人教版单元测试卷：选修3-2 第四章电磁感应(详解)

1、第四章电磁感应一、选择题(每小题4分，共40分)1如图91所示，电路稳定后，小灯泡有一定的亮度现将一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的变化情况是()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方向如题图所示，左端相当于条形磁铁的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，左端为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，由楞次定律判断出感应电流的方向与原来电流的方向相反，故小灯泡应变暗正确答案应为A.答案：A2.如图92所示，铜质金属环从条形磁铁的正上方由静止开始下落，在下落过程中，下列判断中正确

2、的是()A金属环在下落过程中机械能守恒B金属环在下落过程中动能的增加量小于其重力势能的减少量C金属环的机械能先减小后增大D磁铁对桌面的压力始终大于其自身的重力解析：金属环在下落过程中，其中的磁通量发生变化，闭合金属环中会产生感应电流，金属环要受到磁场力的作用，机械能不守恒，A错由能量守恒，金属环重力势能的减少量等于其动能的增加量和在金属环中产生的电能之和，B对在下落过程中机械能变为电能，机械能减小，C错当金属环下落到磁铁中央位置时，金属环中的磁通量不变，其中无感应电流，和磁铁间无磁场力的作用，磁铁所受重力等于桌面对它的支持力，由牛顿第三定律，磁铁对桌面的压力等于桌面对磁铁的支持力等于磁铁的重力

3、，D错答案：B3在匀强磁场中，有一个接有电容器的单匝导线回路，如图93所示，已知C30 F，L15 cm，L28 cm，磁场以5×102 T/s的速率增加，则()图93A.电容器上极板带正电，带电荷量为6×105 CB电容器上极板带负电，带电荷量为6×105 CC电容器上极板带正电，带电荷量为6×109 CD电容器上极板带负电，带电荷量为6×109 C解析：电容器两极板间的电势差U等于感应电动势E，由法拉第电磁感应定律，可得E·L1L22×104 V，电容器的带电荷量QCUCE6×109 C，再由楞次定律可知上极板

4、的电势高，带正电，C项正确答案：C4.如图94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，在图95中能正确表明线框转动一周感应电流变化情况的是()解析：先经过个周期，导线框才进入磁场，故在0内，线框中并无电流，排除C、D选项；再经过个周期，由楞次定律，垂直纸面向里的磁通量增加，感应电流方向为逆时针方向，且扇形的半径切割磁感线的速度恒定，产生恒定的电流，排除B选项，A正确答案：A5照明电路中，为了安全，一般在电能表后面电路中安装一个漏电保护器，如图96所示，当漏电保

5、护器的e、f两端未接有电压时，脱扣开关S能始终保持接通，当e、f两端有一电压时，脱扣开关S立即断开，下列说法正确的有()A.站在地面上的人触及b线时(单线触电)，脱扣开关会自动断开，即有触电保护作用B当用户家的电流超过一定值时，脱扣开关自动断开，即有过流保护作用C当火线和零线间电压太高时，脱扣开关会自动断开，即有过压保护作用D当站在绝缘物上带电工作的人两手分别触到b线和d线时(双线触电)，脱扣开关会自动断开，即有触电保护作用解析：用户正常用电时，e、f之间没有电压，因为双线绕成的原线圈两根导线中的电流总是大小相等而方向相反的，穿过铁芯的磁通量总为零，副线圈中不会有感应电动势产生B、C、D这三种

6、情况双线中的电流同时变化，变化量相同，穿过铁芯的磁通量还总为零，e、f之间没有感应电动势，脱扣开关不会自动断开，所以B、C、D错对A这种情况，人站在地面上手误触火线，电流通过火线和人体而流向大地，不通过零线，这样变压器的铁芯中就会有磁通量的变化，从而使副线圈中产生感应电动势，e、f间有电压，脱扣开关就会断开，所以A对答案：A6.如图97所示，M1N1与M2N2是位于同一水平面内的两条平行金属导轨，导轨间距为L，磁感应强度为B的匀强磁场与导轨所在平面垂直，ab与ef为两根金属杆，与导轨垂直且可在导轨上滑动，金属杆ab上有一电压表，除电压表外，其他部分电阻可以不计，则下列说法正确的是()A若ab固

7、定，ef以速度v滑动时，电压表读数为BLvB若ab固定，ef以速度v滑动时，ef两点间电压为零C当两杆以相同的速度v同向滑动时，电压表读数为零D当两杆以相同的速度v同向滑动时，电压表读数为2BLv答案：AC7如图98所示是测定自感系数很大的线圈L直流电阻的电路，L两端并联一只电压表，用来测自感线圈的直流电压，在测量完毕后，将电路拆开时应先()图98A.断开S1 B断开S2C拆除电流表 D拆除电阻R解析：当S1、S2均闭合时，电压表与线圈L并联；当S2闭合而S1断开时，电压表与线圈L串联所以在干路断开前后自感线圈L中电流方向相同而电压表中电流方向相反只要不断开S2，线圈L与电压表就会组成回路，在

8、断开干路时，L中产生与原来电流同方向的自感电流，使电压表中指针反向转动而可能损坏电压表正确答案为B.答案：B8.如图99所示是高频焊接原理示意图线圈中通以高频变化的电流时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，感应电流通过焊缝产生大量热，将金属熔化，把工件焊接在一起，而工件其他部分发热很少以下说法正确的是()A电流变化的频率越高，焊缝处的温度升高得越快B电流变化的频率越低，焊缝处的温度升高得越快C工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻小D工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻大解析：在互感现象中产生的互感电动势的大小与电流的变化率成正比，电流变化的频率越高，感应电动势越大，由欧姆定

9、律I知产生的涡流越大，又PI2R，R越大P越大，焊缝处的温度升高得越快答案：AD9.(2009·宁波模拟)如图910所示，水平光滑的平行金属导轨，左端接有电阻R，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PQ垂直导轨放置今使棒以一定的初速度v0向右运动，当其通过位置a、b时，速率分别为va、vb，到位置c时棒刚好静止设导轨与棒的电阻均不计，a到b与b到c的间距相等，则金属棒在由a到b和由b到c的两个过程中()A回路中产生的内能不相等B棒运动的加速度相等C安培力做功相等D通过棒横截面积的电荷量相等解析：棒由a到b再到c过程中，速度逐渐减小根据EBlv，E减小，故I减小再

10、根据FBIl，安培力减小，根据Fma，加速度减小，B错误由于ab、bc间距相等，故从a到b安培力做的功大于从b到c安培力做功，故A正确，C错误再根据平均感应电动势，qt得q，故D正确答案：AD10.如图911所示，两块水平放置的金属板间距离为d，用导线与一个n匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的变化磁场B中，两板间有一个质量为m、电荷量为q的油滴恰好处于平衡状态，则线圈中的磁场的变化情况和磁通量变化率分别是()A正在增强；/tdmg/qB正在减弱；/tC正在减弱；/tdmg/qD正在增强；/t解析：油滴平衡则有mgq，UC.电容器上极板必带负电，那么螺线管下端相当于电源的正极，由楞次定律可知，

11、磁场B正在减弱，又En，UCE，可得.答案：B二、实验题(共16分)11(6分)电流表指针偏转方向与电流流入方向的关系如图912(a)所示，现将此电流表与竖直放置的线圈连成图(b)电路，并将磁铁从上方插入线圈，请在图912(b)的表头内画出磁铁插入线圈过程中指针的大体位置答案：如图913所示12.(10分)一般情况下，金属都有电阻电阻是导体的属性之一当条件发生改变时，其属性也会发生改变(1)实验表明，某些金属当温度降低到某一定值时，其电阻突然降为零，这种现象叫做_现象(2)图914所示为磁悬浮现象，将某种液态物质倒入金属盘后，能使金属盘达到转变温度，在金属盘上方释放一永磁体，当它下落到盘上方某

12、一位置时即产生磁悬浮现象试根据下表列出的几种金属的转变温度和几种液态物质的沸点数据，判断所倒入的液态物质应是_，金属盘的材料应是_金属转变温度/K液态物质沸点/K铱0.14液氦4.1锌0.75液氮77.0铝1.20液氧90.0锡3.72液态甲烷111.5铅7.20液态二氧化碳194.5(3)试分析说明磁悬浮现象的原因(4)利用上述现象，人们已设计出磁悬浮高速列车列车车厢下部装有电磁铁，运行所需槽形导轨底部和侧壁装有线圈，用以提供_这种列车是一般列车运行速度的34倍，能达到这样高速的原因是_答案：(1)超导(2)液氦铅(3)金属盘上方下落的永磁体，在金属盘中感应出电流，由于金属盘是超导体，所以该

13、电流很大，产生强大磁场，与上方下落的永磁体互相排斥当永磁体受到的这个强磁力平衡了自身的重力时，就会处于悬浮状态(4)强磁场消除了摩擦三、计算题(共44分)图91513.(10分)如图915所示，一根电阻为R0.6 的导线弯成一个圆形线圈，圆半径r1 m，圆形线圈质量m1 kg，此线圈放在绝缘光滑的水平面上，在y轴右侧有垂直于线圈平面B0.5 T的匀强磁场若线圈以初动能E05 J沿x轴正方向滑进磁场，当进入磁场0.5 m时，线圈中产生的电能为Ee3 J，求：图9-15(1)此时线圈的运动速度；(2)此时线圈与磁场左边缘两交接点间的电压；(3)此时线圈加速度的大小解析：(1)由能量守恒mv2E0E

14、e，解得v2 m/s.(2)进入磁场0.5 m时切割磁感线的有效长度Lrm.感应电动势EBLv0.5××2 V V.在磁场内的圆弧长度为线圈总长的，则内电阻r0.2 ，外电路电阻R外0.4 ，所以I A.UabIR外 V.(3)F安BIL，a2.5 m/s2.答案：(1)2 m/s(2) V(3)2.5 m/s214.(10分)如图916所示，MN、PQ为相距L0.2 m的光滑平行导轨，导轨平面与水平面夹角为30°，导轨处于磁感应强度为B1 T、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，在两导轨的M、P两端接有一R2 的定值电阻，回路其余电阻不计一质量为m0.2 kg的

15、导体棒垂直导轨放置且与导轨接触良好今平行于导轨向导体棒施加一作用力F，使导体棒从ab位置由静止开始沿导轨向下匀加速滑到底端，滑动过程中导体棒始终垂直于导轨，加速度大小为a4 m/s2，经时间t1 s滑到cd位置，从ab到cd过程中电阻发热为Q0.1 J，g取10 m/s2.求：(1)到达cd位置时，向导体棒施加的作用力；(2)导体棒从ab滑到cd过程中作用力F所做的功解析：(1)导体棒在cd处速度为：vat4 m/s切割磁感线产生的电动势为EBLv0.8 V，回路感应电流为I0.4 A，导体棒在cd处受安培力F安BIL0.08 N.令平行导轨向下为正方向：mgsinFF安ma，解得：F0.12

16、 N.对导体棒施加的作用力大小为0.12 N，方向平行斜面向上(2)ab到cd的距离xat22 m.根据功能关系：mgxsinWFQmv20，解得：WF0.3 J.答案：(1)0.12 N方向平行斜面向上(2)0.3 J15(12分)(2009·高考广东卷)如图917(a)所示，一个电阻值为R，匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路线圈的半径为r1.在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图917(b)所示图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0.导线的电阻不计求0至t1时间内图917(1)通过电阻R1上的电

17、流大小和方向；(2)通过电阻R1上的电荷量q及电阻R1上产生的热量解析：(1)由图象分析可知，0至t1时间内，由法拉第电磁感应定律有Enn×S，且Sr，由闭合电路欧姆定律有I1，联立以上各式解得通过电阻R1上的电流大小I1.由楞次定律可判断通过电阻R1上的电流方向为从b到a.(2)通过电阻R1的电荷量qI1t1.电阻R1产生的热量QIR1t1答案：(1)，方向由 b到a(2)，16(12分)如图918所示，将边长为a、质量为m、电阻为R的正方形导线框竖直向上抛出，穿过宽度为b、磁感应强度为B的匀强磁场，磁场的方向垂直纸面向里，线框向上离开磁场时的速度刚好是进入磁场时速度的一半，线框离开磁场后继续上升一段高度，然后落下并匀速进入磁场整个运动过程中始终存在着大小恒定的空气阻力F阻且线框不发生