高考物理選修知識點鞏固練習 電磁感應 復習與鞏固 提高

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1、 【鞏固練習】 一、選擇題 1．如圖所示，水平放置的光滑導軌MN、PQ足夠長，兩導軌放于豎直向上的勻強磁場中，長為L的導體AB和CD分別以速度v1和v2向左、向右兩個方向勻速運動。關于ABCDA電路中的感應電動勢的計算和感應電流方向的判斷，下列說法中正確的是（ ） A．可以根據(jù)兩導體的運動情況求出單位時間內電路面積的改變等，再由法拉第電磁感應定律求出回路的電動勢 B．可以先求得兩導體做切割磁感線運動各自產(chǎn)生的感應電動勢，再由電源串聯(lián)規(guī)律求出曰路總的電動勢 C．電路中感應電流的方向既可以用楞次定律判斷，也可以用右手定則判斷 D．電路中感應電流的

2、方向只能用右手定則判斷 2．下圖中，金屬棒中有感應電動勢的是（ ） 3．(2014 焦作一模)如圖所示，兩根足夠長的光滑金屬導軌水平平行放置，間距為l＝1 m，cd間、de間、cf間分別接著阻值R＝10 Ω的電阻。一阻值R＝10 Ω的導體棒ab以速度v＝4 m/s勻速向左運動，導體棒與導軌接觸良好；導軌所在平面存在磁感應強度大小B＝0.5 T、方向豎直向下的勻強磁場。下列說法中正確的是(　　) A．導體棒ab中電流的流向為由b到a B．cd兩端的電壓為1 V C．de兩端的電壓為1 V D．fe兩端的電壓為1 V 4．半徑為R的圓形線圈，兩端A

3、、D接有一個平行板電容器，線圈垂直放在隨時間均勻變化的勻強磁場中，如圖所示，則要使電容器所帶電荷量Q增大，可以采取的措施是 （ ） A．增大電容器兩極板間的距離 B．增大磁感應強度的變化率 C．減小線圈的半徑 D．改變線圈所在平面與磁場方向間的夾角 5．如圖所示，由粗細均勻的電阻絲制成的半徑為R的圓環(huán)，以速度v勻速進入一磁感應強度大小為B的勻強磁場。當圓環(huán)運動到圖示位置（∠aOb=90°）時，a、b兩點的電勢差為（ ） A． B． C． D． 6．如圖所示是磁懸浮的原理圖，圖中P是柱形磁鐵，Q是用高溫超導材料

4、制成的超導圓環(huán)，將超導圓環(huán)Q水平放在磁鐵P上，Q就能在磁力的作用下懸浮在磁鐵P的上方，下列敘述正確的是（ ） A．Q放入磁場的過程中將產(chǎn)生感應電流，穩(wěn)定后感應電流消失 B．Q放入磁場的過程中將產(chǎn)生感應電流，穩(wěn)定后感應電流仍存在 C．如果P的N極朝上，Q中感應電流的方向如圖所示 D．如果P的S極朝上，Q中感應電流的方向與圖中所示的方向相反 7．在生產(chǎn)實際中，有些高壓直流電路含有自感系數(shù)很大的線圈，當電路中的開關S由閉合到斷開時，線圈中產(chǎn)生很高的自感電動勢，使開關S處產(chǎn)生電弧，危及操作人員的安全。為了避免電弧的產(chǎn)生，可在線圈處并聯(lián)一個元件，如圖所

5、示方案可行的是（ ） 8．(2014 汕頭質檢)如圖所示，圓形導體線圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一豎直螺線管b，二者軸線重合，螺線管與電源和滑動變阻器連接成如圖所示的電路。若將滑動變阻器的滑片P向下滑動，下列表述正確的是(　　) A．線圈a中將產(chǎn)生俯視逆時針方向的感應電流 B．穿過線圈a的磁通量變小 C．線圈a有擴張的趨勢 D．線圈a對水平桌面的壓力FN將增大 9．如圖所示，質量為m、邊長為L的正方形線框從某一高度自由落下后，通過一高度也為L的勻強磁場區(qū)域。則線框通過磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱（ ） A．可能大于2mgL

6、B．可能等于2mgL C．可能小于2mgL D．可能為零 10．圖中A是一邊長為的正方形線框，電阻為R。今維持線框以恒定的速度v沿x軸運動，并穿過圖中所示的勻強磁場B區(qū)域。若以x軸正方向作為力的正方向，線框在圖示位置的時刻作為時間的零點，則磁場對線框的作用力F隨時間t的變化圖線（見圖）為（ ） 二、填空題 11．如圖所示，在水平金屬導軌上有電阻R=0.1Ω，金屬桿ab與導軌組成一閉合矩形電路、，兩條導軌間距離1=40 cm，矩形中導軌長2=50 cm，導軌區(qū)域處于與水平面成30°角的勻強磁場中，磁感應強度隨時間的變化規(guī)律是B=(2+0.2t)T。

7、若t=10 s時，ab仍靜止，導軌與ab的電阻不計，則這時流經(jīng)ab的電流I=________，ab所受摩擦力為________。 12．如圖為“研究電磁感應現(xiàn)象”的實驗裝置。 （1）將圖中所缺的導線補接完整。 （2）如果在閉合開關時發(fā)現(xiàn)靈敏電流計的指針向右偏了一下，那么合上開關后可能出現(xiàn)的情況有： ①將原線圈迅速插入副線圈時，靈敏電流計指針將________； ②原線圈插入副線圈后，將滑動變阻器觸頭迅速向左拉時，靈敏電流計指針________。 （3）在做“研究電磁感應現(xiàn)象”實驗時，如果副線圈兩端不接任何元件，則副線圈

8、電路中將＿＿＿＿． A．因電路不閉合，無電磁感應現(xiàn)象 B．有電磁感應現(xiàn)象，但無感應電流，只有感應電動勢 C．不能用楞次定律判斷感應電動勢方向 D．可以用楞次定律判斷感應電動勢方向 （4）如圖所示的A、B分別表示原、副線圈，若副線圈中產(chǎn)生順時針方向的感應電流，可能是因為＿＿＿＿． A．原線圈通入順時針方向電流，且正從副線圈中取出 B．原線圈通入順時針方向電流，且其中鐵心正被取出 C．原線圈通入順時針方向電流，且將可變電阻器阻值調小 D．原線圈通入逆時針方向電流，且正在斷開電源 三、解答題 13．一個

9、10匝的閉合線圈的總電阻為0.5Ω，線圈的面積為10 cm2，有一垂直于線圈平面的勻強磁場，其磁感應強度隨時間變化的情況如圖所示，求： （1）0～0.2 s內線圈的磁通量的變化率。 （2）0～0.4 s內線圈中產(chǎn)生的熱量。 14．邊長=10 cm、匝數(shù)n=2匝、質量m=0.1 kg的正方形閉合線圈，其總電阻R=0.1Ω，從水平勻強磁場上方的某一高度h處由靜止開始自由下落，磁場上、下邊緣間高度也為，磁感應強度B=0.5 T，如圖所示，線圈進入磁場時，線圈平面與磁場垂直。要使線圈進入磁場后做勻速運動，線圈開始下落的高度h是多少？線圈穿越磁場的時間t是多少？（g取10

10、m／s2） 15．如圖所示，足夠長的光滑金屬框豎直放置，框寬0.5 m，框電阻不計，勻強磁場磁感應強度為1 T，方向與框面垂直，金屬棒MN電阻為1Ω、質量為0.1 kg，無初速度地釋放并與框保持良好接觸地豎直下落，從釋放到達最大速度的過程中，通過棒某一截面的電荷量為2 C。求：此過程中回路產(chǎn)生的電能。（空氣阻力不計，g取10 m／s2） 16．（2014 汕頭模擬）如圖所示，質量為M的導體棒ab的電阻為r，水平放在相距為l的豎直光滑金屬導軌上．導軌平面處于磁感應強度大小為B、方向垂直于導軌平面向外的勻強磁場中．左側是水平放置、間距為d的平行金屬板．導軌上方與一可變電阻R連

11、接，導軌電阻不計，導體棒與導軌始終接觸良好．重力加速度為g． （1）調節(jié)可變電阻的阻值為R1=3r，釋放導體棒，當棒沿導軌勻速下滑時，將帶電量為+q的微粒沿金屬板間的中心線水平射入金屬板間，恰好能勻速通過．求棒下滑的速率v和帶電微粒的質量m． （2）改變可變電阻的阻值為R2=4r，同樣在導體棒沿導軌勻速下滑時，將該微粒沿原來的中心線水平射入金屬板間，若微粒最后碰到金屬板并被吸收．求微粒在金屬板間運動的時間t． ?????????????????????? 【答案與解析】 一、選擇題 1．【答案】ABC 【解析】根據(jù)法拉第電磁感應定律、導體切割磁感線運動產(chǎn)生電動勢的計算

12、及電路分析知，A、B項均正確；任何情況下感應電流方向均可由楞次定律判斷，導體切割磁感線運動時產(chǎn)生的感應電流方向亦可由右手定則判斷，右手定則是楞次定律的特殊形式，C正確，D錯誤。本題正確選項為A、B、C。 2．【答案】AD 【解析】B、C兩種情況金屬棒不切割磁感線，不產(chǎn)生感應電動勢，A、D兩種情況金屬棒切割磁感線，產(chǎn)生感應電動勢。 3．【答案】BD 【解析】由右手定則可知ab中電流方向為a→b，A錯誤。導體棒ab切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢E＝Blv，ab為電源，cd間電阻R為外電路負載，de和cf間電阻中無電流，de間無電壓，因此cd和fe兩端電壓相等，即U＝×R＝＝1 V，B、

13、D正確，C錯誤。 4．【答案】B 【解析】由Q=CU、分析可得增大磁感應強度變化率，增大線圈在垂直磁場方向的投影面積可增大A、D間電壓，從而使Q增大，所以B項正確。 5．【答案】D 【解析】整個圓環(huán)電阻是r，其外電阻是圓的，即磁場外的部分，而磁場內切割磁感線的有效長度是，其相當于電源，，根據(jù)歐姆定律可得，D正確。 6．【答案】B 【解析】當超導圓環(huán)靠近柱形磁鐵的磁極時，穿過線圈的磁通量增加，產(chǎn)生感應電流，感應電流的磁場阻礙磁通量的增加，與原磁場反向，斥力使超導線圈懸浮起來，穩(wěn)定后超導線圈中電流依然存在，這是因為其電阻為零，故選項B正確。 7．【答案】D 【解析】

14、在D選項中，S閉合，二極管不導通，線圈中有由小到大的電流，穩(wěn)定后電流保持不變；斷開S，二極管與線圈L構成回路，二極管處于導通狀態(tài)，可避免開關S處產(chǎn)生電弧。 8．【答案】AD 【解析】通過螺線管b的電流方向如圖所示，根據(jù)右手螺旋定則判斷出螺線管b所產(chǎn)生的磁場方向豎直向下，滑片P向下滑動，接入電路的電阻減小，電流增大，所產(chǎn)生的磁場的磁感應強度增強，根據(jù)楞次定律，a線圈中所產(chǎn)生的感應電流產(chǎn)生的感應磁場方向豎直向上，再由右手螺旋定則可得線圈a中的電流方向為俯視逆時針方向，故A正確；由于線圈b中的電流增大，產(chǎn)生的磁場增強，導致穿過線圈a的磁通量變大，故B錯誤；根據(jù)楞次定律，線圈a將阻礙磁通量的增大，

15、因此，線圈a縮小，線圈a對水平桌面的壓力增大，C選項錯誤，D選項正確。 9．【答案】ABC 【解析】因磁場的寬度也是L，則線框在下落時總是只有一條邊在切割磁感線，當線框在磁場中做勻速運動時，由能量轉化守恒知，動能不變，重力勢能全部轉化為內能，即為2mgL；若線框通過磁場過程中所受的安培阻力大于重力，則線框做減速運動，動能有一部分轉化為內能，則產(chǎn)生熱量大于2mgL；若線框通過磁場過程中，所受安培阻力小于重力，則線框做加速運動，重力勢能部分轉化為動能，則產(chǎn)生熱量小于2mgL。 10．【答案】B 【解析】本題的速解方法可稱為“能量守恒法”，由于線框進、出磁場時都產(chǎn)生感應電流，都有電能

16、產(chǎn)生。根據(jù)能量守恒定律，在此過程中外力必對線框做正功?？芍獌纱瓮饬Ψ较蚨紴檎?。根據(jù)線框的平衡條件能立即推知線框進、出磁場時所受安培力的方向都為負，所以選項B正確。 二、填空題 11．【答案】0.2A 0.16 N 【解析】， ，， ab棒所受安培力， 由棒受力圖（如圖所示）和平衡條件可得，ab棒所受摩擦力為f=Fsin30°=0.16 N。 12．【答案】（1）如圖所示 （2）①向右偏轉一下 ②向左偏轉一下 （3）BD （4）AB 【解析】（2）依照楞次定律及靈敏電流計的指針偏轉方向與流過它的電流方向的關系來判定，則

17、①向右偏轉一下；②向左偏轉一下。（3）穿過電路中的磁通量發(fā)生變化即產(chǎn)生電磁感應現(xiàn)象。因電路不閉合無感應電流，但有感應電動勢，且可以用楞次定律判斷出感應電動勢，要產(chǎn)生感應電流，電路要求必須閉合。故答案選B、D。（4）副線圈中產(chǎn)生順時針方向的感應電流，可依據(jù)楞次定律來判斷原線圈通入電流的情況。如果原線圈電流在減?。ɑ虼磐繙p?。┛隙ㄅc順時針方向相同。因為副線圈會阻礙其磁通量的減小，在電流上表現(xiàn)為同向。反過來如果原線圈電流在增加（或磁通量增加），則副線圈中電流方向與原線圈中電流方向相反。故答案選A、B。 三、解答題 13．【答案】（1）0.01 Wb／s （2）8×10－3 J 【解析】

18、（1）0～0.2 s內磁通量的變化率。 （2）0～0.2 s和0.2 s～0.4 s產(chǎn)生的熱量相同， ， 。 14．【答案】h=5 m t=0.02 s 【解析】線框在進入磁場前做自由落體運動，由動能定理，有， 則線圈進入磁場做勻速運動的速度為：， 線圈在磁場中，一個邊切割磁感線，產(chǎn)生的感應電動勢為：，由閉合電路歐姆定律可知，線圈中的電流為，線圈穿過磁場受到的安培力為：， 線圈勻速運動，重力與安培力平衡得F=mg， 由以上各式聯(lián)立，求得：h=5 m，v=10 m / s。 （2）線圈穿過磁場的位移x=2， 所以：。 15．【答案】3.2 J 【解析】通過導體橫截

19、面的電荷量 ， ， 又因為速度達到最大時a=0， ，， 而，。 下落過程中重力勢能轉化為棒的動能和電能， 故 16．【答案】（1） （2） 【解析】（1）棒勻速下滑，由平衡條件，得： ① ??????? 由閉合電路歐姆定律，回路中的電流　　 ② ?????? 將R1=3r代入，解得棒下滑的速率　　?? ③ ??????? 金屬板間的電壓　???? ④???????????? ??????? 帶電微粒在板間勻速運動，有??????? ⑤?????????? ??????? 聯(lián)立解得帶電微粒的質量　　? ⑥ ?? （2）導體棒沿導軌勻速下滑，回路電流保持不變，金屬板間的電壓 ⑦ ??????? 電壓增大使微粒射入后向上偏轉，有????⑧ ???? ? ⑨ ??????? 聯(lián)立解得微粒在金屬板間運動的時間