人教版高中物理选修32 第四章《电磁感应》单元检测题解析版.docx

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人教版高中物理选修32第四章《电磁感应》单元检测题解析版

《电磁感应》单元检测题

一、单选题

1.如图所示，MN是一根固定的通电直导线，电流方向由N到M，今将一金属框abcd放在导线上，让线框的位置偏向导线的左边，两者彼此绝缘，当导线中的电流突然增大时，线框整体受力情况为（　　）

A．受力沿x轴正向B．受力沿x轴负向

C．受力沿y轴正向D．受力沿y轴负向

2.关于线圈的自感系数大小的下列说法中正确的是（　　）

A．通过线圈的电流越大，自感系数越大

B．线圈中的电流变化越快，自感系数越大

C．插有铁芯时线圈的自感系数会比它没有插入铁芯时大

D．线圈的自感系数与电流的大小，电流变化的快慢，是否有铁芯等都无关

3.如图所示，边长为L的正方形线圈与匀强磁场垂直，磁感应强度为B.当线圈按图示方向以速度v垂直B运动时，下列判断正确的是（　　）

A．线圈中无电流，φa＝φb＝φc＝φdB．线圈中无电流，φa>φb＝φd>φc

C．线圈中有电流，φa＝φb＝φc＝φdD．线圈中有电流，φa>φb＝φd>φc

4.如图所示，一根条形磁铁穿过一个弹性线圈，将线圈面积拉大，放手后穿过线圈的（　　）

A．磁通量减少且合磁通量向左

B．磁通量增加且合磁通量向左

C．磁通量减少且合磁通量向右

D．磁通量增加且合磁通量向右

5.下列用电器属于应用涡流现象的是（　　）

A．电磁灶B．电视机C．电冰箱D．电吹风

6.自感电动势的大小（　　）

A．跟通过线圈的电流大小成正比

B．跟线圈中的磁通量变化的大小成正比

C．跟线圈中的电流变化大小成正比

D．跟线圈中的电流变化快慢成正比

7.如图所示，两个同心放置的共面金属圆环a和b，一条形磁铁穿过圆心且与环面垂直，则穿过两环的磁通量Φa、Φb的大小关系为（　　）

A．Φa＞ΦbB．Φa＜ΦbC．Φa＝ΦbD．无法比较

8.首先发现电流的磁效应现象的科学家是（　　）

A．奥斯特B．法拉第C．库仑D．爱因斯坦

9.如图所示，导体棒AB长2R，绕O点以角速度ω沿逆时针方向匀速转动，OB为R，且OBA三点在一直线上，有一匀强磁场磁感应强度为B，充满转动平面且与转动平面垂直，那么AB两端的电势差大小为（　　）

A．

BωR2B．2BωR2C．4BωR2D．6BωR2

10.如图所示，用细导线围成一个有缺口的双环形回路，环所在的广阔空间有垂直纸面向外的匀强磁场，当磁感应强度减小的过程中，下列各图感应电流方向正确的是（　　）

A．

B．

C．

D．

11.水平放置的光滑导轨上放置一根长为L、质量为m的导体棒ab，ab处在磁感应强度大小为B、方向如图所示的匀强磁场中，导轨的一端接一阻值为R的电阻，导轨及导体棒电阻不计．现使ab在水平恒力F作用下由静止沿垂直于磁场的方向运动，当通过位移为x时，ab达到最大速度vm.此时撤去外力，最后ab静止在导轨上．在ab运动的整个过程中，下列说法正确的是（　　）

A．撤去外力后，ab做匀减速运动

B．合力对ab做的功为Fx

C．R上释放的热量为Fx＋

mv

D．R上释放的热量为Fx

二、多选题

12.如图所示，金属棒ab、cd与足够长的水平光滑金属导轨垂直且接触良好，匀强磁场的方向竖直向下．则ab棒在恒力F作用下向右运动的过程中，有（　　）

A．安培力对ab棒做正功

B．安培力对cd棒做正功

C．abdca回路的磁通量先增加后减少

D．F做的功等于回路产生的总热量和系统动能的增量之和

13.如图所示，相距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为θ，上端接有定值电阻R，匀强磁场垂直于导轨平面、磁感应强度为B.将质量为m的导体棒由静止释放，当速度达到v时开始匀速运动，此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力，并保持拉力的功率恒为P，导体棒最终以2v的速度匀速运动．导体棒始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨和导体棒的电阻，重力加速度为g.下列选项正确的是（　　）

A．P＝2mgvsinθ

B．P＝3mgvsinθ

C．当导体棒速度达到0.5v时加速度大小为0.5gsinθ

D．在导体棒速度达到2v以后匀速运动的过程中，R上产生的焦耳热等于拉力所做的功

14.如图所示，A、B为大小、形状均相同且内壁光滑、但用不同材料制成的圆管，竖直固定在相同高度．两个相同的磁性小球，同时从A、B管上端的管口无初速度释放，穿过A管比穿过B管的小球先落到地面．下面对于两管的描述中可能正确的是（　　）

A．A管是用塑料制成的，B管是用铜制成的

B．A管是用铝制成的，B管是用胶木制成的

C．A管是用胶木制成的，B管是用塑料制成的

D．A管是用胶木制成的，B管是用铝制成的

15.如图所示，光滑固定导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放置于导轨上，形成一个闭合回路，一条形磁铁从高处下落接近回路时（　　）

A．P、Q将相互靠拢B．P、Q将相互远离

C．磁铁的加速度仍为gD．磁铁的加速度小于g

三、实验题

16.如图为“研究电磁感应现象”的实验装置，部分导线已连接．

（1）请用笔画线代替导线将图中未完成的电路连接好．

（2）闭合开关时发现灵敏电流计的指针向左偏了一下．将原线圈A迅速拔出副线圈B，发现电流计的指针向________偏；原线圈插入副线圈不动，将滑动变阻器滑片迅速向右移动，发现电流计的指针向________偏．

四、计算题

17.一根导体棒Oa长度为l、电阻不计，绕O点在垂直于匀强磁场B的平面内以角速度ω做匀速圆周运动，求其产生的电动势．

18.如图所示，空间存在一个方向垂直桌面向下的磁场．现将质量为m、边长为L的正方形线框MNPQ，静止放在光滑绝缘足够大的水平桌面上，PQ边与y轴重合．MN边的电阻为R1，PQ边的电阻为R2，线框其余部分电阻不计．

（1）若磁场随时间的变化规律为Bt＝B0＋kt（k为大于零的已知常数），求线框中感应电流的大小和方向.

（2）若磁场不随时间变化，而是按照下列情况分布：

磁感应强度沿y轴方向均匀分布，沿x轴方向按规律Bx＝kx变化（k为大于零的已知常数），线框从t＝0时刻、以初速度v0由图示位置向x轴正方向平动．求在图示位置线框所受安培力的大小和方向．

（3）在第

（2）问中，若R1＝2R2，求在整个运动过程中，电阻R1产生的焦耳热．

19.如图所示，在宽度为0.4m无限长的水平导轨上垂直放置一阻值为1Ω的金属棒PQ，导轨处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为2T，金属棒PQ以v＝5m/s的速度向右做匀速运动，在导轨A、B两点间接电阻R1、R2、R3的阻值均为4Ω，电容器的电容为30μF，电流表的内阻不计，求：

（1）判断PQ上的电流方向；

（2）PQ棒产生的感应电动势；

（3）电流表的示数；

（4）电容器所带的电荷量．

答案解析

1.【答案】A

【解析】根据安培定则可得，MN右侧磁场方向为垂直纸面向里，左侧磁场方向垂直纸面向外，并且左侧磁通量大于右侧穿过金属框的磁通量，所以穿过线框整体磁通量垂直纸面向外增大，根据楞次定律，线圈要向右移动，才能阻碍原磁场磁通量的增大，故A正确．

2.【答案】C

【解析】自感系数由线圈自身决定，与其它因素无关．线圈越长、单位长度上匝数越多自感系数越大，有铁芯比没有铁芯大得多，C正确．

3.【答案】B

【解析】线圈在运动过程中，穿过线圈的磁通量不变，所以在线圈中不会产生感应电流，C、D错，但导体两端有电势差，根据右手定则，可知B正确．

4.【答案】B

【解析】放手后线圈的面积将减小，由条形磁铁磁感线分布特点可知，当弹性线圈面积减小时，磁场外部的磁通量减少，磁场内部的磁通量未发生变化，合磁通量增加，且合磁通量

向左．

5.【答案】A

【解析】电磁灶是利用涡流现象工作的，故选A.传统的显像管电视机是利用磁场、电场控制带电粒子的运动，不属于涡流，现在的液晶显示器，也不是利用涡流，选项B错误；电冰箱是利用物质的吸热等作用，选项C错；电吹风是利用电流在磁场中受力转动完成，选项D错误．

6.【答案】D

【解析】自感电动势的大小与线圈中电流变化的快慢成正比，D选项正确．

7.【答案】A

【解析】根据磁感线的分布情况可知，磁铁内部穿过环面的磁感线方向向上，外部磁感线方向向下．由于磁感线是闭合曲线，磁铁内部的磁感线条数等于磁铁外部磁感线的总条数，而磁铁外部磁感线分布在无限大的空间，所以穿过环面的磁铁外部向下的磁感线将磁铁内部向上的磁感线抵消一部分，a的面积小，抵消较小，则磁通量较大，所以Φa＞Φb.故选A.

8.【答案】A

【解析】奥斯特发现了通电导体周围存在磁场，是第一个发现电流磁效应的科学家．

9.【答案】C

【解析】vB＝ωR，vA＝ω·3R，所以

AB＝

＝2ωR.

所以E＝B·2R·

AB＝4BωR2.选项C正确．

10.【答案】D

【解析】如题图所示的模型，其细导线的闭合回路是长条弧形，根据楞次定律可得D选项中感应电流方向正确．

11.【答案】D

【解析】撤去外力后，导体棒水平方向只受安培力作用，而F安＝

，F安随v的变化而变化，故棒做加速度变化的变速运动，A错；对整个过程由动能定理得W合＝ΔEk＝0，B错；由能量守恒定律知，外力做的功等于整个回路产生的电能，电能又转化为R上释放的热量，即Q＝Fx，C错，D正确．

12.【答案】BD

【解析】ab棒向右运动产生感应电流，电流通过cd棒，cd棒受向右的安培力作用随之向右运动．设ab、cd棒的速度分别为v1、v2，运动刚开始时，v1>v2，回路的电动势E＝

，电流为逆时针方向，ab、cd棒所受的安培力方向分别向左、向右，安培力分别对ab、cd棒做负功、正功，选项A错误，B正确；金属棒最后做加速度相同、速度不同的匀加速运动，且v1>v2，abdca回路的磁通量一直增加，选项C错误；对系统，由动能定理可知，F做的功和安培力对系统做的功的代数和等于系统动能的增量，而安培力对系统做的功等于回路中产生的总热量，选项D正确．

13.【答案】AC

【解析】

当导体棒的速度达到v时，对导体棒进行受力分析如图甲所示．

mgsinθ＝BIL，I＝

，

所以mgsinθ＝

，①

当导体棒的速度达到2v时，对导体棒进行受力分析如图乙所示．

mgsinθ＋F＝

，②

由①②可得F＝mgsinθ

功率P＝F×2v＝2mgvsinθ，故A正确．

当导体棒速度达到

时，对导体棒受力分析如图丙所示．

a＝

，③

由①③可得a＝

gsinθ，故C正确．

当导体棒的速度达到2v时，安培力等于拉力和mgsinθ之和，所以以后匀速运动的过程中，R上产生的焦耳热等于拉力和重力做功之和，故D错误．

14.【答案】AD

【解析】由题意可知，小球在B管中下落的速度要小于A管中的下落速度，故说明小球在B管时受到阻力作用．其原因是金属导体切割磁感线，从而使闭合的导体中产生感应电流，由于磁极间的相互作用而使小球受向上的阻力．故B管应为金属导体，如铜、铝、铁等，而A管应为绝缘体，如塑料、胶木等，故AD正确．

15.【答案】AD

【解析】根据楞次定律，感应电流总要阻碍产生感应电流的原因，本题中“原因”是回路中磁通量的增加，P、Q可通过“增缩减扩”的方式进行阻碍，故可得A正确．根据左手定则，回路电流受到向下的力的作用，由牛顿第三定律知磁铁受向上的作用力，所以磁铁的加速度小于g，故选A、D.

16.【答案】

（1）连线如图：

（2）右　右

【解析】

（1）连线如图；

（2）闭合开关时发现灵敏电流计的指针向左偏了一下．可知磁通量增加时指针左偏；将原线圈A迅速拔出副线圈B，则磁通量减小，故电流计的指针向右偏；原线圈插入副线圈不动，将滑动变阻器滑片迅速向右移动，则A线圈中电流减小，则磁通量减小，故电流计的指针向

右偏．

17.【答案】E＝

Bωl2

【解析】利用法拉第电磁感应公式E＝n

的导出公式E＝Blv求解．由于杆上各点的线速度都不相同，并且各点的线速度大小正比于该点到O点的距离，O点速度为零，a点速度最大，为ωl，则整个杆的平均速度为

，相当于棒中点瞬时速度的大小，产生的电动势E＝Bl

＝Bl

＝

Bωl2.

18.【答案】

（1）I＝

，方向沿NPQMN

（2）F＝LIB＝

，方向沿－x方向（或水平向左）

（3）

mv

【解析】

（1）根据法拉第电磁感应定律可知：

E＝

＝L2

＝kL2

感应电流的大小I＝

＝

感应电流的方向沿NPQMN.

（2）MN处的磁感应强度为kL，所以MN切割产生的电动势E＝BLv0＝kL2v0，

PQ处磁感应强度为0，所以其产生的电动势也为0，

因此线框中的感应电动势E＝kL2v0

线框中的感应电流I＝

＝

线框受的安培力方向沿－x方向（或水平向左）

安培力大小为F＝LIB＝

（3）线框最终停止，根据能量关系，线框中产生的焦耳热为Q＝

mv

电阻R1产生的焦耳热为QR1＝

Q＝

mv

.

19.【答案】

（1）Q到P　

（2）4V　（3）0.8A　（4）9.6×10－6C

【解析】

（1）由右手定则判定金属棒上电流方向：

Q到P

（2）根据公式可得E＝BLv＝4V

（3）根据闭合回路欧姆定律可得I＝

＝0.8A

（4）根据欧姆定律可得UC＝IR3＝3.2V　Q＝CUC＝9.6×10－5C.