2019-2020学年人教版高中物理选修3-2　第4章：电磁感应 章末训练

第4章：电磁感应 章末训练
一、单选题
1．法拉第发现电磁感应现象，不仅推动了电磁理论的发展，而且推动了电磁技术的发展，引领人类进入了电气时代，下列哪一个器件工作时利用了电磁感应现象 ( )
A．电视机的显像管 B．回旋加速器 C．电磁炉 D．指南针
2．如图所示，相距为d的两条水平虚线之间是方向水平向里的匀强磁场，磁感应强度为B，正方形线圈abcd边长为L（L
A．感应电流所做的功为mgd
B．感应电流所做的功为mg（d－L）
C．线圈的最小速度一定是2
D．线圈的最小速度可能为mgR/B2L2
3．如图所示，电阻为R，其他电阻均可忽略，ef是一电阻不计的水平放置的导体棒，质量为m，棒的两端分别与ab、cd保持良好的接触，又能沿框架无摩擦下滑，整个装置放在与框架垂直的匀强磁场中，当ef从静止下滑经一段时间后闭合S，则S闭合后

A．ef的加速度可能小于g
B．ef的加速度一定大于g
C．ef最终速度随S闭合时刻的不同而不变
D．ef的机械能与回路内产生的电能之和一定增大
4．法拉第发明了世界上第一台发电机．如图所示，圆形金属盘安置在电磁铁的两个磁极之间，两电刷,M、N分别与盘的边缘和中心电接触良好，且与灵敏电流计相连．金属盘绕中心轴沿图示方向转动，则

A．电刷M的电势高于电刷N的电势
B．若只将电刷M移近N，电流计的示数变大
C．若只提高金属盘转速，电流计的示数变大
D．若只将变阻器滑片向左滑动，电流计的示数变大
5．如图甲所示，质量为 2.0×10-3 kg的“”形金属细框竖直放置在两水银槽中，“”形框的水平部分CD长为 0.20 m，处于磁感应强度大小为B1= 0.1T、方向水平向右的匀强磁场中，有一匝数为300匝、横截面积为 0.01m2的竖直放置的线圈，通过开关S与两水银槽相连，线圈内有沿轴线方向通过的磁场，其磁感应强度B2随时间t变化的关系如图乙所示，在t = 0.22 s时闭合开关S，细框瞬间跳起（细框跳起瞬间安培力远大于重力），跳起的最大高度为0.20 m，不计空气阻力，重力加速度取g = 10 m/s2，下列说法正确的是（ ）

A．开关S闭合瞬间，CD中的电流方向由D到C
B．磁感应强度B2的方向竖直向下
C．开关S闭合瞬间，通过CD的电荷量为0.2 C
D．0 ~ 0.10s内线圈中的感应电动势大小为3 V
6．如图所示，为两个有界匀强磁场、磁感应强度大小均为B，方向分别垂直纸面向里和向外，磁场宽度均为L，距磁场区域的左侧L处，有一边长为L的正方形导体线框，总电阻为R，穿过磁场区域，以初始位置为计时起点，规定i电流沿逆时针方向时为正，磁感线垂直纸面向里时磁通量Φ为正值，外力F向右为正，则以下关于线框中的磁通量Φ、感应电流i、外力F和电功率P随时间变化的图象正确的是

A．
B．
C．
D．
7．如图所示，在第一象限有一边长为L的等边三角形匀强磁场区域，在第二象限有一平行于y轴的长为L的导体棒沿x轴正方向以速度v匀速通过磁场区域。下列关于导体棒中产生的感应电动势E随x变化的图象正确的是(　　)

A． B．
C． D．
8．如图所示，电阻均匀分布的金属正方形线框的边长为L，正方形线框的一半放在垂直于线框平面向里的匀强磁场中，其中A、B为上下两边的中点．在磁场以变化率k均匀减弱的过程中（　　）

A．线框产生的感应电动势大小为kL2
B．AB两点之间的电势差大小为
C．AB两点之间的电势差大小为
D．线框中的感应电流方向沿ADBCA
9．如图甲所示，导体棒MN置于水平导轨上，PQ之间有阻值为R的电阻，PQNM所包围的面积为S，不计导轨和导体棒的电阻．导轨所在区域内存在沿竖直方向的磁场，规定磁场方向竖直向上为正，在0~2t0时间内磁感应强度的变化情况如图乙所示，导体棒MN始终处于静止状态．下列说法正确的是

A．在0~t0和t0~2t0内，导体棒受到导轨的摩擦力方向相同
B．在t0~2t0内，通过电阻R的电流方向为P到Q
C．在0~t0内，通过电阻R的电流大小为
D．在0~2t0内，通过电阻R的电荷量为
10．如图所示线圈面积为，共匝，线圈总电阻为，与外电阻相连。当线圈在 的匀强磁场中绕以转速匀速转动时，若从线圈处于中性面开始计时，则不正确的是（ ）

A．电动势的瞬时表达式为（）
B．两电表A、V的示数分别为 、
C．线圈转过 时，电动势的瞬时值为
D．线圈转过 的过程中，通过电阻的电荷量为
二、解答题
11．如图所示，有一倾斜光滑平行金属导轨，导轨平面与水平面的夹角θ＝30°，导轨间距L＝0.5m，电阻不计，在两导轨间接有R＝3Ω的电阻. 在导轨中间加一垂直轨道平面向上的宽度为d＝0.4m的匀强磁场，B＝2T.一质量为m＝0.08kg，电阻为r＝2Ω的导体棒从距磁场上边缘d＝0.4m处由静止释放，运动过程中始终与导轨保持垂直且接触良好，取g＝10m/s2.求：

(1) 导体棒进入磁场上边缘的速度v；
(2) 导体棒通过磁场区域的过程中，通过导体棒的电量q；
(3) 导体棒通过磁场区域的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q.
12．如图所示，afe、bcd为两条平行的金属导轨，导轨间距l=0.5m。ed间连入一电源E=1V，ab间放置一根长为l=0.5m的金属杆与导轨接触良好，cf水平且abcf为矩形。空间中存在一竖直方向的磁场，当调节斜面abcf的倾角θ时，发现当且仅当θ在30°~90°之间时，金属杆可以在导轨上处于静止平衡。已知金属杆质量为0.1kg，电源内阻r及金属杆的电阻R均为0.5Ω，导轨及导线的电阻可忽略，金属杆和导轨间最大静摩擦力为弹力的μ倍。重力加速度g=10m/s2，试求磁感应强度B及μ。

13．如图10所示，宽度、足够长的平行此光滑金属导轨固定在位于竖直平面内的绝缘板上，导轨所在空间存在磁感应强度B=0．50T的匀强磁场，磁场方向跟导轨所在平面垂直．一根导体棒MN两端套在导轨上与导轨接触良好，且可自由滑动，导体棒的电阻值R=l.5Ω，其他电阻均可忽略不计．电源电动势E=3．0V，内阻可忽略不计，重力加速度g取10m／s2．当S1闭合，S2断开时，导体棒恰好静止不动．

（1）求S1闭合，S2断开时，导体棒所受安培力的大小；
（2）将S1断开，S2闭合，使导体棒由静止开始运动，求当导体棒的加速度=5.0m／s2时，导体棒产生感应电动势的大小；
（3）将S1断开，S2闭合，使导体棒由静止开始运动，求导体棒运动的最大速度的大小．
14．如图所示，两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距L=1m，导轨平面与水平面成37°角，导轨上端接一阻值为R=0.80的电阻．轨道所在空间有垂直轨道平面的匀强磁场，磁感应强度B=0.50T．现有一质量为m=0.20kg、电阻r=0.20的金属棒放在导轨最上端，棒与导轨垂直并始终保持良好接触，他们之间的动摩擦因数为．棒ab从最上端由静止开始释放．（g=10，sin37°=0.6，cos37°=0.8）．
求：

（1）棒在下滑的过程中最大速度是多少?
（2）当棒的速度v=2时，它的加速度是多少?



参考答案
1．C2．D3．A4．C5．C6．D7．D8．C9．D10．A
11．(1)v＝2m/s (2)q＝0.08C (3)Q＝0.096J
12．(1) (2)
13．（1）F1=0.20N （2）E1=1．5V (3)vm=30m/s
14．(1)；(2)