高中物理 第四章 电磁感应测评A（含解析）新人教版选修32.doc

【优化设计】2015-2016学年高中物理 第四章 电磁感应测评a 新人教版选修3-2 (基础过关卷)一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分。其中第17题为单选题;第810题为多选题,全部选对得5分,选不全得2分,有选错或不答的得0分)1.一闭合线圈中没有产生感应电流,则()a.该时该地的磁感应强度一定为零b.该时该地的磁场一定没有变化c.线圈面积一定没有变化d.穿过线圈的磁通量一定没有变化解析:因为穿过闭合回路的磁通量发生变化是产生感应电流的条件,选项d正确。答案:d2.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:c3.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.因为线圈a、线圈b的绕线方向未知,故无法判断电流计指针偏转的方向解析:当他将滑动变阻器的滑片p向左加速滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻值增大,线圈a中电流减小,线圈b中磁通量减小,电流计指针向右偏转。线圈a向上移动或铁芯向上拔出或断开开关,线圈b中磁通量减小,都能引起电流计指针向右偏转,选项a错误,b正确;滑动变阻器的滑片p匀速向左或匀速向右滑动,都能使线圈a中电流变化,线圈b中磁通量变化,线圈b中产生感应电流,电流计指针偏转,可以判断电流计指针偏转的方向,选项c、d错误。答案:b4.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两点间的电势差是()a.uab=0.1 vb.uab=-0.1 vc.uab=0.2 vd.uab=-0.2 v解析:线框中的感应电动势e=s=0.20.110 v=0.2 v,由楞次定律知,b点电势高,故uab=-e=-0.1 v,选项b正确。答案:b5.如图所示,条形磁铁用细线悬挂在o点。o点正下方固定一个水平放置的铝线圈。让磁铁在竖直面内摆动,下列说法中正确的是()a.磁铁左右摆动1次,线圈内感应电流的方向改变2次b.磁铁始终受到感应电流磁场的斥力作用c.磁铁所受到的感应电流对它的作用力始终是阻力d.磁铁所受到的感应电流对它的作用力有时是阻力有时是动力解析:磁铁向下摆动时,根据楞次定律,线圈中产生逆时针方向感应电流(从上面看),并且磁铁受到感应电流对它的作用力为阻力,阻碍它靠近;磁铁向上摆动时,根据楞次定律,线圈中产生顺时针方向感应电流(从上面看),磁场受感应电流对它的作用力仍为阻力,阻碍它远离,所以磁铁在左右摆动1次过程中,电流方向改变3次,感应电流对它的作用力始终是阻力,只有c项正确。答案:c6.图中半径为r的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场中,绕o轴以角速度沿逆时针方向匀速转动,电阻两端分别接盘心o和盘边缘,则通过电阻r的电流的大小和方向是()a.由c到d,i=b.由d到c,i=c.由c到d,i=d.由d到c,i=解析:由右手定则可判断出r中电流由c到d,电动势=brbr2,电路中电流i=。答案:c7.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如图乙变化时,图中正确表示线圈中感应电动势e变化的是()答案:a8.如图所示为新一代炊具电磁炉,无烟、无明火、无污染、不产生有害气体、无微波辐射、高效节能等是电磁炉的优势所在。电磁炉是利用电流通过线圈产生磁场,当磁场的磁感线通过含铁质锅底部时,即会产生无数小涡流,使锅体本身自行高速发热,然后再加热锅内食物。下列相关说法中正确的是()a.锅体中的涡流是由恒定的磁场产生的b.恒定磁场越强,电磁炉的加热效果越好c.锅体中的涡流是由变化的磁场产生的d.提高磁场变化的频率,可提高电磁炉的加热效果解析:由电磁感应原理可知,锅体中的涡流是由变化的磁场产生的,且提高磁场变化的频率,产生的感应电动势变大,故可提高电磁炉的加热效果。故c、d正确。答案:cd9.如图所示,电灯a和b与固定电阻的电阻均为r,l是自感系数很大线圈。当s1闭合、s2断开且电路稳定时,a、b亮度相同,再闭合s2,待电路稳定后将s1断开,下列说法正确的是()a.b立即熄灭b.a灯将比原来更亮一些后再熄灭c.有电流通过b灯,方向为cdd.有电流通过a灯,方向为ba解析:断开s2而只闭合s1时,a、b两灯一样亮,可知线圈l的电阻也是r,在s1、s2闭合时,ia=il,故当s2闭合、s1突然断开时,流过a灯的电流只是方向变为ba,但其大小不突然增大,a灯不出现更亮一下再熄灭的现象,故d项正确,b项错误。由于固定电阻r几乎没有自感作用,故断开s1时,b灯电流迅速变为零,而立即熄灭,故a项正确,c项错误。综合上述分析可知,本题正确选项为a、d。答案:ad10.竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻r,质量不能忽略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作用下匀速上升,以下说法正确的是()a.作用在金属棒上各力的合力做功为零b.重力做的功等于系统产生的电能c.金属棒克服安培力做的功等于电阻r上产生的焦耳热d.金属棒克服恒力f做的功等于电阻r上产生的焦耳热解析:根据动能定理,合力做的功等于动能的增量,故a对;重力做的功等于重力势能的减少,重力做的功等于克服f所做的功与产生的电能之和,而克服安培力做的功等于电阻r上产生的焦耳热,所以b、d错,c对。答案:ac二、实验题(本题共2小题,共16分。把答案填在题中的横线上)11. (8分)为判断线圈绕向,可将灵敏电流计g与线圈l连接,如图所示。已知线圈由a端开始绕至b端;当电流从电流计g左端流入时,指针向左偏转。(1)将磁铁n极向下从线圈上方竖直插入l时,发现指针向左偏转。俯视线圈,其绕向为(选填“顺时针”或“逆时针”)。(2)当条形磁铁从图中虚线位置向右远离l时,指针向右偏转。俯视线圈,其绕向为(选填“顺时针”或“逆时针”)。解析:(1)磁铁n极向下从线圈上方竖直插入l时,线圈的磁场向下且增强,感应磁场向上,且电流流入电流计左端,根据右手定则可知线圈顺时针绕向。(2)条形磁铁从图中虚线位置向右远离l时,线圈的磁场向上且减弱,感应电流从电流计右端流入,根据右手定则可知线圈逆时针绕向。答案:(1)顺时针(2)逆时针12. (8分)正方形导线框处于匀强磁场中,磁场方向垂直框平面,磁感应强度随时间均匀增加,变化率为k。导体框质量为m、边长为l,总电阻为r,在恒定外力f作用下由静止开始运动。导体框在磁场中的加速度大小为,导体框中感应电流做功的功率为。解析:导体框在磁场中受到的合外力等于f,根据牛顿第二定律可知导体框的加速度为a=。由于导体框运动不产生感应电流,仅是磁感应强度增加产生感应电流,因而磁场变化产生的感应电动势为e=s=l2k,故导体框中的感应电流做功的功率为p=。答案:三、解答题(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,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)13.(10分)为了探测海洋中水的运动,科学家有时依靠水流通过地磁场产生的感应电动势测水的流速。假设某处地磁场的竖直分量为0.510-4 t,两个电极插入相距2.0 m 的水流中,且两电极所在的直线与水流方向垂直,如果与两极相连的灵敏电压表示数为5.010-5 v,求水流的速度。解析:海水中含有各种导电物质,相当于导电液流过两极之间切割磁感线产生感应电动势,由e=blv得v= m/s=0.5 m/s。答案:0.5 m/s14.(12分)矩形线圈abcd,长ab=20 cm,宽bc=10 cm,匝数n=200,线圈回路总电阻r=50 ,整个线圈平面均有垂直于线框平面的匀强磁场穿过,磁感应强度b随时间的变化规律如图所示,求:(1)线圈回路的感应电动势。(2)在t=0.3 s时线圈ab边所受的安培力。解析:从图象可知,与线圈平面垂直的磁场是随时间均匀增大的,穿过线圈平面的磁通量也随时间均匀增大,线圈回路中产生的感应电动势是不变的,可用法拉第电磁感应定律来求。(1)磁场的变化率为,则感应电动势为e=n=ns=2000.02 v=2 v。(2)闭合电路中的电流i= a=0.04 a当t=0.3 s时,b=2010-2 tab边受到的安培力为f=nbil=2002010-20.040.2 n=0.32 n。答案:(1)2 v(2)0.32 n15. (12分)如图所示,光滑导轨竖直放置,匀强磁场的磁感应强度为b=0.5 t,磁场方向垂直于导轨平面向外,导体棒ab的长度与导轨宽度均为l=0.2 m,电阻r=1.0 。导轨电阻不计,当导体棒紧贴导轨匀速下滑时,均标有“6 v3 w”字样的两小灯泡恰好正常发光,求:(