電磁感應(yīng)檢測(cè)試題含答案

1、第四章電磁感應(yīng)檢測(cè)試題(時(shí)間：90分鐘滿分：100分)一、選擇題(本大題共10小題，每小題3分，共30分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確。全部選對(duì)的得3分，選不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分。)1如圖(四)1所示的實(shí)驗(yàn)中，在一個(gè)足夠大的磁鐵的磁場(chǎng)中，如果AB沿水平方向運(yùn)動(dòng)速度的大小為v1，兩磁極沿水平方向運(yùn)動(dòng)速度的大小為v2，則()圖(四)1A當(dāng)v1v2，且方向相同時(shí)，可以產(chǎn)生感應(yīng)電流B當(dāng)v1v2，且方向相反時(shí)，可以產(chǎn)生感應(yīng)電流C當(dāng)v1v2時(shí)，方向相同或相反都可以產(chǎn)生感應(yīng)電流D若v20，v1的速度方向改為與磁感線的夾角為，且90°，可以產(chǎn)

2、生感應(yīng)電流解析：若v1v2，且方向相同，二者無相對(duì)運(yùn)動(dòng)，AB不切割磁感線，回路中無感應(yīng)電流，A錯(cuò)；若v1v2，且方向相反，則AB切割磁感線，穿過回路的磁通量變大或變小，都有感應(yīng)電流產(chǎn)生，B對(duì)；當(dāng)v1v2時(shí)，無論方向相同或相反，二者都有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，穿過回路的磁通量都會(huì)發(fā)生變化，有感應(yīng)電流產(chǎn)生，C對(duì)；當(dāng)v20，v1與磁感線的夾角90°時(shí)，v1有垂直磁感線方向的分量，即AB仍在切割磁感線，穿過回路的磁通量發(fā)生變化，有感應(yīng)電流產(chǎn)生，D對(duì)。答案：B、C、D2.如圖(四)2所示，在兩根平行長(zhǎng)直導(dǎo)線M、N中，通以相同方向大小相等的電流，導(dǎo)線框abcd和兩導(dǎo)線在同一平面內(nèi)，線框沿著與兩導(dǎo)線垂直的方向，

3、自右向左在兩導(dǎo)線間勻速移動(dòng)，在移動(dòng)過程中，線框中感應(yīng)電流()圖(四)2A沿dcbad不變B沿abcda不變C由abcda變成dcbadD由dcbad變成abcda解析：線框從圖示位置向左移動(dòng)到正中央過程中，向外的磁通量一直減小到零，隨后是向里的磁通量從零開始增大，根據(jù)楞次定律，這兩種變化情況所產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向是一致的，都是dcbad。答案：A3在水平放置的光滑絕緣桿ab上，掛有一個(gè)金屬環(huán)，該環(huán)套在一個(gè)通電螺線管的正中央部位，如圖(四)3所示，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭向右移動(dòng)的過程中，該環(huán)將()圖(四)3A向左移動(dòng)B向右移動(dòng)C不動(dòng)，但面積有擴(kuò)大的趨勢(shì)D不動(dòng)，但面積有縮小的趨勢(shì)解析：滑動(dòng)頭向右移動(dòng)

4、，電阻變大，電流變小，穿過線圈的磁通量減小，所以線圈的面積縮小，阻礙磁通量的減小，又因?yàn)樵谡醒?，金屬環(huán)不動(dòng)。答案：D4一個(gè)圓形閉合線圈固定在垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直，如圖(四)4(甲)所示。設(shè)垂直于紙面向內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向?yàn)檎?，垂直于紙面向外的磁感?yīng)強(qiáng)度方向?yàn)樨?fù)。線圈順時(shí)針方向的感應(yīng)電流為正，逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流為負(fù)。已知圓形線圈中感應(yīng)電流i隨時(shí)間變化的圖象如圖(四)4(乙)所示，則線圈所在處的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的圖象可能是圖中的()圖(四)4解析：此題屬于感生電動(dòng)勢(shì)類型，E·S，由乙圖可以看出00.5 s,0.5 s1.5 s,1.5 s2.5 s，i

5、的大小相同，故對(duì)應(yīng)時(shí)間內(nèi)相同，0.5 s1.5 s與00.5 s，i的方向相反說明B變化方向相反，再由楞次定律可以最后判定只有C、D符合題意。答案：C、D5如圖(四)5所示是一種延時(shí)開關(guān)，當(dāng)S1閉合時(shí)，電磁鐵F將銜鐵D吸下，將C線路接通。當(dāng)S1斷開時(shí)，由于電磁感應(yīng)作用，D將延遲一段時(shí)間才被釋放，則()圖(四)5A由于A線圈的電磁感應(yīng)作用，才產(chǎn)生延時(shí)釋放D的作用B由于B線圈的電磁感應(yīng)作用，才產(chǎn)生延時(shí)釋放D的作用C如果斷開B線圈的開關(guān)S2，無延時(shí)作用D如果斷開B線圈的開關(guān)S2，延時(shí)將變長(zhǎng)解析：銜鐵D被吸下是由于A線圈存在磁場(chǎng)。當(dāng)S1斷開，A線圈磁場(chǎng)消失，但在S1斷開的瞬間穿過閉合的B線圈的磁通量發(fā)

6、生變化，B線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，是感應(yīng)電流的磁場(chǎng)使釋放D延時(shí)的。如果B線圈所在回路不閉合，雖然穿過B線圈的磁通量仍然是變化的，但不產(chǎn)生感應(yīng)電流，無延時(shí)作用，故B、C項(xiàng)對(duì)。答案：B、C6如圖(四)6所示，L為自感系數(shù)較大的線圈，電路穩(wěn)定后小燈泡正常發(fā)光，當(dāng)斷開開關(guān)S的瞬間會(huì)有()圖(四)6A燈A立即熄滅B燈A慢慢熄滅C燈A突然閃亮一下再慢慢熄滅D燈A突然閃亮一下再突然熄滅解析：當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，由于通過自感線圈的電流從有變到零，線圈將產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，但由于線圈L與燈A串聯(lián)，在S斷開后，不能形成閉合回路，因此燈A在開關(guān)斷開后，電源供給的電流為零，燈就立即熄滅。因此本題的正確答案應(yīng)為A。答案：A7高頻焊

7、接原理示意圖，如圖(四)7所示，線圈通以高頻交流電，金屬工件的焊縫中就產(chǎn)生大量焦耳熱，將焊縫熔化焊接，要使焊接處產(chǎn)生的熱量較大可采用()圖(四)7A增大交變電流的電壓B增大交變電流的頻率C增大焊接縫的接觸電阻D減小焊接縫的接觸電阻解析：交變電流頻率越高電壓越大，產(chǎn)生的磁場(chǎng)變化越快。在工作中引起的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大，感應(yīng)電流就越大，產(chǎn)生的熱量越大，A、B正確，焊接縫接觸電阻越大，電壓越大在此處產(chǎn)生的熱量越大越容易熔化焊接。答案：A、B、C8如圖(四)8甲所示，A、B兩絕緣金屬環(huán)套在同一鐵芯上，A環(huán)中電流iA隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖(四)8乙所示，下列說法中正確的是()圖(四)8At1時(shí)刻，兩環(huán)作用力最

8、大Bt2和t3時(shí)刻，兩環(huán)相互吸引Ct2時(shí)刻兩環(huán)相互吸引，t3時(shí)刻兩環(huán)相互排斥Dt3和t4時(shí)刻，兩環(huán)相互吸引解析：t2、t3時(shí)刻電流均變小，由楞次定律知，B有靠近A的趨勢(shì)，即在t2、t3時(shí)刻，A、B兩環(huán)相吸，選項(xiàng)B正確。答案：B9現(xiàn)將電池組、滑動(dòng)變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流計(jì)及開關(guān)如圖(四)9所示連接。在開關(guān)閉合、線圈A放在線圈B中的情況下，某同學(xué)發(fā)現(xiàn)當(dāng)他將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)端P向左加速滑動(dòng)時(shí)，電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)。由此可以推斷()圖(四)9A線圈A向上移動(dòng)或滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)端P向右加速滑動(dòng)，都能引起電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn)B線圈A中鐵芯向上拔出或斷開開關(guān)，都能引起電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)C滑動(dòng)變阻器的

9、滑動(dòng)端P勻速向左或勻速向右滑動(dòng)，都能使電流計(jì)指針靜止在中央D因?yàn)榫€圈A、線圈B的繞線方向未知，故無法判斷電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)的方向解析：由圖可知，當(dāng)滑動(dòng)端P向左加速滑動(dòng)時(shí)，連入電路的電阻增大，電流減小，線圈B中的磁通量減??；線圈A中鐵芯向上拔出或斷開開關(guān)時(shí)，線圈B中的磁通量會(huì)做同方向的減少，兩個(gè)所引起的感應(yīng)電流方向必相同，故B項(xiàng)對(duì)；P向右加速滑動(dòng)時(shí)，引起的感應(yīng)電流方向與B項(xiàng)中電流方向相反，正好與線圈A向上移動(dòng)所引起感應(yīng)電流方向相反，A項(xiàng)錯(cuò)；依次類推，C、D項(xiàng)亦錯(cuò)。答案：B10在如圖(四)10所示的電路中，S閉合時(shí)流過自感線圈的電流是2 A，流過燈泡的電流是1 A，將S突然斷開，則S斷開前后，能正確反

10、映流過燈泡的電流I隨時(shí)間t變化的圖線是下圖中的()圖(四)10解析：開關(guān)斷開前，流過燈泡的電流為1 A，斷開后由于自感現(xiàn)象流過燈泡的電流與自感線圈中電流相同，方向與原電流方向相反，強(qiáng)度由2 A逐漸減小直至為零。答案：D二、填空題(本大題共4小題，共20分，把答案直接填在題中橫線上或按題目要求作答。)11(4分)磁電式電表在沒有接入電路(或兩接線柱是空閑)時(shí)，由于微擾指針擺動(dòng)很難馬上停下來，而將兩接線柱用導(dǎo)線直接相連，擺動(dòng)著的指針很快停下，這是因?yàn)開。解析：或轉(zhuǎn)動(dòng)的線圈產(chǎn)生電流I，安培力阻礙其運(yùn)動(dòng)答案：電磁阻尼12(6分)如圖(四)11所示是為研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)所需的各種器材。圖(四)11(1

11、)請(qǐng)將未完成的部分連接好，使之成為實(shí)驗(yàn)電路。(2)當(dāng)開關(guān)由閉合狀態(tài)突然斷開時(shí)，觀察到電流表指針向左偏轉(zhuǎn)。若保持開關(guān)閉合，為使電流表指針向右偏轉(zhuǎn)，可采用的方法是()A將線圈A全部插入B中B將一軟鐵棒插入線圈A中C將滑動(dòng)變阻器滑片P向C端移動(dòng)D將滑動(dòng)變阻器滑片P向D端移動(dòng)解析：由題意知當(dāng)B線圈中磁通量減小時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流使得電流表指針向左偏，若保持開關(guān)閉合而使電流表指針向右偏穿過B線圈的磁通量必增加，故答案為A、B、D。答案：(1)如圖所示(2)A、B、D13(5分)水平面中的平行導(dǎo)軌P、Q相距L，它們的右端與電容為C的電容器的兩塊極板分別相連如圖(四)12所示，直導(dǎo)線ab放在P、Q上與導(dǎo)軌垂直相

12、交，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)豎直向下穿過導(dǎo)軌面。若發(fā)現(xiàn)與導(dǎo)軌P相連的電容器極板上帶負(fù)電荷，則ab向_沿導(dǎo)軌滑動(dòng)；如電容器的帶電荷量為Q，則ab滑動(dòng)的速度v_。圖(四)12解析：因與P相連的極板帶負(fù)電，則導(dǎo)體棒ab的a端電勢(shì)低b端電勢(shì)高，由右手定則可知ab必向左運(yùn)動(dòng)。由C得電容器兩端的電勢(shì)差為Uab產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EBLv又因?yàn)镋U所以v。答案：左14(5分)如圖(四)13所示，一個(gè)稱為“千人震”的趣味物理小實(shí)驗(yàn)所用器材是一節(jié)電動(dòng)勢(shì)為1.5 V的新干電池、幾根導(dǎo)線、開關(guān)和一個(gè)用于日光燈上的鎮(zhèn)流器，幾位同學(xué)手拉手連成一排，另一位同學(xué)將電池、鎮(zhèn)流器、開關(guān)用導(dǎo)線連接起來，并將它們和首、尾兩位同學(xué)兩只空

13、著的手相連，在開關(guān)_(填“閉合”或“斷開”)時(shí)，就會(huì)使連成一排的同學(xué)都有觸電的感覺，該實(shí)驗(yàn)的原理是_。圖(四)13解析：1.5 V的電壓不會(huì)使人有觸電的感覺。當(dāng)電路接通后處于通電狀態(tài)，有一部分電能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能貯存在鎮(zhèn)流器中，電路斷開的瞬間，這部分磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電能釋放出來，由于自感很大，產(chǎn)生很高的自感電動(dòng)勢(shì)，使人產(chǎn)生觸電感覺。答案：斷開自感現(xiàn)象三、計(jì)算、論述題(本大題共6小題，共50分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。)15(8分)如圖(四)14所示，AB、CD是兩根足夠長(zhǎng)的固定平行金屬導(dǎo)軌，兩導(dǎo)軌間的距離為

14、L，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為，在整個(gè)導(dǎo)軌平面內(nèi)都有垂直于導(dǎo)軌平面斜向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，在導(dǎo)軌的AC端連接有一個(gè)阻值為R的電阻，一根垂直于導(dǎo)軌放置的金屬棒ab，質(zhì)量為m，從靜止開始沿導(dǎo)軌下滑，求ab棒的最大速度為多少？(已知ab與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，導(dǎo)軌與金屬的電阻都不計(jì))圖(四)14解析：金屬棒ab下滑時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向和受力如圖所示，金屬棒ab沿導(dǎo)軌下滑過程中受到重力mg，支持力FN、摩擦力F和安培力F安四個(gè)力作用。金屬棒下滑產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EBLv閉合回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流為I，安培力F安的方向沿斜面向上，其大小為：F安BILBL根據(jù)牛頓第二定律得：mgsinmgcosma金

15、屬棒由靜止開始下滑后，做加速度逐漸減小的變加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)加速度減小到零時(shí)，速度就增至最大，以后金屬棒將以這個(gè)最大速度勻速下滑，此時(shí)mgsinmgcos0解上式得vm。答案：16(8分)一個(gè)質(zhì)量m0.016 kg，長(zhǎng)L0.5 m，寬d0.1 m，電阻R0.1 的矩形線圈，從h15 m高處由靜止開始自由落下，如圖(四)15所示，然后進(jìn)入一個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)。線圈下邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，由于安培力作用，線圈恰好做勻速運(yùn)動(dòng)，求：圖(四)15(1)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B(g取10 m/s2)；(2)如果線圈下邊通過磁場(chǎng)所經(jīng)歷的時(shí)間為t0.15 s，求磁場(chǎng)區(qū)域的高度h2。解析：(1)線圈自由下落5 m進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度v0 m/

16、s10 m/s線圈進(jìn)入磁場(chǎng)，切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，使線圈受到了向上的磁場(chǎng)力FBId勻速下降時(shí)，由mgF得B× T0.4 T(2)當(dāng)整個(gè)線圈進(jìn)入磁場(chǎng)后，磁通量不再發(fā)生變化，線圈中無感應(yīng)電流，磁場(chǎng)對(duì)它不起阻礙作用，這時(shí)線圈將以10 m/s的初速度，以10 m/s2F的加速度加速下落，下落的距離為(h2L)，故線圈下邊在磁場(chǎng)中經(jīng)歷兩個(gè)運(yùn)動(dòng)過程，其時(shí)間分別為t1是勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)間，t2為加速運(yùn)動(dòng)時(shí)間。t1 s0.05 st2tt10.15 s0.05 s0.1 s由h2Lv0·t2gt有h2v0t2gtL1.55 m。答案：(1)0.4 T(2)1.55 m17(8分)如圖(四)16

17、(a)所示，水平放置的兩根平行金屬導(dǎo)軌，間距L0.3 m，導(dǎo)軌左端連接R0.6 的電阻，區(qū)域abcd內(nèi)存在垂直于導(dǎo)軌平面B0.6 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)區(qū)域?qū)扗0.2 m。細(xì)金屬棒A1和A2用長(zhǎng)為2D0.4 m的輕質(zhì)絕緣桿連接，放置在導(dǎo)軌平面上，并與導(dǎo)軌垂直，每根金屬棒在導(dǎo)軌間的電阻均為r0.3 ，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，使金屬棒以恒定速度v1.0 m/s沿導(dǎo)軌向右穿越磁場(chǎng)，計(jì)算從金屬棒A1進(jìn)入磁場(chǎng)(t0)到A2離開磁場(chǎng)的時(shí)間內(nèi)，不同時(shí)間段通過電阻R的電流強(qiáng)度，并在圖(四)16(b)中畫出。圖(四)16解析：如圖所示0t1(00.2 s)時(shí)間內(nèi)A1產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EBLv0.6×0.3×

18、1.0 V0.18 V電阻R與A2并聯(lián)，阻值R并0.2 所以電阻R兩端電壓UE×0.18 V0.072 V通過電阻R的電流I1 A0.12 At1t2(0.20.4 s)時(shí)間內(nèi)E0，I20t2t3(0.40.6 s)時(shí)間內(nèi)同理I30.12 A。答案：見解析18(8分)如圖(四)17所示，P、Q為水平面內(nèi)平行放置的光滑金屬長(zhǎng)直導(dǎo)軌，間距為L(zhǎng)1，處在豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一導(dǎo)體桿ef垂直于P、Q放在導(dǎo)軌上，在外力作用下向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)。質(zhì)量為m、每邊電阻均為r、邊長(zhǎng)為L(zhǎng)2的正方形金屬框abcd置于豎直平面內(nèi)，兩頂點(diǎn) a、b通過細(xì)導(dǎo)線與導(dǎo)軌相連，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2

19、的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直金屬框向里，金屬框恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。不計(jì)其余電阻和細(xì)導(dǎo)線對(duì)a、b點(diǎn)的作用。求：圖(四)17(1)通過ab邊的電流Iab是多大？(2)導(dǎo)體桿ef的運(yùn)動(dòng)速度v是多大？解析：(1)設(shè)通過正方形金屬框的總電流為I，ab邊的電流為Iab，dc邊的電流為Idc，有IabI，IdcI，金屬框受重力和安培力，處于靜止?fàn)顟B(tài)，由左手定則可判斷ab、cd邊所受安培力向上，有mgB2IabL2B2IdcL2，由，解得Iab(2)由可得I.設(shè)導(dǎo)體桿切割磁感線產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為E，有EB1L1v，設(shè)ad、dc、cb三邊串聯(lián)后與ab邊并聯(lián)的總電阻為R，則Rr，根據(jù)閉合電路歐姆定律，有I。式聯(lián)立解得v。答案：(1) (2)19(9分)如圖(四)18所示，電動(dòng)機(jī)牽引一根原來靜止的、長(zhǎng)l1 m、質(zhì)量m0.1 kg的導(dǎo)體棒MN，其電阻R1.0 ，導(dǎo)體棒架在豎直放置的框架上，并處在磁感應(yīng)強(qiáng)度B1 T的磁場(chǎng)中，方向如圖所示。當(dāng)導(dǎo)體棒上升h為3.8 m時(shí)獲得穩(wěn)定的速度，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量Q2 J，電動(dòng)機(jī)牽引棒時(shí)，電壓表、電流表的讀數(shù)分別為U7 V和I1 A，電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻r1 ，不計(jì)框架電阻及一切摩擦。求：圖(四)18(1)棒能達(dá)到的穩(wěn)定速度；(2)棒從靜止到達(dá)到穩(wěn)定速度所需的時(shí)間。(g取10 m/s2)解析：(1)電動(dòng)機(jī)的輸出功率為：P出UII2r6 W。 當(dāng)導(dǎo)體棒