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1、-高二物理第四章 电磁感应 练习题(含答案)-第 5 页克州三中 高二物理第四章测试题第I卷（选择题）一、选择题1物理学对人类文明进步做出了积极的贡献，物理学的发展极大地丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步关于物理学发展过程的认识，下列说法中正确的是（ ）A亚里士多德认为两个从同一高度自由落下的物体，重物体与轻物体下落一样快B牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，并且用实验直接验证C奥斯特发现了电磁感应现象，揭示了电现象与磁现象之间的联系D伽利略通过“理想实验”得出结论：运动的物体具有一定速度，如果它不受力，它将以这一速度永远运
2、动下去【答案】D【解析】试题分析：根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献，特别是亚里士多德、伽利略、牛顿等人的贡献即可解：A、伽利略认为两个从同一高度自由落下的物体，重物体与轻物体下落一样快，故A错误；B、牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，不可能用实验直接验证，故B错误；C、法拉第发现了电磁感应现象，揭示了电现象与磁现象之间的联系，故C错误；D、伽利略通过“理想实验”得出结论：运动的物体具有一定速度，如果它不受力，它将以这一速度永远运动下去，故D正确；故选：D2某一实验装置如图所示，在铁芯上绕着两个线圈P和Q，如果线圈P中的电流i随时间t的变化关系有如下图所示的四种情
3、况，则在线圈Q中不能观察到的感应电流的是（ ）A B C D【解析】试题分析：根据感应电流的产生条件分析答题，穿过闭合回路的磁通量发生变化，电流产生感应电流解：A、由图示可知，P中电流不变，电流产生的磁场不变，穿过Q的磁通量不变，不产生感应电流，BCD、由图示可知，通过P的电流发生变化，电流产生的磁感应强度发生变化，穿过Q的磁通量发生变化，产生感应电流，本题选不能观察到的感应电流的，故选：A【点评】本题考查了判断是否产生感应电流，知道感应电流产生条件、分析清楚图象即可正确解题3下列说法中正确的是（ ）A当穿过某个面的磁通量等于零时，该区域的磁感应强度一定为零B磁感应强度的方向一定与通电导线所受
4、安培力方向、直导线方向都垂直C感应电流遵从楞次定律所描述的方向，这是能量守恒定律的必然结果D洛伦兹力不改变运动电荷的速度【解析】试题分析：磁场的有无与磁通量大小无关，因磁通量的大小受到磁场与线圈平面的夹角来判定；根据左手定则，即可判定磁场、安培力与电流方向关系；穿过回路的磁通量发生变化，会产生感应电动势，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流磁通量的变化；洛伦兹力不做功，不改变速度的大小，可改变速度的方向，从而即可一一求解解：A、当磁场与线圈平面平行时，磁通量为零，而磁场不一定为零；故A错误B、根据左手定则可知，安培力一定与磁感应强度，及电流方向垂直，而磁场方向一定与通电导线所受安培力方向，但不一
5、定与直导线方向垂直故B错误C、感应电流遵从楞次定律所描述的方向，这是能量守恒定律的必然结果故C正确D、洛伦兹力对电荷不做功，因此不改变运动电荷的速度大小，但可改变速度的方向故D错误故选：C【点评】解决本题的关键掌握影响磁通量大小因素，注意磁感应强度与磁通量无关，以及会运用楞次定律判断感应电流的方向，最后掌握左手定则中安培力与磁场，及电流的方向4下面说法正确的是（ ）A自感电动势总是阻碍电路中原来电流增加B自感电动势总是阻碍电路中原来电流变化C电路中的电流越大，自感电动势越大D电路中的电流变化量越大，自感电动势越大【解析】试题分析：由法拉第电磁感应定律可知，闭合电路中产生的感应电动势的大小与电流
6、的变化率成正比，与电流及电流的变化量无关解：由法拉第电磁感应定律可知；E=n=，即E与磁通量的变化率成正比，即电动势取决于电流的变化快慢，而电流变化快慢，则会导致磁场的变化快慢，从而实现磁通量的变化快慢，故ACD错误，B正确；故选：B【点评】在理解法拉第电磁感应定律时要注意区分，及者间的关系，明确电动势只取决于磁通量的变化率，与磁通量及磁能量的变化量无关5下面属于电磁感应现象的是（ ）A通电导体周围产生磁场B磁场对感应电流发生作用，阻碍导体运动C由于导体自身电流发生变化，而在导体中产生自感电动势D电荷在磁场中定向移动形成电流【解析】试题分析：电磁感应现象的是指穿过电路的磁通量变化时，产生感应电
7、动势或感应电流的现象解：A、电流能产生磁场，是电流的磁效应现象，不是电磁感应现象故A错误B 感应电流在磁场中受到安培力作用，不是电磁感应现象故B错误C、由于导体自身电流发生变化，而在导体中产生自感电动势是电磁感应现象故C正确D 电荷在磁场中定向移动形成电流，不是电磁感应产生的电流不是电磁感应现象故D错误故选：C【点评】本题考查对电磁现象本质的分析与理解能力电磁感应现象特征是产生感应电流或感应电动势6如图所示，线框平面与磁场方向垂直，现将线框沿垂直磁场方向拉出磁场的过程中，穿过线框磁通量的变化情况是（ ）A变小 B变大 C不变 D先变小后变大【答案】A【解析】试题分析：在匀强磁场中，当线圈与磁场
8、垂直时，磁通量为=BS，S为在磁场中的面积解：线框平面与磁场方向垂直，故磁通量为=BS；将线框沿垂直磁场方向拉出磁场的过程中，在磁场中的面积S减小，故BS减小；故选：A【点评】本题考查了磁通量的概念，关键是记住公式=BS，也可以用穿过线圈的磁感线条数形象表示，基础题目7如图所示，线圈平面与条形磁铁的轴线垂直，现将线圈沿轴线由A点平移到B点，穿过线圈磁通量的变化情况是（ ）A变大 B变小C不变 D先变大，后变小【答案】B【解析】试题分析：磁通量用穿过线圈平面的磁感线的条数表示，根据条形磁铁磁感线的分布情况进行分析解：线圈在N极和S极附近时，磁场较强，磁感线较密，穿过线圈的磁感线较多，磁通量较大，
9、而远离条形磁铁磁极附近，磁场变弱，磁感线较疏，穿过线圈的磁通量较小故线圈在A出的磁通量比较大线圈从A到B的过程中磁通量逐渐减小故B正确，ACD错误；故选：B【点评】本题关键要掌握磁通量的几何意义：穿过线圈平面的磁感线的条数，结合条形磁铁磁感线的分布情况就能分析8如图所示，两根相距为l的平行直导轨ab、cdb、d间连有一固定电阻R，导线电阻可忽略不计MN为放在ab和cd上的一导体杆，与ab垂直，其电阻也为R整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，磁场方向垂直于导轨所在平面（指向图中纸面内）现对MN施力使它沿导轨方向以速度v（如图）做匀速运动令U表示MN两端电压的大小，则（ ）AU=Blv，
10、流过固定电阻R的感应电流由b到dBU=Blv，流过固定电阻R的感应电流由d到bCU=Blv，流过固定电阻R的感应电流由b到dDU=Blv，流过固定电阻R的感应电流由d到b【答案】A【解析】试题分析：当MN匀速运动时，MN相当于电源由E=Blv求解感应电动势，根据欧姆定律求出MN两端电压的大小由右手定则判断电流的方向解：MN切割磁感线产生的感应电动势：E=Blv，两端电压：U=IR=R=R=Blv，由右手定则可知，流过固定电阻R的感应电流由b到d，故A正确；故选：A【点评】本题关键要能够把电磁感应和电路知识结合起来解决问题会用右手定则判断电流的方向9下列关于物理学史的说法正确的是（ ）A奥斯特发
11、现了电磁感应现象B法拉第发现电流产生磁场的现象C安培提出了分子电流假说D赫兹提出了电磁场理论并通过实验发现了自感【答案】C【解析】试题分析：根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可解：A、B、法拉第发现了电磁感应现象，奥斯特发现电流产生磁场的现象，故AB错误C、安培提出了分子电流假说，很好地解释了软铁磁化现象，故C正确D、麦克斯韦提出了电磁场理论并通过实验发现了自感，故D错误故选：C10如图甲、乙所示的电路中，电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，均小于灯A的电 阻，接通S，电路达到稳定后，灯泡A发光，则A. 在电路甲中，断开S,A将渐渐变暗B. 在电路甲中，断开S,A将先变得更亮，
12、然后渐渐变暗C. 在电路乙中，断开S,A将渐渐变暗D在电路乙中，断开S,A将先变得更亮，然后渐渐变暗【解析】试题分析：在电路甲中，断开S，由于线圈产生自电动势，阻碍电流变小，导致A灯的电流只能逐渐变小，所以A灯将逐渐变暗A正确；B错误；在电路乙中，由于电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，所以通过灯泡的电流比线圈的电流小，断开S时，由于线圈阻碍电流变小，导致A灯将变得更亮，然后逐渐变暗，C错误；D正确；故选AD。考点：自感现象。11如图所示，闭合的矩形线圈abcd 放在范围足够大的匀强磁场中，下列哪种情况下线圈中能产生感应电流（ ）A线圈向左平移 B线圈向上平移C线圈以ab为轴旋转 D线圈不动【答
13、案】C【解析】试题分析：本题考查了感应电流产生的条件：闭合回路中的磁通量发生变化据此可正确解答本题解：A、由于磁场是匀强磁场且范围足够大，因此线圈无论向那个方向平移，磁通量都不会发生变化，故A错误；B、根据A项的论述可知，B错误；C、当线圈以ab为轴旋转时，其磁通量发生变化，有感应电流产生，故C正确；D、线圈不动，其磁通量不变，故没有感应电流产生，D错误；故选C【点评】本题比较简单，考查了基本规律的应用，是一道考查基础知识的好题12如图所示，有一矩形闭合导体线圈，在范围足够大的匀强磁场中运动、下列图中能产生感应电流的是【解析】试题分析：A图中线圈水平运动，磁通量始终为零不变，故无感应电流产生，
14、选项A错误；B图中线圈水平运动，磁通量不变，故无感应电流产生，选项B错误；C图中线圈绕轴转动，磁通量始终为零不变，故无感应电流产生，选项C错误；D图中线圈绕轴转动，磁通量不断变化，故有感应电流产生，选项D正确；故选D.考点：电磁感应现象第II卷（非选择题）二、填空题13电磁灶是利用 原理制成的，它在灶内通过交变电流产生交变磁场，使放在灶台上的锅体内产生 而发热。【答案】电磁感应、涡流【解析】试题分析：根据电磁炉的工作原理，即电磁感应原理，使金属锅体产生感应电流，即涡流考点：电磁感应、涡流点评：考查了电流的磁效应和热效应的知识点14如图所示，一个面积为S的正方形线圈abcd处于磁感应强度为B的匀
15、强磁场中，线圈平面与磁场垂直。这时穿过线圈的磁通量为_，当线圈以ab为轴从图中的位置转过60的瞬间，穿过线圈的磁通量为_。【答案】BS BS【解析】如图，当长方形线圈abcd处在磁感应强度为B的匀强磁场中时，磁通量为1=BS当线圈以ab为轴从图中位置转过60的瞬间，线圈在垂直于磁场方向投影的面积为S则磁通量2=BS=BS本题考查对于匀强磁场中磁通量的求解能力对于公式=BScos，Scos为线圈在在垂直于磁场方向投影的面积15把一个面积为2.0102m2的单匝线圈放在磁感应强度为3.0102T的匀强磁场中，当线圈平面与磁场方向平行时，穿过线圈平面的磁通量为 Wb；当线圈绕0 0轴转动至与磁场方向
16、垂直时，穿过线圈平面的磁通量为 Wb在此转动过程中，穿过线圈平面的磁通量 （填“变大”、“变小”或“不变”）【答案】0，6104，变大【解析】解：当线圈平面与磁场方向平行时，线圈平面与磁场方向的夹角为0度，则=0当线圈绕0 0轴转动至与磁场方向垂直时，=BS=21023102Wb=6104Wb根据=BSsin知，在此转动过程中，穿过线圈平面的磁通量变大故答案为：0，6104，变大161831年英国科学家法拉弟发现了电磁感应，大量实验事实表明：只要穿过闭合电路的 ，闭合电路中就有感应电流产生【答案】磁通量发生变化【解析】解：1831年英国科学家法拉弟发现了电磁感应，大量实验事实表明：只要穿过闭合
17、电路的 磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流产生故答案为：磁通量发生变化【分析】感应电流产生的条件是穿过闭合电路磁通量发生变化，由此解答即可17一闭合线圈有50匝，总电阻为20，穿过它的磁通量在0.1s内由 增加到，则线圈中的感应电动势E V，线圈中的平均电流强度I A【答案】2；0.1【解析】试题分析：感应电动势；线圈中的平均电流强度考点：法拉第电磁感应定律。18有一面积为150 cm 2 的金属环，电阻为0.1 ，在环中100 cm 2 的同心圆面上存在如图（b）所示的变化的磁场，在0.1 s到0.2 s的时间内环中感应电流为_，流过的电荷量为_. 【答案】0.1 A 0.01 C【解析
18、】试题分析：由b图得：，由法拉第电磁感应定律可得：感应电动势：；感应电流：，通过圆环横截面的电荷量：；考点：考查了法拉第电磁感应定律三、计算题19如图所示，MN为裸金属杆，在重力的作用下，贴着竖直平面内的光滑金属长直导轨下滑，导轨的间距，导轨的上端接有的电阻，导轨和金属杆的电阻不计，整个装置处于的水平匀强磁场中，当杆稳定匀速下落时，每秒有0.02J的重力势能转化为电能，则这时MN杆的下落速度v的大小等于多少？【答案】2m/s【解析】当杆稳定匀速下落时，重力势能转化为电能，有：根据法拉第电磁感应定律有：闭合电路欧姆定律：所以得20水平放置的两根平行金属导轨ad和bc，导轨两端a、b和c、d两点分
19、别连接电阻R1和R2，组成矩形线框，如图所示，ad和bc相距L=0.5m，放在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B=1T，一根电阻为0.2的导体棒PQ跨接在两根金属导轨上，在外力作用下以4m/s的速度，向右匀速运动，如果电阻R1=0.3，R2=0.6，导轨ad和bc的电阻不计，导体与导轨接触良好求：（1）导体棒PQ中产生的感应电流的大小；（2）导体棒PQ上感应电流的方向；（3）导体棒PQ向右匀速滑动的过程中，外力做功的功率【答案】（1）导体棒PQ中产生的感应电流的大小是5A；（2）导体棒PQ上感应电流的方向QP；（3）导体棒PQ向右匀速滑动的过程中，外力做功的功率是10W【解析】试题分析：（1
20、）由E=BLv求出PQ产生的感应电动势由欧姆定律求出电流（2）由右手定则判断出感应电流方向（3）由安培力公式求出安培力，由平衡条件求出外力，由功率公式求出外力的功率解：（1）根据法拉第电磁感应定律：E=BLv=10.54.0 V=2 V，又R外=0.2，则感应电流的大小 （2）根据右手定则判定电流方向 QP（3）导体棒PQ匀速运动，则 F=F磁=BIL=150.5 N=2.5 N，故外力做功的功率 P=Fv=2.54W=10W答：（1）导体棒PQ中产生的感应电流的大小是5A；（2）导体棒PQ上感应电流的方向QP；（3）导体棒PQ向右匀速滑动的过程中，外力做功的功率是10W21水平桌面上放着一个不闭合的单匝矩形线圈，线圈中心上方一定高度上有一竖立的条形磁体，如图所示，磁铁S极距线圈平面5cm，此线圈内的磁通量为0.02Wb在此高度将条形磁铁自由释放，当磁铁的S极到达线圈平面时，线圈内磁通量为0.12Wb求：在这个过程中线圈中产生的感应电动势。（g取10m/s2）试题分析：磁体自由下落的时间：，由法拉第电磁感应定律：