第四章 电磁感应
章末检测卷(第四章)
(时间:90分钟 满分:100分)
一、单项选择题(本题共8小题,每小题4分,共32分.在每小题给出的四个选项中,只有
一项是符合题目要求的)
1.宇航员登月后想探测一下月球表面是否有磁场,他手边有一只灵敏电流表和一个小线
圈,则下列推断正确的是 ( )
A.直接将电流表放于月球表面,看是否有示数来判断磁场有无
B.将电流表与线圈组成闭合回路,使线圈沿某一方向运动,如果电流表无示数,则判断月
球表面无磁场
C.将电流表与线圈组成闭合回路,使线圈沿某一方向运动,如果电流表有示数,则可判断
月球表面有磁场
D.将电流表与线圈组成闭合回路,使线圈在某个平面内沿两个互相垂直的方向运动,月球
表面若有磁场,则电流表至少有一次示数不为零
答案 C
解析 电流表有示数时可判断有磁场存在,沿某方向运动而无示数不能确定磁场是否存在,
只有C正确.
2.如图1,一圆形金属环与两固定的平行长直导线在同一竖直面内,环的圆心与两导线距离相等,环的直径小于两导线间距.两导线中通有大小相等、方向向下的恒定电流.若
( )
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图1
A.金属环向上运动,则环上的感应电流方向为顺时针方向 B.金属环向下运动,则环上的感应电流方向为顺时针方向
C.金属环向左侧直导线靠近,则环上的感应电流方向为逆时针方向 D.金属环向右侧直导线靠近,则环上的感应电流方向为逆时针方向
答案 D
解析 根据楞次定律,当金属环上、下移动时,穿过环的磁通量不发生变化,故没有感应电流产生,故选项A、B错误;当金属环向左移动时,则穿过环的磁场垂直纸面向外并且增强,故根据楞次定律和安培定则可以知道,产生的感应电流为顺时针,故选项C错误;当金属环向右移动时,则穿过环的磁场垂直纸面向里并且增强,故根据楞次定律和安培定则可以
知道,产生的感应电流为逆时针,故选项D正确.
3. 用一根横截面积为S、电阻率为ρ的硬质导线做成一个半径为r的圆环,ab为圆环的一条直径.如图2所示,在ab的左侧存在一个匀强磁场,磁场垂直圆环所在平面,方向如图
ΔB
所示,磁感应强度大小随时间的变化率=k(k<0).则 ( )
Δt
图2
A.圆环中产生逆时针方向的感应电流
B.圆环具有收缩的趋势
krS
C.圆环中感应电流的大小为||2ρ
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D.图中a、b两点间的电势差大小为Uab=|πkr|
4
答案 D
解析 由题意可知磁感应强度均匀减小,穿过圆环的磁通量减小,根据楞次定律和安培定则可以判断,圆环中产生顺时针方向的感应电流,圆环具有扩张的趋势,故A、B错误;圆环
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中产生的感应电动势为E=
ΔΦΔB12l2πρr
=S=|πrk|,圆环的电阻为R=ρ=,所以圆ΔtΔt2SS
EkrS1
环中感应电流的大小为I==||,故C错误;图中a、b两点间的电势差Uab=I×R=
R4ρ2
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|πkr|,故D正确.4
4. 如图3所示,一个闭合三角形导线框ABC位于竖直平面内,其下方(略靠前)固定一根与导线框平面平行的水平直导线,导线中通以图示方向的恒定电流.释放导线框,它由实线位
置下落到虚线位置未发生转动,在此过程中 ( )
图3
A.导线框中感应电流的方向依次为ACBA→ABCA→ACBA B.导线框内的磁通量为零时,感应电流也为零
C.导线框所受安培力的合力方向依次为向上→向下→向上
D.导线框所受安培力的合力为零,做自由落体运动
答案 A
解析 根据安培定则可知导线上方的磁场方向垂直纸面向外,下方的磁场方向垂直纸面向里,而且越靠近导线磁场越强,所以闭合导线框ABC在下降过程中,导线框内垂直于纸面向外的磁通量先增大,当BC边与导线重合时,达到最大,再向下运动,导线框内垂直于纸面向外的磁通量逐渐减小至零,然后随导线框的下降,导线框内垂直于纸面向里的磁通量增大,当达到最大,继续下降时由于导线框逐渐远离导线,使导线框内垂直于纸面向里的磁通量再逐渐减小,根据楞次定律可知,感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化,所以感应电流的磁场先向里,再向外,最后向里,所以导线框中感应电流的方向依次为
ACBA→ABCA→ACBA,A正确;当导线框内的磁通量为零时,内部的磁通量仍然在变化,有感
应电动势产生,所以感应电流不为零,B错误.根据对楞次定律的理解,感应电流的效果总是阻碍导体间的相对运动,由于导线框一直向下运动,所以导线框所受安培力的合力方向一
直向上,不为零,C、D错误.
5.如图4所示,螺线管匝数n=1 000匝,横截面积S=10 cm,螺线管导线电阻r=1
Ω,电阻R=9 Ω,磁感应强度B的B-t图象如图所示(以向右为正方向),则( )
2
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图4
A.感应电动势为0.6 V B.感应电流为0.06 V
C.电阻R两端的电压为0.54 V
D.0~1 s内感应电流的方向为从C点通过R流向A点
答案 D
解析 由图象可知?
?ΔB?=6 T/s,根据法拉第电磁感应定律可知产生的感应电动势为E=
??Δt?
n?
?ΔΦ?=n?ΔB?S=1 000×6×10×10-4 V=6 V,故选项A错误;感应电流为I=E=
???R+r?Δt??Δt?
6
A=0.6 A,故选项B错误;电阻R两端的电压为U=IR=0.6×9 V=5.4 V,故选项C9+1
错误;0~1 s通过螺线管的磁通量在增加,根据楞次定律可知感应电流的方向为从C点通
过R流向A点,故选项D正确.
6.匀强磁场方向垂直纸面,规定向里的方向为正,磁感应强度B随时间t的变化规律如图5甲所示.在磁场中有一细金属圆环,圆环平面位于纸面内,t=0时刻磁场的方向垂直纸面向里,如图乙所示,令I1、I2、I3分别表示Oa、ab、bc段的感应电流,F1、F2、F3分别表示
感应电流为I1、I2、I3时金属圆环上很小一段受到的安培力,则( )
图5
A.I1沿逆时针方向,I2沿顺时针方向 B.I2沿逆时针方向,I3沿顺时针方向 C.F1方向指向圆心,F2方向指向圆心
D.F2方向背离圆心向外,F3方向背离圆心向外
答案 A
解析 根据楞次定律“增反减同”的规律可推知A正确,B错误;由“增缩减扩”的规律可
知,F1与F3的方向指向圆心,F2方向背离圆心向外,故C、D错误.
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