第2章电磁感应单元测试

第2章电磁感应单元测试

一、单选题（本大题共8小题，每小题4分，共32分）

1.某同学搬运如图所示的磁电式电流表时，发现表针晃动剧烈且不易停止。按照老师建议，该同学在两接

线柱间接一根导线后再次搬运，发现表针晃动明显减弱且能很快停止。下列说法正确的是（）

irv^llk

/二一m

A.未接导线时，表针晃动过程中表内线圈不产生感应电动势

B.未接导线时，表针晃动剧烈是因为表内线圈受到安培力的作用

C.接上导线后，表针晃动过程中表内线圈不产生感应电动势

D.接上导线后，表针晃动减弱是因为表内线圈受到安培力的作用

【答案】D

【详解】A.未接导线时，表针晃动过程中导线切割磁感线，表内线圈会产生感应电动势，故A错误；B.未

接导线时，未连成闭合回路，没有感应电流，所以不受安培力，故B错误；CD.接上导线后，表针晃动过

程中表内线圈产生感应电动势，根据楞次定律可知，表针昆动减弱是因为表内线圈受到安培力的作用，故C

错误D正确。故选D.

2.管道高频焊机可以对由钢板卷成的圆管的接缝实施焊接。焊机的原理如图所示，圆管通过一个接有高频

交流电源的线圈，线圈所产生的交变磁场使圆管中产生交变电流，电流产生.的热量使接缝处的材料熔化将

其焊接。焊接过程中所利用的电磁学规律的发现者为（）

A.库仑B.霍尔C.洛伦兹D.法拉第

【答案】D

【详解】由题意可知，圆管为金属导体，导体内部自成闭合回路，且有电阻，当周围的线圈中产生出交变

磁场时，就会在导体内部感应出涡电流，电流通过电阻要发热。该过程利用原理的是电磁感应现象，其发

现者为法拉第。故选D。

3.如图所示，在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，现接通交流电源，过了几分钟，杯内的水沸腾起来。

若要缩短上述加热时间，下列措施可行的有（）

A.减少线圈的匝数B.提高交流电源的频率

C.将金属杯换为瓷杯D.取走线圈中的铁芯

【答案】B

【详解】AB.由题意可知，本题中是涡流现象的应用；即采用线圈产生的磁场使金属杯产生感应电流；从

而进行加热的，则由法拉第电磁感应定律可知，增加线圈的匝数、提高交流电的频率均可以提高发热功率，

则可以缩短加热时间，故A错误，B正确；C.将杯子换作瓷杯不会产生涡流，则无法加热水，故C错误；

D.取走铁芯磁场减弱，则加热时间变长，故D错误。故选B。

4.零刻度在表盘正中间的电流计，非常灵敏，通入电流后，线圈所受安培力和螺旋弹簧的弹力作用达到平

衡时，指针在示数附近的摆动很难停下，使读数变得困难。在指针转轴上装上的扇形铝框或扇形铝板，在

合适区域加上磁场，可以解决此困难。下列方案合理的是（）

【答案】D

【详解】AC.如图所示，当指针向左偏转时，铝框或铝板可能会离开磁场，产生不了涡流，起不到电磁阻

尼的作用，指针不能很快停下，A、C方案不合理，AC错误；B.此图是铝框，磁场在铝框中间，当指针

偏转角度较小时，铝框不能切割磁感线，不能产生感应电流，起不到电磁阻尼的作用，指针不能很快停下，

B方案不合理,B错误；D.此图是铝板，磁场在铝板中间，无论指针偏转角度大小，都会在铝板上产生涡

流，起到电磁阻尼的作用，指针会很快稳定的停下，便于读数，D方案合理，D正确。故选D。

5.如图，金属棒金属导轨和螺线管组成闭合回路,金属棒仍在匀强磁场B中沿导轨向右运动，则(

)

XXXX

B

XXXX

—►V

XXXX

XXXX

~b

A.必棒不受安培力作用

B.必棒所受安培力的方向向右

C.他棒向右运动速度越大，所受安培力越大

D.螺线管产生的磁场，A端为N极

【答案】C

【答案】D

【详解】由法拉第电磁感应定律可得大圆线圈产生的感应电动势

每个小圆线圈产生的感应电动势

由线圈的绕线方式和楞次定律可得大、小圆线圈产生的感应电动势方向相同，故线圈中总的感应电动势大

小为

故D正确，ABC错误。故选D。

7.扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品表面原子尺度上的形貌，为了有效隔离外界振动对STM的扰

动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小振动，如图所示，

无扰动时，按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场；出现扰动后，对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最

有效的方案是

STM扫描头

可加磁场区

r~l一一定病

紫铜薄板

X

k

KXX

XX

lxB

」

一

经又.XX-X

-

XXX-XXX

XXX

XXX；-

XXX

"XXX"-

J一一一一」a„

【答案】A

【详解】感应电流产生的条件是闭合回路中的磁通量发上变化.在A图中紫铜薄板上下及左右振动时在磁

场中的部分有时多有时少，磁通量发生变化，产生感应电流，受到安培力，阻碍系统的振动，故A正确；

而BCD三个图均无此现象，故BCD错误.

8.如图所示，在半径为R圆形区域内存在垂直于平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B,圆外无磁场。一

根长为2R的导体杆而水平放置，。端处在圆形磁场的边界，现使杆绕。端以角速度为①逆时针匀速旋转180。,

在旋转过程中（）

XXXXXXX\

XXXXXXX•

IXXXXXXX;

【答案】C

【详解】A.根据右手定则，。端为电源正极，〃端负极，故A错误;

B.当导体棒和直径重合时，,力杆切切割磁感线的有效长度

向杆切割磁感线产生的感应电动势为

故B错误；

C.根据法拉第电磁感应定律可知，全过程中，（活杆平均电动势为

故c正确；

，心杆切割磁感线产生的感应电动势为

故D错误。故选C。

二、多选题（本大题共4小题，每小题4分，共16分）

9.如图所示，水平放置足够长光滑金属导轨，&和八，曲与平行，加是以O为圆心的圆弧导轨，圆弧加

左侧和扇形内有方向如图的匀强磁场，金属杆OP的。端与e点用导线相接，。端与圆弧於接触良好，

初始时，可滑动的金属杆MN静止在平行导轨上，若杆OP绕。点在匀强磁场区内从〃到c匀速转动时，回

路中始终有电流，则此过程中，下列说法正确的有（）

A.杆0P产生的感应电动势恒定

B.杆OP受到的安培力不变

C.杆MN做匀加速直线运动

D.杆MN中的电流逐渐减小

【答案】AD

【详解】A.。尸转动切割磁感线产生的感应电动势为

因为。尸匀速转动，所以杆0尸产生的感应电动势恒定，故A正确；BCD.杆。尸匀速转动产生的感应电动

势产生的感应电流由M到N通过MN棒，由左手定则可知，MN棒会向左运动，MN棒运动会切割磁感线，

产生电动势与原来电流方向相反，让回路电流减小，MN棒所受合力为安培力，电流减小，安培力会减小,

加速度减小，故D正确，BC错误。故选AD。

10.放置的长直密绕螺线管接入如图甲所示的电路中，通有俯视顺时针方向的电流，其大小按图乙所示的

规律变化.螺线管内中间位置固定有一水平放置的硬质闭合金属小圆环（未画出），圆环轴线与螺线管轴线

重合.下列说法正确的是（）

R

图甲图乙

【答案】BC

11.1824年，法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”.实验中将一铜圆盘水平放置.，在其中心正上方

用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图所示.实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心

的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后.卜.列说法正确的是（）

A,圆盘上产生了感应电动势

B.圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动

C.在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化

D.圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场导致磁针转动

【答案】AB

【分析】根据对称性，判断圆盘磁通量始终等于零，无磁通量变化.

【详解】A.圆盘运动过程中，半径方向的金属条在切割磁感线，在圆心和边缘之间产生了感应电动势，选

项A对：B.圆盘在径向的辐条切割磁感线过程中，内部距离阿心远近不同的点电势不等而形成涡流产生,

选项B对

C.圆盘转动过程中，圆盘位置，圆盘面枳和磁场都没有发生变化，所以没有磁通量的变化，选项C错；D.圆

盘本身呈现电中性，不会产生环形电流，选项D错.

12.如图，两根相互平行的光滑长直金属导轨固定在水平绝缘桌面上，在导轨的左端接入电容为C的电容

器和阻值为R的电阻。质量为加、阻值也为R的导体棒MN静匚于导轨上，与导轨垂直，且接触良好，导

轨电阻忽略不计，整个系统处于方向竖直向下的匀强磁场中。开始时，电容器所带的电荷量为Q,合上开

关S后，（)

B.导体棒MN向右先加速、后匀速运动

C.导体棒MN速度最大时所受的安培力也最大

D.电阻R上产生的焦耳热大于导体棒MN上产生的焦耳热

【答案】AD

【详解】MN在运动过程中为非纯电阻，MN上的电流瞬时值为

故A正确；

C.MN在运动过程中为非纯电阻电路，MN上的电流瞬时值为

三、实验题（本大题共2小题，每小题10分，共20分）

13.某同学使用如图所示的三组器材探究电磁感应现象。

（1）在甲图中，闭合开关s后，将滑片P向右减速移动的过程中，线圈B中的磁通量______（选填“增大”

或“减小

（2）在乙图中，将如图所示条形磁铁向卜插入线圈的过程中，感应电流从（选填“止”或“负”）极接

线柱流入电表。

（3）为判断线圈绕向，可将灵敏电流计G与线圈L连接，如图丙所示.已知线圈由。端开始绕至〃端；当

电流从电流计G左端流入时，指针向左偏转。当条形磁铁从图中的虚线位置向右远离L时，指针向右偏转.俯

视线圈，其绕向为（填：能顺时针”或“逆时针”）。

【答案】增大负逆时针

【详解】（1）［1|滑片夕向右减速移动的过程中，电阻减小，电路中电流增大，线圈A产生的磁场增强，B

中的磁通量增大。

（2）⑵条形磁铁向下插入线圈，线圈中的磁场方向向上，且磁通量增大，根据楞次定律的“增减反同”，线

圈中的感应电流产生的磁场向下，根据安培定则和图中线圈的绕向可知线圈中感应电流从上端流入，下端

流出，因此电流从负接线柱流入电表。

（3）［3］条形磁铁从图中位置向右远离/，时,穿过/，的磁通量向卜日减小,由楞次定律可知，感应电流产牛

的磁场向上，由安培定则可知，线圈中电流由人流向a,俯视线圈，其绕向为逆时针。

14.小王同学用如图甲所示电路研究电磁感应现象，小李同学用如图乙所示电路研究自感现象。

（1）小王同学实验时发现，闭合开关时，电流表指针向左偏转。电路稳定后，若向右移动滑片，此过程中

电流表指针将向（选填“左”或“右”）偏转，实验结束后，未断开开关，也未把A、B两线圈和铁芯分

开放置，在拆除电路时突然被电击了一下，则被电击是在拆除（选填或"B"）线圈所在电路时发

生的。

（2）小李同学用图乙中（1）（2）两个电路研究通电自感和断电自感现象，图中L是一带铁芯的线圈，直

流电阻忽略不计，A、B是额定电压为1.5V的灯泡，直流电源为一节新的干电池。两电路电键S闭合后，

会看到：小灯泡A将（选填“慢慢变亮”“立即变亮”或“立跳变亮，然后慢慢熄灭”），小灯泡B将

（选填“慢慢变亮”“立即变亮”或“立即变亮，然后慢慢熄灭"）；S断开后，小灯泡A将（选填“慢慢熄

灭即熄灭”或“闪亮一下，然后熄灭"），S断开后，小灯泡B将（选填“慢慢熄灭卬“.即熄灭”或“闪

亮一下，然后熄灭”）。

【答案】左A慢慢变亮立即变亮，然后慢慢熄灭立即熄灭闪亮一下，然后熄灭

【详解】（1）［1］由题意可知，电流增大时，穿过线圈的磁通量增大，电流表指针向左偏转，电路稳定后，

若向右移动滑片，滑动变阻器接入电路中的电阻减小，回路中的电流增大，穿过线圈的磁通量增大，则电

流表指针向左偏转；A.B在完成实验后未断开开关，也未把A.B两线圈和铁芯分开放置，在拆除电路A线

圈时，线圈A中的电流突然减少，从而出现断电自感现象，线圈中会产生日感电动势，进而突然会被电击

了一下。

（2）|引两电路电键S闭合后，由于线圈中自感电动势阻碍电流增加，则会看到小灯泡A将慢慢变亮；［4］

小灯泡B将立即变亮，电路稳定后线圈中自感电动势消失，电阻为零，则灯泡B会慢慢被短路而熄灭：［5］S

断开后，小灯泡A立即熄灭；［6卜卜灯泡B,由于线圈中自感电动势阻碍电流减小，则会在线圈和灯泡B中

形成回路，使得灯泡B闪亮一下，然后熄灭。

四、计算题（本大题共2小题，每小题16分，共32分）

15.如图所示，有一倾斜的光滑平行金属导轨，导轨平面与水平面的夹角为夕，导轨间距为L,接在两导

轨间的电阻为R,在导轨的中间矩形区域内存在垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B,