湖南省新田县第一中学高中物理 第4章 电磁感应单元测试 新人教版选修3-2（通用） 16页

培训一：电磁感应 ‎ 一、高考考纲要求：‎ 考　点 要　求 说　明 电磁感应现象 Ⅰ ‎1.导体切割磁感线时，感应电动势的计算，只限于l垂直于B、v的情况2.在电磁感应现象里，不要求判断内电路中各点电势的高低 ‎3.不要求用自感系数计算自感电动势 磁通量 Ⅰ 法拉第电磁感应定律 Ⅱ 楞次定律 Ⅱ 自感、涡流 Ⅰ ‎(1)本章内容新、旧考纲的要求相差不大，新考纲增加了对涡流内容的要求．‎ ‎(2)考纲对法拉第电磁感应定律的要求，应包含导体棒切割磁感线时产生感应电动势的计算．对公式E＝BLv的要求，只限于B、L、v三者相互垂直的情况．‎ ‎(3)新考纲应当不会出现电磁感应与动量的综合应用．‎ ‎(4)新考纲对磁通量内容的要求，已由过去的要求Ⅱ降为要求Ⅰ.‎ 二、命题趋势：‎ ‎1．重点考查的知识有：感应电流方向的判断(楞次定律的应用)，导体切割磁感线产生感应电动势的计算，法拉第电磁感应定律的应用等高考热点问题．‎ ‎2．命题方式有以本章内容单独命题的，更多的是与其他内容的综合命题，考查的主要题型是选择题和综合性计算论述题．而近几年选择题的侧重点是与电磁感应相关的图象问题，主要涉及的是Φ－t图，B－t图，v－t图和i－t图的相互转换问题．重点考查楞次定律和法拉第电磁感应定律的灵活应用．计算题考查的侧重点则是电磁感应与直流电路的综合应用，电磁感应与牛顿运动定律的综合应用以及电磁感应与功能关系的综合应用．难度一般较大 ‎3．新教材考纲新增了对涡流、涡旋电场、感生电动势的计算等内容的要求。‎ 三、本章知识网络：‎ ‎1．如图所示的电路中，三个相同的灯泡a、b、c和电感L1、L2与直流电源连接，电感的电阻忽略不计．电键K从闭合状态突然断开时，下列判断正确的有（ ） ‎ A.a先变亮，然后逐渐变暗 B.b先变亮，然后逐渐变暗 C.c先变亮，然后逐渐变暗 D.b、c都逐渐变暗 ‎2、.如题，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先小于mg后大于mg,运动趋势向左 B. FN先大于mg后小于mg,运动趋势向左 C. FN先大于mg后大于mg,运动趋势向右 D. FN先大于mg后小于mg,运动趋势向右 ‎3、.如图所示，同一平面内的三条平行导线串有两个最阻R和r，导体棒PQ与三条导线接触良好；匀强磁场的方向垂直纸面向里。导体棒的电阻可忽略。当导体棒向左滑动时，下列说法正确的是（ ）‎ ‎ A.流过R的电流为由d到c，流过r的电流为由b到a ‎ B.流过R的电流为由c到d，流过r的电流为由b到a ‎ C.流过R的电流为由d到c，流过r的电流为由a到b ‎ D.流过R的电流为由c到d，流过r的电流为由a到b ‎4、两根足够长的光滑导轨竖直放置，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固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为B 的匀强磁场垂直，如图所示。除电阻R 外其余电阻不计。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等于重力加速度g B．金属棒向下运动时，流过电阻R 的电流方向为a→b C．金属棒的速度为v时．所受的安培力大小为F =‎ D．电阻R 上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少 ‎5、法拉第通过静心设计的一系列试验，发现了电磁感应定律，将历史上认为各自独立的学科“电学”与“磁学”联系起来．在下面几个典型的实验设计思想中，所作的推论后来被实验否定的是（ ）‎ A．既然磁铁可使近旁的铁块带磁，静电荷可使近旁的导体表面感应出电荷，那么静止导线上的稳恒电流也可在近旁静止的线圈中感应出电流 B．既然磁铁可在近旁运动的导体中感应出电动势，那么稳恒电流也可在近旁运动的线圈中感应出电流 C．既然运动的磁铁可在近旁静止的线圈中感应出电流，那么静止的磁铁也可在近旁运动的导体中感应出电动势 D．既然运动的磁铁可在近旁的导体中感应出电动势，那么运动导线上的稳恒电流也可在近旁的线圈中感应出电流 ‎6、一航天飞机下有一细金属杆，杆指向地心．若仅考虑地磁场的影响，则当航天飞机位于赤道上空（ ）‎ ‎ A．由东向西水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由上向下 ‎ B．由西向东水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由上向下 C．沿经过地磁极的那条经线由南向北水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由下向上 D．沿经过地磁极的那条经线由北向南水平飞行时，金属杆中一定没有感应电动势 ‎7.老师做了一个物理小实验让学生观察：一轻质横杆两侧各固定一金属环，横杆克绕中心点自由转动，老师拿一条形磁铁插向其中一个小环，后又取出插向另一个小环，同学们看到的现象是（ ）‎ A.磁铁插向左环，横杆发生转动 B.磁铁插向右环，横杆发生转动 C.无论磁铁插向左环还是右环，横杆都不发生转动 D. 无论磁铁插向左环还是右环，横杆都发生转动 图6‎ ‎8．如图所示，在一均匀磁场中有一U形导线框abcd，线框处于水平面内，磁场与线框平面垂直，R为一电阻，ef为垂直于ab的一根导体杆，它可在ab、cd上无摩擦地滑动。杆ef及线框中导线的电阻都可不计。开始时，给ef一个向右的初速度，则（ ）‎ A ef将减速向右运动，但不是匀减速 ‎ ‎ B ef将匀减速向右运动，最后停止 C ef将匀速向右运动 ‎ ‎ D ef将往返运动 ‎9．如图所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外．一个矩形闭合导线框abcd，沿纸面由位置1(左)匀速运动到位置2(右)．则（ ） ‎ ‎ A. 导线框进入磁场时，感应电流方向为a→b→c→d→a ‎ B. 导线框离开磁场时，感应电流方向为a→d→c→b→a ‎ C. 导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向右 ‎ D. 导线框进入磁场时．受到的安培力方向水平向左 ‎10 ．一矩形线圆位于一随时间t变化的匀强磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面（纸面）向里，如图1所示。磁感应强度B随t的变化规律 如图2所示。以I表示线圈中的感应电流，以图1中线圈上箭头所示方向的电流为正，则以下的I—t图中正确的是（ ）‎ ‎11．如图所示，在x≤0的区域内存在匀强磁场，磁场的方向垂直于 xy平面（纸面）向里。具有一定电阻的矩形线框abcd位于xy 平面内，线框的ab边与y轴重合。令线框从t=0的时刻起由静 止开始沿x轴正方向做匀加速运动，则线框中的感应电流I（取 逆时针方向的电流为正）随时间t的变化图线I—t图可能是下 图中的哪一个？（ ）‎ a c b d 图3‎ ‎12 、如图3所示，两根足够长的固定平行金属光滑导轨位于同水平面，导轨上横放着两根相同的导体棒ab、cd与导轨构成矩形回路。导体棒的两端连接着处于压缩状态的两根轻质弹簧，两棒的中间用细线绑住，它们的电阻均为R，回路上其余部分的电阻不计。在导轨平面内两导轨间有一竖直向下的匀强磁场。开始时，导体棒处于静止状态。剪断细线后，导体棒在运动过程中（ ） ‎ Ａ．回路中有感应电动势 Ｂ．两根导体棒所受安培力的方向相同 Ｃ．两根导体棒和弹簧构成的系统动量守恒，机械能守恒 Ｄ．两根导体棒和弹簧构成的系统动量守恒，机械能不守恒 ‎13、.在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步。在对以下几位物理学家所作科学贡献的叙述中，不正确的说法是 （ ）‎ A.库伦发现了电流的磁效应 B.爱因斯坦成功地解释了光电效应现象 C.法拉第发现了磁场产生电流的条件和规律 ‎ D.牛顿提出的万有引力定律奠定了天体力学的基础 ‎14、如图4所示，两根相距为l的平行直导轨ab、cd、b、d间连有一固定电阻R，导轨电阻可忽略不计。MN为放在ab和cd上的一导体杆，与ab垂直，其电阻也为R。整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，磁场方向垂直于导轨所在平面（指向图中纸面内）。现对MN施力使它沿导轨方向以速度v（如图）做匀速运动。令U表示MN两端电压的大小，则 （ ）‎ A．流过固定电阻R的感应电流由b到d B．流过固定电阻R的感应电流由d到b C．流过固定电阻R的感应电流由b到d D．流过固定电阻R的感应电流由d到b ‎15 ．图中两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为l，磁场方向垂直纸面向里。abcd是位于纸面内的梯形线圈， ad与bc间的距离也为l。t=0时刻，bc边与磁场区域边界重合（如图）。现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域。取沿a→b→c→d→a的感应电流为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流I随时间t变化的图线可能是（ ） ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎16．如图，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的N 极朝下。当磁铁向下运动 S N 时（但未插入线圈内部），（ ）‎ A．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互吸引 B．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互排斥 C. 线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互吸引 D．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互排斥 ‎17、.如图，在匀强磁场中固定放置一根串接一电阻R的直角形金属导轨aob(在纸面内)，磁场方向垂直于纸面朝里，另有两根金属导轨c、d分别平行于oa、ob放置。保持导轨之间接触良好，金属导轨的电阻不计。现经历以下四个过程：（ ）‎ ‎①以速度v移动d,使它与ob的距离增大一倍;②再以速率v移动c,使它与oa的距离减小一半；③然后，再以速率2v移动c,使它回到原处；④最后以速率2v移动d,使它也回到原处。‎ 设上述四个过程中通过电阻R的电量的大小依次为Q1、Q2、Q3和Q4,则 A.Q1=Q2=Q3=Q4 B.Q1=Q2=2Q3=2Q4‎ C.2Q1=2Q2=Q3=Q4 D.Q1≠Q2=Q3≠Q4‎ ‎18、‎ ‎.如图所示，接有灯泡L的平行金属导轨水平放置在匀强磁场中，一导体杆与两导轨良好接触并做往复运动，其运动情况与弹簧振子做简谐运动的情况相同。图中O位置对应于弹簧振子的平衡位置，P、Q两位置对应于弹簧振子的最大位移处。若两导轨的电阻不计，则（ ）‎ A.杆由O到P的过程中，电路中电流变大 B.杆由P到Q的过程中，电路中电流一直变大 C.杆通过O处时，电路中电流方向将发生改变 D.杆通过O处时，电路中电流最大 N S R C a b ‎19、电阻R、电容C与一线圈连成闭合电路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N极朝下，如图所示。现使磁铁开始自由下落，在N极接近线圈上端的过程中，流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是（ ）‎ ‎ A．从a到b，上极板带正电 ‎ B．从a到b，下极板带正电 ‎ C．从b到a，上极板带正电 ‎ D．从b到a，下极板带正电 ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ l ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ l l v L O O/‎ L/‎ ‎45°‎ ‎20、如图所示，LOO/L/为一折线，它所形成的两个角∠LO O/和∠OO/L/均为45°。折线的右边有一匀强磁场，其方向垂直于纸面向里，一边长为l的正方形导线框沿垂直于OO/的方向以速度v作匀速直线运动，在t＝0的刻恰好位于图中所示位置。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）（ ）‎ t I ‎0‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ A t I ‎0‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ B t I ‎0‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ C t I ‎0‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ D ‎21、用相同导线绕制的边长为L或2L的四个闭合导体线框，以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场，如图所示。在每个线框进入磁场的过程中，M、N两点间的电压分别为Ua、Ub、Uc和Ud。下列判断正确的是（ ）‎ M M M M N N N N a b c d A．Ua＜Ub＜Uc＜Ud B．Ua＜Ub＜Ud＜Uc ‎ C．Ua＝Ub＜Uc＝Ud D．Ub＜Ua＜Ud＜Uc ‎22 、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，规定线圈中感应电流的正方向如图1所示，当磁场的磁感应强度B随时间如图2变化时，图3中正确表示线圈中感应电动势E变化的是（ A ）‎ ‎（a）‎ ‎（b）‎ ‎23、取两个完全相同的长导线，用其中一根绕成如图（a）所示的螺线管，当该螺线管中通以电流强度为I的电流时，测得螺线管内中部的磁感应强度大小为B，若将另一根长导线对折后绕成如图（b）所示的螺线管，并通以电流强度也为I的电流时，则在螺线管内中部的磁感应强度大小为（ ）‎ A．0 B．0.5B ‎ C．B D．2 B ‎24、如图（a）所示，水平放置的两根平行金属导轨，间距L=‎0.3m．导轨左端连接R＝0.6　的电阻，区域abcd内存在垂直于导轨平面B=0.6T的匀强磁场，磁场区域宽D=‎0.2 m．细金属棒A1和A2用长为2D=‎0.4m的轻质绝缘杆连接，放置在导轨平面上，并与导轨垂直，每根金属棒在导轨间的电阻均为t=0.3 ,导轨电阻不计，使金属棒以恒定速度r=‎1.0 m/s沿导轨向右穿越磁场，计算从金属棒A1进入磁场（t=0）到A2离开磁场的时间内，不同时间段通过电阻R的电流强度，并在图（b）中画出．‎ ‎25、半径为a的圆形区域内有均匀磁场，磁感强度为B＝0.2T，磁场方向垂直纸面向里，半径为b的金属圆环与磁场同心地放置，磁场与环面垂直，其中a＝0.4m，b＝0.6m，金属环上分别接有灯L1、L2，两灯的电阻均为R0＝2Ω，一金属棒MN与金属环接触良好，棒与环的电阻均忽略不计 ‎（1）若棒以v0＝5m/s的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径OO’的瞬时（如图所示）MN中的电动势和流过灯L1的电流。‎ ‎（2）撤去中间的金属棒MN将右面的半圆环OL2O’以OO’为轴向上翻转90º，若此时磁场随时间均匀变化，其变化率为ΔB/Δt＝（4 /Ω）T/s，求L1的功率。‎ R1‎ R2‎ l a b M N P Q B v ‎26．图中MN和PQ为竖直方向的两平行长直金属导轨，间距l为0.40m，电阻不计。导轨所在平面与磁感应强度B为0.50T的匀强磁场垂直。质量m为6.0×10-3kg、电阻为1.0Ω的金属杆ab始终垂直于导轨，并与其保持光滑接触。导轨两端分别接有滑动变阻器和阻值为3.0Ω的电阻R1。当杆ab达到稳定状态时以速率v匀速下滑，整个电路消耗的电功率P为0.27W，重力加速度取10m/s2，试求速率v和滑动变阻器接入电路部分的阻值R2。‎ ‎　　　　　　　　　　　　　‎ ‎27．如图1所示，两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上，两导轨间距为L0、M、P两点间接有阻值为R的电阻。一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下，导轨和金属杆的电阻可忽略。让ab杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦。‎ ‎（1）由b向a方向看到的装置如图2所示，请在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图；‎ ‎（2）在加速下滑过程中，当ab杆的速度大小为v时，求此时ab杆中的电流及其加速度的大小；‎ ‎（3）求在下滑过程中，ab杆可以达到的速度最大值。‎ ‎28、如图所示，水平面上有两根相距0.5m的足够长的平行金属导轨MN和PQ，它们的电阻可忽略不计，在M和 P之间接有阻值为R的定值电阻，导体棒ab长＝0.5m，其电阻为r，与导轨接触良好.整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B＝0.4T.现使ab以＝10m／s的速度向右做匀速运动. ‎ ‎(1)ab中的感应电动势多大? ‎ ‎(2)ab中电流的方向如何? ‎ ‎(3)若定值电阻R＝3，OΩ,导体棒的电阻r＝1.OΩ,，‎ ‎ 则电路电流大?‎ ‎29、图中a1b‎1c1d1和a2b‎2c2d2为在同一竖直面内的金属导轨，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨所在的平面(纸面)向里。导轨的a1b1段与a2b2段是竖直的，距离为l1；c1d1段与c2d2段也是竖直的，距离为l2。x1y1与x2y2为两根用不可伸长的绝缘轻线相连的金属细杆，质量分别为m1和m2，它们都垂直于导轨并与导轨保持光滑接触。两杆与导轨构成的回路的总电阻为R。F为作用于金属杆x1y1上的竖直向上的恒力。已知两杆运动到图示位置时，已匀速向上运动，求此时作用于两杆的重力的功率的 F a1‎ b1‎ c1‎ d1‎ x1‎ y1‎ a2‎ b2‎ c2‎ d2‎ x2‎ y2‎ 大小和回路电阻上的热功率。‎