电磁感应单元测试题(含详解答案)doc

1、第十二章电磁感应章末自测时间：90分钟 满分：100分第I卷选择题一、选择题（本题包括10小题，共40分，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得 2分，错选或不选的得 0分）图11.如图1所示，金属杆ab、cd可以在光滑导轨 PQ和RS上滑动，匀强磁场方向垂直纸面向里，当ab、cd分别以速度vV2滑动时，发现回路感生电流方向为逆时针方向，则V1和V2的大小、方向可能是（）A. v1>v2, v1 向右，v2 向左B. v1>v2, v1 和 v2 都向左C . V1 = V2, V1和V2都向右D . v 1 = V2 ,

2、 v1和 V2都向左解析：因回路abdc中产生逆时针方向的感生电流，由题意可知回路abdc的面积应增大，选项A、C、D错误，B正确.答案：B图22. （2009年河北唐山高三摸底）如图2所示，把一个闭合线圈放在蹄形磁铁两磁极之间（两磁极间磁场可视为匀强磁场 ），蹄形磁铁和闭合线圈都可以绕OO'轴转动.当蹄形磁铁匀速转动时，线圈也开始转动，当线圈的转动稳定后，有 （）A .线圈与蹄形磁铁的转动方向相同B.线圈与蹄形磁铁的转动方向相反C.线圈中产生交流电D.线圈中产生为大小改变、方向不变的电流解析：本题考查法拉第电磁感应定律、楞次定律等考点.根据楞次定律的推广含义可知A正确、B错误；最终达

3、到稳定状态时磁铁比线圈的转速大，则磁铁相对M图3线圈中心轴做匀速圆周运动，所以产生的电流为交流电.答案：AC3. 如图3所示，线圈M和线圈P绕在同一铁芯上.设两个线圈中的电流方向与图中所 标的电流方向相同时为正. 当M中通入下列哪种电流时， 在线圈P中能产生正方向的恒定感 应电流（）BA解析：据楞次定律，P中产生正方向的恒定感应电流说明 且方向为正方向时应均匀减弱，故D正确.答案：DM中通入的电流是均匀变化的,图44. （2008年重庆卷）如图4所示，粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈，当竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时，若线圈始终不动，则关于线圈受到的支持力N及在水

4、平方向运动趋势的正确判断是（）A . N先小于mg后大于mg,运动趋势向左B. N先大于mg后小于mg,运动趋势向左C. N先小于mg后大于mg,运动趋势向右D . N先大于mg后小于mg,运动趋势向右解析：由题意可判断出在条形磁铁等高快速经过线圈时，穿过线圈的磁通量是先增加后 减小，根据楞次定律可判断：在线圈中磁通量增大的过程中，线圈受指向右下方的安培力,在线圈中磁通量减小的过程中，线圈受指向右上方的安培力， 故线圈受到的支持力先大于mg后小于mg,而运动趋势总向右，D正确.答案：DQ, P和 QG,桌面对5 .如图5（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线圈 共轴，Q

5、中通有变化电流，电流随时间变化的规律如图（b）所示，P所受的重力为P的支持力为Fn,则（）A . ti 时刻 Fn >G C. t3时刻 Fn<GB. t2时刻 Fn>GD. t4时刻 Fn = G解析：t1时刻，Q中电流正在增大，穿过P的磁通量增大，P中产生与Q方向相反的感P中磁通量不变，没有感应应电流，反向电流相互排斥，所以Fn>G; t2时刻Q中电流稳定,电流，Fn = G; t3时刻Q中电流为零，P中产生与Q在t3时刻前方向相同的感应电流，而 Q中没有电流，所以无相互作用，Fn=G; t4时刻，P中没有感应电流，Fn=G.答案：AD6 .用相同导线绕制的边长为

6、L或2L的四个闭合导体线框，以相同的速度匀速进入右侧M、N两点间的电压分别为Ua、Ub、匀强磁场，如图6所示.在每个线框进入磁场的过程中,Uc和Ud.下列判断正确的是（）图6A. Ua<Ub<Uc<UdB. Ua<Ub<Ud<UcC. Ua=Ub<Ud=UcD. Ub<Ua<Ud<Uc解析：线框进入磁场后切割磁感线，a、b产生的感应电动势是 c、d电动势的一半.而不同的线框的电阻不同.设 a线框电阻为4r, b、c、d线框的电阻分别为 6r、8r、6r.则Ua= BLv3 = 3BLV, Ub= BLv5r = 5BLV, Uc= B

7、2Lv 6 BLv, Ud= B2Lv 4r = 4.所以 B 正确. 4 r 46l 68126l 3答案：B图77 . （2009年安徽皖南八校联考）如图7所示，用一块金属板折成横截面为形的金属槽 放置在磁感应强度为 B的匀强磁场中，并以速度vi向右匀速运动，从槽口右侧射入的带电微粒的速度是V2,如果微粒进入槽后恰能做匀速圆周运动，则微粒做匀速圆周运动的轨道半径r和周期T分别为（）V1V22 W2A. 一，g c vi c.Jg2 WigV1V2B. 一，gvi ;喝一2 wig2 7v2g解析：金属板折成形的金属槽放在磁感应强度为 B的匀强磁场中，并以速度vi向右匀速运动时，左板将切割磁

8、感线，上、下两板间产生电势差，由右手定则可知上板为正，下- U Blvi板为负，E= = = Bvi,被粒做匀速圆周运动，则重力等于电场力，方向相反，故有qE qBvi v2=g，向心力由洛伦兹力提供， 所以qv2B=m；,得r =mv2 viv2qB,周期T=2 nt r 2 Tvi故B项正确.答案：B同时通过周期性地变8所示的模型：在Bi 和 B2,且 B1=8 .超导磁悬浮列车是利用超导体的抗磁作用使列车车体向上浮起， 换磁极方向而获得推进动力的新型交通工具.其推进原理可以简化为如图 水平面上相距L的两根平行直导轨间，有竖直方向等距离分布的匀强磁场B2=B,每个磁场的宽度都是I,相间排列

9、，所有这些磁场都以相同的速度向右匀速运动，这 时跨在两导轨间的长为L、宽为I的金属框abcd（悬浮在导轨上方）在磁场力作用下也将会向右运动.设金属框的总电阻为 R,运动中所受到的阻力恒为Ff,金属框的最大速度为 vm,则磁场向右匀速运动的速度v可表示为A .v=(B2L2vm-FfR)/B2L2B.v=(4B2L2vm+ FfR)/4B2L2C.v=(4B2L2vm-FfR)/4B2L2D.v=(2B2L2vm+FfR)/2B2L2解析：导体棒ad和bc各以相对磁场的速度（vVm）切割磁感线运动.由右手定则可知回 路中产生的电流方向为abcda,回路中产生的电动势为E=2BL（v vm）,回路

10、中电流为1 =2BL（v-Vm）/R,由于左右两边 ad和bc均受到安培力，则合安培力为F合=2汨LI = 4B2L2（v Vm）/R,依题意金属框达到最大速度时受到的阻力与安培力平衡，则 Ff=F合，解得磁场向右 匀速运动的速度 v=（4B2L2vm+ FfR）/4B2L2, B对.答案：B9 .矩形导线框abcd放在匀强磁场中，磁感线方向与线圈平面垂直，磁感应强度 B随时 间变化的图象如图 9所示，t=0时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里.在04 s时间内，线框中的感应电流（规定顺时针方向为正方向卜ab边所受安培力（规定向上为正方向）随时间 变化的图象分别为下图中的 （）解析：在01 s内

11、，穿过线框中的磁通量为向里的减少，由楞次定律，感应电流的磁场 垂直纸面向里.由安培定则，线框中感应电流的方向为顺时针方向.由法拉第电磁感应定律，E=n4S，E 一定，由I=M故I 一定，由左手定则，ab边受的安培力向上.由于磁场变弱， 故安培力变小.同理可判出在12 s内，线框中感应电流的方向为顺时针方向，ab边受的安培力为向下的变强.23 s内，线框中感应电流的方向为逆时针方向，ab边受的安培力为向上的变弱，因此选项 AD对.答案：AD10 .如图10甲所示，用裸导体做成 U形框架abcd, ad与bc相距L = 0.2 m,其平面与 水平面成0= 30°角.质量为m=1 kg的导

12、体棒PQ与ad、bc接触良好，回路的总电阻为 R= 1 整个装置放在垂直于框架平面的变化磁场中，磁场的磁感应强度B随时间t的变化情况如图乙所示（设图甲中B的方向为正方向）.t=0时，Bo= 10 T,导体棒PQ与cd的距离Xo = 0.5 m,若PQ始终静止，关于 PQ与框架间的摩擦力大小在 0t1=0.2 s时间内的变化情况， 下面判断正确的是（）甲乙图10B. 一直减小D .先增大后减小C.先减小后增大解析：由图乙，聿=B0=50 T/s, t=0时，回路所围面积 S= Lx0=0.1 m2,产生的感应电 t t1动势E=91"f=5 V=R= 5 A，安培力F= B0IL =

13、10 N,方向沿斜面向上.而下滑力 mgsin30=5 N,小于安培力，故刚开始摩擦力沿斜面向下.随着安培力减小， 沿斜面向下的摩擦力也减小，当安培力等于 mgsin30时，摩擦力为零.安培力再减小，摩擦力变为沿斜面向上且增 大，故选项C对.答案：C第n卷非选择题二、填空与实验题（本题包括2小题，共12分.把答案填在相应的横线上或按题目要求 作答）图1111 .如图11所示，有一弯成。角的光滑金属导轨 POQ,水平放置在磁感应强度为 B的 匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直.有一金属棒MN与导轨的OQ边垂直放置，金属棒从O点开始以加速度 a向右运动，求t秒末时，棒与导轨所构成的回路中的感应电动

14、势是解析：该题求的是t秒末感应电动势的瞬时值，可利用公式E=Blv求解.开始运动t秒末时，金属棒切割磁感线的有效长度为L= "ODtan 0= 2at2tan Q根据运动学公式，这时金属棒切割磁感线的速度为v=at.12 3由题知B、L、v二者互相垂直，有 E=BLv = 2Ba2t3tan0,即金属棒运动t秒末时，棒与导轨所构成的回路中的感应电动势是E = 1Ba2t3tan 0.答案：2Ba2t3tan 0图1212 .如图12所示，有一闭合的矩形导体框，框上 M、N两点间连有一电压表，整个装 置处于磁感应强度为 B的匀强磁场中，且框面与磁场方向垂直.当整个装置以速度v向右匀速平

15、动时，M、N之间有无电势差？ （填“有”或“无”），电压表的示数为 .解析：当矩形导线框向右平动切割磁感线时，AB、CD、MN均产生感应电动势，其大小均为BLv,根据右手定则可知， 方向均向上.由于三个边切割产生的感应电动势大小相等， 方向相同，相当于三个相同的电源并联，回路中没有电流，而电压表是由电流表改装而成的，当电压表中有电流通过时，其指针才会偏转.既然电压表中没有电流通过， 其示数应为零.也就是说，M、N之间虽有电势差 BLv,但电压表示数为零.答案：有0三、计算题（本题包括4小题，共48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

16、案中必须明确写出数值和单位13.如图13所示是一种测量通电线圈中磁场的磁感应强度B的装置，把一个很小的测量线圈A放在待测处，线圈与测量电荷量的冲击电流计G串联，当用双刀双掷开关 S使螺G测出电荷线管的电流反向时，测量线圈中就产生感应电动势，从而引起电荷的迁移，由表量Q,就可以算出线圈所在处的磁感应强度B.已知测量线圈的匝数为 N,直径为d,它和表G串联电路的总电阻为 R,则被测出的磁感应强度 B为多大？解析：当双刀双掷开关 S使螺线管的电流反向时，测量线圈中就产生感应电动势，根据 法拉第电磁感应定律可得：d 2A如叼)E=N Tt=N FT由欧姆定律和电流的定义得：E QI=R=7t 即2QR

17、联立可解得:B = -772.兀Nd答案：舞dBo.当磁场均14.如图14所示，线圈内有理想边界的磁场，开始时磁场的磁感应强度为匀增加时，有一带电微粒静止于平行板(两板水平放置)电容器中间，若线圈的匝数为n,平行 板电容器的板间距离为d,粒子的质量为 m,带电荷量为q.(设线圈的面积为 S)求：(1)开始时穿过线圈平面的磁通量的大小.(2)处于平行板电容器间的粒子的带电性质.(3)磁感应强度的变化率.解析：(1)虫=30$.(2)由楞次定律，可判出上板带正电，故推出粒子应带负电. A 一，一(3) E = n 4 y A 军 A B S,qE= mg,联立解得：去mgd.答案：B0S (2)负

18、电,mgdnqs15.用密度为d、电阻率为 仍横截面积为 A的薄金属条制成边长为 L的闭合正方形框 abb' a'.如图15所示，金属方框水平放在磁极的狭缝间，方框平面与磁场方向平行.涉发磁场的通电线圈装置纵械面示意图Sa 、b金属方框装置俯视示宽图图15设匀强磁场仅存在于相对磁极之间，其他地方的磁场忽略不计.可认为方框的aa'边和bb'边都处在磁极间，极间磁感应强度大小为B.方框从静止开始释放，其平面在下落过程中保持水平(不计空气阻力).(1)求方框下落的最大速度 Vm(设磁场区域在竖直方向足够长)；(2)当方框下落的加速度为2时，求方框的发热功率 P;(3)已知方框下落时间为t时，下落高度为h,其速度为Vt(Vt<Vm).若在同一时间t内，方 框内产生的热与一恒定电流I0在该框内产生的热相同，求恒定电流Io的表达式.4L