人教版物理选修3-2第四章《电磁感应》检测试卷

一、不定项选择题

1. 难度：简单

自然界的电、热和磁等现象都是相互联系的，很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献。下列说法正确的是(　　)

A. 奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系

B. 欧姆发现了欧姆定律，说明了热现象和电现象之间存在联系

C. 法拉第发现了电磁感应现象，揭示了磁现象和电现象之间的联系

D. 焦耳发现了电流的热效应，定量给出了电能和热能之间的转换关系

2. 难度：中等

如图所示，P、Q是两个完全相同的灯泡，L是电阻为零的纯电感，且自感系数L很大．C是电容较大且不漏电的电容器，下列判断正确的是(　　)

A. S闭合时，P灯亮后逐渐熄灭，Q灯逐渐变亮

B. S闭合时，P灯、Q灯同时亮，然后P灯变暗，Q灯变得更亮

C. S闭合，电路稳定后， S断开时，P灯突然亮一下，然后熄灭，Q灯立即熄灭

D. S闭合，电路稳定后，S断开时，P灯突然亮一下，然后熄灭，Q灯逐渐熄灭

二、选择题

3. 难度：简单

图为地磁场磁感线的示意图，在南半球磁场的竖直分量向上，飞机MH370最后在南印度洋消失，由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差，设飞行员左方机翼末端处的电势为φ₁，右方机翼末端处的电势为φ₂，则在南印洋上时(　　)

A. 若飞机从西往东飞，φ₁比φ₂高

B. 若飞机从东往西飞，φ₂比φ₁高

C. 若飞机从北往南飞，φ₁比φ₂高

D. 若飞机从南往北飞，φ₁比φ₂高

4. 难度：中等

如图9所示，足够长且电阻不计的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置，间距为L＝0.5 m ，一匀强磁场磁感应强度B＝0.2 T垂直穿过导轨平面，导轨的上端M与P间连接阻值为R＝0.40 Ω的电阻，质量为m＝0.01 kg、电阻不计的金属棒ab垂直紧贴在导轨上。现使金属棒ab由静止开始下滑，经过一段时间金属棒达到稳定状态，这段时间内通过R的电荷量为0.3 C，则在这一过程中(g＝10 m/s²)(　  　)

A. 安培力最大值为0.05 N    B. 这段时间内下降的高度1.2 m

C. 重力最大功率为0.1 W    D. 电阻产生的焦耳热为0.04 J

5. 难度：中等

如图所示，有一个等腰直角三角形的匀强磁场区域其直角边长为L，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B.边长为L、总电阻为R的正方形导线框abcd，从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速穿过磁场区域．取沿abcda的感应电流为正，则表示线框中电流i随bc边的位置坐标x变化的图象正确的是(　　)

A.     B.

C.     D.

6. 难度：简单

纸面内有U形金属导轨，AB部分是直导线(如图所示)．虚线范围内有垂直于纸面向里的匀强磁场．AB右侧有圆线圈C.为了使C中产生顺时针方向的感应电流，紧贴导轨的金属棒MN在磁场里的运动情况是(　　)

A. 向右匀速运动    B. 向左匀速运动

C. 向右加速运动    D. 向右减速运动

7. 难度：简单

如图所示，金属杆MN在金属框上以速度向左平移的过程中，在MN上产生的感应电动势E随时间变化的规律应是(    )

A.     B.

C.     D.

8. 难度：简单

一面积、匝数＝100匝的线圈放在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，磁感应强度B的大小随时间按如图所示的规律变化，则 (    )

A. 在开始2 s内穿过线圈的磁通量的变化量等于零

B. 开始2s内穿过线圈的磁通量的变化率

C. 在开始2 s内线圈中产生的感应电动势＝0.08 V

D. 在第3 s末感应电动势等于零

9. 难度：简单

如图所示，磁带录音机可用作录音，也可用作放音，其主要部件为可匀速行进的磁带a和绕有线圈的磁头b.下面对于它们在录音、放音过程中主要工作原理的描述，正确的是  (　  　)

A. 放音的主要原理是电磁感应，录音的主要原理是电流的磁效应

B. 录音的主要原理是电磁感应，放音的主要原理是电流的磁效应

C. 放音和录音的主要原理都是磁场对电流的作用

D. 放音和录音的主要原理都是电磁感应

10. 难度：中等

如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n₁：n₂=1：3，次级回路中联入三个均标有“36V，40W”的灯泡，且均正常发光，那么，标有“36V、40W”的灯泡A（ ）

A. 也正常发光    B. 将被烧毁    C. 比另三个灯暗    D. 无法确定

11. 难度：中等

一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交流电的图象如图所示，由图可以知道（ ）

A. 0.01s时刻线圈处于中性面位置

B. 0.01s时刻穿过线圈的磁通量为零

C. 该交流电流有效值为2A

D. 该交流电流频率为50Hz

12. 难度：中等

下列说法中正确的是（  ）

A. 电饭锅中的敏感元件是光敏电阻

B. 测温仪中测温元件可以是热敏电阻

C. 机械式鼠标中的传感器接收到连续的红外线，输出不连续的电脉冲

D. 火灾报警器中的光传感器在没有烟雾时呈现低电阻状态，有烟雾时呈现高电阻状态

13. 难度：中等

如图所示，ab为一金属杆，它处在垂直于纸面向里的匀强磁场中，可绕a点在纸面内转动；S是以a为圆心位于纸面内的金属圆环。在杆转动的过程中，杆的b端与金属环保持良好接触；A为电流表，其一端与金属环相连，一端与a点良好接触。当杆沿顺时针方向转动时，某时刻ab杆的位置如图所示，则此时刻（    ）

A. 有电流通过电流表，方向由c→d；作用于ab的安培力向右

B. 有电流通过电流表，方向由c→d；作用于ab的安培力向左

C. 有电流通过电流表，方向由d→c；作用于ab的安培力向右

D. 无电流通过电流表，作用于ab的安培力为零

14. 难度：简单

矩形线圈的匝数为50匝，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图所示，下列结论正确的是(　　)

A. 在t＝0.1s和t＝0.3s时,电动势最大

B. 在t＝0.2s和t＝0.4s时,电动势改变方向

C. 电动势的最大值是157V

D. 在t＝0.4 s时，磁通量变化率最大，其值为3.14Wb/s

15. 难度：简单

如图(a)所示的电路中，光敏电阻R₂加上图(b)所示的光照时，R₂两端的电压变化规律是(　　)

A.     B.     C.     D.

16. 难度：简单

在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变，随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有（   ）  

A. 升压变压器的输出电压增大

B. 降压变压器的输出电压增大

C. 输电线上损耗的功率减小

D. 输电线上损耗的功率占总功率的比例增大

17. 难度：中等

如图所示，垂直纸面的正方形匀强磁场区域内，有一位于纸面的、电阻均匀的正方形导体框abcd，现将导体框分别朝两个方向以v、3v速度匀速拉出磁场，则导体框从两个方向移出磁场的两个过程中（　　）

A. 导体框中产生的感应电流方向相同

B. 导体框中产生的焦耳热相同

C. 导体框ad边两端电势差相同

D. 通过导体框截面的电量相同

18. 难度：中等

如图所示，两块水平放置的平行金属板间距为d，定值电阻的阻值为R，竖直放置线圈的匝数为n，绕制线圈导线的电阻为R，其他导线的电阻忽略不计．现在竖直向上的磁场B穿过线圈，在两极板中一个质量为m，电量为q，带正电的油滴恰好处于静止状态，则磁场B的变化情况是（  ）

A. 均匀增大，磁通量变化率的大小为

B. 均匀增大，磁通量变化率的大小为

C. 均匀减小，磁通量变化率的大小为

D. 均匀减小，磁通量变化率的大小为

三、不定项选择题

19. 难度：中等

(多选)在光滑的水平面上方，有两个磁感应强度大小均为B、方向相反的水平匀强磁场，如图9所示．PQ为两个磁场的边界，磁场范围足够大．一个边长为a、质量为m、电阻为R的金属正方形线框，以速度v垂直磁场方向从图中实线位置开始向右运动，当线框运动到分别有一半面积在两个磁场中时，速度为，则下列说法正确的是(　　)

A. 此过程中通过线框横截面的电荷量为2Ba²/R

B. 此时线框的加速度为B²a²v/2mR

C. 此过程中回路产生的电能为mv²

D. 此时线框中的电功率为4B²a²v²/R

四、实验题

20. 难度：中等

用如图所示的实验装置探究电磁感应现象的规律

(1)当有电流从电流表的正极流入时，指针向右偏转，下列说法哪些是正确的（_____）

A．当把磁铁N极向下插入线圈时，电流表指针向左偏转

B．当把磁铁N极从线圈中拔出时，电流表指针向左偏转

C．保持磁铁在线圈中静止，电流表指针不发生偏转

D．磁铁插入线圈后，将磁铁和线圈一起以同一速度向上运动，电流表指针向左偏

(2)某同学在实验过程中发现，灵敏电流计的指针摆动很小，如果电路连接正确，接触也良好，原因可能是电流计灵敏度较低、线圈电阻较大，除此以外还可能是因为_____________________(写一种可能原因)

21. 难度：中等

如图所示为“研究电磁感应现象”的实验装置．

(1)将图中所缺的导线补接完整；

(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后可能出现的情况有：

A．将线圈A迅速插入线圈B时，灵敏电流计指针将________．

B．线圈A插入线圈B后，将滑动变阻器的滑片迅速向左拉时，灵敏电流计指针________．

五、填空题

22. 难度：简单

把一个用丝线悬挂的铅球放在电路中的线圈上方，如图所示，在下列三种情况下，悬挂铅球的丝线所受的拉力与铅球不在线圈上方时比较：

(1)当滑动变阻器的滑片向右移动时，拉力__________．

(2)当滑片向左移动时，拉力______________．

(3)当滑片不动时，拉力____________．(填“变大”、“不变”或“变小”)

六、简答题

23. 难度：中等

如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距，导轨平面与水平面成θ=37°角，下端连接阻值为的电阻．匀强Z.X.X.K]磁场方向与导轨平面垂直．质量为0.2kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为0.25．

（1）求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小；

（2）当金属棒下滑速度达到稳定时，电阻消耗的功率为，求该速度的大小；

（3）在上问中，若＝2Ω，金属棒中的电流方向由a到b，求磁感应强度的大小与方向．

（g取10rn／s²，sin37°＝0.6， cos37°＝0.8）

24. 难度：困难

如图所示PQ、MN为足够长的两平行金属导轨,它们之间连接一个阻值的电阻;导轨间距为L=1m；质量为m=0.1kg,电阻r=2Ω,长约1m的均匀金属杆水平放置在导轨上,它与导轨的滑动摩擦因数,导轨平面的倾角为在垂直导轨平面方向有匀强磁场,磁感应强度为,今让金属杆AB由静止开始下滑从杆静止开始到杆AB恰好匀速运动的过程中经过杆的电量,求:

(1)当AB下滑速度为2m/s时加速度的大小

(2)AB下滑的最大速度

(3)从静止开始到AB匀速运动过程R上产生的热量

25. 难度：困难

如图甲所示，两根足够长的平行光滑金属导轨固定放置在水平面上，间距，一端通过导线与阻值为的电阻连接；导轨上放一质量为的金属杆，金属杆与导轨的电阻均忽略不计，整个装置处于竖直向上的大小为的匀强磁场中，现用于导轨平行的拉力F作用在金属杆上，金属杆运动的图像如图乙所示，（取重力加速度）求：

(1)时拉力的大小及电路的发热功率；

(2)在内，通过电阻R上的电量。

26. 难度：中等

如图所示，竖直向上的匀强磁场在初始时刻的磁感应强度B₀=0.5T，并且以=1T/s在增加，水平导轨的电阻和摩擦阻力均不计，导轨宽为0.5m，左端所接电阻R=0.4Ω。在导轨上l=1.0m处的右端搁一金属棒ab，其电阻R₀=0.1Ω，并用水平细绳通过定滑轮吊着质量为M=2kg的重物，欲将重物吊起，问：

（1）感应电流的方向（请将电流方向标在本题图上）以及感应电流的大小；

（2）经过多长时间能吊起重物。

27. 难度：简单

如图（a）所示，一端封闭的两条平行光滑导轨相距L，距左端L处的中间一段被弯成  半径为H的1/4圆弧，导轨左右两段处于高度相差H的水平面上。圆弧导轨所在区域无磁场，右段区域存在磁场B₀，左段区域存在均匀分布但随时间线性变化的磁场B（t），如图（b）所示，两磁场方向均竖直向上。在圆弧顶端，放置一质量为m的金属棒ab，与导轨左段形成闭合回路，从金属棒下滑开始计时，经过时间t₀滑到圆弧底端。设金属棒在回路中的电阻为R，导轨电阻不计，重力加速度为g。

⑴问金属棒在圆弧内滑动时，回路中感应电流的大小和方向是否发生改变？为什么？

⑵求0到时间t₀内，回路中感应电流产生的焦耳热量。

⑶探讨在金属棒滑到圆弧底端进入匀强磁场B₀的一瞬间，回路中感应电流的大小和方向。

28. 难度：中等

如图所示，AB和CD是足够长的平行光滑导轨，其间距为l，导轨平面与水平面的夹角为θ。整个装置处在磁感应强度为B、方向垂直于导轨平面且向上的匀强磁场中。AC端连有阻值为R的电阻。若将一质量为M、垂直于导轨的金属棒EF在距BD端s处由静止释放，则棒滑至底端前会有加速和匀速两个运动阶段。现用大小为F、方向沿斜面向上的恒力把金属棒EF从BD位置由静止推至距BD端s处，此时撤去该力，金属棒EF最后又回到BD端。求：

（1）金属棒下滑过程中的最大速度，有多少电能转化成了内能？（金属棒及导轨的电阻不计）

（2）金属棒棒自BD端出发又回到BD端的整个过程中，有多少电能转化成了内能?

29. 难度：困难

如图（A）所示，固定于水平桌面上的金属架cdef，处在一竖直向下的匀强磁场中，磁感强度的大小为B₀，金属棒ab搁在框架上，可无摩擦地滑动，此时adeb构成一个边长为l的正方形，金属棒的电阻为r，其余部分的电阻不计。从t=0的时刻起，磁场开始均匀增加，磁感强度变化率的大小为k（k=）。求：

（1）用垂直于金属棒的水平拉力F使金属棒保持静止，写出F的大小随时间t变化的关系式。

（2）如果竖直向下的磁场是非均匀增大的（即k不是常数），金属棒以速度v₀向什么方向匀速运动时，可使金属棒中始终不产生感应电流，写出该磁感强度B_t随时间t变化的关系式。

（3）如果非均匀变化磁场在0—t₁时间内的方向竖直向下，在t₁—t₂时间内的方向竖直向上，若t=0时刻和t₁时刻磁感强度的大小均为B₀，且adeb的面积均为l²。当金属棒按图（B）中的规律运动时，为使金属棒中始终不产生感应电流，请在图（C）中示意地画出变化的磁场的磁感强度B_t随时间变化的图像（t₁-t₀=t₂-t₁<）

30. 难度：中等

一有界匀强磁场区域如图甲所示，质量为m、电阻为R的长方形矩形线圈abcd边长分别为L和2L，线圈一半在磁场内，一半在磁场外，磁感强度为B₀。t=0时刻磁场开始均匀减小，线圈中产生感应电流，在磁场力作用下运动,v-t图象如图乙，图中斜向虚线为过0点速度图线的切线，数据由图中给出，不考虑重力影响。

⑴磁场磁感强度的变化率。

⑵t₃时刻回路电功率。

31. 难度：困难

如图所示，在磁感应强度为B的水平方向的匀强磁场中竖直放置两平行导轨，磁场方向与导轨所在平面垂直。导轨上端跨接一阻值为R的电阻（导轨电阻不计）。两金属棒a和b的电阻均为R，质量分别为和，它们与导轨相连，并可沿导轨无摩擦滑动。闭合开关S，先固定b，用一恒力F向上拉，稳定后a以的速度匀速运动，此时再释放b，b恰好保持静止，设导轨足够长，取。

（1）求拉力F的大小；

（2）若将金属棒a固定，让金属棒b自由滑下（开关仍闭合），求b滑行的最大速度；

（3）若断开开关，将金属棒a和b都固定，使磁感应强度从B随时间均匀增加，经0.1s后磁感应强度增到2B时，a棒受到的安培力正好等于a棒的重力，求两金属棒间的距离h。

32. 难度：中等

如图所示，矩形裸导线框长边的长度为2l，短边的长度为l，在两个短边上均接有电阻R，其余部分电阻不计。导线框一长边与x轴重合，左边的坐标x=0，线框内有一垂直于线框平面的磁场，磁场的磁感应强度满足关系B=B₀sin（）。一光滑导体棒AB与短边平行且与长边接触良好，电阻也是R。开始时导体棒处于x=0处，从t=0时刻起，导体棒AB在沿x方向的力F作用下做速度为v的匀速运动，求：

（1）导体棒AB从x=0到x=2l的过程中力F随时间t变化的规律；

（2）导体棒AB从x=0到x=2l的过程中回路产生的热量。

33. 难度：简单

水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置，问距为L，一端通过导线与阻值为R的电阻连接；导轨上放一质量为m的金属杆（见右上图），金属杆与导轨的电阻忽略不计；均匀磁场竖直向下.用与导轨平行的恒定拉力F作用在金属杆上，杆最终将做匀速运动.当改变拉力的大小时，相对应的匀速运动速度v也会变化，v与F的关系如右下图。（取重力加速度g=10m/s2）

（1）金属杆在匀速运动之前做什么运动？

（2）若m=0.5kg，L=0.5m，R=0.5Ω；磁感应强度B为多大？

（3）由v—F图线的截距可求得什么物理量？其值为多少？

34. 难度：中等

如图（a）所示，光滑的平行长直金属导轨置于水平面内，间距为L、导轨左端接有阻值为R的电阻，质量为m的导体棒垂直跨接在导轨上。导轨和导体棒的电阻均不计，且接触良好。在导轨平面上有一矩形区域内存在着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。开始时，导体棒静止于磁场区域的右端，当磁场以速度v₁匀速向右移动时，导体棒随之开始运动，同时受到水平向左、大小为f的恒定阻力，并很快达到恒定速度，此时导体棒仍处于磁场区域内。

（1）求导体棒所达到的恒定速度v₂；

（2）为使导体棒能随磁场运动，阻力最大不能超过多少？

（3）导体棒以恒定速度运动时，单位时间内克服阻力所做的功和电路中消耗的电功率各为多大？

（4）若t＝0时磁场由静止开始水平向右做匀加速直线运动，经过较短时间后，导体棒也做匀加速直线运动，其v-t关系如图B.所示，已知在时刻t导体棋睥瞬时速度大小为v_t，求导体棒做匀加速直线运动时的加速度大小。