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）

第四章 电磁感应单元检测题一、单选题(每小题只有一个正确答案) 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、电阻为的金属棒ab放在圆环上，以速度v0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 0BBlv0CD5.如图所示一矩形线框，从abcd位置移到abcd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(ix)正确的是：()ABCD8.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.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 牛顿/库仑是电场强度的单位10.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11.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 02 sB 2 s4 sC 4 s5 sD 5 s10 s12.如图所示，两个闭合正方形线框A、B的中心重合，放在同一水平面内当小线框A中通有不断增大的顺时针方向的电流时，对于线框B，下列说法中正确的是()A 有顺时针方向的电流且有收缩的趋势B 有顺时针方向的电流且有扩张的趋势C 有逆时针方向的电流且有收缩的趋势D 有逆时针方向的电流且有扩张的趋势13.如图所示，闭合线圈上方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当磁铁向下运动时()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14.一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15.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()磁铁下落的加速度先增大，后减小；磁铁下落的加速度恒定；磁铁下落的加速度一直减小直到为零；磁铁下落的速度先增大后减小；磁铁下落的速度逐渐增大，最后匀速运动A 只有正确B 只有正确C 只有正确D 只有正确二、多选题(每小题至少有两个正确答案) 16.(多选)如图所示，空间存在一个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，磁场的宽度为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，线框所在的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t0时刻导线框的上边恰好与磁场的下边界重合(图中位置)，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)，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(不计空气阻力)则()A 上升过程中，导线框的加速度逐渐减小B 上升过程中，导线框克服重力做功的平均功率小于下降过程中重力做功的平均功率C 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D 上升过程中合力做的功与下降过程中合力做的功相等17.(多选)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.(多选)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，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()ABCD19.(多选)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FM、FN表示不计轨道电阻以下叙述正确的是()AFM向右BFN向左CFM逐渐增大DFN逐渐减小20.(多选)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h三、填空题 21.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20 km，卫星所在位置的地磁场沿水平方向由南往北约5105T如果航天飞机和卫星的运行速度约8 km/s，则缆绳中的感应电动势大小为_V，_端电势高(填“A”或“B”).22.一个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0.1 T增加到0.5 T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_V.23.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.24.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.图为“研究电磁感应现象”的实验装置(1)将图中所缺的导线补接完整(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后可能出现的情况有：将小线圈迅速插入大线圈时，灵敏电流计指针将向_(填“左”或“右”)偏一下；小线圈插入大线圈后，将滑动变阻器的阻值调大时，灵敏电流计指针将向_(填“左”或“右”)偏一下27.在研究电磁感应现象的实验中所用的器材如图所示：电流表，直流电源，带铁芯的线圈A，线圈B，电键，滑动变阻器(用来控制电流以改变磁场强弱)试按实验的要求在实物图上连线(图中已连接好一根导线)若连接滑动变阻器的两根导线接在接线柱C和D上，而在电键刚闭合时电流表指针右偏，则电键闭合后滑动变阻器的滑动触头向接线柱C移动时，电流表指针将_(填“左偏”“右偏”或“不偏”)五、计算题 28.如图甲所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，两导轨间的距离L1 m，定值电阻R16 、R23 ，导轨上放一质量为m1 kg的金属杆，杆的电阻r2 ，导轨的电阻不计，整个装置处于磁感应强度为B0.8 T的匀强磁场中，磁场的方向垂直导轨平面向下现用一拉力F沿水平方向拉杆，使金属杆以一定的初速度开始运动图乙所示为通过R1中电流的平方I12随时间t的变化关系图象，求：(1)5 s末金属杆的速度大小；(2)写出安培力的大小随时间变化的关系方程；(3)5 s内拉力F所做的功六、简答题 29.如图是环保型手电筒的外形环保型手电筒不需要任何化学电池作为电源，不会造成由废电池引起的环境污染使用时只要将它摇动一分钟，手电筒便可持续照明好几分钟手电筒内部有一永久磁铁，外层有一线圈，那么这种手电筒的原理是什么？答案解析1.【答案】D【解析】电磁感应现象指的是磁生电的现象，C错；奥斯特是发现电生磁的科学家，A错；要让电生磁是需要满足一定条件的，例如运动的导体、运动的磁体，变化的电流，变化的磁场，在磁场中运动的导体，所以B错2.【答案】B【解析】整个装置所在平面的磁感应强度均匀增大，磁通量增加，根据楞次定律，杆中感应电流方向是从a到b，选项A错误；根据法拉第电磁感应定律，由于磁感应强度均匀变化，故在回路中会产生恒定的电流，选项B正确；根据安培力公式FBIL，磁感应强度均匀增加，故杆所受到的安培力大小也逐渐变大，选项C错误；根据左手定则，杆所受安培力水平向左，选项D错误3.【答案】A【解析】S闭合瞬间，L中电流增大，产生自感现象，阻碍电流的增大，此时通过L的瞬间电流很小，电源给电容器充电，A板带正电，B板带负电，A正确；S保持闭合，电路中电流稳定，L的电阻为零，电容器两端电压为零，不带电，B错误；S断开瞬间，电路中电流减小，L中产生的自感电动势阻碍电流减小，自感电动势方向自上向下，在L和C组成的回路中给电容器充电，使B板带正电，A板带负电，C、D错误4.【答案】D【解析】切割磁感线的金属棒ab相当于电源，其电阻相当于电源内阻，当运动到虚线位置时，两个半圆相当于并联的外电路，可画出如图所示的等效电路图R外R并0.25rI金属棒两端电势差相当于路端电压UabIR外Blv0.5.【答案】D【解析】离导线越近，磁场越强，当线框从左向右靠近导线的过程中，穿过线框的磁通量增大，当线框跨在导线上向右运动时，磁通量减小，当导线在线框正中央时，磁通量为零，从该位置向右，磁通量又增大，当线框离开导线向右运动的过程中，磁通量又减小；故A、B、C错误，D正确6.【答案】B【解析】据题意，从图示可以看出磁铁提供的穿过线圈原磁场的磁通量方向向下，由安培定则可知线圈中感应电流激发的感应磁场方向向上，即两个磁场的方向相反，则由楞次定律可知原磁场通过线圈的磁通量的大小在增加，故选项B正确7.【答案】B【解析】在0L过程：由楞次定律判断可知，感应电流的方向沿逆时针方向，为正值；感应电动势大小为E1BLv，感应电流大小为I1；在L2L过程：由楞次定律判断可知，感应电流的方向沿逆时针方向，为正值；感应电动势大小为E22BLv，感应电流大小为I2；在2L3L过程：由楞次定律判断可知，感应电流的方向沿顺时针方向，为负值；感应电动势大小为E33BLv，感应电流大小为I3.故B正确8.【答案】C【解析】S接通瞬间，L中电流从0开始增大，于是产生自感电动势，阻碍电流的增加因此Q不会立即正常发光，较P要晚些，所以B项错误S断开瞬间，因L的自感作用，通过P、Q形成的回路的电流逐渐减小为0，通过P的电流方向从右向左，通过Q的电流方向与原来相同，因此，P、Q两只灯泡会一起渐渐熄灭故C项正确，A、D项错误9.【答案】A【解析】根据E可知牛顿/库仑是电场强度的单位，电荷量的单位的库仑，故A错，D正确；磁感应强度的单位是特斯拉简称特，故B正确；磁通量的单位是韦伯，故C正确；所以选A.10.【答案】A【解析】磁场的变化使空间产生感应电场根据楞次定律得出如图所示感应电场，又因小球带正电荷，电场力与小球速度同向，电场力对小球做正功，小球速度变大A选项正确11.【答案】D【解析】根据En得，感应电动势与磁通量的变化率成正比t图线的斜率表示磁通量的变化率，5 s10 s内磁通量的变化率最小，则产生的感应电动势最小故D正确，A、B、C错误故选D.12.【答案】D【解析】根据右手螺旋定则可得，A中电流的磁场向里且逐渐增大，根据楞次定律可得，磁场增大，感应电流的磁场的方向向外，感应电流的方向为逆时针方向，线框A外的磁场的方向与线框A内的磁场的方向相反，当线框A内的磁场增强时，线框B具有面积扩展的趋势，故D正确13.【答案】B【解析】由增反减同，N向下运动，原磁通量增加，感应电流磁场方向与原磁场方向相反，由安培定则知感应电流方向与图中箭头方向相同，由来拒去留，知磁铁与线圈相互排斥，故B正确14.【答案】D【解析】线圈下落过程中，切割磁感线产生感应电流，在俯视图中，线圈中感应电流沿顺时针方向，故A、B错误；线圈作加速度逐渐减小的加速运动，直到重力与安培力大小相等时，速度达到最大值，线圈做匀速运动，所以mgBILB2rvm，所以可知最大速度只与磁感应强度有关，而磁感应强度大小与该点到磁极中心轴的距离成反比，所以半径越大，磁感应强度越小，则最大速度越大，故C错误，D正确15.【答案】D【解析】刚烧断细线时，磁铁只受重力，向下加速运动，铜管中产生感应电流，对磁铁的下落产生阻力，故磁铁速度增大，加速度减小，当阻力和重力相等时，磁铁加速度为零，速度达到最大，D正确16.【答案】AC【解析】上升过程中，导线框的加速度a1随速度v的减小而减小，选项A正确；下降过程中，导线框的加速度a2随速度v的增大而减小，平均加速度a1a2，由x0.5at2可知上升的时间短，由P知，上升时重力做功的平均功率大，选项B错误；由于安培力做负功，导线框在下降过程的速度小于同一高度上升时的速度，对全程应用动能定理，上升过程中合力做的功大于下降过程中合力做的功，选项D错误；在下降过程中的安培力小于同一高度上升时的安培力，上升过程克服安培力做的功多，选项C正确17.【答案】AC【解析】磁铁向右插入螺线管中，根据楞次定律的扩展含义“来拒去留”，磁铁与小车相互排斥，小车在光滑水平面上受力向右运动，所以A、C正确，D错误电磁感应现象中满足能量守恒，由于小车动能增加，外力做的功转化为小车动能和螺线管中的内能，所以B错误18.【答案】ACD【解析】设导体棒运动时间为t时，通过的位移为xvt，则连入电路的导体棒的长度为：L2xtan，则回路的总电阻为：R总R(2xtan)，则电流与t的关系式为：I，式中各量均一定，则I为定值，故A正确，B错误；外力F与安培力大小相等，则FBILBI2xtan，F与x成正比，故C正确；运动x时的功率为：PI2R总I2R(2xtan)，则P与x成正比，故D正确19.【答案】BCD【解析】根据安培定则可判断出，通电导线在M区产生竖直向上的磁场，在N区产生竖直向下的磁场当导体棒匀速通过M区时，由楞次定律可知导体棒受到的安培力向左当导体棒匀速通过N区时，由楞次定律可知导体棒受到的安培力也向左选项B正确设导体棒的电阻为r，轨道的宽度为L，导体棒产生的感应电流为I，则导体棒受到的安培力F安BILBL，在导体棒从左到右匀速通过M区时，磁场由弱到强，所以FM逐渐增大；在导体棒从左到右匀速通过N区时，磁场由强到弱，所以FN逐渐减小选项C、D正确20.【答案】BC【解析】若是匀强磁场，穿过小环的磁通量不变，没有感应电流产生，机械能守恒，高度不变，则环在左侧滚上的高度等于h.故A错误，B正确若是非匀强磁场，闭合小金属环中由于电磁感应产生涡流，机械能减小转化为内能，高度减小，则环在左侧滚上的高度小于h.故C正确，D错误故选BC.21.【答案】8000B【解析】由法拉第电磁感应定律EBLv可知感应电动势为8 000 V，B端电势高22.【答案】410481031.6【解析】线圈在匀强磁场中，现让磁感强度在0.05 s内由0.1 T均匀地增加到0.5 T所以穿过线圈的磁通量变化量是：21(B2B1)Ssin 304104Wb；而磁通量变化率为：8103Wb/s；则线圈中感应电动势大小为：EN1.6 V.23.【答案】EF【解析】A选项中，线圈平面平行于磁感线，且在以OO为轴的转动过程中，线圈平面始终与磁感线平行，磁通量始终为零，故无感应电流产生B选项中，在线圈竖直向上运动过程中，线圈平面始终与磁感线平行，磁通量始终为零，故无感应电流产生C选项中，线圈平面与磁感线平行，与B选项情况相同，故无感应电流产生D选项中，线圈转动过程中，B与S都不变，B又始终垂直于S，所以BS不变，故无感应电流产生E选项中，图示状态0，转过90时BS，所以穿过线圈的磁通量发生变化，产生感应电流F选项中，螺线管内通入交流电，电流大小、方向都在变化，因此磁场强弱、方向也在变化，所以穿过线圈的磁通量发生变化，产生感应电流24.【答案】BL2sinBL2sinBL2sin【解析】公式BS中S表示与磁场方向垂直的面积，所以当线框与磁场不垂直时，需要将线框投影到垂直磁场方向上，故穿过线圈上方的磁通量的大