电磁感应单元综合练习试卷5(新人教版选修3-2).doc

世纪金榜 圆您梦想 电磁感应单元综合练习试卷5本试卷分为第、卷两部分，共100分，考试时间90分钟.第卷(选择题 共40分)一、本题共10小题，每小题4分，共40分.在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分.1.如图所示螺线管中感应电流的方向是A.如图中箭头所示B.与图中箭头方向相反C.无感应电流D.与条形磁铁运动加速还是减速有关，故无法判断解析：当条形磁铁靠近线圈时，线圈内的磁通量增加，根据楞次定律可知正确答案.答案：A2.闭合铜环与闭合金属框接触良好，放在匀强磁场中，如图所示.当铜环向右移动时(金属框不动)，下列说法正确的是A.铜环内没有感应电流，因为磁通量没有发生变化B.金属框内没有感应电流产生，因为磁通量没有发生变化C.金属框ab边中有感应电流，因为回路abfgea中的磁通量增加了D.铜环的半圆ehf中有感应电流，因为回路ehfcde中的磁通量减少了解析：图中可组成多个闭合回路：abfgea、egfcde、ehcde.在铜环右移过程中，回路abfgea中的磁通量增大，产生逆时针方向的感应电流；铜环egf中有向上的电流；回路ehfcde中，磁通量在减小，产生顺时针方向的感应电流，铜环中的电流方向向上.答案：CD3.如图所示，通电螺线管置于闭合金属环A的轴线上，A环在螺线管的正中间.当螺线管中的电流逐渐减小时A.A环有收缩的趋势 B.A环有扩张的趋势C.A环向左运动D.A环向右运动解析：A环所在处磁场的方向是水平的，安培力的方向总与磁场方向、电流方向垂直，故安培力要么指向圆心，要么沿半径方向背离圆心，不会出现左移或右移；当螺线管中的电流减小时，穿过A环的磁通量要减小，只有A环面积减小，才能达到阻碍磁通量减小的目的.答案：A4.一闭合线圈固定在垂直于纸面的均匀磁场中，设向里为磁感应强度B的正方向，线圈中的箭头为电流i的正方向，如图(a)所示.已知线圈中感应电流i随时间而变化的图象如图(b)所示，则磁感应强度B随时间而变化的图象可能是下图中的解析：感应电流做周期性变化，其方向改变而大小不变，故产生感应电流的磁场B均匀变化；在00.5 s内，i为负值，即i为逆时针方向，根据楞次定律可知原磁场B向里增加或向外减弱；在0.51.5 s内，i为正值，感应电流的磁场方向为垂直纸面向里，由楞次定律可知原磁场应为正方向减小或负方向增加.答案：D5.如图所示，铜环套在通电螺线管上，若将这只铜环从螺线管的最左端移到最右端，则在此过程中，铜环上的感应电流方向为(从左向右顺着铜环的运动方向观察)A.无感应电流B.总是顺时针C.先逆时针后顺时针D.先顺时针后逆时针解析：穿过铜环套的磁场线有向里和向外两种(从左向右顺着铜环的运动方向观察)，但总的磁场的方向是向里的.而磁通量的变化是先增加后减少，则根据楞次定律可以判断.答案：C6.如图所示，MN、PQ为平行金属导轨，M、P间连有一阻值为R的电阻，导轨处于匀强磁场中，磁感应强度为B，磁场方向与导轨所在的平面垂直，图中磁场垂直纸面向里.有一金属圆环沿两导轨滑动，速度为v,与导轨接触良好，圆环的直径为d，与两导轨间的距离相等.设金属环与导轨的电阻均可忽略，当金属环向右做匀速运动时A.有感应电流通过电阻R，大小为dBv/RB.有感应电流通过电阻R，大小为dBv/RC.有感应电流通过电阻R，大小为2dBv/RD.没有感应电流通过电阻R解析：当金属环向右匀速移动时，环内磁通量没有变化，因此环内没有闭合的感应电流.因金属环不考虑内阻，在右移时，可等效成长为d的金属棒右移，故E=Bdv,与R构成回路，有电流流过R，且I=E/R=Bdv/R.答案：B7.两圆环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解析：要在B环中产生如图所示方向的感应电流，据楞次定律则在A环内部要产生向里加强的或者向外减弱的磁场，由安培定则可知B、C选项正确.答案：BC8.一个闭合的正方形线圈放在匀强磁场中，线圈平面与磁感线成30角，当磁场的磁感应强度发生均匀变化时，可在线圈内产生电流为I的直流电.若要使电流强度变为2I，可采用的方法是A.线圈匝数增加一倍B.正方形的边长增加一倍C.使线圈平面与磁场线间的夹角变成90D.磁感应强度对时间的变化率增加一倍解析：根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律： I=.又因为=BSsin(为线圈平面与磁场线的夹角)，所以I=n.当线圈匝数增加一倍时，线圈电阻R也增加一倍，则电流不变；当正方形边长增加一倍，面积增为原来的4倍，电阻增为原来的2倍，这时电流变为原来的2倍；当角从30变为90时，sin90是sin30的2倍，电流增为2倍，增为原来的2倍，电流变为原来的2倍. 答案：BCD9.如图所示，电路稳定后，小灯泡有一定的亮度，现将与螺线管等长的软铁棒沿管的轴线迅速插入螺线管内，判断在插入过程中灯泡的亮度变化情况为A.变暗B.变亮C.不变D.无法判断解析：由电源极性知通电螺线管中的电流如图所示，相当于一个条形磁铁左端是N极，右端是S极，内部磁场方向由右向左.软铁棒插入过程中被磁化，左端是N极，右端是S极，所以插入过程是螺线管中磁通量增加的过程，由感应电流的效果知感应电流方向与原来的电流方向相反，故小灯泡变暗.答案：A10.如图所示，Q为用毛皮摩擦过的橡胶圆盘.由于它的转动使金属环P中产生了如图所示的所感应电流，则Q盘的转动情况是A.顺时针加速转动B.逆时针加速转动C.顺时针减速转动D.逆时针减速转动解析：用毛皮摩擦过的橡胶圆盘带负电，Q盘转动产生的磁场相当于环形电流的磁场，且盘的转动方向与等效电流方向相反.根据楞次定律，由P环中感应电流的方向，可推知Q盘上的运动电荷产生的磁场在Q盘内是垂直于纸面向外正在减弱或者垂直于纸面向里正在增强，再依据安培定则可判知B、C选项正确.答案：BC第卷(非选择题 共60分)二、本题共5小题，每小题4分，共20分,把答案填在题中的横线上.11.如图所示，y轴左方有磁感应强度为B的匀强磁场，一个半径为r的直角扇形金属框架，总电阻为R，不计重力及一切摩擦，以O为圆心以角速度匀速转动.从图示位置转动四分之一周期时，外力做功为_.解析：MO切割磁感线，E=Br2,I=E/R,磁场对MO段的安培力F安=BIr,力的作用点在半径中点上，弧线MN进入磁场部分也受安培力作用，但它总与运动方向垂直，不做功，故W外=W安=I2Rt=.答案：B2r4/8R12.下图为“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，那么合上电键后可能出现的情况有：a.将原线圈迅速插入副线圈时，灵敏电流计指针将_.b.原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，灵敏电流计指针将_.解析：(1)见答案.(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.答案：(1)见下图.(2)a.右偏转一下b.向左偏转一下13.一个面积为10 cm2的线圈，放在匀强磁场中，磁感线跟线圈平面成60角，匀强磁场的磁感应强度随时间t的变化如图所示.在t=0.4 s时，穿过线圈的磁通量是_，在0.4 s到0.5 s时间内的平均感应电动势为_，在t=0.1 s时的瞬时感应电动势是_.解析：由图可知t=0.4 s时B=2 T，故=BSsin60=10-3 Wb,在0.20.6 s内B随时间t线性变化，B/t=5 T/s,所以在0.40.5 s时间内平均感应电动势E=10-3 V;在00.2 s时间内B没有变化，故0.1 s时E=0.答案：1.7310-3 Wb 4.3310-3 V 014.如图是演示自感现象的实验电路图，L是有铁芯的线圈，A是灯泡.接通电路后，灯泡正常发光；再断开电路时，观察到的自感现象是_，这是因为_.答案：A灯闪一下再熄灭 线圈中储存了磁场能，断开开关K时，磁场能转化为电能15.如图所示，空间存在垂直于纸面的均匀磁场，在半径为a的圆形区域内、外，磁场方向相反，磁感应强度的大小均为B.一半径为b、电阻为R的圆形导线环放置在纸面内，其圆心与圆形区域的中心重合.在内、外磁场同时由B均匀地减小到零的过程中，通过导线截面的电荷量q=_.解析：据法拉第电磁感应定律，圆环中的感应电动势为E=，据全电路欧姆定律，圆环中的电流强度为I=.据电流强度的定义I=和在时间t内穿过圆环的合磁通量的变化量=B(b2-2a2).解得通过导线截面的电荷量q=B(b2-2a2).答案：B(b2-2a2)三、本题共4小题，每小题10分，共40分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位.16.如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场充满在半径为 r的圆柱形区域内，其方向与圆柱的轴线平行，其大小以的速率增加.一根长为r的细金属棒与磁场方向垂直地放在磁场区域内，杆的两端恰在圆周上.求棒中的感应电动势.解析：假设圆柱形区域内有一个三角形Oab，则EOab=S=r2.因为变化磁场产生的感应电流与Oa、Ob垂直，Oa、Ob中无感应电动势，故Eab=EabO=.答案：17.如图所示，光滑导轨在竖直平面内，匀强磁场的方向垂直于导轨平面，磁感应强度B=0.5 T.电源的电动势为1.5 V，内阻不计.当电键K拨向a时，导体棒(电阻为R)PQ恰能静止.当K拨向b后，导体棒PQ在1 s内扫过的最大面积为多少？(导轨电阻不计)解析：设金属棒PQ长为L，电阻为R，电键接a时，电路中电流I=导体棒PQ静止时mg=BIL=电键K接b，导体棒PQ从静止下落，切割磁场线产生感应电流，同时PQ受安培力作用，导体棒向下做加速运动，速度增大，而加速度减小，最后以vm做匀速运动.此时mg=Fm=有：= vm=PQ在1 s内扫过的最大面积：Sm=vmLt= m2=3 m2.答案：3 m218.如图，在水平面上有两条平行导电导轨MN、PQ，导轨间距离为l.匀强磁场垂直于导轨所在的平面(纸面)向里，磁感应强度的大小为B.两根金属杆1、2摆在导轨上，与导轨垂直，它们的质量和电阻分别为m1、m2和R1、R2.两杆与导轨接触良好，与导轨间的动摩擦因数皆为.已知杆1被外力拖动，以恒定的速度v0沿导轨运动；达到稳定状态时，杆2也以恒定速度沿导轨运动，导轨的电阻可忽略.求此时杆2克服摩擦力做功的功率.解析：解法一：设杆2的运动速度为v，由于两杆运动时，两杆和导轨构成的回路中磁通量发生变化，产生电磁感应现象，感应电动势为=Bl(v0-v)感应电流为I=杆2做匀速运动，它受到安培力等于它受到的摩擦力即BlI=m2g摩擦力的功率为P=m2gv由以上各式解得P=m2gv0- (R1+R2).解法二：以F1表示拖动杆1的外力，以I表示杆1、杆2和导轨构成的回路中的电流，达到稳定时对杆1有F=m1g+BIl对杆2有BIl=m2g外力F的功率为PF=Fv0P为杆2克服摩擦力做功的功率，则有P=PF-I2(R1+R2)-m1gv0即P=m2gv0-(R1+R2).答案：m2gv0- (R1+R2)19.如图所示，矩形线圈的面积为S，共有N匝，总电阻为R.垂直于线圈平面的磁场在均匀变化.线圈与水平放置相距为d的两平行金属板M、N相连，M、N间有匀强磁