2019-2020学年高中物理 阶段测试1 电磁感应（含解析）新人教版选修3-2

阶段测试(一)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(2018重庆名校期末)关于物理学史以及原理，以下说法正确的是()a奥斯特心系“磁生电”，总结出了电磁感应定律b洛伦兹力始终不做功，所以动生电动势的产生与洛伦兹力无关c线圈的磁通量与线圈的匝数无关，线圈中产生的感应电动势也与线圈的匝数无关d涡流跟平时说的感应电流一样，都是由于穿过导体的磁通量的变化而产生【答案】d【解析】法拉第总结出电磁感应定律，故a错误因导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势，导体中的自由电荷随导体在磁场中运动，受到洛伦兹力而向导体一端移动，故b错误线圈的磁通量与线圈的匝数无关，而线圈中产生的感应电动势与线圈的匝数成正比，故c错误涡流跟平时说的感应电流一样，都是由于穿过导体的磁通量的变化而产生，故d正确2(2018北京名校一模)如图所示，将导线(除两端外绝缘)绕在一把锉刀上，一端接上电池(电池另一极与锉刀接触)，手执导线的另一端，在锉刀上来回划动，由于锉刀表面凹凸不平，就会产生电火花下列说法正确的是()a产生电火花的回路只由导线与电池组成b如导线端只向一个方向划动也能产生电火花c锉刀采用什么材料制成对实验没有影响d导线端划动的方向决定了自感电动势的方向【答案】b【解析】由图可知，产生电火花的回路由导线、锉刀与电池组成，故a错误；手执导线的另一端，在锉刀上来回划动时产生的电火花，是由于电路时通时断，在回路中产生自感电动势产生的，与导线运动的方向无关，如导线端只向一个方向划动也能产生电火花，故b正确；产生电火花的回路由导线、锉刀与电池组成，如果锉刀是绝缘体，则实验不能完成，故c错误；自感电动势的方向与电流接通或断开有关，与导线端划动的方向无关，故d错误3如图所示，两相同灯泡a1、a2，a1与一理想二极管d连接，线圈l的直流电阻不计下列说法正确的是()a闭合开关s后，a1会逐渐变亮b闭合开关s稳定后，a1、a2亮度相同c断开s的瞬间，a1会逐渐熄灭d断开s的瞬间，a点的电势比b点低【答案】d【解析】闭合开关s后，因线圈自感，但两灯和线圈不是串联的关系，则两灯立刻亮，故a错误；闭合开关s稳定后，因线圈l的直流电阻不计，所以a1与二极管被短路，导致灯泡a1不亮，而a2将更亮，因此a1、a2亮度度不同，故b错误；断开s的瞬间，a2会立刻熄灭，线圈l与灯泡a1及二极管构成回路，因线圈产生感应电动势，a端的电势低于b端，但二极管具有单向导电性，所以所以回路没有感应电流，a1也是立即熄灭，故c错误，d正确故选d4. (2017山东名校检测)如图甲所示，圆形导线框与电阻r串联，框内有变化的磁场取由a经r流向b为感应电流ir的正方向，测得ir随时间t变化的图象如图乙所示取垂直纸面向里为磁场的正方向，则描述磁感应强度b随时间t变化的图象正确的是()【答案】b【解析】01 s内、12 s内的磁感应强度不变，根据法拉第电磁感应定律知，感应电动势为零，感应电流为零，故a错误在01 s内，12 s内，根据法拉第电磁感应定律知ens，磁感应强度变化率不变，则感应电动势不变，根据楞次定律知，01 s内感应电流从a经r流向b，12 s内感应电流从b经r流向a，故b正确在01 s内，12 s内，根据法拉第电磁感应定律知，ens，磁感应强度变化率不变，则感应电动势不变，根据楞次定律知，01 s内感应电流从b经r流向a,12 s内感应电流从a经r流向b，故c错误在01 s内，12 s内，根据法拉第电磁感应定律知，磁感应强度的变化率不是定值，则感应电动势变化，感应电流变化，故d错误故选b5(2018郑州一模)如图所示，共享单车的车锁内集成了嵌入式芯片、gps模块和sim卡等，便于监控单车在路上的具体位置用户仅需用手机上的客户端软件(app)扫描二维码，即可自动开锁，骑行时手机app上能实时了解单车的位置；骑行结束关锁后app就显示计时、计价、里程等信息此外，单车能够在骑行过程中为车内电池充电，满足定位和自动开锁等过程中的用电根据以上信息判断下列说法不正确的有()a单车的位置信息是借助北斗卫星导航系统准确定位的b单车是利用电磁感应原理实现充电的c由手机app上的显示信息，可求出骑行的平均速度d单车在被骑行过程中受到地面的摩擦力表现为阻力【答案】acd【解析】单车某个时刻的准确位置信息是借助多种卫星定位和基站确定的，故a错误；单车在运动过程通过电磁感应将机械能转化为电能从而实现充电，故b正确；手机app上的显示信息包括路程和时间，没有说明具体的位移，故不可以求出骑行的平均速度，故c错误；单车在骑行时，主动轮受到向前的摩擦力(动力)，从动轮受到向后的摩擦力(阻力)，故d错误故选acd6(2018淮南名校期中)如图所示，一闭合金属圆环用绝缘细绳挂于o点，将圆环拉离平衡位置并释放，圆环摆动过程中经过匀强磁场区域，则()a圆环向右穿过磁场后，不能摆至原高度b在进入和离开磁场时，圆环中感应电流方向相反c圆环进入磁场后，感应电流方向不变d圆环最终停止在最低点【答案】ab【解析】圆环向右进入和离开磁场时，会产生电流，圆环中将产生焦耳热，根据能量守恒知圆环的机械能将转化为电能，所以回不到原来的高度了，故a正确当圆环进入或离开磁场区域时，磁通量发生变化，会产生电流，根据楞次定律可知，感应电流的方向相反，故b正确整个圆环进入磁场后，磁通量不发生变化，不产生感应电流，故c错误在圆环不断经过磁场，机械能不断损耗过程中圆环越摆越低，最后整个圆环只会在磁场区域来回摆动，因为在此区域内没有磁通量的变化(一直是最大值)，无感应电流，所以机械能守恒，即圆环最后的运动状态为在磁场区域来回摆动，而不是静止在平衡位置，故d错误7. (2017福建名校期中)某学习小组在探究线圈中感应电流的影响因素时，设计如图所示的实验装置，让一个闭合圆线圈放在匀强磁场中，线圈的轴线与磁场方向成30角，磁感应强度随时间均匀变化，则()a若把线圈的匝数增加一倍，线圈内感应电流大小不变b若把线圈的面积增加一倍，线圈内感应电流大小变为原来的2倍c改变线圈轴线与磁场方向的夹角大小，线圈内感应电流大小可能变为原来的2倍d把线圈的半径增加一倍，线圈内感应电流大小变为原来的2倍【答案】acd【解析】设导线的电阻率为，横截面积为s，线圈的半径为r，则感应电流为innr2cos cos 可见，将r增加一倍，i增加一倍，即感应电流大小变为原来的两倍，故d正确；i与线圈匝数无关，故a正确；若将线圈的面积增加一倍，半径r增加(1)倍，电流增加(1)倍，故b错误；将线圈与磁场方向的夹角改变时，cos 能变为原来的2倍(因cos 最大值为1)，故c正确故选acd8(2018安徽名校一模)韦伯和纽曼总结、提出了电磁感应定律，如图是关于该定律的实验，p是由闭合线圈组成的螺线管，把磁铁从p正上方，距p上端h处由静止释放，磁铁竖直穿过p后落在海绵垫上并停下若仅增大h，重复原来的操作，磁铁穿过p的过程与原来相比，下列说法不正确的是()a穿过线圈的磁通量将增大b线圈中产生的感应电动势将增大c通过线圈导线截面的电量将增大d线圈对磁铁的阻碍作用将变小【答案】acd【解析】若仅增大h，对穿过线圈的磁通量没有影响故a错误；若仅增大h，磁铁经过线圈的时间减小，线圈中产生的感应电动势将增大，故b正确；若仅增大h，对穿过线圈的磁通量没有影响，所以穿过线圈的磁通量的变化相同，则通过线圈导线截面的电量q保持不变，故c错误；线圈中产生的感应电动势将增大，所以感应电流增大，则线圈对磁铁的阻碍作用将变大，故d错误二、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)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：将原线圈迅速插入副线圈时，灵敏电流计指针将_；原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器的阻值调大时，灵敏电流计指针_(3)在做“研究电磁感应现象”实验时，如果副线圈两端不接任何元件，则副线圈电路中将_a因电路不闭合，无电磁感应现象b有电磁感应现象，但无感应电流，只有感应电动势c不能用楞次定律判断感应电动势方向d可以用楞次定律判断感应电动势方向【答案】(1)如图所示(2)向右偏转一下向左偏转一下(3)bd【解析】(2)依照楞次定律及灵敏电流计的指针偏转方向与流过它的电流方向的关系来判定，则向右偏转一下；向左偏转一下(3)穿过电路中的磁通量发生变化即产生电磁感应现象如电路不闭合无感应电流，但有感应电动势，且可以用楞次定律判断出感应电动势要产生感应电流，电路要求必须闭合故答案选bd10(12分)如图所示，匀强磁场竖直向上穿过水平放置的金属框架，框架宽为l，右端接有电阻r，磁感应强度为b，一根质量为m、电阻不计的金属棒以v0的初速度沿框架向左运动，棒与框架的动摩擦因数为，测得棒在整个运动过程中，通过任一截面的电量为q，求：(1)棒能运动的距离；(2)r上产生的热量【答案】见解析【解析】(1)设在整个过程中，棒运动的距离为l，磁通量的变化量bll，通过棒的任一截面的电量qit，解得l.(2)根据能的转化和守恒定律，金属棒的动能的一部分克服摩擦力做功，一部分转化为电能，电能又转化为热能q，即有mvmglq，解得qmvmglmv.11. (14分)轻质细线吊着一质量为m0.32 kg、边长为l0.8 m、匝数n10的正方形线圈，总电阻为r1 .边长为的正方形磁场区域对称分布在线圈下边的两侧，如图甲所示，磁场方向垂直纸面向里，大小随时间变化关系如图乙所示，从t0开始经t0时间细线开始松弛，取g10 m/s2.求：(1)在前t0时间内线圈中产生的电动势；(2)在前t0时间内线圈的电功率；(3)t0的值【答案】(1)0.4 v(2)0.16 w(3)2 s【解析】(1)由法拉第电磁感应定律得enn21020.5 v0.4 v.(2)i0.4 a，pi2r0.16 w.(3)分析线圈受力可知，当细线松弛时有f安nbimg，ib2 t由图象知b10.5t0(t)，解得t02 s.12(14分)如图所示，固定于水平桌面上足够长的两平行光滑导轨pq、mn，其电阻不计，间距d0.5 m，p、m之间接有一只理想电压表，整个装置处于竖直向下的磁感应强度b00.2 t的匀强磁场中，两金属棒l1、l2平行地搁在导轨上，其电阻均为r0.1 ，质量分别为m10.3 kg和m20.5 kg.固定棒l1，使