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高中物理选修3-2第4章电磁感应章末试题A卷（人教版带答案）
资料简介
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第四章测评A(基础过关卷)
一、选择题(本题共10小题，每小题5分，共50分；其中第1～7题为单选题；第8～10题为多选题，全部选对得5分，选不全得2分，有选错或不答的得0分)
1．一闭合线圈中没有产生感应电流，则( )
A．该时该地的磁感应强度一定为零
B．该时该地的磁场一定没有变化
C．线圈面积一定没有变化
D．穿过线圈的磁通量一定没有变化
2．闭合的金属环处于随时间均匀变化的匀强磁场中，磁场方向垂直于圆环平面，则( )
A．环中产生的感应电动势均匀变化
B．环中产生的感应电流均匀变化
C．环中产生的感应电动势保持不变
D．环上某一小段导体所受的安培力保持不变
3．现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关如图连接，在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下，某同学发现当他将滑动变阻器的滑动片P向左加速滑动时，电流计指针向右偏转。由此可以推断( )
A．线圈A向上移动或滑动变阻器滑动片P向右加速滑动，都能引起电流计指针向左偏转
B．线圈A中铁芯向上拔出或断开开关，都能引起电流计指针向右偏转
C．滑动变阻器的滑动片P匀速向左或匀速向右滑动，都能使电流计指针静止在中央
D．因为线圈A、线圈B的绕线方向未知，故无法判断电流计指针偏转的方向
4．用均匀导线做成的正方形线框边长为0.2 m，正方形的一半放在垂直纸面向里的匀强磁场中，如图所示。当磁场以10 T/s的变化率增强时，线框中a、b两点间的电势差是( )
A．Uab＝0.1 V B．Uab＝－0.1 V C．Uab＝0.2 V D．Uab＝－0.2 V
5．如图所示，条形磁铁用细线悬挂在O点。O
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点正下方固定一个水平放置的铝线圈。让磁铁在竖直面内摆动，下列说法中正确的是( )
A．磁铁左右摆动一次，线圈内感应电流的方向改变2次
B．磁铁始终受到感应电流磁场的斥力作用
C．磁铁所受到的感应电流对它的作用力始终是阻力
D．磁铁所受到的感应电流对它的作用力有时是阻力有时是动力
6．图中半径为r的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场中，绕O轴以角速度ω沿逆时针方向匀速转动，电阻两端分别接盘心O和盘边缘，则通过电阻R的电流强度的大小和方向是( )
A．由c到d，I=
B．由d到c，I=
C．由c到d，I=
D．由d到c，I=
7．在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，规定线圈中感应电流的正方向如图甲所示，当磁场的磁感应强度B随时间t如图乙变化时，图中正确表示线圈中感应电动势E变化的是( )
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8．如图所示为新一代炊具——电磁炉，无烟、无明火、无污染、不产生有害气体、无微波辐射、高效节能等是电磁炉的优势所在。电磁炉是利用电流通过线圈产生磁场，当磁场的磁感线通过含铁质锅底部时，即会产生无数小涡流，使锅体本身自行高速发热，然后再加热锅内食物。下列相关说法中正确的是( )
A．锅体中的涡流是由恒定的磁场产生的
B．恒定磁场越强，电磁炉的加热效果越好
C．锅体中的涡流是由变化的磁场产生的
D．提高磁场变化的频率，可提高电磁炉的加热效果
9．如图所示，电灯A和B与固定电阻的电阻均为R，L是自感系数很大线圈。当S1闭合、S2断开且电路稳定时，A、B亮度相同，再闭合S2，待电路稳定后将S1断开，下列说法正确的是( )
A．B立即熄灭
B．A灯将比原来更亮一些后再熄灭
C．有电流通过B灯，方向为c→d
D．有电流通过A灯，方向为b→a
10．竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R，质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦，棒与导轨的电阻均不计，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，棒在竖直向上的恒力F作用下匀速上升，以下说法正确的是( )
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A．作用在金属棒上各力的合力做功为零
B．重力做的功等于系统产生的电能
C．金属棒克服安培力做的功等于电阻R上产生的焦耳热
D．金属棒克服恒力F做的功等于电阻R上产生的焦耳热
二、实验题(本题共2小题，共16分。把答案填在题中的横线上)
11．为判断线圈绕向，可将灵敏电流计G与线圈L连接，如图所示。已知线圈由a端开始绕至b端；当电流从电流计G左端流入时，指针向左偏转。
(1)将磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时，发现指针向左偏转。俯视线圈，其绕向为________(填“顺时针”或“逆时针”)。
(2)当条形磁铁从图中虚线位置向右远离L时，指针向右偏转。俯视线圈，其绕向为________(填“顺时针”或“逆时针”)。
12．正方形导线框处于匀强磁场中，磁场方向垂直框平面，磁感应强度随时间均匀增加，变化率为k。导体框质量为m、边长为L，总电阻为R，在恒定外力F作用下由静止开始运动。导体框在磁场中的加速度大小为 ，导体框中感应电流做功的功率为 。
三、解答题(本题共3小题，共34分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
13．(10分)为了探测海洋中水的运动，科学家有时依靠水流通过地磁场产生的感应电动势测水的流速。假设某处地磁场的竖直分量为0.5×10－4 T，两个电极插入相距2.0 m的水流中，且两电极所在的直线与水流方向垂直，如果与两极相连的灵敏电压表示数为5.0×10－5 V，求水流的速度。
14．(12分)矩形线圈abcd，长ab＝20 cm，宽bc＝10 cm，匝数n＝200，线圈回路总电阻R＝50 Ω，整个线圈平面均有垂直于线框平面的匀强磁场穿过，磁感应强度B
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随时间的变化规律如图所示，求：
(1)线圈回路的感应电动势。
(2)在t＝0.3 s时线圈ab边所受的安培力。
15．(12分)如图所示，光滑导轨竖直放置，匀强磁场的磁感应强度为B=0.5 T，磁场方向垂直于导轨平面向外，导体棒ab的长度与导轨宽度均为L=0.2 m，电阻R=1.0 Ω。导轨电阻不计，当导体棒紧贴导轨匀速下滑时，均标有“6 V 3 W”字样的两小灯泡恰好正常发光，求：
(1)通过ab的电流的大小和方向。
(2)ab运动速度的大小。
(3)电路的总功率。
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参考答案
1．解析：因为穿过闭合回路的磁通量发生变化是产生感应电流的条件，D选项正确。
答案：D
2．解析：磁场均匀变化，也就是说＝k，根据感应电动势的定义式，E＝＝＝kS，其中k是一个常量，所以圆环中产生的感应电动势的数值是一个常量，产生的感应电流也不变化，而环上某一小段导体受安培力F＝IlB要发生变化。
答案：C
3．解析：当他将滑动变阻器的滑动片P向左加速滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻值增大，线圈A中电流减小，线圈B中磁通量减小，电流计指针向右偏转。线圈A向上移动或铁芯向上拔出或断开开关，线圈B中磁通量减小，都能引起电流计指针向右偏转，选项A错误，B正确；滑动变阻器的滑动片P匀速向左或匀速向右滑动，都能使线圈A中电流变化，线圈B中磁通量变化，线圈B中产生感应电流，电流计指针偏转，可以判断电流计指针偏转的方向，选项C、D错误。
答案：B
4．解析：线框中的感应电动势E＝S＝0.2×0.1×10 V＝0.2 V，由楞次定律知，b点电势高，故Uab＝－E＝－0.1 V，B选项正确。
答案：B
5．解析：磁铁向下摆动时，根据楞次定律，线圈中产生逆时针方向感应电流(从上面看)，并且磁铁受到感应电流对它的作用力为阻力，阻碍它靠近；磁铁向上摆动时，根据楞次定律，线圈中产生顺时针方向感应电流(从上面看)，磁场受感应电流对它的作用力仍为阻力，阻碍它远离，所以磁铁在左右摆动一次过程中，电流方向改变3次，感应电流对它的作用力始终是阻力，只有C项正确。
答案：C
6．解析：由右手定则可判断出R中电流由c到d，电动势Br2ω，电路中电流I=。
答案：C
7．答案：A
8．解析：由电磁感应原理可知，锅体中的涡流是由变化的磁场产生的，且提高磁场变化的频率，产生的感应电动势变大，故可提高电磁炉的加热效果。故C、D正确。
答案：CD
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9．解析：断开S2而只闭合S1时，A、B两灯一样亮，可知线圈L的电阻也是R，在S1、S2闭合时，IA＝IL，故当S2闭合、S1突然断开时，流过A灯的电流只是方向变为b→a，但其大小不突然增大，A灯不出现更亮一下再熄灭的现象，故D项正确，B项错误。由于固定电阻R几乎没有自感作用，故断开S1时，B灯电流迅速变为零，而立即熄灭，故A项正确，C项错误。综合上述分析可知，本题正确选项为A和D。
答案：AD
10．解析：根据动能定理，合力做的功等于动能的增量，故A对；重力做的功等于重力势能的减少，重力做的功等于克服F所做的功与产生的电能之和，而克服安培力做的功等于电阻R上产生的焦耳热，所以B、D错，C对。
答案：AC
11．解析：(1)磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时，线圈的磁场向下且增强，感应磁场向上，且电流流入电流计左端，根据右手定则可知线圈顺时针绕向。
(2)条形磁铁从图中虚线位置向右远离L时，线圈的磁场向上且减弱，感应电流从电流计右端流入，根据右手定则可知线圈逆时针绕向。
答案：(1)顺时针 (2)逆时针
12．解析：导体框在磁场中受到的合外力等于F，根据牛顿第二定律可知导体框的加速度为a=。由于导体框运动不产生感应电流，仅是磁感应强度增加产生感应电流，因而磁场变化产生的感应电动势为E=S=l2k，故导体框中的感应电流做功的功率为P=。
答案：
13．解析：海水中含有各种导电物质，相当于导电液流过两极之间切割磁感线产生感应电动势，由E＝BLv得v＝ m/s＝0.5 m/s。
答案：0.5 m/s
14．解析：从图象可知，与线圈平面垂直的磁场是随时间均匀增大的，穿过线圈平面的磁通量也随时间均匀增大，线圈回路中产生的感应电动势是不变的，可用法拉第电磁感应定律来求。
(1)磁场的变化率为，则感应电动势为
E＝n＝nS＝200××0.02 V＝2 V。
(2)闭合电路中的电流I＝＝ A＝0.04 A
当t＝0.3 s时，B＝20×10－2 T
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ab边受到的安培力为F＝nBIL＝200×20×10－2×0.04×0.2 N＝0.32 N。
答案：(1)2 V (2)0.32 N
15．解析：(1)每个小灯泡中的电流为I1==0.5 A
则ab中的电流为I=2I1=1 A
由右手定则知通过ab棒的电流方向为由b到a
(2)ab产生的感应电动势：E=U1+IR=6 V+1×1.0 V=7 V
由E=BLv，知ab的运动速度v==70 m/s
(3)电路的总功率P=IE=7 W
答案：(1)1 A 由b到a (2)70 m/s (3)7 W
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