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1、第16章 电磁感应综合检测1.处在磁场中的一闭合线圈，若没有产生感应电流，则可以判定（ ）A.线圈没有在磁场中运动B.线圈没有做切割磁感线运动C.磁场没有发生变化D.穿过线圈的磁通量没有发生变化答案：D2.如图161所示，A、B两灯相同，L是带铁芯的电阻可不计的线圈，下列说法中正确的是（ ）图161A.开关K合上瞬间，A、B两灯同时亮起来B.K合上稳定后，A、B同时亮着 C.K断开瞬间，A、B同时熄灭D.K断开瞬间，B立即熄灭，A过一会儿再熄灭答案：AD3.如图162所示，水平桌面上放一闭合铝环，在铝环轴线上方有一条形磁铁.当条形磁铁沿轴线竖直向下迅速移动时，下列判断中正确的是（ ）A.铝环有
2、收缩趋势，对桌面压力减小B.铝环有收缩趋势，对桌面压力增大C.铝环有扩张趋势，对桌面压力减小D.铝环有扩张趋势，对桌面压力增大答案：B 点拨：充分利用楞次定律中“阻碍”的含义阻碍原磁通量的变化. 图162 图1634.如图163所示是穿过某闭合回路的磁通量随时间t变化的规律图象.t1时刻磁通量1最大，t3时刻磁通量3=0，时间t1=t2t1和t2=t3t2相等，在t1和t2时间内闭合线圈中感应电动势的平均值分别为和，在t2时刻感应电动势的瞬时值为E.则（ ）A.B.C.ED.E答案：BD 点拨：t图象中，某两点连线的斜率表示该段时间内的；某点的斜率表示该时刻的.5.“磁单极子”是指只有S极或只
3、有N极的磁性物质，其磁感线分布类似于点电荷的电场线分布.物理学家们长期以来一直用实验试图证实自然界中存在磁单极子.如图164所示的实验就是用于检测磁单极子的实验之一，abcd为用超导材料围成的闭合回路，该回路放置在防磁装置中，可认为不受周围其他磁场的作用.设想有一个N极磁单极子沿abcd轴线从左向右穿过超导回路，那么在回路中可能发生的现象是（ ）A.回路中无感应电流B.回路中形成持续的abcda流向的感应电流C.回路中形成持续的adcba流向的感应电流D.回路中形成先abcda流向后adcba的感应电流答案：C 点拨：N极磁单极子的磁感线分布类似于正点电荷的电场线分布. 图164 图1656.
4、（创新题）如图165所示电路中，L为自感系数很大的电感线圈，N为试电笔中的氖管（启辉电压约70 V），电源电动势约为10 V.已知直流电使氖管启辉时辉光只产生在负极周围，则（ ）A.S接通时，氖管不会亮B.S接通时启辉，辉光在a端C.S接通后迅速切断时启辉，辉光在a端D.条件同C，辉光在b端答案：AD 点拨：S接通稳定时，氖管两端的电压仅为10 V，不启辉光；S断开瞬间，电感线圈产生一个很大的自感电动势加在氖管两侧，b端接负极，故在b端有辉光.7.无线电技术的发展，极大地方便了人们的生活.在无线电技术中常有这样的要求：一个线圈中电流变化时对另一个线圈中的电流影响最小.如图166所示，两个线圈安
5、装位置最符合该要求的是（ ）图166A.B.C.D.答案：D8.一个矩形线圈匀速地从无磁场的空间先进入磁感应强度为B1的匀强磁场，然后再进入磁感应强度为B2的匀强磁场，最后进入没有磁场的右边空间，如图167所示.若B1=2B2，方向均始终和线圈平面垂直，则在图168所示图中能定性表示线圈中感应电流i随时间t变化关系的是（电流以逆时针方向为正）（ ）图167图168答案：C9.著名物理学家弗曼曾设计过一个实验，如图169所示.在一块绝缘板上中部安一个线圈，并接有电源，板的四周有许多带负电的小球，整个装置支撑起来.忽略各处的摩擦，当电源接通的瞬间，下列关于圆盘的说法中正确的是（ ）图169A.圆盘
6、将逆时针转动B.圆盘将顺时针转动C.圆盘不会转动D.无法确定圆盘是否会动答案：A 点拨：瞬间增强的磁场会在周围产生一个顺时针的电场，负电荷受到逆时针方向的电场力，带动圆盘逆时针转动，而负电荷的这种定向运动则形成了顺时针的环形电流.10.如图1610所示，一倾斜的金属框架上放有一根金属棒，由于摩擦力作用，金属棒在没有磁场时处于静止状态.从t0时刻开始给框架区域内加一个垂直框架平面向上的逐渐增强的磁场，到时刻t时，金属棒开始运动，则在这段时间内，棒所受的摩擦力（ ）A.不断增大B.不断减小C.先减小后增大D.先增大后减小答案：C 解析：设棒的质量为m，初始时棒受到的静摩擦力f1=mgsin，方向沿
7、斜面向上；随着磁场的增强，棒还受到一个平行斜面向上的安培力（F安）的作用，此时有mgsin=F安+f2，由于F安增大，则f2减小，当F安=mgsin时，f2=0；当F安mgsin，棒所受的摩擦力f3改为平行斜面向下，此时有F安=mgsin+f3，随着F安的增大，f3也增大，直至某一值时，f3达到最大静摩擦力.棒开始上滑后，静摩擦力变为滑动摩擦力，大小不再变化.由于本题只关心静摩擦力的情况，故是先变小后增大. 图1610 图161111.如图1611所示,在磁感应强度为B=0.2 T的匀强磁场中，长为0.5 m的导体棒AB在金属框架上以10 m/s的速度向右滑动，已知R1=R2=20 ，其他电阻
8、不计，则流过AB的电流是_A.答案：0.112.在日光灯点燃时，镇流器利用自感现象，产生_，在日光灯正常发光时，利用自感现象起_作用.答案：瞬时高压 降压限流13.在50周年国庆盛典上，我国自行研制的FBC1“飞豹”新型超音速歼击轰炸机在天安门上空沿水平方向以1.7倍音速自东向西飞过.该机两翼尖间的距离是12.7 m，设北京上空地磁场的竖直分量为0.42104 T，那么此飞机机翼两端电势差是_.（空气中声音的传播速度为340 m/s，答案保留两位有效数字）答案：0.31 V14.如图1612所示，一圆环R内接、外切的两个正方形线框均由材料、横截面积相同的相互绝缘导线制成，并各自形成回路，则三者
9、的电阻之比为_.若把它们置于同一匀强磁场中，当各处磁场发生相同变化时，三个回路的电流之比为_.答案：R外R圆R内=42 I外I圆I内=1解析：设圆的半径为a，则外切正方形的边长为2a，内接正方形的边长为a.由电阻定律可得，R外R圆R内=8a2a4a=42.设磁感应强度的变化率为k，则它们产生的感应电动势之比E外E圆E内=（k4a2）（ka2）（k2a2）=42，从而它们各自的感应电流之比I外I圆I内=1. 图1612 图161315.“ ”形金属框上有一金属棒ab垂直于导轨，ab长为L.若在垂直于导轨平面方向加一均匀变化磁场，其B=B0+kt（k为常数），如图1613所示.与此同时金属棒ab以
10、速度v0向左匀速运动，令t=0时，ab与“ ”形框架所围面积为S0，则在t=0时，回路中的感应电动势E=_，方向为_（填“顺时针”或“逆时针”）；t=_后，电流开始反向.答案：kS0B0Lv0 顺时针 解析：题中既有由于棒的运动产生的感应电动势E1，又有由于磁场的变化而产生的感应电动势E2，求解时可分别求出E1和E2，并判断它们的方向：如果同向，则E总=E1+E2；如果反向，则E总=E1E2，方向就是那个值较大的感应电动势的方向.由题意知，t=0时，E1=B0Lv0，逆时针；E2=kS0，顺时针，且E1将逐渐增大，E2逐渐减小.又由题意来看，电流能够反向，一定是BLv01 A，保险丝必然熔断；
11、如果金属盘逆时针转动，回路中的总电动势将大于2 V，保险丝也将熔断，故金属盘只有顺时针旋转，且转速不能太小，也不能过大.金属盘顺时针转动，相当于长度为r的导体棒绕O点顺时针旋转，感应电动势大小为E1=Br2，方向与电池的电动势相反.要使保险丝不熔断，则金属盘转动产生的电动势要大于1 V，同时还要小于3 V.即有：1 VBr21可解得50 rads1；由Br23 V，可解得150 rads1，故金属盘转动角速度的取值范围是50 rads1150 rads1.图161619.如图1617，光滑的平行导轨P、Q相距L=1 m，处在同一水平面中，导轨的左端接有如图所示的电路，其中水平放置的电容器两极板
12、相距d=10 mm，定值电阻R1=R3=8 ，R2=2 ，导轨的电阻不计.磁感应强度B=0.4 T的匀强磁场竖直向下穿过导轨面.当金属棒ab沿导轨向右匀速运动（开关S断开）时，电容器两极板之间质量m=11014 kg、带电荷量q=1 1015 C的微粒恰好静止不动；当S闭合后，微粒以a=7 m/s2向下做匀加速运动.取g=10 m/s2.求：（1）金属棒ab运动的速度大小是多大?电阻是多大?答案：解答：带电微粒在电容器两极间静止时，受向上的电场力和向下的重力作用而平衡，即mg=q由此式可解出电容器两极板间的电压为U1= V=1 V由于微粒带负电，可知上板的电势高由于S断开，R1、R2的电压和等
13、于电容器两端电压U1，R3上无电流通过，可知电路中的感应电流即为通过R1、R2的电流I1，I1= A=0.1 A从而ab切割磁感线运动产生的感应电动势为E=U1+I1r=1+0.1r S闭合时，带电微粒向下做匀加速运动，由牛顿第二定律可得mgq=ma所以有U2= V=0.3 V此时的感应电流为I2= A=0.15 A由闭合电路欧姆定律可得E=I2（+R2+r）=0.15（+2+r） 解两式可得E=1.2 V,r=2 由E=BLv可得v= ms1=3 ms1即导体棒ab匀速运动的速度v=3 ms1，电阻r=2 .（2）闭合后，使金属棒ab做匀速运动的外力的功率是多大?答案：S闭合时，通过ab的电流I2=0.15 A，ab所受的安培力为F2=BI2L=0.06 Nab以速度v=3 ms1做匀速运动，所受外力F必与磁场力F2大小相等、方向相反，即F=0.06 N,方向向右.可见，外力的功率为P=Fv=0.063 W=0.18 W.图1617