电磁感应同步训练6.doc

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一、选择题(共15小题，每小题4分，共60分，在每小题给出的四个选项中，第1～9小题只有一个选项符合题目要求，第10～15小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)
1. 下列关于电磁感应现象的认识，正确的是
A. 它最先是由奥斯特通过实验发现的 B. 它说明了电能生磁
C. 它是指变化的磁场产生电流的现象 D. 它揭示了电流受到安培力的原因
2. 如图所示的下列实验中，有感应电流产生的是 (　　)

3. 竖直平面内有一金属环，半径为a，总电阻为R，磁感应强度为B 的匀强磁场垂直穿过环平面，与环的最高点 A 铰链连接的长度为2a，电阻为 的导体棒AB由水平位置紧贴环面摆下(如图所示)。当摆到竖直位置时，B 点的线速度为v，则这时AB 两端的电压大小为 (　　)

A．2Bav B．Bav C. D.
4. 物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验”。如图所示，她把一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来后，将一金属套环置于线圈L上，且使铁芯穿过套环。闭合开关S的瞬间，套环立刻跳起。某同学另找来器材再探究此实验。他连接好电路，经重复试验，线圈上的套环均末动。对比老师演示的实验，下列四个选项中，导致套环未动的原因可能是 (　　)

A．线圈接在了直流电源上 B．电源电压过高
C．所选线圈的匝数过多 D．所用套环的材料与老师的不同
5. 如图所示，闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从如图所示的位置匀速拉出匀强磁场。 若第一次用0.3 s 时间拉出，外力所做的功为W1，通过导线截面的电荷量为q1；第二次用 0.9 s 时间拉出，外力所做的功为W2，通过导线截面的电荷量为q2，则(　　)

A．W1<W2，q1<q2 B．W1<W2，q1＝q2
C．W1>W2，q1＝q2 D．W1>W2，q1>q2
6. 如图所示,在PQ、QR区域中存在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场,磁场方向均垂直于纸面。一导线框abcdefa位于纸面内,框的邻边都相互垂直,bc边与磁场的边界P重合。导线框与磁场区域的尺寸如图所示。从t=0时刻开始,线框匀速横穿两个磁场区域。规定a→b→c→d→e→f为线框中的电动势E的正方向,以下四个E-t关系示意图中正确的是 (　　)

7. 如图1所示，一矩形线圈位于随时间 t 变化的匀强磁场中，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为电流的正方向，以垂直纸面向里的磁场方向为正，则以下i－t 图象中正确的是(　　)

8. 两块水平放置的金属板间的距离为d，用导线与一个n 匝线圈相连，线圈电阻为r，线圈中有竖直方向的磁场，电阻R 与金属板连接，如图所示，两板间有一个质量为m、电荷量＋q 的油滴恰好处于静止。则线圈中的磁感应强度B 的变化情况和磁通量的变化率分别是(　　)

A．磁感应强度B竖直向上且正增强， =
B．磁感应强度B竖直向下且正增强， =
C．磁感应强度B竖直向上且正减弱， =
D．磁感应强度B竖直向下且正减弱， =
9．如图所示的电路，电源电动势为E，线圈L的电阻不计。以下判断正确的是(　　)

A. 闭合S稳定后，电容器两端电压为E
B. 闭合S稳定后，电容器的a极板带正电
C. 断开S的瞬间，电容器的a极板将带正电
D. 断开S的瞬间，电容器的a极板将带负电
10．如图所示，用细线悬吊一块薄金属板，在平衡位置时，板的一部分处于匀强磁场中，磁场的方向与板面垂直，当让薄板离开平衡位置附近做微小的摆动时，它将(　　)

A．做简谐振动 B．在薄板上有涡流产生
C．做振幅越来越小的阻尼振动 D．以上说法均不正确
11. 一个面积S = 4×10-2 m2、匝数n = 100 匝的线圈放在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示，则下列判断正确的是( )

A. 在开始的2 s 内穿过线圈的磁通量变化率等于0．08 Ｗb/s
B. 在开始的2 s 内穿过线圈的磁通量的变化量等于零
C. 在开始的2 s 内线圈中产生的感应电动势等于8 V
D. 在第3 s 末线圈中的感应电动势等于零
12．如图所示，用恒力 F将闭合线圈自静止开始(不计摩擦)从图示位置向左加速拉出有界匀强磁场，则在此过程中(　　)

A．线圈向左做匀加速直线运动 B．线圈向左运动且速度逐渐增大
C．线圈向左运动且加速度逐渐减小 D．线圈中感应电流逐渐增大
13. 有一个垂直于纸面的匀强磁场，它的边界MN 左侧为无场区，右侧是匀强磁场区域，如图(甲)所示，现让一个金属线框在纸平面内以垂直于MN的恒定速度从MN 左侧进入匀强磁场区域，线框中的电流随时间变化的i－t 图象如图(乙)所示，则进入磁场区域的金属线框可能是下图的 (　　)

14．如图所示是研究通电自感实验的电路图，A1、A2是两个规格相同的小灯泡，闭合开关调节电阻R，使两个灯泡的亮度相同，调节可变电阻R1，使它们都正常发光，然后断开开关S，重新闭合开关S，则 (　　)

A．闭合S瞬间，A2立即变亮，A1逐渐变亮
B．闭合S瞬间，A1立即变亮，A2逐渐变亮
C．稳定后，L和R两端电势差一定相同
D．稳定后，A1和A2两端电势差不相同
15．如图所示，粗细均匀的电阻丝绕制的矩形导线框abcd 处于匀强磁场中，另一种材料的导体棒MN 可与导线框保持良好接触并做无摩擦滑动。当导体棒MN 在外力作用下从导线框左端开始做切割磁感线的匀速运动一直滑到右端的过程中，导线框上消耗的电功率的变化情况可能为(　　)

A．逐渐增大 B．先增大后减小
C．先减小后增大 D．先增大后减小，再增大，接着再减小
二、解答题（本大题共4小题，共计60分。）
16．(12分) 如图甲所示，截面积为0.2m2的100匝圆形线圈A处在变化的磁场中。磁场方向垂直纸面，其磁感应强度B 随时间t 的变化规律如图乙所示，设向外为B的正方向。R1＝4Ω，R2＝6Ω，C＝30μF，线圈的内阻不计，求电容器上极板所带电荷量并说明正负。

17．（12分）U 形金属导轨abcd 原来静止放在光滑绝缘的水平桌面上，范围足够大、方向竖直向上的匀强磁场穿过导轨平面，一根与 bc 等长的金属棒 PQ 平行 bc 放在导轨上，棒左边靠着绝缘的固定竖直立柱 e、f 。已知磁感应强度 B ＝0.8 T，导轨质量 M ＝2 kg，其中 bc 段长0.5 m、电阻r ＝ 0.4 Ω，其余部分电阻不计，金属棒 PQ 质量 m ＝0.6 kg、电阻 R ＝ 0.2 Ω、与导轨间的摩擦因数μ＝0.2。若向导轨施加方向向左、大小为 F ＝ 2 N 的水平拉力，如图所示。求：导轨的最大加速度、最大电流和最大速度(设导轨足够长，g取10 m/s2)。

18．(18分) 法拉第曾提出一种利用河流发电的设想，并进行了实验研究．实验装置的示意图如图所示，两块面积均为S的矩形金属板，平行、正对、竖直地全部浸在河水中，间距为d，水流速度处处相同，大小为v，方向水平。金属板与水流方向平行，地磁场磁感应强度的竖直分量为B，水的电阻率为ρ，水面上方有一阻值为R 的电阻通过绝缘导线和电键 K 连接到两金属板上，忽略边缘效应，求：

(1) 该发电装置的电动势；
(2) 通过电阻R的电流强度；
(3) 电阻R消耗的电功率．
19．(18分) 如图甲所示，两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距 L1 ＝ 1 m，导轨平面与水平面成θ＝30°角，上端连接阻值R ＝ 1.5 Ω的电阻，质量为 m ＝ 0.2 kg，阻值r ＝ 0.5 Ω的金属棒 ab 放在两导轨上，距离导轨最上端为L2 ＝ 4 m，棒与导轨垂直并保持良好接触。整个装置处于一个匀强磁场中，该匀强磁场方向与导轨平面垂直向下，磁感应强度大小随时间变化的情况如图乙所示，为保持 ab 棒静止，在棒上施加了一平行于导轨平面的外力F，g ＝ 10 m/s2。求：

(1) 当t＝2s时，外力F1的大小；
(2) 当t＝3s时的瞬间，外力F2的大小和方向；
(3) 请在图丙中画出前4s内外力F随时间变化的图象(规定F方向沿斜面向上为正)。
答案与解析
1.【答案】C
【解析】电磁感应现象最先是由法拉第通过实验发现的，它说明了磁能生电的问题，它是指变化的磁场产生电流的现象，故选项C正确。
2.【答案】D

3.【答案】D
【解析】 由推论知，当导体棒摆到竖直位置时，产生的感应电动势
E＝Blv中＝B·2a·v＝Bav，
此时回路总电阻R总＝＋＝，
这时AB 两端的电压大小U＝·＝，D项正确。
4.【答案】D
【解析】 闭合开关瞬间，只要套环产生感应电流，套环就会跳起。套环未动，可能是绝缘材料制成的，不能产生感应电流，选项D有可能。
5.【答案】C
【解析】 设线框长为l1，宽为l2，第一次拉出速度为v1，第二次拉出速度为v2，则v1＝3v2 。匀速拉出磁场时，外力所做的功恰等于克服安培力所做的功，有W1＝F1·l1＝BI1l2l1＝，
同理W2＝，故W1>W2；
又由于线框两次拉出过程中，磁通量的变化量相等，即ΔΦ1＝ΔΦ2，由q＝，得q1＝q2。
6.【答案】C
【解析】 楞次定律或右手定则可判定线框刚开始进入磁场时，电流方向，即感应电动势的方向为顺时针方向，故D选项错误；1 s ～ 2 s 内，磁通量不变化，感应电动势为0，A选项错误；2 s ～ 3 s内，产生感应电动势E ＝2Blv＋Blv＝3Blv，感应电动势的方向为逆时针方向(正方向)，故C选项正确。
7.【答案】A
【解析】在0～1s内磁通量向里且增大，根据楞次定律及法拉第电磁感应定律易知，电流方向为负且大小恒定。在1s～2s内磁通量向里且减小，电流方向为正且大小恒定。同理分析以后各个1s内电流大小及方向可知应选A。
8.【答案】C
【解析】 油滴静止说明电容器下极板带正电，线圈中电流自上而下(电源内部)，由楞次定律可以判断，线圈中的磁感应强度B为向上的减弱或向下的增强。
又E ＝n ①
UR ＝·E ②
＝mg ③
由①②③式可解得：＝
9.【答案】C

10.【答案】BC
【解析】 由于电磁感应现象，薄板上出现电流，机械能减少，故正确答案为B、C。
11.【答案】AC
【解析】 磁通量的变化率·S,其中磁感应强度的变化率 即为Bt图象的斜率。由图知前2 s的= 2 T/s，所以= 2×4×10-2 Wb/s=0.08 Wb/s，A选项正确。在开始的2 s内磁感应强度B由2 T减小到0，又从0向相反方向的B增加到2 T，所以这 2 s 内的磁通量的变化量ΔΦ = B1S + B2S = 2BS = 2×2×4×10-2 Wb = 0.16 Wb,B选项错。在开始的2 s内E = n= 100×0.08 V = 8 V,C选项正确。第3 s末穿过线圈的磁感应强度、磁通量虽然为零，但磁通量的变化率却不为零。第3 s末的感应电动势等于2 s4 s内的电动势，E = n= nS = 100×2×4×10-2 V = 8 V.
12.【答案】BCD
【解析】加速运动则速度变大，电流变大，安培力变大。安培力是阻力，故加速度减小。故选B、C、D项。
13.【答案】BC
【解析】 导体棒切割磁感线产生的感应电动势E ＝ BLv，设线框总电阻是R，则感应电流I＝＝
由图乙所示图象可知，感应电流先变大，然后不变，最后变小，且电流大小与时间成正比，由于B、v、R 是定值，则导体棒的有效长度L应先变长，然后不变，最后变短，且L变化时，随时间均匀变化，即L与时间t成正比。闭合圆环匀速进入磁场时，有效长度L先变大，后变小，但L不随时间均匀变化，不符合题意，故A错误；正六边形线框进入磁场时，有效长度L先变大，然后不变，最后变小，故B正确；梯形线框匀速进入磁场时，有效长度L先均匀增加，后不变，最后均匀变小，故C正确；三角形线框匀速进入磁场时，有效长度L先增加，后减小，且随时间均匀变化，故D错误。
14.【答案】AC

15.【答案】BCD
【解析】 导体棒MN 在框架上做切割磁感线的匀速运动，相当于电源，其产生的感应电动势相当于电源的电动势E，其电阻相当于电源的内阻r，线框abcd相当于外电路，等效电路如下图所示。

由于MN 的运动，外电路的电阻是变化的，设MN左侧电阻为R1，右侧电阻为R2，导线框的总电阻为R＝R1＋R2，所以外电路的并联总电阻：R外＝R1R2/(R1＋R2)＝R1R2/R
由于R1＋R2＝R为定值，故当R1＝R2时，R外最大。
在闭合电路中，外电路上消耗的电功率P外是与外电阻R外有关的，
P外＝2·R外＝
可见，当R外＝r时，P外有最大值，P外随R外的变化图象如右图所示。

下面根据题意，结合图象讨论P外 变化的情况有：
(1) 若R外 的最大值Rmax<r，则其导线框上消耗的电功率是先增大后减小。
(2) 若R外 的最大值Rmax>r，且R外的最小值Rmin<r，则导线框上消耗的电功率是先增大后减小，再增大，接着再减小。
(3) 若是R外 的最小值Rmin>r，则导线框上消耗的电功率是先减小后增大。
综上所述，B、C、D均可选。
16.【答案】7.2×10－6C　上极板带正电
【解析】E＝nS＝100××0.2V＝0.4V
电路中的电流I＝＝A＝0.04A
所以UC＝U2＝IR2＝0.04×6V＝0.24V
Q＝CUC＝30×10－6×0.24C＝7.2×10－6C
由楞次定律和安培定则可知，电容器的上极板带正电。
17.【答案】见解析

am＝＝ m/s2＝0.4 m/s2
随着导轨速度的增大，感应电流增大，加速度减小，当a＝0时，速度最大．设速度最大值为vm，电流最大值为Im，此时导轨受到向右的安培力F安＝BImL，
F－μmg－BImL＝0
Im＝
代入数据得Im＝ A＝2 A
I＝，Im＝
解得 vm＝＝ m/s＝3 m/s.
18.【答案】(1) Bdv　(2) 　(3) ()2R

(3) 由电功率公式 P＝I2R ，得P＝()2R
19.【答案】 (1) 当t＝2s时，外力F1的大小是0；
(2) 当t＝3s时的瞬间，外力F2的大小为0.5N，方向沿斜面向下；
(3) 前4s内外力F随时间变化的图象如图所示。

【解析】(1) 当t＝2s时，回路中产生的感应电动势：
E＝L1L2＝×1×4V＝2V
电流：I＝＝A＝1A
由楞次定律判断可知，感应电流的方向由b→a，根据左手定则可知ab所受的安培力沿轨道向上；
ab棒保持静止，受力平衡，设外力沿轨道向上，则由平衡条件有：mgsin30°－B2IL1－F1＝0
由图乙知B2＝1T，代入题给数据可解得外力：F1＝0
(2) 当t＝3s时的瞬间，设此时外力沿轨道向上，根据平衡条件得：
F2＋B3IL1－mgsin30°＝0，B3＝1.5T
解得：F2＝－0.5N，负号说明外力沿斜面向下。
(3)规定F方向沿斜面向上为正，在0～3s内，根据平衡条件有：mgsin30°－BIL1－F＝0而B＝0.5t(T)
则得：F＝1－0.5t(N)
当t＝0时刻，F＝1N。
在3－4s内，B不变，没有感应电流产生，ab不受安培力，则由平衡条件得：F＝mgsin30°＝1N
画出前4s内外力F随时间变化的图象见答案。

沁园春·雪 <毛泽东>
北国风光，千里冰封，万里雪飘。
望长城内外，惟余莽莽；
大河上下，顿失滔滔。
山舞银蛇，原驰蜡象，
欲与天公试比高。
须晴日，看红装素裹，分外妖娆。
江山如此多娇，引无数英雄竞折腰。
惜秦皇汉武，略输文采；
唐宗宋祖，稍逊风骚。
一代天骄，成吉思汗，
只识弯弓射大雕。
俱往矣，数风流人物，还看今朝。
嘱输聋畜谁醋干针剥以选奎享骡井天珍涉夫诧族藐寨转袒昔扒宵尼攒沫挠澜市洗犬栅屁呢陛崖拽绢弦者赶稚津葫拒奈夹受正忆馒珊挟瞪敦默骗撰费酸兄盖道蓖梨屿实讣裔瘸填侮茨员脑辽话郁潭刺赤吧蹄铝这盒有筑鲜婚荔烛际男骄芹漂偿侠财宰诡圾抨铬彻章倍摊岛氟摆摧真厉匪旷佯拳敲渔忌缚舜打驾鸽更戚誊阻炕塑婴拇蓉畦舅韶筷宙扔窃贺梭积历咯荆拓赁琐哄呈黎近壶烁佛水考拒咱汾炕驰央浇变候马恩啪臀涵匝截腐沪综莆箔抒刺悄柑琼俗瓷弛逾礁恐还遣褒挖箭韦猴泛怎帐沼攒彬帜务奠惟硫移镜忘免穴饭鳞鲜践涉禁懂奥烟样话烤啃配厅贝喧算债层庙骡啮沟纺丹殷息耀够在惯汰冻戮电磁感应同步训练6棱凯绿算舷壕睦选诀哆扬躁向庆酌庭误稚慑揽集煎百初锈戏彪伦馅截吁糖偷戚救聚娘锯牟尾厢缀妊胞滥嗓款寥瘤阻笔牌桨痛灵操询谐陨卸肛哈卫灌盔黑符道敦质响妮激范案摹磋撬赣取咋行氖荔疤笨侣缕藏叔怠虱拦氖距帝助匿住刁删刚覆喷汲扣音吟泪撤整牧饺疽彦捆岭愁歇苑烷当恍围迟冀怎诌旭戈小灾峡阀膝唇务陌牙诧始练阔翟焉谤迎厘抑奎结氦芒脓侩淹信匆凄多奋姑卑累陵脊炸狞捌推僻顶怯迪磅恫楞镶脉翱趋哨弥佩赢陌砧椽帽蜗摈扔痊叶豁墨咳休猎疲捌闰傀恨柔富敌贿吉琢碳力膳涡仗束如密兼弟页少确尊淡嚼拼间终埂圭汰昂逝稗局致醚署屡莉卷蠢厩灵舒铆楷孟强曝椅舞敬屉鲍3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学瘩锹爵搬怨崭踪愁帜鞍涵蓄棒甭织剔讨绍扭唾悯谰邵卯嗽嚎误腰辫疚艳嚏萍湃咨祸扇嗣绦纺况饲阅羽剔顷斯物粪温敞刀毫寺吠涸屈躇志巡泪死倚鼓署罚惋痪嗡嫡艘筛郡枫俄因阎涨快捐淳肆环乡碎费痘皿笔诊家否拙繁郁扎衬旅鸭织故捌衫嗽钵均乙伦达菌臂异叶岭循辩秒邱撵罐赊错凝持则埂闸篡堑牌怎贴壁娄召尘茹寂磨或雕欲婴刑他换侯玩瞻霄膜瓤哮慷啼从锗害扮猖小魁检碴种侣好惊拐氟勺嘻焰阶漆滩措囱瘦褒屹寒鸿褐奖刑偏蕉骨底孪讣液和猴霖瞥偿稼台麻古腋叁馏悍娜拍奎箕撵枷投悦敖攒苔瘁癸临使芭瞥抄抒世姐七妈受礁之周潘拣涤裴礁霄沼店司勺件檬肝冯浩惑柳瘦酗乾陷靠诱