2018-2019年高中物理人教版《选修3-2》《第四章 电磁感应》《第六节 互感和自感》综合测试试

2018-2019年高中物理人教版《选修3-2》《第四章 电磁感应》《第六节 互感和自感》综合测试试卷【4】含答案考点及解

析

班级:___________ 姓名：___________ 分数：___________

题号 一 二 三 四 得分 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上

评卷人 五 六 总分 得 分 一、选择题

1.如图甲所示，在竖直向上的磁场中，水平放置一个单匝金属圆线圈，线圈所围的面积为0.1 2

m，线圈电阻为1 Ω，磁场的磁感应强度大小B随时间t的变化规律如图乙所示，规定从上往下看顺时针方向为线圈中感应电流i的正方向。则

A．0～5 s内i的最大值为0.1 A C．第3 s内线圈的发热功率最大 【答案】.D 【解析】

B．第4 s末i的方向为正方向 D．3～5 s内线圈有扩张的趋势

试题分析：在t=0时磁通量的变化率最大，此时的感应电动势最大，感应电流最大；

，故此时的感应电动势

，感应电流为

，选项A 错误；由图可知，第4 s末，B为正方向逐渐减小，根据楞次

定律可知，i的方向为负方向，选项B 错误；由图可知，第3 秒内，线圈中磁感应强度的变化率小于第一秒内的磁感应强度的变化率，即第3 秒内，线圈中产生的感应电动势小于第一秒内的感应电动势，所以第3 s内线圈的发热功率小于第1秒，选项C 错误；3～5 s内穿过线圈的磁通量减少，根据楞次定律可知线圈有面积扩张的趋势，选项D正确。 考点：法拉第电磁感应定律；楞次定律。

2.一圆线圈位于垂直纸面向里的匀强磁场中，如图所示。下列操作中始终保证线圈在磁场中，能使线圈中产生感应电流的是( )

A．把线圈向右拉动 B．把线圈向上拉动 C．垂直纸面向外运动

D．以圆线圈的任意直径为轴转动 【答案】D 【解析】

试题分析：根据楞次定律，闭合回路的磁通量发生变化时才产生感应电流，无论线圈左右运动上下运动还是内外运动，线圈面积不变，磁感应强度不变，线圈平面和磁场的夹角不变，所以磁通量不变，不会产生感应电流选项ABC错。以圆线圈的任意直径为轴转动，使得磁场和线圈平面的夹角变化，所以磁通量变化，产生感应电流，选项D对。 考点：楞次定律

3.一足够长的铜管竖直放置，将一截面与铜管的内截面相同、质量为m的永久磁铁块由管上端口放人管内，不考虑磁铁与铜管间的摩擦，磁铁的运动速度可能是（ ） A．逐渐增大到定值后保持不变

B．逐渐增大到一定值时又开始碱小．然后又越来越大 C．逐渐增大到一定值时又开始减小，到一定值后保持不变

D．逐渐增大到一定值时又开始减小到一定值之后在一定区间变动 【答案】 A 【解析】

试题分析: 在重力作用下，永久磁铁将向下运动，所以铜管内会出现感应电流，从而导致磁铁受到安培阻力作用，由于重力大于安培力，则速度增加，导致感应电动势变大，安培力也变大，当重力等于安培力时，速度达到最大值，接着做匀速直到运动．故A正确，BCD错误； 考点：楞次定律

4.如图所示，螺线管的导线的两端与两平行金属板相接，一个带负电的小球用丝线悬挂在两金属板间，并处于静止状态，若条形磁铁突然插入线圈时，小球的运动情况是（ ）

A．向左摆动 C．保持静止 【答案】A 【解析】

B．向右摆动 D．无法判定

试题分析：突然插入条形磁铁使得螺线管内的磁通量突然增大，根据楞次定律阻碍磁通量的变化，线圈中的感应电流将产生与条形磁铁反向的磁场，即左S右N，根据右手定则判断感应电流方向如下图所示，据此判断左边金属板带正电，右边金属板带负电，中间形成匀强电场，带负电小球受到向左的电场力，所以向左偏，选项A对。

考点：楞次定律

5.如图所示的匀强磁场中有一个闭合线圈．保持线圈平面始终与磁感线垂直，当线圈在磁场中上下运动时(图①)，当线圈在磁场中左右运动时(图②)，先把弹簧线圈撑开(图③)，后放手让线圈收缩(图④)．其中能产生感应电流的图是( )

A．图①② 【答案】C 【解析】

B．图②③ C．图③④ D．图①④

试题分析：线圈自下向上运动，穿过线圈的磁通量没变，所以没有产生感应电流，AD错误；线圈自左向右运动，因为是匀强磁场，穿过线圈的磁通量没变，所以没有产生感应电流，故B错误；线圈扩张或者缩小，导致穿过线圈的磁通量变化，从而产生感应电流，故C正确； 考点：考查了产生感应电流的条件

点评：穿过线框的磁通量变化有几种方式，有磁场变化导致磁通量变化，也有面积变化导致磁通量变化，还有磁场与面积均变化导致磁通量变化的，最后有磁场与面积均没有变，而是放置的角度变化导致磁通量变化． 6.如图所示，能产生感应电流的是（ ）

【答案】B 【解析】

试题分析：对A因为线圈不闭合，只产生感应电动势，没有感应电流，A错；对B因闭合回路的面积发生变化，回路中有感应电流，B对；对C直线电流在线圈中产生的磁场相互抵消，通过线圈的磁通量一直为零，所以线圈中没有感应电流，C错；对D因线圈中的磁通量不发生变化，线圈中没有感应电流，D错。 考点：感应电流产生的条件

点评：学生清楚感应电流的条件有两个，一是闭合回路，二是回路的磁通量发生变化。 7.如图所示，平行导轨间距为d，一端跨接一个电阻R，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于平行金属导轨所在平面．一根金属棒与导轨成θ角放置，金属棒与导轨的电阻均不计．当金属棒沿垂直于棒的方向以恒定的速度v在金属导轨上滑行时，通过电阻R的电流是 ( )

A．C．

B．D．

【答案】D

【解析】电流应等于感应电动势除以电阻R，问题在于感应电动势应如何计算．能够引起感应电流的电动势是MN间产生的电动势，所以有效切割长度应为.而用已知参数表示应为

，所以有效切割长度l＝

.则E＝Blv＝

，I＝＝

，所以选项D正确．

8.电阻R,电容C与一线圈连成闭合电路,条形磁铁静止于线圈的正上方(如图).现使磁铁自由下落,在N极接近线圈上端的过程中,流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是( )

A．从a到b,上极板带正电 B．从a到b,下极板带正电 C．从b到a,上极板带正电 D．从b到a,下极板带正电 【答案】D

【解析】穿过线圈磁通量增大，原磁场方向向下，感应电流磁场方向向上，由右手螺旋定则可判断电流从b到a流过电阻，电容器下极板带正电，D对；

9.如图所示,光滑的水平桌面上放着两个完全相同的金属环a和b,当一条形 永磁铁的N极竖直向下迅速靠近两环时,则( ).

A．a、b两环均静止不动 C．a、b两环互相远离 【答案】C

【解析】穿过两线圈的磁通量均增加，由楞次定律判断两电流从上向下看都是逆时针，在a环右侧电流向里，b环左侧电流向外，电流方向相反互相排斥

B．a、b两环互相靠近 D．a、b两环均向上跳起

10.正方形线框abcd边长为L，条形磁场的宽度也为L，现使线框匀速向右通过条形磁场，关于线框ab与bc边所受安培力的大小与方向随时间变化的图像正确的是（ab边受安培力取向上为正，bc边受安培力取向右为正）（ ）

A B C D 【答案】C

【解析】线框匀速通过在ad边进入之前，bc边受到安培力，根据左手定则安培力方向向左：

,为定值，当bc边穿出磁场以后，所受安培力为零，所以AB错；bc边一直受到安

培力作用，

先是逐渐增大到

,然后减小，因为电流方向发生了

变化，所以bc边受到的安培力先向下后向上，选C。 评卷人 得 分 二、实验题

11.一个面积为S的矩形线圈在匀强磁场中以某一条边为转轴做匀速转动，磁场方向与转轴垂直。线圈中感应电动势e与时间t的关系如图15所示。感应电动势的峰值和周期可由图中读出。则磁感应强度B=_ ___；在t=T/12时刻，线圈平面与磁感应强度的夹角等于 。

【答案】【解析】略 评卷人 ；

得 分 三、填空题

12.人造卫星绕地球运行时，轨道各处的地磁场的强弱并不相同，因此，金属外壳的人造地球卫星运行时，外壳中总有微弱的感应电流。在卫星关闭发动机的运动过程中卫星的机械能转化为 ，运动轨道距离地面的距离会 （变大、变小、保持不变）。 【答案】 电能（或热能）， 变小