2018-2019学年高中物理 第四章 电磁感应章末质量评估 新人教版选修3-2

04课后提升考能1.A．感应电流的磁场总是与原磁场方向相反B．闭合线圈放在变化的磁场中就一定能产生感应电流C．闭合线圈放在匀强磁场中做切割磁感线运动时，一定能产生感应电流D．感应电流的磁场总是阻碍原来磁场的磁通量的变化答案 D解析电磁感应现象中，若磁通量减小，则感应电流的磁场与原磁场方向相同，选项A错误。

若闭合线圈平面与磁场方向平行，则无论磁场强弱如何变化，穿过线圈的磁通量始终为零，不产生感应电流，选项B错误。

若线圈切割磁感线时，穿过线圈的磁通量不发生变化，则不能产生感应电流，选项C错误。

只有选项D正确。

2．[2018·牡丹江高二检测](多选)如图所示，当磁铁运动时，流过电阻的电流由A经R到B，则磁铁的运动可能是( )A．向下运动B．向上运动C．向左平移D．以上都不可能答案BC解析此题可通过逆向思维应用楞次定律来判定。

由感应电流方向A→R→B，应用安培定则知感应电流在线圈内产生的磁场方向应是从上指向下，由楞次定律判得线圈内磁通量的变化应是向下减小或向上增加，由条形磁铁的磁感线分布知线圈内原磁场是向下的，故应是磁通量减小，即磁铁向上运动或向左、右平移，所以正确的答案是B、C。

3．[2018·宿州高二检测]某磁场磁感线如图，有一铜线圈自A处落至B处，在下落过程中，自上向下看，线圈中的感应电流方向是( )A．始终顺时针B．先顺时针再逆时针C．始终逆时针D．先逆时针再顺时针答案 B解析由题图可知，磁场方向向上，线圈下落过程中，穿过线圈的磁通量先增加后减小，由楞次定律知，感应电流的磁场方向先向下后向上，所以线圈中感应电流的方向先沿顺时针再沿逆时针，B正确。

4．如图所示，金属环所在区域存在着匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。

当磁感应强度逐渐增大时，内、外金属环中感应电流的方向为 ( )A．外环顺时针、内环逆时针B．外环逆时针，内环顺时针C．内、外环均为逆时针D．内、外环均为顺时针答案 B解析首先明确研究的回路由外环和内环共同组成，回路中包围的磁场方向垂直纸面向里且磁通量增加。

2018-2019学年人教版高中物理选修3-2：第四章章末质量评估(一)一、单选题1. 如图所示，两个同心放置且共面的金属圆环，条形磁铁穿过圆心且与两环面垂直，通过两环的磁通量Φa、Φb比较，则A．Φa＞Φb B．Φa＝ΦbC．Φa＜Φb D．不能确定2. 电磁炉是利用电磁感应现象产生的涡流，使锅体发热从而加热食物．下列相关的说法中正确的是( )A．电磁炉中通入电压足够高的直流电也能正常工作B．锅体中涡流的强弱与磁场变化的频率有关C．金属或环保绝缘材料制成的锅体都可以利用电磁炉来烹饪食物D．电磁炉的上表面一般都用金属材料制成，以加快热传递、减少热损耗3. 如图所示，边长为l的正方形导体框匀速地从磁场左边穿过磁场运动到磁场右边，磁场的宽度为d，线框的速度为v。

若l＜d，则线框中存在感应电流的时间为（）A．B．C．D．4. 如图所示，闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度的大小随时间变化。

下列说法①当磁感应强度增加时，线框中的感应电流可能减小②当磁感应强度增加时，线框中的感应电流一定增大③当磁感应强度减小时，线框中的感应电流一定增大④当磁感应强度减小时，线框中的感应电流可能不变其中正确的是（）A．只有②④正确B．只有①③正确C．只有②③正确D．只有①④正确5. 物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验”．如图，她把一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来后．将一金属套环置于线圈L上，且使铁芯穿过套环．闭合开关S的瞬间，套环立刻跳起．某同学另找来器材再探究此实验．他连接好电路，经重复试验，线圈上的套环均未动．对比老师演示的实验，下列四个选项中，导致套环未动的原因可能是A．线圈接在了直流电源上B．电源电压过高C．所选线圈的匝数过多D．所用套环的材料与老师的不同6. 如图所示，闭合线圈abcd从高处自由下落一段时间后垂直于磁场方向进入一有界磁场．从ab边刚进入磁场到cd边刚进入磁场的这段时间内，下列说法正确的是( )A．a端的电势高于b端B．ab边所受安培力方向为水平向左C．线圈可能一直做匀速运动D．线圈可能一直做匀加速直线运动7. 在如图所示的电路中，、为两个完全相同的灯泡，为自感线圈，为电源，为开关，关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序，下列说法正确的是（）A．合上开关，先亮，后亮；断开开关，、同时熄灭B．合上开关，先亮，后亮；断开开关，先熄灭，后熄灭C．合上开关，先亮，后亮；断开开关，、同时熄灭D．合上开关，、同时亮；断开开关，先熄灭，后熄灭二、多选题8. 如图所示，一个有弹性的闭合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( )A ．S 增大，l 变长B ．S 减小，l 变短C ．S 增大，l 变短D ．S 减小，l 变长9. 为了研究磁通量变化时感应电流的方向，先通过右图确定电流通过检流计时指针的偏转方向。

第四章电磁感应章末质量评估(一)(时间：90分钟分值：100分)一、单项选择题(本题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求)1．如图所示，a、b是两个同平面、同心放置的金属圆环，条形磁铁穿过圆环且与两环平面垂直，则穿过两圆环的磁通量Φa、Φb的大小关系为( )A．Φa>Φb B．Φa<ΦbC．Φa＝Φb D．不能比较解析：条形磁铁磁场的磁感线的分布特点是：①磁铁内外磁感线的条数相同；②磁铁内外磁感线的方向相反；③磁铁外部磁感线的分布是两端密、中间疏．两个同心放置的同平面的金属圆环与磁铁垂直且磁铁在中央时，通过其中的磁感线的俯视图如图所示，穿过圆环的磁通量Φ＝Φ进－Φ出，由于两圆环面积S a<S b，两圆环的Φ进相同，而Φ出a<Φ出b，所以穿过两圆环的有效磁通量Φa>Φb，故A正确．答案：A2．如图所示，一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上，细线从一水平金属圆环中穿过．现将环从位置Ⅰ释放，环经过磁铁到达位置Ⅱ.设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为F T1和F T2，重力加速度大小为g，则( )A．F T1>mg，F T2>mg B．F T1<mg，F T2<mgC．F T1>mg，F T2<mg D．F T1<mg，F T2>mg解析：当圆环经过磁铁上端时，磁通量增加，根据楞次定律可知磁铁要把圆环向上推，根据牛顿第三定律可知圆环要给磁铁一个向下的磁场力，因此有F T1>mg .当圆环经过磁铁下端时，磁通量减少，根据楞次定律可知磁铁要把圆环向上吸，根据牛顿第三定律可知圆环要给磁铁一个向下的磁场力，因此有F T2>mg ，所以只有A 正确．答案：A3．电磁炉是利用电磁感应现象产生的涡流，使锅体发热从而加热食物．下列相关的说法中正确的是( )A ．电磁炉中通入电压足够高的直流电也能正常工作B ．锅体中涡流的强弱与磁场变化的频率有关C ．金属或环保绝缘材料制成的锅体都可以利用电磁炉来烹饪食物D ．电磁炉的上表面一般都用金属材料制成，以加快热传递、减少热损耗解析：直流电不能产生变化的磁场，在锅体中不能产生感应电流，电磁炉不能使用直流电，故A 错误；锅体中涡流的强弱与磁场变化的频率有关，故B 正确；锅体只能用铁磁性导体材料，不能使用绝缘材料制作锅体，故C 错误；电磁炉的上表面如果用金属材料制成，使用电磁炉时，上表面材料发生电磁感应要损失电能，电磁炉上表面要用绝缘材料制作，故D 错误．答案：B4．如图所示，边长为l 的正方形导体框匀速地从磁场左边穿过磁场运动到磁场右边，磁场的宽度为d ，线框的速度为v .若l ＜d ，则线框中存在感应电流的时间为( )A.l vB.2lvC.d vD.2dv解析：线框从开始进到完全进入，从开始出到完全出来的过程，线框中存在感应电流．所以线框中存在感应电流的时间t ＝l v ＋l v＝2lv，故选项B 正确．答案：B5.如图所示，闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度的大小随时间变化．下列说法正确的是( )①当磁感应强度增大时，线框中的感应电流可能减小 ②当磁感应强度增大时，线框中的感应电流一定增大 ③当磁感应强度减小时，线框中的感应电流一定增大 ④当磁感应强度减小时，线框中的感应电流可能不变A ．只有②④正确B ．只有①③正确C ．只有②③正确D ．只有①④正确解析：I ＝E R ，而由法拉第电磁感应定律E ＝n ΔΦΔt得E 与B 的增大还是减小无关，而与磁通量的变化率有关．答案：D6．物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验”．如图，她把一个带铁芯的线圈L 、开关S 和电源用导线连接起来后，将一金属套环置于线圈L 上，且使铁芯穿过套环，闭合开关S 的瞬间，套环立刻跳起．某同学另找来器材再探究此实验．他连接好电路，经重复实验．线圈上的套环均未动．对比老师演示的实验，下列四个选项中，导致套环未动的原因可能是( )A ．线圈接在了直流电源上B ．电源电压过高C ．所选线圈的匝数过多D ．所用套环的材料与老师的不同解析：金属套环跳起的原因是开关S 闭合时，套环上产生的感应电流与通电螺线管上的电流相互作用而引起的．线圈接在直流电源上，S 闭合时，金属套环也会跳起．电压越高，线圈匝数越多，S 闭合时，金属套环跳起越剧烈．若套环是非导体材料，则套环不会跳起．故选项A 、B 、C 错误，选项D 正确．答案：D7．铁路上使用一种电磁装置向控制中心传输信号以确定火车的位置．能产生匀强磁场的磁铁被安装在火车首节车厢下面，如图甲所示(俯视图)．当它经过安放在两铁轨间的线圈时，便会产生一电信号，被控制中心接收．当火车通过线圈时，若控制中心接收到的线圈两端的电压信号如图乙所示，则说明火车在做( )图甲 图乙A ．匀速直线运动B ．匀加速直线运动C ．匀减速直线运动D ．加速度逐渐增大的变加速直线运动 答案：B8．如图所示，闭合线圈abcd 从高处自由下落一段时间后垂直于磁场方向进入一有界磁场．从ab 边刚进入磁场到cd 边刚进入磁场的这段时间内，下列说法正确的是( )A ．a 端的电势高于b 端B ．ab 边所受安培力方向为水平向左C ．线圈可能一直做匀速运动D ．线圈可能一直做匀加速直线运动解析：此过程中ab 边始终切割磁感线，ab 边为电源，由右手定则可知电流为逆时针方向，由a 流向b ，电源内部电流从低电势流向高电势，故a 端的电势低于b 端，选项A 错误；由左手定则可知ab 边所受安培力方向竖直向上，选项B 错误；如果刚进入磁场时安培力等于重力，则一直匀速进入，如果安培力不等于重力，则mg －B 2l 2v R＝ma ，做变加速运动，选项C 正确，D 错误．答案：C9．在如图所示的电路中，a 、b 为两个完全相同的灯泡，L 为自感线圈，E 为电源，S 为开关．关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序，下列说法正确的是( )A．合上开关，a先亮，b逐渐变亮；断开开关，a、b同时熄灭B．合上开关，b先亮，a逐渐变亮；断开开关，a先熄灭，b后熄灭C．合上开关，b先亮，a逐渐变亮；断开开关，a、b同时熄灭D．合上开关，a、b同时亮；断开开关，b先熄灭，a后熄灭解析：合上开关S后，电流由零突然变大，电感线圈产生较大的感应电动势，阻碍电流的增大，故I b>I a，随电流逐渐增大至稳定过程，电感的阻碍作用越来越小，故合上开关，b 先亮，a逐渐变亮；开关S断开后，由于电感L产生自感电动势，灯a、b回路中电流要延迟一段时间再熄灭，且同时熄灭，故选C.答案：C10.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( )A．S增大，l变长B．S减小，l变短C．S增大，l变短D．S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法进行阻碍，故D正确．答案：D二、多项选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分．在每小题给出的四个选项中有多项符合题目要求，全部选对得6分，漏选得3分，错选或不选得0分) 11．为了研究磁通量变化时感应电流的方向，先通过右图确定电流通过检流计时指针的偏转方向．实验过程中，竖直放置的线圈固定不动，将条形磁铁从线圈上方插入或拔出，线圈和检流计构成的闭合回路中就会产生感应电流．下列各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈运动的方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况，其中下列正确的是( )A BC D解析：选项A 中条形磁铁向下插入线圈中时，向下穿过线圈的磁通量逐渐增大，所以感应电流产生的磁场方向向上，根据安培定则可知，选项A 错误，同理可知，选项B 错误，选项C 、D 正确．答案：CD12.如图所示，先后以速度v 1和v 2匀速把一矩形线圈水平拉出有界匀强磁场区域，v 1＝2v 2，则在先后两种情况下( )A ．线圈中的感应电动势之比为E 1∶E 2＝2∶1B ．线圈中的感应电流之比为I 1∶I 2＝1∶2C ．线圈中产生的焦耳热之比Q 1∶Q 2＝1∶4D ．通过线圈某截面的电荷量之比q 1∶q 2＝1∶1解析：根据E ＝Blv ∝v 以及v 1＝2v 2，可知，选项A 正确；因为I ＝E R∝E ，所以I 1∶I 2＝2∶1，选项B 错误；线圈中产生的焦耳热Q ＝I 2Rt ＝E 2R t ＝B 2l 2v 2R ·l v ＝B 2l 3vR∝v ，所以Q 1∶Q 2＝2∶1，选项C 错误；根据q ＝It ＝ΔΦRt ·t ＝ΔΦR 或者q ＝It ＝E R ·t ＝Blv R ·l v ＝Bl 2R ＝BSR，可见，选项D 正确．答案：AD13．单匝线圈所围的面积为0.1 m 2，线圈电阻为1 Ω.规定线圈中感应电流I 的正方向从上往下看是顺时针方向，如图甲所示．磁场的磁感应强度B 随时间t 的变化规律如图乙所示．则以下说法正确的是( )图甲 图乙 A ．在时间0～5 s 内，I 的最大值为0.01 AB ．在第4 s 时刻，I 的方向为逆时针C ．前2 s 内，通过线圈某截面的总电荷量为0.01 CD ．第3 s 内，线圈的发热功率最大解析：E ＝n ΔΦΔt ＝n ΔB Δt ·S ，由题图乙知，在0～5 s 内，0时刻ΔBΔt 最大，此时E ＝0.01V ，所以I ＝E R＝0.01 A ，A 正确；在第4 s 时刻，B 处于减少过程中，由楞次定律得I 的方向为逆时针，B 正确；前2 s 内，q ＝I ·Δt ＝ER·Δt ＝nΔΦΔtRΔt ＝n ΔΦR＝0.01 C ，C 正确；第3 s 内，B 不变，I ＝0，D 错误．答案：ABC14．如图所示，光滑的水平地面上方有两个磁感应强度大小均为B 、方向相反的垂直于纸面的水平匀强磁场，PQ 为两个磁场的边界，磁场范围足够大．一个位于纸面内的半径为a 、质量为m 、电阻为R 的金属圆环沿垂直于磁场方向的速度v 从如图所示的位置开始运动，当圆环运动到其直径刚好与边界线PQ 重合时，圆环的速度为v2，则下列说法正确的是( )A ．此时圆环中的电功率为4B 2a 2v2RB ．此时圆环的加速度为4B 2a 2v mRC ．此过程中通过圆环截面的电荷量为πBa 2RD ．此过程中回路产生的电能为0.75mv 2解析：感应电动势E ＝2·B ·2a ·v 2＝2Bav ，感应电流I ＝E R ＝2Bav R，此时圆环中的电功率P ＝I 2R ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫2Bav R 2R ＝4B 2a 2v 2R ，安培力F ＝2B ·2aI ＝4BaI ＝8B 2a 2v R ，此过程中通过圆环截面的电荷量q ＝I ·Δt ＝ΔΦΔt ·R ·Δt ＝ΔΦR ＝πBa 2R ，此过程中产生的电能E 电＝12mv 2－12m ⎝ ⎛⎭⎪⎫v 22＝38mv 2.综上可知，选项A 、C 正确． 答案：AC三、实验题(10分)15．在研究电磁感应现象的实验中，所需的实验器材如图所示．现已用导线连接了部分实验电路．(1)请画实线作为导线从箭头1和2处连接其余部分电路．(2)实验时，将线圈L1插入线圈L2中，闭合开关的瞬间，观察到检流计的指针发生偏转，这个现象揭示的规律是_______________．(3)某同学设想使线圈L1中电流逆时针(俯视)流动，线圈L2中电流顺时针(俯视)流动，可行的实验操作是________．A．抽出线圈L1B．插入软铁棒C．使变阻器滑片P左移D．断开开关解析：(1)将箭头1、线圈L1、箭头2依次连接起来组成闭合回路。

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第四章电磁感应章末检测试卷(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共计48分。

1~8题为单选题,9~12题为多选题，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．在物理学发展中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用．下列叙述符合史实的是（)A．奥斯特在实验中观察到电流的磁效应,该效应说明了电和磁之间存在联系B．法拉第根据通电直导线的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说C．安培在实验中观察到，通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，出现了感应电流D．楞次在分析了许多实验事实后提出,感应电流应具有这样的方向,即感应电流的磁场总是与引起感应电流的磁场方向相反答案A解析奥斯特发现了电流的磁效应,揭示了电和磁之间存在联系，选项A正确；根据通电螺线管产生的磁场与条形磁铁的磁场相似性，安培提出了磁性是分子内环形电流产生的，即分子电流假说，选项B错误；法拉第探究磁产生电的问题，发现导线中电流“通、断”时导线附近的固定导线圈中出现感应电流而导线中通有恒定电流时导线圈中不产生感应电流，选项C错误;楞次定律指出感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，选项D错误．2．如图1所示，螺线管与灵敏电流计相连,磁铁从螺线管的正上方由静止释放，向下穿过螺线管．下列说法正确的是（)图1A．电流计中的电流先由a到b，后由b到aB．a点的电势始终低于b点的电势C．磁铁减少的重力势能等于回路中产生的热量D．磁铁刚离开螺线管时的加速度小于重力加速度答案D解析在磁铁进入螺线管的过程中，螺线管磁通量增大，且方向向下，由楞次定律可知，感应电流由b流向a；在磁铁穿出螺线管下端的过程中，磁通量减小,且方向向下，由楞次定律可知,感应电流由a流向b，则a点电势先低于b点电势，后高于b点电势，故A、B错误；磁铁减少的重力势能转化为内能和磁铁的动能，C错误；磁铁刚离开时，由楞次定律“来拒去留”可知,磁铁受到的合外力小于重力,D正确．3．匀强磁场方向垂直纸面，规定向里的方向为正方向,磁感应强度B与时间t变化规律如图2甲所示，在磁场中有一细金属圆环，圆环平面位于纸面内，如图乙所示．令E1、E2、E3分别表示Oa、bc、cd段的感应电动势的大小,I1、I2、I3分别表示对应的电流，则下列判断正确的是( ）图2A．E1〈E2,I1沿逆时针方向,I2沿顺时针方向B．E1〈E2，I1沿顺时针方向，I2沿逆时针方向C．E2<E3，I2沿逆时针方向，I3沿顺时针方向D．E2＝E3，I2沿逆时针方向,I3沿顺时针方向答案A4．如图3所示，先后以恒定的速度v1和v2把一个正方形金属线框水平拉出有界匀强磁场区域，且v1＝2v2，则在先后两种情况（）图3A．线框中的感应电动势之比E1∶E2＝2∶1B．线框中的感应电流之比I1∶I2＝1∶2C．线框中产生的热量之比Q1∶Q2＝1∶4D．通过线框某截面的电荷量之比q1∶q2＝2∶1答案A解析根据E＝Blv∝v以及v1＝2v2可知，选项A正确;因为I＝错误!∝E，所以I1∶I2＝2∶1，选项B错误；线框中产生的热量Q＝I2Rt＝错误!t＝错误!·错误!＝错误!∝v，所以Q1∶Q2＝2∶1,选项C错误；根据q＝ΔΦR＝BSR，q1∶q2＝1∶1可知，选项D错误．5．如图4所示是研究通电自感实验的电路图，A1、A2是两个规格相同的小灯泡,闭合开关调节滑动变阻器R的滑动触头，使两个灯泡的亮度相同,调节滑动变阻器R1的滑动触头，使它们都正常发光，然后断开开关S。

本套资源目录2019年高中物理第四章电磁感应2探究感应电流的产生条件训练含解析新人教版选修3_22019年高中物理第四章电磁感应3楞次定律训练含解析新人教版选修3_22019年高中物理第四章电磁感应4法拉第电磁感应定律训练含解析新人教版选修3_22019年高中物理第四章电磁感应5电磁感应现象的两类情况训练含解析新人教版选修3_22019年高中物理第四章电磁感应6互感和自感训练含解析新人教版选修3_22019年高中物理第四章电磁感应7涡流电磁阻尼和电磁驱动训练含解析新人教版选修3_22019年高中物理第四章电磁感应章末质量评估一含解析新人教版选修3_2探究感应电流的产生条件A级抓基础1．下列现象中，属于电磁感应现象的是( )A．小磁针在通电导线附近发生偏转B．通电线圈在磁场中转动C．因闭合线圈在磁场中运动而产生的电流D．磁铁吸引小磁针解析：电磁感应是指“磁生电”的现象，而小磁针和通电线圈在磁场中转动，反映了磁场力的性质，所以 A、B、D不是电磁感应现象，C是电磁感应现象．答案：C2．关于电磁感应现象，下列说法中正确的是( )A．闭合线圈放在变化的磁场中，必然有感应电流产生B．闭合正方形线圈在匀强磁场中垂直磁感线运动，必然产生感应电流C．穿过闭合线圈的磁通量变化时，线圈中有感应电流D．只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中一定有感应电流产生解析：产生感应电流的条件，一是闭合电路；二是磁通量Φ发生变化．两个条件缺一不可．答案：C3．1825年，瑞士物理学家德拉里夫的助手科拉顿将一个螺线管与电流计相连，为了避免强磁性磁铁的影响，他把电流计放在另外一个房间，当他把磁铁投入螺线管中后，立即跑到另一个房间去观察．关于科拉顿进行的实验．下列说法正确的是( ) A．在科拉顿整个操作过程中，电流计不发生偏转B．将磁铁投入螺线管瞬间，电流计发生偏转，但科拉顿跑到房间观察时，电流计已不再偏转C．科拉顿无法观察到电流计偏转的原因是当时电流计灵敏度不够D．科拉顿无法观察到电流计偏转的原因是导线过长，电流过小解析：科拉顿将磁铁放入螺线管时，穿过线圈的磁通量发生变化，回路中产生感应电流，电流计偏转，之后，穿过线圈的磁通量保持不变，回路中无感应电流，电流计不偏转．由于科拉顿放完磁铁后还要跑到另一房间观察，所以他观察不到偏转．只有B项正确．答案：B4．如图所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框，在下列四种情况下，线框中会产生感应电流的是( )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：C5．在纸面内放有一条形磁铁和一个位于磁铁正上方的圆形线圈(如图所示)．下列情况中能使线圈中产生感应电流的是( )A．将磁铁在纸面内向上平移B．将磁铁在纸面内向右平移C．将磁铁绕垂直纸面的轴转动D．将磁铁的N极向纸外转，S极向纸内转解析：将磁铁向上平移、向右平移或绕垂直纸面的轴转动，线圈始终与磁感线平行，磁通量始终为零，没有变化，不产生感应电流，所以A、B、C均不正确；将磁铁的N极向纸外转，S极向纸内转，穿过线圈的磁通量增加，线圈中产生感应电流．答案：D6．如图所示，ab是水平面上的一个导体圆环的直径，在过ab的竖直平面内有一根通电直导线ef.已知ef平行于ab，当ef竖直向上平移时，电流产生的磁场穿过圆环的磁通量将( )A．逐渐增大B．逐渐减小C．始终为零D．不为零，但保持不变解析：利用安培定则判断直线电流产生的磁场，作出俯视图，如图所示．考虑到圆环内的磁场具有对称性，可以知道，穿过圆环的磁感线的条数与穿出圆环的磁感线的条数总是相等的，故磁通量始终为零．答案：CB级提能力7．如图所示，接有理想电压表的三角形导线框ABC，在匀强磁场中向右运动，则关于导线框中有无感应电流及电压表有无示数(示数不为零则称为有示数)，下列判断正确的是( )A．无；有B．有；无C．无；无D．有；有解析：无论导线框在磁场中向右做匀速运动、加速运动还是减速运动，穿过导线框的磁通量均不变，即ΔΦ＝0，故导线框中无感应电流产生，再由电压表的工作原理可知电压表无示数．答案：C8．如图所示，在同一铁芯上有A和C两个线圈，其中A线圈与滑动变阻器、电源、开关相连，C线圈两端与灵敏电流计相连，在以下采取的做法中，不能使灵敏电流计指针偏转的是( )A．开关S闭合的瞬间B．开关S闭合后，变阻器滑片P向右滑动C．开关S闭合后，变阻器滑片P保持不动D．开关S断开的瞬间解析：开关S闭合瞬间，A线圈中电流迅速变化，A内磁通量变化，使C线圈磁通量变化，产生感应电流，灵敏电流计指针偏转．开关S闭合后，变阻器滑片P向右滑动时，闭合电路的总电阻减小，电流增大，A线圈中电流增大，磁通量增大，使C线圈中磁通量增大，产生感应电流，灵敏电流计指针偏转，开关S闭合后，变阻器滑片P保持不动，闭合电路中电流恒定，A线圈中磁通量不变，C线圈中磁通量不变，无感应电流，灵敏电流计指针不偏转．开关S断开瞬间，A线圈中电流变化，磁通量也变化，C线圈中磁通量变化，产生感应电流，灵敏电流计指针偏转．答案：C9．(多选)我国已经制订了登月计划，假如航天员登月后想探测一下月球表面是否有磁场，他手边有一只灵敏电流计和一个小线圈，则下列推断中正确的是( ) A．直接将电流计放于月球表面，看是否有示数来判断磁场有无B．将电流计与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流计无示数，则判断月球表面无磁场C．将电流计与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流计有示数，则判断月球表面有磁场D．将电流计与线圈组成闭合回路，使线圈分别绕两个互相垂直的轴转动，月球表面若有磁场，则电流计至少有一次示数不为零解析：电流计有示数时可判断有磁场存在，沿某一方向运动而无示数不能确定月球上是否存在磁场．D项中线圈分别绕互相垂直的轴转动，若月球存在磁场，则至少有一次穿过线圈(可正穿也可斜穿)的磁通量的变化率不为零，故至少有一次电流计有示数．C、D正确．答案：CD10．如图，线圈A插在线圈B中，线圈B与电流表组成闭合电路；线圈A与蓄电池、开关、滑动变阻器组成另一个闭合电路，用此装置来研究电磁感应现象，开关闭合瞬间，电流表指针________(选填“会”或“不会”)发生偏转，开关闭合稳定后电流表指针________(选填“会”或“不会”)发生偏转．答案：会不会11．磁感应强度为B的匀强磁场仅存在于边长为2l的正方形范围内，有一个电阻为R，边长为l的正方形导线框abcd，沿垂直于磁感线方向，以速度v匀速通过磁场区域，如图所示，从ab进入磁场开始计时．(1)画出穿过线框的磁通量随时间变化的图象．(2)判断线框中有无感应电流．解析：线框穿过磁场的过程可分为三个阶段：进入磁场阶段(只有ab 边在磁场中)、在磁场中运动阶段(ab 、cd 两边均在磁场中)、离开磁场阶段(只有cd 边在磁场中)．(1)①线框进入磁场阶段：t 为0～l v ，线框进入磁场中的面积与时间成正比，即S ＝lv Δt 1，故Φ＝BS ＝Blv Δt 1，Δt 1＝lv 时，Φ＝Bl 2. ②线框在磁场中运动阶段：t 为l v ～2l v，线框中的磁通量为Φ＝Bl 2，保持不变，此过程Δt 2＝l v .③线框离开磁场阶段：t 为2l v ～3l v，线框中的磁通量均匀减小， 即Φ＝Bl (l －v Δt 3)＝Bl 2－Blv Δt 3，当t ＝3l v 时，Δt 3＝l v，Φ＝0.因此，穿过线框的磁通量随时间的变化图象如图所示．(2)线框进入磁场阶段，穿过线框的磁通量增加，线框中产生感应电流．线框在磁场中运动阶段，穿过线框的磁通量保持不变，无感应电流产生．线框离开磁场阶段，穿过线框的磁通量减小，线框中产生感应电流．楞次定律A级抓基础1．(多选)关于决定感应电流方向的因素，以下说法中正确的是( )A．回路所包围的引起感应电流的磁场的方向B．回路外磁场的方向C．回路所包围的磁通量的大小D．回路所包围的磁通量的变化情况答案：AD2．根据楞次定律知，感应电流的磁场一定( )A．阻碍引起感应电流的磁通量B．与引起感应电流的磁场方向相反C．阻碍引起感应电流的磁通量的变化D．与引起感应电流的磁场方向相同答案：C3．(多选)关于楞次定律，下列说法中正确的是( )A．感应电流的磁场方向总是与原磁场的方向相反B．感应电流的磁场方向总是与原磁场的方向相同C．感应电流的磁场方向与磁通量增大还是减小有关D．感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化答案：CD4．如图所示，金属环所在区域存在着匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里．当磁感应强度逐渐增大时，内、外金属环中感应电流的方向为 ( )A．外环顺时针，内环逆时针B．外环逆时针，内环顺时针C．内、外环均为逆时针D．内、外环均为顺时针解析：首先明确研究的回路由外环和内环共同组成，回路中包围的磁场方向垂直纸面向里且内、外环之间的磁通量增加．由楞次定律可知两环之间的感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，垂直于纸面向外．再由安培定则判断出感应电流的方向，在外环沿逆时针方向，在内环沿顺时针方向．答案：B5.如图所示，一对大磁极，中间处可视为匀强磁场，上、下边缘处为非匀强磁场，一矩形导线框abcd保持水平，从两磁极间中心上方某处开始下落，并穿过磁场，则( )A．线框中有感应电流，方向是先a→b→c→d→a后d→c→b→a→dB．线框中有感应电流，方向是先d→c→b→a→d后a→b→c→d→aC．受磁场的作用，线框要发生转动D．线框中始终没有感应电流解析：由于线框从两极间中心上方某处开始下落，根据对称性知，下落过程中穿过线框abcd的磁通量始终是零，没有变化，所以始终没有感应电流，因此不会受磁场的作用．故选项D正确．答案：DB级提能力6．(多选)如图所示，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路．若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列表述正确的是( )A．线圈a中将产生俯视逆时针方向的感应电流B．穿过线圈a的磁通量变小C．线圈a有扩张的趋势D．线圈a对水平桌面的压力F N将增大解析：若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，螺线管b中电流增大，穿过线圈a的磁通量向下增大．根据楞次定律和安培定则，线圈a中将产生俯视逆时针方向的感应电流；穿过线圈a的磁通量变大，线圈a有缩小的趋势，线圈a对水平桌面的压力F N将增大，故选项B、C错误，选项A、D正确．答案：AD7．如图所示，导轨间的磁场方向垂直于纸面向里，当导体棒MN在导轨上水平向右加速滑动时，正对电磁铁A的圆形金属环B中(导体棒切割磁感线速度越大，感应电流越大)( )A．有感应电流，且B被A吸引B．无感应电流C．可能有，也可能没有感应电流D．有感应电流，且B被A排斥解析：MN向右加速滑动，根据右手定则，MN中的电流方向从N→M，且大小在逐渐变大．根据安培定则知，电磁铁A的磁场方向水平向左，且大小逐渐增强，又根据楞次定律知，B环中的感应电流产生的磁场方向水平向右，B被A排斥．D正确，A、B、C错误．答案：D8．(多选)边长为h的正方形金属导线框，从如图所示位置由静止开始下落，通过一匀强磁场区域，磁场方向水平，且垂直于线框平面，磁场区域高度为H，上、下边界如图中虚线所示，H>h，从线框开始下落到完全穿过磁场区域的全过程中( )A．线框中总有感应电流存在B．线框中感应电流方向是先顺时针后逆时针C．线框中感应电流方向是先逆时针后顺时针D．线框受到磁场力的方向总是向上解析：因为H>h，当线框全部处于磁场区域内时线框内磁通量不变，线框中无感应电流，A错误；根据右手定则可知，线框进入磁场时感应电流是逆时针，线框离开磁场时感应电流是顺时针，C正确，B错误；在C的基础上结合左手定则可知，线框在进出磁场过程中受到磁场力的方向总是向上，D正确．答案：CD9．如图所示，一水平放置的通以恒定电流的圆形线圈1固定，另一较小的圆形线圈2从线圈1的正上方下落，在下落过程中两线圈平面始终保持平行且共轴，则线圈2从线圈1的正上方下落至线圈的正下方的过程中，从上往下看，线圈2中( )A．无感应电流B．有顺时针方向的感应电流C．有先是顺时针方向、后是逆时针方向的感应电流D．有先是逆时针方向、后是顺时针方向的感应电流解析：线圈1中恒定电流形成的磁场分布情况如图所示．当线圈2从线圈1的正上方下落，并处于线圈1的上方时，磁感线向上，且磁通量增大，根据楞次定律知，线圈2中产生的感应电流的磁场方向向下，由右手螺旋定则知，俯视线圈2中感应电流方向应为顺时针方向；同理，线圈2落至线圈1的正下方时，磁通量向上且是减小的，由楞次定律和右手螺旋定则知，俯视线圈2中感应电流方向应为逆时针方向．答案：C10．如图所示，圆形金属环放在水平桌面上，有一带正电的微粒以水平速度v贴近环的上表面距环心d处飞过，则带电微粒在飞过环的过程中，环中感应电流方向是( )A．始终是沿顺时针方向B．始终是沿逆时针方向C．先沿顺时针方向，再沿逆时针方向D．先沿逆时针方向，再沿顺时针方向解析：带电微粒靠近圆环过程中，穿过圆环的磁通量方向垂直纸面向里并增加，由楞次定律知，圆环中将产生逆时针方向的感应电流，当微粒远离圆环时，圆环中产生顺时针方向的感应电流，故选D.答案：D法拉第电磁感应定律A 级 抓基础1.穿过一个单匝闭合线圈的磁通量始终为每秒均匀增加2 Wb ，则（ ） A.线圈中感应电动势每秒增加 2 V B.线圈中感应电动势每秒减少2 V C.线圈中感应电动势始终为2 VD.线圈中感应电动势始终为一个确定值，但由于线圈有电阻，电动势小于2 V 解析：由E ＝n ΔΦΔt 知ΔΦΔt 恒定，n ＝1，所以E ＝2 V.答案：C2.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v 0抛出，不计空气阻力，那么金属棒内产生的感应电动势将（ ）A.越来越大B.越来越小C.保持不变D.方向不变，大小改变解析：由于导体棒中无感应电流，故棒只受重力作用，导体棒做平抛运动，水平速度v 0不变，即切割磁感线的速度不变，故感应电动势保持不变.答案：C3.如图，在磁感应强度为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆MN 在平行金属导轨上以速度v 向右匀速滑动，MN 中产生的感应电动势为E 1；若磁感应强度增为2B ，其他条件不变，MN 中产生的感应电动势变为E 2.则通过电阻R 的电流方向及E 1与E 2之比E 1∶E 2分别为（ ）A.c →a ，2∶1B.a →c ，2∶1C.a →c ，1∶2D.c →a ，1∶2解析：由右手定则判断可知，MN 中产生的感应电流方向为N →M ，则通过电阻R 的电流方向为a →c .MN 产生的感应电动势公式为E ＝BLv ，其他条件不变，E 与B 成正比，则得E 1∶E 2＝1∶2.答案：C4.（多选）单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速运动，转轴垂直于磁场，若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示，则O →D 过程中（ ）A.线圈在O 时刻感应电动势最大B.线圈在D 时刻感应电动势为零C.线圈在D 时刻感应电动势最大D.线圈在O 至D 时间内平均感应电动势为0.4 V解析：由法拉第电磁感应定律知线圈从O 至D 时间内的平均感应电动势E ＝ΔΦΔt＝2×10－30.01÷2V ＝0.4 V.由感应电动势的物理意义知，感应电动势的大小与磁通量的大小Φ和磁通量的改变量ΔΦ均无必然联系，仅由磁通量的变化率ΔΦΔt 决定，而任何时刻磁通量的变化率ΔΦΔt 就是Φ-t 图象上该时刻切线的斜率，不难看出O 点处切线斜率最大，D 点处切线斜率最小，为零，故A 、B 、D 选项正确.答案：ABD5.如图所示，长为L 的金属导线弯成一圆环，导线的两端接在电容为C 的平行板电容器上，P 、Q 为电容器的两个极板，磁场垂直于环面向里，磁感应强度以B ＝B 0＋kt （k >0）随时间变化，t ＝0时，P 、Q 两板电势相等，两板间的距离远小于环的半径，经时间t ，电容器P 板（ ）A.不带电B.所带电荷量与t 成正比C.带正电，电荷量是kL 2C4πD.带负电，电荷量是kL 2C4π解析：磁感应强度以B ＝B 0＋kt （k >0）随时间变化，由法拉第电磁感应定律得：E ＝ΔΦΔt＝S ΔB Δt ＝kS ，而S ＝L 24π，经时间t 电容器P 板所带电荷量Q ＝EC ＝kL 2C 4π；由楞次定律知电容器P 板带负电，故D 选项正确.答案：DB 级 提能力6.一矩形线圈abcd 位于一随时间变化的匀强磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面向里（如图甲所示），磁感应强度B 随时间t 变化的规律如图乙所示.以I 表示线圈中的感应电流（图甲中线圈上箭头方向为电流的正方向），则能正确表示线圈中电流I 随时间t 变化规律的是（ ）A B C D解析：0～1 s 内磁感应强度均匀增大，根据楞次定律和法拉第电磁感应定律可判定，感应电流为逆时针（为负值）、大小为定值，A 、B 错误；4 ～5 s 内磁感应强度恒定，穿过线圈abcd 的磁通量不变化，无感应电流，D 错误.答案：C7.矩形导线框abcd 放在匀强磁场中，磁感线方向与线圈平面垂直，磁感应强度B 随时间变化的图象如图所示，t ＝0时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里.若规定导线框中感应电流逆时针方向为正，则在0～4 s 时间内，线框中的感应电流I 以及线框的ab 边所受安培力F 随时间变化的图象为图中的（取向上为正方向）（ ）A B C D解析：根据E ＝n ΔΦΔt ＝n S ΔB Δt ，而ΔB Δt 不变，推知在0～2 s 内及2～4 s 内电流恒定，选项A 错误；因为规定了导线框中感应电流逆时针方向为正，感应电流在0～2 s 内为顺时针方向，所以选项B 错误；由F ＝BIL 得：F 与B 成正比，根据左手定则判断可知，选项C 正确，D 错误.答案：C8.（多选）如图所示，虚线右侧存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，正方形金属框电阻为R ，边长是L ，自线框从左边界进入磁场时开始计时，在外力作用下由静止开始，以垂直于磁场边界的恒定加速度a 进入磁场区域，t 1时刻线框全部进入磁场.若外力大小为F ，线框中电功率的瞬时值为P ，线框磁通量的变化率为ΔΦΔt，通过导体横截面的电荷量为q ，（其中P-t 图象为抛物线）则这些量随时间变化的关系正确的是（ ）解析：线框做匀加速运动，其速度v ＝at ，感应电动势E ＝BLv ，线框进入磁场过程中受到的安培力F 安＝BIL ＝B 2L 2v R ＝B 2L 2at R ，由牛顿第二定律得F －B 2L 2at R ＝ma ，则F ＝B 2L 2atR＋ma ，故A 错误；线框中的感应电流I ＝E R ＝BLat R ，线框的电功率P ＝I 2R ＝（BLa ）2Rt 2，B 正确；线框的位移x ＝12at 2，磁通量的变化率ΔΦΔt ＝B ·ΔSΔt＝BL ×12at 2t＝12BLat ，C 错误；电荷量q ＝I －·Δt ＝E －R ·Δt ＝ΔΦΔt R ·Δt ＝ΔΦR ＝BLx R ＝BL ×12at 2R ＝BLa 2R·t 2，D 正确.答案：BD9.如图所示，竖直平面内有足够长的金属导轨，轨距为0.2 m ，金属导体ab 可在导轨上无摩擦地上下滑动，ab 的电阻为0.4 Ω，导轨电阻不计，导体ab 的质量为0.2 g ，垂直纸面向里的匀强磁场的磁感应强度为0.2 T ，且磁场区域足够大，当导体ab 自由下落0.4 s 时，突然闭合开关S ，则：（1）试说出S 接通后导体ab 的运动情况；（2）导体ab 匀速下落的速度是多少？（g 取10 m/s 2）解析：（1）闭合S 之前导体ab 自由下落的末速度为v 0＝gt ＝4 m/s.S 闭合瞬间，导体产生感应电动势，回路中产生感应电流，ab 立即受到一个竖直向上的安培力.F 安＝BIL ＝B 2L 2v 0R＝0.016 N>mg ＝0.002 N.此刻导体所受到合力的方向竖直向上，与初速度方向相反，加速度的表达式为a ＝F 安－mg m ＝B 2L 2vmR－g ， 所以ab 做竖直向下的加速度逐渐减小的减速运动.当速度减小至F 安＝mg 时，ab 做竖直向下的匀速运动.（2）设匀速下落的速度为v m ，此时F 安＝mg ，即B 2L 2v m R ＝mg ，v m ＝mgR B 2L2＝0.5 m/s.10.如图甲所示，不计电阻的平行金属导轨与水平面成37°夹角放置，导轨间距为L ＝1 m ，上端接有电阻R ＝3 Ω，虚线OO ′下方是垂直于导轨平面的匀强磁场.现将质量m ＝0.1 kg 、电阻r ＝1 Ω的金属杆ab 从OO ′上方某处垂直导轨由静止释放，杆下滑过程中始终与导轨垂直并保持良好接触，杆下滑过程中的v-t 图象如图乙所示.求：（取g ＝10 m/s 2，sin 37°＝0.6）图甲 图乙（1）磁感应强度B .（2）杆在磁场中下滑0.1 s 过程中电阻R 产生的热量. 解析：（1）由题图乙得a ＝Δv Δt ＝0.50.1m/s 2＝5 m/s 2. 0.1 s 前，由牛顿第二定律有mg sin θ－f ＝ma ，代入数据得f ＝0.1 N.0.1 s 后匀速运动，有mg sin θ－f －F 安＝0.①而F 安＝BIL ＝B BLv R ＋r L ＝B 2L 2vR ＋r.②由①②得B ＝（mg sin θ－f ）（R ＋r ）L 2v＝（0.6－0.1）×（3＋1）12×0.5T ＝2 T. （2）I ＝BLv R ＋r ＝2×1×0.53＋1A ＝0.25 A ， Q R ＝I 2Rt ＝0.252×3×0.1 J ＝3160J. 11.如图所示，L 1＝0.5 m ，L 2＝0.8 m ，回路总电阻为R ＝0.2 Ω，物块M 的质量m ＝0.04 kg ，导轨光滑，开始时磁场B 0＝1 T.现使磁感应强度以ΔBΔt ＝0.2 T/s 的变化率均匀地增大，则当t 为多少时，M 刚好离开地面？（g 取10 m/s 2）解析：回路中原磁场方向向下，且磁通量增加，由楞次定律可以判知，感应电流的磁场方向向上，根据安培定则可以判知，ab 中的感应电流的方向是a →b ，由左手定则可知，ab 所受安培力的方向水平向左，从而向上拉起重物.设ab 中电流为I 时M 刚好离开地面，此时有F B ＝BIL 1＝mg I ＝E R E ＝ΔΦΔt ＝L 1L 2·ΔBΔtB ＝B 0＋ΔBΔtt 解得：F B ＝0.4 N ，I ＝0.4 A ，B ＝2 T ，t ＝5 s. 答案：5 s电磁感应现象的两类情况A级抓基础1.（多选）下列说法中正确的是（）A.动生电动势的产生与洛伦兹力有关B.因为洛伦兹力对运动电荷始终不做功，所以动生电动势的产生与洛伦兹力无关C.动生电动势的方向可以由右手定则来判定D.导体棒切割磁感线产生感应电流，受到的安培力一定与受到的外力大小相等、方向相反解析：由动生电动势产生原因知A、C正确，B错误；只有在导体棒做匀速切割时，除安培力以外的力的合力才与安培力大小相等、方向相反，做变速运动时不成立，故D错误.答案：AC2.如图所示，内壁光滑的塑料管弯成的圆环平放在水平桌面上，环内有一带负电的小球，整个装置处于竖直向下的磁场中，当磁场突然增强时，小球将（）A.沿顺时针方向运动B.沿逆时针方向运动C.在原位置附近往复运动D.仍然保持静止状态解析：当磁场增强时，由楞次定律知感应电流沿逆时针方向，即感生电场沿逆时针方向，带负电的小球在电场力作用下沿顺时针方向运动.答案：A3.如图所示，有一匝接在电容器C两端的圆形导线回路，垂直于回路平面以内存在着向里的匀强磁场B，已知圆的半径r＝5 cm，电容C＝20 μF，当磁场B以4×10－2T/s的变化率均匀增加时，则（）A.电容器a板带正电，电荷量为2π×10－9 CB.电容器a板带负电，电荷量为2π×10－9 CC.电容器b板带正电，电荷量为4π×10－9 C。

第四章电磁感应(时间:60分钟分值:100分)一、选择题(本题共7小题,每小题8分,共56分.每小题给出的四个选项中,至少有一项是正确的,全部选对得8分,部分选对得4分,有选错或不选的得0分)❶如图4-T-1所示的实验中,表示有感应电流产生的是 ()图4-T-1❷[2017·衡水中学高二期末]在南半球地磁场的竖直分量向上,飞机MH370最后在南印度洋上空消失,由于地磁场的作用,金属机翼上有电势差,设飞机左方机翼末端处的电势为φ1,右方机翼末端处的电势为φ2,则在南印度洋上空飞行时()A.若飞机从西往东飞,φ1比φ2高B.若飞机从东往西飞,φ1比φ2高C.若飞机从北往南飞,φ2比φ1低D.若飞机从南往北飞,φ2比φ1高❸[2017·陕西宝鸡中学高二期末]如图4-T-2所示,在无限大的磁场中,有一个矩形线圈abcd做下述运动,其中能使线圈中产生感应电流的是()图4-T-2A.以bc为轴转动B.以ab为轴转动C.垂直于纸面向内运动D.在纸面内向下运动❹[2017·广东实验中学高二期中]如图4-T-3所示,MN、GH为平行导轨,AB、CD为跨放在导轨上的两根杆,导轨和杆均为导体,匀强磁场垂直于导轨所在的平面,方向如图所示.用I表示回路中的电流,则()图4-T-3A.当AB不动而CD向右滑动时,I≠0且沿顺时针方向B.当AB向左、CD向右滑动且速度相等时,I=0C.当AB、CD都向右滑动且速度相等时,I=0D.当AB、CD都向右滑动且AB速度大于CD时,I≠0且沿逆时针方向❺在如图4-T-4所示的电路中,开关S原先闭合,电路处于稳定状态,通过R1、R2的电流分别为I1、I2.在某一时刻突然断开开关S,则通过电阻R1的电流I随时间t变化的图像可能是图4-T-5中的 ()图4-T-4图4-T-5❻[2017·湖北宜昌长阳二中高二月考]如图4-T-6所示,闭合直角三角形线框的一边长为l,现将它匀速拉过宽度为d的匀强磁场(l>d).若以逆时针方向为电流的正方向,则图4-T-7的四个I-t图像中正确的是 ()图4-T-6图4-T-7❼(多选)在如图4-T-8甲所示的电路中,螺线管的线圈匝数n=1500匝,螺线管的横截面积S=20cm2,螺线管导线的电阻r=1.0Ω,定值电阻R1=4.0Ω,R2=5.0Ω,电容C=30μF.在一段时间内,穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按如图乙所示的规律变化.闭合开关S一段时间后,电路中电流稳定,此时 ()甲乙图4-T-8A.螺线管中产生的感应电动势为1VB.R1的电功率为7.11×10-2WC.电容器下极板带正电D.断开开关S,流经R2的电荷量为1.8×10-5C二、实验题(共10分)❽[2017·南昌二中高二月考]在研究“电磁感应现象”的实验中,所需的实验器材如图4-T-9所示.现已用导线连接了部分实验电路.图4-T-9(1)请把电路补充完整.(2)实验时,将线圈A插入线圈B中,合上开关瞬间,观察到电流计的指针发生偏转,这个现象揭示的规律是.(3)已知线圈A、B绕向相同,某同学想使线圈B中获得与线圈A中相反方向的电流,可行的实验操作是.A.抽出线圈AB.插入软铁棒C.使变阻器滑片P左移D.断开开关三、计算题(本题共2小题,共34分,解答应写出必要的文字说明、表达式和重要的演算步骤.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)❾(16分)如图4-T-10所示,间距L=0.40m的足够长的光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上,导轨的一端接有阻值R=2.0Ω的电阻.导轨所在空间存在方向竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B=0.40T.一根质量m=0.1kg的导体棒MN放在导轨上且与导轨接触良好,导轨和导体棒的电阻均可忽略不计.现用平行于导轨的拉力拉导体棒使其向右运动,当导体棒的速度v=0.50m/s时,闭合开关S,此时导体棒恰好匀速运动,在运动的过程中保持导体棒与导轨垂直.(1)求在闭合回路中产生的感应电流的大小.(2)求导体棒匀速运动时作用在导体棒上的拉力的大小及拉力的功率.(3)闭合开关后,当导体棒移动50cm时撤去拉力,求整个运动过程中电阻R上产生的热量.图4-T-10(18分)如图4-T-11甲所示,在光滑、绝缘的水平面上,虚线MN的右侧存在磁感应强度大小为B=2T、方向竖直向下的匀强磁场,MN的左侧有一个质量m=0.1kg、bc边的长度L1=0.2m、总电阻R=2Ω的矩形线圈abcd.t=0时,用恒定拉力F拉线圈,使其由静止开始向右做匀加速直线运动,经过1s,线圈的bc边到达磁场边界MN,此时立即将拉力F改为变力,又经过1s,线圈恰好完全进入磁场.整个运动的过程中,线圈中的感应电流I随时间t变化的图像如图乙所示.求:(1)线圈bc边刚进入磁场时的速度v0和线圈在第1s内运动的距离x;(2)线圈ab边的长度L2;(3)线圈ad边刚进入磁场时拉力的功率.图4-T-111.D[解析]产生感应电流的条件是穿过闭合回路的磁通量发生变化,选项D正确.2.D[解析]当飞机在南半球飞行时,由于地磁场的存在,且地磁场的竖直分量向上,由右手定则可判断出,在南半球,不论沿什么方向水平飞行,都是飞机的左方机翼电势低,右方机翼电势高,即总有φ2比φ1高,故D正确,A、B、C错误.3.A[解析]线圈以bc为轴转动时,穿过线圈的磁通量发生变化,所以有感应电流,故A正确;线圈以ab为轴转动时,穿过线圈的磁通量始终为0,即磁通量不变,无感应电流,故B错误;线圈垂直于纸面向内运动时,穿过线圈的磁通量始终为0,无感应电流,故C错误;线圈在纸面内向下运动时,穿过线圈的磁通量始终为0,无感应电流,故D错误.4.C[解析]当AB不动而CD向右滑动时,产生感应电动势,在整个回路中产生感应电流,其方向沿逆时针方向,A错误;当AB向左、CD向右滑动时,穿过回路的磁通量增加,产生感应电动势,有沿逆时针方向的感应电流,B错误;当AB、CD都向右滑动且速度相等时,穿过回路的磁通量不变,无感应电动势,无感应电流,C正确;当AB、CD都向右滑动且AB速度大时,穿过回路的磁通量减小,有沿顺时针方向的感应电流,D错误.5.D[解析]开关S原先闭合,电路处于稳定状态时,流过R1的电流方向向左,大小为I1,与R1并联的R2和线圈L支路的电流I2的方向也向左.当某一时刻开关S突然断开时,L中向左的电流I2要减小,因自感现象,线圈L产生自感电动势,在回路“L→R1→A→R2”中形成感应电流,通过R1的电流方向与原来相反,变为向右,并从I2开始逐渐减小到零,选项D正确.6.D[解析]线框向右运动的距离x在0~d范围内,穿过线框的磁通量不断增大,由楞次定律可知线框产生的感应电流沿逆时针方向,为正值,有效的切割长度L=x tanθ,线框做匀速运动,故x=vt,感应电流的大小I==,可知I ∝t;线框向右运动的距离x在d~l范围内,穿过线框的磁通量均匀增大,由楞次定律可知线框产生的感应电流沿逆时针方向,为正值,且感应电流大小不变;线框向右运动的距离x在l~l+d范围内,穿过线框的磁通量不断减小,由楞次定律可知线框产生的感应电流沿顺时针方向,为负值,有效的切割长度为L'=(x-d)tanθ,线框做匀速运动,故x=vt,感应电流的大小I1==-,故感应电流一开始不为0,之后均匀增大,D正确.7.CD[解析]根据法拉第电磁感应定律可知,螺线管中产生的感应电动势E=n=nS=1.2V,选项A错误;根据闭合电路的欧姆定律有I==0.12A,故R1的电功率P=I2R1=5.76×10-2W,选项B错误;由楞次定律可判断,电容器下极板带正电,选项C正确;开关S断开后,流经R2的电荷量即为S闭合时电容器极板上所带的电荷量,故Q=CU=CIR2=1.8×10-5C,选项D正确.8.(1)如图所示(2)闭合回路中磁通量发生变化时,产生感应电流(3)BC[解析](1)本实验中线圈A与电源相连,通过闭合、断开开关或调节滑动变阻器使穿过线圈B的磁通量发生变化,从而使线圈B产生电磁感应现象,故线圈B应与电流计相连,电路图如图所示.(2)电流计的指针发生偏转说明回路中有电流产生,产生的原因是闭合回路中磁通量发生了变化,故结论为:闭合回路中磁通量发生变化时,产生感应电流.(3)线圈B中的感应电流的方向与线圈A中的电流方向相反,则它们的磁场也一定相反,由楞次定律可知,线圈A产生的磁场应增强,故可以加入铁芯或使变阻器滑片P左移,选项B、C正确.9.(1)4.0×10-2A(2)6.4×10-3N3.2×10-3W(3)1.57×10-2J[解析](1)感应电动势E=BLv=8.0×10-2V感应电流I==4.0×10-2A.(2)导体棒匀速运动时,安培力与拉力平衡,设拉力为F,则有F=F安=BIL=6.4×10-3N拉力的功率P=Fv=3.2×10-3W.(3)导体棒移动50cm所需的时间t==1.0s撤去拉力前,电阻R上产生的热量Q1=I2Rt=3.2×10-3J撤去拉力后,电阻R上产生的热量Q2=mv2=1.25×10-2J整个运动的过程中,电阻R上产生的热量Q=Q1+Q2=1.57×10-2J.10.(1)0.5m/s0.25m(2)1m(3)0.33W[解析](1)线圈在磁场中运动时,感应电流I==,由图乙可知,电流随时间均匀增大,故线圈在磁场中做匀加速运动.t1=1s时,线圈的bc边刚进入磁场,感应电流I1=由图中可读出I1=0.1A联立解得v0=0.5m/s故线圈在第1s内的位移x=t1=0.25m.(2)t2=2s时,感应电流I2==0.3A解得线圈的速度v2=1.5m/s故线圈ab边的长度L2=·(t2-t1)=1m.=1m/s2(3)线圈在磁场中运动的加速度a=--线圈ad边刚进入磁场时,有F-BI2L1=ma解得拉力F=0.22N故拉力的功率P=Fv2=0.33W.。

第四章电磁感应单元质量评估(一)(90分钟100分)一、不定项选择题(本大题共10小题,每小题4分,共40分。

每小题至少一个选项正确)1.首先发现电流的磁效应和电磁感应现象的物理学家分别是( )A.安培和法拉第B.法拉第和楞次C.奥斯特和安培D.奥斯特和法拉第【解析】选D。

1820年,丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应;1831年,英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象,选项D正确。

2.一根直导线长0.1m,在磁感应强度为0.1T的匀强磁场中以10m/s的速度匀速运动,则导线中产生的感应电动势的说法错误的是( )A.一定为0.1VB.可能为零C.可能为0.01VD.最大值为0.1V【解析】选A。

当公式E=B l v中B、l、v互相垂直而导体切割磁感线运动时感应电动势最大,E m=B l v=0.1×0.1×10V=0.1V,考虑到它们三者的空间位置关系,B、C、D正确,A错。

3.(2017·金华高二检测)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【解析】选D。

当磁铁N极向下运动时,导致向下穿过线圈的磁通量变大,由楞次定律可得,感应磁场方向与原来磁场方向相反,再由安培定则可得感应电流方向沿线圈盘旋而下,由于线圈相当于电源,则流过R的电流方向是从b到a,对电容器充电下极板带正电,故选项D正确。

4.如图所示,两块竖直放置的金属板间距为d,用导线与一匝数为n的线圈连接。

线圈内部分布有方向水平向左的匀强磁场。

两板间有一个一定质量、电荷量为+q的油滴在与水平方向成30°角斜向右上方的恒力F的作用下恰好处于平衡状态,则线圈内磁场的变化情况和磁通量的变化率分别是( )A.磁场正在增强,=B.磁场正在减弱,=C.磁场正在减弱,=D.磁场正在增强,=【解析】选B。