第一章 电磁感应 章末检测试卷（含答案）

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1、章末检测章末检测 (时间：90 分钟 满分：100 分) 一、选择题(共 12 小题，每小题 4 分，共 48 分。18 题为单项选择题，912 题 为多项选择题。) 1.如图 1 所示，通电直导线右边有一个矩形线框，线框平面与通电直导线共面。 若使线框逐渐远离(平动)通电导线，则穿过线框的磁通量将( ) 图 1 A.逐渐减小 B.逐渐增大 C.保持不变 D.不能确定 解析 由通电直导线磁场分布可知，线框右移磁通量减少，故选项 A 正确。 答案 A 2.如图 2， 一圆形金属环与两固定的平行长直导线在同一竖直面内， 环的圆心与两 导线距离相等，环的直径小于两导线间距。两导线中通有大小相等、方向

2、向下的 恒定电流。若( ) 图 2 A.金属环向上运动，则环上的感应电流方向为顺时针方向 B.金属环向下运动，则环上的感应电流方向为顺时针方向 C.金属环向左侧直导线靠近，则环上的感应电流方向为逆时针方向 D.金属环向右侧直导线靠近，则环上的感应电流方向为逆时针方向 解析 根据楞次定律，当金属圆环上、下移动时，穿过圆环的磁通量不发生变化， 故没有感应电流产生，故选项 A、B 错误；当金属圆环向左移动时，则穿过圆环 的磁场垂直纸面向外并且增强，故根据楞次定律可以知道，产生的感应电流为顺 时针，故选项 C 错误；当金属圆环向右移动时，则穿过圆环的磁场垂直纸面向里 并且增强， 故根据楞次定律可以知道

3、， 产生的感应电流为逆时针， 故选项 D 正确。 答案 D 3.关于日光灯的发光实质，下列说法中正确的有( ) A.由于灯管两端的灯丝在炽热状态下发光，后经灯管壁多次反射和透射传到周围 空间 B.在镇流器的高电压作用下，灯管内气体被电离成为导体，形成大电流，使气体 处于炽热状态而发光 C.日光灯发出的其实就是紫外线 D.日光灯发出的光，实质上是紫外线激发荧光物质发光 解析 日光灯发光的本质，是灯丝发射的电子与汞原子碰撞而放出紫外线，紫外 线照射灯管内壁的荧光物质而发光。故选项 D 正确。 答案 D 4.(2018 广元高二检测)如图 3 所示，纸面内有 U 形金属导轨，AB 部分是直导线。 虚

4、线范围内有垂直于纸面向里的匀强磁场。AB 右侧有圆线圈 C。为了使 C 中产 生顺时针方向的感应电流，紧贴导轨的金属棒 MN 在磁场里的运动情况是( ) 图 3 A.向右匀速运动 B.向左匀速运动 C.向右加速运动 D.向右减速运动 解析 圆线圈 C 中若产生顺时针方向的感应电流，由右手螺旋定则得，感应电流 在其中心轴线产生的磁场 B1方向垂直纸面向里；若 MN 向右运动，由右手定则得 产生感应电流方向为 NMABN，对 AB 导线由右手螺旋定则得在 AB 右侧 产生的磁场 B2方向垂直纸面向外。由于 B1、B2方向相反，根据楞次定律知 B1应 阻碍 B2的增强，所以 MN 应向右做加速运动。

5、同理可得 MN 也可向左减速运动， 只有 C 项正确。 答案 C 5.如图 4 所示，a、b 两个闭合正方形线圈用同样的导线制成，匝数均为 10 匝，边 长 La3Lb，图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀 增大，不考虑线圈之间的相互影响，则( ) 图 4 A.两线圈内产生顺时针方向的感应电流 B.a、b 线圈中感应电动势之比为 91 C.a、b 线圈中感应电流之比为 34 D.a、b 线圈中电功率之比为 31 解析 a、b 两个正方形线圈内的磁场垂直于纸面向里，磁感应强度均匀增加，由 楞次定律可以判断感应电流的磁场垂直于纸面向外，再根据安培定则可知：两线 圈内产生逆时针

6、方向的感应电流，选项 A 错误；由 ENBS t 可知Ea Eb L2a L2b 9 1，选 项 B 正确； a、 b 两个闭合正方形线圈用同样的导线制成， 匝数相同， RaRb31， 由闭合电路的欧姆定律得 IaEa Ra，Ib Eb Rb则 Ia Ib EaRb EbRa 3 1，选项 C 错误；PaI 2 aRa， PbI2bRb，则 PaPb271，选项 D 错误。 答案 B 6.如图 5 所示，边长为 L 的正方形导线框质量为 m，由距磁场 H 高处自由下落， 其下边 ab 进入匀强磁场后，线框开始做减速运动，直到其上边 cd 刚刚穿出磁场 时，速度减为 ab 边刚进入磁场时的一半，

7、磁场的宽度也为 L，则线框穿越匀强磁 场过程中产生的焦耳热为( ) 图 5 A.2mgL B.2mgLmgH C.2mgL3 4mgH D.2mgL1 4mgH 解析 设线框刚进入磁场时的速度为 v1，刚穿出磁场时的速度 v2v1 2 线框自开始进入磁场到完全穿出磁场共下落高度为 2L。 由题意得 mgH1 2mv 2 1 由能量守恒定律得 1 2mv 2 1mg 2L1 2mv 2 2Q 由得 Q2mgL3 4mgH。选项 C 正确。 答案 C 7.A、 B 两闭合圆形导线环用相同规格的导线制成， 它们的半径之比 rArB21， 在两导线环包围的空间内存在一正方形边界的匀强磁场区域，磁场方向

8、垂直于两 导线环所在的平面， 如图 6 所示。 在磁场的磁感应强度随时间均匀增大的过程中， 下列说法正确的是( ) 图 6 A.两导线环内所产生的感应电动势相等 B.A 环内所产生的感应电动势大于 B 环内所产生的感应电动势 C.流过 A、B 两导线环的感应电流的大小之比为 14 D.流过 A、B 两导线环的感应电流的大小之比为 11 解析 某一时刻穿过 A、B 两导线环的磁通量均为穿过磁场所在区域面积上的磁 通量，设磁场区域的面积为 S，则 BS，由 E t B t S(S 为磁场区域面积)， 对 A、B 两导线环，有EA EB1，所以选项 A 正确，B 错误；I E R，R l S1(S1

9、 为导 线的横截面积)，l2r，所以IA IB EArB EBrA 1 2，选项 C、D 错误。 答案 A 8.如图 7 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 的感应电流为正方向，则下列选项中表示线框中电流 i 随 bc 边的 位置坐标 x 变化的图像正确的是( ) 图 7 解析 据题意，由楞次定律得：正方形线框进入三角形磁场区域时，穿过线框的 磁通量逐渐增加，线框中产生顺时针方向的感应电流，为正

10、方向，D 选项可以排 除；正方形线框离开三角形磁场时，穿过线框的磁通量减少，线框中感应电流的 方向为逆时针方向，为负方向，A 选项可以排除；由于线框切割磁感线的有效长 度为 Lvt tan 45 vt，则线框产生的感应电动势为 EB vt vBv2t，而感应电 流为 IBv 2t R ，所以感应电流随着时间增加而增大，只有 C 选项正确。 答案 C 9.如图 8 所示，两根足够长的光滑金属导轨水平平行放置，间距为 l1 m，cd 间、 de 间、cf 间分别接着阻值 R10 的电阻。一阻值 R10 的导体棒 ab 以速度 v4 m/s 匀速向左运动，导体棒与导轨接触良好；导轨所在平面存在磁感应

11、强度 大小 B0.5 T、方向竖直向下的匀强磁场。下列说法中正确的是( ) 图 8 A.导体棒 ab 中电流的流向为由 b 到 a B.cd 两端的电压为 1 V C.de 两端的电压为 1 V D.fe 两端的电压为 1 V 解析 由右手定则可知 ab 中电流方向为 ab，A 错误；导体棒 ab 切割磁感线产 生的感应电动势 EBlv，ab 为电源，cd 间电阻 R 为外电路负载，de 和 cf 间电阻 中无电流，de 和 cf 间无电压，因此 cd 和 fe 两端电压相等，即 U E 2RR Blv 2 1 V，B、D 正确，C 错误。 答案 BD 10.如图 9 所示，A、B 是两个完全

12、相同的灯泡，L 是电阻为零的纯电感，且自感 系数 L 很大。C 是电容较大且不漏电的电容器，下列判断正确的是( ) 图 9 A.S 闭合时，A 灯亮后逐渐熄灭，B 灯逐渐变亮 B.S 闭合时，A 灯、B 灯同时亮，然后 A 灯变暗，B 灯变得更亮 C.S 闭合，电路稳定后，S 断开时，A 灯突然亮一下，然后熄灭，B 灯立即熄灭 D.S 闭合，电路稳定后，S 断开时，A 灯突然亮一下，然后熄灭，B 灯逐渐熄灭 解析 当 S 闭合时，通过自感线圈的电流逐渐增大而产生自感电动势，L 相当于 断路，电容 C 较大，相当于短路，当电流稳定时，L 短路，电容 C 断路，故 A 灯 先亮后灭，B 灯逐渐变亮

13、；当 S 断开时，灯泡 A 与自感线圈 L 组成了闭合回路， 灯泡 A 中的电流先增大后减小至零，故闪亮一下熄灭，电容器与灯泡 B 组成闭合 回路，电容器放电，故灯泡 B 逐渐熄灭，选项 A、D 正确。 答案 AD 11. (2018 泸州高二检测)如图 10 所示，足够长且电阻不计的光滑平行金属导轨 MN、PQ 竖直放置，间距为 L0.5 m，一匀强磁场磁感应强度 B0.2 T 垂直穿过 导轨平面，导轨的上端 M 与 P 间连接阻值为 R0.40 的电阻，质量为 m 0.01 kg、电阻不计的金属棒 ab 垂直紧贴在导轨上。现使金属棒 ab 由静止开始下 滑，经过一段时间金属棒达到稳定状态，

14、这段时间内通过 R 的电荷量为 0.3 C， 则在这一过程中(g 取 10 m/s2)( ) 图 10 A.棒 ab 所受安培力的最大值为 0.05 N B.这段时间内，棒 ab 下降的高度 1.2 m C.重力的最大功率为 0.1 W D.电阻 R 上产生的焦耳热为 0.04 J 解析 安培力的最大值应该等于重力 0.1 N，故 A 错误；由法拉第电磁感应定律 和闭合电路欧姆定律可知 qI tBS R BLx R ，解得 x1.2 m，故 B 正确；当安培力 等于重力时， 速度最大， mgB 2L2vm R ， 解得 vm4 m/s， 重力最大功率 Pm0.4 W， 故 C 错误；由能量守恒

15、守律，电阻 R 上产生的焦耳热 Qmgx1 2mv 2 m0.04 J， 故 D 正确。 答案 BD 12.如图 11，MN 和 PQ 是电阻不计的平行金属导轨，其间距为 L，导轨弯曲部分 光滑，平直部分粗糙，右端接一个阻值为 R 的定值电阻。平直部分导轨左边区域 有宽度为 d、方向竖直向上、磁感应强度大小为 B 的匀强磁场。质量为 m、电阻 也为 R 的金属棒从高度为 h 处静止释放，到达磁场右边界处恰好停止。已知金属 棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为 ，金属棒与导轨间接触良好，则金属棒穿 过磁场区域的过程中( ) 图 11 A.流过金属棒的最大电流为Bd 2gh 2R B.通过金属棒的电荷

16、量为BdL 2R C.克服安培力所做的功为 mgh D.金属棒产生的焦耳热为1 2mg(hd) 解析 金属棒滑下过程中，根据动能定理有 mgh1 2mv 2 m，根据法拉第电磁感应定 律有 EmBLvm，根据闭合电路欧姆定律有 ImEm 2R，联立得 Im BL 2gh 2R ，选项 A 错误；根据 q 2R可知，通过金属棒的电荷量为 BdL 2R ，选项 B 正确；金属棒运动 的全过程根据动能定理得 mghWfW安0，所以克服安培力做的功小于 mgh， 故选项 C 错误；由 Wfmgd，金属棒克服安培力做的功完全转化成电热，由 题意可知金属棒与电阻 R 上产生的焦耳热相同，设金属棒上产生的焦

17、耳热为 Q， 故 2QW安，联立得 Q1 2mg(hd)，选项 D 正确。 答案 BD 二、非选择题(本题共 5 小题，共 52 分。解答题应写出必要的文字说明、方程式 和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明 确写出数值和单位) 13.(6 分)(2018 福建师大附中高二检测)如图 12 所示为“研究电磁感应现象”的 实验装置。 图 12 (1)将图中所缺的导线补接完整； (2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么闭合开关后可能 出现的情况有： A.将原线圈迅速插入副线圈时，灵敏电流计指针将_。 B.原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器的触头迅速

18、向左拉时，灵敏电流计指针将 _。 解析 (1)如图所示 (2)根据楞次定律及灵敏电流计的指针偏转方向与流过它的电流方向的关系来判 定，则 A.向右偏转一下；B.向左偏转一下。 答案 (1)见解析图 (2)向右偏转一下 向左偏转一下 14.(10 分)如图 13 所示，光滑弧形轨道和一足够长的光滑水平轨道相连，水平轨 道上方有一足够长的金属杆，杆上挂有一光滑螺线管 A。在弧形轨道上高为 h 的 地方由静止释放一磁铁 B(可视为质点)， B 下滑至水平轨道时恰好沿螺线管 A 的中 心轴运动，设 A、B 的质量分别为 M、m，若最终 A、B 速度分别为 vA、vB，则： 图 13 (1)螺线管 A

19、将向哪个方向运动？ (2)整个过程中电路所消耗的电能为多少？ 解析 (1)磁铁 B 向右运动时，螺线管中产生感应电流，感应电流产生电磁驱动作 用，使得螺线管 A 向右运动。 (2)整个过程中，磁铁减少的重力势能化为 A、B 的动能和螺线管中的电能， 所以有 mgh1 2Mv 2 A1 2mv 2 BQ电， 即 Q电mgh1 2Mv 2 A1 2mv 2 B。 答案 (1)向右 (2)mgh1 2Mv 2 A1 2mv 2 B 15.(10 分)两根光滑的长直金属导轨 MN、MN平行置于同一水平面内，导轨间距 为 L，电阻不计，M、M处接有如图 14 所示的电路，电路中各电阻的阻值均为 R， 电

20、容器的电容为 C。长度也为 L、阻值同为 R 的金属棒 ab 垂直于导轨放置，导轨 处于磁感应强度为 B、方向竖直向下的匀强磁场中。ab 在外力作用下向右做匀速 直线运动且与导轨保持良好接触，在 ab 运动距离为 s 的过程中，整个回路中产生 的焦耳热为 Q。求： 图 14 (1)ab 运动速度 v 的大小； (2)电容器所带的电荷量 q。 解析 (1)设 ab 上产生的感应电动势为 E，回路中电流为 I，ab 运动距离为 s 的过 程中所用时间为 t，则有 EBLv I E 4R t s v QI 2(4R)t 由上述方程得 v 4QR B2L2s (2)设电容器两极板间的电势差为 U，则有

21、 UIR 电容器所带的电荷量为 qCU 解得 qCQR BLs 答案 (1) 4QR B2L2s (2) CQR BLs 16.(12 分)(2018 天津市静海一中调研)某同学设计一个发电测速装置， 工作原理如 图 15 所示，一个半径为 R0.1 m 的圆形金属导轨固定在竖直平面上，一根长为 R 的金属棒 OA，A 端与导轨接触良好，O 端固定在圆心处的转轴上。转轴的左端 有一个半径为 rR 3的圆盘，圆盘和金属棒能随转轴一起转动。圆盘上绕有不可伸 长的细线，下端挂着一个质量为 m0.5 kg 的铝块。在金属导轨区域内存在垂直 于导轨平面向右的匀强磁场，磁感应强度 B0.5 T。a 点与导

22、轨相连，b 点通过电 刷与 O 端相连。测量 a、b 两点间的电势差 U 可算得铝块速度。铝块由静止释放， 下落 h0.3 m 时，测得 U0.15 V。(细线与圆盘间没有滑动，金属棒、导轨、导 线及电刷的电阻均不计，重力加速度 g10 m/s2) 图 15 (1)测 U 时，与 a 点相接的是电压表的“正极”还是“负极”？ (2)求此时铝块的速度大小； (3)求此下落过程中铝块机械能的损失。 解析 (1)正极 (2)由电磁感应定律得 UE t 1 2BR 2 U1 2BR 2 vr1 3R 所以 v 2U 3BR2 m/s。 (3)Emgh1 2mv 2 E0.5 J。 答案 (1)正极 (

23、2)2 m/s (3)0.5 J 17.(14 分)如图 16 甲所示，一电阻不计且足够长的固定光滑平行金属导轨 MN、 PQ 间距 L0.8 m，下端接有阻值 R3 的电阻，导轨平面与水平面间的夹角 30 。整个装置处于方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中。一质量 m0.1 kg， 阻值 r0.15 的金属棒垂直导轨放置并用绝缘细线通过光滑的定滑轮与质量 M 0.9 kg 的重物相连，左端细线连接金属棒中点且沿 NM 方向。棒由静止释放后， 沿 NM 方向位移 x 与时间 t 之间的关系如图乙所示， 其中 ab 为直线。 已知棒在 0 0.3 s 内通过的电荷量是 0.30.4 s 内通过电荷量

24、的 2 倍，取 g10 m/s2，求： 图 16 (1)00.3 s 内棒通过的位移 x1的大小； (2)电阻 R 在 00.4 s 内产生的热量 Q1。 解析 (1)棒在 00.3 s 内通过的电荷量 q1I t1 平均感应电流I E Rr 回路中平均感应电动势E Bx1L t1 得 q1BLx1 Rr 同理，棒在 0.30.4 s 内通过的电荷量 q2BL（x 2x1） Rr 由题图乙读出 0.4 s 时刻位移大小 x20.9 m 又 q12q2 解得 x10.6 m。 (2)由题图乙知棒在 0.30.4 s 内做匀速直线运动， 棒的速度大小 v0.90.6 0.40.3 m/s3 m/s 对整个系统，根据能量守恒定律得 QMgx2mgx2sin 1 2(Mm)v 2 代入数据解得 Q3.15 J 根据焦耳定律有Q1 Q R Rr 代入数据解得 Q13 J。 答案 (1)0.6 m (2)3 J