电磁感应试题.docx
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电磁感应试题
电磁感应试题
一、选择题（本题共13小题，每小题4分，共52分。
在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项，有的小题有多个选项正确。
全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的或不答的得0分。
）
1．（2013·广安期末）如图所示的装置中，若光滑金属导轨上的金属杆ab向右发生移动，其原因可能是（ ）
A．突然将S闭合 B．突然将S断开
C．S闭合，增大R的阻值D．S闭合，减小R的阻值
解析：
本题以理想变压器为模型考查楞次定律和左手定则．ab杆向右移动说明所受安培力向右，则杆中电流方向为由a→b，副线圈中电流产生的磁场方向向上，故原线圈中磁场向下增强，AD正确．难度中等．
答案：
AD
2．（2013·莆田二模）北半球地磁场的竖直分量向下．如图所示，在北京某中学实验室的水平桌面上，放置边长为L的正方形闭合导体线圈abcd，线圈的ab边沿南北方向，ad边沿东西方向．下列说法中正确的是（ ）
A．若使线圈向东平动，则a点的电势比b点的电势低
B．若使线圈向北平动，则a点的电势比b点的电势低
C．若以ab为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为a→b→c→d→a
D．若以ab为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为a→d→c→b→a
解析：
本题考查了电磁感应的有关知识．北半球地磁场的竖直分量向下，若使线圈向东平动，根据左手定则，a点的电势比b点的电势低，A选项正确；若以ab为轴将线圈向上翻转，磁通量减小，根据楞次定律可知，线圈中感应电流方向为a→b→c→d→a，C选项正确．本题难度中等．
答案：
AC
3．（2013·衡水一模）如图甲所示，两个闭合圆形线圈a、b的圆心重合，放在同一个水平面内，线圈b中通以如图乙所示的电流，设t＝0时b中的电流沿逆时针方向（如图甲中箭头所示），则线圈a在0～t2时间内（ ）
A．一直有顺时针方向的电流
B．一直有逆时针方向的电流
C．先有逆时针方向的电流，后有顺时针方向的电流
D．先有顺时针方向的电流，后有逆时针方向的电流
解析：
本题考查楞次定律．根据楞次定律增反减同的原理可得，电流方向一直为逆时针方向，B项正确．本题难度中等．
答案：
B
4．（2013·株洲联考）如图所示，一半圆形铝框处在水平向外的非匀强磁场中，场中各点的磁感强度为By＝，y为该点到地面的距离，c为常数，B0为一定值．铝框平面与磁场垂直，直径ab水平，（空气阻力不计）铝框由静止释放下落的过程中（ ）
A．铝框回路磁通量不变，感应电动势为0
B．回路中感应电流为顺时针方向，直径ab两点间电势差为0
C．铝框下落的加速度大小一定小于重力加速度g
D．直径ab受安培力向上，半圆弧ab受安培力向下，铝框下落加速度大小可能等于g
解析：
本题考查电磁感应．由题意知，y越小，磁感应强度越大，下落过程中磁通量逐渐增加，产生感应电动势、感应电流，A错；由楞次定律知，感应电流沿顺时针方向，但Uab>0，B错；半圆弧受的安培力向下，直径ab受的安培力向上，由于直径ab处的磁场较强，受的安培力大，半圆弧的水平等效长度与直径ab相等，但磁场较弱，受到安培力较小，所以铝框受到的安培力的合力向上，C对D错．本题属中档题．
答案：
C
5．（2013·九江模拟）如图所示，一个水平放置的“∠”形光滑导轨固定在磁感应强度为B的匀强磁场中，ab是粗细、材料与导轨完全相同的导体棒，导体棒与导轨接触良好．在外力作用下，导体棒以恒定速度v向右平动，以导体棒在图中所示位置的时刻作为计时起点，则回路中感应电动势E、感应电流I、导体棒所受外力的功率P和回路中产生的焦耳热Q随时间变化的图象中正确的是
（ ）
解析：
设单位长度电阻为r，感应电动势E＝BLv＝Bv2ttanθ，E∝t，A对；感应电流I＝＝不变，B错；功率P＝EI，P∝t，C对；焦耳热Q＝EIt，Q∝t2，D错．选AC.本题中等难度．
答案：
AC
6．（2013·岳阳二模）图甲中A是一底边宽为L的闭合线框，其电阻为R.现使线框以恒定的速度v沿x轴向右运动，并穿过图中所示的宽度为d的匀强磁场区域，已知L解析：
本题考查了电磁感应、安培力、左手定则等有关知识．当线框进入磁场后，根据楞次定律可以判断感应电流的方向为逆时针，根据左手定则，安培力的方向为负x轴；出磁场时，同理可判断安培力的方向为负x轴，所以D选项正确．本题难度中等．
答案：
D
7．（2013·四平联考）一矩形线圈位于一随时间t变化的匀强磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面（纸面）向里，如图甲所示，磁感应强度B随t的变化规律如图乙所示．以I表示线圈中的感应电流，以图甲中线圈上箭头所示方向的电流为正，则以下的I－t图中正确的是（ ）
解析：
由法拉第电磁感应定律及楞次定律可判断A选项正确．
答案：
A
8．（2013·南平一模）如图所示，足够长的平行光滑导轨与水平面成θ角，完全处于方向竖直向上的某匀强磁场中．一根质量为m的金属棒ab与导轨接触良好，沿导轨匀速下滑且保持水平，不计导轨和金属棒的电阻，则在金属棒下滑的一段时间内（ ）
A．棒中感应电流的方向由b流向a
B．棒所受到的安培力方向沿斜面向上
C．电阻R上消耗的电功率等于金属棒ab克服安培力做功的功率
D．棒的重力所做的功等于其重力势能的减少量与电阻R上产生的热量之和
解析：
由右手定则可判断电流由a流向b，A错；由左手定则可判断安培力沿水平方向，B错；由功能关系可知C对D错．选C，本题容易．
答案：
C
9．（2013·三明联考）半径为r带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接，两板间距为d，如图甲所示．有一变化的磁场垂直于纸面，规定向内为正，变化规律如图乙所示．在t＝0时刻平板之间中心有一重力不计，电荷量为q的静止微粒．则以下说法正确的是（ ）
A．第2秒内上极板为正极
B．第3秒内上极板为负极
C．第2秒末微粒回到了原来位置
D．第2秒末两极板之间的电场强度大小为0.2πr2/d
解析：
本题考查楞次定律和法拉第电磁感应定律及匀强电场中电场强度和电势差的关系．根据楞次定律可以判断，0～1s内上极板为负，1～3s内上极板为正，3～4s内上极板为负，极板间电压随时间变化的图象如图所示．可以判断A项正确，B项错误；在不碰到极板的情况下，在2s末微粒将离出发点最远，C项错误；第2s末两板间的电压为U＝S＝0.1πr2，两板间电场强度为E＝＝，D项错误．本题正确答案A.
答案：
A
10．（2013·晋中一模）某同学在实验室里熟悉各种仪器的使用．他将一条形磁铁放在水平转盘上，如图甲所示，磁铁可随转盘转动，另将一磁感应强度传感器固定在转盘旁边．当转盘（及磁铁）转动时，引起磁感应强度测量值周期性地变化，该变化的周期与转盘转动周期一致，经过操作，该同学在计算机上得到了如图乙所示的图象．该同学猜测磁感应强度传感器内有一线圈，当测得磁感应强度最大时就是穿过线圈的磁通量最大时．按照这种猜测（ ）
A．在t＝0.1s时刻，线圈内产生的感应电流的方向发生了变化
B．在t＝0.15s时刻，线圈内产生的感应电流的方向发生了变化
C．在t＝0.1s时刻，线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值
D．在t＝0.15s时刻，线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值
解析：
当磁极靠近传感器时感应电流最大，电流的方向发生变化，结合图象可知AC对．本题中等难度．
答案：
AC
11．（2013·于都一模）如图甲所示，固定在水平面内的光滑金属框架cdeg处于方向竖直向下的匀强磁场中，金属杆ab与金属框架接触良好．在两根导轨的端点d、e之间连接一电阻，其他部分电阻忽略不计．现用一水平向右的外力F作用在金属杆ab上，使金属杆在框架上由静止开始向右滑动，运动中杆ab始终垂直于框架．图乙为一段时间内金属杆受到的安培力f随时间t的变化关系，则图丙中可以表示此段时间内外力F随时间t变化关系的图象是（ ）
解析：
本题考查了安培力、电磁感应等知识．安培力f＝BIL＝，安培力线性增大，金属杆的速度也线性增加，金属杆做匀加速直线运动，所以F－f＝定值，B正确．本题难度较大．
答案：
B
12．（2013·丰台一模）如图所示，在水平方向的匀强磁场中竖直放置两平行导轨，磁场方向与导轨所在平面垂直．质量分别为ma和mb的两金属棒a和b与导轨相连，并可沿导轨无摩擦滑动．现用一恒力F向上拉a，结果a和b分别向上和向下做匀速运动，速度大小相等．此时F的功率为P1，感应电流做功的功率为P2.下列关于P1和P2大小关系的说法正确的是（ ）
A．P1一定等于P2
B．P1一定大于P2
C．若ma大于mb，则P1一定小于P2
D．若ma大于mb，则P1一定大于P2
解析：
感应电流做功的功率加上系统克服重力做功的功率就等于恒力F的功率，D正确．
答案：
D
13．（2013·白山联考）如图甲所示，光滑平行金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成θ角，M、P两端接一阻值为R的定值电阻，阻值为r的金属棒ab垂直导轨放置，其他部分电阻不计．整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向上．t＝0时对棒施一平行于导轨的外力F，棒由静止开始沿导轨向上运动，通过R的感应电流随时间t变化的关系如图乙所示．下列关于穿过回路abPMa的磁通量Φ和磁通量的瞬时变化率以及a、b两端的电势差Uab和通过棒的电荷量q随时间变化的图象中，正确的是（ ）
解析：
由题意，设杆ab的长度为L，I＝，v＝I，所以杆的加速度a＝＝·，所以杆沿斜面向上匀加速运动，v＝at，Φ＝BS＝BLat2，与时间不成正比，A错；＝BLat，与时间成正比，B对；Uab＝＝t，Uab与时间t成正比，C错；q＝It＝t2，D错．本题属于中等难度．
答案：
B
二、计算题（本题共4小题，共48分。
写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。
）
14．（2013·北京房山区一模）（12分）如右图所示，用质量为m、电阻为R的均匀导线做成边长为l的单匝正方形线框MNPQ，线框每一边的电阻都相等．将线框置于光滑绝缘的水平面上．在线框的右侧存在竖直方向的有界匀强磁场，磁场边界间的距离为2l，磁感应强度为B.在垂直MN边的水平拉力作用下，线框以垂直磁场边界的速度v匀速穿过磁场．在运动过程中线框平面水平，且MN边与磁场的边界平行．求：
（1）线框MN边刚进入磁场时，线框中感应电流的大小；
（2）线框MN边刚进入磁场时，M、N两点间的电压UMN；
（3）在线框从MN边刚进入磁场到PQ边刚穿出磁场的过程中，水平拉力对线框所做的功W.
解析：
（1）线框MN边在磁场中运动时，感应电动势E＝Blv
线框中的感应电流 I＝＝
（2）M、N两点间的电压UMN＝E＝Blv
（3）只有MN边在磁场中时，线框运动的时间t＝
此过程线框中产生的焦耳热Q＝I2Rt＝
只有PQ边在磁场中运动时线框中产生的焦耳热
Q＝
根据能量守恒定律得水平外力做功
W＝2Q＝
本题考查了电磁感应定律、能量守恒定律、功、恒定电流等有关方面的知识，综合能力比较强，本题难度较大．
15．（2013·诸城一中月考）（12分）如图所示，平行导轨MN和PQ相距0.5m，电阻可忽略．其水平部分是粗糙的，置于0.60T竖直向上的匀强磁场中，倾斜部分是光滑的，该处没有磁场．导线a和b质量均为0.20kg，电阻均为0.15Ω，a
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