1、1单元检测九 电磁感应考生注意：1本试卷共 4 页2答卷前，考生务必用蓝、黑色字迹的钢笔或圆珠笔将自己的姓名、班级、学号填写在相应位置上3本次考试时间 90 分钟，满分 100 分4请在密封线内作答，保持试卷清洁完整一、单项选择题(本题共 8 小题，每小题 3 分，共计 24 分每小题只有一个选项符合题意)1如图 1 所示为安检门原理图，左边门框中有一通电线圈，右边门框中有一接收线圈工作过程中某段时间通电线圈中存在顺时针方向(从左向右看)均匀增大的电流，则( )图 1A无金属片通过时，接收线圈中的感应电流方向为顺时针B无金属片通过时，接收线圈中的感应电流增大C有金属片通过时，接收线圈中的感应电
2、流方向为顺时针D有金属片通过时，接收线圈中的感应电流大小发生变化2(2017南京市多校第三次月考)在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一个面积不变的单匝金属圆形线圈，规定线圈中感应电流的正方向如图 2 甲所示，取线圈中磁场 B 的方向向上为正，当磁场中的磁感应强度 B 随时间 t 如图乙变化时，下列各图中能正确表示线圈中感应电流变化的图象是( )图 223(2018田家炳中学调研)如图 3 所示，A、B 是两盏完全相同的白炽灯， L 是直流电阻不计、自感系数很大的自感线圈，如果断开开关 S1，闭合 S2，A、B 两灯都能同样发光如果最初 S1是闭合的，S 2是断开的那么不可能出现的情况是( )图
3、3A刚一闭合 S2，A 灯就立即亮，而 B 灯延迟一段时间才亮B刚闭合 S2时，线圈 L 中的电流为零C闭合 S2以后，A 灯变亮，B 灯由亮变暗D闭合 S2稳定后再断开 S2时，A 灯立即熄灭，B 灯先亮一下然后熄灭4(2018虹桥中学调研)如图 4 所示，螺线管与灵敏电流计相连，条形磁铁从螺线管的正上方由静止释放，向下穿过螺线管下列说法正确的是( )图 4A电流计中的电流先由 a 到 b，后由 b 到 aB a 点的电势始终低于 b 点的电势C磁铁减少的重力势能等于回路中产生的热量D磁铁刚离开螺线管时的加速度小于重力加速度5(2018盐城中学模拟)矩形线圈 abcd，长 ab20cm，宽
4、bc10cm，匝数 n200，线圈回路总电阻 R5.整个线圈平面内均有垂直于线圈平面的匀强磁场穿过若磁感应强度 B随时间 t 的变化规律如图 5 所示，则( )3图 5A线圈回路中感应电动势随时间均匀变化B线圈回路中产生的感应电流为 0.5AC当 t0.3s 时，线圈的 ab 边所受的安培力大小为 0.016ND在 1min 内线圈回路产生的焦耳热为 48J6在垂直纸面的匀强磁场中，有不计重力的甲、乙两个带电粒子，在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹示意图如图 6.则下列说法中正确的是( )图 6A甲、乙两粒子所带电荷种类不同B若甲、乙两粒子的动量大小相等，则甲粒子所带电荷量较大C若甲、乙两
5、粒子所带电荷量及运动的速率均相等，则甲粒子的质量较大D该磁场方向一定是垂直纸面向里7(2018高邮中学阶段检测)如图 7 所示， LOM 为一 45角折线，折线内有一方向垂直于纸面向里的匀强磁场，一边长为 l 的正方形导线框沿垂直于 OM 的方向以速度 v 做匀速直线运动，在 t0 时刻恰好位于图中所示位置以逆时针方向为导线框中电流的正方向，在下面四幅图中能够正确表示电流时间( I t)关系的是(时间以 为单位)( )lv图 748(2017苏锡常镇四市调研)图 8 中 L 是线圈， D1、 D2是发光二极管(电流从“”极流入才发光)闭合 S，稳定时灯泡 L 正常发光，然后断开 S 瞬间， D
6、2亮了一下后熄灭则( )图 8A题图是用来研究涡流现象的实验电路B开关 S 闭合瞬间，灯泡 L 立即亮起来C开关 S 断开瞬间， P 点电势比 Q 点电势高D干电池的左端为电源的正极二、多项选择题(本题共 5 小题，每小题 4 分，共计 20 分每小题有多个选项符合题意全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，错选或不答的得 0 分)9(2018南京市玄武区模拟)如图 9 所示，圆形导体线圈 a 平放在绝缘水平桌面上，在 a的正上方固定一竖直螺线管 b，二者轴线重合，螺线管、电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路若将滑动变阻器的滑片 P 向上滑动，下列表述正确的是( )图 9A穿过线圈 a
7、的磁通量增大B线圈 a 对水平桌面的压力小于其重力C线圈 a 中将产生俯视逆时针方向的感应电流D线圈 a 中将产生俯视顺时针方向的感应电流10(2018启东中学模拟)如图 10 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 长为 L，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( )图 105A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 BLvD减少的重力势能等于电阻 R 上产生的内能11如图 11 所示，固定于水平面上宽为 l
8、的光滑金属架 abcd 处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为 B，左端接一定值电阻 R，质量为 m 的金属棒 MN 沿框架以初速度 v0向右运动，接入电路的有效电阻为 r ，若导轨足够长，其电阻不计，对整个运动过程下列说法正确R2的是( )图 11A电阻 R 上产生的焦耳热为 mv0213B金属棒 MN 上产生的焦耳热为 mv0214C通过导体棒 MN 的电荷量为mv0BlD最终 MN 停靠的位置距离其初始位置为mv0R2B2l212(2018铜山中学模拟)如图 12 所示，竖直平面(纸面)内两水平线间存在宽度为 d 的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里一质量为 m、边长也为 d 的正方形线框从
9、磁场上方某处自由落下， t1时刻线框的下边进入磁场， t2时刻线框的上边进入磁场， t3时刻线框上边离开磁场已知线框平面在下落过程中始终与磁场方向垂直，且线框上、下边始终与磁场边界平行，不计空气阻力，则线框下落过程中的 v t 图象可能正确的是( )图 12613.(2018淮安市、宿迁市学业质量检测)如图 13 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 B x正方向匀速运动，运动中 AB 边始终与 x 轴平行
10、，则下列判断正确的是( )图 13A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ka2vRC为保持线圈匀速运动，可对线圈施加大小为 的水平外力k2a4vRD线圈不可能有两条边所受安培力大小相等三、非选择题(本题共 5 小题，共计 56 分)14(9 分)(2017盐城中学月考)如图 14(a)所示，平行长直金属导轨水平放置，间距L0.6m，导轨右端接有阻值 R1 的电阻，导体棒垂直放置在导轨上，且接触良好导体棒及导轨的电阻均不计导轨间正方形区域 abcd 内有方向竖直向下的匀强磁场， bd 连线与导轨垂直，长度也为 L.从 t0 时刻开始，磁感应强度 B 的大小随时间 t 变化，规律如
11、图(b)表示；同一时刻，棒从导轨左端开始向右匀速运动， t1s 时刚好进入磁场，若使棒在导轨上始终以速度 v1m/s 做直线运动，求：图 14(1)棒进入磁场前，回路中的电动势 E；(2)棒在运动过程中受到的最大安培力 F；(3)求棒穿过磁场的过程中流经电阻的电荷量715(10 分)(2017扬州中学 5 月考)如图 15 甲所示，一根能承受最大拉力为 16N 的轻绳系一质量为 m0.8kg、半径为 1m 的圆形线圈静止在竖直平面内，已知线圈的总电阻为R0.5，在线圈上半部分分布着垂直于线圈平面向里、大小随时间变化的磁场，如图乙所示，已知 t0时刻轻绳刚好被拉断， g 取 10m/s2.求：(
12、计算结果可以保留 )图 15(1)在轻绳被拉断前线圈感应电动势的大小及感应电流的大小和方向；(2)t1s 时线圈受到的安培力；(3)t0的大小16(12 分)(2017丹阳中学模拟)如图 16 所示，用质量为 m、电阻为 R 的均匀导线做成边长为 l 的单匝正方形线框 MNPQ，线框每一边的电阻都相等将线框置于光滑绝缘的水平面上，在线框的右侧存在竖直方向的有界匀强磁场，磁场边界间的距离为 2l，磁感应强度为B，在垂直 MN 边的水平拉力作用下，线框以垂直磁场边界的速度 v 匀速穿过磁场，在运动过程中线框平面水平，且 MN 边与磁场的边界平行求：图 16(1)线框 MN 边刚进入磁场时，线框中感
13、应电流的大小；(2)线框 MN 边刚进入磁场时， M、 N 两点间的电压 UMN；(3)在线框从 MN 边刚进入磁场到 PQ 边刚穿出磁场的过程中，水平拉力对线框所做的功 W.817(12 分)(2017淮阴中学模拟)如图 17 所示，质量为 m 的跨接杆 ab 可以无摩擦地沿水平的导轨滑行，两轨间距为 L，导轨与电阻 R 连接，放在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为 B.杆从 x 轴原点 O 以大小为 v0的水平初速度向右滑行，直到静止已知杆在整个运动过程中速度 v 和位移 x 的函数关系是： v v0 B2L2 ，杆及导轨的电阻均不计xmR图 17(1)试求杆所受的安培力 F 随其位移 x
14、 变化的函数式；(2)求出杆开始运动到停止运动过程中通过 R 的电荷量(3)求从开始到滑过的位移为全程一半时电路中产生的焦耳热18(13 分)(2018南京市三校联考)如图 18 所示，两根足够长的平行金属导轨固定在倾角 30的斜面上，导轨电阻不计，间距 L0.4m，导轨所在空间被分成区域和，两区域的边界与斜面的交线为 MN.中的匀强磁场方向垂直斜面向下，中的匀强磁场方向垂直斜面向上，两磁场的磁感应强度大小均为 B0.5T在区域中，将质量 m10.1kg、电阻R10.1 的金属条 ab 放在导轨上， ab 刚好不下滑然后，在区域中将质量 m20.4kg、电阻 R20.1 的光滑导体棒 cd 置
15、于导轨上，由静止开始下滑 cd 在滑动过程中始终处于区域的磁场中， ab、 cd 始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，取 g10m/s 2，问：图 18(1)cd 下滑的过程中， ab 中的电流方向；(2)ab 刚要向上滑动时， cd 的速度 v 为多大；9(3)从 cd 开始下滑到 ab 刚要向上滑动的过程中， cd 滑动的距离 x3.8m，此过程中 ab 上产生的热量 Q 是多少答案精析1D 2.A 3.A 4.D 5.D6C 两粒子均逆时针运动，根据左手定则可知有两种情况：磁场垂直纸面向里，粒子均带正电；磁场垂直纸面向外，粒子均带负电，故 A、D 错误；根据洛伦兹力提供向心力得 qv
16、B m ，可得 R ，分析可知当速率 v、电荷量 q、磁感应强度 B 均相等时，半径 Rv2R mvqB越大的粒子质量 m 就越大，根据 R 可知，磁感应强度 B 相同，当两粒子动量 p mv 相等mvqB时，半径 R 越小的粒子电荷量 q 越大，所以乙粒子电荷量较大，故 B 错误，C 正确7C 在 0 时间内线框上边框进入磁场，切割磁感线产生的电动势大小恒定，感应电流lv沿逆时针方向，可排除 D 项；在 3 时间内，线框穿出磁场，磁通量一直减少，感应电流lv lv均沿顺时针方向，电流为负值，可排除 A、B 两项，故 C 项正确8D 9.BD10AB 导体棒 ab 以一定初速度 v 下滑，切割
17、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 E BLvcos ，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11AC12AB 进入磁场前和通过磁场后，线框只受重力，加速度恒为 g.设线框下边进入磁场时速度为 v，则线框中感应电动势 E Bdv，由闭合电路欧姆
18、定律有 I ，安培力 F BId，解ER得 F ，若 F mg，则线框匀速穿过磁场，A 项正确；若 Fmg，则线框减速通过磁场，B2d2vR由牛顿第二定律有 mg ma1，可知线框加速度不断减小，B 项正确；若 Fmg，线框在B2d2vR磁场中刚开始做加速运动，由牛顿第二定律有 mg ma2，所以线框加速度不断减小，B2d2vR当 F mg 时线框匀速运动，故 C、D 项错13BC 由楞次定律得感应电流沿顺时针方向，A 错误；设线圈向右移动一段距离 l，则10通过线圈的磁通量变化为 l a2 la2k，而所需时间为 t ，根据 B x lv法拉第电磁感应定律，感应电动势为 E ka2v，故感应
19、电流大小为 I ，B 正 t ER ka2vR确；线圈匀速运动时，外力与安培力平衡，由平衡条件得 F( B2 B1)Ia ka2I ，Ck2a4vR正确；线圈的 AB、 CD 两条边所受安培力大小相等，D 错误14见解析解析 (1)由法拉第电磁感应定律，知E n S0.09V t B t(2)棒在磁场中受到安培力， t1s 后磁感应强度不再变化，则有效切割长度为 L 时，安培力最大，为 F BIL 0.09NB2L2vR(3)q t 0.09CI R15见解析解析 (1)根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势为：E n S t B t其中 S 是指位于磁场中线圈的有效面积，有： S r212解
20、得： E0.5V根据闭合电路欧姆定律有： I 1AER根据楞次定律可知，感应电流的方向为逆时针方向(2)根据安培力大小计算公式可知， t1s 时线圈受到的安培力为： F1 B1IL其中 L 是指位于磁场中通电导线的有效长度，有： L2 r根据题图乙可知， t1s 时 B1 T1解得： F1 N，根据左手定则可知安培力的方向为竖直向下2(3)对线圈，受竖直向下的重力 mg 和安培力 F、轻绳竖直向上的拉力 FT作用，根据共点力平衡条件有：FT mg F在 t0时刻， FT FTm16N，F t02rI11解得： t0 4s FTm mg2rI16(1) (2) Blv (3)BlvR 34 2B
21、2l3vR解析 (1)线框 MN 边刚进入磁场时，感应电动势 E Blv线框中的感应电流 I ；ER BlvR(2)M、 N 两点间的电压为电源的路端电压，由闭合电路欧姆定律可得出 UMN E Blv34 34(3)线框运动过程中有感应电流的时间 t2lv此过程线框中产生的焦耳热 Q I2Rt2B2l3vR根据能量守恒定律得水平拉力做功 W Q .2B2l3vR17(1) F (v0 B2L2 ) (2) (3) mv02B2L2R xmR mv0BL 38解析 (1)杆在磁场中向右运动时，所受的安培力为： F B L，其中： ，I IBLvR据题意，杆的速度 v 和位移 x 的函数关系为：
22、v v0 B2L2xmR所以有： F (v0 B2L2 )B2L2R xmR由上式可知，安培力 F 与位移 x 成线性关系(2)根据动量定理得： B L t0 mv0，则有： q tI Imv0BL(3)当 v0 时， xmRv0B2L2当 x 时， v v0 B2L2 x2 1mR 12 mRv0B2L2 v02根据能量守恒： Q1 mv02 m( )2 mv0212 12 v02 3818(1)由 a 流向 b (2)5m/s (3)1.3J解析 (1)由右手定则可判断出 cd 中的电流方向为由 d 到 c，则 ab 中电流方向为由 a 流向 b.(2)开始放置时 ab 刚好不下滑， ab
23、 所受摩擦力为最大静摩擦力，设其为 Fmax，有Fmax m1gsin 设 ab 刚要上滑时， cd 棒的感应电动势为 E，由法拉第电磁感应定律有 E BLv设电路中的感应电流为 I，由闭合电路欧姆定律有12I ER1 R2设 ab 所受安培力为 F 安 ，有 F 安 BIL此时 ab 受到的最大静摩擦力方向沿斜面向下，如图所示，由平衡条件有 F 安 m1gsin Fmax综合式，得 v (R1 R2)，代入数据解得 v5m/s2m1gsinB2L2(3)设 cd 棒运动过程中在电路中产生的总热量为 Q 总 ，由能量守恒定律有 m2gxsin Q 总 m2v212又 Q Q 总 ，解得 Q1.3JR1R1 R2
