《新新练案系列》高中物理（鲁科版选修3-2）本章练测：第1章 电磁感应（含答案）

第1章 电磁感应
建议用时
实际用时
满分
实际得分
90分钟
100分
一、选择题（本题包括10小题，每小题给出的四个
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，有选错或不选的得0分，共40分）
1.电磁感应现象揭示了电和磁之间的内在联系，根据这一发现，发明了许多电器设备．下列电器设备中，哪个没有利用电磁感应原理(　　)
A．动圈式话筒　 B．白炽灯泡
C．磁带录音机 D．电磁炉
2.(2011年重庆高二检测)如图1所示，三个环水平套在条形磁铁外面，其中和两环大小相同，环最大，环位于N极处，和两环位于条形磁铁中部，则穿过三个环的磁通量的大小 是(　　)
A．环最大，与环相同
B．三个环相同
C．环比环大21世纪教育网
D．环一定比环大
3.如图2所示的装置，在下列各种情况中，能使悬挂在螺线管附近的铜质闭合线圈A中不产生感应电流的 是(　　)
A．开关S接通的瞬间
B．开关S接通后，电路中电流稳定时
C．开关S接通后，滑动变阻器触头滑动的瞬间
D．开关S断开的瞬间
4.闭合回路的磁通量随时间t变化图象分别如图3 所示，关于回路中产生的感应电动势的下列论述，其中正确的是(　　)
A．图甲的回路中感应电动势恒定不变
B．图乙的回路中感应电动势恒定不变
C．图丙的回路中0～t1时间内的感应电动势小于t1～t2时间内的感应电动势
D．图丁的回路中感应电动势先变大，再变小
5.如图4所示，为一正方形导线框，它以恒定速度向右进入以为边界的匀强磁场，磁场方向垂直线圈平面，线与线框的边成45°角，分别为和的中点．关于线框中的感应电流，正确的说法 是(　　)
A．当E点经过边界MN时，线框中感应
电流最大
B．当P点经过边界MN时，线框中感应电流最大
C．当F点经过边界MN时，线框中感应电流最大
D．当Q点经过边界MN时，线框中感应电流最大
6.半径为R的圆形线圈，两端A、D接有一个平行板电容器，线圈垂直放在随时间均匀变化的匀强磁场中，如图5所示，则要使电容器所带电荷量Q增大，可以采取的措施是(　　)
A．增大电容器两极板间的距离
B．增大磁感应强度的变化率
C．减小线圈的半径
D．改变线圈所在平面与磁场方向间的夹
角
7.如图6所示，边长为L的正方形导体框匀速地从磁场左边穿过磁场运动到磁场右边，磁场的宽度为d，线框的速度为v.若，则线框中存在感应电流的时间为(　　)
A． B．
C． D．
8.信用卡的磁条中有一个个连续的相反极性的磁化区，每个磁化区代表了二进制数1或0，用以储存信息．刷卡时，当磁条以某一速度拉过信用卡阅读器的检测头时，在检测头的线圈中会产生变化的电压(如图7甲所示)．当信用卡磁条按如图乙所示方向以该速度拉过阅读器检测头时，在线圈中产生的电压随时间的变化关系正确的是(　　)
图8
9.如图9所示，圆环和的半径之比为 ，且都是由粗细相同的同种材料的导线构成，连接两环的导线电阻不计，匀强磁场的磁感应强度始终以恒定的变化率变化，那么，当只有环置于磁场中与只有环置于磁场中两种情况下，两点的电势差之比为(　　)
A．1∶1 B．5∶1
C．2∶1 D．4∶1
10.如图10所示，金属杆以恒定的速率在间距为 的光滑平行导轨上向右滑行，设整个电路总电阻为(恒定不变)，整个装置置于垂直纸面向里的匀强磁场中，下列叙述正确的是(　　)
A．杆中的电流与速率成正比
B．磁场作用于杆的安培力与速率
成反比
C．电阻上产生的电热功率与速率成正比
D．外力对杆做功的功率与速率的平方成反比
二、填空与作图题（本题共2小题，每小题8分，共16分.请将正确答案填在横线上）
11.(2011年福州高二检测) 如图 11所示，正三角形的边长为，在磁感应强度为的匀强磁场中以平行于边的速度v匀速运动，则电流表的示数为__________A，两点间的电势差为________V.
12.在研究电磁感应现象的实验中，为了能明确地观察实验现象，请在如图12所示的实验器材中选择必要的器材，在图中用实线连接成相应的实物电路图．
图12
三、计算题（本题共4小题，共44分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13.(8分)如图13甲所示的螺线管，匝数匝，横截面积，电阻，与螺线管串联的外电阻，，方向向右穿过螺线管的匀强磁场，磁感应强度按图乙所示规律变化，试计算电阻R2的电功率和两点的电势差．
14.(8分)如图14所示，在连有电阻的裸铜线框上，以为对称轴放置另一个正方形的小裸铜线框，整个小线框处于垂直框面向里、磁感应强度为的匀强磁场中．已知小线框每边长为，每边电阻为，其他电阻不计．现使小线框以速度向右平移，求通过电阻的电流及两端的电压．
图14
15.(14分)如图15所示，匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里，大小随时间的变化率，为负的常量．用电阻率为、横截面积为的硬导线做成一边长为的方框．将方框固定于纸面内，其右半部位于磁场区域中．求：
(1)导线中感应电流的大小；
(2)磁场对方框作用力的大小随时间的变化率．
[来源:21世纪教育网]
16.(14分) 如图16所示，A是一面积为、匝数为匝的圆形线圈，处在均匀磁场中，磁场方向与线圈平面垂直，磁感应强度随时间变化规律为，开始时外电路开关S断开，已知，，电容器电容，线圈内阻不计，求：
(1)S闭合后，通过的电流大小；
(2)S闭合一段时间后又断开，在断开后流过的电荷量．
21世纪教育网
第1章 电磁感应
得分：
一、选择题
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
二、填空与作图题
11.
12.
三、计算题
13.
14.
15.
16.
第1章 电磁感应 参考答案
一、选择题
1.B 解析：白炽灯泡是因灯丝通过电流而发热，当达到一定温度时，就会发光，而不是利用电磁感应原理．
2.C 解析：条形磁铁磁场的磁感线分布特点是：(1)外部磁感线两端密，中间疏；(2)磁铁内、外磁感线的条数相等．据以上两点知：三个环中磁场方向都向上．考虑到磁铁外部磁场的不同，外部磁场，故环的磁通量大于环的磁通量，外部的磁通量大于的磁通量，内部磁通量相等，故合磁通量大于，选项C正确.其中两个环磁通量大小关系不确定，故选项A、B、D错．
3.B 解析：开关S接通的瞬间、开关S接通后滑动变阻器触头滑动的瞬间、开关S断开的瞬间，都使螺线管线圈中的电流变化而引起磁场变化，线圈中的磁通量发生变化而产生感应电流．
4.B 解析：由法拉第电磁感应定律知，与成正比，是磁通量的变化率，在图象中图线的斜率即为.图甲中斜率为0，所以.图乙中斜率恒定，所以恒定．因为图丙中时间内图线斜率大小大于时间内斜率，所以图丙中时间内的感应电动势大于时间内的感应电动势．图丁中斜率绝对值先变小再变大，所以回路中的电动势先变小再变大，故选项B正确，选项A、C、D错误．[来源:21世纪教育网]
5.B 解析：由法拉第电磁感应定律知当导体切割磁感线时，产生的感应电动势，其中为导体切割磁感线的有效长度，由几何关系可知，点经过边界时，线框切割磁感线的有效长度为，产生的感应电动势最大，感应电流最大，故选项B正确．当点经过时，线框切割磁感线的有效长度为，当点经过时，线框切割磁感线的有效长度等于的长度，小于边长，故产生感应电流较小，当点经过时，整个线框处在磁场中，磁通量不再变化，故感应电流为零，所以A、C、D错误．
6.B 解析：，由知，增大极板距离，电容减小，因此也减小，故选项A错误；由，分析可得增大磁感应强度变化率或增大线圈在垂直磁场方向的投影面积可增大间电压，从而使增大，所以选项B正确，选项C、D错误.
7.B 解析：线圈从开始进到完全进，从开始出到完全出的过程，线圈中有感应电流．所以线框中有感应电流的时间，故选项B正确．
8.B 解析：由图甲可知，当“1”区经过阅读器的检测头时，产生正向电压，当“0”区经过阅读器的检测头时，产生负向电压，可见选项B正确．
9.C 解析：当环置于磁场中，环等效为内电路，环等效为外电路，两端的电压为外电压，设，则，根据法拉第电磁感应定律得
则
当环置于磁场中，环等效为内电路，环等效为外电路．两端电压仍为外电压，
则
所以，选项C正确．
10.A 解析：，因金属棒匀速运动，外力对杆做功的功率就等于消耗的热功率，由以上各式可知，选项A正确．
二、填空与作图题
11. 解析：因为穿过三角形线框的磁通量没有发生变化，所以，线框中没有感应电流，电流表示数为零．三角形线框运动时，等效为长度等于三角形的高的导体棒切割磁感线，所以.
12.如图17所示 解析：本实验探究原理是小线圈中电流的磁场如何引起大线圈中产生感应电流，所以应把小线圈与电源连在一个电路中，定值电阻阻值太大，不选择使用，要显示大线圈中是否产生感应电流，应使大线圈与电流表或电压表连在一个电路中，由于电压表内阻太大，所以应选择电流表．
三、计算题
13.1 W　5.7 V 解析：螺线管中产生的感应电动势，根据闭合电路欧姆定律，电路中的电流大小，电阻上消耗的电功率大小，两点间的电势差.
14. 解析：感应电动势，
由闭合电路欧姆定律得.
两端的电压.
所以 .
15.(1)　(2)
解析：(1)导线框的感应电动势为 ①
②
导线框中的电流为 ③
式中是导线框的电阻，根据电阻定律公式有 ④
联立①②③④式，将代入得. ⑤
(2)导线框所受磁场的作用力的大小为 ⑥
它随时间的变化率为 ⑦
由⑤⑦式得.
16.(1)0.04 A　(2)
解析：由知，圆形线圈内的磁场先是向里均匀减小，后是向外均匀增大，画出等效电路图如图18所示．
(1)，由题意知
故
由，得.
(2)S闭合后，电容器两端电压
电容器带电荷量
断开S后，放电电荷量为.