高中物理第四章电磁感应过关检测(含解析)新人教版选修3_2
人教版选修3-2第四章4电磁感应测试题及参考答案
第四章 电磁感应班级 姓名 学号 分数1．在电磁感应现象中，下列说法正确的是 A ．感应电流的磁场总是跟原来的磁场方向相反 B ．闭合线框放在变化的磁场中一定能产生感应电流 C ．闭合线框放在匀强磁场中做切割磁感线运动，一定产生感应电流 D ．感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化2．如图，在同一铁心上绕着两个线圈，单刀双掷开关原来接在1位置，现在它从1打向2，试判断此过程中，通过R 的电流方向是 A ．先由P 到Q ，再由Q 到P B ．先由Q 到P ，再由P 到Q C ．始终是由Q 到P D ．始终是由P 到Q3．平行闭合线圈的匝数为n ，所围面积为S ，总电阻为R ，在t∆时间内穿过每匝线圈的磁通量变化为∆Φ，则通过导线某一截面的电荷量为A ．R ∆Φ B ．R nS∆ΦC ．tR n ∆∆ΦD ．R n ∆Φ 4．如右图，在磁感应强度为B 的匀强磁场中有固定的金属框架ABC ，已知∠B ＝θ，导体棒DE 在框架上从B 点开始在外力作用下，沿垂直DE 方向以速度v 匀速向右平移，使导体棒和框架构成等腰三角形回路。
设框架和导体棒材料相同，其单位长度的电阻均为R ，框架和导体棒均足够长，不计摩擦及接触电阻。
关于回路中的电流I 和电功率P 随时间t 变化的下列四个图像中可能正确的是图乙中的A ．①③B ．①④C ．②③D ．②④5．如图所示，一有界匀强磁场，磁感应强度大小均为B ，方向分别垂直纸面向里和向外，磁场宽度均为L ，在磁场区域的左侧相距为L 处，有一边长为L 的正方形导体线框，总电阻为R ，且线框平面与磁场方向垂直。
现使线框以速度v 匀速穿过磁场区域。
若以初始位置为计时起点，规定电流逆时针方向时的电流和电动势方向为正，B 垂直纸面向里时为正，则以下四个图象中对此过程描述不正确的是6．如图所示，上下不等宽的平行金属导轨的EF 和GH 两部分导轨间的距离为2L ，I J 和MN 两部分导轨间的距离为L ，导轨竖直放置，整个装置处于水平向里的匀强磁场中，金属杆ab 和cd 的质量均为m ，都可在导轨上无摩擦地滑动，且与导轨接触良好，现对金属杆ab 施加一个竖直向上的作用力F ，使其匀速向上运动，此时cd 处于静止状态，则F 的大小为A ．2mgB ．3mgC ．4mgD ．mg7．在彩色电视机的电源输入端装有电源滤波器，其电路图如图，主要元件是两个电感线圈L 1、L 2，它们的自感系数很大，F 是保险丝，R 是压敏电阻（正常情况下阻值很大，但电压超过设定值时，阻值会迅速变小，可以保护与其并联的元件），C 1、C 2是电容器，S 为电视机开关。
人教版高中物理选修3-2 第四章 电磁感应 测试含答案及详细解析
绝密★启用前人教版高中物理选修3-2 第四章电磁感应测试本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分第Ⅰ卷一、单选题(共15小题,每小题4.0分,共60分)1.如图所示，在载流直导线近旁固定有两平行光滑导轨A、B，导轨与直导线平行且在同一水平面内，在导轨上有两可自由滑动的导体ab和cd.当载流直导线中的电流逐渐增强时，导体ab和cd的运动情况是()A．一起向左运动B．一起向右运动C．ab和cd相向运动，相互靠近D．ab和cd相背运动，相互远离2.如图所示，水平光滑的金属框架上左端连接一个电阻R，有一金属杆在外力F的作用下沿框架向右由静止开始做匀加速直线运动，匀强磁场方向竖直向下，轨道与金属杆的电阻不计并接触良好，则能反映外力F随时间t变化规律的图象是图中的()A．B．C．D．3.如图所示，两块水平放置的金属板距离为d，用导线、开关K与一个n匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的均匀变化的磁场中．两板间放一台小压力传感器，压力传感器上表面绝缘，在其上表面静止放置一个质量为m、电量为＋q的小球．开关K闭合前传感器上有示数，开关K闭合后传感器上的示数变为原来的一半．则线圈中磁场的变化情况和磁通量变化率分别是()A．正在增强，＝B．正在增强，＝C．正在减弱，＝D．正在减弱，＝4.如图所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为m、阻值为R的闭合矩形金属线框abcd用绝缘轻质细杆悬挂在O点，并可绕O点摆动．金属线框从右侧某一位置由静止开始释放，在摆动到左侧最高点的过程中，细杆和金属线框平面始终处于同一平面，且垂直纸面．则线框中感应电流的方向是()A．a→b→c→d→aB．d→c→b→a→dC．先是d→c→b→a→d，后是a→b→c→d→aD．先是a→b→c→d→a，后是d→c→b→a→d5.如图所示，A、B两闭合圆形导线环用相同规格的导线制成，它们的半径之比rA∶rB＝2∶1，在两导线环包围的空间内存在一正方形边界的匀强磁场区域，磁场方向垂直于两导线环的平面．当磁场的磁感应强度随时间均匀增大的过程中，流过两导线环的感应电流大小之比为()A．＝1B．＝2C．＝D．＝6.如图所示，固定的水平长直导线中通有电流I，矩形线框与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行．线框由静止释放，在下落过程中()A．穿过线框的磁通量保持不变B．线框中感应电流方向保持不变C．线框所受安掊力的合力为零D．线框的机械能不断增大7.如图所示，线圈平面与条形磁铁的轴线垂直，现将线圈沿轴线由A点平移到B点，穿过线圈磁通量的变化情况是()A．变大B．变小C．不变D．先变大，后变小8.如图所示，在光滑水平面上，有一个粗细均匀的单匝正方形闭合线框abcd.t＝0时刻，线框在水平外力的作用下，从静止开始向右做匀加速直线运动，bc边刚进入磁场的时刻为t1，ad边刚进入磁场的时刻为t2，设线框中产生的感应电流的大小为i，ad边两端电压大小为U，水平拉力大小为F，则下列i、U、F随运动时间t变化关系图象正确的是()A．B．C．D．9.如图所示，水平桌面上放有一个闭合铝环，在铝环轴线上方有一个条形磁铁．当条形磁铁沿轴线竖直向下迅速移动时，下列判断正确的是()A．铝环有收缩趋势，对桌面压力减小B．铝环有收缩趋势，对桌面压力增大C．铝环有扩张趋势，对桌面压力减小D．铝环有扩张趋势，对桌面压力增大10.如图所示，一矩形线框置于磁感应强度为B的匀强磁场中，线框平面与磁场方向平行，若线框的面积为S，则通过线框的磁通量为()A．BSB．C．D． 011.如图所示，矩形线框abcd放置在水平面内，磁场方向与水平方向成α角，已知sinα＝，回路面积为S，磁感应强度为B，则通过线框的磁通量为()A．BSB．BSC．BSD．BS12.如图所示，两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为L，磁场方向垂直纸面向里，abcd 是位于纸面内的梯形线圈，ad与bc间的距离也为L，t＝0时刻bc边与磁场区域边界重合．现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域，取沿a—b—c—d—a方向为感应电流正方向，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流I随时间t变化的图线可能是()A．B．C．D．13.一矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直．先保持线框的面积不变，将磁感应强度在1 s时间内均匀地增大到原来的两倍．接着保持增大后的磁感应强度不变，在1 s时间内，再将线框的面积均匀地减小到原来的一半．先后两个过程中，线框中感应电动势的比值为()A．B． 1C． 2D． 414.长直导线与矩形线框abcd处在同一平面中静止不动，如图甲所示．长直导线中通以大小和方向都随时间做周期性变化的电流，i－t图象如图乙所示．规定沿长直导线向上的电流为正方向．关于最初一个周期内矩形线框中感应电流的方向，下列说法正确的是()A．由顺时针方向变为逆时针方向B．由逆时针方向变为顺时针方向C．由顺时针方向变为逆时针方向，再变为顺时针方向D．由逆时针方向变为顺时针方向，再变为逆时针方向15.如图所示，边长为L的正方形线框旋转在光滑绝缘的水平面上，空间存在竖直向下的匀强磁场，MN和PQ为磁场边界，磁场宽度为L.开始时，线框的顶点d恰在磁场边界上，且对角线bc与磁场边界平行，现用外力使线框沿与磁场边界垂直的方向匀速运动，则在穿过磁场的过程中，线框中的电流I(以逆时针方向为正)和外力的功率P随时间变化正确的图象为()A．B．C．D．第Ⅱ卷二、计算题(共4小题,每小题10.0分,共40分)16.在拆装某种大型电磁设备的过程中，需将设备内部的处于匀强磁场中的线圈先闭合，然后再提升直至离开磁场，操作时通过手摇轮轴A和定滑轮O来提升线圈．假设该线圈可简化为水平长为L、上下宽度为d的矩形线圈，其匝数为n，总质量为M，总电阻为R，磁场的磁感应强度为B，如图所示．开始时线圈的上边缘与有界磁场的上边缘平齐．若转动手摇轮轴A，在时间t内把线圈从图示位置匀速向上拉出磁场．求此过程中，流过线圈中导线横截面的电荷量是多少．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.如图所示，正方形闭合线圈边长为0.2 m、质量为0.1 kg、电阻为0.1 Ω，在倾角为30°的斜面上的砝码质量为0.4 kg，匀强磁场磁感应强度为0.5 T，不计一切摩擦，砝码沿斜面下滑线圈开始进入磁场时，它恰好做匀速运动．(g取10 m/s2)(1)求线圈匀速上升的速度大小；(2)在线圈匀速进入磁场的过程中，砝码对线圈做了多少功？(3)线圈进入磁场的过程中产生多少焦耳热？19.如图所示，在绝缘光滑水平面上，有一个边长为L的单匝正方形线框abcd，在外力的作用下以恒定的速率v向右运动进入磁感应强度为B的有界匀强磁场区域．线框被全部拉入磁场的过程中线框平面保持与磁场方向垂直，线框的ab边始终平行于磁场的边界．已知线框的四个边的电阻值相等，均为R.求：(1)在ab边刚进入磁场区域时，线框内的电流大小．(2)在ab边刚进入磁场区域时，ab边两端的电压．(3)在线框被拉入磁场的整个过程中，线框产生的热量．答案解析1.【答案】C【解析】由于ab和cd电流方向相反，所以两导体运动方向一定相反，排除A、B；当载流直导线中的电流逐渐增强时，穿过闭合回路的磁通量增大，根据楞次定律，感应电流总是阻碍穿过回路磁通量的变化，所以两导体相互靠近，减小面积，达到阻碍磁通量增加的目的，故选C.2.【答案】B【解析】金属杆受力如图所示，由牛顿第二定律得：F－＝ma；F＝ma＋·t，B正确．3.【答案】B【解析】开关闭合时，qE＋F＝mg，F＝mg，所以E＝，E＝＝.所以＝.小球带正电，知上极板带负电，根据楞次定律，磁场正在增强．故B正确，A、C、D错误．故选B.4.【答案】B【解析】金属线框从右侧某一位置由静止开始释放，在摆动到竖直位置的过程中，磁场自abcd的右侧面穿出，摆动过程中磁通量在减少，根据楞次定律得电流方向为d→c→b→a→d；金属线框由竖直位置摆动到左侧最高点的过程中，穿过线框的磁通量增加，根据楞次定律得出感应电流的方向为d→c→b→a→d.5.【答案】D【解析】A、B两导线环的半径不同，它们所包围的面积不同，但某一时刻穿过它们的磁通量均为穿过磁场所在区域面积上的磁通量，所以两导线环上的磁通量变化率是相等的，E＝＝S相同，得＝1，I＝，R＝ρ(S1为导线的横截面积)，l＝2πr，所以＝，代入数值得＝＝.6.【答案】B【解析】由通电直导线周围磁感线的分布规律可知，线框下落过程中穿过其中的磁感线越来越少，故磁通量在不断变小，故A错；下落时穿过线框的磁通量始终减小，由楞次定律可知感应电流的方向保持不变，故B正确；线框上下两边受到的安培力方向虽相反，但上边所处位置的磁感应强度始终大于下边所处位置的磁感应强度，故上边所受的安培力大于下边所受的安培力，其合力不为零，故C错；由能量守恒可知下落时一部分机械能会转化为线框通电发热产生的内能，故线框的机械能减少，D错．7.【答案】B【解析】磁极在A点时，磁极处磁场线最多，则穿过线圈的磁通量最大，当由A点平移到B点磁场线不断减少，则穿过线圈磁通量的变化情况是变小，则B正确．8.【答案】C【解析】由于线框进入磁场是做匀加速直线运动，故速度是逐渐增加的，所以进入磁场时产生的电动势也是逐渐增加的，由于线框的电阻不变，故线框中的电流也是逐渐增加的，选项A错误；当线框全部进入磁场后，由于穿过线框的磁通量不变，故线框中的电动势为0，所以线框里的电流为0，选项B错误；由于线框在进入磁场的过程中的电流是均匀增加的，故ad边两端电压也是均匀增加的，但当线框全部进入磁场后，ad间的电压相当于一个导体棒在磁场中切割磁感线而产生的感应电压，该电压随运动速度的增大而增大，且大于t2时刻时ad间的电压，选项C正确；而对线框的拉力，在线框进入磁场前，由于线框做加速运动，故需要一定的拉力，进入磁场后，线框中的感应电流是均匀增加的，会产生阻碍线框运动的均匀增大的安培力，故需要的拉力也是均匀增大的，即F＝ma＋，可见拉力F与速度v(或时间t)成线性关系，不是正比关系，其图象不过原点，选项D错误．9.【答案】B【解析】根据楞次定律可知：当条形磁铁沿轴线竖直向下迅速移动时，铝环内的磁通量增大，因此铝环做出的反应是面积有收缩的趋势，同时将远离磁铁，故增大了和桌面的挤压程度，从而使铝环对桌面压力增大，故B项正确．10.【答案】D【解析】因为线圈平面和磁场方向平行，所以没有磁感线穿过线圈，即通过线圈的磁通量为零，D 正确．11.【答案】B【解析】根据磁通量的定义可得通过线框的磁通量Φ＝BS sinα，代入解得Φ＝BS，所以B正确，A、C、D错误．12.【答案】B【解析】由于bc进入磁场时，根据右手定则判断出其感应电流的方向是沿adcba的方向，其方向为负方向，所以A、C错误；当逐渐向右移动时，切割磁感线的条数在增加，故感应电流在增大；当bc边穿出磁场区域时，线圈中的感应电流方向变为abcda，是正方向，故其图象在时间轴的上方，所以B正确，D错误．13.【答案】B【解析】设原磁感应强度是B，线框面积是S.第1 s内ΔΦ1＝2BS－BS＝BS，第2 s内ΔΦ2＝2B·－2B·S＝－BS.因为E＝n，所以两次电动势大小相等，B正确．14.【答案】D【解析】将一个周期分为四个阶段，对全过程的分析列表如下：看上表的最后一列，可知选项D正确．15.【答案】A【解析】由楞次定律可得开始时电流方向为正，线框匀速运动，电动势均匀变化，而回路电阻不变，所以电流在每个单调变化时间内呈线性变化．所以A正确，B错误；因为线框匀速运动，由能量守恒知，外力的功率与线框中电流的电功率大小相等，因回路电阻不变，而电流线性变化，所以功率是非线性变化的，所以C、D均错误．16.【答案】【解析】在匀速提升过程中线圈运动速度v＝，线圈中感应电动势E＝nBLv，产生的感应电流I＝，流过导线横截面的电荷量q＝I·t，联立得q＝.17.【答案】2mg sinθ【解析】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－F安＝mg sinθ①又F安＝BIL②而I＝③联立①②③式得：F－－mg sinθ＝0④同理可得，ab杆沿导轨下滑达到最大速度时：mg sinθ－＝0⑤联立④⑤两式解得：F＝2mg sinθv＝.18.【答案】(1)10 m/s(2)0.4 J(3)0.2 J【解析】(1)设绳子的拉力为F，对砝码：F＝m1g sin 30°＝2 N对线圈：F＝m2g＋F安，F安＝代入数据得：v＝10 m/s.(2)W＝Fl＝2×0.2 J＝0.4 J.(3)由能量转化守恒定律得：Q＝W－m2gl＝0.4 J－0.1×10×0.2 J＝0.2 J.19.【答案】(1)(2)(3)【解析】(1)ab边切割磁感线产生的电动势为E＝BLv 所以通过线框的电流为I＝＝.(2)ab边两端电压为路端电压：Uab＝I·3R所以Uab＝(3)线框被拉入磁场的整个过程所用时间t＝，线框中电流产生的热量Q＝I2·4R·t＝.。
高中物理 第四章 电磁感应过关检测(二)新人教版选修3-2(2021年最新整理)
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第四章过关检测（二)(时间：45分钟满分：100分)一、选择题（本题共8小题，每小题6分,共48分。
在每小题给出的四个选项中,第1~5题只有一项符合题目要求，第6~8题有多项符合题目要求。
全部选对的得6分，选对但不全的得3分,有选错的得0分)1.闭合的金属环处于随时间均匀变化的匀强磁场中,磁场方向垂直于圆环平面,则（)A。
环中产生的感应电动势均匀变化B。
环中产生的感应电流均匀变化C.环中产生的感应电动势保持不变D.环上某一小段导体所受的安培力保持不变解析：磁场均匀变化，也就是说=k,根据感应电动势的定义式,E==kS,其中k是一个常量，所以圆环中产生的感应电动势的数值是一个常量,产生的感应电流也不变化，而环上某一小段导体受安培力F=IlB要发生变化。
答案:C2.现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关如图连接,在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下,某同学发现当他将滑动变阻器的滑片P向左加速滑动时，电流计指针向右偏转.由此可以推断()A。
线圈A向上移动或滑动变阻器滑片P向右加速滑动，都能引起电流计指针向左偏转B。
线圈A中铁芯向上拔出或断开开关，都能引起电流计指针向右偏转C。
滑动变阻器的滑片P匀速向左或匀速向右滑动，都能使电流计指针静止在中央D。
高中物理人教版选修3-2检测：第四章电磁感应4.5电磁感应现象的两类情况含答案解析
【最新】高中物理人教版选修3-2检测：第四章电磁感应4.5电磁感应现象的两类情况学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．在如图所示的四种磁场情况中能产生恒定的感生电场的是()A．B．C．D．2．如图所示，导体AB在做切割磁感线运动时，将产生一个电动势，因而在电路中有电流通过，下列说法中正确的是A．因导体运动而产生的感应电动势称为感生电动势B．动生电动势的产生与洛仑兹力有关C．动生电动势的产生与电场力有关D．动生电动势和感生电动势产生的原因是一样的3．如图所示，一个带正电的粒子在垂直于匀强磁场的平面内做圆周运动，当磁感应强度均匀增大时，此粒子的动能将( )A．不变B．增大C．减少D．以上情况都有可能4．如图，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B t∆∆的大小应为（ ）A ．04B ωπ B ．02B ωπ C ．0B ωπ D ．02B ωπ5．在匀强磁场中，ab 、cd 两根导体棒沿两根导轨分别以速度v 1、v 2滑动，如图所示，下列情况中，能使电容器获得最多电荷量且左边极板带正电的是( )A ．v 1＝v 2，方向都向右B ．v 1＝v 2，方向都向左C ．v 1>v 2，v 1向右，v 2向左D ．v 1>v 2，v 1向左，v 2向右6．如图所示，用铝板制成U 形框，将一质量为m 的带电小球用绝缘细线悬挂在框中，使整体在匀强磁场中沿垂直磁场方向向左以速度v 匀速运动，悬线拉力为F T ，则( )A ．悬线竖直，F T ＝mgB ．悬线竖直，F T >mgC ．悬线竖直，F T <mgD ．无法确定F T 的大小和方向7．如图所示，MN 、PQ 为光滑金属导轨，磁场垂直于导轨平面，C 为电容器，导体棒ab 垂直跨接在导轨之间，原来ab 静止，C 不带电，现给导体棒ab 一初速度v 0，则导体棒( )A ．匀速运动B ．匀减速运动C．加速度减小的减速运动，最后静止D．加速度减小的减速运动，最后匀速运动二、多选题8．在平行于水平地面的有界匀强磁场上方有三个单匝线圈A、B、C，从静止开始同时释放，磁感线始终与线圈平面垂直，三个线圈都是由相同的金属材料制成的正方形，A 线圈有一个小缺口，B和C都闭合，但B的横截面积比C的大，如图所示，下列关于它们落地时间的判断，正确的是（）A．A、B、C同时落地B．A最早落地C．B在C之后落地D．B和C在A之后同时落地9．把一个矩形线圈从理想边界的匀强磁场中的匀速拉出来，如图所示，第一次为v1，第二次为v2，且v2＝2v1，求：两种情况下拉力做的功W1与W2之比；拉力的功率P1与P2之比；线圈中产生的焦耳热Q1与Q2之比()A．W1W2＝12B．Q1Q2＝21C．P1P2＝12D．P1P2＝1410．两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gB．金属棒向下运动时，流过电阻R的电流方向为a→bC．金属棒的速度为v时，所受的按培力大小为F=22 B L v RD．电阻R上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少三、解答题11．如图所示，间距l＝0.3 m的平行金属导轨a1b1c1和a2b2c2分别固定在两个竖直面内，在水平面a1b1b2a2区域内和倾角θ＝37°的斜面c1b1b2c2区域内分别有磁感应强度B1＝0.4 T、方向竖直向上和B2＝1 T、方向垂直于斜面向上的匀强磁场．电阻R＝0.3 Ω、质量m1＝0.1 kg、长为l的相同导体杆K、S、Q分别放置在导轨上，S杆的两端固定在b1、b2点，K、Q杆可沿导轨无摩擦滑动且始终接触良好．一端系于K杆中点的轻绳平行于导轨绕过轻质定滑轮自然下垂，绳上穿有质量m2＝0.05 kg的小环．已知小环以a＝6 m/s2的加速度沿绳下滑，K杆保持静止，Q杆在垂直于杆且沿斜面向下的拉力F作用下匀速运动．不计导轨电阻和滑轮摩擦，绳不可伸长．取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8．求：(1)小环所受摩擦力的大小．(2)Q杆所受拉力的瞬时功率．12．如图所示，边长为L的正方形金属线框，质量为m、电阻为R，用细线把它悬挂于一个有界的匀强磁场边缘，金属框的上半部处于磁场内，下半部处于磁场外，磁场随时间的变化规律为B=kt．已知细线所能承受的最大拉力为2mg，则从t=0开始，经多长时间细线会被拉断？13．如图所示，固定在匀强磁场中的水平导轨ab、cd的间距L1＝0.5 m，金属棒ad与导轨左端bc的距离L2＝0.8 m，整个闭合回路的电阻为R＝0.2Ω，匀强磁场的方向竖直向下穿过整个回路．ad棒通过细绳跨过定滑轮接一个质量为m＝0.04kg的物体，不计一切摩擦，现使磁感应强度从零开始以Bt∆∆＝0.2T/s的变化率均匀增大，求经过多长时间物体刚好能离开地面(g取10 m/s2)．参考答案1．C【详解】根据=，知磁场线性变化才会产生恒定的感生电场，选项C 对．2．B【解析】【详解】A.因导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势,A 错误。
人教版高中物理选修3-2第四章《电磁感应》单元测试题含答案解析
人教版高中物理选修3-2第四章《电磁感应》单元测试题学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、多选题1．关于自感现象，下列说法中正确的是A．自感现象是线圈自身的电流发生变化而引起的电磁感应现象B．自感电动势总是阻碍原电流的变化C．自感电动势的方向总是与原电流的方向相反D．自感电动势的方向总是与原电流的方向相同2．在光滑的水平面上方，有两个磁感应强度大小均为B，方向相反的水平匀强磁场，如图，PQ为两个磁场的边界，磁场范围足够大．一个边长为a、质量为m、电阻为R 的金属正方形线框，以速度2v垂直磁场方向从如图实线（I）位置开始向右运动，当线框运动到分别有一半面积在两个磁场中的如图（II）位置时，线框的速度为v，则下列说法正确的是A．图（II）时线框中的电功率为B．此过程中回路产生的电能为C．图（II）时线框的加速度为22 2B a v mRD．此过程中通过线框截面的电量为3．如图,静止的金属棒ab、cd与足够长的水平光滑金属导轨垂直且接触良好,匀强磁场竖直向下.ab棒在恒力F作用下向右运动,则()A．安培力对ab棒做正功B．abdca回路的磁通量先增加后减少C．安培力对cd棒做正功D．F做的功等于回路产生的总热量和系统动能增量之和4．如图所示，光滑平行金属导轨PP′和QQ′都处于同一水平面内，P和Q之间连接一电阻R，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中。
现垂直于导轨放置一根导体棒MN，用一水平向右的力F拉动导体棒MN，以下关于导体棒MN中感应电流方向和它所受安培力的方向的说法正确的是（）A．感应电流方向是N→M B．感应电流方向是M→NC．安培力方向水平向左D．安培力方向水平向右5．两圆环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6．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管是用铝制成的二、单选题7．如图所示，在正方形线圈的内部有一条形磁铁，线圈与磁铁在同一平面内，两者有共同的中心轴线OO ′，关于线圈中产生感应电流的下列说法中，正确的是( )A ．当磁铁向纸面外平移时，线圈中产生感应电流B ．当磁铁向上平移时，线圈中产生感应电流C ．当磁铁向下平移时，线圈中产生感应电流D ．当磁铁N 极向纸外，S 极向纸里绕OO ′轴转动时，线圈中产生感应电流8．如图所示，通电螺线管水平固定，OO ′为其轴线，a 、b 、c 三点在该轴线上，在这三点处各放一个完全相同的小圆环，且各圆环平面垂直于OO ′轴．则关于这三点的磁感应强度B a 、B b 、B c 的大小关系及穿过三个小圆环的磁通量Φa 、Φb 、Φc 的大小关系，下列判断正确的是( )A ．B a ＝B b ＝B c ，Φa ＝Φb ＝ΦcB ．a b c B B B >>，a b c Φ<Φ<ΦC ．B a >B b >B c ，Φa >Φb >ΦcD ．B a >B b >B c ，Φa ＝Φb ＝Φc9．如图所示是研究通电自感实验的电路图，A 1、A 2是两个规格相同的小灯泡，闭合电键调节滑动变阻器R 的滑动触头，使两个灯泡的亮度相同，调节滑动变阻器R 1的滑动触头，使他们都正常发光，然后断开电键S ．重新闭合电键S ，则（ ）A ．闭合瞬间，1A 立刻变亮，2A 逐渐变亮B ．闭合瞬间，1A 、2A 均立刻变亮C ．稳定后，L 和R 两端的电势差一定相同D ．稳定后，1A 和2A 两端电势差不相同10．如图所示，长为L 的金属导线弯成一圆环，导线的两端接在电容为C 的平行板电容器上，P 、Q 为电容器的两个极板，磁场垂直于环面向里，磁感应强度以00B B kt k +=>（）随时间变化，0t =时，P 、Q 两板电势相等，两板间的距离远小于环的半径，经时间t ，电容器P 板（ ）A ．不带电B ．所带电荷量与t 成正比C ．带正电，电荷量是kL C π24 D ．带负电，电荷量是kL C π24 11．如图所示，匀强磁场方向竖直向下，磁感应强度为B .正方形金属框abcd 可绕光滑轴OO ′转动，边长为L ，总电阻为R ，ab 边质量为m ，其他三边质量不计，现将abcd 拉至水平位置，并由静止释放，经时间t 到达竖直位置，产生热量为Q ，若重力加速度为g ，则ab 边在最低位置所受安培力大小等于( )A ．B 2L 2√2gL RB ．BL√Q RtC ．B 2L 2RtD ．B 2L 2R √2(mgL−Q )m12．如图所示，L 为一根无限长的通电直导线，M 为一金属环，L 通过M 的圆心并与M 所在的平面垂直，且通以向上的电流I ，则( )A．当L中的I发生变化时，环中有感应电流B．当M左右平移时，环中有感应电流C．当M保持水平，在竖直方向上下移动时环中有感应电流D．只要L与M保持垂直，则以上几种情况，环中均无感应电流13．如图所示，一矩形线框以竖直向上的初速度进入只有一条水平边界的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，进入磁场后上升一段高度又落下离开磁场，运动过程中线框只受重力和安培力作用，线框在向上、向下经过图中1、2位置时的速率按时间顺序依次为v1、v2、v3和v4，则可以确定( )A．v1<v2B．v2<v3C．v3<v4D．v4<v114．如图所示，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路．若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列表述不正确的是( )A．线圈a中将产生俯视逆时针方向的感应电流B．穿过线圈a的磁通量变小C．线圈a有收缩的趋势D．线圈a对水平桌面的压力F N将增大15．如图所示，在垂直于纸面足够大范围内的匀强磁场中，有一个矩形线圈abcd，线圈平面与磁场垂直，O1O2是线圈的对称轴。
2024_2025学年高中物理第四章电磁感应全章水平测试新人教版选修3_2
第四章电磁感应水平测试本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，满分100分，考试时间90分钟。
第Ⅰ卷(选择题，共40分)一、选择题(本大题共10小题，每小题4分，共40分。
在第1～6 题给出的四个选项中，只有一个选项正确；在第7～10题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
)1．下列说法正确的是( )A．奥斯特发觉了电流磁效应；法拉第发觉了电磁感应现象B．闭合电路在磁场中做切割磁感线运动，电路中肯定会产生感应电流C．线圈中磁通量改变越大，线圈中产生的感应电动势肯定越大D．涡流的形成不遵循法拉第电磁感应定律答案 A解析由物理学史可知A正确；B项中闭合电路做切割磁感线运动且使磁通量改变才产生感应电流，故B错误；C项中，感应电动势与磁通量改变率成正比，故C错误；涡流也是感应电流，也遵循法拉第电磁感应定律，D项错误。
2．如图所示，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的运动状况是( )A．向右匀速运动B．向左加速运动C．向左减速运动D．向右加速运动答案 B解析若要让N中产生顺时针的电流，M必需让N中的磁场“向里减小”或“向外增大”，所以有两种状况：垂直纸面对里的磁场大小减小，依据楞次定律与法拉第电磁感应定律，则有金属棒向右减速运动；或者垂直纸面对外的磁场大小增大，依据楞次定律与法拉第电磁感应定律，则有金属棒向左加速运动，故B正确，A、C、D错误。
3．如图所示，竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R，质量不能忽视的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦，棒与导轨的电阻均不计，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，棒在竖直向上的恒力F作用下做加速上升运动的一段时间内，力F做的功与安培力做的功的代数和等于( )A ．棒的机械能增加量B ．棒的动能增加量C ．棒的重力势能增加量D ．电阻R 上放出的热量答案 A解析 依据动能定理可知：W F ＋W 安＋W G ＝12mv 2。
高中物理人教版选修3-2检测：第四章电磁感应4.4法拉第电磁感应定律含答案解析
【最新】高中物理人教版选修3-2检测：第四章电磁感应4.4法拉第电磁感应定律学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．下列几种说法中正确的是（）A．线圈中的磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大B．穿过线圈的磁通量越大，线圈中的感应电动势越大C．线圈放在磁场越强的位置，线圈中的感应电动势越大D．线圈中的磁通量变化越快，线圈中产生的感应电动势越大2．一根直导线长0.1 m，在磁感应强度为0.1 T的匀强磁场中以10 m/s的速度匀速运动，则导线中产生的感应电动势的说法错误的是A．一定为0.1 VB．可能为零C．可能为0.01 VD．最大值为0.1 V3．用均匀导线做成的正方形线框边长为0.2 m，正方形的一半放在垂直纸面向里的匀强磁场中，如图所示，当磁场以10 T/s的变化率增强时，线框中a、b两点电势差是()A．U ab＝0.1 V B．U ab＝－0.1 VC．U ab＝0.2 V D．U ab＝－0.2 V4．如图所示，闭合开关S，将条形磁铁两次插入闭合线圈，第一次用0.2 s，第二次用0.4 s，并且两次的起始和终止位置相同，则()A．第一次磁通量变化较大B ．第一次G 的最大偏角较大C ．第一次经过G 的总电荷量较多D ．若开关S 断开，G 不偏转，故两次均无感应电动势5．如图所示，长为L 的金属导线弯成一圆环，导线的两端接在电容为C 的平行板电容器上，P 、Q 为电容器的两个极板，磁场垂直于环面向里，磁感应强度以00B B kt k +=>（）随时间变化，0t =时，P 、Q 两板电势相等，两板间的距离远小于环的半径，经时间t ，电容器P 板（ ）A ．不带电B ．所带电荷量与t 成正比C ．带正电，电荷量是kL C π24 D ．带负电，电荷量是kL C π24 6．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，MN 线与线框的边成45°角，E 、F 分别为PS 和PQ 的中点，关于线框中的感应电流（ ）A ．当E 点经过边界MN 时，感应电流最大B ．当P 点经过边界MN 时，感应电流最大C ．当F 点经过边界MN 时，感应电流最大D ．当Q 点经过边界MN 时，感应电流最大7．一个电阻是R ，半径为r 的单匝线圈放在磁感应强度为B 的匀强磁场中，如图所示，若以线圈的直径为轴旋转180°，则在此过程中，导线横截面上通过的电荷量为( )A．0 B．Bπr2RC．2Bπr2R D．4Bπr2R8．如图所示，导体AB的长为2R，绕O点以角速度ω匀速转动，OB长为R，且OBA 三点在一条直线上，有一磁感应强度为B的匀强磁场充满转动平面，且与转动平面垂直，那么A、B两端的电势差为()A．12BωR2B．2BωR2C．4BωR2D．6BωR29．一正方形闭合导线框abcd边长L＝0.1 m，各边电阻均为1 Ω，bc边位于x轴上，在x轴原点O右方有宽L＝0.1 m、磁感应强度为1 T、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域，如图所示．在线框以恒定速度4 m/s沿x轴正方向穿越磁场区域的过程中，如图所示的各图中，能正确表示线框从进入到穿出磁场过程中，ab边两端电势差U ab随位置变化情况的是()A．B．C．D．10．在图中，EF、GH为平行的金属导轨，其电阻不计，R为电阻，C为电容器，AB 为可在EF和GH上滑动的导体横杆．有匀强磁场垂直于导轨平面．若用I1和I2分别表示图中该处导线中的电流，则当横杆AB( )A．匀速滑动时，I1＝0，I2＝0 B．匀速滑动时，I1≠0，I2≠0C．加速滑动时，I1＝0，I2＝0 D．加速滑动时，I1≠0，I2≠011．如图所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路。
人教版高中物理选修3-2第四章电磁感应质量检查答案
蚌埠五中物理(选修3—2)第四章电磁感应质量检查答案
一、选择题：
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案
C
D
D
C
B
A
BCD
B
D
AC
二．填空题：
11、解析：⑴感应电流的大小和方向均不发生改变。
因为金属棒滑到圆弧任意位置时，回路中磁通量的变化率相同。
⑵0—t 0时间内，设回路中感应电动势大小为E 0，感应电流为I ，感应电流产生的焦耳热为Q ，由法拉第电磁感应定律：2000
B E L t t φ
∆=
=∆ 根据闭合电路的欧姆定律：0E I R
=
由焦耳定律有：422
0L B Q I Rt t R
==
解得：4200L B Q t R = 答案：420
0L B Q t R
=
12、解析：炮弹的加速度为：F IwB
a m m
=
= 炮弹做匀加速运动，有：2
2v aL =
解得：2
50.610 A 2mv I BwL
=
=⨯ 答案：50.610 A ⨯ 三．计算与简答：
13、解：⑴设ab 上产生的感应电动势为E ，回路中电流为I ，ab 运动距离s 所用的时间为
t ，则有：E ＝BLv 4E I R = s
t t
= Q ＝I 2(4R )t 由上述方程得：224QR v B l s
=
⑵设电容器两极板间的电势差为U ，则有：U ＝IR 电容器所带电荷量为：q ＝CU 解得：CQR
q Bls
=
14、解：⑴线框MN 边刚进入磁场时有：。
人教版高中物理选修3-2第四章《电磁感应》单元检测题含答案解析
人教版高中物理选修3-2第四章《电磁感应》单元检测题 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．关于电磁感应现象，下列说法中正确的是( )A ．电磁感应现象最先是由奥斯特通过实验发现的B ．电磁感应现象说明了在自然界中电一定能产生磁C ．电磁感应现象是由于线圈受磁场力的作用而产生的D ．电磁感应现象是指闭合回路满足一定的条件产生感应电流的现象2．如图所示，金属杆ab 静止放在水平固定的“U”形金属框上，整个装置处于竖直向上的磁场中，当磁感应强度均匀增大时，金属杆ab 总保持静止．则( )A ．杆中感应电流方向从b 到aB ．杆中感应电流大小保持不变C ．金属杆所受安培力大小保持不变D ．金属杆所受安培力水平向右3．如图所示，L 是电阻不计的自感线圈，C 是电容器，E 为电源，在开关S 闭合和断开时，关于电容器的带电情况，下列说法正确的是（ ）A ．S 闭合瞬间，A 板带正电，B 板带负电B ．S 保持闭合，A 板带正电，B 板带负电C ．S 断开瞬间，A 板带正电，B 板带负电D ．由于线圈L 的电阻不计，电容器被短路，上述三种情况下电容器均不带电 4．如图所示，粗细均匀的、电阻为r 的金属圆环放在如图所示的匀强磁场中，磁感应强度为B ，圆环直径为l ；长为l 、电阻为2r 的金属棒ab 放在圆环上，以速度v 0向左运动，当棒ab 运动到图示虚线位置时，金属棒两端的电势差为( )A ．0B ．Blv 0C ．02BlvD ．03Blv 5．如图所示，一矩形线框，从abcd 位置移动到a ′b ′c ′d ′位置的过程中，关于穿过线框的磁通量情况，下列叙述正确的是(线框平行于纸面移动)( )A ．一直增加B ．一直减少C ．先增加后减少D ．先增加，再减少直到零，然后再增加，然后再减少6．磁铁在线圈中心上方开始运动时，线圈中产生如图方向的感应电流，则磁铁（ ）A ．向上运动B ．向下运动C ．向左运动D ．向右运动 7．如图所示，空间分布着宽为L ，方向垂直于纸面向里的匀强磁场．一金属线框从磁场左边界匀速向右通过磁场区域．规定逆时针方向为电流的正方向，则感应电流随位移变化的关系图象(i －x )正确的是：( )A ．B ．C ．D ． 8．如图所示的电路中，P 、Q 为两相同的灯泡，L 的电阻不计，则下列说法正确的是( )A．S断开瞬间，P立即熄灭，Q过一会儿才熄灭B．S接通瞬间，P、Q同时达到正常发光C．S断开瞬间，通过P的电流从右向左D．S断开瞬间，通过Q的电流与原来方向相反9．如图所示，在一水平光滑绝缘塑料板上有一环形凹槽，有一带正电小球质量为m、电荷量为q，在槽内沿顺时针做匀速圆周运动，现加一竖直向上的均匀变化的匀强磁场，且B逐渐增加，则( )A．小球速度变大B．小球速度变小C．小球速度不变D．以上三种情况都有可能10．穿过某线圈的磁通量随时间变化的关系如图所示，在下列几段时间内，线圈中感应电动势最小的是( )A．0～2 sB．2 s～4 sC．4 s～5 sD．5 s～10 s11．如图所示，两个相互绝缘的闭合圆形线圈P、Q放在同一水平面内．当线圈P中通有不断增大的顺时针方向的电流时，下列说法中正确的是()A．线圈Q内有顺时针方向的电流且有收缩的趋势B．线圈Q内有顺时针方向的电流且有扩张的趋势C．线圈Q内有逆时针方向的电流且有收缩的趋势D．线圈Q内有逆时针方向的电流且有扩张的趋势12．如图所示，闭合线圈正上方附近有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的N极朝下但未插入线圈内部．在磁铁向上运动远离线圈的过程中（）A．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互吸引B．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互排斥C．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互吸引D．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互排斥13．一个足够长的竖直放置的磁铁结构如图所示．在图甲中磁铁的两个磁极分别为同心的圆和圆环．在两极之间的缝隙中，存在辐射状的磁场，磁场方向水平向外，某点的磁感应强度大小与该点到磁极中心轴的距离成反比．用横截面积一定的细金属丝制成的圆形单匝线圈，从某高度被无初速释放，在磁极缝隙间下落的过程中，线圈平面始终水平且保持与磁极共轴．线圈被释放后( )A．线圈中没有感应电流，线圈做自由落体运动B．在图甲俯视图中，线圈中感应电流沿逆时针方向C．线圈有最大速度，线圈半径越大，最大速度越小D．线圈有最大速度，线圈半径越大，最大速度越大14．如图所示，一磁铁用细线悬挂，一个很长的铜管固定在磁铁的正下方，开始时磁铁上端与铜管上端相平．烧断细线，磁铁落入铜管的过程中，下列说法正确的是( )①磁铁下落的加速度先增大，后减小；②磁铁下落的加速度恒定；③磁铁下落的加速度一直减小直到为零；④磁铁下落的速度先增大后减小；⑤磁铁下落的速度逐渐增大，最后匀速运动．A．只有②正确B．只有①④正确C．只有①⑤正确D．只有③⑤正确二、多选题15．关于电荷量、电场强度、磁感应强度、磁通量的单位，下列说法错误的是( ) A．牛顿/库仑是电荷量的单位B．特斯拉是磁感应强度的单位C．磁通量的单位是韦伯D．法拉是电荷量的单位16．如图所示，空间存在一有边界的条形匀强磁场区域，磁场方向与竖直平面(纸面)垂直，磁场边界的间距为L.一个质量为m、边长也为L的正方形导线框沿竖直方向运动，线框所在平面始终与磁场方向垂直，且线框上、下边始终与磁场的边界平行．t＝0时刻导线框的上边恰好与磁场的下边界重合(图中位置Ⅰ)，导线框的速度为v0.经历一段时间后，当导线框的下边恰好与磁场的上边界重合时(图中位置Ⅱ)，导线框的速度刚好为零．此后，导线框下落，经过一段时间回到初始位置Ⅰ(不计空气阻力)，则( )A．上升过程中合力做的功与下降过程中合力做的功相等B．上升过程中线框产生的热量比下降过程中线框产生的热量多C．上升过程中，导线框的加速度逐渐减小D．上升过程克服重力做功的平均功率小于下降过程重力的平均功率17．如图所示，闭合螺线管固定在置于光滑水平面上的小车上，现将一条形磁铁从左向右插入螺线管中．则( )A．车将向右运动B．使条形磁铁向右插入时外力所做的功全部由螺线管转变为电能，最终转化为螺线管的内能C．条形磁铁会受到向左的力D．车会受到向左的力18．如图所示，在方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中，沿水平面固定一个V 字型金属框架CAD，已知∠A＝θ，导体棒EF在框架上从A点开始在拉力F作用下，沿垂直EF方向以速度v匀速向右平移，使导体棒和框架始终构成等腰三角形回路．已知框架和导体棒的材料和横截面积均相同，其单位长度的电阻均为R，框架和导体棒均足够长，导体棒运动中始终与磁场方向垂直，且与框架接触良好．关于回路中的电流I、拉力F和电路消耗的电功率P与水平移动的距离x变化规律的图象中正确的是( )A．B．C．D．19．如图所示，一端接有定值电阻的平行金属轨道固定在水平面内，通有恒定电流的长直绝缘导线垂直并紧靠轨道固定，导体棒与轨道垂直且接触良好．在向右匀速通过M、N两区的过程中，导体棒所受安培力分别用F M、F N表示．不计轨道电阻．以下叙述正确的是A ．M F 向右B ．N F 向左C ．M F 逐渐增大D ．N F 逐渐减小 20．如图，闭合小金属环从高h 的光滑曲面上端无初速滚下，又沿曲面的另一侧上升，水平方向的磁场与光滑曲面垂直，则( )A ．若是匀强磁场，环在左侧滚上的高度小于hB ．若是匀强磁场，环在左侧滚上的高度等于hC ．若是非匀强磁场，环在左侧滚上的高度小于hD ．若是非匀强磁场，环在左侧滚上的高度等于h21．在如图所示的情况下，闭合矩形线圈中能产生感应电流的是________ . A ．B ．C ．D ．E.F.三、填空题22．如图所示，当航天飞机在环绕地球的轨道上飞行时，从中释放一颗卫星，卫星与航天飞机保持相对静止，两者用导电缆绳相连，这种卫星称为绳系卫星，利用它可以进行多种科学实验．现有一颗绳系卫星在地球赤道上空由东往西方向运行．卫星位于航天飞机正上方，它与航天飞机间的距离约20km，卫星所在位置的地磁场沿水平方向由南往北约5×10-5T．如果航天飞机和卫星的运行速度约8km/s，则缆绳中的感应电动势大小为V，端电势高（填“A”或“B”）．23．一个200匝、面积为20 cm2的线圈，放在磁场中，磁场的方向与线圈平面成30°角，若磁感应强度在0.05 s内由0.1T增加到0.5T；在此过程中穿过线圈的磁通量的变化量是________Wb；磁通量的平均变化率是________Wb/s；线圈中的感应电动势的大小是________V24．如下图所示，在水平虚线上方有磁感应强度为2B、方向水平向右的匀强磁场，下方有磁感应强度为B、方向水平向左的匀强磁场．边长为l的正方形线圈放置在两个磁场中，线圈平面与水平虚线成α角，线圈分处在两个磁场中的面积相等，则穿过线圈上方的磁通量的大小为_______，穿过线圈下方的磁通量的大小为_______，穿过线圈平面的磁通量的大小为______．25．半径为r、电阻为R的n匝圆形线圈在边长为l的正方形abcd外，匀强磁场充满并垂直穿过该正方形区域，如下图甲所示．当磁场随时间的变化规律如图乙所示时，则穿过圆形线圈磁通量的变化率为________，t0时刻线圈产生的感应电流为________．四、实验题26．如图所示是“研究电磁感应现象”的实验装置．（1）将图中所缺导线补接完整_______________．（2）如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上电键后，将原线圈迅速插入副线圈时，电流计指针_______（填“右偏”、“左偏”或“不偏转”）；原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向左移动时，电流计指针_______（填“右偏”、“左偏”或“不偏转”）．27．在研究电磁感应现象的实验中所用的器材如图所示。
高二下学期物理人教版选修3-2第4章电磁感应 同步练习(含答案)
2020—2021学年物理人教选修3—2第4章电磁感应含答案人教选修3—2第4章电磁感应1、如图所示，在纸面内放有一个条形磁铁和一个圆形线圈(位于磁铁正中央)，下列情况中能使线圈中产生感应电流的是()A．将磁铁在纸面内向上平移B．将磁铁在纸面内向右平移C．将磁铁绕垂直纸面的轴转动D．将磁铁的N极转向纸外，S极转向纸内2、如图所示，虚线框内有匀强磁场，大环和小环是垂直于磁场放置的两个圆环，分别用Φ1和Φ2表示穿过大小两环的磁通量，则有（）A.Φ1>Φ2B.Φ1<Φ2C.Φ1=Φ2D.无法确定3、如图所示，当导体棒MN在外力作用下沿导轨向右运动时，流过R的电流方向是()A．由A→B B．由B→AC．无感应电流D．无法确定4、如图所示，导体轨道OPQS固定，其中PQS是半圆弧，Q为半圆弧的中心，O为圆心．轨道的电阻忽略不计．OM是有一定电阻、可绕O转动的金属杆，M 端位于PQS上，OM与轨道接触良好．空间存在与半圆所在平面垂直的匀强磁场，磁感应强度的大小为B.现使OM从OQ位置以恒定的角速度逆时针转到OS 位置并固定(过程Ⅰ)；再使磁感应强度的大小以一定的变化率从B增加到B′(过程Ⅱ)．在过程Ⅰ、Ⅱ中，流过OM 的电荷量相等，则B′B 等于( )A.54B.32C.74 D ．25、一段导线在磁场中做切割磁感线运动，下面说法正确的是( )A ．导体中一定有感应电动势B ．导体中一定有感应电流C ．导体一定受到与运动方向相反的磁场作用力D ．导体一定受到与运动方向相同的磁场作用力6、如图所示灯LA ，LB 完全相同，带铁芯的线圈L 的电阻可忽略．则( )A ．S 闭合的瞬间，LA ，LB 同时发光，接着LA 变暗，LB 更亮，最后LA 熄灭B ．S 闭合瞬间，LA 不亮，LB 立即亮C ．S 闭合瞬间，LA ，LB 都不立即亮D ．稳定后再断开S 的瞬间，LB 熄灭，LA 比LB(原先亮度)更亮7、下列关于涡流的说法中正确的是( )A ．涡流跟平时常见的感应电流一样，都是因为穿过导体的磁通量变化而产生的B ．涡流不是感应电流，而是一种有别于感应电流的特殊电流C ．涡流有热效应，但没有磁效应D ．在硅钢片中不能产生涡流8、（双选）恒定的匀强磁场中有一个圆形闭合线圈，线圈平面垂直于磁场方向，当线圈在此磁场中做下列哪种运动时，穿过线圈的磁通量发生了变化（ ）A.线圈沿自身所在的平面做匀速运动B.线圈沿自身所在的平面做加速运动C.线圈绕任一直径做匀速转动D.线圈绕任一直径做变速转动 9、如图所示为闭合电路的一部分导体在磁极间运动的情形，图中导体垂直于纸面，a 、b 、c 、d 分别表示导体运动中的四个不同位置，箭头表示导体在那个位置上的运动方向，则导体中感应电流的方向垂直纸面向里时，导体的位置是( )A ．aB ．bC ．cD ．d10、(多选)如图甲所示，线圈的匝数n ＝100匝，横截面积S ＝50 cm2，线圈总电阻r ＝10 Ω，沿轴向有匀强磁场，设图示磁场方向为正，磁场的磁感应强度随时间按如图乙所示规律变化，则在开始的0.1 s 内( )A ．磁通量的变化量为0.25 WbB ．磁通量的变化率为2.5×10－2 Wb/sC ．a 、b 间电压为0D ．在a 、b 间接一个理想电流表时，电流表的示数为0.25 A11、如图所示，将直径为d ，电阻为R 的闭合金属环从匀强磁场B 中拉出．这一过程中通过金属环某一截面的电荷量为( )A.Bπd24RB.2πBd RC.Bd2RD.Bd2πR12、(双选)如图所示是一种延时开关的原理图，当S1闭合时，电磁铁F 将衔铁D 吸下，C 线路接通；当S1断开时，由于电磁感应作用，D 将延迟一段时间才被释放．则( )A．由于A线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用B．由于B线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用C．如果断开B线圈的开关S2，无延时作用D．如果断开B线圈的开关S2，延时将变长13、如图所示，在一个绕有线圈的可拆变压器铁芯上分别放一小铁锅水和一玻璃杯水．给线圈通入电流，一段时间后，一个容器中水温升高，则通入的电流与水温升高的是()A．恒定直流、小铁锅B．恒定直流、玻璃杯C．变化的电流、小铁锅D．变化的电流、玻璃杯14、填空题：（1）奥斯特实验要有明显的效果，通电导线必须____________放置。
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电磁感应(时间:45分钟满分:100分)知识点分布表一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。
在每小题给出的四个选项中,第1~5题只有一项符合题目要求,第6~8题有多项符合题目要求。
全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)1.一矩形线框置于匀强磁场中,线框平面与磁场方向垂直,先保持线框的面积不变,将磁感应强度在1 s时间内均匀地增大到原来的两倍,接着保持增大后的磁感应强度不变,在1 s时间内,再将线框的面积均匀地减小到原来的一半,先后两个过程中,线框中感应电动势的比值为()A. B.1 C.2 D.4解析:因为两次线圈内磁通量的变化量相同,所用时间相同,所以由法拉第电磁感应定律可判断B正确。
答案:B2.如图所示,纸面内有一矩形导体闭合线框abcd,ab边长大于bc边长,置于垂直纸面向里、边界为MN的匀强磁场外,线框两次匀速地完全进入磁场,两次速度大小相同,方向均垂直于MN。
第一次ab边平行MN进入磁场,线框上产生的热量为Q1,通过线框导体横截面的电荷量为q1;第二次bc边平行MN进入磁场,线框上产生的热量为Q2,通过线框导体横截面的电荷量为q2,则()A.Q1>Q2,q1=q2B.Q1>Q2,q1>q2C.Q1=Q2,q1=q2D.Q1=Q2,q1>q2解析:设线框ab、bc的长度分别为L1、L2,线框的电阻为R,线框进入磁场过程中,产生的感应电动势分别为E1=BL1v,E2=BL2v,产生的热量Q1=t1=、Q2=t2=,故Q1>Q2;通过线框横截面的电荷量q=It=t=,故q1=q2,选项A正确。
答案:A3.如图所示的电路中,电源电动势为E,线圈L的电阻不计。
以下判断正确的是()A.闭合开关S,稳定后,电容器两端电压为EB.闭合开关S,稳定后,电容器的a极带正电C.断开开关S的瞬间,电容器的a极板将带正电D.断开开关S的瞬间,电容器的a极板将带负电解析:闭合开关S,稳定后,由于线圈L的直流电阻为零,所以线圈两端电压为零,又因为电容器与线圈并联,所以电容器两端电压也为零,选项A、B错误;断开S的瞬间,线圈L中电流减小,线圈中产生与原电流方向相同的自感电动势,并作用在电容器上,所以,此时电容器a极板将带正电,b极板将带负电,选项C正确,D错误。
答案:C4.如图所示,固定的水平长直导线中通有电流I,矩形线框与导线在同一竖直平面内,且一边与导线平行。
线框由静止释放,在下落过程中()A.穿过线框的磁通量保持不变B.线框中感应电流方向保持不变C.线框所受安培力的合力为零D.线框的机械能不断增大解析:直线电流的磁场离导线越远,磁感线越稀,故线框在下落过程中穿过线框磁通量一直减小,选项A错;由于上、下两边电流相等,上边磁场较强,线框所受安培力的合力不为零,选项C错;由于电磁感应,一部分机械能转化为电能,机械能减小,选项D错,故选项B对。
答案:B5.如图所示,EOF和E’O’F’为空间一匀强磁场的边界,其中EO∥E’O’,FO∥F’O’,且EO⊥OF;OO’为∠EOF的平分线,OO’间的距离为l;磁场方向垂直于纸面向里。
一边长为l的正方形导线框沿O’O方向匀速通过磁场,t=0时刻恰好位于图示位置。
规定导线框中感应电流沿逆时针方向时为正,则感应电流i与时间t的关系图线可能正确的是()解析:根据右手定则可知,开始时穿过导线框的感应电流方向为逆时针,由题意知为正方向,故选项C、D错误。
在正方形导线框匀速进入磁场的过程中,切割磁感线的有效长度逐渐增大,所以感应电流也逐渐增大;当导线框的左边过O’点后,切割磁感线的有效长度(即左边的边长)不变,故感应电流不变;当导线框的右边到达O’点时,左边正好到达O点,切割磁感线的有效长度(即右边的边长)也不变,故感应电流不变,方向与刚进入磁场时相反,故选项A错误,B正确。
答案:B6.某飞机正在地球北半球飞行,机翼保持水平,飞行高度不变,已知北半球地磁场的竖直分量向下,由于地磁场的作用,金属机翼上有电势差。
设飞行员左方机翼末端处的电势为U1,右方机翼末端处的电势为U2,则()A.若飞机从西往东飞,则U1比U2高B.若飞机从东往西飞,则U2比U1高C.若飞机从南往北飞,则U1比U2高D.若飞机从北往南飞,则U2比U1高解析:竖直向下的磁场分量使水平飞行的机翼产生感生电动势,由右手定则可判断,无论飞机向哪个方向飞行,都是左侧电势高于右侧电势,即U1总比U2高,选项A、C正确。
答案:AC7.如图所示,水平放置的平行金属导轨间距为l,左端与一电阻R相连。
导轨间有竖直向下的匀强磁场,磁场的磁感应强度为B。
金属杆ab垂直于两导轨放置,电阻为r,与导轨间无摩擦。
现对杆ab施加向右的拉力,使杆ab向右以速度v匀速运动,则()A.金属杆中的电流由a到bB.金属杆a端的电势高于b端的电势C.拉力F=D.R上消耗的功率P=()2R解析:由右手定则判定电流方向由b→a,a端电势高于b端,选项A错,选项B对;F=BIl=,选项C错;P=I2R=()2R,选项D对。
答案:BD8.两根光滑的金属导轨,平行放置在倾角为θ的斜面上,导轨的左端接电阻R,导轨的电阻可忽略不计。
斜面处在一匀强磁场中,磁场方向垂直于斜面向上。
质量为m、电阻可不计的金属棒ab,在沿着斜面与棒垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上滑,并上升h高度。
如图所示,在这个过程中()A.作用在金属棒上的各个力的合力所做的功等于零B.作用在金属棒上的各个力的合力所做的功等于mgh与电阻R上发出的焦耳热之和C.恒力F与安培力的合力所做的功等于零D.恒力F与重力的合力所做的功等于电阻R上发出的焦耳热解析:在金属棒匀速上滑过程中,棒的受力情况如图所示,其中F安沿斜面向下,弹力F N对棒不做功,拉力F对棒做正功,重力G与安培力F安对棒做负功,棒的动能不变,而重力势能增加,电阻R上产生焦耳热,其内能增加。
根据动能定理,对金属棒有W F+W G+W安=ΔE k=0。
①即作用在棒上各力做功代数和为零。
由于作用在棒上的各力均为恒力,因此作用在金属棒上各力的合力做功等于零。
故A项正确,B、C两项错误。
从能量转化和守恒定律可知,拉力F做功,使金属棒的重力势能和电阻R的内能增加,故有W F=ΔE p+ΔE内。
②重力做功等于重力势能增量的负值,即W G=-ΔE p,③由①式得W F+W G=-W安,④将②③式代入①式得W安=-ΔE内。
⑤比较④⑤两式可知,恒力F与重力的合力所做的功,等于电阻R上增加的内能,即等于电阻R上发出的焦耳热,故D项正确。
答案:AD二、填空题(本题共2小题,共18分。
将正确答案填在题中横线上或按题目要求作答)9.(9分)如图所示,金属棒ab置于水平放置的U形光滑导轨上,在ef右侧存在有界匀强磁场B,磁场方向垂直导轨平面向里,在ef左侧的无磁场区域cdef内有一半径很小的金属圆环L,圆环与导轨在同一平面内。
当金属棒ab在水平恒力F作用下从磁场左边界ef处由静止开始向右运动后,圆环L有(选填“收缩”或“扩张”)趋势,圆环内产生的感应电流(选填“变大”“变小”或“不变”)。
解析:由于金属棒ab在恒力F的作用下向右运动,则abcd回路中产生逆时针方向的感应电流,则在圆环处产生垂直于纸面向外的磁场,随着金属棒向右加速运动,圆环的磁通量将增加,依据楞次定律可知,圆环将有收缩的趋势以阻碍圆环的磁通量增加;又由于金属棒向右运动的加速度减小,单位时间内磁通量的变化率减小,所以在圆环中产生的感应电流不断减小。
答案:收缩变小10.(9分)已知某一区域的地下埋有一根与地面平行的直线电缆,电缆中通有变化的电流,在其周围有变化的磁场,因此可以通过在地面上测量闭合试探小线圈中的感应电动势来探测电缆的确切位置、走向和深度。
当线圈平面平行地面测量时,在地面上a、c两处测得试探线圈中的电动势为零,b、d两处线圈中的电动势不为零;当线圈平面与地面成45°夹角时,在b、d两处测得试探线圈中的电动势为零。
经过测量发现,a、b、c、d恰好位于边长为1 m的正方形的四个顶角上,如图所示。
据此可以判定地下电缆在两点连线的正下方,离地面的深度为m。
解析:甲本题解题的关键:熟练掌握直导线中电流的磁感线的分布特点:直线电流磁场的磁感线是一些以导线上各点为圆心的同心圆,这些同心圆都在跟导线垂直的平面上。
如图甲所示,当试探线圈M平行于地面,且处在导线的正上方(导线ac处在距试探线圈M某一距离的正下方)时,根据对称特点,可知不论导线ac中的电流如何变化,通过试探线圈M中的磁通量始终为零,则试探线圈中的电动势始终为零。
当电缆线沿ac方向时,如果把试探线圈放在b、d两处时,穿过试探线圈的磁通量均不等于零,那么当电缆中的电流变化时,穿过线圈的磁通量也要发生变化,则线圈中要产生电动势。
这与题目条件符合。
所以电缆在a、c两点的正下方。
试探线圈处在b、d两处且线圈平面与地面成45°夹角时的情形如图乙所示。
根据直线电流磁场的磁感线特点可知,只有当夹角θ等于45°时,才能保证通过线圈平面的磁通量始终等于零,即试探线圈中的电动势为零。
由几何关系知bd=m,H=m=0.71m,即离地面的深度为0.71m。
乙答案:a、c 0.71三、计算题(本题共3小题,共34分。
解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分。
有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)11.(10分)横截面积S=0.2 m2,n=100匝的圆形线圈A处在如图所示的磁场中,磁感应强度随时间变化的规律是B=0.6-0.02t(T),开始时S未闭合,R1=4 Ω,R2=6 Ω,C=30 μF,线圈内阻不计。
(1)闭合开关S后,通过R2的电流大小和方向。
(2)闭合开关S后一段时间又断开,问切断后通过R2的电荷量又是多少?解析:(1)根据B=0.6-0.02t(T),可知=-0.02T/s,B是不断减弱的。
E=n=100×0.2×0.02V=0.4V,(取绝对值)I=A=0.04A。
由于磁感应强度不断减弱,根据楞次定律可知感应电流的方向是顺时针的,即电流从R1流向R2,方向是从上往下流过R2的。
(2)R2两端的电压为U2=IR2=0.04×6V=0.24V。
切断S后,C与R2形成回路,C放电。
解得Q=CU2=30×10-6×0.24C=7.2×10-6C。
答案:(1)0.04 A,方向从上往下流过R2(2)7.2×10-6 C12.(12分)均匀导线制成的单匝正方形闭合线框abcd,每边长为L,总电阻为R,总质量为m,将其置于磁感应强度为B的水平匀强磁场上方h处,如图所示,线框由静止自由下落,线框平面保持在竖直平面内,且cd边始终与水平的磁场边界平行。