电磁感应（一）含答案.docx

1．下列说法正确的是
A.电荷量，电容，磁通量，电动势都是标量
B.提出“在电荷的周围存在着由它产生的电场”的观点的科学家是法拉第
C．首先发现电流磁效应的科学家是库仑
D.E = kQ/r2所用的物理方法是比值定义法
【答案】AB
【解析】
试题分析：电荷量有正、负，没有方向；电容表征电容器容纳点和本领的强弱；磁感应强度B与垂直磁场方向的平面面积S的乘积，叫做穿过这个平面的磁通量；电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能本领的大小；这几个量都没有方向，是标量。A正确。库仑提出了电荷间作用力存在的规律--库仑定律，法拉第提出了在电荷的周围存在着电场，B正确。首先发现电流磁效应的科学家是奥斯特，C错误。E = kQ/r2是点电荷产生电场的电场强度的计算公式，是决定式，电场强度的定义式是E=F/q，D错误。
考点：矢量和标量、物理学史、电场强度

2．如图所示，两直导线中通以相同的电流I，矩形线圈位于导线之间。将线圈由实线位置移到虚线位置的过程中，穿过线圈的磁通量的变化情况是( )

A．向里，逐渐增大
B．向外，逐渐减小
C．先向里增大，再向外减小
D．先向外减小，再向里增大
【答案】D
【解析】
试题分析：根据安培定则判断得知，两导线之间的磁场方向为：左侧导线产生的磁场垂直纸面向里，右侧导线产生的磁场方向垂直纸面向外，两导线之间的磁场是两个磁场叠加的结果，中线的磁感应强度为零，叠加后的结果是中线左侧磁场向里，右侧向外，因此先向外减小，后向里增大．故D正确，ABC错误．故选：D．
考点：安培定则；磁通量.

3．如图所示，通电直导线垂直穿过闭合线圈l，则（ ）

A.当导线中电流强度i变化时，线圈l中有感应电流
B.当线圈l左右平动时，线圈l中有感应电流
C.当线圈l上下平动时，线圈l中有感应电流
D.以上各种情况，线圈l中都不会有感应电流
【答案】D
【解析】
试题分析：由于线圈垂直于通电导线，线圈和磁场平行，当电流发生变化或当线圈上下或者平动时，穿过线圈的磁通量并未发生变化，因而无感应电流，所以D正确。
考点：考查了感应电流产生条件

4．电磁炉热效率高达90%，炉面无明火，无烟无废气，电磁“火力”强劲，安全可靠．如图所示是描述电磁炉工作原理的示意图，下列说法正确的是（ ）

A.当恒定电流通过线圈时，会产生恒定磁场，恒定磁场越强，电磁炉加热效果越好
B.电磁炉通电线圈加交流电后，在锅底产生涡流，进而发热工作
C.电磁炉的锅不能用陶瓷锅或耐热玻璃锅，主要原因这些材料的导热性能较差
D.在锅和电磁炉中间放一纸板，则电磁炉不能起到加热作用
【答案】B
【解析】
试题分析：电磁炉就是采用涡流感应加热原理；其内部通过电子线路板组成部分产生交变磁场、当用含铁质锅具底部放置炉面时，锅具即切割交变磁力线而在锅具底部金属部分产生涡流，使锅具铁分子高速无规则运动，分子互相碰撞、摩擦而产生热能，用来加热和烹饪食物，从而达到煮食的目的。故A错误B正确；电磁炉工作时需要在锅底产生感应电流，陶瓷锅或耐热玻璃锅不属于金属导体，不能产生感应电流，C错误；由于线圈产生的磁场能穿透纸板到达锅底，在锅底产生感应电流，利用电流的热效应起到加热作用．D错误；
考点：考查了电磁炉工作原理

5．如图所示，电路中的A、B是两个完全相同的灯泡，L是一个自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈，C是电容很大的电容器。当开关S断开与闭合时，A、B灯泡发光情况是

A．S刚闭合后，B灯亮一下又逐渐变暗，A灯逐渐变亮
B．S刚闭合后，A灯亮一下又逐渐变暗，B灯逐渐变亮
C．S闭合足够长时间后，A灯泡和B灯泡一样亮
D．S闭合足够长时间后再断开，B灯立即熄灭，A灯逐渐熄灭
【答案】B
【解析】
试题分析：S刚闭合后，灯泡A与电感并联，由于电感阻碍电流的增大，所以A灯亮一下，然后逐渐熄灭，B灯与电容器并联，由于电容器充电，所以B灯逐渐变亮．故B正确，A错误．S闭合足够长时间后，C中无电流，相当于断路，L相当于短路，所以B很亮，而A不亮．故CD错误．故选：B．
考点：自感现象.

6．如图所示，平行导轨之间有一个矩形磁场区，在相等面积两部分区域内存在着磁感应强度大小相等方向相反的匀强磁场。细金属棒AB沿导轨从PQ处匀速运动到P′Q′的过程中，棒上AB两端的电势差UAB随时间t的变化图象正确的是

【答案】C
【解析】
试题分析：设导体棒切割磁感线的总长度为L，在两个磁场中切割长度分别为L1和L2，L1+L2=L，AB两端的电势差UAB等于感应电动势，UAB=B（L1-L2）v，即：UAB=2BL1v-BLv，在运动过程中，L1均匀减小，UAB先正后负，故C正确．故选：C
考点：法拉第电磁感应定律。

7．如图所示，B是一个螺线管，C是与螺线管相连接的金属线圈．在B的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环A，A的环面水平且与螺线管的横截面平行。若仅在金属线圈C所处的空间加上与C环面垂直的变化磁场，发现在t1至t2时间段内绝缘丝线的拉力变小，则金属线圈C处所加磁场的磁感应强度随时间变化的B-t图象可能是

【答案】D
【解析】
试题分析：根据共点力的平衡原理，在t1至t2时间段内，绝缘丝线与竖直方向的夹角变小，故弹簧线圈处在收缩状态，根据楞次定律的另一种表述，知螺线管MN中产生的磁场在增加，即螺线管中的电流增大，感应电动势增大，根据法拉第电磁感应定律，，知增大，选项D正确。
考点：本题旨在考查楞次定律。

8．图甲是小型交流发电机的示意图，在匀强磁场中，一矩形金属线圈绕与磁场方向垂直的 轴匀速转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图乙所示．发电机线圈内阻为10Ω，外接一只电阻为90Ω的灯泡，不计电路的其他电阻，则（ ）

图甲 图乙
A．t＝0时刻线圈平面与中性面垂直
B．每秒钟内电流方向改变100次
C．灯泡两端的电压为22V
D．0~0.01s时间内通过灯泡的电量为0
【答案】B
【解析】
试题分析：由图乙电动势随时间变化的正弦规律图像可知：计时起点e=0，即从中性面开始计时，所以A错误；由图象可知：电动势周期为0.02s，所以频率为50Hz，即每秒钟内电流方向改变100次，所以B正确；由图象可知：电动势的有效值为22V，所以灯泡两端的电压为，所以C错误。0~0.01s时间内通过灯泡的电流均为正方向，所以电量不为0，即D错误。
考点：本题考查交变电流

9．如图所示，虚线矩形abcd为匀强磁场区域，磁场方向竖直向下，圆形闭合金属线框以一定的速度沿光滑绝缘水平面向磁场区域运动．如图所示给出的是圆形闭合金属线框的四个可能到达的位置，则圆形闭合金属线框的速度可能为零的位置是：

【答案】AD
【解析】
试题分析：当圆形金属线圈进入磁场时，会受到磁场对它的阻力，所以A中线圈的位置的速度可能是零选项A正确；线圈完全进入磁场后，线圈中不再产生感应电流，故它也不再受到安培力的作用，所以线圈在磁场中一旦进入后，其速度不可能为零，故选项BC错误；在线圈运动出磁场时，磁场也会对线圈一个吸引力阻碍它的离开，故D的位置速度也可能为零，选项D正确。
考点：电磁感应，楞次定律。

10．如图所示，在匀强磁场中有一足够长的光滑平行金属导轨，与水平面间的夹角θ=30°，间距L=0.5m，上端接有阻值R=0.3Ω的电阻．匀强磁场的磁感应强度大小B=0.4T，磁场方向垂直导轨平面向上．一质量m=0.2kg，电阻r=0.1Ω的导体棒MN，在平行于导轨的外力F作用下，由静止开始向上做匀加速运动，运动过程中导体棒始终与导轨垂直，且接触良好．当棒的位移d=9m时，电阻R上消耗的功率为P=2.7W．其它电阻不计， g取10 m/s2．求：

（1）此时通过电阻R上的电流；
（2）这一过程通过电阻R上的电荷量q；
（3）此时作用于导体棒上的外力F的大小．
【答案】（1）3A （2）4.5C （3）2N
【解析】
试题分析：（1）根据灯泡功率 （1分）
得：I=3A （2分）
（2）由法拉第电磁感应定律有 （1分）
又 （1分）
（1分）
（1分）
解得 （1分）
（1分）
（3） （2分）
（1分）
（1分）
解得 （2分）
考点：本题考查电磁感应定律

11．如图所示，两根金属杆AB和CD的长度均为L，电阻均为R，质量分别为3m和m（质量均匀分布），用两根等长的质量和电阻均不计的、不可伸长的柔软导线将它们连成闭合回路，悬跨在绝缘的、光滑的水平圆棒两侧，AB和CD处于水平。在金属杆AB的下方MN以下区域有水平匀强磁场，磁感强度的大小为B，方向与回路平面垂直，此时CD处于磁场中。现从静止开始释放金属杆AB，经过一段时间（AB、CD始终水平），在AB即将进入磁场的上边界时，其加速度为零，此时金属杆CD还处于磁场中，在此过程中金属杆AB上产生的焦耳热为Q，重力加速度为g，试求：

（1）金属杆AB即将进入磁场上边界时的速度v1。
（2）在此过程中金属杆CD移动的距离h和通过导线截面的电量q。
（3）金属杆AB在磁场中运动时可能达到的最小速度v2。

【答案】（1），（2），，（3）
【解析】
试题分析：（1）AB杆达到磁场边界时，加速度为零，系统所受合外力为零，设柔软导线此时的张力为T，此时回路中的电流为I，分析AB杆受力有3mg=2T，设此时CD杆所受安培力为F，则CD杆受力为2T=mg+F ，由、、，可得，将F=2mg代入解得：；
（2）以AB、CD棒为系统分析在此过程中，在此过程中金属杆AB上产生的焦耳热为Q，因CD与AB电阻相同，流过的电流相同，此过程中经历的时间相同，所以产生的焦耳热亦相同均为Q，故根据能量守恒定律可得，解得金属杆CD移动的距离，通过导线截面的电量为。
（3）AB杆与CD杆都在磁场中运动时，AB将做减速运动直到达到匀速，此时对AB杆有3mg=2T+BIL，对CD杆有2T′=mg+BIL，因，解得。
考点：本题考查了安培力、感应电动势、能量守恒定律等概念

12．如图所示，电阻不计的两光滑平行金属导轨相距L=1m，PM、QN部分水平放置在绝缘桌面上，半径a=0.9m的光滑金属半圆导轨处在竖直平面内，且分别在M、N处平滑相切， PQ左端与R=2Ω的电阻连接．一质量为m=1kg、电阻r=1Ω的金属棒放在导轨上的PQ处并与两导轨始终垂直．整个装置处于磁感应强度大小B=1T、方向竖直向上的匀强磁场中，g取10m/s2．求：
R
M
N
Q
P
C
D
B

（1）若金属棒以v3m/s速度在水平轨道上向右匀速运动，求该过程中棒受到的安培力大小；
（2）若金属棒恰好能通过轨道最高点CD处，求棒通过CD处时棒两端的电压；
（3）设LPM=LQN=3m，若金属棒从PQ处以3m/s匀速率沿着轨道运动，且棒沿半圆轨道部分运动时，回路中产生随时间按余弦规律变化的感应电流，求棒从PQ运动到CD的过程中，电路中产生的焦耳热.
【答案】（1）1N；（2）2V（3）J
【解析】
试题分析：⑴由 得
又 解得：F=1N
⑵在最高点CD处
得

⑶在水平轨道上， =3J
在半圆轨道上，感应电动势最大值V
== J
J
考点：法拉第电磁感应定律；牛顿定律及能量守恒定律.