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32第一章电磁感应含答案

第一章电磁感应

练习一电磁感应现象

一、选择题（每题5分，共60分）

1.A有关磁通量φ下列说法正确的是

A.磁通量越大表示磁感应强度越大

B.面积越大穿过它的磁通量也越大

C.穿过单位面积的磁通量等于磁感应强度

D.磁通密度在数值上等于磁感应强度

答案：

2.A有一矩形线圈，面积为S，匝数为n，将它置于匀强磁场中，且使线圈平面与磁感线方向垂直，设穿过该线圈的磁通量为φ，则该匀强磁场的磁感应强度大小为

A.φ/（ns）

B.nφ/S

C.φ/S

D.无法判断

答案：

3.A关于产生感应电流的条件，下列说法中正确的是

A.只要闭合电路在磁场中运动，闭合电路中就一定有感应电流

B.只要闭合电路中有磁通量，闭合电路中就有感应电流

C.只要导体做切割磁感线运动，就有感应电流产生

D.只要穿过闭合电路的磁感线条数发生变化，闭合电路中就有感应电流

答案：

4.A如图所示，匀强磁场区域宽度为l，现有一边长为d（d>l）的矩形金属框以恒定速度v向右通过磁场区域，该过程中有感应电流的时间总共为

答案：

5.A如图所示，有一根通电的长直导线MN中通有恒定的电流I，一闭合线圈从直导线的左侧平移到右侧的过程中，穿过线圈磁通量的变化情况是

A.先增大后减小

B.先减小后增大

C.增大、减小、增大、减小

D.减小、增大、减小、增大

答案：

6.A如图所示，一个小矩形线圈从高处自由落下，进入较小的有界匀强磁场，线圈平面和磁场保持垂直，设线圈下边刚进入磁场到上边刚接触磁场为A过程；线圈全部进入磁场内运动为B过程;线圈下边出磁场到上边刚出磁场为C过程，则

A.只在A过程中，线圈的机械能不变

B.只在B过程中，线圈的机械能不变

C.只在C过程中，线圈的机械能不变

D.在A、B、C过程中，线圈机械能都不变

答案：

7.A如图所示，矩形线圈与磁场垂直，且一半在匀强磁场内，一半在匀强磁场外，下述过程中使线圈产生感应电流的是

A.以bc为轴转动45°

B.以ad为轴转动45°

C.将线圈向下平移

D.将线圈向上平移

答案：

8.B如图所示，通有恒定电流的导线MN与闭合金属框共面，第一次将金属框由I平移到Ⅱ，第二次将金属框绕cd边翻转到Ⅱ，设先后两次通过金属框的磁通量变化分别为△φ1和△φ2，则

A.△φ1>△φ2

B.△φ1=△φ2

C.△φ1<△φ2

D.不能判断

答案：

9.A如图所示，两个同心放置的共面金属圆环a和b，套在一条形磁铁上，环面与条形磁铁垂直，则穿过两环的磁通量φa和φb的大小关系为

A.φa>φbB.φa=φbC.φa<φbD.无法判断

答案：

lO.B下列说法正确的是

A.磁通量越大，磁通量的变化也越大

B.磁通量变化越大，磁通量变化率也越大

C.磁通量的变化率越大，磁通量变化得越快

D.磁通量等于零时，磁通量的变化率也为零

答案：

11.B如图所示的装置中，若光滑金属导轨上的金属杆ab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.闭合S后，减小电阻R的阻值D.闭合S后，增大电阻R的阻值

答案：

ABCD

12.B如图所示，导线框abed放在光滑导轨上向右运动（abcd与导轨接触良好），G1和G2是两只电流表，则

A.只有G2偏转B.只有G1偏转

C.C1、G2都会偏转D.G1、G2都不偏转

答案：

二、填空题（每线4分，共28分）

13.A如图所示，金属框所围的面积为s，框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直，则穿过线框的磁通量为________；若使线框绕（OO'轴以角速度ω匀速转动，则从图示位置转过90°的过程中，磁通量变化了________，磁通量变化最快的位置是在框架转到________位置.

答案：

BS；BS，线框平面与磁感线平行

14.B图所示，在两平行的反向等值直线电流的正中间放一个闭合线圈，它们在同一平面内，穿过线圈的磁通量为φ，现将其中一根导线中的电流切断，则穿过线圈的磁通量为________；若将两根导线中的电流同时反向，则在此过程中通过线圈的磁通量变化了________.

答案：

，2φ

15.B如图所示，闭合小金属环从高为h的光滑曲面上无初速滚下，又沿曲面的另一侧上升，若图中磁场为匀强磁场，则环上升的高度________h（填“>”、“=”或“<”）；若为非匀强磁场，则环上升的高度应________h.

答案：

=，<（若磁场为匀强磁场，则小金属环中无感应电流，所以小金属环的机械能守恒；若磁场为非匀强磁场，则小金属环中磁通量发生变化，产生感应电流，所以小金属环的机械能通过感应电流做功转化为内能）

三、说理题（12分）

16.C如图所示，闭合的铁芯上有两组线圈，右侧的线圈两端连接一电阻R，左侧的线圈连着水平放置的两平行导轨M、N，导轨处于方向垂直向纸内的匀强磁场中.其上放一金属棒ab，当ab在外力F作用下由静止开始向左做加速运动的过程中，电阻R上是否有感应电流通过?

如有，R上的焦耳热是怎样转化来的?

答案：

解：

ab棒由静止开始向左加速运动的过程中，ab与左侧线圈组成的回路中磁通量增加，左侧的回路中产生了感应电流，由于ab向左加速运动，所以这一感应电流不断增大，在铁芯中产生的磁通量也不断地增大，铁芯中不断增大的磁通量通过右侧闭合的线圈，导致右侧线圈中产生感应电流，因此电阻R上有感应电流通过，外力F拉动导体棒ab做功要消耗的其他能，其中有一部分通过感应电流转化焦耳热.

练习二法拉第电磁感应定律--感应电动势的大小

一、选择题（每题5分，共50分）

1.A如图所示，矩形闭合导线与匀强磁场垂直，一定产生感应电流的是

A.垂直于纸面平动

B.以一条边为轴转动

C.线圈形状逐渐变为圆形

D.沿与磁场垂直的方向平动

答案：

2.A关于感应电流的产生，下列说法中正确的是

A.只要闭合电路内有磁通量，闭合电路中就有感应电流产生

B.穿过螺线管的磁通量变化时，螺线管内部就一定有感应电流产生

C.线框不闭合时，即使穿过线框的磁通量变化，线框中也没有感应电流

D.只要电路的一部分做切割磁感线运动，电路中就一定有感应电流

答案：

3.A关于电磁感应产生感应电动势大小的正确表述是

A.穿过导体框的磁通量为零的瞬间，线框中的感应电动势有可能很大

B.穿过导体框的磁通量越大，线框中感应电动势一定越大

C.穿过导体框的磁通量变化量越大，线框中感应电动势一定越大

D.穿过导体框的磁通量变化率越大，线框中感应电动势一定越大

答案：

4.A穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒钟均匀地减少2Wb，则

A.线圈中感应电动势每秒钟增加2V

B.线圈中感应电动势每秒钟减少2V

C.线圈中无感应电动势

D.线圈中感应电动势保持不变

答案：

5.B.有一个n匝的圆形线圈，放在磁感应强度为B的匀强磁场中，线圈平面与磁感线成30°角，磁感应强度均匀变化，线圈导线的规格不变，下列方法可使线圈中的感应电流增加一倍的是

A.将线圈匝数增加一倍B.将线圈面积增加一倍

C.将线圈半径增加一倍D.将线圈平面转至跟磁感线垂直的位置

答案：

6.B在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒以水平速度沿与杆垂直的方向抛出，设棒在运动过程中不发生转动，空气阻力不计，则金属棒在做平抛运动的过程中产生的感应电动势

A.越来越大B.越来越小

C.保持不变D.无法判断

答案：

7.A闭合的金属环处于随时间均匀变化的匀强磁场中，磁场方向垂直于圆环平面，则

A.环中产生的感应电动势均匀变化

B.环中产生的感应电流均匀变化

C.环中产生的感应电动势保持不变

D.环上某一小段导体所受的安培力保持不变

答案：

8.B如图所示，先后以速度v1和v2匀速把一矩形线圈拉出有界的匀强磁场区域，v2=2v1，在先后两种情况下

A.线圈中的感应电流之比I1：

I2=2：

B.作用在线圈上的外力大小之比F1：

F2=1：

C.线圈中产生的焦耳热之比Q1：

Q2=1：

D.通过线圈某截面的电荷量之比q1：

q2=1：

答案：

9.B如图所示，PQRS为一正方形导线框，它以恒定速度向右进人以MN为边界的匀强磁场，磁场方向垂直线框平面，MN线与线框的边成45°角，E、F分别是PS和PQ的中点.关于线框中的感应电流，正确的说法是

A.当E点经过边界MN时，线框中感应电流最大

B.当P点经过边界MN时，线框中感应电流最大

C.当F点经过边界MN时，线框中感应电流最大

D.当Q点经过边界MN时，线框中感应电流最大

答案：

10.B如图所示，边长为O.5m和O.4m的矩形线圈在上B=0.1T的匀强磁场中从水平方向转到竖直方向，若B与水平方向间的夹角为30°，线圈电阻为0.01Ω，则此过程中通过线圈的电荷量为

A.1CB.2CC.（

-1）CD.（

+1）C

答案：

D（据法拉第电磁感应率，可知线圈中产生的感应电动势为E=

而电荷量Q：

I·Δt=

二、填空题（每题9分，共27分）

11.A一个200匝、面积20cm2的圆线圈，放在匀强磁场中，磁场的方向与线圈平面成30°角，磁感应强度在0.05s内由O.1T增加到0.5T.在此过程中，穿过线圈的磁通量变化量是________，磁通量的平均变化率是________，线圈中感应电动势的大小为________.

答案：

△φ=φ2-φ1=0.5×20×10sn-sn4-0.1×20×10sn-4=8×10-4Wb4

=1.6×10-2Wh／s

E=n

=200×1.6×10-2=3.2v

12.B如图所示，在磁感应强度为O.2T的匀强磁场中，有一长为O.5m的导体AB在金属框架上以10m／s的速度向右滑动，R1=R2=20Ω，其他电阻不计，则流过AB的电流是________.

答案：

AB切割磁感线相当于电源，其等效电路如图所示，EAB=BLv-0.2×0.5×10=1V

IAB=

=0.1A

13.B如图所示，在匀强磁场中，有一接有电容器的导线回路，已知C=30／μF，L1=5cm，L2=8cm，磁场以5×10-2T／s的速率均匀增强，则电容器C所带的电荷量为________C

答案：

电容器两板间的电势差即为线圈中产生的感应电动势，E=

，电容器的带电荷量为：

Q=CE=

三、计算题（14题12分，15题11分）

14.B如图所示，矩形线圈的匝数n=100匝，ab边的边长L1=0.4m，bc边的边长L2=0.2m，在磁感应强度B=0.1T的匀强磁场中绕OO'以角速度ω=100πrad／s匀速转动，从图示位置开始，转过180°的过程中，线圈中的平均电动势多大?

若线圈闭合，回路的总电阻R=40Ω，则此过程中通过线圈导线某一截面的电荷量有多少?

答案：

解：

（1）在转过180°的过程中，磁通量的变化量为△φ=2BS=2BL1L2，所用的时间Δt=

由法拉第电磁感应定律得这一过程中的平均电动势为：

E=n

=100×2×0.1×0.4×0.2×

=160V

（2）这一过程通过导体某一截面的电荷量为：

q=I·Δt=

·Δt=

=4×10-2C

15.C如图所示，倾角θ=30°，宽度L=1m的足够长的U形平行光滑金属导轨，固定在磁感应强度B=1T，范围充分大的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直.用平行于导轨、功率恒为6W的牵引力F牵引一根质量m=O.2kg，电阻R=1Ω放在导轨上的金属棒ab，由静止开始沿导轨向上移动（ab始终与导轨接触良好且垂直），当ab棒移动2.8m时获得稳定速度，在此过程中，金属棒产生的热量为5.8J（不计导轨电阻及一切摩擦，取g=10m／s2），求：

（1）ab棒的稳定速度；

（2）ab棒从静止开始达到稳定速度所需时间.

答案：

解：

（1）ab棒达到稳定速度后，应具有受力平衡的特点，设此时棒ab所受安培力为FB.则F-mgsin30°-FB=0①

而FB=BIL=

.②

牵引力F=

③

将②③代人①后得

=mgsin30°+

代人数据后得v1=2m／s，v2=-3m／s（舍去）

（2）设从静止到稳定速度所需时间为t.棒ab从静止开始到具有稳定速度的过程中在做变加速直线运动，据动能定理有：

Pt-mgsin30°·s—Q=

-0

代人数据得t=1.5s.

练习三楞次定律--感应电流的方向

一、选择题（每题5分，共50分）

1.B如图所示，在匀强磁场中，导体ab与光滑导轨紧密接触，ab在向右的拉力F作用下以速度v做匀速直线运动，当电

阻R的阻值增大时，若速度v不变，则

A.F的功率减小B.F的功率增大

C.F的功率不变D.F的大小不变

答案：

2.B如图所示，在匀强磁场中，两根平行的金属导轨上放置两条平行的金属棒ab和cd，假定它们沿导轨运动的速率分别为v1和v2，且v1

A.ab和cd都向右运动

B.ab和cd都向左运动

C.ab向右、cd向左做相向运动

D.ab向左、cd向右做背向运动

答案：

3.A关于楞次定律的说法，下述正确的是

A.感应电流的磁场方向总是与外磁场的方向相反

B.感应电流的磁场方向总是与外磁场的方向相同

C.感应电流的磁场方向取决于磁通量是增大还是减小

D.感应电流的磁场总是阻碍原来磁场的变化

答案：

4.A如图所示，匀强磁场垂直圆形线圈指向纸内，a、b、c、d为圆形线圈上等距离的四点，现用外力在上述四点将线圈拉成正方形，且线圈仍处在原先所在平面内，则在线圈发生形变的过程中

A.线圈中将产生abcda方向的感应电流

B.线圈中将产生adcba方向的感应电流

C.线圈中感应电流方向无法判断

D.线圈中无感应电流

答案：

5.B两个金属圆环同心放置，当小圆环中通以逆时针方向的电流，且电流不断增大时，大环将

A.有向外扩张的趋势

B.有向内收缩的趋势

C.产生顺时针方向感应电流

D.产生逆时针方向感应电流

答案：

6.B如图所示，AB为固定的通电直导线，闭合导线框P与AB在同一平面内，当P远离AB运动时，它受到AB的作用力是

A.零

B.引力，且逐渐减小

C.引力，且大小不变

D.斥力，且逐渐变小

答案：

7.B异步电动机模型如图所示，蹄形轻磁铁和矩形线框abcd均可绕竖直轴转动.现使线框沿逆时针方向保持匀速转动（从上往下看），则磁铁的运动情况是

A.磁铁沿逆时针方向（从上往下看）转动

B.磁铁沿顺时针方向（从上往下看）转动

C.磁铁由静止开始一直加速转动

D.磁铁先由静止开始加速转动，后匀速转动

答案：

AD（刚开始，由于磁铁静止，线框匀速转动，它们之间存在相对运动，因而在线框中产生感应电流.根据楞次定律可知，当线框中产生感应电流时，它阻碍磁铁与线框间的相对运动，因而磁铁与线框同方向转动，而且磁铁逐渐加速转动，只要磁铁的转速比线框的转速小，上述电磁感应现象一直存在，直到磁铁转速加大到与线框转速相等时，它们处于相对静止，此时线框中无电磁感应现象产生，线框和磁铁一起匀速转动）

8.B如图所示，ab是一个可以绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形导体线圈，当变阻器R的滑动片P自左向右滑动的过程中，线圈ab将

A.静止不动B.顺时针转动C.逆时针转动

D.发生转动，但因电源的极性不明，无法确定转动方向

答案：

9.B如图所示，在匀强磁场中放一电阻不计的平行金属导轨，导轨跟大线圈M相连，导轨上放一导线ab，磁感线垂直导轨所在平面，欲使M所包围的小闭合线圈N产生顺时针方向的感应电流，则导线ab的运动情况可能是

A.匀速向右运动B.加速向右运动

C.减速向右运动D.匀速向左运动

E.加速向左运动F.减速向左运动

答案：

10.B如图所示，导线框abcd与导线在同一平面内，直导线通有恒定电流I，当线圈由左向右匀速通过直导线时，线圈中感应电流的方向是

A.先abcd后dcba，再abcd

B.先abcd，后dcba

C.始终dcba

D.先dcba，后abcd，再dcba

答案：

二、填空题（每线4分，共24分）

11.A如图所示，当条形磁铁向右平移远离螺线管时，通过电流表G的电流方向为________，螺线管受到磁铁给它向________的作用力.

答案：

a到b，右

12.A水平桌面上放一闭合铝环，在铝环轴线上方有一条形磁铁，如图所示，当条形磁铁沿轴线竖直向下迅速运动时，铝环有________（填“收缩”或“扩张”）的趋势，铝环对桌面的压力________（填“增大”或“减小”）.

答案：

收缩，增大（根据楞次定律判断）

13.B如图所示，导线环面积为10cm2，环中接入一个电容器，C=10μF，线圈放在均匀变化的磁场中，磁感线垂直线圈平面，若磁感应强度以0.01T／s的速度均匀减小，则电容器极板所带电荷量为________，其中带正电荷的是________板.

答案：

导线环内产生的感应电动势为E=

=0.01×10-3=10-5V

电容器的带电荷量Q=CE=10-5×10-5=10-10C

根据楞次定律可判断知b板带正电

三、说理、计算题（14题12分，15题14分）

14.B如图所示，四根光滑的金属铝杆叠放在绝缘水平面上，组成一个闭合回路，一条形磁铁的S极正对着回路靠近，试分析：

（1）导体杆对水平面的压力怎样变化?

（2）导体杆将怎样运动?

答案：

解：

磁铁接近线圈时，穿过回路的磁通量增大，在闭合回路中出现的感应电流阻碍磁通量的增加，闭合回路有两种作用可阻碍磁通量增加，第一是回路向下退缩，但水平面限制了它不能向下退，因而出现导体杆与水平面间的正压力增大，第二是回路的收缩，由于四根导体杆可以在水平面内运动，所以它们都得相向运动，互相靠近.

15.C圆线圈和导线框都固定在竖直平面内.圆线圈内的匀强磁场的磁感应强度B1均匀变化，线框中的磁场是磁感应强度B2=0.2T的恒定匀强磁场，导线框是裸导线，导体ab在导线框上可无摩擦地滑动，如图所示，已知ab长度为0.1m，质量为4g，电阻为0.5Ω，回路的其余部分电阻均不计，试求出ab恰保持静止状态时，穿过圆线圈的磁通量的变化率，并确定B1是增强还是减弱?

（g=10m／s2）

答案：

解：

欲使ab保持静止状态，ab所受的安培力应与其所受的重力相平衡，故ab所受的安培力大小为Fab=0.04N，方向竖直向上.据左手定则可判断知ab中的电流方向为b→a，据楞次定律判断得圆线圈中磁场B1在减弱.设圆线圈中磁通量变化率为

，则圆线圈中产生的感应电动势为E=

，感应电流为：

/R，导体ab所受的安培力为：

Fab=BIL=B2·

·Lab=0.04N

解得

=1Wb／s

练习四楞次定律的应用

（1）

一、选择题（每题5分，共50分）

1.B如图所示，线圈由A位置开始下落，在磁场中受到的磁场力如果总小于重力，则它在A、B、C、D四个位置时，加速度关系为

A.aA>aB>aC>aDB.aA=aC>aB>aD

C.aA=aC>aD>aBD.aA>aC>aB=aD

答案：

2.B两个闭合铝环，挂在一根水平光滑的绝缘杆上，当条形磁铁N极向左插向圆环时（如图），两圆环的运动是

A.边向左移边分开B.边向左移边靠拢

C.边向右移边分开D.边向右移边靠拢

答案：

3.A如图所示，MN、PQ为同一水平面的两平行导轨，导轨间有垂直于导轨平面的磁场，导体ab、cd与导轨有良好的接触并能滑动，当ab曲沿轨道向右滑动时，cd将

A.右滑B.不动C.左滑D.无法确定

答案：

4.B如图所示，一条形磁铁与一圆形线圈在同一平面内，磁铁中心与圆心O重合，为了在磁铁开始运动时，在线圈中得到如图所示的电流I，磁铁的运动方向应为

A.N极向纸内，S极向纸外，使磁铁绕0点转动

B.N极向纸外，S极向纸内，使磁铁绕O点转动

C.使磁铁沿垂直于线圈平面的方向向纸外做平动

D.使磁铁沿垂直于线圈平面的方向向纸内做平动

答案：

5.A如图所示，金属线框ABCD由细线悬吊在空中，图中虚线区域内是垂直于线框向里的匀强磁场，要使悬线的拉力变大，可采用的办法有

A.将磁场向上平动B.将磁场均匀增强

C.将磁场向下平动D.将磁场均匀减弱

答案：

6.B如图所示，平行导轨a、b和平行导轨c、d在同一平面内，两导轨分别和两线圈相连接，匀强磁场的方向垂直两导轨所在的平面.金属棒L1和L2可在两导轨上沿导轨自由滑动，棒L2原来静止，用外力使L1向左运动，下列说法中正确的是

A.当L1向左匀速运动时，L2将向左运动

B.当L1向左匀速运动时，L2将向右运动

C.当L1向左加速运动时，L2将向左运动

D.当L1向左加速运动时，L2将向右运动

答案：

7.A如图所示，用细线吊着一个矩形闭合金属线框，它的正下方有一水平通电直导线MN，现在使导线M端向纸外、N端向纸内在水平面内转动，则金属框

A.有顺时针方向感应电流，与导线同向转动

B.有顺时针方向感应电流，与导线反向转动

C.有逆时针方向感应电流，与导线同向转动

D.有逆时针方向感应电流，与导线反向转动

答案：

8.B线圈L2在L1附近，为使L3中有如图所示箭头所指方向的感应电流，可以使

A.变阻器滑片向左移B.变阻器滑片向右移

C.L3远离L1运动D.断开开关s的瞬间

答案：

BCD

9.B如图所示，螺线管中放有一根条形磁铁，那么

A.当磁铁突然向右抽出时，A点电势比B点高

B.当磁铁突然向右抽出时，B点电势比A点高

C.当磁铁突然向左抽出时，A点电势比B点高

D.当磁铁突然向左抽出时，B点电势比A点高

答案：

10.B如图所示，若套在条形磁铁上的弹性金属闭合圆线圈由I状态突然缩小到Ⅱ状态，则关于该线圈中的感应电流及方向（从上往下看）应是

A.有顺时针方向的感应电流

B.有逆时针方向的感应电流

C.先有逆时针方向、后变为顺时针方向的感应电流

D.没有感应电流

答案：

二、填空题（每题8分，共24分）

11.A在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一半径为R的圆弧金属丝ab，ab的长度为周长的

，弧平面与磁场垂直，若其以速度v向右运动，如图所示，则ab两点间感应电动势的大小为______，a点电势比b点______.

答案：

圆弧金属丝的有效长度即为a、b的直线距离：

所以Eab=BLv=

BRv

再据右手定则可判断得：

a点电势比b点高

12.B如图所示，电阻为R的矩形导线框abcd，边长ab=L，ad=h，质量为m，自某一高度自由落下，通过一匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁场区域的宽度为h，若线框恰好以恒定的速度通过磁场，线框中产生的焦耳热是________（不考虑空气阻力）.

答案：

据能的转化和守恒定律可知：

Q=2mgh.

13.B如图所示，空间存在垂直纸面的匀强磁场，在半径为a的圆形区域内外，磁场方向相反、磁感应强度大小均为B，一半径为b的圆形导线环，电阻为R，放置在纸面内，其圆心与圆形区域

的中心重合，在内外磁场同时由B均匀地减小到零的过程中，通过导线横截面的电荷量q为________

答案：

初始状态导线环中的磁通量为φ1=（πb2-πa2）B-πa2B

末状态导

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