高二物理电磁感应单元测试题及答案.doc

高二物理电磁感应单元测试题
一、选择题（1-6为单选题，每小题4分，共24分。7-10为多选题，每小题5分，共20分。）
1、如图所示，有导线ab长0.2m，在磁感应强度为0.8T的匀强磁场中，以3m/S的速度做切割磁感线运动，导线垂直磁感线，运动方向跟磁感线及直导线均垂直.磁场的有界宽度L=0.15m，则导线中的感应电动势大小为 （ ）

A．0.48V B．0.36V

C．0.16V D．0.6V

2、图中的四个图分别表示匀强磁场的磁感应强度B、闭合电路中一部分直导线的运动速度v和电路中产生的感应电流I的相互关系，其中正确是 （ ）

3、如图所示，矩形导线框从通电直导线EF左侧运动到右侧的过程中，关于导线框中产生的感应电流的正确说法是 （ ）
A．感应电流方向是先沿abcd方向流动，再沿adcb方向流动
B．感应电流方向是先沿adcb方向流动，然后沿abcd方向流动，再沿adcb方向流动
C．感应电流始终是沿adcb方向流动
D．感应电流始终是沿abcd方向流动

4、如图所示，通电直导线垂直穿过闭合线圈的中心，那么（ ）
A．当导线中电流增大时，线圈中有感应电流；
B．当线圈左右平动时，线圈中有感应电流；
C．当线圈上下平动时，线圈中有感应电流；
D．以上各种情况都不会产生感应电流。

5、如图所示，空间分布着宽为L，垂直于纸面向里的匀强磁场．一金属线框从磁场左边界匀速向右通过磁场区域．规定逆时针方向为电流的正方向，则感应电流随位移变化的关系图（i-x）正确的是（ ）

6、如图所示，足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成角，其中MN与PQ平行导轨间距为L， 导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，导轨电阻不计.金属捧a b由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且良好接触，ab棒接入电路的电阻为R，当流过棒ab某一横截面的电量为q时。此时金属棒的速度大小为v，则金属棒ab在这一过程中（ ）

A.ab棒运动的平均速度大小为
B.此时金属棒的加速度为
C.此过程中产生的焦耳热为
D. 金属棒ab沿轨道下滑的最大速度为

7、 如图所示在垂直于纸面向里的范围足够大的匀强磁场中有一个矩形闭合线圈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轴转动 D. 绕O3O4轴转动

8、 如图所示，挂在弹簧下端的条形磁铁在闭合线圈内振动，如果空气阻力不计，则（ ）
A．磁铁的振幅不变 B．磁铁做阻尼振动
C．线圈中有逐渐变弱的直流电 D．线圈中逐渐变弱的交流电

9、如图所示，质量为m的铜质小闭合线圈静置于粗糙水平桌面上。当一个竖直放置的条形磁铁贴近线圈，沿线圈中线由左至右从线圈正上方等高、快速经过时，线圈始终保持不动。则关于线圈在此过程中受到的支持力N和摩擦力f的情况，以下判断正确的是（ ）

A．N先大于mg ，后小于mg B．N一直大于mg
C．f先向左，后向右 D．f一直向左

10、如图所示，E为电池，L是电阻可忽略不计、自感系数足够大的线圈，D1、D2是两个规格相同的灯泡，S是控制电路的开关．对于这个电路，下列说法正确的是（ ）
A．刚闭合S的瞬间，通过D1、D2的电流大小相等
B．刚闭合S的瞬间，通过D1、D2的电流大小不相等
C．闭合S待电路达到稳定，D1熄灭，D2比原来更亮
D．闭合S待电路达到稳定，再将S断开瞬间，D2立即熄灭，
D1闪亮一下再熄灭
二、填空题（每空3分，共24分。）
O
O’
11、如图所示,框架面积为S，框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直，则穿过平面的磁通量为　　，若从初始位置转过90度角,则穿过线框平面的磁通量为　　，若从初始位置转过1800角，则穿过线框平面的磁通量变化为　　。

12、某同学在研究电磁感应现象的实验中,设计了如图所示的装置。线圈A通过电流表甲、高阻值的电阻R'、滑动变阻器R和开关S连接到干电池上,线圈B的两端接到另一个电流表乙上,两个电流表相同,零刻度居中。闭合开关后,当滑动变阻器R的滑片P不动时,甲、乙两个电流表指针的位置如图所示。

(1)当滑片P较快地向左滑动时,甲电流表指针的偏转方向是　　,乙电流表指针的偏转方向是　　。(选填“向右偏”“向左偏”或“不偏转”) 
(2)断开开关,待电路稳定后再迅速闭合开关,乙电流表的偏转情况是　　。(选填“向左偏”“向右偏”或“不偏转”) 

13、如图所示，Ⅰ和Ⅱ是一对异名磁极，ab为放在其间的金属棒。ab和cd用导线连成一个闭合回路。当ab棒向左运动时，cd导线受到向下的磁场力。由此可知Ⅰ是____极，a、b、c、d四点的电势由高到低依次排列的顺序是　　　　。

三、计算题（14题9分、15题10分、16题13分，共32分。）
14、如图，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＝ 3.0Ω的定值电阻，导体棒Lab＝0.5m，其电阻为r ＝1.0Ω ，与导轨接触良好.整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中，B＝0.4T。现使ab以v＝10m／s的速度向右做匀速运动。
R
B
r
P
M
N
a
Q
b
v
（1）a b中的电流大? a b两点间的电压多大？
（2）维持a b做匀速运动的外力多大？
（3）a b向右运动1m的过程中，外力做的功是多少？电路中产生的热量是多少？

15、如图甲所示，平行金属导轨竖直放置，导轨间距为L＝1 m，上端接有电阻R1＝3 Ω，下端接有电阻R2＝6 Ω，虚线OO′下方是垂直于导轨平面的匀强磁场．现将质量m＝0.1 kg、电阻不计的金属杆ab，从OO′上方某处垂直导轨由静止释放，杆下落0.2 m过程中始终与导轨保持良好接触，加速度a与下落距离h的关系图象如图乙所示. 求：

（1）磁感应强度B；
（2）杆下落0.2 m过程中通过电阻R2的电荷量q.

16、磁悬浮列车是一种高速低耗的新型交通工具。它的驱动系统简化为如下模型，固定在列车下端的动力绕组可视为一个矩形纯电阻金属框，电阻为，金属框置于xOy平面内，长边MN长为平行于y轴，宽为的NP边平行于x轴，如图5-1所示。列车轨道沿Ox方向，轨道区域内存在垂直于金属框平面的磁场，磁感应强度沿Ox方向按正弦规律分布，其空间周期为，最大值为，如图5-2所示，金属框同一长边上各处的磁感应强度相同，整个磁场以速度沿Ox方向匀速平移。设在短暂时间内，MN、PQ边所在位置的磁感应强度随时间的变化可以忽略，并忽略一切阻力。列车在驱动系统作用下沿Ox方向加速行驶，某时刻速度为()。
（1）简要叙述列车运行中获得驱动力的原理；
（2）为使列车获得最大驱动力，写出MN、PQ边应处于磁场中的什么位置及与d之间应满足的关系式；
（3）计算在满足第(2)问的条件下列车速度为时驱动力的大小。

参考答案
一，选择题
1. B 2.A 3.B 4.D 5.B 6.B
7. CD 8.BD 9.AD 10.ACD
二，填空题
11.BS、0、2BS
12.右偏 左偏 左偏
13. N 、 a＝c＞d＝b
三，计算题
14.（1）2 T、（2）0.05 C
【解析】
(1)由图象知，杆自由下落距离是0.05 m，当地重力加速度g＝10 m/s2，则杆进入磁场时的速度v＝＝1 m/s
由图象知，杆进入磁场时加速度a＝－g＝－10 m/s2
由牛顿第二定律得mg－F安＝ma
回路中的电动势E＝BLv
杆中的电流I＝
R并＝
F安＝BIL＝
得B＝ ＝2 T.
(2)杆在磁场中运动产生的平均感应电动势＝
杆中的平均电流＝
通过杆的电荷量Q＝·Δt
通过R2的电荷量q＝Q＝0.05 C.
15.⑴0.5A⑵0.1N（3）1w
【解析】
⑴电路中电动势：
ab两点电势差：
流过的电流为
⑵电路中电流：
匀速时拉力：
（3） 拉力做功W=Fs=0.1J
拉力的功率：
16.（1）由于列车速度与磁场平移速度不同，导致穿过金属框的磁通量发生变化，由于电磁感应，金属框中会产生感应电流，该电流受到的安培力即为驱动力。
（2）或
（3）
【解析】
（1）由于列车速度与磁场平移速度不同，导致穿过金属框的磁通量发生变化，由于电磁感应，金属框中会产生感应电流，该电流受到的安培力即为驱动力。
（2）为使列车获得最大驱动力，MN、PQ应位于磁场中磁感应强度同为最大值且反向的地方，这会使得金属框所围面积的磁通量变化率最大，导致框中电流最强，也会使得金属框长边中电流受到的安培力最大，因此，应为的奇数倍，即:或
（3）由于满足第(2)问条件，则MN、PQ边所在处的磁感应强度大小均为且方向总相反，经短暂时间，磁场没Ox方向平移的距离为,，同时，金属框沿Ox方向移动的距离为．因为，所以在时间内MN边扫过磁场的面积：
在此时间内，MN边左侧穿过S的磁通量移进金属框而引起框内磁通量变化：
同理，在时间内，PQ边左侧移出金属框的磁通量引起框内磁通量变化：
故在时间内金属框所围面积的磁通量变化：
根据法拉第电磁感应定律,金属框中的感应电动势大小：
根据闭合电路欧姆定律有：
根据安培力公式，MN边所受的安培力：
PQ边所受的安培力：
根据左手定则，MN、PQ边所受的安培力方向相同，此时列车驱动力的大小：
联立解得：