1、120152016 学年度第二学期 高二物理第一单元考试卷 电磁感应一、单项选择题(本题共 6 小题，每小题 4 分，共 24 分。每小题只有一个选项正确)1下列现象中属于电磁感应现象的是 ( )A磁场对电流产生力的作用B变化的磁场使闭合电路中产生电流C插在通电螺线管中的软铁棒被磁化D电流周围产生磁场解析：磁场对电流产生力的作用属于通电导线在磁场中的受力情况；插在通电螺线管中的软铁棒被磁化属于电流的磁效应；电流周围产生磁场属于电流的磁效应；而变化的磁场使闭合电路中产生电流属于电磁感应现象。故正确答案为 B。答案：B2如图 1 所示，开始时矩形线框与匀强磁场的方向垂直，且一半在磁场内，一半在磁场
2、外，若要使线框中产生感应电流，下列办法中不可行的是 ( ) A将线框向左拉出磁场B以 ab 边为轴转动(小于 90)C以 ad 边为轴转动(小于 60)D以 bc 边为轴转动(小于 60)解析：将线框向左拉出磁场的过程中，线框的 bc部分做切割磁感线的运动，或者说穿过线框的磁通量减少，所以线框中将产生感应电流。当线框以 ab边为轴转动时，线框的 cd边的右半段在做切割磁感线的运动，或者说穿过线框的磁通量在发生变化，所以线框中将产生感应电流。当线框以 ad边为轴转动(小于 60)时，穿过线框的磁通量在减小，所以在这个过程中线框中会产生感应电流，如果转过的角度超过 60，bc 边将进入无磁场区，那
3、么线框中将不产生感应电流(60300)。当线框以 bc边为轴转动时，如果转动的角度小于 60，则穿过线框的磁通量始终保持不变( 其值为磁感应强度与矩形面积的一半的乘积) 。答案：D3关于磁通量的概念，以下说法中正确的是 ( )图 12A磁感应强度越大，穿过闭合回路的磁通量也越大B磁感应强度越大，线圈面积越大，则磁通量也越大C穿过线圈的磁通量为零，但磁感应强度不一定为零D磁通量发生变化，一定是磁场发生变化引起的解析：穿过闭合回路的磁通量大小取决于磁感应强度、回路所围面积以及两者夹角三个因素，所以只了解其中一个或两个因素无法确定磁通量的变化情况，A、B 项错误；同样由磁通量的特点，也无法判断其中一
4、个因素的情况，C 项正确，D 项错误。答案：C4根据楞次定律知感应电流的磁场一定是 ( )A阻碍引起感应电流的磁通量B与引起感应电流的磁场方向相反C阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化D与引起感应电流的磁场方向相同解析：感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化。答案：C5穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒均匀地减少 2 Wb，则 ( )A线圈中感应电动势每秒增加 2 VB线圈中感应电动势每秒减小 2 VC线圈中无感应电动势D线圈中感应电动势大小不变解析：因线圈的磁通量均匀变化，所以磁通量的变化率 为一定值，又因为是单匝线t圈，据 E 可知选项 D 正确。t答案：D6如图 2
5、所示，一个半径为 L 的半圆形硬导体 AB 以速度 v，在水平 U 型框架上匀速滑动，匀强磁场的磁感应强度为 B，回路电阻为 R0，半圆形硬导体 AB 的电阻为 r，其余电阻不计，则半圆形导体 AB 切割磁感线产生感应电动势的大小及 AB 之间的电势差分别为( )ABLv； B2BL v；BLvBLvR0R0 rC2BLv； DBLv；2BL v2BLvR0R0 r 图 23解析：半圆形导体 AB切割磁感线的有效长度为 2L，对应的电动势为 E2BLv，AB间的电势差 UAB R0 ，故 C 正确。ER0 r 2BLvR0R0 r答案：C二、多项选择题(本题共 6 小题，每小题 6 分，共 3
6、6 分。每小题至少有一个选项正确)7.如图 3 所示，线圈 abcd 在磁场区域 ABCD 中，下列哪种情况下线圈中有感应电流产生 ( )A把线圈变成圆形(周长不变)B使线圈在磁场中加速平移C使磁场增强或减弱D使线圈以过 ab 的直线为轴旋转解析：选项 A 中，线圈的面积变化，磁通量变化，故 A 正确；选项 B 中，无论线圈在磁场中匀速还是加速平移，磁通量都不变，故 B 错；选项 C、D 中，线圈中的磁通量发生变化，故 C、D 正确。答案：ACD8.如图 4 所示， “U”形金属框架固定在水平面上，金属杆 ab 与框架间无摩擦。整个装置处于竖直方向的磁场中。若因磁场的变化，使杆 ab 向右运动
7、，则磁感应强度 ( ) A方向向下并减小B方向向下并增大C方向向上并增大D方向向上并减小解析：因磁场变化，发生电磁感应现象，杆 ab中有感应电流产生，而使杆 ab受到磁场力的作用，并发生向右运动。而杆 ab向右运动，使得闭合回路中磁通量有增加的趋势，说明原磁场的磁通量必定减弱，即磁感应强度正在减小，与方向向上、向下无关。答案：AD9.某空间出现了如图 5 所示的一组闭合电场线，方向从上向下看是顺时针的，这可能是 ( )A沿 AB 方向磁场在迅速减弱B沿 AB 方向磁场在迅速增强C沿 BA 方向磁场在迅速增强D沿 BA 方向磁场在迅速减弱解析：感生电场的方向从上向下看是顺时针的，假设在平行感生电
8、场的方向上有闭合图 4图 5图 34回路，则回路中的感应电流方向从上向下看也应该是顺时针的，由右手螺旋定则可知，感应电流的磁场方向向下，根据楞次定律可知，原磁场有两种可能：原磁场方向向下且沿AB方向减弱，或原磁场方向向上，且沿 BA方向增强，所以 A、C 有可能。答案：AC10下列说法正确的是 ( )A当线圈中电流不变时，线圈中没有自感电动势B当线圈中电流反向时，线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相反C当线圈中电流增大时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反D当线圈中电流减小时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反解析：由法拉第电磁感应定律可知，当线圈中电流不变时，不产
9、生自感电动势，A 对；当线圈中电流反向时，相当于电流减小，线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相同，B 错；当线圈中电流增大时，自感电动势阻碍电流的增大，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反，C 对；当线圈中电流减小时，自感电动势阻碍电流的减小，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相同，D 错。答案：AC11.高频焊接原理示意图，如图 6 所示，线圈通以高频交流电，金属工件的焊缝中就产生大量焦耳热，将焊缝熔化焊接，要使焊接处产生的热量较大可采用 ( )A增大交变电流的电压B增大交变电流的频率C增大焊接缝的接触电阻D减小焊接缝的接触电阻解析：增大交变电流的电压和交变电流的频率均
10、可使电流的变化率增大，由 En知，感应电动势和涡流均增大，焊接处的发热功率增大，若增大焊接缝的接触电阻，则t焊接处的电压、功率分配就越大，产生的热量就会越大，故 A、B、C 均正确，D 错误。答案：ABC12.如图 7 所示，闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度的大小随时间变化。下列说法正确的是 ( )A应电流可能减小B当磁感应强度增加时，线框中的感应电流一定增大C当磁感应强度减小时，线框中的感应电流一定增大图 6图 75D当磁感应强度减小时，线框中的感应电流可能不变解析：根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小由磁通量的变化率来决定，磁感应强度增加或减小时，磁通量的
11、变化率均可能增加、减小或者不变，所以线框中的感应电流可能增加，可能减小，可能不变，A、D 正确。答案：AD三、非选择题(本题共 4 小题，共 46 分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)13.（8 分）在研究电磁感应现象实验中。（1）为了能明显地观察到实验现象，请在如图所示的实验器材中，用实线连接成相应的实物电路图。（2）将原线圈插入副线圈中，闭合电键，副线圈中感应电流与原线圈中电流的绕行方向相同的实验操作是（ ）（A）插入软铁棒 （ B）拔出副线圈 （C）使变阻器阻值变大 （ D）断开电键13 （1）见右图（4 分） （2）BCD（4 分）14如图 8 所
12、示，有一夹角为 的金属角架，角架所围区域内存在匀强磁场，磁场的磁感强度为 B，方向与角架所在平面垂直，一段直导线 ab，从顶角 c 贴着角架以速度 v 向右匀速运动。求：(1)t 时刻角架的瞬时感应电动势；(2)t 时间内角架的平均感应电动势。解析：(1)ab 杆向右运动的过程中切割磁感线，构成回路的长度不断变大，感应电动势的大小不断变化。在 t时间内设位移为 x，则 xvt 切割长度 Lxtan EBLv 联立得 EBv 2ttan (2)由法拉第电磁感应定律得 EtSB x LB 12联立得 Bv2ttan 。E12电源G图 86答案：(1)Bv 2ttan (2) Bv2ttan 121
13、2.如图 9 所示，两根足够长的金属导轨 ab、cd 竖直放置，导轨间距离为L，电阻不计。在导轨上端并接两个额定功率均为 P、电阻均为 R 的小灯泡。整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度方向与导轨所在平面垂直。现将一质量为 m、电阻可以忽略的金属棒 MN 从图示位置由静止开始释放。金属棒下落过程中保持水平，且与导轨接触良好。已知某时刻后两灯泡保持正常发光。重力加速度为 g。求： (1)磁感应强度的大小；(2)灯泡正常发光时导体棒的运动速率。解析：(1)设小灯泡的额定电流为 I0，有PI R 20由题意，在金属棒沿导轨竖直下落的某时刻后，小灯泡保持正常发光，流经 MN的电流为I2I 0 此时金属棒
14、 MN所受的重力和安培力相等，下落的速度达到最大值，有mgBLI 联立式得B mg2L RP(2)设灯泡正常发光时，导体棒的速率为 v，由电磁感应定律与欧姆定律得EBLv ERI 0 联立式得v 2Pmg答案：(1) (2)mg2L RP 2Pmg4如图 10 甲所示，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 连接成闭合回路。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乙所示，图线与横、纵轴图 97的截距分别为 t0 和 B0。导线的电阻不计，求 0 至 t1 时间内图 10(1)通过电阻 R1 上的电流大小及方向。(2)通过电阻 R1 上的电荷量 q。解析：(1)由法拉第电磁感应定律得感应电动势为En n r t 2Bt nB0r2t0由闭合电路的欧姆定律，得通过 R1的电流大小为I E3R nB0r23Rt0由楞次定律知该电流由 b向 a通过 R1。(2)由 I 得在 0 至 t1时间内通过 R1的电量为qtqIt 1 。nB0r2t13Rt0答案：(1) 电流由 b 向 a 通过 R1nB0r23Rt0(2)nB0r2t13Rt0
