选修3-2 第四章 电磁感应 章末小结 同步练习(word含答案)
文档属性
| 名称 | 选修3-2 第四章 电磁感应 章末小结 同步练习(word含答案) |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 239.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-01-23 06:54:14 | ||
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文档简介
选修3-2 第四章 电磁感应 章末小结 同步练习
一、单项选择题（共10小题；共40分）
1. 如图所示，将一个铝框放在蹄形磁铁的两个磁极间，铝框可以绕竖直的转轴 自由转动。转动手柄使磁铁绕竖直转轴旋转，观察到铝框会随之转动。对这个实验现象的描述和解释，下列说法正确的是
A. 铝框的转动方向与蹄形磁铁的转动方向一定是相同的
B. 铝框的转动快慢与蹄形磁铁的转动快慢总是一致的
C. 铝框转动到其平面与磁场方向垂直的位置时，铝框中的感应电流最大
D. 铝框转动到其平面与磁场方向平行的位置时，铝框两个竖直边受到的磁场力均为零
2. 如图所示，在铁芯 上绕着两个线圈 和 ，则
A. 线圈 输入正弦交变电流，线圈 可输出恒定电流
B. 线圈 输入恒定电流，穿过线圈 的磁通量一定为零
C. 线圈 输出的交变电流不对线圈 的磁场造成影响
D. 线圈 的磁场变化时，线圈 中一定有电场
3. 在如图所示的电路中，开关 原先闭合，电路处于稳定状态，规定向左流过电阻 的电流方向为正方向，在某一时刻（）突然断开开关 ，则通过电阻 的电流 在开关断开前后随时间变化的图线可能是图中的
A. B.
C. D.
4. 如图所示，电阻 和线圈自感系数 的值都较大，电感线圈的电阻不计， 、 是两只完全相同的灯泡，当开关 闭合时，电路可能出现的情况是
A. 、 一起亮，然后 熄灭 B. 、 一起亮，然后 熄灭
C. 比 先亮，然后 熄灭 D. 比 先亮，然后 熄灭
5. 如图所示，电路中的 、 是两个完全相同的灯泡， 是一个自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈， 是电容很大的电容器。当开关 断开与闭合时， 、 灯泡发光情况是
A. 刚闭合后， 灯亮一下又逐渐变暗， 灯逐渐变亮
B. 刚闭合后， 灯亮一下又逐渐变暗， 灯逐渐变亮
C. 闭合足够长时间后， 灯泡和 灯泡一样亮
D. 闭合足够长时间后再断开， 、 灯逐渐熄灭
6. 如图所示，电阻 和线圈自感系数 的值都较大，电感线圈的电阻不计， 、 是两只完全相同的灯泡，当开关 闭合时，电路可能出现的情况是
A. 、 一起亮，然后 熄灭 B. 、 一起亮，然后 熄灭
C. 比 先亮，然后 熄灭 D. 比 先亮，然后 熄灭
7. 如图中灯泡 、 完全相同，带铁芯的线圈 的电阻可忽略不计，则
A. 闭合瞬间， 、 同时发光，接着 变暗 变得更亮
B. 闭合瞬间， 不亮 立即亮
C. 闭合瞬间， 、 都不立即亮
D. 稳定后再断开 瞬间， 熄灭， 灯亮且比 更亮
8. 如图所示，一块长方形光滑铝板 水平放在桌面上，铝板右端拼接一根与铝板等厚的条形磁铁，一质量分布均匀的闭合铝球以初速度 从板的左端沿中线向铝板的右端滚动，则
A. 铝球的滚动速度将越来越小
B. 铝球将保持匀速滚动
C. 铝球的运动将逐渐偏向条形磁铁的 极或 极
D. 铝球的运动速率不变，但运动方向发生改变
9. 如图所示，蹄形磁铁和矩形线圈均可绕竖直轴 转动。从上往下看磁铁作逆时针转动时，则
A. 线圈将作逆时针转动，转速与磁铁相同
B. 线圈将作逆时针转动，转速比磁铁小
C. 线圈中产生恒定电流
D. 线圈中感应电流方向始终是
10. 下列四幅演示实验图中，实验现象能正确表述实验结论的是
A. 图甲用磁铁靠近轻质闭合铝环 ， 会靠近磁铁
B. 图乙中把一强磁体从一足够长的铜管中下落（强磁体与铜管不接触），强磁体先做加速运动，速度达到一定值时，做匀速直线运动
C. 图丙闭合开关 时，电流表有示数，断开开关 时，电流表没有示数
D. 图丁铜盘靠惯性转动，手持磁铁靠近铜盘，铜盘转动加快
二、填空题（共4小题；共22分）
11. 右手定则内容：伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导线 的方向，这时四指所指的方向就是 的方向。
12. 一灵敏电流计，当电流从它的正接线柱流入时，指针向正接线柱一侧偏转。现把它与一个线圈串联，将磁铁从线圈上方插入或拔出。请完成下列填空：
（）图（）中灵敏电流计指针的偏转方向为 （填“偏向正接线柱”或“偏向负接线柱”）一侧。
（）图（）中磁铁下方的极性是 （填“ 极”或“ 极”）。
（）图（）中磁铁的运动方向是 （填“向上”或“向下”）。
（）图（）中线圈从上向下看的电流方向是 （填“顺时针”或“逆时针”）。
13. 如图所示，用细线围成一个有缺口的双环形闭合回路，环所在空间有一个垂直纸面向里的匀强磁场，在磁感强度 减小的过程中，环中是否有感应电流： ，如有则其方向在外环中是 ，内环中是 。
14. 如图为某手机无线充电情景。充电的主要部件为两个线圈，分别安装在手机和无线充电器内部，其工作原理是： ；当 线圈中电流沿顺时针方向逐渐增大时， 线圈中会产生 方向的电流。
三、解答题（共3小题；共39分）
15. 如图所示，固定于水平面上的金属架 处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒 沿框架以速度 向右做匀速运动。 时，磁感应强度为 ，此时 到达的位置使 构成一个边长为 的正方形。为使 棒中不产生感应电流，从 开始，磁感应强度 应怎样随时间 变化 请推导出这种情况下 与 的关系式。
16. 如图所示， 是半径为 、圆心角为 的扇形金属框， 点为圆心， 边与 边电阻不计；圆弧 单位长度的电阻相等，总阻值为 。长度也为 、电阻为 的金属杆 绕 点从 位置以角速度 顺时针匀速转动，整个过程中金属杆两端与金属框接触良好。求：
（1）金属杆 转过 时它两端的电势差 。
（2）金属杆 转过 过程中，金属杆 中的电流 与转过的角度 的关系式。
17. 如图甲所示，空间存在一有界匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。有一边长为 的正方形金属线框，其质量 、电阻 ，在水平向左的外力 作用下，以初速度 匀减速进入磁场，线框平面与磁场垂直，外力 大小随时间 变化的图线如图乙中实线所示。以线框右边刚进入磁场时开始计时，求：
（1）匀强磁场的磁感应强度 ；
（2）线框进入磁场的过程中，通过线框的电荷量 。
答案
第一部分
1. A
【解析】铝框的转动方向与蹄形磁铁的转动方向一定是相同的，选项A正确；铝框的转动快慢与蹄形磁铁的转动快慢有关，但铝框比磁铁转动的慢，选项B错误；铝框转动到其平面与磁场方向垂直的位置时，铝框中的感应电流为零，选项C错误；铝框转动到其平面与磁场方向平行的位置时，铝框两个竖直边受到的磁场力等大反向，选项D错误。
2. D
【解析】线圈 输入正弦交变电流，线圈 也输出正弦交变电流，选项A错误；线圈 输入恒定电流，其周围产生恒定的磁场，穿过线圈 的磁通量不为零，选项B错误；两线圈的交变电流产生的磁场互相影响，选项C错误；变化的磁场周围产生电场，所以线圈 中一定有电场，选项D正确。
3. D
【解析】 断开前，电流 方向向左，为正方向；断开瞬间，由于线圈的自感现象，使 中的电流向右，大小可能比原电流 大或小或相等，最后减小为零，故选项D正确。
4. A
5. A
6. A
7. A
8. A
9. B
10. B
第二部分
11. 运动；电流
12. 偏向正接线柱； 极；向上；顺时针
【解析】（）磁铁向下运动，穿过线圈的磁通量增加，原磁场方向向下，根据楞次定律结合安培定则可知，线圈中感应电流方向俯视为逆时针方向，电流从正接线柱流入电流计，指针偏向正接线柱一侧。
（）由图可知，电流从负接线柱流入电流计，根据安培定则可知，感应电流的磁场方向向下，又知磁通量增加，根据楞次定律可知，磁铁下方为 极。
（）磁场方向向下，电流从负接线柱流入电流计，根据安培定则可知，感应电流的磁场方向向下，根据楞次定律可知，磁通量减少，故磁铁向上运动。
（）磁铁向下运动，穿过线圈的磁通量增加，原磁场方向向上，根据楞次定律结合安培定则可知，线圈中感应电流方向俯视为顺时针方向。
13. 是；顺时针；逆时针
14. 由电磁感应规律（或楞次定律）可知，交变电流通过无线充电器的线圈时会产生变化的磁场，从而在手机内的线圈中产生感应电流，实现无线充电；逆时针
第三部分
15. 要使 棒中不产生感应电流，应使穿过闭合回路的磁通量不发生变化。
在 时刻，穿过闭合回路的磁通量
设 时刻的磁感应强度为 ，此时穿过闭合回路的磁通量为
由 得
16. （1）
【解析】设金属杆 旋转切割磁感线产生的感应电动势为 ，有
金属杆 转过 时，由题意可知
由串并联电路的规律可知电路外电阻
由闭合电路欧姆定律有
由① ④式可得 。
（2）
【解析】设金属杆 转过 时，由题意可知
由闭合电路欧姆定律有
由①③式及⑤ ⑦式可得
。
17. （1）
【解析】由图象乙可知，当 时，线框完全进入磁场，此后线框内无感应电流， 恒定不变。即 时，，有 ，得 ，
线框的边长 ，得 ，
当 时，，，，
，由牛顿第二定律有 ，
联立解得
（2）
【解析】线框进入磁场的过程中，，，
，联立解得 。
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一、单项选择题（共10小题；共40分）
1. 如图所示，将一个铝框放在蹄形磁铁的两个磁极间，铝框可以绕竖直的转轴 自由转动。转动手柄使磁铁绕竖直转轴旋转，观察到铝框会随之转动。对这个实验现象的描述和解释，下列说法正确的是
A. 铝框的转动方向与蹄形磁铁的转动方向一定是相同的
B. 铝框的转动快慢与蹄形磁铁的转动快慢总是一致的
C. 铝框转动到其平面与磁场方向垂直的位置时，铝框中的感应电流最大
D. 铝框转动到其平面与磁场方向平行的位置时，铝框两个竖直边受到的磁场力均为零
2. 如图所示，在铁芯 上绕着两个线圈 和 ，则
A. 线圈 输入正弦交变电流，线圈 可输出恒定电流
B. 线圈 输入恒定电流，穿过线圈 的磁通量一定为零
C. 线圈 输出的交变电流不对线圈 的磁场造成影响
D. 线圈 的磁场变化时，线圈 中一定有电场
3. 在如图所示的电路中，开关 原先闭合，电路处于稳定状态，规定向左流过电阻 的电流方向为正方向，在某一时刻（）突然断开开关 ，则通过电阻 的电流 在开关断开前后随时间变化的图线可能是图中的
A. B.
C. D.
4. 如图所示，电阻 和线圈自感系数 的值都较大，电感线圈的电阻不计， 、 是两只完全相同的灯泡，当开关 闭合时，电路可能出现的情况是
A. 、 一起亮，然后 熄灭 B. 、 一起亮，然后 熄灭
C. 比 先亮，然后 熄灭 D. 比 先亮，然后 熄灭
5. 如图所示，电路中的 、 是两个完全相同的灯泡， 是一个自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈， 是电容很大的电容器。当开关 断开与闭合时， 、 灯泡发光情况是
A. 刚闭合后， 灯亮一下又逐渐变暗， 灯逐渐变亮
B. 刚闭合后， 灯亮一下又逐渐变暗， 灯逐渐变亮
C. 闭合足够长时间后， 灯泡和 灯泡一样亮
D. 闭合足够长时间后再断开， 、 灯逐渐熄灭
6. 如图所示，电阻 和线圈自感系数 的值都较大，电感线圈的电阻不计， 、 是两只完全相同的灯泡，当开关 闭合时，电路可能出现的情况是
A. 、 一起亮，然后 熄灭 B. 、 一起亮，然后 熄灭
C. 比 先亮，然后 熄灭 D. 比 先亮，然后 熄灭
7. 如图中灯泡 、 完全相同，带铁芯的线圈 的电阻可忽略不计，则
A. 闭合瞬间， 、 同时发光，接着 变暗 变得更亮
B. 闭合瞬间， 不亮 立即亮
C. 闭合瞬间， 、 都不立即亮
D. 稳定后再断开 瞬间， 熄灭， 灯亮且比 更亮
8. 如图所示，一块长方形光滑铝板 水平放在桌面上，铝板右端拼接一根与铝板等厚的条形磁铁，一质量分布均匀的闭合铝球以初速度 从板的左端沿中线向铝板的右端滚动，则
A. 铝球的滚动速度将越来越小
B. 铝球将保持匀速滚动
C. 铝球的运动将逐渐偏向条形磁铁的 极或 极
D. 铝球的运动速率不变，但运动方向发生改变
9. 如图所示，蹄形磁铁和矩形线圈均可绕竖直轴 转动。从上往下看磁铁作逆时针转动时，则
A. 线圈将作逆时针转动，转速与磁铁相同
B. 线圈将作逆时针转动，转速比磁铁小
C. 线圈中产生恒定电流
D. 线圈中感应电流方向始终是
10. 下列四幅演示实验图中，实验现象能正确表述实验结论的是
A. 图甲用磁铁靠近轻质闭合铝环 ， 会靠近磁铁
B. 图乙中把一强磁体从一足够长的铜管中下落（强磁体与铜管不接触），强磁体先做加速运动，速度达到一定值时，做匀速直线运动
C. 图丙闭合开关 时，电流表有示数，断开开关 时，电流表没有示数
D. 图丁铜盘靠惯性转动，手持磁铁靠近铜盘，铜盘转动加快
二、填空题（共4小题；共22分）
11. 右手定则内容：伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导线 的方向，这时四指所指的方向就是 的方向。
12. 一灵敏电流计，当电流从它的正接线柱流入时，指针向正接线柱一侧偏转。现把它与一个线圈串联，将磁铁从线圈上方插入或拔出。请完成下列填空：
（）图（）中灵敏电流计指针的偏转方向为 （填“偏向正接线柱”或“偏向负接线柱”）一侧。
（）图（）中磁铁下方的极性是 （填“ 极”或“ 极”）。
（）图（）中磁铁的运动方向是 （填“向上”或“向下”）。
（）图（）中线圈从上向下看的电流方向是 （填“顺时针”或“逆时针”）。
13. 如图所示，用细线围成一个有缺口的双环形闭合回路，环所在空间有一个垂直纸面向里的匀强磁场，在磁感强度 减小的过程中，环中是否有感应电流： ，如有则其方向在外环中是 ，内环中是 。
14. 如图为某手机无线充电情景。充电的主要部件为两个线圈，分别安装在手机和无线充电器内部，其工作原理是： ；当 线圈中电流沿顺时针方向逐渐增大时， 线圈中会产生 方向的电流。
三、解答题（共3小题；共39分）
15. 如图所示，固定于水平面上的金属架 处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒 沿框架以速度 向右做匀速运动。 时，磁感应强度为 ，此时 到达的位置使 构成一个边长为 的正方形。为使 棒中不产生感应电流，从 开始，磁感应强度 应怎样随时间 变化 请推导出这种情况下 与 的关系式。
16. 如图所示， 是半径为 、圆心角为 的扇形金属框， 点为圆心， 边与 边电阻不计；圆弧 单位长度的电阻相等，总阻值为 。长度也为 、电阻为 的金属杆 绕 点从 位置以角速度 顺时针匀速转动，整个过程中金属杆两端与金属框接触良好。求：
（1）金属杆 转过 时它两端的电势差 。
（2）金属杆 转过 过程中，金属杆 中的电流 与转过的角度 的关系式。
17. 如图甲所示，空间存在一有界匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。有一边长为 的正方形金属线框，其质量 、电阻 ，在水平向左的外力 作用下，以初速度 匀减速进入磁场，线框平面与磁场垂直，外力 大小随时间 变化的图线如图乙中实线所示。以线框右边刚进入磁场时开始计时，求：
（1）匀强磁场的磁感应强度 ；
（2）线框进入磁场的过程中，通过线框的电荷量 。
答案
第一部分
1. A
【解析】铝框的转动方向与蹄形磁铁的转动方向一定是相同的，选项A正确；铝框的转动快慢与蹄形磁铁的转动快慢有关，但铝框比磁铁转动的慢，选项B错误；铝框转动到其平面与磁场方向垂直的位置时，铝框中的感应电流为零，选项C错误；铝框转动到其平面与磁场方向平行的位置时，铝框两个竖直边受到的磁场力等大反向，选项D错误。
2. D
【解析】线圈 输入正弦交变电流，线圈 也输出正弦交变电流，选项A错误；线圈 输入恒定电流，其周围产生恒定的磁场，穿过线圈 的磁通量不为零，选项B错误；两线圈的交变电流产生的磁场互相影响，选项C错误；变化的磁场周围产生电场，所以线圈 中一定有电场，选项D正确。
3. D
【解析】 断开前，电流 方向向左，为正方向；断开瞬间，由于线圈的自感现象，使 中的电流向右，大小可能比原电流 大或小或相等，最后减小为零，故选项D正确。
4. A
5. A
6. A
7. A
8. A
9. B
10. B
第二部分
11. 运动；电流
12. 偏向正接线柱； 极；向上；顺时针
【解析】（）磁铁向下运动，穿过线圈的磁通量增加，原磁场方向向下，根据楞次定律结合安培定则可知，线圈中感应电流方向俯视为逆时针方向，电流从正接线柱流入电流计，指针偏向正接线柱一侧。
（）由图可知，电流从负接线柱流入电流计，根据安培定则可知，感应电流的磁场方向向下，又知磁通量增加，根据楞次定律可知，磁铁下方为 极。
（）磁场方向向下，电流从负接线柱流入电流计，根据安培定则可知，感应电流的磁场方向向下，根据楞次定律可知，磁通量减少，故磁铁向上运动。
（）磁铁向下运动，穿过线圈的磁通量增加，原磁场方向向上，根据楞次定律结合安培定则可知，线圈中感应电流方向俯视为顺时针方向。
13. 是；顺时针；逆时针
14. 由电磁感应规律（或楞次定律）可知，交变电流通过无线充电器的线圈时会产生变化的磁场，从而在手机内的线圈中产生感应电流，实现无线充电；逆时针
第三部分
15. 要使 棒中不产生感应电流，应使穿过闭合回路的磁通量不发生变化。
在 时刻，穿过闭合回路的磁通量
设 时刻的磁感应强度为 ，此时穿过闭合回路的磁通量为
由 得
16. （1）
【解析】设金属杆 旋转切割磁感线产生的感应电动势为 ，有
金属杆 转过 时，由题意可知
由串并联电路的规律可知电路外电阻
由闭合电路欧姆定律有
由① ④式可得 。
（2）
【解析】设金属杆 转过 时，由题意可知
由闭合电路欧姆定律有
由①③式及⑤ ⑦式可得
。
17. （1）
【解析】由图象乙可知，当 时，线框完全进入磁场，此后线框内无感应电流， 恒定不变。即 时，，有 ，得 ，
线框的边长 ，得 ，
当 时，，，，
，由牛顿第二定律有 ，
联立解得
（2）
【解析】线框进入磁场的过程中，，，
，联立解得 。
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