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1、1电磁感应电磁感应综合检测综合检测(时间:90 分钟 满分:100 分) 一、选择题(本题共 14 小题,每小题 3 分,共 42 分.在每小题给出的四个选项中,第 18 小 题只有一个选项正确,第 914 小题有多个选项正确,全部选对的得 3 分,选对但不全的得 2 分,有选错或不选的得 0 分) 1.如图所示,ab 是水平面上一个圆的直径,在 ab 的正上方有一根通电导线 ef,且 ef 平行于 ab,当 ef 竖直向上平移时,穿过这个圆面的磁通量将( C )A.逐渐变大B.逐渐变小 C.始终为零D.不为零,但始终保持不变 解析:由题意,通电直导线产生稳定的磁场,且处在 ab 正上方,电流
2、 I 产生的磁感线为垂直于 ef 的同心圆,因此,穿过圆面的磁通量为零,当 ef 竖直向上平移时,穿过这个圆面的磁通量 总为零,故 C 正确,A,B,D 错误. 2.如图,金属环 A 用绝缘轻绳悬挂,与长直螺线管共轴,并位于其左侧.若变阻器的滑片 P 向 左移动,则( B ) A.金属环 A 向左运动,同时向外扩张 B.金属环 A 向左运动,同时向里收缩 C.金属环 A 向右运动,同时向外扩张 D.金属环 A 向右运动,同时向里收缩解析:变阻器滑片 P 向左移动,电阻变小,电流变大,螺线管的磁场增强,根据楞次定律,感应 电流的磁场方向与原电流磁场方向相反,故相互排斥,则金属环 A 将向左运动,
3、因磁通量增大,金 属环 A 有收缩趋势,故 A,C,D 错误,B 正确. 3.如图所示,纸面内有一矩形导体闭合线框 abcd,ab 边长大于 bc 边长,置于垂直纸面向里、 边界为 MN 的匀强磁场外,线框两次匀速地完全进入磁场,两次速度大小相同,方向均垂直于 MN.第一次 ab 边平行 MN 进入磁场,线框上产生的热量为 Q1,通过线框导体横截面的电荷量 为 q1;第二次 bc 边平行 MN 进入磁场.线框上产生的热量为 Q2,通过线框导体横截面的电荷 量为 q2,则( C )A.Q1=Q2 q1=q2B.Q1=Q2 q1q2 C.Q1Q2 q1=q2D.Q1Q2 q1q22解析:设 ab
4、和 bc 边长分别为 Lab,Lbc,穿过磁场区域的速度为 v,由于线框产生的热量等于克服安培力做功,则有 Q1=BI1LabLbc=BLabLbc=Lab通过线框导体横截面的电荷量为q1=I1t=;同理可以求得Q2=BI2LbcLab=Lbc,q2=I2t=;因为 LabLbc,则 Q1Q2,q1=q2,故 C 正确,A,B,D 错误. 4.如图所示,一闭合直角三角形线框以速度 v 匀速穿过匀强磁场区域.从 BC 边进入磁场区开 始计时,到 A 点离开磁场区止的过程中,线框内感应电流的情况(以逆时针方向为电流的正方 向)是如图所示中的( A )解析:线框进入或离开磁场时,穿过线框的磁通量发生
5、变化,线框中有感应电流产生,当线框完全进入磁场时,磁通量不变,没有感应电流产生,故 C 错误;感应电流 I= =,线框进入磁场时,切割磁感线的有效长度 L 均匀减小,感应电流逐渐减小,由楞次定律可知,感应电流 为逆时针方向;线框离开磁场时,切割磁感线的有效长度 L 减小,感应电流逐渐减小,感应电 流为顺时针方向;故 A 正确,B,D 错误. 5.等离子体气流由左方以速度 v0连续射入 P1和 P2两板间的匀强磁场中,ab 直导线与 P1,P2 相连接,线圈 A 与直导线 cd 连接.线圈 A 内有如图(乙)所示的变化磁场,且磁场 B 的正方向 规定为向左,如图(甲)所示,则下列叙述正确的是(
6、B )A.01 s 内 ab,cd 导线互相排斥 B.12 s 内 ab,cd 导线互相吸引 C.23 s 内 ab,cd 导线互相吸引 D.34 s 内 ab,cd 导线互相吸引3解析:由左侧电路可以判断 ab 中电流方向由 a 到 b;由右侧电路及图(乙)可以判断,02 s 内 cd 中电流为由 c 到 d,跟 ab 中电流同向,因此 ab,cd 相互吸引,故 A 错误,B 正确;24 s 内 cd 中电流为由 d 到 c,跟 ab 中电流反向,因此 ab,cd 相互排斥,故 C,D 错误. 6.1831 年,法拉第在一次会议上展示了他发明的圆盘发电机图(甲).它是利用电磁感应原 理制成的
7、,是人类历史上第一台发电机.图(乙)是这个圆盘发电机的示意图:铜盘安装在水平 的铜轴上,它的边缘正好在两磁极之间,两块铜片 C,D 分别与转动轴和铜盘的边缘良好接触. 使铜盘转动,电阻 R 中就有电流通过.若所加磁场为均强磁场,回路的总电阻恒定,从左往右 看,铜盘沿顺时针方向匀速转动,CRD 平面与铜盘平面垂直,下列说法正确的是( C )A.电阻 R 中没有电流流过 B.铜片 C 的电势高于铜片 D 的电势 C.保持铜盘不动,磁场变为方向垂直于铜盘的交变磁场,则铜盘中有电流产生 D.保持铜盘不动,磁场变为方向垂直于铜盘的交变磁场,则 CRD 回路中有电流产生 解析:根据右手定则可知,电流从 D
8、 点流出,流向 C 点,因此铜盘中电流方向为从 C 向 D,由于 圆盘在切割磁感线,相当于电源,所以 D 处的电势比 C 处高,A,B 错误;保持铜盘不动,磁场变 为方向垂直于铜盘的交变磁场,则穿过铜盘的磁通量发生变化,铜盘产生涡流,但是此时不再 切割磁感线,C,D 两点电势相同,故 CRD 回路中没有电流产生,C 正确,D 错误. 7.如图所示,一直升机停在南半球的地磁极上空,该处地磁场的方向竖直向上,磁感应强度为 B,直升机螺旋桨叶片的长度为 L,近轴端为 a,远轴端为 b,转动的频率为 f,顺着地磁场的方 向看,螺旋桨按顺时针方向转动.如果忽略 a 到转轴中心线的距离,用 E 表示每个叶
9、片中的感 应电动势,则( A )A.E=fL2B,且 a 点电势低于 b 点电势 B.E=2fL2B,且 a 点电势低于 b 点电势 C.E=fL2B,且 a 点电势高于 b 点电势 D.E=2fL2B,且 a 点电势高于 b 点电势 解析:每个叶片都切割磁感线,根据右手定则,a 点电势低于 b 点电势.叶片端点的线速度v=l=2fL,叶片的感应电动势 E= BLv= BL2Lf=fL2B.故选 A.8.在如图所示的电路中,a,b 为两个完全相同的灯泡,L 为自感线圈,E 为电源,S 为开关.关于 两灯泡点亮和熄灭的先后次序,下列说法正确的是( C )4A.合上开关,a 先亮,b 逐渐变亮;断
10、开开关,a,b 同时熄灭 B.合上开关,b 先亮,a 逐渐变亮;断开开关,a 先熄灭,b 后熄灭 C.合上开关,b 先亮,a 逐渐变亮;断开开关,a,b 同时熄灭 D.合上开关,a,b 同时亮;断开开关,b 先熄灭,a 后熄灭 解析:由于 a,b 为两个完全相同的灯泡,当开关接通瞬间,b 灯泡立刻发光,而 a 灯泡由于线 圈的自感作用渐渐变亮;当开关断开瞬间,两灯泡串联,由线圈产生瞬间电压提供电流,导致 两灯泡同时逐渐熄灭.故选 C. 9.下列各图所描述的物理情境中,能产生感应电流的是( BCD )解析:开关 S 闭合稳定后,穿过线圈 N 的磁通量保持不变,线圈 N 中不产生感应电流,故 A
11、错 误;磁铁向铝环 A 靠近,穿过金属框的磁通量在增大,金属框中产生感应电流,故 B 正确;金属 框从 A 向 B 运动,穿过金属框的磁通量时刻在变化,金属框产生感应电流,故 C 正确;铜盘在 磁场中按图示方向转动,铜盘的一部分切割磁感线,产生感应电流,故 D 正确. 10.用导线绕一圆环,环内有一用同样导线折成的内接正方形线框,圆环与线框绝缘,如图所 示.把它们放在磁感应强度为 B 的均强磁场中,磁场方向垂直于圆环平面(纸面)向里.当磁场 均匀减弱时( AC )A.圆环和线框中的电流方向都为顺时针 B.圆环和线框中的电流方向都为逆时针 C.圆环和线框中的电流大小之比为1 D.圆环和线框中的电
12、流大小之比为 21 解析:根据楞次定律可得当磁场均匀减小时,圆环和线框内产生的感应磁场方向与原磁场方 向相同,即感应电流方向都为顺时针,A 正确,B 错误;设圆半径为 a,则圆面积为 S=a2,圆周 长为 L=2a,线框面积为 S=2a2,线框周长为 L= 4a,因为磁场是均匀减小的,故 E=5,所以圆环和线框内的电动势之比为= ,两者的电阻之比为 =,故电流之比为 = = =,故 C 正确,D 错误.11.如图所示,两水平虚线 ef,gh 之间存在垂直纸面向外的匀强磁场,一质量为 m、电阻为 R 的正方形铝线框 abcd 从虚线 ef 上方某位置由静止释放,线框运动中 ab 始终是水平的,已
13、知 两虚线 ef,gh 间距离大于线框边长,则从开始运动到 ab 边到达 gh 线之前的速度随时间的变 化关系图像可能正确的是( BD )解析:线框先做自由落体运动,由线框宽度小于磁场的宽度可知,当 ab 边进入磁场且 cd 边未 出磁场的过程中,磁通量不变,没有感应电流产生,不受安培力,则线框的加速度与线框自由下落时一样,均为 g.若 cd 边刚好匀速进入磁场,mg=F安=,ab 边进入磁场后线框又做匀加速运动,cd 边出磁场后减速,当达到上述匀速的速度后又做匀速运动,故 A 错误,B 正确; 若 cd 边减速进入磁场,线框全部进入后做匀加速运动,达到进磁场的速度时不可能匀速.若 cd 边加
14、速进入磁场,全部进入后做匀加速运动,当 cd 边出磁场时线框有可能加速、匀速、 减速,故 C 错误,D 正确. 12.如图所示,两根间距为 L 的光滑平行金属导轨与水平面夹角为 ,图中虚线下方区域内 存在磁感应强度为 B 的匀强磁场,磁场方向垂直于导轨平面向上,两金属杆质量均为 m,电阻 均为 R,垂直于导轨放置,开始时金属杆 ab 处在距磁场上边界一定距离处,金属杆 cd 处在导 轨的最下端,被与导轨垂直的两根小柱挡住,现将金属杆 ab 由静止释放,当金属杆 ab 刚进入 磁场便开始做匀速直线运动,已知重力加速度为 g,则( AC )6A.金属杆 ab 进入磁场时感应电流的方向为由 b 到
15、aB.金属杆 ab 进入磁场时速度大小为C.金属杆 ab 进入磁场后产生的感应电动势为D.金属杆 ab 进入磁场后金属杆 cd 对两根小柱的压力大小为 mgsin 解析:由右手定则可知,ab 进入磁场时产生的感应电流由 b 流向 a,故 A 正确;ab 进入磁场时受到的安培力 F=BIL=BL=,由平衡条件得=mgsin ,解得 v=,故 B 错误;ab 产生的感应电动势 E=BLv=,故 C 正确;由左手定则可知,cd 受到的安培力平行于斜面向下,则 cd 对两根小柱的压力等于 FN=mgsin +Fmgsin ,故 D 错误. 13.如图所示,光滑水平面上存在有界匀强磁场,磁场方向垂直纸面
16、向里,磁感应强度为 B,质 量为 m 边长为 a 的正方形导体框 MNPQ 斜向上垂直进入磁场,当 MP 刚进入磁场时速度为 v, 方向与磁场边界成 45,若导体框的总电阻为 R,则( AC )A.导体框进入磁场过程中,导体框中电流的方向为 MQPNB.MP 刚进入磁场时导体框中感应电流大小为C.MP 刚进入磁场时导体框所受安培力为D.MP 刚进入磁场时 M,P 两端的电压为解析:根据楞次定律可得导体框进入磁场过程中,导体框中电流的方向为 MQPN,故 A 正确;根据 E=Bav,MP 刚进入磁场时切割磁感线的有效长度为 a,导体框中感应电流大小为 I= =,故7B 错误;根据安培力的计算公式可得 MP 刚进入磁场时导体框所受安培力为 F=BIa=,故 C 正确;MP 刚进入磁场时 M,P 两端的电压为路端电压,根据闭合电路欧姆定律可得 U= E= Bav,故 D 错误.14.如图所示,两条电阻不计的平行导轨与水平面成 角,导轨的一端连接定值电阻 R1,匀 强磁场垂直穿过导轨平面.一
