電磁感應(yīng)單元測試習(xí)題

2013-2014學(xué)年度碭山鐵路中學(xué)電磁感應(yīng)單元測試題一、選擇題（題型注釋）1．如圖4所示，E為電池，L是電阻可忽略不計、自感系數(shù)足夠大的線圈，D1、D2是兩個規(guī)格相同的燈泡，S是控制電路的開關(guān)．對于這個電路，下列說法正確的是（）A．剛閉合S的瞬間，通過D1、D2的電流大小相等B．剛閉合S的瞬間，通過D1、D2的電流大小不相等C．閉合S待電路達(dá)到穩(wěn)定，D1熄滅，D2比原來更亮D．閉合S待電路達(dá)到穩(wěn)定，再將S斷開瞬間，D2立即熄滅，D1閃亮一下再熄滅2．如圖所示，線圈匝數(shù)足夠多，其直流電阻為3歐，先合上電鍵K，過一段時間突然斷開K，則下列說法中正確的有（）A．電燈立即熄滅B．電燈不熄滅C．電燈會逐漸熄滅，且電燈中電流方向與K斷開前方向相同D．電燈會逐漸熄滅，且電燈中電流方向與K斷開前方向相反3．一質(zhì)量為m的金屬桿ab,以一定的初速度v0從一光滑平行金屬導(dǎo)軌底端向上滑行,導(dǎo)軌平面與水平面成30°角,兩導(dǎo)軌上端用一電阻R相連,如圖3-6-13所示.磁場垂直斜面向上,導(dǎo)軌與桿的電阻不計,金屬桿向上滑行到某一高度后又返回到底端.則在此過程中（）圖3-6-13A.向上滑行的時間大于向下滑行的時間B.電阻R上產(chǎn)生的熱量向上滑行時大于向下滑行時C.通過電阻R的電荷量向上滑行時大于向下滑行時D.桿a、b受到的磁場力的沖量向上滑行時大于向下滑行時4．如圖所示，通電直導(dǎo)線垂直穿過閉合線圈的中心，那么A．當(dāng)導(dǎo)線中電流增大時，線圈中有感應(yīng)電流；B．當(dāng)線圈左右平動時，線圈中有感應(yīng)電流；C．當(dāng)線圈上下平動時，線圈中有感應(yīng)電流；D．以上各種情況都不會產(chǎn)生感應(yīng)電流。5．如圖16-5-15所示的電路中，L是自感系數(shù)很大的用導(dǎo)線繞成的理想線圈，開關(guān)A.剛斷開時，電容器放電，電場能變?yōu)榇艌瞿蹷.剛斷開時，L中電流反向C.燈泡L′立即熄滅D.LC電路將發(fā)生電磁振蕩，剛斷開時，磁場能最大6．如圖所示，一水平放置的圓形通電線圈1固定，從上往下看，線圈1始終有逆時針方向的恒定電流，另一較小的圓形線圈2從1的正下方以一定的初速度豎直上拋，重力加速度為g，在上拋的過程中兩線圈平面始終保持平行且共軸，則在線圈2從線圈1的正下方上拋至線圈1的正上方過程中（）（A）線圈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）線圈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）從上往下看，線圈2在1正下方有順時針方向，在1正上方有逆時針方向的感應(yīng)電流（D）從上往下看，線圈2在1正下方有逆時針方向，在1正上方有順時針方向的感應(yīng)電流圖27．在圖所示的閉合鐵芯上繞有一組線圈，與滑動變阻器、電池構(gòu)成閉合電路，a、b、c為三個閉合金屬圓環(huán)，假定線圈產(chǎn)生的磁場全部集中在鐵芯內(nèi)，則當(dāng)滑動變阻器的滑片左、右滑動時，能產(chǎn)生感應(yīng)電流的金屬圓環(huán)是()圖2A．a(chǎn)、b兩個環(huán)B．b、c兩個環(huán)C．a(chǎn)、c兩個環(huán) D．a(chǎn)、b、c三個環(huán)8．如圖所示，足夠長的U型光滑金屬導(dǎo)軌平面與水平面成角，其中MN與PQ平行導(dǎo)軌間距為L，導(dǎo)軌平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場垂直，導(dǎo)軌電阻不計.金屬捧ab由靜止開始沿導(dǎo)軌下滑，并與兩導(dǎo)軌始終保持垂直且良好接觸，ab棒接入電路的電阻為R，當(dāng)流過棒ab某一橫截面的電量為q時。此時金屬棒的速度大小為v，則金屬棒ab在這一過程中A.ab棒運動的平均速度大小為B.此時金屬棒的加速度為C.此過程中產(chǎn)生的焦耳熱為D.金屬棒ab沿軌道下滑的最大速度為9．如圖所示，質(zhì)量為m的銅質(zhì)小閉合線圈靜置于粗糙水平桌面上。當(dāng)一個豎直放置的條形磁鐵貼近線圈，沿線圈中線由左至右從線圈正上方等高、快速經(jīng)過時，線圈始終保持不動。則關(guān)于線圈在此過程中受到的支持力N和摩擦力f的情況，以下判斷正確的是（）A．N先大于mg，后小于mgB．N一直大于mgC．f先向左，后向右D．f一直向左10．如圖7所示，空間分布著寬為L，垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場．一金屬線框從磁場左邊界勻速向右通過磁場區(qū)域．規(guī)定逆時針方向為電流的正方向，則感應(yīng)電流隨位移變化的關(guān)系圖（i-x）正確的是（）圖7圖711．如圖12－1－10所示，一閉合的金屬環(huán)從靜止開始由高處下落通過條形磁鐵后繼續(xù)下落，空氣阻力不計，則在圓環(huán)運動過程中，下列說法正確的是（）A、圓環(huán)在磁鐵的上方時，圓環(huán)的加速度小于g，在下方時大于gB、圓環(huán)在磁鐵的上方時，圓環(huán)的加速度小于g，在下方時也小于gC、圓環(huán)在磁鐵的上方時，圓環(huán)的加速度小于g，在下方時等于gD、圓環(huán)在磁鐵的上方時，圓環(huán)的加速度大于g，在下方時小于g12．一個由電阻均勻的導(dǎo)線繞制成的閉合線圈放在勻強(qiáng)磁場中，如圖所示，線圈平面與磁場方向成60°角，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間均勻變化，用下列哪些方法可使感應(yīng)電流增加一倍()A．把線圈匝數(shù)增加一倍B．把線圈面積增加一倍C．把線圈半徑增加一倍D．改變線圈與磁場方向的夾角第II卷（非選擇題）二、填空題（題型注釋）13．某同學(xué)在研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實驗中,設(shè)計了如圖所示的裝置。線圈A通過電流表甲、高阻值的電阻R'、滑動變阻器R和開關(guān)S連接到干電池上,線圈B的兩端接到另一個電流表乙上,兩個電流表相同,零刻度居中。閉合開關(guān)后,當(dāng)滑動變阻器R的滑片P不動時,甲、乙兩個電流表指針的位置如圖所示。OO’(1)當(dāng)滑片P較快地向左滑動時,甲電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向是,乙電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向是。(選填“向右偏”“向左偏”或“不偏轉(zhuǎn)OO’(2)斷開開關(guān),待電路穩(wěn)定后再迅速閉合開關(guān),乙電流表的偏轉(zhuǎn)情況是。(選填“向左偏”“向右偏”或“不偏轉(zhuǎn)”)?14．如圖所示,框架面積為S，框架平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場方向垂直，則穿過平面的磁通量為_____，若從初始位置轉(zhuǎn)過90度角,則穿過線框平面的磁通量為_____，若從初始位置轉(zhuǎn)過1800角，則穿過線框平面的磁通量變化為_______15．如圖所示，Ⅰ和Ⅱ是一對異名磁極，ab為放在其間的金屬棒。ab和cd用導(dǎo)線連成一個閉合回路。當(dāng)ab棒向左運動時，cd導(dǎo)線受到向下的磁場力。由此可知Ⅰ是____極，a、b、c、d四點的電勢由高到低依次排列的順序是 16．正方形導(dǎo)線框處于勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直框平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間均勻增加，變化率為k。導(dǎo)體框質(zhì)量為m、邊長為L，總電阻為R，在恒定外力F作用下由靜止開始運動。導(dǎo)體框在磁場中的加速度大小為，導(dǎo)體框中感應(yīng)電流做功的功率為。17．如圖所示，導(dǎo)線AB與CD互相平行，則在閉合開關(guān)S時導(dǎo)線CD中感應(yīng)電流的方向為___________；在斷開開關(guān)S時導(dǎo)線CD中感應(yīng)電流的方向為__________．(填“由C到D”或“由D到C”)四、計算題（題型注釋）18．磁懸浮列車是一種高速低耗的新型交通工具。它的驅(qū)動系統(tǒng)簡化為如下模型，固定在列車下端的動力繞組可視為一個矩形純電阻金屬框，電阻為，金屬框置于xOy平面內(nèi)，長邊MN長為平行于y軸，寬為的NP邊平行于x軸，如圖5-1所示。列車軌道沿Ox方向，軌道區(qū)域內(nèi)存在垂直于金屬框平面的磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度沿Ox方向按正弦規(guī)律分布，其空間周期為，最大值為，如圖5-2所示，金屬框同一長邊上各處的磁感應(yīng)強(qiáng)度相同，整個磁場以速度沿Ox方向勻速平移。設(shè)在短暫時間內(nèi)，MN、PQ邊所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間的變化可以忽略，并忽略一切阻力。列車在驅(qū)動系統(tǒng)作用下沿Ox方向加速行駛，某時刻速度為()。（1）簡要敘述列車運行中獲得驅(qū)動力的原理；（2）為使列車獲得最大驅(qū)動力，寫出MN、PQ邊應(yīng)處于磁場中的什么位置及與d之間應(yīng)滿足的關(guān)系式；（3）計算在滿足第(2)問的條件下列車速度為時驅(qū)動力的大小。19如圖甲所示，平行金屬導(dǎo)軌豎直放置，導(dǎo)軌間距為L＝1m，上端接有電阻R1＝3Ω，下端接有電阻R2＝6Ω，虛線OO′下方是垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場．現(xiàn)將質(zhì)量m＝0.1kg、電阻不計的金屬桿ab，從OO′上方某處垂直導(dǎo)軌由靜止釋放，桿下落0.2m過程中始終與導(dǎo)軌保持良好接觸，加速度a與下落距離h的關(guān)系圖象如圖乙所示.求：（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度B；（2）桿下落0.2m過程中通過電阻R2的電荷量q.20．磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場僅存在于邊長為2l的正方形范圍內(nèi)，有一個電阻為R、邊長為l的正方形導(dǎo)線框abcd，沿垂直于磁感線方向，以速度v勻速通過磁場，如圖所示，從ab進(jìn)入磁場時開始計時．(1)畫出穿過線框的磁通量隨時間變化的圖象；(2)判斷線框中有無感應(yīng)電流．若有，請判斷出感應(yīng)電流的方向．21．如圖，水平面上有兩根相距0.5m的足夠長的平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ，它們的電阻可忽略不計，在M和P之間接有阻值為R＝3.0Ω的定值電阻，導(dǎo)體棒Lab＝0.5m，其電阻為r＝1.0Ω，與導(dǎo)軌接觸良好.整個裝置處于方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，B＝0.4T?，F(xiàn)使ab以v＝10m／s的速度向右做勻速運動。RBRBrPMNaQbv（2）維持ab做勻速運動的外力多大？（3）ab向右運動1m的過程中，外力做的功是多少？電路中產(chǎn)生的熱量是多少？參考答案1．A、C、D【解析】剛閉合S的瞬間由于電感的自感作用，電流不會立即從電感中流過，兩個燈泡串聯(lián)在一起，因此通過D1、D2的電流大小相等，則A對；電路穩(wěn)定后電感中有電流流過后，D1處于短路狀態(tài)，會熄滅，D2比原來更亮，則C對；電路達(dá)到穩(wěn)定再將S斷開瞬間，D2立即熄滅，D1閃亮一下再熄滅，則D對。2．D【解析】K斷開，由于線圈的電流減小，導(dǎo)致線圈中出現(xiàn)感應(yīng)電動勢從而阻礙電流的減小，所以R慢慢熄滅.線圈中電流變化時，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢；線圈電流增加，相當(dāng)于一個瞬間電源接入電路，線圈上端是電源正極．當(dāng)電流減小時，相當(dāng)于一個瞬間電源，線圈下端是電源正極．3．B【解析】由能量轉(zhuǎn)化和守恒定律知：導(dǎo)體棒上滑時的速度總大于下滑時通過同一位置的速度，即上滑過程中導(dǎo)體棒的平均速度大，時間短，選項A錯誤.又因上滑過程中平均安培力大，克服安培力做功多，所以上滑過程中R上產(chǎn)生的熱量比下滑過程中多，選項B正確.而安培力的沖量·Δt=BIlΔt=B·l·Δt=,所以安培力的沖量大小相等，電荷量Q=I·Δt=相等，選項CD錯誤.4．D【解析】略5．CD【解析】由題中所給條件“L是自感系數(shù)很大的用導(dǎo)線繞成的理想線圈”可知L線圈的電阻為零.開關(guān)S斷開前，電流流經(jīng)L′燈泡和L線圈，L線圈兩端無電勢差，即電容器兩端無電勢差，電容器帶電荷量為零.開關(guān)S斷開時，燈泡L′立即熄滅，線圈L由于自感作用，阻礙原電流的減小，產(chǎn)生自感電動勢，對電容器C充電，線圈中的磁場能轉(zhuǎn)化為C中的電場能.LC電路將發(fā)生電磁振蕩，故正確答案為C、D.6．D【解析】根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場總是阻礙原磁通量的變化，所以2線圈向下穿過的過程一直受到向上的阻力，加速度一直小于g，AB都錯；從上線下看，穿過2的磁通量先是向上的增加，后是向上的減少，所以產(chǎn)生的感應(yīng)電流先是順時針，后是逆時針。D對。7．A【解析】當(dāng)移動滑動變阻器劃片時，電路中電流發(fā)生變化，故產(chǎn)生的磁場發(fā)生變化，a、b環(huán)中的磁通量都發(fā)生變化，c中的磁通量一直為零，所以只有a、b兩個環(huán)產(chǎn)生感應(yīng)電流，A正確。8．B【解析】試題分析：根據(jù)牛頓第二定律，有：mgsinθ-BIL=ma；,所以，B正確；從a的瞬時值表達(dá)式可以看出，隨速度的增加，加速度減小，即金屬板做加速度逐漸減小的變加速運動，平均速度不是,A錯誤；根據(jù)焦耳定律，，其中的I為電流的有效值，而q=It中的I為電流的平均值，所以根據(jù)題目的已知量無法計算此過程中產(chǎn)生的焦耳熱，C錯誤；當(dāng)a=0時，速度最大,D錯誤?？键c：本題考查了法拉第電磁感應(yīng)定律和電磁感應(yīng)的力學(xué)問題。9．AD【解析】試題分析：當(dāng)磁鐵靠近線圈時，穿過線圈的磁通量增加，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，線圈受到磁鐵的安培力作用，根據(jù)楞次定律可知，線圈受到的安培力斜向右下方，則線圈對桌面的壓力增大，即N大于mg．線圈相對桌面有向右運動趨勢，受到桌面向左的靜摩擦力．當(dāng)磁鐵遠(yuǎn)離線圈時，穿過線圈的磁通量減小，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，線圈受到磁鐵的安培力作用，根據(jù)楞次定律可知，線圈受到的安培力斜向右上方，則線圈對桌面的壓力減小，即N小于mg．線圈相對桌面有向右運動趨勢，受到桌面向左的靜摩擦力．綜上所述，線圈受到的支持力先大于mg，后小于mg，線圈受到的摩擦力一直向左，故選AD考點：考查了楞次定律的應(yīng)用點評：關(guān)鍵是根據(jù)楞次定律的來拒去留分析10．B【解析】進(jìn)入磁場時，感應(yīng)電動勢為E=Blv，當(dāng)距離為L時，切割磁感線的有效長度為2L，電動勢為2BLv，方向不變，當(dāng)距離為2L時，子二個磁感線的有效長度為3L，電動勢為3BLv，電流方向相反，B對；11．B【解析】一閉合的金屬環(huán)從靜止開始由高處下落通過條形磁鐵的過程中，閉合金屬環(huán)的磁通量先增大，而后減小，根據(jù)楞次定律它增大時，不讓它增大即阻礙它增大；它要減小時，不讓它減小即阻礙它減小，所以下落時圓環(huán)在磁鐵的上方和下方，圓環(huán)所受的安培力都向上，故加速度都小于g．12．C.【解析】設(shè)導(dǎo)線的電阻率為ρ，橫截面積為S0，線圈的半徑為r，則I＝＝＝＝··sinθ.可見將r增加一倍，I增加1倍，將線圈與磁場方向的夾角改變時，sinθ不能變?yōu)樵瓉淼?倍(因sinθ最大值為1)，若將線圈的面積增加一倍，半徑r增加到原來的倍，電流也增加到原來的倍，I與線圈匝數(shù)無關(guān)．13．右偏左偏左偏【解析】試題分析：穿過閉合回路的磁通量變化而產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量變化，根據(jù)楞次定律可得右偏左偏左偏考點：考查了楞次定律的應(yīng)用點評：閉合線圈中的磁通量發(fā)生變化有幾種方式：可以線圈面積的變化，也可以磁場的變化，也可以線圈與磁場的位置變化．14．BS、0、2BS【解析】略15．N、a＝c＞d＝b【解析】cd導(dǎo)線受到向下的磁場力，根據(jù)左手定則可判斷電流方向為由c到d，故有由b到a的電流，因為ab棒向左運動，根據(jù)右手定則，可知Ⅰ是N極，ab棒充當(dāng)電源，a相當(dāng)于電源正極，與c點電勢相同，電流流過導(dǎo)體電勢降低，d點通過導(dǎo)線到b端，所以勢由高到低依次排列的順序是a＝c＞d＝b故答案為：N、a＝c＞d＝b16．，【解析】試題分析：由于線框各邊受到的合力為零，所以線框受到的總合力為F，根據(jù)牛頓第二定律可知加速度；線框的總電動勢，導(dǎo)體框中感應(yīng)電流做功的功率?？键c：法拉第電磁感應(yīng)定律點評：在法拉第電磁感應(yīng)定律中，其中可以是，也可以是。17．由C到D由D到C【解析】當(dāng)S閉合時：(1)研究回路是CD，穿過回路的磁場是電流B→A產(chǎn)生的磁場，方向由安培定則判知是指向讀者，且磁通量增大；(2)由楞次定律得知感應(yīng)電流的磁場方向應(yīng)是與B原相反，即是離開讀者向內(nèi)；(3)由安培定則判知感應(yīng)電流方向是由C到D．當(dāng)S斷開時：(1)研究回路仍是線圈CD，穿過回路的原磁場仍是B→A產(chǎn)生的磁場，方向由安培定則判知是指向讀者，且磁通量減?。?2)由楞次定律知感應(yīng)電流磁場方向應(yīng)是與B原相同即指向讀者；(3)由安培定則判知感應(yīng)電流方向是由D到C．18．（1）由于列車速度與磁場平移速度不同，導(dǎo)致穿過金屬框的磁通量發(fā)生變化，由于電磁感應(yīng)，金屬框中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，該電流受到的安培力即為驅(qū)動力。（2）或（3）【解析】（1）由于列車速度與磁場平移速度不同，導(dǎo)致穿過金屬框的磁通量發(fā)生變化，由于電磁感應(yīng)，金屬框中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，該電流受到的安培力即為驅(qū)動力。（2）為使列車獲得最大驅(qū)動力，MN、PQ應(yīng)位于磁場中磁感應(yīng)強(qiáng)度同為最大值且反向的地方，這會使得金屬框所圍面積的磁通量變化率最大，導(dǎo)致框中電流最強(qiáng)，也會使得金屬框長邊中電流受到的安培力最大，因此，應(yīng)為的奇數(shù)倍，即:或（3）由于滿足第(2)問條件，則MN、PQ邊所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為且方向總相反，經(jīng)短暫時間，磁場沒Ox方向平移的距離為,，同時，金屬框沿Ox方向移動的距離為．因為，所以在時間內(nèi)MN邊掃過磁場的面積：在此時間內(nèi)，MN邊左側(cè)穿過S的磁通量移進(jìn)金屬框而引起框內(nèi)磁通量變化：同理，在時間內(nèi)，PQ邊左側(cè)移出金屬框的磁通量引起框內(nèi)磁通量變化：故在時間內(nèi)金屬框所圍面積的磁通量變化：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,金屬框中的感應(yīng)電動勢大?。焊鶕?jù)閉合電路歐姆定律有：根據(jù)安培力公式，MN邊所受的安培力：PQ邊所受的安培力：根據(jù)左手定則，MN、PQ邊所受的安培力方向相同，此時列車驅(qū)動力的大小：聯(lián)立解得：19．2T.20．0.05C【解析】(1)（7分）由圖象知，桿自由下落距離是0.05m，當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭＝10m/s2，則桿進(jìn)入磁場時的速度v＝eq\r(2gh)＝1m/s由圖象知，桿進(jìn)入磁場時加速度a＝－g＝－10m/s2由牛頓第二定律得mg－F安＝ma回路中的電動勢E＝