2023年度高二物理期末复习单元检测 电磁感

第6页电磁感应1．(多项选择)电吉他中电拾音器的根本结构如下图，磁体附近的金属弦被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生感应电流，电流经电路放大后传送到音箱发出声音，以下说法正确的有()A．选用铜质弦，电吉他仍能正常工作B．取走磁体，电吉他将不能正常工作C．增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势D．弦振动过程中，线圈中的电流方向不断变化2．如下图，均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置，当a绕O点在其所在平面内旋转时，b中产生顺时针方向的感应电流，且具有收缩趋势，由此可知，圆环a()A．顺时针加速旋转B．顺时针减速旋转C．逆时针加速旋转D．逆时针减速旋转3．如图甲所示，长直导线与矩形线框abcd处在同一平面中固定不动，长直导线中通有大小和方向都随时间周期性变化的电流i，i－t图象如图乙所示．规定图甲中箭头所指的方向为电流正方向，那么在eq\f(T,4)～eq\f(3T,4)时间内，关于矩形线框中感应电流的方向，以下判断正确的选项是()A．始终沿逆时针方向B．始终沿顺时针方向C．先沿逆时针方向然后沿顺时针方向D．沿顺时针方向然后沿逆时针方向4．(多项选择)如下图，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外．一个矩形闭合导线框abcd，沿纸面由位置1(左)匀速运动到位置2(右)．那么()A．导线框进入磁场时，感应电流方向为a→b→c→d→aB．导线框离开磁场时，感应电流方向为a→b→c→d→aC．导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向右D．导线框进入磁场时，受到的安培力方向水平向左5．(多项选择)如图甲所示，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方固定一螺线管Q，P和Q共轴，Q中通有变化的电流i，电流随时间变化的规律如图乙所示，规定图甲中箭头方向为电流正方向，P所受的重力为G，桌面对P的支持力为FN，那么()A．t1时刻FN＞G，P有收缩的趋势B．t2时刻FN＝G，此时穿过P的磁通量最大C．t3时刻FN＝G，此时P中无感应电流D．t4时刻FN＜G，此时穿过P的磁通量最小6．如下图，正方形线框的左半侧处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与线框平面垂直，线框的对称轴MN恰与磁场边缘平齐．假设第一次将线框从磁场中以恒定速度v1向右匀速拉出，第二次让线框绕轴MN以线速度v2匀速转过90°.为使两次操作过程中线框产生的平均感应电动势相等，那么()A．v1∶v2＝2∶πB．v1∶v2＝π∶2C．v1∶v2＝1∶2D．v1∶v2＝2∶17．(多项选择)在如图甲所示的电路中，螺线管匝数n＝1500匝，横截面积S＝20cm2.螺线管导线电阻r＝1.0Ω，R1＝4.0Ω，R2＝5.0Ω，C＝30μF.在一段时间内，穿过螺线管的磁感应强度B按如图乙所示的规律变化．那么以下说法中正确的选项是()A．螺线管中产生的感应电动势为1VB．闭合开关S，电路中的电流稳定后，电阻R1消耗的功率为5×10－2WC．电路中的电流稳定后电容器下极板带正电D．开关S断开后，流经R2的电荷量为1.8×10－5C8．如图，两固定的绝缘斜面倾角均为θ，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，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μ，重力加速度大小为g，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．9．如图，水平面(纸面)内间距为l的平行金属导轨间接一电阻，质量为m、长度为l的金属杆置于导轨上，t＝0时，金属杆在水平向右、大小为F的恒定拉力作用下由静止开始运动，t0时刻，金属杆进入磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域，且在磁场中恰好能保持匀速运动．杆与导轨的电阻均忽略不计，两者始终保持垂直且接触良好，两者之间的动摩擦因数为μ.重力加速度大小为g.求(1)金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小；(2)电阻的阻值．10．(多项选择)如下图，通电导线cd右侧有一个金属框与导线cd在同一平面内，金属棒ab放在框架上，假设ab受到向左的磁场力，那么cd中电流的变化情况是()A．cd中通有由d→c方向逐渐减小的电流B．cd中通有由d→c方向逐渐增大的电流C．cd中通有由c→d方向逐渐减小的电流D．cd中通有由c→d方向逐渐增大的电流11．(多项选择)如下图装置中，cd杆原来静止．当ab杆做如下哪些运动时，cd杆将向右移动()A．向右匀速运动B．向右加速运动C．向左加速运动D．向左减速运动12．如下图，A、B是两根互相平行的、固定的长直通电导线，二者电流大小和方向都相同．一个矩形闭合金属线圈与A、B在同一平面内，并且ab边保持与通电导线平行，线圈从图中的位置1匀速向左移动，经过位置2，最后到位置3，其中位置2恰在A、B的正中间，那么下面的说法中正确的选项是()A．在位置2这一时刻，穿过线圈的磁通量最大B．在位置2这一时刻，穿过线圈的磁通量的变化率为零C．从位置1到位置3的整个过程中，线圈内感应电流的方向发生了变化D．从位置1到位置3的整个过程中，线圈受到的磁场力的方向保持不变参考答案1．【答案】BCD【解析】[铜质弦为非磁性材料，不能被磁化，选用铜质弦，电吉他不能正常工作，A项错误；假设取走磁体，金属弦不能被磁化，其振动时，不能在线圈中产生感应电动势，电吉他不能正常工作，B项对；由E＝neq\f(ΔΦ,Δt)可知，C项正确；弦振动过程中，穿过线圈的磁通量大小不断变化，由楞次定律可知，线圈中感应电流方向不断变化，D项正确．2．【答案】B【解析】[由楞次定律知，欲使b中产生顺时针电流，那么a环内磁场应向里减弱或向外增强，a环的旋转情况应该是顺时针减速或逆时针加速，由于b环又有收缩趋势，说明a环外部磁场向外，内部向里，应选B.]3．【答案】B【解析】[在eq\f(T,4)～eq\f(3T,4)时间内，穿过线框的磁场方向先向里减小后向外增加，由楞次定律可知感应电流的磁场方向向里，故感应电流的方向始终沿顺时针方向，选B.]4．【答案】BD【解析】[根据右手定那么或楞次定律可知，选项A错误，B正确；根据楞次定律“来拒去留〞的口诀可知，导线框进入磁场和离开磁场时，受到的安培力方向均是水平向左，所以选项C错误，D正确．此题答案为B、D.]5．【答案】AB【解析】[t1时刻，电流增大，由楞次定律知，线圈有远离螺线管、收缩面积的趋势，选项A正确；t2时刻电流到达最大，变化率为零，故线圈中无感应电流，FN＝G，此时穿过P的磁通量最大，选项B正确；t3时刻电流为零，但电流从有到无，故穿过线圈的磁通量发生变化，此时P中有感应电流，选项C错误；t4时刻电流变化率为零，线圈中无感应电流，FN＝G，此时穿过P的磁通量最大，选项D错误．]6．【答案】A【解析】[将线框从磁场中以恒定速度v1向右匀速拉出，时间t1＝eq\f(L,2)÷v1＝eq\f(L,2v1)；让线框绕轴MN以线速度v2匀速转过90°，角速度ω＝eq\f(2v2,L)，时间t2＝eq\f(π,2)÷ω＝eq\f(πL,4v2)，两次过程中线框产生的平均感应电动势相等，t2＝t1，解得v1∶v2＝2∶π，选项A正确．]7．【答案】CD【解析】[根据法拉第电磁感应定律E＝eq\f(nΔΦ,Δt)＝n·Seq\f(ΔB,Δt)求出E＝1.2V，选项A错；根据全电路欧姆定律I＝eq\f(E,R1＋R2＋r)＝0.12A，根据P＝I2R1，得R1消耗的功率P＝5.76×10－2W，选项B错；由楞次定律得选项C对；S断开后，流经R2的电荷量即为S闭合时C板上所带电荷量Q，电容器两端的电压U＝IR2＝0.6V，流经R2的电荷量Q＝CU＝1.8×10－5C，选项D对．]8．【答案】(1)mg(sinθ－3μcosθ)(2)(sinθ－3μcosθ)eq\f(mgR,B2L2)【解析】(1)由ab、cd棒被平行于斜面的导线相连，故ab、cd速度总是相等，cd也做匀速直线运动．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FN1，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FN2，对于ab棒，受力分析如图甲所示，由力的平衡条件得甲乙2mgsinθ＝μFN1＋T＋F①FN1＝2mgcosθ②对于cd棒，受力分析如图乙所示，由力的平衡条件得mgsinθ＋μFN2＝T③FN2＝mgcosθ④联立①②③④式得：F＝mg(sinθ－3μcosθ)(2)设金属棒运动速度大小为v，ab棒上的感应电动势为E＝BLv⑤回路中电流I＝eq\f(E,R)⑥安培力F＝BIL⑦联立⑤⑥⑦得：v＝(sinθ－3μcosθ)eq\f(mgR,B2L2).9．【答案】(1)Blt0(eq\f(F,m)－μg)(2)eq\f(B2l2t0,m)【解析】(1)设金属杆进入磁场前的加速度大小为a，由牛顿第二定律得F－μmg＝ma①设金属杆到达磁场左边界时的速度为v，由运动学公式有v＝at0②当金属杆以速度v在磁场中运动时，由法拉第电磁感应定律知产生的电动势为E＝Blv③联立①②③式可得E＝Blt0(eq\f(F,m)－μg)④(2)设金属杆在磁场区域中匀速运动时，金属杆中的电流为I，根据欧姆定律I＝eq\f(E,R)⑤式中R为电阻的阻值．金属杆所受的安培力为F安＝BlI⑥因金属杆做匀速运动，有F－μmg－F安＝0⑦联立④⑤⑥⑦式得R＝eq\f(B2l2t0,m)⑧.10．【答案】BD11．【答案】BD【解析】[ab匀速运动时，ab中感应电流恒定，L1中磁通量不变，穿过L2的磁通量不变，L2中无感应电流产生，cd杆保持静止，A不正确；ab向右加速运动时，L2中