下学期高二同步优化训练物理电磁感应A卷附答案Word格式文档下载.docx
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C.逆时针方向，逆时针方向
D.逆时针方向，顺时针方向
应用楞次定律的基本方法是：
①明确原磁场的方向，判断出穿过线圈的磁通量是增加还是减少；
②根据“阻碍变化”的含义，弄清感应电流的磁场取什么方向才能达到阻碍的目的；
③利用安培定则判定出感应电流的方向.
D
3.法拉第电磁感应定律
【例3】用均匀导线做成的正方形线框每边长为0.2m，正方形的一半放在和纸面垂直向里的匀强磁场中，如图所示.当磁场以每秒10T的变化率增强时，线框中点a、b两点间的电势差为________.
题中正方形线框的左半部分因磁通量变化而产生感应电动势，从而在线框中产生感应电流.把左半部分线框看成电源，其电动势为E，内电阻为
，画出等效电路如图所示，则a、b两点间的电势差即为电源的路端电压.设l是边长，则依题意知
=10T/s.
由E=
得E=
=10×
V=0.2V
所以Uab=
I=
=0.1V
由于a点电势低于b点电势，故Uab=-0.1V.
-0.1V
4.综合
【例4】如图所示，电动机牵引一根原来静止的长L=1m、质量m=0.1kg的导体棒AB，其电阻R=1Ω.导体棒架在竖直放置的框架上，一磁场磁感应强度B=1T，方向垂直框架平面.当导体棒上升h=3.8m时获得稳定的速度，导体产生的热量为2J.电动机牵引棒时，电压表、电流表的示数分别为7V、1A.电动机内阻r=1Ω.不计框架电阻及一切摩擦，取g=
10m/s2.求：
（1）棒能达到的稳定速度是多大？
（2）棒从静止达到稳定速度所需的时间是多少？
此题是通过电动机把电能转化为导体棒的机械能.由于电磁感应，导体棒的机械能又转化为电路中的电能，电能又消耗在导体的电阻上，转化为导体的内能.
（1）根据能量守恒，电动机的输出功率应等于拉导体棒的绳子拉力的功率.设绳子拉力功率为PT，稳定速度为vm，当棒稳定时绳子拉力为T，则
T=mg+
则PT=mgvm+
电动机输出的功率：
P出=IU-I2r，即IU-I2r=mgvm+
.代入数据，解得
vm=2m/s.
（2）根据总能量守恒，设AB棒从静止到速度稳定经过的时间为ts.
P出·
t=mgh+
mvm2+Q，代入数据解得：
t=1s.
（1）2m/s
（2）1s
●试题详解
高中同步测控优化训练（五）
第十六章电磁感应（A卷）
说明：
本试卷分为第Ⅰ、Ⅱ卷两部分，请将第Ⅰ卷选择题的答案填入题后括号内，第Ⅱ卷可在各题后直接作答.共100分，考试时间90分钟.
第Ⅰ卷（选择题共40分）
一、本题共10小题，每小题4分，共40分.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4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分.
1.如图所示螺线管中感应电流的方向是
A.如图中箭头所示
B.与图中箭头方向相反
C.无感应电流
D.与条形磁铁运动加速还是减速有关，故无法判断
当条形磁铁靠近线圈时，线圈内的磁通量增加，根据楞次定律可知正确答案.
2.闭合铜环与闭合金属框接触良好，放在匀强磁场中，如图所示.当铜环向右移动时（金属框不动），下列说法正确的是
A.铜环内没有感应电流，因为磁通量没有发生变化
B.金属框内没有感应电流产生，因为磁通量没有发生变化
C.金属框ab边中有感应电流，因为回路abfgea中的磁通量增加了
D.铜环的半圆ehf中有感应电流，因为回路ehfcde中的磁通量减少了
图中可组成多个闭合回路：
abfgea、egfcde、ehcde.在铜环右移过程中，回路abfgea中的磁通量增大，产生逆时针方向的感应电流；
铜环egf中有向上的电流；
回路ehfcde中，磁通量在减小，产生顺时针方向的感应电流，铜环中的电流方向向上.
CD
3.如图所示，通电螺线管置于闭合金属环A的轴线上，A环在螺线管的正中间.当螺线管中的电流逐渐减小时
A.A环有收缩的趋势
B.A环有扩张的趋势
C.A环向左运动
D.A环向右运动
A环所在处磁场的方向是水平的，安培力的方向总与磁场方向、电流方向垂直，故安培力要么指向圆心，要么沿半径方向背离圆心，不会出现左移或右移；
当螺线管中的电流减小时，穿过A环的磁通量要减小，只有A环面积减小，才能达到阻碍磁通量减小的目的.
4.一闭合线圈固定在垂直于纸面的均匀磁场中，设向里为磁感应强度B的正方向，线圈中的箭头为电流i的正方向，如图（a）所示.已知线圈中感应电流i随时间而变化的图象如图（b）所示，则磁感应强度B随时间而变化的图象可能是下图中的
感应电流做周期性变化，其方向改变而大小不变，故产生感应电流的磁场B均匀变化；
在0~0.5s内，i为负值，即i为逆时针方向，根据楞次定律可知原磁场B向里增加或向外减弱；
在0.5~1.5s内，i为正值，感应电流的磁场方向为垂直纸面向里，由楞次定律可知原磁场应为正方向减小或负方向增加.
5.如图所示，铜环套在通电螺线管上，若将这只铜环从螺线管的最左端移到最右端，则在此过程中，铜环上的感应电流方向为（从左向右顺着铜环的运动方向观察）
A.无感应电流
B.总是顺时针
C.先逆时针后顺时针
D.先顺时针后逆时针
穿过铜环套的磁场线有向里和向外两种（从左向右顺着铜环的运动方向观察），但总的磁场的方向是向里的.而磁通量的变化是先增加后减少，则根据楞次定律可以判断.
C
6.如图所示，MN、PQ为平行金属导轨，M、P间连有一阻值为R的电阻，导轨处于匀强磁场中，磁感应强度为B，磁场方向与导轨所在的平面垂直，图中磁场垂直纸面向里.有一金属圆环沿两导轨滑动，速度为v,与导轨接触良好，圆环的直径为d，与两导轨间的距离相等.设金属环与导轨的电阻均可忽略，当金属环向右做匀速运动时
A.有感应电流通过电阻R，大小为πdBv/R
B.有感应电流通过电阻R，大小为dBv/R
C.有感应电流通过电阻R，大小为2dBv/R
D.没有感应电流通过电阻R
当金属环向右匀速移动时，环内磁通量没有变化，因此环内没有闭合的感应电流.因金属环不考虑内阻，在右移时，可等效成长为d的金属棒右移，故E=Bdv,与R构成回路，有电流流过R，且I=E/R=Bdv/R.
B
7.两圆环A、B置于同一水平面上，其中A为均匀带电绝缘环，B为导体环.当A以如图所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时，B中产生如图所示方向的感应电流.则
A.A可能带正电且转速减小
B.A可能带正电且转速增大
C.A可能带负电且转速减小
D.A可能带负电且转速增大
要在B环中产生如图所示方向的感应电流，据楞次定律则在A环内部要产生向里加强的或者向外减弱的磁场，由安培定则可知B、C选项正确.
BC
8.一个闭合的正方形线圈放在匀强磁场中，线圈平面与磁感线成30°
角，当磁场的磁感应强度发生均匀变化时，可在线圈内产生电流为I的直流电.若要使电流强度变为2I，可采用的方法是
A.线圈匝数增加一倍
B.正方形的边长增加一倍
C.使线圈平面与磁场线间的夹角变成90°
D.磁感应强度对时间的变化率增加一倍
根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律：
I=
.又因为ΔΦ=
ΔB·
Ssinθ（为线圈平面与磁场线的夹角），所以I=n
.当线圈匝数增加一倍时，线圈电阻R也增加一倍，则电流不变；
当正方形边长增加一倍，面积增为原来的4倍，电阻增为原来的2倍，这时电流变为原来的2倍；
当角从30°
变为90°
时，sin90°
是sin30°
的2倍，电流增为2倍，
增为原来的2倍，电流变为原来的2倍.
BCD
9.如图所示，电路稳定后，小灯泡有一定的亮度，现将与螺线管等长的软铁棒沿管的轴线迅速插入螺线管内，判断在插入过程中灯泡的亮度变化情况为
A.变暗B.变亮
C.不变D.无法判断
由电源极性知通电螺线管中的电流如图所示，相当于一个条形磁铁左端是N极，右端是S极，内部磁场方向由右向左.软铁棒插入过程中被磁化，左端是N极，右端是S极，所以插入过程是螺线管中磁通量增加的过程，由感应电流的效果知感应电流方向与原来的电流方向相反，故小灯泡变暗.
10.如图所示，Q为用毛皮摩擦过的橡胶圆盘.由于它的转动使金属环P中产生了如图所示的所感应电流，则Q盘的转动情况是
A.顺时针加速转动
B.逆时针加速转动
C.顺时针减速转动
D.逆时针减速转动
用毛皮摩擦过的橡胶圆盘带负电，Q盘转动产生的磁场相当于环形电流的磁场，且盘的转动方向与等效电流方向相反.根据楞次定律，由P环中感应电流的方向，可推知Q盘上的运动电荷产生的磁场在Q盘内是垂直于纸面向外正在减弱或者垂直于纸面向里正在增强，再依据安培定则可判知B、C选项正确.
第Ⅱ卷（非选择题共60分）
二、本题共5小题，每小题4分，共20分,把答案填在题中的横线上.
11.如图所示，y轴左方有磁感应强度为B的匀强磁场，一个半径为r的直角扇形金属框架，总电阻为R，不计重力及一切摩擦，以O为圆心以角速度ω匀速转动.从图示位置转动四分之一周期时，外力做功为________.
MO切割磁感线，E=
Bωr2,I=E/R,磁场对MO段的安培力F安=BIr,力的作用点在半径中点上，弧线MN进入磁场部分也受安培力作用，但它总与运动方向垂直，不做功，故W外=W安=I2Rt=
.
πB2ωr4/8R
12.下图为“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，灵敏电流计指针将________.
（1）见答案.
（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.
（1）见下图.
（2）a.右偏转一下
b.向左偏转一下
13.一个面积为10cm2的线圈，放在匀强磁场中，磁感线跟线圈平面成60°
角，匀强磁场的磁感应强度随时间t的变化如图所示.在t=0.4s时，穿过线圈的磁通量是________，在0.4s到0.5s时间内的平均感应电动势为________，在t=0.1s时的瞬时感应电动势是________.
由图可知t=0.4s时B=2T，故Φ=BSsin60°
=
×
10-3Wb,在0.2~0.6s内B随时间t
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