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電磁感應(yīng)綜合檢測卷 一、選擇題(每小題4分，共40分) 1．下列說法正確的是(　　) A．感應(yīng)電流的磁場方向總與外磁場方向相同 B．感應(yīng)電流的磁場方向只由磁通量的變化是增還是減來決定 C．線圈中的磁通量變化越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢越大 D．電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流的過程就是其他形式能轉(zhuǎn)化成電能的過程 　解析　BD　感應(yīng)電流的磁場總是阻礙原磁場的變化，增反減同，所以A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；感應(yīng)電動(dòng)勢為E＝n，與磁通量變化快慢有關(guān)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；總能量守恒，D項(xiàng)正確． 2.如圖所示，線圈內(nèi)有條形磁鐵，將磁鐵從線圈中拔出來時(shí)(　　) A．φa>φb B．φa<φb C．電阻中電流方向由a到b D．電阻中電流方向由b到a 　解析　BD　磁鐵從線圈中拔出時(shí)，線圈中磁場方向向右，磁通量減少，根據(jù)楞次定律，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，右端為正極，左端為負(fù)極，故φb>φa，所以電阻中電流方向由b到a，B、D項(xiàng)正確． 3.在等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)a、b、c處，各有一條長直導(dǎo)線垂直穿過紙面水平放置，導(dǎo)線中通有大小相等的恒定電流，方向如圖．過c點(diǎn)的導(dǎo)線所受安培力的方向(　　) A．與ab邊平行，豎直向上 B．與ab邊平行，豎直向下 C．與ab邊垂直，指向左邊 D．與ab邊垂直，指向右邊 　解析　A　導(dǎo)線a在c處產(chǎn)生的磁場方向由安培力則可判斷，即垂直ac指向左下方；同理導(dǎo)線b在c處產(chǎn)生的磁場方向垂直bc指向左上方，則由平行四邊形定則，過c點(diǎn)的合磁場方向垂直于ab水平向左．根據(jù)左手定則可判斷導(dǎo)線c受到的安培力方向平行于ab邊，指向上方．故選項(xiàng)A正確． 4．等腰直角三角形OPQ區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場．另有一等腰直角三角形導(dǎo)線框ABC以恒定的速度沿如圖所示方向穿過磁場．關(guān)于線框中的感應(yīng)電流，以下說法中正確的是(　　) A．開始進(jìn)入磁場時(shí)感應(yīng)電流沿順時(shí)針方向 B．開始進(jìn)入磁場時(shí)感應(yīng)電流最大 C．開始穿出磁場時(shí)感應(yīng)電流沿順時(shí)針方向 D．開始穿出磁場時(shí)感應(yīng)電流最大 　解析　BC　由楞次定律可判斷A錯(cuò)，C正確．剛進(jìn)入磁場時(shí)，切割磁感線有效長度最長，故B正確，D錯(cuò)誤． 5．MN、GH為光滑的水平平行金屬導(dǎo)軌，ab、cd為跨在導(dǎo)軌上的兩根金屬桿，勻強(qiáng)磁場垂直穿過MN、GH所在的平面，如圖所示，則(　　) A．若固定ab，使cd向右滑動(dòng)，則abdc回路有電流，電流方向由a→b→d→c B．若ab、cd以相同的速度一起向右滑動(dòng)，則abdc回路有電流，電流方向由c→d→b→a C．若ab向左、cd向右同時(shí)運(yùn)動(dòng)，則abdc回路電流為零 D．若ab、cd都向右運(yùn)動(dòng)，且兩棒速度vcd＞vab，則abdc回路有電流，電流方向由c→d→b→a 　解析　D　由右手定則可判斷出A項(xiàng)情景下應(yīng)產(chǎn)生順時(shí)針的電流，故A錯(cuò)．若ab、cd同向且速度大小相同，ab、 cd所圍的線圈面積不變，磁通量不變，故不產(chǎn)生感應(yīng)電流，故B錯(cuò)．若ab向左，cd向右，則abdc中有順時(shí)針電流，故C錯(cuò)．若ab、cd向右運(yùn)動(dòng)，但vcd＞vab，則abdc所圍面積發(fā)生變化，磁通量也發(fā)生變化，故由楞次定律可判斷出產(chǎn)生由c到d的電流，故D正確． 6．如圖所示，兩個(gè)“”型金屬線框放在光滑水平面上，虛線范圍內(nèi)是一個(gè)勻強(qiáng)磁場，若線框A向B運(yùn)動(dòng)，剛能進(jìn)入B(有接觸而無摩擦)，當(dāng)A、B接觸的短暫時(shí)間內(nèi)A的運(yùn)動(dòng)情況是(　　) A．加速向B B．加速離開B C．減速向B D．靜止不動(dòng) 　解析　C　A、B接觸形成閉合回路，又因A運(yùn)動(dòng)使穿過回路的磁通量變化，所以回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的效果阻礙A的運(yùn)動(dòng)，A做減速運(yùn)動(dòng)，C正確． 7．一環(huán)形線圈放在勻強(qiáng)磁場中，設(shè)第1 s內(nèi)磁感線垂直線圈平面(即垂直于紙面)向里，如圖甲所示．若磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖乙所示，那么第3 s內(nèi)線圈中感應(yīng)電流的大小與其各處所受安培力的方向是(　　) A．大小恒定，沿順時(shí)針方向與圓相切 B．大小恒定，沿著圓半徑指向圓心 C．逐漸增加，沿著圓半徑離開圓心 D．逐漸增加，沿逆時(shí)針方向與圓相切 　解析　B　由題圖乙知，第3 s內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度B逐漸增大，變化率恒定，故感應(yīng)電流的大小恒定．再由楞次定律，線圈各處受安培力的方向都使線圈面積有縮小的趨勢，故沿半徑指向圓心． 8．照明電路中，為了安全，一般在電能表后面電路上安接一漏電保護(hù)器，如圖所示，當(dāng)漏電保護(hù)器的ef兩端沒有電壓時(shí)，脫扣開關(guān)K能始終保持接通，當(dāng)ef兩端有電壓時(shí)，脫扣開關(guān)K立即斷開，下列說法正確的是(　　) A．連接火線的線圈匝數(shù)和連接零線的線圈匝數(shù)相等 B．當(dāng)輸入電壓過低或用戶電流超過一定值時(shí)，脫扣開關(guān)會(huì)自動(dòng)斷開，即有低壓或過流保護(hù)作用 C．當(dāng)站在絕緣物上的帶電工作的人兩手分別觸到b線和d線時(shí)(雙線觸電)脫扣開關(guān)會(huì)自動(dòng)斷開，即有觸電保護(hù)作用 D．“脫扣開關(guān)控制器”的線圈匝數(shù)越少，觸電保護(hù)越靈敏 　解析　A　漏電保護(hù)器中連接火線的線圈匝數(shù)和連接零線的線圈匝數(shù)相等，這樣當(dāng)線路中經(jīng)過火線和零線的電流一樣時(shí)，與脫扣開關(guān)串聯(lián)的線圈內(nèi)沒有磁通量變化，則ef兩端沒有電壓．當(dāng)線路中經(jīng)過火線和零線的電流不一樣時(shí)，如電路中某處接地，與脫扣開關(guān)串聯(lián)的線圈內(nèi)有磁通量變化，則ef兩端有電壓，只有A正確． 9．如圖所示是測定自感系數(shù)很大的線圈L直流電阻的電路，L兩端并聯(lián)一只電壓表，用來測自感線圈的直流電壓，在測量完畢后，將電路拆開時(shí)應(yīng)先(　　) A．?dāng)嚅_S1 B．?dāng)嚅_S2 C．拆除電流表 D．拆除電阻R 　解析　B　當(dāng)S1、S2均閉合時(shí)，電壓表與線圈L并聯(lián)；當(dāng)S2閉合而S1斷開時(shí)，電壓表與線圈L串聯(lián)．所以在干路斷開前后自感線圈L中電流方向相同而電壓表中電流方向相反．只要不斷開S2，線圈L與電壓表就會(huì)組成回路，在斷開干路時(shí)，L中產(chǎn)生與原來電流同方向的自感電流，使電壓表中指針反向轉(zhuǎn)動(dòng)而可能損壞電壓表．正確答案為B. 10.如圖所示，豎直平面內(nèi)有平行放置的光滑導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距為l＝0.2 m，電阻不計(jì)，導(dǎo)軌間有水平方向的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B＝2 T，方向如圖所示，有兩根質(zhì)量均為m＝0.1 kg，長度均為l＝0.2 m，電阻均為R＝0.4 Ω的導(dǎo)體棒ab和cd與導(dǎo)軌接觸良好，當(dāng)用豎直向上的力F使ab棒向上做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，cd棒剛好能靜止不動(dòng)，則下列說法正確的是(取g＝10 m/s2)(　　) A．a(chǎn)b棒運(yùn)動(dòng)的速度是5 m/s B．力F的大小為1 N C．在1 s內(nèi)，力F做的功為5 J D．在1 s內(nèi)，cd棒產(chǎn)生的電熱為2.5 J 　解析　AD　考查電磁感應(yīng)問題．對(duì)導(dǎo)體棒cd由Bl＝mg，得到v＝5 m/s，選項(xiàng)A正確．再由F＝mg＋F安＝2 N知選項(xiàng)B錯(cuò)．在1 s內(nèi)由W＝Fvt＝10 J，選項(xiàng)C錯(cuò)．Q＝()2Rt＝2.5 J，選項(xiàng)D正確． 二、非選擇題(共60分) 11．(8分)如圖所示，是“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實(shí)驗(yàn)裝置． (1)將圖中所缺導(dǎo)線補(bǔ)充完整． (2)如果在閉合開關(guān)時(shí)發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)的指針向右偏了一下，那么合上開關(guān)后，將原線圈迅速插入副線圈中，電流計(jì)指針將________． (3)原線圈插入副線圈后，將滑動(dòng)變阻器滑片迅速向左移動(dòng)時(shí)，電流計(jì)指針將________． 【答案】　(1)如圖所示 (2)向右偏　(3)向左偏 12．(8分)如圖所示，長為L的金屬棒ab，繞b端在垂直于勻強(qiáng)磁場的平面內(nèi)以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則a、b兩端的電勢差為________． 　解析　解法1：棒上各處速率不等，故不能直接用公式E＝BLv求．由v＝ωr可知，棒上各點(diǎn)線速度跟半徑成正比，故可用棒的中點(diǎn)的速度作為平均切割速度代入公式計(jì)算． 由＝有E＝BL＝BL2ω. 解法2：設(shè)經(jīng)過Δt時(shí)間ab棒掃過的扇形面積為ΔS， 則ΔS＝LωΔtL＝L2ωΔt， 變化的磁通量為ΔΦ＝BΔS＝BL2ωΔt， 所以E＝n＝B＝BL2ω(n＝1)． 所以，a、b兩端的電勢差為BL2ω. 【答案】　BL2ω 13．(9分)如圖所示，在光滑絕緣水平面上，有一半徑r＝10 cm、電阻R＝0.01 Ω、質(zhì)量m＝0.02 kg的金屬圓環(huán)以v0＝10 m/s的速度向一足夠大、磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.3 T的勻強(qiáng)磁場滑去，當(dāng)圓環(huán)剛好有一半進(jìn)入磁場時(shí)，圓環(huán)的加速度為a＝158.4 m/s2.求此過程圓環(huán)增加的內(nèi)能． 　解析　設(shè)圓環(huán)一半進(jìn)入磁場時(shí)的速度為v I＝＝ 環(huán)的加速度a＝＝＝ 所以v＝＝8.8 m/s 環(huán)增加的內(nèi)能ΔE＝mv－mv2＝0.23 J. 【答案】　0.23 J 14．(10分)如圖所示，兩根足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌，相距為L＝10 cm，豎直放置，導(dǎo)軌上端連接著電阻R1＝1 Ω，質(zhì)量為m＝0.01 kg、電阻為R2＝0.2 Ω的金屬桿ab與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，整個(gè)裝置處于與導(dǎo)軌平面垂直的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝1 T的勻強(qiáng)磁場中．a(chǎn)b桿由靜止釋放，經(jīng)過一段時(shí)間后達(dá)到最大速率，取g＝10 m/s2，求此時(shí)： (1)桿的速率； (2)ab間的電壓； (3)電阻R1消耗的電功率． 　解析　(1)對(duì)ab桿受力分析知，當(dāng)桿達(dá)到最大速度時(shí)，a＝0.即mg＝BIL.又I＝，E＝BLv. 解以上三式得：v＝12 m/s. (2)Uab＝IR1＝1 V. (3)P1＝I2R1＝1 W. 【答案】　(1)12 m/s　(2)1 V　(3)1 W 15．(10分)如圖所示，兩個(gè)同心金屬環(huán)，大環(huán)半徑為a，小環(huán)半徑為b，兩環(huán)間的半徑方向均勻連接n根相同的直導(dǎo)線，每根直導(dǎo)線上都接一個(gè)阻值恒為R的相同小燈泡，在兩環(huán)間存在一個(gè)固定的、形狀和面積都與相鄰兩直導(dǎo)線間隔相同的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.環(huán)在外力作用下繞垂直兩環(huán)中心的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，設(shè)轉(zhuǎn)動(dòng)周期為T，且每個(gè)小燈泡都能發(fā)光．除了燈泡電阻外其他電阻均不計(jì)． (1)求產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的大??； (2)求所有小燈泡的總功率． 　解析　(1)金屬環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω＝，每個(gè)時(shí)刻一定有一直導(dǎo)線在做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，等效電路圖如圖所示．產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為： E＝Ba2ω－Bb2ω＝(a2－b2) (2)燈泡、導(dǎo)線組成的閉合回路的總電阻為： R總＝R＋＝R. 故所有燈泡的總功率 P總＝E2/R總＝. 【答案】　(1)(a2－b2)　(2) 16．(15分)法拉第曾提出一種利用河流發(fā)電的設(shè)想，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究．實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，兩塊長為l，高為h的矩形金屬板，平行、正對(duì)、豎直地全部浸在河水中，間距為d.水流的速度大小為v方向水平向左且處處相同．金屬板與水流方向平行，地磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度豎直向下的分量為B，水的電阻率為ρ，水面上方有一阻值為R的電阻通過絕緣導(dǎo)線和電鍵K連接到兩個(gè)金屬板上．求： (1)該發(fā)電裝置的電動(dòng)勢； (2)通過電阻R的電流大小及方向； (3)在時(shí)間t內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量． 　解析　(1)由法拉第電磁感應(yīng)定律，有E＝Bdv (2)兩板間河水的電阻r＝ρ 由閉合電路歐姆定律，有I＝ 解得I＝ 流過R的電流方向b→R→a (3)由焦耳定律Q＝I2Rt 得Q＝()2Rt 【答案】　(1)Bdv　(2)　方向b→R→a (3)()2Rt - 7 -