高中物理选修32___电磁感应专项练习题

选修3-2 电磁感应专项练习
一、
令狐采学
二、感应电流的产生条件
1．关于产生感应电流的条件，以下说法中错误的是[ ] A．闭合电路在磁场中运动，闭合电路中就一定会有感应电流
B．闭合电路在磁场中作切割磁感线运动，闭合电路中一定会有感应电流
C．穿过闭合电路的磁通为零的瞬间，闭合电路中一定不会产生感应电流
D．无论用什么方法，只要穿过闭合电路的磁感线条数发生变化，闭合电路中一定
会有感应电流
2．在如图所示的各图中，闭合线框中能产生感应电流的是[ ]
3．如图2所示，矩形线框abcd的一边ad恰与长直导线重合(互相绝缘)．现使线框绕不同的轴转
动，能使框中产生感应电流的是[ ]
A．绕ad边为轴转动
B．绕oo′为轴转动
C．绕bc边为轴转动
D．绕ab边为轴转动
4．垂直恒定的匀强磁场方向放置一个闭合圆线圈，能使线圈中产生感应电流的运动是[ ]
A．线圈沿自身所在的平面匀速运动B．线圈沿自身所在的平面加速运动
C．线圈绕任意一条直径匀速转动D．线圈绕任意一条直径变速转动
5．一均匀扁平条形磁铁与一线圈共面，磁铁中心与圆心O重合(图3)．下列运动中能使线圈中产生感应电流的是[ ]
A．N极向外、S极向里绕O点转动
B．N极向里、S极向外，绕O点转动
C．在线圈平面内磁铁绕O点顺时针向转动
D．垂直线圈平面磁铁向纸外运动
6．如图5所示，绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和电键组成闭合回路，在铁芯的右端套有一个表
面绝缘的铜环A，下列各种情况中铜环A
中没有感应电流的是[ ]
A．线圈中通以恒定的电流
B．通电时，使变阻器的滑片P作匀速移动
C．通电时，使变阻器的滑片P作加速移动
D．将电键突然断开的瞬间
7．一水平放置的矩形线圈abcd在条形磁铁S极附近下落，在下落过程中，线圈平面保持水平，如图10所示，位置1和3都靠近位置2，则线圈从位置1到位置2的过程中，线圈内_ __感应电流，线圈从位置2至位置3的过程中，线圈内_ ___感应电流。

(填：“有”或“无”)
8.如图所示，闭合小金属环从高h的光滑曲面上无初速度地滚下，又沿曲面的另一侧上升，若图中磁场为匀强磁场，则环上升的高度应______ h（填“大于”“等于”或“小于”，下同）；若磁场为非匀强磁场，则环上升的高度应______h.
二、楞次定律
5、电阻R、电容C与一线圈连成闭合回路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N极朝下，如图所示，现使磁铁开始自由下落，在N极接近线圈上端的过程中，流过R的电流方向和电容器极
板的带电情况是
A．从a到b，上极板带正电
B．从a到b，下极板带正电
C．从b到a，上极板带正电
D．从b到a，下极板带正电
6、如图所示，当磁铁突然向铜环运动时，铜环
的运动情况是
A．向右摆动B．向左摆动
C．静止D．无法判定
8．如图所示，光滑固定导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放置于导轨上，形成一个闭合回路，一条形磁铁从高处下落接近回路时
A．P、Q将相互靠拢
B．P、Q将相互远离
C．磁铁的加速度仍为g
D．磁铁的加速度小于g
10、如图2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
11．如图3所示，ab是一个可绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形
导线框，当滑动变阻器R的滑片自左向右滑行时，线框ab的运动情况是
A．保持静止不动
B．逆时针转动
C．顺时针转动
D．发生转动，但电源极性不明，无法确定转动的方向12．如图(a)所示，圆形线圈P静
止在水平桌面上，其正上方悬挂
一相同的线圈Q，P和Q共轴，Q
中通有变化的电流，电流随时间
变化的规律如图(b)所示，P所受的重力为G，桌面对P的支持力为FN，则
A．t1时刻，FN>G B．t2时刻，FN>G
C．t3时刻，FN<G D．t4时刻，FN＝G
13.如图7所示，在匀强磁场中放有平行铜导
轨，它与大线圈M相连接，要使小线圈N获
得顺时针方向的感应电流，则放在导轨上的裸
金属棒ab的运动情况是(两线圈共面放置)
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
14.如图4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
三、法拉第电磁感应定律的应用
15.单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂
直于磁场，若线圈所围面积的磁通量随时间变化的规律如图所示，则O～D过程中
A．线圈中O时刻感应电动势最大B．线圈中D时刻感应电动势为零
C．线圈中D时刻感应电动势最大D．线圈中O至D时间内的
平均感应电动势为0.4 V
16、物理实验中，常用一种叫做“冲击电流计”的仪器测定通过电路的电荷量．如图所示，探测线圈与冲击电流计
串联后可用来测定磁场的磁感应强度．已知线圈的匝
数为n ，面积为S ，线圈与冲击电流计组成的回路电
阻为R.若将线圈放在被测匀强磁场中，开始时线圈平面与磁场垂直，现把探测线圈翻转180°，冲击电流计测出通过线圈的电荷量为q ，由上述数据可测出被测磁场的磁感应强度为 A.qR S B.qR nS C.qR 2nS D.qR 2S
17.一根导体棒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 ＝0
B ．φa>φb，Uab 保持不变
C ．φa≥φb，Uab 越来越大
D ．φa<φb，Uab 越来越大
18.如图所示，金属三角形导轨COD 上放有一根
金属棒MN.拉动MN ，使它以速度v 向右匀速运
动，如果导轨和金属棒都是粗细相同的均匀导体，
电阻率都相同，那么在MN 运动的过程中，闭合回路的
A．感应电动势保持不变B．感应电流保持不变
C．感应电动势逐渐增大D．感应电流逐渐增大
19.一直升机停在南半球的地磁极上空．该处地磁场的方向竖直向上，磁感应强度为B.直升机螺旋桨叶片的长度为l，螺旋桨转动的频率为f，顺着地磁场的方向看螺旋桨，
螺旋桨按顺时针方向转动，螺旋桨叶片的近
轴端为a，远轴端为b，如图3所示，如果忽
略a到转轴中心线的距离，用E表示每个叶片中的感应电动势，则
A．E＝πfl2B，且a点电势低于b点电势
B．E＝2πfl2B，且a点电势低于b点电势
C．E＝πfl2B，且a点电势高于b点电势
D．E＝2πfl2B，且a点电势高于b点电势
20.如图4所示，矩形线框abcd的ad和bc的中点M、N之间连接一电压表，整个装置处于匀强磁场中，磁场
的方向与线框平面垂直．当线框向右匀速平动
时，下列说法中正确的是
A．穿过线框的磁通量不变化，MN间无感应电动势
B．MN这段导体做切割磁感线运动，MN间有电势差C．MN间有电势差，所以电压表有示数
D．因为有电流通过电压表，所以电压表有示数
21.如图所示，A、B两闭合线圈为同样的导线绕成，A有10匝，B有20匝，两圆形线圈半径之比为2∶1.均匀磁场只分布在B 线圈内．当磁场随时间均匀减弱时
A．A中无感应电流
B．A、B中均有恒定的感应电流
C．A、B中感应电动势之比为2∶1
D．A、B中感应电流之比为1∶2
22.如图所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路．虚线MN 右侧有磁感应强度为B的匀强磁场．方向垂直于回路所在的平面．回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直．从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论正确的是
A．感应电流方向不变
B．CD段直导线始终不受安培力
C．感应电动势最大值Em＝Bav
D ．感应电动势平均值
E ＝14
πBav 23.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
框平面向里，MN 边界与线框的边QR 所在的
水平直线成45°角，E 、F 分别是PS 和PQ 的
中点．关于线框中的感应电流，正确的说法是
A ．当E 点经过边界MN 时，线框中感应电流最大
B ．当P 点经过边界MN 时，线框中感应电流最大
C ．当F 点经过边界MN 时，线框中感应电流最大
24.如图所示，竖直平面内有一金属圆环，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，与环的最高点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.Bav 3
B.Bav 6
C.2Bav 3D ．Bav 25．(2012·新课标全国·19)如图7所示，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里，磁感应强度大小
为B0.使该线框从静止开始绕过圆心O 、垂直于
半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周，在线框中产生感应电流．现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化．为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感
应强度随时间的变化率ΔB Δt
的大小应为 A.4ωB0π B.2ωB0π C.ωB0πD.ωB02π
四、电磁感应中图像问题
26、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甲所示，当磁场的磁感应强度B 随时间t 发生如图乙所示变化时，下图中正确表示线圈中感应电动势E 变化的是
27、如图所示，虚线上方空间有匀强磁场，磁场
方向垂直纸面向里，直角扇形导线框绕垂直于纸
面的轴O 以角速度ω匀速逆时针转动．设线框中
感应电流的方向以逆时针为正，线框处于图示位置时为时间零点，那么，下列图中能正确表示线框转动一周感应电流变化情况的是
28、匀强磁场的磁感应强度B＝0.2 T，磁场宽度l
＝3 m，一正方形金属框边长ad＝l′＝1 m，每边
的电阻r＝0.2 Ω，金属框以v＝10 m/s的速度匀速穿过磁场区，其平面始终保持与磁感线方向垂直，如图7所示．求：
(1)画出金属框穿过磁场区的过程中，金属框内感应电流的i－t 图线；(要求写出作图依据)
(2)画出ab两端电压的U－t图线．(要求写出作图依据)
五、电磁感应中的动力学问题
29、如图所示，在磁感应强度B＝0.50 T的匀
强磁场中，导体PQ在力F作用下在U形导轨
上以速度v＝10 m/s向右匀速滑动，两导轨间
距离L＝1.0 m，电阻R＝1.0 Ω，导体和导轨的电阻忽略不计，则以下说法正确的是
A．导体PQ切割磁感线产生的感应电动势的大小为5.0 V B．导体PQ受到的安培力方向水平向右
C．作用力F大小是0.50 N
D．作用力F的功率是5 W
30、如图所示，线圈abcd每边长l＝0.20 m，线
圈质量m1＝0.10 kg，电阻R＝0.10 Ω，砝码质量
m2＝0.14 kg.线圈上方的匀强磁场的磁感应强度
B＝0.5 T，方向垂直线圈平面向里，磁场区域的宽度为h＝l＝0.20 m．砝码从某一位置下降，使ab进入磁场开始做匀速运动．求线圈做匀速运动的速度．
31、在范围足够大、方向竖直向下的匀强磁场中，
B＝0.2 T，有一水平放置的光滑框架，宽度为l＝0.4
m，如图9所示，框架上放置一质量为0.05 kg、电
阻为1 Ω的金属杆cd，框架电阻不计．若cd杆以恒定加速度a ＝2 m/s2由静止开始做匀变速运动，则：
(1)在5 s内平均感应电动势是多少？
(2)第5 s末，回路中的电流多大？
(3)第5 s末，作用在cd杆上的水平外力多大？
32、如图甲所示，一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道间距l＝0.20 m，电阻R＝1.0 Ω；有一导体杆静止地放在轨道上，与两轨道垂直，杆及轨道的电阻皆可忽略不计，整个装置处于磁感应强度B＝0.50 T的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道面向
下，现用一外力F沿轨道方向拉杆，使之做匀加速运动，测得力F与时间t的关系如图乙所示，求杆的质量m和加速度a.
33、如图所示，两根相距L、平行放置的光滑导电轨道，与水平面的夹角均为α，轨道间有电阻R，处于磁感
应强度为B、方向竖直于导轨平面向上的匀强磁
场中，一根质量为m、电阻为r的金属杆ab，由
静止开始沿导电轨道下滑．设下滑过程中杆ab始终与轨道保持垂直，且接触良好，导电轨道足够长，且电阻不计．
(1)杆ab将做什么运动？
(2)若开始时就给杆ab沿轨道向下的拉力F，使其由静止开始向下做加速度为a的匀加速运动(a＞gsin α)，求拉力F与时间t 的关系式．
六、电磁感应中的动力学问题
34、光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图1所
示，抛物线的方程是y＝x2，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(如图中虚线所示)．一个质量为m的小金属块从抛物线y＝b(b>a)处以速度v 沿抛物线下滑，假设抛物线足够长，则金属块沿抛物线下滑后产生的焦耳热总量是
A ．mgbB.12mv2C ．mg(b －a) D ．mg(b －a)＋12
mv2 35、水平放置的光滑导轨上放置一根长为L 、质量为m 的导体棒ab ，ab 处在磁感应强度大小为B 、方向如图所示的匀强磁场中，导轨的一端接一阻值为R 的电阻，导轨及导体棒电阻不计．现使ab 在水平恒力F 作用下由静止沿垂直于磁场的方向运动，当通过位移为x 时，ab 达到最大速度vm.此时撤去外力，最后ab 静止在导轨上．在ab 运动的整个过程中，下列说法正确的是
A ．撤去外力后，ab 做匀减速运动
B ．合力对ab 做的功为Fx
C ．R 上释放的热量为Fx ＋12
mv2m D ．R 上释放的热量为Fx
36、如图所示，边长为L 的正方形导线框质量为m ，
由距磁场H 高处自由下落，其下边ab 进入匀强磁场
后，线圈开始做减速运动，直到其上边dc 刚刚穿出
磁场时，速度减为ab 边刚进入磁场时的一半，磁场
的宽度也为L ，则线框穿越匀强磁场过程中产生的焦耳热为
A．2mgLB．2mgL＋mgH
C．2mgL＋3
4
mgHD．2mgL＋
1
4
mgH
37、两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L，底
端接阻值为R的电阻．将质量为m的金属棒悬挂在
一个固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好．导
轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，如图
所示．除电阻R外其余电阻不计．现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，则
A．释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度g
B．金属棒向下运动时，流过电阻R的电流方向为a→b
C．金属棒的速度为v时，所受的安培力大小为F安＝B2L2v R
D．电阻R上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少38、如图所示，平行金属导轨与水平面成θ角，导轨与固定电阻R1和R2相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面，
有一导体棒ab，质量为m，导体棒的电阻与固
定电阻R1和R2的阻值均相等，与导轨之间的
动摩擦因数为μ，导体棒ab沿导轨向上滑动，
当上滑的速度为v时，受到安培力的大小为F，此时A．电阻R1消耗的热功率为Fv/3
B．电阻R2消耗的热功率为Fv/6
C．整个装置因摩擦而消耗的热功率为μmgvcos θD．整个装置消耗的机械功率为(F＋μmgcos θ)v。