电磁感应单元测试题要点.pdf

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1、第 1 页 共 10 页第 2 页 共 10 页 2013-2014 学年度砀山铁路中学电磁感应单元测试题 一、选择题（题型注释） 1如图 4 所示， E为电池， L 是电阻可忽略不计、自感系数足够大的线圈，D1、D2是两个规格相同的灯泡， S是控制电路的开关对于这个电路，下列说法正确的是（） A刚闭合S的瞬间，通过D1、D2的电流大小相等 B刚闭合S的瞬间，通过D1、D2的电流大小不相等 C闭合 S待电路达到稳定，D1熄灭， D2比原来更亮 D闭合 S待电路达到稳定，再将S断开瞬间， D2立即熄灭， D1闪亮一下再熄灭 2如图所示，线圈匝数足够多，其直流电阻为3 欧，先合上电键K，过一段时间

2、突然断开K ，则下列说法 中正确的有（） A电灯立即熄灭 B电灯不熄灭 C电灯会逐渐熄灭，且电灯中电流方向与K断开前方向相同 D电灯会逐渐熄灭，且电灯中电流方向与K断开前方向相反 3一质量为m 的金属杆ab,以一定的初速度v0从一光滑平行金属导轨底端向上滑行 ,导轨平面与水平面成 30角 ,两导轨上端用一电阻R 相连 ,如图 3-6-13 所示 .磁场垂直斜面向上,导轨与杆的电阻不计,金属杆向上 滑行到某一高度后又返回到底端.则在此过程中（） 图 3-6-13 A.向上滑行的时间大于向下滑行的时间 B.电阻 R 上产生的热量向上滑行时大于向下滑行时 C.通过电阻R 的电荷量向上滑行时大于向下滑

3、行时 D.杆 a、b 受到的磁场力的冲量向上滑行时大于向下滑行时 4如图所示，通电直导线垂直穿过闭合线圈的中心，那么 A当导线中电流增大时，线圈中有感应电流； B当线圈左右平动时，线圈中有感应电流； C当线圈上下平动时，线圈中有感应电流； D以上各种情况都不会产生感应电流。 5如图 16-5-15 所示的电路中， L 是自感系数很大的用导线绕成的理想线圈，开关S原来是闭合的.当开关 S断开时，则（） A.刚断开时，电容器放电，电场能变为磁场能 B.刚断开时， L 中电流反向 C.灯泡 L 立即熄灭 D.LC 电路将发生电磁振荡，刚断开时，磁场能最大 6如图所示，一水平放置的圆形通电线圈1 固定

4、，从上往下看，线圈1 始终有逆时针方向的恒定电流， 另一较小的圆形线圈2 从 1 的正下方以一定的初速度竖直上抛，重力加速度为g，在上抛的过程中两线圈 平面始终保持平行且共轴，则在线圈2 从线圈 1 的正下方上抛至线圈1 的正上方过程中（） 第 3 页 共 10 页第 4 页 共 10 页 （A）线圈 2 在 1 正下方的加速度大小大于g，在 1 正上方的加速度大小小于g （B）线圈 2 在 1 正下方的加速度大小小于g，在 1 正上方的加速度大小大于g （C）从上往下看， 线圈 2 在 1 正下方有顺时针方向，在 1 正上方有逆时针方向的 感应电流 （D）从上往下看， 线圈 2 在 1 正下

5、方有逆时针方向，在 1 正上方有顺时针方向的 感应电流 7在图所示的闭合铁芯上绕有一组线圈，与滑动变阻器、电池构成闭合电路，a、b、c 为三个闭合金属圆 环，假定线圈产生的磁场全部集中在铁芯内，则当滑动变阻器的滑片左、右滑动时，能产生感应电流的金 属圆环是() A a、b 两个环B b、c 两个环 Ca、c 两个环Da、 b、c 三个环 8如图所示，足够长的U 型光滑金属导轨平面与水平面成角，其中MN与 PQ平行导轨间距为L， 导轨 平面与磁感应强度为B 的匀强磁场垂直，导轨电阻不计. 金属捧a b 由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨 始终保持垂直且良好接触，ab 棒接入电路的电阻为R，当流过棒

6、ab 某一横截面的电量为q 时。此时金属 棒的速度大小为v，则金属棒ab 在这一过程中 A.ab 棒运动的平均速度大小为 2 v B.此时金属棒的加速度为 22 sin B L v ag mR C.此过程中产生的焦耳热为QBLvq D. 金属棒 ab 沿轨道下滑的最大速度为 22 mgR B L 9如图所示，质量为m的铜质小闭合线圈静置于粗糙水平桌面上。当一个竖直放置的条形磁铁贴近线圈， 沿线圈中线由左至右从线圈正上方等高、快速经过时，线圈始终保持不动。则关于线圈在此过程中受到的 支持力 N和摩擦力f 的情况，以下判断正确的是（） AN先大于 mg ，后小于mg BN一直大于mg Cf 先向左

7、，后向右 Df 一直向左 10如图7 所示，空间分布着宽为L，垂直于纸面向里的匀强磁场一金属线框从 磁场左边界匀速向右通过磁场区域规定逆时针方向为电流的正方向，则感应电流 随位移变化的关系图（i-x ）正确的是（） 图 2 图 7 第 5 页 共 10 页第 6 页 共 10 页 11如图 12110 所示，一闭合的金属环从静止开始由高处下落通过条形磁铁后继续下落，空气阻力不 计，则在圆环运动过程中，下列说法正确的是（） A、圆环在磁铁的上方时，圆环的加速度小于g，在下方时大于g B、圆环在磁铁的上方时，圆环的加速度小于g，在下方时也小于g C、圆环在磁铁的上方时，圆环的加速度小于g，在下方时

8、等于g D、圆环在磁铁的上方时，圆环的加速度大于g，在下方时小于g 12一个由电阻均匀的导线绕制成的闭合线圈放在匀强磁场中，如图所示，线圈平面与磁场方向成60 角， 磁感应强度随时间均匀变化，用下列哪些方法可使感应电流增加一倍() A把线圈匝数增加一倍 B把线圈面积增加一倍 C把线圈半径增加一倍 D改变线圈与磁场方向的夹角 第 II 卷（非选择题） 二、填空题（题型注释） 13某同学在研究电磁感应现象的实验中,设计了如图所示的装置。线圈 A 通过电流表 甲、高阻值的电阻R、滑动变阻器R和开关 S连接到干电池上,线圈 B 的两端接到另一 个电流表乙上,两个电流表相同,零刻度居中。闭合开关后,当滑

9、动变阻器R 的滑片 P不 动时 ,甲、乙两个电流表指针的位置如图所示。 (1)当滑片P 较快地向左滑动时,甲电流表指针的偏转方向是,乙电流表指针的偏转方向 是。(选填 “ 向右偏 ”“向左偏 ” 或“ 不偏转 ” ) (2)断开开关 ,待电路稳定后再迅速闭合开关,乙电流表的偏转情况是。(选填 “ 向左偏 ”“向 右偏 ” 或“ 不偏转 ” ) 14如图所示 , 框架面积为S，框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直，则穿过平 面的磁通量为_，若从初始位置转过90 度角 , 则穿过线框平面的磁通量为_，若从 初始位置转过180 0 角，则穿过线框平面的磁通量变化为_ 15如图所示，和是一对异名

10、磁极，ab 为放在其间的金属棒。ab 和 cd 用导线连成一个闭合回路。当ab 棒向左运动时，cd 导线受到向下的磁场力。 由此可知是_极， a、b、 c、d 四点的电势由高到低依次排列的顺序是 16正方形导线框处于匀强磁场中，磁场方向垂直框平面，磁感应强度随时 间均匀增加，变化率为k。导体框质量为m 、边长为 L，总电阻为R，在恒定 外 力F 作 用 下 由 静 止 开 始 运 动 。 导 体 框 在 磁 场 中 的 加 速 度 大 小 为，导体框中感应电流做功的功率为。 17如图所示，导线AB 与 CD 互相平行，则在闭合开关S 时导线 CD 中感应电流 的 方 向 为 _ ； 在 断 开

11、 开 关S 时 导 线CD中 感 应 电 流 的 方 向 为 _ (填“ 由 C 到 D” 或“ 由 D 到 C”) 第 7 页 共 10 页第 8 页 共 10 页 四、计算题（题型注释） 18磁悬浮列车是一种高速低耗的新型交通工具。它的驱动系统简化为如下模型，固定在列车下端的动力 绕组可视为一个矩形纯电阻金属框，电阻为R，金属框置于xOy 平面内，长边MN 长为 L平行于 y 轴，宽 为d的 NP 边平行于x 轴，如图 5-1 所示。列车轨道沿Ox 方向，轨道区域内存在垂直于金属框平面的磁场， 磁感应强度B 沿 Ox 方向按正弦规律分布，其空间周期为，最大值为 0 B，如图 5-2 所示，

12、金属框同一长 边上各处的磁感应强度相同，整个磁场以速度 0v沿 Ox 方向匀速平移。设在短暂时间内，MN、PQ 边所在 位置的磁感应强度随时间的变化可以忽略，并忽略一切阻力。列车在驱动系统作用下沿Ox 方向加速行驶， 某时刻速度为v( 0 vv) 。 （1）简要叙述列车运行中获得驱动力的原理； （2）为使列车获得最大驱动力，写出MN、PQ边应处于磁场中的什么位置及 与 d 之间应满足的关系式； （3）计算在满足第(2) 问的条件下列车速度为v时驱动力的大小。 19 如图甲所示，平行金属导轨竖直放置，导轨间距为L1 m，上端接有电阻R13 ，下端接有电阻 R2 6 ，虚线OO下方是垂直于导轨平面

13、的匀强磁场现将质量m0.1 kg、电阻不计的金属杆ab，从 OO上方某处垂直导轨由静止释放，杆下落0.2 m 过程中始终与导轨保持良好接触，加速度a 与下落距离 h 的关系图象如图乙所示. 求： （1）磁感应强度B； （2）杆下落0.2 m 过程中通过电阻R2的电荷量q. 第 9 页 共 10 页第 10 页 共 10 页 20磁感应强度为B的匀强磁场仅存在于边长为2l 的正方形范围内，有一个电阻为R 、边长为 l 的正方形 导线框 abcd，沿垂直于磁感线方向，以速度v 匀速通过磁场，如图所示，从ab 进入磁场时开始计时 (1) 画出穿过线框的磁通量随时间变化的图象； (2) 判断线框中有无

14、感应电流若有，请判断出感应电流的方向 21如图，水平面上有两根相距0.5m 的足够长的平行金属导轨MN和 PQ ，它们的电阻可忽略不计，在M和 P之间接有阻值为R 3.0 的定值电阻，导体棒Lab0.5m，其电阻为r 1.0 ，与导轨接触良好. 整 个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中，B0.4T。现使 ab 以 v10m s 的速度向右做匀速运动。 （1） a b 中的电流大 ? a b两点间的电压多大？ （2）维持 a b 做匀速运动的外力多大？ （3） a b 向右运动1m的过程中，外力做的功是多少？电 路中产生的热量是多少？ R B r P M Na Q b v 答案第 1 页，总 6

15、页 参考答案 1A、C、D 【解析】 刚闭合 S的瞬间由于电感的自感作用，电流不会立即从电感中流过，两个灯泡串联 在一起，因此通过D1、D2的电流大小相等，则A 对；电路稳定后电感中有电流流过后，D1 处于短路状态，会熄灭，D2比原来更亮，则C对；电路达到稳定再将S断开瞬间， D2立即熄 灭， D1闪亮一下再熄灭，则D对。 2D 【解析】 K断开，由于线圈的电流减小，导致线圈中出现感应电动势从而阻碍电流的减小， 所以 R慢慢熄灭 . 线圈中电流变化时，线圈中产生感应电动势；线圈电流增加， 相当于一个瞬间电源接入电路， 线圈上端是电源正极当电流减小时，相当于一个瞬间电源，线圈下端是电源正极 3B

16、 【解析】由能量转化和守恒定律知：导体棒上滑时的速度总大于下滑时通过同一位置的速度， 即上滑过程中导体棒的平均速度大，时间短，选项A 错误 .又因上滑过程中平均安培力大， 克服安培力做功多，所以上滑过程中R 上产生的热量比下滑过程中多，选项B 正确 .而安培 力的冲量F t=BIl t=B tR lt= R Bl ,所以安培力的冲量大小相等，电荷量 Q=I t= R 相等，选项CD 错误 . 4D 【解析】略 5CD 【解析】由题中所给条件“L 是自感系数很大的用导线绕成的理想线圈”可知L线圈的电阻 为零 .开关 S断开前，电流流经L灯泡和L 线圈， L 线圈两端无电势差，即电容器两端无电 势

17、差，电容器带电荷量为零.开关 S断开时，灯泡L立即熄灭，线圈L由于自感作用，阻碍 原电流的减小， 产生自感电动势， 对电容器C 充电，线圈中的磁场能转化为C中的电场能 .LC 电路将发生电磁振荡，故正确答案为C、D. 6D 【解析】 根据楞次定律可知感应电流产生的磁场总是阻碍原磁通量的变化，所以 2 线圈向下 穿过的过程一直受到向上的阻力，加速度一直小于g，AB都错；从上线下看，穿过2 的磁通 量先是向上的增加，后是向上的减少，所以产生的感应电流先是顺时针，后是逆时针。 D对。 7A 【解析】当移动滑动变阻器划片时，电路中电流发生变化，故产生的磁场发生变化，a、b 环中的磁通量都发生变化，c

18、中的磁通量一直为零，所以只有a、b 两个环产生感应电流，A 正确。 8B 【解析】 试题分析： 根据牛顿第二定律，有：mgsin-BIL=ma； vBL I R , 所以 22v sin B L ag mR ， B正确；从 a 的瞬时值表达式可以看出，随速度的增加，加速度减小，即金属板做加速度逐 渐减小的变加速运动，平均速度不是 2 v ,A错误；根据焦耳定律， 2 QI Rt，其中的I 为 电流的有效值，而q=It中的 I 为电流的平均值，所以根据题目的已知量无法计算此过程中 答案第 2 页，总 6 页 产生的焦耳热，C错误；当a=0 时，速度最大 22 sin vm mgR B L ,D

19、错误。 考点：本题考查了法拉第电磁感应定律和电磁感应的力学问题。 9AD 【解析】 试题分析：当磁铁靠近线圈时，穿过线圈的磁通量增加，线圈中产生感应电流，线圈受到磁 铁的安培力作用，根据楞次定律可知，线圈受到的安培力斜向右下方，则线圈对桌面的压力 增大，即N 大于 mg 线圈相对桌面有向右运动趋势，受到桌面向左的静摩擦力当磁铁远 离线圈时，穿过线圈的磁通量减小，线圈中产生感应电流，线圈受到磁铁的安培力作用，根 据楞次定律可知， 线圈受到的安培力斜向右上方，则线圈对桌面的压力减小，即 N小于 mg 线 圈相对桌面有向右运动趋势，受到桌面向左的静摩擦力 综上所述，线圈受到的支持力先大于mg ，后小

20、于mg ，线圈受到的摩擦力一直向左， 故选 AD 考点：考查了楞次定律的应用 点评：关键是根据楞次定律的来拒去留分析 10 B 【解析】进入磁场时，感应电动势为E=Blv，当距离为L 时，切割磁感线的有效长度为2L， 电动势为2BLv， 方向不变， 当距离为2L 时，子二个磁感线的有效长度为3L， 电动势为3BLv， 电流方向相反，B对； 11 B 【解析】 一闭合的金属环从静止开始由高处下落通过条形磁铁的过程中，闭合金属环的磁通 量先增大，而后减小，根据楞次定律它增大时，不让它增大即阻碍它增大；它要减小时，不 让它减小即阻碍它减小，所以下落时圆环在磁铁的上方和下方，圆环所受的安培力都向上，

21、故加速度都小于g 12 C. 【解析】设导线的电阻率为 ，横截面积为S0，线圈的半径为r ，则I E R n t R 2 0 sin 2 B n r t nr S 0 2 S r B t sin .可见将 r 增加一倍， I 增加 1 倍，将线圈与磁场方向的夹角 改变时， sin不能变为原来的2 倍 (因 sin最大值为1)，若将线圈的面积增加一倍，半径r 增加到原来的2倍，电流也增加到原来的2倍， I 与线圈匝数无关 13右偏左偏左偏 【解析】 试题分析： 穿过闭合回路的磁通量变化而产生感应电流，感应电流的磁场总要阻碍引起感应 电流的磁通量变化，根据楞次定律可得右偏左偏左偏 考点：考查了楞次

22、定律的应用 点评：闭合线圈中的磁通量发生变化有几种方式：可以线圈面积的变化，也可以磁场的变化， 也可以线圈与磁场的位置变化 14 BS 、0、 2BS 答案第 3 页，总 6 页 【解析】略 15 N 、 a cdb 【解析】 cd 导线受到向下的磁场力，根据左手定则可判断电流方向为由c 到 d，故有由b 到 a 的电流，因为ab 棒向左运动，根据右手定则，可知是N极， ab 棒充当电源，a 相当 于电源正极，与c 点电势相同，电流流过导体电势降低，d 点通过导线到b 端，所以势由高 到低依次排列的顺序是acdb 故答案为： N 、 a cdb 16mF /，RLk/ 42 【解析】 试题分析

23、：由于线框各边受到的合力为零，所以线框受到的总合力为F，根据牛顿第二定律 可知加速度 F a m ；线框的总电动势 22 B ELkL tt ，导体框中感应电流做功的功 率 2224 UEk L P RRR 。 考点：法拉第电磁感应定律 点评：在法拉第电磁感应定律中E t ，其中 t 可以是 B S t ，也可以是 S B t 。 17由 C 到 D 由 D 到 C 【解析】当S 闭合时： (1)研究回路是CD，穿过回路的磁场是电流BA产生的磁场，方向由安培定则判知是指向 读者，且磁通量增大； (2)由楞次定律得知感应电流的磁场方向应是与B 原相反，即是离开读者向内； (3)由安培定则判知感应

24、电流方向是由C 到 D 当 S 断开时： (1)研究回路仍是线圈CD，穿过回路的原磁场仍是BA产生的磁场，方向由安培定则判知 是指向读者，且磁通量减小； (2)由楞次定律知感应电流磁场方向应是与B 原相同即指向读者； (3)由安培定则判知感应电流方向是由D 到 C 18 （1）由于列车速度与磁场平移速度不同，导致穿过金属框的磁通量发生变化，由于电磁 感应，金属框中会产生感应电流，该电流受到的安培力即为驱动力。 （2）21 2 dk或 2 21 d kN k （3） 2 2 00 4B lvv F R 【解析】 （1）由于列车速度与磁场平移速度不同，导致穿过金属框的磁通量发生变化，由于电磁感 应

25、，金属框中会产生感应电流，该电流受到的安培力即为驱动力。 （2）为使列车获得最大驱动力，MN、PQ 应位于磁场中磁感应强度同为最大值且反向的地 方，这会使得金属框所围面积的磁通量变化率最大，导致框中电流最强，也会使得金属框长 边 中 电 流 受 到 的 安 培 力 最 大 ， 因 此 ，d应 为 2 的 奇 数 倍 ， 即 :21 2 dk或 答案第 4 页，总 6 页 2 21 d kN k （3）由于满足第 (2) 问条件，则 MN、PQ 边所在处的磁感应强度大小均为 0 B且方向总相反， 经短暂时间t，磁场没Ox方向平移的距离为 0 vt, ，同时，金属框沿Ox 方向移动的距离 为v t

26、因为 0 vv，所以在t时间内 MN 边扫过磁场的面积： 0 svv L t 在此 t 时间内，MN 边左侧穿过S 的磁通量移进金属框而引起框内磁通量变化： 00MN B L vvt 同 理 ， 在t时 间 内 ， PQ 边 左 侧 移 出 金 属 框 的 磁 通 量 引 起 框 内 磁 通 量 变 化 ： 00PQ B L vvt 故在t时间内金属框所围面积的磁通量变化： MNPQ 根据法拉第电磁感应定律,金属框中的感应电动势大小：E t 根据闭合电路欧姆定律有： E I R 根据安培力公式，MN 边所受的安培力： ILBFMN 0 PQ 边所受的安培力：ILBFPQ 0 根 据 左 手 定

27、 则 ， MN 、 PQ 边 所 受 的 安 培 力 方 向 相 同 ， 此 时 列 车 驱 动 力 的 大 小 ： ILBFFF PQMN0 2 联立解得： 2 2 00 4B lvv F R 19 2 T. 20 0.05 C 【解析】 (1)（7 分）由图象知，杆自由下落距离是0.05 m，当地重力加速度g10 m/s 2，则 杆进入磁场时的速度v2gh1 m/s 由图象知，杆进入磁场时加速度a g 10 m/s 2 由牛顿第二定律得mgF安ma 回路中的电动势E BLv 杆中的电流I E R并 R并 R1R2 R1R2 F安BILB 2L2v R并 答案第 5 页，总 6 页 得 B

28、2mgR并 L 2v2 T. (2)（4 分）杆在磁场中运动产生的平均感应电动势E t 杆中的平均电流I E R并 通过杆的电荷量Q I t 通过 R2的电荷量q1 3Q0.05 C. 21 (1) (2) 线框进入磁场阶段，电流方向逆时针；线框在磁场中运动阶段，无电流；线框离开磁场 阶段，电流方向顺时针 【解析】 试题分析： (1) 线框进入磁场阶段：t 为 0 l v ，线框进入磁场中的面积随时间成正比，S lvt ，最后为BS Bl 2. 线框在磁场中运动阶段：t 为 l v 2l v ， 线框磁通量为 Bl 2，保持不变 线框离开磁场阶段：t 为 2l v 3l v ，线框磁通量线性减

29、小，最后为零 (2) 线框进入磁场阶段，穿过线框的磁通量增加，线框中将产生感应电流由右手定则可知， 感应电流方向为逆时针方向 线框在磁场中运动阶段，穿过线框的磁通量保持不变，无感应电流产生 线框离开磁场阶段，穿过线框的磁通量减小，线框中将产生感应电流由右手定则可知，感 应电流方向为顺时针方向 考点：电磁感应 点评： 当导体切割磁感线时，要注意切割的有效长度的确定；而对于求平均电动势要使用法 拉第电磁感应定律进行计算 22 0.5A0.1N （3）1w 【解析】电路中电动势：0.40.5 102EBlvV（1 分） ab 两点电势差： ab 3 U21.5 31 R EV Rr （1 分） 答案第 6 页，总 6 页 流过的电流为A rR E 5.0 （2 分） 电路中电流： 2 0.5 4 E IA Rr （2 分） 匀速时拉力：0.40.50.50.1FBIlN（2 分） （3）拉力做功W=Fs=0.1J（2 分） 拉力的功率：0.1 101PFvw（2 分）