人教版高中物理选修3-2第四章 《电磁感应》单元测试题（解析版）
文档属性
| 名称 | 人教版高中物理选修3-2第四章 《电磁感应》单元测试题（解析版） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 176.3KB | ||
| 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 | 2018-11-06 10:48:55 | ||
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文档简介
第四章 《电磁感应》单元测试题
一、单选题(每小题只有一个正确答案)
1.物理学家通过艰苦的实验来探究自然的物理规律，为人类的科学事业做出了巨大贡献，值得我们敬仰．下列描述中符合物理学史实的是( )
A． 楞次经过严密实验与逻辑推导，最终确认了电磁感应的产生条件：闭合线圈中磁通量变化，并找到了感应电流的方向的判断规律
B． 安培发现了电流的磁效应并提出了分子电流假说
C． 奥斯特发现了电流的磁效应并提出了分子电流假说
D． “闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量变化率成正比”，这是法拉第在对理论和实验资料严格分析后得出的法拉第电磁感应定律的内容
2.如图所示，北京某中学生在自行车道上从东往西沿直线以速度v骑行，该处地磁场的水平分量大小为B1，方向由南向北，竖直分量大小为B2，假设自行车的车把为长为L的金属平把，下列结论正确的是( )
A． 图示位置中辐条上A点比B点电势低
B． 左车把的电势比右车把的电势低
C． 自行车左拐改为南北骑向，辐条A点比B点电势高
D． 自行车左拐改为南北骑向，自行车车把两端电势差要减小
3.如图所示，匀强磁场中有两个导体圆环a、b，磁场方向与圆环所在平面垂直．磁感应强度B随时间均匀增大．两圆环半径之比为2：1，圆环中产生的感应电动势分别为Ea和Eb.不考虑两圆环间的相互影响．下列说法正确的是( )
A．Ea：Eb＝4：1，感应电流均沿逆时针方向
B．Ea：Eb＝4：1，感应电流均沿顺时针方向
C．Ea：Eb＝2：1，感应电流均沿逆时针方向
D．Ea：Eb＝2：1，感应电流均沿顺时针方向
4.如图所示，用粗细均匀的阻值为R的金属丝做成面积为S的圆环，它有一半处于匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里、磁场均匀变化、磁感应强度大小随时间的变化率＝k(k＞0)．ab为圆环的一条直径，则下列说法正确的是( )
A． 圆环中产生顺时针方向的感应电流
B． 圆环具有扩张的趋势
C． 圆环中感应电流的大小为
D． 图中a、b两点间的电压大小为kS
5.如图所示，固定的水平长直导线中通有电流I，矩形线框与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行．线框由静止释放，在下落过程中( )
A． 穿过线框的磁通量保持不变
B． 线框中感应电流方向保持不变
C． 线框所受安掊力的合力为零
D． 线框的机械能不断增大
6.如图所示，磁场垂直于纸面向外，磁场的磁感应强度随x按B＝B0＋kx(x＞0，B0、k为常量)的规律均匀增大．位于纸面内的正方形导线框abcd处于磁场中，在外力作用下始终保持dc边与x轴平行向右匀速运动．若规定电流沿a→b→c→d→a的方向为正方向，则从t＝0到t＝t1的时间间隔内，图中关于该导线框中产生的电流i随时间t变化的图象正确的是( )
A．B．C．D．
7.如下图所示，ab是一个可绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形导线框，当滑动变阻器R的滑片自左向右滑动时，线框ab的运动情况是( )
A． 保持静止不动 B． 逆时针转动
C． 顺时针转动 D． 发生转动，但电源极性不明，无法确定转动的方向
8.如图所示，光滑绝缘水平面上，有一矩形线圈冲入一匀强磁场，线圈全部进入磁场区域时，其动能恰好等于它在磁场左侧时的一半，设磁场宽度大于线圈宽度，那么( )
A． 线圈恰好在刚离开磁场的地方停下
B． 线圈在磁场中某位置停下
C． 线圈在未完全离开磁场时即已停下
D． 线圈完全离开磁场以后仍能继续运动，不会停下来
9.如图所示，圆形线圈垂直放在匀强磁场里，第1秒内磁场方向指向纸里，如图乙所示．若磁感应强度大小随时间变化的关系如图甲所示，那么，下面关于线圈中感应电流的说法正确的是( )
A． 在第1秒内感应电流增大，电流方向为逆时针
B． 在第2秒内感应电流大小不变，电流方向为顺时针
C． 在第3秒内感应电流减小，电流方向为顺时针
D． 在第4秒内感应电流大小不变，电流方向为顺时针
10.如图所示，老师做了一个物理小实验让学生观察：一轻质横杆两侧各固定一金属环，横杆绕中心点自由转动，老师拿一条形磁铁插向其中一个小环，后又取出插向另一个小环，同学们看到的现象是( )
A． 磁铁插向左环，横杆发生转动
B． 磁铁插向右环，横杆发生转动
C． 无论磁铁插向左环还是右环，横杆都不发生转动
D． 无论磁铁插向左环还是右环，横杆都发生转动
11.如图所示，间距为L、电阻不计的足够长平行光滑金属导轨水平放置，导轨左端用一阻值为R的电阻连接，导轨上横跨一根质量为m、电阻也为R的金属棒，金属棒与导轨接触良好．整个装置处于竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中．现使金属棒以初速度v沿导轨向右运动，若金属棒在整个运动过程中通过的电荷量为q.下列说法正确的是( )
A． 金属棒在导轨上做匀减速运动
B． 整个过程中金属棒在导轨上发生的位移为
C． 整个过程中金属棒克服安培力做功为mv2
D． 整个过程中电阻R上产生的焦耳热为mv2
12.如图所示，在水平地面下有一条沿东西方向铺设的水平直导线，导线中通有自东向西稳定、强大的直流电流．现用一闭合的检测线圈(线圈中串有灵敏的检流计，图中未画出)检测此通电直导线的位置，若不考虑地磁场的影响，在检测线圈位于水平面内，从距直导线很远处由北向南沿水平地面通过导线的上方并移至距直导线很远处的过程中，俯视检测线圈，其中的感应电流的方向是( )
A． 先顺时针后逆时针
B． 先逆时针后顺时针
C． 先逆时针后顺时针，然后再逆时针
D． 先顺时针后逆时针，然后再顺时针
13.如图所示，内壁光滑的塑料管弯成的圆环平放在水平桌面上，环内有一带负电的小球，整个装置处于竖直向下的磁场中，当磁场突然增强时，小球将( )
A． 沿顺时针方向运动 B． 沿逆时针方向运动
C． 在原位置附近往复运动 D． 仍然保持静止状态
14.磁铁在线圈中心上方开始运动时，线圈中产生如图方向的感应电流，则磁铁( )
A． 向上运动 B． 向下运动 C． 向左运动 D． 向右运动
15.如图所示，a、b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成，匝数均为10匝，边长la＝3lb，图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大，不考虑线圈之间的相互影响，则( )
A． 两线圈内产生顺时针方向的感应电流
B．a、b线圈中感应电动势之比为9：1
C．a、b线圈中感应电流之比为3：4
D．a、b线圈中电功率之比为3：1
二、多选题(每小题至少有两个正确答案)
16.(多选)如图所示的电路中，三个相同的灯泡A、B、C和电感L1、L2与直流电源连接，电感的电阻忽略不计．开关S从闭合状态突然断开时，下列判断正确的有( )
A． A先变亮，然后逐渐变暗 B． B先变亮，然后逐渐变暗
C． C先变亮，然后逐渐变暗 D． B、C都逐渐变暗
17.(多选)在如图所示的电路中，自感线圈的电阻值为0，开关S1原来是闭合的，电路已达到稳定．则下列操作与对应的描述正确的是( )
A． 闭合S2时，流经电阻R2的电流方向为a→b
B． 断开S1时，流经电阻R2的电流方向为a→b
C． 先闭合S2，待电路稳定后，再断开S2时，有电流流过R2
D． 电路稳定时，流经R2的电流方向为a→b
18.如图所示装置中，cd杆原来静止．当ab杆做如下哪些运动时，cd杆将向右移动(说明：导体棒切割磁感线速度越大，感应电流越大，导体棒匀速切割磁感线时，感应电流恒定)( )
A． 向右匀速运动 B． 向右加速运动
C． 向左加速运动 D． 向左减速运动
19.(多选)如图所示，闭合螺线管固定在置于光滑水平面上的小车上，现将一条形磁铁从左向右插入螺线管中．则( )
A． 车将向右运动
B． 使条形磁铁向右插入时外力所做的功全部由螺线管转变为电能，最终转化为螺线管的内能
C． 条形磁铁会受到向左的力
D． 车会受到向左的力
20.19世纪科学家对电与磁的研究使人类文明前进了一大步，法拉第就是这一时期的一位代表人物．下列关于法拉第研究成就的说法正确的是( )
A． 首先发现了电流周围存在磁场，揭开了电与磁联系研究的序幕
B． 揭示了电磁感应现象的条件和本质，开辟了人类获取电能的新方向
C． 明确了制造发电机的科学依据，使电能在生产生活中大规模应用成为可能
D． 找到了判断通电电流周围磁场方向的方法，为建立统一的电磁场理论奠定了基础
三、实验题
21.如图所示为“研究电磁感应现象”的实验装置．
(1)将图中所缺的导线补接完整；
(2)如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上电键后可能出现的情况有：
A．将原线圈迅速插入副线圈时，灵敏电流计指针将________．
B．原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，灵敏电流计指针________．
22.在研究电磁感应现象的实验中所用的器材如图所示．它们是：
①电流计 ②直流电源 ③带铁芯的线圈A
④线圈B ⑤电键 ⑥滑动变阻器
(1)试按实验的要求在实物图上连线(图中已连好一根导线)．
(2)怎样才能使线圈B中有感应电流产生？试举出三种方法．
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________；
③________________________________________________________________________.
23.在研究电磁感应现象的实验中所用的器材如图所示．它们是： ①电流计 ②直流电源 ③ 带铁芯(图中未画出)的线圈A ④线圈B ⑤开关 ⑥滑动变阻器
(1)按实验的要求在实物图上连线(图中已连好一根导线)．
(2)怎样才能使线圈B中有感应电流产生？试举出两种方法：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________.
四、计算题
24.如下图(a)所示，间距为L、电阻不计的光滑导轨固定在倾角为θ的斜面上．在区域Ⅰ内有方向垂直于斜面的匀强磁场，磁感应强度为B，在区域Ⅱ内有垂直于斜面向下的匀强磁场，其磁感应强度Bt的大小随时间t变化的规律如下图(b)所示．t＝0时刻在轨道上端的金属细棒ab从如图位置由静止开始沿导轨下滑，同时下端的另一金属细棒cd在位于区域Ⅰ内的导轨上由静止释放．在ab棒运动到区域Ⅱ的下边界EF处之前，cd棒始终静止不动，两棒均与导轨接触良好．已知ab棒和cd棒的质量均为m、电阻均为R，区域Ⅱ沿斜面的长度为2L，在t＝tx时刻(tx未知)ab棒恰进入区域Ⅱ，重力加速度为g.
求：(1)通过cd棒电流的方向和区域Ⅰ内磁场的方向；
(2)当ab棒在区域Ⅱ内运动时cd棒消耗的电功率和热量；
(3)ab棒开始下滑至EF的过程中流过导体棒cd的电量．
25.质量为M、电阻为R的薄金属条制成边长为L的闭合正方形框abb′a′.如图所示，金属方框水平放在磁极的狭缝间，方框平面与磁场方向平行．设匀强磁场仅存在于相对磁极之间，其他地方的磁场忽略不计．可认为方框的aa′边和bb′边都处在磁极间，极间磁感应强度大小为B.方框从静止开始释放，其平面在下落过程中保持水平(不计空气阻力)
(1)求方框下落的最大速度vm(设磁场区域在竖直方向足够长)；
(2)当方框下落的加速度为时，求方框的发热功率P；
(3)已知方框下落的时间为t时，下落的高度为h，其速度为vt(vt(4)若在同一时间t内，方框内产生的热与一恒定电流I0在该框内产生的热相同，求恒定电流I0的表达式．
答案解析
1.【答案】D
【解析】电磁感应的产生条件是法拉第通过实验找到的，感应电流的方向规律是楞次找到的，选项A错误；奥斯特发现电流周围存在磁场即电流的磁效应，但提出分子电流假说的是安培，选项B、C错误；“闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量变化率成正比”，这是法拉第在对理论和实验资料严格分析后得出的法拉第电磁感应定律的内容．选项D正确．
2.【答案】A
【解析】条幅AB切割水平方向的磁场，水平方向的磁场从南到北，所以根据右手定则可得，B点相当于电源正极，所以A正确；自行车车把切割竖直方向的磁场，磁场方向竖直向下，根据右手定则可得，左边车把相当于电源，B错误；自行车左拐改为南北骑向，辐条不再切割磁场运动，没有感应电动势，车把仍旧切割磁感线运动，磁场竖直分量不变，速度不变，所以感应电动势大小不变，C、D错误；故选A.
3.【答案】B
【解析】根据法拉第电磁感应定律可得E＝＝·S，根据题意可得＝，故Ea：Eb＝4：1，感应电流产生的磁场要阻碍原磁场的增大，即感应电流产生向里的感应磁场，根据楞次定律可得，感应电流均沿顺时针方向．
4.【答案】C
【解析】由变化率＝k(k＞0)可知磁场均匀增强，根据楞次定律可知，圆环中产生逆时针方向的感应电流，圆环具有收缩的趋势，A、B错误；根据法拉第电磁感应定律可知，圆环内产生的感应电动势大小为E＝＝，所以圆环中感应电流的大小为，C正确；圆环处于磁场内的一半相当于电源，外面的一半相当于外电路，题图中a、b两点间的电压是路端电压，应为kS，D错误．故选C.
5.【答案】B
【解析】由通电直导线周围磁感线的分布规律可知，线框下落过程中穿过其中的磁感线越来越少，故磁通量在不断变小，故A错；下落时穿过线框的磁通量始终减小，由楞次定律可知感应电流的方向保持不变，故B正确；线框上下两边受到的安培力方向虽相反，但上边所处位置的磁感应强度始终大于下边所处位置的磁感应强度，故上边所受的安培力大于下边所受的安培力，其合力不为零，故C错；由能量守恒可知下落时一部分机械能会转化为线框通电发热产生的内能，故线框的机械能减少，D错．
6.【答案】A
【解析】线框abcd向右匀速运动，穿过线框的磁通量均匀增加，由法拉第电磁感应定律知线框中产生恒定电流，由楞次定律知产生顺时针方向的电流，选项A正确．
7.【答案】C
【解析】根据题图所示电路，线框ab所处位置的磁场是水平方向的，当滑动变阻器的滑片向右滑动时，电路中电阻增大，电流减弱，则穿过闭合导线框ab的磁通量将减少．Φ＝BSsinθ，θ为线框平面与磁场方向的夹角，根据楞次定律，感应电流的磁场将阻碍原来磁场的变化，则线框ab只有顺时针旋转使θ角增大，而使穿过线圈的磁通量增加，则C正确．
8.【答案】D
【解析】线圈冲入匀强磁场时，产生感应电流，线圈受安培力作用做减速运动，动能减少．同理，线圈冲出匀强磁场时，动能减少，进、出时减少的动能都等于克服安培力做的功．由于进入时的速度大，故感应电流大，安培力大，安培力做的功多，减少的动能多，线圈离开磁场过程中，损失动能少于它在磁场左侧时动能的一半，因此线圈离开磁场仍继续运动．
9.【答案】B
【解析】略
10.【答案】B
【解析】左环没有闭合，在磁铁插入过程中，不产生感应电流，故横杆不发生转动．右环闭合，在磁铁插入过程中，产生感应电流，横杆将发生转动．
11.【答案】C
【解析】因为金属棒向右运动时受到向左的安培力作用，且安培力随速度的减小而减小，所以金属棒向左做加速度减小的减速运动；根据E＝＝，q＝IΔt＝Δt＝，解得x＝；
整个过程中金属棒克服安培力做功等于金属棒动能的减少量mv2；整个过程中电路中产生的热量等于机械能的减少量mv2，电阻R上产生的焦耳热为mv2.
12.【答案】C
【解析】根据通电直导线周围磁感线的特点，检测线圈由远处移至直导线正上方时，穿过线圈的磁场有向下的分量，磁通量先增加后减小，由楞次定律和安培定则知，线圈中的电流方向先逆时针后顺时针．当检测线圈由直导线正上方移至远处时，穿过线圈的磁场有向上的分量，磁通量先增加后减小，由楞次定律和安培定则知，线圈中的电流方向先顺时针后逆时针，C正确．
13.【答案】A
【解析】当磁场增强时，由楞次定律知感应电流沿逆时针方向，即感生电场沿逆时针方向，带负电的小球在电场力作用下沿顺时针方向运动．
14.【答案】B
【解析】据题意，从图示可以看出磁铁提供的穿过线圈原磁场的磁通量方向向下，由安培定则可知线圈中感应电流激发的感应磁场方向向上，即两个磁场的方向相反，则由楞次定律可知原磁场通过线圈的磁通量的大小在增加，故选项B正确．
15.【答案】B
【解析】根据楞次定律可知，两线圈内均产生逆时针方向的感应电流，选项A错误；因磁感应强度随时间均匀增大，则＝k，根据法拉第电磁感应定律可知E＝n＝nl2，则＝()2＝，选项B正确；根据I＝＝＝＝∝l，故a、b线圈中感应电流之比为3：1，选项C错误；电功率P＝IE＝·nl2＝∝l3，故a、b线圈中电功率之比为27：1，选项D错误．故选B.
16.【答案】AD
【解析】设S闭合时通过每个灯泡的电流为I，则流过L1的电流为2I，流过L2的电流为I，当S断开时，通过电感的电流不会发生突变，L1中的电流从2I减小到零，L2中的电流从I减小到零，B、C中电流都从I减小到零，A中电流从2I减小到零，故B、C缓慢变暗，A灯先亮一下然后逐渐变暗，A、D正确．
17.【答案】AC
【解析】由于自感线圈的电阻值为0，电路稳定时线圈两端电压为0，即与之并联的电阻R2两端电压为0，流经R2的电流为0，D错；闭合S2时，回路总电阻减小，电流增大，由于L的自感，使a端电势高于b端，流经电阻R2的电流方向为a→b，A正确；而断开S1时，b端电势高于a端，流经电阻R2的电流方向为b→a，B错；先闭合S2，待电路稳定后，再断开S2时，回路总电阻增大，电流减小，线圈产生自感电动势，R2两端电压不为0(b高a低)，有电流流过R2，C正确．
18.【答案】BD
【解析】ab杆匀速运动时，ab杆中感应电流恒定，L1中磁通量不变，穿过L2的磁通量不变，L2中无感应电流产生，cd杆保持静止，A不正确；ab杆向右加速运动时，L2中的磁通量向下，增大，通过cd杆的电流方向由c→d，cd杆向右移动，B正确；同理可得C不正确，D正确．
19.【答案】AC
【解析】磁铁向右插入螺线管中，根据楞次定律的扩展含义“来拒去留”，磁铁与小车相互排斥，小车在光滑水平面上受力向右运动，所以A、C正确，D错误．电磁感应现象中满足能量守恒，由于小车动能增加，外力做的功转化为小车动能和螺线管中的内能，所以B错误．
20.【答案】BC
【解析】奥斯特的实验表明，电流周围存在磁场，但还没有意识到电跟磁之间的紧密联系，A错；法拉第通过艰苦研究，最终找到了如何让磁生电，B正确；通过法拉第的磁生电的研究，制造出发电机，使电能在生活中大规模应用，C正确；建立统一的电磁场理论是麦克斯韦的贡献，所以D错．
21.【答案】(1)
(2)向右偏转一下 向左偏转一下
【解析】(1)见下图
(2)依照楞次定律及灵敏电流计的指针偏转方向与流过它的电流方向的关系来判定，则A.向右偏转一下；B.向左偏转一下．
22.【答案】(1)如图所示
(2)①闭合开关 ②断开开关
③开关闭合时移动滑动变阻器滑片
【解析】(1)使线圈A与电键、直流电源、滑动变阻器串联，线圈B与电流计连成闭合回路；
(2)只要能使穿过线圈B的磁通量发生变化，就可以使线圈B中产生感应电流．
23.【答案】(1)实物电路图如图所示：
(2)①断开或闭合开关②闭合开关后移动滑动变阻器的滑片．
【解析】(1)实物电路图如图所示：
(2)断开或闭合开关的过程中或闭合开关后移动滑片的过程中，穿过线圈B的磁通量发生，线圈B中有感应电流产生．
24.【答案】(1)d→c 垂直于斜面向上
(2) mgLsinθ (3)
【解析】(1)通过cd棒的电流方向：d→c
区域Ⅰ内磁场方向为：垂直于斜面向上
(2)对cd棒，F安＝BIL＝mgsinθ，
所以通过cd棒的电流大小I＝
当ab棒在区域Ⅱ内运动时cd棒消耗的电功率：
P＝I2R＝
由能量守恒，Q总＝2mgLsinθ
Qcd＝Q总＝mgLsinθ.
(3)ab棒在到达区域Ⅱ前做匀加速直线运动，
a＝＝gsinθ
cd棒始终静止不动，ab棒在到达区域Ⅱ前、后，回路中产生的感应电动势不变，
则ab棒在区域Ⅱ中一定做匀速直线运动，可得：
＝BLvt，＝BLgsinθtx
所以tx＝
ab棒在区域Ⅱ中做匀速直线运动的速度vt＝
ab棒在区域Ⅱ中运动的时间t2＝＝
ab棒从开始下滑至EF的总时间t＝tx＋t2＝2
q＝It＝×2＝.
25.【答案】(1) (2)
(3)mgh－mv (4)I0＝
【解析】(1)方框下落速度为v时，产生的感应电动势E＝B·2Lv
感应电流I＝＝
方框下落过程，受到重力G及安培力F，G＝mg，方向竖直向下
F＝BI2L＝B2L＝，方向竖直向上
当F＝G时，方框达到最大速度，即v＝vm，
则＝mg
方框下落的最大速度vm＝
(2)方框下落加速度为0.5g时，有
mg－IB·2L＝m，
则I＝
方框的发热功率P＝I2R＝
(3)根据能量守恒定律，有mgh＝mv＋Q
Q＝mgh－mv
(4)Q＝IRt，则mgh－mv＝IRt
I0＝
一、单选题(每小题只有一个正确答案)
1.物理学家通过艰苦的实验来探究自然的物理规律，为人类的科学事业做出了巨大贡献，值得我们敬仰．下列描述中符合物理学史实的是( )
A． 楞次经过严密实验与逻辑推导，最终确认了电磁感应的产生条件：闭合线圈中磁通量变化，并找到了感应电流的方向的判断规律
B． 安培发现了电流的磁效应并提出了分子电流假说
C． 奥斯特发现了电流的磁效应并提出了分子电流假说
D． “闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量变化率成正比”，这是法拉第在对理论和实验资料严格分析后得出的法拉第电磁感应定律的内容
2.如图所示，北京某中学生在自行车道上从东往西沿直线以速度v骑行，该处地磁场的水平分量大小为B1，方向由南向北，竖直分量大小为B2，假设自行车的车把为长为L的金属平把，下列结论正确的是( )
A． 图示位置中辐条上A点比B点电势低
B． 左车把的电势比右车把的电势低
C． 自行车左拐改为南北骑向，辐条A点比B点电势高
D． 自行车左拐改为南北骑向，自行车车把两端电势差要减小
3.如图所示，匀强磁场中有两个导体圆环a、b，磁场方向与圆环所在平面垂直．磁感应强度B随时间均匀增大．两圆环半径之比为2：1，圆环中产生的感应电动势分别为Ea和Eb.不考虑两圆环间的相互影响．下列说法正确的是( )
A．Ea：Eb＝4：1，感应电流均沿逆时针方向
B．Ea：Eb＝4：1，感应电流均沿顺时针方向
C．Ea：Eb＝2：1，感应电流均沿逆时针方向
D．Ea：Eb＝2：1，感应电流均沿顺时针方向
4.如图所示，用粗细均匀的阻值为R的金属丝做成面积为S的圆环，它有一半处于匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里、磁场均匀变化、磁感应强度大小随时间的变化率＝k(k＞0)．ab为圆环的一条直径，则下列说法正确的是( )
A． 圆环中产生顺时针方向的感应电流
B． 圆环具有扩张的趋势
C． 圆环中感应电流的大小为
D． 图中a、b两点间的电压大小为kS
5.如图所示，固定的水平长直导线中通有电流I，矩形线框与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行．线框由静止释放，在下落过程中( )
A． 穿过线框的磁通量保持不变
B． 线框中感应电流方向保持不变
C． 线框所受安掊力的合力为零
D． 线框的机械能不断增大
6.如图所示，磁场垂直于纸面向外，磁场的磁感应强度随x按B＝B0＋kx(x＞0，B0、k为常量)的规律均匀增大．位于纸面内的正方形导线框abcd处于磁场中，在外力作用下始终保持dc边与x轴平行向右匀速运动．若规定电流沿a→b→c→d→a的方向为正方向，则从t＝0到t＝t1的时间间隔内，图中关于该导线框中产生的电流i随时间t变化的图象正确的是( )
A．B．C．D．
7.如下图所示，ab是一个可绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形导线框，当滑动变阻器R的滑片自左向右滑动时，线框ab的运动情况是( )
A． 保持静止不动 B． 逆时针转动
C． 顺时针转动 D． 发生转动，但电源极性不明，无法确定转动的方向
8.如图所示，光滑绝缘水平面上，有一矩形线圈冲入一匀强磁场，线圈全部进入磁场区域时，其动能恰好等于它在磁场左侧时的一半，设磁场宽度大于线圈宽度，那么( )
A． 线圈恰好在刚离开磁场的地方停下
B． 线圈在磁场中某位置停下
C． 线圈在未完全离开磁场时即已停下
D． 线圈完全离开磁场以后仍能继续运动，不会停下来
9.如图所示，圆形线圈垂直放在匀强磁场里，第1秒内磁场方向指向纸里，如图乙所示．若磁感应强度大小随时间变化的关系如图甲所示，那么，下面关于线圈中感应电流的说法正确的是( )
A． 在第1秒内感应电流增大，电流方向为逆时针
B． 在第2秒内感应电流大小不变，电流方向为顺时针
C． 在第3秒内感应电流减小，电流方向为顺时针
D． 在第4秒内感应电流大小不变，电流方向为顺时针
10.如图所示，老师做了一个物理小实验让学生观察：一轻质横杆两侧各固定一金属环，横杆绕中心点自由转动，老师拿一条形磁铁插向其中一个小环，后又取出插向另一个小环，同学们看到的现象是( )
A． 磁铁插向左环，横杆发生转动
B． 磁铁插向右环，横杆发生转动
C． 无论磁铁插向左环还是右环，横杆都不发生转动
D． 无论磁铁插向左环还是右环，横杆都发生转动
11.如图所示，间距为L、电阻不计的足够长平行光滑金属导轨水平放置，导轨左端用一阻值为R的电阻连接，导轨上横跨一根质量为m、电阻也为R的金属棒，金属棒与导轨接触良好．整个装置处于竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中．现使金属棒以初速度v沿导轨向右运动，若金属棒在整个运动过程中通过的电荷量为q.下列说法正确的是( )
A． 金属棒在导轨上做匀减速运动
B． 整个过程中金属棒在导轨上发生的位移为
C． 整个过程中金属棒克服安培力做功为mv2
D． 整个过程中电阻R上产生的焦耳热为mv2
12.如图所示，在水平地面下有一条沿东西方向铺设的水平直导线，导线中通有自东向西稳定、强大的直流电流．现用一闭合的检测线圈(线圈中串有灵敏的检流计，图中未画出)检测此通电直导线的位置，若不考虑地磁场的影响，在检测线圈位于水平面内，从距直导线很远处由北向南沿水平地面通过导线的上方并移至距直导线很远处的过程中，俯视检测线圈，其中的感应电流的方向是( )
A． 先顺时针后逆时针
B． 先逆时针后顺时针
C． 先逆时针后顺时针，然后再逆时针
D． 先顺时针后逆时针，然后再顺时针
13.如图所示，内壁光滑的塑料管弯成的圆环平放在水平桌面上，环内有一带负电的小球，整个装置处于竖直向下的磁场中，当磁场突然增强时，小球将( )
A． 沿顺时针方向运动 B． 沿逆时针方向运动
C． 在原位置附近往复运动 D． 仍然保持静止状态
14.磁铁在线圈中心上方开始运动时，线圈中产生如图方向的感应电流，则磁铁( )
A． 向上运动 B． 向下运动 C． 向左运动 D． 向右运动
15.如图所示，a、b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成，匝数均为10匝，边长la＝3lb，图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大，不考虑线圈之间的相互影响，则( )
A． 两线圈内产生顺时针方向的感应电流
B．a、b线圈中感应电动势之比为9：1
C．a、b线圈中感应电流之比为3：4
D．a、b线圈中电功率之比为3：1
二、多选题(每小题至少有两个正确答案)
16.(多选)如图所示的电路中，三个相同的灯泡A、B、C和电感L1、L2与直流电源连接，电感的电阻忽略不计．开关S从闭合状态突然断开时，下列判断正确的有( )
A． A先变亮，然后逐渐变暗 B． B先变亮，然后逐渐变暗
C． C先变亮，然后逐渐变暗 D． B、C都逐渐变暗
17.(多选)在如图所示的电路中，自感线圈的电阻值为0，开关S1原来是闭合的，电路已达到稳定．则下列操作与对应的描述正确的是( )
A． 闭合S2时，流经电阻R2的电流方向为a→b
B． 断开S1时，流经电阻R2的电流方向为a→b
C． 先闭合S2，待电路稳定后，再断开S2时，有电流流过R2
D． 电路稳定时，流经R2的电流方向为a→b
18.如图所示装置中，cd杆原来静止．当ab杆做如下哪些运动时，cd杆将向右移动(说明：导体棒切割磁感线速度越大，感应电流越大，导体棒匀速切割磁感线时，感应电流恒定)( )
A． 向右匀速运动 B． 向右加速运动
C． 向左加速运动 D． 向左减速运动
19.(多选)如图所示，闭合螺线管固定在置于光滑水平面上的小车上，现将一条形磁铁从左向右插入螺线管中．则( )
A． 车将向右运动
B． 使条形磁铁向右插入时外力所做的功全部由螺线管转变为电能，最终转化为螺线管的内能
C． 条形磁铁会受到向左的力
D． 车会受到向左的力
20.19世纪科学家对电与磁的研究使人类文明前进了一大步，法拉第就是这一时期的一位代表人物．下列关于法拉第研究成就的说法正确的是( )
A． 首先发现了电流周围存在磁场，揭开了电与磁联系研究的序幕
B． 揭示了电磁感应现象的条件和本质，开辟了人类获取电能的新方向
C． 明确了制造发电机的科学依据，使电能在生产生活中大规模应用成为可能
D． 找到了判断通电电流周围磁场方向的方法，为建立统一的电磁场理论奠定了基础
三、实验题
21.如图所示为“研究电磁感应现象”的实验装置．
(1)将图中所缺的导线补接完整；
(2)如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上电键后可能出现的情况有：
A．将原线圈迅速插入副线圈时，灵敏电流计指针将________．
B．原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，灵敏电流计指针________．
22.在研究电磁感应现象的实验中所用的器材如图所示．它们是：
①电流计 ②直流电源 ③带铁芯的线圈A
④线圈B ⑤电键 ⑥滑动变阻器
(1)试按实验的要求在实物图上连线(图中已连好一根导线)．
(2)怎样才能使线圈B中有感应电流产生？试举出三种方法．
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________；
③________________________________________________________________________.
23.在研究电磁感应现象的实验中所用的器材如图所示．它们是： ①电流计 ②直流电源 ③ 带铁芯(图中未画出)的线圈A ④线圈B ⑤开关 ⑥滑动变阻器
(1)按实验的要求在实物图上连线(图中已连好一根导线)．
(2)怎样才能使线圈B中有感应电流产生？试举出两种方法：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________.
四、计算题
24.如下图(a)所示，间距为L、电阻不计的光滑导轨固定在倾角为θ的斜面上．在区域Ⅰ内有方向垂直于斜面的匀强磁场，磁感应强度为B，在区域Ⅱ内有垂直于斜面向下的匀强磁场，其磁感应强度Bt的大小随时间t变化的规律如下图(b)所示．t＝0时刻在轨道上端的金属细棒ab从如图位置由静止开始沿导轨下滑，同时下端的另一金属细棒cd在位于区域Ⅰ内的导轨上由静止释放．在ab棒运动到区域Ⅱ的下边界EF处之前，cd棒始终静止不动，两棒均与导轨接触良好．已知ab棒和cd棒的质量均为m、电阻均为R，区域Ⅱ沿斜面的长度为2L，在t＝tx时刻(tx未知)ab棒恰进入区域Ⅱ，重力加速度为g.
求：(1)通过cd棒电流的方向和区域Ⅰ内磁场的方向；
(2)当ab棒在区域Ⅱ内运动时cd棒消耗的电功率和热量；
(3)ab棒开始下滑至EF的过程中流过导体棒cd的电量．
25.质量为M、电阻为R的薄金属条制成边长为L的闭合正方形框abb′a′.如图所示，金属方框水平放在磁极的狭缝间，方框平面与磁场方向平行．设匀强磁场仅存在于相对磁极之间，其他地方的磁场忽略不计．可认为方框的aa′边和bb′边都处在磁极间，极间磁感应强度大小为B.方框从静止开始释放，其平面在下落过程中保持水平(不计空气阻力)
(1)求方框下落的最大速度vm(设磁场区域在竖直方向足够长)；
(2)当方框下落的加速度为时，求方框的发热功率P；
(3)已知方框下落的时间为t时，下落的高度为h，其速度为vt(vt
答案解析
1.【答案】D
【解析】电磁感应的产生条件是法拉第通过实验找到的，感应电流的方向规律是楞次找到的，选项A错误；奥斯特发现电流周围存在磁场即电流的磁效应，但提出分子电流假说的是安培，选项B、C错误；“闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量变化率成正比”，这是法拉第在对理论和实验资料严格分析后得出的法拉第电磁感应定律的内容．选项D正确．
2.【答案】A
【解析】条幅AB切割水平方向的磁场，水平方向的磁场从南到北，所以根据右手定则可得，B点相当于电源正极，所以A正确；自行车车把切割竖直方向的磁场，磁场方向竖直向下，根据右手定则可得，左边车把相当于电源，B错误；自行车左拐改为南北骑向，辐条不再切割磁场运动，没有感应电动势，车把仍旧切割磁感线运动，磁场竖直分量不变，速度不变，所以感应电动势大小不变，C、D错误；故选A.
3.【答案】B
【解析】根据法拉第电磁感应定律可得E＝＝·S，根据题意可得＝，故Ea：Eb＝4：1，感应电流产生的磁场要阻碍原磁场的增大，即感应电流产生向里的感应磁场，根据楞次定律可得，感应电流均沿顺时针方向．
4.【答案】C
【解析】由变化率＝k(k＞0)可知磁场均匀增强，根据楞次定律可知，圆环中产生逆时针方向的感应电流，圆环具有收缩的趋势，A、B错误；根据法拉第电磁感应定律可知，圆环内产生的感应电动势大小为E＝＝，所以圆环中感应电流的大小为，C正确；圆环处于磁场内的一半相当于电源，外面的一半相当于外电路，题图中a、b两点间的电压是路端电压，应为kS，D错误．故选C.
5.【答案】B
【解析】由通电直导线周围磁感线的分布规律可知，线框下落过程中穿过其中的磁感线越来越少，故磁通量在不断变小，故A错；下落时穿过线框的磁通量始终减小，由楞次定律可知感应电流的方向保持不变，故B正确；线框上下两边受到的安培力方向虽相反，但上边所处位置的磁感应强度始终大于下边所处位置的磁感应强度，故上边所受的安培力大于下边所受的安培力，其合力不为零，故C错；由能量守恒可知下落时一部分机械能会转化为线框通电发热产生的内能，故线框的机械能减少，D错．
6.【答案】A
【解析】线框abcd向右匀速运动，穿过线框的磁通量均匀增加，由法拉第电磁感应定律知线框中产生恒定电流，由楞次定律知产生顺时针方向的电流，选项A正确．
7.【答案】C
【解析】根据题图所示电路，线框ab所处位置的磁场是水平方向的，当滑动变阻器的滑片向右滑动时，电路中电阻增大，电流减弱，则穿过闭合导线框ab的磁通量将减少．Φ＝BSsinθ，θ为线框平面与磁场方向的夹角，根据楞次定律，感应电流的磁场将阻碍原来磁场的变化，则线框ab只有顺时针旋转使θ角增大，而使穿过线圈的磁通量增加，则C正确．
8.【答案】D
【解析】线圈冲入匀强磁场时，产生感应电流，线圈受安培力作用做减速运动，动能减少．同理，线圈冲出匀强磁场时，动能减少，进、出时减少的动能都等于克服安培力做的功．由于进入时的速度大，故感应电流大，安培力大，安培力做的功多，减少的动能多，线圈离开磁场过程中，损失动能少于它在磁场左侧时动能的一半，因此线圈离开磁场仍继续运动．
9.【答案】B
【解析】略
10.【答案】B
【解析】左环没有闭合，在磁铁插入过程中，不产生感应电流，故横杆不发生转动．右环闭合，在磁铁插入过程中，产生感应电流，横杆将发生转动．
11.【答案】C
【解析】因为金属棒向右运动时受到向左的安培力作用，且安培力随速度的减小而减小，所以金属棒向左做加速度减小的减速运动；根据E＝＝，q＝IΔt＝Δt＝，解得x＝；
整个过程中金属棒克服安培力做功等于金属棒动能的减少量mv2；整个过程中电路中产生的热量等于机械能的减少量mv2，电阻R上产生的焦耳热为mv2.
12.【答案】C
【解析】根据通电直导线周围磁感线的特点，检测线圈由远处移至直导线正上方时，穿过线圈的磁场有向下的分量，磁通量先增加后减小，由楞次定律和安培定则知，线圈中的电流方向先逆时针后顺时针．当检测线圈由直导线正上方移至远处时，穿过线圈的磁场有向上的分量，磁通量先增加后减小，由楞次定律和安培定则知，线圈中的电流方向先顺时针后逆时针，C正确．
13.【答案】A
【解析】当磁场增强时，由楞次定律知感应电流沿逆时针方向，即感生电场沿逆时针方向，带负电的小球在电场力作用下沿顺时针方向运动．
14.【答案】B
【解析】据题意，从图示可以看出磁铁提供的穿过线圈原磁场的磁通量方向向下，由安培定则可知线圈中感应电流激发的感应磁场方向向上，即两个磁场的方向相反，则由楞次定律可知原磁场通过线圈的磁通量的大小在增加，故选项B正确．
15.【答案】B
【解析】根据楞次定律可知，两线圈内均产生逆时针方向的感应电流，选项A错误；因磁感应强度随时间均匀增大，则＝k，根据法拉第电磁感应定律可知E＝n＝nl2，则＝()2＝，选项B正确；根据I＝＝＝＝∝l，故a、b线圈中感应电流之比为3：1，选项C错误；电功率P＝IE＝·nl2＝∝l3，故a、b线圈中电功率之比为27：1，选项D错误．故选B.
16.【答案】AD
【解析】设S闭合时通过每个灯泡的电流为I，则流过L1的电流为2I，流过L2的电流为I，当S断开时，通过电感的电流不会发生突变，L1中的电流从2I减小到零，L2中的电流从I减小到零，B、C中电流都从I减小到零，A中电流从2I减小到零，故B、C缓慢变暗，A灯先亮一下然后逐渐变暗，A、D正确．
17.【答案】AC
【解析】由于自感线圈的电阻值为0，电路稳定时线圈两端电压为0，即与之并联的电阻R2两端电压为0，流经R2的电流为0，D错；闭合S2时，回路总电阻减小，电流增大，由于L的自感，使a端电势高于b端，流经电阻R2的电流方向为a→b，A正确；而断开S1时，b端电势高于a端，流经电阻R2的电流方向为b→a，B错；先闭合S2，待电路稳定后，再断开S2时，回路总电阻增大，电流减小，线圈产生自感电动势，R2两端电压不为0(b高a低)，有电流流过R2，C正确．
18.【答案】BD
【解析】ab杆匀速运动时，ab杆中感应电流恒定，L1中磁通量不变，穿过L2的磁通量不变，L2中无感应电流产生，cd杆保持静止，A不正确；ab杆向右加速运动时，L2中的磁通量向下，增大，通过cd杆的电流方向由c→d，cd杆向右移动，B正确；同理可得C不正确，D正确．
19.【答案】AC
【解析】磁铁向右插入螺线管中，根据楞次定律的扩展含义“来拒去留”，磁铁与小车相互排斥，小车在光滑水平面上受力向右运动，所以A、C正确，D错误．电磁感应现象中满足能量守恒，由于小车动能增加，外力做的功转化为小车动能和螺线管中的内能，所以B错误．
20.【答案】BC
【解析】奥斯特的实验表明，电流周围存在磁场，但还没有意识到电跟磁之间的紧密联系，A错；法拉第通过艰苦研究，最终找到了如何让磁生电，B正确；通过法拉第的磁生电的研究，制造出发电机，使电能在生活中大规模应用，C正确；建立统一的电磁场理论是麦克斯韦的贡献，所以D错．
21.【答案】(1)
(2)向右偏转一下 向左偏转一下
【解析】(1)见下图
(2)依照楞次定律及灵敏电流计的指针偏转方向与流过它的电流方向的关系来判定，则A.向右偏转一下；B.向左偏转一下．
22.【答案】(1)如图所示
(2)①闭合开关 ②断开开关
③开关闭合时移动滑动变阻器滑片
【解析】(1)使线圈A与电键、直流电源、滑动变阻器串联，线圈B与电流计连成闭合回路；
(2)只要能使穿过线圈B的磁通量发生变化，就可以使线圈B中产生感应电流．
23.【答案】(1)实物电路图如图所示：
(2)①断开或闭合开关②闭合开关后移动滑动变阻器的滑片．
【解析】(1)实物电路图如图所示：
(2)断开或闭合开关的过程中或闭合开关后移动滑片的过程中，穿过线圈B的磁通量发生，线圈B中有感应电流产生．
24.【答案】(1)d→c 垂直于斜面向上
(2) mgLsinθ (3)
【解析】(1)通过cd棒的电流方向：d→c
区域Ⅰ内磁场方向为：垂直于斜面向上
(2)对cd棒，F安＝BIL＝mgsinθ，
所以通过cd棒的电流大小I＝
当ab棒在区域Ⅱ内运动时cd棒消耗的电功率：
P＝I2R＝
由能量守恒，Q总＝2mgLsinθ
Qcd＝Q总＝mgLsinθ.
(3)ab棒在到达区域Ⅱ前做匀加速直线运动，
a＝＝gsinθ
cd棒始终静止不动，ab棒在到达区域Ⅱ前、后，回路中产生的感应电动势不变，
则ab棒在区域Ⅱ中一定做匀速直线运动，可得：
＝BLvt，＝BLgsinθtx
所以tx＝
ab棒在区域Ⅱ中做匀速直线运动的速度vt＝
ab棒在区域Ⅱ中运动的时间t2＝＝
ab棒从开始下滑至EF的总时间t＝tx＋t2＝2
q＝It＝×2＝.
25.【答案】(1) (2)
(3)mgh－mv (4)I0＝
【解析】(1)方框下落速度为v时，产生的感应电动势E＝B·2Lv
感应电流I＝＝
方框下落过程，受到重力G及安培力F，G＝mg，方向竖直向下
F＝BI2L＝B2L＝，方向竖直向上
当F＝G时，方框达到最大速度，即v＝vm，
则＝mg
方框下落的最大速度vm＝
(2)方框下落加速度为0.5g时，有
mg－IB·2L＝m，
则I＝
方框的发热功率P＝I2R＝
(3)根据能量守恒定律，有mgh＝mv＋Q
Q＝mgh－mv
(4)Q＝IRt，则mgh－mv＝IRt
I0＝