電磁感應(yīng)章末1.doc

電磁感應(yīng)章末1一、選擇題(本題共12小題，每小題5分，共60分在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確，全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分)1(2011年惠陽(yáng)高二檢測(cè))關(guān)于磁通量的概念，以下說法中正確的是() A磁感應(yīng)強(qiáng)度越大，穿過閉合回路的磁通量也越大B磁感應(yīng)強(qiáng)度越大，線圈面積越大，則磁通量也越大C穿過線圈的磁通量為零，但磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定為零D磁通量發(fā)生變化，一定是磁場(chǎng)發(fā)生變化引起的解析：選C.穿過閉合回路的磁通量大小取決于磁感應(yīng)強(qiáng)度、回路所圍面積以及兩者夾角三個(gè)因素，所以只了解其中一個(gè)或兩個(gè)因素?zé)o法確定磁通量的變化情況，A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；同樣由磁通量的特點(diǎn)，也無法判斷其中一個(gè)因素的情況，C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤圖192如圖19所示，若套在條形磁鐵上的彈性金屬導(dǎo)線圈突然縮小為線圈，則關(guān)于線圈的感應(yīng)電流及其方向(從上往下看)是()A有順時(shí)針方向的感應(yīng)電流B有逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流C先逆時(shí)針后順時(shí)針方向的感應(yīng)電流D無感應(yīng)電流解析：選A.穿過線圈的磁通量包括磁體內(nèi)和磁體外的一部分，合磁通量是向上的當(dāng)線圈突然縮小時(shí)合磁通量增加，原因是磁體外向下穿過線圈的磁通量減少故由楞次定律判斷，感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針方向(從上往下看)3(2010年高考廣東卷)如圖110所示，平行導(dǎo)軌間有一矩形的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，細(xì)金屬棒PQ沿導(dǎo)軌從MN處勻速運(yùn)動(dòng)到MN的過程中，棒上感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E隨時(shí)間t變化的圖示，可能正確的是()圖110圖111解析：選A.由EBLv可以直接判斷選項(xiàng)A正確4穿過某線圈的磁通量隨時(shí)間變化的關(guān)系，如圖112所示，在下列幾段時(shí)間內(nèi)，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小的是()圖112A02 sB2 s4 sC4 s5 s D5 s10 s解析：選D.圖像斜率越小，表明磁通量的變化率越小，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也就越小5家用日光燈電路如圖113所示，S為啟動(dòng)器，A為燈管，L為鎮(zhèn)流器，關(guān)于日光燈的工作原理下列說法正確的是()圖113A鎮(zhèn)流器的作用是將交流變?yōu)橹绷鰾在日光燈的啟動(dòng)階段，鎮(zhèn)流器能提供一個(gè)瞬時(shí)高壓，使燈管開始工作C日光燈正常發(fā)光時(shí)，啟動(dòng)器中的兩個(gè)觸片是接觸的D日光燈發(fā)出柔和的白光是由汞原子受到激發(fā)后直接輻射的解析：選B.鎮(zhèn)流器是一個(gè)自感系數(shù)很大的線圈，當(dāng)流經(jīng)線圈的電流發(fā)生變化時(shí)能產(chǎn)生很大的自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的變化，在日光燈啟動(dòng)時(shí)，鎮(zhèn)流器提供一個(gè)瞬時(shí)高壓使其工作；在日光燈正常工作時(shí)，自感電動(dòng)勢(shì)方向與原電壓相反，鎮(zhèn)流器起著降壓限流的作用，此時(shí)啟動(dòng)器的兩個(gè)觸片是分離的，當(dāng)燈管內(nèi)的汞蒸氣被激發(fā)時(shí)能產(chǎn)生紫外線，涂在燈管內(nèi)壁的熒光物質(zhì)在紫外線的照射下發(fā)出可見光6(2011年德州高二檢測(cè))如圖114所示，兩個(gè)大小相等互相絕緣的導(dǎo)體環(huán)，B環(huán)與A環(huán)有部分面積重疊，當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)()圖114AB環(huán)內(nèi)有順時(shí)針方向的感應(yīng)電流BB環(huán)內(nèi)有逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流CB環(huán)內(nèi)沒有感應(yīng)電流D條件不足，無法判定解析：選A.由安培定則可知穿過環(huán)B的磁通量向里，當(dāng)S斷開時(shí)，磁通量減少，由楞次定律可知B中產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流，A對(duì)7如圖115所示，用絲線懸掛一個(gè)金屬環(huán)，金屬環(huán)套在一個(gè)通電螺線管上，并處于螺線管正中央位置如通入螺線管中的電流突然增大，則()圖115A圓環(huán)會(huì)受到沿半徑向外拉伸的力B圓環(huán)會(huì)受到沿半徑向里擠壓的力C圓環(huán)會(huì)受到向右的力D圓環(huán)會(huì)受到向左的力解析：選A.無論通入螺線管的電流是從a流向b還是從b流向a，電流強(qiáng)度增大時(shí)，穿過金屬環(huán)的磁通量必增加由于穿過金屬環(huán)的磁通量由螺線管內(nèi)、外兩部分方向相反的磁通量共同決定，等效原磁場(chǎng)方向由管內(nèi)磁場(chǎng)方向決定根據(jù)楞次定律，環(huán)內(nèi)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化，即要阻礙穿過環(huán)的磁通量的增加，因此有使環(huán)擴(kuò)張的趨勢(shì)，從而使環(huán)受到沿半徑向外拉伸的力答案為A.8(2011年龍巖模擬)如圖116所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一質(zhì)量為m、阻值為R的閉合矩形金屬線框abcd用絕緣輕質(zhì)細(xì)桿懸掛在O點(diǎn)，并可繞O點(diǎn)擺動(dòng)金屬線框從右側(cè)某一位置靜止開始釋放，在擺動(dòng)到左側(cè)最高點(diǎn)的過程中，細(xì)桿和金屬線框平面始終處于同一平面，且垂直紙面則線框中感應(yīng)電流的方向是()圖116AabcdaBdcbadC先是dcbad，后是abcdaD先是abcda，后是dcbad解析：選B.由楞次定律，一開始磁通量減小，后來磁通量增大，由“增反”“減同”可知電流方向是dcbad.9.圖117如圖117所示是測(cè)定自感系數(shù)很大的線圈L直流電阻的電路，L兩端并聯(lián)一電壓表，用來測(cè)量自感線圈的直流電壓在測(cè)量完畢后，將電路拆除時(shí)應(yīng)()A先斷開S2B先斷開S1C先拆除電流表D先拆除電阻R解析：選B.只有先斷開S1，才能切斷線圈L和電壓表所組成的自感回路，防止由于自感電流太大而把電壓表燒壞10(2011年大慶一中高二檢測(cè))如圖118所示，將邊長(zhǎng)為l的正方形閉合線圈以不同速度v1、v2向右勻速拉出磁場(chǎng)時(shí)(v1W1B拉力的功率P2P1C流過線框的電荷量Q2Q1D線框中的感應(yīng)電流I2I1解析：選C.F拉F安BIlBl，W拉F拉l，v1W1，選項(xiàng)A正確P拉F拉v，P2P1，選項(xiàng)B正確流過線框的電荷量Q，Q1Q2，選項(xiàng)C錯(cuò)誤電流I，I2I1，選項(xiàng)D正確11如圖119所示，在空間中存在兩個(gè)相鄰的、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相反的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其寬度均為L(zhǎng).現(xiàn)將寬度也為L(zhǎng)的矩形閉合線圈，從圖示位置垂直于磁場(chǎng)方向勻速經(jīng)過磁場(chǎng)區(qū)域，則在該過程中，能正確反映線圈中所產(chǎn)生的感應(yīng)電流或其所受的安培力隨時(shí)間變化的圖像是()圖119圖120解析：選D.由楞次定律可知，當(dāng)正方形導(dǎo)線框進(jìn)入磁場(chǎng)和出磁場(chǎng)時(shí)，磁場(chǎng)力總是阻礙物體的運(yùn)動(dòng)，方向始終向左，所以外力F始終水平向右，因安培力的大小不同，故選項(xiàng)D是正確的，選項(xiàng)C是錯(cuò)誤的當(dāng)矩形導(dǎo)線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，由法拉第電磁感應(yīng)定律判斷，感應(yīng)電流的大小在中間時(shí)是最大的，所以選項(xiàng)A、B是錯(cuò)誤的12(2011年泉州高二檢測(cè))如圖121所示，固定放置在同一水平面內(nèi)的兩根平行長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌的間距為d，其右端接有阻值為R的電阻，整個(gè)裝置處在豎直向上磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中一質(zhì)量為m(質(zhì)量分布均勻)的導(dǎo)體桿ab垂直于導(dǎo)軌放置，且與兩導(dǎo)軌保持良好接觸，桿與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為.現(xiàn)桿在水平向左、垂直于桿的恒力F作用下從靜止開始沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)距離l時(shí)，速度恰好達(dá)到最大(運(yùn)動(dòng)過程中桿始終與導(dǎo)軌保持垂直)設(shè)桿接入電路的電阻為r，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，重力加速度大小為g，則此過程()圖121A桿的速度最大值為B流過電阻R的電量為C恒力F做的功與摩擦力做的功之和等于桿動(dòng)能的變化量D恒力F做的功與安培力做的功之和大于桿動(dòng)能的變化量解析：選D.當(dāng)桿的速度達(dá)到最大時(shí)，安培力F安，桿受力平衡，故FmgF安0，所以v，選項(xiàng)A錯(cuò)；流過電阻R的電量為qIt，選項(xiàng)B錯(cuò)；根據(jù)動(dòng)能定理，恒力F、安培力、摩擦力做功的代數(shù)和等于桿動(dòng)能的變化量，由于摩擦力做負(fù)功，所以恒力F、安培力做功的代數(shù)和大于桿動(dòng)能的變化量，選項(xiàng)C錯(cuò)D對(duì)二、計(jì)算題(本題共4小題，共40分解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)13(8分)如圖122所示，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形金屬框，質(zhì)量為m，電阻為R，用細(xì)線把它懸掛于一個(gè)有界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)邊緣，金屬框的上半部處于磁場(chǎng)內(nèi)，下半部處于磁場(chǎng)外磁場(chǎng)隨時(shí)間變化規(guī)律為Bkt(k0)，已知細(xì)線所能承受的最大拉力為2mg，求從t0開始，經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間細(xì)線會(huì)被拉斷？圖122解析：由題意知k根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律知ESk當(dāng)細(xì)線剛要斷時(shí)：mgF安BIL.I，Bkt，聯(lián)立以上各式解得：t.答案：圖12314(10分)如圖123所示，電阻不計(jì)的光滑U形導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌間距d0.5 m，導(dǎo)軌一端接有R4.0 的電阻有一質(zhì)量m0.1 kg、電阻r1.0 的金屬棒ab與導(dǎo)軌垂直放置整個(gè)裝置處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.2 T現(xiàn)用水平力垂直拉動(dòng)金屬棒ab，使它以v10 m/s的速度向右做勻速運(yùn)動(dòng)設(shè)導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)(1)求金屬棒ab兩端的電壓；(2)若某時(shí)該撤去外力，從撤去外力到金屬棒停止運(yùn)動(dòng)，求電阻R產(chǎn)生的熱量解析：(1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，EBdv根據(jù)歐姆定律，I，UIR由以上各式可得U0.8 V.(2)由能量守恒得，電路中產(chǎn)生的熱量Qmv2，因?yàn)榇?lián)電路電流處處相等，所以，代入數(shù)據(jù)求出QR4.0 J.答案：(1)0.8 V(2)4.0 J15(10分)(2010年高考江蘇卷)如圖124所示，兩足夠長(zhǎng)的光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置，相距為L(zhǎng)，一理想電流表與兩導(dǎo)軌相連，勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌平面垂直一質(zhì)量為m、有效電阻為R的導(dǎo)體棒在距磁場(chǎng)上邊界h處?kù)o止釋放導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場(chǎng)后，流經(jīng)電流表的電流逐漸減小，最終穩(wěn)定為I.整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好，且始終保持水平，不計(jì)導(dǎo)軌的電阻求：圖124(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B；(2)電流穩(wěn)定后，導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)速度的大小v；(3)流經(jīng)電流表電流的最大值Im.解析：(1)電流穩(wěn)定后，導(dǎo)體棒做勻速運(yùn)動(dòng)，則有BILmg解得B.(2)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EBLv感應(yīng)電流I由式解得v.(3)由題意知，導(dǎo)體棒剛進(jìn)入磁場(chǎng) 時(shí)的速度最大，設(shè)為vm由機(jī)械能守恒定律得mvmgh感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值EmBLvm，感應(yīng)電流的最大值Im解得Im.答案：(1)(2)(3)16(12分)如圖125甲所示，在水平面上固定有長(zhǎng)為L(zhǎng)2 m、寬為d1 m的金屬“U”型導(dǎo)軌，在“U”型導(dǎo)軌右側(cè)l0.5 m范圍內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律如圖乙所示在t0時(shí)刻，質(zhì)量為m0.1 kg的導(dǎo)體棒以v01 m/s的初速度從導(dǎo)軌的左端開始向右運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1，導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒單位長(zhǎng)度的電阻均為0.1 /m，不計(jì)導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的接觸電阻及地球磁場(chǎng)的影響(取g10 m/s2)圖125(1)通過計(jì)算分析4 s內(nèi)導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)情況；(2)計(jì)算4 s內(nèi)回路中電流的大小，并判斷電流方向；(3)計(jì)算4 s內(nèi)回路產(chǎn)生的焦耳熱解析：(1)導(dǎo)體棒先在無磁場(chǎng)區(qū)域做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，有mgma，v1v0at，xv0tat