人教版选修32第四章《电磁感应》同步测试1Word下载.docx

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答案　CD

3．（2018·

四川）如图所示，电阻不计的平行金属导轨固定在一绝缘斜面上，两相同的金属导体棒a、b垂直于导轨静止放置，且与导轨接触良好，匀强磁场垂直穿过导轨平面．现有一平行于导轨的恒力F作用在a的中点，使其向上运动．若b始终保持静止，则它所受摩擦力可能（　　）

A．变为0　　　　　　B．先减小后不变

C．等于FD．先增大再减小

解析　对b，由平衡条件可得，未施加恒力F时，有mgsinθ＝Ffb，当施加恒力F后，因b受到安培力沿斜面向上，故有：

F安＋Ffb＝mgsinθ.对a棒来说，在恒力F作用下，先做加速最后做匀速运动，对b来说受到安培力先增大，然后不变，b受摩擦力先减小后不变，故B选项正确．若F安＝mgsinθ，则Ffb＝0，故A选项正确．若Ffb＝F，则对a、b棒组成的系统，所受的合力将沿斜面向下，与题中两棒的运动状态不符，故C选项错误．

答案　AB

4．如图所示，用铝制成⊃型框，将一质量为m的带电小球用绝缘细线悬挂在框的上方，使整体在匀强磁场中沿垂直于磁场的方向向左以速度v匀速运动，悬挂拉力为F，则（　　）

A．F＝mgB．F>

mg

C．F<

mgD．无法判断

解析　当框运动时切割磁感线，感应电动势E＝BLv，则上下金属板电势差为E，带电小球受到绳的拉力F，重力mg，电场力和洛伦兹力，电场力F电＝q

＝

＝qvB，f洛＝qvB，所以洛伦兹力和电场力大小相等方向相反，故A选项正确．

答案　A

5．如图所示，a和c分别是线圈的两个端点，b是线圈的中心抽头，a和b分别与平行导轨连接．当金属杆MN贴着导轨向左加速切割垂直于纸面向里的磁场时，设a、b、c三点的电势各为φa、φb、φc，则（　　）

A．φa>

φb，φc<

φbB．φc>

φb，φa>

φb

C．φa<

φbD．φa<

φb，φc>

解析　由右手定则可知φb>

φa，当MN加速运动时，在线圈ab中产生增强的感应电流，增强的磁场，在bc线圈产生感应电动势，φc>

φb，故D选项正确．

答案　D

6．在右图所示电路中，L是自感系数足够大的线圈（直流电阻不计），A、B为两只相同的灯泡．下列说法中正确的是（　　）

A．在S刚闭合时，A灯逐渐变亮，B灯立即变亮

B．在S刚闭合时，两灯同时亮，然后A灯熄灭，B灯更亮

C．S闭合一段时间后，再将S断开，A、B两灯同时熄灭

D．S闭合一段时间后，再将S断开，A灯亮一会熄灭，B灯立即熄灭

解析　S闭合的瞬间，由于自感的作用，L上的电流只能逐渐增大，所以开始时A、B灯同时亮，A错．当稳定后，由于L的电阻为零，它把A灯短路，所以A灯熄灭．B灯更亮，B正确．S断开的瞬间，由于自感的作用，使与线圈相连的A灯又亮一会儿熄灭，而B灯立即熄灭，C错，D正确．

答案　BD

7.

如图所示，三角形金属导轨EOF上放有一根金属杆ab，在外力作用下，保持ab与OF垂直，以速度v匀速向右移动，设导轨和金属杆都是用粗细相同的同种材料制成的，ab与导轨接触良好，则下列判断正确的是（　　）

A．电路中的感应电动势大小不变

B．电路中的感应电流大小不变

C．电路中的感应电动势大小逐渐增大

D．电路中的感应电流大小逐渐增大

解析　随着导体棒向右运动有效切割长度不断增大，速度不变，感应电动势不断增大，故A错，C对；

设导体的横截面积为S，电阻率为ρ，如图所示．

电路中感应电流，当导体棒的有效切割长度为l时

I1＝

.

当导体棒向右移动Δl1时，有

，此时感应电流

I2＝

所以I1＝I2，故B对，D错．

答案　BC

8．如图所示，由粗细均匀的电阻丝制成的边长为L的正方形线框abcd，其总电阻为R.现使线框以水平向右的速度v匀速穿过一宽度为2L、磁感应强度为B的匀强磁场区域，整个过程中ab、cd两边始终保持与磁场边界平行．令线框的cd边刚好与磁场左边界重合时开始计时（t＝0），电流沿abcda流动的方向为正，U0＝BLv.在下图中线框中a、b两点间电势差Uab随线框cd边的位移x变化的图像正确的是下图中的（　　）

解析　解法一：

当线框向右穿过磁场的过程中，由右手定则可判断出总是a点的电势高于b点电势，即Uab>

0，所以A、C、D错误，只有B项正确．

解法二：

只有cd边进入磁场时，产生的感应电动势E＝BLv，由闭合电路欧姆定律可求得：

在ab边进入磁场前Uab＝

E＝

BLv＝

U0；

ab边进入磁场后，cd边还没出磁场前，线框中没有电流，这时Uab等于ab框的感应电动势，即Uab＝BLv＝U0；

在cd边出磁场后，ab边出磁场前，线框中ab边做切割磁感线运动，因此ab边相当于电路中的电源，这时ab两点的电势差等于电路的外电压，由闭合电路欧姆定律知：

Uab＝

U0，所以B项正确．

第Ⅱ卷（非选择题，共60分）

二、填空题（本题共2小题，9小题12分，10小题6分，共18分．将正确结果填在题中横线上）

9．在“研究电磁感应现象”的实验中，首先要按图①接线，以查明电流表指针的偏转方向与电流方向之间的关系；

然后按图②将电流表与线圈B连成一个闭合电路，将线圈A、电池、滑动变阻器和开关串联成另一个闭合电路．在图①中，当闭合S时，观察到电流表指针向左偏（不通电时指针停在正中央）．

在图②中：

（填“向左”、“向右”、“不”）

（1）S闭合后，将螺线管A插入螺线管B的过程中，电流表的指针将________偏转．

（2）线圈A放在B中不动时，指针________偏转．

（3）线圈A放在B中不动，将滑动变阻器的滑片向右滑动时，电流表指针________偏转．

（4）线圈A放在B中不动，突然切断开关S时，电流表指针________偏转．

解析　由图①可知，电流从接线柱“＋”流入电流表时，指针向左偏转，则电流从接线柱“－”流入电流表时，指针向右偏转．

（1）在图②中，S闭合后，通电线圈A相当于一根条形磁铁（S极在下，N极在上）．A插入B中时，穿过B的方向朝上的磁通量增加，根据楞次定律，B中感应电流的磁场方向朝下，运用安培定则可判断，B中感应电流应从接线柱“－”流入电流表，电流表指针向右偏转．

（2）A在B中不动时，穿过B的磁通量不变化，B中没有感应电流，这时电流表指针不偏转．

（3）A在B中不动，当滑动变阻器的滑片向右滑动时，它的阻值减小，通过A的电流增大，磁场增强，穿过B的磁通量的方向向上增大，B中产生的感应电流从接线柱“－”流入电流表，电流表指针向右偏转．

（4）A在B中不动，突然切断S时，B中方向向上的磁通量突然消失，B中感应电流的磁场方向应朝上，感应电流从接线柱“＋”流入电流表，电流表指针向左偏转．

答案　

（1）向右

（2）不

（3）向右

（4）向左

10．有两个完全相同的灵敏电流计按如图所示连接，若将左表的指针向左拨动时，右表指针将向________摆动（填“左”或“右”）．

解析　所使用的灵敏电流计为磁电式电流表，表内有磁场和线圈，当拨动左边电流的指针向左偏，线圈切割磁感线，产生感应电流，流入右侧的灵敏电流计，使线圈受到的安培力使指针摆动．假设左侧电流表是从接线柱“＋”流入的，由接线柱“－”流出的．此电流在左侧电流表中受到的安培力，阻碍表针向左拨动．即安培力使左侧表指针向右摆．由于连接方法从左边的表流出的电流从右侧的电表的接线柱“－”流入，从接线柱“＋”流出，由于两表结构相同，故右侧表的指针应向左偏转．

答案　左

三、计算题（共3小题，共42分．解答应写出必要的文字说明，方程和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，在答案中必须明确写出数值和单位）

11．（12分）如图所示，匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里，大小随时间的变化率

＝k，k为负的常量．用电阻率为ρ、横截面积为S的硬导线做成一边长为l的方框．将方框固定于纸面内，其右半部位于磁场区域中．求：

（1）导线中感应电流的大小；

（2）磁场对方框作用力的大小随时间的变化率．

解析　

（1）线框中产生的感应电动势E＝

l2k.

在线圈中产生的感应电流I＝

由电阻定律R＝ρ

，

由以上各式得I＝

（2）导线框所受磁场力的大小为

F＝BIl.

它随时间的变化率为

＝Il

由以上各式得

答案　

（1）

（2）

12．（14分）水平放置的两根平行金属导轨ad和bc，导轨两端a、b和c、d两点分别连接电阻R1和R2，组成矩形线框，如图所示，ad和bc相距L＝0.5m，放在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B＝1.2T，一根电阻为0.2Ω的导体棒PQ跨接在两根金属导轨上，在外力作用下以4.0m/s的速度，向右匀速运动，如果电阻R1＝0.3Ω，R2＝0.6Ω，导轨ad和bc的电阻不计，导体与导轨接触良好．求：

（1）导体PQ中产生的感应电流的大小和感应电流的方向；

（2）导体PQ向右匀速滑动的过程中，外力做功的功率．

解析　

（1）E＝BLv＝1.2×

0.5×

4.0V＝2.4V，

R外＝

Ω＝0.2Ω.

I＝

A＝6A.

根据右手定则判定电流方向Q→P.

（2）F＝F磁＝BIL＝1.2×

6×

0.5N＝3.6N，

P＝F·

v＝3.6×

4.0W＝14.4W.

答案　

（1）6A　电流方向Q→P

（2）14.4W

13．（16分）如图所示，一端封闭的两条平行光滑导轨相距L，距左端L处的中间一段被弯成半径为H的

圆弧，导轨左右两段处于高度差H的水平面上，圆弧所在区域无磁场，右段区域存在匀强磁场B0.左段区域在均匀分布但随时间线性变化的磁场B（t），如图②所示．两磁场方向均竖直向上．在圆弧顶端，放置一质量为m的金属棒ab，与导轨左端形成闭合回路．从金属棒下滑开始计时，经过时间t0滑到圆弧底端．设金属棒在回路中的电阻为R，导轨电阻不计，重力加速度为g.

（1）问金属棒在圆弧内滑动时，回路中感应电流的大小和方向是否发生变化？

为什么？

（2）求0到t0时间内，回路中感应电流产生的焦耳热．

（3）探讨在金属棒滑到圆弧底端进入匀强磁场B0的一瞬间，回路中感应电场的大小和方向．

解析　

（1）感应电流的大小和方向不发生改变．因为金属棒在圆弧段滑动时，圆弧段无磁场，所以回路中电流是由左段磁场线性变化引起的，回路中磁通量的变化率不变，故回路中电流大小和方向不变．

（2）0－t0时间内，设回路中感应电动势的大小为E0.感应电流为I，感应电流产生的焦耳热为Q，由法拉第电磁感应定律：

E0＝

＝L2

①

根据闭合电路的欧姆定律

，②

由焦耳定律Q＝I2Rt0，③

由①②③得Q＝

（3）设金属棒进入磁场B0，一瞬间的速度为v0，金属棒在圆弧区域下滑的过程中机械能守恒

mgH＝

mv

金属棒刚进入右段磁场的瞬间，回路中感应电流由闭合电路欧姆定律：

－

（

）．④

根据④讨论

ⅰ.当

时，I＝0；

ⅱ.当

>

时，I＝

）方向b→a；

ⅲ.当

<

）方向a→b.

答案　见解析