高二物理第四章 电磁感应 练习题(含答案)
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1.(兰州高二检测)如果闭合电路中的感应电动势很大;那一定是因为()A.穿过闭合电路的磁通量很大B.穿过闭合电路的磁通量变化很大C.穿过闭合电路的磁通量的变化很快D.闭合电路的电阻很小解析:选C.根据法拉第电磁感应定律;感应电动势取决于穿过闭合电路的磁通量的变化率.即磁通量的变化快慢与磁通量大小、磁通量变化量大小、电路电阻无必然联系;所以C项正确;A、B、D错误.2.穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒均匀地减少2 Wb;则()A.线圈中感应电动势每秒增加2 VB.线圈中感应电动势每秒减少2 VC.线圈中无感应电动势D.线圈中感应电动势大小不变答案:D3.一航天飞机下有一细金属杆;杆指向地心.若仅考虑地磁场的影响;则当航天飞机位于赤道上空()A.由东向西水平飞行时;金属杆中感应电动势的方向一定由上向下B.由西向东水平飞行时;金属杆中感应电动势的方向一定由上向下C.沿经过地磁极的那条经线由南向北水平飞行时;金属杆中感应电动势的方向一定由下向上D.沿经过地磁极的那条经线由北向南水平飞行时;金属杆中一定没有感应电动势解析:选AD.赤道上方的地磁场方向由南指向北;根据右手定则;飞机由东向西水平飞行时;下端电势高;故A对;B错.若飞机沿经线由南向北或由北向南水平飞行时;杆均不切割磁感线;杆中不会产生感应电动势;故C错;D正确.图4-4-104.如图4-4-10所示;在竖直向下的匀强磁场中;将一水平放置的金属棒ab以水平初速v0抛出;设在整个过程中棒的方向不变且不计空气阻力;则在金属棒运动过程中产生的感应电动势大小变化情况是()A.越来越大B.越来越小C.保持不变D.无法判断解析:选C.金属棒水平抛出后;在垂直于磁场方向上的速不变;由E=Bl v知;电动势也不变;故C正确.图4-4-115.如图4-4-11所示;将直径为d;电阻为R的闭合金属环从匀强磁场B拉出;求这一过程中(1)磁通量的改变量.(2)通过金属环某一截面的电量.解析:(1)由已知条件得金属环的面积S=π(错误!)2=错误!磁通量的改变量ΔΦ=BS=错误!.(2)由法拉第电磁感应定律E=错误!又因为I=错误!;q=错误!t所以q=错误!=错误!.答案:(1)错误! (2)错误!一、选择题1.一闭合线圈;放在随时间均匀变化的磁场中;线圈平面和磁场方向垂直;若想使线圈中感应电流增强一倍;下述哪些方法是可行的()A.使线圈匝数增加一倍B.使线圈面积增加一倍C.使线圈匝数减少一半D.使磁感应强的变化率增大一倍解析:选D.根据E=n错误!=n错误!S求电动势;要考虑到当n、S发生变化时导体的电阻也发生了变化.若匝数增加一倍;电阻也增加一倍;感应电流不变;故A错.同理C 错.若面积增加一倍;长为原来的2倍;因此电阻为原来的2倍;电流为原来的2倍;故B错.正确选项为D.2.将一磁铁缓慢或者迅速地插到闭合线圈中的同一位置处;不会发生变化的物理量是()A.磁通量的变化量B.磁通量的变化率C.感应电流的大小D.流过导体横截面的电荷量解析:选AD.将磁铁插到闭合线圈的同一位置;磁通量的变化量相同.而用的时间不同;所以磁通量的变化率不同.感应电流I=错误!=错误!;感应电流的大小不同;流过线圈横截面的电荷量q=I·Δt=错误!·Δt=错误!;两次磁通量的变化量相同;电阻不变;所以q与磁铁插入线圈的快慢无关.选A、D.3.如图4-4-12甲所示;圆形线圈中串联了一个平行板电容器;圆形线圈中有磁场;磁感应强B随时间t按图乙所示正弦规律变化.以垂直纸面向里的磁场为正.关于电容器极板的带电情况;以下判断正确的是()图4-4-12A.第二个错误!内;上板带正电B.第二个错误!内;下板带正电C.第三个错误!内;上板带正电D.第三个错误!内;下板带正电解析:选BD.第二个错误!内;磁感应强向里减小(磁通量减小);若有感应电流的话;感应电流的磁场向里;应是顺时针方向的电流;则电容器的下极板带正电.第三个错误!内;磁感应强向外增大;感应电流的磁场仍向里;电容器的下板电势高;所以下板带正电.图4-4-134. (高考课标全国卷)如图4-4-13所示;两个端面半径同为R的圆柱形铁芯同轴水平放置;相对的端面之间有一缝隙;铁芯上绕导线并与电源连接;在缝隙中形成一匀强磁场.一铜质细直棒ab水平置于缝隙中;且与圆柱轴线等高、垂直.让铜棒从静止开始自由下落;铜棒下落距离为0.2R时铜棒中电动势大小为E1;下落距离为0.8R时电动势大小为E2.忽略涡流损耗和边缘效应.关于E1、E2的大小和铜棒离开磁场前两端的极性;下列判断正确的是()A.E1>E2;a端为正B.E1>E2;b端为正C.E1<E2;a端为正D.E1<E2;b端为正解析:选D.设下落距离为d;则铜棒在匀强磁场中切割磁感线的等效长l=2R2-d2;铜棒做的是自由做落体运动;故v2=2gd;v=2gd;故有E=Bl v=B·2R2-d2·2gd=2B2gd(R2-d2);将d1=0.8 R;代入后比较得E1<E2;据安培定则知缝隙处的磁场方向水平向左;再由右手定则知b端等效为电源正极;电势高;选D.图4-4-145.(高考山东卷)如图4-4-14所示;空间存在两个磁场;磁感应强大小均为B;方向相反且垂直纸面;MN、PQ为其边界;OO′为其对称轴.一导线折成边长为l的正方形闭合回路abcd;回路在纸面内以恒定速v0向右运动;当运动到关于OO′对称的位置时() A.穿过回路的磁通量为零B.回路中感应电动势大小为2Bl v0C.回路中感应电流的方向为顺时针方向D.回路中ab边与cd边所受安培力方向相同解析:选ABD.正方形闭合回路运动到关于OO′对称的位置时;穿过回路的合磁通量为零;A正确;由右手定则可判断ab边上的电流方向为由a到b;cd边上的电流方向为由c到d;所以回路中感应电流的方向为逆时针方向;C错误;由法拉第电磁感应定律可知回路中感应电动势大小为E感=E ab+E cd=2Bl v0;B正确;由左手定则可判定出回路中ab边与cd边所受安培力方向相同;都是水平向左的;D正确.图4-4-156.(高考江苏物理卷)如图4-4-15所示;水平面内有一平行金属导轨;导轨光滑且电阻不计;匀强磁场与导轨平面垂直.阻值为R的导体棒垂直于导轨静止放置;且与导轨接触良好.t=0时;将开关S由1掷到2.q、i、v和a分别表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、棒的速和加速.下列图象正确的是()图4-4-16解析:选D.导体棒做加速减小的加速运动;直至匀速.故q-t图象应如图甲所示;A 错;i-t图象应如图乙所示;B错;v-t图象应如图丙所示;C错.D对.图4-4-177.如图4-4-17所示;圆环a和b的半径之比R1∶R2=2∶1;且是粗细相同;用同样材料的导线构成;连接两环的导线电阻不计;匀强磁场的磁感应强始终以恒定的变化率变化;那么;当只有a环置于磁场中与只有b环置于磁场中两种情况下;A、B两点的电势差之比为()A.1∶1 B.2∶1C.3∶1 D.4∶1解析:选B.设b环的面积为S;由题可知a环的面积为4S;若b环的电阻为R;则a 环的电阻为2R.当只有a环置于磁场中时;a环等效为内电路;b环等效为外电路;A、B两端的电压为路端电压;根据法拉第电磁感应定律E=错误!=错误!;U AB=错误!=错误!当只有b环置于磁场中时E′=错误!=错误!;U′AB=错误!=错误!=错误!所以U AB∶U′AB=2∶1.故选项B正确.图4-4-188.如图4-4-18所示;粗细均匀的、电阻为r的金属圆环;放在图示的匀强磁场中;磁感应强为B;圆环直径为l;长为l、电阻为r/2的金属棒ab放在圆环上;以v0向左运动;当ab棒运动到图示虚线位置时;金属棒两端的电势差为()A.0 B.Bl v0C.错误!D.错误!解析:选D.切割磁感线的金属棒ab相当于电源;其电阻相当于电源内阻;当运动到虚线位置时;两个半圆金属环相当于并联;可画出如图所示的等效电路图.R外=R并=错误!;I=错误!=错误!=错误!.金属棒两端电势差相当于路端电压U ab=IR外=错误!×错误!=错误!Bl v0.图4-4-199.(成都高二检测)如图4-4-19所示;导线OA长为l;在匀强磁场中以角速ω沿图所示方向绕通过悬点O的竖直轴旋转;OA与竖直方向的夹角为θ.那么;OA导线中的感应电动势大小和O、A两点电势高低()A.Bl2ωO点高B.Bl2ωA点高C.错误!Bl2ωsin2θO点高D.错误!Bl2ωsin2θA点高解析:选D.OA切割磁感线的有效长等于圆半径;即:R=l·sinθ;产生的电动势E=错误! BR2ω=错误!Bl2ωsin2θ;由右手定则判断知A点电势高;所以D正确.二、非选择题10.(南京高二检测)一个边长为a=1 m的正方形线圈;总电阻为R=2 Ω;当线圈以v =2 m/s的速通过磁感应强B=0.5 T的匀强磁场区域时;线圈平面总保持与磁场垂直.若磁场的宽b>1 m;如图4-4-20所示;求:图4-4-20(1)线圈进入磁场过程中感应电流的大小;(2)线圈在穿过整个磁场过程中释放的焦耳热.解析:(1)根据E=Bl v;I=错误!知I=错误!=错误!A=0.5 A(2)线圈穿过磁场过程中;由于b>1 m;故只在进入和穿出时有感应电流;故Q=2I2Rt=2I2R·错误!=2×0.52×2×错误!J=0.5 J.答案:(1)0.5 A(2)0.5 J11.(通州市调研)如图4-4-21甲所示;水平放置的线圈匝数n=200匝;直径d1=40 cm;电阻r=2 Ω;线圈与阻值R=6 Ω的电阻相连.在线圈的中心有一个直径d2=20 cm 的有界匀强磁场;磁感应强按图乙所示规律变化;规定垂直纸面向里的磁感应强方向为正方向.试求:图4-4-21(1)通过电阻R的电流方向;(2)电压表的示数;(3)若撤去原磁场;在图中虚线的右侧空间加磁感应强B=0.5 T的匀强磁场;方向垂直纸面向里;试证明将线圈向左拉出磁场的过程中;通过电阻R上的电荷量为定值;并求出其值.解析:(1)电流方向从A流向B.(2)由E=n错误!可得:E=n错误!;E=I(R+r);U=IR解得:U=1.5π V=4.7 V.(3)设线圈拉出磁场经历时间ΔtE=n错误!=错误!;错误!=错误!;电荷量q=错误!Δt解得:q=n错误!;与线圈运动的时间无关;即与运动的速无关.代入数据得:q=0.5π C=1.57 C.答案:(1)从A流向B(2)4.7 V(3)证明见解析 1.57 C图4-4-2212.如图4-4-22所示;一水平放置的平行导体框宽L=0.5 m;接有R=0.2 Ω的电阻;磁感应强B=0.4 T的匀强磁场垂直导轨平面方向向下;现有一导体棒ab跨放在框架上;并能无摩擦地沿框架滑动;框架及导体棒ab电阻不计;当ab以v=4.0 m/s的速向右匀速滑动时;试求:(1)导体棒ab上的感应电动势的大小及感应电流的方向;(2)要维持ab向右匀速运动;作用在ab上的水平外力为多少?方向怎样?(3)电阻R上产生的热功率多大?解析:(1)导体棒ab垂直切割磁感线;产生的电动势大小为E=BL v=0.4×0.5×4.0 V =0.8 V;由右手定则知感应电流的方向由b向a.(2)导体棒ab相当于电源;由闭合电路欧姆定律得回路电流I=错误!=错误!A=4.0 A;导体棒ab所受的安培力F=BIL=0.4×0.5×4.0 N=0.8 N;由左手定则知其方向水平向左.ab匀速运动;所以水平拉力F′=F=0.8 N;方向水平向右.(3)R上的热功率:P=I2R=4.02×0.2 W=3.2 W.答案:(1)0.8 V由b向a(2)0.8 N水平向右(3)3.2 W。
绝密★启用前人教版高中物理选修3-2 第四章电磁感应测试本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,共100分第Ⅰ卷一、单选题(共15小题,每小题4.0分,共60分)1.如图所示,在载流直导线近旁固定有两平行光滑导轨A、B,导轨与直导线平行且在同一水平面内,在导轨上有两可自由滑动的导体ab和cd.当载流直导线中的电流逐渐增强时,导体ab和cd的运动情况是()A.一起向左运动B.一起向右运动C.ab和cd相向运动,相互靠近D.ab和cd相背运动,相互远离2.如图所示,水平光滑的金属框架上左端连接一个电阻R,有一金属杆在外力F的作用下沿框架向右由静止开始做匀加速直线运动,匀强磁场方向竖直向下,轨道与金属杆的电阻不计并接触良好,则能反映外力F随时间t变化规律的图象是图中的()A.B.C.D.3.如图所示,两块水平放置的金属板距离为d,用导线、开关K与一个n匝的线圈连接,线圈置于方向竖直向上的均匀变化的磁场中.两板间放一台小压力传感器,压力传感器上表面绝缘,在其上表面静止放置一个质量为m、电量为+q的小球.开关K闭合前传感器上有示数,开关K闭合后传感器上的示数变为原来的一半.则线圈中磁场的变化情况和磁通量变化率分别是()A.正在增强,=B.正在增强,=C.正在减弱,=D.正在减弱,=4.如图所示,在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中,有一质量为m、阻值为R的闭合矩形金属线框abcd用绝缘轻质细杆悬挂在O点,并可绕O点摆动.金属线框从右侧某一位置由静止开始释放,在摆动到左侧最高点的过程中,细杆和金属线框平面始终处于同一平面,且垂直纸面.则线框中感应电流的方向是()A.a→b→c→d→aB.d→c→b→a→dC.先是d→c→b→a→d,后是a→b→c→d→aD.先是a→b→c→d→a,后是d→c→b→a→d5.如图所示,A、B两闭合圆形导线环用相同规格的导线制成,它们的半径之比rA∶rB=2∶1,在两导线环包围的空间内存在一正方形边界的匀强磁场区域,磁场方向垂直于两导线环的平面.当磁场的磁感应强度随时间均匀增大的过程中,流过两导线环的感应电流大小之比为()A.=1B.=2C.=D.=6.如图所示,固定的水平长直导线中通有电流I,矩形线框与导线在同一竖直平面内,且一边与导线平行.线框由静止释放,在下落过程中()A.穿过线框的磁通量保持不变B.线框中感应电流方向保持不变C.线框所受安掊力的合力为零D.线框的机械能不断增大7.如图所示,线圈平面与条形磁铁的轴线垂直,现将线圈沿轴线由A点平移到B点,穿过线圈磁通量的变化情况是()A.变大B.变小C.不变D.先变大,后变小8.如图所示,在光滑水平面上,有一个粗细均匀的单匝正方形闭合线框abcd.t=0时刻,线框在水平外力的作用下,从静止开始向右做匀加速直线运动,bc边刚进入磁场的时刻为t1,ad边刚进入磁场的时刻为t2,设线框中产生的感应电流的大小为i,ad边两端电压大小为U,水平拉力大小为F,则下列i、U、F随运动时间t变化关系图象正确的是()A.B.C.D.9.如图所示,水平桌面上放有一个闭合铝环,在铝环轴线上方有一个条形磁铁.当条形磁铁沿轴线竖直向下迅速移动时,下列判断正确的是()A.铝环有收缩趋势,对桌面压力减小B.铝环有收缩趋势,对桌面压力增大C.铝环有扩张趋势,对桌面压力减小D.铝环有扩张趋势,对桌面压力增大10.如图所示,一矩形线框置于磁感应强度为B的匀强磁场中,线框平面与磁场方向平行,若线框的面积为S,则通过线框的磁通量为()A.BSB.C.D. 011.如图所示,矩形线框abcd放置在水平面内,磁场方向与水平方向成α角,已知sinα=,回路面积为S,磁感应强度为B,则通过线框的磁通量为()A.BSB.BSC.BSD.BS12.如图所示,两条平行虚线之间存在匀强磁场,虚线间的距离为L,磁场方向垂直纸面向里,abcd 是位于纸面内的梯形线圈,ad与bc间的距离也为L,t=0时刻bc边与磁场区域边界重合.现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域,取沿a—b—c—d—a方向为感应电流正方向,则在线圈穿越磁场区域的过程中,感应电流I随时间t变化的图线可能是()A.B.C.D.13.一矩形线框置于匀强磁场中,线框平面与磁场方向垂直.先保持线框的面积不变,将磁感应强度在1 s时间内均匀地增大到原来的两倍.接着保持增大后的磁感应强度不变,在1 s时间内,再将线框的面积均匀地减小到原来的一半.先后两个过程中,线框中感应电动势的比值为()A.B. 1C. 2D. 414.长直导线与矩形线框abcd处在同一平面中静止不动,如图甲所示.长直导线中通以大小和方向都随时间做周期性变化的电流,i-t图象如图乙所示.规定沿长直导线向上的电流为正方向.关于最初一个周期内矩形线框中感应电流的方向,下列说法正确的是()A.由顺时针方向变为逆时针方向B.由逆时针方向变为顺时针方向C.由顺时针方向变为逆时针方向,再变为顺时针方向D.由逆时针方向变为顺时针方向,再变为逆时针方向15.如图所示,边长为L的正方形线框旋转在光滑绝缘的水平面上,空间存在竖直向下的匀强磁场,MN和PQ为磁场边界,磁场宽度为L.开始时,线框的顶点d恰在磁场边界上,且对角线bc与磁场边界平行,现用外力使线框沿与磁场边界垂直的方向匀速运动,则在穿过磁场的过程中,线框中的电流I(以逆时针方向为正)和外力的功率P随时间变化正确的图象为()A.B.C.D.第Ⅱ卷二、计算题(共4小题,每小题10.0分,共40分)16.在拆装某种大型电磁设备的过程中,需将设备内部的处于匀强磁场中的线圈先闭合,然后再提升直至离开磁场,操作时通过手摇轮轴A和定滑轮O来提升线圈.假设该线圈可简化为水平长为L、上下宽度为d的矩形线圈,其匝数为n,总质量为M,总电阻为R,磁场的磁感应强度为B,如图所示.开始时线圈的上边缘与有界磁场的上边缘平齐.若转动手摇轮轴A,在时间t内把线圈从图示位置匀速向上拉出磁场.求此过程中,流过线圈中导线横截面的电荷量是多少.17.如图所示,有两根足够长、不计电阻、相距L的平行光滑金属导轨cd、ef与水平面成θ角固定放置,底端接一阻值为R的电阻,在轨道平面内有磁感应强度为B的匀强磁场,方向垂直轨道平面斜向上.现有一平行于ce、垂直于导轨、质量为m、电阻不计的金属杆ab,在沿轨道平面向上的恒定拉力F作用下,从底端ce由静止沿导轨向上运动,当ab杆速度达到稳定后,撤去拉力F,最后ab杆又沿轨道匀速回到ce端.已知ab杆向上和向下运动的最大速度相等.求:拉力F和杆ab最后回到ce端的速度v.18.如图所示,正方形闭合线圈边长为0.2 m、质量为0.1 kg、电阻为0.1 Ω,在倾角为30°的斜面上的砝码质量为0.4 kg,匀强磁场磁感应强度为0.5 T,不计一切摩擦,砝码沿斜面下滑线圈开始进入磁场时,它恰好做匀速运动.(g取10 m/s2)(1)求线圈匀速上升的速度大小;(2)在线圈匀速进入磁场的过程中,砝码对线圈做了多少功?(3)线圈进入磁场的过程中产生多少焦耳热?19.如图所示,在绝缘光滑水平面上,有一个边长为L的单匝正方形线框abcd,在外力的作用下以恒定的速率v向右运动进入磁感应强度为B的有界匀强磁场区域.线框被全部拉入磁场的过程中线框平面保持与磁场方向垂直,线框的ab边始终平行于磁场的边界.已知线框的四个边的电阻值相等,均为R.求:(1)在ab边刚进入磁场区域时,线框内的电流大小.(2)在ab边刚进入磁场区域时,ab边两端的电压.(3)在线框被拉入磁场的整个过程中,线框产生的热量.答案解析1.【答案】C【解析】由于ab和cd电流方向相反,所以两导体运动方向一定相反,排除A、B;当载流直导线中的电流逐渐增强时,穿过闭合回路的磁通量增大,根据楞次定律,感应电流总是阻碍穿过回路磁通量的变化,所以两导体相互靠近,减小面积,达到阻碍磁通量增加的目的,故选C.2.【答案】B【解析】金属杆受力如图所示,由牛顿第二定律得:F-=ma;F=ma+·t,B正确.3.【答案】B【解析】开关闭合时,qE+F=mg,F=mg,所以E=,E==.所以=.小球带正电,知上极板带负电,根据楞次定律,磁场正在增强.故B正确,A、C、D错误.故选B.4.【答案】B【解析】金属线框从右侧某一位置由静止开始释放,在摆动到竖直位置的过程中,磁场自abcd的右侧面穿出,摆动过程中磁通量在减少,根据楞次定律得电流方向为d→c→b→a→d;金属线框由竖直位置摆动到左侧最高点的过程中,穿过线框的磁通量增加,根据楞次定律得出感应电流的方向为d→c→b→a→d.5.【答案】D【解析】A、B两导线环的半径不同,它们所包围的面积不同,但某一时刻穿过它们的磁通量均为穿过磁场所在区域面积上的磁通量,所以两导线环上的磁通量变化率是相等的,E==S相同,得=1,I=,R=ρ(S1为导线的横截面积),l=2πr,所以=,代入数值得==.6.【答案】B【解析】由通电直导线周围磁感线的分布规律可知,线框下落过程中穿过其中的磁感线越来越少,故磁通量在不断变小,故A错;下落时穿过线框的磁通量始终减小,由楞次定律可知感应电流的方向保持不变,故B正确;线框上下两边受到的安培力方向虽相反,但上边所处位置的磁感应强度始终大于下边所处位置的磁感应强度,故上边所受的安培力大于下边所受的安培力,其合力不为零,故C错;由能量守恒可知下落时一部分机械能会转化为线框通电发热产生的内能,故线框的机械能减少,D错.7.【答案】B【解析】磁极在A点时,磁极处磁场线最多,则穿过线圈的磁通量最大,当由A点平移到B点磁场线不断减少,则穿过线圈磁通量的变化情况是变小,则B正确.8.【答案】C【解析】由于线框进入磁场是做匀加速直线运动,故速度是逐渐增加的,所以进入磁场时产生的电动势也是逐渐增加的,由于线框的电阻不变,故线框中的电流也是逐渐增加的,选项A错误;当线框全部进入磁场后,由于穿过线框的磁通量不变,故线框中的电动势为0,所以线框里的电流为0,选项B错误;由于线框在进入磁场的过程中的电流是均匀增加的,故ad边两端电压也是均匀增加的,但当线框全部进入磁场后,ad间的电压相当于一个导体棒在磁场中切割磁感线而产生的感应电压,该电压随运动速度的增大而增大,且大于t2时刻时ad间的电压,选项C正确;而对线框的拉力,在线框进入磁场前,由于线框做加速运动,故需要一定的拉力,进入磁场后,线框中的感应电流是均匀增加的,会产生阻碍线框运动的均匀增大的安培力,故需要的拉力也是均匀增大的,即F=ma+,可见拉力F与速度v(或时间t)成线性关系,不是正比关系,其图象不过原点,选项D错误.9.【答案】B【解析】根据楞次定律可知:当条形磁铁沿轴线竖直向下迅速移动时,铝环内的磁通量增大,因此铝环做出的反应是面积有收缩的趋势,同时将远离磁铁,故增大了和桌面的挤压程度,从而使铝环对桌面压力增大,故B项正确.10.【答案】D【解析】因为线圈平面和磁场方向平行,所以没有磁感线穿过线圈,即通过线圈的磁通量为零,D 正确.11.【答案】B【解析】根据磁通量的定义可得通过线框的磁通量Φ=BS sinα,代入解得Φ=BS,所以B正确,A、C、D错误.12.【答案】B【解析】由于bc进入磁场时,根据右手定则判断出其感应电流的方向是沿adcba的方向,其方向为负方向,所以A、C错误;当逐渐向右移动时,切割磁感线的条数在增加,故感应电流在增大;当bc边穿出磁场区域时,线圈中的感应电流方向变为abcda,是正方向,故其图象在时间轴的上方,所以B正确,D错误.13.【答案】B【解析】设原磁感应强度是B,线框面积是S.第1 s内ΔΦ1=2BS-BS=BS,第2 s内ΔΦ2=2B·-2B·S=-BS.因为E=n,所以两次电动势大小相等,B正确.14.【答案】D【解析】将一个周期分为四个阶段,对全过程的分析列表如下:看上表的最后一列,可知选项D正确.15.【答案】A【解析】由楞次定律可得开始时电流方向为正,线框匀速运动,电动势均匀变化,而回路电阻不变,所以电流在每个单调变化时间内呈线性变化.所以A正确,B错误;因为线框匀速运动,由能量守恒知,外力的功率与线框中电流的电功率大小相等,因回路电阻不变,而电流线性变化,所以功率是非线性变化的,所以C、D均错误.16.【答案】【解析】在匀速提升过程中线圈运动速度v=,线圈中感应电动势E=nBLv,产生的感应电流I=,流过导线横截面的电荷量q=I·t,联立得q=.17.【答案】2mg sinθ【解析】当ab杆沿导轨上滑达到最大速度v时,其受力如图所示:由平衡条件可知:F-F安=mg sinθ①又F安=BIL②而I=③联立①②③式得:F--mg sinθ=0④同理可得,ab杆沿导轨下滑达到最大速度时:mg sinθ-=0⑤联立④⑤两式解得:F=2mg sinθv=.18.【答案】(1)10 m/s(2)0.4 J(3)0.2 J【解析】(1)设绳子的拉力为F,对砝码:F=m1g sin 30°=2 N对线圈:F=m2g+F安,F安=代入数据得:v=10 m/s.(2)W=Fl=2×0.2 J=0.4 J.(3)由能量转化守恒定律得:Q=W-m2gl=0.4 J-0.1×10×0.2 J=0.2 J.19.【答案】(1)(2)(3)【解析】(1)ab边切割磁感线产生的电动势为E=BLv 所以通过线框的电流为I==.(2)ab边两端电压为路端电压:Uab=I·3R所以Uab=(3)线框被拉入磁场的整个过程所用时间t=,线框中电流产生的热量Q=I2·4R·t=.。
1、下列说法正确的是()A 、只要导体相对磁场运动,导体中就一定会有感应电流产生B 、只要闭合电路在磁场中做切割磁感线运动以,就一定会产生感应电流C 、只要穿过闭合回路的磁通量不为零就一定会产生感应电流D 、只要穿过闭合回路的磁通量发生变化,就一定会产生感应电流2、如图所示,O 1O 2是矩形导线框abcd 的对称轴,其左方有垂直于纸面向外的匀强磁场。
以下哪些情况下abcd 中有感应电流产生?方向如何?A.将abcd 向纸外平移B.将abcd 向右平移C.将abcd 以ab 为轴转动60°D.将abcd 以cd 为轴转动60°3、如图16-21所示,当磁铁运动时,流过电阻的电流是由A 经R 到B ,则磁铁可能是:A 、向下运动;B 、向下运动;C 、向左平移;D 、以上都不可能。
4、如图所示,有一电阻不计的光滑导体框架,水平放置在磁感应强度为B 的竖直向上的匀强磁场中,框架宽为l.框架上放一质量为m 、电阻为R 的导体棒.现用一水平恒力F 作用于棒上,使棒由静止开始运动,当棒的速度为零时,棒的加速度大小为_______;当棒的加速度为零时,速度为_______.5、如图所示,匀强磁场的磁感应强度为B ,方向垂直纸面向里,长L 电阻R0的裸电阻丝cd 在宽L 的平行金属轨道上向右滑行,速度为v 。
已知R1=R2=R0,其余电阻忽略不计,求电键K 闭合与断开时,M 、N 两点的电势差UMN 。
图16-21ad bcO 1O 26、如图16-18,足够长的光滑平行金属导轨MN 、PQ 固定在一水平面上,两导轨间距L =0.2m ,电阻R =0.4Ω,电容C =2 mF ,导轨上停放一质量m =0.1kg 、电阻r =0.1Ω的金属杆CD ,导轨电阻可忽略不计,整个装置处于方向竖直向上 B =0.5T 的匀强磁场中。
现用一垂直金属杆CD 的外力F 沿水平方向拉杆,使之由静止开始向右运动。
高二物理电磁感应练习题及答案1. 选择题1.1 下面哪个选项正确地描述了电磁感应现象?A. 当导体在磁场中运动时,会产生电流。
B. 当电流通过导体时,会产生磁场。
C. 当导体静止在磁场中时,会产生电流。
D. 当电荷在磁场中运动时,会产生电流。
答案:A1.2 下列哪个物理量与电磁感应没有直接关系?A. 磁感应强度B. 磁通量C. 电势差D. 导体长度答案:D1.3 下面哪个公式描述了电磁感应定律?A. U = IRB. F = maC. F = qvBD. ε = -dφ/dt答案:D2. 填空题2.1 一个弯曲的导体处于一个磁场中,导体两端的电势差为_______。
答案:零2.2 一个磁场的磁感应强度为0.5 T,磁通量为0.1 Wb,相应的电势差为_______伏特。
答案:0.05 V2.3 当磁场的磁感应强度为0.5 T,磁通量随时间的变化率为0.02Wb/s,相应的感应电动势为_______伏特。
答案:0.01 V3. 解答题3.1 描述电磁感应定律及其公式表达形式。
答案:电磁感应定律是指当导体中的磁通量随时间变化时,会在导体中产生感应电动势。
根据电磁感应定律的公式表达形式,感应电动势ε等于磁通量的变化率对时间的负导数。
即ε = -dφ/dt,其中ε表示感应电动势,φ表示磁通量,t表示时间。
3.2 请解释电动机的工作原理。
答案:电动机的工作原理基于电磁感应现象。
当在电磁场中放置一个导体并通过导体通电时,在导体中会产生电流。
由于通过导体的电流会受到磁场力的作用,导致导体开始在电磁场中旋转。
这种旋转运动最终被转化为机械能,从而使电动机工作。
3.3 请解释发电机的工作原理。
答案:发电机的工作原理也基于电磁感应现象。
当通过导体的磁通量随时间的变化时,导体中会产生感应电动势。
在发电机中,通过转动磁场和绕组的方式来实现磁通量的变化。
由于感应电动势的产生,通过导体的电流开始流动,实现了电能向机械能的转换,最终产生电能。
(时间:90分钟;满分:100分)一、选择题(本题共12小题;每小题5分;共60分.在每小题给出的四个选项中;有的小题只有一个选项正确;有的小题有多个选项正确;全部选对的得5分;选对但不全的得2分;有选错或不答的得0分)1.(惠阳高二检测)关于磁通量的概念;以下说法中正确的是()A.磁感应强越大;穿过闭合回路的磁通量也越大B.磁感应强越大;线圈面积越大;则磁通量也越大C.穿过线圈的磁通量为零;但磁感应强不一定为零D.磁通量发生变化;一定是磁场发生变化引起的解析:选C.穿过闭合回路的磁通量大小取决于磁感应强、回路所围面积以及两者夹角三个因素;所以只了解其中一个或两个因素无法确定磁通量的变化情况;A、B项错误;同样由磁通量的特点;也无法判断其中一个因素的情况;C项正确;D项错误.图4-92.如图4-9所示;若套在条形磁铁上的弹性金属导线圈Ⅰ突然缩小为线圈Ⅱ;则关于线圈的感应电流及其方向(从上往下看)是()A.有顺时针方向的感应电流B.有逆时针方向的感应电流C.先逆时针后顺时针方向的感应电流D.无感应电流解析:选A.穿过线圈的磁通量包括磁体内和磁体外的一部分;合磁通量是向上的.当线圈突然缩小时合磁通量增加;原因是磁体外向下穿过线圈的磁通量减少.故由楞次定律判断;感应电流的方向为顺时针方向(从上往下看).图4-103.如图4-10所示是电表中的指针和电磁阻器;下列说法中正确的是()A.2是磁铁;在1中产生涡流B.1是磁铁;在2中产生涡流C.该装置的作用是使指针能够转动D.该装置的作用是使指针能很快地稳定解析:选AD.1在2中转动产生感应电流;感应电流受到安培力作用阻碍1的转动;A、D对.图4-114.(高考广东卷)如图4-11所示;平行导轨间有一矩形的匀强磁场区域;细金属棒PQ 沿导轨从MN处匀速运动到M′N′的过程中;棒上感应电动势E随时间t变化的图示;可能正确的是()图4-12解析:选A.由E=Bl v可以直接判断选项A正确.图4-135.穿过某线圈的磁通量随时间变化的关系;如图4-13所示;在下列几段时间内;线圈中感应电动势最小的是()A.0~2 sB.2 s~4 sC.4 s~5 sD.5 s~10 s解析:选D.图象斜率越小;表明磁通量的变化率越小;感应电动势也就越小.图4-146. (高考江苏卷)如图4-14所示;固定的水平长直导线中通有电流I;矩形线框与导线在同一竖直平面内;且一边与导线平行.线框由静止释放;在下落过程中() A.穿过线框的磁通量保持不变B.线框中感应电流方向保持不变C.线框所受安培力的合力为零D.线框的机械能不断增大解析:选B.直线电流的磁场离导线越远;磁感线越稀;故线圈在下落过程中磁通量一直减小;A错;由于上、下两边电流相等;上边磁场较强;线框所受合力不为零;C错;由于电磁感应;一部分机械能转化为电能;机械能减小;D错.故B对.7.(高考江苏卷)一矩形线框置于匀强磁场中;线框平面与磁场方向垂直.先保持线框的面积不变;将磁感应强在1 s时间内均匀地增大到原来的两倍.接着保持增大后的磁感应强不变;在1 s时间内;再将线框的面积均匀地减小到原来的一半.先后两个过程中;线框中感应电动势的比值为()A.错误! B.1C.2 D.4解析:选B.在相同时间内;两个过程中磁通量的变化量相同;由法拉第电磁感应定律E=错误!可以判断感应电动势的大小也相同;即两次感应电动势的比值为1;选项B正确.图4-158.如图4-15所示;光滑平行金属导轨PP′和QQ′都处于同一水平面内;P和Q之间连接一电阻R;整个装置处于竖直向下的匀强磁场中;现在垂直于导轨放置一根导体棒MN;用一水平向右的力F拉动导体棒MN;以下关于导体棒MN中感应电流方向和它所受安培力的方向的说法正确的是()A.感应电流方向是N→MB.感应电流方向是M→NC.安培力水平向左D.安培力水平向右解析:选AC.磁场方向向下;导体棒MN的运动方向向右;由右手定则;感应电流方向是N→M;再由左手定则;安培力水平向左;所以A、C正确.图4-169.(厦门高二检测)如图4-16所示的电路中;电源电动势为E;线圈L的电阻不计.以下判断正确的是()A.闭合S;稳定后;电容器两端电压为EB.闭合S;稳定后;电容器的a极带正电C.断开S的瞬间;电容器的a极板将带正电D.断开S的瞬间;电容器的a极板将带负电解析:选C.闭合S;稳定后;由于线圈L的直流电阻为零;所以线圈两端电压为零;又因为电容器与线圈并联;所以电容器两端电压也为零;A、B错误;断开S的瞬间;线圈L中电流减小;线圈中产生与原电流方向相同的自感电动势;并作用在电容器上;所以;此时电容器a极板将带正电;b极板将带负电;C正确、D错误.图4-1710.(深圳高二检测)如图4-17所示;垂直纸面的正方形匀强磁场区域内;有一位于纸面的、电阻均匀的正方形导体框abcd;现将导体框分别朝两个方向以v、3v速匀速拉出磁场;则导体框从两个方向移出磁场的两个过程中()A.导体框中产生的感应电流方向相同B.导体框中产生的焦耳热相同C.导体框ad边两端电势差相同D.通过导体框截面的电量相同解析:选AD.由楞次定律;从两个方向移出磁场过程中感应电流方向都是a→d→c→b→a;A项正确;以v拉出磁场时;cd边等效为电源E1=Bl v;I1=错误!=错误!;t=错误!;所以产生的焦耳热Q1=I2;1Rt=错误!;ad边电势差U ad=I1×错误!=错误!通过的电量q1=I1t=错误!以3v拉出磁场时;ad边等效为电源Q2=错误!;U ad=错误!;q2=错误!;故B、C错;D对.图4-1811.如图4-18所示;通有恒定电流的螺线管竖直放置;一铜环R沿螺线管的轴线加速下落;在下落过程中;环面始终保持水平.铜环先后经过轴上1、2、3位置时的加速分别为a1、a2、a3.位置2处于螺线管的中心;位置1、3与位置2等距;则() A.a1<a2=g B.a3<a1<gC.a1=a3<a2D.a3<a1<a2解析:选ABD.圆环落入螺线管及从螺线管飞出时;环中感应电流所受安培力向上;故a1<g;a3<g;但经过3时速较快;错误!较大;所受安培力较大;故a3<a1<g.圆环经过位置2时;磁通量不变;不受安培力;a2=g;故A、B、D正确.图4-1912.(20高考天津卷)如图4-19所示;竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R;质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦;棒与导轨的电阻均不计;整个装置放在匀强磁场中;磁场方向与导轨平面垂直;棒在竖直向上的恒力F作用下加速上升的一段时间内;力F做的功与安培力做的功的代数和等于() A.棒的机械能增加量B.棒的动能增加量C.棒的重力势能增加量D.电阻R上放出的热量解析:选A.棒加速上升时受到重力、拉力F及安培力.根据机械能守恒的条件可知力F与安培力做的功的代数和等于棒的机械能的增加量;A选项正确.二、计算题(本题共4小题;共40分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤;只写出最后答案的不得分;有数值计算的题;答案中必须明确写出数值和单位)图4-2013.(8分)如图4-20所示;边长为L的正方形金属框;质量为m;电阻为R;用细线把它悬挂于一个有界的匀强磁场边缘;金属框的上半部处于磁场内;下半部处于磁场外.磁场随时间变化规律为B=kt(k>0);已知细线所能承受的最大拉力为2mg;求从t=0开始;经多长时间细线会被拉断?解析:由题意知错误!=k (1分)根据法拉第电磁感应定律知E=错误!·S=k·错误! (2分)当细线刚要断时:mg=F安=BIL. (2分)I=错误!=错误!;B=kt;(2分)联立以上各式解得:t=错误!. (1分)答案:错误!图4-2114.(8分)如图4-21所示;线圈abcd每边长l=0.20 m;线圈质量m1=0.10 kg;电阻R=0.10 Ω ;砝码质量m2=0.14 kg.线圈上方的匀强磁场的磁感应强B=0.5 T;方向垂直线圈平面向里;磁场区域的宽为h=l=0.20 m.砝码从某一位置下降;使ab边进入磁场开始做匀速运动.求线圈做匀速运动的速大小.解析:该题的研究对象为线圈;线圈在匀速上升时受到的安培力F安、绳子的拉力F和重力m1g相互平衡;即F=F安+m1g (2分)砝码受力也平衡F=m2g (1分)线圈匀速上升;在线圈中产生的感应电流I=Bl v/R (1分)因此线圈受到向下的安培力F安=BIl (1分)联立解得v=(m2-m1)gR/(B2l2);(2分)代入数据得v=4 m/s. (1分)答案:4 m/s图4-2215.(12分)(高考江苏卷)如图4-22所示;两足够长的光滑金属导轨竖直放置;相距为L;一理想电流表与两导轨相连;匀强磁场与导轨平面垂直.一质量为m、有效电阻为R的导体棒在距磁场上边界h处静止释放.导体棒进入磁场后;流经电流表的电流逐渐减小;最终稳定为I.整个运动过程中;导体棒与导轨接触良好;且始终保持水平;不计导轨的电阻.求:(1)磁感应强的大小B;(2)电流稳定后;导体棒运动速的大小v;(3)流经电流表电流的最大值I m.解析:(1)电流稳定后;导体棒做匀速运动;则有BIL=mg ①(2分)解得B=错误!. ②(1分)(2)感应电动势E=BL v ③(1分)感应电流I=错误! ④(1分)由②③④式解得v=错误!. (1分)(3)由题意知;导体棒刚进入磁场时的速最大;设为v m由机械能守恒定律得错误!m v错误!=mgh (2分)感应电动势的最大值E m=BL v m;(2分)感应电流的最大值I m=错误! (1分)解得I m=错误!. (1分)答案:(1)错误! (2)错误! (3)错误!图4-2316.(12分)(高考天津理综卷)如图4-23所示;质量m1=0.1 kg;电阻R1=0.3 Ω;长l =0.4 m的导体棒ab横放在U型金属框架上.框架质量m2=0.2 kg;放在绝缘水平面上;与水平面间的动摩擦因数μ=0.2.相距0.4 m的MM′、NN′相互平行;电阻不计且足够长;电阻R2=0.1 Ω的MN垂直于MM′.整个装置处于竖直向上的匀强磁场中;磁感应强B=0.5 T.垂直于ab施加F=2 N的水平恒力;ab从静止开始无摩擦地运动;始终与MM′、NN′保持良好接触.当ab运动到某处时;框架开始运动.设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力;g取10 m/s2.(1)求框架开始运动时ab速v的大小;(2)从ab开始运动到框架开始运动的过程中;MN上产生的热量Q=0.1 J;求该过程ab 位移x的大小.解析:(1)ab对框架的压力F1=m1g (1分)框架受水平面的支持力F N=m2g+F1 (1分)依题意;最大静摩擦力等于滑动摩擦力;则框架受到最大静摩擦力F2=μF N(1分)ab中的感应电动势E=Bl v (1分)MN中电流I=错误! (1分)MN受到的安培力F安=IlB (1分)框架开始运动时F安=F2(1分)由上述各式代入数据解得v=6 m/s. (1分)(2)闭合回路中产生的总热量Q总=错误!Q (1分)由能量守恒定律;得Fx=错误!m1v2+Q总(2分)代入数据解得x=1.1 m.(1分)答案:(1)6 m/s(2)1.1 m。
高二物理电磁感应训练题一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分.在每小题给出的四个选项中,有的只有一项符合题目要求,有的有多项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)1.如图所示,在一匀强磁场中有一U形导线框ABCD,线框处于水平面内,磁场与线框平面垂直,R为一电阻,EF为垂直于AB的一根导体杆,它可以在AB、CD上无摩擦地滑动.杆EF及线框中导线的电阻都可不计.开始时,给EF一个向右的初速度,则( )A.EF将往返运动B.EF将匀减速向右运动C.EF将减速向右运动,但不是匀减速D.EF将匀速向右运动2.如图,用细弹簧构成一闭合电路,中央放有一条形磁铁,当弹簧收缩时,穿过电路的磁通量φ和电路中感应电流方向(从N极向S极看时)正确的是()A.φ减小,感应电流逆时针方向B.φ减小,感应电流顺时针方向C.φ增大,感应电流逆时针方向D.φ增大,感应电流顺时针方向3.穿过某线圈的磁通量随时间的变化关系如图所示,在线圈内产生感应电动势最大值的时间段是( )A.0~2sB.2~4sC.4~6sD.6~10s4.如图所示,在竖直向下的匀强磁场中,将一水平放置的金属棒ab以水平速度v0抛出,且棒与磁场垂直,设棒在下落过程中取向不变且不计空气阻力,则金属棒在运动过程中产生的感应电动势大小将()A.保持不变B.越来越大C.越来越小D.无法判断5.四根相同的光滑细铝杆a、b、c、d放在同一水平桌面上,其中a、c固定,b、d静止地放在a、c杆上,接触良好,O点为回路中心,如图,当条形磁铁一端从O点正上方向下插向回路时b、d两杆将()A、保持不动B、分别远离O点C、分别向O点靠近D、因不知磁极极性故无法判定6.如图)(a,圆形线圈P静止在水平桌面上,其正上方悬挂一相同的线圈Q,P和Q共轴.Q中通有变化电流,电流随时间变化的规律如图)(b所示.P所受的重力为G,桌面对P的支持力为N,则()A.1t时刻GN>B.2t时刻GN>C.3t时刻GN<D.4t时刻GN=7.如图所示,匀强磁场垂直穿过一闭合金属圆环,用一外力把金属圆环匀速拉出磁场,下面叙述正确的是()A.向左拉出和向右拉出所产生的感应电流方向相反B.不管向什么方向拉出,只要产生感应电流方向都是顺时针C.向右匀速拉出时,感应电流大小不变D.要将金属环匀速拉出,拉力大小要改变8.如图为演示自感现象的实验电路图,实验时先闭合开关S,稳定后设通过线圈L的电流为1I,通过小灯泡E的电流为2I,小灯泡处于正常发光状态,迅速断开开关S,则可观察到灯泡E闪亮一下后熄灭,在灯泡E闪亮的短暂过程中,下列说法正确的是()A.线圈L中电流1I逐渐减为零B.线圈L两端a端电势高于b端C.小灯泡E中电流由1I逐渐减为零,方向与2I相反D.小灯泡中的电流2I逐渐减为零,方向不变9.如图所示,在光滑水平面上的直线MN左侧有垂直于纸面向里的匀强磁场,右侧是无磁场空间.将两个大小相同的铜质矩形闭合线框由图示位置以同样的速度v向右完全拉出匀强磁场.已知制作这两只线框的铜质导线的横截面积之比是1:2.则拉出过程中下列说法中正确的是()A.所用拉力大小之比为2:1B.通过导线某一横截面的电荷量之比是1:1C.拉力做功之比是1:4D.线框中产生的电热之比为1:210.在水平桌面上,一个面积为S的圆形金属框置于匀强磁场中,线框平面与磁场垂直,磁感应强度1B随时间t的变化关系如图⑴所示.0~1s内磁场方向垂直线框平面向下.圆形金属框与一个水平的平行金属导轨相连接,导轨上放置一根导体棒,导体棒的长为L、电阻为R,且与导轨接触良好,导体棒处于另一匀强磁场中,其磁感应强度恒为2B,方向垂直导轨平面向下,如图⑵所示.若导体棒始终保持静止,则其所受的静摩擦力f随时间变化的图象是下图中的(设向右为静摩擦力的正方向)()B1/Tt/sO123456⑴B2B1⑵123456ft/sOf123456t/sO123456ft/sO123456ft/sOMNvB二、填空题(本题共3个小题,每空2分,共18分)11.水平面中的平行金属导轨M 、N 相距L ,它们的右端与电容为C 的电容器的两极板分别相连,如图所示,导体棒ab 放在导轨上与导轨垂直相交,磁感应强度为B 的匀强磁场竖直向下穿过导轨面.闭合开关,若发现与导轨M 相连的电容器极板上带负电荷,则ab 向 沿导轨滑动(选填“左”、“右”);如电容器所带的电荷量为Q ,则ab 滑动的速度v = .12.如图所示,垂直U 型金属导轨的匀强磁场T B 5.0=,方向垂直纸面向里.导轨中串接的电阻Ω=4R ,垂直磁感线且与导轨垂直相交的导体棒AB 长m L 4.0=,其电阻为Ω1,棒AB 沿水平方向向右匀速运动的速度为s m /5,则当开关断开时AB 间的电势差为 V ;当开关闭合时AB 间的电势差为 V ,此时通过AB 的电流方向为 .13.如图所示,将矩形线圈从匀强磁场中拉出,第一次以速度v 匀速拉出,第二次以速度v 2匀速拉出,则第一、二次拉力做功之比为 ,拉力的功率之比为 ,线框产生的热量之比是 ,通过导线截面的电量之比为 .三、计算题(本题共4个小题,第14小题8分,第15小题10分,第16、17小题各12分,共42分.解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.)14.面积100,2.02==n m S 匝的圆形线圈,处在如图所示的磁场内,磁感应强度随时间t 变化的规律是F C R t B μ30,3,02.0=Ω==,线圈电阻Ω=1r ,求: (1)通过R 的电流大小和方向; (2)电容器的电荷量.15.如图所示,在光滑绝缘的水平面上有一个用一根均匀导体围成的正方形线框abcd ,其边长为L ,总电阻为R ,放在磁感应强度为B 、方向竖直向下的匀强磁场的左边,图中虚线MN 为磁场的左边界.线框在大小为F 的恒力作用下向右运动,其中ab 边保持与MN 平行.当线框以速度0v 进入磁场区域时,它恰好做匀速运动.在线框进入磁场的过程中, (1)线框的ab 边产生的感应电动势E 的大小为多少? (2)求线框a 、b 两点的电势差; (3)求线框中产生的焦耳热.16.如图所示,两根光滑的足够长的直金属导轨MN 、M ′N ′平行置于竖直面内,导轨间距为l ,导轨上端接有阻值为R 的电阻.质量为m 、长度也为l 、阻值为r 的金属棒ab 垂直于导轨放置,且与导轨保持良好接触,其他电阻不计.导轨处于磁感应强度为B 、方向水平向里的匀强磁场中,ab 由静止释放,在重力作用下向下运动,求: (1)ab 运动的最大速率;(2)若ab 从释放至其运动到最大速度时下落的高度为h ,则此过程中金属棒中产生的焦耳热为多少?17.如图所示,质量为1m 的导体棒ab ,垂直放在相距为l 的平行光滑金属导轨上,导轨平面与水平面的夹角为θ,并处于磁感应强度大小为B 、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,左侧是水平放置、间距为d 的平行金属板,R 和x R 分别表示定值电阻和滑动变阻器的阻值,不计其他电阻.(1)调节R R x =,释放导体棒,当棒沿导轨匀速下滑时,求通过棒的电流I 及棒的速率v ; (2)改变x R ,待棒沿导轨再次匀速下滑后,将质量为2m 、带电量为q +的微粒水平射入金属板间,若它能匀速通过,求此时的x R .AB R× ×MN高二物理电磁感应训练题参考答案一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分.在每小题给出的四个选项中,有的只有一项符合题目要求,有的有多项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分) 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案CDCACADBDACDA二、填空题(本题共3个小题,每空2分,共18分)11. 左 BLCQv =12. 1 0.8 A B →13. 1:2 1:4 1:2 1:1三、计算题(本题共4个小题,第14小题8分,第15小题10分,第16、17小题各12分,共42分.解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.) 14.解:(1)由楞次定律知,Φ变大,线圈的感应电流方向为逆时针, 所以通过R 的电流方向为b →aV V tBnS t nE 4.002.02.0100=⨯⨯=∆∆=∆∆=φ A A r R E I 1.0134.0=+=+= (2)V V IR U U R C 3.031.0=⨯===C C CU Q C 661093.01030--⨯=⨯⨯==15.解:(1)E=BLv 0 (2)a 、b 两点的电势差相当于电源的外电压,故000434BLv R R BLv BLv r I E U ab ab=⋅-=⋅-=(3)解法一:由于线圈在恒力F 作用下匀速进入磁场区,恒力F 所做的功等于线圈中产生的焦耳热,所以线圈中产生的热量为FL W Q ==解法二:线圈进入磁场区域时产生的感应电动势为E = BLv 0,电路中的总电功率为R E P 2=,线圈中产生的热量0v LP Pt Q ==,联解可得:R v L B Q 032=16.解:(1)设ab 上产生的感应电动势为E ,回路中的电流为I ,电路总电阻为R+r ,则最后ab 以最大速度匀速运动,有①由闭合电路欧姆定律有 ②IlB mg = ③由①②③方程解得④(2)设在下滑过程中整个电路产生的焦耳热为Q 1,ab 棒上产生的焦耳热为Q 2,则由能量守恒定律有:⑤又有⑥联立④⑤⑥解得:17.解:(1)导体棒匀速下滑时,IlB g m =θsin 1 ①Blg m I θsin 1=②设导体棒产生的感应电动势为0E ,则Blv E =0 ③由闭合电路欧姆定律得:xR R E I +=④联立②③④,得221sin 2l B gR m v θ=⑤(2)改变x R ,由②式可知电流不变.设带电微粒在金属板间匀速通过时,板间电压为U ,电场强度大小为E ,则x IR U = ⑥dUE =⑦qE g m =2 ⑧联立②⑥⑦⑧,得θsin 12qm Bldm R x =⑨。
《电磁感觉》单元测试题一、选择题 :1、以下几种说法中断确的是()(A)线圈中磁通量变化越大 ,线圈中产生的感觉电动势必定越大(B)线圈中磁通量越入 ,线圈中产牛的感觉电动势必定越大(C)圈圈放在磁场越强的地点,线圈中产生的感觉电动势必定越大(D)线圈中磁通量变化越快,线圈中产生的感觉电动势越大2、对于自感现象 ,以下说法中正确的选项是 ()(A)感觉电流不必定和原电流方向相反(B)线圈中产生的自感电动势较大的其自感系数必定较大(C)对于同一线圈 ,当电流变化较快时 ,线圈中的自感系数也较大(D)对于同一线圈 ,当电流变化较快时 ,线圈中的自感电动势电较大3、如下图,在直线电流邻近有一根金属棒ab,当金属棒以 b 端为圆心,以 ab 为半径 ,在过导线的平面内匀速旋转达到图中的地点时 ( ).(A)a端积聚电子(B)b端积聚电子(C)金属棒内电场强度等于零(D)u a>u b4、如下图 ,匀强磁场中搁置有固定的 abc 金属框架 ,导体棒 ef 在框架上匀速向右平移 ,框架和棒所用资料、横截面积均相同 ,摩擦阻力忽略不计 .那么在 ef,棒离开框架前 ,保持必定数值的物理量是() (A)ef棒所受的拉力(B)电路中的磁通量(C)电路中的感觉电流(D)电路中的感觉电动势5、如下图 ,A 、B 是两盏完好相同的白炽灯,L 是电阻不计的电感线圈,如坚决开电键S1,闭合 S2,A 、B 两灯都能相同发光 .假如最先 S1是闭合的 .S2是断开的 .那幺 ,可能出现的状况是 ()(A)刚一闭合 S2,A 灯就立刻亮 ,而 B 灯则延缓一段时间才亮(B)刚闭合 S2时,线圈 L 中的电流为零(C)闭合 S2此后 ,A 灯变亮 ,B 灯由亮变暗(D)再断 S2时,A 灯立刻熄火 ,B 灯先亮一下而后熄灭6、如下图 ,闭合矩形线圈abcd 与长直导线 MN 在同一平面内 ,线圈的 ab、dc 两边与直导线平行 ,直导线中有渐渐增大、但方向不明的电流,则()(A)可知道线圈中的感觉电流方向(B)可知道线圈各边所受磁场力的方向(C)可知道整个线圈所受的磁场力的方向(D)没法判断线圈中的感觉电流方向,也没法判断线圈所受磁场力的方向7、如下图 ,将一个与匀强磁场垂直的正方形多匝线圈从磁场中匀速拉出的过程中 ,拉力做功的功率 ( )(A) 与线圈匝数成正比(B)与线圈的边长成正比(C)与导线的电阻率成正比(D)与导线横截面积成正比8、两根圆滑的金属导轨 ,平行搁置在倾角为θ的斜面上 ,导轨的下端接有电阻 R,导轨自己的电阻可忽视不计 .斜面处在一匀强磁场中 ,磁场方向垂直斜面向上.质量为 m、电阻可不计的金属棒 ab,在沿着斜面与棒垂直的恒力 F 作用下沿导轨匀速上滑,并上涨h 高度 ,如下图 .在这过程中 ().(A)作用于金属棒上的各力的协力所做的功等于零(B)作用于金属棒上的各力的协力所做的功等于mgh 与电阻 R 上发出的焦耳热之和(C)恒力 F 与安培力的协力所做的功等于零(D)恒力 F 与重力的协力所做的功等于电阻R 上发出的焦耳热9、如下图 ,一电子以初速度v 沿金属板平行方向飞入MN 极板间 ,若忽然发现电子向M 板偏转 ,则可能是 ()(A) 电键 S 闭合瞬时(B)电键 S 由闭合到断开瞬时(C)电键 S 是闭合的 ,变阻器滑片 P 向左快速滑动(D)电键 S 是闭合的 ,变阻器滑片 P 向右快速滑动10.如图 4 所示,磁带录音机既可用作录音,也可用作放音,其主要的零件为可匀速前进的磁带 a 和绕有线圈的磁头 b,无论是录音或放音过程,磁带或磁隙软铁会存在磁化现象,下边对于它们在录音、放音过程中主要工作原理的说法,正确的选项是()A.放音的主要原理是电磁感觉,录音的主要原理是电流的磁效应B.录音的主要原理是电磁感觉,放音的主要原理是电流的磁效应C.放音和录音的主要原理都是磁场对电流的作用D.放音和录音的主要原理都是电磁感觉11.闭合金属线圈abcd 位于水平方向匀强磁场的上方 h 处,由静止开始着落,如下图,并进入磁场,在运动过程中,线框平面始终和磁场方向垂直,不计空气阻力,那么线框在进入磁场的过程中不行能出现()A.加快运动B.匀速运动C.减速运动D.静止状态12.如下图,两竖直搁置的平行圆滑导轨处于垂直于导轨平面的匀强磁场中,金属杆 ab 可沿导轨滑动,原来 S 断开,让 ab 杆由静止下滑,一段时间后闭合 S,则从 S 闭合开始记时, ab 杆的运动速度 v 随时间 t 的关系图可能是下图中的哪一个?()13.如下图中, L1和 L2是两个相同灯泡, L 是一个自感系数相当大的线圈,其电阻值与R 相同,在开关S 接通的瞬时,以下说法正确的选项是()A.接通时 L1先达到最亮,断开时L1后灭B.接通时 L2先达到最亮,断开时L2后灭C.接通时 L1先达到最亮,断开时L1先灭D.接通时 L2先达到最亮,断开时L2先灭14.向来升飞机停在南半球的地磁极上空。
高二物理电磁感应整章练习题一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分.在每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项符合题意,有的有多个选项符合题意,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,选错或不答的得0分) 1.关于磁通量的概念,以下说法中正确的是()A.磁感应强度越大,穿过闭合回路的磁通量也越大B.磁感应强度越大,线圈面积越大,则磁通量也越大C.穿过线圈的磁通量为零,但磁感应强度不一定为零D.磁通量发生变化,一定是磁场发生变化引起的2.电磁感应现象揭示了电和磁之间的内在联系,根据这一发现,发明了许多电器设备.下列电器设备中,没有利用电磁感应原理的是()A.动圈式话筒B.白炽灯泡C.磁带录音机D.电磁炉3.水平放置的金属框架cdef处于如图所示的匀强磁场中,金属棒ab处于粗糙的框架上且与框架接触良好.从某时刻开始,磁感应强度均匀增大,金属棒ab始终保持静止,则()A.ab中电流增大,ab棒所受摩擦力也增大B.ab中电流不变,ab棒所受摩擦力也不变C.ab中电流不变,ab棒所受摩擦力增大D.ab中电流增大,ab棒所受摩擦力不变4.穿过闭合回路的磁通量Φ随时间t变化的图像分别如图甲、乙、丙、丁所示,关于回路中产生的感应电动势,下列说法正确的是()A.图甲中回路产生的感应电动势恒定不变B.图乙中回路产生的感应电动势一直在变大C.图丙中回路在0~t0时间内产生的感应电动势大于在t0~2t0时间内产生的感应电动势D.图丁中回路产生的感应电动势可能恒定不变5.如图所示,水平放置的两根平行的光滑长直金属导轨,其电阻不计,导体棒ab、cd跨在导轨上,ab的电阻R大于cd的电阻r,当cd在大小为F1的水平向右的外力作用下匀速向右滑动时,ab在大小为F2的水平外力作用下保持静止,U ab、U cd分别表示导体棒ab、cd两端的电压,那么以下说法中正确的是()A.U ab>U cd,F1>F2B.U ab=U cd,F1<F2C.U ab>U cd,F1=F2D.U ab=U cd,F1=F26.如图所示,一个导体棒处在竖直向下的匀强磁场中,导体棒在竖直平面内做匀速圆周运动,且导体棒始终垂直于纸面.在导体棒由圆周最高点M运动到与圆心等高的N点的过程中,导体棒中感应电动势的大小的变化情况是()A.越来越大B.越来越小C.保持不变D.无法判断7.如图所示,竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R,质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持良好接触且无摩擦,棒与导轨始终垂直,电阻均不计,整个装置放在匀强磁场中,磁场的方向与导轨平面垂直.棒在竖直向上的恒力F作用下加速上升的一段时间内,力F做的功与安培力做的功的代数和等于()A.棒的机械能的增加量B.棒的动能的增加量C.棒的重力势能的增加量D.电阻R上放出的热量8.如图所示,通有恒定电流的螺线管竖直放置,一铜环沿螺线管的轴线加速下落,在下落过程中,环面始终保持水平.铜环先后经过轴上1、2、3位置时的加速度分别为a1、a2、a3,位置2处于螺线管的中心,位置1、3与位置2等距,则()A.a1<a2=g B.a3<a1<g C.a1=a3<a2D.a3<a1<a29.如图所示,甲、乙两图是两个与匀强磁场垂直放置的金属框架,乙图中只多一个电阻极小、自感系数为L的线圈,两图其他条件均相同.如果两图中AB杆均以相同的初速度、相同的加速度向右运动相同的距离,外力对AB杆做功的情况是()A.甲图中外力做功多B.两图中外力做功相等C.乙图中外力做功多D.无法比较两图中外力做功的多少10.如图所示,在空间中存在两个相邻的、磁感应强度大小相等、方向相反的有界匀强磁场,其宽度均为L.现使宽度也为L的矩形闭合线圈从图示位置垂直于磁场方向匀速经过磁场区域,则在该过程中,能正确反映线圈中所产生的感应电流或其所受的安培力随时间变化的图像是下图中的()A B C D二、计算题(本题共3小题,11题16分,12题17分,13题17分,共50分.解答应写出必要的文字说明、方程式和主要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分)11.如图甲所示的螺线管,匝数n=1500匝,横截面积S=20 cm2,电阻r=1.5 Ω,与螺线管串联的电阻R1=3.5 Ω,R2=25 Ω,方向向右穿过螺线管的匀强磁场的磁感应强度B按图乙所示规律变化,试计算电阻R2的电功率和a、b两点的电势差.12.两根光滑的长直金属导轨MN、M′N′平行置于同一水平面内,导轨间距为l,电阻不计,M、M′处接有如图所示的电路,电路中各电阻的阻值均为R,电容器的电容为 C.长度也为l、阻值同为R的金属棒ab垂直于导轨放置,导轨处于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中.ab在外力作用下向右匀速运动且与导轨保持良好接触,在ab运动距离为x的过程中,整个回路中产生的焦耳热为Q.求:(1)ab运动速度v的大小;(2)电容器所带的电荷量q.13.如图所示,正方形线圈abcd的边长l=0.20 m,线圈的质量m1=0.10 kg,电阻R=0.10 Ω,砝码的质量m2=0.14 kg.线圈上方的匀强磁场的磁感应强度B=0.5 T,方向垂直于线圈平面向里,磁场区域的宽度为h=l=0.20 m.砝码从某一位置下降,使ab边进入磁场开始做匀速运动,求线圈做匀速运动时速度的大小.。
人教版选修3-2电磁感应专题精选习题(含答案)一、单选题1.边长为L 的正方形金属框在水平恒力F 作用下运动,穿过方向如图的有界匀强磁场区域.磁场区域的宽度为d(d>L )。
已知ab 边进入磁场时,线框的加速度恰好为零.则线框进入磁场的过程和从磁场另一侧穿出的过程相比较,有()A. 产生的感应电流方向相反B. 所受的安培力方向相反C. 进入磁场过程的时间等于穿出磁场过程的时间D. 进入磁场过程和穿出磁场过程中通过导体内某一截面的电量相等2.如图所示,在光滑水平面上,有竖直向下的匀强磁场,分布在宽度为L 的区域内,两个边长均为a (a<L )的单匝闭合正方形线圈甲和乙,分别用相同材料不同粗细的导线绕制而成(甲为细导线),将线圈置于光滑水平面上且位于磁场的左边界,并使两线圈获得大小相等、方向水平向右的初速度,若甲线圈刚好能滑离磁场,则()A .乙线圈也刚好能滑离磁场B .两线圈进入磁场过程中通过导线横截面积电量相同C .两线圈进入磁场过程中产生热量相同D .甲线圈进入磁场过程中产生热量Q1与离开磁场过程中产生热量Q2之比为123Q Q 3.关于产生感应电流的条件,下述说法正确的是()A .位于磁场中的闭合线圈,一定能产生感应电流B .闭合线圈和磁场发生相对运动,一定能产生感应电流C .闭合线圈作切割磁感线运动,一定能产生感应电流D .穿过闭合线圈的磁感线条数发生变化,一定能产生感应电流4.如图甲所示,一匝数N=10、总电阻R=7.5Ω、长L 1=0.4m 、宽L 2=0.2m 的匀质矩形金属线框静止在粗糙水平面上,线框的bc 边正好过半径r =0.1m 的圆形磁场的竖直直径,线框的左半部分在垂直线框平面向上的匀强磁场区域内,磁感应强度B 0 =1T ,圆形磁场的磁感应强度B 垂直线框平面向下,大小随时间均匀增大,如图乙所示,已知线框与水平面间的最大静摩擦力f=1.2N ,取π≈3,则()A. t=0时刻穿过线框的磁通量大小为0.07WbB. 线框静止时,线框中的感应电流为0.2AC. 线框静止时,ad 边所受安培力水平向左,大小为0.8Na××××××××××××L甲乙a。
克州三中高二物理第四章测试题第I卷(选择题)一、选择题1.物理学对人类文明进步做出了积极的贡献,物理学的发展极大地丰富了人类对物质世界的认识,推动了科学技术的创新和革命,促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步.关于物理学发展过程的认识,下列说法中正确的是()A.亚里士多德认为两个从同一高度自由落下的物体,重物体与轻物体下落一样快B.牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物,并且用实验直接验证C.奥斯特发现了电磁感应现象,揭示了电现象与磁现象之间的联系D.伽利略通过“理想实验”得出结论:运动的物体具有一定速度,如果它不受力,它将以这一速度永远运动下去【答案】D【解析】试题分析:根据物理学史和常识解答,记住著名物理学家的主要贡献,特别是亚里士多德、伽利略、牛顿等人的贡献即可.解:A、伽利略认为两个从同一高度自由落下的物体,重物体与轻物体下落一样快,故A错误;B、牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物,不可能用实验直接验证,故B错误;C、法拉第发现了电磁感应现象,揭示了电现象与磁现象之间的联系,故C错误;D 、伽利略通过“理想实验”得出结论:运动的物体具有一定速度,如果它不受力,它将以这一速度永远运动下去,故D正确;故选:D2.某一实验装置如图所示,在铁芯上绕着两个线圈P和Q,如果线圈P中的电流i随时间t 的变化关系有如下图所示的四种情况,则在线圈Q中不能观察到的感应电流的是()A. B. C. D.【解析】试题分析:根据感应电流的产生条件分析答题,穿过闭合回路的磁通量发生变化,电流产生感应电流.解:A、由图示可知,P中电流不变,电流产生的磁场不变,穿过Q的磁通量不变,不产生感应电流,BCD、由图示可知,通过P的电流发生变化,电流产生的磁感应强度发生变化,穿过Q的磁通量发生变化,产生感应电流,本题选不能观察到的感应电流的,故选:A.【点评】本题考查了判断是否产生感应电流,知道感应电流产生条件、分析清楚图象即可正确解题.3.下列说法中正确的是()A.当穿过某个面的磁通量等于零时,该区域的磁感应强度一定为零B.磁感应强度的方向一定与通电导线所受安培力方向、直导线方向都垂直C.感应电流遵从楞次定律所描述的方向,这是能量守恒定律的必然结果D.洛伦兹力不改变运动电荷的速度【解析】试题分析:磁场的有无与磁通量大小无关,因磁通量的大小受到磁场与线圈平面的夹角来判定;根据左手定则,即可判定磁场、安培力与电流方向关系;穿过回路的磁通量发生变化,会产生感应电动势,感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流磁通量的变化;洛伦兹力不做功,不改变速度的大小,可改变速度的方向,从而即可一一求解.解:A、当磁场与线圈平面平行时,磁通量为零,而磁场不一定为零;故A错误.B、根据左手定则可知,安培力一定与磁感应强度,及电流方向垂直,而磁场方向一定与通电导线所受安培力方向,但不一定与直导线方向垂直.故B错误.C、感应电流遵从楞次定律所描述的方向,这是能量守恒定律的必然结果.故C正确.D、洛伦兹力对电荷不做功,因此不改变运动电荷的速度大小,但可改变速度的方向.故D错误.故选:C.【点评】解决本题的关键掌握影响磁通量大小因素,注意磁感应强度与磁通量无关,以及会运用楞次定律判断感应电流的方向,最后掌握左手定则中安培力与磁场,及电流的方向.4.下面说法正确的是()A.自感电动势总是阻碍电路中原来电流增加B.自感电动势总是阻碍电路中原来电流变化C.电路中的电流越大,自感电动势越大D.电路中的电流变化量越大,自感电动势越大【解析】试题分析:由法拉第电磁感应定律可知,闭合电路中产生的感应电动势的大小与电流的变化率成正比,与电流及电流的变化量无关.解:由法拉第电磁感应定律可知;E=n=,即E与磁通量的变化率成正比,即电动势取决于电流的变化快慢,而电流变化快慢,则会导致磁场的变化快慢,从而实现磁通量的变化快慢,故ACD错误,B正确;故选:B.【点评】在理解法拉第电磁感应定律时要注意区分Φ,△Φ,及者间的关系,明确电动势只取决于磁通量的变化率,与磁通量及磁能量的变化量无关.5.下面属于电磁感应现象的是()A.通电导体周围产生磁场B.磁场对感应电流发生作用,阻碍导体运动C.由于导体自身电流发生变化,而在导体中产生自感电动势D.电荷在磁场中定向移动形成电流【解析】试题分析:电磁感应现象的是指穿过电路的磁通量变化时,产生感应电动势或感应电流的现象.解:A、电流能产生磁场,是电流的磁效应现象,不是电磁感应现象.故A错误.B 感应电流在磁场中受到安培力作用,不是电磁感应现象.故B错误.C、由于导体自身电流发生变化,而在导体中产生自感电动势是电磁感应现象.故C正确.D 电荷在磁场中定向移动形成电流,不是电磁感应产生的电流不是电磁感应现象.故D错误.故选:C【点评】本题考查对电磁现象本质的分析与理解能力.电磁感应现象特征是产生感应电流或感应电动势.6.如图所示,线框平面与磁场方向垂直,现将线框沿垂直磁场方向拉出磁场的过程中,穿过线框磁通量的变化情况是()第3页 共10页 ◎ 第4页 共10页A .变小B .变大 C.不变 D .先变小后变大 【答案】A 【解析】试题分析:在匀强磁场中,当线圈与磁场垂直时,磁通量为Φ=BS ,S 为在磁场中的面积. 解:线框平面与磁场方向垂直,故磁通量为Φ=BS ;将线框沿垂直磁场方向拉出磁场的过程中,在磁场中的面积S 减小,故BS 减小; 故选:A .【点评】本题考查了磁通量的概念,关键是记住公式Φ=BS ,也可以用穿过线圈的磁感线条数形象表示,基础题目.7.如图所示,线圈平面与条形磁铁的轴线垂直,现将线圈沿轴线由A 点平移到B 点,穿过线圈磁通量的变化情况是( )A .变大B .变小C .不变D .先变大,后变小 【答案】B 【解析】试题分析:磁通量用穿过线圈平面的磁感线的条数表示,根据条形磁铁磁感线的分布情况进行分析.解:线圈在N 极和S 极附近时,磁场较强,磁感线较密,穿过线圈的磁感线较多,磁通量较大,而远离条形磁铁磁极附近,磁场变弱,磁感线较疏,穿过线圈的磁通量较小.故线圈在A 出的磁通量比较大.线圈从A 到B 的过程中磁通量逐渐减小.故B 正确,ACD 错误; 故选:B【点评】本题关键要掌握磁通量的几何意义:穿过线圈平面的磁感线的条数,结合条形磁铁磁感线的分布情况就能分析.8.如图所示,两根相距为l 的平行直导轨ab 、cd .b 、d 间连有一固定电阻R ,导线电阻可忽略不计.MN 为放在ab 和cd 上的一导体杆,与ab 垂直,其电阻也为R .整个装置处于匀强磁场中,磁感应强度的大小为B ,磁场方向垂直于导轨所在平面(指向图中纸面内).现对MN 施力使它沿导轨方向以速度v (如图)做匀速运动.令U 表示MN 两端电压的大小,则( )A .U=Blv ,流过固定电阻R 的感应电流由b 到dB .U=Blv ,流过固定电阻R 的感应电流由d 到b C.U=Blv ,流过固定电阻R 的感应电流由b 到d D .U=Blv ,流过固定电阻R 的感应电流由d 到b【答案】A 【解析】试题分析:当MN 匀速运动时,MN 相当于电源.由E=Blv 求解感应电动势,根据欧姆定律求出MN 两端电压的大小.由右手定则判断电流的方向.解:MN 切割磁感线产生的感应电动势:E=Blv ,两端电压:U=IR=R=×R=Blv ,由右手定则可知,流过固定电阻R 的感应电流由b 到d ,故A 正确; 故选:A .【点评】本题关键要能够把电磁感应和电路知识结合起来解决问题.会用右手定则判断电流的方向. 9.下列关于物理学史的说法正确的是( ) A .奥斯特发现了电磁感应现象 B .法拉第发现电流产生磁场的现象 C .安培提出了分子电流假说D .赫兹提出了电磁场理论并通过实验发现了自感 【答案】C 【解析】试题分析:根据物理学史和常识解答,记住著名物理学家的主要贡献即可. 解:A 、B 、法拉第发现了电磁感应现象,奥斯特发现电流产生磁场的现象,故AB 错误.C 、安培提出了分子电流假说,很好地解释了软铁磁化现象,故C 正确.D 、麦克斯韦提出了电磁场理论并通过实验发现了自感,故D 错误. 故选:C .10.如图甲、乙所示的电路中,电阻R 和自感线圈L 的电阻值都很小,均小于灯A 的电 阻,接通S ,电路达到稳定后,灯泡A 发光,则A. 在电路甲中,断开S,A 将渐渐变暗B. 在电路甲中,断开S,A 将先变得更亮,然后渐渐变暗C. 在电路乙中,断开S,A 将渐渐变暗D .在电路乙中,断开S,A 将先变得更亮,然后渐渐变暗 【解析】试题分析:在电路甲中,断开S ,由于线圈产生自电动势,阻碍电流变小,导致A 灯的电流只能逐渐变小,所以A 灯将逐渐变暗.A 正确;B 错误;在电路乙中,由于电阻R 和自感线圈L 的电阻值都很小,所以通过灯泡的电流比线圈的电流小,断开S 时,由于线圈阻碍电流变小,导致A 灯将变得更亮,然后逐渐变暗,C 错误;D 正确;故选AD 。
克州三中高二物理第四章测试题第I卷(选择题)一、选择题1.物理学对人类文明进步做出了积极的贡献,物理学的发展极大地丰富了人类对物质世界的认识,推动了科学技术的创新和革命,促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步.关于物理学发展过程的认识,下列说法中正确的是()A.亚里士多德认为两个从同一高度自由落下的物体,重物体与轻物体下落一样快B.牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物,并且用实验直接验证C.奥斯特发现了电磁感应现象,揭示了电现象与磁现象之间的联系D.伽利略通过“理想实验”得出结论:运动的物体具有一定速度,如果它不受力,它将以这一速度永远运动下去【答案】D【解析】试题分析:根据物理学史和常识解答,记住著名物理学家的主要贡献,特别是亚里士多德、伽利略、牛顿等人的贡献即可.解:A、伽利略认为两个从同一高度自由落下的物体,重物体与轻物体下落一样快,故A错误;B、牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物,不可能用实验直接验证,故B错误;C、法拉第发现了电磁感应现象,揭示了电现象与磁现象之间的联系,故C错误;D 、伽利略通过“理想实验”得出结论:运动的物体具有一定速度,如果它不受力,它将以这一速度永远运动下去,故D正确;故选:D2.某一实验装置如图所示,在铁芯上绕着两个线圈P和Q,如果线圈P中的电流i随时间t 的变化关系有如下图所示的四种情况,则在线圈Q中不能观察到的感应电流的是()A. B. C. D.【解析】试题分析:根据感应电流的产生条件分析答题,穿过闭合回路的磁通量发生变化,电流产生感应电流.解:A、由图示可知,P中电流不变,电流产生的磁场不变,穿过Q的磁通量不变,不产生感应电流,BCD、由图示可知,通过P的电流发生变化,电流产生的磁感应强度发生变化,穿过Q的磁通量发生变化,产生感应电流,本题选不能观察到的感应电流的,故选:A.【点评】本题考查了判断是否产生感应电流,知道感应电流产生条件、分析清楚图象即可正确解题.3.下列说法中正确的是()A.当穿过某个面的磁通量等于零时,该区域的磁感应强度一定为零B.磁感应强度的方向一定与通电导线所受安培力方向、直导线方向都垂直C.感应电流遵从楞次定律所描述的方向,这是能量守恒定律的必然结果D.洛伦兹力不改变运动电荷的速度【解析】试题分析:磁场的有无与磁通量大小无关,因磁通量的大小受到磁场与线圈平面的夹角来判定;根据左手定则,即可判定磁场、安培力与电流方向关系;穿过回路的磁通量发生变化,会产生感应电动势,感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流磁通量的变化;洛伦兹力不做功,不改变速度的大小,可改变速度的方向,从而即可一一求解.解:A、当磁场与线圈平面平行时,磁通量为零,而磁场不一定为零;故A错误.B、根据左手定则可知,安培力一定与磁感应强度,及电流方向垂直,而磁场方向一定与通电导线所受安培力方向,但不一定与直导线方向垂直.故B错误.C、感应电流遵从楞次定律所描述的方向,这是能量守恒定律的必然结果.故C正确.D、洛伦兹力对电荷不做功,因此不改变运动电荷的速度大小,但可改变速度的方向.故D错误.故选:C.【点评】解决本题的关键掌握影响磁通量大小因素,注意磁感应强度与磁通量无关,以及会运用楞次定律判断感应电流的方向,最后掌握左手定则中安培力与磁场,及电流的方向.4.下面说法正确的是()A.自感电动势总是阻碍电路中原来电流增加B.自感电动势总是阻碍电路中原来电流变化C.电路中的电流越大,自感电动势越大D.电路中的电流变化量越大,自感电动势越大【解析】试题分析:由法拉第电磁感应定律可知,闭合电路中产生的感应电动势的大小与电流的变化率成正比,与电流及电流的变化量无关.解:由法拉第电磁感应定律可知;E=n=,即E与磁通量的变化率成正比,即电动势取决于电流的变化快慢,而电流变化快慢,则会导致磁场的变化快慢,从而实现磁通量的变化快慢,故ACD错误,B正确;故选:B.【点评】在理解法拉第电磁感应定律时要注意区分Φ,△Φ,及者间的关系,明确电动势只取决于磁通量的变化率,与磁通量及磁能量的变化量无关.5.下面属于电磁感应现象的是()A.通电导体周围产生磁场B.磁场对感应电流发生作用,阻碍导体运动C.由于导体自身电流发生变化,而在导体中产生自感电动势D.电荷在磁场中定向移动形成电流【解析】试题分析:电磁感应现象的是指穿过电路的磁通量变化时,产生感应电动势或感应电流的现象.解:A、电流能产生磁场,是电流的磁效应现象,不是电磁感应现象.故A错误.B 感应电流在磁场中受到安培力作用,不是电磁感应现象.故B错误.C、由于导体自身电流发生变化,而在导体中产生自感电动势是电磁感应现象.故C正确.D 电荷在磁场中定向移动形成电流,不是电磁感应产生的电流不是电磁感应现象.故D错误.故选:C【点评】本题考查对电磁现象本质的分析与理解能力.电磁感应现象特征是产生感应电流或感应电动势.6.如图所示,线框平面与磁场方向垂直,现将线框沿垂直磁场方向拉出磁场的过程中,穿过线框磁通量的变化情况是()第3页 共10页 ◎ 第4页 共10页A .变小B .变大 C.不变 D .先变小后变大 【答案】A 【解析】试题分析:在匀强磁场中,当线圈与磁场垂直时,磁通量为Φ=BS ,S 为在磁场中的面积. 解:线框平面与磁场方向垂直,故磁通量为Φ=BS ;将线框沿垂直磁场方向拉出磁场的过程中,在磁场中的面积S 减小,故BS 减小; 故选:A .【点评】本题考查了磁通量的概念,关键是记住公式Φ=BS ,也可以用穿过线圈的磁感线条数形象表示,基础题目.7.如图所示,线圈平面与条形磁铁的轴线垂直,现将线圈沿轴线由A 点平移到B 点,穿过线圈磁通量的变化情况是( )A .变大B .变小C .不变D .先变大,后变小 【答案】B 【解析】试题分析:磁通量用穿过线圈平面的磁感线的条数表示,根据条形磁铁磁感线的分布情况进行分析.解:线圈在N 极和S 极附近时,磁场较强,磁感线较密,穿过线圈的磁感线较多,磁通量较大,而远离条形磁铁磁极附近,磁场变弱,磁感线较疏,穿过线圈的磁通量较小.故线圈在A 出的磁通量比较大.线圈从A 到B 的过程中磁通量逐渐减小.故B 正确,ACD 错误; 故选:B【点评】本题关键要掌握磁通量的几何意义:穿过线圈平面的磁感线的条数,结合条形磁铁磁感线的分布情况就能分析.8.如图所示,两根相距为l 的平行直导轨ab 、cd .b 、d 间连有一固定电阻R ,导线电阻可忽略不计.MN 为放在ab 和cd 上的一导体杆,与ab 垂直,其电阻也为R .整个装置处于匀强磁场中,磁感应强度的大小为B ,磁场方向垂直于导轨所在平面(指向图中纸面内).现对MN 施力使它沿导轨方向以速度v (如图)做匀速运动.令U 表示MN 两端电压的大小,则( )A .U=Blv ,流过固定电阻R 的感应电流由b 到dB .U=Blv ,流过固定电阻R 的感应电流由d 到b C.U=Blv ,流过固定电阻R 的感应电流由b 到d D .U=Blv ,流过固定电阻R 的感应电流由d 到b【答案】A 【解析】试题分析:当MN 匀速运动时,MN 相当于电源.由E=Blv 求解感应电动势,根据欧姆定律求出MN 两端电压的大小.由右手定则判断电流的方向.解:MN 切割磁感线产生的感应电动势:E=Blv ,两端电压:U=IR=R=×R=Blv ,由右手定则可知,流过固定电阻R 的感应电流由b 到d ,故A 正确; 故选:A .【点评】本题关键要能够把电磁感应和电路知识结合起来解决问题.会用右手定则判断电流的方向. 9.下列关于物理学史的说法正确的是( ) A .奥斯特发现了电磁感应现象 B .法拉第发现电流产生磁场的现象 C .安培提出了分子电流假说D .赫兹提出了电磁场理论并通过实验发现了自感 【答案】C 【解析】试题分析:根据物理学史和常识解答,记住著名物理学家的主要贡献即可. 解:A 、B 、法拉第发现了电磁感应现象,奥斯特发现电流产生磁场的现象,故AB 错误.C 、安培提出了分子电流假说,很好地解释了软铁磁化现象,故C 正确.D 、麦克斯韦提出了电磁场理论并通过实验发现了自感,故D 错误. 故选:C .10.如图甲、乙所示的电路中,电阻R 和自感线圈L 的电阻值都很小,均小于灯A 的电 阻,接通S ,电路达到稳定后,灯泡A 发光,则A. 在电路甲中,断开S,A 将渐渐变暗B. 在电路甲中,断开S,A 将先变得更亮,然后渐渐变暗C. 在电路乙中,断开S,A 将渐渐变暗D .在电路乙中,断开S,A 将先变得更亮,然后渐渐变暗 【解析】试题分析:在电路甲中,断开S ,由于线圈产生自电动势,阻碍电流变小,导致A 灯的电流只能逐渐变小,所以A 灯将逐渐变暗.A 正确;B 错误;在电路乙中,由于电阻R 和自感线圈L 的电阻值都很小,所以通过灯泡的电流比线圈的电流小,断开S 时,由于线圈阻碍电流变小,导致A 灯将变得更亮,然后逐渐变暗,C 错误;D 正确;故选AD 。
考点:自感现象。
11.如图所示,闭合的矩形线圈abcd 放在范围足够大的匀强磁场中,下列哪种情况下线圈中能产生感应电流( )A.线圈向左平移B.线圈向上平移C.线圈以ab为轴旋转 D.线圈不动【答案】C【解析】试题分析:本题考查了感应电流产生的条件:闭合回路中的磁通量发生变化.据此可正确解答本题.解:A、由于磁场是匀强磁场且范围足够大,因此线圈无论向那个方向平移,磁通量都不会发生变化,故A错误;B、根据A项的论述可知,B错误;C、当线圈以ab为轴旋转时,其磁通量发生变化,有感应电流产生,故C正确;D、线圈不动,其磁通量不变,故没有感应电流产生,D错误;故选C.【点评】本题比较简单,考查了基本规律的应用,是一道考查基础知识的好题.12.如图所示,有一矩形闭合导体线圈,在范围足够大的匀强磁场中运动、下列图中能产生感应电流的是【解析】试题分析:A图中线圈水平运动,磁通量始终为零不变,故无感应电流产生,选项A错误;B图中线圈水平运动,磁通量不变,故无感应电流产生,选项B错误;C图中线圈绕轴转动,磁通量始终为零不变,故无感应电流产生,选项C错误;D图中线圈绕轴转动,磁通量不断变化,故有感应电流产生,选项D正确;故选D.考点:电磁感应现象第II卷(非选择题)二、填空题13.电磁灶是利用原理制成的,它在灶内通过交变电流产生交变磁场,使放在灶台上的锅体内产生而发热。
【答案】电磁感应、涡流【解析】试题分析:根据电磁炉的工作原理,即电磁感应原理,使金属锅体产生感应电流,即涡流.考点:电磁感应、涡流点评:考查了电流的磁效应和热效应的知识点.14.如图所示,一个面积为S的正方形线圈abcd处于磁感应强度为B的匀强磁场中,线圈平面与磁场垂直。