第十二章 電磁感應 章末質量檢測

1、第十二章 電磁感應(時間60分鐘，滿分100分)組題：玉田一中 李樹余一、選擇題(本題共10小題，每小題5分，共50分)1現(xiàn)代生活中常用到一些電氣用品與裝置，它們在沒有直接與電源連接下，可利用電磁感應產生的電流發(fā)揮功能下列有關電磁感應的敘述，正確的是 ()A電磁感應現(xiàn)象是丹麥科學家厄司特最先發(fā)現(xiàn)的B發(fā)電機可以利用電磁感應原理將力學能轉換為電能C電氣用品中引起電磁感應的電源電路，使用的是穩(wěn)定的直流電D日光燈的鎮(zhèn)流器的工作原理是電磁感應中的自感解析：電磁感應現(xiàn)象最先是由英國的法拉第發(fā)現(xiàn)的，厄司特即奧斯特則是電流磁效應的發(fā)現(xiàn)者，A錯誤發(fā)電機是轉子在磁場中轉動時切割磁感線產生感應電流，從能量的觀點看是

2、轉子克服安培力做功將機械能即力學能轉變?yōu)殡娔?，B正確由電磁感應現(xiàn)象產生的條件可知，磁通量變化才能產生感應電流，則引起電磁感應的電源電路應為交流電，C錯誤鎮(zhèn)流器是利用電磁感應工作的，故D正確答案：BD2MN、GH為光滑的水平平行金屬導軌，ab、cd為跨在導軌上的兩根金屬桿，勻強磁場垂直穿過MN、GH所在的平面，如圖1所示，則 () 圖1A若固定ab，使cd向右滑動，則abdc回路有電流，電流方向由abdcB若ab、cd以相同的速度一起向右滑動，則abdc回路有電流，電流方向由cdbaC若ab向左、cd向右同時運動，則abdc回路電流為零D若ab、cd都向右運動，且兩棒速度vcd>vab，則

3、abdc回路有電流，電流方向由cdba解析：由右手定則可判斷出A應產生順時針的電流，故A錯若ab、cd同向且速度大小相同，ab、cd所圍的線圈面積不變，磁通量不變，故不產生感應電流，故B錯若ab向左，cd向右，則abdc中有順時針的電流，故C錯若ab、cd向右運動，但vcd>vab，則abdc所圍面積發(fā)生變化，磁通量也發(fā)生變化，故由楞次定律可判斷出產生由c到d的電流，故D正確答案：D3(2009·寧夏理綜)醫(yī)生做某些特殊手術時，利用電磁血流計來監(jiān)測通過動脈的血流速度電磁血流計由一對電極a和b以及一對磁極N和S構成，磁極間的磁場是均勻的使用時，兩電極a、b均與血管壁接觸，兩觸點的

4、連線、磁場方向和血流速度方向兩兩垂直，如圖2所示由于血液中的正、負離子隨血液一起在磁場中運動，電極a、b之間會有微小電勢差在達到平衡時，血管內部的電場可看做是勻強電場，血液中的離子所受的電場力和磁場力的合力為零在某次監(jiān)測中，兩觸點間的距離為3.0 mm，血管壁的厚度可忽略，兩觸點間的電勢差為160 V，磁感應強度的大小為0.040 T則血流速度的近似值和電極a、b的正負為 ()圖2A1.3 m/s，a正、b負 B2.7 m/s，a正、b負C1.3 m/s，a負、b正 D2.7 m/s，a負、b正解析：由于正、負離子在勻強磁場中垂直于磁場方向運動，利用左手定則可以判斷：a電極帶正電，b電極帶負電

5、根據(jù)離子所受的電場力和洛倫茲力的合力為零，即qvBqE得v1.3 m/s.故選A.答案：A4如圖3甲所示，A、B為兩個相同的環(huán)形線圈，共軸并靠近放置，A線圈中通過如圖3乙所示的電流I，則 ()圖3A在t1到t2時間內A、B兩線圈相吸引B在t2到t3時間內A、B兩線圈相排斥Ct1時刻兩線圈作用力為零Dt2時刻兩線圈作用力最大解析：t1到t2時間內，A中電流減小，根據(jù)“減同”，B中會產生與A方向相同的感應電流，同向電流相互吸引；t2到t3時間內，根據(jù)“增反”，B中感應電流與A中電流方向相反，反向電流相互排斥；t1時刻，IA最大，但為零，IB0，t2時刻IA0，盡管此時IB最大，但相互作用力仍然為零

6、選項A、B、C正確答案：ABC5某輸電線路橫穿公路時，要在地下埋線通過，為了保護線路不至于被壓壞，預先鋪設結實的過路鋼管，再讓輸電線從鋼管中穿過電線穿管的方案有兩種，甲方案是鋪設兩根鋼管，兩條輸電線分別從兩根鋼管中穿過，乙方案是只鋪設一根鋼管，兩條輸電線都從這一根鋼管中穿過，如果輸電導線輸送的電流很強大，那么，以下說法正確的是()圖4A無論輸送的電流是恒定電流還是交變電流，甲、乙兩方案都是可行的B若輸送的電流是恒定電流，甲、乙兩方案都是可行的C若輸送的電流是交變電流，乙方案是可行的，甲方案是不可行的D若輸送的電流是交變電流，甲方案是可行的，乙方案是不可行的解析：輸電線周圍存在磁場，交變電流產生

7、變化的磁場，可在金屬管中產生渦流，當輸電線上電流很大時，強大的渦流有可能將金屬管融化，造成事故，就是達不到金屬管融化造成事故的程度，能量損失也是不可避免的，所以甲方案是不可行的在乙方案中，兩條電線中的電流方向相反，產生的磁場互相抵消，金屬管中不會產生渦流是可行的，此題類似于課本中提到的“雙線并繞”綜上所述，選項B、C正確答案：BC6如圖5所示，金屬棒ab置于水平放置的光滑框架cdef上，棒與框架接觸良好，勻強磁場垂直于ab棒斜向下從某時刻開始磁感應強度均勻減小，同 圖5時施加一個水平外力F使金屬棒ab保持靜止，則F ()A方向向右，且為恒力 B方向向右，且為變力C方向向左，且為變力 D方向向左

8、，且為恒力解析：根據(jù)楞次定律，B減小時，磁通量減小，為阻礙減小，ab產生向右運動的趨勢，故外力方向向左再根據(jù)電磁感應定律，E，B均勻減小，故不變，E不變，I不變F安BIL均勻減小，故F為變力C項正確答案：C7兩塊水平放置的金屬板間的距離為d，用導線與一個n匝線圈相連，線圈電阻為r，線圈中有豎直方向的磁場，電阻R與金屬板連接，如圖6所示，兩板間 圖6有一個質量為m、電荷量q的油滴恰好處于靜止，則線圈中的磁感應強度B的變化情況和磁通量的變化率分別是 ()A磁感應強度B豎直向上且正增強，B磁感應強度B豎直向下且正增強，C磁感應強度B豎直向上且正減弱，D磁感應強度B豎直向下且正減弱，解析：由平衡條件知

9、，下金屬板帶正電，故電流應從線圈下端流出，由楞次定律可以判定磁感應強度B豎直向上且正減弱或豎直向下且正增強，A、D錯誤；因mgq，UR，En，聯(lián)立可求得，故只有C項正確答案：C8如圖7所示，平行于y軸的導體棒以速度v向右做勻速直線運動，經過半徑為R、磁感應強度為B的圓形勻強磁場區(qū)域，導體棒中的感應電動勢E與導體棒位置x關系的圖象是圖8中的 () 圖7圖8解析：如圖所示，當導體棒運動到圖示位置時，其坐標值為x，則導體棒切割磁感線的有效長度為：2，所以EBv×2即E2Bv，所以對照上述圖象，只有選項A正確答案：A9如圖9(a)、(b)所示，R和自感線圈L的電阻都很小，接通K，使電路達到穩(wěn)

10、定，燈泡S發(fā)光，下列說法正確的是 ()圖9A在電路(a)中，斷開K，S將漸漸變暗B在電路(a)中，斷開K，S將先變得更亮，然后漸漸變暗C在電路(b)中，斷開K，S將漸漸變暗D在電路(b)中，斷開K，S將先變得更亮，然后漸漸變暗解析：對于圖(a)所示電路，令I1和I2分別是K接通后線圈、燈泡支路和電阻R支路的穩(wěn)態(tài)電流值，設燈泡的電阻為RS，線圈的電阻為RL，由歐姆定律有I1，I2.考慮到R與線圈的電阻RL都很小，則I1遠遠小于I2.當K斷開的瞬間，L支路電流I1不能突變，而R支路的電流I2可以突變，即由方向向右的I2突變?yōu)橄蜃蟮腎1.所以斷開K后，S將漸漸變暗A正確對于圖(b)所示電路，令I1和

11、I2為K接通后線圈支路和電阻R、燈泡S支路的穩(wěn)態(tài)電流值，同理有I1，I2.考慮到RL很小，I1遠遠大于I2.當K斷開的瞬間，L支路的電流I1不能突變，而R、S支路的電流I2可以突變，即由方向向右的I2突變?yōu)橄蜃蟮腎1.在K斷開后再一次達到穩(wěn)態(tài)時，各支路的電流為零所以斷開K后，S將先變得更亮，然后漸漸變暗故選項D正確答案：AD10如圖10所示，豎直面內的虛線上方是一勻強磁場B，從虛線下方豎直上拋一正方形線圈，線圈越過虛線進入磁場，最后又落回原處，運動過程中線圈平面保持在 圖10豎直面內，不計空氣阻力，則 ()A上升過程克服磁場力做的功大于下降過程克服磁場力做的功B上升過程克服磁場力做的功等于下降

12、過程克服磁場力做的功C上升過程克服重力做功的平均功率大于下降過程中重力的平均功率D上升過程克服重力做功的平均功率等于下降過程中重力的平均功率解析：線圈上升過程中，加速度增大且在減速，下降過程中，運動情況比較復雜，有加速、減速或勻速等，把上升過程看做反向的加速，可以比較在運動到同一位置時，線圈速度都比下降過程中相應的速度要大，可以得到結論：上升過程中克服安培力做功多；上升過程時間短，故正確選項為A、C.答案：AC二、計算題(本題共4小題，共50分)11(11分)如圖11所示，在磁感應強度為0.4 T的勻強磁場中，讓長為0.5 m、電阻為0.1 的導體棒ab在金屬框上以10 m/s的速度向右勻速滑

13、動，電阻R16 ，R24 ，其他導線上的電阻可忽略不計求：(1)ab棒中的電流大小與方向； 圖11(2)為使ab棒勻速運動，外力的機械功率；(3)ab棒中轉化成電能的功率，并比較機械功率與轉化功率是否相等解析：(1)由右手定則可以判定，電流方向baEBlv2 VR總r2.5 I0.8 A(2)PFvBIlv1.6 W(3)PI2R總1.6 W，P機P電答案：(1)0.8 Aba(2)1.6 W(3)1.6 W相等12(12分)如圖12所示，MN、PQ為相距L0.2 m的光滑平行導軌，導軌平面與水平面夾角為30°，導軌處于磁感應強度為B1 T、方向垂直于導軌平面向上的勻強磁場中，在兩導

14、軌的M、P兩端接有一電阻為R2 的定值電阻，回路其余電阻不計一質量為m0.2 kg的導 圖12體棒垂直導軌放置且與導軌接觸良好今平行于導軌對導體棒施加一作用力F，使導體棒從ab位置由靜止開始沿導軌向下勻加速滑到底端，滑動過程中導體棒始終垂直于導軌，加速度大小為a4 m/s2，經時間t1 s滑到cd位置，從ab到cd過程中電阻發(fā)熱為Q0.1 J，g取10 m/s2.求：(1)到達cd位置時，對導體棒施加的作用力；(2)導體棒從ab滑到cd過程中作用力F所做的功解析：(1)導體棒在cd處速度為：vat4 m/s切割磁感線產生的電動勢為：EBLv0.8 V回路感應電流為：I0.4 A導體棒在cd處受

15、安培力：F安BIL0.08 N平行導軌向下為正方向：mgsinFF安ma解得：F0.12 N對導體棒施加的作用力大小為0.12 N，方向平行導軌平面向上(2)ab到cd的距離：xat22 m根據(jù)功能關系：mgxsinWFQmv20解得：WF0.3 J.答案：(1)0.12 N方向平行導軌平面向上(2)0.3 J13(13分)(2010·棗莊模擬)如圖13甲所示，相距為L的光滑足夠長平行金屬導軌水平放置，導軌一部分處在垂直于導軌平面的勻強磁場中，OO為磁場邊界，磁感應強度為B，導軌右側接有定值電阻R，導軌電阻忽略不計在距OO為L處垂直導軌放置一質量為m、電阻不計的金屬桿ab.若ab桿在

16、恒力作用下由靜止開始向右運動，其vs的關系圖象如圖乙所示，求：圖13(1)金屬桿ab在穿過磁場的過程中感應電流的方向如何？(2)在整個過程中電阻R上產生的電熱Q1是多少？(3)ab桿在離開磁場前瞬間的加速度為多少？解析：(1)由右手定則可知，桿中電流方向為由b到a.(2)ab桿在位移L到3L的過程中，由動能定理得：F(3LL)m(vv) ab桿在磁場中發(fā)生L位移過程中，恒力F做的功等于ab桿增加的動能和回路產生的電能(即電阻R上產生的電熱Q1)，由能量守恒定律得：FLmvQ1 聯(lián)立解得：Q1 (3)ab桿在離開磁場前瞬間，水平方向上受安培力F安和外力F作用，設加速度為a，則F安BIL I a 由聯(lián)立解得：a 答案：(1)由b到a(2)(3)14(14分)一個質量為m、直徑為d、電阻為R的金屬圓環(huán)，在范圍足夠大的磁場中豎直向下下落，磁場的分布情況如圖14所示已知磁感應強度豎直方向分量By的大小只隨高度y變化，其隨高度y變化關系為ByB0(1ky)(此處k為比例常數(shù)，且k>0)，其中沿圓環(huán)