教科版高中物理选修3-2第一章电磁感应寒假复习题(解析版)

1、绝密启用前教科版 高中物理 选修3-2第一章电磁感应寒假复习题本试卷分第I卷和第n卷两部分，共100分，考t时间150分钟。分卷I一、单选题（共10小题 每小题4.0分，共40分）1 .如图所示，一沿水平方向的匀强磁场分布在宽度为 2L的某矩形区域内（长度足够大），该区域的上、 下边界MN、PS是水平的.有一边长为 L的正方形导线框 abcd从距离磁场上边界 MN的某高处由 静止释放下落并穿过该磁场区域，已知当线框的ab边到达MN时线框刚好做匀速直线运动（以此时开始计时）,以MN处为坐标原点，取如图坐标轴x,并规定逆时针方向为感应电流的正方向，则关于线框中的感应电流与 ab边的位置坐标x间的以

2、下图线中，可能正确的是（）D.【答案】D【解析】在第一个 L内，线框匀速运动，电动势恒定，电流恒定；在第二个L内，线框只在重力作用下加速，速度增大；在第三个L内，安培力大于重力，线框减速运动，电动势减小，电流减小.这个过程加速度逐渐减小，速度是非线性变化的，电动势和电流都是非线性减小的，选项A、B均错误.安培力再减小，也不至于减小到小于第一段时的值，因为当安培力等于重力时，线框做匀速运动，选项 C错误，D正确.2 .如图所示，一个金属圆环水平放置在竖直向上的匀强磁场中，能使圆环中产生感应电流的做法是使匀强磁场均匀减弱B.保持圆环水平并在磁场中上下移动C.保持圆环水平并在磁场中左右移动D.保持圆

3、环水平并使圆环绕过圆心的竖直轴转动【答案】A【解析】使匀强磁场均匀减弱，穿过圆环的磁通量减小，产生感应电流， A正确；保持圆环水平并 在磁场中上下移动时，穿过圆环的磁通量不变，不产生感应电流，B错误；保持圆环水平并在磁场中左右移动，穿过圆环的磁通量不变，不产生感应电流， C错误；保持圆环水平并使圆环绕过圆心 的竖直轴转动，穿过圆环的磁通量不变，不产生感应电流， D错误.3.如图所示，两块水平放置的金属板间距离为 d,用导线与一个 n匝线圈连接，线圈置于方向竖直 向上的磁场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B的变化情况和磁通量变化率分别是 （）L

4、fc-IA 十目 33 枷gA . 正在增强；=c 一，.A0 如gB. 正在减弱；c =A0血gc .正在减弱；w = c 十口目 30 &强D.正在增强；=【答案】B【解析】油滴平衡有 mg = q, U=,电容器上极板必带负电，那么螺线管下端相当于电源正极，由楞次定律知，磁场 B正在减弱，又E= n, U=E,可得3r =7木.故选B.4 .如图所示，有一个等腰直角三角形的匀强磁场区域，其直角边长为L,磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为 B.边长为L、总电阻为R的正方形导线框abcd,从图示位置开始沿 x轴正方向以 速度v匀速穿过磁场区域.取沿 a-b-c-d-a的感应电流为

5、正，则表示线框中电流i随bc边的位置坐标x变化的图象正确的是（）【答案】C【解析】据题意，由楞次定律得：正方形线框进入三角形磁场时，穿过线框的磁通量逐渐增加,线框中产生顺时针方向电流，为正方向，D选项可以排除；正方形线框离开三角形磁场时，穿过线E=Bvtv=Bv2t,而感应电流为框的磁通量减少，线框中的电流方向逆时针，为负方向，A选项可以排除；由于线框切割磁感线的有效长度为l = vttan 45 = vt,则线框产生的感应电动势为所以感应电流大小随着时间的增加而增加，只有C选项正确.5 .两根相互平行的金属导轨水平放置于如图所示的匀强磁场中，在导轨上与导轨接触良好的导体棒AB和CD可以自由滑

6、动.当 AB在外力F作用下向右运动时，下列说法中正确的是（）X | XMA.导体棒CD内有电流通过，方向是 D- CB.导体棒CD内有电流通过，方向是 8DC.磁场对导体棒 CD的作用力向左D .磁场对导体棒AB的作用力向右【答案】B【解析】两个导体棒与两根金属导轨构成闭合回路，AB向右运动，闭合回路磁通量增加，由安培定则判断回路中感应电流的方向是B-A-C-D-B.再根据左手定则，判定导体棒CD受到的磁场力向右；AB受到的磁场力向左.6.下列对物理学家的主要贡献的说法中正确的有（）A.奥斯特发现了电磁感应现象，打开了研究电磁学的大门B.法拉第发现了磁生电的现象，从而为电气化的发展奠定了基础C

7、.安培发现了电流的磁效应，并总结了电流方向与磁场方向关系的右手螺旋定则D.牛顿提出了分子电流假说，总结了一切磁场都是由运动电荷产生的【答案】B【解析】奥斯特发现了电流的磁效应，打开了研究电磁学的大门，选项A错误；法拉第发现了磁生电的现象，从而为电气化的发展奠定了基础，选项 B正确；奥斯特发现了电流的磁效应，安培总结了电流方向与磁场方向关系的右手螺旋定则，选项C错误；安培提出了分子电流假说，总结了一切磁场都是由运动电荷产生的，选项D错误；故选B.7.如图所示，闭合线圈 abcd从高处自由下落一段时间后垂直于磁场方向进入一有界磁场，从ab边刚进入磁场到cd边刚进入磁场的这段时间内，下列说法正确的是

8、（）N 摘 黑 X补 K -K XM X M MA. a端的电势高于b端B. ab边所受安培力方向为水平向左C.线圈可能一直做匀速运动D.线圈可能一直做匀加速直线运动【答案】C【解析】此过程中 ab边始终切割磁感线，ab边为电源，由右手定则可知电流为逆时针方向，由 a 流向b,电源内部电流从低电势流向高电势，故 a端的电势低于 b端，选项 A错误；由左手定则 可知ab边所受安培力方向竖直向上，选项B错误；如果刚进入磁场时安培力等于重力，则一直匀速进入，如果安培力不等于重力，则mg 三3 = ma，做变加速运动，选项 C正确，D错误.8 .图中L是绕在铁芯上的线圈，它与电阻 R、Ro及开关和电池

9、 E构成闭合回路.开关 Si和S2开始 都处在断开状态.设在 t=0时刻，接通开关 Si,经过一段时间，在 t = ti时刻，再接通开关 S2, 则能较准确表示电阻 R两端的电势差Uab随时间t变化的图线是（）【答案】A【解析】闭合 Si,由于线圈会阻碍电流的突然变大，uab不会突然变大，D错误；达到稳定后，再闭合S2,由于线圈的作用，原有电流慢慢变小，Uab也从原来的数值慢慢减小，故选 A.9 .如图所示，一个闭合的矩形金属框abcd与一根绝缘轻杆 B相连，轻杆上端 O点是一个固定转轴,转轴与线框平面垂直，线框静止时恰位于蹄形磁铁的正中央，线框平面与磁感线垂直.现将线框 从静止释放，在左右摆

10、动过程中，线框受到磁场力的方向是（）A.向左摆动的过程中，受力方向向左；向右摆动的过程中，受力方向向右B.向左摆动的过程中，受力方向向右；向右摆动的过程中，受力方向向左C.向左摆动的过程中，受力方向先向左后向右；向右摆动的过程中，受力方向先向右后向左D.摆动过程中始终不受力【答案】B【解析】从阻碍相对运动的角度来看，由于磁通量的变化是由线框和磁场做相对运动引起的，因 此感应电流的磁场总是阻碍线框相对磁场的运动.要阻碍相对运动，磁场对线框因产生感应电流 而产生的作用力 安培力，一定和相对运动的方向相反，即线框向左摆动时受力方向向右，线 框向右摆动时受力方向向左.B正确.10 .如图所示，为两个同

11、心圆环，当一有界匀强磁场恰好完全垂直穿过A环面时，A环面磁通量为1,此时B环磁通量为2,有关磁通量的大小说法正确是 （）B.1=？C.1>2D.不确定【答案】B【解析】磁通量 虫=83 S为通过环的有效面积，因 A、B环面所包含的有效面积相等，所以1 = 2故选B.二、多选题（共4小题每小题5.0分，共20分）11 .（多选）如图所示是用涡流金属探测器探测地下金属物的示意图，下列说法中正确的是A.探测器内的探测线圈会产生交变磁场B.只有有磁性的金属物才会被探测器探测到C.探测到地下的金属是因为探头中产生了涡流D.探测到地下的金属物是因为金属物中产生了涡流【答案】AD【解析】金属探测器利用

12、电磁感应的原理，利用有交流电通过的线圈，产生迅速变化的磁场.这 个磁场能在金属物体内部产生涡电流.涡电流又会产生磁场，倒过来影响原来的磁场，引发探测 器发出鸣声.故选 AD.12 .如图所示，闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度随时间变化, 下列说法正确的是（）A .当磁感应强度增加时，线框中的感应电流可能减小B.当磁感应强度增加时，线框中的感应电流一定增大C.当磁感应强度减小时，线框中的感应电流一定增大D .当磁感应强度减小时，线框中的感应电流可能不变【答案】AD【解析】由法拉第电磁感应定律可知，感应电流的大小取决于磁通量的变化率，与磁感应强度的增与减无关，选项 A

13、、D正确.13 .（多选）如下图所示是等腰直角三棱柱，其中abcd面为正方形，边长为 L,它们按图示方式放置于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B,下面说法中正确的是（）A .通过abcd面的磁通量大小为 L2 BB.通过dcfe面的磁通量大小为L2 BC.通过abfe面的磁通量大小为零D.通过bcf面的磁通量为零【答案】BCD【解析】通过abcd面的磁通量大小为 $L2b, A错误；dcfe面是abcd面在垂直磁场方向上的投影， 所以磁通量大小为 坐L2b, B正确；abfe面与bcf面和磁场平行，所以磁通量为零，C、D正确.故选 B、C、D.14 .（多选）高频焊接原理示意图如图所示，线圈

14、通以高频交流电，金属工件的焊缝中就产生大量焦耳 热，将焊缝融化焊接，要使焊接处产生的热量较大可采用（）噫蚪 工件A.增大交变电流的电压B.增大交变电流的频率C.增大焊接缝的接触电阻D.减小焊接缝的接触电阻【答案】ABC【解析】当增大交变电流的电压，则线圈中交变电流增大，那么磁通量变化率增大，因此产生感应电动势增大，感应电流也增大，那么焊接时产生的热量也增大，故A正确；高频焊接利用高频交变电流产生高频交变磁场，在焊接的金属工件中就产生感应电流，根据法拉第电磁感应定律分 析可知，电流变化的频率越高，磁通量变化频率越高，产生的感应电动势越大，感应电流越大， 焊缝处的温度升高的越快，故B正确；增大电阻

15、，在相同电流下，焊缝处热功率大，温度升的更高，故C正确，D错误.分卷II三、实验题（共1小题,每小题10.0分，共10分）15 .在研究电磁感应现象的实验中所用的器材如图所示：电流表，直流电源，带铁芯的线圈A,线圈B,电键，滑动变阻器（用来控制电流以改变磁场强弱）.试按实验的要求在实物图上连线（图中已连接好一根导线）.若连接滑动变阻器的两根导线接在接线柱C和D上，而在电键刚闭合时电流表指针右偏，则电键闭合后滑动变阻器的滑动触头向接线柱C移动时，电流表指针将.（填"偏"若偏"或 不偏”）【答案】实物图连线如图所示左偏【解析】电键闭合瞬间，电路中电流变大，穿过 B中的

16、磁通量增大，由题干可知指针向右偏转，因此可以得出电流增大，指针向右偏，电流变小，指针向左偏的结论.电键向C移动时，电路中电流变小，穿过 B的磁通量减小，所以指针向左偏转. 三、计算题(共3小题,每小题10.0分，共30分)16 .磁悬浮列车是一种高速低耗的新型交通工具.它的驱动系统简化为如下模型，固定在列车下端的动力绕组可视为一个矩形纯电阻金属框，电阻为R,金属木g置于xOy平面内，长边 MN长为l平行于y轴，宽为d的NP边平彳T于x轴，如图甲所示.列车轨道沿 Ox方向，轨道区域内存在垂直 于金属框平面的磁场，磁感应强度B沿Oz方向按正弦规律分布，其空间波长为人最大值为B0,如图乙所示，金属框

17、同一长边上各处的磁感应强度相同，整个磁场以速度vo沿Ox方向匀速平移.设在短暂时间内，MN、PQ边所在位置的磁感应强度随时间的变化可以忽略，并忽略一切阻力.列车在驱动系统作用下沿 Ox方向加速行驶，某时刻速度为v(v<vo).(1)简要叙述列车运行中获得驱动力的原理;（2）为使列车获得最大驱动力，写出MN、PQ边应处于磁场中的什么位置及入与d之间应满足的关系式；（3）计算在?t足第（2）问的条件下列车速度为 v时驱动力的大小.【答案】（1）见解析（2）位置见解析d=（2k+候或上上二年N） （3产"、一门2 1J?【解析】（1）由于列车速度与磁场平移速度不同，导致穿过金属框的磁

18、通量发生变化，由于电磁感应，金属框中会产生感应电流，该电流受到的安培力即为驱动力.（2）为使列车获得最大驱动力，MN、PQ应位于磁场中磁感应强度同为最大值且反向的地方，这会使得金属框所围面积的磁通量变化率最大，使金属框中电流最强，从而使得金属框长边中电流受到的安培力最大.因此，d应为g的奇数倍，即d=（2k+ 1片或 H州N）辽J1（3）由于满足第（2）问条件，则 MN、PQ边所在处的磁感应强度大小均为B0且方向总相反，经短暂的时间At,磁场沿Ox方向平移的距离为 VoAt,同时，金属框沿 Ox方向移动的距离为vAt.因为vo>v,所以在 At时间内MN边扫过磁场的面积 S=（v。一 v

19、）l及，在此At时间内，MN边左侧的磁感线移进金属框而引起框内磁通量变化mn= Bol（vo-v） '同理，该At时间内，PQ边右侧的磁感线移出金属框引起框内磁通量变化 PQ= Bol（vo v） &故在At内金属框所围面积的磁通量变化4虫= MN+ A PQD根据法拉第电磁感应定律，金属框中的感应电动势大小E=解根据闭合电路欧姆定律有 I=刍ft.根据安培力公式，MN边所受的安培力FMN=BoIlPQ边所受的安培力FPQ= Boll,根据左手定则，MN、PQ边所受的安培力方向相同，此时列车驱动力的大小F=fmn+fpq= 2B0Il联立解得f=蛆驾）A17 .如图所示，光滑导轨立在竖直平面内，匀强磁场的方向垂直于导轨平面，磁感应强度B=0.5T.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