2020学年高中物理单元双基双测AB卷第04章电磁感应单元测试(A卷基础篇)(含解析)新人教版选修3

1、电磁感应单元测试（A卷基础篇）、单选题（本大题共8小题）1 .如图所示，在载流直导线近旁固定有两平行光滑导轨AB,导轨与直导线平行且在同一水平面内，在导轨上有两条可自由滑动的导体棒ab和cd。当载流直导线中的电流逐渐增强时，导体棒ab和cd的运动情况是（）A.一起向左运动B.一起向右运动Coab和cd相向运动,相互靠近D。ab和cd相背运动,相互远离【答案】C【解析】电流增强时，电流在abdc回路中产生的垂直向里的磁场增强，回路磁通量增加，根据楞次定律可知，回路产生逆时针方向电流；ab边电流方向向下，所受安培力向右，cd边电流方向向上，所受安培力向左，故ab和cd相向运动，C项正确。2 .如图

2、所示，两根相距为l的平行直导轨ab、cd,b、d间连有一固定电阻R导轨电阻忽略不计。MN为放在ab和cd上的一导体杆，与ab垂直，其电阻也为R整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为B,磁场方向垂直于导轨所在平面（指向图中纸面内）。现对MNffi力使它沿导轨方向以速度v（如图）做匀速运动，令U表示MNW端电压的大小，则（）A.U=错误!Blv,流过固定电阻R的感应电流由bUdB.U=错误!Blv,流过固定电阻R的感应电流由d到bD. U= Blv,流过固定电阻R的感应电C.U=Blv,流过固定电阻R的感应电流由b到d流由d到b【答案】A【解析】导体杆向右做匀速直线运动产生的感应电动势为Blv

3、,R和导体杆形成一串联电路由分压原理得U=错误！R=错误!Blv,由右手定则可判断出感应电流方向由N-M-b-d-N,故A选项正确。3.如图所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻R金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下.现使磁感应强度随时间均匀减小，ab始终保持静止，下列说法正确的是（）A.ab中的感应电流方向由b至UaB.ab中的感应电流逐渐减小C.ab所受的安培力保持不变D.ab所受的静摩擦力逐渐减小【答案】D【解析】磁感应强度随时间均匀减小，根据楞次定律判断回路中产生顺时针的感应电流，ab中的感应电流方向由a到b,故A错误.

4、根据法拉第电磁感应定律，E=n错误!=n错误!S,电阻一定，I=R=n错误!，磁感应强度随时间均匀减小，磁通量变化率为定值，ab中的感应电流不变，B错误.F=BIL,磁感应强度随时间均匀减小，则安培力随时间均匀减小，C错误。ab始终保持静止说明静摩擦力和安培力为一对平衡力，故摩擦力逐渐减小，故D项正确。4。如图所示，电阻R和线圈自感系数L的值都较大，电感线圈的电阻不计，A、B是两只完全相同的灯泡，当开关 S闭合时,电路可能出现的情况是 （）Ao AB一起亮，然后B熄灭B. A比B先亮，然后A熄灭C. AB一起亮，然后A熄灭B比A先亮，然后B熄灭【答案】C【解析】试题分析：当s闭合时，L对电流有

5、很大的阻碍作用，瞬间相当于断路，此时并联再和A串联，所以AB同时亮.当电路稳定后，L相当于导线，把A短路，故A、B一起亮,然后A熄灭所以选C5.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逐渐增大,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【答案】 A【解析】在此空间中，没有闭合导体，但磁场的变化，使空间产生感应电场。根据楞次定律得感应电场如图所示。6。如图4419所示，用粗细相同的铜丝做成边长分别为L和2L的两个闭合线框a和b,以相同的速度从磁感应强

6、度为B的匀强磁场区域中匀速拉到磁场外，不考虑线框的重力，若闭合线框中的电流分别为Ia、Ib,则Ia：八为（）A.1：4B.1：2C.1：1D.不能确定【答案】C【解析】线框产生的电动势为E=Blv,由闭合电路欧姆定律得1=错误！，又lb=2la,由电阻定律知R=2R,故Ia：Ib=1：1,C正确.7 .闭合线圈的匝数为n,每匝线圈面积为S,总电阻为R,在t时间内穿过每匝线圈的磁通量变化为，则通过导线某一截面的电荷量为A.nSnARnARN【答案】C【解析】由法拉第电磁感应定律：E=N工；再由殴姆定律：1=5，而电荷量公式：Q=It;三AtR式联立可得Q=J，故选。R8 .如图所示，正方形线框的

7、左半侧处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与线框平面垂直，线框的对称轴MN恰与磁场边缘平齐.若第一次将线框从磁场中以恒定速度vi向右匀速拉出，第二次让线框绕轴MN以线速度V2匀速转过90.若两次操作过程中线框产生的平均感应电动势相等，则（）A.Vi:V2=2:兀B.Vi：V2=兀：2C.Vi：V2=1：2D.Vi：v?=2：1【答案】A【解析】将线框从磁场中以恒定速度Vi向右匀速拉出，时间t1=错误！+V1=错误！；让线框绕轴MN以线速度V2匀速转过90,角速度3=错误！，时间t2=错误！+3=错误!，两次过程中线框产生的平均感应电动势相等，t2=ti,解得Vi：V2=2：冗，选项A正确.

8、二、多选题（本大题共6小题）9 .安检门是一个用于安全检查的“门”，“门框”内有线圈，线圈里通有交变电流，交变电流在“门”内产生交变磁场，金属物品通过“门”时能产生涡流，涡流的磁场又反过来影响线圈中的电流，从而引起报警.以下关于这个安检门的说法正确的是（）A.这个安检门也能检查出毒品携带者B.这个安检门只能检查出金属物品携带者C.如果这个“门框”的线圈中通上恒定电流，也能检查出金属物品携带者D.这个安检门工作时，既利用了电磁感应现象，又利用了电流的磁效应【答案】BD【解析】这个安检门是利用涡流工作的，因而只能检查出金属物品携带者，A错误，B正确；若“门框”的线圈中通上恒定电流，只能产生恒定磁场

9、，它不能使金属物品产生电流，因而不能检查出金属物品携带者，C错误；安检门工作时，既利用了电磁感应现象，又利用了电流的磁效应，D正确.10.在北半球，地磁场的竖直分量向下.飞机在我国上空匀速巡航，机翼保持水平，飞行高度不变，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小1,右方机翼末端处电势为小2,则（）A.若飞机从西往东飞，小1比小2高B。若飞机从东往西飞,小2比小1高Co若飞机从南往北飞，小1比小2高D.若飞机从北往南飞,小2比小1高【答案】AC【解析】该题中飞机两翼是金属材料，可视为一垂直于飞行方向切割竖直向下的磁感线的导体棒，磁场水平分量对产生电动势无作用.对选项

10、A,磁场竖直分量向下，手心向上，拇指指向飞机飞行方向，四指指向左翼末端，故小1小2,选项A正确。同理，飞机从东往西飞，仍是（|）1（|）2,选项B错误。从南往北、从北往南飞，都是（|）1（|）2,故选项C正确，选项D错误.11。如图所示，阻值为R的金属棒从图示ab位置分别以V1、V2的速度沿光滑导轨（电阻不计）匀速滑到ab位置，若V1：V2=1：2,则在这两次过程中（）Ao回路电流I1：12=1：2B。产生的热量Q：Q=1：2C.通过任一截面的电荷量q1:q2=1：2D。外力的功率R:P2=1：2【答案】AB.【解析】感应电动势为BLv,感应电流I=E,大小与速度成正比，产生的热量Q=I2Rt

11、=B、L、L、R是一样的，两次产生的热量比等于运动速度比，选项确；通过任一截面的电荷量q=It=与速度无关，所以这两个过程中，通过任一截面的电荷量之比应为1：1,选项C错误；金属棒运动中受磁场力的作用，为使棒匀速运动，外力大小要与磁场力相等，则外力的功率P=Fv=BILv=k,其中B、L、R大小相等,外力的功率与速度的二次方成正比,所以外力的功率之比应为1:4,选项D错误.故选A、Bo12 .如图所示是圆盘发电机的示意图；铜盘安装在水平的铜轴上，它的边缘正好在两磁极之问，两块铜片GD分别与转动轴和铜盘的边缘接触.若铜盘半径为L,匀强磁场的磁感应强度为B,回路的总电阻为R,从左往右看，铜盘以角速

12、度a沿顺时针方向匀速转动.则（）0A.由于穿过铜盘的磁通量不变，故回路中无感应电流B.回路中感应电流大小不变，为错误！C.回路中感应电流方向不变，为八AR-CD.回路中有周期性变化的感应电流【答案】BC【解析】把铜盘看作闭合回路的一部分，在穿过铜盘以角速度3沿顺时针方向匀速转动时，铜盘切割磁感线产生感应电动势，回路中有感应电流，选项A错误；铜盘切割磁感线产生感应电动势为E=错误!Bfoo,根据闭合电路欧姆定律，回路中感应电流1=错误!=错误！，由右手定则可判断出感应电流方向为5AR-C,选项B、C正确，D错误.13 .穿过闭合回路的磁通量随时间t变化的图象分别如图甲、乙、丙、丁所示，下列关于回

13、路中产生的感应电动势的说法，正确的是（）甲乙丙A.图甲中回路产生的感应电动势恒定不变B.图乙中回路产生的感应电动势一直在变大C.图内中回路在03时间内产生的感应电动势大于32t0时间内产生的感应电动势D.图丁回路产生的感应电动势先变小再变大【答案】CD【解析】根据E=n错误!可知：图甲中E=0,A错误；图乙中E为恒量，B错误；图内中0t0时间内的Ei大于t02t0时间内的E,C正确；图丁中感应电动势先变小再变大，D正确。14 .如图所示，有一边长为l的正方形导线框，质量为m由高h处自由落下，具下边ab进入匀强磁场区域后，线框开始做减速运动，直到其上边cd刚穿出磁场时，速度减小为ab边刚进入磁场

14、时速度的一半，此匀强磁场的宽度也是I,则下列结论中正确的是()A.线框穿过磁场区域时做匀减速直线运动B.线框穿过磁场区域时加速度方向先向上后向下C.线框进入磁场时的加速度大于穿出磁场时的加速度D.线框穿过磁场区域的过程中产生的焦耳热为mg昔误！OubhkxMft!冥*【答案】CD【解析】线框穿过匀强磁场过程中，受到重力和安培力作用，设ab边刚进入磁场时的速度为vi,则E=Blvi,所以电路中的电流1=错误!=错误！，安培力F=BII=错误！，由此可知，安培力与速度有关，由牛顿第二定律知错误！-m驴ma故线框在穿过磁场的过程中加速度随v的减小而减小，随着v的减小，安培力尸=错误!逐渐减小，但必有

15、Fmg所以加速度不可能向下，则AB错误,C正确；线框从释放至穿过磁场的过程中，设产生的焦耳热为Q由能量守恒定律得mh+2I)0=错误!m昔误!2,mgh=错误!mv昔误！，解得Q=mg昔误！，故D正确.三、计算题(本大题共4小题)15 .如图所示，在光滑的水平面上有一半径r=10cm、电阻R=1Q、质量1kg的金属环，以速度v=10m/s向一有界磁场滑去.匀强磁场方向垂直于纸面向里，B=005T,从环刚进入磁场算起，到刚好有一半进入磁场时，圆环一共释放了32J的热量，求：(1)此时圆环中电流的瞬时功率；(2)此时圆环运动的加速度.ex:【答案】(1)0036W(2)6X102m/s2方向向左【

16、解析】(1)设刚好有一半进入磁场时，圆环的速度为v,由能量守恒得错误!mG=Q+错误!mv2此时圆环切割磁感线的有效长度为2r,圆环的感应电动势E=B2rv而圆环此时的瞬时功率P=错误！=错误!两式联立代入数据可得v=6m/s,P=0.36Wo(2)此时圆环在水平方向受向左的安培力F=ILB,圆环的加速度为2=错误！=错误！=6X102m/s2,方向向左.16 .在如图甲所示的电路中，螺线管匝数n=1500,横截面积S=20cm2。螺线管导线电阻r=1。0Q,R=4.0Q,R=5.0Q,O30pF。在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按如图乙所示的规律变化(1)求螺线管中产生的感应电动

17、势(2)闭合开关S,电路中的电流稳定后，求电阻R的电功率；(3)S断开后，求流经R的电荷量。K 6 #21。o O。!、_lnJ1T-A-5【答案】(1)1.2V(2)5。76X102W(3)1.8X105C【解析】(1)根据法拉第电磁感应定律E=错误！=nS昔误!，错误！=错误！T/s=0。4T/s,代入数值得E=1500X20X104X0。4V=1.2V。(2)根据闭合电路欧姆定律1=错误！=0。12A,P=12R,代入数值得P=5.76X102Wo(3)S断开后，流经R的电量即为S闭合后C板上所带的电量Q。S闭合后，电容器两端的电压U=IR2=0.6V,流经R的电荷量Q=Cl1。8X10

18、-5Co17.如图甲所示，不计电阻的平行金属导轨与水平面成370夹角放置，导轨间距为L=1m,上端接有电阻R=3Q,虚线OO下方是垂直于导轨平面的匀强磁场.现将质量001g、电阻r=1。的金属杆ab从OO上方某处垂直导轨由静止释放，杆下滑过程中始终与导轨垂直并保持良好接触，杆下滑过程中的vt图象如图乙所示.(g取10m/s2)求：(1)磁感应强度B;(2)杆在磁场中下滑0.1s过程中电阻R产生的热量.【答案】【解析】(1)由图乙得a=错误！=错误！m/s2=5m/s20.1s前，由牛顿第二定律有mgsin0f=ma代入数据得f=0.1N0.1s后匀速运动，有mgsin0fFa=0而FA=BIL

19、=Bf误!1=错误！。由得B=错误！=错误！T=2To(2)I=错误！=错误！A=0025AQ=12Rt=0。252X3X0。1J=错误！J.18。如图所示，空间存在有界匀强磁场，磁感应强度B=5T,方向垂直纸面向里，上下宽度为d=0.35m.现将一边长L=0.2,导线框到达磁场下边界，之后恰m的正方形导线框自磁场上边缘由静止释放，经过一段时间好匀速离开磁场区域。已知导线框的质量m=Q1kg,电阻R=2Q.(g取10m/s2)求：(1)导线框匀速穿出磁场的速度。(2)导线框进入磁场过程中产生的焦耳热。(3)若在导线框进入磁场过程对其施加合适的外力F,则可以使其匀加速地进入磁场区域，且之后的运动同没施加外力F时完全相同。请写出F随时间t变化的函数表达式。【答案】(1)2m/s(2)0.15J(3)F=0.75-1.25t(0t0.4s【解析】(1)导线框匀速穿出磁场过程中ILB=mg得：导线框匀速穿出磁场过程中，速度v=2m/s(2)自导线框刚要进入磁场至刚要离开磁场的过程中，仅进入磁场过程中有焦耳热产生，由能量守恒得：.-2smgd=mv+Q得：Q=0.15J(3)导线框刚好完全进入磁场至刚好要离开磁场的过程v2M=2g(d-L)得：导线框刚好完全进入磁场的速度V0=1m/s导线框进入磁场的过程由=2aL得：a=2.5