电磁感应周末复习.docx

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电磁感应周末复习

电磁感应

一、单项选择题

1.下列关于电磁感应现象的认识，正确的是

A．它最先是由奥斯特通过实验发现的

B．它说明了电能生磁

C．它是指变化的磁场产生电流的现象

D．它揭示了电流受到安培力的原因

2．如图，磁场垂直于纸面，磁感应强度在竖直方向均匀分布，水平方向非均匀分布。

一铜制圆环用丝线悬挂于O点，将圆环拉至位置a后无初速释放，则

（A）圆环将到达与a等高的位置b

（B）当圆环到达最低位置时速度最大

（C）圆环在运动过程中所受的安培力方向始终与速度方向相反

（D）在圆环到达最低位置前其中的电流方向已发生改变

3．如图所示,在水平面上有一固定的U形金属框架,框架上置一金属杆ab.在垂直纸面方向有一匀强磁场,下列情况中可能的是

（A）若磁场方向垂直纸面向外,并且磁感应强度增大时,杆ab将向右移动.

（B）若磁场方向垂直纸面向外,并且磁感应强度减小时,杆ab将向右移动.

（C）若磁场方向垂直纸面向里,并且磁感应强度增大时,杆ab将向右移动.

（D）若磁场方向垂直纸面向里,并且磁感应强度减小时,杆ab将向右移动.

4、如图所示，abcd线圈中接有一灵敏电流计G，efgh线框的电阻不计，放在匀强磁场中．具有一定电阻的导体棒MN在恒力F作用下由静止开始向右运动，efgh线框足够长，则通过灵敏电流计G中感应电流……………（　　）

A．方向a到d，强度逐渐增强

B．方向d到a，强度逐渐增强

C．方向a到d，强度逐渐减弱

D．方向d到a，强度逐渐减弱

5．下如图所示，一载流长直导线和一矩形导线框固定在同一平面内，线框在长直导线右侧，且其长边与长直导线平行。

已知在t=0到t=t1的时间间隔内，长直导线中电流i随时间变化，使线框中感应电流总是沿顺时针方向；线框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右。

图中箭头表示电流i的正方向，则i随时间t变化的图线可能是（）A

6．下如图所示，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，下列说法中正确的是（）

（A）P=3mgvsinθ

（B）导体棒在速度达到v后做加速度增大的加速运动

（C）当导体棒速度达到

v时加速度为

sinθ

（D）在速度达到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

7．如图（a）所示，在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的铜圆环，规定从上向下看时，铜环中的感应电流I沿顺时针方向为正方向。

图（b）表示铜环中的感应电流I随时间t变化的图像，则磁场B随时间t变化的图像可能是下图中的（）

8．如右图所示，一通电长直导线和一矩形导线框固定在同一平面内，线框在长直导线左侧，且其长边与长直导线平行。

已知在t=0到t=t1的时间间隔内，直导线中电流i发生某种变化，而线框中感应电流总是沿顺时针方向；线框受到的安培力的合力先水平向右、后水平向左。

设电流i正方向与图中箭头方向相同，则i随时间t变化的图象可能是:

9．如图所示，两同心圆环A、B置于同一水平面上，其中A为均匀带负电的绝缘环，B为导体环，两环均可绕中心在水平面内转动，则

A．若A匀速转动，B中产生恒定的感应电流；

B．若A逆时针加速转动，B中产生顺时针方向的感应电流；

C．若A顺时针减速转动，B中产生逆时针方向的感应电流；

D．若A、B以相同的转速同方向加速转动，B中没有感应电流。

10．物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验”。

如图，她把一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来后，将一金属环套置于线圈L上，且使铁芯穿过套环。

闭合开关S的瞬间，套环立刻跳起。

某同学另找来器材再探究此实验。

他连接好电路，经重复试验，线圈上的套环仅颤动一下，并不跳起。

对比老师的演示实验，下列四个选项中，导致套环未跳动的原因可能是（）

（A）电源电压过低（B）线圈接在了直流电源上

（C）所选线圈的匝数过多（D）所用套环的材料为绝缘材料

11．边长为a的正方形导线框在光滑水平面上以初速度v0进入有界磁场，匀强磁场的宽度L＞a，如图（a）所示，则线框进入该磁场后的感应电流随时间变化的i-t图像不可能是图（b）中的（）

12．在如图所示的闭合铁芯上绕有一组线圈，与滑动变阻器、电池构成闭合电路，a、b、c为三个闭合金属圆环，假定线圈产生的磁场全部集中在铁芯内，则当滑动变阻器的滑片左、右滑动时，能产生感应电流的金属圆环是（）

A．a、b两个环B．b、c两个环

C．a、c两个环D．a、b、c三个环

13．如图所示，LOO，L，为一折线，它所形成的两个角∠LOO，和∠OO，L，均为450。

折线的右边有一匀强磁场，边长为l的正方形导线框垂直OO，的方向以速度v做匀速直线运动，在t=0时刻恰好位于图中所示的位置。

以逆时针方向为导线框中电流的正方向，在下面四幅图中能够正确表示电流—时间（I—t）关系的是（时间以l/v为单位）（）

14．如图所示，两个完全相同的矩形导线框A、B在靠得很近的竖直平面内，线框的长边均处于水平位置。

线框A固定且通有电流I，线框B从图示位置由静止释放，在运动到A下方的过程中（）

（A）穿过线框B的磁通量先变小后变大

（B）线框B中感应电流的方向先顺时针后逆时针

（C）线框B所受安培力的合力为零

（D）线框B的机械能一直减小

15．下列对电磁感应的理解，正确的是（）

A．穿过某回路的磁通量发生变化时，回路中不一定产生感应电动势

B．感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量

C．感应电动势的大小与穿过回路的磁通量的变化量成正比

D．感应电流遵从楞次定律所描述的方向，这是能量守恒定律的必然结果

16．匀强磁场中有四个由细导线弯曲而成的平面回路。

磁场方向垂直纸面向里。

如图所示描绘了当磁场逐渐减弱时，回路中产生的感应电流的方向，其中错误的是（）

17．如图所示，粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈。

当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高从左到右快速经过时，若线圈始终不动，则关于线圈受到的支持力FN及在水平方向运动趋势的正确判断是（）

（A）FN一直大于mg，运动趋势向左

（B）FN一直小于mg，运动趋势先向左后向右

（C）FN先大于mg后小于mg，运动趋势向右

（D）FN先大于mg后大于mg，运动趋势先向右后向左

二、不定项选择题

18.如图所示，一圆形金属环平放在水平桌面上，有一带负电荷的微粒以恒定的水平速度v贴近环的上表面沿x正方向（但不过圆心）通过金属圆环，在微粒通过圆环的过程中

A．穿过圆环平面的磁通量为零

B．穿过圆环平面有向y正方向的磁通量

C．圆环内感应电流大小不断变化

D．圆环内感应电流先沿顺时针方向，后沿逆时针方向

19、在光滑的水平面上方，有两个磁感应强度大小均为B，方向相反的水平匀强磁场，如图．PQ为两个磁场的边界，磁场范围足够大．一个边长为a、质量为m、电阻为R的金属正方形线框，以速度v垂直磁场方向从如图实线（I）位置开始向右运动，当线框运动到分别有一半面积在两个磁场中的如图（II）位置时，线框的速度为v/2，则下列说法正确的是……（　　）

A．图（II）时线框中的电功率为

B．此过程中回路产生的电能为

C．图（II）时线框的加速度为

D．此过程中通过线框截面的电量为

20．下如图所示，abcd是粗细均匀的电阻丝制成的长方形线框，水平放置在竖直向下的匀强磁场中，长边ad比短边ab长得多，导体棒MN可在ad、bc边上无摩擦滑动，且接触良好，导体棒MN的电阻与线框ab边的电阻相等。

在MN受到外力作用下，由靠近ab边向dc边匀速滑动的过程中，下列说法中正确的是（）

（A）MN两端电压先增大后减小

（B）MN上外力的功率先减小后增大

（C）ab中的电流先减小后增大

（D）矩形线框中消耗的电功率先减小后增大

21．下两个有界匀强磁场方向均垂直纸面，但方向相反，磁感应强度均为B，宽度分别为L和2L。

有一边长为L的正方形闭合线圈在外力作用下，向右匀速通过整个磁场，如图所示，用i表示电路中的感应电流，F表示外力，FA表示线框受到的安培力，PQ表示线圈中的热功率，并以逆时针方向为感应电流正方向，向右为力的正方向，线圈在图示位置为位移起点，则下列图像中正确的是（）

22．如图所示，两根足够长的光滑金属导轨竖直放置，间距为L，底端接阻值为R的电阻。

将质量为m的金属棒悬挂在一个上端固定的绝缘轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好，除电阻R外其余电阻不计，导轨所在平面与一匀强磁场垂直，静止时金属棒位于A处，此时弹簧的伸长量为Δl。

现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，则（）

（A）释放瞬间金属棒的加速度为g

（B）电阻R中电流最大时，金属棒在A处上方的某个位置

（C）金属棒在最低处时弹簧的拉力一定小于2mg

（D）从释放到金属棒最后静止的过程中，电阻R上产生的热量为mgΔl

23、如图所示，光滑水平面上存在有界匀强磁场，直径与磁场宽度相同的金属圆形线框以一定的初速度斜向匀速通过磁场。

在必要的时间段内施加必要的水平拉力保证其匀速运动，则

（A）金属框内感应电流方向先逆时针再顺时针

（B）金属框内感应电流经历两次先增大后减小

（C）水平拉力方向与速度同向

（D）水平拉力方向与速度方向无关

24．如图所示，螺线管内有平行于轴线的匀强磁场，规定图中箭头所示方向为磁感应强度B的正方向，螺线管与U型导线框cdef相连，导线框cdef内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导线框cdef在同一平面内。

当螺线管内的磁感应强度随时间按图示规律变化时（）

（A）在t1时刻，导线框cdef内的感应电流最小

（B）在t2时刻，导线框cdef内的感应电流最小

（C）在t1-t2时间内，金属圆环L内有顺时针方向的感应电流

（D）在t1-t2时间内，金属圆环L有收缩趋势

25．如图所示，空间存在一有边界的条形匀强磁场区域，磁场方向与竖直平面（纸面）垂直，磁场边界的间距为L。

一个质量为m、边长也为L的正方形导线框沿竖直方向运动，线框所在平面始终与磁场方向垂直，且线框上、下边始终与磁场的边界平行。

t=0时刻导线框的上边恰好与磁场的下边界重合（图中位置Ⅰ），导线框的速度为v0。

经历一段时间后，当导线框的下边恰好与磁场的上边界重合时（图中位置Ⅱ），导线框的速度刚好为零。

此后，导线框下落，经过一段时间回到初始位置Ⅰ。

则

A．上升过程中，导线框的加速度逐渐减小

B．下降过程中，导线框的加速度逐渐增大

C．上升过程中与下降过程中合力做的功相等

D．上升过程中比下降过程中克服安培力做的功多

26．如图所示为磁悬浮列车模型，质量M=1kg的绝缘板底座静止在动摩擦因数μ=0.1的粗糙水平地面上。

位于磁场中的正方形金属框ABCD为动力源，其质量m=1kg，边长为1m，电阻为1/16Ω。

OOˊ为AD、BC的中点。

在金属框内有可随金属框同步移动的磁场，OOˊCD区域内磁场如图a所示，CD恰在磁场边缘以外；OOˊBA区域内磁场如图b所示，AB恰在磁场边缘以内。

若绝缘板足够长且认为绝缘板与地面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，若金属框固定在绝缘板上,则金属框从静止释放后（）

A．通过金属框的电流为8AB．金属框所受的安培力为8N

C．金属框的加速度为3m/s2D．金属框的加速度为7m/s2

27、如右图所示，平行金属导轨与水平面间的倾角为θ，导轨电阻不计，与阻值为R的定值电阻相连，磁感强度为B的匀强磁场垂直穿过导轨平面。

有一质量为m长为l的导体棒从ab位置获平行斜面的大小为v的初速向上运动，最远到达a/b/的位置，滑行的距离为s，导体棒的电阻也为R，与导轨之间的动摩擦因数为μ．则（）

A．上滑过程中导体棒受到的最大安培力为B2l2v/R

B．上滑过程中安培力、滑动摩擦力和重力对导体棒做的总功为

C．上滑过程中电流做功发出的热量为

－mgs（sinθ＋μcosθ）

D．上滑过程中导体棒损失的机械能为

－mgssinθ

28．如图甲所示，竖直放置的无限长直导线的右侧固

定一小圆环，直导线与小圆环在同一平面内，导

线中通入如图乙所示电流，（规定电流方向向上时

为正）下列说法正确的是（）

A．当0＜t＜T/4时，环中电流沿逆时针方向

B．当T/4＜t＜T/2时，环中电流越来越大

C．当T/2＜t＜3T/4时，环中电流沿顺时针方向

D．当3T/4＜t＜T时，环有收缩的趋势

29．如图所示，水平方向的有界匀强磁场区域高度为d，三个宽度均为d的由相同导线制成的闭合导线框竖直置于磁场的上方，它们的底边处在同一高度，线框的高度hA＝d/2，hB＝d，hC＝3d/2。

当导线框A、B、C由静止开始释放后，在经过匀强磁场的过程中线框受到的磁场力始终小于线框的重力，则（）

（A）刚进入磁场时三个导线框的速度相同

（B）线框进入磁场d/2后，导线框C的加速度最大

（C）通过磁场过程中无感应电流的时间导线框A最长

（D）导线框进入磁场后，位移小于d/2以前，经相等位移时导线框C的速度最大

30．在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，线圈所围的面积为0.1m2，线圈电阻为1

。

规定线圈中感应电流I的正方向从上往下看是顺时针方向，如图

（1）所示。

磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图

（2）所示。

则以下说法正确的是（）

（Ａ）在时间0～5s内，I的最大值为0.1A

（Ｂ）在第4s时刻，I的方向为逆时针

（Ｃ）前2s内，通过线圈某截面的总电量为0.01C

（Ｄ）第3s内，线圈的发热功率最大

31．用绝缘导线绕一圆环，环内有同样的绝缘导线折成的直角三角形ABC，A为圆环的圆心，B、C在环上．现把它们放在均匀的磁场中，且磁场垂直于圆环和三角形所在的平面并进入纸面，如图所示．若磁感强度的大小均匀增加时，环中的感应电流为I0．则通过三角形BC边的电流的大小是，方向是．

32．如图（a）所示，阻值为R、匝数为n的圆形金属线圈与一个阻值为2R的电阻连接成闭合电路。

线圈的半径为r1，在线圈中半径为r2的圆形区域存在垂直于线圈平面的匀强磁场（向里为正），磁感应强度B随时间t变化的关系如图（b）所示，图中B1、t1为已知量。

导线电阻不计，则t1时刻经过电阻的电流方向为_________（选填“a→b”或“b→a”），电流的大小为___________。

33．如图，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面（纸面）向里，磁感应强度大小为B0，半圆弧导线框的直径为d，电阻为R。

使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周，线框中产生的感应电流大小为_________。

现使线框保持图中所示位置，让磁感应强度大小随时间线性变化。

为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率

的大小应为_________。

34．如图，AB为竖直固定的金属棒，B为转轴，金属杆BC重为G、长为L，并可在竖直平面内绕B轴无摩擦转动，AC为轻质金属丝，

。

。

从

时刻开始加上一个有界的均匀变化的匀强磁场，其磁感线垂直穿过

的一部分，初始时刻磁感应强度

，变化率为K，整个闭合回路的总电阻为R，则回路中感应电流为经过时间后金属丝所受的拉力为零

35．如图所示，边长为L=0.2m的正方形线框abcd处在匀强磁场中，线框的匝数为N=100匝，总电阻R=1Ω，磁场方向与线框平面的夹角θ=30°，磁感应强度的大小随时间变化的规律B=0.02+0.005t（T），则线框中感应电流的方向为，t=16s时，ab边所受安培力的大小为N。

36.如图所示，光滑的平行导轨P、Q相距L=1m，处在同一水平面内，导轨左端接有如图所示的电路。

其中水平放置的两平行金属板间距离d=10mm，定值电阻R1=R3=8Ω，R2=2Ω，金属棒ab电阻r=2Ω，导轨电阻不计，磁感应强度B=0.3T的匀强磁场竖直向下穿过导轨平面。

金属棒ab沿导轨向右匀速运动，当电键S闭合时，两极板之间质量m=1×10－14kg、带电荷量q=－1×10－15C的粒子以加速度a=7m/s2向下做匀加速运动，两极板间的电压为V；金属棒ab运动的速度为m/s。

37.如图所示，AB是一根裸导线，单位长度的电阻为R0，一部分弯曲成半径为r0的圆圈，圆圈导线相交处导电接触良好。

圆圈所在区域有与圆圈平面垂直的均匀磁场，磁感强度为B。

导线一端B点固定，A端在沿BA方向的恒力F作用下向右缓慢移动，从而使圆圈缓慢缩小。

设在圆圈缩小过程中始终保持圆的形状，导体回路是柔软的，在此过程中F所作功全部变为，此圆圈从初始的半径r0到完全消失所需时间T为。

38．相距L=1.5m的足够长金属导轨竖直放置，质量m1=1kg的金属棒ab和质量m2=0.27kg的金属棒cd，均通过棒两端的套环水平地套在金属导轨上，如图1所示，虚线上方磁场的方向垂直纸面向里，虚线下方磁场的方向竖直向下，两处磁场磁感应强度大小相同。

ab棒光滑，cd棒与导轨间动摩擦因数μ=0.75，两棒总电阻为1.8Ω，导轨电阻不计。

ab棒在方向竖直向上、大小按图2所示规律变化的外力F作用下，从静止开始沿导轨匀加速运动，同时cd棒也由静止释放。

（g=10m/s2）

（1）求ab棒加速度的大小和磁感应强度B的大小；

（2）已知在2s内外力F做了26.8J的功，求这一过程中两金属棒产生的总焦耳热；

（3）求出cd棒达到最大速度所需的时间t0，并在图3中定性画出cd棒所受摩擦力fcd随时间变化的图线。

39．如图所示，两根足够长且平行的光滑金属导轨所在平面与水平面成α=53°角，导轨间接一阻值为3Ω的电阻R，导轨电阻忽略不计。

在两平行虚线间有一与导轨所在平面垂直的匀强磁场，磁场区域的宽度为d=0.5m。

导体棒a的质量为m1=0.1kg、电阻为R1=6Ω；导体棒b的质量为m2=0.2kg、电阻为R2=3Ω，它们分别垂直导轨放置并始终与导轨接触良好。

现从图中的M、N处同时将a、b由静止释放，运动过程中它们都能匀速穿过磁场区域，且当a刚出磁场时b正好进入磁场。

（sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，g取10m/s2，a、b电流间的相互作用不计），求：

（1）在b穿越磁场的过程中a、b两导体棒上产生的热量之比；

（2）在a、b两导体棒穿过磁场区域的整个过程中，装置上产生的热量；

（3）M、N两点之间的距离。

40．如图所示，水平面上有一个动力小车，在动力小车上竖直固定着一个长度L1、宽度L2的矩形线圈，线圈匝线为n，总电阻为R，小车和线圈的总质量为m，小车运动过程所受摩擦力为f。

小车最初静止，线圈的右边刚好与宽为d（d﹥L1）的有界磁场的左边界重合。

磁场方向与线圈平面垂直，磁感应强度为B。

现控制动力小车牵引力的功率，让它以恒定加速度a进入磁场，线圈全部进入磁场后，开始做匀速直线运动，直至完全离开磁场，整个过程中，牵引力的总功为W。

（1）求线圈进入磁场过程中，感应电流的最大值和通过导线横截面的电量。

（2）求线圈进入磁场过程中，线圈中产生的焦耳热。

（3）写出整个过程中，牵引力的功率随时间变化的关系式。

41.如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ与水平面的夹角为＝30°，导轨电阻不计，导轨处在垂直导轨平面斜向上的有界匀强磁场中.两根电阻都为R＝2、质量都为m＝0.2kg的完全相同的细金属棒ab和cd垂直导轨并排靠紧的放置在导轨上，与磁场上边界距离为x＝1.6m，有界匀强磁场宽度为3x＝4.8m．先将金属棒ab由静止释放，金属棒ab刚进入磁场就恰好做匀速运动，此时立即由静止释放金属棒cd，金属棒cd在出磁场前已做匀速运动.两金属棒在下滑过程中与导轨接触始终良好（取重力加速度g＝10m/s2）.求：

（1）金属棒ab刚进入磁场时棒中电流I；

（2）金属棒cd在磁场中运动的过程中通过回路某一截面的电量q；

（3）两根金属棒全部通过磁场的过程中回路产生的焦耳热Q．

42．如图

（1）所示，

两足够长平行光滑的金属导轨

MN、PQ相距为0.8m，导轨

平面与水平面夹角为α，导轨

电阻不计。

有一个匀强磁场垂

直导轨平面斜向上，长为1m

的金属棒ab垂直于MN、PQ

放置在导轨上，且始终与导轨

电接触良好，金属棒的质量为0.1kg、与导轨接触端间电阻为1Ω。

两金属导轨的上端连接右端电路，电路中R2为一电阻箱。

已知灯泡的电阻RL＝4Ω，定值电阻R1＝2Ω，调节电阻箱使R2＝12Ω，重力加速度g=10m/s2。

将电键S打开，金属棒由静止释放，1s后闭合电键，如图

（2）所示为金属棒的速度随时间变化的图像。

求：

（1）斜面倾角α及磁感应强度B的大小；

（2）若金属棒下滑距离为60m时速度恰达到最大，求金属棒由静止开始下滑100m的过程中，整个电路产生的电热；

（3）改变电阻箱R2的值，当R2为何值时，金属棒匀速下滑时R2消耗的功率最大；消耗的最大功率为多少？

43．如图，MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成=300角固定，轨距为L=1m，质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上，其阻值忽略不计。

空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度为B=0.5T。

P、M间接有阻值R1的定值电阻，Q、N间接变阻箱R。

现从静止释放ab，改变变阻箱的阻值R，测得最大速度为vm，得到

与

的关系如图所示。

若轨道足够长且电阻不计，重力加速度g取l0m/s2。

求：

（1）金属杆的质量m和定值电阻的阻值R1；

（2）当变阻箱R取4Ω时，且金属杆ab运动的加速度为12gsin时，此时金属杆ab运动的速度；

（3）当变阻箱R取4Ω时，且金属杆ab运动的速度为

时，定值电阻R1消耗的电功率。