高中物理电磁感应测试题及答案

电磁感应测试卷一．选择题（每题4分，共48分）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3．关于对楞次定律的理解，下面说法中正确的是（）A．感应电流的方向总是要使它的磁场阻碍原来的磁通量的变化B．感应电流的磁场方向，总是跟原磁场方向相同C．感应电流的磁场方向，总是跟原磁砀方向相反D．感应电流的磁场方向可以跟原磁场方向相同，也可以相反4.物理学的基本原理在生产生活中有着广泛应用.下面列举的四种器件中，在工作时利用了电磁感应现象的是（）A.回旋加速器B.日光灯C.质谱仪D.速度选择器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断开前方向相反图（1）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（）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（）图（4）图（5）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C．两根导体棒和弹簧构成的系统机械能守恒D．两根导体棒和弹簧构成的系统机械能不守恒12．如图（8），有两根和水平方向成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，金属杆的速度趋近于一个最大速度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将变大二．填空题（每题4分，共12分）13．线圈的自感系数通常称为自感或电感，它主要与线圈的________、________、_________以及___________有关．14．如图（9）有一面积S=100cm2的金属环与一电容器相连，电容C=100pF,环中有垂直纸面向里均匀变化的磁场，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B，方向如图，宽L，一根导体棒MN垂直放置在框架上且与框架接触良好，若棒向左以速度V匀速运动，则电容器两极板间的电势差Uab=_________；电容器___________板带正电荷．三．计算题（16题9分，17题11分，18题12分，19、20题14分，共60分）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v匀速拉出磁场，求：①拉力F大小；②拉力做的功W；③通过线圈某一截面的电荷量q。图（8）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B的匀强磁场，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m、电阻不计的金属杆ab，在沿轨道平面向上的恒定拉力F作用下，从底端ce由静止沿导轨向上运动，当ab杆速度达到稳定后，撤去拉力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l为0.40m，电阻不计，导轨所在平面与磁感应强度B为0.50T的匀强磁场垂直。质量m为6.0×10-3kg、电阻为1.0Ω的金属杆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3.0Ω的电阻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，重力加速度取10m/s2，试求：（1）速率v，（2）滑动变阻器接入电路的阻值R2。图（12）θaFbBRcdef19．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=0.020Ω。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g=10m/s2，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v。⑶线圈下边缘穿越磁场过程中加速度的最小值a。20.在图甲中，直角坐标系0xy的1、3象限内有匀强磁场，第1象限内的磁感应强度大小为2B，第3象限内的磁感应强度大小为B，磁感应强度的方向均垂直于纸面向里.现将半径为l，圆心角为900的扇形导线框OPQ以角速度ω绕O点在纸面内沿逆时针匀速转动，导线框回路电阻为R.(1)求导线框中感应电流最大值.(2)在图乙中画出导线框匀速转动一周的时间内感应电流I随时间t变化的图象.(规定与图甲中线框的位置相对应的时刻为t=0)(3)求线框匀速转动一周产生的热量.IOt2图乙O2BxBy图甲┛ωPlQhdl1234v0v0v图（13）参考答案题号123456789101112答案CDDADBBBDABADADBC13．长度、面积、匝数、有无铁芯14．c111015．-BLVb16．解：①VBLE2，REI，2BILF，RVLBF222；(3分)②RVLLBFLW12221；(3分)③RLBLRtREtIq21(3分)17．解:当ab杆沿导轨上滑达到最大速度v时，其受力如图所示:由平衡条件可知:F-FB-mgsinθ=0①又FB=BIL②而RBLvI③联立①②③式得:0sin22mgRvLBF④(4分)同理可得，ab杆沿导轨下滑达到最大速度时:0sin22RvLBmg⑤(3分)联立④⑤两式解得:sin2mgF(2分)22sinLBmgRv(2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)设电路总电流为I,由P=EI得I=P/E=0.3A(2分)θ╯FBFFNmgv由欧姆定律得总电阻R=E/I=3Ω(1分)而R=2121RRRR+r得2R=6Ω。(3分)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v02-v2=2g(d-l)，得v=22m/s(5分)⑶2到3是减速过程，因此安培力RvlBF22减小，由F-mg=ma知加速度减小，到3位置时加速度最小，a=4.1m/s2(4分)20．解:(1)线框从图甲位置开始(t=0)转过900的过程中，产生的感应电动势为:21221lBE(2分)由闭合电路欧姆定律得，回路电流为：REI11联立以上各式解得:RBlI21(1分)同理可求得线框进出第3象限的过程中，回路电流为:RBlI222故感应电流最大值为:RBlIm2(1分)(2)I－t图象为:(6分)(3)线框转一周产生的热量:)44(22221TRITRIQ(2分)又2T(1分)解得:RlBQ4542(1分)IOt2I1-I1I2-I2223