高中物理选修32___电磁感应专项练习题

选修3-2 电磁感应专项练习

一、

令狐采学

二、感应电流的产生条件

1．关于产生感应电流的条件，以下说法中错误的是[ ] A．闭合电路在磁场中运动，闭合电路中就一定会有感应电流

B．闭合电路在磁场中作切割磁感线运动，闭合电路中一定会有感应电流

C．穿过闭合电路的磁通为零的瞬间，闭合电路中一定不会产生感应电流

D．无论用什么方法，只要穿过闭合电路的磁感线条数发生变化，闭合电路中一定

会有感应电流

2．在如图所示的各图中，闭合线框中能产生感应电流的是[ ]

3．如图2所示，矩形线框abcd的一边ad恰与长直导线重合(互相绝缘)．现使线框绕不同的轴转

动，能使框中产生感应电流的是[ ]

A．绕ad边为轴转动

B．绕oo′为轴转动

C．绕bc边为轴转动

D．绕ab边为轴转动

4．垂直恒定的匀强磁场方向放置一个闭合圆线圈，能使线圈中产生感应电流的运动是[ ]

A．线圈沿自身所在的平面匀速运动B．线圈沿自身所在的平面加速运动

C．线圈绕任意一条直径匀速转动D．线圈绕任意一条直径变速转动

5．一均匀扁平条形磁铁与一线圈共面，磁铁中心与圆心O重合(图3)．下列运动中能使线圈中产生感应电流的是[ ]

A．N极向外、S极向里绕O点转动

B．N极向里、S极向外，绕O点转动

C．在线圈平面内磁铁绕O点顺时针向转动

D．垂直线圈平面磁铁向纸外运动

6．如图5所示，绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和电键组成闭合回路，在铁芯的右端套有一个表

面绝缘的铜环A，下列各种情况中铜环A

中没有感应电流的是[ ]

A．线圈中通以恒定的电流

B．通电时，使变阻器的滑片P作匀速移动

C．通电时，使变阻器的滑片P作加速移动

D．将电键突然断开的瞬间

7．一水平放置的矩形线圈abcd在条形磁铁S极附近下落，在下落过程中，线圈平面保持水平，如图10所示，位置1和3都靠近位置2，则线圈从位置1到位置2的过程中，线圈内_ __感应电流，线圈从位置2至位置3的过程中，线圈内_ ___感应电流。(填：“有”或“无”)

8.如图所示，闭合小金属环从高h的光滑曲面上无初速度地滚下，又沿曲面的另一侧上升，若图中磁场为匀强磁场，则环上升的高度应______ h（填“大于”“等于”或“小于”，下同）；若磁场为非匀强磁场，则环上升的高度应______h.

二、楞次定律

5、电阻R、电容C与一线圈连成闭合回路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N极朝下，如图所示，现使磁铁开始自由下落，在N极接近线圈上端的过程中，流过R的电流方向和电容器极

板的带电情况是

A．从a到b，上极板带正电

B．从a到b，下极板带正电

C．从b到a，上极板带正电

D．从b到a，下极板带正电

6、如图所示，当磁铁突然向铜环运动时，铜环

的运动情况是

A．向右摆动B．向左摆动

C．静止D．无法判定

8．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

C．磁铁的加速度仍为g

D．磁铁的加速度小于g

10、如图2所示，一个有弹性的金属圆环被一根橡皮绳

吊于通电直导线的正下方，直导线与圆环在同一竖直面

内，当通电直导线中电流增大时，弹性圆环的面积S和橡皮绳的长度l将

A．S增大，l变长B．S减小，l变短

C．S增大，l变短D．S减小，l变长

11．如图3所示，ab是一个可绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形

导线框，当滑动变阻器R的滑片自左向右滑行时，线框ab的运动情况是

A．保持静止不动

B．逆时针转动

C．顺时针转动

D．发生转动，但电源极性不明，无法确定转动的方向12．如图(a)所示，圆形线圈P静

止在水平桌面上，其正上方悬挂

一相同的线圈Q，P和Q共轴，Q

中通有变化的电流，电流随时间

变化的规律如图(b)所示，P所受的重力为G，桌面对P的支持力为FN，则

A．t1时刻，FN>G B．t2时刻，FN>G

C．t3时刻，FN

13.如图7所示，在匀强磁场中放有平行铜导

轨，它与大线圈M相连接，要使小线圈N获

得顺时针方向的感应电流，则放在导轨上的裸

金属棒ab的运动情况是(两线圈共面放置)

A．向右匀速运动B．向左加速运动

C．向右减速运动D．向右加速运动

14.如图4所示，两个相同的铝环套在一根光滑杆

上，将一条形磁铁向左插入铝环的过程中，两环

的运动情况是

A．同时向左运动，间距增大B．同时向左运动，间距不变C．同时向左运动，间距变小D．同时向右运动，间距增大

三、法拉第电磁感应定律的应用

15.单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂

直于磁场，若线圈所围面积的磁通量随时间变化的规律如图所示，则O～D过程中

A．线圈中O时刻感应电动势最大B．线圈中D时刻感应电动势为零

C．线圈中D时刻感应电动势最大D．线圈中O至D时间内的

平均感应电动势为0.4 V

16、物理实验中，常用一种叫做“冲击电流计”的仪器测定通过电路的电荷量．如图所示，探测线圈与冲击电流计

串联后可用来测定磁场的磁感应强度．已知线圈的匝

数为n ，面积为S ，线圈与冲击电流计组成的回路电

阻为R.若将线圈放在被测匀强磁场中，开始时线圈平面与磁场垂直，现把探测线圈翻转180°，冲击电流计测出通过线圈的电荷量为q ，由上述数据可测出被测磁场的磁感应强度为 A.qR S B.qR nS C.qR 2nS D.qR 2S

17.一根导体棒ab 在水平方向的匀强磁场中自由下

落，并始终保持水平方向且与磁场方向垂直．如图所

示，则有

A ．Uab ＝0

B ．φa>φb，Uab 保持不变

C ．φa≥φb，Uab 越来越大

D ．φa<φb，Uab 越来越大

18.如图所示，金属三角形导轨COD 上放有一根

金属棒MN.拉动MN ，使它以速度v 向右匀速运

动，如果导轨和金属棒都是粗细相同的均匀导体，

电阻率都相同，那么在MN 运动的过程中，闭合回路的

A．感应电动势保持不变B．感应电流保持不变

C．感应电动势逐渐增大D．感应电流逐渐增大

19.一直升机停在南半球的地磁极上空．该处地磁场的方向竖直向上，磁感应强度为B.直升机螺旋桨叶片的长度为l，螺旋桨转动的频率为f，顺着地磁场的方向看螺旋桨，

螺旋桨按顺时针方向转动，螺旋桨叶片的近

轴端为a，远轴端为b，如图3所示，如果忽

略a到转轴中心线的距离，用E表示每个叶片中的感应电动势，则

A．E＝πfl2B，且a点电势低于b点电势

B．E＝2πfl2B，且a点电势低于b点电势

C．E＝πfl2B，且a点电势高于b点电势

D．E＝2πfl2B，且a点电势高于b点电势

20.如图4所示，矩形线框abcd的ad和bc的中点M、N之间连接一电压表，整个装置处于匀强磁场中，磁场

的方向与线框平面垂直．当线框向右匀速平动

时，下列说法中正确的是

A．穿过线框的磁通量不变化，MN间无感应电动势

B．MN这段导体做切割磁感线运动，MN间有电势差C．MN间有电势差，所以电压表有示数

D．因为有电流通过电压表，所以电压表有示数

21.如图所示，A、B两闭合线圈为同样的导线绕成，A有10匝，B有20匝，两圆形线圈半径之比为2∶1.均匀磁场只分布在B 线圈内．当磁场随时间均匀减弱时

A．A中无感应电流

B．A、B中均有恒定的感应电流

C．A、B中感应电动势之比为2∶1

D．A、B中感应电流之比为1∶2

22.如图所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路．虚线MN 右侧有磁感应强度为B的匀强磁场．方向垂直于回路所在的平面．回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直．从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论正确的是

A．感应电流方向不变

B．CD段直导线始终不受安培力

C．感应电动势最大值Em＝Bav

D ．感应电动势平均值

E ＝14

πBav 23.如图所示，PQRS 为一正方形导线框，它以恒定速度向右进入以MN 为边界的匀强磁场，磁场方向垂直线

框平面向里，MN 边界与线框的边QR 所在的

水平直线成45°角，E 、F 分别是PS 和PQ 的

中点．关于线框中的感应电流，正确的说法是

A ．当E 点经过边界MN 时，线框中感应电流最大

B ．当P 点经过边界MN 时，线框中感应电流最大

C ．当F 点经过边界MN 时，线框中感应电流最大

24.如图所示，竖直平面内有一金属圆环，半径为a ，总电阻为R(指拉直时两端的电阻)，磁感应强度为B 的匀强磁场垂直穿过环平面，与环的最高点A 用铰链连接长度为2a 、

电

阻为R 2

的导体棒AB ，AB 由水平位置紧贴环面摆下，当摆到竖直位置时，B 点的线速度为v ，则这时AB 两端的电压大小为

A.Bav 3

B.Bav 6

C.2Bav 3D ．Bav 25．(2012·新课标全国·19)如图7所示，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里，磁感应强度大小

为B0.使该线框从静止开始绕过圆心O 、垂直于

半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周，在线框中产生感应电流．现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化．为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感

应强度随时间的变化率ΔB Δt

的大小应为 A.4ωB0π B.2ωB0π C.ωB0πD.ωB02π

四、电磁感应中图像问题

26、在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，规定线圈中感应电流的正方向如图甲所示，当磁场的磁感应强度B 随时间t 发生如图乙所示变化时，下图中正确表示线圈中感应电动势E 变化的是

27、如图所示，虚线上方空间有匀强磁场，磁场

方向垂直纸面向里，直角扇形导线框绕垂直于纸

面的轴O 以角速度ω匀速逆时针转动．设线框中

感应电流的方向以逆时针为正，线框处于图示位置时为时间零点，那么，下列图中能正确表示线框转动一周感应电流变化情况的是

28、匀强磁场的磁感应强度B＝0.2 T，磁场宽度l

＝3 m，一正方形金属框边长ad＝l′＝1 m，每边

的电阻r＝0.2 Ω，金属框以v＝10 m/s的速度匀速穿过磁场区，其平面始终保持与磁感线方向垂直，如图7所示．求：

(1)画出金属框穿过磁场区的过程中，金属框内感应电流的i－t 图线；(要求写出作图依据)

(2)画出ab两端电压的U－t图线．(要求写出作图依据)

五、电磁感应中的动力学问题

29、如图所示，在磁感应强度B＝0.50 T的匀

强磁场中，导体PQ在力F作用下在U形导轨

上以速度v＝10 m/s向右匀速滑动，两导轨间

距离L＝1.0 m，电阻R＝1.0 Ω，导体和导轨的电阻忽略不计，则以下说法正确的是

A．导体PQ切割磁感线产生的感应电动势的大小为5.0 V B．导体PQ受到的安培力方向水平向右

C．作用力F大小是0.50 N

D．作用力F的功率是5 W

30、如图所示，线圈abcd每边长l＝0.20 m，线

圈质量m1＝0.10 kg，电阻R＝0.10 Ω，砝码质量

m2＝0.14 kg.线圈上方的匀强磁场的磁感应强度

B＝0.5 T，方向垂直线圈平面向里，磁场区域的宽度为h＝l＝0.20 m．砝码从某一位置下降，使ab进入磁场开始做匀速运动．求线圈做匀速运动的速度．

31、在范围足够大、方向竖直向下的匀强磁场中，

B＝0.2 T，有一水平放置的光滑框架，宽度为l＝0.4

m，如图9所示，框架上放置一质量为0.05 kg、电

阻为1 Ω的金属杆cd，框架电阻不计．若cd杆以恒定加速度a ＝2 m/s2由静止开始做匀变速运动，则：

(1)在5 s内平均感应电动势是多少？

(2)第5 s末，回路中的电流多大？

(3)第5 s末，作用在cd杆上的水平外力多大？

32、如图甲所示，一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道间距l＝0.20 m，电阻R＝1.0 Ω；有一导体杆静止地放在轨道上，与两轨道垂直，杆及轨道的电阻皆可忽略不计，整个装置处于磁感应强度B＝0.50 T的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道面向

下，现用一外力F沿轨道方向拉杆，使之做匀加速运动，测得力F与时间t的关系如图乙所示，求杆的质量m和加速度a.

33、如图所示，两根相距L、平行放置的光滑导电轨道，与水平面的夹角均为α，轨道间有电阻R，处于磁感

应强度为B、方向竖直于导轨平面向上的匀强磁

场中，一根质量为m、电阻为r的金属杆ab，由

静止开始沿导电轨道下滑．设下滑过程中杆ab始终与轨道保持垂直，且接触良好，导电轨道足够长，且电阻不计．

(1)杆ab将做什么运动？

(2)若开始时就给杆ab沿轨道向下的拉力F，使其由静止开始向下做加速度为a的匀加速运动(a＞gsin α)，求拉力F与时间t 的关系式．

六、电磁感应中的动力学问题

34、光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图1所

示，抛物线的方程是y＝x2，下半部处在一个水平方

向的匀强磁场中，磁场的上边界是y＝a的直线(如图中虚线所示)．一个质量为m的小金属块从抛物线y＝b(b>a)处以速度v 沿抛物线下滑，假设抛物线足够长，则金属块沿抛物线下滑后产生的焦耳热总量是

A ．mgbB.12mv2C ．mg(b －a) D ．mg(b －a)＋12

mv2 35、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 ＋12

mv2m D ．R 上释放的热量为Fx

36、如图所示，边长为L 的正方形导线框质量为m ，

由距磁场H 高处自由下落，其下边ab 进入匀强磁场

后，线圈开始做减速运动，直到其上边dc 刚刚穿出

磁场时，速度减为ab 边刚进入磁场时的一半，磁场

的宽度也为L ，则线框穿越匀强磁场过程中产生的焦耳热为

A．2mgLB．2mgL＋mgH

C．2mgL＋3

mgHD．2mgL＋

mgH

37、两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L，底

端接阻值为R的电阻．将质量为m的金属棒悬挂在

一个固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好．导

轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，如图

所示．除电阻R外其余电阻不计．现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，则

A．释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度g

B．金属棒向下运动时，流过电阻R的电流方向为a→b

C．金属棒的速度为v时，所受的安培力大小为F安＝B2L2v R

D．电阻R上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少38、如图所示，平行金属导轨与水平面成θ角，导轨与固定电阻R1和R2相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面，

有一导体棒ab，质量为m，导体棒的电阻与固

定电阻R1和R2的阻值均相等，与导轨之间的

动摩擦因数为μ，导体棒ab沿导轨向上滑动，

当上滑的速度为v时，受到安培力的大小为F，此时A．电阻R1消耗的热功率为Fv/3

B．电阻R2消耗的热功率为Fv/6

C．整个装置因摩擦而消耗的热功率为μmgvcos θD．整个装置消耗的机械功率为(F＋μmgcos θ)v