1、45分钟章末验收卷,第十章 电磁感应,1.图甲是法拉第于1831年发明的人类历史上第一台发电机圆盘发电机.图乙为其示意图，铜盘安装在水平的铜轴上，磁感线垂直穿过铜盘；两块铜片M、N分别与铜轴和铜盘边缘接触，匀速转动铜盘，电阻R就有电流通过.则下列说法正确的是 A.回路中恒定电流的大小与铜盘转速无关 B.回路中有大小和方向都做周期性变化的涡流 C.回路中电流方向不变，从M经导线流进电阻R，再从N流向铜盘 D.铜盘绕铜轴转动时，沿半径方向上的金属“条”切割磁感线，产生电动势,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,圆盘发电机的圆盘可看做无数条沿半径方向的金属“条”，
2、转动切割磁感线产生感应电动势，D项正确； 金属“条”相互并联，产生的感应电动势与一条金属“条”转动切割产生的感应电动势相等，即E BL2，可见感应电动势大小不变，回路总电阻不变，由闭合回路欧姆定律得I ，故回路中电流大小恒定，且与铜盘转速有关，A、B项错； 由右手定则可知，回路中电流方向是自下而上通过电阻R，C项错.,1,2,3,4,6,7,8,9,10,11,12,13,5,2.下列没有利用涡流的是 A.金属探测器 B.变压器中用互相绝缘的硅钢片叠成铁芯 C.用来冶炼合金钢的真空冶炼炉 D.磁电式仪表的线圈用铝框做骨架,答案,解析,金属探测器、冶炼炉都是利用涡流现象工作的，磁电式仪表利用涡流
3、能让指针快速稳定，也是利用涡流现象，变压器中的硅钢片是为了防止涡流产生铁损.,1,2,3,4,6,7,8,9,10,11,12,13,5,3.如图所示电路中，A、B、C为完全相同的三个灯泡，L是一直流电阻不可忽略的电感线圈.a、b为线圈L的左右两端点，原来开关S是闭合的，三个灯泡亮度相同.将开关S断开后，下列说法正确的是 A.a点电势高于b点，A灯闪亮后缓慢熄灭 B.a点电势低于b点，B、C灯闪亮后缓慢熄灭 C.a点电势高于b点，B、C灯闪亮后缓慢熄灭 D.a点电势低于b点，B、C灯不会闪亮只是缓慢熄灭,答案,解析,1,2,3,4,6,7,8,9,10,11,12,13,5,电路稳定时，三个完
4、全相同的灯泡亮度相同，说明流经三个灯泡的电流相等.某时刻将开关S断开，流经电感线圈的磁通量减小，其发生自感现象，相当于电源，产生和原电流方向相同的感应电流，故a点电势低于b点电势，三个灯不会闪亮只是缓慢熄灭，选项D正确.,1,2,3,4,6,7,8,9,10,11,12,13,5,4.如图所示，等腰三角形内分布有垂直于纸面向外的匀强磁场，它的底边在x轴上且长为2L，高为L，纸面内一边长为L的正方形导线框沿x轴正方向做匀速直线运动穿过匀强磁场区域，在t0时刻恰好位于如图所示的位置，以顺时针方向为导线框中电流的正方向，下面四幅图中能够 正确表示导线框中的电流位移(Ix)关系的是,答案,解析,1,2
5、,3,4,6,7,8,9,10,11,12,13,5,位移在0L过程，磁通量增大，由楞次定律判断感应电流方向为顺时针方向，为正值.I ，lx，则I ；位移在L2L过程：磁通量先增大后减小，由楞次定律判断感应电流方向先为顺时针方向，为正值，后为逆时针方向，为负值；位移在2L3L过程：磁通量减小，由楞次定律判断感应电流方向为逆时针方向，为负值，I (3Lx).,1,2,3,4,6,7,8,9,10,11,12,13,5,5.如图甲，光滑平行且足够长的金属导轨ab、cd所在平面与水平面成角，b、c两端接有阻值为R的定值电阻.阻值为r的金属棒PQ垂直导轨放置，其他部分电阻不计.整个装置处在磁感应强度为
6、B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向上.从t0时刻开始，棒受到一个平行于导轨向上的外力F作用，由静止开始沿导轨向上运动，运动中棒始终与导轨垂直且接触良好，通过R的感应电流随时间t 变化的图象如图乙所示.,1,2,3,4,6,7,8,9,10,11,12,13,5,下面分别给出了穿过回路PQcb的磁通量、磁通量的变化率 、电阻R两端的电势差U和通过棒上某横截面的总电荷量q随运动时间t变化的图象，其中正确的是,答案,解析,1,2,3,4,6,7,8,9,10,11,12,13,5,由于产生的感应电动势是逐渐增大的，而图象A描述磁通量与时间关系中斜率不变，产生的感应电动势不变，A错误； 回路中的感
7、应电动势为：E ，感应电流为 ，由题图乙可知：Ikt，故有： k(Rr)t，所以图象B正确； I均匀增大，电阻R两端的电势差UIRktR，则知U与时间t成正比，C错误； 通过金属棒的电荷量为： ，故有qt图象为抛物线，并非过原点的直线，D错误.,1,2,3,4,6,7,8,9,10,11,12,13,5,6.如图所示，虚线两侧的磁感应强度大小均为B，方向相反，电阻为R的导线弯成顶角为90，半径为r的两个扇形组成的回路，O为圆心，整个回路可绕O点转动.若由图示的位置开始沿顺时针方向以角速度转动，则在一个周期内电路消耗的电能为,答案,解析,1,2,3,4,6,7,8,9,10,11,12,13,5
8、,1,2,3,4,6,7,8,9,10,11,12,13,5,7.随着科技的不断发展，无线充电已经进入人们的生活.某品牌手机的无线充电原理如图所示.关于无线充电，下列说法正确的是A.充电底座中的发射线圈将磁场能转化为电能 B.充电底座可以直接使用直流电源实现对手机的无线充电 C.接收线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同 D.无线充电时手机接收线圈利用“电流的磁效应”获取电能,答案,解析,1,2,3,4,6,7,8,9,10,11,12,13,5,发射线圈中通入交变电流，交变电流周围形成交变磁场，交变磁场又形成交变电场，从而在接收线圈形成交变电流.发射线圈是将电能转化为磁场能，接收
9、线圈是将磁场能转化为电能，A错误； 直流电周围形成恒定的磁场，恒定的磁场无法由电磁感应形成电场， B错误； 根据电磁感应规律知接收线圈与发射线圈中交变电流的频率一样，C正确； 无线充电时手机接收线圈利用“电磁感应”获得电能，D错误.,1,2,3,4,6,7,8,9,10,11,12,13,5,8.如图所示，足够长的光滑导轨倾斜放置，导轨宽度为L，其下端与电阻R连接.导体棒ab电阻为r，导轨和导线电阻不计，匀强磁场竖直向上.若导体棒ab以一定初速度v下滑，则关于ab棒的下列说法中正确的是 A.所受安培力方向水平向右 B.可能以速度v匀速下滑 C.刚下滑的瞬间ab棒产生的感应电动势为BLv D.减
10、少的重力势能等于电阻R上产生的内能,答案,解析,1,2,3,4,6,7,8,9,10,11,12,13,5,导体棒ab以一定初速度v下滑，切割磁感线产生感应电动势和感应电流，由右手定则可判断出电流方向为从b到a，由左手定则可判断出ab棒所受安培力方向水平向右，选项A正确. 当mgsin BILcos 时，ab棒沿导轨方向合外力为零，可以速度v匀速下滑，选项B正确. 由于速度方向与磁场方向夹角为(90)，刚下滑的瞬间ab棒产生的感应电动势为EBLvcos ，选项C错误. 由能量守恒定律知，ab棒减少的重力势能不等于电阻R上产生的内能，选项D错误.,1,2,3,4,6,7,8,9,10,11,12
11、,13,5,9.如图，两根平行光滑金属导轨固定在同一水平面内，其左端接有定值电阻R.Ox轴平行于金属导轨，在0x4 m的空间区域内存在着垂直导轨平面向下的磁场，磁感应强度B随坐标x(以m为单位)的分布规律为B0.80.2x(T).金属棒ab在外力作用下从x0处沿导轨运动，金属棒始终与导轨垂直并接触良好，不计导轨和金属棒的电阻.设在金属棒从x11 m经x22 m到x33 m的过程中，R的电功率保持不变，则金属棒 A.在x1与x3处的电动势之比为13 B.在x1与x3处受到磁场B的作用力大小之比为31 C.从x1到x2与从x2到x3的过程中通过R的电荷量之比为53 D.从x1到x2与从x2到x3的
12、过程中R产生的焦耳热之比为53,答案,解析,1,2,3,4,6,7,8,9,10,11,12,13,5,由于金属棒在运动过程中，R的电功率不变，则由PI2R知电路中电流I不变，又根据EIR知在x1与x3处电动势相同，选项A错误； 由题意知在x1、x2、x3处的磁感应强度分别为0.6 T、0.4 T、0.2 T，设导轨间距为L，由FBIL知金属棒在x1与x3处受到磁场B的作用力大小之比为31，选项B正确；,1,2,3,4,6,7,8,9,10,11,12,13,5,由E ，qIt，得q ，如图为B随 x变化的图象，图线与坐标轴所围的面积与L的 乘积表示回路磁通量的变化量，可知金属 棒从x1到x2
13、与从x2到x3的过程中通过R的电荷量 之比为53，选项C正确； 根据QI2Rt和qIt可知金属棒从x1到x2与从x2到x3的过程所用的时间之比为53，则R产生的焦耳热之比为53，选项D正确.,1,2,3,4,6,7,8,9,10,11,12,13,5,10.如图所示，在水平光滑绝缘桌面上建立直角坐标系xOy，第一象限内存在垂直桌面向上的磁场，磁场的磁感应强度B沿x轴正方向均匀增大且 k，一边长为a、电阻为R的单匝正方形线圈ABCD在第一象限内以速度v沿x轴正方向匀速运动，运动中AB边始终与x轴 平行，则下列判断正确的是 A.线圈中的感应电流沿逆时针方向 B.线圈中感应电流的大小为 C.为保持线
14、圈匀速运动，可对线圈施加大小为 的水平外力 D.线圈不可能有两条边所受安培力大小相等,答案,解析,1,2,3,4,6,7,8,9,10,11,12,13,5,由楞次定律得感应电流沿顺时针方向，A错误； 线圈向右移动一段距离l，则通过线圈的磁通量变化为l a2la2k，而所需时间为t ，根据法拉第电磁感应定律，感应电动势为E ka2v，故感应电流大小为 ，B正确； 线圈匀速运动时，外力与安培力平衡，由平衡条件得F(B2B1)Iaka2I ，C正确； 线圈的AB、CD两条边所受安培力大小相等，D错误.,1,2,3,4,6,7,8,9,10,11,12,13,5,11.如图，两平行金属导轨固定在水平
15、面上，匀强磁场方向垂直导轨平面向下，金属棒ab、cd与导轨垂直构成闭合回路，且两棒都可沿导轨无摩擦滑动.用与导轨平行的水平恒力F向右拉cd棒，经过足够长时间以后 A.两棒间的距离保持不变 B.两棒都做匀速直线运动 C.两棒都做匀加速直线运动 D.ab棒中的电流方向由b流向a,答案,1,2,3,4,6,7,8,9,10,11,12,13,5,答案,解析,5 A,12.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两点分别连接电阻R1和R2，组成矩形线框，如图所示，ad和bc相距L0.5 m，放在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B1 T，一根电阻为0.2 的导体棒PQ跨接在两根金属
16、导轨上，在外力作用下以 4 m/s的速度，向右匀速运动，如果电阻R10.3 ， R20.6 ，导轨ad和bc的电阻不计，导体棒与导轨 接触良好.求： (1)导体棒PQ中产生的感应电流的大小；,1,2,3,4,6,7,8,9,10,11,12,13,5,根据法拉第电磁感应定律 EBLv10.54 V2 V,1,2,3,4,6,7,8,9,10,11,12,13,5,答案,解析,QP,(2)导体棒PQ上感应电流的方向；,根据右手定则判定电流方向为QP,答案,解析,10 W,导体棒PQ匀速运动， 则FF安BIL150.5 N2.5 N 故外力做功的功率PFv2.54 W10 W.,(3)导体棒PQ向
17、右匀速滑动的过程中，外力做功的功率.,1,2,3,4,6,7,8,9,10,11,12,13,5,13.如图所示，间距为L的平行且足够长的光滑导轨由两部分组成.倾斜部分与水平部分平滑相连，倾角为，在倾斜导轨顶端连接一阻值为r的定值电阻.质量为m、电阻也为r的金属杆MN垂直导轨跨放在导轨上，在倾斜导轨区域加一垂直导轨平面向下、磁感应强度为B的匀强磁场；在水平导轨区域加另一垂直轨道平面向下、磁感应强度也为B的匀强磁场.闭合开关S，让金属杆MN从图示位置由 静止释放，已知金属杆MN运动到水平 轨道前，已达到最大速度，不计导轨 电阻且金属杆MN始终与导轨接触良好， 重力加速度为g.求：,1,2,3,4
18、,6,7,8,9,10,11,12,13,5,(1)金属杆MN在倾斜导轨上滑行的最大速率vm；,答案,解析,见解析,金属杆MN在倾斜导轨上滑行的速度最大时， 其受到的合力为零， 对其受力分析，可得mgsin BImL0 根据法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律可得： Im 解得：vm,1,2,3,4,6,7,8,9,10,11,12,13,5,(2)金属杆MN在倾斜导轨上运动，速度未达到最大速度vm前，当流经定值电阻的电流从零增大到I0的过程中，通过定值电阻的电荷量为q，求这段时间内在定值电阻上产生的焦耳热Q；,答案,见解析,解析,1,2,3,4,6,7,8,9,10,11,12,13,5,设在这段时间内，金属杆MN运动的位移为x由电流的定义可得：q 根据法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律得：设电流为I0时金属杆MN的速度为v0，根据法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律， 设此过程中，电路产生的焦耳热为Q热，由功能关系可得： mgxsin Q热 定值电阻r产生的焦耳热Q Q热,1,2,3,4,6,7,8,9,10,11,12,13,5,(3)金属杆MN在水平导轨上滑行的最大距离xm.,答案,见解析,解析,设金属杆MN在水平导轨上滑行时的加速度大小为a， 速度为v时回路电流为I，由牛顿第二定律得：BILma,1,2,3,4,6,7,8,9,10,11,12,13,5,
