1、20142014 年下學期隆回縣萬和實驗學校高二物理電磁感應單元過關測試年下學期隆回縣萬和實驗學校高二物理電磁感應單元過關測試題題12014新課標全國卷 在法拉第時代，下列驗證“由磁產生電”設想的實驗中，能觀察到感應電流的是()A將繞在磁鐵上的線圈與電流表組成一閉合回路，然后觀察電流表的變化B在一通電線圈旁放置一連有電流表的閉合線圈，然后觀察電流表的變化C將一房間內的線圈兩端與相鄰房間的電流表連接，往線圈中插入條形磁鐵后，再到相鄰房間去觀察電流表的變化D繞在同一鐵環(huán)上的兩個線圈，分別接電源和電流表，在給線圈通電或斷電的瞬間，觀察電流表的變化1D產生感應電流的條件是：只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生

2、變化，電路中就會產生感應電流本題中的 A、B 選項都不會使電路中的磁通量發(fā)生變化，不滿足產生感應電流的條件，故不正確C 選項雖然在插入條形磁鐵瞬間電路中的磁通量發(fā)生變化，但是當人到相鄰房間時，電路已達到穩(wěn)定狀態(tài)，電路中的磁通量不再發(fā)生變化，故觀察不到感應電流在給線圈通電、斷電瞬間，會引起閉合電路磁通量的變化，產生感應電流，因此 D 選項正確2如圖，勻強磁場垂直于軟導線回路平面，由于磁場發(fā)生變化，回路變?yōu)閳A形。則磁場（）（A）逐漸增強，方向向外（B）逐漸增強，方向向里（C）逐漸減弱，方向向外（D）逐漸減弱，方向向里17CD 解析 本題考查了楞次定律，感應電流的磁場方向總是阻礙引起閉合回路中磁通量

3、的變化，體現(xiàn)在面積上是“增縮減擴”，而回路變?yōu)閳A形，面積是增加了，說明磁場是在逐漸減弱因不知回路中電流方向，故無法判定磁場方向，故 CD 都有可能。3 2014全國卷 很多相同的絕緣銅圓環(huán)沿豎直方向疊放， 形成一很長的豎直圓筒一條形磁鐵沿圓筒的中心軸豎直放置， 其下端與圓筒上端開口平齊 讓條形磁鐵從靜止開始下落條形磁鐵在圓筒中的運動速率()A均勻增大B先增大，后減小C逐漸增大，趨于不變D先增大，再減小，最后不變20C解析 本題考查楞次定律、法拉第電磁感應定律豎直圓筒相當于閉合電路，磁鐵穿過閉合電路， 產生感應電流， 根據楞次定律， 磁鐵受到向上的阻礙磁鐵運動的安培力，開始時磁鐵的速度小， 產生

4、的感應電流也小， 安培力也小， 磁鐵加速運動， 隨著速度的增大，產生的感應電流增大，安培力也增大，直到安培力等于重力的時候，磁鐵勻速運動所以 C正確4 2014廣東卷 如圖 8 所示，上下開口、內壁光滑的銅管P和塑料管Q豎直放置，小磁塊先后在兩管中從相同高度處由靜止釋放，并落至底部，則小磁塊()A在P和Q中都做自由落體運動B在兩個下落過程中的機械能都守恒C在P中的下落時間比在Q中的長D落至底部時在P中的速度比在Q中的大15C解析 磁塊在銅管中運動時，銅管中產生感應電流，根據楞次定律，磁塊會受到向上的磁場力，因此磁塊下落的加速度小于重力加速度，且機械能不守恒，選項 A、B 錯誤；磁塊在塑料管中運

5、動時，只受重力的作用，做自由落體運動，機械能守恒，磁塊落至底部時，根據直線運動規(guī)律和功能關系，磁塊在P中的下落時間比在Q中的長，落至底部時在P中的速度比在Q中的小，選項 C 正確，選項 D 錯誤5 2014江蘇卷 如圖所示， 在線圈上端放置一盛有冷水的金屬杯， 現(xiàn)接通交流電源，過了幾分鐘，杯內的水沸騰起來若要縮短上述加熱時間，下列措施可行的有()A增加線圈的匝數B提高交流電源的頻率C將金屬杯換為瓷杯D取走線圈中的鐵芯7AB解析 根據法拉第電磁感應定律Ent知，增加線圈的匝數n，提高交流電源的頻率即縮短交流電源的周期(相當于減小t)， 這兩種方法都能使感應電動勢增大故選項 A、 B 正確將金屬杯

6、換為瓷杯，則沒有閉合電路，也就沒有感應電流；取走線圈中的鐵芯，則使線圈中的磁場大大減弱，則磁通量的變化率減小感應電動勢減小故選項 C、D 錯誤6 2014安徽卷 英國物理學家麥克斯韋認為， 磁場變化時會在空間激發(fā)感生電場 如圖所示，一個半徑為r的絕緣細圓環(huán)水平放置，環(huán)內存在豎直向上的勻強磁場B，環(huán)上套一帶電荷量為q的小球已知磁感應強度B隨時間均勻增加，其變化率為k，若小球在環(huán)上運動一周，則感生電場對小球的作用力所做功的大小是()A0B.12r2qkC2r2qkDr2qk20 D解析 本題考查電磁感應、 動能定理等知識點， 考查對 “變化的磁場產生電場”的理解能力與推理能力 由法拉第電磁感應定律

7、可知， 沿圓環(huán)一周的感生電動勢E感tBtSkr2，電荷環(huán)繞一周，受環(huán)形電場的加速作用，應用動能定理可得 WqE感r2qk.選項 D 正確。7如圖所示，置于水平面的平行金屬導軌不光滑，導軌一端連接電阻 R，其它電阻不計，垂直于導軌平面有一勻強磁場，磁感應強度為 B，當一質量為 m 的金屬棒 ab 在水平恒力 F作用下由靜止向右滑動時（）A外力 F 對 ab 棒做的功等于電路中產生的電能B只有在棒 ab 做勻速運動時，外力 F 做的功才等于電路中產生的電能C無論棒 ab 做何種運動，它克服安培力做的功一定等于電路中產生的電能D棒 ab 勻速運動的速度越大，F(xiàn) 力做功轉化為電能的效率越高8.如圖甲所

8、示，長直導線與閉合金屬線框位于同一平面內，長直導線中的電流i隨時間t的變化關系如圖乙所示.在 0-T/2 時間內，直導線中電流向上，則在T/2-T時間內，線框中感應電流的方向與所受安培力情況是（）A.感應電流方向為順時針，線框受安培力的合力方向向左B.感應電流方向為逆時針，線框受安培力的合力方向向右C.感應電流方向為順時針，線框受安培力的合力方向向右D.感應電流方向為逆時針，線框受安培力的合力方向向左bRaFBtiiTT/2Oi0-i0甲乙92014新課標全國卷 如圖(a)所示，線圈ab、cd繞在同一軟鐵芯上在ab線圈中通以變化的電流， 用示波器測得線圈cd間電壓如圖(b)所示 已知線圈內部的

9、磁場與流經線圈的電流成正比，則下列描述線圈ab中電流隨時間變化關系的圖中，可能正確的是()18C解析 本題考查了電磁感應的圖像根據法拉第電磁感應定律，ab線圈電流的變化率與線圈cd上的波形圖一致，線圈cd上的波形圖是方波，ab線圈電流只能是線性變化的，所以 C 正確10如圖所示，在勻強磁場中放有電阻不計的平行銅導軌，它與大線圈 M 相連接.要使小線圈 N 受到的磁場力向里，則放在導軌上的裸金屬棒 ab 的運動情況是（）A向右勻速運動B向左加速運動C向右減速運動D向右加速運動11、2014江蘇卷 如圖所示，一正方形線圈的匝數為n，邊長為a，線圈平面與勻強磁場垂直，且一半處在磁場中在t時間內，磁感

10、應強度的方向不變，大小由B均勻地增大到 2B.在此過程中，線圈中產生的感應電動勢為()A.Ba22tB.nBa22tC.nBa2tD.2nBa2t1B解析 根據法拉第電磁感應定律知EntnBSt，這里的S指的是線圈在磁場中的有效面積，即Sa22，故En（2BB）StnBa22t，因此 B 項正確122014山東卷 如圖所示，一端接有定值電阻的平行金屬軌道固定在水平面內，通有恒定電流的長直絕緣導線垂直并緊靠軌道固定， 導體棒與軌道垂直且接觸良好， 在向右aNMBb勻速通過M、N兩區(qū)的過程中，導體棒所受安培力分別用FM、FN表示不計軌道電阻以下敘述正確的是()AFM向右BFN向左CFM逐漸增大DF

11、N逐漸減小16BCD解析 根據安培定則可判斷出，通電導線在M區(qū)產生豎直向上的磁場，在N區(qū)產生豎直向下的磁場 當導體棒勻速通過M區(qū)時， 由楞次定律可知導體棒受到的安培力向左 當導體棒勻速通過N區(qū)時， 由楞次定律可知導體棒受到的安培力也向左 選項 B 正確 設導體棒的電阻為r，軌道的寬度為L，導體棒產生的感應電流為I，則導體棒受到的安培力F安BILBBLvRrLB2L2vRr，在導體棒從左到右勻速通過M區(qū)時，磁場由弱到強，所以FM逐漸增大；在導體棒從左到右勻速通過N區(qū)時，磁場由強到弱，所以FN逐漸減小選項 C、D 正確132014四川卷 如圖所示，不計電阻的光滑 U 形金屬框水平放置，光滑、豎直玻

12、璃擋板H、P固定在框上，H、P的間距很小質量為 0.2 kg 的細金屬桿CD恰好無擠壓地放在兩擋板之間，與金屬框接觸良好并圍成邊長為 1 m 的正方形，其有效電阻為 0.1 .此時在整個空間加方向與水平面成 30角且與金屬桿垂直的勻強磁場，磁感應強度隨時間變化規(guī)律是B(0.40.2t) T，圖示磁場方向為正方向框、擋板和桿不計形變則()At1 s 時，金屬桿中感應電流方向從C到DBt3 s 時，金屬桿中感應電流方向從D到CCt1 s 時，金屬桿對擋板P的壓力大小為 0.1 NDt3 s 時，金屬桿對擋板H的壓力大小為 0.2 N6AC解析 由于B(0.40.2t) T，在t1 s時穿過平面的磁

13、通量向下并減少，則根據楞次定律可以判斷，金屬桿中感應電流方向從C到D，A 正確在t3 s 時穿過平面的磁通量向上并增加，則根據楞次定律可以判斷，金屬桿中感應電流方向仍然是從C到D， B錯誤 由法拉第電磁感應定律得EtBtSsin 300.1 V，由閉合電路的歐姆定律得電路電流IER1 A，在t1 s 時，B0.2 T，方向斜向下，電流方向從C到D，金屬桿對擋板P的壓力水平向右，大小為FPBILsin 300.1N，C 正確同理，在t3 s 時，金屬桿對擋板H的壓力水平向左，大小為FHBILsin 300.1 N，D 錯誤14、如圖，足夠長的 U 型光滑金屬導軌平面與水平面成角（090),其中

14、MN 平行且間距為 L，導軌平面與磁感應強度為 B 的勻強磁場垂直，導軌電阻不計。金屬棒ab由靜止開始沿導軌下滑，并與兩導軌始終保持垂直且良好接觸，ab棒接入電路的電阻為 R，當流過ab棒某一橫截面的電量為 q 時，它的速度大小為v，則金屬棒ab在這一過程中()A.F 運動的平均速度大小為12B.平滑位移大小為qRBLC.產生的焦爾熱為qBLD.受到的最大安培力大小為22sinB LR15、 如圖，EOF和E O F 為空間一勻強磁場的邊界， 其中EOE O ，F(xiàn)OF O ，且EOOF；OO為EOF的角平分線，OO間的距離為 l；磁場方向垂直于紙面向里。一邊長為 l 的正方形導線框沿OO方向勻

15、速通過磁場， t=0 時刻恰好位于圖示位置。 規(guī)定導線框中感應電流沿逆時針方向時為正，則感應電流 i 與實踐 t 的關系圖線可能正確的是 ()16、如圖甲所示，兩固定的豎直光滑金屬導軌足夠長且電阻不計。兩質量、長度均相同的導體棒c、d，置于邊界水平的勻強磁場上方同一高度h處。磁場寬為 3h，方向與導軌平面垂直。先由靜止釋放c，c剛進入磁場即勻速運動，此時再由靜止釋放d，兩導體棒與導軌始終保持良好接觸。用ca表示c的加速度，kdE表示d的動能，cx、dx分別表示c、d相對釋放點的位移。圖乙中正確的是()二、填空實驗題（本大題共 3 個小題，11 小題 5 分，12 小題 5 分，13 小題 12

16、 分，共 22 分）17如圖所示，電子射線管（A 為其陰極） ，放在蹄形磁軼的 N、S 兩極間，射線管的 AB 兩極 A 端接在直流高壓電源的極。此時，熒光屏上的電子束運動徑跡偏轉。 （填“向上” 、 “向下” “不” ） 。18如圖所示，和是一對異名磁極，ab 為放在其間的金屬棒。ab 和cd 用導線連成一個閉合回路。當 ab 棒向左運動時，cd 導線受到向下的磁場力。由此可知是_極， a、b、c、d 四點的電勢由高到低依次排列的順序是_。19如圖所示是“研究電磁感應現(xiàn)象”的實驗裝置。（1）將圖中所缺導線補接完整。（2）如果在閉合電鍵時發(fā)現(xiàn)靈敏電流計的指針向右偏了一下，那么合上電鍵后，將原線

17、圈迅速插入副線圈時，電流計指針_；原線圈插入副線圈后，將滑動變阻器滑片迅速向左移動時，電流計指針_。三、計算題（要求寫出必要的文字說明和演算步驟，只寫答案的不能得分，每小題 12 分，共 48 分）14如圖所示，設勻強磁場的磁感應強度B為 0.10 T，切割磁感線的導線的長度L為 40 cm，線框向左勻速運動的速度v為 5.0 m/s，整個線框的電阻R為 0.50 ，試求：(1)感應電動勢的大小；(2)感應電流的大??；(3)使線框向左勻速運動所需要的外力24 2014浙江卷 某同學設計一個發(fā)電測速裝置，工作原理如圖所示一個半徑為R0.1 m 的圓形金屬導軌固定在豎直平面上，一根長為R的金屬棒O

18、A，A端與導軌接觸良好，O端固定在圓心處的轉軸 上轉軸的左端有一個半徑為rR3的圓盤，圓盤和金屬棒能隨轉軸一起轉動圓盤上繞有不可伸長的細線，下端掛著一個質量為m0.5 kg 的鋁塊在金屬導軌區(qū)域內存在垂直于導軌平面向右的勻強磁場，磁感應強度B0.5 Ta點與導軌相連，b點通過電刷與O端相連測量a、b兩點間的電勢差U可算得鋁塊速度鋁塊由靜止釋放，下落h0.3 m 時，測得U0.15 V(細線與圓盤間沒有滑動，金屬棒、導軌、導線及電刷的電阻均不計，重力加速度g取 10 m/s2)第 24 題圖(1)測U時，與a點相接的是電壓表的“正極”還是“負極”？(2)求此時鋁塊的速度大?。?3)求此下落過程中

19、鋁塊機械能的損失24答案 (1)正極(2)2 m/s(3)0.5 J解析 本題考查法拉第電磁感應定律、右手定則等知識和分析綜合及建模能力(1)正極(2)由電磁感應定律得UEt12BR2U12BR2vr13R所以v2U3BR2 m/s(3)Emgh12mv2E0.5 J132014江蘇卷 如圖所示，在勻強磁場中有一傾斜的平行金屬導軌，導軌間距為L， 長為 3d， 導軌平面與水平面的夾角為， 在導軌的中部刷有一段長為d的薄絕緣涂層 勻強磁場的磁感應強度大小為B，方向與導軌平面垂直質量為m的導體棒從導軌的頂端由靜止釋放，在滑上涂層之前已經做勻速運動，并一直勻速滑到導軌底端導體棒始終與導軌垂直，且僅與

20、涂層間有摩擦，接在兩導軌間的電阻為R，其他部分的電阻均不計，重力加速度為g.求：(1)導體棒與涂層間的動摩擦因數；(2)導體棒勻速運動的速度大小v；(3)整個運動過程中，電阻產生的焦耳熱Q.13答案 (1)tan(2)mgRsinB2L2(3)2mgdsinm3g2R2sin22B4L4解析 (1)在絕緣涂層上受力平衡mgsinmgcos解得tan.(2)在光滑導軌上感應電動勢EBlv感應電流IER安培力F安BLI受力平衡F安mgsin解得vmgRsinB2L2(3)摩擦生熱QTmgdcos能量守恒定律3mgdsinQQT12mv2解得Q2mgdsinm3g2R2sin2B4L4.112014

21、天津卷 如圖所示，兩根足夠長的平行金屬導軌固定在傾角30的斜面上，導軌電阻不計，間距L0.4 m導軌所在空間被分成區(qū)域和，兩區(qū)域的邊界與斜面的交線為MN，中的勻強磁場方向垂直斜面向下，中的勻強磁場方向垂直斜面向上，兩磁場的磁場感應度大小均為B0.5 T在區(qū)域中，將質量m10.1 kg，電阻R10.1 的金屬條ab放在導軌上，ab剛好不下滑然后，在區(qū)域中將質量m20.4 kg，電阻R20.1的光滑導體棒cd置于導軌上，由靜止開始下滑cd在滑動過程中始終處于區(qū)域的磁場中，ab、cd始終與導軌垂直且兩端與導軌保持良好接觸，取g10 m/s2，問(1)cd下滑的過程中，ab中的電流方向；(2)ab剛要

22、向上滑動時，cd的速度v多大；(3)從cd開始下滑到ab剛要向上滑動的過程中，cd滑動的距離x3.8 m，此過程中ab上產生的熱量Q是多少？11(1)由a流向b(2)5 m/s(3)1.3 J解析 (1)由右手定則可以直接判斷出電流是由a流向b.(2)開始放置ab剛好不下滑時，ab所受摩擦力為最大靜摩擦力，設其為Fmax，有Fmaxm1gsin設ab剛好要上滑時，cd棒的感應電動勢為E，由法拉第電磁感應定律有EBLv設電路中的感應電流為I，由閉合電路歐姆定律有IER1R2設ab所受安培力為F安，有F安ILB此時ab受到的最大靜摩擦力方向沿斜面向下，由平衡條件有F安m1gsinFmax綜合式，代入數據解得v5 m/s(3)設cd棒的運動過程中電路中產生的總熱量為Q總，由能量守恒有m2gxsinQ總12m2v2又QR1R1R2Q總解得Q1.3 J232014安