1、天津市新人教版物理高三单元测试9电磁感应一选择题1闭合电路中感应电动势的大小跟：( )A穿过这一电路的磁通量成正比 B.穿过这一电路的磁通量的变化量成正比C.穿过这一电路的磁通量变化率成正比D.穿过这一电路的磁通量的变化快慢有关，跟磁通量的变化量无关。2.如图所示，为早期制作的发电机及电动机的示意图，A盘和B盘分别是两个可绕固定转轴转动的铜盘，用导线将A盘的中心和B盘的边缘连接起来，用另一根导线将B盘的中心和A盘的边缘连接起来.当A盘在外力作用下转动起来时，B盘也会转动.则下列说法中错误的是( )A.不断转动A盘就可以获得持续的电流，其原因是将整个铜盘看成沿径向排列的无数根铜条，它们做切割磁感
2、线运动，产生感应电动势B.当A盘转动时，B盘也能转动的原因是电流在磁场中受到力的作用，此力对转轴有力矩C.当A盘顺时针转动时，B盘逆时针转动D.当A盘顺时针转动时，B盘也顺时针转动3.如图所示，L为一自感系数很大的有铁芯的线圈，电压表与线圈并联接入电路，在下列哪种情况下，有可能使电压表损坏(电压表量程为3 V)( )A.开关S闭合的瞬间B.开关S闭合电路稳定时C.开关S断开的瞬间D.以上情况都有可能损坏电压表4边长为L的正方形导线框在水平恒力F作用下运动，穿过方向如图所示的有界匀强磁场区域磁场区域的宽度为d（dL）已知ab边进入磁场时，线框的加速度恰好为零则框进入磁场的过程和从磁场另一侧穿出的
3、过程相比较，正确的是 （ ）A金属框中产生的感应电流方向相反B金属框所受的安培力方向相反C进入磁场过程通过导线横截面的电量少于穿出磁场过程 通过导线横截面的电量D进入磁场过程的发热量少于穿出磁场过程的发热量5.在图(a)、(b)、(c)中除导体棒ab可动外，其余部分均固定不动，(a)图中的电容器C原来不带电，设导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略，导体棒和导轨间的摩擦也不计.图中装置均在水平面内，且都处于方向垂直水平面(即纸面)向下的匀强磁场中，导轨足够长，今给导体棒ab一个向右的初速度v0，导体棒的最终运动状态是( ) A.三种情况下，导体棒ab最终都是匀速运动B.图(a)、(c)中ab棒最
4、终将以不同的速度做匀速运动；图(b)中ab棒最终静止C.图(a)、(c)中，ab棒最终将以相同的速度做匀速运动D.三种情况下，导体棒ab最终均静止6如图所示，在水平面内固定一个“U”形金属框架，框架上置一金属杆ab，不计它们间的摩擦，在竖直方向有匀强磁场，则（ ） A若磁场方向竖直向上并增大时，杆ab将向右移动B若磁场方向竖直向上并减小时，杆ab将向右移动C若磁场方向竖直向下并增大时，杆ab将向右移动D若磁场方向竖直向下并减小时，杆ab将向右移动7.如图是验证楞次定律实验的示意图，竖直放置的线圈固定不动，将磁铁从线圈上方插入或拔出，线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流.各图中分别标出了
5、磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况，其中表示正确的是( )8.电阻R、电容器C与一线圈连成闭合回路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N极朝下，如图所示，现使磁铁开始下落，在N极接近线圈上端的过程中，流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是( )A.从a到b，上极板带正电B.从a到b，下极板带正电C.从b到a，上极板带正电D.从b到a，下极板带正电9.如图所示，一根长导线弯成“n”形，通以直流电I，正中间用不计长度的一段绝缘线悬挂一金属环C，环与导线处于同一竖直平面内，在电流I增大的过程中，下列叙述错误的是( )A.金属环C中无感应电流产生B.金属环C中有沿逆时针
6、方向的感应电流产生C.悬挂金属环C的竖直线拉力变大 D.金属环C仍能保持静止状态10如图所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向如图.左线圈连着平行导轨M和N，导轨电阻不计，在导轨垂直方向上放着金属棒ab，金属棒处于垂直纸面向外的匀强磁场中，下列说法中正确的是 ( )A.当金属棒向右匀速运动时，a点电势高于b点，c点电势高于d点B.当金属棒向右匀速运动时，b点电势高于a点，c点与d点等电势C.当金属棒向右加速运动时，b点电势高于a点，c点电势高于d点D.当金属棒向右加速运动时，b点电势高于a点，d点电势高于c点11如右图所示，一半圆形铝框处在水平向外的非匀强磁场中，场中各点的磁感应强度为By
7、，y为该点到地面的距离，c为常数，B0为一定值铝框平面与磁场垂直，直径ab水平，(空气阻力不计)铝框由静止释放下落的过程中()A铝框回路磁通量不变，感应电动势为0B回路中感应电流沿顺时针方向，直径ab两点间电势差为0C铝框下落的加速度大小一定小于重力加速度gD直径ab受安培力向上，半圆弧ab受安培力向下，铝框下落加速度大小可能等于g12一长直铁芯上绕有一固定线圈M，铁芯右端与一木质圆柱密接，木质圆柱上套有一闭合金属环N，N可在木质圆柱上无摩擦移动M连接在如图所示的电路中，其中R为滑动变阻器，E1和E2为直流电源，S为单刀双掷开关下列情况中，可观测到N向左运动的是()A在S断开的情况下，S向a闭
8、合的瞬间B在S断开的情况下，S向b闭合的瞬间C在S已向a闭合的情况下，将R的滑动头向c端移动时D在S已向a闭合的情况下，将R的滑动头向d端移动时13.如图，磁场垂直于纸面，磁感应强度在竖直方向均匀分布，水平方向非均匀分布。一铜制圆环用丝线悬挂于点，将圆环拉至位置后无初速释放，在圆环从摆向的过程中（ ）(A)感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针 (B)感应电流方向一直是逆时针(C)安培力方向始终与速度方向相反 (D)安培力方向始终沿水平方向14如图所示，平行于y轴的导体棒以速度v向右匀速直线运动，经过半径为R、磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域，导体棒中的感应电动势E与导体棒位置x关系的图象是()
9、15如图所示，闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从如图10所示位置匀速向右拉出匀强磁场若第一次用0.3 s拉出，外力所做的功为W1，通过导线横截面的电荷量为q1；第二次用0.9 s拉出，外力所做的功为W2，通过导线横截面的电荷量为q2，则()AW1W2，q1q2 BW1W2，q1q2 DW1W2，q1q2二计算题16.如图所示，间距=0.3m的平行金属导轨a1b1c1和a2b2c2分别固定在两个竖直面内，在水平面a1b1b2a2区域内和倾角=的斜面c1b1b2c2区域内分别有磁感应强度B1=0.4T、方向竖直向上和B2=1T、方向垂直于斜面向上的匀强磁场.电阻R=0.3、质量m1=0.1kg、
10、长为 的相同导体杆K、S、Q分别放置在导轨上，S杆的两端固定在b1、b2点，K、Q杆可沿导轨无摩擦滑动且始终接触良好.一端系于K杆中点的轻绳平行于导轨绕过轻质滑轮自然下垂，绳上穿有质量m2=0.05kg的小环.已知小环以a=6 m/s2的加速度沿绳下滑，K杆保持静止，Q杆在垂直于杆且沿斜面向下的拉力F作用下匀速运动.不计导轨电阻和滑轮摩擦，绳不可伸长.取g=10 m/s2，sin=0.6，cos=0.8.求 （1）小环所受摩擦力的大小；（2）Q杆所受拉力的瞬时功率.17.如图，两根足够长的金属导轨ab、cd竖直放置，导轨间距离为L电阻不计。在导轨上端并接两个额定功率均为P、电阻均为R的小灯泡。
11、整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度方向与导轨所在平面垂直。现将一质量为m、电阻可以忽略的金属棒MN从图示位置由静止开始释放。金属棒下落过程中保持水平，且与导轨接触良好。已知某时刻后两灯泡保持正常发光。重力加速度为g。求：(1)磁感应强度的大小：(2)灯泡正常发光时导体棒的运动速率。18半径为a的圆形区域内有均匀磁场，磁感应强度为B=0.2 T，磁场方向垂直纸面向里，半径为b的金属圆环与磁场同心地放置，磁场与环面垂直，其中a=0.4 m，b = 0.6 m，金属环上分别接有灯L1、L2，两灯的电阻均为R0 = 2 ，一金属棒MN与金属环接触良好，棒与环的电阻均忽略不计.(1)若棒以v0=5 m/
12、s的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑动到圆环直径OO的瞬时(如图所示)，MN中的电动势和流过灯L1的电流.(2)撤去中间的金属棒MN将右面的半圆环OL2O以OO为轴向上翻转90,若此时磁场随时间均匀变化，其变化率为=T/s，求L2的功率.19位于竖直平面内的矩形平面导线框abdc，ab长L11.0 m，bd长L20.5 m，线框的质量m0.2 kg，电阻R2 .其下方有一匀强磁场区域，该区域的上、下边界PP和QQ均与ab平行两边界间距离为H，HL2，磁场的磁感应强度B1.0 T，方向与线框平面垂直。如图27所示，令线框的dc边从离磁场区域上边界PP的距离为h0.7 m处自由下落已知线框的dc边进
13、入磁场以后，ab边到达边界PP之前的某一时刻线框的速度已达到这一阶段的最大值问从线框开始下落，到dc边刚刚到达磁场区域下边界QQ的过程中，磁场作用于线框的安培力所做的总功为多少？(g取10 m/s2)20如右图所示，两根平行金属导轨固定在同一水平面内，间距为l，导轨左端连接一个电阻R.一根质量为m、电阻为r的金属杆ab垂直放置在导轨上在杆的右方距杆为d处有一个匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向下，磁感应强度为B.对杆施加一个大小为F、方向平行于导轨的恒力，使杆从静止开始运动，已知杆到达磁场区域时速度为v，之后进入磁场恰好做匀速运动不计导轨的电阻，假定导轨与杆之间存在恒定的阻力求：(1)导轨对杆
14、ab的阻力大小Ff；(2)杆ab中通过的电流及其方向；(3)导轨左端所接电阻R的阻值21.如右图所示，两足够长的平行金属导轨水平放置，间距为L，左端接有一阻值为R的电阻；所在空间分布有竖直向上，磁感应强度为B的匀强磁场有两根导体棒c、d质量均为m，电阻均为R，相隔一定的距离垂直放置在导轨上与导轨紧密接触，它们与导轨间的动摩擦因数均为.现对c施加一水平向右的外力，使其从静止开始沿导轨以加速度a做匀加速直线运动(已知导体棒c始终与导轨垂直、紧密接触，导体棒与导轨的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，导轨的电阻忽略不计，重力加速度为g)(1)经多长时间，导体棒d开始滑动；(2)若在上述时间内，导体棒d上产生
15、的热量为Q，则此时间内水平外力做的功为多少？22.电阻可忽略的光滑平行金属导轨长S=1.15m，两导轨间距L=0.75 m，导轨倾角为30，导轨上端ab接一阻值R=1.5的电阻，磁感应强度B=0.8T的匀强磁场垂直轨道平面向上。阻值r=0.5，质量m=0.2kg的金属棒与轨道垂直且接触良好，从轨道上端ab处由静止开始下滑至底端，在此过程中金属棒产生的焦耳热。(取)求：(1)金属棒在此过程中克服安培力的功；(2)金属棒下滑速度时的加速度(3)为求金属棒下滑的最大速度，有同学解答如下：由动能定理，。由此所得结果是否正确？若正确，说明理由并完成本小题；若不正确，给出正确的解答。 答案：1【答案】选C
16、D2【答案】选D.【详解】将图中铜盘A所在的一组装置作为发电机模型，铜盘B所在的一组装置作为电动机模型，这样就可以简单地把铜盘等效为由圆心到圆周的一系列“辐条”，处在磁场中的每一根“辐条”都在做切割磁感线运动，产生感应电动势，进而分析可知D错误,A、B、C正确.3【答案】选C.【详解】开关S闭合瞬间,L在电路中相当于断路，电压表两端的电压为3 V,所以A错；S闭合电路稳定时，L在电路中相当于短路，电压表两端的电压几乎为0，所以B错；开关S断开的瞬间，两端产生很高的电动势，可能损坏电压表.所以C正确.4答案：AD5【答案】选B.【详解】图(a)中，ab棒以v0向右运动的过程中，电容器开始充电，充
17、电后ab棒就减速，ab棒上的感应电动势减小，当ab棒上的感应电动势与电容器两端电压相等时，ab棒上无电流，从而做匀速运动；图(b)中，由于电阻R消耗能量，所以ab棒做减速运动，直至停止；图(c)中，当ab棒向右运动时，产生的感应电动势与原电动势同向，因此作用在ab棒上的安培力使ab棒做减速运动，速度减为零后，在安培力作用下向左加速运动，向左加速过程中，ab棒产生的感应电动势与原电动势反向，当ab棒产生的感应电动势与原电动势大小相等时，ab棒上无电流，从而向左匀速运动，所以B正确.6答案：BD7答案：选C、D.【详解】先根据楞次定律“来拒去留”判断线圈的N极和S极.A中线圈上端为N极，B中线圈上
18、端为N极，C中线圈上端为S极，D中线圈上端为S极，再根据安培定则确定感应电流的方向，A、B错误，C、D正确.8【答案】选D.【详解】在N极接近线圈上端的过程中,通过线圈的磁感线方向向下，磁通量增大，由楞次定律可判定流过线圈的电流方向向下，外电路电流由b流向a，同时线圈作为电源，下端应为正极，则电容器下极板电势高，带正电.9【答案】选A.【详解】电流I增大的过程中，穿过金属环C的磁通量增大，环中出现逆时针的感应电流，故A错，B正确；可以将环等效成一个正方形线框，利用“同向电流相互吸引，异向电流相互排斥”得出环将受到向下的斥力且无转动，所以悬挂金属环C的竖直拉力变大，环仍能保持静止状态，C、D正确
19、.10【答案】选B、D.【详解】(1)金属棒匀速向右运动切割磁感线时，产生恒定感应电动势，由右手定则判断电流由ab，b点电势高于a点，c、d端不产生感应电动势，c点与d点等势，故A错、B正确.(2)金属棒向右加速运动时，b点电势仍高于a点，感应电流增大，穿过右边线圈的磁通量增大，所以右线圈中也产生感应电流，由楞次定律可判断电流从d流出，在外电路d点电势高于c点，故C错，D正确.11【答案】C【详解】由题意知，y越小，By越大，下落过程中，磁通量逐渐增加，A错误；由楞次定律判断，铝框中电流沿顺时针方向，但Uab0，B错误；直径ab受安培力向上，半圆弧ab受安培力向下，但直径ab处在磁场较强的位置
20、，所受安培力较大，半圆弧ab的等效水平长度与直径相等，但处在磁场较弱的位置，所受安培力较小，这样整个铝框受安培力的合力向上，故C正确D错误12【答案】C【详解】由楞次定律第二种描述可知：只要线圈中电流增强，即穿过N的磁通量增加，则N受排斥而向右运动，只要线圈中电流减弱，即穿过N的磁通量减少，则N受吸引而向左运动，故选项C正确14【答案】A【详解】在xR左侧，设导体棒与圆的交点和圆心的连线与x轴正方向成角，则导体棒切割有效长度L2Rsin，电动势与有效长度成正比，故在xR左侧，电动势与x的关系为正弦图象关系，由对称性可知在xR右侧与左侧的图象对称故选A.15【答案】C【详解】设线框长为L1，宽为
21、L2，第一次拉出速度为v1，第二次拉出速度为v2，则v13v2.匀速拉出磁场时，外力所做的功恰等于克服安培力所做的功，有W1F1L1BI1L2L1B2LL1v1/R，同理W2B2LL1v2/R，故W1W2；又由于线框两次拉出过程中，磁通量的变化量相等，即12，由qIttt得：q1q2故正确答案为选项C.16.【答案】（1）；（2）.【详解】（1）以小环为研究对象，由牛顿第二定律代入数据得（2）设流过杆K的电流为，由平衡条件得 对杆Q，根据并联电路特点以及平衡条件得 由法拉第电磁感应定律的推论得 根据欧姆定律有 且瞬时功率表达式为 联立以上各式得 17.【详解】设灯泡额定电流为，有灯泡正常发光时
22、，流经MN的电流速度最大时，重力等于安培力由解得灯泡正常发光时联立得18【答案】(1)0.8 V 0.4A(2)1.2810-2W【详解】(1)棒滑过圆环直径OO的瞬时，MN中的电动势E1=B2av0=0.20.85 V=0.8 V (3分)等效电路如图所示，流过灯L1的电流I1=0.4A (3分) 19【答案】0.8 J【详解】本题中重力势能转化为电能和动能，而安培力做的总功使重力势能一部分转化为电能，电能的多少等于安培力做的功依题意，线框的ab边到达磁场边界PP之前的某一时刻线框的速度达到这一阶段速度最大值，以v0表示这一最大速度，则有EBL1v0线框中电流I作用于线框上的安培力FBL1I
23、速度达到最大值条件是Fmg所以v04 m/s.dc边继续向下运动过程中，直至线框的ab边达到磁场的上边界PP，线框保持速度v0不变，故从线框自由下落至ab边进入磁场过程中，由动能定理得：mg(hL2)W安mvW安mvmg(hL2)0.8 Jab边进入磁场后，直到dc边到达磁场区下边界QQ过程中，作用于整个线框的安培力为零，安培力做功也为零，线框只在重力作用下做加速运动，故线框从开始下落到dc边刚到达磁场区域下边界QQ过程中，安培力做的总功即为线框自由下落至ab边进入磁场过程中安培力所做的功W安0.8 J负号表示安培力做负功20【答案】(1)F(2)方向ab(3)2r【详解】(1)杆进入磁场前做
24、匀加速运动，有FFfmav22ad解得导轨对杆的阻力FfF.(2)杆进入磁场后做匀速运动，有FFfFA杆ab所受的安培力FAIBl解得杆ab中通过的电流I杆中的电流方向自a流向b.(3)杆ab产生的感应电动势EBlv杆中的感应电流I解得导轨左端所接电阻阻值R2r.21【答案】(1)(2)6Q【详解】(1)设导体棒d刚要滑动的瞬间，流过d的电流为I，c的瞬时速度为v电动势EBLv流过d的电流Id受到的安培力大小为FABIL对d受力分析后，得FAmgc的运动时间为t综合、并代入已知得tv.(2)导体棒d上产生的热量为Q，则整个电路上产生的热量为Q6Qc发生的位移为xat2外力做的功为Wmv2mgxQ由、并代入已知得W6Q.22【答案】0.4J 3.2m/s2 正确，27. 4m/s【详解】（1）下滑过程中安培力的功即为在电阻上产生的焦耳热，由于，因此 （2）金属棒下滑时受重力和安培力 由牛顿第二定律 (3)此解法正确。 金属棒下滑时受重力和安培力作用，其运动满足上式表明，加速度随速度增加而减小，棒作加速度减小的加速运动。无论最终是否达到匀速，当棒到达斜面底端时速度一定为最大。由动能定理可以得到棒的末速度，因此上述解法正确。