1、第四章电磁感应测试卷第卷(选择题共42分)一、选择题 (本题有14小题，每小题3分，共42分其中110题为单选题，1114题为多选题)1下列现象中属于电磁感应现象的是()A磁场对电流产生力的作用B变化的磁场使闭合电路中产生电流C插在通电螺线管中的软铁棒被磁化D电流周围产生磁场解析：磁场对电流产生力的作用属于通电导线在磁场中的受力情况；插在通电螺线管中的软铁棒被磁化属于电流的磁效应；电流周围产生磁场属于电流的磁效应；而变化的磁场使闭合电路中产生电流属于电磁感应现象故正确答案为B.答案：B2如图所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框，初始位置线框与磁感线平行，则在下列四种情况下，线框中会产生感应电流
2、的是()A线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中左右运动B线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中上下运动C线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线AB转动D线框绕位于线框平面内且与磁感线平行的轴线CD转动解析：四种情况中初始位置线框均与磁感线平行，磁通量为零，按A、B、D三种情况线框运动后，线框仍与磁感线平行，磁通量保持为零不变，线框中不产生感应电流，C中线框转动后，穿过线框的磁通量不断发生变化，所以产生感应电流，C项正确答案：C3.磁通量是研究电磁感应现象的一个重要物理量，如图所示，通有恒定电流的直导线MN与闭合线框共面，第一次将线框由位置1平移到位置2，第二次将线框由位置1绕cd边翻转到位
3、置2，设前后两次通过线框的磁通量的变化量分别为1和2则()A12 B12C12 D无法确定解析：第一次将线框由位置1平移到位置2，磁感线从线框的同一侧穿入，1为前后两位置磁通量的绝对值之差第二次将线框由位置1绕cd边翻转到位置2，磁感线从线框的不同侧穿入，2为前后两位置磁通量的绝对值之和故12，C项正确答案：C4如图是一种充电鞋的结构示意图当人走动时，会驱动磁性转子旋转，使线圈中产生电流，产生的电流进入鞋面上锂聚合物电池这种充电鞋的工作原理是()A电磁感应现象B电流的磁效应C磁极间的相互作用D通电线圈在磁场中受力转动解析：当人走动时，会驱动磁性转子旋转，使线圈中产生电流，产生的电流进入鞋面上锂
4、聚合物电池，该过程为电磁感应现象，A项正确答案：A5.如图所示，电感线圈L的自感系数足够大，其直流电阻忽略不计，LA、LB是两个相同的灯泡，且在下列实验中不会烧毁，电阻R2阻值约等于R1的两倍，则()A闭合开关S时，LA、LB同时达到最亮，且LB更亮一些B闭合开关S时，LA、LB均慢慢亮起来，且LA更亮一些C断开开关S时，LA慢慢熄灭，LB马上熄灭D断开开关S时，LA慢慢熄灭，LB闪亮一下后才慢慢熄灭解析：由于灯泡LA与线圈L串联，灯泡LB与电阻R2串联，当S闭合的瞬间，通过线圈的电流突然增大，线圈产生自感电动势，阻碍电流的增加，所以LB先亮，A、B两项错误；由于LA所在的支路电阻阻值偏小，故
5、稳定时电流大，即LA更亮一些，当S断开的瞬间，线圈产生自感电动势，两灯组成的串联电路中，电流从线圈中电流值开始减小，即从IA减小，故LA慢慢熄灭，LB闪亮一下后才慢慢熄灭，C项错误，D正确答案：D6.如图所示，线框三条竖直边长度和电阻均相同，横边电阻不计它以速度v匀速向右平动，当ab边刚进入虚线内匀强磁场时，a、b间的电势差为U，当cd边刚进入磁场时，c、d间的电势差为()AU B2UC.U D.U解析：当ab边进入磁场时，若感应电动势为E，由于ab相当于电源，cd与ef并联相当于外电路，所以UE；当cd边进入磁场时，感应电动势不变，ab与cd并联相当于电源，ef相当于外电路，此时c、d间电势
6、差UE2U，B项正确答案：B7.如图所示，一个有弹性的金属圆环被一根橡皮绳吊于通电直导线的正下方，直导线与圆环在同一竖直面内，当通电直导线中电流增大时，弹性圆环的面积S和橡皮绳的长度l将 ()AS增大，l变大BS减小，l变短CS增大，l变短DS减小，l变长解析：当通电直导线中电流增大时，穿过金属圆环的磁通量增大，金属圆环中产生感应电流，根据楞次定律，感应电流要阻碍磁通量的增大，一是用缩小面积的方式进行阻碍，二是用远离直导线的方式进行阻碍，故D正确答案：D8如图所示，足够长平行金属导轨倾斜放置，倾角为37，宽度为0.5 m，电阻忽略不计，其上端接一小灯泡，电阻为1 .一导体棒MN垂直于导轨放置，
7、质量为0.2 g，接入电路的电阻为1 ，两端与导轨接触良好，与导轨间的动摩擦因数为0.5.在导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为0.8 T将导体棒MN由静止释放，运动一段时间后，小灯泡稳定发光，此后导体棒MN的运动速度以及小灯泡消耗的电功率分别为(重力加速度g取10 m/s2，sin 370.6)()A2.5 m/s1 W B5 m/s1 WC7.5 m/s9 W D15 m/s9 W解析：当灯泡稳定发光后，导体棒做匀速运动，根据平衡条件，有mgsin mgcos ，解得v5 m/s，I1 A，PI2R1 W，B项正确答案：B9.如图所示，竖直平面内有一金属环，半径为a，总电阻为
8、R(指拉直时两端间的电阻)，磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过金属环平面，在金属环的最高点A用铰链连接长度为2a、电阻为的导体棒AB，AB由水平位置紧贴金属环面摆下，当摆到竖直位置时，B点的线速度为v，则这时UAB大小为()A. B.C. DBav解析：导体棒AB摆到竖直位置时，导体棒AB等效为电源，与被导体棒分隔成的两个金属半圆环组成的并联电路串联，导体棒AB切割磁感线的瞬时感应电动势EB2avBav，由闭合电路欧姆定律得UAB，A项正确答案：A10将一段导线绕成图甲所示的闭合回路，并固定在水平面(纸面)内回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场中回路的圆环区域内有垂直纸面的磁场，以向里为磁场的
9、正方向，其磁感应强度B随时间t变化的图象如图乙所示用F表示ab边受到的安培力，以水平向右为F的正方向，能正确反映F随时间t变化的图象是()解析：根据楞次定律，在前半个周期内，圆环内产生的感应电流方向为顺时针，即通过ab边的电流方向为由b指向a，再根据左手定则判断，ab边受到的安培力为水平向左，即负方向根据法拉第电磁感应定律，前半个周期内ab中的电流为定值，则所受安培力也为定值结合选项可知B项正确答案：B11如图是某电磁冲击钻的原理图，若突然发现钻头M向右运动，则可能是()A开关S闭合瞬间B开关S由闭合到断开的瞬间C开关S已经是闭合的，滑动变阻器滑片P向左迅速滑动D开关S已经是闭合的，滑动变阻器
10、滑片P向右迅速滑动解析：当开关突然闭合时，左线圈上有了电流，产生磁场，而对于右线圈来说，磁通量增加，产生感应电流，使钻头M向右运动，同理可知，开关由闭合到断开瞬间，钻头M向左运动，故A项正确，B项错误；当开关S已经闭合时，只有左侧线圈电流增大才会导致钻头M向右运动，故C项正确，D项错误答案：AC12.如图所示，导线AB可在平行导轨MN上滑动，接触良好，轨道电阻不计，电流计中有如图所示方向感应电流通过时，AB的运动情况是：()A向右加速运动B向右减速运动C向右匀速运动D向左减速运动解析：产生如图所示的电流时，右边螺线管内的磁场方向是向上的，根据楞次定律，感应电流产生的磁场要减弱原磁场的变化那么左
11、边就是两种情况：(1)原磁场方向向下，且减弱；(2)原磁场方向向上，且增强(1)中，若磁场方向向下，其中的电流是由A向B再经过螺线管回到A.由右手定则知，AB左移会产生这样的感应电流磁场减弱，表明AB移速减小，即向左减速运动，D项正确；(2)中，若磁场方向向上，电流则是从B向A再经过螺线管回到B.AB右移产生这样的感应电流磁场增强，表明AB加速，即向右加速运动，A项正确答案：AD13.如图所示，一均匀金属圆盘绕通过其圆心且与盘面垂直的轴逆时针匀速转动现施加一垂直穿过圆盘的有界匀强磁场，圆盘开始减速在圆盘减速过程中，以下说法正确的是()A处于磁场中的圆盘部分，靠近圆心处电势高B所加磁场越强越易使
12、圆盘停止转动C若所加磁场反向，圆盘将加速转动D若所加磁场穿过整个圆盘，圆盘将匀速转动解析：根据右手定则可判断靠近圆心处电势高，A项正确；圆盘处在磁场中的部分转动切割磁感线，相当于电源，其他部分相当于外电路，根据左手定则，圆盘所受安培力与运动方向相反，磁场越强，安培力越大，故所加磁场越强越易使圆盘停止转动，B项正确；磁场反向，安培力仍阻碍圆盘转动，C项错误；若所加磁场穿过整个圆盘，整个圆盘相当于电源，不存在外电路，没有电流，所以圆盘不受安培力而匀速转动，D项正确答案：ABD14.如图所示，光滑平行金属导轨水平放置，左端通过开关S与内阻不计、电动势为E的电源相连，右端与半径为L20 cm的光滑圆弧
13、导轨相接，导轨电阻均不计导轨所在空间有竖直方向的匀强磁场，磁感应强度B0.5 T一根质量m60 g、电阻R1 、长为L的导体棒ab，用长也为L的两根绝缘细线悬挂，导体棒恰好与导轨接触闭合开关S后，导体棒沿圆弧摆动，摆动过程中导体棒始终与导轨接触良好且细线处于张紧状态，导体棒摆角最大时，细线与竖直方向的夹角53，sin530.8，g取10 m/s2，则()A磁场方向一定竖直向上B运动过程中导体棒中电流是变化的C导体棒在摆动过程中所受安培力F8 ND导体棒在摆动过程中电源提供的电能为0.048 J解析：闭合开关S后，导体棒中电流方向从a到b，导体棒沿圆弧摆动，说明所受安培力向右，由左手定则可判断出
14、磁场方向竖直向下，A项错误；导体棒沿圆弧运动中切割磁感线产生感应电动势，电路中总电动势是变化的，则导体棒中电流和所受安培力也是变化的，故B项正确，C项错误；由能量守恒定律可得，导体棒在摆动过程中电源提供的电能为E能mgL(1cos 53)0.048 J，D项正确答案：BD第卷(非选择题共58分)二、填空题(本题有2小题，共12分请将答案写在题中的橫线上)15.(4分)为判断线圈绕向，可将灵敏电流计G与线圈L连接，如图所示已知线圈由a端开始绕至b端；当电流从电流计G左端流入时，指针向左偏转(1)将磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时，发现指针向左偏转俯视线圈，其绕向为_(选填“顺时针”或“逆时针”
15、). (2)当条形磁铁从图中虚线位置向右远离L时，指针向右偏转俯视线圈，其绕向为_(选填“顺时针”或“逆时针”). 解析：(1)磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时，线圈的磁场向下且增强，感应磁场向上，且电流流入电流计左端，根据右手定则可知线圈绕向为顺时针(2)条形磁铁从图中虚线位置向右远离L时，线圈的磁场向上且减弱，感应电流从电流计右端流入，根据定则可知线圈绕向为逆时针答案：(1)顺时针(2)逆时针16.(8分)把一个矩形线圈从有理想边界的匀强磁场中匀速拉出，如图所示，第一次速度为v1，第二次速度为v2，且v22v1，则两种情况下拉力做的功之比W1:W2_，拉力的功率之比P1:P2_，线圈中产
16、生的焦耳热之比Q1:Q2_.流过线圈横截面的电荷量之比q1:q2_.解析：设线圈的ab边长为L，bc边长为L，整个线圈的电阻为R，把ab边拉出磁场时，cd边以速度v匀速运动，切割磁感线产生的感应电动势EBLv其电流方向从c指向d，线圈中形成的感应电流Icd边所受的安培力FBIL为了维持线圈匀速运动，所需外力大小为FFBIL因此拉出线圈过程中外力的功WFLv外力的功率PFvv2线圈中产生的焦耳热QI2RtRvW流过导体横截面的电荷量q由以上W、P、Q、q的表达式可知，W1:W2Q1:Q21:2，P1:P2v:v1:4，q1:q21:1.答案：1:21:41:21:1三、计算题(本题有4小题，共4
17、6分解答应写出必要文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)17(10分)如图所示，横截面积为0.2 m2的100匝圆形线圈A处在变化的磁场中，磁场方向垂直纸面，其磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示，设垂直纸面向外为B的正方向R14 ，R26 ，C30 F，线圈的内阻不计，求电容器上极板所带电荷量并说明正负解析：EnS1000.2 V0.4 V电路中的电流I A0.04 A所以UCIR20.046 V0.24 VQCUC301060.24 C7.2106 C由楞次定律和安培定则可知，电容器的上极板带正电答案：7.2106 C
18、上极板带正电18(10分)如图所示，线框用裸导线组成，cd、ef两边竖直放置且相互平行，导体棒ab水平放置并可沿cd、ef无摩擦滑动，而导体棒ab所在处的匀强磁场B22 T，已知ab长l0.1 m，整个电路总电阻R5 .螺线管匝数n4，螺线管横截面积S0.1 m2.在螺线管内有图示方向的磁场B1，若10 T/s恒定不变时，导体棒恰好处于静止状态，求：(g10 m/s2)(1)通过导体棒ab的电流大小；(2)导体棒ab的质量m.解析：(1)螺线管产生的感应电动势EnnS4 V，I0.8 A.(2)导体棒ab所受的安培力FB2Il0.16 N，导体棒静止时有Fmg，解得m0.016 g.答案：(1
19、)0.8 A(2)0.016 g19(12分)如图，固定在水平面上电阻不计的光滑金属导轨，间距d0.5 m右端接一阻值为4 的小灯泡L，在CDEF矩形区域内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B按如图2规律变化，CF长为2 m在t0时，金属棒从图中位置由静止在恒力F作用下向右运动到EF位置，整个过程中，小灯泡亮度始终不变已知ab金属棒电阻为1 ，求：(1)通过小灯泡的电流；(2)恒力F的大小；(3)金属棒的质量解析：(1)金属棒未进入磁场，电路总电阻R总RLRab5 回路中感应电动势为：E1S0.52 V0.5 V灯泡中的电流强度为：IL A0.1 A(2)因灯泡亮度不变，故在t4 s末金属棒刚好
20、进入磁场，且做匀速运动，此时金属棒中的电流强度：IIL0.1 A恒力大小：FFABId20.10.5 N0.1 N(3)因灯泡亮度不变，金属棒产生的感应电动势为：E2E10.5 V金属棒在磁场中的速度：v m/s0.5 m/s金属棒未进入磁场的加速度为：a m/s2 m/s2；故金属棒的质量为：m kg0.8 kg答案：(1)0.1 A(2)0.1 N(3)0.8 kg20(14分)如图所示，两平行导轨间距L0.1 m，足够长光滑的倾斜部分和粗糙的水平部分圆滑连接，倾斜部分与水平面的夹角30，方向垂直斜面向上的磁场的磁感应强度B0.5 T，水平部分没有磁场金属棒ab的质量m0.005 g，电阻
21、r0.02 ，运动中与导轨有良好接触，并且垂直于导轨，导轨上接一定值电阻R0.08 ，其余电阻不计，当金属棒ab从斜面上离地高h1.0 m以上的任何地方由静止释放后，在水平面上滑行的最大距离x都是1.25 m(取g10 m/s2)求：(1)金属棒在斜面上的最大速度；(2)水平面的动摩擦因数；(3)从高度h1.0 m处滑下后电阻R上产生的热量解析：(1)金属棒从离地高h1.0 m以上任何地方由静止释放后，在到达水平面之前已经开始做匀速运动设最大速度为v，则感应电动势EBLv，感应电流I，安培力F安BIL匀速运动时，有mgsin F安，解得v1.0 m/s(2)在水平面上运动时，金属棒所受滑动摩擦力Ffmg金属棒在摩擦力作用下做匀减速运动，有Ffma，v22ax，解得0.04(3)金属棒从高度h1.0 m处下滑的过程中，由动能定理可得mghW安mv2电路中产生的焦耳热等于克服安培力所做的功，有QW安电阻R上产生的热量QRQ，解得QR3.8102 J答案：(1)1.0 m/s(2)0.04(3)3.8102 J
