人教版高中物理必选修四《电磁感应》测试题解析版.docx

.可编辑修改，可打印别找了你想要的都有！ 精品教育资料全册教案，试卷，教学课件，教学设计等一站式服务全力满足教学需求，真实规划教学环节最新全面教学资源，打造完美教学模式第四章电磁感应测试题一、单选题(共15小题) 1.电吉他是利用电磁感应原理工作的一种乐器如图a所示为电吉他的拾音器的原理图，在金属弦的下方置有一个连接到放大器的螺线管一条形磁铁固定在管内，当拨动金属弦后，螺线管内就会产生感应电流，经一系列转化后可将电信号转为声音信号若由于金属弦的振动，螺线管内的磁通量随时间的变化如图b所示，则对应感应电流的变化为()ABCD2.物理学中的许多规律是通过实验发现的，下列说法中符合史实的是()A 法拉第通过实验发现了电磁感应现象B 牛顿通过理想斜面实验发现了物体的运动不需要力来维持C 奥斯特通过实验发现了电流的热效应D 卡文迪许通过扭秤实验测出了静电力常量3.金属圆环的圆心为O，金属棒Oa、Ob与金属环接触良好且可绕O在环上转动，整个装置处于垂直纸面向里的匀强磁场中，如图所示，当外力使Oa顺时针方向加速转动时，在Oa追上Ob之前，Ob将()A 顺时针方向转动B 逆时针方向转动C 先顺时针方向转动，后逆时针方向转动D 先逆时针方向转动，后顺时针方向转动4.如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，线圈的自感系数很大，线圈的直流电阻RL与灯泡的电阻R满足RL<R.在t0时刻闭合开关S，经过一段时间后，在tt1时刻断开S.下列表示通过灯泡的电流随时间变化的图象中，正确的是()ABCD5.磁通量可以形象地理解为“穿过磁场中某一面积的磁感线条数”在如图所示磁场中，S1、S2、S3为三个面积相同的相互平行的线圈，穿过S1、S2、S3的磁通量分别为1、2、3且都不为0.下列判断正确的是()A1最大B2最大C3最大D1、2、3相等6.一根导体棒ab在水平方向的匀强磁场中自由下落，并始终保持水平方向且与磁场方向垂直如图所示，则有()AUab0BUaUb，Uab保持不变CUaUb，Uab越来越大DUaUb，Uab越来越大7.如图所示，一水平放置的矩形线框面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向斜向上，与水平面成30°角，现若使矩形线框以左边的边为轴转到竖直的虚线位置，则此过程中磁通量改变量的大小是()ABSBBSCBSD 2BS8.如图所示，在载流直导线近旁固定有两平行光滑导轨A、B，导轨与直导线平行且在同一水平面内，在导轨上有两可自由滑动的导体ab和cd.当载流直导线中的电流逐渐增强时，导体ab和cd的运动情况是()A 一起向左运动B 一起向右运动Cab和cd相向运动，相互靠近Dab和cd相背运动，相互远离9.穿过某闭合回路的磁通量随时间t变化的图象分别如图中的所示，下列说法正确的是()A 图有感应电动势，且大小恒定不变B 图产生的感应电动势一直在变大C 图在0t1时间内的感应电动势是t1t2时间内感应电动势的2倍D 图产生的感应电动势先变大再变小10.在图中，条形磁铁以速度v远离螺线管，螺线管中的感应电流的情况是()A 穿过螺线管中的磁通量增加，产生感应电流B 穿过螺线管中的磁通量减少，产生感应电流C 穿过螺线管中的磁通量增加，不产生感应电流D 穿过螺线管中的磁通量减少，不产生感应电流11.如图所示，线框abcd放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，线框面积为S.abcd为线框在垂直于磁场方向的投影，与线框平面的夹角为，则穿过线框的磁通量为()ABSBBSsinCBScosDBStan12.用相同导线绕制的边长为L或2L的四个闭合导线框，以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场，如图所示在每个线框进入磁场的过程中，M、N两点间的电压分别为Ua、Ub、Uc和Ud.下列判断正确的是()AUa<Ub<Uc<UdBUa<Ub<Ud<UcCUaUb<UcUdDUb<Ua<Ud<Uc13.如图所示，一个闭合回路由两部分组成右侧是电阻为r的圆形线圈，置于竖直向上均匀变化的磁场B1中，左侧是光滑的倾角为的平行导轨，宽度为d，其电阻不计磁感应强度为B2的匀强磁场垂直导轨平面向上，且只分布在左侧，一个质量为m、电阻为R的导体棒ab此时恰好能静止在导轨上，下述判断不正确的是()A 圆形线圈中的磁场方向向上且均匀增强B 导体棒ab受到的安培力大小为mgsinC 回路中的感应电流为D 圆形线圈中的电热功率为(rR)14.物理学家通过艰苦的实验来探究自然的物理规律，为人类的科学事业做出了巨大贡献，值得我们敬仰下列描述中符合物理学史实的是()A 楞次经过严密实验与逻辑推导，最终确认了电磁感应的产生条件：闭合线圈中磁通量变化，并找到了感应电流的方向的判断规律B 安培发现了电流的磁效应并提出了分子电流假说C 奥斯特发现了电流的磁效应并提出了分子电流假说D “闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量变化率成正比”，这是法拉第在对理论和实验资料严格分析后得出的法拉第电磁感应定律的内容15.现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关按如图连接在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下，某同学发现当他将滑动变阻器的滑片P向左加速滑动时，电流计指针向右偏转，由此可以推断()A 线圈A向上移动或滑动变阻器的滑片P向右加速滑动，都能引起电流计指针向右偏转B 线圈A向上拔出或断开开关，都能引起电流计指针向右偏转C 滑动变阻器的滑片P匀速向左或匀速向右滑动，都能使电流计指针静止在中央D 因为线圈A、线圈B绕线方向未知，故无法判断电流计指针偏转方向二、实验题(共3小题) 16.如图是做探究电磁感应的产生条件实验的器材(1)在图中用实线代替导线把它们连成实验电路(2)由哪些操作可以使灵敏电流计的指针发生偏转()A闭合开关B断开开关C保持开关一直闭合D将线圈A从B中拔出(3)假设在开关闭合的瞬间，灵敏电流计的指针向左偏转，则当螺线管A向上拔出的过程中，灵敏电流计的指针向_(填“左”或“右”)偏转17.在研究电磁感应现象的实验中所用的器材如图所示它们是：电流计直流电源带铁芯的线圈A线圈B电键滑动变阻器(1)试按实验的要求在实物图上连线(图中已连好一根导线)(2)怎样才能使线圈B中有感应电流产生？试举出三种方法_；_；_.18.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：(填“向左偏一下”、“向右偏一下”或“不动”)将线圈A迅速插入线圈B时，灵敏电流计指针将_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_三、计算题(共3小题) 19.如图甲所示，一端封闭的两条平行光滑长导轨相距L，距左端L处的右侧一段被弯成半径为的四分之一圆弧，圆弧导轨的左、右两段处于高度相差的水平面上以弧形导轨的末端点O为坐标原点，水平向右为x轴正方向，建立Ox坐标轴圆弧导轨所在区域无磁场；左段区域存在空间上均匀分布，但随时间t均匀变化的磁场B(t)，如图乙所示；右段区域存在磁感应强度大小不随时间变化，只沿x方向均匀变化的磁场B(x)，如图丙所示；磁场B(t)和B(x)的方向均竖直向上在圆弧导轨最上端，放置一质量为m的金属棒ab，与导轨左段形成闭合回路，金属棒由静止开始下滑时左段磁场B(t)开始变化，金属棒与导轨始终接触良好，经过时间t0金属棒恰好滑到圆弧导轨底端已知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.(1)求金属棒在圆弧轨道上滑动过程中，回路中产生的感应电动势E；(2)如果根据已知条件，金属棒能离开右段磁场B(x)区域，离开时的速度为v，求金属棒从开始滑动到离开右段磁场过程中产生的焦耳热Q；(3)如果根据已知条件，金属棒滑行到xx1位置时停下来，a求金属棒在水平轨道上滑动过程中通过导体棒的电荷量q；b通过计算，确定金属棒在全部运动过程中感应电流最大时的位置20.如图所示，边长为L的正方形金属框abcd，质量为m，电阻为R，用细线把它悬挂于一个有界的匀强磁场边缘，金属框的上半部处于磁场内，下半部处于磁场外磁场随时间变化规律为Bkt(k0)，已知细线所能承受的最大拉力为2mg，求：(1)线框中感应电流的方向；(2)分析线框的各边所受安培力的方向；(3)从t0开始，经多长时间细线会被拉断？21.如图，两光滑导体框ABCD与EFGH固定在水平面内，在D点平滑接触，A、C分别处于FE、HG的沿长线上，ABCD是边长为a的正方形；磁感强度为B的匀强磁场竖直向上；导体棒MN置于导体框上与导体框良好接触，以速度v沿BD方向从B点开始匀速运动，已知线框ABCD及棒MN单位长度的电阻为r，线框EFGH电阻不计求：(1)导体棒MN在线框ABCD上运动时，通过MN电流的最大值与最小值；(2)为维持MN在线框ABCD上的匀速运动，必须给MN施加一水平外力，用F(t)函数表示该力；(3)导体棒达D点时立即撤去外力，则它还能前进多远(设EF、GH足够长)?四、填空题(共3小题) 22.如图所示，半径为R的圆形线圈，其中心位置处半径为r的虚线范围内有界匀强磁场，磁场方向垂直线圈平面若磁感应强度为B，则穿过线圈的磁通量为_23.有一个称为“千人震”的趣味物理小实验，实验是用一节电动势为1.5 V的新干电池，几根导线、开关和一个用于日光灯上的镇流器来完成几位做实验的同学手拉手成一串，和电池、镇流器、开关、导线连成图示实验电路，闭合开关，经过一段时间再断开开关，此过程中同学们会有触电的感觉人有触电感觉发生在开关_(填“接通瞬间”、“断开瞬间”或“一直接通”)时，其原因是_.24.图甲为“探究电磁感应现象”实验中所用器材的示意图现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、B、电流计及开关连接成如图所示的电路(1)开关闭合后，下列说法中正确的是_A只要将线圈A放在线圈B中就会引起电流计指针偏转B线圈A插入或拔出线圈B的速度越大，电流计指针偏转的角度越大C滑动变阻器的滑片P滑动越快，电流计指针偏转的角度越大D滑动变阻器的滑片P匀速滑动时，电流计指针不会发生偏转(2)在实验中，如果线圈A置于线圈B中不动，因某种原因，电流计指针发生了偏转这时，线圈B相当于产生感应电流的“电源”这个“电源”内的非静电力是_如果是因为线圈A插入或拔出线圈B，导致电流计指针发生了偏转这时，是_转化为电能(3)上述实验中，线圈A可等效为一个条形磁铁，将线圈B和灵敏电流计简化如图乙所示当电流从正接线柱流入灵敏电流计时，指针向正接线柱一侧偏转则乙图中灵敏电流计指针向其_接线柱方向偏转(填“正”或“负”)五、简答题(共3小题) 25.如果磁场是用变化的电流来获取的，导体用整块铁代替，如图所示请问铁块中有感应电流吗？如果有，它的形状像什么？26.如图所示，有两个同心导体圆环内环中通有顺时针方向的电流，外环中原来无电流当内环中电流逐渐增大时，外环中有无感应电流？方向如何？27.如图所示，在同一平面内的a、b两线圈，当开关S闭合和断开瞬间，b线圈中感应电流的方向如何？答案解析1.【答案】D【解析】在0时间内，磁通量增加但增加的越来越慢，因此感应电流越来越小，到时刻，感应电流减小到零，在t0间内，磁通量越来越小，感应电流反向，磁通量变化的越来越快，感应电流越来越大，到t0时刻达到反向最大值，从这两段时间断定选项D正确，A、B、C错误2.【答案】A【解析】法拉第通过实验发现了电磁感应现象，A正确；伽利略通过理想斜面实验发现了物体的运动不需要力来维持，故B错误；奥斯特通过实验发现了电流的磁效应，故C错误；卡文迪许通过实验测出了引力常量，故D错误3.【答案】A【解析】根据楞次定律，感应电流的磁通量总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，aOb和优弧ab构成的平面的磁通量在减少，所以Ob顺时针转动以阻止磁通量的减少，aOb和劣弧ab构成的平面磁通量在增加，所以Ob顺时针方向转动以减少磁通量的增加，所以应选A.4.【答案】D【解析】S闭合瞬间，由于线圈的自感系数很大，故在线圈中产生很大的自感电动势，阻碍电流的增大， 线圈中此时的电流几乎为零，而灯泡中有电流通过，随时间的推移，线圈对电流的阻碍作用减弱，线圈中的电流不断增大，流过电源的电流也在增大，路端电压不断减小，故通过灯泡的电流不断减小；当稳定时，由于RL<R，故线圈中的电流大于灯泡中的电流；当S断开后，线圈相当于电源对灯泡供电，回路中的电流将在稳定时通过线圈电流的基础上不断减小，通过灯泡中的电流方向与S断开前方向相反，D正确5.【答案】A【解析】从图中可看出，穿过线圈S1的磁感线条数最多，所以磁通量最大故B、C、D错误，A正确6.【答案】D【解析】ab棒向下运动时，可由右手定则判断，感应电流方向为ab，所以UbUa，由UabEBlv及棒自由下落时v越来越大，可知Uab越来越大，故D选项正确7.【答案】C【解析】是标量，但有正负之分，在计算21时必须注意2、1的正负，要注意磁感线从线框的哪一面穿过，此题中在开始位置磁感线从线框的下面穿进，在末位置磁感线从线框的另一面穿进，2、1一正一负，再考虑到有效面积，故此题选C.8.【答案】C【解析】由于ab和cd电流方向相反，所以两导体运动方向一定相反，排除A、B；当载流直导线中的电流逐渐增强时，穿过闭合回路的磁通量增大，根据楞次定律，感应电流总是阻碍穿过回路磁通量的变化，所以两导体相互靠近，减小面积，达到阻碍磁通量增加的目的，故选C.9.【答案】C【解析】感应电动势E，而对应t图象中图线的斜率，根据图线斜率的变化情况可得：中无感应电动势；中感应电动势恒定不变；中感应电动势0t1时间内的大小是t1t2时间内大小的2倍；中感应电动势先变小再变大10.【答案】B【解析】条形磁铁从左向右远离螺线管的过程中，穿过线圈的原磁场方向向下，且磁通量在减小，所以能产生感应电流故选B.11.【答案】C【解析】矩形线圈abcd如题图所示放置，匀强磁场方向竖直向下，平面abcd与水平方向成角，此时通过线框的磁通量为1BScos，故C正确12.【答案】B【解析】UaBLv，UbBLv，Uc·B·2LvBLv，UdB·2L·vBLv，故选B.13.【答案】D【解析】导体棒此时恰好能静止在导轨上，根据左手定则，感应电流的方向ba，感应电流的磁场方向向下，则右侧圆形线圈中的磁场应均匀增加，A正确；由导体棒平衡有：F安mgsin，B正确；根据安培力公式FB2dImgsin，所以I，C正确；圆形线圈中的电热功率Pr，D错误14.【答案】D【解析】电磁感应的产生条件是法拉第通过实验找到的，感应电流的方向规律是楞次找到的，选项A错误；奥斯特发现电流周围存在磁场即电流的磁效应，但提出分子电流假说的是安培，选项B、C错误；“闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量变化率成正比”，这是法拉第在对理论和实验资料严格分析后得出的法拉第电磁感应定律的内容选项D正确15.【答案】B【解析】当P向左滑动时，电阻变大，通过线圈A的电流减小，则通过线圈B中的的磁场减弱，磁通量减少，线圈B中有使电流计指针向右偏转的感应电流通过；当线圈A向上移动或断开开关，则通过线圈B中的原磁场减弱，磁通量减少，所以线圈B中也有使电流计指针向右偏转的感应电流通过；而滑动变阻器的滑片P向右滑动，则通过线圈B中的原磁场增强，磁通量增加，所以线圈B中有使电流计指针向左偏转的感应电流通过，故B选项正确16.【答案】(1)见解析(2)ABD(3)右【解析】(1)将灵敏电流计与大线圈B组成闭合回路，电源、开关、小线圈A组成闭合回路，电路图如图所示(2)将开关闭合或断开，导致穿过线圈的磁通量变化，产生感应电流，灵敏电流计指针偏转，故A、B正确；保持开关一直闭合，则穿过线圈B的磁通量不变，没有感应电流产生，灵敏电流计指针偏转，故C错误；将螺线管A插入(或拔出)螺线管B时穿过线圈B的磁通量发生变化，线圈B中产生感应电流，灵敏电流计指针偏转，故D正确(3)在开关闭合的瞬间，穿过线圈B的磁通量增大，灵敏电流计的指针向左偏转，则当螺线管A向上拔出的过程中，穿过线圈B的磁通量减小，灵敏电流计的指针向右偏转17.【答案】(1)如图所示(2)闭合开关断开开关开关闭合时移动滑动变阻器滑片【解析】(1)使线圈A与电键、直流电源、滑动变阻器串联，线圈B与电流计连成闭合回路；(2)只要能使穿过线圈B的磁通量发生变化，就可以使线圈B中产生感应电流18.【答案】(1)电路连接如图(2)向右偏转一下向左偏转一下【解析】(1)电路连接如图(2)因在闭合开关时，电路中的电流变大，磁通量增大，此时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，则当将线圈A迅速插入线圈B时，磁通量也是增大的，则灵敏电流计指针将向右偏转一下；线圈A插入线圈B后，将滑动变阻器的滑片迅速向左拉时，电路中的电流减小，磁通量减小，则灵敏电流计指针向左偏转一下19.【答案】(1)L2(2)mgmv2(3)，x 0处，感应电流最大【解析】(1)由图乙可知，根据法拉第电磁感应定律，感应电动势EL2L2(2)当金属棒在弧形轨道上滑行过程中，产生的焦耳热Q1t金属棒在弧形轨道上滑行过程中，根据机械能守恒定律mgmv金属棒在水平轨道上滑行的过程中，产生的焦耳热为Q2，根据能量守恒定律Q2mvmv2mgmv2，所以，金属棒在全部运动过程中产生的焦耳热QQ1Q2mgmv2.(3)a.根据图丙，xx1(x1<x0)处磁场的磁感应强度B1.设金属棒在水平轨道上滑行时间为t.由于磁场B(x)沿x方向均匀变化，根据法拉第电磁感应定律t时间内的平均感应电动势，所以，通过金属棒电荷量qttb金属棒在弧形轨道上滑行过程中，根据式，I1金属棒在水平轨道上滑行过程中，由于滑行速度和磁场的磁感应强度都在减小，所以，在此过程中，金属棒刚进入磁场时，感应电流最大根据式，刚进入水平轨道时，金属棒的速度v0所以，水平轨道上滑行过程中的最大电流I2若金属棒自由下落高度，经历时间t，显然t0>t，所以I1<I2，综上所述，金属棒刚进入水平轨道时，即金属棒在x0处，感应电流最大20.【答案】(1)线框中感应电流的方向adcba；(2)ab边所受的安培力方向向下，bc边所受的安培力方向向左，cd边不受安培力，ad边的安培力方向向右；(3)【解析】(1)根据楞次定律，则有感应电流的方向：逆时针方向(即adcba)；(2)根据左手定则，结合感应电流的方向，则有：ab边所受的安培力方向向下，bc边所受的安培力方向向左，cd不受安培力，ad边的安培力方向向右(线框有收缩的趋势)；(3)根据平衡条件，结合安培力表达式，则有：2mgmgBL且Bkt解得：t.21.【答案】(1)IminImax(2)F(3)【解析】(1)设某时刻棒MN交线框于P、S点，令PS长为l，此时电动势EBlvMN左侧电阻R1lrMN右侧电阻R2(4al)r则R并故：I因导线框ABCD关于AC对称，所以通MN的电流大小也具有对称性，所以当l0时，电流最小值Imin当la时，电流最大值Imax(2)设MN到达B的时间为t0，则t0，到达D点用时2t0，当0tt0时，由I代入得：I(其中vtl)代入FBIl得：F当t0t2t0时，将l2(avt)代入式得：I代入FBIl得：F(3)导线框进入矩形磁场后，由牛顿第二定律得：BILmama取任意t时间有：tmatxmvxmvxmvx.22.【答案】Br2【解析】本题需要切记，在使用BS计算磁通量时，一定要注意公式中的S为磁场穿过线圈的有效面积，本题中Sr2，所以穿过线圈的磁通量为BSBr2.23.【答案】断开瞬间断开瞬间产生瞬间高压【解析】当开关闭合后，镇流器与同学们并联，由于电源为1.5 V的新干电池，所以电流很小当断开时，镇流器电流发生变化，导致镇流器产生很强的电动势，从而使同学们有触电的感觉24.【答案】(1)BC(2)感应电场的电场力机械能(3)负【解析】(1)将线圈A放在线圈B中，由于磁通量不变化，故不会产生感应电流，也不会引起电流计指针偏转，选项A错误；线圈A插入或拔出线圈B的速度越大，则磁通量的变化率越大，产生的感应电流越大，电流计指针偏转的角度越大，选项B正确；滑动变阻器的滑片P滑动越快，电流的变化率越大，磁通量的变化率越大，则感应电流越大，电流计指针偏转的角度越大，选项C正确；滑动变阻器的滑片P匀速滑动时，电流发生变化，磁通量变化，也会产生感应电流，故电流计指针也会发生偏转，选项D错误故选BC.(2)这个“电源”内的非静电力是感应电场的电场力如果是因为线圈A插入或拔出线圈B，导致电流计指针发生了偏转这时是机械能转化为电能(3)根据楞次定律可知，通过电流计的电流从负极流入，故灵敏电流计指针向其负接线柱方向偏转25.【答案】有变化的电流产生变化的磁场，变化的磁场产生感生电场，感生电场在铁块中产生感应电流，它的形状像水中的旋涡，所以把它叫做涡电流，简称涡流【解析】变化的电流产生变化的磁场，变化的磁场产生感生电场，感生电场在铁块中产生感应电流，它的形状像水中的旋涡，所以把它叫做涡电流，简称涡流26.【答案】由于磁感线是闭合曲线，内环内部向里的磁感线条数和内环外向外的所有磁感线条数相等，所以外环所围面积内的总磁通量向里、增大，所以外环中感应电流磁场的方向向外，由安培定则，外环中感应电流方向为逆时针【解析】由于磁感线是闭合曲线，内环内部向里的磁感线条数和内环外向外的所有磁感线条数相等，所以外环所围面积内的总磁通量向里、增大，所以外环中感应电流磁场的方向向外，由安培定则，外环中感应电流方向为逆时针27.【答案】S闭合瞬间，b线圈中产生顺时针方向的电流；S断开瞬间，b线圈中产生逆时针方向的电流【解析】当开关S闭合的瞬间，a线圈中有电流I通过，由安培定则可知其将在a线圈周围产生磁场，该磁场从b线圈内垂直纸面穿出，使b线圈中的磁通量增大，由楞次定律可知b线圈中将产生感应电流，感应电流的磁场方向应与a线圈中电流产生的磁场方向相反即垂直纸面向里，再由安培定则可判定b中感应电流方向应是顺时针方向当开关S断开的瞬间，电流I所产生的磁场穿过b线圈的磁通量减少，这时b线圈内将产生感应电流，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，即垂直纸面向外，再由安培定则可判定b中感应电流方向应是逆时针的19.