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1、电磁感应测试题、选择题（1-7题只有一个选项正确，8-12有多个选项正确）1 .如图所示，闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中， 匀强磁场的磁感应强 度的大小随时间变化。下列说法正确的是（）A.当磁感应强度增加时，线框中可能无感应电流B.当磁感应强度增加时，线框中的感应电流一定增大 C.当磁感应强度减小时，线框中的感应电流一定增大 D.当磁感应强度减小时，线框中的感应电流可能不变2.如图所示为高频电磁炉的工作示意图，它是采用电磁感应原理产生涡流加热的，它 利用变化的电流通过线圈产生变化的磁场， 当变化的磁场通过 含铁质锅的底部时，即会产生无数小涡流，使锅体本身自行高 速升温，然后再加热锅内
2、食物。电磁炉工作时产生的电磁波，完全被线圈底部的屏蔽层和顶板上的含铁质锅所吸收，不会泄 漏，对人体健康无危害。关于电磁炉，以下说法中正确的是 （）A.电磁炉是利用变化的磁场在食物中产生涡流对食物加热的B.电磁炉是利用变化的磁场产生涡流，使含铁质锅底迅速升温，进而对锅内食物加C.电磁炉是利用变化的磁场使食物中的极性水分子振动和旋转来对食物加热的D.电磁炉跟电炉一样是让电流通过电阻丝产生热量来对食物加热的3 .如图所示，两块水平放置的金属板间距离为 d,用导线与一个n匝线圈连接，线圈置于方向竖直向上的磁场 B中。两板间有一个质量为 m,电荷量为+q的油滴恰好处于平衡状态，则线圈中的磁场（）a.正在
3、增弓n； dmg t qC.正在减弱；dmg t qB的变化情况和磁通量变化率分别是b.正在减弱；dmg t nqd.正在增弓n； dmg t nq4 .如图所示，由均匀导线制成的半径为 R的圆环，以速度v匀速进入一磁感应强度 大小为B的匀强磁场。当圆环运动到图示位置（/aOb=90 ）时，a、b两点的电势差为()A . /2BRv B.? BRvC. -2BRv D. 3BRv5 .如图甲所示，竖直放置的螺线管与导线 abcd构成回路，导线所围区域内有一垂 直纸面向里的变化的磁场，螺线管下方水平桌面上有一导体环，导线 abcd所围区域内 磁场的磁感应强度按图乙中的哪一图线所示的方式随时间变化
4、时，导体环将受到向上的磁场作用力（）6 .用相同导线绕制的边长为L或2L的四个闭合导体线框，以相同的速度进入右侧匀强磁场，如图所示，在每个线框进入磁场的过程中，M N两点间的电压分别为 U、U、UC和Ud。下列判断正确的是 （）M M M口 n rn a N & Nc *ndNXXKXXXXX： XXKXXXXXiXXXXXXXKJ XXXXXKXX： XXXXXXKX XJSXXQtXc. ua=ub=uc=udD. UU UKUCA . U UbUCUdB. UaUbUdUC107 .如图所示，固定放置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d,其右端接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖
5、直向上磁感应强度大小为 B的匀强磁场中，一 质量为m（质量分布均匀）的导体杆ab垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆 与导轨之间的动摩擦因数为，现杆在水平向左、垂直于杆的包力 F作用下从静止开始沿导轨运动距离l时，速度恰好达到最大（运动过程中杆始终与导轨保持垂直），设杆接入电路的电阻为r,导轨电阻不计，重力加速度大小为 g,则此过程（）a、杆的速度最大值为（F 2n2g）RB2d2B、流过电阻R的电量为皿R rC、包力F做的功与摩擦力做功之和等于杆动能的变化量D、克服安培力做的功等于电阻 R产生的焦耳热。8 .如图所示，有一铝质圆形金属球以一定的初速度通过有界匀强磁场，则从球开始进入磁场
6、到完全穿出磁场的过程中 （磁场宽度大于 金属球的直径），小球（）A.整个过程匀速B.进入磁场过程中球做减速运动，穿出过 程做加速运动C.进入和穿出磁场的过程均做减速运动D.穿出时的速度一定小于初速度9.一闭合线圈固定在垂直于纸面的匀强磁场中，设向里为磁感强度 B的正方向，线圈中 的箭头为感应电流i的正方向，如图（甲）所示。已知线圈中感应电流 i随时间而变化 的图象如图（乙）所示。则磁感强度B随时间而变化的图象可能是图（丙）中的（）（甲）t/s0A4 t/s 010.如图所示的电路中, 不计。以下判断正确的是（电源电动势为）E,线圈L的电阻A.闭合S稳定后, B.闭合S稳定后, C.断开S的瞬间
7、, D.断开S的瞬间,电容器两端电压为零 电容器的a极板带正电 电容器的a极板将带正电 电容器的a极板将带负电11两根相距为L的足够长的金属直角导轨如图所示放置，它们各有一边在同一水平面内，另一边垂直于水平面.质量均为 m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成 闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为小，导轨电阻不计，回路总电阻为2R整个装置处于磁感应强度大小为 B,方向竖直向上的匀强磁场中.当ab杆在平行于水平导轨 的拉力F作用下以速度vi沿导轨匀速运动时，cd杆也正好以速度v2向下匀速运动.重 力加速度为g.以下说法正确的是（）A. ab杆所受拉力F的大小为mg2 2B L v12RB. c
8、d杆所受摩擦力不为零c.回路中的电流强度为BL（v1 v2）2RD.以与vi大小的关系为2Rmg c2. 2- B L Vi12 .如下图中各图面积均为 S的线圈均绕其对称轴或中心轴在匀强磁场B中以角速度匀速转动，能产生正弦交变电动势 e=BSco sin cot的图是（）、填空题（共2小题）13 .我国南方山区的小水库有丰富的水力资源，有一个水力交流发电机在正常工作时，电动势e = 310sin50Tt tV,由于洪涝，水库水位暴涨，为加快泄洪，水轮带动发电机的转速增加0.4倍，若其他条件不变，则电动势 e =14 .如图所示，有一夹角为 的金属角架，角架所围区域内 存在匀强磁场，磁场的磁感
9、强度为 B,方向与角架所在平面垂 直，一段直导线ab,从顶角c贴着角架以速度v向右匀速运动: 求：（1）t时刻角架的瞬时感应电动势（2）t时间内角架的平均感应电动势 。三、计算题（共3小题，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）15. （14分）如图甲所示，用粗细均匀的导线制成的一只圆形金属圈，现被一根绝缘丝线悬挂在竖直平面内处于静止状态，已知金属圈的质量为m,半彳全为r,导线的电阻率为p ,截面积为S.金属圈的上半部分处在一方向垂直圈面向里的有界匀强磁场中， 磁感应强度B随时间t的变化满足B= kt （k为常量）
10、，如图乙所示.金属圈下半部分在磁场外.若丝线所能承受最大拉力&m= 2mg,求：从t=0时刻起，经过多长时间丝线会被拉 断？16. (14分)如图所示，为某一装置的俯视图， PQ MN为竖直放置的很长的平行金 属薄板，两板间有匀强磁场，磁感应强度大小为 B,方向竖直向下，金属棒 AB阁置在两 板上缘，并与两板垂直良好接触，现有质量为m带电荷量为q,其重力不计的粒子，以初速度vo水平向左射入两板间，问：(1)金属棒AB应朝什么方向运动，以多大的速度运动，可以使带电粒子做匀速直线 运动？(2)若金属棒运动突然停止，带电粒子在磁场中继续运动，从这时刻开始位移第一次达到市时的时间间隔是多少？(磁场区域
11、足够大)17. . (2010 临沂模拟)在拆装某种大型电磁设备的过程中，需将设备内部的处于强磁场中的线圈先闭合，然后再提升直至离开磁场，操作时通过手摇轮轴A和定滑轮。来提升线圈.假设该线圈可简化为水平长为L、上下宽度为d的矩形线圈，其匝数为n,总质量为M,总电阻为R磁场的磁感应强度为B,如图所示，开始时线圈的上边缘与有 界磁场的上边缘平齐，若转动手摇轮轴 A,在时间t内把线圈从图示位置匀速向上拉出 磁场.求此过程中：(1)流过线圈中每匝导线横截面的电荷量是多少？(2)在转动轮轴时，人至少需做多少功？(不考虑摩擦影响)18.如图甲所示，水平虚面 PQ上方两侧有对称的范围足够大的匀强磁场，磁场方
12、向分别水平向左和水平向右，磁感应强度大小均为 B0= 2T.用金属条制成的闭合正方形 框aa b b边长L=0.5m,质量 m= 0.3kg ,电阻R= 1 Q .现让金属框平面水平，aa 边、bb边分别位于左、右两边的磁场中，且与磁场方向垂直，金属框由静止开始下落，其平面在下落过程中始终保持水平，当金属框下落至PQ前一瞬间，加速度恰好为零.以金属框下落至PQ为计时起点，PQ下方加一范围足够大的竖直向下的磁场，磁感 应强度B与时间t之间的关系图象如图乙所示.不计空气阻力及金属框的形变，g取10m/s2.求：(1)金属框经过PQ位置时的速度大小；(2)金属框越过PQ后2s内下落的距离；(3)金属
13、框越过PQ后2s内产生的焦耳热.电磁感应测试答案1. 1. D 电流的大小跟磁通量的变化率有关2. B3. B线圈置于方向竖直向上的均匀变化的磁场中，根据法拉第电磁感应定律，会产生稳定的电动势，油滴恰好处于平衡状态，即所受重力和电场力平衡，因为油滴带正电， 所以场强方向向上，则下极板带正电，根据右手定则可知感应磁场方向向上，与原U 3 mg = q ng磁场方向相同，据楞次定律可知，原磁场在减弱，根据平衡得，d 城 :可得 A（|）/ A t=mg - d/nq4. .D 切割的有效长度为ab长，E 应BRv Uab为电动势的3/45. A abcd回路中磁场变化，会产生感应电流，感应电流通过
14、线圈,在线圈中 会产生磁场，产生 的磁 场通过导体圆环，根 据楞次定律的另一种 表述，感应 电 流的效果总是要反抗（或阻碍）产生 感应电流的原因.判断出原磁场是增加还 是减小，从而判断出电 流是增加还是减小。导体圆环将受到向上的 磁场作用力，根据楞 次定律的另一种表述，可见原磁场 磁通量是减小，即螺线 管和abcd构成的回 路中产生的感应电流 在减小.根据尸f NABsA5E jii $1 =-法拉第电磁感应定律， 子 ，则感应电流 次可知*减小时，感应电流才减小，由图可知A图中:减小，B图增大，C、D图不变。故选A6B分析：当线框进入磁场时，MN4切割磁感线，相当于电源，因此 MNW端的电压
15、为路端电压，根据闭合电路欧姆定律可进行解答.解答：解：线框进入磁场后切割磁感线，a、b中产生的感应电动势是c、d中电动势的一半，而不同的线框的电阻不同，设 a线框电阻为4r, b、c、d线框的电阻分别为6r、8r、6r 则有：Ua3BLv4Ub5BLv6Uc3BLvUd4BLv7 B当杆达到最大速度vm时，得，（F喇R r）A错;由公式q n, B对；在 B dR r棒从开始到达到最大速度的过程中有，恒力 F做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的 变化量与回路产生的焦耳热之和，C错；包克服安培力做的功等于 R和r焦耳热之和，D 错。8.CD9 CD10 AC11.BD分析：导体切割磁感线时产生沿
16、 abdca方向的感应电流，大小为： IBL v12RCISab杆所受拉力F的大小为mg2, 2B L v12R2. 2B L v12R）匀速转15答案2mgpk2Sr2导体棒cd运动时，在竖直方向受到摩擦力和重力平衡，有：f=BIL n =mg mgD对12 AC解析线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴（轴在线圈所在平面内 动，产生的正弦交变电动势为 e=BSco sin cot,由这一原则判断，A图和C图中感应电 动势均为6=的sin cot； B图中的转动轴不在线圈所在平面内； D图转动轴与磁场方向平行，而不是垂直.13答案434sin70 日 V解析据 Ema- NBSo , CD =
17、2tt n当n增力口 0.4倍时，=1.4所以 Emax = 1.4 Emax= 1.4 X310V= 434V故 e =434sin70 兀 tV2,2Bv t tan14 (1) E= BLv= Bvtan 9 - t(2) E 2解析设金属圈受重力mg拉力Ft和安培力F的作用处于静止状态，则 R=mg+ F,又 F= 2BIr金属圈中的感应电流I =ER由法拉第电磁感应定律得A A A B tt r2 E=. =,At 5 At At 2金属圈的电阻R= p2-1S又 B= kt , FTm 2mg由以上各式求得t2mgp=k2Sr216答案左V0 (2)就3qB解析(1)设电荷为正电荷
18、，电荷做匀速直线运动，则两板间的电场力和洛伦兹 力平衡，则AB应向左匀速运动，设其速度为 v,则有：U= BLv, L为两板间距-U a依题,苴、：qE= qvoB, E= L,解得 v=v若为负电荷，上述结论不变.(2) AB突然停止运动，两板间电场消失，电荷在 B中匀速圆周运动，依题意，由几何关系可知，电荷轨迹圆弧所对圆心角为60则:T 冗m 6=3qB17.答案nBLdn2B2L2d2下（2） Mg8d .解析(1)在匀速提升的过程中线圈运动速度v =线圈中感应电动势E= nBLv产生的感应电流I =E5R流过导线横截面的电荷量q=It联立得q=nBLd匀速提升的过程中，要克服重力和安培
19、力做功，即W W+ Wk 又 W MgcWfe = nBILd 联立得n2吼2d2WW= Mgd Rt18.答案(1)0.75m/s(2)21.5m(3)0.5J解析(1)当金属框的加速度恰好为零时，受到的安培力与重力2Bolv平衡F旌=mg Fi安= 2BoIiL 11 =mgR解得 v = 4B=0.75m/s(2)经分析知金属框进入PQ上方后做竖直下抛运动，设2s内下落的距 离为h.1 9 h=vt+2gt ,解得 h= 21.5m.(3)设金属框在PQF方磁场中运动时产生的感应电流为I ,感应电动势 AB .为E,2s内广生的焦耳热为Q由法拉第电磁感应定律 E=jL2由图象得 登=2T/s, I=E,叫I2Rt,解得 O 0.5J. tR