第二章 电磁感应 单元测评（word版含答案）

2 单元测评
一、单项选择题（共12小题；共48分）
1. 如图所示， 是电阻不计的自感线圈， 是电容器， 为电源，在开关 闭合和断开时，关于电容器的带电情况，下列说法正确的是
A. 闭合瞬间， 板带正电， 板带负电
B. 保持闭合， 板带正电， 板带负电
C. 断开瞬间， 板带正电， 板带负电
D. 由于线圈 的电阻不计，电容器被短路，上述三种情况下电容器均不带电
2. 在制作精密电阻时，为了消除使用过程中由于电流变化而引起的自感现象，采用双线并绕的方法，如图所示。其道理是
A. 当电路中的电流变化时，两股导线产生的自感电动势相互抵消
B. 当电路中的电流变化时，两股导线产生的感应电流相互抵消
C. 当电路中的电流变化时，两股导线中原电流的磁通量相互抵消
D. 以上说法都不对
3. 如图所示，两个单匝线圈 、 的半径分别为 和 。圆形匀强磁场 的边缘恰好与 线圈重合，则穿过 、 两线圈的磁通量之比为
A. B. C. D.
4. 如图所示闭合电路， 、 是两只相同且完好的小灯泡， 是自感系数很大的线圈，线圈的电阻为 ，灯泡 不亮，灯泡 正常发光。断开开关瞬间，下列说法正确的是
A. 灯依然不亮 B. 灯过一会熄灭
C. 灯亮一下后熄灭 D. 灯可能烧毁
5. 如图，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面（纸面）向里，磁感应强度大小为 。使该线框从静止开始绕过圆心 、垂直于半圆面的轴以角速度 匀速转动半周，在线框中产生感应电流。现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化。为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率 的大小应为
A. B. C. D.
6. 甲、乙两个完全相同的铜环可绕固定轴 旋转，当给以相同的初始角速度开始转动后，由于阻力，经相同的时间后便停止；若将环置于磁感应强度 大小相同的匀强磁场中，甲环的转轴与磁场方向平行，乙环的转轴与磁场方向垂直，如图所示，当甲、乙两环同时以相同的角速度开始转动后，则下列判断正确的是
A. 甲环先停 B. 乙环先停
C. 两环同时停下 D. 无法判断两环停止的先后顺序
7. 画作《瀑布》如图所示。有人对此画作了如下解读：水流从高处倾泻而下，推动水轮机发电，又顺着水渠流动，回到瀑布上方，然后再次倾泻而下，如此自动地周而复始。这一解读违背了
A. 库仑定律 B. 质量守恒定律 C. 电荷守恒定律 D. 能量守恒定律
8. 铺设海底金属油气管道时，焊接管道需要先用感应加热的方法对焊口两侧进行预热。将被加热管道置于感应线圈中，当感应线圈中通以电流时管道发热。下列说法正确的是
A. 管道发热是由于线圈中的电流直接流经管道引起的
B. 感应加热是利用线圈电阻产生的焦耳热加热管道的
C. 感应线圈中通以恒定电流时，也能在管道中产生电流
D. 感应线圈中通以交流电，在管道中产生的涡流
9. 如图所示，某小组利用电流传感器（接入电脑，图中未画出）记录灯泡 和自感元件 构成的并联电路在断电瞬间各支路电流随时间的变化情况， 表示小灯泡中的电流， 表示自感元件中的电流（已知开关 闭合时 ），则下列图象中正确的是
A. B.
C. D.
10. 如图所示的电路（）和（）中，电阻 和自感线圈 的电阻相等且都较小，接通 ，使电路中的电流达到稳定时，灯泡 发光，则
A. 在电路（）中，断开 ， 将立即熄灭
B. 在电路（）中，断开 ， 将先变得更亮然后渐渐变暗
C. 在电路（）中，断开 ， 将立即熄灭
D. 在电路（）中，断开 ， 将先变得得亮然后渐渐变暗
11. 如图所示，用一根长为 、质量不计的细杆与一个上弧长为 。下弧长为 的金属线框的中点连接并悬挂于 点，悬点正下方存在一个上弧长为 。下弧长为 的方向垂直纸面向里的匀强磁场，且 远小于 。先将线框拉开到如图所示位置，松手后让线框进入磁场，忽略空气阻力和摩擦。下列说法正确的是
A. 金属线框从右侧进入磁场时感应电流的方向为：
B. 金属线框从左侧进入磁场时感应电流的方向为：
C. 金属线框 边进入磁场与 边离开磁场的速度大小总是相等
D. 金属线框最终将在磁场内做简谐运动
12. 如图所示，两条平行虚线之间存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，虚线间的距离为 ，金属圆环的直径也是 。自圆环从左边界进入磁场开始计时，以垂直于磁场边界的恒定速度 穿过磁场区域.规定逆时针方向为感应电流 的正方向，则圆环中感应电流 随其移动距离 的 图象最接近
A. B.
C. D.
二、填空题（共4小题；共22分）
13. 在电磁感应现象中，由于回路产生感应电流，使回路受到安培力作用，而安培力的作用可能产生电磁阻尼和电磁驱动两种不同的效果。灵敏电流计在运输时用导线把两个接线柱连在一起，在这种做法中，安培力的作用效果是 。交流感应电动机在正常工作时，安培力的作用效果是 。
14. 如图所示是演示自感应现象的实验电路图， 是电感线圈， 、 是规格相同的灯泡， 的电阻值与 的电阻值相同。当开关由断开到闭合时，观察到的现象是： 先亮， 后亮，最后两灯泡一样亮。
15. 感应电动势：在 现象中产生的电动势叫做感应电动势。产生感应电动势的那部分导体就相当于 。穿过闭合电路的 发生变化，闭合电路中就有 产生；如果电路不闭合，虽然没有感应电流存在，但仍有 产生。
16. 如图所示，两平行金属导轨上有一个导体棒 ，导轨与导体棒电阻均不计，导轨间接有一个阻值为 的电阻 ，匀强磁场方向与导轨平面垂直。现用力 向右拉导体棒，使其以 的速度匀速运动时，电路中的感应电流大小为 ，外力的功率为 。
三、解答题（共3小题；共39分）
17. 如图所示，一个单匝矩形线圈水平放在桌面上，在线圈中心上方有一竖直的条形磁体，此时线圈内的磁通量为 。在 的时间内，将该条形磁体从图示位置竖放到线圈内的桌面上，此时线圈内的磁通量为 。试求此过程：
（1）线圈内磁通量的变化量；
（2）线圈中产生的感应电动势大小。
18. 如图甲所示的电路中， 、 均为定值电阻，且 ， 阻值未知， 为滑动变阻器。当其滑片 从左端滑至右端时，测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化图线如图乙所示，其中 、 两点是滑片 在变阻器的两个不同端点得到的。计算：
（1）定值电阻 的阻值；
（2）滑动变阻器的最大阻值；
（3）电源的电动势和内阻。
19. 如图所示，将阻值为 的均匀电阻丝制成半径为 的大圆环放在磁感应强度 的匀强磁场中，另一导体棒搁在圆环上，并以 的速度匀速向右运动，运动到离圆心 处时，导体棒在圆环里面的部分的电阻恰为 ，求：
（1）此时流过导体棒的电流大小；
（2）此时导体棒与圆环两接触点间的电压。
答案
第一部分
1. A
【解析】当 闭合瞬间， 内电流增大，产生的自感电动势的方向是由下指向上，使电容器充电， 板带正电， 板带负电，A项正确；
当 保持闭合时， 的电阻为零，电容器两极板被短路，不带电，B项错误；
当 断开瞬间， 内的电流减小，自感电动势的方向由上指向下，在 、 组成的回路中给电容器充电，使 板带正电， 板带负电，C项错误。
2. C
【解析】由于采用双线并绕的方法，当电流通过时，两股导线中的电流方向是相反的，不管电流怎样变化，任何时刻两股导线中的电流总是等大反向的，磁场方向相反，两股导线中原电流的磁通量相互抵消，故总磁通量等于零，在该线圈中不会产生电磁感应现象，因此消除了自感，选项C正确。
3. A
【解析】由于线圈平面与磁场方向垂直，故穿过该面的磁通量为：，半径为 的虚线范围内有匀强磁场，所以磁场的区域面积为：，
结合图可知，穿过两个线圈的磁感线的条数是相等的，所以磁通量都是：。与线圈的大小无关。故A正确，BCD错误。
4. C
【解析】开关 闭合后由于线圈的电阻可以忽略，灯 逐渐被短路，流过 灯的电流逐渐减小， 灯逐渐增大，则 灯变暗至熄灭， 灯变亮；
断开开关 的瞬间， 灯的电流突然消失，立即熄灭，流过线圈的电流将要减小，产生自感电动势，相当电源，自感电流流过 灯，所以 灯突然闪亮一下再熄灭，故C正确，AB错误；
电路的电流稳定时， 正常发光，线圈中的电流等于 正常发光的电流；断开 后，流过线圈的电流从 的额定电流开始逐渐减小；由于 、 是两只相同且完好的小灯泡，所以小灯泡 不会被烧坏，故D错误。
5. A
【解析】若要电流相等，则产生的电动势相等。设切割长度为 ，而半圆的直径为 ，
从静止开始绕过圆心 以角速度 匀速转动时，线框中产生的感应电动势大小为：
根据法拉第电磁感应定律得：
①②联立得：
故BCD错误，A正确。
6. B
【解析】甲图中没有感应电流，乙图中产生感应电流，由电磁阻尼原理可知，乙环先停下来，故选 B.
7. D
8. D
【解析】感应加热是利用线圈变化的磁场，从而产生感应电场，形成涡流；高频焊接利用高频交变电流产生高频交变磁场，在焊接的金属工件中就产生感应电流，根据法拉第电磁感应定律分析可知，电流变化的频率越高，磁通量变化频率越高，产生的感应电动势越大，感应电流越大，焊缝处的温度升高的越快，故ABC错误，D正确。
9. C
【解析】电键断开后， 与 组成闭合自感回路；电感阻碍自身电流变化，产生的感应电流仍沿着原来方向，大小逐渐减小；所以电键断开后， 的电流的方向不变，而 的电流的方向与开始时是相反的，故C正确，ABD错误。
10. D
【解析】在电路 中，断开 ，流过线圈的电流要减小，产生自感电动势，阻碍电流的减小，电流只能逐渐减小，根据楞次定律可知，线圈中产生的自感电动势方向自左向右，则流经灯泡 的电流从左向右。灯泡 中由原来的值逐渐减小，不会变得更亮，也不会立即熄灭，故A、B均错误；
在电路 中，断开 ，流过线圈的电流要减小，产生自感电动势，阻碍电流的减小，电流只能逐渐减小，根据楞次定律可知，线圈中产生的自感电动势方向自左向右，流经灯泡 的电流从右向左。由于原来线圈中的电流大于灯泡的电流，电流从线圈原来的电流开始逐渐减小时，所以灯泡 将先变得更亮，然后渐渐变暗。故C错误，D正确。
11. D
12. A
【解析】圆环进入磁场的过程中，圆环中磁通量增大，由楞次定律可得感应电流的方向沿逆时针方向，为正，感应电动势先增大后减小，所以，圆环中感应电流先增大后减小；圆环离开磁场过程中，圆环中磁通量减小，由楞次定律可得感应电流的方向为顺时针方向，为负，感应电流大小先增大后减小，故 A 选项正确.
第二部分
13. 电磁阻尼；电磁驱动
【解析】闭合线圈在磁场中运动会产生感应电流，从而出现安培阻力，即电磁阻尼，电动机是通电线圈在磁场中受到安培力作用，即电磁驱动。
14. ；
15. 电磁感应；电源；磁通量；感应电流；感应电动势
16. ；
第三部分
17. （1）
（2）
18. （1）
【解析】当 的滑片滑到最右端时， 、 均被短路，此时外电路电阻等于 ，且对应于图线上 点，故由 点的 、 值可求出 的阻值为：
。
（2）
【解析】滑动变阻器的滑片置于最左端时， 阻值最大。设此时外电路总电阻为 ，由图象中 点坐标求出：
；
；
代入数据解得滑动变阻器最大阻值
。
（3） ；
【解析】由闭合电路欧姆定律得：
；
将图象中 、 两点的电压和电流代入得：
；
；
解得
；
。
19. （1）
（2）
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