1、1第十章 电磁感应章末过关检测(十)(时间：45 分钟 分值：100 分)一、单项选择题(本题共 6 小题，每小题 6 分，共 36 分在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1磁卡的磁条中有用于存储信息的磁极方向不同的磁化区，刷卡器中有检测线圈，当以速度 v0刷卡时，在线圈中产生感应电动势其 E t 关系如图所示如果只将刷卡速度改为 ，线圈中的 E t 关系图可能是( )v02解析：选 D.若将刷卡速度改为 ，线圈切割磁感线运动时产生的感应电动势大小将会v02减半，周期将会加倍，故 D 项正确，其他选项错误2.如图所示，一水平放置的矩形闭合线圈 abcd，在细长磁铁的 N 极附近竖直下落
2、，保持bc 边在纸外， ad 边在纸内，从图中位置经过位置到达位置，位置和都很靠近.在这个过程中，线圈中感应电流( )A沿 abcd 流动B沿 dcba 流动C由到是沿 abcd 流动，由到是沿 dcba 流动D由到是沿 dcba 流动，由到是沿 abcd 流动解析：选 A.由条形磁铁的磁场分布情况可知，线圈在位置时穿过矩形闭合线圈的磁2通量最少线圈从位置到，穿过 abcd 自下而上的磁通量减少，感应电流的磁场阻碍其减少，则在线框中产生的感应电流的方向为 abcd，线圈从位置到，穿过 abcd 自上而下的磁通量在增加，感应电流的磁场阻碍其增加，由楞次定律可知感应电流的方向仍然是abcd.故本题
3、答案为 A.3(2019长兴中学高三模拟)1831 年，法拉第在一次会议上展示了他发明的圆盘发电机(图甲)它是利用电磁感应原理制成的，是人类历史上第一台发电机图乙是这个圆盘发电机的示意图：铜盘安装在水平的铜轴上，它的边缘正好在两磁极之间，两块铜片C、 D 分别与转动轴和铜盘的边缘良好接触使铜盘转动，电阻 R 中就有电流通过若所加磁场为匀强磁场，回路的总电阻恒定，从左往右看，铜盘沿顺时针方向匀速转动， CRD 平面与铜盘平面垂直，下列说法正确的是( )A电阻 R 中没有电流流过B铜片 C 的电势高于铜片 D 的电势 C保持铜盘不动，磁场变为方向垂直于铜盘的交变磁场，则铜盘中有电流产生 D保持铜盘
4、不动，磁场变为方向垂直于铜盘的交变磁场，则 CRD 回路中有电流产生 解析：选 C.根据右手定则可知，电流从 D 点流出，流向 C 点，因此在圆盘中电流方向为从 C 向 D，由于圆盘在切割磁感线时相当于电源，所以 D 处的电势比 C 处高，A、B 错误；保持铜盘不动，磁场变为方向垂直于铜盘的交变磁场，则穿过铜盘的磁通量发生变化，故铜盘中有感应电流产生，但是此时不再切割磁感线，所以 CD 不能当成电源，故 CRD 回路中没有电流产生，C 正确，D 错误4如图所示，A、B、C 是三个完全相同的灯泡， L 是一自感系数较大的线圈(直流电阻可忽略不计)则( )AS 闭合时，A 灯立即亮，然后逐渐熄灭B
5、S 闭合时，B 灯立即亮，然后逐渐熄灭C电路接通稳定后，三个灯亮度相同D电路接通稳定后，S 断开时，C 灯立即熄灭解析：选 A.电路中 A 灯与线圈并联后与 B 灯串联，再与 C 灯并联S 闭合时，三个灯同时立即发光，由于线圈的电阻由大变小，逐渐将 A 灯短路，A 灯逐渐熄灭，A 灯的电压逐3渐降低，B 灯的电压逐渐增大，B 灯逐渐变亮，故选项 A 正确，B 错误；电路接通稳定后，A 灯被线圈短路，完全熄灭B、C 并联，电压相同，亮度相同，故选项 C 错误；电路接通稳定后，S 断开时，C 灯中原来的电流立即减至零，由于线圈中电流要减小，产生自感电动势，阻碍电流的减小，线圈中电流不会立即消失，这
6、个自感电流通过 C 灯，所以 C 灯过一会儿熄灭，故选项 D 错误5(2019南京模拟)如图所示，一个闭合三角形导线框 ABC 位于竖直平面内，其下方(略靠前)固定一根与导线框平面平行的水平直导线，导线中通以图示方向的恒定电流释放导线框，它由实线位置下落到虚线位置未发生转动，在此过程中( )A导线框中感应电流的方向依次为ACBA ABCA ACBAB导线框的磁通量为零时，感应电流为零C导线框所受安培力的合力方向依次为向上向下向上D导线框所受安培力的合力为零，做自由落体运动解析：选 A.根据右手螺旋定则可知导线上方的磁场方向垂直于纸面向外，下方的磁场方向垂直于纸面向里，而且越靠近导线磁场越强，所
7、以闭合导线框 ABC 在下降过程中，导线框内垂直于纸面向外的磁通量先增大，当增大到 BC 边与导线重合时，达到最大，再向下运动，导线框内垂直于纸面向外的磁通量逐渐减小至零，然后随导线框的下降，导线框内垂直于纸面向里的磁通量增大，当增大到 A 点与导线重合时，达到最大，继续下降时由于导线框逐渐远离导线，使导线框内垂直于纸面向里的磁通量再逐渐减小，所以根据楞次定律可知，感应电流的磁场总是阻碍内部磁通量的变化，所以感应电流的磁场先向里，再向外，最后向里，所以导线框中感应电流的方向依次为 ACBA ABCA ACBA，A 正确；当导线框内的磁通量为零时，内部的磁通量仍然在变化，有感应电动势产生，所以感
8、应电流不为零，B 错误；根据对楞次定律的理解，感应电流的效果总是阻碍导体间的相对运动，由于导线框一直向下运动，所以导线框所受安培力的合力方向一直向上，不为零，C、D 错误6如图所示，光滑斜面的倾角为 ，斜面上放置一矩形导体线框 abcd， ab 边的边长为 l1， bc 边的边长为 l2，线框的质量为 m，电阻为 R，线框通过绝缘细线绕过光滑的定滑轮与一重物相连，重物质量为 M.斜面上 ef 线( ef 平行底边)的右方有垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度为 B，如果线框从静止开始运动，进入磁场的最初一段时间是做匀速运动的，且线框的 ab 边始终平行于底边，则下列说法正确的是( )4A线框进入
9、磁场前运动的加速度为Mg mgsin mB线框进入磁场时匀速运动的速度为（ Mg mgsin ） RBl1C线框做匀速运动的总时间为D该匀速运动过程中产生的焦耳热为( Mg mgsin )l2解析：选 D.由牛顿第二定律得， Mg mgsin ( M m)a，解得线框进入磁场前运动的加速度为 ，A 错误；由平衡条件， Mg mgsin F 安 0， F 安 BIl1， IMg mgsin M m， E Bl1v，联立解得线框进入磁场时匀速运动的速度为 v ，B 错误；线框做匀速运ER动的总时间为 t ，C 错误；由能量守恒定律，该匀速运动过程中产生的焦耳热等l2v于系统重力势能的减小量，为(
10、Mg mgsin )l2，D 正确二、多项选择题(本题共 4 小题，每小题 6 分，共 24 分在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有错选或不答的得 0分)7(2019吉林实验中学模拟)转笔(Pen Spinning)是一项用不同的方法与技巧、以手指来转动笔的休闲活动转笔深受广大中学生的喜爱，其中也包含了许多的物理知识，假设某转笔高手能让笔绕其上的某一点 O 做匀速圆周运动，下列有关该同学转笔中涉及的物理知识的叙述正确的是( )A笔杆上的点离 O 点越近的，做圆周运动的向心加速度越小B笔杆上的各点做圆周运动的向心力是由万有引力提供的C若
11、该同学使用中性笔，笔尖上的小钢珠有可能因快速的转动做离心运动被甩走D若该同学使用的是金属笔杆，且考虑地磁场的影响，由于笔杆中不会产生感应电流，因此金属笔杆两端一定不会形成电势差解析：选 AC.笔杆上各点的角速度相同，根据 a 2r 可知，笔杆上的点离 O 点越近的，做圆周运动的向心加速度越小，选项 A 正确；笔杆上的各点做圆周运动的向心力是由笔杆对该点的作用力提供的，选项 B 错误；若该同学使用中性笔，且转动过快，则笔尖上的小钢珠有可能因快速的转动做离心运动被甩走，选项 C 正确；若考虑地磁场的影响，由于笔杆转动时可能要切割磁感线而使金属笔杆两端形成电势差，选项 D 错误58.如图所示，水平放
12、置的粗糙 U 形框架上接一个阻值为 R0的电阻，放在垂直纸面向里、磁感应强度大小为 B 的匀强磁场中，一个半径为 L、质量为 m 的半圆形硬导体 AC 在水平向右的恒定拉力 F 作用下，由静止开始运动距离 d 后速度达到 v，半圆形硬导体 AC 的电阻为r，其余电阻不计下列说法正确的是( )A此时 AC 两端电压为 UAC2 BLvB此时 AC 两端电压为 UAC2BLvR0R0 rC此过程中电路产生的电热为 Q Fd mv212D此过程中通过电阻 R0的电荷量为 q2BLdR0 r解析：选 BD.AC 的感应电动势为 E2 BLv，两端电压为 UAC ，A 错误，ER0R0 r 2BLvR0
13、R0 rB 正确；由功能关系得 Fd mv2 Q Qf，C 错误；此过程中平均感应电流为 12 I ，通过电阻 R0的电荷量为 q t ，D 正确2BLd（ R0 r） t I 2BLdR0 r9如图，在水平桌面上放置两条相距 l 的平行光滑导轨 ab 与 cd，阻值为 R 的电阻与导轨的 a、 c 端相连质量为 m、电阻不计的导体棒垂直于导轨放置并可沿导轨自由滑动整个装置放于匀强磁场中，磁场的方向竖直向上(图中未画出)，磁感应强度的大小为B.导体棒的中点系一个不可伸长的轻绳，绳绕过固定在桌边的光滑轻滑轮后，与一个质量也为 m 的物块相连，绳处于拉直状态现若从静止开始释放物块，用 h 表示物块
14、下落的高度(物块不会触地)， g 表示重力加速度，其他电阻不计，则 ( )A电阻 R 中的感应电流方向由 c 到 aB物块下落的最大加速度为 gC若 h 足够大，物块下落的最大速度为mgRB2l2D通过电阻 R 的电荷量为BlhR解析：选 ACD.题中导体棒向右运动切割磁感线，由右手定则可得回路中产生顺时针方向的感应电流，则电阻 R 中的电流方向由 c 到 a，A 正确；对导体棒应用牛顿第二定律有6FT F 安 ma，又 F 安 B l，再对物块应用牛顿第二定律有 mg FT ma，则联立可得：BlvRa ，则物块下落的最大加速度 am ，B 错误；当 a0 时，速度最大为g2 B2l2v2m
15、R g2vm ，C 正确；下落 h 的过程，回路中的面积变化量 S lh，则通过电阻 R 的电荷量mgRB2l2q ，D 正确 R B SR BlhR10在倾角为 足够长的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度大小相等的匀强磁场，磁场方向一个垂直斜面向上，另一个垂直斜面向下，宽度均为 L，如图所示一个质量为m、电阻为 R、边长也为 L 的正方形线框在 t0 时刻以速度 v0进入磁场，恰好做匀速直线运动，若经过时间 t0，线框 ab 边到达 gg与 ff中间位置时，线框又恰好做匀速运动，则下列说法正确的是( )A当 ab 边刚越过 ff时，线框加速度的大小为 3gsin B t0时刻线框匀速运动的速度
16、为v04C t0时间内线框中产生的焦耳热为 mgLsin mv32 1532 20D离开磁场的过程中线框将做匀速直线运动解析：选 ABC.当 ab 边进入磁场时，有 E BLv0， I ， mgsin BIL，有ER mgsin .当 ab 边刚越过 ff时，线框的感应电动势和电流均加倍，则线框做减B2L2v0R速运动，有 4 mgsin ，加速度方向沿斜面向上且大小为 3gsin ，A 正确； t04B2L2v0R时刻线框匀速运动的速度为 v，则有 mgsin ，解得 v ，B 正确；线框从进入4B2L2vR v04磁场到再次做匀速运动的过程，沿斜面向下运动距离为 L，则由功能关系得线框中产
17、生的32焦耳热为 Q ，C 正确；线框离开磁场时做加速运动，3mgLsin 2 3mgLsin 2D 错误三、非选择题(本题共 3 小题，共 40 分按题目要求作答，计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)711(12 分)小明同学设计了一个“电磁天平” ，如图甲所示，等臂天平的左臂为挂盘，右臂挂有矩形线圈，两臂平衡线圈的水平边长 L0.1 m，竖直边长 H0.3 m，匝数为N1.线圈的下边处于匀强磁场内，磁感应强度 B01.0 T，方向垂直线圈平面向里线圈中通有可在 02.0 A 范围内调节的电流 I.挂盘放上待测物体后，调节线圈中电流使天平平衡，测出电流即可测得物体的质
18、量(重力加速度取 g10 m/s 2)(1)为使电磁天平的量程达到 0.5 kg，线圈的匝数 N1至少为多少？(2)进一步探究电磁感应现象，另选 N2100 匝、形状相同的线圈，总电阻 R10 .不接外电流，两臂平衡如图乙所示，保持 B0不变，在线圈上部另加垂直纸面向外的匀强磁场，且磁感应强度 B 随时间均匀变大，磁场区域宽度 d0.1 m当挂盘中放质量为 0.01 kg 的物体时，天平平衡，求此时磁感应强度的变化率 . B t解析：(1)线圈受到安培力 F N1B0IL天平平衡 mg N1B0IL代入数据得 N125 匝(2)由电磁感应定律得 E N2 t即 E N2 Ld B t由欧姆定律
19、得 IER线圈受到的安培力 F N2B0I L天平平衡 m g N B0 2 B t dL2R代入数据可得0.1 T/s. B t答案：(1)25 匝 (2)0.1 T/s12(14 分)(2018高考江苏卷)如图所示，两条平行的光滑金属导轨所在平面与水平面的夹角为 ，间距为 d.导轨处于匀强磁场中，磁感应强度大小为 B，方向与导轨平面垂直质量为 m 的金属棒被固定在导轨上，距底端的距离为 s，导轨与外接电源相连，使金8属棒通有电流金属棒被松开后，以加速度 a 沿导轨匀加速下滑，金属棒中的电流始终保持恒定，重力加速度为 g.求下滑到底端的过程中，金属棒(1)末速度的大小 v；(2)通过的电流大
20、小 I；(3)通过的电荷量 Q.解析：(1)匀加速直线运动 v22 as解得 v .2as(2)安培力 F 安 IdB金属棒所受合力 F mgsin F 安牛顿运动定律 F ma解得 I .m（ gsin a）dB(3)运动时间 tva电荷量 Q It解得 Q .2asm（ gsin a）dBa答案：(1) (2)2asm（ gsin a）dB(3)2asm（ gsin a）dBa13(14 分)如图所示，半径为 L12 m 的金属圆环内上、下半圆各有垂直圆环平面的有界匀强磁场，磁感应强度大小均为 B1 T长度也为 L1、电阻为 R 的金属杆 ab，一端10处于圆环中心，另一端恰好搭接在金属环
21、上，绕着 a 端沿逆时针方向匀速转动，角速度为 rad/s.通过导线将金属杆的 a 端和金属环连接到图示的电路中(连接 a 端的导线与10圆环不接触，图中的定值电阻 R1 R，滑片 P 位于 R2的正中央， R2的总阻值为 4R)，图中的平行板长度为 L22 m，宽度为 d2 m图示位置为计时起点，在平行板左边缘中央处刚好有一带电粒子以初速度 v00.5 m/s 向右运动，并恰好能从平行板的右边缘飞出，之后进入到有界匀强磁场中，其磁感应强度大小为 B2，左边界为图中的虚线位置，右侧及上下范围均足够大(忽略金属杆与圆环的接触电阻、圆环电阻及导线电阻，忽略电容器的充9放电时间，忽略带电粒子在磁场中
22、运动时的电磁辐射的影响，不计平行金属板两端的边缘效应及带电粒子的重力和空气阻力)求：(1)在 04 s 内，平行板间的电势差 UMN；(2)带电粒子飞出电场时的速度；(3)在上述前提下若粒子离开磁场后不会第二次进入电场，则磁感应强度 B2应满足的条件解析：(1)金属杆产生的感应电动势恒为E B1L 2 V12 21由电路的连接特点知： E I4RU0 I2R 1 VE2T1 20 s2由右手定则知：在 04 s 时间内，金属杆 ab 中的电流方向为 b a，则 a b则在 04 s 时间内， Md 时离开磁场后不会第二次进入2电场，即 B2 2 T.2mvdq答案：(1)1 V (2) m/s，与水平方向成 45夹角22(3)B22 T
