高中物理电磁感应习题及答案解析

1、高中物理总复习高中物理总复习 电磁感应电磁感应 本卷共本卷共 150150 分，一卷分，一卷 4040 分，二卷分，二卷 110110 分，限时分，限时 120120 分钟。请各位同学分钟。请各位同学 认真答题，本卷后附答案及解析。认真答题，本卷后附答案及解析。 一、一、不定项选择题：不定项选择题：本题共本题共 1010 小题，小题，每小题每小题 4 4 分，分，共共 4040 分分在每小题给出的四个选项中，在每小题给出的四个选项中， 有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确全部选对的得有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确全部选对的得4 4 分，选不全的得分，选不全的得 2

2、 2 分，有选错或不答的不得分分，有选错或不答的不得分 1图 12-2，甲、乙两图为与匀强磁场垂直放置的两个金属框架，乙图除了一个电阻 为零、自感系数为L的线圈外，其他部分与甲图都相同， 导体AB以相同的加速度向右做匀 加速直线运动。若位移相同，则 A甲图中外力做功多 C乙图中外力做功多 2图 12-1，平行导轨间距为d，一端跨接一电阻为R，匀强磁场磁感强度为B，方向 与导轨所在平面垂直。 一根足够长的金属棒与导轨成角放置， 金属棒与导轨的电阻不计。 当金属棒沿垂直于棒的方向以速度v滑行时，通过电阻R的电流强度是 a （） B两图中外力做功相同 D无法判断 （） Bdv A R B Bdvsi

3、n R R b v d CBdvcos D Bdv Rsin R 图 12-1 3图12-3，在光滑水平面上的直线MN左侧有垂直于纸面向里的匀强磁场，右侧是无 磁场空间。将两个大小相同的铜质矩形闭合线框由图示位置以同样的速度v向右完全拉出 匀强磁场。 已知制作这两只线框的铜质导线的横截面积之比是1:2.则拉出过程中下列说法 中正确的是 B M v N 图 12-3 （） A所用拉力大小之比为2:1 B通过导线某一横截面的电荷量之比是1:1 C拉力做功之比是 1:4 D线框中产生的电热之比为1:2 4 图 12-5，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

4、摆动，下列说法中正确的是 S N O （） A在磁铁摆动一个周期内，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铁的斥力作用 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 图 12-5 5.两相同的白炽灯L1和L2，接到如图 12-4 的电路中，灯L1与电容器串联，灯L2与 电感线圈串联，当a、b处接电压最大值为Um、频率为f的正弦交流电源时，两灯都发光， 且亮度相同。更换一个新的正弦交流电源后，灯L1的亮度大于大于灯L2的亮度。新电源的 电压最大值和频率可能是 A最大值仍为Um，而频率大于f B最大值仍为Um，而频率小于f

5、C最大值大于Um，而频率仍为f D最大值小于Um，而频率仍为f 6一飞机，在北京上空做飞行表演当它沿西向东方向做 飞行表演时(图 12-6)， 飞行员左右两机翼端点哪一点电势高() A飞行员右侧机翼电势低，左侧高 B飞行员右侧机翼电势高，左侧电势低 C两机翼电势一样高 D条件不具备，无法判断 7图12-7，设套在条形磁铁上的弹性金属导线圈突然缩小 为线圈， 则关于线圈的感应电流及其方向(从上往下看)应是() A有顺时针方向的感应电流 B有逆时针方向的感应电流 C有先逆时针后顺时针方向的感应电流 D无感应电流 8图12-8，a、b是同种材料的等长导体棒，静止于水平面 内的足够长的光滑平行导轨上，

6、b棒的质量是a棒的两倍。匀强 磁场竖直向下。若给a棒以 4.5J 的初动能，使之向左运动，不 v0 a b 图 12-8 图 12-7 图 12-6 L1 L2 图 12-4 （） 计导轨的电阻，则整个过程a棒产生的最大热量是（） A2J C3J B1.5J D4.5J B v0 图 12-9 9内壁光滑，水平放置的玻璃圆环内，有一直径略小于环 口直径的带正电小球，以速度v0沿逆时针方向匀速转动，如图 12-9 所示，若在此空间突然加上方向竖直向上、磁感应强度B 随时间成正比增加的变化磁场，运动过程中小球带电量不变，正确的是（） A小球对玻璃环的压力一定不断增大 B小球受到的磁场力一定不断增大

7、 C小球先沿逆时针方向减速运动一段时间后沿顺时针方向加速运动 D磁场力对小球先做负功后做正功 10图 12-10，在磁感应强度为B的匀强磁场中有固定的金属框架ABC，已知B=， 导体棒DE在框架上从B点开始在外力作用下，沿垂直DE方向以速度v匀速向右平移，使 导体棒和框架构成等腰三角形回路。设框架和导体棒材料相同，其单位长度的电阻均为R， 框架和导体棒均足够长，不计摩擦及接触电阻。关于回路中的电流I和电功率P随时间t 变化的下列四个图中可能正确的是（） 第卷（非选择题共 110 分） 二、本题共 2 小题，共 20 分。把答案填在题中的横线上或按要求作图. 11 （10 分） 图 12-13

8、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)如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一 下，那么合上电键后可能出现的情况有： a将原线圈迅速插入副线圈时，灵敏电流计指针将 _. b原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时， 图 12-11 灵敏电流计指针将_. 12 （10 分）(1)如图 11 所示是日光灯的电路图，它主要是由灯管、镇流器和起动器 组成的，镇流器是一个带铁芯的线圈，起动器的构造如图8为了便于起动，常在起动器 两极并上一纸质电容器C. 某班教室的一盏日光灯出现灯管两端亮而中间不亮的故障，经 检查发现灯管是好的，电压正常，镇流器无故障，

9、其原因可能是，你能 用什么简易方法使日光灯正常发光？。 （2）如图 12-12 是测定自感系数很大的线圈L直流电阻的电路，L两端并联一只电 压表（电压表的内阻RV很大） ，用来测电感线圈的直流电压，在测量完毕后将电路解体时 . 若先断开 S1时，则 (填电压表或电流表)能损 坏。 图 12-12 图 12-13 三、本题共6 小题，90 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和主要演算步骤，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 确写出数值与单位。 13 （14 分）在磁感应强度B=0.5T 的匀强磁场中有一个 正方形金属线圈abcd，边长L=0.2m。线圈的ad边与磁场的 左

10、侧边界重合，如图12-14 所示，线圈的电阻R=0.4.用外 力把线圈从磁场中移出有两种方法：一种是用外力把线圈从 左侧边界匀速平移出磁场；另一种是以ad 边为轴，用力使线 圈匀速转动移出磁场，两种过程所用时间都是t=0.1s。求 （1）线圈匀速平移出磁场的过程中，外力对线圈所做的功。 （2）线圈匀速转动移出磁场的过程中，外力对线圈所做的功。 14 （14 分）已知某一区域的地下埋有一根与地表面平行的直线电缆，电缆中通有变 化的电流，在其周围有变化的磁场，因此可以通过在地面上测量闭合试探小线圈中的感应 电动势来探测电缆的确切位置、走向和深度。当线圈平面平行地面测量时，在地面上a、c 两处测得试

11、探线圈中的电动势为零，b、d两处线圈中的电动势不为零；当线圈平面与地面 d 图 12-14 c a L b B 成 30夹角时，在b、d两处测得试探线圈中的电动势为零。经过测量发现，a、b、c、d 恰好位于边长为L=1m 的正方形的四个顶角上，如图12-15 所示。据此可以判定:地下电缆 在哪两点连线的正下方？并求出地下电缆离地 表面的深度h。 图12-15 15 （15 分）如图 12-16 所示，横截面为矩形的 管道中， 充满了水银， 管道的上下两壁为绝缘板， 前后两壁为导体板（图中斜线部分） ，两导体板被一导线cd短路。管道的高度为a，宽度为 b，长度为L。当加在管道两端截面上的压强差为

12、P，水银沿管道方向自左向右流动时，作用 在这段水银上的粘滞阻力f与速度成正比，即：f=kv. (1)水银的稳定流速v1为多大？ (2)将管道置于一匀强磁场中，磁场与绝缘壁垂直，磁感应强度为B，方向向上，此时 水银的稳定流速v2又是多大?(已知水银的电阻率为，磁场只存在于管道所在的区域，不 考虑管道两端之外水银对电路的影响。) B c a v 图 12-16 16 （15 分）如图 12-17 所示，一质量为m=0.016kg、长L=0.5m、宽d=0.1m、电阻R=0.1 的矩形线圈，从h1=5m 的高处由静止开始下落，然后进入匀强磁场，当下边进入磁场时， 由于磁场力的作用，线圈正好作匀速运动

13、。 （1）求匀强磁场的磁感应强度B。 （2）如果线圈的下边通过磁场所经历的时间t=0.15s，求磁场区域的高度h2. （3）求线圈的下边刚离开磁场的瞬间，线圈的加速度的大小和方向。 （4） 从线圈的下边进入磁场开始到线圈下边离开磁场的时间内， 在线圈中产生的焦耳 热是多少？ d L b L h1 d h2 图 12-1717 （16 分）如图 12-18 所示是一种测量通电螺线管中 磁场的装置， 把一个很小的测量线圈A放在待测处， 线圈与测量电量的冲击电流计G 串联， 当用双刀双掷开关 S 使螺线管的电流反向时，测量线圈中就产生感应电动势，从而引起电 荷的迁移，由表G测出电量Q，就可以算出线圈

14、所在处的磁感应强度B。已知测量线圈共有 N 匝，直径为d，它和表G串联电路的总电阻为R，则被测处的磁感强度B为多大？ 18 （16 分）如图12-19 所示，磁场的方向垂直于xy平面向里。磁感强度B沿y方向 没有变化，沿x方向均匀增加,每经过 1cm 增加量为 1.010T，即 B 1.0104T /cm。 x 4 A S G 图 12-18 有一个长L=20cm ， 宽h=10cm 的不变形的矩形金属线圈 ， 以v=20cm/s 的速度沿x方向运动。 问： （1）线圈中感应电动势E是多少？ （2）如果线圈电阻R=0.02，线圈消耗的电功率是多少？ （3）为保持线圈的匀速运动，需要多大外力？机

15、械功率是多少？ x O y h L v 图 12-19 答案答案 1.A 2.D 3.D 4.C 5.A 6A 7.A 8.A 9.C 10.AD 11 解：(1)如图 20 所示.(2)a.右偏转一下 b.向左偏转一下 12(1)电容器C击穿而短路或起动器被短路 。将电容器C撤除或更换起动器等。 （2）电压表 13解：（1） 使线圈匀速平动移出磁场时，bc边切割 磁 感线而产生恒定感应电动势E=BLv.而v=L/t.（2 分） 外力对线圈做的功等于线圈中消耗的电能，即 图 20 W 1 EB L t 0.01J （4 分） RRt 224 (2)线圈以 ad 边为轴匀速转出磁场时，线圈中产生

16、的感应电动势和感应电流都是按正弦规 律变化的，感应电动势和感应电流的最大值为:Em BS, 外力对线圈做的功等于线圈中消耗的电能，即 2t （4 分） E m 2B2L4 W 2 t 0.012J （4 分） 2R8Rt 14解：当线圈平面平行地面测量时，在地面上a、c两处测得试探线圈中的电动势为零， 2 b、d两处线圈中的电动势不为零；所以可以判定：地 下电缆在ac两点连线的正下方. （6 分） 依题意可知：电缆离地表面的深度 O30b h h= 26 L.tan600= m（8 分） 22 15解： （1）Pab=Kv1，v1=Pab/k（4 分） (2)感应电动势E Bbv2， （2 分

17、）电阻R b （2 分） ， aL 由欧姆定律可得I BaLv 2 。 （2 分） 由平衡条件可得：Pab=BIb+kv 2， （3 分）所以v2 Pab 。 （2 分） k B2abL 16解： （1）设线圈刚进入磁场时的速度为v0，则据机械能守恒定律可得： mgh 1 1 2mv 0 （2 分） 2 B2d2v 0 根据平衡条件可得mg （2 分），解得B=0.4T（1 分） R (2)因为线圈的下边进入磁场后先做匀速运动，用时t0=0.05s，（1 分） 所以线圈做加速运动的时间t1=0.1s，h2 L v0t1 1 2gt 1 1.55m （2 分） 2 (3) 线圈的下边刚离开磁场的瞬间的速度V=v0+gt1=11m/s;（2 分） B2d2v mgR 1m/s2 ，方向向上。线圈的加速度的大小a （3 分） mR (4)Q=mgL=0.08J（3 分） 17解：当双刀双掷开关S 使螺线管的电流反向时，测量线圈中就产生感应电动势，根据 法拉第电磁感应定律可得： 2B(d /2)2 NE N （5 分） tt 由欧姆定律得：I QE （