2010届高考二轮复习跟踪测试：电磁感应

2010届高考二轮复习跟踪测试：电磁感应 物理试卷      一、选择题 1.对于法拉第电磁感应定律 ，下面理解正确的是 A．穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大 B．穿过线圈的磁通量为零，感应电动势一定为零 C．穿过线圈的磁通量变化越大，感应电动势越大 D．穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大 2.对匝数一定的线圈，下列说法中正确的是 A．线圈放在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动势一定越大 B．线圈中磁通量变化越快，线圈中产生的感应电动势一定就大 C．线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大 D．线圈中磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大 3.穿过闭合回路的磁通量φ随时间t变化的图象分别如图12-1-4①～④所示，下列关于回路中产生的感应电动势的论述，正确的是 A．图①中回路产生的感应电动势恒定不变 B．图②中回路产生的感应电动势一直在变大 C．图③中回路在0～t1时间内产生的感应电动势小于在t1～t2时间内产生的感应电动势 D．图④中回路产生的感应电动势先变小再变大 4.在沿水平方向的匀强磁场中，有一圆形金属线圈可绕沿其直径的竖直轴自由转动。开始时线圈静止，线圈平面与磁场方向既不平行也不垂直，所成的锐角为α。在磁场开始增强后的一个极短时间内，线圈平面 A．维持不动 B．将向使α减小的方向转动 C．将向使α增大的方向转动 D．将转动，因不知磁场方向，不能确定α会增大还是会减小 5.如图所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为 、阻值为 的闭合矩形金属线框 用绝缘轻质细杆悬挂在 点，并可绕 点摆动。金属线框从右侧某一位置静止开始释放，在摆动到左侧最高点的过程中，细杆和金属线框平面始终处于同一平面，且垂直纸面。则线框中感应电流的方向是     A． B． C．先是 ，后是 D．先是 ，后是 6.某实验小组用如图所示的实验装置来验证楞次定律。当条形磁铁自上而下穿过固定的线圈时，通过电流计的感应电流方向是 A． B．先 ，后 C． D．先 ，后 7.如图所示，铁芯右边绕有一个线圈，线圈两端与滑动变阻器、电池组连成回路。左边的铁芯上套有一个环面积为0.02m2、电阻为0.1欧的金属环。铁芯的横截面积为0.01m2，且假设磁场全部集中在铁芯中，金属环与铁芯截面垂直。调节滑动变阻器的滑动头，使铁芯中的磁感应强度每秒均匀增加0.2T，则从上向下看 A．金属环中感应电流方向是逆时针方向，感应电动势大小为4.0×10-3V B．金属环中感应电流方向是顺时针方向，感应电动势大小为4.0×10-3V C．金属环中感应电流方向是逆时针方向，感应电动势大小为2.0×10-3V D．金属环中感应电流方向是顺时针方向，感应电动势大小为2.0×10-3V 8.如图所示，多匝线圈L的电阻和电源内阻都很小，可忽略不计，电路中两个电阻器的电阻均为R，开始时电键S断开。此时电路中电流强度为I0，现将电键S闭合、线圈L中有自感电动势产生，下列说法中正确的是     A．由于自感电动势有阻碍电流的作用，电路中电流最终由I0减小到零 B．由于自感电动势有阻碍电流的作用，电路中电流最终总小于I0 C．由于自感电动势有阻碍电流的作用，电路中电流将保持I0不变 D．自感电动势有阻碍电流增大的作用，但电路中电流最终还要增大到2 I0 二、填空题 9.（4分）法拉第通过大量实验总结出如下结论：不论用什么方法，只要_________________________________________________________闭合电路中就有电流产生，这种由于           __的变化而产生电流的现象叫做___________________产生的电流叫做______________。 10.（4分）如果磁通量的变化是由于            引起的，感应电流的方向和磁感线方向、导体运动的方向，三者之间有一个便于记忆的关系，就是右手定则：伸开右手________________________________________________________________________________________________。 11. （4分）如图所示，当条形磁铁由较远处向螺线管平移靠近时，流过电流计的电流方向是____________，当磁铁远离螺线管平移时，流过电流计的电流方向是__________。     12.（4分）由绝缘导线绕制的单匝闭合线圈，其电阻R的I一U图线如图所示．设在0.01s内穿过线圈的磁通量由0.01Wb增加到0.03Wb．那么线圈中感应电动势的大小为        V；流过线圈中的电流是          A。 13.（4分）如图所示。A、B两个闭合圆形线圈用同样的导线制成，匝数均为10匝，半径RA＝2RB，B圆环内有磁感应强度均匀减小的匀强磁场，则A、B线圈中的感应电动势大小之比为          ，感应电流大小之比为           。 三、实验题 14.（4分）如图是研究电磁感应现象的实验。本实验要观察线圈    （填A、B）中产生的的         （填交流、恒定、感应）电流。        15.（8分）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。 （1）金属弦的作用类似“研究电磁感应现象”实验中铁芯的作用，则被拨动后靠近螺线管的过程中，通过放大器的电流方向为           （以图象为准，填“向上”或“向下”）。 （2）下列说法正确的是 A．金属弦上下振动的周期越大，螺线管内感应电流的方向变化也越快 B．金属弦上下振动过程中，经过相同位置时速度越大，螺线管中感应电动势也越大 C．若电吉他通过扩音器发出的声音随感应电流强度增大而变响，则增减螺线管匝数会起到调节音量的作用 D．电吉他通过扩音器发出的声音频率和金属弦振动频率相同，则金属弦振动越快，发出的声波越容易发生明显衍射现象 （3）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： 四、简答题 16.（5分）如图是研究电磁感应现象的实验装置图，结合图片，请说出能产生感应电流的几种做法(至少三种)。 (1)                                     ； (2)                                     ； (3)                                     。 17.（4分）如图所示，当线圈分别通过磁铁的a、b、c三个位置时，穿过线圈的磁感线条数最多的是哪个位置?     五、计算题 18.（12分）如图所示，在竖直平面内有一个“日”字形线框，线框总质量为m ，每条短边长度均为l。线框横边的电阻为r，竖直边的电阻不计。在线框的下部有一个垂直竖直平面、方向远离读者、磁感应强度为B的匀强磁场，磁场的高度也为l。让线框自空中一定高处自由落下，当线框下边刚进入磁场时立即作匀速运动。重力加速度为g。求：     （1）“日”字形线框作匀速运动的速度v的大小 （2）“日”字形线框从开始下落起，至线框上边离开磁场的下边界为止的过程中所经历的时间t。  19. (15分)如图，匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里，大小随时间的变化率 ，  为负的常量。用电阻率为 、横截面积为 的硬导线做成一边长为 的方框。将方框固定于纸面内，其右半部位于磁场区域中。求 （1）导线中感应电流的大小； （2）磁场对方框作用力的大小随时间的变化。 20.(25分)如图所示，两个金属轮A1、A2，可绕通过各自中心并与轮面垂直的固定的光滑金属轴O1和O2转动，O1和O2相互平行，水平放置.每个金属轮由四根金属辐条和金属环组成，A1轮的辐条长为a1、电阻为R1，A2轮的辐条长为a2、电阻为R2，连接辐条的金属环的宽度与电阻都可以忽略.半径为a0的绝缘圆盘D与A1同轴且固连在一起.一轻细绳的一端固定在D边缘上的某点，绳在D上绕足够匝数后，悬挂一质量为m的重物P.当P下落时，通过细绳带动D和A1绕O1轴转动.转动过程中，A1、A2保持接触，无相对滑动；两轮与各自细轴之间保持良好的电接触；两细轴通过导线与一阻值为R的电阻相连.除R和A1、A2两轮中辐条的电阻外，所有金属的电阻都不计.整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与转轴平行.现将P释放，试求P匀速下落时的速度.                                w.w.w.k.s.5.u.c.o.m                              参考答案  一、选择题 1.D 2.B 3.D 解析：根据法拉第电磁感应定律：感应电动势等于磁通量的变化率，所以得到在图①中的磁通量不变，所以不会产生感应电动势，选项A错误；由数学知识得②图中的磁通量变化率是恒定的，所以产生的感应电动势是恒定的，所以选项B错误；图③中回路在0～t1时间内与t1～t2时间内磁通量的变化率都是恒定的，所以产生恒定的电动势，但是0～t1时间内的磁通量的变化率大于t1～t2时间内磁通量的变化率，所以前一段产生的感应电动势大于后一段时间内的产生的感应电动势，所以选项C错误；图④中的磁通量的变化率是先变小后变大，所以产生的感应电动势也是先变小后变大，所以本题的正确选项应该为D。 4.B 解析:本题是考查楞次定律的典型问题，必须正确理解楞次定律中“阻碍”的含义：由楞次定律可知，当磁场开始增强时，线圈平面转动的效果是为了减小线圈磁通量的增加，阻碍磁通量的变化△B·△S，则因B的增加，为达到“阻碍”的效果，只有减小S，即线圈平面将向使α减小的方向转动。 错解分析:错解：考生未能正确理解楞次定律含义，认为磁场方向未知而做出D选项的判断。 5.B 解析：由楞次定律，一开始磁通量减小，后来磁通量增大，由“增反”“减同”可知电流方向是 。 6. D 7. C 8.D 二、填空题 9.穿过闭合电路的磁通量发生变化，磁通量，电磁感应，感应电流 10.导体切割磁感线；使拇指与四指在同一平面内并跟四指垂直，让磁感线垂直穿入手心，使拇指指向导体运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向 11.b→G→a；a→G→b 12.2； 13.1：1（2分），1：2（2分） 三、实验题 14.B；感应 15.向下； BC；D 四、简答题 16.(1)  闭合开关瞬间；(2) 断开开关瞬间；(3)  闭合开关，移动滑动变阻器滑片。 17.c位置 五、计算题 18.解析： （1）t=0时，v=0，F=ma，得a＝1m/s2 。 （2）由 ， 得，B＝5T。 （3）v＝a t＝20 m/s，P＝（F拉－ ma ）v，代入数据得：P＝40W。 （4）根据F － ＝ma，可以让导轨间距逐渐增大，L∝ ，或者加随距离变化的磁场B∝ 。 19.（1） ；（2） 。 解析： 本题考查电磁感应现象.(1)线框中产生的感应电动势 ……① 在线框产生的感应电流 ……② ……③ 联立①②③得 (2)导线框所受磁场力的大小为 ,它随时间的变化率为 ,由以上式联立可得 。 20.解析： P被释放后，细绳的张力对D产生机械力矩，带动D和A1作逆时针的加速转动.通过两个轮子之间无相对运动的接触，A1带动A2作顺时针的加速转动.由于两个轮子的辐条切割磁场线，所以在A1产生由周边沿辐条指向轴的电动势，在A2产生由轴沿辐条指向周边的电动势，经电阻R构成闭合电路.A1、A2中各辐条上流有沿电动势方向的电流，在磁场中辐条受到安培力.不难看出，安培力产生的电磁力矩是阻力矩，使A1、A2加速转动的势头减缓.A1、A2从起始的静止状态逐渐加速转动，电流随之逐渐增大，电磁阻力矩亦逐渐增大，直至电磁阻力矩与机械力矩相等，D、A1和A2停止作加速转动，均作匀角速转动，此时P匀速下落，设其速度为v，则A1的角速度 　　 　　(1) 　　A1带动A2转动，A2的角速度ω2与A1的角速度ω1之间的关系为 　　ω1a1=ω2a2　　(2) 　　A1中每根辐条产生的感应电动势均为 　　 　　(3) 　　轴与轮边之间的电动势就是A1中四条辐条电动势的并联，其数值见(3)式. 　　同理，A2中，轴与轮边之间的电动势就是A2中四条辐条电动势的并联，其数值为 　　 　　(4) 　　A1中，每根辐条的电阻为R1，轴与轮功之间的电阻是A1中四条辐条电阻的并联，其数值为    　　(5) 　　A2中，每根辐条的电阻为R2，轴与轮功之间的电阻是A2中四条辐条电阻的并联，其数值为    　　(6) 　　A1轮、A2轮和电阻R构成串联回路，其中的电流为 　　 　　(7) 　　以(1)至(6)式代入(7)式，得 　　 　　(8) 　　当P匀速下降时，对整个系统来说，重力的功率等于所有电阻的焦耳热功率之和，即 　　 　　(9) 　　以(8)式代入(9)式得 　　 　　(10) 　　评分标准：(本题25分) 　　(1)、(2)式各2分，(3)、(4)式各3分，(5)、(6)、(7)式各2分，(9)式6分，(10)式3分.