1、第 1 页 共 17 页模块测试题一、选择题1下述关于是否产生感应电流的说法，正确的是（ ）A位于磁场中的闭合线圈，一定能产生感应电流B闭合线圈和磁场有相对运动，一定能产生感应电流C闭合线圈作切割磁感线运动，一定能产生感应电流D穿过闭合线圈的磁感应线条数发生变化，一定能产生感应电流2关于感应电动势，下列说法中正确的是（ ）A跟穿过闭合电路的磁通量大小有关B跟穿过闭合电路的磁通量的方向有关C跟穿过闭合电路的磁通量的变化快慢有关D跟电路的电阻大小有关3当一段直导体棒在匀强磁场中，匀速切割磁感线运动时（ ）A一定产生感应电流 B一定产生焦耳热C一定受到磁场力作用 D一定产生感应电动势4在图 1 中，
2、线圈 M 和线圈 P 绕在同一铁芯上，则（ ）A当闭合开关 S 的一瞬时，线圈 P 里没有感应电流B当闭合开关 S 的一瞬时，线圈 P 里有感应电流C当断开开关 S 的一瞬时，线圈 P 里没有感应电流D当断开开关 S 的一瞬时，线圈 P 里有感应电流5如图 2 所示，A、B 为大小、形状均相同且内壁光滑，但用不同材料制成的圆管，竖直固定在相同高度。两个相同的磁性小球，同时从 A、B 管上端的管口无初速释放，穿过 A 管的小球比穿过 B 管的小球先落到底面。下面对于两管的描述中可能正确的是（ ）AA 管是用塑料制成的，B 管是用铜制成的BA 管是用铝制成的，B 管是用胶木制成的CA 管是用胶木制
3、成的，B 管是用塑料制成的DA 管是用胶木制成的，B 管是用铝制成的 图 2图 1第 2 页 共 17 页6如图 3 所示，光滑绝缘的水平面上有两个离得很近的导体环 a、b。将条形磁铁沿它们的正中竖直向下移动（不到达该平面） ，关于 a、b 环的移动情况，下列说法中正确的是（ ）A保持静止B相互靠近C相互远离 D因磁体的 N 极在哪边未知，无法判断7在赤道上空，一根沿东西方向的水平导线自由落下，则导线上各点的电势正确的说法是（ ）A东端较高 B西端较高 C中点较高 D各点电势相同8某电容器两端所允许加的最大直流电压是 250 V。它在正弦交流电路中使用时,交流电压不可以超过是（ ）A250 V
4、 B220 V C352 V D177 V9如图 4 所示，匀强磁场的方向垂直纸面向外，而且有理想的边界，用力将长为 b，宽为 a 的矩形线框匀速拉出匀强磁场，以下关于拉力做功的说法正确的是（ ）A拉线圈的速度越大，拉力做功越多B线圈边长 a 越大，拉力做功越多C线圈的电阻越大，拉力做功越多D磁感应强度增大，拉力做功越多10如图 5 所示，两根互相平行的光滑金属导轨MN，PQ 电阻不计且处于匀强磁场中， ab、cd 两根金属杆其电阻 RabR cd。当 ab 杆在外力 F1 作用下匀速向左滑动时,cd 杆在外力 F2 作用下保持不动，设 F1 和 F2 的方向都与 MN，PQ 平行，那么 F1
5、 和 F2 的大小和 Uab 和 Ucd 相比（ ）AF 1F 2，U abU cd BF 1F 2，U abU cdCF 1F 2，U abU cd DF 1F 2，U abU cd baF图 4PNBMF2F1Qabcd图 5图 3第 3 页 共 17 页11如图 6 所示，探测线圈与可测量电荷量的冲击电流计 G 串联后可用来测定磁场的磁感应强度。已知线圈的匝数为 n，面积为 S，线圈与冲击电流计组成的回路电阻为 r，若将线圈放在被测匀强磁场中，开始线圈平面与磁场垂直，现把线圈平面翻转 180，冲击电流计测出通过电流计的电量Q，由上述数据可测出被测磁场的磁感应强度为（ ）A BSr nSQ
6、rC Dn2 212 如 图 7 电 路 中 ， P、 Q 两 灯 相 同 ， L 是 自 感 系 数 很 大 但 电阻 可 不 计 的 线 圈 ， 则 （ ）A S 断 开 瞬 间 ， P 立 即 熄 灭 ， Q 过 一 会 才 熄 灭B S 接 通 瞬 间 ， P、 Q 同 时 达 正 常 发 光C S 断 开 瞬 间 ， 通 过 P 的 电 流 从 右 向 左D S 断 开 瞬 间 ， 通 过 Q 的 电 流 与 原 来 方 向 相 反13如图 8 所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡 L1 和 L2，输电线的电阻等效为图中的电阻为 R，开始时，电键 S 断开。当 S
7、接通时，以下说法中正确的是（ ）A副线圈两端 M、N 的输出电压减小B副线圈输电线等效电阻 R 上的电压降增大C通过灯泡 L1 的电流减小D原线圈中的电流增大14将一磁铁缓慢或者迅速地从很远插到闭合线圈中的同一位置处，两次相同的物理量是（ ）A磁通量的变化量 B磁通量的变化率C感应电流的大小 D流过导体横截面的电荷量15如图 9-a 所示，直导线及其右侧的矩形金属框位于同一平面内。当直导线中的电流发生如图 9-b 所示的变化时（规定导线中图示电流方向为正） ，在 2s 内矩形线框中感应电流与受磁场力情况，下列叙述正确的是i图 90i2 t/sb1Im-Ima图 6图 7图 8第 4 页 共 1
8、7 页（ ）A感应电流方向不变，线框所受合力方向不变B感应电流方向改变，线框所受合力方向不变C感应电流方向改变，线框所受合力方向改变D感应电流方向不变，线框所受合力方向改变16如图 10 所示，导体棒 ab 可无摩擦地在足够长的竖直导轨上滑动，且与两导轨接触良好。整个装置处于匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向里，除电阻 R 外，其它电阻不计，在导体下落的过程中，下列说法正确的是（ ）Aab 下落的过程中，机械能守恒Bab 达到稳定速度前，其减少的重力势能会全部转化为通过电阻生成的内能Cab 达到稳定速度前，其减少的重力能全部转化为其增加的动能和通过电阻生成的内能Dab 达到稳定速度后，其减少的
9、重力势能全部转化为通过电阻生成的内能17如图 11 所示的电路中，S 是闭合的，流过线圈 L 的电流为i1，流过灯泡的电流为 i2，且 i1i 2， 。若 t1 时刻断开 S，则下图中的4 个图中哪一个能正确表示流过灯泡 A 的电流 i2 随时间 t 变化的关系？（ ）18在照明电路中，为了安全，一般在电能表后面电路上安装一个漏电保护器，如图 12 所示，当漏电保护器的 ef 两端没有电压时，脱扣开关 K 能始终保持接通，当ef 两端有电压时，脱扣开关立即断开，下列说法中正确的是（ ）A当用户的电流超过一定值时，脱扣开关会自动断开，即有过流保护作用B当火线和零线间的电压太高时，脱扣开关会自动断
10、开，即有过压保护作用图 10图 12图 11第 5 页 共 17 页C站在地面上的人触及 b 线时，脱扣开关会自动断开，起保护作用D当站在绝缘物上的人两手分别触到 b 线和 d 线，脱扣开关会自动断开，起保护作用19在日光灯电路中，关于启动器、镇流器、灯管的作用，下列说法正确的是（ ）A日光灯点燃后，镇流器、启动器不起作用B镇流器在点燃灯管的过程中，产生一个瞬时高压，点燃后起到降压限流的作用C日光灯点燃后，启动器不再起作用D日光灯点燃后，使镇流器短路，日光灯仍能正常发光20 图 14-a 为 斯 密 特 触 发 器 ， 当 加 在 它 的 输 入 端 A 的 对 地 电 压 逐 渐 上 升 到
11、 某 个 值 （ 1.6 V） 时，输出端 Y 会突然从高电平跳到低电平（0.25 V），而当输入端 A 的对地电压下降到另一个值的时候（0.8 V）， Y 会从低电平跳到高电平（3.4 V）。图 14-b 为一光控电路，用发光二极管 LED 模仿路灯，R G 为光敏电阻。关于斯密特触发器和光控电路的下列说法中正确的是（ ）A斯密特触发器的作用是将模拟信号转换为数字信号B斯密特触发器的作用是将数字信号转换为模拟信号C调节 R1 和 R2 的阻值都不影响光线对二极管发光的控制D增大 R1，可使二极管在光线更暗时才发光二、填空题 21第一个发现电流周围存在磁场的科学家是_，英国物理学家_发现了电磁
12、感应定律，即 En 。俄国物理学家_在他发现t图 13图 14第 6 页 共 17 页该定律后不久，于 1883 年提出了判定感应电流方向的定律。第 7 页 共 17 页22如图 15 所示，平行金属导轨间距为 d，一端跨接一阻值为 R 的电阻，匀强磁场磁感应强度为 B，方向垂直轨道所在平面，一根长直金属棒与轨道成 60角放置，当金属以垂直棒的恒定速度v 沿金属轨道滑行时，电阻 R 中的电流大小为_。 （不计轨道与棒的电阻）23理想变压器原线圈和两个副线圈的匝数分别为 n11 760 匝，n 2288 匝，n 38 000 匝，电源电压为 U1220 V。n 2 两端连接的灯泡消耗的实际功率为
13、 36 W，测得原线圈中的电流为I10.3 A，则通过 n3 的负载 R 的电流 I3_。24如图 17 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，外环中感应电流的方向_。图 17图 15图 16第 8 页 共 17 页25如图 18 所示，导体 MN 的电阻为 R，其他电阻不计，当导体 MN 沿导轨向右加速运动时，切割方向垂直纸面向外的磁感线，电容器 C 被充电，可推断电容器上极板电势比下极板电势_。26某小水电站发电机输出的电功率为 100 kW，输出电压为 250 V。现准备向远处输电，所用输电线的总电阻为 8 ，要求在输电线上损失
14、的电功率不超过输电功率的 5%，且用户端获得 220 V 电压，则所选用的升压变压器原、副线圈的匝数比为_，降压变压器原、副线圈的匝数比为_。三、 解答题27交流发电机的原理如图 19-a 所示，闭合的矩形线圈放在匀强磁场中，绕 OO轴匀速转动，在线圈中产生的交变电流随时间变化的图象如图 19-b 所示，已知线圈的电阻为R2.0 。求：（1）通过线圈导线的任一个横截面的电流的最大值是多少？（2）矩形线圈转动的周期是多少？（3）线圈电阻上产生的电热功率是多少？（4）保持线圈匀速转动，1 min 内外界对线圈做的功是多少？图 19图 18第 9 页 共 17 页28磁感应强度为 B 的匀强磁场仅存
15、在于边长为 3L 的正方形范围内，有一个电阻为 R、边长为 L 的正方形导线框abcd ，沿垂直于磁感线方向，以速度 v 匀速通过磁场，如图所示，从 ab 边进入磁场算起，求：（1）画出穿过线框的磁通量随时间变化的图线。（2）判断线框中有无感应电流？若有，方向怎样？ （3）求线框通过磁场区域的过程中，外力所做的功？29如图 21-a 所示，一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道间距 l0.20 m，电阻 R1.0 ；有一导体杆静止地放在轨道上，与两轨道垂直，杆及轨道的电阻皆可忽略不计，整个装置处于磁感强度 B0.50T 的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道面向下。现用外力F 沿轨道方向拉杆，使之做匀
16、加速运动，测得力 F 与时间 t 的关系如图 21-b 所示，求杆的质量 m 和加速度 a。F/N图 21dc baB图 20B第 10 页 共 17 页30如图 22 所示，一个电阻值为 R，匝数为 n 的圆形金属线圈与阻值为 2R 的电阻 R1连结成闭合回路。线圈的半径为 r1。在线圈中半径为 r2 的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度 B 随时间 t 变化的关系图线如图所示。图线与横、纵轴的截距分别为 t0 和 B0。导线的电阻不计。求 0 至 t1 时间内：（1）通过电阻 R1 上的电流大小和方向；（2）通过电阻 R1 上的电量 q 及电阻 R1 上产生的热量。图
17、22第 11 页 共 17 页参考答案一、选择题1D 解析：在闭合电路中产生感应电流的条件是穿过闭合线圈的磁通量发生变化。闭合线圈在磁场中可能有磁通量穿过而磁通量不变化，是不能产生感应电流的。当闭合线圈和磁场相对运动，或闭合线圈作切割磁感线运动时，磁通量不一定发生变化。例如闭合线圈在匀强磁场中做平动时，这时穿过线圈的磁通量没有发生变化，线圈中就不会产生感应电流。2C3D提示：当一段直导体棒在匀强磁场中，匀速切割磁感线运动时，一定能产生感应电动势。但产生感应电流必须有一个闭合电路，所以不一定产生感应电流，也不一定产生焦耳热，也不一定受到磁场力。4BD解析：闭合或断开开关，线圈 M 中的电流发生变
18、化，在铁芯中产生变化的磁场，使得穿过 P 线圈的磁通量发生变化，产生感应电流。5A D 解析：穿过 B 管的小球比穿过 A 管的小球后落到底面，说明 B 管中的小球在下落过程受到了阻力的作用。当小球在金属管中下落时，在管中会产生感应电流，感应电流的磁场会阻碍小球的运动。所以 B 管应该是金属材料，A 管是绝缘材料。6C解析：磁铁向下运动，引起 a、b 两导体环中产生感应电流，感应电流又受到磁体磁场的安培力作用，然后发生运动。假设磁铁的 N 极向下运动，根据楞次定律，从上向下看，两导体环中产生逆时针方向的电流，根据左手定则，两环中间部分受到的安培力方向如图所示，将 Fa 与 Fb 分解为水平方向
19、的分力 Fa 与 Fb 和竖直方向的分力 Fa 与 Fb 。a 环向左，b 环向右。两环两侧受到的安培力的水平方向的分力正好相反，由于中间区域磁体的磁场比较强，因此两环中间部分受力第 12 页 共 17 页比两侧受力大，这样两环将相互远离。另外，两环中的电流也将产生磁场，从而两电流环也会有相互作用，仍以两环中间部分为研究对象进行分析，两环也将相互远离。同样可以分析，磁体的 S 极向下时，两环也是相互远离。7A 解析：地磁场在赤道处的方向是由南向北，与地面平行。导线沿东西方向自由落下，切割磁感线，会产生感应电动势。俯视图如右所示，图中导线的运动方向垂直纸面向里。由右手定则可知，感应电动势的方向向
20、右，电源内部电动势由负极指向正极，即东端电势较高。8D 解析：电容器两端正弦交流电压的峰值不能超过 250 V，所以交流电压的有效值不能超过 177 V，所以 D 选项正确。2509A B D 解析：设矩形线框的电阻为 R，线框匀速拉出匀强磁场的速度 v，产生的感应电动势EBav，感应电流 I ，线框所受的安培力 FBaI ，拉力等于安培力，拉力BavRaB2做功 WFb ，所以 ABD 选项正确。Rb210B 解析：ab 杆匀速滑动切割磁感线产生感应电动势，在 abcd 回路中相当于电源。ab、cd 中电流相等方向相反，所受安培力等大反向，F 1 和 F2 分别与各自所受安培力平衡，所以也是
21、等大反向。ab 是电源，它两端的电压等于 IRcd，因为导轨没有电阻不计，所以ab、cd 两端的电压相等。11C解析：初始时， 1BS，把探测器翻转 180，则 2BS| 2 1|2BSQ tn t2 nBSIrB S212C13B C D第 13 页 共 17 页14AD 解析：磁铁的初末位置均相同，即穿过闭合线圈的初末磁通量相同，所以两次穿过线圈的磁通量的变化量 | 2 1|相同。由于磁铁运动的速度不同，时间不同，所以磁通量的变化率 不同，感应电动势不同，感应电流不同。流过导体横截面的电荷量 qtt tn tn ，磁通量的变化量和线圈电阻不变，所以流过导线IREtR横截面的电荷量不变。15
22、D 解析：根据电流变化图象可知，01 s 内导线中电流方向向上，大小均匀变小，由安培定则可知导线右侧磁场垂直纸面向里，磁场变弱。根据楞次定律知金属框中的感应电流的磁场会阻碍穿过线框的磁通量减小，即感应电流的磁场在线框內的方向也为垂直纸面向里，金属框中电流方向为顺时针。由左手定则判断金属框四边的受力，均指向线框外侧，上下两边的安培力平衡，左右两边的安培力合力向左。第 1 s 和第 2 s 内直导线中的电流反向，电流均匀增加，同理可以判断金属框中的感应电流方向仍然为顺时针，但由于导线产生的磁场反向，所以线框所受合力方向改变。D 选项正确。本题也可从图象上直接分析，电流随时间的变化率就是 i-t 图
23、象的斜率，在 2 s 内图象的斜率不变，所以电流的变化率是定值，电流所产生的磁场变化率也是定值，即线框中磁通量的变化率也是定值，所产生的感应电动势的大小和方向均不变，感应电流的大小和方向不变。但由于导线产生的磁场在 t1 s 后反向，所以线框所受合力方向改变。16CD 解析：导体棒 ab 无摩擦地在竖直导轨上滑动，当下落速度较小时，回路中的电流较小，ab 所受安培力小于重力，导体棒向下做加速运动。在这个过程中，导体棒减小的重力势能转化为导体棒增加的动能和通过电阻生成增加的内能。随着导体棒的速度越来越大，回路中的电流越来越大，ab 所受安培力逐渐增大，当等于重力时，加速度为零，导体棒做匀速运动，
24、这时导体棒减小的重力势能全部转化为通过电阻生成增加的内能。17D 解析：S 闭合时，流过灯泡的电流为 i2；断开 S 后，电源对回路电流没有影响。由于电流突然减小，线圈会产生与原来电流同向的自感电动势阻碍电流的减小，线圈与灯泡组成串联电路，电流方向顺时针，大小从 i1 开始逐渐变小，灯泡中的电流方向与原来电流 i2方向相反。第 14 页 共 17 页18C 解析：观察 ab 和 cd 线圈的绕法，两线圈中的电流方向总是相反的，在铁芯中产生的磁场方向相反，铁芯中的合磁场为零，穿过次级线圈的磁通量为零，无论电流如何变化， ef 两端都不会产生感应电动势。AB 选项不正确。站在地面上的人触及 b 线
25、时，ab、cd 中的电流不再相等，铁芯中的交变磁场瞬间增大， ef 产生感应电动势，脱扣开关立即断开，起到保护作用。而如果站在绝缘物上的人两手分别触到 b 线和 d 线，两个线圈中还是会同时存在反向电流，穿过次级线圈的磁通量为零，不会产生感应电动势，脱扣开关不会断开。19BC解析：启动器的作用是自动开关，接通时预热灯丝，使灯管内产生热电子；断开时，使镇流器中产生瞬时高压，点燃日光灯。点燃后，镇流器起降压限流作用。20AD二、填空题21奥斯特；法拉第；楞次22I RBd32v解析：题中切割磁感线的导体棒与磁场垂直，速度也与磁场垂直，速度与导体棒也垂直，所以直接用公式就可以了。已知两金属导轨间距离
26、为 d，所以切割磁感线的金属棒的有效长度为 。60sin d23I 30.03 A解析：由 和 ，可求得 U236 V ，U 31 000 V；由21U31nU1I1U 2I2U 3I3 和 I21 A 可得 I30.03 A。24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向里、增大，根据楞次定律，外环内部感应电流磁场的方向为向外，由安培定则，外环中感应电流方向为逆时针。25低解析：导体 MN 沿导轨向右加速运动时，该电路中电流由 N 经 L 流向 M，且电流一直在增大。线圈中的磁场一直在增加，线圈在建立磁场的过程，
27、会有自感电动势出现，这个第 15 页 共 17 页自感电动势只会阻碍本支路的电流增加，使本支路的电流增加慢些，而不会影响与它并联的电路（我们在自感通电的演示实验中，只看到自感电动势阻碍本支路电流的增加速度，而不会影响与它并联电路电阻中电流的大小与增加快慢的速度）。所以在 MN 导线加速向右运动中，电感线圈的自感不会对电容电路的充电电流的大小与方向有影响。因此，本题答案应该上极板电势比下极板电势低。26116；19011解析:根据题给条件可以算出输电线上的功率损失 P5%10010 3 W，由 PI 2R导 可以求出 I25 A，根据 I ，求出升压变压器副线圈两端电压 U2 4 000 V，根
28、2UPI据U3U 2IR 导 3 800 V，再根据电压关系即可求出。三、解答题27 （1）2.0 A；（2）4.010 -2 s；（3）4 W；（4）240 J28解析：线框穿过磁场的过程可分为三个阶段：进入磁场阶段、在磁场中运动阶段和离开磁场阶段。如图所示，（1）线框进入磁场阶段：由于线框匀速运动，进入时线框的面积线性增加，SLvt ，所以 BSBL vt；进入的时间是t1= ，最后 BL2。线框在磁场中运动阶段：运动时间为 t2 ，穿过回vL路的磁通量恒定为 BL 2。线框离开磁场阶段：由于线框匀速运动，离开时线框的面积线性减少，即 SL vt，所以 BSB（L 2Lvt ） ，离开的时
29、间是 t3 ，最后 0。 整个过程的 -t 图线如图所示。（2）线框进入磁场阶段：穿过线框的磁通量增加，线框中将产生感应电流，由右手定则可知，线框中感应电流方向为逆时针方向。大小不变。线框在磁场中运动阶段：穿过线框的磁通量不变，线框中没有感应电流。线框离开磁场阶段：穿过线框的磁通量减少，线框中将产生感应电流，右手定则可知，第 16 页 共 17 页线框中感应电流方向为顺时针方向。大小不变。（3）线框进入磁场阶段：由于线框匀速运动，外力等于安培力，所以W 外 1W 安 BILLB LLRvRBv32线框磁场中运动阶段：回路中没有感应电流，也不受外力作用，所以 W 外 0。线框离开磁场阶段：与进入
30、时一样 W 外 2W 安 BILL B LL= RvBv32整个过程的外力功为：W 外 W 外 1W 外 2 Rv329a10 m/s 2，m0.1 kg。解析：导体杆在轨道上做匀加速直线运动，设经过 t 秒时的速度为 v，则有 vat 杆切割磁感线，将产生感应电动势： EBlv 在杆、轨道和电阻的闭合回路中产生电流：I RE杆受到的安培力为： F 安 BIl 根据牛顿第二定律，有 F 安 ma 联立以上各式，得 Fma at RlB2由图线上取两点（0，1） ， （30，4）代入式、可解得： a10 m/s 2，m0.1 kg。30 （1）E ，I ，从 b 到 a； 0tBrn023Rtrn（2）q ；Q0123Rtr20149tBr解析：（1）由于 B 减小，根据楞次定律，线圈中的感应电流方向为顺时针方向，因此电阻中电流由 b 到 a。从图象看，磁感应强度的变化率为 ，根据法拉第电磁感应定律得 EtB0，02tBrnI 。RE302tBrn第 17 页 共 17 页（2）通过电阻 R1 上的电量 qIt 1， q 0123RtBrn两路中产生的总电热 Q 总 3 I2Rt1，电阻 R1 上产生的热量为 Q Q 总 ，32代入数据得 Q 。2049RtBrn
