2019-2020学年高中物理 阶段测试2 电磁感应（含解析）新人教版选修3-2

阶段测试(二)电磁感应一、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14题只有一项符合题目要求，第58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，有选错的得零分)1当一段导线在磁场中做切割磁感线运动时，则()a导线中一定有感应电流b导线中一定有感应电动势c导线上一定会产生焦耳热d导线一定受到磁场的作用力，这个力阻碍导线运动【答案】b【解析】导体切割磁感线一定能产生感应电动势，但如果不是闭合回路，则没有感应电流，也不会产生焦耳热，也不会受安培力，故b正确，a、c、d错2(2018临沂名校期末)如图所示，有一矩形闭合导体线圈，在范围足够大的匀强磁场中运动，下列图中能产生感应电流的是() a水平运动 b水平运动c绕轴转动 d绕轴转动【答案】d【解析】a图中线圈水平运动，磁通量始终为零不变，故无感应电流产生，故a错误；b图中线圈水平运动，磁通量不变，故无感应电流产生，故b错误；c图中线圈绕平行于磁感线方向的轴转动，磁通量始终为零不变，故无感应电流产生，故c错误；d图中线圈绕垂直于磁感线方向的轴转动，磁通量不断变化，故有感应电流产生，故d正确3(2018淮南名校期中)如图所示，磁感应强度的方向垂直于轨道平面倾斜向下，当磁场从零均匀增大时，金属杆ab始终处于静止状态，则金属杆受到的静摩擦力将()a逐渐增大b逐渐减小c先逐渐增大，后逐渐减小d先逐渐减小，后逐渐增大【答案】d【解析】由题意，磁场从零均匀增大时，金属杆ab始终处于静止状态，穿过回路的磁通量均匀增大，根据法拉第电磁感应定律e得知，回路中产生的感应电动势恒定不变，则感应电流也恒定不变根据楞次定律判断可知，金属杆所受的安培力沿斜面向上开始阶段，安培力小于重力沿斜面向下的分力，金属杆所受的摩擦力沿斜面向上，由平衡条件得bilfmgsin ，b增大，f减小；当安培力等于重力沿斜面向下的分力，金属杆不受摩擦力；当安培力大于重力沿斜面向下的分力，金属杆所受的摩擦力沿斜面向下，由平衡条件得bilmgsin f，b增大，f增大所以金属杆受到的静摩擦力将先逐渐减小，后逐渐增大，故d正确4(2018徐州一模)如图所示，铁芯上绕有线圈a和b，线圈a与电源连接，线圈b与理想发光二极管d相连，衔铁e连接弹簧k控制触头c的通断忽略a的自感，下列说法正确的是()a闭合s，d闪亮一下b闭合s，c将会过一小段时间接通c断开s，d不会闪亮d断开s，c将会过一小段时间断开【答案】d【解析】当闭合s瞬间，穿过线圈b的磁通量要增加，根据楞次定律，结合右手螺旋定则可知，线圈b的电流方向为逆时针，而由于二极管顺时针方向导电，则d不会闪亮一下，而线圈a中磁场立刻吸引c，导致其即时接触，故a、b错误；当断开s瞬间，穿过线圈b的磁通量要减小，根据楞次定律，结合右手螺旋定则可知，电流方向为顺时针，则二极管处于导通状态，则d会闪亮，同时对线圈a有影响，阻碍其磁通量减小，那么c将会过一小段时间断开，故c错误，d正确5(2018揭阳二模)如图所示，金属棒ab、光滑水平金属导轨和螺线管组成闭合回路设导轨足够长，棒有一定阻值，导轨、导线电阻不计给金属棒ab一个初速度v使其在匀强磁场b中沿导轨向右运动，则下列说法正确的是()a棒b端电势比a端低b螺线管产生的磁场，a端为n极c棒最终将做匀速运动d棒最终将停止运动【答案】ad【解析】ab棒向右切割磁感线，导体棒中要产生感应电流，根据右手定则，感应电流由b到a，ab棒相当于电源，在电源内部电流由负极流向正极，所以a端相当于电源正极，棒b端电势比a端低，故a正确；根据安培定则，螺线管产生的磁场，c端为n极，故b错误；根据左手定则判断可知，金属棒ab受到向左的安培力，向右做减速运动，棒最终将停止运动，故c错误，d正确6(2018泰安二模)图甲为手机及无线充电板图乙为充电原理示意图充电板接交流电源，对充电板供电，充电板内的送电线圈可产生交变磁场，从而使手机内的受电线圈产生交变电流，再经整流电路转变成直流电后对手机电池充电为方便研究，现将问题做如下简化：设受电线圈的匝数为n，面积为s，若在t1到t2时间内，磁场垂直于受电线圈平面向上穿过线圈，其磁感应强度由b1均匀增加到b2.下列说法不正确的是()ac点的电势高于d点的电势b受电线圈中感应电流方向由d到ccc、d之间的电势差为dc、d之间的电势差为【答案】abd【解析】根据楞次定律可知，受电线圈内部产生的感应电流方向俯视为顺时针，受电线圈中感应电流方向由c到d，所以c点的电势低于d点的电势，故a、b错误；根据法拉第电磁感应定律可得c、d之间的电势差为ucde，故c正确、d错误7如图所示，光滑的“u”形金属导体框竖直放置，质量为m的金属棒mn与框架接触良好，磁感应强度分别为b1、b2的有界匀强磁场方向相反，但均垂直于框架平面，分别处在abcd和cdef区域现从图示位置由静止释放金属棒mn，金属棒进入磁场区域abcd后恰好做匀速运动下列说法正确的有()a若b2b1，则金属棒进入cdef区域后将加速下滑b若b2b1，则金属棒进入cdef区域后仍将保持匀速下滑c若b2b1，则金属棒进入cdef区域后可能先加速后匀速下滑d若b2b1，则金属棒进入cdef区域后可能先加速后匀速下滑【答案】bc【解析】金属棒在上下两磁场区域向下运动切割磁感线时，两区域中感应电流受到的安培力都竖直向上当安培力的大小等于重力时达到匀速运动，即有vm，故vm.若b1b2，两区域中安培力都等于重力，选项a错，b正确；若b2b1，刚进入cdef区域安培力小于重力，一定先加速，当de、cf足够长，可以重新达到新的匀速，选项c正确；若b2b1，刚进入cdef区域安培力大于重力，一定先减速，选项d错88如图所示，一均匀金属圆盘绕通过其圆心且与盘面垂直的轴逆时针匀速转动现施加一垂直穿过圆盘的有界匀强磁场，圆盘开始减速在圆盘减速过程中，以下说法正确的是()a处于磁场中的圆盘部分，靠近圆心处电势高b所加磁场越强越易使圆盘停止转动c若所加磁场反向，圆盘将加速转动d若所加磁场穿过整个圆盘，圆盘将匀速转动【答案】abd【解析】将金属圆盘看成由无数金属幅条组成，根据右手定则判断可知，圆盘上的感应电流由边缘流向圆心，所以靠近圆心处电势高，所以a正确；根据右手定则可知，产生的电动势为blv，所以所加磁场越强，产生的电动势越大，电流越大，受到的安培力越大，越易使圆盘停止转动，所以b正确；若所加磁场反向，只是产生的电流反向，根据楞次定律可知，安培力还是阻碍圆盘的转动，所以圆盘还是减速转动，所以c错误；若所加磁场穿过整个圆盘时，圆盘在切割磁感线，产生感应电动势，相当于电路断开，则不会产生感应电流，没有安培力的作用，圆盘将匀速转动，所以d正确二、非选择题(本大题4小题，共52分按题目要求作答解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，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)9(12分)电吉他是利用电磁感应原理工作的一种乐器如图所示为电吉他的扩音器的原理图，在金属弦的下方放置有一个连接到放大器的螺线管一条形磁铁固定在管内，当拨动金属弦后，螺线管内就会产生感应电流，经一系列转化后可将电信号转为声音信号(1)金属弦的作用类似“研究电磁感应现象”实验中铁芯的作用，则被拨动后靠近螺线管的过程中，通过放大器的电流方向为_(填“向上”或“向下”)(2)下列说法正确的是()a金属弦上下振动的周期越大，螺线管内感应电流的方向变化也越快b金属弦上下振动过程中，经过相同位置时速度越大，螺线管中感应电动势也越大c电吉他通过扩音器发出的声音随感应电流强度增大而变响，增减螺线管匝数会起到调节音量的作用d电吉他通过扩音器发出的声音频率和金属弦振动频率相同【答案】(1)向下(2)bcd【解析】(1)金属弦靠近螺线管时，线圈中磁场变强，根据楞次定律可得通过放大器的电流方向为向下(2)感应电动势的大小与磁通量的变化率有关，与线圈匝数有关，所以选项b、c正确；电吉他通过扩音器发出的声音频率与感应电流的频率相同，即与金属弦振动频率相同，a错误，d正确10(12分)如图所示，半径为r的金属圆环绕通过直径的轴oo以角速度匀速转动，匀强磁场的磁感应强度为b，以金属环的环面与磁场方向重合时开始计时，求在转动30角的过程中，环中产生的平均感应电动势【答案】3br2【解析】磁通量的变化量21bssin 300br2.又t所以3br2.11(14分)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由静止开始沿导轨向上运动，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.【答案】2mgsin 【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ffbmgsin 又fbbil而i联立式得fmgsin 0同理可得，ab杆沿导轨下滑达到最大速度时mgsin 0联立两式解得f2mgsin v.12(14分)如图甲所示，实线为均匀的金属圆环，环面积s10.8 m2，总电阻r0.2 ；与环同心的虚线圆形区域内有垂直于环平面的匀强磁