高中物理-电磁感应测试题-新人教版选修3-2高二.doc

电磁感应单元测试题
2011-3-20
一、选择题：（每小题至少有一个选项是正确的，每小题4分，共40分，漏选得2分，错选和不选得零分）
1．下面说法正确的是 （ ）
A．自感电动势总是阻碍电路中原来电流增加
B．自感电动势总是阻碍电路中原来电流变化
C．电路中的电流越大，自感电动势越大
图1
D．电路中的电流变化量越大，自感电动势越大
2．如图1所示，M1N1与M2N2是位于同一水平面内的两条平行
金属导轨，导轨间距为L磁感应强度为B的匀强磁场与导轨所
在平面垂直，ab与ef为两根金属杆，与导轨垂直且可在导轨
上滑 动，金属杆ab上有一伏特表，除伏特表外，其他部分电
阻可以不计，则下列说法正确的是 （ ）
A．若ab固定ef以速度v滑动时，伏特表读数为BLv
B．若ab固定ef以速度v滑动时，ef两点间电压为零
C．当两杆以相同的速度v同向滑动时，伏特表读数为零
图2
D．当两杆以相同的速度v同向滑动时，伏特表读数为2BLv
3．如图2所示，匀强磁场存在于虚线框内，矩形线圈竖直下落。
如果线圈中受到的磁场力总小于其重力，则它在1、2、3、4位置
时的加速度关系为 （ ）
A．a1＞a2＞a3＞a4 B．a1 = a2 = a3 = a4
C．a1 = a3＞a2＞a4 D．a4 = a2＞a3＞a1
图3

4．如图3所示，通电螺线管两侧各悬挂一个小铜环，铜环平面与螺
线管截面平行，当电键S接通一瞬间，两铜环的运动情况是（ ）
A．同时向两侧推开
B．同时向螺线管靠拢
C．一个被推开，一个被吸引，但因电源正负极未知，无法具体判断
D．同时被推开或同时向螺线管靠拢，但因电源正负极未知，无法具体判
图4
5．如图4所示，把金属圆环匀速拉出磁场，下面叙述正确的是（ ）
A．向左拉出和向右拉出所产生的感应电流方向相反
B．不管向什么方向拉出，只要产生感应电流方向都是顺时针
C．向右匀速拉出时，感应电流大小不变
D．要将金属环匀速拉出，拉力大小要改变

6．如图5所示，在一根软铁棒上绕有一个线圈，a、b是线圈的两
图5
端，a、b分别与平行导轨M、N相连，有匀强磁场与导轨面垂
直，一根导体棒横放在两导轨上，要使a点的电势均比b点的
电势高，则导体棒在两根平行的导轨上应该 （ ）
A．向左加速滑动 B．向左减速滑动
C．向右加速滑动 D．向右减速滑动

B
N
v
M
7.如图所示，在光滑水平面上的直线MN左侧有垂直于纸面向里的匀强磁场，右侧是无磁场空间．将两个大小相同的铜质矩形闭合线框由图示位置以同样的速度v向右完全拉出匀强磁场．已知制作这两只线框的铜质导线的横截面积之比是1∶2．则拉出过程中下列说法中正确的是（ ）
A.所用拉力大小之比为2∶1
B.通过导线某一横截面的电荷量之比是1∶1
C.拉力做功之比是1∶4
D.线框中产生的电热之比为1∶2
M
N
P
Q
L
a
i
O
t
i0
i
O
t
i0
i
O
t
i0
i
t
O
i0
i
t
i0
O
8. MN、PQ是水平方向的匀强磁场的上下边界，磁场宽度为L．一个边长为a的正方形导线框（L>2a）从磁场上方下落，运动过程中上下两边始终与磁场边界平行．线框进入磁场过程中感应电流i随时间t变化的图象如右图所示，则线框从磁场中穿出过程中线框中感应电流i随时间t变化的图象可能是以下的哪一个（ ）

A. B. C. D.

9. 如图所示的电路中，A1和A2是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可以忽略．下列说法中正确的是（ ）
A．合上开关S接通电路时，A2先亮，A1后亮，最后一样亮
B．合上开关S接通电路时，A1和A2始终一样亮
C．断开开关S切断电路时，A2立刻熄灭，A1过一会儿才熄灭
D．断开开关S切断电路时，A1和A2都要过一会儿才熄灭
N
S
B
A
10．如图所示，A、B都是很轻的铝环，分别调在绝缘细杆的两端，杆可绕中间竖直轴在水平面内转动，环A是闭合的，环B是断开的。若用磁铁分别接近这两个圆环，则下面说法正确的是（ ）
A．图中磁铁N极接近A环时，A环被吸引，而后被推开
B．图中磁铁N极远离A环时，A环被排斥，而后随磁铁
运动
C．用磁铁N极接近B环时，B环被推斥，远离磁铁
运动
D．用磁铁的任意一磁极接近A环时，A环均被排斥

二、填空题
11．（1）如图（1）所示为“研究电磁感应现象”的实验装置，请将图中所缺的导线补接完整。
（2）已知一灵敏电流计，当电流从正接线柱流入时，指针向正接线柱一侧偏转，现把它与线圈串联接成如图（2）所示电路，当条形磁铁按如图（2）所示情况运动时，以下判断正确的是__________
A．甲图中电流表偏转方向向右
B．乙图中磁铁下方的极性是N极
C．丙图中磁铁的运动方向向下
D．丁图中线圈的绕制方向从上往下看为顺时针方向
+
N
S
v
-
甲
乙
+
-
v
+
-
丙
N
S
+
-
丁
S
N
v
（2）
（1）

12．如图所示，将边长为l、总电阻为R的正方形闭合线圈，从磁感强度为 B的匀强磁场中以速度v匀速拉出（磁场方向，垂直线圈平面）

F
v
B
（1）所用拉力F＝ ．　（2）拉力F做的功W＝ ．
　（3）拉力F的功率PF＝ ．（4）线圈放出的热量Q＝ ．
（5）线圈发热的功率P热＝ ．
（6）通过导线截面的电量q＝ ．
三、计算题
13、如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1m，导轨平面与水平面成θ=37º角，下端连接阻值为R的电阻.匀强磁场方向与导轨平面垂直向上.质量为0.2kg，电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为0.25.
⑴求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小；
⑵当金属棒下滑速度达到稳定时，电阻R消耗的功率为8W，求该速度的大小；
⑶在上问中，若R=2Ω，金属棒中的电流方向由a到b，求磁感应强度的大小和方向.
a
b
θ
θ
R
（g=10m/s2，sin37º=0.6，cos37º=0.8）

14．（14分）水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置，间距为L，一端通过导线与阻值为R的电阻连接；导轨上放一质量为m的金属杆（如左下图），金属杆与导轨的电阻忽略不计，均匀磁场竖直向下．用与导轨平行的恒定拉力F作用在金属杆上，杆最终将做匀速运动．当改变拉力的大小时，相对应的匀速运动速度v也会变化，v和F的关系如右下图．（取重力加速度g=10 m/s2）
（1）金属杆在匀速运动之前做什么运动？
（2）若m=0．5 kg,L=0．5 m,R=0．5 Ω，磁感应强度B为多大？
（3）由v-F图线的截距可求得什么物理量？其值为多少？

15.如图，两条水平虚线之间有垂直于纸面向里，宽度为d=50cm，磁感应强度为B=1.0T的匀强磁场．边长为l=10cm的正方形线圈，质量为m=100g，电阻为R=0.020Ω．线圈下边缘到磁场上边界的距离为h=80cm．将线圈由静止释放，已知其下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时刻的速度相同．取g=10m/s2．求：
l
h
d
B
⑴线圈进入磁场的过程中产生的电热Q．
⑵线圈下边缘穿越磁场的过程中，线圈的最小速度v．

16．正方形金属线框abcd，每边长=0.1m，总质量m=0.1kg，回路总电阻Ω，用细线吊住，线的另一端跨过两个定滑轮，挂着一个质量为M=0.14kg的砝码。线框上方为一磁感应强度B=0.5T的匀强磁场区，如图，线框abcd在砝码M的牵引下做加速运动，当线框上边ab进入磁场后立即做匀速运动。接着线框全部进入磁场后又做加速运动（g=10m/s2）。问：
（1）线框匀速上升的速度多大？此时磁场对线框的作用力多大？
（ 2）线框匀速上升过程中，重物M做功多少？其中有多少转变为电能？

电磁感应单元测试题答案
一、1、B 2、ＡＣ　3、Ｃ　4、Ａ　5、ＢＤ　6、ＣＤ　7、Ｂ　8、Ｂ　9、ＡＤ　10、Ｄ
二、
11．（1）如图所示。（4分）
（2）A B D（4分）

12．（1）B2L2v/R （2）B2L3v/R （3）B2L2v2/R （4）B2L3v/R （5）B2L2v2/R （6）BL2/R
三、
13、4m/s2 10m/s 0.4T

14．（14分）解：（1）金属杆运动后，回路中产生感应电流，金属杆将受F和安培力的作用，且安培力随着速度增大而增加．杆受合外力减小，故加速度减小，速度增大，即做加速度减小的加速运动． （2分）
（2）感应电动势E=vBL，（1分）感应电流I=， （1分）
安培力F=IBL= （2分）
由图线可知金属杆受拉力、安培力和阻力作用，匀速时合力为零．
F=v+f （2分）
所以v=（F-f） （2分）
从图线可以得到直线的斜率k=2 （2分）
所以B==1 T． （2分）
（3）由直线的截距可以求得金属杆受到的阻力f=2 N,若金属杆受到的阻力仅为动摩擦力，由截距可求得动摩擦因数μ=0．4． （3分）
15．⑴在线圈下边缘刚进入磁场到刚穿出磁场过程中用能量守恒定律，重力势能的减小转化为
电能，又转化为电热，因此Q=mgd=0.50J
⑵设线圈自由下落阶段的末速度，即线圈下边缘到达磁场上边界时的瞬时速度大小是v0，
则v02=2gh，v0=4.0m/s
线圈上边缘到达磁场上边界时线圈速度一定最小，在线圈进入磁场过程中用动能定理：
mgL-W=mv2/2-mv02/2
而克服安培力做的功W就等于增加的电能也等于产生的电热Q
因此得v=2m/s
（或由全部进入到下边缘到达磁场下边界的自由落体运动，v02-v2=2g（d-l）求v．）
16、答案：
　　（1）当线框上边ab进入磁场，线圈中产生感应电流I，由楞次定律可知产生阻碍运动的安培力为F=BIl由于线框匀速运动，线框受力平衡，F+mg=Mg
联立求解，得I=8A由欧姆定律可得，E=IR=0.16V
　　由公式E=Blv，可求出v=3.2m/s　　F=BIl=0.4N
　　（2）重物M下降做的功为W=Mgl=0.14J
由能量守恒可得产生的电能为J.

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