(山东省)高中物理选修1-1单元测试：电磁感应

1、阶段验收评估（四） 电磁感应（时间：50 分钟 满分：100 分）一、选择题（本题共 8 小题，每小题 6 分，共 48 分，第 15 小题中只有一个选项符合 题意，第 68 小题中有多个选项符合题意，全选对的得6 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分）1在无线电仪器中，常需要在距离较近处安装两个线圈，并要求当一个线圈中有电流 变化时，对另一个线圈中的电流的影响尽量小。下列各图中的两个线圈的相对安装位置最 符合该要求的是（ ）解析：选 D S 闭合瞬间，线圈相当于断路，二极管仅正向导通,A、B 错误；开关 S 断开瞬间，B 立刻熄灭，由于二极管正向导通，故自感线圈与A 形成回路，A

2、闪亮一下，然后逐渐熄灭，C 错误，D 正确。3.如图所示，左侧闭合电路中的电流大小为 li, ab 为一段长直 导线；右侧平行金属导轨的左端连接有与 ab 平行的长直导线 cd, 在远离 cd 导线的右侧空间存在与导轨平面垂直的匀强磁场，在磁场区域放置垂直导轨且与导轨接触良好的导体棒MN，当导体棒沿导轨匀速运动时，可以在 cd 上产生大小为 I2的感应电流。已知丨1|2，用 fl和 f2分别表示导线 cd 产生的磁场对 ab 的安培力大小和 ab 产生的磁场对 cd 的安培力大小，下列说法正确的是（）A.若 MN向左运动， ab 与 cd 两导线相互吸引，fl=f2B.若 MN向右运动， ab

3、 与 cd 两导线相互吸引，fl=f2C.若 MN向左运动， ab 与 cd 两导线相互吸引，flf2*11-*解析：选 D 只有按 D 图安装时，其中一个线圈中的电流产生的磁场穿过另一线圈的磁通量为零，一个线圈中的电流的变化不会使另一线圈发生电磁感应。2.如图所示， A、B 是两个完全相同的灯泡， D 是理想二极管, 是带铁芯的线圈，其电阻忽略不计。下列说法正确的是（）A.S 闭合瞬间，A 先亮B.S 闭合瞬间，A、B 同时亮C . S 断开瞬间，B 逐渐熄灭D . S 断开瞬间,A 闪亮一下，然后逐渐熄灭故灯泡 A、B 均不亮,I.#D.若 MN向右运动， ab 与 cd 两导线相互吸引，

4、flf2解析：选 B 若 MN 向左匀速运动，由右手定则可知cd 中的电流方向由 心 c,而 ab中的电流方向由 b,故二者方向相反，相互排斥，由牛顿第三定律可知,电流方向相同，相互吸引，且fi= f2, B 正确,C 均错误。同理可知，当 MN 向右匀速运动时,cd 中的电流方向由CTd, ab 与 cd 两导线4.如图所示，纸面内有一矩形导体闭合线框abcd, ab 边长大于bc 边长，置于垂直纸面向里、边界为MN 的匀强磁场外，线框两次匀速地完全进入磁场，两次速度大小相同，方向均垂直于MN。第一次 ab 边平行 MN 进入磁场。线框上产生的热量为Q,通过线框导体横截面的电荷量为 qi；第

5、二次 bc 边平行 MN 进入磁场，线框上产生的热量为 Q,通过线框导体横截面的电荷量为q2,则（）A.QQqi= q2qi q2C. Q =Q2qi= q2qi q2解析：选 A 设线框 ab 边长为 L1, bc 边长为 L2,进入磁场的速度为 v,电阻为 R, ab边平行 MN 进入磁场时，根据功能关系，线框进入磁场的过程中产生的热量等于克服安培2 2力做的功，即Q,=色上 L2，通过线框导体横截面的电荷量qi= QRR BL1L2R，同理得 bc 边2 2平行 MN 进入磁场时，Q= B 护 Li, q2=等=性严，qi= q2,由于RR RLi L2,因此Q Q,A 项正确。5.如图

6、所示，水平虚线 MN 的上方有一匀强磁场， 矩形导线框 abcd从某处以 v0的速度竖直上抛，向上运动高度H 后进入与线圈平面垂x xx x直的匀强磁场,ab 边接近 MN 时，导线框做匀减速直线运动；在 ab解析：选 C 在导线框从抛出到边进入磁场后切割磁感线产生感应电流，受到安培力作用加速度瞬时变大，速度迅速变小。随着速度减小，产生的感应电流减小，安培力减小，加速度减小，所以能正确反映导线框的速度与时间关系的是图6.如图所示，A、B 两灯泡的电阻均为 R。闭合 Si、S2，电路稳定 后，两灯亮度相同，则（）A .只断开 S2，两灯亮度不变fi= f2,故 A、D 错误。B.在只断开 Si的

7、瞬间，电流从 L bC .只断开 Si, B 灯立即熄灭，A 灯闪亮一下再熄灭D .只断开 Si, A 灯立即熄灭，B 灯闪亮一下再熄灭解析：选 AB 只断开 S2，电路结构不变，两灯亮度不变， A 正确；只断开 Si,由于自 感现象，电流从 Lb 经过灯 A 构成回路，B 灯立即熄灭，由于原来 R 中电流与 A 灯中电 流相等，则 A 灯不会闪亮一下，而是逐渐熄灭，故 B 正确，C、D 错误。7如图所示，在磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中，有一水平放置的导轨，导轨左端连接一阻值为R 的电阻，导轨电阻不计。导轨间距为L，在导轨上垂直放置一根金属棒 MN，与导轨接触良好，电阻为 r，用外

8、力拉着金属棒向右以速度v 做匀速运动。则金属棒运动过程中（）aIX X XX X X Xnx x xXX Xfi- RXXXX X X X1 X X XX X X XA金属棒中的电流方向为由N 到 MB.电阻 R 两端的电压为 BL vC .金属棒受到的安培力大小为D .电阻 R 产生焦耳热的功率为2 2BLvR+ r2,2 2BLvR解析：选 AC 由右手定则判断得知金属棒 MN 中的电流方向为由 N 到 M，故 A 正确;MN产生的感应电动势为E=BLv，回路中的感应电流大小为1=震=冷，则电阻R两BL v RB2L2V端的电压为U=IR=祐，故B错误；金属棒MN受到的安培力大小为F=BI

9、L=祐，ZBl、口2 2 2故 C 正确；电阻 R 产生焦耳热的功率为 P= I2R =-LLLL2R =cv2，故 D 错误。R+ r 丿（R+ r ）8. （2017 全国卷n）两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂直。边长为 0.1 m、总电阻为 0.005Q的正方形导线框 abcd 位于纸面内，cd 边与磁场边界平行,如图（a）所示。已知导线框一直向右做匀速直线运动,cd 边于 t= 0 时刻进入磁场。线框中感应电动势随时间变化的图线如图（b）所示（感应电流的方向为顺时针时，感应电动势取正）。下列说法正确的是（）Lf/V0.01 o-0.01（3）金属杆切割磁感线的速度

10、v = vo vA .磁感应强度的大小为0.5 TB.导线框运动速度的大小为0.5 m/sC .磁感应强度的方向垂直于纸面向外D.在 t= 0.4 s 至 t= 0.6 s 这段时间内，导线框所受的安培力大小为0.1 N一、L 0 1解析：选 BC 由题图（b）可知，导线框运动的速度大小v =m/s = 0.5 m/ s, B项正确；导线框进入磁场的过程中，cd 边切割磁感线，由 E = BLv，得 B = Lv = 0 05 T=0.2 T , A 项错误；由题图（b）可知，导线框进入磁场的过程中，感应电流的方向为顺时针 方向，根据楞次定律可知，磁感应强度方向垂直纸面向外，C 项正确；在 0

11、.40.6 s 这段时间内，导线框正在出磁场，回路中的电流大小1 = R=0005A= 2 A，则导线框受到的安培力 F = BIL = 0.2X2X0.1 N = 0.04 N , D 项错误。二、计算题（本题共 3 小题，共 52 分）9. （15 分）（）（2017 江苏高考）如图所示，两条相距 d 的平行金属导轨位于同一水平面内， 其右端接一阻值为 R 的电阻。质量为 m 的金属杆静置在导轨上，其左侧的矩形匀强磁场区 域 MNP Q 的磁感应强度大小为 B、方向竖直向下。当该磁场区域以速度v-匀速地向右扫过金属杆后，金属杆的速度变为v。导轨和金属杆的电阻不计，导轨光滑且足够长，杆在运动

12、过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触。求：Q丿fy xE神1 11；x X XJAK1iX X Xp hr（1）MN 刚扫过金属杆时，杆中感应电流的大小I;（2）MN 刚扫过金属杆时，杆的加速度大小a；（3）PQ 刚要离开金属杆时，感应电流的功率P。解析：（1）MN 刚扫过金属杆时，金属杆的感应电动势E = Bdvo回路的感应电流I= R由式解得 i=BRv0o（2）金属杆所受的安培力 F = Bid由牛顿第二定律，对金属杆 F = ma2 2由式解得 a =B dJ。mR感应电动势 E = Bdv 2感应电流的电功率P= ER由式解得P=Vo-V1R答案:(i)BRvo2 2 2 2

13、 2BdvoBd vo-vmRR10. （17 分）如图甲所示，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 Ri连接成闭合回路，线圈的半径为ri,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乙所示。图线与横、纵轴的截距分别为 to和 B。导线的电阻不计，求 0 至 ti时间内:（1）通过电阻 Ri上的电流大小和方向;解析：（I）根据法拉第电磁感应定律，电路中产生的感应电动势:_ AB _Bo2E=n云=n云S=n n通过电阻 Ri上的电流：E E nTBO?I =R + Ri3R 3Rto根据楞次定律，可判

14、定流经电阻Ri的电流方向从 b 到 a。（2）在 0 至 ti时间内通过电阻 只勺的电量电阻 Ri上产生的热量22 22 4,2)nBor2ti2nnBo丫丫2ti(2)3Rto9Rto2ii. （2o 分）（）（2oi6 全国卷I）如图，两固定的绝缘斜面倾角均为0,上沿相连。两细金属棒 ab（仅标出 a 端）和 cd（仅标出 c 端）长度均通过电阻Ri上的电量 q 及电阻 Ri上产生的热量。q= Iti=n冗Boti3Rto2Q= I Riti=42nnBorzti29Rto答案：（i）2nnor23Rto方向从 b 到 a甲乙为 L,质量分别为 2m 和 m；用两根不可伸长的柔软轻导线将它们连成闭合回路abdca,并通过固定在斜面上沿的两光滑绝缘小定滑轮跨放在斜面上，使两金属棒水平。右斜面上存在匀强磁场，磁感应强度大小为B,方向垂直于斜面向上。已知两根导线刚好不在磁场中，回路电阻为 R,两金属棒与斜面间的动摩擦因数均为卩，重力加速度大小为 g。已知金属棒ab 匀速下滑。求：(1) 作用在金属棒 ab 上的安培力的大小；(2) 金属棒运动速度的大小。解析：(1)设导线的张力的大小为T,右斜面对 ab 棒的支持力的大小为Ni,作用在 ab棒上的安培力的大小为F，左斜面对 cd 棒的支持力大小为 N2。对于 ab 棒，