高三物理电磁感应测试题

高三一轮章末检测试卷——电磁感应（含解析）
(时间：90分钟，满分：100分)
一、选择题(本大题共12小题，每小题5分，共60分．在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)
1．如图9－1是验证楞次定律实验的示意图，竖直放置的线圈固定不动，将磁铁从线圈上方插入或拔出，线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流．各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况，其中表示正确的是( )
图9－1
解析：选CD.根据楞次定律可确定感应电流的方向：对C 选项，当磁铁向下运动时：(1)闭合线圈原磁场的方向——向上；(2)穿过闭合线圈的磁通量的变化——增加；(3)感应电流产生的磁场方向——向下；(4)利用安培定则判断感应电流的方向——与图中箭头方向相同．线圈的上端为S 极，磁铁与线圈相互排斥．综合以上分析知，选项CD 正确．
2．两圆环A 、B 置于同一水平面上，其中A
为均匀带电绝缘环，B 为导体环，当A 以如图9
－2所示的方向绕中心转动的角速度发生变化
时，B 中产生如图所示方向的感应电流，则( )
A ．A 可能带正电且转速减小
B ．A 可能带正电且转速增大
C ．A 可能带负电且转速减小
D ．A 可能带负电且转速增大
答案：BC
3．如图9－3所示，通过水平绝缘传送带输送完全相同的铜线圈，线圈均与传送带以相同的速度匀速运动．为了检测出个别未闭合的不合格线圈，让传送带通过一固定匀强磁场区域，磁场方向垂直于传送图9－2
带，线圈进入磁场前等距离排列，穿过磁场后根据线圈间的距离，就能够检测出不合格线圈，通过观察图形，判断下列说法正确的是
( )
图9－3 A ．若线圈闭合，进入磁场时，线圈相对传送带向后滑动
B ．若线圈不闭合，进入磁场时，线圈相对传送带向后滑动
C ．从图中可以看出，第2个线圈是不合格线圈
D ．从图中可以看出，第3个线圈是不合格线圈
解析：选AD.若线圈闭合进入磁场时，由于电磁感应现象，由楞次定律可判断线圈相对传送带向后滑动，故A 正确；若线圈不闭合，不会产生感应电流，故线圈相对传送带不发生滑动，故B 错误；由图知1、2、4、5、6线圈都发生了相对滑动，而第3个线圈没有，则第3个线圈为不合格线圈，选项D 正确．
4．(2010年广东湛江测试)如图9－4所示，
E 为电池，L 是电阻可忽略不计、自感系数足
够大的线圈，D 1、D 2是两个规格相同且额定
电压足够大的灯泡，S 是控制电路的开关．对
于这个电路，下列说法正确的是( )
A.刚闭合开关S 的瞬间，通过D 1、D 2的
电流大小相等
B ．刚闭合开关S 的瞬间，通过D 1、D 2的电流大小不相等
C ．闭合开关S 待电路达到稳定，
D 1熄灭，D 2比原来更亮
D ．闭合开关S 待电路达到稳定，再将S 断开的瞬间，D 2立即熄灭，D 1闪亮一下再熄灭
解析：选ACD.由于线圈的电阻可忽略不计、自感系数足够大，在开关闭合的瞬间线圈的阻碍作用很大，线圈中的电流为零，所以通过D 1、D 2的电流大小相等，A 正确；闭合开关S 待电路达到稳定时线圈短路，D 1中电流为零，回路电阻减小，D 2比原来更亮，C 正确；闭合开关S 待电路达到稳定，再将S 断开瞬间，D 2立即熄灭，线圈和D 1形成回路，D 1闪亮一下再熄灭，D 正确．故正确选项为ACD.
5．用均匀导线做成的正方形线框边长为0.2m ，
正方形的一半放在垂直纸面向里的匀强磁场中，如
图9－4
图9－5所示．当磁场以10T/s 的变化率增强时，线框中a 、b 两点间的电势差是( )
A ．U ab ＝0.1V
B ．U ab ＝－0.1V
C ．U ab ＝0.2V
D ．U ab ＝－0.2V 答案：B
6．如图9－6所示，垂直纸面的正方形匀强磁
(图9－5
图9－7
A ．从X 到O ，电流由E 经G 流向F ，先增大再减小
B ．从X 到O ，电流由F 经G 流向E ，先减小再增大
C ．从O 到Y ，电流由F 经G 流向E ，先减小再增大
D ．从O 到Y ，电流由
E 经G 流向
F ，先增大再减小
解析：选D.从X 到O 过程中，原磁场方向指向上不断增加，则感应电流的磁场方向应该指向下，再由右手螺旋定则知，感应电流的方向应该是由F 经G 到E ，又感应电流从零到有再到零，则一定经历先增大再减小的过程．同理，当从O 到Y 的过程中，感应电流的方向应该是由E 经G 到F ，大小也是先增大再减小．
8．如图9－8所示电路中，S 是闭合的，此时流
过线圈L 的电流为i 1，流过灯泡A 的电流为i 2，且i 1>i 2，
在t 1时刻将S 断开，那么流过灯泡的电流随时间变化
的图象是( )
图9－8
图9－9
解析：选D.在t 1时间内流过灯泡的电流为i 2，且方向为从左向右，当断开S 时，i 2立即消失，但由于自感作用，i 2并不立刻消失，而是产生自感电动势，与灯泡构成回路缓慢消失，此时流过灯泡的电流从i 1开始逐渐减小，方向自右向左，故D 正确．
9．如图9－10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
v 图示位置开始，沿垂直于区域边界的直线匀
速穿过磁场区域，设逆时针方向为电流的正
方向，下列各图能正确反映线框中感应电流
的是( ) 图9－11
图9－12
解析：选D.线框进入磁场中0至L 的过程中，由右手定则，感＝BL v ，与CD 的电阻不计，导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触，经过C 点瞬间作为计时、消耗的电功率P 与导体棒水平移动的距离x 变化规律的图象中正确的是( )
图9－14
解析：选AD.设时间t 内EF 移动的位移为v t ，则EF 切割磁感线的有效长度为v t tan θ，产生的感应电动势E ＝B v 2t tan θ，电路的总电阻为r ＝v tR (tan θ＋1/cos θ)，电流I ＝E /r ＝B v tan θ/[R (tan θ＋1/cos θ)]＝B v sin θ/[R (sin θ＋1)]，电流I 为定值，A 正确；r ＝v tR (tan θ＋1/cos θ)＝
xR (tan θ＋1cos θ)，P ＝I 2r ，P ∝x ，当EF 运动到水平导轨BA 上时电阻
是定值，P 不变，D 正确．
12．(2009年高考福建理综卷)如图9－15所
示，固定放置在同一水平面内的两根平行长直金
图9－13
属导轨的间距为d，其右端接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B的匀强磁场中．一质量为m(质量分布均匀)的导体杆ab垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为μ.现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距离l时，速度恰好达到最大(运动过程中杆始终与导轨保持垂直)．设杆接入电路的电阻为r，导轨电阻不计，重力加速度大小为g.则此过程()
．杆的速度最大值为(F－μmg)R
22
I
，
k
；
13．(8分)如图9－16甲所示，两根光滑平行金属导轨间距L＝0.3m，左端用R＝0.2Ω电阻连接，导轨电阻不计，导轨上停放着质量m＝0.1kg，电阻r＝0.1Ω的金属杆，匀强磁场B＝0.5T，为了使R上的电压随时间变化的图象如图乙所示，且M点的电势高于N点，必须使杆如何运动？从开始运动后第2s末，外力的瞬时功率多大？
图9－16 及、t 0均为已知量，则根据上述条件，请你推出：
图9－17
(1)磁感应强度B 的计算表达式；
(2)线框左边刚离开磁场前瞬间的感应电动势E 的计算表达式．
解析：(1)线框运动的加速度：a ＝F 0m ①
线框边长：l ＝12at 20②
线框离开磁场前瞬间有：v ＝at 0③
由牛顿第二定律知：3F 0－B 2l 2v R ＝ma ④
由①②③④式得，B ＝8m 3R F 02t 0
5.⑤ (2)线框离开磁场前瞬间感应电动势：E ＝Bl v ⑥
和a 间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B .
图9－18
如果两条导轨皆光滑，让a ′b ′固定不动，将达到的最大速度是多少？
与a ′b ′同时释放，它们所能达到的最大速度分别是多少？
解析：(1)ab 运动后切割磁感线，产生感应电流，而后受到安培力，当受力平衡时，加速度为0，速度达到最大，受力情况如图所示．则：
mg sin α＝F 安cos α
又F
安＝BIL
I ＝E 感/2R
E 感＝BL v m cos α
联立上式解得v m＝2mgR sinαB2L2 cos2α.
(2)若将ab、a′b′同时释放，因两边情况相同，所以达到的最大速度大小相等，这时ab、a′b′都产生感应电动势而且是串联．所以mg sinα＝F安′cosα
F安′＝BI′L
I′＝2BL v′m cos α
2R
ab下滑高度h＝3m
F f＝mg sin30°－F
由能量守恒得，损失的机械能等于金属棒ab克服摩擦力做功和产生的电热之和，
电热Q＝ΔE－F f h/sin30°
上端电阻R中产生的热量
Q R＝Q/4
联立以上几式得：
图9－19
教师助手 学生帮手 家长朋友
教师助手 学生帮手 家长朋友 Q R ＝0.55J.
答案：(1)2.8J (2)0.55J。