2021年电磁感应单元测试题(含详解答案).docx

《2021年电磁感应单元测试题(含详解答案).docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2021年电磁感应单元测试题(含详解答案).docx（8页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -第十二章电磁感应章末自测时间： 90 分钟满分： 100 分第一卷挑选题一.挑选题 (此题包括10 小题，共 40 分，每道题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4 分，选对但不全的得2 分，错选或不选的得0分)图 11如图 1 所示， 金属杆 ab.cd 可以在光滑导轨PQ 和 RS 上滑动， 匀强磁场方向垂直纸 面对里，当ab.cd 分别以速度v 1.v 2 滑动时，发觉回路感生电流方向为逆时针方向，就v 1和 v 2 的大小.方向可能为()A v 1>v 2， v1 向右

2、， v2 向左B v 1>v 2， v1 和 v2 都向左C v 1 v 2，v 1 和 v 2 都向右D v 1 v2 ，v1 和 v 2 都向左解析： 因回路 abdc 中产生逆时针方向的感生电流，由题意可知回路abdc 的面积应增大，选项 A . C. D 错误， B 正确答案： B图 22(2021 年河北唐山高三摸底)如图 2 所示，把一个闭合线圈放在蹄形磁铁两磁极之间( 两磁极间磁场可视为匀强磁场)，蹄形磁铁和闭合线圈都可以绕OO轴转动当蹄形磁铁匀速 转动时，线圈也开头转动，当线圈的转动稳固后，有()A 线圈与蹄形磁铁的转动方向相同 B 线圈与蹄形磁铁的转动方向相反C线圈中产

3、生沟通电D 线圈中产生为大小转变.方向不变的电流解析： 此题考查法拉第电磁感应定律.楞次定律等考点依据楞次定律的推广含义可知A 正确. B 错误；最终达到稳固状态时磁铁比线圈的转速大，就磁铁相对第 1 页，共 8 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -图 3线圈中心轴做匀速圆周运动，所以产生的电流为沟通电答案： AC3如图 3 所示，线圈M 和线圈 P 绕在同一铁芯上设两个线圈中的电流方向与图中所 标的电流方向相同时为正当 M 中通入以下哪种电流时，在线圈 P 中能产生正方向的恒定感应电流 ()解析：据楞次定律，

4、P 中产生正方向的恒定感应电流说明M 中通入的电流为匀称变化的，且方向为正方向时应匀称减弱，故D 正确答案： D图 44 (2021 年重庆卷 )如图 4 所示，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，如线圈始终不动，就关于线圈 受到的支持力N 及在水平方向运动趋势的正确判定为()A N 先小于 mg 后大于 mg，运动趋势向左B N 先大于 mg 后小于 mg，运动趋势向左C N 先小于 mg 后大于 mg，运动趋势向右D N 先大于 mg 后小于 mg，运动趋势向右解析： 由题意可判定出在条形磁铁等高快速经过线圈时，穿过线圈的

5、磁通量为先增加后减小，依据楞次定律可判定：在线圈中磁通量增大的过程中，线圈受指向右下方的安培力，在线圈中磁通量减小的过程中，线圈受指向右上方的安培力，故线圈受到的支持力先大于mg后小于 mg，而运动趋势总向右，D 正确答案： D5如图 5(a)所示，圆形线圈P 静止在水平桌面上，其正上方悬挂一相同线圈Q，P 和 Q共轴， Q 中通有变化电流，电流随时间变化的规律如图(b) 所示， P 所受的重力为G，桌面对P 的支持力为F N，就 ()图 5A t1 时刻 FN GB t2 时刻 F N>GC t3 时刻 FN <GD t4 时刻 F NG第 2 页，共 8 页 - - - - -

6、 - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -解析： t1 时刻， Q 中电流正在增大，穿过P 的磁通量增大，P 中产生与Q 方向相反的感应电流，反向电流相互排斥，所以FN >G ；t2 时刻 Q 中电流稳固， P 中磁通量不变，没有感应 电流， F N G；t3 时刻 Q 中电流为零， P 中产生与Q 在 t3 时刻前方向相同的感应电流，而Q 中没有电流，所以无相互作用，FN G； t4 时刻， P 中没有感应电流，FN G.答案： AD6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

7、6 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 U d.以下判定正确选项()图 6A Ua<U b<Uc<UdB Ua<U b<Ud<U cC Ua Ub<Ud UcD U b<U a<U d<U c解析： 线框进入磁场后切割磁感线，a.b 产生的感应电动势为c.d电动势的一半而不同的线框的电阻不同设a 线框电阻为4r， b.c.d 线框的电阻分别为6r. 8r .6r .就 U a· BL v 3r4r3BL v，U4b BL v 5r·6r5BL v，U 6c B2Lv

8、6r·8r3BL v，U2dB2L v 4r·6r4Bl v3.所以 B 正确答案： B图 7 7(2021 年安徽皖南八校联考)如图 7 所示， 用一块金属板折成横截面为“”形的金属槽放置在磁感应强度为B 的匀强磁场中， 并以速度v 1 向右匀速运动， 从槽口右侧射入的带电微粒的速度为v 2，假如微粒进入槽后恰能做匀速圆周运动，就微粒做匀速圆周运动的轨道半径r 和周期 T 分别为 ()v 1v 2A.g ，2v2gB.v1v 2g ，2v1 g，C.v 1g2v1gD.v1， g2v2 g解析： 金属板折成 “” 形的金属槽放在磁感应强度为B 的匀强磁场中， 并以速度 v

9、 1 向右匀速运动时，左板将切割磁感线，上.下两板间产生电势差，由右手定就可知上板为正，下板为负， E U dBl v1 Bvl1，微粒做匀速圆周运动，就重力等于电场力，方向相反，故有mqEqBv1v2mv 2v 1v 22r 2v 1 g g，向心力由洛伦兹力供应，所以 qv2B m2，得 rrqBg，周期 T v2 g，故 B 项正确答案： B8超导磁悬浮列车为利用超导体的抗磁作用使列车车体向上浮起，同时通过周期性地变 换磁极方向而获得推动动力的新型交通工具其推动原理可以简化为如图8 所示的模型：在水平面上相距L 的两根平行直导轨间，有竖直方向等距离分布的匀强磁场B 1 和 B2，且 B1

10、 B2 B，每个磁场的宽度都为l ，相间排列，全部这些磁场都以相同的速度向右匀速运动，这3 / 8第 3 页，共 8 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -时跨在两导轨间的长为L.宽为 l 的金属框abcd( 悬浮在导轨上方)在磁场力作用下也将会向右 运动设金属框的总电阻为R，运动中所受到的阻力恒为F f，金属框的最大速度为v m，就磁场向右匀速运动的速度v 可表示为 ()图 8A v (B2L 2v m Ff R)/B2L 2B v (4B2L 2v m FfR)/4B2L 2 C v (4B2L 2v m Ff

11、R)/4B2L 2 D v (2B2L 2v mF fR)/2B2L 2解析： 导体棒 ad 和 bc 各以相对磁场的速度(v v m)切割磁感线运动由右手定就可知回路中产生的电流方向为abcda，回路中产生的电动势为E 2BL(v v m)，回路中电流为I 2BL(v v m)/R，由于左右两边ad 和 bc 均受到安培力，就合安培力为F 合 2×BLI 4B2L2(v vm)/R，依题意金属框达到最大速度时受到的阻力与安培力平稳，就F f F 合，解得磁场向右匀速运动的速度v (4B2L 2v m F fR)/4 B2L2， B 对答案： B9矩形导线框 abcd 放在匀强磁场中

12、，磁感线方向与线圈平面垂直，磁感应强度 B 随时间变化的图象如图 9 所示， t 0 时刻，磁感应强度的方向垂直纸面对里在 0 4 s 时间内， 线框中的感应电流 (规定顺时针方向为正方向 ).ab 边所受安培力 (规定向上为正方向 )随时间变化的图象分别为下图中的 ( )图 9解析：在0 1 s 内，穿过线框中的磁通量为向里的削减，由楞次定律，感应电流的磁场垂直纸面对里 由安培定就， 线框中感应电流的方向为顺时针方向. 由法拉第电磁感应定律，B·SEE=n， E 肯定，由I =t，故 I 肯定，由左手定就，ab 边受的安培力向上由于磁场变弱， R故安培力变小 同理可判出在12 s

13、内， 线框中感应电流的方向为顺时针方向，ab 边受的安培力为向下的变强.2 3 s 内，线框中感应电流的方向为逆时针方向，ab 边受的安培力为向上的变弱，因此选项AD 对答案： AD10如图 10 甲所示，用裸导体做成U 形框架 abcd， ad 与 bc 相距 L 0.2 m，其平面与水平面成 30°角质量为m1 kg 的导体棒PQ 与 ad.bc 接触良好，回路的总电阻为R第 4 页，共 8 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -1 .整个装置放在垂直于框架平面的变化磁场中，磁场的磁感应强度B 随时间

14、 t 的变化情形如图乙所示 (设图甲中B 的方向为正方向) t 0 时， B0 10 T ，导体棒PQ 与 cd 的距离 x00.5 m 如 PQ 始终静止，关于PQ 与框架间的摩擦力大小在0t1 0.2 s 时间内的变化情形，下面判定正确选项()图 10A 始终增大B 始终减小C先减小后增大D 先增大后减小B解析： 由图乙，tB0 50 T/s，t 0 时，回路所围面积SLx t10 0.1 m2，产生的感应电动势 E B·St5 V ，I E 5 A，安培力 F B0IL 10 N，方向沿斜面对上 而下滑力mgsin30 °R 5 N ，小于安培力，故刚开头摩擦力沿斜面

15、对下随着安培力减小，沿斜面对下的摩擦力也减小，当安培力等于mgsin30 °时，摩擦力为零安培力再减小，摩擦力变为沿斜面对上且增大，应选项C 对答案： C第二卷非挑选题二.填空与试验题(此题包括2 小题，共12 分把答案填在相应的横线上或按题目要求作答 )图 1111如图 11 所示，有一弯成角的光滑金属导轨POQ ，水平放置在磁感应强度为B 的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直有一金属棒MN 与导轨的OQ 边垂直放置，金属棒从 O 点开头以加速度a 向右运动，求t 秒末时，棒与导轨所构成的回路中的感应电动势为 解析： 该题求的为t 秒末感应电动势的瞬时值，可利用公式E Bl v 求

16、解开头运动t 秒末时，金属棒切割磁感线的有效长度为L OD tan 1at2tan.2依据运动学公式，这时金属棒切割磁感线的速度为v at.2由题知 B .L .v 三者相互垂直，有E BLv 1Ba2t3tan，即金属棒运动t 秒末时，棒与2导轨所构成的回路中的感应电动势为E1Ba2t3tan.Ba答案： 122t3tan5 / 8第 5 页，共 8 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -图 1212如图12 所示，有一闭合的矩形导体框，框上M .N 两点间连有一电压表，整个装 置处于磁感应强度为B 的匀强磁场中

17、，且框面与磁场方向垂直当整个装置以速度v 向右匀速平动时， M .N 之间有无电势差？ ( 填“有”或“无”)，电压表的示数为 解析： 当矩形导线框向右平动切割磁感线时，AB .CD .MN均产生感应电动势，其大小均为 BL v ，依据右手定就可知，方向均向上 由于三个边切割产生的感应电动势大小相等， 方向相同， 相当于三个相同的电源并联，回路中没有电流，而电压表为由电流表改装而成的， 当电压表中有电流通过时，其指针才会偏转 既然电压表中没有电流通过，其示数应为零 也就为说， M .N 之间虽有电势差BL v，但电压表示数为零答案： 有0三.运算题 (此题包括4 小题，共48 分解答应写出必要

18、的文字说明.方程式和重要演 算步骤，只写出最终答案的不能得分有数值运算的题，答案中必需明确写出数值和单位)图 1313如图13 所示为一种测量通电线圈中磁场的磁感应强度B 的装置，把一个很小的测 量线圈 A 放在待测处，线圈与测量电荷量的冲击电流计G 串联，当用双刀双掷开关S 使螺线管的电流反向时，测量线圈中就产生感应电动势，从而引起电荷的迁移，由表G 测出电荷量 Q，就可以算出线圈所在处的磁感应强度B.已知测量线圈的匝数为N ，直径为d，它和表G 串联电路的总电阻为R，就被测出的磁感应强度B 为多大？解析： 当双刀双掷开关S 使螺线管的电流反向时，测量线圈中就产生感应电动势，依据法拉第电磁感

19、应定律可得：E Nd 222B( ) Ntt由欧姆定律和电流的定义得：I E Q，即 Q EtRtR.联立可解得：B 2QR Nd2答案： 2QR N2d第 6 页，共 8 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -图 1414如图 14 所示，线圈内有抱负边界的磁场，开头时磁场的磁感应强度为 B 0.当磁场匀称增加时， 有一带电微粒静止于平行板 (两板水平放置 )电容器中间， 如线圈的匝数为 n，平行板电容器的板间距离为 d，粒子的质量为 m，带电荷量为 q.( 设线圈的面积为 S)求：(1) 开头时穿过线圈平面的磁

20、通量的大小(2) 处于平行板电容器间的粒子的带电性质(3) 磁感应强度的变化率解析： (1) B0S.(2) 由楞次定律，可判出上板带正电，故推出粒子应带负电 (3) EnE， B·S，tBmgdq· mg，联立解得： dt nqS.答案： (1)BBt0S(2)负电(3)mgd nqS15用密度为d.电阻率为.横截面积为A 的薄金属条制成边长为L 的闭合正方形框abb a .如图 15 所示，金属方框水平放在磁极的狭缝间，方框平面与磁场方向平行图 15设匀强磁场仅存在于相对磁极之间，其他地方的磁场忽视不计可认为方框的aa边和bb边都处在磁极间，极间磁感应强度大小为B.方框

21、从静止开头释放，其平面在下落过程中保持水平 (不计空气阻力)(1) 求方框下落的最大速度v m(设磁场区域在竖直方向足够长)；(2) 当方框下落的加速度为g时，求方框的发热功率P； 2(3) 已知方框下落时间为t 时，下落高度为h，其速度为vt(vt <v m)如在同一时间t 内，方框内产生的热与一恒定电流I0 在该框内产生的热相同，求恒定电流I0 的表达式解析： (1)由题意可知，方框质量和电阻分别为：m 4LAd； R4LA当方框所受安培力F G 时，方框达到最大速度vm方框下落速度为vm 时，产生的感应电动势E B·2L ·v m感应电流I B·2L

22、·v mBAv mR27 / 8第 7 页，共 8 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -安培力 F BI ·2L B2AL v mG mg 4LAdg ，方向竖直向下B2AL由： v m 4LAdg2 g.得：方框下落的最大速度v m 4dB(2) 当方框加速度为g时，依据牛顿其次定律得：2gmgAdg4 AL2dg2mg BI·2L m，得： I，就方框的发热功率：P I 2R2.24BLBB122(3) 在整个过程中，由能量守恒定律：mgh 2mv t I 0Rt解得： I0m1 2Rt(gh 2vt )将 m.R 代入上式，得：I 0Ad (gh 12).2 g(2)答案： (1)4dB4 ALd2g2 B2t2v td1(3) I0 A(gh v 2)t2 t第 8 页，共 8 页 - - - - - - - - - -