電磁感應(yīng)單元測(cè)試題(含詳解答案

1、第十二章電磁感應(yīng)章末自測(cè)時(shí)間：90分鐘滿分：100分第卷選擇題一、選擇題(本題包括10小題，共40分，每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的有多個(gè)選項(xiàng)正確，全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，錯(cuò)選或不選的得0分)圖11如圖1所示，金屬桿ab、cd可以在光滑導(dǎo)軌PQ和RS上滑動(dòng)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，當(dāng)ab、cd分別以速度v1、v2滑動(dòng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)回路感生電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向，則v1和v2的大小、方向可能是()Av1v2，v1向右，v2向左Bv1v2，v1和v2都向左Cv1v2，v1和v2都向右 Dv1v2，v1和v2都向左解析：因回路abdc中產(chǎn)生逆時(shí)針方向的感生電流，由題意可知

2、回路abdc的面積應(yīng)增大，選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤，B正確答案：B圖22(2009年河北唐山高三摸底)如圖2所示，把一個(gè)閉合線圈放在蹄形磁鐵兩磁極之間(兩磁極間磁場(chǎng)可視為勻強(qiáng)磁場(chǎng))，蹄形磁鐵和閉合線圈都可以繞OO軸轉(zhuǎn)動(dòng)當(dāng)蹄形磁鐵勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈也開始轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)穩(wěn)定后，有()A線圈與蹄形磁鐵的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同B線圈與蹄形磁鐵的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反C線圈中產(chǎn)生交流電D線圈中產(chǎn)生為大小改變、方向不變的電流解析：本題考查法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定律等考點(diǎn)根據(jù)楞次定律的推廣含義可知A正確、B錯(cuò)誤；最終達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)磁鐵比線圈的轉(zhuǎn)速大，則磁鐵相對(duì)圖3線圈中心軸做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，所以產(chǎn)生的電流為交流電答案：AC3如圖3

3、所示，線圈M和線圈P繞在同一鐵芯上設(shè)兩個(gè)線圈中的電流方向與圖中所標(biāo)的電流方向相同時(shí)為正當(dāng)M中通入下列哪種電流時(shí)，在線圈P中能產(chǎn)生正方向的恒定感應(yīng)電流()解析：據(jù)楞次定律，P中產(chǎn)生正方向的恒定感應(yīng)電流說明M中通入的電流是均勻變化的，且方向?yàn)檎较驎r(shí)應(yīng)均勻減弱，故D正確答案：D圖44(2008年重慶卷)如圖4所示，粗糙水平桌面上有一質(zhì)量為m的銅質(zhì)矩形線圈，當(dāng)一豎直放置的條形磁鐵從線圈中線AB正上方等高快速經(jīng)過時(shí)，若線圈始終不動(dòng)，則關(guān)于線圈受到的支持力N及在水平方向運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的正確判斷是()AN先小于mg后大于mg，運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向左BN先大于mg后小于mg，運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向左CN先小于mg后大于mg，運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向

4、右DN先大于mg后小于mg，運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向右解析：由題意可判斷出在條形磁鐵等高快速經(jīng)過線圈時(shí)，穿過線圈的磁通量是先增加后減小，根據(jù)楞次定律可判斷：在線圈中磁通量增大的過程中，線圈受指向右下方的安培力，在線圈中磁通量減小的過程中，線圈受指向右上方的安培力，故線圈受到的支持力先大于mg后小于mg，而運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)總向右，D正確答案：D5如圖5(a)所示，圓形線圈P靜止在水平桌面上，其正上方懸掛一相同線圈Q，P和Q共軸，Q中通有變化電流，電流隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖(b)所示，P所受的重力為G，桌面對(duì)P的支持力為FN，則()圖5At1時(shí)刻FNGBt2時(shí)刻FNGCt3時(shí)刻FNG；t2時(shí)刻Q中電流穩(wěn)定，P中磁通量不變

5、，沒有感應(yīng)電流，F(xiàn)NG；t3時(shí)刻Q中電流為零，P中產(chǎn)生與Q在t3時(shí)刻前方向相同的感應(yīng)電流，而Q中沒有電流，所以無相互作用，F(xiàn)NG；t4時(shí)刻，P中沒有感應(yīng)電流，F(xiàn)NG.答案：AD6用相同導(dǎo)線繞制的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)或2L的四個(gè)閉合導(dǎo)體線框，以相同的速度勻速進(jìn)入右側(cè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖6所示在每個(gè)線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中，M、N兩點(diǎn)間的電壓分別為Ua、Ub、Uc和Ud.下列判斷正確的是()圖6AUaUbUcUd BUaUbUdUcCUaUbUdUc DUbUaUdUc解析：線框進(jìn)入磁場(chǎng)后切割磁感線，a、b產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是c、d電動(dòng)勢(shì)的一半而不同的線框的電阻不同設(shè)a線框電阻為4r，b、c、d線框的電阻分別為6r、8r

6、、6r.則UaBLv，UbBLv，UcB2Lv，UdB2Lv.所以B正確答案：B圖77(2009年安徽皖南八校聯(lián)考)如圖7所示，用一塊金屬板折成橫截面為“”形的金屬槽放置在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并以速度v1向右勻速運(yùn)動(dòng)，從槽口右側(cè)射入的帶電微粒的速度是v2，如果微粒進(jìn)入槽后恰能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則微粒做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r和周期T分別為()A.， B.，C.， D.，解析：金屬板折成“”形的金屬槽放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并以速度v1向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，左板將切割磁感線，上、下兩板間產(chǎn)生電勢(shì)差，由右手定則可知上板為正，下板為負(fù)，EBv1，微粒做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則重力等于電場(chǎng)力，方向相反

7、，故有m，向心力由洛倫茲力提供，所以qv2Bm，得r，周期T，故B項(xiàng)正確答案：B8超導(dǎo)磁懸浮列車是利用超導(dǎo)體的抗磁作用使列車車體向上浮起，同時(shí)通過周期性地變換磁極方向而獲得推進(jìn)動(dòng)力的新型交通工具其推進(jìn)原理可以簡(jiǎn)化為如圖8所示的模型：在水平面上相距L的兩根平行直導(dǎo)軌間，有豎直方向等距離分布的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1和B2，且B1B2B，每個(gè)磁場(chǎng)的寬度都是l，相間排列，所有這些磁場(chǎng)都以相同的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)，這時(shí)跨在兩導(dǎo)軌間的長(zhǎng)為L(zhǎng)、寬為l的金屬框abcd(懸浮在導(dǎo)軌上方)在磁場(chǎng)力作用下也將會(huì)向右運(yùn)動(dòng)設(shè)金屬框的總電阻為R，運(yùn)動(dòng)中所受到的阻力恒為Ff，金屬框的最大速度為vm，則磁場(chǎng)向右勻速運(yùn)動(dòng)的速度v可表示為(

8、)圖8Av(B2L2vmFfR)/B2L2Bv(4B2L2vmFfR)/4B2L2Cv(4B2L2vmFfR)/4B2L2Dv(2B2L2vmFfR)/2B2L2解析：導(dǎo)體棒ad和bc各以相對(duì)磁場(chǎng)的速度(vvm)切割磁感線運(yùn)動(dòng)由右手定則可知回路中產(chǎn)生的電流方向?yàn)閍bcda，回路中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為E2BL(vvm)，回路中電流為I2BL(vvm)/R，由于左右兩邊ad和bc均受到安培力，則合安培力為F合2BLI4B2L2(vvm)/R，依題意金屬框達(dá)到最大速度時(shí)受到的阻力與安培力平衡，則FfF合，解得磁場(chǎng)向右勻速運(yùn)動(dòng)的速度v(4B2L2vmFfR)/4B2L2，B對(duì)答案：B9矩形導(dǎo)線框abcd放在

9、勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感線方向與線圈平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的圖象如圖9所示，t0時(shí)刻，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向里在04 s時(shí)間內(nèi)，線框中的感應(yīng)電流(規(guī)定順時(shí)針方向?yàn)檎较?、ab邊所受安培力(規(guī)定向上為正方向)隨時(shí)間變化的圖象分別為下圖中的()圖9解析：在01 s內(nèi)，穿過線框中的磁通量為向里的減少，由楞次定律，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)垂直紙面向里由安培定則，線框中感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針方向. 由法拉第電磁感應(yīng)定律，E=n，E一定，由I=，故I一定，由左手定則，ab邊受的安培力向上由于磁場(chǎng)變?nèi)酰拾才嗔ψ冃⊥砜膳谐鲈?2 s內(nèi)，線框中感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針方向，ab邊受的安培力為向下的變強(qiáng).23 s

10、內(nèi)，線框中感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向，ab邊受的安培力為向上的變?nèi)?，因此選項(xiàng)AD對(duì)答案：AD10如圖10甲所示，用裸導(dǎo)體做成U形框架abcd，ad與bc相距L0.2 m，其平面與水平面成30角質(zhì)量為m1 kg的導(dǎo)體棒PQ與ad、bc接觸良好，回路的總電阻為R1 .整個(gè)裝置放在垂直于框架平面的變化磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化情況如圖乙所示(設(shè)圖甲中B的方向?yàn)檎较?t0時(shí)，B010 T，導(dǎo)體棒PQ與cd的距離x00.5 m若PQ始終靜止，關(guān)于PQ與框架間的摩擦力大小在0t10.2 s時(shí)間內(nèi)的變化情況，下面判斷正確的是()圖10A一直增大 B一直減小C先減小后增大 D先增大后減小解析：

11、由圖乙，50 T/s，t0時(shí)，回路所圍面積SLx00.1 m2，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E5 V，I5 A，安培力FB0IL10 N，方向沿斜面向上而下滑力mgsin305 N，小于安培力，故剛開始摩擦力沿斜面向下隨著安培力減小，沿斜面向下的摩擦力也減小，當(dāng)安培力等于mgsin30時(shí)，摩擦力為零安培力再減小，摩擦力變?yōu)檠匦泵嫦蛏锨以龃?，故選項(xiàng)C對(duì)答案：C第卷非選擇題二、填空與實(shí)驗(yàn)題(本題包括2小題，共12分把答案填在相應(yīng)的橫線上或按題目要求作答)圖1111如圖11所示，有一彎成角的光滑金屬導(dǎo)軌POQ，水平放置在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直有一金屬棒MN與導(dǎo)軌的OQ邊垂直放置，金屬

12、棒從O點(diǎn)開始以加速度a向右運(yùn)動(dòng)，求t秒末時(shí)，棒與導(dǎo)軌所構(gòu)成的回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是_解析：該題求的是t秒末感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值，可利用公式EBlv求解開始運(yùn)動(dòng)t秒末時(shí)，金屬棒切割磁感線的有效長(zhǎng)度為L(zhǎng)tanat2tan.根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，這時(shí)金屬棒切割磁感線的速度為vat.由題知B、L、v三者互相垂直，有EBLvBa2t3tan，即金屬棒運(yùn)動(dòng)t秒末時(shí)，棒與導(dǎo)軌所構(gòu)成的回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是EBa2t3tan.答案：Ba2t3tan圖1212如圖12所示，有一閉合的矩形導(dǎo)體框，框上M、N兩點(diǎn)間連有一電壓表，整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，且框面與磁場(chǎng)方向垂直當(dāng)整個(gè)裝置以速度v向右勻速平動(dòng)時(shí)，M、N

13、之間有無電勢(shì)差？_(填“有”或“無”)，電壓表的示數(shù)為_解析：當(dāng)矩形導(dǎo)線框向右平動(dòng)切割磁感線時(shí)，AB、CD、MN均產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，其大小均為BLv，根據(jù)右手定則可知，方向均向上由于三個(gè)邊切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小相等，方向相同，相當(dāng)于三個(gè)相同的電源并聯(lián)，回路中沒有電流，而電壓表是由電流表改裝而成的，當(dāng)電壓表中有電流通過時(shí)，其指針才會(huì)偏轉(zhuǎn)既然電壓表中沒有電流通過，其示數(shù)應(yīng)為零也就是說，M、N之間雖有電勢(shì)差BLv，但電壓表示數(shù)為零答案：有0三、計(jì)算題(本題包括4小題，共48分解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，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)圖131

14、3如圖13所示是一種測(cè)量通電線圈中磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的裝置，把一個(gè)很小的測(cè)量線圈A放在待測(cè)處，線圈與測(cè)量電荷量的沖擊電流計(jì)G串聯(lián)，當(dāng)用雙刀雙擲開關(guān)S使螺線管的電流反向時(shí)，測(cè)量線圈中就產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，從而引起電荷的遷移，由表G測(cè)出電荷量Q，就可以算出線圈所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B.已知測(cè)量線圈的匝數(shù)為N，直徑為d，它和表G串聯(lián)電路的總電阻為R，則被測(cè)出的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為多大？解析：當(dāng)雙刀雙擲開關(guān)S使螺線管的電流反向時(shí)，測(cè)量線圈中就產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得：ENN由歐姆定律和電流的定義得：I，即Qt聯(lián)立可解得：B.答案：圖1414如圖14所示，線圈內(nèi)有理想邊界的磁場(chǎng)，開始時(shí)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)

15、度為B0.當(dāng)磁場(chǎng)均勻增加時(shí)，有一帶電微粒靜止于平行板(兩板水平放置)電容器中間，若線圈的匝數(shù)為n，平行板電容器的板間距離為d，粒子的質(zhì)量為m，帶電荷量為q.(設(shè)線圈的面積為S)求：(1)開始時(shí)穿過線圈平面的磁通量的大小(2)處于平行板電容器間的粒子的帶電性質(zhì)(3)磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率解析：(1)B0S.(2)由楞次定律，可判出上板帶正電，故推出粒子應(yīng)帶負(fù)電(3)En，BS，qmg，聯(lián)立解得：.答案：(1)B0S(2)負(fù)電(3)15用密度為d、電阻率為、橫截面積為A的薄金屬條制成邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的閉合正方形框abba.如圖15所示，金屬方框水平放在磁極的狹縫間，方框平面與磁場(chǎng)方向平行圖15設(shè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)僅存在于相對(duì)磁極之間，其他地方的磁場(chǎng)忽略不計(jì)可認(rèn)為方框的aa邊和bb邊都處在磁極間，極間磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.方框從靜止開始釋放，其平面在下落過程中保持水平(不計(jì)空氣阻力)(1)求方框下落的最大速度vm(設(shè)磁場(chǎng)區(qū)域在豎直方向足夠長(zhǎng))；(2)當(dāng)方框下落的加速度為時(shí)，求方框的發(fā)熱功率P；(3)已知方框下落時(shí)間為t時(shí)，下落高度為h，其速度為vt(vtvm)若在同一時(shí)間t內(nèi)，方框內(nèi)產(chǎn)生的熱與一恒定電流I0在該框內(nèi)產(chǎn)生的熱相同，求恒定