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电磁感应测试题与答案

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昱晟教育个性化学案

高二物理《电磁感应》测试题(一)

1.关于磁通量的概念,下面说法正确的是

A.磁感应强度越大的地方,穿过线圈的磁通量也越大

B.磁感应强度大的地方,线圈面积越大,则穿过线圈的磁通量也越大 C.穿过线圈的磁通量为零时,磁通量的变化率不一定为零 D.磁通量的变化,不一定由于磁场的变化产生的 2.下列关于电磁感应的说法中正确的是

A.只要闭合导体与磁场发生相对运动,闭合导体内就一定产生感应电流 B.只要导体在磁场中作用相对运动,导体两端就一定会产生电势差 C.感应电动势的大小跟穿过回路的磁通量变化成正比

图( 1)

D.闭合回路中感应电动势的大小只与磁通量的变化情况有关而与回路的导体材料无关 5.如图 1 所示,一闭合金属圆环用绝缘细绳挂于 O点,将圆环拉离平衡位置并释放,

圆环摆动过程中经过匀强磁 场区域,则(空气阻力不计)

A.圆环向右穿过磁场后,还能摆至原高度 B.在进入和离开磁场时,圆环中均有感应电流

C.圆环进入磁场后离平衡位置越近速度越大,感应电流也越大 D.圆环最终将静止在平衡位置 6.如图( 2),电灯的灯丝电阻为

2Ω ,电池电动势为 2V,内阻不计,线圈匝数足够多,其直流电阻为

3Ω .先合

上电键 K,稳定后突然断开 K,则下列说法正确的是( )

A.电灯立即变暗再熄灭,且电灯中电流方向与 K 断开前方向相同 B.电灯立即变暗再熄灭,且电灯中电流方向与

K 断开前方向相反

C.电灯会突然比原来亮一下再熄灭,且电灯中电流方向与 K 断开前方向相同 D.电灯会突然比原来亮一下再熄灭,且电灯中电流方向与 K 断开前方向相反

7.如果第 6 题中,线圈电阻为零,当

K 突然断开时,下列说法正确的是(

A.电灯立即变暗再熄灭,且电灯中电流方向与 K 断开前方向相同 B.电灯立即变暗再熄灭,且电灯中电流方向与

K 断开前方向相反

C.电灯会突然比原来亮一下再熄灭,且电灯中电流方向与 K 断开前相同 D.电灯会突然比原来亮一下再熄灭,且电灯中电流方向与 K 断开前相反

8.如图( 3),一光滑的平面上,右方有一条形磁铁,一金属环以初速度 V 沿磁铁的中线

向右滚动,则以下说法正确的是( )

A 环的速度越来越小

B

环保持匀速运动 C 环运动的方向将逐渐偏向条形磁铁的 N极 D

环运动的方向将逐渐偏向条形磁铁的 S 极

9.如图( 4)所示,让闭合矩形线圈 abcd 从高处自由下落一段距离后进入匀强磁场,从

bc 边开始进入磁场到 ad 边

刚进入磁场的这一段时间里,图(

5)所示的四个 V 一 t 图象中,肯定不能表示线圈运动情况的是

图(5)

图(4)

10.如图( 6)所示,水平放置的平行金属导轨左边接有电阻 R,轨道所在处有竖直向下的匀强磁场,金属棒

ab 横

跨导轨,它在外力的作用下向右匀速运动,速度为 v。若将金属棒的运动速度变为

2v,(除 R外,其余电阻不计,导

轨光滑)则

A.作用在 ab 上的外力应增大到原来的 2 倍 B .感应电动势将增大为原来的

4 倍 C.感应电流的功率将增大为原来的

2 倍

D

.外力的功率将增大为原来的

4 倍

11.如图( 7)两根足够长的固定平行金属光滑导轨位于同一水平面,导轨上横放着两根 相同的导体棒 ab、cd 与导轨构成矩形回路。导体棒的两端连接着处于压缩状态的两根轻 质弹簧,两棒的中间用细线绑住,它们的电阻均为

R,回路上其余部分的电阻不计。在导

1

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轨平面内两导轨间有一竖直向下的匀强磁场。开始时,导体棒处于静止状态,剪断细线后,导体棒运动过程中( A.回路中有感应电动势

B

.两根导体棒所受安培力的方向相同 D .两根导体棒和弹簧构成的系统机械能不守恒

C.两根导体棒和弹簧构成的系统机械能守恒

图 (8)

12.如图( 8),有两根和水平方向成 速度趋近于一个最大速度

角的光滑平行的金属轨道,上端接有可变电阻 )

R,下端足够长,空间有垂直

于轨道平面的匀强磁场,磁感强度为及一根质量为 m的金属杆从轨道上由静止滑下。经过足够长的时间,金属杆的

vm,则(

A.如果 B增大, vm将变大 B .如果 α变大, vm将变大 C.如果 R变大, vm将变大 D .如果 m变小, vm将变大 13.线圈的自感系数通常称为自感或电感,它主要与线圈的

2

________、________、_________以及 ___________有关.

C=100pF,环中有垂直纸面向里均匀变化的磁场,

B,方向如图,宽 L,一根导体棒

Uab =_________;

14.如图( 9)有一面积 S=100cm的金属环与一电容器相连,电容 磁感应强度的变化如图( 10),则电容器的带电荷量为 15.如图( 11),一个连有电容器的

_______。

U形金属框架在匀强磁场中,磁感应强度为

MN垂直放置在框架上且与框架接触良好, 电容器 ___________板带正电荷. 三.计算题

若棒向左以速度 V 匀速运动, 则电容器两极板间的电势差

16.如图( 12),长 L1 宽 L2 的矩形线圈电阻为 R,处于磁感应强度为 B的匀强磁场边缘, 线圈与磁感线垂直。将线圈以向右的速度 做的功 W;③通过线圈某一截面的电荷量

v 匀速拉出磁场,求:①拉力 q。

F 大小;②拉力

图( 12)

17.如图所示,有两根足够长、不计电阻,相距 L的平行光滑金属导轨 cd、ef 与水平面

d

成 θ 角固定放置, 底端接一阻值为 R的电阻,在轨道平面内有磁感应强度为 方向垂直轨道平面斜向上 . 现有一平行于 ce、垂直于导轨、质量为

B的匀强磁场,

m、电阻不计的金属杆

ab

c

B

a

F

b

f

θ

ab,在沿轨道平面向上的恒定拉力

杆速度达到稳定后,撤去拉力

F 作用下,从底端 ce 由静止沿导轨向上运动,当

e R

F,最后 ab 杆又沿轨道匀速回到 ce 端. 已知 ab 杆向上和向

下运动的最大速度相等 . 求: 拉力 F和杆 ab 最后回到 ce 端的速度 v.

18.如右图中 MN和 PQ为竖直方向的两平行长直金属导轨,间距 在平面与磁感应强度 B 为 0.50T 的匀强磁场垂直。质量

l 为 0.40m,电阻不计,导轨所

-3

m为 6.0 × 10

kg、电阻为 1.0 Ω 的金属

3.0 Ω 的

杆 ab 始终垂直于导轨,并与其保持光滑接触。导轨两端分别接有滑动变阻器和阻值为

电阻 R1。当杆 ab 达到稳定状态时以速率 v 匀速下滑时,整个电路消耗的电功率 P为 0.27W,重

2,试求:(1)速率 v, 力加速度取 10m/s (2)滑动变阻器接入电路的阻值 R 2。

2。

19.如图( 13)所示,水平的平行虚线间距为 d=50cm,其间有 B=1.0T 的匀强磁场。一个正方形 线圈边长为 l =10cm,线圈质量 m=100g,电阻为 R=0.020 Ω。开始时,线圈的下边缘到磁场上边缘 的距离为 h=80cm。将线圈由静止释放,其下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时的速度相等。取

2

1 2 3

l h v0 v

d

,求:⑴线圈进入磁场过程中产生的电热 Q。⑵线圈下边缘穿越磁场过程中的最小速度 a。

v。

g=10m/s

⑶线圈下边缘穿越磁场过程中加速度的最小值

4

v0

图(13)

2

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参考答案

1

号 答

CD

13.长度、面积、匝数、有无铁芯 14.10 11 c 16.解:

15

.-BLV b

D

AD

B

B

B

D

A

B

AD

AD

BC

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

① E

BL2V , I

FL

1

E

, F

BIL2 , F

B L V

;(3 分) 2

R

2

2

R

② W

2 2

B L L V

2 1

; (3 分)

R

q I t

E t R

R

BL L

1

2

(3 分)

R

17.解 : 当 ab 杆沿导轨上滑达到最大速度

由平衡条件可知 :

v 时,其受力如图所示 :

FN

F

F- FB- mgsin θ=0

又 FB

F =BIL

B

╯ θ mg

I

2 2

B L v

联立①②③式得 :

F

R

sin mg

0

(4

分)

2 2

B L v

同理可得, ab 杆沿导轨下滑达到最大速度时

:

sin mg

0

R

⑤ (3 分)

联立④⑤两式解得 : F 2mg sin (2 分)

mgR sin v

2 2

(2

B L

分)

18.解:匀速下滑时 , 重力做功全部转为电能,由能量守恒: mgv=P得 v=4.5m/s; (5 分)

由 E=BLV得,E=0.9v (1

分)

分)

设电路总电流为 I, 由 P=EI 得I=P/E=0.3A (2 由欧姆定律得总电阻 R=E/I=3Ω (1

分)

3

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R R +r 得

而 R=

R

1

1 2

R =6Ω。(3 分)

2

R

2

19.:⑴线圈完全处于磁场中时不产生电热,所以线圈进入磁场过程中产生的电热 Q就

是线圈从图中 2 到 4 位置产生的电热, 而 2、4 位置动能相同, 由能量守恒 Q=mgd=0.50J (5 分)

⑵3 位置时线圈速度一定最小,而 3 到 4 线圈是自由落体运动因此有

v

2

- v2=2g( d-l ) ,得 v=2 2 m/s (5

分)

0

⑶2 到 3 是减速过程,因此安培力

F

B 2

2

l v 减小,由 F- mg=ma知加速度减小,到R 3

位置时加速度最小, a=4.1m/s

2 (4 分)

20.解:(1) 线框从图甲位置开始 ( t =0)转过 90

0

的过程中,产生的感应电动势为 :

1 E

(2

分)

2

1

2B l

2

由闭合电路欧姆定律得,回路电流为:

I

E

1

1

R

联立以上各式解得 :

2

Bl

I 1

(1

分)

R

同理可求得线框进出第 3 象限的过程中,回路电流为 :

2

I 2

Bl 2R

故感应电流最大值为 : I 2

m Bl

R

(1

分)

(2) I -t 图象为:

(6

分)

I I 1 I 2

O 2

3 t

-I 2

2

2

-I1

T

(3) 线框转一周产生的热量 :

2(I

1

T )

I

2

R

4

R

4

4

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又T 2

5 B 解得: Q

l 4R

2 4

(1 分)

高二物理 电磁感应单元测试

一、选择题 (本题共 12 小题每小题 5 分,共 60 分,在每小题给出的四个选项中,有一个或多个选项正确,选对的 得 5 分,选错或不答的得

0 分, 答案不全得 2 分)

1、关于电磁感应,下列说法正确的是(

A.导体相对磁场运动,导体内一定会产生感应电流 B.导体作切割磁感线运动,导体内一定会产生感应电流

C.闭合电路在磁场中作切割磁感线运动,电路中一定会产生感应电流 D.穿过闭合电路的磁通量发生变化,电路中一定会产生感应电流

2、闭合线圈中感应电流大小与穿过线圈的磁通量之间的关系的下列说法,可能的是(

A.穿过线圈的磁通量很大而感应电流为零 B.穿过线圈的磁通量很小而感应电流很大 C.穿过线圈的磁通量变化而感应电流不变 D.穿过线圈的磁通量变化而感应电流为零 3、关于自感电动势的大小,下列说法正确的是( A.跟通过线圈的电流大小有关 C.跟线圈中的电流变化快慢有关 受到 AB的作用力 为(

C.引力,且大小不变

D .斥力,且逐步变小

B

图 1-9-2

.跟线圈中的电流变化大小有关

D .跟穿过线圈的磁通量大小有关

4.如图 1-9-2 所示, AB为固定的通电直导线,闭合导线框P与 AB在同一平面内。当 A.零 B .引力,且逐步变小

P远离AB做匀速运动时,它

5.如图 1-9-3 所示,从匀强磁场中把不发生形变的矩形线圈匀速拉

出磁场区,如果两次拉出的速度之比为

1∶ 2,则两次线圈所受外

图 1-9-3

力大小之比 F1∶ F2、线圈发热之比 Q1∶ Q2、

A.F1∶ F2=2∶ 1,Q1∶ Q2=2∶ 1B.F1∶ F2= 1∶ 2,Q1∶ Q2=1∶ 2 C.F1∶ F2=1∶ 2,Q1∶ Q2=1∶ 2D.F1∶ F2= 1∶ 1,Q1∶ Q2=1∶ 1

7.有一等腰直角三角形形状的导线框abc,在外力作用下匀速地经过一个宽为

中产生的感应电流

d 的有限范围的匀强磁场区域,线圈

i 与沿运动方向的位移x 之间的函数图象是如图 1-9-6 中的(

8. 如图所示的电路中, A1 和 A2 是完全相同的灯泡,线圈

图 1-9-6

L 的电阻可以忽略.下列说法中正确的是( )

A.合上开关 S接通电路时, A2 先亮, A1 后亮,最后一样亮 B.合上开关 S接通电路时, A1 和 A2 始终一样亮

C.断开开关 S切断电路时, A2 立刻熄灭, A1 过一会儿才熄灭 D.断开开关 S切断电路时, A1 和 A2 都要过一会儿才熄灭 9.如图所示, ef 、gh为两水平放置相互平行的金属导轨

,ab 、cd为搁在导轨上的两金属棒,

与导轨接触良好且无摩擦.当一条形磁铁向下靠近导轨时,关于两金属棒的运动情 的况描述正确的是(

B

.如果下端是 S极,两棒向外运动,

5

A.如果下端是 N极,两棒向外运动

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C .不管下端是何极性,两棒均向外相互远离 9. 如图所示,平行导轨左端串有定值电阻

D .不管下端是何极性,两棒均相互靠近

R,其它电阻不计.匀强磁场的方向垂直于纸面向里.原来静止的导体棒

I 随时间变化规律的图象正确的是(

i

t

t

MN受水平向右的恒力 F 的作用而向右运动.以下关于回路中感应电流

i

i

i

A.

t

B. C. D.

t

11.如图所示,用一根长为 L质量不计的细杆与一个上弧长

的中点联结并悬挂于 O点,悬点正下方存在一个上弧长为 垂直纸面向里的匀强磁场,且

为l 0、下弧长为 d0的金属线2 l 0、下弧长为 2 d 0的方向

d0<< L

先将线框拉开到如图所示位置,松手后让线框进

入磁场,忽略空气阻力和摩擦。下列说法正确的是( A.金属线框进入磁场时感应电流的方向为 B.金属线框离开磁场时感应电流的方向为

a→d→c→b→a a→d→c→b→a

C.金属线框 dc边进入磁场与 ab边离开磁场的速度大小总是相等 D.金属线框最终将停在最低点

12. 动圈式话筒和磁带录音机都应用了电磁感应现象.图 由图可知,以下说法正确(

a 是话筒的原理图,图 b、c 分别是录音机的录、放原理图.

放大电路

放大电路

A. 话筒工作时, 磁铁不动, 音圈随膜片振 动而产生感应电流

声波

话筒

扬声器

B. 录音机放音时, 变化的磁场在静止的线

录音磁头

放 音 磁

圈内激发起感应电流

C.录音机放音时, 线圈中变化的电流在磁 头缝隙中产生变化的磁场

磁铁

音圈

a

金属膜片

b

c

D.录音机录音时,线圈中变化的电流在磁头缝隙中产生变化的磁场

二、计算或论述题: (本题共 3 小题,共 30 分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和 出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值的单位。 金属棒 ab 垂直搁置在导轨上,电阻

1Ω ,整个装置处于磁感强度

0.1m,电阻不计,

重要的演算步骤,只写

16.(10 分)如图 1-9-10 所示,小灯泡的规格为“ 2V、4W”,连接在光滑水平导轨上,两导轨相距

B=1T 的匀强磁场中,求:

(1)为使小灯正常发光, ab 的滑行速度多大? (2)拉动金属棒 ab 的外力的功率多大?

图 1-9-10

17、(10 分)如图所示, MN为金属杆, 在竖直平面内贴着光滑金属导轨下滑,

导轨上端接有电阻 R=0.5Ω,导轨与金属杆电阻不计,整个装置处于 场中.若杆稳定下落时,每秒钟有

0.02J 的重力势能转化为电能,则求

导轨的间距 l=10cm, B=0.5T 的水平匀强磁 MN杆的下落速度

18. (10 分)如图 9-13 所示,两根足够长的直金属导轨

MN 、 PQ 平行放置。两导轨间距为 L ,M 、 P 两点间

0

接有阻值为 R的电阻。一根质量为 m的均匀直金属杆 ab 放在两导轨上,并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度 为 B的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向下。导轨和金属杆的电阻可忽略。让 和金属杆接触良好,不计它们之间的摩擦。 (1)由 b 向 a

方向看到的装置如图

ab 杆沿导轨由静止开始下滑,导轨

9-14 ,在此图中画出 ab 杆下滑过程中某时刻的受力示意图;

(2)在加速下滑时,当 ab 杆的速度大小为 v时,求此时 ab 杆中的电流及其加速度的大小;

(3)求在下滑过程中, ab 杆可以达到的速度最大值。

6

昱晟教育个性化学案

图 9-13 图 9-14

题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案

D

ABC

C

B

B

D

B

A

C

A

ABD

15.(1)2.0C (2)18J 16.(1)40m/s(2)8W

17.V=2M/S

18.(1) 如图 9-13 重力 mg ,竖直下 支撑力 N ,垂直斜面向上 安培力 F ,沿斜面向上 (2) 当 ab 杆速度为 v时,感应电动势

E BLv ,此时电路中电流

E BLv 2 2

I

ab

杆 受到安培力 F

BIL

B L v R

R

R

2

根据牛顿运动定律,有 ma mg

F

mg sin

B 2 L v 2 2

a

gain

B

R

L v mR

2

(3) 当 a=0 时,即 gain

B 2

mgRsin

L v

时 ,杆达到最大速度 vm

m

B 2 2

mR

L

7

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