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1、- 1 - 第四章电磁感应第四章电磁感应 章末检测章末检测 时间：90 分钟分值：100 分 第卷(选择题共 48 分) 一、选择题(本题有 12 小题，每小题 4 分，共 48 分其中 111 题为单选题，12 题为多 选题) 1我国发射的“玉兔号”月球车成功着陆月球，不久的将来中国人将真正实现飞天梦， 进入那神秘的广寒宫假如有一宇航员登月后，想探测一下月球表面是否有磁场，他手边有 一只灵敏电流表和一个小线圈，则下列推断正确的是() A直接将电流表放于月球表面，看是否有示数来判断磁场的有无 B将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表无示数，则可判断 月球表面无磁场 C将电流
2、表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表有示数，则可判断 月球表面有磁场 D将电流表与线圈组成的闭合回路，使线圈在某一平面内沿各个方向运动，如电流表无 示数，则可判断月球表面无磁场 【解析】电磁感应现象产生的条件是：穿过闭合回路的磁通量发生改变时，回路中有 感应电流产生A中，即使有一个恒定的磁场，也不会有示数，A错误；同理，将电流表与线 圈组成回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表无示数，也不能判断出没有磁场，因为磁通 量可能是恒定的，B错误；电流表有示数则说明一定有磁场，C正确；将电流表与线圈组成闭 合回路，使线圈在某一个与磁场平行的平面内沿各个方面运动，也不会有示数，D错误 【答
3、案】C 2. 如图所示，两根通电直导线 M、N 都垂直纸面固定放置，通过它们的电流方向如图所示， 线圈 L 的平面跟纸面平行现将线圈从位置 A 沿 M、N 连线中垂线迅速平移到 B 位置，则在平 移过程中，线圈中的感应电流() A沿顺时针方向，且越来越小 B沿逆时针方向，且越来越大 C始终为零 - 2 - D先顺时针，后逆时针 【解析】整个过程中，穿过线圈的磁通量为 0. 【答案】C 3. 在光滑的桌面上放有一条形磁铁，条形磁铁的中央位置的正上方水平固定一铜质小圆环， 如图所示则以下关于铜质小圆环和条形磁铁的描述正确的是() A释放圆环，环下落时环的机械能守恒 B释放圆环，环下落时磁铁对桌面的
4、压力比磁铁的重力大 C给磁铁水平向右的初速度，磁铁滑出时做匀速运动 D给磁铁水平向右的初速度，圆环产生向左的运动趋势 【解析】根据条形磁铁的电场线的分布，铜质小圆环在下落过程中，磁通量始终为零， 无电磁感应现象，释放圆环，环下落时环的机械能守恒，磁铁对桌面的压力等于磁铁的重力， 故A对，B错当磁铁左右移动时，铜质小圆环的磁通量发生变化，产生电磁感应现象，根据 楞次定律可以判断，电磁感应的机械效果是阻碍它们之间的相对运动，给磁铁水平向右的初 速度，磁铁滑出时做减速运动，C错线圈有向右运动的趋势，D错 【答案】A 4. 如图，与直导线 AB 共面的轻质闭合金属圆环竖直放置，两者彼此绝缘，环心位于
5、AB 的 上方当 AB 中通有由 A 至 B 的电流且强度不断增大的过程中，关于圆环运动情况以下叙述正 确的是() A向下平动 B向上平动 C转动：上半部向纸内，下半部向纸外 D转动：下半部向纸内，上半部向纸外 【解析】由题意可知，当 AB 中通有 A 到 B 电流且强度在增大时，根据楞次定律可知， 圆环中产生顺时针感应电流；假设直导线固定不动，根据右手螺旋定则知，直导线上方的磁 场垂直纸面向外，下方磁场垂直纸面向里在环形导线的上方和下方各取小微元电流，根据 - 3 - 左手定则，上方的微元电流所受安培力向下，下方的微元电流所受安培力向下，则环形导线 的运动情况是向下运动故A正确，B、C、D错
6、误 【答案】A 5. 如右图所示，一导体棒处在竖直向下的匀强磁场中，导体棒在竖直平面内做匀速圆周运 动，且导体棒始终垂直于纸面，在导体棒由圆周最高点 M 运动到与圆心等高的 N 点的过程中， 导体棒中感应电动势的大小变化情况是() A越来越大 B越来越小 C保持不变 D无法判断 【解析】导体棒由圆周的最高点 M 运动到圆心等高的 N 点的过程中，线速度大小不变， 方向始终与半径垂直即时刻在改变， 导致线速度方向与磁场方向夹角 减小， 由 EBLvsin 知导体棒中感应电动势越来越小，故正确答案为B. 【答案】B 6一环形线圈放在匀强磁场中，设第 1 s内磁感线垂直线圈平面向里，如图甲所示若 磁
7、感应强度 B 随时间 t 变化的关系如图乙所示，那么下列选项正确的是() A第 1 s内线圈中感应电流的大小逐渐增加 B第 2 s内线圈中感应电流的大小恒定 C第 3 s内线圈中感应电流的方向为顺时针方向 D第 4 s内线圈中感应电流的方向为顺时针方向 【解析】本题考查电磁感应问题，意在考查学生对感应电流方向的判定及感应电流大 小的计算由图象分析可知，磁场在每 1 s内为均匀变化，斜率恒定，线圈中产生的感应电流 大小恒定，因此A错误、B正确；由楞次定律可判断出第 3 s、第 4 s内线圈中感应电流的方 向为逆时针方向，C、D错误 【答案】B 7如图所示，甲、乙两个矩形线圈同处在纸面内，甲的 a
8、b 边与乙的 cd 边平行且靠得较 近，甲、乙两线圈分别处在垂直纸面方向的匀强磁场中，穿过甲的磁感应强度为 B1，方向指 - 4 - 向纸面内，穿过乙的磁感应强度为 B2，方向指向纸面外，两个磁场可同时变化，当发现 ab 边 和 cd 边之间有排斥力时，磁场的变化情况可能是() AB1变小，B2变大 BB1变大，B2变大 CB1变小，B2变小 DB1不变，B2变小 【解析】ab 边与 cd 边有斥力，则两边通过的电流方向一定相反，由楞次定律可知， 当 B1变小，B2变大时，ab 边与 cd 边中的电流方向相反 【答案】A 8. 如图所示，一正方形线圈的匝数为 n，边长为 a，线圈平面与匀强磁场
9、垂直，且一半处在 磁场中在t 时间内，磁感应强度的方向不变，大小由 B 均匀地增大到 2B.在此过程中，线 圈中产生的感应电动势为 () A. B. Ba2 2t nBa2 2t C. D. nBa2 t 2nBa2 t 【解析】由法拉第电磁感应定律知线圈中产生的感应电动势 EnnSn t B t ，得 E，选项B正确 2BB t a2 2 nBa2 2t 【答案】B 9. 如图所示，上下开口、内壁光滑的铜管 P 和塑料管 Q 竖直放置，小磁块先后在两管中从 相同高度处由静止释放，并落至底部，则小磁块() - 5 - A在 P 和 Q 中都做自由落体运动 B在两个下落过程中的机械能都守恒 C在
10、 P 中的下落时间比在 Q 中的长 D落至底部时在 P 中的速度比在 Q 中的大 【解析】小磁块能将铜管磁化，故小磁块在铜管中下落时，由于电磁阻尼作用，不做 自由落体运动，而在塑料管中不受阻力作用而做自由落体运动，因此在 P 中下落得慢，用时 长，到达底端速度小，C项正确，A、B、D错误 【答案】C 10如图甲所示，垂直纸面向里的匀强磁场的区域宽度为 2a，磁感应强度的大小为 B.一 边长为 a、 电阻为 4R 的正方形均匀导线框 ABCD 从图示位置开始沿水平向右方向以速度 v 匀速 穿过磁场区域，在图乙中线框 A、B 两端电压 UAB与线框移动距离的关系图象正确的是() 【解析】进入磁场时
11、，注意 UAB是路端电压，应该是电动势的四分之三，此时 EBav， 所以 UAB3Bav/4；完全进入后，没有感应电流，但有感应电动势，大小为 Bav，穿出磁场时 电压应该是电动势的四分之一，UABBav/4，电势差方向始终相同，即 AB，由以上分析 可知选D. 【答案】D 11如下图所示，甲、乙两图是两个与匀强磁场垂直放置的金属框架，乙图中除了一个 电阻极小、自感系数为 L 的线圈外，两图其他条件均相同如果两图中 AB 杆均以相同初速度、 相同加速度向右运动相同的距离，外力对 AB 杆做功的情况是() - 6 - A甲图中外力做功多 B两图中外力做功相等 C乙图中外力做功多 D无法比较 【解
12、析】两图中 AB 杆均做加速运动， 电流将增大， 图乙中由于线圈的自感的阻碍作用， 感应电流较甲图小，安培阻力也较小，又加速度相同，则外力较甲图小，甲图中外力做功多， A正确 【答案】A 12. 如图所示，电阻不计的平行金属导轨固定在一绝缘斜面上，两相同的金属导体棒 a、b 垂 直于导轨静止放置，且与导轨接触良好，匀强磁场垂直穿过导轨平面现用一平行于导轨的 恒力 F 作用在 a 的中点，使其向上运动若 b 始终保持静止，则它所受摩擦力可能() A变为 0 B先减小后不变 C等于 F D先增大再减小 【解析】a 导体棒在恒力 F 作用下加速运动，闭合回路中产生感应电流，导体棒 b 受到 安培力方
13、向应沿斜面向上，且逐渐增大最后不变，b 受到的安培力大小与 a 受到的安培力相 等，方向沿斜面向上所以 b 导体棒受摩擦力可能先减小后不变，可能减小到 0 保持不变， 也可能减小到 0 然后反向增大保持不变，所以选项A、B正确，C、D错误 【答案】AB 第卷(非选择题共 52 分) 二、实验题(本题有 2 小题，共 15 分，请将答案写在题中的横线上) 13(6 分)在探究产生感应电流条件的实验中，实验室给提供了下列器材：电源、开关、 电流表、大小螺线管、铁芯、滑动变阻器、导线若干，如图所示请按照实验的要求连好实 验电路 - 7 - 【解析】大螺线管和电流表组成闭合电路；带铁芯的小螺线管、滑动
14、变阻器、电源、 开关组成闭合回路如图所示 【答案】见解析 14(9 分) 如图所示，上海某校操场上，两同学相距 L 为 10 m左右，在东偏北，西偏南 11的沿垂 直于地磁场方向的两个位置上，面对面将一并联铜芯双绞线，像甩跳绳一样摇动，并将线的 两端分别接在灵敏电流计上，双绞线并联后的电阻 R 约为 2 ，绳摇动的频率配合节拍器的 节奏，保持频率在 2 Hz左右如果同学摇动绳子的最大圆半径 h 约为 1 m，电流计读数的最大 值 I 约为 3 mA. (1)试估算地磁场的磁感应强度的数值约为_；数学表达式 B_.(由 R， I，L，f，h 等已知量表示) (2)将两人站立的位置，改为与刚才方向
15、垂直的两点上，那么电流计计数约为 _ 【解析】(1)摇动绳子的过程中，绳切割地磁场，当摆动速度与地磁场垂直时，感应电 动势最大，电流最大，由 EBLv，vh，2f，EIR，得 B.(2)绳与磁均平 IR 2fLh 行，不切割磁感线，电统计读数为 0. 【答案】(1)5105 T(2)0 IR 2fLh 三、计算题(本题有 3 小题，共 37 分，解答应写出必要的文字说明方程式和重要的演 - 8 - 算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位) 15(10 分) 如图所示，匀强磁场竖直向上穿过水平放置的金属框架，框架宽为 L，右端接有电阻 R， 磁感应强度为
16、B，一根质量为 m、电阻不计的金属棒以 v0的初速度沿框架向左运动，棒与框架 的动摩擦因数为 ，测得棒在整个运动过程中，通过任一截面的电量为 q，求： (1)棒能运动的距离； (2)R 上产生的热量 【解析】(1)设在整个过程中，棒运动的距离为 l，磁通量的变化量 BLl，通过 棒的任一截面的电量 qIt，解得 l. R qR BL (2)根据能的转化和守恒定律，金属棒的动能的一部分克服摩擦力做功，一部分转化为电 能，电能又转化为热能 Q，即有 mv mglQ，解得 Q mv mgl mv . 1 2 2 0 1 2 2 0 1 2 2 0 mgqR BL 【答案】(1)(2) mv qR BL 1 2 2 0 mgqR BL 16(13 分)U 形金属导轨 abcd 原来静止放在光滑绝缘的水平桌面上，范围足够大、方向 竖直向上的匀强磁场穿过导轨平面，一根与 bc 等长的金属棒 PQ 平行 bc 放在导轨上，棒左边 靠着绝缘的固定竖直立柱 e、f.已知磁感应强度 B0.8 T，导轨质量 M2 kg，其中 bc 段长 0.5 m、电阻 r0.4 ，其余部分电阻不计，金属棒 PQ 质量 m
