第四章 电磁感应 章末检测试卷(含答案)
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1、章末检测试卷二章末检测试卷二(第四章第四章) (时间:90 分钟 满分:100 分) 一、选择题(本题共 12 小题,每小题 4 分,共计 48 分.18 题为单选题,912 题为多选题, 全部选对的得 4 分,选对但不全的得 2 分,有选错的得 0 分) 1.如图 1 所示,匀强磁场方向垂直矩形线框平面,先后两次将线框从磁场中同一位置匀速拉 出有界磁场.第一次速度为 v1v,第二次速度为 v24v.则在先后两次过程中有( ) 图 1 A.流过线框任一横截面的电荷量之比为 14 B.线框中感应电动势之比为 14 C.线框所受安培力之比为 18 D.沿运动方向作用在线框上的外力的功率之比为 18
2、 答案 B 解析 线框在磁场中运动产生感应电动势,E1Blv,E24Blv,E1E214,B 正确;电 荷量 q I t R ,q1q211,A 错误;安培力 FIlBB 2l2v R ,F1F214,C 错误; 由于匀速运动,外力的功率等于安培力的功率,P外F外vF安 v,P外B 2l2v2 R ,P外1P外2 116,D 错误. 2.如图 2 所示,MN、PQ 是间距为 L 的平行金属导轨,置于磁感应强度为 B、方向垂直导轨 所在平面向里的匀强磁场中,M、P 间接有一阻值为 R 的电阻.一根与导轨接触良好、有效阻 值为 r 的金属导线 ab 垂直导轨放置, 并在水平外力 F 的作用下以速度
3、 v 向右匀速运动, 则(不 计导轨电阻)( ) 图 2 A.通过电阻 R 的电流方向为 PRM B.ab 两点间的电压为 BLv C.a 端电势比 b 端高 D.外力 F 做的功等于电阻 R 上产生的焦耳热 答案 C 3.如图 3 所示,两根平行金属导轨置于水平面内,导轨之间接有电阻 R.金属棒 ab 与两导轨垂 直并保持良好接触,整个装置放在匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下.现使磁感应强 度随时间均匀减小,ab 始终保持静止,下列说法正确的是( ) 图 3 A.ab 中的感应电流方向由 b 到 a B.ab 中的感应电流逐渐减小 C.ab 所受的安培力保持不变 D.ab 所受的静摩擦
4、力逐渐减小 答案 D 解析 磁感应强度随时间均匀减小,ab 始终保持静止,所以闭合回路面积不发生改变,根据 楞次定律和法拉第电磁感应定律可知,ab 中产生由 a 到 b 的恒定电流,A、B 错误;由于电 流恒定,磁感应强度逐渐减小,所以安培力逐渐减小,静摩擦力与安培力是一对平衡力,所 以静摩擦力逐渐减小,C 错误,D 正确. 4.如图 4 所示,磁感应强度为 B 的匀强磁场有理想边界,用力将矩形线圈从有边界的磁场中 匀速拉出,在其他条件不变的情况下,下列说法错误的是( ) 图 4 A.速度越大,拉力做功越多 B.线圈边长 L1越大,拉力做功越多 C.线圈边长 L2越大,拉力做功越多 D.线圈电
5、阻越大,拉力做功越多 答案 D 解析 将矩形线圈从有边界的磁场中匀速拉出的过程中, 线圈中产生的感应电动势 EBL1v, 感应电流 IE R,线圈所受的安培力 F 安BIL1,联立得:F安B 2L 1 2v R .因线圈匀速运动,则拉 力 FF安B 2L 1 2v R ,拉力做功 WFL2B 2L 1 2v R L2.则知,速度越大,边长 L1越大,边长 L2越 大,拉力做功就越多,而线圈电阻越大,拉力做功越少.故选 D. 5.如图 5 所示,光滑水平面上存在有界匀强磁场,金属圆环直径与磁场宽度相同.若圆环以一 定的初速度沿垂直于磁场边界的水平虚线,从位置 1 到位置 2 匀速通过磁场,在必要
6、的时间 段内施加必要的水平拉力保证其匀速前进,以下说法正确的是( ) 图 5 A.金属圆环内感应电流方向先顺时针再逆时针 B.金属圆环内感应电流经历两次先增大后减小 C.水平拉力的方向先向右后向左 D.金属圆环受到的安培力的方向先向左后向右 答案 B 6.如图 6 所示,有一个等腰直角三角形的匀强磁场区域其直角边长为 L,磁场方向垂直纸面 向外,磁感应强度大小为 B.边长为 L、总电阻为 R 的正方形导线框 abcd,从图示位置开始沿 x 轴正方向以速度 v 匀速穿过磁场区域.取沿 abcda 的感应电流为正,则表示线框中电流 i 随 bc 边的位置坐标 x 变化的图象正确的是( ) 图 6
7、答案 C 7.用均匀导线做成的正方形线圈边长为 l,如图 7 所示,正方形的一半放在垂直纸面向里的匀 强磁场中,当磁场以B t的变化率增强时,不考虑磁场的变化对虚线右侧的影响,则( ) 图 7 A.线圈中感应电流方向为 adbca B.线圈中产生的电动势 EB t l 2 C.线圈中产生的电动势 El 2B t D.线圈中 b、a 两点间的电势差为l 2B 4t 答案 D 解析 磁感应强度增大,由楞次定律可知,感应电流沿 acbda 方向,故 A 错误;由法拉第电 磁感应定律可得,感应电动势为 E t SB t l2 2 B t l2B 2t ,故 B、C 错误,设导线总电阻 为 R,则 b、
8、a 两点间的电势差为:UbaE R R 2 l2B 4t ,故 D 正确. 8.光滑水平面上的边长为 a 的闭合金属正三角形框架底边与磁场边界平行,完全处于垂直于 框架平面的匀强磁场中, 现把框架沿与磁场边界垂直的方向匀速拉出磁场, 如图 8 所示, E、 F外、P 分别表示金属框架产生的电动势、所受水平外力及外力功率,则各物理量与位移 x 关 系图象正确的是( ) 图 8 答案 B 解析 正三角形框架位移 x 与切割磁感线的有效长度 l 的关系 l x sin 60 2 3 3 x,即把框架匀 速拉出磁场时,产生的电动势 EBlv2 3Bxv 3 x,当 x 3 2 a 时,E 最大,选项
9、B 正确,A 错误;所受水平外力 F外BlIBlE R 4B2x2v 3R x2,其中 R 为框架的总电阻,当 x 3 2 a 时,F外 最大,选项 C 错误;外力功率 PF外v4B 2x2v2 3R x2,当 x 3 2 a 时,P 最大,选项 D 错误. 9.有一个垂直于纸面的匀强磁场,它的边界 MN 左侧为无场区,右侧是匀强磁场区域,如图 9 甲所示,现让一个金属线框在纸平面内以垂直于 MN 的恒定速度从 MN 左侧进入匀强磁场区 域,线框中的电流随时间变化的 it 图象如图乙所示,则进入磁场区域的金属线框可能是图 中的( ) 图 9 答案 BC 解析 导体棒切割磁感线产生的感应电动势
10、EBlv, 设线框总电阻是 R, 则感应电流 IBlv R , 由题图乙所示图象可知,感应电流先均匀变大,后恒定,最后均匀减小,由于 B、v、R 是定 值, 则导体棒的有效长度 l 应先均匀增加, 后恒定, 最后均匀减小.闭合圆环匀速进入磁场时, 有效长度 l 先变大,后变小,不符合题意,A 项错误;六边形线框进入磁场时,有效长度 l 先均匀增大,后恒定,最后均匀减小,符合题意,B 项正确;梯形线框匀速进入磁场时,有 效长度先均匀增加,后不变,最后均匀减小,符合题意,C 项正确;三角形线框匀速进入磁 场时,有效长度 l 先增加,后减小,不符合题意,D 项错误. 10.电吉他中的拾音器的基本结构
11、如图 10 所示,磁体附近的金属弦被磁化,当拨动琴弦时, 拾音器中的线圈能将振动产生的声音信号转换为电信号并传送到音箱发出声音,下列说法正 确的是( ) 图 10 A.拨动琴弦,穿过线圈的磁通量将发生变化 B.拨动琴弦,琴弦上将产生感应电流 C.增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势 D.若取走磁体,拾音器将无法正常工作 答案 ACD 11.航母上飞机弹射起飞是利用电磁驱动来实现的,电磁驱动原理如图 11 所示.当固定线圈上 突然通过直流电流时,线圈左侧的金属环被弹射出去.现在固定线圈左侧同一位置,先后放有 分别用横截面积相等的铜和铝导线制成的形状、 大小相同的两个闭合环, 已知电阻率铜铝,
12、合上开关 S 的瞬间,则( ) 图 11 A.从左侧看环中感应电流沿逆时针方向 B.铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力 C.若将铜环放置在线圈右侧,铜环将向右弹射 D.电池正负极调换后,金属环不能向左弹射 答案 BC 解析 在闭合开关的瞬间,线圈中电流由右侧流入,磁场方向向左,磁场变强,则由楞次定 律可知,环中电流由左侧看为顺时针方向,A 项错误;由于铜环的电阻较小,铜环中感应电 流较大, 故铜环受到的安培力要大于铝环, B 项正确; 若环放在线圈右方, 根据“来拒去留” 可得,环将向右运动,C 项正确;电池正负极调换后,金属环受力向左,故仍将向左弹出, D 项错误. 12.在如图 12 甲
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