1、1第 4 章 电磁感应章末检测卷(时间：90 分钟 满分：100 分)一、选择题(本大题共 10 小题，每小题 4 分，共 40 分。在每小题给出的选项中。至少有一项符合题目要求。全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分)1.我国发射的“玉兔号”月球车成功着陆月球，不久的将来中国人将真正实现飞天梦，进入那神秘的广寒宫。假如有一宇航员登月后，想探测一下月球表面是否有磁场，他手边有一只灵敏电流表和一个小线圈，则下列推断正确的是( )A.直接将电流表放于月球表面，看是否有示数来判断磁场的有无B.将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表无示数，则可判断月球表面
2、无磁场C.将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表有示数，则可判断月球表面有磁场D.将电流表与线圈组成的闭合回路，使线圈在某一平面内沿各个方向运动，如电流表无示数，则可判断月球表面无磁场解析 电磁感应现象产生的条件是：穿过闭合回路的磁通量发生改变时，回路中有感应电流产生。A 中，即使有一个恒定的磁场，也不会有示数，A 错误；同理，将电流表与线圈组成回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表无示数，也不能判断出没有磁场，因为磁通量可能是恒定的，B 错误；电流表有示数则说明一定有磁场，C 正确；将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈在某一个与磁场平行的平面内沿各个方面运动，也不会有示数，D
3、 错误。答案 C2.(2017绍兴高二期中)为了测量列车运行的速度和加速度大小，可采用如图 1 甲所示的装置，它由一块安装在列车车头底部的强磁体和埋设在轨道地面的一组线圈及电流测量记录仪组成(测量记录仪未画出)。当列车经过线圈上方时，线圈中产生的电流被记录下来， P、 Q为接测量仪器的端口。若俯视轨道平面磁场垂直地面向外(如图乙)，则在列车经过测量线圈的过程中，流经线圈的电流方向为( )2图 1A.始终逆时针方向B.先顺时针，再逆时针方向C.先逆时针，再顺时针方向D.始终顺时针方向解析 在列车经过线圈的上方时，由于列车上的磁场的方向向上，线圈内的磁通量先增大后减小，根据楞次定律可知，线圈中的感
4、应电流的方向为先顺时针，再逆时针方向。答案 B3.如图 2 甲所示，线圈的匝数 n100 匝，横截面积 S50 cm2，线圈总电阻 r10 ，沿轴向有匀强磁场，设图示磁场方向为正，磁场的磁感应强度随时间做如图乙所示规律变化，则在开始的 0.1 s 内( )图 2A.磁通量的变化量为 0.25 WbB.磁通量的变化率为 2.5102 Wb/sC.a、 b 间电压为 0D.在 a、 b 间接一个理想电流表时，电流表的示数为 0.25 A解析 通过线圈的磁通量与线圈的匝数无关，若设 2 B2S 为正，则线圈中磁通量的变化量为 B2S( B1S)，代入数据即 (0.10.4)5010 4 Wb2.51
5、0 3 Wb，A 错；磁通量的变化率 Wb/s2.510 2 Wb/s，B 正确；根据法拉 t 2.510 30.1第电磁感应定律可知，当 a、 b 间断开时，其间电压等于线圈产生的感应电动势，感应电动势大小为 E n 2.5 V 且恒定，C 错；在 a、 b 间接一个理想电流表时相当于 a、 b 间接 t通而形成回路，回路总电阻即为线圈的总电阻，故感应电流大小 I A0.25 A，DEr 2.510项正确。答案 BD4.目前金属探测器已经广泛应用于各种安检、高考及一些重要场所，关于金属探测器的下列3有关论述正确的是( )A.金属探测器可用于月饼生产中，用来防止细小的金属颗粒混入月饼馅中B.金
6、属探测器能帮助医生探测儿童吞食或扎到手脚中的金属物，是因为探测器的线圈中能产生涡流C.使用金属探测器的时候，应该让探测器静止不动，探测效果会更好D.能利用金属探测器检测考生是否携带手机等违禁物品，是因为探测器的线圈中通有直流电解析 金属探测器是通过其通有变化的电流的探测线圈，会在隐蔽金属中激起涡流，反射回探测线圈，从而改变原变化的电流，从而起到探测作用，B、D 项错误；当探测器对于被测金属发生相对移动时，探测器中的线圈的变化的电流产生的磁场相对变化较快，在金属中产生的涡流会更强，检测效果更好，故选项 C 错误，A 正确。答案 A5.如图 3，与直导线 AB 共面的轻质闭合金属圆环竖直放置，两者
7、彼此绝缘，环心位于 AB 的上方。当 AB 中通有由 A 至 B 的电流且强度不断增大的过程中，关于圆环运动情况以下叙述正确的是( )图 3A.向下平动B.向上平动C.转动：上半部向纸内，下半部向纸外D.转动：下半部向纸内，上半部向纸外解析 由题意可知，当 AB 中通有 A 到 B 电流且强度在增大时，根据楞次定律可知，圆环中产生顺时针感应电流；假设直导线固定不动，根据右手螺旋定则知，直导线上方的磁场垂直纸面向外，下方磁场垂直纸面向里。在环形导线的上方和下方各取小微元电流，根据左手定则，上方的微元电流所受安培力向下，下方的微元电流所受安培力向下，则环形导线的运动情况是向下运动，故 A 正确，B
8、、C、D 错误。答案 A6.(2017杭州富阳市高二月考)如图 4 所示，磁感应强度为 B 的匀强磁场有理想边界，用力4将矩形线圈从有边界的磁场中匀速拉出，在其他条件不变的情况下( )图 4A.速度越大，拉力做功越多B.线圈边长 L1越大，拉力做功越多C.线圈边长 L2越大，拉力做功越多D.线圈电阻越大，拉力做功越多解析 将矩形线圈从有边界的磁场中匀速拉出过程，线圈中产生的感应电动势 E BL1v；感应电流 IER线圈所受的安培力 F 安 BIL1，联立得： F 安 因线圈匀速运动，则拉力 F F 安 。拉力做功 W FL2 L2则知，速度越大，边长 L1越大，边长 L2越大，拉力做功都越多，
9、而线圈电阻越大，拉力做功越小。答案 ABC7.(2017台州市高二期中)有一个垂直于纸面的匀强磁场，它的边界 MN 左侧为无场区，右侧是匀强磁场区域，如图 5 甲所示，现让一个金属线框在纸平面内以垂直于 MN 的恒定速度从 MN 左侧进入匀强磁场区域，线框中的电流随时间变化的 i t 图象如图乙所示，则进入磁场区域的金属线框可能是图中的( )图 55解析 导体棒切割磁感线产生的感应电动势 E BLv，设线框总电阻是 R，则感应电流 I，由图乙所示图象可知，感应电流先均匀变大，后恒定，最后均匀减小，由于 B、 v、 RBLvR是定值，则导体棒的有效长度 L 应先变长，后恒定，最后均匀减小，且 L
10、 随时间均匀变化，即 L 与时间 t 成正比。闭合圆环匀速进入磁场时，有效长度 L 先变大，后变小，但 L 不随时间均匀变化，不符合题意，A 项错误；六边形线框进入磁场时，有效长度 L 先均匀增大，后恒定，最后均匀减小，符合题意，B 项正确；梯形线框匀速进入磁场时，有效长度 L 先均匀增加，后不变，最后均匀减小，符合题意，C 项正确；三角形线框匀速进入磁场时，有效长度 L 先增加，后减小，且随时间均匀变化，但有效长度 L 没有恒定的过程不符合题意，D 项错误。答案 BC8.如图 6 所示的电路中， AB 支路由带铁芯的线圈和电流表 A1串联而成，流过的电流为I1； CD 支路由电阻 R 和电流
11、表 A2串联而成，流过的电流为 I2。已知这两支路的电阻值相同，则在接通 S 和断开 S 的时候，观察到的现象是( )图 6A.接通 S 的瞬间， I1I2B.接通 S 的瞬间 I1I2，断开的瞬间 I1 I2解析 如题图所示，当接通瞬间，通过线圈 L 的电流要增加，则线圈产生感应电动势去阻碍电流增加，从而使得电流慢慢增加，故 I1mgsin ，有 mgsin ，解得 v ，C 项错误；对线框进入磁场的过程运B2h2vR mgRsin B2h2用能量守恒定律得， mgdsin Q，D 项正确。答案 AD二、实验题(本题共 2 小题，共 14 分，请将正确的答案填在横线上)11.(7 分)如图
12、9 所示，杭州某校操场上，两同学相距 L 为 10 m 左右，在东偏北，西偏南11的沿垂直于地磁场方向的两个位置上，面对面将一并联铜芯双绞线，像甩跳绳一样摇动，并将线的两端分别接在灵敏电流计上，双绞线并联后的电阻 R 约为 2 ，绳摇动的频率配合节拍器的节奏，保持频率在 2 Hz 左右。如果同学摇动绳子的最大圆半径 h 约为 1 m，电流计读数的最大值 I 约为 3 mA。8图 9(1)试估算地磁场的磁感应强度的数值约为_；数学表达式 B_。(由R， I， L， f， h 等已知量表示)(2)将两人站立的位置，改为与刚才方向垂直的两点上，那么电流计读数约为_。解析 (1)摇动绳子的过程中，绳切
13、割地磁场，当摆动速度与地磁场垂直时，感应电动势最大，电流最大，由 E BLv， v h ， 2 f， E IR，得 B 。IR2 fLh(2)绳与磁场平行，不切割磁感线，电流计读数为 0。答案 (1)510 5 T (2)0IR2 fLh12.(7 分)为判断线圈绕向，可将灵敏电流计 G 与线圈 L 连接，如图 10 所示。已知线圈由 a端开始绕至 b 端；当电流从电流计 G 左端流入时，指针向左偏转。图 10(1)将磁铁的 N 极向下从线圈上方竖直插入线圈 L 时，发现电流计的指针向左偏转，俯视线圈，其绕向为_(选填“顺时针”或“逆时针”)。(2)当条形磁铁从图中的虚线位置向右远离线圈 L
14、时，发现电流计的指针向右偏转，俯视线圈，其绕向为_(选填“顺时针”或“逆时针”)。解析 (1)由题可知在线圈 L 内电流从 b 流向 a，而根据楞次定律(增反减同)知，线圈 L 中产生的磁场与原磁场方向相反(向上)，再根据右手螺旋定则可知，电流方向为逆时针方向(俯视线圈)，因此从 a 向 b 看线圈绕向为顺时针方向。(2)由题意可知在线圈 L 内电流从 a 流向 b，而根据楞次定律(增反减同)知，线圈 L 中产生的磁场与原磁场方向相同(向上)，再根据右手螺旋定则可知，感应电流方向与(1)问相同，而电流的流向与(1)问相反，因此线圈绕向一定与(1)问相反，为逆时针方向(俯视线圈)。9答案 (1)
15、顺时针 (2)逆时针三、计算题(本题共 4 小题，共 46 分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须写明数值和单位)13.(10 分)(2017浙江省杭州市高二期中)如图 11 甲所示，一个圆形线圈的匝数 n1 000，线圈面积 S200 cm2，线圈的电阻 r1 ，线圈外接一个阻值 R4 的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示。求：图 11(1)请说明线圈中的电流方向；(2)前 4 s 内的平均感应电动势；(3)前 4 s 内通过 R 的电荷量。解析 (1)根据楞次定律可知
16、，线圈中的电流方向逆时针；(2)由图象可知前 4 s 内磁感应强度 B 的变化率 T/s0.05 T/s B t 0.4 0.244 s 内的平均感应电动势E nS 1 0000.020.05 V1 V。 B t(3)电路中的平均感应电流 ， q t，I ER总 I 又因为 E n ， t所以 q n 1 000 C0.8 C。 R总 0.02（ 0.4 0.2）4 1答案 (1)线圈中的电流方向逆时针 (2)1 V(3)0.8 C14.(10 分)(2017台州市高二期中)如图 12 甲，固定在水平面上电阻不计的光滑金属导轨，间距 d0.5 m。右端接一阻值为 4 的小灯泡 L，在 CDEF
17、 矩形区域内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度 B 按如图 12 乙规律变化， CF 长为 2 m。在 t0 时，金属棒从图中位置由静10止在恒力 F 作用下向右运动到 EF 位置，整个过程中，小灯泡亮度始终不变。已知 ab 金属棒电阻为 1 ，求：图 12(1)通过小灯泡的电流；(2)恒力 F 的大小；(3)金属棒的质量。解析 (1)金属棒未进入磁场，电路总电阻R 总 RL Rab5 回路中感应电动势为：E1 S 0.52 V0.5 V t B t 24灯泡中的电流强度为： IL A0.1 AE1R总 0.55(2)因灯泡亮度不变，故在 t4 s 末金属棒刚好进入磁场，且做匀速运动，此时金属棒
18、中的电流强度：I IL0.1 A恒力大小： F FA BId20.10.5 N0.1 N(3)因灯泡亮度不变，金属棒产生的感应电动势为：E2 E10.5 V金属棒在磁场中的速度： v m/s0.5 m/sE2Bd 0.520.5金属棒未进入磁场的加速度为：a m/s2 m/s2；vt 0.54 18故金属棒的质量为： m kg0.8 kgFa 0.118答案 (1)0.1 A (2)0.1 N (3)0.8 kg15.(10 分)(2017金华市高二检测)如图 13 所示，有一磁感强度 B0.1 T 的水平匀强磁场，垂直匀强磁场放置一很长的金属框架，框架上有一导体 ab 保持与框架边垂直，由静止开始
