第四章 电磁感应 练习题 Word版含答案
文档属性
| 名称 | 第四章 电磁感应 练习题 Word版含答案 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 197.9KB | ||
| 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 | 2021-03-02 15:37:01 | ||
图片预览
文档简介
2020-2021学年人教版选修3－2第四章电磁感应练习题
一、单选题（本大题共8小题，共32分）
关于产生感应电流的条件，下列说法中正确的是
（ ）
A．只要闭合电路在磁场中运动，闭合电路中就一定有感应电流
B．只要闭合电路中磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流
C．只要导体做切割磁感线运动，就有感应电流产生
D．只要有磁感线穿过闭合电路，闭合电路中就有感应电流
随着新能源轿车的普及，无线充电技术得到进一步开发和应用．一般给大功率电动汽车充电时利用的是电磁感应原理．如图所示，由地面供电装置主要装置有线圈和电源将电能传送至电动车底部的感应装置主要装置是线圈，该装置使用接收到的电能对车载电池进行充电，供电装置与车身接收装置之间通过磁场传送能量，由于电磁辐射等因素，其能量传输效率只能达到左右．无线充电桩一般采用平铺式放置，用户无需下车、无需插电即可对电动车进行充电．目前，无线充电桩可以允许的充电有效距离一般为，允许的错位误差一般为15cm左右．下列说法正确的是
A.
无线充电桩的优越性之一是在百米开外也可以对电车快速充电
B.
车身感应线圈中感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化
C.
车身感应线圈中感应电流的磁场总是与地面发射线圈中电流的磁场方向相反
D.
若线圈均采用超导材料则能量的传输效率有望达到
如图所示，轻质弹簧一端固定在天花板上，另一端拴接条形磁铁，置于绝缘水平桌面上的圆形铝质闭合线圈放在条形磁铁的正下方，开始时整个装置处于静止状态。在外力作用下将磁铁竖直向下移动一定距离未接触桌面，然后由静止释放，在之后的运动过程中，线圈始终未离开桌面，忽略空气阻力，下列说法正确的是
A.
磁铁所受弹簧拉力与其重力相等时，磁铁的加速度为零
B.
磁铁上升过程中，从上向下看，线圈中产生顺时针方向的电流
C.
线圈对桌面压力大小可能大于其重力
D.
磁铁最终会静止，整个过程线圈中产生的热量等于磁铁机械能的减少量
一线圈匝数为匝，线圈电阻不计，在线圈外接一个阻值的电阻，如图甲所示。线圈内有垂直纸面向里的磁场，线圈内磁通量随时间t变化的规律如图乙所示。下列说法正确的是?
?
A.
线圈中产生的感应电动势为10V
B.
R两端电压为
C.
a点电势高于b点电势
D.
通过R的电流大小为
空间有竖直边界为AB、CD且垂直纸面向里的有界匀强磁场区域．一闭合金属圆环用绝缘细线挂于O点，将圆环拉至如图所示位置静止释放，圆环在摆动过程中环面始终与磁场垂直．若不计空气阻力，则下列说法中正确的是
A.
圆环完全进入磁场后离最低点越近，感应电流越大
B.
圆环在进入和穿出磁场时，圆环中均有感应电流
C.
圆环向左穿过磁场后再返回，还能摆到原来的释放位置
D.
圆环最终将静止在最低点
如图甲所示，用一根横截面积为S、电阻率为的硬质导线做成一个半径为r的圆环，ab为圆环的直径．在ab的右侧存在一个足够大的匀强磁场，时刻磁场方向垂直于圆环平面向里，磁场的磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示，则时间内?
???
A.
圆环中产生感应电流的方向为逆时针
B.
圆环中产生感应电流的方向先沿顺时针后沿逆时针方向
C.
圆环一直具有扩张的趋势
D.
圆环中感应电流的大小为
如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比，当导体棒在平行导轨上匀速切割磁感线时，电流表的示数是，则副线圈中电流表的示数是
A.
B.
C.
零
D.
与R的阻值有关
如图，在水平面纸面内有三根相同的均匀金属棒ab、ac和MN，其中ab、ac在a点接触，构成“V”字型导轨．空间存在垂直于纸面的均匀磁场．用力使MN向右匀速运动，从图示位置开始计时，运动中MN始终与的平分线垂直且和导轨保持良好接触．下列关于回路中电流i与时间t的关系图线，可能正确的是
A.
B.
C.
D.
??
二、多选题（本大题共4小题，共16分）
关于电路中感应电动势的大小，下列说法中正确的是
A.
只要穿过闭合回路的磁通量变化，电路中就一定有感应电流产生
B.
闭合电路的导体做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流
C.
电路中磁通量的变化越大，感应电动势就越大
D.
电路中磁通量的变化越快，感应电动势就越大
如图a，螺线管内有平行于轴线的外加匀强磁场，图中箭头所示方向为其正方向。螺线管与导线框abcd相连，导线框内有一小金属圆环L，圆环与导线框在同一平面内。当螺线管内的磁感应强度B随时间按图b所示规律变化时
A.
在时间内，L内有逆时针方向的感应电流
B.
在时间内，L有收缩趋势
C.
在时间内，L内有顺时针方向的感应电流
D.
在时间内，L有扩张趋势
如图所示，相距为L的两条足够长的平行金属导轨MN、PQ左端连接有一平行板电容器，平行板电容器两极板竖直放置，两板的距离为d，两金属导轨之间还接入了一个电阻R，整个装置被固定在水平地面上．金属棒AB的质量为m，电阻为r，垂直放在导轨上．导体棒所在区域和电容器所在区域整个空间存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小都为B，现在给金属棒AB?施加一水平向右的作用力，使金属棒AB匀速运动．若一带电微粒不计重力以速度平行电容器极板射入电容器，恰好做直线运动．则下列说法正确的是
A.
作用在金属棒AB水平向右的力
B.
金属棒AB的速度
C.
电阻R上的电功率
D.
在时间t内金属棒AB上的产生焦耳热
如图所示，一足够长的光滑平行金属轨道，其轨道平面与水平面成角，上端用一电阻R相连，处于方向垂直轨道平面向上的匀强磁场中．质量为m、电阻为r的金属杆ab，从高为h处由静止释放，下滑一段时间后，金属杆开始以速度v匀速运动直到轨道的底端．金属杆始终保持与导轨垂直且接触良好，轨道电阻及空气阻力均可忽略不计，重力加速度为则?
?
?
?
A.
金属杆加速运动过程中的平均速度为
B.
金属杆加速运动过程中克服安培力做功的功率小于匀速运动过程中克服安培力做功的功率
C.
当金属杆的速度为时，它的加速度大小为
D.
整个运动过程中电阻R产生的焦耳热为
三、实验题（本大题共2小题，共12分）
下图为研究电磁感应现象的实验装置，部分导线已连接．
请用2B铅笔在答题纸中画线代替导线，将图中所缺的导线补接完整．
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：将原线圈迅速插入副线圈时，灵敏电流计指针将_____选填“向右偏”、“向左偏”或“不偏转”原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向右拉时，灵敏电流计指针将_____选填“向右偏”、“向左偏”或“不偏转”；断开电键时，灵敏电流计指针将_____选填“向右偏”、“向左偏”或“不偏转”原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，灵敏电流计指针将_____选填“向右偏”、“向左偏”或“不偏转”
如图甲所示是某同学研究自感现象的实验电路图，并用电流传感器显示出在时断开开关前后一段时间内各时刻通过线圈L的电流如图乙已知电源电动势内阻不计，灯泡的阻值为，线圈的直流电阻为。
定值电阻______。
开关断开时，该同学观察到的现象为______，从断开开关到小灯泡熄灭这段时间内通过小灯泡的电荷量______C。
四、计算题（本大题共4小题，共40分）
如图所示，水平导轨间距为，导轨电阻忽略不计；导体棒ab与导轨接触良好且质量、电阻；电源电动势，内阻，定值电阻；外加匀强磁场的磁感应强度，方向竖直向上；ab与导轨间动摩擦因数，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，用一水平向右的拉力F通过绝缘线拉ab，使得ab始终处于静止状态，重力加速度，求：
通过导体棒ab的电流大小；
导体棒ab受到的安培力大小；
水平拉力F的取值范围．
把总电阻为2R的均匀电阻丝焊接成一半径为a的圆环，水平固定在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，如图所示，一长为2a、电阻等于R、粗细均匀的金属棒MN放在圆环上，它与圆环始终保持良好的接触，当金属棒以恒定速度v向右移动经过环心O时，求：
棒上电流的大小；
棒两端的电压；
如图，两足够长的平行粗糙金属导轨MN，PQ相距导轨平面与水平面夹角为，处于方向垂直导轨平面向上、磁感应强度的匀强磁场中，长也为d的金属棒ab垂直于导轨MN、PQ放置，且始终与导轨接触良好，导体棒质量，电阻，与导轨之间的动摩擦因数，导轨上端连接电路如图，已知电阻与灯泡电阻的阻值均为，导轨电阻不计，取重力加速度大小，
求棒由静止刚释放瞬间下滑的加速度大小a；
假若导体棒由静止释放向下加速度运动一段距离后，灯L的发光亮度稳定，求此时灯L的实际功率P及棒的速率v。
如图所示，在匀强磁场中有倾斜的平行金属导轨，导轨间距为，长为2d，，上半段d导轨光滑，下半段d导轨的动摩擦因素为?，导轨平面与水平面的夹角为匀强磁场的磁感应强度大小为，方向与导轨平面垂直．质量为的导体棒从导轨的顶端由静止释放，在粗糙的下半段一直做匀速运动，导体棒始终与导轨垂直，接在两导轨间的电阻为，导体棒的电阻为，其他部分的电阻均不计，重力加速度取。
求：导体棒到达轨道底端时的速度大小；
导体棒进入粗糙轨道前，通过电阻R上的电量q；
整个运动过程中，电阻R产生的焦耳热Q．
参考答案
1.
B 2.
B 3.
C 4.
D 5.
B 6.
D 7.
C 8.
A
9.
AD 10.
AB 11.
ABD 12.
BC
13.
向右偏?
，向左偏，?
向左偏，向右偏．
14.
3?
灯泡闪亮一下后逐渐变暗，最后熄灭?
15.解：由闭合电路欧姆定律可得：
解得：???
导体棒所受的安培力为：?
解得???
当摩擦力向右达到最大时，拉力F最小，有
解得：
当摩擦力向左达到最大时，拉力F最大，有
解得
故水平拉力F的取值范围为。
16.
解：导体棒运动产生电流，它相当于电源，内阻为R，
导体棒切割磁感线产生电动势：?，
外电路总电阻为??，
根据闭合电路欧姆定律，棒上电流大小为：
??，
棒两端电压是路端电压。
17.解：金属棒刚刚开始时，棒受到重力、支持力和摩擦力的作用，垂直于斜面的方向：
沿斜面的方向：
代入数据解得：
当金属棒匀速下滑时速度最大，达到最大时有
又
?
联立以上方程得金属棒下滑的最大速度为：
电动势：
电流：
灯泡两端的电压：
灯泡的功率：
18.解：导体棒在粗糙轨道上受力平衡：
由?
?得：，
又?，?由，代入数据得：；?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
进入粗糙导轨前，导体棒中的平均电动势为：，
导体棒中的平均电流为：，?
?
?
??
所以，通过导体棒的电量为：；
由能量守恒定律得：，，
解得，电阻R上产生的焦耳热为：。
第2页，共2页
第1页，共1页
一、单选题（本大题共8小题，共32分）
关于产生感应电流的条件，下列说法中正确的是
（ ）
A．只要闭合电路在磁场中运动，闭合电路中就一定有感应电流
B．只要闭合电路中磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流
C．只要导体做切割磁感线运动，就有感应电流产生
D．只要有磁感线穿过闭合电路，闭合电路中就有感应电流
随着新能源轿车的普及，无线充电技术得到进一步开发和应用．一般给大功率电动汽车充电时利用的是电磁感应原理．如图所示，由地面供电装置主要装置有线圈和电源将电能传送至电动车底部的感应装置主要装置是线圈，该装置使用接收到的电能对车载电池进行充电，供电装置与车身接收装置之间通过磁场传送能量，由于电磁辐射等因素，其能量传输效率只能达到左右．无线充电桩一般采用平铺式放置，用户无需下车、无需插电即可对电动车进行充电．目前，无线充电桩可以允许的充电有效距离一般为，允许的错位误差一般为15cm左右．下列说法正确的是
A.
无线充电桩的优越性之一是在百米开外也可以对电车快速充电
B.
车身感应线圈中感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化
C.
车身感应线圈中感应电流的磁场总是与地面发射线圈中电流的磁场方向相反
D.
若线圈均采用超导材料则能量的传输效率有望达到
如图所示，轻质弹簧一端固定在天花板上，另一端拴接条形磁铁，置于绝缘水平桌面上的圆形铝质闭合线圈放在条形磁铁的正下方，开始时整个装置处于静止状态。在外力作用下将磁铁竖直向下移动一定距离未接触桌面，然后由静止释放，在之后的运动过程中，线圈始终未离开桌面，忽略空气阻力，下列说法正确的是
A.
磁铁所受弹簧拉力与其重力相等时，磁铁的加速度为零
B.
磁铁上升过程中，从上向下看，线圈中产生顺时针方向的电流
C.
线圈对桌面压力大小可能大于其重力
D.
磁铁最终会静止，整个过程线圈中产生的热量等于磁铁机械能的减少量
一线圈匝数为匝，线圈电阻不计，在线圈外接一个阻值的电阻，如图甲所示。线圈内有垂直纸面向里的磁场，线圈内磁通量随时间t变化的规律如图乙所示。下列说法正确的是?
?
A.
线圈中产生的感应电动势为10V
B.
R两端电压为
C.
a点电势高于b点电势
D.
通过R的电流大小为
空间有竖直边界为AB、CD且垂直纸面向里的有界匀强磁场区域．一闭合金属圆环用绝缘细线挂于O点，将圆环拉至如图所示位置静止释放，圆环在摆动过程中环面始终与磁场垂直．若不计空气阻力，则下列说法中正确的是
A.
圆环完全进入磁场后离最低点越近，感应电流越大
B.
圆环在进入和穿出磁场时，圆环中均有感应电流
C.
圆环向左穿过磁场后再返回，还能摆到原来的释放位置
D.
圆环最终将静止在最低点
如图甲所示，用一根横截面积为S、电阻率为的硬质导线做成一个半径为r的圆环，ab为圆环的直径．在ab的右侧存在一个足够大的匀强磁场，时刻磁场方向垂直于圆环平面向里，磁场的磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示，则时间内?
???
A.
圆环中产生感应电流的方向为逆时针
B.
圆环中产生感应电流的方向先沿顺时针后沿逆时针方向
C.
圆环一直具有扩张的趋势
D.
圆环中感应电流的大小为
如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比，当导体棒在平行导轨上匀速切割磁感线时，电流表的示数是，则副线圈中电流表的示数是
A.
B.
C.
零
D.
与R的阻值有关
如图，在水平面纸面内有三根相同的均匀金属棒ab、ac和MN，其中ab、ac在a点接触，构成“V”字型导轨．空间存在垂直于纸面的均匀磁场．用力使MN向右匀速运动，从图示位置开始计时，运动中MN始终与的平分线垂直且和导轨保持良好接触．下列关于回路中电流i与时间t的关系图线，可能正确的是
A.
B.
C.
D.
??
二、多选题（本大题共4小题，共16分）
关于电路中感应电动势的大小，下列说法中正确的是
A.
只要穿过闭合回路的磁通量变化，电路中就一定有感应电流产生
B.
闭合电路的导体做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流
C.
电路中磁通量的变化越大，感应电动势就越大
D.
电路中磁通量的变化越快，感应电动势就越大
如图a，螺线管内有平行于轴线的外加匀强磁场，图中箭头所示方向为其正方向。螺线管与导线框abcd相连，导线框内有一小金属圆环L，圆环与导线框在同一平面内。当螺线管内的磁感应强度B随时间按图b所示规律变化时
A.
在时间内，L内有逆时针方向的感应电流
B.
在时间内，L有收缩趋势
C.
在时间内，L内有顺时针方向的感应电流
D.
在时间内，L有扩张趋势
如图所示，相距为L的两条足够长的平行金属导轨MN、PQ左端连接有一平行板电容器，平行板电容器两极板竖直放置，两板的距离为d，两金属导轨之间还接入了一个电阻R，整个装置被固定在水平地面上．金属棒AB的质量为m，电阻为r，垂直放在导轨上．导体棒所在区域和电容器所在区域整个空间存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小都为B，现在给金属棒AB?施加一水平向右的作用力，使金属棒AB匀速运动．若一带电微粒不计重力以速度平行电容器极板射入电容器，恰好做直线运动．则下列说法正确的是
A.
作用在金属棒AB水平向右的力
B.
金属棒AB的速度
C.
电阻R上的电功率
D.
在时间t内金属棒AB上的产生焦耳热
如图所示，一足够长的光滑平行金属轨道，其轨道平面与水平面成角，上端用一电阻R相连，处于方向垂直轨道平面向上的匀强磁场中．质量为m、电阻为r的金属杆ab，从高为h处由静止释放，下滑一段时间后，金属杆开始以速度v匀速运动直到轨道的底端．金属杆始终保持与导轨垂直且接触良好，轨道电阻及空气阻力均可忽略不计，重力加速度为则?
?
?
?
A.
金属杆加速运动过程中的平均速度为
B.
金属杆加速运动过程中克服安培力做功的功率小于匀速运动过程中克服安培力做功的功率
C.
当金属杆的速度为时，它的加速度大小为
D.
整个运动过程中电阻R产生的焦耳热为
三、实验题（本大题共2小题，共12分）
下图为研究电磁感应现象的实验装置，部分导线已连接．
请用2B铅笔在答题纸中画线代替导线，将图中所缺的导线补接完整．
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：将原线圈迅速插入副线圈时，灵敏电流计指针将_____选填“向右偏”、“向左偏”或“不偏转”原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向右拉时，灵敏电流计指针将_____选填“向右偏”、“向左偏”或“不偏转”；断开电键时，灵敏电流计指针将_____选填“向右偏”、“向左偏”或“不偏转”原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，灵敏电流计指针将_____选填“向右偏”、“向左偏”或“不偏转”
如图甲所示是某同学研究自感现象的实验电路图，并用电流传感器显示出在时断开开关前后一段时间内各时刻通过线圈L的电流如图乙已知电源电动势内阻不计，灯泡的阻值为，线圈的直流电阻为。
定值电阻______。
开关断开时，该同学观察到的现象为______，从断开开关到小灯泡熄灭这段时间内通过小灯泡的电荷量______C。
四、计算题（本大题共4小题，共40分）
如图所示，水平导轨间距为，导轨电阻忽略不计；导体棒ab与导轨接触良好且质量、电阻；电源电动势，内阻，定值电阻；外加匀强磁场的磁感应强度，方向竖直向上；ab与导轨间动摩擦因数，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，用一水平向右的拉力F通过绝缘线拉ab，使得ab始终处于静止状态，重力加速度，求：
通过导体棒ab的电流大小；
导体棒ab受到的安培力大小；
水平拉力F的取值范围．
把总电阻为2R的均匀电阻丝焊接成一半径为a的圆环，水平固定在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，如图所示，一长为2a、电阻等于R、粗细均匀的金属棒MN放在圆环上，它与圆环始终保持良好的接触，当金属棒以恒定速度v向右移动经过环心O时，求：
棒上电流的大小；
棒两端的电压；
如图，两足够长的平行粗糙金属导轨MN，PQ相距导轨平面与水平面夹角为，处于方向垂直导轨平面向上、磁感应强度的匀强磁场中，长也为d的金属棒ab垂直于导轨MN、PQ放置，且始终与导轨接触良好，导体棒质量，电阻，与导轨之间的动摩擦因数，导轨上端连接电路如图，已知电阻与灯泡电阻的阻值均为，导轨电阻不计，取重力加速度大小，
求棒由静止刚释放瞬间下滑的加速度大小a；
假若导体棒由静止释放向下加速度运动一段距离后，灯L的发光亮度稳定，求此时灯L的实际功率P及棒的速率v。
如图所示，在匀强磁场中有倾斜的平行金属导轨，导轨间距为，长为2d，，上半段d导轨光滑，下半段d导轨的动摩擦因素为?，导轨平面与水平面的夹角为匀强磁场的磁感应强度大小为，方向与导轨平面垂直．质量为的导体棒从导轨的顶端由静止释放，在粗糙的下半段一直做匀速运动，导体棒始终与导轨垂直，接在两导轨间的电阻为，导体棒的电阻为，其他部分的电阻均不计，重力加速度取。
求：导体棒到达轨道底端时的速度大小；
导体棒进入粗糙轨道前，通过电阻R上的电量q；
整个运动过程中，电阻R产生的焦耳热Q．
参考答案
1.
B 2.
B 3.
C 4.
D 5.
B 6.
D 7.
C 8.
A
9.
AD 10.
AB 11.
ABD 12.
BC
13.
向右偏?
，向左偏，?
向左偏，向右偏．
14.
3?
灯泡闪亮一下后逐渐变暗，最后熄灭?
15.解：由闭合电路欧姆定律可得：
解得：???
导体棒所受的安培力为：?
解得???
当摩擦力向右达到最大时，拉力F最小，有
解得：
当摩擦力向左达到最大时，拉力F最大，有
解得
故水平拉力F的取值范围为。
16.
解：导体棒运动产生电流，它相当于电源，内阻为R，
导体棒切割磁感线产生电动势：?，
外电路总电阻为??，
根据闭合电路欧姆定律，棒上电流大小为：
??，
棒两端电压是路端电压。
17.解：金属棒刚刚开始时，棒受到重力、支持力和摩擦力的作用，垂直于斜面的方向：
沿斜面的方向：
代入数据解得：
当金属棒匀速下滑时速度最大，达到最大时有
又
?
联立以上方程得金属棒下滑的最大速度为：
电动势：
电流：
灯泡两端的电压：
灯泡的功率：
18.解：导体棒在粗糙轨道上受力平衡：
由?
?得：，
又?，?由，代入数据得：；?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
进入粗糙导轨前，导体棒中的平均电动势为：，
导体棒中的平均电流为：，?
?
?
??
所以，通过导体棒的电量为：；
由能量守恒定律得：，，
解得，电阻R上产生的焦耳热为：。
第2页，共2页
第1页，共1页