人教版物理选修3-2第四五章电磁感应和交变电流检测试题(附参考答案).doc

高二第二学期质量监测试题物理（电磁感应和交变电流）
第一部分 选择题（共48分）
一、单项选择题。本题共12小题，只有一个选项是符合题意的。（每小题3分，共36分）
1. 电磁感应现象的发现使人们对电与磁内在联系的认识更加完美，宣告了电磁学作为一门统一学科的诞生。下列科学家中，发现电磁感应现象的是（　　）
A．奥斯特 B．法拉第 C．安培 D．洛伦兹
2.下列实验现象，属于电磁感应现象的是（　　）
A．
B．
C．
D．
图1
+
-
磁铁
线圈
3. 在右图所示的实验中，能在线圈中产生感应电流的情况是（　　）
A．磁铁静止在线圈上方
B．磁铁静止在线圈右侧
C．磁铁静止在线圈里面
D．磁铁插入或抽出线圈的过程
4．如右图所示，当导体棒MN在外力作用下沿导轨向右运动时，流过R的电流方向是(　　 )
A. 由A→R→B B. 由B→R→A
C．无感应电流 D．无法确定
5．如图所示，当磁铁突然向铜环运动时，铜环的运动情况是(　 　)
A．向右摆动 B．向左摆动
C．静止 D．无法判定

6．关于感应电动势的大小，下列说法正确的是(　　)
A．穿过线圈的磁通量Φ越大，所产生的感应电动势就越大
B．穿过线圈的磁通量的变化量ΔΦ越大，所产生的感应电动势就越大
C．穿过线圈的磁通量的变化率越大，所产生的感应电动势就越大
D．穿过线圈的磁通量Φ等于0，所产生的感应电动势就一定为0

7．一个矩形线圈，在匀强磁场中绕一个固定轴做匀速运动，当线圈处于如图所示位置时，此线圈（　　）
A.磁通量最大，磁通量变化率最大，感应电动势最小
B.磁通量最大，磁通量变化率最大，感应电动势最大
C.磁通量最小，磁通量变化率最大，感应电动势最大
D.磁通量最小，磁通量变化率最小，感应电动势最小

8.如图电路中，P、Q两灯相同，L是自感系数很大但电阻可不计的线圈，则（　　）
A．S接通瞬间，P、Q同时达正常发光
B．S接通瞬间，P立即变亮，Q逐渐变亮
C．S断开瞬间，PQ同时立即熄灭。
D．S断开瞬间，P立即熄灭，Q过一会才熄灭

9.如图所示，一个由导体做成的矩形线圈，以恒定速率v运动，从无磁场区进入匀强磁场区，磁场宽度大于矩形线圈的宽度da，然后出来，若取逆时针方向的电流为正方向，那么在如图中的哪一个图能正确地表示回路中电流对时间的函数关系（　　）

10．一个环形线圈放在磁场中，如图a所示，以磁感线垂直于线圈平面向外的方向为正方向，若磁感强度B随时间t的变化的关系如图b，那么在第2秒内线圈中的感应电流的大小和方向是（　　）

a
b
A. 大小恒定，顺时针方向
B. 逐渐减小，顺时针方向
C. 大小恒定，逆时针方向
D. 逐渐增加，逆时针方向

11．如图所示，匀强磁场中有两个导体圆环a、b，磁场方向与圆环所在平面垂直。磁感应强度B随时间均匀增大。两圆环半径之比为2:1，圆环中产生的感应电动势分别为Ea和Eb。不考虑两圆环间的相互影响。下列说法正确的是（　　）
A． Ea:Eb=4:1，感应电流均沿逆时针方向
B． Ea:Eb=4:1，感应电流均沿顺时针方向
C． Ea:Eb=2:1，感应电流均沿逆时针方向
D． Ea:Eb=2:1，感应电流均沿顺时针方向
12. 如图8所示的电路，开关原先闭合，电路处于稳定状态，在某一时刻突然断开开关S，则通过电阻R1中的电流I1随时间变化的图线可能是下图中的（　　）

二、不定项选择。本题共4小题，至少有一个选项是符合题意的。（每小题3分，共12分）
13.一交变电流的图象如图所示，由图可知（　　）
A．该交变电流的峰值为10A
B．该交变电流的有效值为10A
C．该交变电流的周期为0.01s
D．该交变电流的频率为0.01Hz
14．如右图所示，在垂直于纸面的范围足够大的匀强磁场中，有一个矩形线圈abcd，线圈平面与磁场垂直，O1O2与O3O4都是线圈的对称轴，应使线圈怎样运动才能使其中产生感应电流（　　）
A．向左或向右平动 B．向上或向下平动
C．绕O1O2转动 D．绕O3O4转动
15．下图为探究产生电磁感应现象条件的实验装置，下列情况中能引起电流表指针转动的是（　　）
A．闭合电键瞬间
B．电键闭合后断开瞬间
C．闭合电键后拔出螺线管铁芯瞬间
D．断开电键后使变阻器的滑动头向右移动

16．.如图是验证楞次定律实验的示意图,竖直放置的线圈固定不动,将磁铁从线圈上方插入或拔出,线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流。各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况,其中正确的是(　 　)

第二部分 非选择题（共52分）
三、填空题（每空2分，共12分）
17.如图所示是电磁流量计的示意图。圆管由非磁性材料制成，空间有匀强磁场。当管中的导电液体流过磁场区域时，测出管壁上ab两点的电势差U，就可以知道管中液体的流量q——单位时间内流过管道横截面的液体的体积。已知管的直径为D，磁感应强度为B，假定管中各处液体的流速相同。试写出q与U关系的表达式： 。
18．在研究电磁感应现象和磁通量变化时感应电流方向的实验中，所需的实验器材已用导线连接成如图所示的实验电路
图18
（1）将线圈A插入线圈B中，闭合开关的瞬间，线圈B中感应电流与线圈A中电流的绕行方向 （填“相同”或“相反”）．
（2）某同学设想使一线圈中电流顺时针流动，另一线圈中感应电流逆时针流动，可行的实验操作是
（A）抽出线圈A  （B）插入软铁棒 （C）使变阻器滑片P左移  （D）断开开关
（3）现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关如下图18连接。在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下，某同学发现当他将滑动变阻器的滑动端P向左加速滑动时，电流计指针向右偏转。
若将线圈A中铁芯向上拔出，则能引起电流计的指针向____偏转；若断开开关，能引起电流计指针_______偏转; 若滑动变阻器的滑动端P匀速向右滑动，能使电流计指针______偏转。（填“左”或“ 右”）
四、论述、计算题（共40分）。解题要求：写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案。有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位。
19.（8分）有一个1000匝的线圈，在0.4s内通过它的磁通量从0.02Wb增加到0.09Wb。
（1）求每匝线圈中的磁通量的变化量ΔΦ；
（2）求线圈中磁通量的变化率；
（3）求线圈中的感应电动势E。
（4）如果线圈的电阻是10Ω，把一个电阻为990Ω的电热器连接在它的两端，通过电热器的电流I是多大？

20.（8分）如图所示，匀强磁场的磁感强度为B=0.5T，方向垂直纸面向里，金属棒ab沿光滑导轨水平向左匀速运动，速度大小v=10m/s。已知电阻R=4Ω，金属棒的电阻r=1Ω，导轨间的距离l=1m，导轨电阻不计，求：
v
（1）感应电动势的大小E；
（2）金属棒ab中电流I的大小；
（3）金属棒ab两端电压U的大小；
（4）金属棒ab所受安培力F的大小；
（5）金属棒ab所受外力F′的大小；
（6）电阻R上消耗的功率PR；
（7）外力F′做功的功率P；
（8）若已知金属棒的质量m为1kg，则撤去外力后，回路中电阻R所能产生的焦耳热QR为多少？
21. （6分）如图甲所示，100匝的线圈两端A、B与一个电压表相连．线圈内有垂直指向纸内方向的磁场，线圈中的磁通量按图乙所示规律变化。
（1）按图乙所示规律，电压表的读数应该是多少？
（2）请在线圈位置上标出感生电场的方向。
（3）A、B两端，哪端应该与电压表标“+”号的接线柱（或红接线柱）连接？

22．（9分）如图所示，两根竖直放置的足够长的光滑平行金属导轨间距L＝0.50m，导轨上端接有电阻R＝0.40Ω，导轨电阻忽略不计．导轨下部的匀强磁场区有虚线所示的水平上边界，磁感应强度B=0.40T，方向垂直于金属导轨平面向外．电阻r＝0.20Ω的金属杆MN，在t=0时刻从静止开始沿着金属导轨下落，下落t=3s后进入匀强磁场区，金属杆下落过程中始终与导轨垂直且接触良好。已知金属杆质量m=0.1kg，取重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力．金属杆进入磁场区域后，求：
（1）刚进入磁场时金属杆的加速度大小a；
（2）金属杆最终的速度vm；
R
N
M
（3）当金属杆稳定运动后，系统中存在哪些能量形式；写出各能量增减情况，并说出能量是如何转化的。

23．（9分）如图所示，位于竖直平面内的矩形金属线圈，边长L1=0.40m、L2=0.25m，其匝数n=100匝，总电阻r=1.0Ω，线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环C、D（集流环）焊接在一起，并通过电刷和R=3.0Ω的定值电阻相连接。线圈所在空间存在水平向右的匀强磁场，磁感应强度B=1.0T，在外力驱动下线圈绕竖直固定中心轴O1O2匀速转动，角速度ω=2.0rad/s。求：
（1）电阻R两端电压的最大值；
B
R
O1
O2
C
D
图
L2
L1
（2）从线圈通过中性面（即线圈平面与磁场方向垂直的位置）开始计时，经过周期通过电阻R的电荷量；
（3）在线圈转动一周的过程中，整个电路产生的焦耳热。

物理答题纸
第一部分 选择题（共48分）
题号
1

2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案

题号

13
14
15
16
答案

学校 班级 姓名 考号
密 封 线
第二部分 非选择题（共52分）
三、填空题（每空2分，共12分）
17. 。18．（1） （填“相同”或“相反”）。 （2）
（3） ； ； 。（填“左”或“ 右”）
四、论述、计算题（共40分）。解题要求：写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案。有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位。
19.（8分）（1）
（2）
（3）
（4）
v
20.（8分）（1）
（2）
（3）
（4）
（5）
（6）
（7）
（8）
21. （6分）（1）

（2）请在线圈位置上标出感生电场的方向。
（3）
R
N
M
22．（9分）（1）

（2）

（3）

B
R
O1
O2
C
D
图16
L2
L1
23．（9分）（1）

（2）

（3）

参考答案
第一部分 选择题（共48分）
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
B
C
D
A
A
C
C
B
C
A
B
D
题号
13
14
15
16
答案
AC
CD
ABC
CD
学校 班级 姓名 考号
密 封 线
第二部分 非选择题（共52分）
三、填空题（每空2分，共12分）
17.
18．（1） 相反 （填“相同”或“相反”）。 （2） B
（3） 右 ； 右 ； 左 。（填“左”或“ 右”）
四、论述、计算题（共40分）。解题要求：写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案。有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位。
19.（8分）（1）每匝线圈中的磁通量的变化量ΔΦ=0.09Wb-0.02Wb=0.07Wb；
（2）线圈中磁通量的变化率=0.175Wb/s；
（3）线圈中的感应电动势
（4）通过电热器的电流
v
20.（8分）（1）E=Blv=5V
（2）
（3）U=IR=4V
（4）F=BIl=0.5N
（5）根据平衡条件有F′=F=0.5N
（6）
（7）P=F′v=5W
（8）由能量守恒定律得，则
21. （6分）（1）根据法拉第电磁感应定律得

则电压表读数为50V
（2）感生电场的方向如图所示
（3）A端与电压表标“+”号的接线柱连接
R
N
M
22．（9分）（1）刚进入磁场时金属杆速度大小v=gt=3m/s
此时又有E=BLv,
由闭合电路欧姆定律，
金属杆所受安培力F=BIL
根据牛顿第二定律得mg-F=ma
联立以上各式可得：a=8m/s2
（2）当金属杆最终达到vm后，开始向下做匀速直线运动。
此时mg=BImL，
又有Em=BLvm，
可得vm=15m/s
（3）当金属杆稳定运动后，系统中存在金属杆的动能和重力势能，回路中电阻R和金属杆产生的内能（焦耳热）；匀速下落过程中金属杆的动能不变，重力势能减少，回路中的内能增加；金属杆的重力势能转化为回路中的内能。
B
R
O1
O2
C
D
图
L2
L1
23．（9分）（1）感应电动势最大值Em=nBL1L2ω=20V
感应电流最大值，Im=5A
电阻R两端电压的最大值Um= Im R, Um=15V
（2）从线圈通过中性面（即线圈平面与磁场方向垂直的位置）开始，经过周期
线圈磁通量变化量ΔΦ=BS
平均感应电动势，平均感应电流，电量
则，代入数据可得q=2.5C
（3）感应电动势有效值，转动一周的时间
在线圈转动一周的过程中，整个电路产生的焦耳热
，得Q=50πJ=157J
11