江西省宜春三中2015-2016学年高二人教版物理选修3-2第一章电磁感应单元训练试题

一、选择题
1．右图所示为大小两互相绝缘的金属环重叠在同一平面内，小环有一半面积在大环中，当大环接通电源的瞬间，小环中感应电流的情况是
A．无感应电流 B．有瞬时针的感应电流
C．有逆时针的感应电流 D．无法确定
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2．（文）、用图示装置进行电磁感应实验，下列操作不能形成感应电流的是
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A．电键闭合和断开的瞬间
B．电键闭合，移动滑动变阻器的滑动触头
C．电键闭合后线圈A在B中插入或拔出
D．只电键保持闭合
3．下列关于电磁感应现象的认识，正确的是
A.它最先是由奥斯特通过实验发现的
B.它说明了电能生磁
C.它是指变化的磁场产生电流的现象
D.它揭示了电流受到安培力的原因
4．一个N匝的圆线圈，放在磁感应强度为B ( http: / / www.21cnjy.com )的匀强磁场中，线圈平面跟磁感应强度方向成30°角，磁感应强度随时间均匀变化，线圈导线规格不变.下列方法中可使线圈中感应电流增加一倍的是 ( )
A．将线圈匝数增加一倍 B．将线圈面积增加一倍
C．将线圈半径增加一倍 D．适当改变线圈的取向
5．如图，两圆环AB置于同一水平面上，其中A为均匀带电绝缘环，B为导体环，当A以如图方向转动时，B中产生如图方向的感应电流，则
A.A可能带正电且转速变小
B.A可能带正电且转速增大
C.A可能带负电且转速变小
D.A可能带负电且转速增大
6．发现电流的磁效应的物理学家是（ ）
A、法拉第 B、安培 C、奥斯特 D、牛顿
7．如图甲所示电路中，S闭合时，流过线圈L ( http: / / www.21cnjy.com )的电流为i1，流过灯泡A的电流为i2，且i1>i2。在t1时刻将S断开，那么流过灯泡的电流随时间变化的图像是图乙中的哪一个
8．如图3-2-14所示，有一矩形线圈ab ( http: / / www.21cnjy.com )cd在匀强磁场中分别绕轴O1O1′和中轴O2O2′以同样的角速度匀速转动，那么此线圈在以O1O1′和O2O2′分别为轴旋转到线圈平面与磁感线平行时，可产生的感应电流之比为（　　）
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图3-2-14
A.1∶2　　B.2∶1 C.1∶4　　D.1∶1
9．一个面积S=4×10- ( http: / / www.21cnjy.com )2 m2、匝数n=100 匝的线圈放在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，磁感应强度B随时间t变化的规律如图16-2-13所示.则下列判断正确的是( )
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图16-2-13
A.在开始的2 s内穿过线圈的磁通量变化率等于0．08 Ｗb/s
B.在开始的2 s内穿过线圈的磁通量的变化量等于零
C.在开始的2 s内线圈中产生的感应电动势等于8 V
D.在第3 s末线圈中的感应电动势等于零
10．下列叙述正确的是 （ ）
A．力、长度和时间是力学中三个基本物理量，它们的单位牛顿、米和秒就是基本单位
B．伽利略用“月—地检验”证实了万有引力定律的正确性
C．法拉第最先提出电荷周围存在电场的观点
D．牛顿在给出万有引力定律的同时给出了引力常量
二、填空题
11．电磁灶是利用 原理制成的，它在灶内通过交变电流产生交变磁场，使放在灶台上的锅体内产生 而发热。
12．一个200匝，面积0.2m2的均匀圆线圈，放在匀强磁场中，磁场方向与线圈垂直。若磁感应强度在0.05s内由0.1T增加到0.5T，则在此过程中，磁通量的变化率是=＿＿＿＿＿＿Wb/s，线圈中的感应电动势为E=＿＿＿＿＿＿V。
13．如图所示，匀强磁场竖直向下， ( http: / / www.21cnjy.com )磁感应强度为B。有一边长为L的正方形导线框abcd，匝数为N，可绕oo’边转动，导线框总质量为m，总电阻为R．现将导线框从水平位置由静止释放，不计摩擦，转到竖直位置时动能为Ek，则在此过程中流过导线某一截面的电量为__________；导线框中产生热量为________________．
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14．一闭合线圈有50匝，总电阻R ( http: / / www.21cnjy.com )＝2.0Ω，穿过它的磁通量在0.1s内由8×10－3Wb增加到1.2×10－2Wb，则线圈中的感应电动势E＝ ，线圈中的电流强度I＝ 。
三、计算题
15．（16分）一个匝数为n =200的矩形 ( http: / / www.21cnjy.com )线圈abcd位于匀强磁场中，磁感强度大小为B =0.8T、初始位置如图11所示（线圈平面和磁场方向平行），线圈以ab为轴匀速转动，角速度为ω=5rad/s，已知ab边L1 =15cm，ad边L2 =10cm，线圈的总电阻是R =100Ω。求：
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（1）线圈转动过程中的感应电动势的最大值；
（2）线圈从初始位置开始计时，线圈转动过程中的感应电流的瞬时表达式；
（3）线圈从初始位置开始，转过90°角的过程中，通过导线截面的电量；
（4）线圈转动1分钟内外力所做的功。
16．如图所示,一交流发电 ( http: / / www.21cnjy.com )机的线圈在匀强磁场中匀速转动，线圈匝数N=100，线圈电阻r=3 Ω，ab=cd=0.5 m，bc=ad=0.4 m，磁感应强度B=0.5 T，电阻R=311 Ω，当线圈以n=300 r/min的转速匀速转动时，求:
(1)感应电动势的最大值；
(2)t=0时线圈在图示位置，写出此交变电流电动势瞬时值表达式；
(3)此电压表的示数是多少
17．（10分）截面积为0．2m2的100匝圆形线圈A处在匀强磁场中，磁场方向垂直线圈平面向里，如图所示，磁感应强度正按＝0．02的规律均匀减小，开始时S未闭合。R1＝4Ω，R2=6Ω，C=30 F，线圈内阻不计。求：
（1）S闭合后，通过R2的电流大小；
（2）S闭合后一段时间又断开，则S切断后通过R2的电量是多少？
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18．如图所示，匀强磁场 ( http: / / www.21cnjy.com )的磁感应强度B=1T，平行导轨宽l=1m。两根相同的金属杆MN、PQ在外力作用下均以v=1m/s的速度贴着导轨向左匀速运动，金属杆电阻为r=0.5 。导轨右端所接电阻R=1 ，导轨电阻不计。（已知n个相同电源的并联，等效电动势等于任意一个电源的电动势，等效内阻等于任意一个电源内阻的n分之一）
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（1）运动的导线会产生感应电动势，相当于电源。用电池等符号画出这个装置的等效电路图
（2）求10s内通过电阻R的电荷量以及电阻R产生的热量
参考答案
1.【答案】C
【解析】接通电源的瞬间，穿过小环垂直纸面向里的磁通量增大，所以产生逆时针的感应电流。
2.【答案】D
【解析】
3.【答案】C
【解析】
试题分析：电磁感应现象最先是由法拉第通过实验发现的，它说明了磁能生电的问题，它是指变化的磁场产生电流的现象，故选项C正确。
考点：电磁感应现象；物理学史.
4.【答案】CD
【解析】
试题分析：根据，可以判断出感应电流的大小与磁感应强度，匝数，半径，电阻的关系，故选CD
考点：考查法拉第电磁感应定律
点评：本题难度较小，根据感应电动势大小的计算公式，根据欧姆定律计算电流大小求解
5.【答案】BC
【解析】
试题分析：由图可知，B中电流为逆时针， ( http: / / www.21cnjy.com )由右手螺旋定则可知，感应电流的磁场向外，由楞次定律可知，引起感应电流的磁场可能为：向外减小或向里增大；若原磁场向里，则A中电流应为顺时针，故A应带正电，因磁场变强，故A中电流应增大，即A的转速应增大，故B正确；若原磁场向外，则A中电流应为逆时针，即A应带负电，且电流应减小，即A的转速应减小，故C正确；
考点：考查了楞次定律的应用
点评：本题为楞次定律应用的逆过程，要明 ( http: / / www.21cnjy.com )确B中感应电流是因为B中的磁通量发生变化引起的，同时还应知道由于A的转动而形成的等效电流的强弱与转速有关．
6.【答案】C
【解析】分析：根据我们对于法拉第、奥斯特、安培、欧姆这四位科学家对于物理所作贡献的了解来作答．
解答：解：A、法拉第发现了电磁感应 ( http: / / www.21cnjy.com )现象；
B、安培建立了安培定则，用于判断通电螺线管的磁极；
C、奥斯特发现了通电导体周围存在磁场，是第一个发现电流磁效应的科学家；
D、牛顿发现了万有引力定律、总结出来牛顿三定律．
故选C．
7.【答案】D
【解析】S断开时，线圈产生与原电流大小方向都相同的自感电流，自右向左流过灯泡，灯泡电流由I2增大到I1，方向变为反向，D对
8.【答案】D
【解析】矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时产生的最大感应电动势＝NBωS，与转轴位置无关，因而感应电流是相同的.
9.【答案】AC
【解析】磁通量的变化率·S,其中磁感应强度的变化率即为Bt图象的斜率.由图知前2 s的=2 T/s，所以=2×4×10-2 Wb/s=0.08 Wb/s，A选项正确.
在开始的2 s内磁感应强度B由2 ( http: / / www.21cnjy.com ) T减小到0，又从0向相反方向的B增加到2 T，所以这 2 s 内的磁通量的变化量ΔΦ=B1S+B2S=2BS=2×2×4×10-2 Wb=0.16 Wb,B选项错.
在开始的2 s内E=n=100×0.08 V=8 V,C选项正确.
第3 s末穿过线圈的磁感应强度、磁通量虽然为零，但磁通量的变化率却不为零.第3 s末的感应电动势等于2 s—4 s内的电动势，E=n=nS=100×2×4×10-2 V=8 V.
10.【答案】C
【解析】
试题分析：力不是国际单位制中的基本物 ( http: / / www.21cnjy.com )理量，牛顿不是国际单位制中的基本单位，所以A项错误；牛顿用“月—地检验”证实了万有引力定律的正确性，所以B项错误；法拉第最先提出电荷周围存在电场的观点，所以C项正确；卡文迪许测出了万有引力常量，所以D项错误。
考点：本题考查了物理学史
11.【答案】电磁感应、涡流
【解析】
试题分析：根据电磁炉的工作原理，即电磁感应原理，使金属锅体产生感应电流，即涡流．
考点：电磁感应、涡流
点评：考查了电流的磁效应和热效应的知识点．
12.【答案】16 320
【解析】=0.2m2（0.5T-0.1T）/0.05s=16 Wb/s,感应电动势的峰值
13.【答案】NBL2/R mgL/2－Ek
【解析】由，在转动过程中磁通量的变化量为BS= BL2，电量为NBL2/R，在运动过程中由能量守恒可知重力势能的减少量转化为动能和焦耳热，重心下降高度h为变长的一半，所以焦耳热为mgL/2－Ek
14.【答案】2 V 1A
【解析】
试题分析：根据可得：
线圈中的电流为：
考点：考查 了法拉第电磁感应定律的应用
点评：基础题，在应用法拉第电磁感应公式时，不要忘记匝数；
15.【答案】（1）12V
（2）(A)
（3）0.024C
（4）43.2J
【解析】（1）线圈中感应电动势的最大值为
（4分）
（2）线圈中电流的最大值为，
线圈转动过程中的感应电流的瞬时表达式；(A) （4分）
（3）线圈转过90°角的过程中，感应电动势为
感应电流的平均值为
所以通过导体截面的电量为 （4分）
（4）电流的有效值为
此过程中产生的热量
16.【答案】（1）314V （2） （3）220 V
【解析】
试题分析：（1）根据角速度与转速的关系得：，感应电动势的最大值为：；
（2）在图示位置，线圈所处位置为中性面，导线切割磁感线的有效速度最小，瞬时电压也最小，故此交变电流电动势的瞬时值表达式为；
（3）电动势的有效值：，由闭合电路的欧姆定律：，根据部分闭合电路的欧姆定律：。
考点：本题考查正弦交流电的产生、交流电的瞬时值、峰值、有效值以及它们的关系、闭合电路欧姆定律。
17.【答案】（1）0．04A
（2）7．2×10-6C
【解析】（1）S闭合时
E=NS=100×0．02×0．2V=0．4V
I==0． 4A/10=0．04A
（2）S闭合时 UC=UR2=0．04×6V=0．24V
S断开时，电容器放电留过R2 =C UC=30×10-6×0．24C=7．2×10-6C
18.【答案】（2）q=8C Q =6.4J
【解析】
( http: / / www.21cnjy.com )
试题分析：题中的两个金属棒相当于并联的两个电池，如上图所示。，代入数据得电荷量为8C
，代入数据得热量为6.4J
考点：感应电动势，焦耳定律
点评：此题较为简单，只要能把等效电路图画出来，结合各物理量的计算公式就能得出答案
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图乙