高二电磁感应试题及答案详解

1高二物理—电磁感应测试第Ⅰ卷（选择题，共40分）出卷：王荣审核：陆建平一、选择题：（每小题至少有一个选项是正确的，请把正确的答案填入答题卡中，每小题4分，共40分，漏选得2分，错选和不选得零分）1．下面说法正确的是（）A．自感电动势总是阻碍电路中原来电流增加B．自感电动势总是阻碍电路中原来电流变化C．电路中的电流越大，自感电动势越大D．电路中的电流变化量越大，自感电动势越大2．如图9-1所示，M1N1与M2N2是位于同一水平面内的两条平行金属导轨，导轨间距为L磁感应强度为B的匀强磁场与导轨所在平面垂直，ab与ef为两根金属杆，与导轨垂直且可在导轨上滑动，金属杆ab上有一伏特表，除伏特表外，其他部分电阻可以不计，则下列说法正确的是A．若ab固定ef以速度v滑动时，伏特表读数为BLv（）B．若ab固定ef以速度v滑动时，ef两点间电压为零C．当两杆以相同的速度v同向滑动时，伏特表读数为零D．当两杆以相同的速度v同向滑动时，伏特表读数为2BLv3．如图9-2所示，匀强磁场存在于虚线框内，矩形线圈竖直下落。如果线圈受到的磁场力总小于其重力，则它在1、2、3、4位置时的加速度关系为（）A．a1＞a2＞a3＞a4B．a1=a3a2a4C．a1=a3＞a4＞a2D．a4=a2＞a3＞a14．如图9-3所示，通电螺线管两侧各悬挂一个小铜环，铜环平面与螺线管截面平行，当电S接通一瞬间，两铜环的运动情况是（）A．同时向两侧推开B．同时向螺线管靠拢C．一个被推开，一个被吸引，但因电源正负极未知，无法具体判断D．同时被推开或同时向螺线管靠拢，但因电源正负极未知，无法具体判断5．如图9-4所示，在U形金属架上串入一电容器，金属棒ab在金属架上无摩擦地以速度v向右运动一段距离后突然断开开关，并使ab停在金属架上，停止后，ab不再受外力作用。现合上开关，则金属棒的运动情况是（）A．向右做初速度为零的匀加速运动B．在某位置附近来回振动C．向右做初速度为零的加速运动，后又改做减速运动D．向右做变加速运动，后改做匀速运动图9-1图9-2图9-3图9-426．如图所示电路中，L是自感系数足够大的线圈，它的电阻可忽略不计，D1和D2是两个完全相同的小灯泡。将电键K闭合，待灯泡亮度稳定后，再将电键K断开，则下列说法中正确的是（）A．K闭合瞬间，两灯同时亮，以后D1熄灭，D2变亮B．K闭合瞬间，D1先亮，D2后亮，最后两灯亮度一样C．K断开时，两灯都亮一下再慢慢熄灭D．K断开时，D2立即熄灭，D1闪一下再慢慢熄灭7．如图9-6所示，把金属圆环匀速拉出磁场，下面叙述正确的是（）A．向左拉出和向右拉出所产生的感应电流方向相反B．不管向什么方向拉出，只要产生感应电流方向都是顺时针C．向右匀速拉出时，感应电流大小不变D．要将金属环匀速拉出，拉力大小要改变8．如图9-7所示，在一根软铁棒上绕有一个线圈，a、b是线圈的两端，a、b分别与平行导轨M、N相连，有匀强磁场与导轨面垂直，一根导体棒横放在两导轨上，要使a点的电势比b点的电势高，则导体棒在两根平行的导轨上应该（）A．向左加速滑动B．向左减速滑动C．向右加速滑动D．向右减速滑动第9题9．如上图所示，闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从图示位置匀速拉出匀强磁场．若第一次用0.3s时间拉出，外力所做的功为W1，通过导线截面的电量为q1；第二次用0.9s时间拉出，外力所做的功为W2，通过导线截面的电量为q2，则（）A．W1＜W2，q1＜q2B．W1＜W2，q1=q2C．W1＞W2，q1=q2D．W1＞W2，q1＞q210．如图所示，一闭合直角三角形线框以速度v匀速穿过匀强磁场区域．从BC边进入磁场区开始计时，到A点离开磁场区止的过程中，线框内感应电流的情况(以逆时针方向为电流的正方向)是如图所示中的图9-73第Ⅱ卷（非选择题，共80分）二、填空题（共30分，请把答案填写在题中横线上）11．磁电式电表在没有接入电路（或两接线柱是空闲）时，由于微扰指针摆动很难马上停下来，而将两接线柱用导线直接相连，摆动着的指针很快停下，这是因为。12．在磁感应强度为0.1T的匀强磁场中垂直切割磁感线运动的直导线长20cm。为使直导线中感应电动势每秒钟增加0.1V，则导线运动的加速度大小应为。13．在图9-8虚线所围区域内有一个匀强磁场，方向垂直纸面向里，闭合矩形线圈abcd在磁场中做匀速运动，线圈平面始终与磁感线垂直，在图示位置时ab边所受磁场力的方向向上，那么整个线框正在向方运动。14．水平面中的平行导轨P、Q相距L，它们的右端与电容为C的电容器的两块极板分别相连如图9-9所示，直导线ab放在P、Q上与导轨垂直相交，磁感应强度为B的匀强磁场竖直向下穿过导轨面。若发现与导轨P相连的电容器极板上带负电荷，则ab向沿导轨滑动；如电容器的带电荷量为Q，则ab滑动的速度v=.15．把一线框从一匀强磁场中匀速拉出，如图所示。第一次拉出的速率是v，第二次拉出速率是2v，其它条件不变，则前后两次拉力大小之比是，拉力功率之比是，线框产生的热量之比是，通过导线截面的电量之比是。16．一个线圈接通电路时,通过它的电流变化率为10A/S,产生的自感电动势为3.0V,切断电路时,电流的变化率为50A/S,产生的自感电动势为______V,这个线圈的自感系数为______.三、计算题（本题共5小题，共50分，解答应写明必要的文字说明．方程式和重要的演算步骤，只写出答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位）17．如图9-10所示，匀强磁场B=2.0T，方向竖直向下，正方形线框每边长为0.4m，总电阻为0.16Ω。ad、dc、cb三边为细金属线，质量可忽略。其中dc边固定不动，将线框拉至水平后释放，ab边经0.4s到达最低位置，求此过程中（1）磁通量的变化；（2）感应电流的平均值多大？（3）通过线圈某一横截面的电量图9-8图9-9418．如图9-11所示，在光滑绝缘的水平面上有一个用一根均匀导体围成的正方形线框abcd，其边长为L，总电阻为R，放在磁感应强度为B．方向竖直向下的匀强磁场的左边，图中虚线MN为磁场的左边界。线框在大小为F的恒力作用下向右运动，其中ab边保持与MN平行。当线框以速度v0进入磁场区域时，它恰好做匀速运动。在线框进入磁场的过程中，（1）线框的ab边产生的感应电动势的大小为E为多少？（2）求线框a、b两点的电势差。（3）求线框中产生的焦耳热。19．面积S=0.2m2、n=100匝的圆形线圈，处在如图9-12所示的磁场内，磁感应强度随时间t变化的规律是B=0.02t，R=3Ω，C=30μF，线圈电阻r=1Ω，求：（1）通过R的电流大小和方向（2）电容器的电荷量。20.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0L，M、P两点间接有阻值为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ab杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，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。21、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，导轨的间距l=10cm，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B=0.5T的水平匀强磁场中．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MN杆的下落速度图9-11图9-12图9-13图9-145电磁感应参考答案1．B2．AC3．B4．A5．D6．AD7．BD8．CD9.C10.A11．转动的线圈产生I，它受到阻碍其运动的安培力12．5m/s213．右14．左BLCQv15.1:21:41:21:116:150.3H17．（1）0.32Wb（2）5A（3）2.0C18．解析：（1）E=BLv0（2）a、b两点的电势差相当于电源的外电压∴000434BLvRRBLvBLvrIEUabab（3）解法一：由于线圈在恒力F作用下匀速进入磁场区，恒力F所做的功等于线圈中产生的焦耳热，所以线圈中产生的热量为Q=W=FL解法二：线圈进入磁场区域时产生的感应电动势为E=BLv0电路中的总电功率为REP2线圈中产生的热量0vLPPtQ联解可得：RvLBQ03219．解：(1)由楞次定律知，Φ变大，线圈的感应电流方向为逆时针，所以通过R的电流方向为b→a，由02.02.0100tBnStnEV4.0V，134.0rREIA1.0A，(2)31.0IRUURCV3.0V，CCCUQC661093.0103020．(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BLvE，此时电路中电流RBLvREIab杆受到安培力RvLBBILF22根据牛顿运动定律，有RvLBmgFmgma22sinmRvLBgaina22(3)当a=0时，即mRvLBgain22时，杆达到最大速度mv22sinLBmgRm21RBLvREI.mg=I2Rtv=2m/s图9-13