1、196第 16 章 电磁感应综合检测1.处在磁场中的一闭合线圈，若没有产生感应电流，则可以判定（ ）A.线圈没有在磁场中运动B.线圈没有做切割磁感线运动C.磁场没有发生变化D.穿过线圈的磁通量没有发生变化答案：D2.如图 161 所示，A、B 两灯相同，L 是带铁芯的电阻可不计的线圈，下列说法中正确的是（ ） ABLK图 161A.开关 K 合上瞬间，A、B 两灯同时亮起来B.K 合上稳定后，A、B 同时亮着C.K 断开瞬间，A、B 同时熄灭D.K 断开瞬间，B 立即熄灭，A 过一会儿再熄灭答案：AD3.如图 162 所示，水平桌面上放一闭合铝环，在铝环轴线上方有一条形磁铁.当条形磁铁沿轴线竖
2、直向下迅速移动时，下列判断中正确的是（ ）A.铝环有收缩趋势，对桌面压力减小B.铝环有收缩趋势，对桌面压力增大C.铝环有扩张趋势，对桌面压力减小D.铝环有扩张趋势，对桌面压力增大答案：B 点拨：充分利用楞次定律中 “阻碍”的含义阻碍原磁通量的变化.t11t2t3 T tO图 162 图 1634.如图 163 所示是穿过某闭合回路的磁通量 随时间 t 变化的规律图象.t 1 时刻磁通量 1 最大，t 3 时刻磁通量 3=0，时间 t 1=t2t 1 和 t 2=t3t 2 相等，在 t 1 和 t 2 时间内闭合线圈中感应电动势的平均值分别为 和 ，在 t2 时刻感应电动势的瞬时值为 E.则（
3、 E）A. B. C. E D. E1E2121221答案：BD 点拨： t 图象中，某两点连线的斜率表示该段时间内的 ；某点的斜t率表示该时刻的 .t1975.“磁单极子”是指只有 S 极或只有 N 极的磁性物质，其磁感线分布类似于点电荷的电场线分布.物理学家们长期以来一直用实验试图证实自然界中存在磁单极子.如图 164 所示的实验就是用于检测磁单极子的实验之一，abcd 为用超导材料围成的闭合回路，该回路放置在防磁装置中，可认为不受周围其他磁场的作用.设想有一个 N 极磁单极子沿 abcd 轴线从左向右穿过超导回路，那么在回路中可能发生的现象是（ ）A.回路中无感应电流B.回路中形成持续的
4、 abcda 流向的感应电流C.回路中形成持续的 adcba 流向的感应电流D.回路中形成先 abcda 流向后 adcba 的感应电流答案：C 点拨：N 极磁单极子的磁感线分布类似于正点电荷的电场线分布 .abcdNa bLNS图 164 图 1656.（创新题）如图 165 所示电路中，L 为自感系数很大的电感线圈，N 为试电笔中的氖管（启辉电压约 70 V） ，电源电动势约为 10 V.已知直流电使氖管启辉时辉光只产生在负极周围，则（ ）A.S 接通时，氖管不会亮B.S 接通时启辉，辉光在 a 端C.S 接通后迅速切断时启辉，辉光在 a 端D.条件同 C，辉光在 b 端答案：AD 点拨：
5、S 接通稳定时，氖管两端的电压仅为 10 V，不启辉光；S 断开瞬间，电感线圈产生一个很大的自感电动势加在氖管两侧，b 端接负极，故在 b 端有辉光.7.无线电技术的发展，极大地方便了人们的生活.在无线电技术中常有这样的要求：一个线圈中电流变化时对另一个线圈中的电流影响最小.如图 166 所示，两个线圈安装位置最符合该要求的是（ ） 图 166A. B. C. D.答案：D8.一个矩形线圈匀速地从无磁场的空间先进入磁感应强度为 B1 的匀强磁场，然后再进入磁感应强度为 B2 的匀强磁场，最后进入没有磁场的右边空间，如图 167 所示.若B1=2B2，方向均始终和线圈平面垂直，则在图 168 所
6、示图中能定性表示线圈中感应电流 i随时间 t 变化关系的是（电流以逆时针方向为正） （ ）198B1 B2v图 167itOitOitOitOA B C D图 168答案：C9.著名物理学家弗曼曾设计过一个实验，如图 169 所示.在一块绝缘板上中部安一个线圈，并接有电源，板的四周有许多带负电的小球，整个装置支撑起来.忽略各处的摩擦，当电源接通的瞬间，下列关于圆盘的说法中正确的是（ ）图 169A.圆盘将逆时针转动 B.圆盘将顺时针转动C.圆盘不会转动 D.无法确定圆盘是否会动答案：A 点拨：瞬间增强的磁场会在周围产生一个顺时针的电场，负电荷受到逆时针方向的电场力，带动圆盘逆时针转动，而负电荷
7、的这种定向运动则形成了顺时针的环形电流.10.如图 1610 所示，一倾斜的金属框架上放有一根金属棒，由于摩擦力作用，金属棒在没有磁场时处于静止状态.从 t0 时刻开始给框架区域内加一个垂直框架平面向上的逐渐增强的磁场，到时刻 t 时，金属棒开始运动，则在这段时间内，棒所受的摩擦力（ ）A.不断增大 B.不断减小 C.先减小后增大 D.先增大后减小答案：C 解析：设棒的质量为 m，初始时棒受到的静摩擦力 f1=mgsin ，方向沿斜面向上；随着磁场的增强，棒还受到一个平行斜面向上的安培力（F 安 ）的作用，此时有mgsin =F 安 +f2，由于 F 安 增大，则 f2 减小，当 F 安 =m
8、gsin 时，f 2=0；当 F 安 mgsin ，棒所受的摩擦力 f3 改为平行斜面向下，此时有 F 安 =mgsin +f3，随着 F 安 的增大，f 3 也增大，直至某一值时，f 3 达到最大静摩擦力 .棒开始上滑后，静摩擦力变为滑动摩擦力，大小不再变化.由于本题只关心静摩擦力的情况，故是先变小后增大.q qB ABR1 R2v图 1610 图 161111.如图 1611 所示,在磁感应强度为 B=0.2 T 的匀强磁场中，长为 0.5 m 的导体棒 AB在金属框架上以 10 m/s 的速度向右滑动，已知 R1=R2=20 ，其他电阻不计，则流过 AB 的电流是_A.答案：0.1199
9、12.在日光灯点燃时，镇流器利用自感现象，产生_，在日光灯正常发光时，利用自感现象起_作用.答案：瞬时高压 降压限流13.在 50 周年国庆盛典上，我国自行研制的 FBC1“飞豹”新型超音速歼击轰炸机在天安门上空沿水平方向以 1.7 倍音速自东向西飞过.该机两翼尖间的距离是 12.7 m，设北京上空地磁场的竖直分量为 0.42104 T，那么此飞机机翼两端电势差是_.（空气中声音的传播速度为 340 m/s，答案保留两位有效数字）答案：0.31 V14.如图 1612 所示，一圆环 R 内接、外切的两个正方形线框均由材料、横截面积相同的相互绝缘导线制成，并各自形成回路，则三者的电阻之比为_.若
10、把它们置于同一匀强磁场中，当各处磁场发生相同变化时，三个回路的电流之比为_.答案：R 外 R 圆 R 内 =42 I 外 I 圆 I 内 = 12解析：设圆的半径为 a，则外切正方形的边长为 2a，内接正方形的边长为 a.由电阻2定律可得，R 外 R 圆 R 内 =8a2a4 a=42 .设磁感应强度的变化率为 k，则它们产生的感应电动势之比 E 外 E 圆 E 内 =（k4a 2）（ka 2）（k2a 2）=42，从而它们各自的感应电流之比 I 外 I 圆 I 内 = 1.abBv0图 1612 图 161315.“ ”形金属框上有一金属棒 ab 垂直于导轨，ab 长为 L.若在垂直于导轨平
11、面方向加一均匀变化磁场，其 B=B0+kt（k 为常数） ，如图 1613 所示.与此同时金属棒 ab 以速度 v0 向左匀速运动，令 t=0 时， ab 与“ ”形框架所围面积为 S0，则在 t=0 时，回路中的感应电动势 E=_，方向为_（填“顺时针”或“逆时针” ） ；t=_后，电流开始反向.答案：kS 0B 0Lv0 顺时针 0LvSk解析：题中既有由于棒的运动产生的感应电动势 E1，又有由于磁场的变化而产生的感应电动势 E2，求解时可分别求出 E1 和 E2，并判断它们的方向：如果同向，则 E 总 =E1+E2；如果反向，则 E 总 =E 1E 2，方向就是那个值较大的感应电动势的方
12、向.由题意知，t=0时，E 1=B0Lv0，逆时针；E 2=kS0，顺时针，且 E1 将逐渐增大，E 2 逐渐减小.又由题意来看，电流能够反向，一定是 BLv01 A，保险丝必然熔断；如果金属盘逆时针转动，回路中的总电动势将大于 2 V，保险丝也将熔断，故金属盘只有顺时针旋转，且转速不能太小，也不能过大.金属盘顺时针转动，相当于长度为 r 的导体棒绕 O 点顺时针旋转，感应电动势大小为E1= Br2 ，方向与电池的电动势相反.要使保险丝不熔断，则金属盘转动产生的电动势要大于 1 V，同时还要小于 3 V.即有：1 V1 可解得 50 rads1 ；由 Br2 3 V，可解得 150 rads1
13、 ，故金属盘转动角速度的取值范围是 50 rads1 150 rads 1.O D图 161619.如 图 16 17， 光 滑 的 平 行 导 轨 P、 Q 相 距 L=1 m， 处 在 同 一 水 平 面 中 ， 导 轨 的 左 端 接有 如 图 所 示 的 电 路 ， 其 中 水 平 放 置 的 电 容 器 两 极 板 相 距 d=10 mm， 定 值 电 阻 R1=R3=8 ， R2=2 ，导轨的电阻不计.磁感应强度 B=0.4 T 的匀强磁场竖直向下穿过导轨面.当金属棒 ab 沿导轨向右匀速运动（开关 S 断开）时，电容器两极板之间质量 m=11014 kg、带电荷量 q=1 101
14、5 C 的微粒恰好静止不动；当 S 闭合后，微粒以 a=7 m/s2 向下做匀加速运动.取 g=10 m/s2.求：（1）金属棒 ab 运动的速度大小是多大?电阻是多大?答案：解答：带电微粒在电容器两极间静止时，受向上的电场力和向下的重力作用而平衡，即 mg=q dU1由此式可解出电容器两极板间的电压为202U1= = V=1 Vqmgd15-40.由于微粒带负电，可知上板的电势高由于 S 断开，R 1、R 2 的电压和等于电容器两端电压 U1，R 3 上无电流通过，可知电路中的感应电流即为通过 R1、R 2 的电流 I1，I 1= = A=0.1 A2R8从而 ab 切割磁感线运动产生的感应
15、电动势为E=U1+I1r=1+0.1r S 闭合时，带电微粒向下做匀加速运动，由牛顿第二定律可得mgq =mad2所以有 U2= = V=0.3 Vqg-am)(152407)( 此时的感应电流为I2= = A=0.15 AR3.0由闭合电路欧姆定律可得E=I2（ +R2+r）=0.15（ +2+r） 318解两式可得 E=1.2 V,r=2 由 E=BLv 可得 v= = ms1 =3 ms1BL4.0即导体棒 ab 匀速运动的速度 v=3 ms1 ，电阻 r=2 .（2）闭合后，使金属棒 ab 做匀速运动的外力的功率是多大?答案：S 闭合时，通过 ab 的电流 I2=0.15 A，ab 所受的安培力为 F2=BI2L=0.06 Nab 以速度 v=3 ms1 做匀速运动，所受外力 F 必与磁场力 F2 大小相等、方向相反，即 F=0.06 N,方向向右.可见，外力的功率为P=Fv=0.063 W=0.18 W.R1R2R3 abPQvS图 1617
