電磁感應習題帶答案

1、電磁感反 一、選擇題（本題共10小題，每小題4分，在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要 求的，全部選對的得 4分，選對但不全的得 2分，有選錯的得0分）1. （2016屆鄭州聯(lián)考）在電磁學發(fā)展過程中，許多科學家做出了貢獻.下列說法正確的是 （）A.安培發(fā)現(xiàn)了電流磁效應；法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象B.麥克斯韋預言了電磁波；楞次用實驗證實了電磁波的存在C.庫侖提出了電場線；密立根通過油滴實驗測定了元電荷的數(shù)值D.感應電流遵從楞次定律所描述的方向，這是能量守恒定律的必然結果解析：奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流磁效應，法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象，A選項錯誤；麥克斯韋預言了電磁波，赫茲用實驗證實了電磁波的存在，B選

2、項錯誤；法拉第提出了電場線，C選項錯誤；楞次定律是能量守恒定律在電磁感應現(xiàn)象中的具體體現(xiàn)，D選項正確.答案：D2. （2016屆浦東新區(qū)一模）如圖所示，一根條形磁鐵自左向右穿過一個閉合線圈，則流過靈敏 電流計的感應電流方向是（）A.先向左，再向右C.始終向右B.先向右，再向左D.始終向左Ir。解析：條形磁鐵從左向右進入螺線管的過程中，閉合線圈向左的磁通量增加，根據(jù)楞次定律 可知，感應電流的磁場向右，根據(jù)安培定則可知，感應電流從右向左通過電流計.磁鐵從左 向右離開螺線管的過程中，閉合線圈向左的磁通量減少，根據(jù)楞次定律可知，感應電流的磁 場向左，根據(jù)安培定則可知，感應電流從左向右通過電流計，A選項

3、正確.答案：A3. （2016屆溫州十校聯(lián)考）等腰直角三角形 OPQ區(qū)域內(nèi)存在勻強磁場.另有一等腰直角三角 形導線框ABC以恒定的速度沿如圖所示方向穿過磁場.關于線框中的感應電流，以下說法 中正確的是（）A.開始進入磁場時感應電流沿順時針方向B .開始進入磁場時感應電流一定最大C.開始穿出磁場時感應電流一定最大D.開始穿出磁場時感應電流一定最小解析：導線框開始進入磁場時，根據(jù)楞次定律可知，閉合回路向下的磁通量增加，感應電流方向沿逆時針方向，A選項錯誤；根據(jù)導體切割磁感線可知， E=BLv,導線框剛進入磁場時 有效切割長度最大，產(chǎn)生的感應電動勢最大，感應電流最大，B選項正確；由于不知道兩個三角形

4、邊長關系，故無法判斷開始穿出磁場時有效切割長度的變化情況，C、D選項錯誤.答案：B4. （2016屆南京模擬）有7個完全相同的金屬框，表面涂有絕緣層.如圖所示，A是一個框，B是兩個框并列捆在一起，C是兩個框上下疊放捆在一起， D是兩個框前后疊放捆在一起.將他們同時從同一高度由靜止釋放，穿過水平向里的勻強磁場，最后落到水平地面.關于金屬框的運動，以下說法正確的是 （）口 B日口A BCDxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxxA. D最先落地B. C最后落地C. A、B、D同時落地D. B最后落地解析：

5、設每一個金屬框的質(zhì)量為 m,邊長為L,電阻值為R,剛剛進入磁場時的速度為 v, A 圖中，感應電動勢為 E = BLv,感應電流為1 =，安培力為 F=BIL=，根據(jù)牛頓第二定律得， aA=g;同理，B圖中，安培力為 2F=, aB=g; C圖中，安培力為是 F= , aC= =g; D圖中，安培力為2F=, aD=g; A、B、D三個金屬框在進入磁場的過程中的加 速度相等，運動的情況是完全相同的，同時落地，C選項正確.八 B/X10 2T0102030 X 102s答案：C5.（多選）（2016屆廣東省陽江市高三期中）矩形線圈abcd,長ab= 20 cm寬bc=10 cm,匝數(shù)n = 20

6、0匝，線圈回路總電阻 R=5 Q,整個線圈平面內(nèi)均有垂直于線圈平面的勻強磁場穿過.若勻強磁場的磁感應強度 B隨時間t的變化規(guī)律如圖所示，則（）A.線圈回路中感應電動勢隨時間均勻變化B.線圈回路中產(chǎn)生的感應電流為 0.4 AC.當t=0.3 s時，線圈的ab邊所受的安培力大小為 0.016 ND.在1 min內(nèi)線圈回路產(chǎn)生的焦耳熱為 48 J解析：根據(jù)法拉第電磁感應定律可知，E=n = nS=2 V,感應電動勢恒定不變， A選項錯誤；根據(jù)歐姆定律得，I = =0.4 A, B選項正確；分析圖象可知，t=0.3 s時，磁感應強度 B = 0.2 T,安培力為F = nBIL=3.2 N, C選項錯

7、誤；1 min內(nèi)線圈回路產(chǎn)生的焦耳熱為 Q=I2Rt=48 J, D選項正確.答案：BDR6.（多選）（2016屆贛南州三校聯(lián)考）如圖所示，豎直光滑導軌上端接入一定值電阻R, C1和C2是半徑都為a的兩圓形磁場區(qū)域，其區(qū)域內(nèi)的磁場方向都垂直于導軌平面向外，區(qū)域 C1中磁場 的磁感強度隨時間按 B1 = b+kt（k>0）變化，C2中磁場的磁感強度恒為 B2, 一質(zhì)量為m、電 阻為r、長度為L的金屬桿AB穿過區(qū)域C2的圓心C2垂直地跨放在兩導軌上，且與導軌接 觸良好，并恰能保持靜止.則（）A.通過金屬桿的電流大小為B.通過金屬桿的電流方向為從B到AC.定值電阻的阻值為 R=-rD.整個電路

8、中產(chǎn)生的熱功率 P=解析：金屬桿處于平衡狀態(tài)，mg=B2I 2a,解得I = , A選項錯誤；安培力豎直向上，根據(jù)左手定則可知，電流方向從 B到A, B選項正確；根據(jù)法拉第電磁感應定律得，E= 通2=k2,根據(jù)閉合電路歐姆定律得，R=r, C選項正確；整個電路中產(chǎn)生的熱功率P=IE = ,D選項正確.答案：BCD7. (2016屆河北五個一聯(lián)盟”質(zhì)檢)如圖，閉合銅環(huán)由高處從靜止開始下落，穿過一根豎直懸掛的條形磁鐵，銅環(huán)的中心軸線與條形磁鐵的中軸線始終保持重合.若取磁鐵中心O為坐標原點，建立豎直向下為正方向的x軸，則下圖中最能正確反映環(huán)中感應電流i隨環(huán)心位置坐標x變化的關系圖象是()ABCD解析

9、：閉合銅環(huán)穿過磁鐵的過程中，環(huán)中磁通量變化不均勻，產(chǎn)生的感應電流不是線性變化， A選項錯誤；銅環(huán)在下落過程中，下落到磁鐵頂端的速度小于底端的速度，故銅環(huán)下落到磁 鐵頂端產(chǎn)生的感應電流小于底端的感應電流，C選項錯誤；根據(jù)楞次定律可知，圓環(huán)靠近磁體的過程中向上的磁通量最大，而離開磁體的過程中向上的磁通量減小，磁通量的變化相反， 感應電流的方向相反，D選項錯誤，B選項正確.答案：B8.（多選）（2016屆長寧區(qū)一模）如圖所示，有五根完全相同的金屬桿，其中四根連在一起構成正 方形閉合框架，固定在絕緣水平桌面上，另一根金屬桿ab擱在其上且始終接觸良好.勻強磁場垂直穿過桌面，不計 ab桿與框架的摩擦，當a

10、b桿在外力F作用下勻速沿框架從最左端向 最右端運動過程中（）A,外力F先減小后增大B,桌面對框架的水平作用力保持不變C. ab桿的發(fā)熱功率先減小后增大D.正方形框架的發(fā)熱功率總是小于ab桿的發(fā)熱功率解析：ab桿勻速切割磁感線，產(chǎn)生恒定的感應電動勢，閉合框架的左右部分并聯(lián)，當 ab桿 運動到中央位置時，外電阻最大，根據(jù)歐姆定律可知，此時感應電流最小，故感應電流先減 小再增大，外力和安培力平衡，故外力先減小再增大，A選項正確；電流流過框架，框架受到安培力作用，水平作用力和安培力平衡，安培力先減小再增大，故水平作用力先減小再增 大，B選項錯誤；ab桿的發(fā)熱功率Pr= I2r,先減小后增大，C選項正確

11、；當ab在框架的中 央時，內(nèi)、外電阻相等，正方形框架的發(fā)熱功率等于ab桿的發(fā)熱功率，D選項錯誤.答案：ACX X X9. （2016屆河北聯(lián)考）如圖所示，在平面直角坐標系的第一象限分布著非勻強磁場，磁場方向 垂直紙面向里，沿 y軸方向磁場分布是不變的，沿 x軸方向磁感應強度與 x滿足關系B = kx, 其中k是一恒定的正數(shù)，正方形線框 ADCB邊長為a, A處有一極小開口 AE ,由粗細均勻的 同種規(guī)格導線制成，整個線框放在磁場中，且AD邊與y軸平行，AD邊與y軸距離為a,線框AE兩點與一電源相連，穩(wěn)定時流入線框的電流為I,關于線框受到的安培力情況，下列說法正確的是（）A.整個線框受到的合力方

12、向與 BD連線垂直B.整個線框沿y軸方向所受合力為0C.整個線框在x軸方向所受合力為ka2I,沿x軸正向D.整個線框在x軸方向所受合力為ka2I,沿x軸正向LB解析：分析題意可知，AD邊所在位置的磁感應強度 B1=ka, AD邊受到的安培力大小為 FAD = B1IL = ka2I,根據(jù)左手定則知，方向沿 x軸負方向；BC邊所在位置的磁感應強度 B2 = 2ka, BC邊受到的安培力大小為 FBC = B2IL =2ka2I,根據(jù)左手定則知，方向沿 x軸正方向; 沿y軸方向磁場分布是不變的，故 AB和CD邊受到的安培力等大反向，相互抵消，整個線 框受到的合力為FBC-FAD =ka2I,方向沿

13、x軸正方向，B選項正確.答案：B10. （2016屆本溪市二模）如圖所示，燈泡 A、B與固定電阻的阻值均為 R, L是帶鐵芯的理想 線圈，電源的內(nèi)阻不計.開關 S1、S2均閉合且電路達到穩(wěn)定.已知電路中的各種元件均在 安全范圍之內(nèi).下列判斷中正確的是 （）A.燈泡A中有電流通過，方向為 a-bB.將S1斷開的瞬間，燈泡 A、B同時熄滅C.將S1斷開的瞬間，通過燈泡 A的電流最大值要比原來通過燈泡B的電流大D.將S2斷開，電路達到穩(wěn)定，燈泡 A、B的亮度相同解析：理想線圈的電阻為零，電路穩(wěn)定后，燈泡A被短路，沒有電流流過， A選項錯誤；將S1斷開的瞬間，線圈L發(fā)生自感現(xiàn)象，相當于電源，電流流過燈

14、泡 A,燈泡B被短路，B選 項錯誤；根據(jù)自感現(xiàn)象的規(guī)律可知，流過L的電流是流過燈泡 B與電阻R上電流之和，故通過燈泡A的電流最大值要比原來通過燈泡B的電流大，C選項正確；將S2斷開，電路達到穩(wěn)定，燈泡A的亮度低于燈泡B的亮度，D選項錯誤.答案：C第n卷（非選擇題，共60分）二、實驗題（本題共1小題，共8分）11. （8分）（2016屆新級模擬）某實驗小組設計了如圖（a）的實驗電路，通過調(diào)節(jié)電源可在原線圈 中產(chǎn)生變化的電流，用磁傳感器可記錄原線圈中產(chǎn)生的磁場B的變化情況，用電壓傳感器可記錄副線圈中感應電動勢 E的變化情況，二者的變化情況可同時顯示在計算機顯示屏上.某 次實驗中得到的B-t、E-t

15、圖象如圖（b）所示.電壓傳感器原線圈一L,副線圈電源（1）試觀察比較這兩組圖象，可得出的定性結論是（請寫出兩個結論）：; （2）該實驗小組利用兩組圖象求出六組磁感應強度變化率和對應的感應電動勢E的數(shù)據(jù)，并建立坐標系，描出的六個點如圖（c）所示.請在圖（c）中繪出E-的圖線.*(mV)(c)（3）在該實驗中，若使用的副線圈的匝數(shù)為100匝，則由圖線可求得該副線圈的橫截面積為cm2.（保留3位有效數(shù)字）解析：（1）分析圖（b）可知，當磁感應強度 B恒定時，感應電動勢 E為零，而磁感應強度 B均 勻變化，產(chǎn)生恒定的感應電動勢 E,并且磁感應強度 B的變化率越大，產(chǎn)生的感應電動勢 E 越大.（2）連線

16、如圖所示：*(mV)（3）根據(jù)法拉第電磁感應定律得，E=n=nS,當線圈面積S和匝數(shù)n一定時，電動勢與磁場的變化率成正比，Ej.分析圖象可知，E-圖象的斜率大小表示匝數(shù) n與線圈橫截面積S的乘積，S= 2.77（2.75- 2.82）cm2.答案：（1）當磁感應強度B恒定時，感應電動勢 E為零，而磁感應強度 B均勻變化，產(chǎn)生恒定 的感應電動勢E;磁感應強度B的變化率越大，產(chǎn)生的感應電動勢 E越大（2）見解析 （3）2.77（2.75 2.82）三、計算題（本題共4小題，共52分）12. （12分）（2016屆廣東模擬）如圖甲所示，半徑為r、匝數(shù)為n的線圈，其兩極分別與固定水 平放置的平行金屬板

17、 A、B連接，線圈處在勻強磁場中，磁場方向垂直線圈平面，磁感應強 度隨時間變化規(guī)律如圖乙所示.在t = 0時刻，將一質(zhì)量為 m、帶電荷量為+ q、重力不計的粒子從平行金屬板中心位置由靜止釋放，發(fā)現(xiàn)在第一個周期內(nèi)粒子未與金屬板相撞.求：平行金屬板間的距離 d應滿足的條件；（2）在滿足（1）的前提下，在T時間內(nèi)粒子的最大動能為多大？解析：（1）前半個周期內(nèi)，根據(jù)法拉第電磁感應定律得感應電動勢U = n=nm2,金屬板A、B間產(chǎn)生勻強電場，場強 E=,粒子在電場力作用下，加速運動；后半個周期內(nèi)，感應電動勢反向，粒子減速運動，在第一個周期內(nèi)粒子未與金屬板相撞，則>2X解雪d> .(2)當平

18、行板間距剛好等于 d,且粒子運動時間為時，粒子的速度達到最大，則動能也最大， 根據(jù)動能定理得，q=Ekm 0,解得，Ekm =.答案：(1)d > (2)13. (14分)(2016屆開封高三聯(lián)考)如圖1, abcd為質(zhì)量M的導軌，放在光滑絕緣的水平面上， 另有一根質(zhì)量為 m的金屬棒PQ平行bc放在水平導軌上，PQ棒左邊靠著絕緣固定的豎直立 柱e、f,導軌處于勻強磁場中，磁場以 OO為界，左側的磁場方向豎直向上，右側的磁場方 向水平向右，磁感應強度均為B.導軌bc段長l,其電阻為r,金屬棒電阻為 R,其余電阻均可不計，金屬棒與導軌間的動摩擦因數(shù)"若在導軌上作用一個方向向左、大小恒為F的水平拉力，設導軌足夠長，PQ棒始終與導軌接觸.試求：(1)導軌運動的最大加速度 amax；流過導軌的最大感應電流 Imax；在如圖