第1章《电磁感应》章末测试题 word版含答案

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2019鲁科版高中物理选修3-2第1章《电磁感应》章末测试题
本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间150分钟。
第Ⅰ卷
一、单选题(共20小题，每小题3.0分,共60分)


1.法拉第通过精心设计的一系列实验，发现了电磁感应定律，将历史上认为各自独立的学科“电学”与“磁学”联系起来．在下面几个典型的实验设计思想中，所作的推论后来被实验否定的是(　　)
A． 既然磁铁可使近旁的铁块带磁，静电荷可使近旁的导体表面感应出电荷，那么静止导线上的稳恒电流也可在近旁静止的线圈中感应出电流
B． 既然磁铁可在近旁运动的导体中感应出电动势，那么稳恒电流也可在近旁运动的线圈中感应出电流
C． 既然运动的磁铁可在近旁静止的线圈中感应出电流，那么静止的磁铁也可在近旁运动的导体中感应出电动势
D． 既然运动的磁铁可在近旁的导体中感应出电动势，那么运动导线上的稳恒电流也可在近旁的线圈中感应出电流
【答案】A
【解析】电磁感应现象的产生条件是：穿过闭合电路的磁通量发生变化．静止导线上的稳恒电流产生恒定的磁场，静止导线周围的磁通量没有发生变化，近旁静止线圈中不会有感应电流产生，A错．而B、C、D三项中都会产生电磁感应现象，有感应电动势(或感应电流)产生．
2.如图3所示，磁带录音机既可用做录音，也可用做放音，其主要部件为可匀速行进的磁带a和绕有线圈的磁头b，不论是录音或放音过程，磁带或磁隙软铁都会存在磁化现象，下面对于它们在录音、放音过程中主要工作原理的说法，正确的是(　　)

图3
A． 录音的主要原理是电流的磁效应，放音的主要原理是电磁感应
B． 录音的主要原理是电磁感应，放音的主要原理是电流的磁效应
C． 录音和放音的主要原理都是磁场对电流的作用
D． 录音和放音的主要原理都是电磁感应
【答案】A
【解析】
3.变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠压而成，而不采用一块整硅钢，这是为了(　　)
A． 增大涡流，提高变压器的效率
B． 减小涡流，提高变压器的效率
C． 增大涡流，减小铁芯的发热量
D． 减小涡流，减小铁芯的发热量
【答案】B
【解析】涡流的主要效应之一就是发热，而变压器的铁芯发热，是我们不希望出现的．所以不采用整块硅钢，而采用薄硅钢片叠压在一起，目的是减小涡流，减小铁芯的发热量，进而提高变压器的效率．
4.机场用于安全检查的“安全门”是应用了下列哪个现象(　　)
A． 涡流
B． 静电除尘
C． 磁体产生磁场
D． 安全用电
【答案】A
【解析】机场用于安全检查的“安全门”是应用了涡流现象，A对；静电除尘是利用带电粒子在磁场中的运动，B错误；磁体产生磁场跟安全门没有任何关系，C错；安全用电是电流等相关知识，D错．
5.一磁感应强度为B的匀强磁场方向水平向右，一面积为S的矩形线圈abcd如图所示放置，平面abcd与竖直方向成θ角．将abcd绕ad轴转180°角，则穿过线圈平面的磁通量的变化量为(　　)

A． 0
B． －2BS
C． －2BScosθ
D． －2BSsinθ
【答案】C
【解析】初始时刻，平面abcd的有效面积为与B垂直的竖直投影面积Scosθ，其磁通量为BScosθ.将abcd绕ad轴转180°角时，其磁通量为－BScosθ.则穿过线圈平面的磁通量的变化量为ΔΦ＝Φ2－Φ1＝－2BScosθ.
6.如图所示，匀强磁场垂直于纸面，磁感应强度为B.边长为a的正方形线框与磁场垂直，且一条对角线与磁场边界重合．则通过线框平面的磁通量为(　　)

A．Ba2
B．Ba
C．Ba2
D． 2Ba
【答案】A
【解析】通过线框的磁通量为Φ＝BS＝B·a2，故选A.
7.下列用电器属于应用涡流现象的是(　　)
A． 电磁炉
B． 电视机
C． 电冰箱
D． 电吹风
【答案】A
【解析】电磁炉是利用涡流现象工作的，故选A.传统的显像管电视机是利用磁场、电场控制带电粒子的运动，不属于涡流，现在的液晶显示器，也不是利用涡流，选项B错误；电冰箱是利用物质的吸热等作用，选项C错；电吹风是利用电流在磁场中受力转动完成，选项D错误．
8.如图所示，边长为a的导线框ABCD处于磁感应强度为B0的匀强磁场中，BC边与磁场右边界重合．现发生以下两个过程：一是仅让线框以垂直于边界的速度v匀速向右运动；二是仅使磁感应强度随时间均匀变化．若导线框在上述两个过程中产生的感应电流大小相等，则磁感应强度随时间的变化率为(　　)




A．
B．
C．
D．
【答案】B
【解析】两个过程中感应电流的大小相等，即感应电动势大小相等．线框以垂直于边界的速度v匀速向右运动时，根据法拉第电磁感应定律：E＝B0av，感应电流为：I＝；磁感应强度随时间均匀变化：E＝a2，E＝IR，联立得：E＝a2＝B0av，得＝.
9.如图所示，ab是闭合电路的一部分，处在垂直于纸面向外的匀强磁场中(　　)

A． 当ab垂直于纸面向外平动时，ab中有感应电流
B． 当ab垂直于纸面向里平动时，ab中有感应电流
C． 当ab垂直于磁感线向右平动时，ab中有感应电流
D． 当ab垂直于磁感线向左平动时，ab中无感应电流
【答案】C
【解析】闭合电路的部分导体做切割磁感线运动时，回路中一定有感应电流，故当ab垂直于纸面向外、向里平动时都不切割磁感线，ab中都没有感应电流，故A、B错．当ab垂直于磁感线向右、向左平动时都切割磁感线，ab中都有感应电流，故C对，D错．
10.奥斯特发现电流的磁效应，使整个科学界受到了极大的震动，通过对电流的磁效应的逆向思维，人们提出的问题是(　　)
A． 电流具有热效应
B． 电流具有磁效应
C． 磁能生电
D． 磁体具有磁化效应
【答案】C
【解析】该逆向思维应该是磁能生电，答案为C.
11.如图所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路．虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场．方向垂直于回路所在的平面．回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直．从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论正确的是(　　)

A． 感应电流方向先逆时针，后顺时针
B．CD段直线始终不受安培力
C． 感应电动势平均值＝Bav
D． 感应电动势平均值＝πBav
【答案】D
【解析】在闭合回路进入磁场的过程中，通过闭合回路的磁通量逐渐增大，磁场方向向里，根据楞次定律可知感应电流的方向为逆时针方向不变，故A错误； 由于CD段导线与磁场垂直，必定受到安培力作用，根据左手定则判断得知，CD段受安培力向下，故B错误．由法拉第电磁感应定律可得感应电动势平均值＝＝＝πBav，故C错误，D正确．故选D.
12.法拉第电磁感应定律可以这样表述：闭合电路中感应电动势的大小(　　)
A． 跟穿过这一闭合电路的磁通量成正比
B． 跟穿过这一闭合电路的磁感应强度成正比
C． 跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化率成正比
D． 跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化量成正比
【答案】C
【解析】由法拉第电磁感应定律可知，闭合电路中产生的感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比，与磁通量及磁通量的变化量无关．故A、B、D错误，C正确．
13.在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是(　　)
A． 将绕在磁铁上的线圈与电流表组合成一闭合回路，然后观察电流表的变化
B． 在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化
C． 将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表的变化
D． 绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化
【答案】D
【解析】法拉第发现的电磁感应定律并总结出五种情况下会产生感应电流，其核心就是通过闭合线圈的磁通量发生变化．绕在磁铁上面的线圈和通电线圈，线圈面积都没有发生变化，前者磁场强弱没有变化，后者通电线圈中若恒定电流则产生恒定的磁场，也是磁场强弱不变，都不会导致磁通量变化，不会产生感应电流，选项A、B错．中往线圈中插入条行磁铁导致磁通量发生变化，在这一瞬间会产生感应电流，但是过程短暂，等到插入后再到相邻房间去，过程已经结束，观察不到电流表的变化，选项C错．线圈通电或断电瞬间，导致线圈产生的磁场变化，从而引起另一个线圈的磁通量变化产生感应电流，可以观察到电流表指针偏转，选项D对．
14.如图所示，一水平放置的矩形线框面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向斜向上，与水平面成30°角，现若使矩形线框以左边的边为轴转到竖直的虚线位置，则此过程中磁通量改变量的大小是(　　)

A．BS
B．BS
C．BS
D． 2BS
【答案】C
【解析】Φ是标量，但有正负之分，在计算ΔΦ＝Φ2－Φ1时必须注意Φ2、Φ1的正负，要注意磁感线从线框的哪一面穿过，此题中在开始位置磁感线从线框的下面穿进，在末位置磁感线从线框的另一面穿进，Φ2、Φ1一正一负，再考虑到有效面积，故此题选C.
15.关于感应电流产生的条件，下列说法中正确的是(　　)
A． 闭合线圈放在变化的磁场中，必然有感应电流产生
B． 闭合正方形线圈在匀强磁场中垂直磁感线运动，必然产生感应电流
C． 穿过闭合线圈的磁通量变化时，线圈中有感应电流
D． 只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中一定有感应电流产生
【答案】C
【解析】产生感应电流的条件：(1)闭合电路；(2)磁通量Φ发生变化，两个条件缺一不可．
16.如图所示，大圆导线环A中通有电流，方向如图所示，另在导线环A所在的平面内画一个圆B，它的一半面积在A环内，另一半面积在A环外，则穿过B圆内的磁通量(　　)

A． 为零
B． 垂直向里
C． 垂直向外
D． 条件不足，无法判断
【答案】B
【解析】由环形电流的磁感线分布可知，中间密，外部稀疏，所以穿过B圆的总磁通量是垂直纸面向里的，则选项B正确．
17.如下图所示，一金属弯杆处在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，已知ab＝bc＝L，当它以速度v向右平动时，a、c两点间的电势差为(　　)

A．BLv
B．BLvsinθ
C．BLvcosθ
D．BLv(1＋sinθ)
【答案】B
【解析】导体杆切割磁感线的有效长度为Lsinθ.
18.磁通量可以形象地理解为“穿过磁场中某一面积的磁感线条数”．在如图所示磁场中，S1、S2、S3为三个面积相同的相互平行的线圈，穿过S1、S2、S3的磁通量分别为Φ1、Φ2、Φ3且都不为0.下列判断正确的是(　　)

A．Φ1最大
B．Φ2最大
C．Φ3最大
D．Φ1、Φ2、Φ3相等
【答案】A
【解析】从图中可看出，穿过线圈S1的磁感线条数最多，所以磁通量最大．故B、C、D错误，A正确．
19.金属矩形线圈abcd在匀强磁场中做如图所示的运动，线圈中有感应电流的是(　　)



A．　　　　B．



C．　　　　D．
【答案】A
【解析】B、C中线圈运动时磁通量始终为零，保持不变，没有感应电流；D中虽然ad与bc边切割磁感线运动，但整个线圈中磁通量保持不变，也没有感应电流．
20.物理学的基本原理在生产、生活中有着广泛的应用，下列列举的四种电器中，利用了涡流原理工作的是(　　)
A． 电饭煲
B． 微波炉
C． 电磁炉
D． 白炽灯泡
【答案】C
【解析】电饭煲利用电流的热效应，不是利用电磁感应原理，故A错误；微波炉是利用变化的电磁场，产生电磁波．故B错误；电磁炉是利用电磁感应原理产生涡流，将电能最终转化成内能，故C正确； 白炽灯泡利用电流的热效应，不是利用电磁感应原理，故D错误．


第Ⅱ卷
二、计算题(共4小题，每小题10.0分,共40分)


21.如图4所示，匝数N＝100匝、截面积S＝0.2 m2、电阻r＝0.5 Ω的圆形线圈MN处于垂直纸面向里的匀强磁场内，磁感应强度随时间按B＝0.6＋0.02t(T)的规律变化．处于磁场外的电阻R1＝3.5 Ω，R2＝6 Ω，闭合S后，求：

图4
(1)线圈中的感应电动势E和感应电流I；
(2)电阻R2消耗的电功率．
【答案】　(1)0.4 V　0.04 A　(2)9.6×10－3W
【解析】　(1)线圈中磁感应强度的变化率＝0.02 T/s
根据法拉第电磁感应定律，线圈中感应电动势大小为
E＝N＝N·S＝0.4 V
由闭合电路欧姆定律得，感应电流
I＝＝＝0.04 A
(2)电阻R2消耗的电功率P2＝I2R2＝9.6×10－3W.
22.如图所示，在匀强磁场中有一足够长的光滑平行金属导轨，与水平面间的夹角θ＝30°，间距L＝0.5 m，上端接有阻值R＝0.3 Ω的电阻．匀强磁场的磁感应强度大小B＝0.4 T，磁场方向垂直导轨平面向上．一质量m＝0.2 kg，电阻r＝0.1 Ω的导体棒MN，在平行于导轨的外力F作用下，由静止开始向上做匀加速运动，运动过程中导体棒始终与导轨垂直，且接触良好．当棒的位移d＝9 m时，电阻R上消耗的功率为P＝2.7 W．其它电阻不计，g取10 m/s2.求：

(1)此时通过电阻R上的电流的大小；
(2)这一过程通过电阻R上的电荷量q；
【答案】(1)3 A　(2)4.5 C
【解析】(1)根据电阻消耗的功率P＝I2R，得I＝3 A.
(2)由法拉第电磁感应定律有E＝，
又ΔΦ＝BLd
E＝I(R＋r)
q＝IΔt
解得q＝
q＝4.5 C.
23.有一个1000匝的线圈，在4 s内穿过它的磁通量从0均匀增加到0.1 Wb.
(1)求线圈中的感应电动势大小；
(2)若线圈的总电阻是100 Ω，通过线圈的电流是多大？
【答案】(1)25 V　(2)0.25 A
【解析】线圈中总的磁通量变化为：
ΔΦ＝0.1 Wb－0 Wb＝0.1 Wb
由法拉第电磁感应定律得感应电动势为：
E＝n＝1 000×V＝25V
感应电流的大小为：
I＝＝A＝0.25 A.
24.边长为1米的单匝正方形导线框放在变化的磁场中，导线框的总电阻为5 Ω.该磁场在2 s的时间内，磁感应强度由5 T变为3 T．求这2 s内．
(1)平均感应电动势的大小．
(2)感应电流的大小．
【答案】1 V　0.2 A
【解析】(1)根据法拉第电磁感应定律得平均感应电动势为：
＝＝V＝1 V.
(2)感应电流为：I＝＝A＝0.2 A.