;在第二个L内,线框只在重力作用下加速,速度增大;在第三个L内,安培力大于重力,线框减速运动,电动势减小,电流减小．这个过程加速度逐渐减小,速度是非线性变化的,电动势和电流都是非线性减小的,选项A、B均错误．安培力再减小,也不至于减小到小于第一段时的值,因为当安培力等于重力时,线框做匀速运动,选项C错误,D正确．7.【答案】A【解析】根据右手螺旋定则可知导线上方的磁场方向垂直于纸面向外,下方的磁场方向垂直于纸面向里,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,当增大到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,当增大到A点与导线重合时,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,所以根据楞次定律可知,感应电流的磁场总是阻碍内部磁通量的变化,所以感应电流的磁场先向内,再向外,最后向内,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．8.【答案】B【解析】设原磁感应强度是B,线框面积是S.第1 s内ΔΦ1＝2BS－BS＝BS,第2 s内ΔΦ2＝2B·－2B·S＝－BS.因为E＝n,所以两次电动势大小相等,B正确．9.【答案】C【解析】由法拉第电磁感应定律可知,闭合电路中产生的感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比,与磁通量及磁通量的变化量无关．故A、B、D错误,C正确．10.【答案】B【解析】要想该线圈中产生恒定不变的感应电流,则要求该线圈中产生的感应电动势是恒定不变的,要想线圈中产生恒定不变的感应电动势,由法拉第电磁感应定律可知,穿过线圈的磁通量的变化率应是恒定的,即在Φ－t图象中,其图线是一条倾斜的直线．11.【答案】ABC【解析】在该过程中,导体棒和金属导轨组成的系统所受合外力做功为mv,A错误;由q＝IΔt,I＝,E＝＝,通过电阻R的电荷量为q＝,B错误;由于不知摩擦力是否存在,所以C错误;在导体棒获得初速度时,电路中电动势为E＝Blv0,I＝,P＝I2(r＋R)＝v0,D正确．12.【答案】AB【解析】感应电流产生的条件是：只要穿过闭合线框的磁通量变化,闭合线框中就有感应电流产生．A图中,线框转动过程中,通过线框的磁通量发生变化,线框中有感应电流产生;B图中离直导线越远磁场越弱,所以当线框远离导线时,线框中磁通量不断变小,所以B图中有感应电流产生;C图中一定要把条形磁铁周围的磁感线空间分布图弄清楚,在图示位置,线框中的磁通量为零,在向下移动过程中,线框的磁通量一直为零,磁通量不变,线框中无感应电流产生;D图中,线框中的磁通量一直不变,无感应电流产生．故选A、B.13.【答案】BC【解析】14.【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．15.【答案】【解析】线圈A与带电池的电路相连,线圈B与电流计相连,当滑动滑动变阻器时,线圈A中的电流变化,从而引起B中产生感应电流,也可以保持滑动器划片不动,线圈A插入或者拔出时,都可以引起B中产生感应电流．16.【答案】(1)见解析(2)1.6 N(3)4 T【解析】(1)假设电流表满偏,则I＝3.0 A,R两端电压U＝IR＝3.0×0.5 V＝1.5 V,将大于电压表的量程,不符合题意,故满偏电表应该是电压表．(2)由能量关系知,电路中的电能是外力做功转化来的,所以有Fv＝I2(R＋r),I＝,两式联立得F＝＝1.6 N.(3)磁场是恒定的,且不发生变化,由于CD运动而产生感应电动势,因此是动生电动势．根据法拉第电磁感应定律有E＝BLv,根据闭合电路欧姆定律得E＝U＋Ir以及I＝,联立三式得B＝＋＝4 T.17.【答案】(1)4 m/s(2)12 W【解析】(1)当金属棒速度最大时,拉力与安培力相等.＝F,v m＝＝4 m/s(2)回路中电流为I＝＝2 A,电阻上的发热功率为P＝I2R＝12 W.18.【答案】(1)(2)【解析】(1)设小灯泡的额定电流为I0,有P＝I R,①由题意,在金属棒沿导轨竖直下落的某时刻后,小灯泡保持正常发光,流经MN的电流为I＝2I0,②此时金属棒MN所受的重力和安培力相等,下落的速度达到最大值,有mg＝BLI,③联立①②③式得B＝(2)设灯泡正常发光时,金属棒的速率为v,由电磁感应定律与闭合电路欧姆定律得E＝BLv,⑤E＝RI0,⑥联立①②④⑤⑥式得v＝.⑦19.【答案】00.02或3.46×10－2【解析】线圈ABCO与x轴正方向的匀强磁场平行,没有一条磁感线穿过平面,所以磁通量等于0.在线圈由图示位置绕z轴向下转过60°时,线圈在中性面上面的投影面积为0.4×sin 60°,磁通量Φ＝0.1×0.4×sin 60°＝0.02Wb,磁通量变化量ΔΦ＝0.1×0.4×sin 60°－0＝0.02Wb.20.【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．21.【答案】3Bωr2【解析】ΔΦ＝Φ2－Φ1＝BS sin 30°－0＝Bπr2.又Δt＝＝＝所以＝＝＝3Bωr2.22.【答案】【解析】杆切割产生的感应电动势：E＝Bdv.两个电阻为R的半金属圆环并联,并联电阻R并＝R,电路电流(总电流)：I＝＝,杆两端的电压：U＝IR并＝Bdv.23.【答案】50 V50【解析】由B－t图象可知＝5 T/s由E＝n S得：E＝1 000×5×100×10－4V＝50 V.。
人教版高中物理选修3-2第四章《电磁感应》单元测试题含答案解析
人教版高中物理选修3-2第四章《电磁感应》单元测试题学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、多选题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发生变化而引起的电磁感应现象B．自感电动势总是阻碍原电流的变化C．自感电动势的方向总是与原电流的方向相反D．自感电动势的方向总是与原电流的方向相同2．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2v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A．图（II）时线框中的电功率为B．此过程中回路产生的电能为C．图（II）时线框的加速度为22 2B a v mRD．此过程中通过线框截面的电量为3．如图,静止的金属棒ab、cd与足够长的水平光滑金属导轨垂直且接触良好,匀强磁场竖直向下.ab棒在恒力F作用下向右运动,则()A．安培力对ab棒做正功B．abdca回路的磁通量先增加后减少C．安培力对cd棒做正功D．F做的功等于回路产生的总热量和系统动能增量之和4．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→M B．感应电流方向是M→NC．安培力方向水平向左D．安培力方向水平向右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，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6．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管是用铝制成的二、单选题7．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8．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( )A ．B a ＝B b ＝B c ，Φa ＝Φb ＝ΦcB ．a b c B B B >>，a b c Φ<Φ<ΦC ．B a >B b >B c ，Φa >Φb >ΦcD ．B a >B b >B c ，Φa ＝Φb ＝Φc9．如图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，闭合电键调节滑动变阻器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，使他们都正常发光，然后断开电键S ．重新闭合电键S ，则（ ）A ．闭合瞬间，1A 立刻变亮，2A 逐渐变亮B ．闭合瞬间，1A 、2A 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，1A 和2A 两端电势差不相同10．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00B B kt k +=>（）随时间变化，0t =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kL C π24 D ．带负电，电荷量是kL C π24 11．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 2L 2√2gL RB ．BL√Q RtC ．B 2L 2RtD ．B 2L 2R √2(mgL−Q )m12．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13．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，运动过程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<v114．如图所示，圆环形导体线圈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，下列表述不正确的是( )A．线圈a中将产生俯视逆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有收缩的趋势D．线圈a对水平桌面的压力F N将增大15．如图所示，在垂直于纸面足够大范围内的匀强磁场中，有一个矩形线圈abcd，线圈平面与磁场垂直，O1O2是线圈的对称轴。
高中物理人教版选修3-2检测：第四章电磁感应4.4法拉第电磁感应定律含答案解析
【最新】高中物理人教版选修3-2检测：第四章电磁感应4.4法拉第电磁感应定律学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．下列几种说法中正确的是（）A．线圈中的磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大B．穿过线圈的磁通量越大，线圈中的感应电动势越大C．线圈放在磁场越强的位置，线圈中的感应电动势越大D．线圈中的磁通量变化越快，线圈中产生的感应电动势越大2．一根直导线长0.1 m，在磁感应强度为0.1 T的匀强磁场中以10 m/s的速度匀速运动，则导线中产生的感应电动势的说法错误的是A．一定为0.1 VB．可能为零C．可能为0.01 VD．最大值为0.1 V3．用均匀导线做成的正方形线框边长为0.2 m，正方形的一半放在垂直纸面向里的匀强磁场中，如图所示，当磁场以10 T/s的变化率增强时，线框中a、b两点电势差是()A．U ab＝0.1 V B．U ab＝－0.1 VC．U ab＝0.2 V D．U ab＝－0.2 V4．如图所示，闭合开关S，将条形磁铁两次插入闭合线圈，第一次用0.2 s，第二次用0.4 s，并且两次的起始和终止位置相同，则()A．第一次磁通量变化较大B ．第一次G 的最大偏角较大C ．第一次经过G 的总电荷量较多D ．若开关S 断开，G 不偏转，故两次均无感应电动势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00B B kt k +=>（）随时间变化，0t =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kL C π24 D ．带负电，电荷量是kL C π24 6．如图所示，PQRS 为一正方形导线框，它以恒定速度向右进入以MN 为边界的匀强磁场，磁场方向垂直线框平面，MN 线与线框的边成45°角，E 、F 分别为PS 和PQ 的中点，关于线框中的感应电流（ ）A ．当E 点经过边界MN 时，感应电流最大B ．当P 点经过边界MN 时，感应电流最大C ．当F 点经过边界MN 时，感应电流最大D ．当Q 点经过边界MN 时，感应电流最大7．一个电阻是R ，半径为r 的单匝线圈放在磁感应强度为B 的匀强磁场中，如图所示，若以线圈的直径为轴旋转180°，则在此过程中，导线横截面上通过的电荷量为( )A．0 B．Bπr2RC．2Bπr2R D．4Bπr2R8．如图所示，导体AB的长为2R，绕O点以角速度ω匀速转动，OB长为R，且OBA 三点在一条直线上，有一磁感应强度为B的匀强磁场充满转动平面，且与转动平面垂直，那么A、B两端的电势差为()A．12BωR2B．2BωR2C．4BωR2D．6BωR29．一正方形闭合导线框abcd边长L＝0.1 m，各边电阻均为1 Ω，bc边位于x轴上，在x轴原点O右方有宽L＝0.1 m、磁感应强度为1 T、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域，如图所示．在线框以恒定速度4 m/s沿x轴正方向穿越磁场区域的过程中，如图所示的各图中，能正确表示线框从进入到穿出磁场过程中，ab边两端电势差U ab随位置变化情况的是()A．B．C．D．10．在图中，EF、GH为平行的金属导轨，其电阻不计，R为电阻，C为电容器，AB 为可在EF和GH上滑动的导体横杆．有匀强磁场垂直于导轨平面．若用I1和I2分别表示图中该处导线中的电流，则当横杆AB( )A．匀速滑动时，I1＝0，I2＝0 B．匀速滑动时，I1≠0，I2≠0C．加速滑动时，I1＝0，I2＝0 D．加速滑动时，I1≠0，I2≠011．如图所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路。
高中物理 选修3-2-电磁感应习题(有答案)
电磁感应练习（含答案）一、单项选择题：（每题3分，共计18分）1、下列说法中正确的有： （ ） 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，若穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中没有感应电流和感应电动势D 、线框不闭合时，若穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中没有感应电流，但有感应电动势2、根据楞次定律可知感应电流的磁场一定是： （ ） A 、阻碍引起感应电流的磁通量； B 、与引起感应电流的磁场反向；C 、阻碍引起感应电流的磁通量的变化；D 、与引起感应电流的磁场方向相同。
3、穿过一个单匝闭合线圈的磁通量始终为每秒均匀增加2Wb,则 （ ） A.线圈中感应电动势每秒增加2V B.线圈中感应电动势每秒减少2VC.线圈中感应电动势始终为一个确定值，但由于线圈有电阻，电动势小于2VD.线圈中感应电动势始终为2V4、在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，规定线圈中感应电流的正方向如图1所示，当磁场的磁感应强度B 随时间如图2变化时，图3中正确表示线圈中感应电动势E变化的是 （ ） A ． B ． C ． D ． 5磁场，螺线管下方水平桌面上有一导体圆环，导线abcd 所围区域内磁场的磁感强度按下列哪一图线所表示的方式随时间变化时，导体圆环将受到向上的磁场作用力（ ）6.粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行，现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如图所示，则在移动过程中线框的一边a 、b 两点间电势差绝对值最大的是（ ）2E E-E -2E 2E E -E -2E E 2E -E -2E E 2E -E -2E /s 图2B（A ） （B ） （C ） （D ）二、多项选择题：（每题4分，共计16分）7、如图所示，导线AB 可在平行导轨MN 上滑动，接触良好，轨道电阻不计 电流计中有如图所示方向感应电流通过时，AB 的运动情况是：（ ） A 、向右加速运动； B 、向右减速运动； C 、向右匀速运动； D 、向左减速运动。
最新人教版高中物理选修3-2测试题及答案全套
最新人教版高中物理选修3-2测试题及答案全套单元测评(一)电磁感应(时间：90分钟满分：100分)第Ⅰ卷(选择题，共48分)一、选择题(本题有12小题，每小题4分，共48分．)1．下列现象中，属于电磁感应现象的是()A．小磁针在通电导线附近发生偏转B．通电线圈在磁场中转动C．因闭合线圈在磁场中运动而产生的电流D．磁铁吸引小磁针解析：电磁感应是指“磁生电”的现象，而小磁针和通电线圈在磁场中转动，反映了磁场力的性质，所以A、B、D项不是电磁感应现象，C项是电磁感应现象．答案：C如图所示，开始时矩形线框与匀强磁场的方向垂直，且一半在磁场内，一半在磁场外，若要使线框中产生感应电流，下列办法中不可行的是() A．将线框向左拉出磁场B．以ab边为轴转动(小于90°)C．以ad边为轴转动(小于60°)D．以bc边为轴转动(小于60°)解析：将线框向左拉出磁场的过程中，线框的bc部分做切割磁感线运动，或者说穿过线框的磁通量减少，所以线框中将产生感应电流．当线框以ab边为轴转动时，线框的cd边的右半段在做切割磁感线运动，或者说穿过线框的磁通量在发生变化，所以线框中将产生感应电流．当线框以ad边为轴转动(小于60°)时，穿过线框的磁通量在减小，所以在这个过程中线框中会产生感应电流．如果转过的角度超过60°(60°～300°)，bc 边将进入无磁场区，那么线框中将不产生感应电流．当线框以bc边为轴转动时，如果转动的角度小于60°，则穿过线框的磁通量始终保持不变(其值为磁感应强度与矩形线框面积的一半的乘积)．答案：D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()A．B a＝B b＝B c，Φa＝Φb＝ΦcB．B a＞B b＞B c，Φa＜Φb＜ΦcC．B a＞B b＞B c，Φa＞Φb＞ΦcD．B a＞B b＞B c，Φa＝Φb＝Φc解析：根据通电螺线管产生的磁场特点可知B a＞B b＞B c，由Φ＝BS可得Φa ＞Φb＞Φc，故C项正确．答案：C如图所示，一均匀的扁平条形磁铁的轴线与圆形线圈在同一平面内，磁铁中心与圆心重合，为了在磁铁开始运动时在线圈中得到逆时针方向的感应电流，磁铁的运动方式应是()A．N极向纸内，S极向纸外，使磁铁绕O点转动B．N极向纸外，S极向纸内，使磁铁绕O点转动C．磁铁在线圈平面内顺时针转动D．磁铁在线圈平面内逆时针转动解析：当N极向纸内、S极向纸外转动时，穿过线圈的磁场由无到有并向里，感应电流的磁场应向外，电流方向为逆时针，A选项正确；当N极向纸外、S极向纸内转动时，穿过线圈的磁场向外并增加，电流方向为顺时针，B选项错误；当磁铁在线圈平面内绕O点转动时，穿过线圈的磁通量始终为零，因而不产生感应电流，C、D选项错误．答案：A5．穿过闭合回路的磁通量Φ随时间t变化的图象分别如图所示，下列关于回路中产生的感应电动势的论述，正确的是()①②③④A．图①中回路产生的感应电动势恒定不变B．图②中回路产生的感应电动势一直在变大C．图③中回路在0～t1时间内产生的感应电动势小于在t1～t2时间内产生的感应电动势D．图④中回路产生的感应电动势先变小再变大解析：图④中磁通量的变化率先变小后变大，因此，回路产生的感应电动势先变小再变大．答案：D6．(多选题)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，以减小发热量解析：不使用整块硅钢而是采用很薄的硅钢片，这样做的目的是增大铁芯中的电阻，阻断涡流回路，来减少电能转化成铁芯的内能，提高效率是防止涡流而采取的措施．本题正确选项是BD.答案：BD7．(多选题如图所示，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()A．变为0B．先减小后不变C．等于F D．先增大再减小解析：导体棒a在恒力F作用下加速运动，最后匀速运动，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．由力平衡可知，导体棒b受到的摩擦力先沿斜面向上逐渐减小，最后不变，所以选项A、B正确，选项C、D错误．答案：AB8．如图所示，两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为l，磁场方向垂直纸面向里，abcd是位于纸面内的梯形线圈，ad与bc间的距离也为l，t＝0时刻，bc边与磁场区域左边界重合．现令线圈以向右的恒定速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域，取沿a→b→c→d→a方向的感应电流为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流I随时间t的变化的图线是图中的()A BC D解析：0～lv段，由右手定则判断感应电流方向为a→d→c→b→a，大小逐渐增大；lv～2lv段，由右手定则判断感应电流方向为a→b→c→d→a，大小逐渐增大，故B选项正确．答案：B9．(多选题)如图所示，水平放置的平行金属导轨左边接有电阻R，轨道所在处有竖直向下的匀强磁场，金属棒ab横跨导轨，它在外力的作用下向右匀速运动，速度为v.若将金属棒的运动速度变为2v，(除R外，其余电阻不计，导轨光滑)则() A．作用在ab上的外力应增大到原来的2倍B．感应电动势将增大为原来的4倍C．感应电流的功率将增大为原来的2倍D．外力的功率将增大为原来的4倍解析：由平衡条件可知，F＝B2L2Rv，可见，将金属棒的运动速度变为2v时，作用在ab上的外力应增大到原来的2倍，外力的功率将增大为原来的4倍．答案：AD10．(多选题)如图所示，E为电池，L是电阻可忽略不计、自感系数足够大的线圈，D1、D2是两个规格相同且额定电压足够大的灯泡，S是控制电路的开关．对于这个电路，下列说法正确的是()A．刚闭合开关S的瞬间，通过D1、D2的电流大小相等B．刚闭合开关S的瞬间，通过D1、D2的电流大小不相等C．闭合开关S待电路达到稳定，D2熄灭，D1比原来更亮D．闭合开关S待电路达到稳定，再将S断开的瞬间，D2立即熄灭，D1闪亮一下再熄灭解析：由于线圈的电阻可忽略不计、自感系数足够大，在开关S闭合的瞬间线圈的阻碍作用很大，线圈中的电流为零，所以通过D1、D2的电流大小相等，A项正确、B项错误；闭合开关S待电路达到稳定时线圈短路，D1中电流为零，回路电阻减小，D2比原来更亮，C项错误；闭合开关S待电路达到稳定，再将S断开瞬间，D2立即熄灭，线圈和D1形成回路，D1闪亮一下再熄灭，D项正确．答案：AD如图所示，矩形线圈放置在水平薄木板上，有两块相同的蹄形磁铁，四个磁极之间的距离相等，当两块磁铁匀速向右通过线圈时，线圈仍静止不动，那么线圈受到木板的摩擦力方向是()A．先向左，后向右B．先向左、后向右、再向左C．一直向右D．一直向左解析：当两块磁铁匀速向右通过线圈时，线圈内产生感应电流，线圈受到的安培力阻碍线圈相对磁铁的向左运动，故线圈有相对木板向右运动的趋势，故受到的静摩擦力总是向左．选项D正确，A、B、C项错误．答案：D光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图所示，抛物线的方程为y ＝x 2，其下半部处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是y ＝a 的直线(如图中的虚线所示)．一个小金属块从抛物线上y ＝b (b >a )处以速度v 沿抛物线下滑，假设曲面足够长，则金属块在曲面上滑动的过程中产生的焦耳热总量是( )A ．mgbB.12m v 2 C ．mg (b －a ) D ．mg (b －a )＋12m v 2 解析：金属块进出磁场时，会产生涡流，部分机械能转化成焦耳热，所能达到的最高位置越来越低，当最高位置y ＝a 时，由于金属块中的磁通量不再发生变化，金属块中不再产生涡流，机械能也不再损失，金属块会在磁场中往复运动，此时的机械能为mga ，整个过程中减少的机械能为mg (b －a )＋12m v 2，全部转化为内能，所以D 项正确．答案：D第Ⅱ卷(非选择题，共52分)二、实验题(本题有2小题，共14分．请按题目要求作答)13．(6分)如图所示，在一根较长的铁钉上，用漆包线绕两个线圈A 和B .将线圈B 的两端与漆包线CD 相连，使CD 平放在静止的小磁针的正上方，与小磁针平行．试判断合上开关的瞬间，小磁针N 极的偏转情况？线圈A 中电流稳定后，小磁针又怎样偏转？解析：在开关合上的瞬间，线圈A内有了由小变大的电流，根据安培定则可判断出此时线圈A在铁钉内产生了一个由小变大的向右的磁场．由楞次定律可知，线圈B内感应电流的磁场应该阻碍铁钉内的磁场在线圈B内的磁通量的增加，即线圈B内感应电流的磁场方向是向左的．由安培定则可判断出线圈B 内感应电流流经CD时的方向是由C到D.再由安培定则可以知道直导线CD内电流所产生的磁场在其正下方垂直于纸面向里，因此，小磁针N极应该向纸内偏转．线圈A内电流稳定后，CD内不再有感应电流，所以，小磁针又回到原来位置．答案：在开关合上的瞬间，小磁针的N极向纸内偏转．(3分)当线圈A内的电流稳定以后，小磁针又回到原来的位置(3分)14．(8分)如图所示为“研究电磁感应现象”的实验装置，部分导线已连接．(1)用笔画线代替导线将图中未完成的电路连接好．(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，那么闭合电键后，将原线圈迅速插入副线圈的过程中，电流计指针将向________偏；原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向右移动时，电流计指针将向________偏．答案：(1)如图所示．(4分)(2)右(2分)左(2分)三、计算题(本题有3小题，共38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)15．(10分)匀强磁场的磁感应强度B＝0.8 T，矩形线圈abcd的面积S＝0.5 m2，共10匝，开始B与S垂直且线圈有一半在磁场中，如图所示．(1)当线圈绕ab边转过60°时，线圈的磁通量以及此过程中磁通量的改变量为多少？(2)当线圈绕dc边转过60°时，求线圈中的磁通量以及此过程中磁通量的改变量．解析：(1)当线圈绕ab转过60°时，Φ＝BS⊥＝BS cos 60°＝0.8×0.5×12Wb＝0.2 Wb(此时的S⊥正好全部处在磁场中)．在此过程中S⊥没变，穿过线圈的磁感线条数没变，故磁通量变化量ΔΦ＝0. (5分)(2)当线圈绕dc 边转过60°时，Φ＝BS ⊥， 此时没有磁场穿过S ⊥，所以Φ＝0； 不转时Φ1＝B ·S2＝0.2 Wb ，转动后Φ2＝0，ΔΦ＝Φ2－Φ1＝－0.2 Wb ， 故磁通量改变了0.2 Wb. (5分) 答案：(1)0 (2)0.2 Wb16．(14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20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：(1)ab 运动速度v 的大小； (2)电容器所带的电荷量q .解析 (1)设ab 上产生的感应电动势为E ，回路中的电流为I ，ab 运动距离为x ，所用时间为t ，则有E ＝Bl v (2分) I ＝E4R(2分) t ＝xv (2分) Q ＝I 2(4R )t (2分)由上述方程得v ＝4QRB 2l 2x (2分)(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q ＝CU ，(2分) 解得q ＝CQRBlx (2分) 答案：(1)4QR B 2l 2x(2)CQRBlx17．(14分)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 .解析：(1)电流稳定后，导体棒做匀速运动，受力平衡， 有F 安＝G ，即BIL ＝mg ①(2分)解得B ＝mgIL ②(2分)(2)由法拉第电磁感应定律得导体棒产生的感应电动势 E ＝BL v ③(1分)闭合电路中产生的感应电流I ＝ER ④(1分) 由②③④式解得v ＝I 2Rmg (2分)(3)由题意知，导体棒刚进入磁场时的速度最大，设为v m ， 由机械能守恒定律得12m v 2m ＝mgh (2分)感应电动势的最大值E m ＝Bl v m (1分) 感应电流的最大值I m ＝E mR (1分) 解得I m ＝mg 2ghIR .(2分)答案：(1)mgIL (2)I 2R mg (3)mg 2gh IR单元测评(二) 交变电流(时间：90分钟 满分：100分) 第Ⅰ卷(选择题，共48分)一、选择题(本题有12小题，每小题4分，共48分．) 1．在下图中，不能产生交变电流的是( )ABCD解析：矩形线圈绕着垂直于磁场方向的转轴做匀速圆周运动就产生交流电，而A图中的转轴与磁场方向平行，线圈中无电流产生，所以选A.答案：A2．闭合线圈在匀强磁场中匀速转动时，产生的正弦式交变电流i＝I m sin ωt.若保持其他条件不变，使线圈的匝数和转速各增加1倍，则电流的变化规律为()A．i′＝I m sin ωt B．i′＝I m sin 2ωtC．i′＝2I m sin ωt D．i′＝2I m sin 2ωt解析：由电动势的最大值知，最大电动势与角速度成正比，与匝数成正比，所以电动势最大值为4E m，匝数加倍后，其电阻也应该加倍，此时线圈的电阻为2R，根据欧姆定律可得电流的最大值为I m′＝4E m2R＝2I m，因此，电流的变化规律为i′＝2I m sin 2ωt.答案：D3.(多选题)如图是某种正弦式交变电压的波形图，由图可确定该电压的()A ．周期是0.01 sB ．最大值是311 VC ．有效值是220 VD ．表达式为u ＝220sin 100πt (V)解析：由波形图可知：周期T ＝0.02 s ，电压最大值U m ＝311 V ，所以有效值U ＝U m 2＝220 V ，表达式为u ＝U m sin 2πT t (V)＝311sin100πt (V)，故选项B 、C正确，选项A 、D 错误．答案：BC4.(多选题)如图所示，变频交变电源的频率可在20 Hz 到20 kHz 之间调节，在某一频率时，L 1、L 2两只灯泡的炽热程度相同．则下列说法中正确的是 ( )A ．如果将频率增大，L 1炽热程度减弱、L 2炽热程度加强B ．如果将频率增大，L 1炽热程度加强、L 2炽热程度减弱C ．如果将频率减小，L 1炽热程度减弱、L 2炽热程度加强D ．如果将频率减小，L 1炽热程度加强、L 2炽热程度减弱解析：某一频率时，两只灯泡炽热程度相同，应有两灯泡消耗的功率相同，频率增大时，感抗增大，而容抗减小，故通过A1的电流增大，通过A2的电流减小，故B项正确；同理可得C项正确，故选B、C.答案：BC5．(多选题)如图所示，在远距离输电过程中，若保持原线圈的输入功率不变，下列说法正确的是()A．升高U1会减小输电电流I2B．升高U1会增大线路的功率损耗C．升高U1会增大线路的电压损耗D．升高U1会提高电能的利用率解析：提高输电电压U1，由于输入功率不变，则I1将减小，又因为I2＝n1n2I1，所以I2将减小，故A项对；线路功率损耗P损＝I22R，因此功率损耗在减小，电压损失减小，故B项、C项错误；因线路损耗功率减小，因此利用率将升高，D项正确．答案：AD6．如图甲所示，a、b为两个并排放置的共轴线圈，a中通有如图乙所示的交变电流，则下列判断错误的是()甲乙A．在t1到t2时间内，a、b相吸B．在t2到t3时间内，a、b相斥C．t1时刻两线圈间作用力为零D．t2时刻两线圈间吸引力最大解析：t1到t2时间内，a中电流减小，a中的磁场穿过b且减小，因此b中产生与a同向的磁场，故a、b相吸，A选项正确；同理B选项正确；t1时刻a 中电流最大，但变化率为零，b中无感应电流，故两线圈的作用力为零，故C 选项正确；t2时刻a中电流为零，但此时电流的变化率最大，b中的感应电流最大，但相互作用力为零，故D选项错误．因此，错误的应是D.答案：D7．如图所示是四种亮度可调的台灯的电路示意图，它们所用的白炽灯泡相同，且都是“220 V40 W”，当灯泡所消耗的功率都调到20 W时，消耗功率最小的台灯是()ABCD解析：利用变阻器调节到20 W时，除电灯消耗电能外，变阻器由于热效应也要消耗一部分电能，使台灯消耗的功率大于20 W，利用变压器调节时，变压器的输入功率等于输出功率，本身不消耗电能，所以C中台灯消耗的功率最小．答案：C8．一电阻接一直流电源，通过4 A的电流时热功率为P，若换接一正弦交流电源，它的热功率变为P2，则该交流电电流的最大值为()A．4 A B．6 A C．2 A D．4 2 A解析：由P＝I2R得R＝PI2＝P16，接交流电时，P2＝I′2P16，2I′2＝16，I′＝42A，所以I m＝2I′＝4 A．应选A.答案：A9．(多选题)如图所示为两个互感器，在图中圆圈内a、b表示电表，已知电压比为100∶1，电流比为10∶1，电压表的示数为220 V，电流表的示数为10 A，则()A．a为电流表，b为电压表B．a为电压表，b为电流表C．线路输送电功率是2 200 WD．线路输送电功率是2.2×106 W解析：电压互感器应并联在电路中，并且是降压变压器，即图中a为电压互感器，由其读数知，输电线上的电压为22 000 V，同理可知输电线上的电流为100 A.答案：BD10．水电站向小山村输电，输送电功率为50 kW ，若以1 100 V 送电，则线路损失为10 kW ，若以3 300 V 送电，则线路损失可降为( )A ．3.3 kWB ．1.1 kWC ．30 kWD ．11 kW解析：由P ＝UI ，ΔP ＝I 2R 可得：ΔP ＝P2U2R ，所以当输送电压增大为原来3倍时，线路损失变为原来的19，即ΔP ＝1.1 kW.答案：B11．如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比n 1∶n 2＝2∶1，原线圈接正弦式交流电，副线圈接电动机，电动机线圈电阻为R ，当输入端接通电源后，电流表读数为I ，电动机带动一质量为m 的重物以速度v 匀速上升，若电动机因摩擦造成的能量损失不计，则图中电压表的读数为( )A ．4IR ＋mg vI B.mg v I C ．4IRD.14IR ＋mg v I 解析：根据电流与匝数的关系知变压器的输出电流为2I ，电动机消耗的总功率为P 2＝mg v ＋4IR ，又变压器的输入功率P 1＝UI ＝P 2＝mg v ＋4I 2R ，则U ＝mg vI ＋4IR ，故A 项正确．答案：A12．(多选题)如图所示，M是一小型理想变压器，接线柱a、b接在电压u ＝311sin 314t (V)的正弦交流电源上，变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中R2是半导体热敏传感器(温度升高时R2的电阻减小)，电流表A2安装在值班室，显示通过R1的电流，电压表V2显示加在报警器上的电压(报警器未画出)，R3为一定值电阻．当传感器R2所在处出现火警时，以下说法中正确的是()A．A1的示数增大，A2的示数减小B．A1的示数不变，A2的示数增大C．V1的示数不变，V2的示数减小D．V1的示数增大，V2的示数增大解析：传感器R2所在处出现火警，温度升高，则R2电阻减小，副线圈负载电阻减小．因输出电压不变，所以副线圈电流增大，则电阻R3两端电压增大，电压表V2的示数减小，电流表A2的示数减小．副线圈电流增大，则原线圈电流增大，但输入电压不变，即电流表A1的示数增大，电压表V1的示数不变．答案：AC第Ⅱ卷(非选择题，共52分)二、计算题(本题有4小题，共52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)13．(12分)一小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度ω绕垂直于磁场方向的固定轴转动，线圈匝数n＝100匝．穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间按正弦规律变化，如图甲所示．发电机内阻r＝5.0 Ω，外电路电阻R＝95 Ω.已知感应电动势的最大值E m＝nωΦm，其中Φm为穿过每匝线圈磁通量的最大值．求串联在外电路中的交流电流表(内阻不计)的读数．甲乙解析：从Φ－t图线看出Φm＝1.0×10－2Wb，T＝3.14×10－2s.(2分) 已知感应电动势的最大值E m＝nωΦm，又ω＝2πT.(3分)故电路中电流最大值I m＝E mR＋r＝n·2π·ΦmT(R＋r)＝100×2×3.14×1.0×10－23.14×(95＋5.0)×10－2A＝2 A(4分)交流电流表读数是交变电流的有效值，即I＝I m2＝1.4 A．(3分)答案：1.4 A14．(12分)有一个电子元件，当它两端的电压的瞬时值高于u＝110 2 V 时则导电，低于u＝110 2 V时不导电，若把这个电子元件接到220 V、50 Hz的正弦式交变电流的两端，则它在1 s 内导电多少次？每个周期内的导电时间为多少？解析：由题意知，加在电子元件两端电压随时间变化的图象如图所示，表达式为u ＝2202sin ωt V ．(2分)其中ω＝2πf ，f ＝50 Hz ，T ＝1f ＝0.02 s ，得u ＝2202sin100πt V ．(2分)把u ′＝110 2 V 代入上述表达式得到t 1＝1600 s ，t 2＝5600s(2分) 所以每个周期内的通电时间为Δt ＝2(t 2－t 1)＝4300 s ＝175s ．(3分) 由所画的u －t 图象知，一个周期内导电两次，所以1 s 内导电的次数为n ＝2t T ＝100.(3分)答案：100次 175s 15．(14分)如图所示，变压器原线圈输入电压为220 V ，副线圈输出电压为36 V ，两只灯泡的额定电压均为36 V ，L 1额定功率为12 W ，L 2额定功率为6 W ．求：(1)该变压器的原、副线圈匝数比．(2)两灯均工作时原线圈的电流以及只有L 1工作时原线圈中的电流．解析：(1)由变压比公式得U 1U 2＝n 1n 2(2分) n 1n 2＝22036＝559.(2分) (2)两灯均工作时，由能量守恒得P 1＋P 2＝U 1I 1(3分)I 1＝P 1＋P 2U 1＝12＋6220A ＝0.082 A(2分) 只有L 1灯工作时，由能量守恒得P 1＝U 1I ′1(3分)解得I ′1＝P 1U 1＝12220A ＝0.055 A ．(2分) 答案：(1)55∶9 (2)0.082 A 0.055 A16．(14分)某村在较远的地方建立了一座小型水电站，发电机的输出功率为100 kW ，输出电压为500 V ，输电导线的总电阻为10 Ω，导线上损耗的电功率为4 kW ，该村的用电电压是220 V .(1)输电电路如图所示，求升压、降压变压器的原、副线圈的匝数比；(2)如果该村某工厂用电功率为60 kW ，则该村还可以装“220 V ,40 W”的电灯多少盏？解析：(1)因为P损＝I22R线(2分)所以I2＝P损R线＝4×10310A＝20 A(1分)I1＝PU1＝100×103500A＝200 A(2分)则n1n2＝I2I1＝20200＝110(1分)U3＝U2－I2R线＝(500×10－20×10) V＝4 800 V(2分)则n3n4＝U3U4＝4 800220＝24011.(1分)(2)设还可装灯n盏，据功率相等有P3＝P4(1分)其中P4＝(n×40＋60×103) W(1分)P3＝(100－4) kW＝96 kW(1分)所以n＝900.(2分)答案：(1)1∶10240∶11(2)900盏单元测评(三)传感器(时间：90分钟满分：100分)第Ⅰ卷(选择题，共48分)一、选择题(本题有12小题，每小题4分，共48分．)1．关于干簧管，下列说法正确的是()A．干簧管接入电路中相当于电阻的作用B．干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的C．干簧管接入电路中相当于开关的作用D．干簧管是作为电控元件以实现自动控制的答案：C2．(多选题)为了保护电脑元件不受损害，在电脑内部有很多传感器，其中最重要的就是温度传感器，常用的温度传感器有两种，一种是用金属做的热电阻，另一种是用半导体做的热敏电阻．关于这两种温度传感器的特点说法正确的是()A．金属做的热电阻随着温度的升高电阻变大B．金属做的热电阻随着温度的升高电阻变小C．用半导体做的热敏电阻随着温度的升高电阻变大D．用半导体做的热敏电阻随着温度的升高电阻变小解析：金属的电阻率随着温度的升高而变大，半导体在温度升高时电阻会变小．答案：AD3．街旁的路灯、江海里的航标都要求在夜晚亮、白天熄，利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置，实现了自动控制，这是利用半导体的() A．压敏性B．光敏性C．热敏性D．三种特性都利用答案：B4．(多选题)有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件，将这三只元件分别接入如图所示电路中的A、B两点后，用黑纸包住元件或者把元件置入热水中，观察欧姆表的示数，下列说法中正确的是()A．置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是热敏电阻B．置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数不变化，这只元件一定是定值电阻C．用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是光敏电阻D．用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数相同，这只元件一定是定值电阻解析：热敏电阻的阻值随温度变化而变化，定值电阻和光敏电阻不随温度变化；光敏电阻的阻值随光照变化而变化，定值电阻和热敏电阻不随之变化．答案：AC5.传感器是一种采集信息的重要器件，如图是由电容器作为传感器来测定压力变化的电路，当待测压力作用于膜片电极上时，下列说法中正确的是()①若F向下压膜片电极，电路中有从a到b的电流②若F向下压膜片电极，电路中有从b到a的电流③若F向下压膜片电极，电路中不会有电流产生④若电流表有示数，说明压力F发生变化⑤若电流表有示数，说明压力F不会发生变化A．②④B．①④C．③⑤D．①⑤解析：当下压时，因为C＝εr S4πkd，d减小，C增大，在U不变时，因为C＝QU，Q增大，从b向a有电流流过，②正确；当F变化时，电容器两板的间距变化，电容变化，电容器上的带电量发生变化，电路中有电流，④正确，故选A.答案：A6.如图所示，R1为定值电阻，R2为负温度系数的热敏电阻，当温度降低时，电阻变大，L为小灯泡，当温度降低时()。
最新人教版高中物理选修3-2测试题全套及答案 (2)
最新人教版高中物理选修3-2测试题全套及答案第四章电磁感应单元知能评估(A卷) 1．图中能产生感应电流的是()解析：根据产生感应电流的条件为，A中，电路没闭合，无感应电流；B中，面积增大，闭合电路的磁通量增大，有感应电流；C中，穿过线圈的磁感线相互抵消Φ＝0，Φ恒为零，无感应电流；D中，磁通量不发生变化，无感应电流．答案： B2．在图中，若回路面积从S＝8 m2变到S t＝18 m2，磁感应强度B同时从B0＝0.1 T方向垂直纸面向里变到B t＝0.8 T方向垂直纸面向外，则回路中的磁通量的变化量为()A．7 Wb B．13.6 WbC．15.2 Wb D．20.6 Wb解析：因为B、S都变化．所以可用后来的磁通量减去原来的磁通量．取后来的磁通量为正．ΔΦ＝Φt－Φ0＝B t S t－(－B0S0)＝0.8×18 Wb－(－0.1×8)Wb＝15.2 Wb，故C对．答案： C3．在一根较长的铁钉上，用漆包线绕上两个线圈A、B，将线圈B的两端接在一起，并把CD段直漆包线沿南北方向放置在静止的小磁针的上方，如图所示．下列判断正确的是()A．开关闭合时，小磁针不发生转动B．开关闭合时，小磁针的N极垂直纸面向里转动C．开关断开时，小磁针的N极垂直纸面向里转动D．开关断开时，小磁针的N极垂直纸面向外转动解析：开关保持接通时，A内电流的磁场向右；开关断开时，穿过B的磁感线的条数向右减少，因此感应电流的磁场方向向右，感应电流的方向由C到D，CD下方磁感线的方向垂直纸面向里，小磁针N极向里转动．答案： C4．如图所示，竖直平面内有一金属环，半径为a，总电阻为R(指拉直时两端的电阻)，磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过环平面，在环的最高点A用铰链连接长度为2a、电阻为R 2的导体棒AB ，AB 由水平位置紧贴环面摆下，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( )A.Ba v 3B.Ba v 6C.2Ba v 3 D ．Ba v解析： 由题意可得：E ＝B ×2a ×12v ，U AB ＝E 14R ＋12R ×14R ＝Ba v 3，选项A 正确． 答案： A5．如图所示，ab 为一金属杆，它处在垂直于纸面向里的匀强磁场中，可绕a 点在纸面内转动；s 为以a 为圆心位于纸面内的金属圆环；在杆转动过程中，杆的b 端与金属环保持良好接触；A 为电流表，其一端与金属环相连，一端与a 点良好接触．当杆沿顺时针方向转动时，某时刻ab 杆的位置如图，则此时刻( )A ．有电流通过电流表，方向由c →d ；作用于ab 的安培力向右B ．有电流通过电流表，方向由c →d ；作用于ab 的安培力向左C ．有电流通过电流表，方向由d →c ；作用于ab 的安培力向右D ．无电流通过电流表，作用于ab 的安培力为零解析： ab 杆切割磁感线，回路中产生感应电流，由右手定则可判知，ab 中感应电流方向a →b ，所以电流表中感应电流的方向由c →d .再根据左手定则，ab 所受安培力向右，A 项正确．答案： A6.如图所示，“U”形金属框架固定在水平面上，金属杆ab 与框架间无摩擦，整个装置处于竖直方向的磁场中．若因磁场的变化，使杆ab 向右运动，则磁感应强度( )A ．方向向下并减小B ．方向向下并增大C ．方向向上并增大D ．方向向上并减小解析： 因磁场变化，发生电磁感应现象，杆ab 中有感应电流产生，而使杆ab 受到磁场力的作用，并发生向右运动．而ab 向右运动，使得闭合回路中磁通量有增加的趋势，说明原磁场的磁通量必定减弱，即磁感应强度正在减小，与方向向上、向下无关．答案： AD7．如图所示，一磁铁用细线悬挂，一闭合铜环用手拿着静止在与磁铁上端面相平处，松手后铜环下落．在下落到和下端面相平的过程中，以下说法正确的是( )A ．环中感应电流方向从上向下俯视为先顺时针后逆时针B ．环中感应电流方向从上向下俯视为先逆时针后顺时针C ．悬线上拉力先增大后减小D ．悬线上拉力一直大于磁铁重力解析： 穿过环的磁场向上且磁通量先增加后减小，由楞次定律可判出从上向下看电流先顺时针后逆时针；同时环受到阻碍其相对运动向上的阻力，由牛顿第三定律知：磁铁受到向下的反作用力，故悬线上拉力大于磁铁重力．答案： AD8.如图所示，L 为一纯电感线圈(即电阻为零)，A 是一灯泡，下列说法正确的是( )A ．开关S 接通瞬间，无电流通过灯泡B ．开关S 接通后，电路稳定时，无电流通过灯泡C ．开关S 断开瞬间，无电流通过灯泡D ．开关S 接通瞬间及接通稳定后，灯泡中均有从a 到b 的电流，而在开关S 断开瞬间，灯泡中有从b 到a 的电流解析： 开关S 接通瞬间，灯泡中的电流从a 到b ，线圈由于自感作用，通过它的电流将逐渐增加．开关S 接通后，电路稳定时，纯电感线圈对电流无阻碍作用，将灯泡短路，灯泡中无电流通过．开关S 断开的瞬间，由于线圈的自感作用，线圈中原有向右的电流将逐渐减小，该电流从灯泡中形成回路，故灯泡中有从b 到a 的瞬间电流．答案： B9．如图所示，边长为L 、总电阻为R 的正方形线框abcd 放置在光滑水平桌面上，其bc 边紧靠磁感应强度为B 、宽度为2L 、方向竖直向下的有界匀强磁场的边缘．现使线框以初速度v 0匀加速通过磁场，下列图线中能定性反映线框从进入到完全离开磁场的过程中，线框中的感应电流的变化的是( )解析： 线框以初速度v 0匀加速通过磁场，由E ＝BL v ，i ＝E R 知线框进出磁场时产生的电流应该是均匀变化的，由楞次定律可判断出感应电流的方向，对照选项中各图可知应选A.答案： A10.如图所示，相距为L 的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为θ，上端接有定值电阻R ，匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为B .将质量为m 的导体棒由静止释放，当速度达到v 时开始匀速运动，此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力，并保持拉力的功率恒为P ，导体棒最终以2v 的速度匀速运动．导体棒始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨和导体棒的电阻，重力加速度为g ，下列选项正确的是( )A ．P ＝2mg v sin θB ．P ＝3mg v sin θC ．当导体棒速度达到v 2时加速度大小为g 2sin θ D ．在速度达到2v 以后匀速运动的过程中，R 上产生的焦耳热等于拉力所做的功解析： 导体棒由静止释放，速度达到v 时，回路中的电流为I ，则根据共点力的平衡条件，有mg sin θ＝BIL .对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力，以2v 的速度匀速运动时，则回路中的电流为2I ，则根据平衡条件，有F ＋mg sin θ＝B ·2IL 所以拉力F ＝mg sin θ，拉力的功率P ＝F ×2v ＝2mg v sin θ，故选项A 正确，选项B 错误；当导体棒的速度达到v 2时，回路中的电流为I 2，根据牛顿第二定律，得mg sin θ－B I 2L ＝ma ，解得a ＝g 2sin θ，选项C 正确；当导体棒以2v 的速度匀速运动时，根据能量守恒定律，重力和拉力所做的功之和等于R 上产生的焦耳热，故选项D 错误．答案： AC11．如图甲所示，不计电阻的平行金属导轨竖直放置，导轨间距为L ＝1 m ，上端接有电阻R ＝3 Ω，虚线OO ′下方是垂直于导轨平面的匀强磁场．现将质量m ＝0.1 kg 、电阻r ＝1 Ω的金属杆ab ，从OO ′上方某处垂直导轨由静止释放，杆下落过程中始终与导轨保持良好接触，杆下落过程中的v －t 图象如图乙所示(取g ＝10 m/s 2)．求：(1)磁感应强度B 的大小．(2)杆在磁场中下落0.1 s 的过程中电阻R 产生的热量．解析： (1)由图象知，杆自由下落0.1 s 进入磁场以v ＝1.0 m/s 做匀速运动产生的电动势E ＝BL v杆中的电流I ＝E R ＋r杆所受安培力F 安＝BIL由平衡条件得mg ＝F 安代入数据得B ＝2 T.(2)电阻R 产生的热量Q ＝I 2Rt ＝0.075 J.答案： (1)2 T (2)0.075 J12.在光滑绝缘水平面上，电阻为0.1 Ω、质量为0.05 kg 的长方形金属框abcd ，以10 m/s 的初速度向磁感应强度B ＝0.5 T 、方向垂直水平面向下、范围足够大的匀强磁场滑去．当金属框进入磁场到达如图所示位置时，已产生1.6 J 的热量．(1)在图中ab 边上标出感应电流和安培力方向，并求出在图示位置时金属框的动能．(2)求图示位置时金属框中感应电流的功率．(已知ab 边长L ＝0.1 m)解析： (1)ab 边上感应电流的方向b →a ，安培力方向向左，金属框从进入磁场到图示位置能量守恒得：12m v 20＝12m v 2＋Q ，E k ＝12m v 2＝12m v 20－Q ＝12×0.05×102 J －1.6 J ＝0.9 J. (2)金属框在图示位置的速度为v ＝2E k m ＝2×0.90.05 m/s ＝6 m/s.E ＝Bl v ，I ＝E R ＝Bl v R ＝0.5×0.1×60.1A ＝3 A ．感应电流的功率P ＝I 2R ＝32×0.1 W ＝0.9 W. 答案： (1)电流的方向b →a . 安培力的方向向左 0.9 J (2)0.9 W第四章 电磁感应 单元知能评估(B 卷)(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)1．如图所示为用导线做成的圆形回路与一直导线构成的几种位置组合(A 、B 、C 中直导线都与圆形线圈在同一平面内，O 点为线圈的圆心，D 中直导线与圆形线圈垂直，并与中心轴重合)，其中当切断直导线中的电流时，闭合回路中会有感应电流产生的是( )解析： 在B 、C 中，穿过圆形回路的磁通量不为零，当切断导线中的电流时，磁通量减少，所以有感应电流产生；而A、D中穿过圆形回路的磁通量为零且无变化，所以没有感应电流产生．答案：BC2．在空间某处存在一变化的磁场，则()A．在磁场中放一闭合线圈，线圈中一定会产生感应电流B．在磁场中放一闭合线圈，线圈中不一定产生感应电流C．在磁场中不放闭合线圈，在变化的磁场周围一定不会产生电场D．在磁场中不放闭合线圈，在变化的磁场周围一定会产生电场解析：根据感应电流的产生条件，只有穿过闭合线圈的磁通量发生变化，线圈中才产生感应电流，A错，B对；变化的磁场产生感生电场，与是否存在闭合线圈无关，C错，D 对．答案：BD3．如图所示，光滑导电圆环轨道竖直固定在匀强磁场中，磁场方向与轨道所在平面垂直，导体棒ab的两端可始终不离开轨道无摩擦地滑动，当ab由图示位置释放，直到滑到右侧虚线位置的过程中，关于ab棒中的感应电流情况，正确的是()A．先有从a到b的电流，后有从b到a的电流B．先有从b到a的电流，后有从a到b的电流C．始终有从b到a的电流D．始终没有电流产生解析：ab与被其分割开的每个圆环构成的回路，在ab棒运动过程中，磁通量都保持不变，无感应电流产生．答案： D4．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() A．B a＝B b＝B c，Φa＝Φb＝ΦcB．B a＞B b＞B c，Φa＜Φb＜ΦcC．B a＞B b＞B c，Φa＞Φb＞ΦcD．B a＞B b＞B c，Φa＝Φb＝Φc解析：根据通电螺线管产生的磁场特点，B a＞B b＞B c，由Φ＝BS，可得Φa＞Φb＞Φc，故C正确．答案： C5．闭合线圈abcd 运动到如图所示的位置时，bc 边所受到的磁场力的方向向下，那么线圈的运动情况是()A ．向左平动进入磁场B ．向右平动进入磁场C ．向上平动D ．向下平动解析： 当bc 受力向下时，说明感应电流方向由b 指向c ，当向左进入磁场时，磁通量增加，感应电流的磁场方向应该与原磁场方向相反，垂直纸面向里，用右手螺旋定则可以判断感应电流方向为顺时针方向．答案： A6.在如图所示的电路中，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( )A ．合上开关，a 先亮，b 后亮；断开开关，a 、b 同时熄灭B ．合上开关，b 先亮，a 后亮；断开开关，a 先熄灭，b 后熄灭C ．合上开关，b 先亮，a 后亮；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 后熄灭解析： 当合上开关时，由于线圈L 要产生自感电动势阻碍电流的增加，因此b 先亮a 后亮；当断开开关时，a 、b 和L 构成串联回路，L 中要产生自感电动势，阻碍电流减小，因此a 、b 两灯不是立即熄灭，而是逐渐变暗，最后同时熄灭．故正确答案为C.答案： C7.如图所示，由均匀导线制成的，半径为R 的圆环，以v 的速度匀速进入一磁感应强度大小为B 的匀强磁场．当圆环运动到图示位置(∠aOb ＝90°)时，a 、b 两点的电势差为( ) A.2BR v B.22BR v C.24BR v D.324BR v 解析： 整个圆环电阻是R ，其外电阻是圆环的3/4，即磁场外的部分，而磁场内切割磁感线有效长度是2R ，其相当于电源，E ＝B ·2R ·v ，根据欧姆定律可得U ＝34R R E ＝324BRv ，D 正确．答案： D8．如图所示，A为水平放置的橡胶圆盘，在其侧面带有负电荷，在A正上方用丝线悬挂一个金属圆环B(丝线在B上面未画出)，使B的环面在水平面上与圆盘平行，其轴线与橡胶盘A的轴线O1O2重合．在橡胶盘A绕其轴线O1O2按图中箭头方向减速转动的过程中，金属圆环B有()A．扩大半径的趋势，丝线受到的拉力增大B．扩大半径的趋势，丝线受到的拉力减小C．缩小半径的趋势，丝线受到的拉力减小D．缩小半径的趋势，丝线受到的拉力增大解析：因为橡胶盘A减速转动，所以其侧面负电荷转动形成的环形电流越来越小．这个环形电流在它的上部产生的磁场也越来越弱．根据楞次定律，圆环B有靠近A，并且增大自身圆环的面积即有扩大半径的趋势，这样才能阻碍通过它的磁通量的减少．B要靠近A，就使丝线对B的拉力增大，故选项A对．答案： A9．矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度B随时间变化的规律如图所示．若规定顺时针方向为感应电流i的正方向，下列各图中正确的是()解析：0～1 s内磁感应强度均匀增加，由楞次定律知感应电流方向为逆时针，即感应电流方向与规定的正方向相反，为负值，又由法拉第电磁感应定律E ＝n ΔΦΔt及闭合电路欧姆定律知，感应电流i 为定值；1～2 s 内磁感应强度均匀减小，同理可判断感应电流为顺时针方向，大小不变；2～3 s 内磁感应强度反方向均匀增加，同理可判断感应电流为顺时针方向，大小不变；3～4 s 内磁场方向垂直纸面向外，且均匀减小，同理可判断感应电流为逆时针方向，大小不变，故选项D 正确．答案： D10．如图所示，矩形线圈处于匀强磁场中，当磁场分别按图(1)图(2)两种方式变化时，t 0时间内线圈产生的电能及通过线圈某一截面的电荷量分别有W 1、W 2、q 1、q 2表示，则下列关系式正确的是( )A ．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解析： 接两种方式变化时，根据W ＝Eq ，q ＝It ＝ΔΦR ，E ＝ΔB ·S Δt 和q ＝ΔΦR ＝ΔB ·S R，线圈中产生的感应电动势相同，所以t 0时间内线圈产生的电能及通过线圈某一截面的电荷量都相同，A 项正确．答案： A11．水平放置的平行金属框架宽L ＝0.2 m ，质量为m ＝0.1 kg 的金属棒ab 放在框架上，并且与框架的两条边垂直．整个装置放在磁感应强度B ＝0.5 T ，方向垂直框架平面的匀强磁场中，如图所示．金属棒ab 在F ＝2 N 的水平向右的恒力作用下由静止开始运动．电路中除R ＝0.05 Ω外，其余电阻、摩擦阻力均不考虑．试求当金属棒ab 达到最大速度后，撤去外力F ，此后感应电流还能产生的热量．(设框架足够长)解析： 当金属棒ab 所受恒力F 与其所受磁场力相等时，达到最大速度v m .由F ＝B 2L 2v m R 解得：v m ＝FR B 2L 2＝10 m/s. 此后，撤去外力F ，金属棒ab 克服磁场力做功，使其机械能向电能转化，进而通过电阻R 发热，此过程一直持续到金属棒ab 停止运动．所以，感应电流在此过程中产生的热量等于金属棒损失的机械能，即Q ＝12m v 2m ＝5 J. 答案： 5 J12．如图所示，匀强磁场B ＝0.1 T ，金属棒AB 长0.4 m ，与框架宽度相同，电阻为13Ω，框架电阻不计，电阻R 1＝2 Ω，R 2＝1 Ω，当金属棒以5 m/s 的速度匀速向左运动时，求：(1)流过金属棒的感应电流多大？(2)若图中电容器 C 为0.3 μF ，则充电量多少？解析： (1)由E ＝BL v 得E ＝0.1×0.4×5 V ＝0.2 VR ＝R 1·R 2R 1＋R 2＝2×12＋1Ω＝23 Ω I ＝E R ＋r ＝0.223＋13A ＝0.2 A. (2)路端电压U ＝IR ＝0.2×23 V ＝0.43V Q ＝CU 2＝CU ＝0.3×10－6×0.43C ＝4×10－8 C 答案： (1)0.2 A (2)4×10－8 C第五章 交变电流 单元知能评估(A 卷)1．下面是几种常见电流随时间的变化图线，其中属于交流的有( )解析： 从图线特点可以看出，只有D 中电流只有正值无负值，方向没有改变；A 、B 、C 方向都发生变化，均为交流．答案： ABC2．理想变压器的原、副线圈中一定相同的物理量有( )A ．交流电的频率B ．磁通量的变化率C ．功率D ．交流电的峰值解析： 理想变压器没有漏磁，没有能量损失，所以原、副线圈中磁通量变化率相同，原、副线圈中功率相同，B 、C 正确；变压器的原理是互感现象，其作用是改变电压峰值不改变频率，A 正确，D 错误．答案： ABC3．将阻值为5 Ω的电阻接到内阻不计的交流电源上，电源电动势随时间变化的规律如图所示．下列说法正确的是( )A ．电路中交变电流的频率为0.25 HzB ．通过电阻的电流为 2 AC ．电阻消耗的电功率为2.5 WD ．用交流电压表测得电阻两端的电压是5 V解析： 电路中交变电流的频率f ＝1T＝25 Hz ，A 错；通过电阻的电流应为有效值：I ＝U R ＝552＝22 A ，用交流电压表测得电阻两端的电压是522V ，B 、D 错；电阻消耗的电功率P ＝I 2R ＝2.5 W ，C 对．答案： C4．一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图甲所示，则下列说法中正确的是( )A ．t ＝0时刻线圈平面与中性面垂直B ．t ＝0.01 s 时刻Φ的变化率达到最大C ．0.02 s 时刻感应电动势达到最大D ．该线圈相应的感应电动势图象如图乙所示解析： 由Φ－t 图知，在t ＝0时，Φ最大，即线圈处于中性面位置，此时e ＝0，故A 、D 两项错误；由图知T ＝0.04 s ，在t ＝0.01 s 时，Φ＝0，ΔΦΔt最大，e 最大，则B 项正确；在t ＝0.02 s 时，Φ最大，ΔΦΔt＝0，e ＝0，则C 项错． 答案： B5．如图所示，L 1和L 2是高压输电线，甲、乙是两只互感器(理想变压器)，若已知n 1∶n 2＝1 000∶1，n 3∶n 4＝1∶100，图中电压表示数为220 V ，电流表示数为10 A ，则高压输电线的输送电功率为( )A ．2.2×103 WB ．2.2×10－2 WC ．2.2×108 WD ．2.2×104 W解析：答案： C6．如图所示，理想变压器初级线圈的匝数为n1，次级线圈的匝数为n 2，初级线圈的两端a 、b 接正弦交流电源，电压表V 的示数为220 V ，负载电阻R ＝44 Ω，电流表A 1的示数为0.20 A ．下列判断中正确的是( )A ．初级线圈和次级线圈的匝数比为2∶1B ．初级线圈和次级线圈的匝数比为5∶1C ．电流表A 2的示数为1.0 AD ．电流表A 2的示数为0.4 A解析： 由题意可求得初级线圈的功率，利用理想变压器初、次级线圈中的功率相等可求得次级线圈中的电流，再利用初、次级线圈中的电流之比可求得两线圈的匝数比．由电压表V 示数和电流表A 1的示数可得初级线圈中的功率P 1＝U 1I 1，P 1＝P 2＝I 22R ，所以电流表A 2的示数为I 2＝U 1I 1R ＝220×0.244 A ＝1.0 A ，C 正确；初级线圈和次级线圈的匝数比n 1n 2＝I 2I 1＝51，B 正确． 答案： BC7．随着社会经济的发展，人们对能源的需求也日益扩大，节能变得越来越重要．某发电厂采用升压变压器向某一特定用户供电，用户通过降压变压器用电，若发电厂输出电压为U 1，输电导线总电阻为R ，在某一时段用户需求的电功率为P 0，用户的用电器正常工作的电压为U 2.在满足用户正常用电的情况下，下列说法正确的是( )A ．输电线上损耗的功率为P 20R U 22B ．输电线上损耗的功率为P 20R U 21C ．若要减少输电线上损耗的功率可以采用更高的电压输电D ．采用更高的电压输电会降低输电的效率解析： 设发电厂输出功率为P ，则输电线上损耗的功率ΔP ＝P －P 0，ΔP ＝I 2R ＝P 2R U 21，A 、B 项错误；采用更高的电压输电，可以减小导线上的电流，故可以减少输电线上损耗的功率，C 项正确；采用更高的电压输电，输电线上损耗的功率减少，则发电厂输出的总功率减少，故可提高输电的效率，D 项错误．答案： C8．某同学设计的家庭电路保护装置如图所示，铁芯左侧线圈L 1由火线和零线并行绕成．当右侧线圈L 2中产生电流时，电流经放大器放大后，使电磁铁吸起铁质开关K ，从而切断家庭电路．仅考虑L 1在铁芯中产生的磁场，下列说法正确的有( )A ．家庭电路正常工作时，L 2中的磁通量为零B ．家庭电路中使用的电器增多时，L 2中的磁通量不变C ．家庭电路发生短路时，开关K 将被电磁铁吸起D ．地面上的人接触火线发生触电时，开关K 将被电磁铁吸起解析： 由于零线、火线中电流方向相反，产生磁场方向相反，所以家庭电路正常工作时，L 2中的磁通量为零，选项A 正确；家庭电路短路和用电器增多时均不会引起L 2的磁通量的变化，选项B 正确，C 错误；地面上的人接触火线发生触电时，线圈L 1中磁场变化引起L 2中磁通量的变化，产生感应电流，吸起K ，切断家庭电路，选项D 正确．答案： ABD9．一根电阻丝接入100 V 的恒定电流电路中，在1 min 内产生的热量为Q ，同样的电阻丝接入正弦交变电流的电路中，在2 min 内产生的热量也为Q ，则该交流电压的峰值是( )A ．141.4 VB ．100 VC ．70.7 VD ．50 V解析： 由有效值定义得U 2R ·t ＝U 2有R ·2t ，得：U 有＝22U U 峰＝2U 有＝2·22U ＝U ＝100 V. 所以B 对，A 、C 、D 错．答案： B10．如图所示，理想变压器的原线圈两端输入的交变电压保持恒定．则当开关S 合上时，下列说法正确的是( )A ．电压表的示数变小B ．原线圈的电流增大C ．流过R 1的电流不变D ．变压器的输入功率减小解析： 本题考查交流电．由于原、副线圈两端电压不变，当开关S 闭合时，回路中总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知干路上电流增加，但并联电路两端电压不变，选项A 错误，B 正确；由于R 1两端电压不变，由部分电路欧姆定律可知，通过R 1的电流不变，选项C 正确；由于理想变压器输入功率与输出功率相等，输出电压不变，电流增加，输出功率增加，选项D 错误．答案： BC11.如图所示，在匀强磁场中有一个内阻r ＝3 Ω、面积S ＝0.02 m 2的半圆形导线框可绕OO ′轴旋转．已知匀强磁场的磁感应强度B ＝52πT ．若线框以ω＝100 π rad/s 的角速度匀速转动，且通过电刷给“6 V,12 W”的小灯泡供电，则：(1)若从图示位置开始计时，求线框中感应电动势的瞬时值表达式；(2)从图示位置开始，线框转过90°的过程中，流过导线横截面的电荷量是多少？该电荷量与线框转动的快慢是否有关？(3)由题所给已知条件，外电路所接小灯泡能否正常发光？如不能，则小灯泡实际功率为多大？解析： (1)线圈转动时产生感应电动势的最大值E m ＝BSω＝10 2 V ，则感应电动势的瞬时值表达式e ＝E m cos ωt＝10 2 cos 100 πt V.(2)线圈转过90°过程中，产生的平均电动势E ＝ΔΦΔt ＝2BSωπ灯泡电阻R ＝U 20P 0＝3 Ω故流过的电荷量q ＝ER ＋r ·14T ＝BS R ＋r ＝2 C 与线框转动的快慢无关．(3)线圈产生的电动势的有效值E ＝E m 2＝10 V 灯泡两端电压U ＝E R ＋rR ＝5 V ＜6 V 故灯泡不能正常发光，其实际功率P ＝U 2R ＝253W ≈8.3 W. 答案： (1)e ＝10 2 cos 100 πt V (2)260πC 无关 (3)8.3 W12．某兴趣小组设计了一种发电装置，如图所示．在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角α均为49π，磁场均沿半径方向．匝数为N 的矩形线圈abcd 的边长ab ＝cd ＝l 、bc ＝ad ＝2l .线圈以角速度ω绕中心轴匀速转动，bc 和ad 边同时进入磁场．在磁场中，两条边所经过处的磁感应强度大小均为B 、方向始终与两边的运动方向垂直．线圈的总电阻为r ，外接电阻为R .求：(1)线圈切割磁感线时，感应电动势的大小E m ；(2)线圈切割磁感线时，bc 边所受安培力的大小F ；(3)外接电阻上电流的有效值I .解析： (1)bc 、ad 边的运动速度v ＝ωl 2感应电动势E m ＝4NBl v解得E m ＝2NBl 2ω.(2)电流I m ＝E m r ＋R安培力F ＝2NBI m l解得F ＝4N 2B 2l 3ωr ＋R(3)一个周期内，通电时间t ＝49TR 上消耗的电能W ＝I 2m Rt 且W ＝I 2RT解得I ＝4NBl 2ω3(r ＋R )答案： (1)2NBl 2ω (2)4N 2B 2l 3ωr ＋R (3)4NBl 2ω3(r ＋R )第五章 交变电流 单元知能评估(B 卷)(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)1．如图所示，一矩形线圈abcd ，已知ab 边长为l 1，bc 边长为l 2，在磁感应强度为B 的匀强磁场中绕OO ′轴以角速度ω从图示位置开始匀速转动，则t 时刻线圈中的感应电动势为( )A ．0.5Bl 1l 2ωsin ωtB ．0.5Bl 1l 2ωcos ωtC ．Bl 1l 2ωsin ωtD ．Bl 1l 2ωcos ωt解析： 线圈从图示位置开始转动，电动势瞬时值表达式为e ＝E m cos ωt ，由题意，E m ＝BSω＝Bl 1l 2ω，所以e ＝Bl 1l 2ωcos ωt .答案： D2.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 中的电流发生变化时，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，环中均无感应电流解析： 图中金属环所在平面与磁感线平行，穿过金属环的磁通量为零．无论I 变化，还是M 上下移动或左右平移，金属环所在平面一直保持与磁感线平行，磁通量一直为零，不产生感应电流，D 正确．答案： D3.如图所示，两个相同的铝环套在一根光滑杆上，将一条形磁铁向左插入铝环的过程中，两环的运动情况是( )A ．同时向左运动，间距增大B ．同时向左运动，间距不变C ．同时向左运动，间距变小D ．同时向右运动，间距增大解析： 两环中产生的感应电流的磁场阻碍磁铁的相对运动，故两环均向左运动，又由于左环中感应电流比右环小，且磁铁在左环处的磁感应强度更小一些，所以右环比左环向左运动的快一些，故两环的间距变小，应选C.答案： C。
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。
人教版高中物理必选修3-2第四章《电磁感应》测试题(解析版)
—－可编辑修改，可打印——别找了你想要的都有！精品教育资料——全册教案，，试卷，教学课件，教学设计等一站式服务——全力满足教学需求，真实规划教学环节最新全面教学资源，打造完美教学模式第四章《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，。
第四章《电磁感应》检测题(含答案)--高二上学期物理人教版选修3-2
A． 表的指针和 ，表的指针都发生偏转
B． 表的指针发生偏转， 表的指针不发生偏转
C． 表的指针不发生偏转， 表的指针发生偏转
D． 表的指针和 表的指针都不发生偏转
（1）若电阻P的阻值为R，磁感应强度恒为B，OM杆在外力作用下以恒定的角速度逆时针转动，经时间 从图示位置转过角度 到OD位置，求电阻Р在这段时间内产生的焦耳热Q；若此过程在平行板电容器正中间有一个电荷量大小为q的液滴处于静止状态，则液滴带什么电，液滴的质量为多大?
（2）若电阻P的阻值为2R，第（1）中的其它条件保持不变，小液滴以多大的速度从图示位置水平向右发射后会恰好从上板边缘飞出；
4．如图所示，两根相距为l的平行直导轨ab、cd，b、d间连有一定值电阻，阻值为R，MN为放在ab和cd上的一导体杆，与ab垂直，其电阻值为 ，导轨电阻可忽略不计整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，磁场方向垂直于导轨所在平面（指向图中纸面内）现对MN施力使它沿导轨方向以速度v（如图）做匀速运动。令U表示MN两端电压的大小，则（ ）
D．丁图中，磁场方向竖直向上，垂直导轨放在水平平行导轨上的两导线以不同的速度 向左右运动
6．在匀强磁场中放一电阻不计的平行金属导轨，导轨跟大线圈M相接，如图所示．导轨上放一根导线ab，磁感线垂直于导轨所在平面．当导线ab加速向右运动时，M所包围的小闭合线圈N产生的感应电流方向，及所具有的形变趋势是：（）
（2）将线圈A中的铁芯快速抽出，电流计指针将___________（填“左偏”、“右偏”或“不偏”）；
（3）由实验得出产生感应电流的条件是___________。
人教版高二选修3-2第四章电磁感应单元测试含答案解析
人教版高二选修3-2第四章电磁感应单元测试学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．物理学的基本原理在生产生活中有着广泛应用.下面列举的四种器件中，在工作时利用了电磁感应现象的是（）A．回旋加速器B．电饭锅C．电热壶D．电磁炉2．下列几种说法中正确的是（）A．线圈中的磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大B．穿过线圈的磁通量越大，线圈中的感应电动势越大C．线圈放在磁场越强的位置，线圈中的感应电动势越大D．线圈中的磁通量变化越快，线圈中产生的感应电动势越大3．如图所示，电源的电动势为E，内阻为r不可忽略．A、B是两个相同的小灯泡，L 是一个自感系数较大的线圈．关于这个电路的说法中正确的是A．闭合开关，A灯立刻亮，而后逐渐变暗，最后亮度稳定B．闭合开关，B灯立刻亮，而后逐渐变暗，最后亮度稳定C．开关由闭合至断开，在断开瞬间，A灯闪亮一下再熄灭D．开关由闭合至断开，在断开瞬间，电流自左向右通过A灯4．竖直放置的条形磁铁中央，有一闭合金属弹性圆环，条形磁铁中心线与弹性环轴线重合，现将弹性圆环均匀向外扩大，下列说法中正确的是（）A．穿过弹性圆环的磁通量增大B．从上往下看，弹性圆环中有顺时针方向的感应电流C．弹性圆环中无感应电流D．弹性圆环受到的安培力方向沿半径向外5．如图所示质量为m、高为h的矩形导线框在竖直面内下落，其上、下两边始终保持水平，途中恰好匀速穿过—个高也为h的有界匀强磁场区域，重力加速度为g，则线框在穿过该磁场区域的过程中产生的内能（）A．等于mghB．等于2mghC．大于mhg而小于2mghD．大于2mgh6．一环形线圈放在匀强磁场中，设第1 s内磁感线垂直线圈平面(即垂直于纸面)向里,如图甲所示．若磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示，那么第3 s内线圈中感应电流的大小与其各处所受安培力的方向是（）A．大小恒定，沿顺时针方向与圆相切B．大小恒定，沿着圆半径指向圆心C．逐渐增加，沿着圆半径离开圆心D．逐渐增加，沿逆时针方向与圆相切二、多选题7．两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( )A ．磁感应强度B 竖直向上且正在增强，dmg t nq∆Φ=∆ B ．磁感应强度B 竖直向下且正在减弱，dmg t nq∆Φ=∆ C ．磁感应强度B 竖直向上且正在减弱， ()dmg R r t nqR∆Φ=+∆ D ．磁感应强度B 竖直向下且正在增强，()dmg R r t nqR ∆Φ=+∆ 8．—般的短跑跑道两侧设有跟踪仪，其原理如图所示.水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置，间距L=0.5m ，导轨一端通过导线与阻值R=0.5Ω的电阻连接；导轨上放一质量m=0.5kg 的金属杆，金属杆与导轨的电阻忽略不计；匀强磁场方向竖直向下.将与导轨平行的拉力F 作用在金属杆上，使杆以速度v 匀速运动.当改变拉力F 的大小时，对应的速度v 也会变化，从而使跟踪仪始终与运动员保持速度一致.已知v 和F 的关系如图所示，重力加速度g 取10m/s 2，则（）A ．金属杆受到的拉力与速度成正比B ．该磁场的磁感应强度为1TC ．图线在横轴上的截距表示金属杆与导轨间的阻力大小D ．导轨与金属杆之间的动摩擦因数为0.49．如图所示，固定位置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d ，其右端接有阻值为R 的电阻，整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B 的匀强磁场中．一质量为m （质量分布均匀）的导体杆ab 垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为μ．现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F 作用下从静止开始沿导轨运动距离l 时，速度恰好达到最大（运动过程中杆始终与导轨保持垂直）．设杆接入电路的电阻为r ，导轨电阻不计，重力加速度大小为g ．则此过程A ．杆的速度最大值为22()F mg R B dμ- B ．流过电阻R 的电量为Bdl R r + C ．恒力F 做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量D ．恒力F 做的功与安培力做的功之和大于杆动能的变化量10．如图所示，在水平桌面上放置两条相距L 的平行且无限长的粗糙金属导轨ab 和cd ，阻值为R 的电阻与导轨的a 、c 端相连，其余电路电阻不计，金属滑杆MN 垂直于导轨并可在导轨上滑动.整个装置放于匀强磁场中，磁场方向竖直向上，磁感应强度的大小为滑杆的中点系一不可伸长的轻绳，绳绕过固定在桌边的光滑轻滑轮后，与一质量为m 的物块相连，绳处于拉直状态.现若由静止开始释放物块，用I 表示稳定后回路中的感应电流，g 表示重力加速度，设滑杆在运动中所受摩擦力恒为f ，则在物块下落过程中（）A ．物块的最终速度为为(mg−f )R BLB ．物块的最终速度为为I 2R mg−fC ．稳定后物块重力的功率为I 2RD ．物块重力的最大功率为mg (mg−f )R B 2L 2三、实验题11．图为“研究电磁感应现象”的实验装置，部分导线已连接.（1）用笔画线代替导线将图中未完成的电路连接好___________ .（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，那么闭合开关后，将小线圈迅速插入大线圈的过程中，电流计的指针将向__________偏；小线圈插入大线圈后，将滑动变阻器的滑片迅速向右移动时，电流计的指针将向__________偏.（均选填“左”或“右”）12．在“研究电磁感应现象”的实验中，实验装置如图所示.线圈C与灵敏电流表构成闭合电路.电源、开关、带有铁芯的线圈A、滑动变阻器构成另一个独立电路.表格中的第3行已经列出了实验操作以及与此操作对应的电流表指针的偏转方向，请以此为参考，把表格填写完整.________ ,_______ , ___________ .四、解答题13．如图所示，光滑的U形金属导轨NMM’N’水平地固定在磁感应强度为B的竖直向上的匀强磁场中.两平行导轨的间距为L，导轨长度足够长，M'、M之间接有一个阻值为R的电阻，导轨电阻不计.一根质量为m、电阻也为R的金属棒ab恰能放在导轨之上，并与导轨接触良好.给棒施加一个水平向右的瞬间作用力，棒就沿导轨以初速度v0开始向右滑行，则：（1）开始运动时，棒中的瞬时电流i和棒两端的瞬时电压u分别为多大？（2）在棒的速度由v0减小到v0的过程中，棒中产生的热量Q是多少？1014．在如图所示的电路中，螺线管上线圈的匝数n=1500匝，横截面积S =20cm 2.螺线管上线圈的电阻r=1.0Ω，定值电阻R 1=4.0Ω、R 2=5.0Ω，电容器的电容C=30μF.在一段时间内，螺线管中磁场的磁感应强度B 按如图所示的规律变化.（1）求螺线管中产生的感应电动势.（2）闭合开关S ，电路中的电流稳定后，求电阻R 2的电功率.（3）开关S 断开后，求流经电阻R 2的电荷量.15．如图所示，足够长的光滑金属导轨ab 、cd 固定在竖直平面内，导轨间距为L ，b 、c两点间接一阻值为R 的电阻，ef 是一水平放置的导体杆，其质董为m ，有效电阻值为R ，杆与ab 、cd 保持良好接触.整个装置放在磁感应强度大小为B 的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直.现用一竖直向上的力拉导体杆，使导体杆由静止开始做加速度为2g 的匀加速运动，上升了h 高度，这一过程中b 、c 间电阻R 产生的焦耳热为Q.重力加速度为g ，不计导轨电阻及感应电流间的相互作用.求：（1）导体杆上升h 高度过程中通过杆的电荷量；（2）导体杆上升到h 高度时所受拉力F 的大小；（3）导体杆上升h 高度过程中拉力做的功.16．如图所示，两根平行金属导轨固定在同一水平面内，间距为l ，导轨左端连接一个电阻.一根质量为m 、电阻为r 的金属杆ab 垂直放置在导轨上并与导轨接触良好.在杆ab 的右方与杆ab 的距离为d 处右侧有一个匀强磁场，磁场方向垂直于导轨平面向下，磁感应强度为B ．现对杆ab 施加一个大小为F 、方向平行于导轨的恒力，使杆ab 由静止开始运动，已知杆ab 进入磁场区域时的速度为v ，之后在磁场区域内恰好做匀速运动.不计导轨的电阻，假定导轨与杆ab 之间存在恒定的阻力.求：（1）导轨对杆ab的阻力大小f；（2）杆ab中通过的电流I的大小及方向；（3）导轨左端所接电阻的阻值R.参考答案1．D【解析】【详解】电磁炉利用电磁感应现象产生感应电流，从而产生焦耳热，D 正确；A 是利用带电粒子在磁场中的偏转，B 、C 是利用电流的热效应，A 、B 、C 错误.故选D2．D【详解】 根据E N t∆Φ=∆ 线圈中的磁通量变化越快，线圈中产生的感应电动势一定越大；磁通量越大、或者磁通量变化大，或者线圈放在磁场越强的位置不动，感应电动势都不一定大，选项ABC 错误，D 正确；故选D 。
人教版高中物理选修3-2测试题全套及答案解析.doc
最新人教版高中物理选修3-2测试题全套带答案解析高中物理第四章电磁感应测评A新人教版选修3-2（基础过关卷）一、选择题（本题共10小题,每小题5分，共50分。
其中第1S题为单选题;第8 J0题为多选题，全部选对得5分，选不全得2分，有选错或不答的得0分）1.一闭合线圈中没有产牛感应电流，则（）A.该时该地的磁感应强度一•定为零B.该时该地的磁场一定没有变化C.线圈面积一定没有变化D.穿过线圈的磁通量一定没有变化解析:因为穿过闭合回路的磁通量发纶变化是产牛:感应电流的条件，选项D正确。
答案:D2.闭合的金属环处于随时间均匀变化的匀强磁场中，磁场方向垂氏于圆环平面，则（）A.环中产生的感应电动势均匀变化B.环中产生的感应电流均匀变化C.环中产生的感应电动势保持不变D.环上某一小段导体所受的安培力保持不变解析:磁场均匀变化，也就是说二斤,根据感应电动势的定义式,E二二kS,其屮k是一个常最，所以圆环中产生的感应电动势的数值是一个常量，产生的感应电流也不变化，而环上某一小段导体受安培力F=T1B要发生变化。
答案:C3.现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈久线圈2、电流计及开关如图连接,在开关闭合、线圈力放在线圈〃屮的情况下，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滑片戶向右加速滑动，都能引起电流计指针向左偏转B.线圈A中铁芯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/、线圈〃的绕线方向耒知，故无法判断电流计指针偏转的方向解析:当他将滑动变阻器的滑片"向左加速滑动吋，滑动变阻器接入电路的电阻值增大,线圈力中电流减小, 线圈〃小磁通量减小，电流计指针向右偏转。
线圈力向上移动或铁芯向上拔出或断开开关，线圈〃小磁通量减小，都能引起电流计指针向右偏转，选项A错谋,B正确;滑动变阻器的滑片P匀速向左或匀速向右滑动, 都能使线圈昇中电流变化，线圈〃中磁通量变化，线圈〃中产生感应电流，电流计指针偏转，可以判断电流计指针偏转的方向，选项C、D错误。
人教版高中物理选修3-2第六章 《传感器》单元测试题(解析版)
第六章《传感器》单元测试题一、单选题(每小题只有一个正确答案)1.下列说法中不正确的是()A．话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号B．电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片C．电子秤所使用的测力装置是力传感器D．热敏电阻能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量2.如下图所示为一种温度自动报警器的原理图，在水银温度计的顶端封入一段金属丝，以下说法正确的是()A．温度升高至74 ℃时，L1亮灯报警B．温度升高至74 ℃时，L2亮灯报警C．温度升高至78 ℃时，L1亮灯报警D．温度升高至78 ℃时，L2亮灯报警3.R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，2个电阻采用如图方式接在电动势为E、内阻为r的电源上，利用电压传感器和电流传感器研究R2上的电压与电流变化关系．当自上向下滑动R2上的滑片时，通过数据采集器将电压与电流信号输入计算机后，在屏幕上得到的U－I图象应为图中的()A．B．C．D．4.如图所示，R T为负温度系数的热敏电阻，R为定值电阻，若往R T上擦些酒精，在环境温度不变的情况下，关于电压表示数的变化情况，下列说法中正确的是()A．变大B．变小C．先变大后变小再不变D．先变小后变大再不变5.如图所示，两块水平放置的金属板距离为d，用导线、电键K与一个n匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的变化磁场B中．两板间放一台小压力传感器，压力传感器上表面静止放置一个质量为m、电荷量为＋q的小球．K断开时传感器上有示数，K闭合时传感器上恰好无示数．则线圈中的磁场B的变化情况和磁通量变化率分别是()A．正在增加，＝B．正在减弱，＝C．正在减弱，＝D．正在增加，＝6.如图所示．两块水平放置的金属板距离为d，用导线、开关S与一个n匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的变化磁场B中．两板间放一台小压力传感器，压力传感器上表面静止放置一个质量为m、电量为＋q的小球．S断开时传感器上有示数，S闭合时传感器上恰好无示数．则线圈中的磁场B的变化情况和磁通量变化率分别是()A．正在增加，＝B．正在减弱，＝C．正在减弱，＝D．正在增加，＝7.关于传感器，下列说法正确的是()A．金属材料不可以制成传感器B．话筒是一种常用的声传感器，其作用是将声信号转换为电信号C．传感器都是通过感知电压的变化来传递信号的D．所有传感器的材料都是由半导体材料做成的8.如图所示是一位同学设计的防盗门报警器的简化电路示意图．门打开时，红外光敏电阻R3受到红外线照射，电阻减小；门关闭时会遮蔽红外线源(红外线源没有画出)．经实际试验，灯的亮、灭情况的确能反映门的开、关状态．门打开时两灯的发光情况及R2两端电压UR2与门关闭时相比()A．红灯亮，UR2变大B．绿灯亮，UR2变大C．绿灯亮，UR2变小D．红灯亮，UR2变小9.某种角速度计，其结构如图所示．当整个装置绕轴OO′转动时，元件A相对于转轴发生位移并通过滑动变阻器输出电压，电压传感器(传感器内阻无限大)接收相应的电压信号．已知A的质量为m，弹簧的劲度系数为k、自然长度为l，电源的电动势为E、内阻不计．滑动变阻器总长也为l，电阻分布均匀，装置静止时滑片P在变阻器的最左端B端，当系统以角速度ω转动时，则()A．电路中电流随角速度的增大而增大B．电路中电流随角速度的增大而减小C．弹簧的伸长量为x＝D．输出电压U与ω的函数式为U＝10.某仪器内部电路如图所示，其中M是一个质量较大的金属块，左右两端分别与金属丝制作的弹簧相连，并套在光滑水平细杆上，a、b、c三块金属片间隙很小(b固定在金属块上)，当金属块处于平衡状态时，两根弹簧均处于原长状态，若将该仪器固定在一辆汽车上，下列说法中正确的是()A．当汽车加速前进时，甲灯亮B．当汽车加速前进时，乙灯亮C．当汽车刹车时，乙灯亮D．当汽车刹车时，甲、乙两灯均不亮11.有一电学元件，温度升高时电阻却大幅度减小，则这种元件可能是()A．金属导体B．绝缘体C．半导体D．超导体12.用遥控器调换电视机频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程．下列属于这类传感器的是 ()A．红外报警装置B．走廊照明灯的声控开关C．自动洗衣机中的压力传感装置D．电饭煲中控制加热和保温的温控器13.下面哪一项不是现代传感器的应用()A．当你走近自动门时，门会自动打开B．电梯的两门靠拢接触到人体时，门会自动打开而不会夹伤人C．电饭煲能自动加热和保温而不会把饭烧焦D．将自己的银行卡插进自动取款机里可以取钱，而不必麻烦银行工作人员14.如图所示，截面为矩形的金属导体，放在磁场中，当导体中通有电流时，导体的上、下表面的电势关系为()A．UM>UNB．UM＝UNC．UM<UND．无法判断15.下列说法正确的是()A．传感器将感受到的非电学量转换为电学量，或转换为电路的通断B．传感器将感受到的电学量转换为非电学量C．传感器只能将感受到的非电学量转换为电路的通断D．以上说法都不对二、多选题(每小题至少有两个正确答案)16.(多选)如图所示为电阻R随温度T变化的图线，下列说法中正确的是()A．图线1是热敏电阻的图线，它是用金属材料制成的B．图线2是热敏电阻的图线，它是用半导体材料制成的C．图线1的材料化学稳定性好、测温范围大、灵敏度高D．图线2的材料化学稳定性差、测温范围小、灵敏度高17.(多选)下列说法正确的有()A．通常的传感器可以直接用来进行自动控制B．传感器可以用来采集信息C．传感器可以将感受到的一些信号转换为电学量D．传感器可以将所有感受到的信号转换为电学量18.(多选)关于发光二极管，下列说法正确的是()A．发光二极管能发光，不具有单向导电性B．发光二极管能直接把电能转化为光能C．发光二极管只要在两端加有正向电压，就可以发光D．发光二极管只有加正向电压时，才有可能发光19.(多选)下面的技术涉及到传感器应用的有()A．宾馆的自动门B．工厂、电站的静电除尘C．家用电饭煲的跳闸和保温D．声控开关20.(多选)霍尔式位移传感器的测量原理如图所示，有一个沿z轴方向均匀变化的匀强磁场，磁感应强度B＝B0＋kz(B0、k均为常数)．将霍尔元件固定在物体上，保持通过霍尔元件的电流I不变(方向如图所示)，当物体沿z轴正方向平移时，由于位置不同，霍尔元件在y轴方向的上、下表面的电势差U也不同．则()A．磁感应强度B越大，上、下表面的电势差U越大B．k越大，传感器灵敏度()越高C．若图中霍尔元件是电子导电，则下板电势高D．电流越大，上、下表面的电势差U越小三、实验题21.青岛奥运会帆船赛场采用风力发电给蓄电池充电，为路灯提供电能．用光敏电阻作为传感器控制路灯电路的开关，实现自动控制．光敏电阻的阻值随照射光的强弱而变化，作为简化模型，可以近似认为，照射光较强(如白天)时电阻几乎为0；照射光较弱(如黑天)时电阻接近于无穷大．利用光敏电阻作为传感器，借助电磁开关，可以实现路灯自动在白天关闭，黑天打开．电磁开关的内部结构如图所示.1、2两接线柱之间是励磁线圈，3、4两接线柱分别与弹簧片和触点连接．当励磁线圈中电流大于50 mA时，电磁铁吸合铁片，弹簧片和触点分离，3、4断开；电流小于50 mA 时，3、4接通．励磁线圈中允许通过的最大电流为100 mA.(1)利用以下器材设计一个自动控制路灯的电路，画出电路原理图．光敏电阻R1，符号灯泡L，额定功率40 W，额定电压36 V，符号保护电阻R2，符号电磁开关，符号蓄电池E，电压36 V，内阻很小；开关S，导线若干．(2)回答下列问题：①如果励磁线圈的电阻R为200 Ω，励磁线圈允许加的最大电压为________ V，保护电阻R2的阻线值范围为________ Ω.②在有些应用电磁开关的场合，为了安全，往往需要在电磁铁吸合铁片时，接线柱3、4之间从断开变为接通．为此，电磁开关内部结构应如何改造？请结合本题中电磁开关内部结构图说明．③任意举出一个其他的电磁铁应用的例子．四、计算题22.如图所示的装置可以测量汽车在水平路面上做匀加速直线运动的加速度，该装置在矩形箱子的前、后壁上各安装一个由力敏电阻组成的压力传感器，用两根相同的轻弹簧夹着一个质量为2.0 kg 的滑块，滑块可无摩擦滑动，两弹簧的另一端分别压在传感器a、b上，其压力大小可直接从传感器的液晶显示屏上读出．现将该装置沿运动方向固定在汽车上，传感器b在前，传感器a在后，汽车静止时，传感器a、b的示数均为10 N．(取g＝10 m/s2)．(1)若传感器a的示数为14 N、b的示数为6 N，求此时汽车的加速度大小和方向．(2)求当汽车以怎样的加速度运动时，传感器a的示数恰为零．五、填空题23.将万用表的选择开关置于欧姆挡，再将电表的两支表笔分别与光敏电阻R g的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的中央，若用不透光的黑纸将R g包裹起来，表针将向________(填“左”或“右”)转动，若用手电筒光照射R g，表针将向________(填“左”或“右”)转动．24.电饭煲的工作原理如图所示，可分为两部分，即控制部分：由S2、R1和黄灯组成．工作(加热)部分：由发热电阻R3、R2和红灯组成，S1是一个磁铁限温开关，手动闭合，当此开关的温度达到居里点(103 ℃)时，自动断开，且不能自动复位(闭合)，S2是一个双金属片自动开关，当温度达到70～80 ℃时，自动断开，低于70 ℃时，自动闭合，红灯、黄灯是指示灯，通过的电流必须较小，所以R1、R2起________作用，R3是发热电阻，由于煮饭前温度低于70 ℃，所以S2是________(填“断开的”或“闭合的”)．接通电源并按下S1后，黄灯灭而红灯亮，R3发热，当温度达到70～80 ℃时，S2断开，当温度达到103 ℃时饭熟，S1断开，当温度降到70 ℃以下时，S2闭合，电饭煲处于保温状态，由以上描述可知R2________R3(填“＜”“＝”或“＞”)，若用电饭煲烧水时，直到水被烧干S1才会断开，试解释此现象．25.如图所示为一实验小车中利用光电脉冲测量车速和行程的装置示意图．A为光源，B为光电接收器，A、B均固定在车身上，C为小车的车轮，D为与C同轴相连的齿轮．车轮转动时，A发出的光束通过旋转齿轮上齿的间隙后变成脉冲光信号，被B接收并转换成电信号，由电子电路记录和显示．若实验显示单位时间内脉冲数为n，累计脉冲数为N，则要测出小车的速度和行程还必须测量的物理量和数据是________；小车速度的表达式为v＝________；行程的表达式为s＝________.26.为解决楼道的照明，在楼道内安装一个传感器与电灯的控制电路相接．当楼道内有走动而发出声响时，电灯即与电源接通而发光，这种传感器为________传感器，它输入的是________信号，经传感器转换后，输出的是________信号．27.一些材料的电阻随温度的升高而变化．如图甲是由某金属材料制成的电阻R随摄氏温度t变化的图象，若用该电阻与电池(电动势E＝1.5 V，内阻不计)、电流表(量程为5 mA，内阻不计)、电阻箱R′串联起来，连接成如图乙所示的电路，用该电阻作测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的“金属电阻温度计”．(1)电流刻度较大处对应的温度刻度________(选填“较大”或“较小”)；(2)若电阻箱阻值R′＝150 Ω，当电流为5 mA时对应的温度数值为________ ℃.六、简答题28.如图所示，小铅球P系在细金属丝下，悬挂在O点，开始时小铅球P沿竖直方向处于静止状态．当将小铅球P放入水平流动的水中时，球向左摆动一定的角度θ，水流速度越大，θ越大．为了测定水流对小球作用力的大小，在水平方向固定一根电阻丝BC，其长为L，它与金属丝接触良好，不计摩擦和金属丝的电阻，C端在O点正下方处，且OC＝h.图中还有电动势为E的电源(内阻不计)和一只电压表．请你连接一个电路，使得当水速增大时，电压表示数增大．答案解析1.【答案】A【解析】话筒是声传感器，能得声音信号转换成电信号，故A错．2.【答案】D【解析】3.【答案】C【解析】把R1等效成电源内阻，根据闭合电路欧姆定律：U＝E－I(R1＋r)，图线与U轴截距表示电动势，斜率表示R1＋r，所以选C.4.【答案】D【解析】往R T上擦酒精后，酒精蒸发吸热，热敏电阻R T温度降低，电阻值增大，根据串联电路的分压特点，电压表示数变小．当酒精蒸发完毕后，R T的温度逐渐升高到环境温度后不变，所以热敏电阻的阻值逐渐变小，最后不变．故电压表的示数将逐渐变大，最后不变．所以选项D正确．5.【答案】D【解析】K闭合时传感器上恰好无示数，说明小球受竖直向上的电场力，且电场力大小等于重力，由楞次定律可判断磁场B正在增强，根据法拉第电磁感应定律E＝n＝U，又q·＝mg得＝＝，故D正确．6.【答案】D【解析】S闭合时传感器上恰好无示数，说明小球受竖直向上的电场力，且电场力大小等于重力．由楞次定律可判断磁场B正在增强，根据法拉第电磁感应定律E＝n＝U，又q＝mg，得＝，故D正确．7.【答案】B【解析】传感器材料分半导体材料、陶瓷材料、金属材料和有机材料，A、D错误；话筒是通过声波的振动，改变电容的大小，从而将声信号转化为电信号，B正确；传感器的类型非常多，不一定是感知电压来实现传递信号的，C错误，故选B.8.【答案】D【解析】当门打开时，R3受红外线照射，电阻减小，从而使并联电路电阻减小，总电阻减小，电路中总电流I增大，R2两端电压UR2＝U并＝E－I(R1＋r)减小，R2中电流IR2＝减小，所以R3中电流IR3＝I－IR2增大，线圈产生的磁场增强，把衔铁吸下，红灯亮，故D正确．9.【答案】D【解析】系统在水平面内以角速度ω转动时，无论角速度增大还是减小，BC的总电阻不变，根据闭合电路欧姆定律得知，电路中电流保持不变，故A、B错误；设系统在水平面内以角速度ω转动时，弹簧伸长的长度为x，则对元件A，根据牛顿第二定律得kx＝mω2(l＋x)，又输出电压U＝E，联立两式得x＝，U＝，故C错误，D正确．E＝xl10.【答案】B【解析】当汽车向右加速时，M向左移动，与a接触，乙灯亮；当汽车刹车时，M向右移动，与c 接触，甲灯亮．11.【答案】C【解析】金属导体温度升高时电阻增大；绝缘体温度升高时电阻保持不变；对于超导体，在其临界温度以下，温度升高电阻仍为零，高于临界温度，温度升高电阻往往增大；某些半导体材料受到光照或者温度升高时，电阻会大幅度减小．12.【答案】A【解析】13.【答案】D【解析】14.【答案】A【解析】霍尔效应形成的原因是带电粒子在磁场中受到洛伦兹力作用形成的，根据左手定则，金属导体中自由电子受到向下的洛伦兹力作用，向导体的下表面N运动，则导体的上表面M剩下正电荷，所以UM>UN.故选A.15.【答案】A【解析】16.【答案】BD【解析】热敏电阻由半导体材料制成，电阻随温度升高而减小，且灵敏度高，金属热电阻随温度升高电阻增大，灵敏度不高，但测温范围大，化学性质稳定，故B、D正确．17.【答案】BC【解析】18.【答案】BD【解析】发光二极管和普通二极管一样，都具有单向导电性，都是由半导体材料制成的，只有当两端加正向电压时，才能处于导通状态，才可能发光，但不一定发光，要求达到一定的电压值，它能直接把电能转化为光能．故选BD.19.【答案】ACD【解析】宾馆的自动门采用了光电传感器，故选项A对；家用电饭煲的跳闸和保温采用了热电传感器，故选项C对；声控开关采用了声电传感器，故选项D对．20.【答案】AB【解析】根据左手定则可判断电子向下板偏转，所以上板电势高；很据Bev＝e，解得U＝Bdv，所以磁感应强度B越大，上、下表面的电势差U越大；电流越大，则电子定向移动的速率v越大，上、下表面的电势差U越大；由于B＝B0＋kz，所以U＝(B0＋kz)dv，所以＝kdv，所以k越大，传感器灵敏度()越高．选项A、B正确．21.【答案】(1)如图所示(2)①20160～520②把触点从弹簧片右侧移到弹簧片左侧，保证当电磁铁吸合铁片时，3、4之间接通；不吸合时，3、4之间断开③电磁起重机【解析】(1)电磁继电器分为控制电路和工作电路两部分．根据光敏电阻的特性，可知光敏电阻应串联在控制电路中，为了保护励磁线圈，保护电阻也应该串联在控制电路中．灯泡连入工作电路．(2)因为励磁线圈允许的最大电流I m＝0.1 A，所以励磁线圈两端允许的最大电压U m＝I m R线＝20 V；保护电阻的最小值R21＝－R线＝160 Ω，最大值R22＝－R线＝520 Ω.22.【答案】(1)4.0 m/s2向前(2)10 m/s2向后【解析】传感器上所显示的大小，即弹簧对传感器的压力，据牛顿第三定律知，此即弹簧上的弹力大小，亦即弹簧对滑块的弹力大小．(1)如图所示，依题意知左侧弹簧对滑块向右的推力F1＝14 N，右侧弹簧对滑块向左的推力F2＝6 N.设滑块所受合力产生加速度a1，根据牛顿第二定律有F1－F2＝ma1，得a1＝＝m/s2＝4.0 m/s2，a1与F1同方向，即向前．(2)a传感器的读数恰为零，即左侧弹簧的弹力F1′＝0，因两弹簧相同，左侧弹簧伸长多少，右侧弹簧就缩短多少，所以右侧弹簧的弹力变为F2′＝20 N．滑块所受合力产生加速度，由牛顿第二定律得F合＝F2′＝ma2，得a2＝＝10 m/s2，方向向后．23.【答案】左右【解析】24.【答案】限流闭合的>【解析】R1、R2起的作用是限流，防止指示灯(氖泡)因电流过大而烧毁，S2是自动控制温度开关，当温度低于70℃时自动闭合，当温度达到70～80 ℃时又自动断开，使电饭煲处于保温状态，由于R3的功率较大，因此R2＞R3.由于开关S1必须当温度达到103 ℃时才自动断开，而水的沸点只有100 ℃，因此用电饭煲烧水时，直到水被烧干后S1才会断开．25.【答案】车轮的半径R和齿轮齿数p【解析】根据速度的意义和车正常行驶的情况，应有v＝2πRf，其中R为车轮的半径，f为单位时间内车轮转过的圈数；若车轮的齿数为p，则转一圈应有p个脉冲被B接收到，因此有f＝np，代入上式，有v＝.同样，根据行程的意义，应有s＝2πRf′，其中f′为整个行程中车轮转过的圈数；而f′＝，所以s＝.可见，还必须测量的物理量和数据是车轮的半径R和齿轮齿数p，速度和行程的表达式如上面两式所示．26.【答案】声控声音电【解析】27.【答案】(1)较小(2)50【解析】(1)由题图甲可知，温度升高，电阻阻值增大，电路中电流减小，因此电流刻度较大处对应的温度刻度较小．(2)电流为5 mA时，电路总电阻为300 Ω，电阻箱阻值R′＝150 Ω，则R＝150 Ω，由题图甲得对应的温度为50 ℃.28.【答案】电路图如图所示．。
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。
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电磁感应单元测试题 参考答案
时间：45分钟 满分：100分
命题报告
本部分是电磁学的核心内容，重点研究法拉第电磁感应定律和楞次定律的应用，学些解决电磁感应问题的基本思路和方法。
高考考点有电磁感应现象、磁通量、法拉第电磁感应定律、楞次定律、自感和涡流。
本部分试题以电磁感应为纽带，滚动考察力学、静电学、闭合电路欧姆定律、运动学、能量的转化和守恒定律这些内容，滚动比例为40%。
选择题（本题共10小题，每题4分，共40分）
1.AD 【解析】在赤道上空地磁场的方向水平向北，由右手定则可以判断A 项、D 项正确。
2.D 【解析】感应电动势的大小为t
B S n t n E ∆∆⋅=∆∆=ϕ，A 、B 两种情况磁通量变化量相同，
C 最小，
D 最大。
磁铁穿过线圈所用的时间A 、B 、D 相同且小于B 所用时间，D 项正确。
3.D 【解析】感应电动势的大小为t S B E ∆⋅∆=，k t
B =∆∆为图线中的斜率。
R E I =，到0到1s 时磁场增强，由楞次定律产生的感应电流在线框中为逆时针且大小恒定；1s 到3s 内斜率相同，所以电流大小恒定方向不变，且为顺时针；D 项正确。
4.AB 【解析】t 1时刻原线圈中的电流增强，根据楞次定律两者之间为斥力，且P 有收缩的趋势，A 项正确；t 2时刻电流恒定，P 中无感应电流，两者也就无相互作用，此时电流最大，产生磁场最强，P 中的磁通量有最大值，B 项正确。
t 3时刻，电流正在变化中，故P 中有感应电流，但是原线圈电流为零，两者之间无安培力；t 4时刻电流恒等，无感应电流。
5.A 【解析】在北极极点磁感线的方向竖直向下，由左手定则知导线所受安培力的方向向前，A 项正确。
6.C 【解析】在匀速向右拉动线框的过程冲，线框左边切割磁感线，产生的电动势恒为Bbv 。
此结构中PQ 的左侧部分相当于电源，右侧部分相当于外电路，此过程外电路的电阻增大，而内电路的电阻减小，电压表的示数为路端电压，有闭合电路欧姆定律知路端电压增大，C 项正确。
7.C 【解析】匀速转动，外力做功的功率与安培力的功率相同，克服安培力做功转化为系统的内能，即外力做功的功率与发热功率相同。
转动切割磁感线产生的电动势大小为
ω22
1Br E =,外力的功率为==R E P 22244B r R ω，C 项正确。
8.CD 【解析】开关闭合瞬间无论电源正负极如何由楞次定律知铝环受到向上的安培力，在磁力作用下向上跳起。
当电路稳定之后，电流不在变化，无感应电流即无安培力，铝环回落，C 项、D 项正确。
9.D 【解析】本题考查电磁感应有关的知识，本题为中等难度题目。
条形磁铁从线圈正上方等高快速经过时，通过线圈的磁通量先增加后又减小。
当通过线圈磁通量增加时，为阻碍其增加，在竖直方向上线圈有向下运动的趋势，所以线圈受到的支持力大于其重力，在水平方向上有向右运动的趋势，当通过线圈的磁通量减小时，为阻碍其减小，在竖直方向上线圈有向上运动的趋势，所以线圈受到的支持力小于其重力，在水平方向上有向右运动的趋势。
综上所述，线圈所受到的支持力先大于重力后小于重力，运动趋势总是向右。
10.AC 【解析】电场力做正功，电势能减少,D 项错误；粒子带负电，所以是由低电势移动
到高电势，A 项正确；由电势差的定义，两点电势差的大小为q
W U =，C 项正确；在匀强电场中有Ed U =， d 为两点间沿电场线方向的距离，题中没有确定d 是不是为两点间沿电场线方向的距离。
11. 01U d g m ， )2(22t
d g U d m - 【解析】(1)油滴匀速下落过程中受到的电场力和重力平衡，可见所带电荷为负电荷，即g m d U q
10=，得01U d g m q = (2) 带负电油滴加速下落，电荷量为Q 1，油滴所受到的电场力方向向上，设此时的加速度大小为a 1，由牛顿第二定律得 221
21112U m g Q m a d a t d -== 得)2(221t
d g U d m Q -=． 思考：如果油滴带正电呢？
12.【解析】（１）研究电磁感应现象的试验，为两个独立的电路图。
连接如图所示。
1
L 2
L P
（２）按题目中的要求则是感应电流的磁场方向与原电流的磁场方向相反，由楞次定律知原磁场应该增强，当插入铁棒、插入Ｌ１，滑动变阻器左移或者闭合开关都由如此效果，Ｃ项正确。
13.【解析】（1）线框从静止开始做匀加速直线运动，加速度 211m/s F a m =
= 线圈框的边长210.5m 2
l at == 离开磁场的瞬间，线圈的速度 v =at =1m/s
线框中的感应电流 Blv I R
= 线框所受的安培力 F 安=BIl
由牛顿第二定律 F 2－F 安=ma 又F 2=3N
联立求得 B =2.83T
（2）线框穿过磁场的过程中，平均感应电动势 2
0.71V Bl E t
== 平均电流 0.71A E I R
== 所以，通过线框的电荷量0.71C q It ==
14.【解析】⑴设M 下落的高度 30sin 25.21⨯=h m 。
m 的上升高度25.22=h m,由机械能守恒，221)(2
1v M m mgh Mgh +=- 线框刚进入磁场时的速度为：3=v m/s
⑵线框进入磁场的过程中产生的感应电流的平均值为I ，磁通量的变化量为ϕ∆，变化时间为t ∆，感应电动势为E,通过线框的电荷量为Q ，则有：
t I Q ∆= R E I = t
E ∆∆=ϕ 由以上三式得 Q =4 C
⑶当线框匀速穿过ef 边界时，设速度为是v 1,由平衡知
0sin =--BIL mg Mg α
R
BLv I 1= 由以上两式得1v =4 m/s
设线框完全进入磁场时的速度为v 2，下滑高度为H ，中午上升的高度为h ，则：
2221)(2
1)(21v M m v M m mgh Mgh +-+=- 解得v 2=23m/s
从线框开始进入磁场到完全进入磁场的过程中，下滑高度为H 1，重物上省的高度h 3，此过程线框中产生的焦耳热为Q '，由功能关系
Q mgh MgH v M m v M m '--=+-+31222)(2
1)(21 解得Q '=0.5 J
15.【解析】（1）以导体棒为研究对象，棒在磁场I 中切割磁感线，棒中产生产生感应电动势，导体棒ab 从A 下落r /2时，导体棒在策略与安培力作用下做加速运动，由牛顿第二定律，得
mg －BIL ＝ma ，式中l r 1Blv I R =总
式中844844R R R R R R R ⨯总（＋）＝＋（＋）＝4R 由以上各式可得到22134B r v a g mR
=－ （2）当导体棒ab 通过磁场II 时，若安培力恰好等于重力，棒中电流大小始终不变，即
222422t t B r v B r v mg BI r B r R R ⨯⨯=⨯=⨯⨯=并并
式中 1243124R R R R R R ⨯并＝＝＋ 解得 2222344t mgR mgR v B r B r
==并
导体棒从MN 到CD 做加速度为g 的匀加速直线运动，有2222t v v gh -= 得2222449322v m gr h B r g
=- 此时导体棒重力的功率为222234G t m g R P mgv B r
== 根据能量守恒定律，此时导体棒重力的功率全部转化为电路中的电功率，即
12G P P P P =+=电＝222234m g R B r 所以，234
G P P =＝2222916m g R B r （3）设导体棒ab 进入磁场II 后经过时间t 的速度大小为t v '，此时安培力大小为
2243t B r v F R
''=
由于导体棒ab 做匀加速直线运动，有3t v v at '=+
根据牛顿第二定律，有F ＋mg －F ′＝ma 即2234()3B r v at F mg ma R
++-= 由以上各式解得22222233444()()333B r v B r B r a F at v m g a t ma mg R R R
=+--=++-。