人教版高中物理选修32第四章《电磁感应》单元检测题解析版Word文档格式.docx
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φb=φd>
4.如图所示,一根条形磁铁穿过一个弹性线圈,将线圈面积拉大,放手后穿过线圈的
()
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A.磁通量减少且合磁通量向左
B.磁通量增加且合磁通量向左
C.磁通量减少且合磁通量向右
D.磁通量增加且合磁通量向右
5.下列用电器属于应用涡流现象的是()
A.电磁灶B.电视机C.电冰箱D.电吹风
6.自感电动势的大小()
A.跟通过线圈的电流大小成正比
B.跟线圈中的磁通量变化的大小成正比
C.跟线圈中的电流变化大小成正比
D.跟线圈中的电流变化快慢成正比
7.如图所示,两个同心放置的共面金属圆环a和b,一条形磁铁穿过圆心且与环面垂
直,则穿过两环的磁通量Φa、Φb的大小关系为()
A.Φa>ΦbB.Φa<ΦbC.Φa=ΦbD.无法比较
8.首先发现电流的磁效应现象的科学家是()
A.奥斯特B.法拉第C.库仑D.爱因斯坦
9.如图所示,导体棒AB长2R,绕O点以角速度ω沿逆时针方向匀速转动,OB为R,
且OBA三点在一直线上,有一匀强磁场磁感应强度为B,充满转动平面且与转动平面
垂直,那么AB两端的电势差大小为()
.BωR2
.
2
BωR2
4
BωR2
6
10.如图所示,用细导线围成一个有缺口的双环形回路,环所在的广阔空间有垂直纸面
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向外的匀强磁场,当磁感应强度减小的过程中,下列各图感应电流方向正确的是()
A.B.
C.D.
11.水平放置的光滑导轨上放置一根长为L、质量为m的导体棒ab,ab处在磁感应强
度大小为B、方向如图所示的匀强磁场中,导轨的一端接一阻值为R的电阻,导轨及
导体棒电阻不计.现使ab在水平恒力F作用下由静止沿垂直于磁场的方向运动,当通
过位移为x时,ab达到最大速度vm.此时撤去外力,最后ab静止在导轨上.在ab运
动的整个过程中,下列说法正确的是()
A.撤去外力后,ab做匀减速运动
B.合力对ab做的功为Fx
C.R上释放的热量为Fx+mv
D.R上释放的热量为Fx
二、多选题
12.如图所示,金属棒ab、cd与足够长的水平光滑金属导轨垂直且接触良好,匀强磁
场的方向竖直向下.则ab棒在恒力F作用下向右运动的过程中,有()
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A.安培力对ab棒做正功
B.安培力对cd棒做正功
C.abdca回路的磁通量先增加后减少
D.F做的功等于回路产生的总热量和系统动能的增量之和
13.如图所示,相距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为θ,上
端接有定值电阻R,匀强磁场垂直于导轨平面、磁感应强度为B.将质量为m的导体棒
由静止释放,当速度达到v时开始匀速运动,此时对导体棒施加一平行于导轨向下的
拉力,并保持拉力的功率恒为P,导体棒最终以2v的速度匀速运动.导体棒始终与导
轨垂直且接触良好,不计导轨和导体棒的电阻,重力加速度为g.下列选项正确的是
A.P=2mgvsinθ
B.P=3mgvsinθ
C.当导体棒速度达到0.5v时加速度大小为0.5gsinθ
D.在导体棒速度达到2v以后匀速运动的过程中,R上产生的焦耳热等于拉力所做的
功
14.如图所示,A、B为大小、形状均相同且内壁光滑、但用不同材料制成的圆管,竖直固定在相同高度.两个相同的磁性小球,同时从A、B管上端的管口无初速度释放,
穿过A管比穿过B管的小球先落到地面.下面对于两管的描述中可能正确的是()
A.A管是用塑料制成的,B管是用铜制成的
B.A管是用铝制成的,B管是用胶木制成的
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C.A管是用胶木制成的,B管是用塑料制成的
D.A管是用胶木制成的,B管是用铝制成的
15.如图所示,光滑固定导轨M、N水平放置,两根导体棒P、Q平行放置于导轨上,
形成一个闭合回路,一条形磁铁从高处下落接近回路时()
A.P、Q将相互靠拢B.P、Q将相互远离
.磁铁的加速度仍为g
.磁铁的加速度小于g
三、实验题
16.如图为“研究电磁感应现象”的实验装置,部分导线已连接.
(1)请用笔画线代替导线将图中未完成的电路连接好.
(2)闭合开关时发现灵敏电流计的指针向左偏了一下.将原线圈A迅速拔出副线圈B,
发现电流计的指针向________偏;
原线圈插入副线圈不动,将滑动变阻器滑片迅速向
右移动,发现电流计的指针向________偏.
四、计算题
17.一根导体棒Oa长度为l、电阻不计,绕O点在垂直于匀强磁场B的平面内以角速度ω做匀速圆周运动,求其产生的电动势.
18.如图所示,空间存在一个方向垂直桌面向下的磁场.现将质量为m、边长为L的正
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方形线框MNPQ,静止放在光滑绝缘足够大的水平桌面上,PQ边与y轴重合.MN边的
电阻为R1,PQ边的电阻为R2,线框其余部分电阻不计.
(1)若磁场随时间的变化规律为Bt=B0+kt(k为大于零的已知常数),求线框中感应电流的大小和方向.
(2)若磁场不随时间变化,而是按照下列情况分布:
磁感应强度沿y轴方向均匀分布,
沿x轴方向按规律Bx=kx变化(k为大于零的已知常数),线框从t=0时刻、以初速度
v0由图示位置向x轴正方向平动.求在图示位置线框所受安培力的大小和方向.
(3)在第
(2)问中,若R1=2R2,求在整个运动过程中,电阻R1产生的焦耳热.
19.如图所示,在宽度为0.4m无限长的水平导轨上垂直放置一阻值为1Ω的金属棒
PQ,导轨处在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为2T,金属棒PQ以v=5m/s的
速度向右做匀速运动,在导轨A、B两点间接电阻R1、R2、R3的阻值均为4Ω,电容器的电容为30μF,电流表的内阻不计,求:
(1)判断PQ上的电流方向;
(2)PQ棒产生的感应电动势;
(3)电流表的示数;
(4)电容器所带的电荷量.
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答案解析
1.【答案】A
【解析】根据安培定则可得,MN右侧磁场方向为垂直纸面向里,左侧磁场方向垂直纸
面向外,并且左侧磁通量大于右侧穿过金属框的磁通量,所以穿过线框整体磁通量垂
直纸面向外增大,根据楞次定律,线圈要向右移动,才能阻碍原磁场磁通量的增大,
故A正确.
2.【答案】C
【解析】自感系数由线圈自身决定,与其它因素无关.线圈越长、单位长度上匝数越
多自感系数越大,有铁芯比没有铁芯大得多,C正确.
3.【答案】B
【解析】线圈在运动过程中,穿过线圈的磁通量不变,所以在线圈中不会产生感应电
流,C、D错,但导体两端有电势差,根据右手定则,可知B正确.
4.【答案】B
【解析】放手后线圈的面积将减小,由条形磁铁磁感线分布特点可知,当弹性线圈面
积减小时,磁场外部的磁通量减少,磁场内部的磁通量未发生变化,合磁通量增加,
且合磁通量
向左.
5.【答案】A
【解析】电磁灶是利用涡流现象工作的,故选A.传统的显像管电视机是利用磁场、电
场控制带电粒子的运动,不属于涡流,现在的液晶显示器,也不是利用涡流,选项B
错误;
电冰箱是利用物质的吸热等作用,选项C错;
电吹风是利用电流在磁场中受力
转动完成,选项D错误.
6.【答案】D
【解析】自感电动势的大小与线圈中电流变化的快慢成正比,D选项正确.
7.【答案】A
【解析】根据磁感线的分布情况可知,磁铁内部穿过环面的磁感线方向向上,外部磁
感线方向向下.由于磁感线是闭合曲线,磁铁内部的磁感线条数等于磁铁外部磁感线
的总条数,而磁铁外部磁感线分布在无限大的空间,所以穿过环面的磁铁外部向下的
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磁感线将磁铁内部向上的磁感线抵消一部分,a的面积小,抵消较小,则磁通量较大,
所以Φa>Φb.故选A.
8.【答案】A
【解析】奥斯特发现了通电导体周围存在磁场,是第一个发现电流磁效应的科学家.
9.【答案】C
【解析】
vB=ωR,vA=ω·
3R,所以
AB=
=ωR
2.
所以E=B·
2R·
AB=4BωR2.选项C正确.
10.【答案】D
【解析】如题图所示的模型,其细导线的闭合回路是长条弧形,根据楞次定律可得D
选项中感应电流方向正确.
11.【答案】D
【解析】撤去外力后,导体棒水平方向只受安培力作用,而F安=,F安随v的变
化而变化,故棒做加速度变化的变速运动,A错;
对整个过程由动能定理得W合=Ek
=0,B错;
由能量守恒定律知,外力做的功等于整个回路产生的电能,电能又转化为
R上释放的热量,即Q=Fx,C错,D正确.
12.【答案】BD
【解析】ab棒向右运动产生感应电流,电流通过
cd棒,cd棒受向右的安培力作用随
之向右运动.设
ab
cd
棒的速度分别为
v1v2
,运动刚开始时,
,回路的电动势
、
>
E=
,电流为逆时针方向,ab、cd棒所受的安培力方向分别向左、向右,安
培力分别对ab、cd棒做负功、正功,选项
A错误,B正确;
金属棒最后做加速度相同、
速度不同的匀加速运动,且v1v2,abdca
回路的磁通量一直增加,选项
对系
统,由动能定理可知,F做的功和安培力对系统做的功的代数和等于系统动能的增量,
而安培力对系统做的功等于回路中产生的总热量,选项D正确.
13.【答案】AC
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当导体棒的速度达到
v时,对导体棒进行受力分析如图甲所示.
mg
θ=BIL,I=
,
sin
所以
,①
sinθ=
v时,对导体棒进行受力分析如图乙所示.
mgsinθ+F=,②
由①②可得F=mgsinθ
功率P=F×
2v=2mgvsinθ,故A正确.
当导体棒速度达到时,对导体棒受力分析如图丙所示.
a=,③
由①③可得a=gsinθ,故C正确.
当导体棒的速度达到2v时,安培力等于拉力和mgsinθ之和,所以以后匀速运动的过
程中,R上产生的焦耳热等于拉力和重力做功之和,故D错误.
14.【答案】AD
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【解析】由题意可知,小球在B管中下落的速度要小于A管中的下落速度,故说明小
球在B管时受到阻力作用.其原因是金属导体切割磁感线,从而使闭合的导体中产生
感应电流,由于磁极间的相互作用而使小球受向上的阻力.故B管应为金属导体,如
铜、铝、铁等,而A管应为绝缘体,如塑料、胶木等,故AD正确.
15.【答案】AD
【解析】根据楞次定律,感应电流总要阻碍产生感应电流的原因,本题中“原因”是
回路中磁通量的增加,P、Q可通过“增缩减扩”的方式进行阻碍,故可得A正确.根
据左手定则,回路电流受到向下的力的作用,由牛顿第三定律知磁铁受向上的作用力,
所以磁铁的加速度小于g,故选A、D.
16.【答案】
(1)连线如图:
(2)右右
【解析】
(1)连线如图;
(2)闭合开关时发现灵敏电流计的指针向左偏了一下.可知磁通量增加时指针左偏;
将原线圈A迅速拔出副线圈B,则磁通量减小,故电流计的指针向右偏;
原线圈插入副
线圈不动,将滑动变阻器滑片迅速向右移动,则A线圈中电流减小,则磁通量减小,
故电流计的指针向
右偏.
17.【答案】E=Bωl2
【解析】利用法拉第电磁感应公式E=n的导出公式E=Blv求解.由于杆上各点的
线速度都不相同,并且各点的线速度大小正比于该点到O点的距离,O点速度为零,a
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点速度最大,为ωl,则整个杆的平均速度为,相当于棒中点瞬时速度的大小,产
生的电动势E=Bl=Bl=Bωl2.
18.【答案】
(1)I=,方向沿NPQMN
(2)F=LIB=,方向沿-x方向(或水平向左)
(3)mv
【解析】
(1)根据法拉第电磁感应定律可知:
E==L2=kL2
感应电流的大小I==
感应电流的方向沿NPQMN.
(2)MN处的磁感应强度为kL,所以MN切割产生的电动势E=BLv0=kL2v0,
PQ处磁感应强度为0,所以其产生的电动势也为0,因此线框中的感应电动势E=kL2v0
线框中的感应电流I==
线框受的安培力方向沿-x方向(或水平向左)
安培力大小为F=LIB=
(3)线框最终停止,根据能量关系,线框中产生的焦耳热为Q=mv
电阻R1产生的焦耳热为
Q1=
Q=mv
R
19.【答案】
(1)Q到P
(2)4V
(3)0.8A(4)9.6×
10-6C
【解析】
(1)由右手定则判定金属棒上电流方向:
Q到P
(2)根据公式可得E=BLv=4V
(3)
根据闭合回路欧姆定律可得
I=
=0.8A
(4)
根据欧姆定律可得UC
IR3=
3.2V
Q=CUC=
9.6
×
10
-5
C.
=
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