高中物理電磁感應(yīng)習(xí)題及答案解析

黃平—電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)題PAGEPAGEPAGE8 高中物理總復(fù)習(xí)—電磁感應(yīng)本卷共150分，一卷40分，二卷110分，限時(shí)120分鐘。請(qǐng)各位同學(xué)認(rèn)真答題，本卷后附答案及解析。 一、不定項(xiàng)選擇題：本題共10小題，每小題4分，共40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4分，選不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的不得分．1．圖12-2，甲、乙兩圖為與勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直放置的兩個(gè)金屬框架，乙圖除了一個(gè)電阻為零、自感系數(shù)為L(zhǎng)的線圈外，其他部分與甲圖都相同，導(dǎo)體AB以相同的加速度向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。若位移相同，則 （）A．甲圖中外力做功多 B．兩圖中外力做功相同C．乙圖中外力做功多 D．無(wú)法判斷Rvabθd圖12-12．圖12-1，平行導(dǎo)軌間距為d，一端跨接一電阻為R，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感強(qiáng)度為B，方向與導(dǎo)軌所在平面垂直。一根足夠長(zhǎng)的金屬棒與導(dǎo)軌成θ角放置，金屬棒與導(dǎo)軌的電阻不計(jì)。當(dāng)金屬棒沿垂直于棒的方向以速度Rvabθd圖12-1A． B．C．D．MNvB圖12-33．圖12-3，在光滑水平面上的直線MN左側(cè)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，右側(cè)是無(wú)磁場(chǎng)空間。將兩個(gè)大小相同的銅質(zhì)矩形閉合線框由圖示位置以同樣的速度v向右完全拉出勻強(qiáng)磁場(chǎng)。已知制作這兩只線框的銅質(zhì)導(dǎo)線的橫截面積之比是1:2.則拉出過(guò)程中下列說(shuō)法中正確的是 MNvB圖12-3A．所用拉力大小之比為2:1B．通過(guò)導(dǎo)線某一橫截面的電荷量之比是1:1C．拉力做功之比是1:4D．線框中產(chǎn)生的電熱之比為1:24．SNO圖12-5圖12-5，條形磁鐵用細(xì)線懸掛在O點(diǎn)。O點(diǎn)正下方固定一個(gè)水平放置的鋁線圈。讓磁鐵在豎直面內(nèi)擺動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是SNO圖12-5A．在磁鐵擺動(dòng)一個(gè)周期內(nèi)，線圈內(nèi)感應(yīng)電流的方向改變2次B．磁鐵始終受到感應(yīng)電流磁鐵的斥力作用C．磁鐵所受到的感應(yīng)電流對(duì)它的作用力始終是阻力D．磁鐵所受到的感應(yīng)電流對(duì)它的作用力有時(shí)是阻力有時(shí)是動(dòng)力L1L2圖12-45.兩相同的白熾燈L1和L2，接到如圖12-4的電路中，燈L1與電容器串聯(lián)，燈L2與電感線圈串聯(lián)，當(dāng)a、b處接電壓最大值為Um、頻率為f的正弦交流電源時(shí)，兩燈都發(fā)光，且亮度相同。更換一個(gè)新的正弦交流電源后，燈L1的亮度大于大于燈L2的亮度。新電源的電壓最大值和頻率可能是L1L2圖12-4A．最大值仍為Um，而頻率大于fB．最大值仍為Um，而頻率小于fC．最大值大于Um，而頻率仍為fD．最大值小于Um，而頻率仍為f圖12-6圖12-66．一飛機(jī)，在北京上空做飛行表演．當(dāng)它沿西向東方向做飛行表演時(shí)(圖12-6)，飛行員左右兩機(jī)翼端點(diǎn)哪一點(diǎn)電勢(shì)高()A．飛行員右側(cè)機(jī)翼電勢(shì)低，左側(cè)高B．飛行員右側(cè)機(jī)翼電勢(shì)高，左側(cè)電勢(shì)低C．兩機(jī)翼電勢(shì)一樣高D．條件不具備，無(wú)法判斷圖12-7圖12-77．圖12-7，設(shè)套在條形磁鐵上的彈性金屬導(dǎo)線圈Ⅰ突然縮小為線圈Ⅱ，則關(guān)于線圈的感應(yīng)電流及其方向(從上往下看)應(yīng)是()A．有順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流B．有逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流C．有先逆時(shí)針后順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流D．無(wú)感應(yīng)電流v0ab圖12-88．圖12-8，a、b是同種材料的等長(zhǎng)導(dǎo)體棒，靜止于水平面內(nèi)的足夠長(zhǎng)的光滑平行導(dǎo)軌上，b棒的質(zhì)量是a棒的兩倍。勻強(qiáng)磁場(chǎng)豎直向下。若給v0ab圖12-8Bv0圖12-9 Bv0圖12-9 C．3J D．4.5J9．內(nèi)壁光滑，水平放置的玻璃圓環(huán)內(nèi)，有一直徑略小于環(huán)口直徑的帶正電小球，以速度v0沿逆時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)，如圖12-9所示，若在此空間突然加上方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間成正比增加的變化磁場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小球帶電量不變，正確的是（）A．小球?qū)ΣＡЛh(huán)的壓力一定不斷增大B．小球受到的磁場(chǎng)力一定不斷增大C．小球先沿逆時(shí)針?lè)较驕p速運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后沿順時(shí)針?lè)较蚣铀龠\(yùn)動(dòng)D．磁場(chǎng)力對(duì)小球先做負(fù)功后做正功10．圖12-10強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有固定的金屬框架ABC，已知∠B=θ，導(dǎo)體棒DE在框架上從B點(diǎn)開始在外力作用下，沿垂直DE方向以速度v勻速向右平移，使導(dǎo)體棒和框架構(gòu)成等腰三角形回路。設(shè)框架和導(dǎo)體棒材料相同，其單位長(zhǎng)度的電阻均為R，框架和導(dǎo)體棒均足夠長(zhǎng)，不計(jì)摩擦及接觸電阻。關(guān)于回路中的電流I和電功率P隨時(shí)間t變化的下列四個(gè)圖中可能正確的是（）DD第Ⅱ卷（非選擇題共110分）二、本題共2小題，共20分。把答案填在題中的橫線上或按要求作圖.圖12-1111．（10分）圖12-13為“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實(shí)驗(yàn)裝置.圖12-11(1)將圖中所缺的導(dǎo)線補(bǔ)接完整.(2)如果在閉合電鍵時(shí)發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)的指針向右偏了一下，那么合上電鍵后可能出現(xiàn)的情況有：a．將原線圈迅速插入副線圈時(shí)，靈敏電流計(jì)指針將__________.b．原線圈插入副線圈后，將滑動(dòng)變阻器觸頭迅速向左拉時(shí)，靈敏電流計(jì)指針將________.12．（10分）(1)如圖11所示是日光燈的電路圖，它主要是由燈管、鎮(zhèn)流器和起動(dòng)器組成的，鎮(zhèn)流器是一個(gè)帶鐵芯的線圈，起動(dòng)器的構(gòu)造如圖8．為了便于起動(dòng)，常在起動(dòng)器兩極并上一紙質(zhì)電容器C.某班教室的一盞日光燈出現(xiàn)燈管兩端亮而中間不亮的故障，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)燈管是好的，電壓正常，鎮(zhèn)流器無(wú)故障，其原因可能是，你能用什么簡(jiǎn)易方法使日光燈正常發(fā)光？。（2）如圖12-12是測(cè)定自感系數(shù)很大的線圈直流電阻的電路，兩端并聯(lián)一只電壓表（電壓表的內(nèi)阻RV很大），用來(lái)測(cè)電感線圈的直流電壓，在測(cè)量完畢后將電路解體時(shí).若先斷開S1時(shí)，則(填電壓表或電流表)能損壞。圖12-12圖12-12圖12-13LabcdB圖12-14LabcdB圖12-1413．（14分）在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)正方形金屬線圈abcd，邊長(zhǎng)L=0.2m。線圈的ad邊與磁場(chǎng)的左側(cè)邊界重合，如圖12-14所示，線圈的電阻R=0.4Ω.用外力把線圈從磁場(chǎng)中移出有兩種方法：一種是用外力把線圈從左側(cè)邊界勻速平移出磁場(chǎng)；另一種是以ad邊為軸，用力使線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)移出磁場(chǎng)，兩種過(guò)程所用時(shí)間都是t=0.1s。求（1）線圈勻速平移出磁場(chǎng)的過(guò)程中，外力對(duì)線圈所做的功。（2）線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)移出磁場(chǎng)的過(guò)程中，外力對(duì)線圈所做的功。14．（14分）已知某一區(qū)域的地下埋有一根與地表面平行的直線電纜，電纜中通有變化的電流，在其周圍有變化的磁場(chǎng)，因此可以通過(guò)在地面上測(cè)量閉合試探小線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)來(lái)探測(cè)電纜的確切位置、走向和深度。當(dāng)線圈平面平行地面測(cè)量時(shí)，在地面上a、c兩處測(cè)得試探線圈中的電動(dòng)勢(shì)為零，b、d兩處線圈中的電動(dòng)勢(shì)不為零；當(dāng)線圈平面與地面成30°夾角時(shí)，在b、d兩處測(cè)得試探線圈中的電動(dòng)勢(shì)為零。經(jīng)過(guò)測(cè)量發(fā)現(xiàn)，a、b、c、d恰好位于邊長(zhǎng)為L(zhǎng)=1m的正方形的四個(gè)頂角上，如圖12-15所示。據(jù)此可以判定:地下電纜在哪兩點(diǎn)連線的正下方？并求出地下電纜離地表面的深度h。圖12-圖12-1515．（15分）如圖12-16所示，橫截面為矩形的管道中，充滿了水銀，管道的上下兩壁為絕緣板，前后兩壁為導(dǎo)體板（圖中斜線部分），兩導(dǎo)體板被一導(dǎo)線cd短路。管道的高度為a，寬度為b，長(zhǎng)度為L(zhǎng)。當(dāng)加在管道兩端截面上的壓強(qiáng)差為P，水銀沿管道方向自左向右流動(dòng)時(shí)，作用在這段水銀上的粘滯阻力f與速度成正比，即：f=kv.(1)水銀的穩(wěn)定流速v1為多大？(2)將管道置于一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)與絕緣壁垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向向上，此時(shí)水銀的穩(wěn)定流速v2又是多大?(已知水銀的電阻率為ρ，磁場(chǎng)只存在于管道所在的區(qū)域，不考慮管道兩端之外水銀對(duì)電路的影響。)BBabdcLv圖12-1616．（15分）如圖12-17所示，一質(zhì)量為m=0.016kg、長(zhǎng)L=0.5m、寬d=0.1m、電阻R=0.1Ω的矩形線圈，從h1=5m的高處由靜止開始下落，然后進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，當(dāng)下邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，由于磁場(chǎng)力的作用，線圈正好作勻速運(yùn)動(dòng)。（1）求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B。（2）如果線圈的下邊通過(guò)磁場(chǎng)所經(jīng)歷的時(shí)間t=0.15s，求磁場(chǎng)區(qū)域的高度h2.（3）求線圈的下邊剛離開磁場(chǎng)的瞬間，線圈的加速度的大小和方向。（4）從線圈的下邊進(jìn)入磁場(chǎng)開始到線圈下邊離開磁場(chǎng)的時(shí)間內(nèi)，在線圈中產(chǎn)生的焦耳熱是多少？hh1h2Ld圖12-1717．（16分）如圖12-18所示是一種測(cè)量通電螺線管中磁場(chǎng)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)量線圈共有N匝，直徑為d，它和表G串聯(lián)電路的總電阻為R，則被測(cè)處的磁感強(qiáng)度B為多大？GGAS圖12-1818．（16分）如圖12-19所示，磁場(chǎng)的方向垂直于xy平面向里。磁感強(qiáng)度B沿y方向沒(méi)有變化，沿x方向均勻增加,每經(jīng)過(guò)1cm增加量為1.0×10－4T，即。有一個(gè)長(zhǎng)L=20cm，寬h=10cm的不變形的矩形金屬線圈，以v=20cm/s的速度沿x方向運(yùn)動(dòng)。問(wèn)：（1）線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E是多少？（2）如果線圈電阻R=0.02Ω，線圈消耗的電功率是多少？（3）為保持線圈的勻速運(yùn)動(dòng)，需要多大外力？機(jī)械功率是多少？OOxyvhL圖12-19答案1.A2.D3.D4.C5.A6A7.A8.A9.C10.AD11．解：(1)如圖20所示.(2)a.右偏轉(zhuǎn)一下b.向左偏轉(zhuǎn)一下12．(1)電容器C擊穿而短路或起動(dòng)器被短路。將電容器C撤除或更換起動(dòng)器等。圖20（2）電壓表圖2013．解：（1）使線圈勻速平動(dòng)移出磁場(chǎng)時(shí)，bc邊切割磁感線而產(chǎn)生恒定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLv.而v=L/t.（2分）外力對(duì)線圈做的功等于線圈中消耗的電能，即J（4分）(2)線圈以ad邊為軸勻速轉(zhuǎn)出磁場(chǎng)時(shí)，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流都是按正弦規(guī)律變化的，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的最大值為:（4分）外力對(duì)線圈做的功等于線圈中消耗的電能，即J（4分）30°hbO14．解：當(dāng)線圈平面平行地面測(cè)量時(shí)，在地面上a、c兩處測(cè)得試探線圈中的電動(dòng)勢(shì)為零，b、d兩處線圈中的電動(dòng)勢(shì)不為零；所以可以判定：地下電纜在30°hbO依題意可知：電纜離地表面的深度h==m（8分）15．解：（1）Pab=Kv1，v1=Pab/k（4分）(2)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，（2分）電阻（2分），由歐姆定律可得。（2分）由平衡條件可得：Pab=BIb+kv2，（3分）所以。（2分）16．解：（1）設(shè)線圈剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為v0，則據(jù)機(jī)械能守恒定律可得：（2分）根據(jù)平衡條件可得（2分），解得B=0.4T（1分）(2)因?yàn)榫€圈的下邊進(jìn)入磁場(chǎng)后先做勻速運(yùn)動(dòng)，用時(shí)t0=0.05s，（1分）所以線圈做加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t1=0.1s，（2分）(3)線圈的下邊剛離開磁場(chǎng)的瞬間的速度V=v0+gt1=11m/s;（2分）線圈的加速度的大小，方向向上。（3分）(4)Q=mgL=0.08J（3分）17．解：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：（5