电磁感应单元测试答案及解析.docx
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电磁感应单元测试答案及解析
电磁感应单元测试（答案及解析）
2015—2016学年度第二学期高二物理第一单元考试卷
电磁感应
一、单项选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分。
每小题只有一个选项正确）
1．下列现象中属于电磁感应现象的是（ ）
A．磁场对电流产生力的作用
B．变化的磁场使闭合电路中产生电流
C．插在通电螺线管中的软铁棒被磁化
D．电流周围产生磁场
解析：
磁场对电流产生力的作用属于通电导线在磁场中的受力情况；插在通电螺线管中的软铁棒被磁化属于电流的磁效应；电流周围产生磁场属于电流的磁效应；而变化的磁场使闭合电路中产生电流属于电磁感应现象。
故正确答案为B。
答案：
B
2．如图1所示，开始时矩形线框与匀强磁场的方向垂直，且一半在磁场内，一半在磁场外，若要使线框中产生感应电流，下列办法中不可行的是（ ）
A．将线框向左拉出磁场
B．以ab边为轴转动（小于90°）
C．以ad边为轴转动（小于60°）
D．以bc边为轴转动（小于60°）
解析：
将线框向左拉出磁场的过程中，线框的bc部分做切割磁感线的运动，或者说穿过线框的磁通量减少，所以线框中将产生感应电流。
当线框以ab边为轴转动时，线框的cd边的右半段在做切割磁感线的运动，或者说穿过线框的磁通量在发生变化，所以线框中将产生感应电流。
当线框以ad边为轴转动（小于60°）时，穿过线框的磁通量在减小，所以在这个过程中线框中会产生感应电流，如果转过的角度超过60°，bc边将进入无磁场区，那么线框中将不产生感应电
C．线圈中无感应电动势
D．线圈中感应电动势大小不变
解析：
因线圈的磁通量均匀变化，所以磁通量的变化率
为一定值，又因为是单匝线圈，据E＝
可知选项D正确。
答案：
D
6．如图2所示，一个半径为L的半圆形硬导体AB以速度v，在水平U型框架上匀速滑动，匀强磁场的磁感应强度为B，回路电阻为R0，半圆形硬导体AB的电阻为r，其余电阻不计，则半圆形导体AB切割磁感线产生感应电动势的大小及AB之间的电势差分别为（ ）
A．BLv；
B．2BLv；BLv
C．2BLv；
D．BLv；2BLv
解析：
半圆形导体AB切割磁感线的有效长度为2L，对应的电动势为E＝2BLv，AB间的电势差UAB＝
R0＝
，故C正确。
答案：
C
二、多项选择题（本题共6小题，每小题6分，共36分。
每小题至少有一个选项正确）
7.如图3所示，线圈abcd在磁场区域ABCD中，下列哪种情况下线圈中有感应电流产生（ ）
A．把线圈变成圆形（周长不变）
B．使线圈在磁场中加速平移C．使磁场增强或减弱
D．使线圈以过ab的直线为轴旋转
解析：
选项A中，线圈的面积变化，磁通量变化，故A正确；选项B中，无论线圈在磁场中匀速还是加速平移，磁通量都不变，故B错；选项C、D中，线圈中的磁通量发生变化，故C、D正确。
答案：
ACD
8.如图4所示，“U”形金属框架固定在水平面上，金属杆ab与框架间无摩擦。
整个装置处于竖直方向的磁场中。
若因磁场的变化，使杆ab向右运动，则磁感应强度（ ）
A．方向向下并减小
B．方向向下并增大
C．方向向上并增大
D．方向向上并减小
解析：
因磁场变化，发生电磁感应现象，杆ab中有感应电流产生，而使杆ab受到磁场力的作用，并发生向右运动。
而杆ab向右运动，使得闭合回路中磁通量有增加的趋势，说明原磁场的磁通量必定减弱，即磁感应强度正在减小，与方向向上、向下无关。
答案：
AD
9.某空间出现了如图5所示的一组闭合电场线，方向从上向下看是顺时针的，这可能是（ ）
A．沿AB方向磁场在迅速减弱
B．沿AB方向磁场在迅速增强
C．沿BA方向磁场在迅速增强
D．沿BA方向磁场在迅速减弱
解析：
感生电场的方向从上向下看是顺时针的，假设在平行感生电场的方向上有闭合回路，则回路中的感应电流方向从上向下看也应该是顺时针的，由右手螺旋定则可知，感应电流的磁场方向向下，根据楞次定律可知，原磁场有两种可能：
原磁场方向向下且沿AB方向减弱，或原磁场方向向上，且沿BA方向增强，所以A、C有可能。
答案：
AC
10．下列说法正确的是（ ）
A．当线圈中电流不变时，线圈中没有自感电动势
B．当线圈中电流反向时，线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相反
C．当线圈中电流增大时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反
D．当线圈中电流减小时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反
解析：
由法拉第电磁感应定律可知，当线圈中电流不变时，不产生自感电动势，A对；当线圈中电流反向时，相当于电流减小，线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相同，B错；当线圈中电流增大时，自感电动势阻碍电流的增大，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反，C对；当线圈中电流减小时，自感电动势阻碍电流的减小，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相同，D错。
答案：
AC
11.高频焊接原理示意图，如图6所示，线圈通以高频交流电，金属工件的焊缝中就产生大量焦耳热，将焊缝熔化焊接，要使焊接处产生的热量较大可采用（ ）
A．增大交变电流的电压
B．增大交变电流的频率
C．增大焊接缝的接触电阻
D．减小焊接缝的接触电阻
解析：
增大交变电流的电压和交变电流的频率均可使电流的变化率增大，由E＝n
知，感应电动势和涡流均增大，焊接处的发热功率增大，若增大焊接缝的接触电阻，则焊接处的电压、功率分配就越大，产生的热量就会越大，故A、B、C均正确，D错误。
答案：
ABC
12.如图7所示，闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度的大小随时间变化。
下列说法正确的是（ ）
A．应电流可能减小
B．当磁感应强度增加时，线框中的感应电流一定增大
C．当磁感应强度减小时，线框中的感应电流一定增大
D．当磁感应强度减小时，线框中的感应电流可能不变
解析：
根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小由磁通量的变化率来决定，磁感应强度增加或减小时，磁通量的变化率均可能增加、减小或者不变，所以线框中的感应电流可能增加，可能减小，可能不变，A、D正确。
答案：
AD
三、非选择题（本题共4小题，共46分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位）
13.（8分）在研究电磁感应现象实验中。
（1）为了能明显地观察到实验现象，请在如图所示的实验器材中，用实线连接成相应的实物电路图。
（2）将原线圈插入副线圈中，闭合电键，副线圈中感应电流与原线圈中电流的绕行方向相同的实验操作是（）
（A）插入软铁棒（B）拔出副线圈
（C）使变阻器阻值变大（D）断开电键
13．
（1）见右图（4分）
（2）BCD（4分）
14．如图8所示，有一夹角为θ的金属角架，角架所围区域内存在匀强磁场，磁场的磁感强度为B，方向与角架所在平面垂直，一段直导
线ab，从顶角c贴着角架以速度v向右匀速运动。
求：
（1）t时刻角架的瞬时感应电动势；
（2）t时间内角架的平均感应电动势。
解析：
（1）ab杆向右运动的过程中切割磁感线，构成回路的长度不断变大，感应电动势的大小不断变化。
在t时间内设位移为x，则x＝vt①
切割长度L＝xtanθ②
E＝BLv③
联立①②③得E＝Bv2ttanθ④
（2）由法拉第电磁感应定律得
＝
⑤
ΔΦ＝S·B＝
x
·L·B⑥
联立①②⑤⑥得
＝
Bv2ttanθ。
答案：
（1）Bv2ttanθ
（2）
Bv2ttanθ
12.如图9所示，两根足够长的金属导轨ab、cd竖直放置，导轨间距离为L，电阻不计。
在导轨上端并接两个额定功率均为P、电阻均为R的小灯泡。
整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度方向与导轨所在平面垂直。
现将一质量为m、电阻可以忽略的金属棒MN从图示位置由静止开始释放。
金属棒下落过程中保持水平，且与导轨接触良好。
已知某时刻后两灯泡保持正常发光。
重力加速度为g。
求：
（1）磁感应强度的大小；
（2）灯泡正常发光时导体棒的运动速率。
解析：
（1）设小灯泡的额定电流为I0，有
P＝I
R ①
由题意，在金属棒沿导轨竖直下落的某时刻后，小灯泡保持正常发光，流经MN的电流为
I＝2I0 ②
此时金属棒MN所受的重力和安培力相等，下落的速度达到最大值，有
mg＝BLI ③
联立①②③式得
B＝
（2）设灯泡正常发光时，导体棒的速率为v，由电磁感应定律与欧姆定律得
E＝BLv ⑤
E＝RI0 ⑥
联立①②④⑤⑥式得
v＝
⑦
答案：
（1）
（2）
4．如图10甲所示，一个电阻值为R，匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路。
线圈的半径为r1。
在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图乙所示，图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0。
导线的电阻不计，求0至t1时间内
图10
（1）通过电阻R1上的电流大小及方向。
（2）通过电阻R1上的电荷量q。
解析：
（1）由法拉第电磁感应定律得感应电动势为
E＝n
＝nπr
＝
由闭合电路的欧姆定律，得通过R1的电流大小为
I＝
＝
由楞次定律知该电流由b向a通过R1。
（2）由I＝
得在0至t1时间内通过R1的电量为
q＝It1＝
。
答案：
（1）
电流由b向a通过R1
（2）
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