電磁感應(yīng)單元測(cè)試題(含詳解答案)doc

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I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vV2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（）A. v1>v2, v1 向右，v2 向左B. v1>v2, v1 和 v2 都向左C . V1 = V2, V1和V2都向右D . v 1 = V2 ,

2、 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)

3、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)M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（）BA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 且方向?yàn)檎较驎r(shí)應(yīng)均勻減弱，故D正確.答案：DM中通入的電流是均勻變化的,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)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

4、平方向運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的正確判斷是（）A . N先小于mg后大于mg,運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向左B. N先大于mg后小于mg,運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向左C. N先小于mg后大于mg,運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向右D . N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：DQ, P和 QG,桌面對(duì)5 .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 共軸，Q

5、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P的支持力為Fn,則（）A . ti 時(shí)刻 Fn >G C. t3時(shí)刻 Fn<GB. t2時(shí)刻 Fn>GD. t4時(shí)刻 Fn = G解析：t1時(shí)刻，Q中電流正在增大，穿過P的磁通量增大，P中產(chǎn)生與Q方向相反的感P中磁通量不變，沒有感應(yīng)應(yīng)電流，反向電流相互排斥，所以Fn>G; t2時(shí)刻Q中電流穩(wěn)定,電流，F(xiàn)n = G; 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)n=G; t4時(shí)刻，P中沒有感應(yīng)電流，F(xiàn)n=G.答案：AD6 .用相同導(dǎo)線繞制的邊長為

6、L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)M、N兩點(diǎn)間的電壓分別為Ua、Ub、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,Uc和Ud.下列判斷正確的是（）圖6A. Ua<Ub<Uc<UdB. Ua<Ub<Ud<UcC. Ua=Ub<Ud=UcD. Ub<Ua<Ud<Uc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、6r.則Ua= BLv3 = 3BLV, Ub= BLv5r = 5BLV, Uc= B

7、2Lv 6 BLv, Ud= B2Lv 4r = 4.所以 B 正確. 4 r 46l 68126l 3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vi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（）V1V22 W2A. 一，g c vi c.Jg2 WigV1V2B. 一，gvi ;喝一2 wig2 7v2g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vi向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，左板將切割磁

8、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- U Blvi板為負(fù)，E= = = Bvi,被粒做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則重力等于電場(chǎng)力，方向相反，故有qE qBvi v2=g，向心力由洛倫茲力提供， 所以qv2B=m；,得r =mv2 viv2qB,周期T=2 nt r 2 Tvi故B項(xiàng)正確.答案：B同時(shí)通過周期性地變8所示的模型：在Bi 和 B2,且 B1=8 .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， 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)原理可以簡化為如圖 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)B2=B,每個(gè)磁場(chǎng)的寬度都是I,相間排列

9、，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)軌間的長為L、寬為I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A .v=(B2L2vm-FfR)/B2L2B.v=(4B2L2vm+ FfR)/4B2L2C.v=(4B2L2vm-FfR)/4B2L2D.v=(2B2L2vm+FfR)/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E=2BL（v vm）,回路

10、中電流為1 =2BL（v-Vm）/R,由于左右兩邊 ad和bc均受到安培力，則合安培力為F合=2汨LI = 4B2L2（v Vm）/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 Ff=F合，解得磁場(chǎng)向右 勻速運(yùn)動(dòng)的速度 v=（4B2L2vm+ FfR）/4B2L2, B對(duì).答案：B9 .矩形導(dǎo)線框abcd放在勻強(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，t=0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较虿穉b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 （）解析：在01 s內(nèi)

11、，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=n4S，E 一定，由I=M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?故安培力變小.同理可判出在12 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)酰虼诉x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L = 0.2 m,其平面與 水平面成0= 30°角.質(zhì)量為m=1 kg的導(dǎo)

12、體棒PQ與ad、bc接觸良好，回路的總電阻為 R= 1 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较颍?t=0時(shí)，Bo= 10 T,導(dǎo)體棒PQ與cd的距離Xo = 0.5 m,若PQ始終靜止，關(guān)于 PQ與框架間的摩擦力大小在 0t1=0.2 s時(shí)間內(nèi)的變化情況， 下面判斷正確的是（）甲乙圖10B. 一直減小D .先增大后減小C.先減小后增大解析：由圖乙，聿=B0=50 T/s, t=0時(shí)，回路所圍面積 S= Lx0=0.1 m2,產(chǎn)生的感應(yīng)電 t t1動(dòng)勢(shì)E=91"f=5 V=R= 5 A，安培力F= B0IL =

13、10 N,方向沿斜面向上.而下滑力 mgsin30=5 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?大，故選項(xiàng)C對(duì).答案：C第n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)

14、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E=Blv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度為L= "ODtan 0= 2at2tan Q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v=at.12 3由題知B、L、v二者互相垂直，有 E=BLv = 2Ba2t3tan0,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E = 1Ba2t3tan 0.答案：2Ba2t3tan 0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

15、動(dòng)時(shí)，M、N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

16、案中必須明確寫出數(shù)值和單位13.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G測(cè)出電荷線管的電流反向時(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：d 2A如叼)E=N Tt=N FT由歐姆定律和電流的定義得：E QI=R=7t 即2QR

17、聯(lián)立可解得:B = -772.兀Nd答案：舞dBo.當(dāng)磁場(chǎng)均14.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)度為勻增加時(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)蟲=30$.(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. A 一，一(3) E = n 4 y A 軍 A B S,qE= mg,聯(lián)立解得：去mgd.答案：B0S (2)負(fù)

18、電,mgdnqs15.用密度為d、電阻率為 仍橫截面積為 A的薄金屬條制成邊長為 L的閉合正方形框 abb' a'.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.涉發(fā)磁場(chǎng)的通電線圈裝置縱械面示意圖Sa 、b金屬方框裝置俯視示寬圖圖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)；(2)當(dāng)方框下落的加速度為2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(Vt<Vm).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，求恒定電流Io的表達(dá)式.4L