2015高二物理期中复习

期中复习试题汇编

电磁感应

(78)电磁感应现象，磁通量，法拉第电磁感应定律，楞次定律(H)

(79)导体切割磁感线时的感应电动势，右手定则(H)

(80)自感现象(I)

(81)日光灯(I)

一、选择题

(78)电磁感应现象

产生感应电流的条件：

①闭合电路；

②穿插闭合电路的磁通量发生变化；注意：电磁感应现象的实质是产生

感应电动势，电路闭合才有感应电流，若电路不闭合，虽没有电流，但

只要磁通发生变化感应电动势依然存在。而产生感应电动势的那部分导

体相当于O

3、磁通发生变化的儿种基本情况：

①回路面积不变，而磁感应强度发生变化；②磁场不变，而回路面积发

生变化；

③磁场和回路面积均不变，但回路平面与磁场的方向发生了变化；

④闭合电路的一部分做切割磁感受线的运动；

1.在下列情况下，闭合线圈中一定有感应电流产年的是

（）

A.线圈的一部分在磁场中运动

B.线圈在磁场中作切割感线运动

C.线圈在非匀强磁场中作切割磁感线运动

D.磁场相对于线圈运动

2.如图所示，竖直放置的长直导线通过恒定电流，有一矩形与导线在同一

平面内，在下列情况中线圈产生感应电流的是（）

A.直导线中电流强度变大

B.线框向右平动

C.线框向下平动

D.线框以ab边为轴转动

3.为使导线框abed中产生感应电流，可采取的方法应是（K已经闭合）…

(AB)

A.断开K

C

B.将P向左移

C.将线框向上平动

D,线框以cd为轴转动30°

4、下列关于电磁感应的说法中正确的是(CD)

A、只要导线做切割磁感线的运动，导线中就产生感应电流；

B、只要闭合金属线圈在磁场中运动，线圈中就产生感应电流；

C、闭合金属线圈放在磁场中，只要磁感应强度发生变化，线圈中就产生

感应电流；

D、闭合金属线圈放在磁场中，只要线圈中磁通量发生变化，线圈就产

生感应电流；

(78)磁通量

磁通量

1.定义：

2.计算公式：0=

3.B=0/S,B又叫做。

22

4、磁通量的单位：韦（Wb）。则有：1T=1Wb/m=1N/Am=1Vs/mo

1、关于磁通量，下列说法中正确的是：（BC）

A、磁通量是反映磁场强弱和方向的物理量；

B、穿过某个面积的磁感线的条数越多，则磁通量越大；

C、穿过某一面积的磁通量等于有效面积S与该处的磁感应强度B的乘

积；

D、若穿插过某一面积的磁通量为零，则该处的磁感应强度B也一定为

零；

2.如图所示，四面体OABC处在沿ox方向的匀强磁场中，下列关于磁场

穿过各个面的磁通量的说法中正确的有：（丫

A、穿过AOB面的磁能量为零x必

B、穿过ABC面和BOC面的磁通量相等

C、穿过AOC面的磁通量为零

D、穿过ABC面的磁通量大于穿过BOC面的磁通量

3.如图所示，两个同心放置的同平面的金属环，条形磁铁穿过圆心且与

两环平面垂直，能通过两圆环的磁通量为弧、6b比较：（）

A、6a>6b；B、6a<6b；

c、6a=6b；D、无法判断;

(78)法拉第电磁感应定律，

一、法拉第电磁感应定律：

1、内容

2、公式

注意事项：

1、E=nA<i)/At是定量描述电磁感应现象的普适规律。不管是因为什么

原因、什么方式所产生的电磁感应现象，其感应电动势的大小均可由它

---计算。

2、E=nA<b/At在中学阶段通常是计算一段时间内的感应电动势的平均

值，对于瞬时值，其作用不大，只有当磁通量的变化率恒定时,才等于

瞬时值。切记它不一定等于初值加上末值再除以2。

3、△6一般可包括三种情况：

①回路面积S不变，而磁感应强度B变化，则有E=46=S4B%t；

②磁感应强度B不变，而回路面积S变化，则有E=B4S/6t；

③回路面积与磁感应强度B均保持不变，但回路平面在磁场中转动引起

△6的；

三、公式E=BLvsina的运用及注意事项：

1、此公式中a为速度与垂直磁场平面间的夹角。在v垂直于B,也垂

直于L,且L也垂直于B时-，可简化为E=BLv,否则可以用v^=vsina

可得E=BLV-L,

2、此公式一般用于匀强磁场（或导体所在位置的各点B均相同）,且导

体各部分的速度均相同的情况。若切割速度v不变，E为恒定值；若切

割速度为瞬时值，则E为瞬时电动势。该公式即可求平均电动势，也可

求瞬时电动势。

3、若导体棒绕某一固定转轴切割磁感线时，虽然棒上各点的切割速度并

不相同，但可用棒中点的速度等效替代切割速度；常用公式£=因"。

4、公式中的L为有效切割长度，即垂直于B、垂直于v的直线部分长度;

此公式是法拉第电磁感应定律在导体切割磁感线时的具体表达式。

1.如图所示，竖直向上的匀强磁场磁感应强度B°=0.5T,并且以O.lT/s的

速度在变化，水平导轨不计电阻、且不计摩擦阻力，宽为0.5米，在导

轨上搁一根导体，电阻R0=0.1欧，并用水平细绳通过定滑轮吊着质量为

M=2千克的重物，电阻R=0.4欧，则经过多少时间能吊起重物？（L=0.8

米）ft=4995秒）

2.直接写出右图所示各种情况下导线ab两端的感应电动势的表达式（B1

v9已知）

①、E=BLvsin；②、E=；③、E=

XXXX

XXXX

V

XXXX

BB

XXXX

3.如图所示，导线全部为裸导线，半径为2r的圆内有

垂直于圆平面的匀强磁场，磁感强度为B,一根长度大

于2r的导线MN以速度v在圆环上无摩擦地自左匀速滑

动到右端。电路的固定电阻为R,其余电阻不计，试求MN从贺环的左端

滑动到右端的过程中电阻R上的电流强度的平均值及通过的电量。

4.如图所示，两个电阻器的阻值分别为R与2R,

其余电阻不计。电容器电容量为Co匀强磁场:'Bxxf2V

磁感应强度的大小为B,方向垂直纸面向里。bfd

金属ab、cd的长度均为Lo当棒ab以速度v向左切割磁感线运动，金

属棒cd以速度2v向右切割磁感线运动时，电容C的电量为多大？哪一

个极板带正电？

(78)楞次定律

楞次定律

1.感应电流的方向判断：

感应电流的方向可由楞次定律来判断，而右手定则则是该定律的一

种特殊运用。在运用过程中，二者作用大小各不相同。右手定则适用的

是产生的感应电流的方向；而楞次定律更具有

普遍性。

2.应用楞次定律判断感应电流方向：

①先分析清楚原磁场的有无和方向；

②确定原磁通是增强还是减弱；

③利用“增反减同”的原理判定感应电流的磁场方向该当如何；

④最终确定感应电流的方向；

⑤注意事项：在这类问题中，将会用到安培定则、左手定则、右手定则

或楞次定律，学生的分析过程要条理化，此外这类问题也有可能是逆向

思维，比如：已知感应电流的方向，回过头来让同学们判断原磁通的变

化。

3.楞次定律的另一类表述：感应电流的效果总是要反抗产生感应电流的

原因。这里的效果可以是感应电流产生的磁场，也可以是因感应电流出

现而引起的机械作用。若问题不涉及感应电流的方向，用另一种表述判

断比较方便。

4.判断导体切割磁感线产生的感应电流的方向时一，右手定则与楞次定律

是等效的，而右手定则比楞次定律更方便，但前者只适应于切割磁感线

的情况，而后者是普遍适用的规律。

1.如图5所示，导线框abed与导线在同一平面内，直导线通有恒定电

流I,当线框由左向右匀速通过直导线时，线框中感应电流的方向是［1

A.先abed,后deba,再abed

B.先abed，后deba

C.始终deba图5

D.先deba,后abed,再deba

E.先dcba,后abed

2.如图9所示，光滑杆ab上套有一闭合金属环，环中有一个通电螺线

管。现让滑动变阻器的滑片P迅速滑动，则口

a「b

（（加/〃J）

A.当P向左滑时，环会向左运动，且有扩张的V

趋势图9

B.当P向右滑时，环会向右运动，且有扩张的趋势

C.当P向左滑时一，环会向左运动，且有收缩的趋势

D.当P向右滑时，环会向右运动，且有收缩的趋势

3.如图10所示,在一蹄形磁铁两极之间放一个矩形

线框abed。磁铁和线框都可以绕竖直轴00'自由转’一

_P

动。若使蹄形磁铁以某角速度转动时一，线框的情况将

图11

是[]

A.静止

B.随磁铁同方向转动

C.沿与磁铁相反方向转动

D.要由磁铁具体转动方向来决定

4.如图19所示，两个闭合铝环A、B与一个螺线管套在同一铁芯上，A、

B可以左右摆动，则口CC什丐।

।s

A.在S闭合的瞬间，A、B必相吸AB\

H电源

B.在S闭合的瞬间，A、B必相斥所

图19

C.在S断开的瞬间，A、B必相吸

D.在S断开的瞬间，A、B必相斥

5.如图17所示为一个圆环形导体，有一个带负电的粒子沿直径方向在

圆环表面匀速掠过的过程，环中感应电流的情况是［

A.无感应电流

B.有逆时针方向的感应电流

C.有顺时针方向的感应电流

D.先逆时针方向后顺时针方向的感应电流

6.甲、乙两个同心的闭合金属圆环位于同一平面内，甲环

中通以顺时针方向电流I,如图15所示，当甲环中电流

逐渐增大时，乙环中每段导线所受磁场力的方向是[]

A.指向圆心

B.背离圆心

C.垂直纸面向内

D.垂直纸面向外

(79)导体切割磁感线时的感应电动势，右手定则(II)

例题3、如图所示，abed是一个固定的U型金属框架，ab和cd边都

很长，be边长为1,框架的电阻可不计，ef是放置在框架上与be平行

的导体杆，它可在框架上自由滑动(无摩擦)，它的电阻为R。现沿垂直

于框架平面的方向加一恒定的匀强磁场，磁感应强度为B,方向垂直于

纸面向里，已知以恒力F向右拉导体ef时-，导体杆最后匀速滑动，求匀

速滑动时的速度。

a

d

XXXX

B~~>F

例题1、如图所示，在一磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，垂直于磁场

方向水平放置着两根相距d=O.lm的平行金属导轨MN和PQ,导轨电阻

忽略不计，在两根导轨的端点N、Q之间连接一J阻值

4INM

R=0.3Q的电阻，导轨上跨放着一根长为L=0.2m、R每米电

YQP

阻为r=2.0。的金属棒ab,ab与导轨正交放置，交点为

c^do当金属棒以速度v=4.0m/s向右做匀速运动时，试求金属棒ab两端

的电势差?

(80)自感现象(I)(81)日光灯(I)

知识要点回顾：

1、自感现象：

2、自感电动势公式：

3、自感电动势的方向：

注意事项：

①“阻碍”并非“阻止”，电流还是在变化的。

②线圈的自感系数与线圈有关，由线圈本身性质决定，与线圈

中电流的大小、方向、有无均无关。自感系数L在国际单位制中的单位

是—，国际符号―o

4、自感线圈在电路中的作用：

即通过自感线圈中的电流不能突变，由于自感线圈对电流变化的延迟作

用，电流从一个值变到另一个值总需要时间：

①刚闭合电路时，线圈这一支路相当于开路即此时1=0；

②电路闭合一段时间达到稳定后，线圈相当于导线或电阻；

②电路刚断开时，线圈相当于一个电源，该电源会重新建立一个回路,

但线圈的放电电流的方向与稳定工作时保持一致。

1.如图所示，多匝线圈L的电阻和电源内阻都很小，可忽略不计，电路

中两个电阻器的电阻均为R,开始时电键S断开，此时电

路中电流强度为lo,现将电键S闭合，线圈L中有自感电4H一用

动势产生，以下各种说法中正确的是：（）

A、由于自感电动势有阻碍电流的作用，电路中电流最终由I。减小到零;

B、由于自感电动势有阻碍电流的作用，电路中电流最终总小于Io；

C、由于自感电动势有阻碍电流的作用，电路中电流将保持Io不变；

D、自感电动势有阻碍电流增大的作用，但电路中电流最终还要增大到

210;

2.如图所示，电路中，L为自感系数较大的线圈，开关接||

通时，稳定后L上电流为1A,电阻R上电流为0.5A,当S

突然断开后，R上的电流由开始减小，方向是o

3.如图所示的电路，S,.S2是两个相同的小电珠，L是一个自感系数相当

大的线圈，其电阻与R相同，由于存在自感现象，在电键K接通和断开

时，灯泡S］、S2先后亮暗的次序是：(

A、接通时&先达最亮，断开时&后暗；

B、接通时S2先达最亮，断开时S2后暗;

C、接通时Si先达最亮，断开时Si先暗;

D、接通时S2先达最亮，断开时S2先暗;

3.A和L是日光灯的灯管和镇流器，如果按图所示的电路

连接，关于日光灯发光情况的下列叙述中，正确的是:

A、只把K1接通，K2>K3不接通，日光灯就能正常发光；

B、把KI和K2接通后，区不接通，日光灯就能正常发光；

C、区不接通，接通Ki、除后，再断开K2，日光灯就能正常发光；

D、当日光灯正常发光后，再接通K3日光灯仍能正常发光；

4.日光灯镇流器的作用有（）

A、起辉器触片接通时，产生瞬间高压；B、工作时，降压、限流保

证日光灯正常工作；C、工作时，使日光灯的电压稳定在220伏；

D、工作时，阻止电流通过日光灯管；

5.某线圈中产生的自感电动势E随时间t的变化情况如一图所示,则线圈

中通过的电流I随时间t的变化情况是二图中的：（）

cD

6.如图所示，L是自感系数足够大的电感，且设其自身直流电阻为零，D,

和D2是两个相同的小灯泡，如将开关K闭合，等灯泡亮[0,

-------^/X/X/V"*------[

度稳定后再断开，则开关K闭合、断开，灯泡D1和D2—0—

的亮度的变化情况是：（）

A、K合上瞬间，D2很亮，Di不亮；

B、K合上瞬间D]立即很亮，D2逐渐亮，最后通牒一样亮；K断开瞬间

D2立即熄灭，D逐渐熄灭；

C、K合上瞬间，DI、D2同时亮，然后Di逐渐变暗到熄灭，D2亮度不变;

K断开瞬间D2立即熄灭，Di亮一下逐渐熄灭；

D、K合上瞬间，Di、D2同时亮，然后D]逐渐变暗到熄灭，D2同时变的

更亮；K断开瞬间D2立即熄灭，Di亮一下逐渐熄灭；

二、计算题

1.如图所示为间距为L的光滑平行金属导轨，水平地放置在竖直方向的

磁感强度为B的匀强磁场中，一端接阻值是R的电阻。一电阻是r,质

量为m的导体棒放置在导轨上,在外力F作用下从t=0的时刻开始运动,

其速度随时间的变化规律V=VmSin3t,不计导轨电阻。

求：（1）从1=0至h=包时间内电阻R产_____n_______,生的热

XXXXXXXX

XXXXXXXX

XXXXXXXX

（2）从t=0至心=二时间内外力F所做的功。

2.如图所示，导轨间距L=0.5m,a=37°,B=0.8T,棒的质量为m=0.2kg,金属棒

的电阻为R=2Q,其余电阻不计，金属棒与导轨的动摩擦因数四=0.5,导A

体棒由静止开始到刚好匀速时，通过导体横截面的电蕃3熬求:

棒在运动过程中，任意41=25内导体棒在框架上可能融命磅痣（2）

从开始下滑到刚好匀速，导体棒中产生的焦耳热（g=l曝监---•

3.如图所示,一根足够长的金属棒PQ固定放置,P端用导线连接一个定值

电阻R,R的另一端用导线连接在金属轴O上，一根长为L的金属棒ab的

a端与轴0相连，当ab与PQ间夹角为45°时，金属棒的b端恰能架在棒

PQ上，空间存在着方向垂直棒PQ和棒ab所在平面的匀强磁场，磁感应强

度为B,现使棒ab以角速度co绕轴0逆时针匀速转动，若棒ab在离开棒

PQ之前，始终与棒PQ接触良好，两金属棒的电阻都可忽略不计(1)求棒ab

从图示位置开始转动到离开棒PQ的过程中，流过电阻R的电量;(2)写出这

段时间内回路中感应电流i随时间t变化的关系式.

Q°

B

4.如图(a)所示的螺线管，匝数炉1500,横截面积920CL电阻

片1.5。，与螺线管串联的外电阻卡=密切。，兄=25。，方向向右，穿过

螺线管的均强磁场的磁感应强度按塔，b)所示规律逑，试计算电阻R?

:pl

0

12t/s

的电功率。

5.如图所示，MN、PQ是两条水平放置的平行光滑导轨，其阻值可以

忽略不计，轨道间距L=0.60m,匀强磁场垂直于导轨平面向下，磁感强

度B=l.0X10'T,金属杆ab垂直于导轨放置，与导轨接触良好，ab杆

在导轨间部分电阻r=L0。，在导轨的左侧连接有电阻RI、R2,阻值分

别为Rl=3.0Q,R2=6.0Q,ab杆在外力作用下以v=5.Om/s的速度向右

匀速运动。（Dab杆哪端的电势高？（2）求通过ab杆的电流I；（3）求电

阻R在每分钟产生的热量Qo

MaN

XXXXXX

XXXXXX

InF

Ri火2XX>XX

Y丫XX>XXX

pbQ

6.边长为L,电阻为R的单匝正方形线圈abed,在磁感应强度为B的匀强

磁场中，以cd边为转轴匀速转动，其角速度为

3,转动方向如图14所示，cd边与磁场方向垂

直。求：

(1)线圈从图示位置转过工的过程中，产生的热

2

量Q

⑵线圈从图示位置转过微的过程中，通过导线截面的电荷量q

(3)ts内外界驱动线圈转动所做的功。

7.如图所示，在水平放置的平行金属导轨上有一金属杆ab,整个装置放

在竖直向上的匀强磁场中，闭合电路总电阻R=0.3Q,棒与

导轨间动摩擦因数口为0.2o今给ab杆一个冲量，使「其获

得沿水平导轨方向的水平动量P=0.04kgm/s,当该冲量'作用

完毕时，杆的加速度a=3.2m/s2,求此时闭合电路中电流是多大？

8.一个边长为a=lm的正方形线圈，总电阻为0.1Q,当线圈以〃=2

m/s的速度通过磁感强度75=0.5T的匀强磁场区域

r■;

时，线圈平面总保持与磁场垂直.若磁场的宽度6>1

I口〃It'♦I

m,如图17-24所示，求线圈通过磁场后释放多少焦耳的热量?

9.用电阻为18。的均匀导线弯成图中直径〃=0.80m的封闭金属圆环,

环上弧所对应的圆心角为60°,将圆环垂直于磁感线方向固定在磁感

应强度夕=0.50T的匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里.一根每米

电阻为1.25Q的直导线PQ,沿圆环平面向左以3.0m/s的速度匀速滑

行(速度方向与倒垂直)，滑行中直导线与圆环紧密接触(忽略接触处

的电阻)，当它通过环上从〃位置时，求：

(1)直导线相段产生的感应电动势，并指明该段直导线中电流的方向.

(2)此时圆环上发热损耗的电功率.尸

Q

16.（14分）如图所示,一不透明的圆柱形容器内装满折射率为”=&的透明液体,

容器底部正中央。点处有一点光源S.平面镜与底面成45・角放置.若容器高为2dm,

；…--1*r

底边半径为（1+V3）dm,OW=ldm,在容器中央正上方1dm处水平放置一足够长的刻度

*：•»■/“；.7、，：

尺，求光源S发出的光线经平面镜反射后，照射到刻度尺上的长度.（不考电容器侧壁和液

面的反射）.

17.(16分)加但所示，足够氏的两根相距为0.5m的平行光滑导轨竖直放置，导轨电

阻不计，磁感应强度B为0.8T的匀强磁场的方向垂直于导轨平面.两根质量均为0.04kg

的可动金属棒ab和cd都与导轨接触良好，金属棒ab和cd的电阻分别为I。和0.5。，导轨

最下端连接阻值为10的电阻R,金属棒ab用一根细绳拉住，细绳允许承受的最大拉力为

0.64N.现让cd棒从静止开始落F，直至细绳刚被拉断，此过程中电阻R上产生的热量为

0.2J,(g取10m/s2)求：

(1)此过程中ab棒和cd棒产生的热量Qm和Q“：T

(2)细绳被拉断瞬时，cd棒前速度vXX

(3)细绳刚要被拉断时，cd棒下落的高度h

XX

Jd

XX

XX

R

14.一电阻为R的金属圆环，放在匀强磁场中，磁场与圆环所在平面垂

直，如图(a)所示.已知通过圆环的磁通量随时间t的变化关系如图⑹所

示，图中的最大磁通量品和变化周期T

都是已知量，求

第14题图

(2)在t=0到t=2T'的时间内,

金属环所产生的电热Q.

16.(15分)一有界匀强磁场区域如图甲所示，质量为m、电阻为R的长

方形矩形线圈abed边长分别为L和2L,线圈一半在磁场内，一半在磁

场外，磁感强度为B。。5=0时刻磁场开始樨匀减小，线圈中产生感应电

I