高二物理人教版选修32第四章电磁感应单元检测 Word版含答案Word格式.docx

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C.E1＝E2＝E3＝E4D.E1＝E4，E2＝E3

7.一个闭合线圈放在变化的磁场中，线圈产生的感应电动势为E，若仅将磁通量的变化率增加为原来的4倍，则线圈产生的感应电动势变为（　　）

A.4EB.2EC.ED.

8.一线圈在匀强磁场中绕线圈平面内且垂直于磁场的固定轴匀速转动，线圈中的磁通量φ随时间t变化如图所示。

则

（）

A.t1时刻线圈产生的感应电动势大小最大

B.t2时刻线圈平面垂直于匀强磁场

C.t3时刻线圈中磁通量最小

D.t4时刻线圈中磁通量变化率大小最大

9.闭合线圈的匝数为n，每匝线圈面积为S，总电阻为R，在ΔT时间内穿过每匝线圈的磁通量变化为ΔΦ，则通过导线某一截面的电荷量为

10.如图所示，闭合矩形导体线圈abcd从静止开始竖直下落，穿过一个匀强磁场区域，此磁场区域竖直方向的长度远大于矩形线圈bc边的长度，不计空气阻力，则

A.dc边刚进入磁场时与dc边刚穿出磁场时线框中的感应电流的方向相同

B.线框从上端进入磁场的过程和从下端离开磁场的过程中，通过导体横截面的电量数值相等

C.从线圈dc边进入磁场到ab边穿出磁场的整个过程中，加速度一直等于重力加速度

D.dc边刚进入磁场时线圈内感应电流的大小，与dc边刚穿出磁场时感应电流的大小一定相等

二、多选题

11.

如图所示，在置于匀强磁场中的平行导轨上，横跨在两导轨间的导体杆PQ以速度v向右匀速移动，已知磁场的磁感强度为B、方向垂直于导轨平面（即纸面）向外，导轨间距为l，闭合电路acQPa中除电阻R外，其他部分的电阻忽略不计，则（　　）

A.电路中的感应电动势E=BlvB.电路中的感应电流I=

C.通过电阻R的电流方向是由c向aD.通过PQ杆中的电流方向是由Q向P

12.如图所示，水平放置的平行金属导轨间距为L，左端与一电阻R相连．导轨间有竖直向下的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B，金属杆ab垂直于两导轨放置，电阻为r，与导轨间无摩擦，现对杆ab施加向右的拉力，使杆ab向右以速度v匀速运动，则（）

A.金属杆中的电流由b到aB.金属杆b端的电势高于a端的电势

C.拉力

D.r上消耗的功率

13.如图所示，A、B两个闭合线圈用同样的导线制成，匝数均为10匝，半径rA=2rB，图示匀强磁场中磁感应强度随时间均匀减小，下列说法正确的是

A.A、B两个线圈中产生的感应电动势之比EA：

EB=4：

1

B.A、B两个线圈中产生的感应电流之比IA：

IB=2：

C.A、B两个线圈中相同时间内通过某一横截面的电荷量之比qA：

qB=4：

D.A、B两个线圈中相同时间内产生的焦耳热之比4：

三、计算题

14.有一个100匝的线圈，在0.4s内穿过它的磁通量从0.01Wb均匀增加到0.02Wb。

（1）求磁通量变化了多少；

（2）求线圈中的感应电动势；

（3）若线圈的总电阻是10Ω，通过10min线圈产生多少热量？

15.如图甲所示，一个匝数n=100、面积S=4×

10-2 

m2、电阻r=1.4Ω的线圈与一定值电阻R串联成一个闭合电路，R=3.6Ω．线圈放在磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，以图示方向为正方向，磁感应强度

B随时间t变化的规律如图乙所示。

求线圈中感应电流的大小和方向。

16.如图所示，水平U形光滑框架，宽度为1m，电阻忽略不计，导体ab质量是0.2kg，电阻是0.1

，匀强磁场的磁感应强度B=0.1T，方向垂直框架向上，现用1N的外力F由静止拉动ab杆，当ab的速度达到1m/s时，

（1）求此时刻ab杆产生的感应电动势的大小；

（2）求此时刻ab杆的加速度的大小？

（3）ab杆所能达到的最大速度是多少？

答案和解析

1.【答案】B

【解析】

【分析】

根据产生感应电流的条件：

穿过闭合线圈的磁通量要发生变化来判断。

本题考查分析、判断能力。

对于B选项也可以根据线圈左右两边切割磁感线来判断。

【解答】

A.虽磁铁的运动，导致穿过线圈的磁通量变化，但线圈不闭合，则不产生感应电流，故A错误；

B.因棒的切割，则穿过线圈的磁通量在增大，线圈产生感应电流，故B正确；

C.线圈中磁通量为零，不产生感应电流，故C错误；

D.虽切割磁感线，但穿过线圈的磁通量没有变化，线圈不产生感应电流，故D错误。

故选B。

2.【答案】C

解：

线框进入磁场过程，所用时间t1=

，根据楞次定律判断可知感应电流方向是逆时针方向，为正值。

感应电流大小I=

，保持不变。

线框完全在磁场中运动过程，磁通量不变，没有感应电流产生，经历时间t2=

，则t2=t1。

线框穿出磁场过程，所用时间t3=

，感应电流方向沿顺时针方向，为负值，感应电流大小I=

故ABD错误，C正确。

故选：

C。

根据楞次定律判断感应电流的方向。

由感应电动势公式和欧姆定律分别研究各段过程感应电流的大小，再选择图象。

本题分三个过程分别研究感应电流大小和方向，关键掌握电磁感应的基本规律：

E=BLv、右手定则等等，并能正确运用。

3.【答案】A

利用楞次定律和产生感应电流条件，法拉第电磁感应定律可解。

本题主要考查楞次定律、感应电流产生条件和法拉第电磁感应定律，基础题。

A.根据楞次定律知道，感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，故A正确；

B.产生感应电流的条件：

一是闭合回路；

二是磁通量发生变化，故B错误；

C.某一时刻穿过闭合导体回路的磁通量为零，下一时刻的磁通量不一定为零，根据感应电流的条件知道，故C错误；

D.闭合电路中感应电动势大小，跟穿过这—电路的磁通量的变化率成正比，故D错误。

故选A。

4.【答案】D

电感总是阻碍电流的变化；

线圈中的电流增大时，产生自感电流的方向与原电流的方向相反，抑制增大；

线圈中的电流减小时，产生自感电流的方向与原电流的方向相同，抑制减小，并与灯泡A构成电路回路。

线圈中电流变化时，线圈中产生感应电动势；

线圈电流增加，相当于一个瞬间电源接入电路，线圈左端是电源正极；

当电流减小时，相当于一个瞬间电源，线圈右端是电源正极。

L是自感系数足够大的线圈，它的电阻可忽略不计，A和B是两个完全相同的小灯泡，S断开后瞬间，B立即熄灭，但由于线圈的电流减小，导致线圈中出现感应电动势从而阻碍电流的减小，所以A亮一下再慢慢熄灭，故D正确；

ABC错误。

故选D。

5.【答案】B

由E=BLv判断感应电动势如何变化，判断线圈A中电流产生的磁场如何变化，最后由楞次定律分析受力方向。

本题考查了感应电流的产生、磁铁间的相互作用，应用E=BLv、楞次定律即可正确解题。

导线MN向右加速滑动，导线产生的感应电动势E=BLv增大，

通过电磁铁A的电流增大，有右手定则判定感应电流方向为N→M，由电磁铁A产生的磁感应强度变大，

穿过金属环B的磁通量增大，B中产生感应电流，由楞次定律可知，

为阻碍磁通量的增加，B被A排斥，向左运动；

故B正确；

6.【答案】B

相同的线框在匀强磁场中以不同的转轴转动，由于它们的角速度相同，线框面积相同，则它们的产生的最大值相同。

由于它们的角速度相同，线框面积相同，则它们的产生的最大值相同，因此线圈分别绕MN、PQ、AC轴线匀速转动，产生感应电动势均相同；

绕AE轴线匀速转动时，穿过线圈的磁通量不变，故没有感应电动势，故B正确，ACD错误。

7.【答案】A

根据法拉第电磁感应定律：

E=n

，可知仅将磁通量的变化率增加为原来的4倍时，线圈中的感应电动势变为4E，故BCD错误，A正确。

A。

法拉第电磁感应定律：

当穿过回路的磁通量发生变化时，回路中的感生电动势E感的大小和穿过回路的磁通量变化率

等成正比，公式为：

．

本题考查了法拉第电磁感应定律，直接运用公式列式求解即可，基础题．

8.【答案】D

A.t1时刻，磁通量最大，但Φ的变化率达最小，感应电动势最小，故A错误；

B.t2时刻，磁通量最小，线圈平面平行于处于中性面位置，线圈平面平行于匀强磁场，故B错误；

C. 

t3时刻线圈中磁通量最大，故C错误；

D.t2时刻，磁通量最小，但Φ的变化率达最大，故D正确；

故选D

线圈在中性面时磁通量最大，电动势最小，与中性面垂直时，通过的磁通量最小，电动势为最大．

本题关键是记住两个特殊位置：

在中性面时磁通量最大，感应电动势最小，电动势方向改变；

垂直中性面位置磁通量为零，但电动势最大

9.【答案】C

线圈的磁通量发生变化，导致线圈中产生感应电动势，从而出现感应电流，由法拉第电磁感应定律可求出电动势大小，再由殴姆定律求出线圈中的电流，最后可算出导线某一截面的电荷量。

对于线圈的磁通量与线圈的匝数无关，当匝数越多时，导致电动势越大，相当于多个电源串联起来。

由法拉第电磁感应定律：

再由殴姆定律：

而电量公式：

Q=It

三式联立可得：

，故C正确，ABD错误。

故选C。

10.【答案】B

线圈中产生感应电流的条件是：

线圈中的磁通量发生变化；

感应电流的方向可以使用右手定则来判断；

感应电流的大小：

，从而即可求解；

该题考查闭合线圈在穿过磁场时可能发生的情景．要根据法拉第电磁感应定律以及其他的知识对各种情景逐一进行判定。

A.根据右手定则，dc刚进入磁场时线圈内感应电流的方向从d到c，dc边刚穿出磁场时感应电流的方向从c到d，即两者方向相反，故A错误；

B.由感应电量

，两个过程中，△Φ相同，则电量相同，故B正确；

C.没有感应电流的时候，磁场对线圈没有阻碍作用，此时的加速度等于重力加速度，进入磁场和穿出磁场的过程中，根据楞次定律均受到阻碍下落的安培力，故进入磁场和穿出磁场的过程中加速度小于g，故C错误；

D.根据法拉第电磁感应定律和闭合电路的欧姆定律，

，从公式中和题目的情景：

磁场区域竖直方向的长度远大于矩形线圈bc边的长度，可知，当两种情况下速度不相等时，它们的感应电流不可能相等，故D错误。

11.【答案】ABC

A、导体棒切割磁感线产生感应电动势E=Blv，故A正确；

B、电路中的感应电流I=

=

，故B正确；

C、由右手定则可知，感应电流从P流向Q，从c流向a，故C正确，D错误；

故选ABC．

由公式E=BLv可以求出感应电动势；

由欧姆定律可以求出感应电流；

由右手定则可以判断出感应电流的方向．

熟练应用公式E=BLv、右手定则即可正确解题，本题难度不大，是一道基础题．

12.【答案】AC

由右手定则可以判断出电流方向，然后判断出电势高低，由安培力公式求出安培力，然后根据平衡条件求出拉力大小，应用电功率公式求出电阻消耗的电功率。

本题考查了导体切割磁感线产生感应电动势，应用电场感应的中的电路类问题，结合闭合电路的欧姆定律解答问题。

A.由右手定则可知，金属杆中的电流由b流向a，故A正确；

B.金属杆ab相当于电源，在电源内部电流从低电势流向高电势，由于电流从b流向a，则a端电势高，b端电势低，故B错误；

C.金属杆受到的安培力：

，金属杆做匀速运动，由平衡条件得：

，故C正确；

D.r上消耗的功率为：

，故D错误。

故选AC。

13.【答案】AB

由法拉第电磁感应定律，求解感应电动势之比；

根据电阻定律、电阻定义式、感应电流联立求解感应电流之比；

根据法拉第电磁感应定律及电流表达式求电量；

根据焦耳定律求焦耳热。

本题是法拉第电磁感应定律和电阻定律的综合应用求解感应电流之比，采用比例法研究，注意求解电量与热量的区别与方法。

A.由法拉第电磁感应定律得：

，因半径rA=2rB，且

，相同，则得到：

，故A正确；

B.根据电阻定律：

线圈的电阻为

，则ρ、s、n相同，两线圈电阻之比：

rA：

rB=RA：

RB=2：

1；

线圈中感应电流

，得到：

IA：

1，故B正确；

C.根据

，因此导线横截面的电荷量与半径成正比，故C错误；

D.根据焦耳定律：

Q=I2Rt，则相同时间内，产生的热量与电流的平方成正比，与电阻成正比，因此热量之比为8：

1，故D错误；

故选AB。

14.【答案】解：

（1）磁通量的变化量△φ=φ1-φ2=0.02Wb-0.01Wb=0.01Wb；

（2）由法拉第电磁感应定律得：

E=

；

（3）由焦耳热公式：

答：

（1）磁通量的变化为0.01Wb；

（2）线圈中的感应电动势为2.5V；

（3）通过10min线圈产生的热量为375J。

（1）磁通量的变化量为末态磁通量减去初态磁通量；

（2）根据法拉第电磁感应定律即可求出线圈的感应电动势；

（3）根据焦耳定律可求10min内线圈产生的热量。

此题一道常规的电磁感应题，考查了电磁感应的基本知识，在求解时相关的电磁感应计算公式要能够熟练使用。

15.【答案】解：

根据法拉第电磁感应定律，则线圈中产生的感应电动势

由欧姆定律，则感应电流的大小：

根据楞次定律，电流方向为逆时针，

线圈中感应电流的大小0.08A和方向逆时针。

由图读出磁通量的变化率，根据法拉第电磁感应定律求出感应电动势，由欧姆定律求解感应电流的大小，最后依据楞次定律，即可判定感应电流方向。

考查了法拉第电磁感应定律，与闭合电路欧姆定律的内容，本题是电磁感应与电路知识简单的综合。

当穿过回路的磁通量均匀变化时，回路中才产生恒定电流。

16.【答案】解：

（1）ab杆产生的感应电动势的大小为 

E=BLv=0.1×

1×

1V=0.1V 

（2）感应电流大小为I=

=1A 

ab杆所受的安培力大小为 

FA=BIL=0.1×

1N=0.1N 

a=

=4.5m/s2 

（3）∵FA=BIL=

F-FA=ma 

∴F-

=ma 

当 

a=0 

时，v达到最大 

∴vm=

m/s=10m/s 

（1）ab杆产生的感应电动势的大小为0.1V；

（2）ab杆的加速度的大小是4.5m/s2． 

（3）ab杆所能达到的最大速度是10m/s．

（1）ab杆向右运动时垂直切割磁感线，由E=BLv求出感应电动势的大小；

（2）根据欧姆定律和安培力公式F=BIL求出安培力的大小，由牛顿第二定律求解加速度的大小． 

（3）杆ab先做加速度减小的变加速运动，后做匀速运动，速度达到最大，由平衡条件求出最大速度． 

本题是电磁感应与电路、力学等知识的综合，安培力的分析和计算是关键．对于杆的最大速度也可以根据功率关系列出如下公式求解：

Fvm=