第4章 电磁感应 单元测试14人教版选修321Word文件下载.docx

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MN、GH所在的平面，如图1所示，则（　　）图1

A．若固定ab，使cd向右滑动，则abdc回路有电流，电流方向由a→b→d→c

B．若ab、cd以相同的速度一起向右滑动，则abdc回路有电流，电流方向由c→d→b→a

C．若ab向左、cd向右同时运动，则abdc回路电流为零

D．若ab、cd都向右运动，且两棒速度vcd>

vab，则abdc回路有电流，电流方向由c→d→b→a

由右手定则可判断出A应产生顺时针的电流，故A错．若ab、cd同向且速度大小相同，ab、cd所围的线圈面积不变，磁通量不变，故不产生感应电流，故B错．若ab向左，cd向右，则abdc中有顺时针的电流，故C错．若ab、cd向右运动，但vcd>

vab，则abdc所围面积发生变化，磁通量也发生变化，故由楞次定律可判断出产生由c到d的电流，故D正确．

D

3．医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度．电磁血流计由一对电极a和b以及一对磁极N和S构成，磁极间的磁场是均匀的．使用时，两电极a、b均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如图2所示．由于血液中的正、负离子随血液一起在磁场中运动，电极a、b之间会有微小电势差．在达到平衡时，血管内部的电场可看做是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零．在某次监测中，两触点间的距离为3.0mm，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为160μV，磁感应强度的大小为0.040T．则血流速度的近似值和电极a、b的正负为（　　）

图2

A．1.3m/s，a正、b负　　　　B．2.7m/s，a正、b负

C．1.3m/s，a负、b正D．2.7m/s，a负、b正

由于正、负离子在匀强磁场中垂直于磁场方向运动，利用左手定则可以判断：

a电极带正电，b电极带负电．根据离子所受的电场力和洛伦兹力的合力为零，即qvB＝qE得v＝

＝

≈1.3m/s.故选A.

A

4．如图3甲所示，A、B为两个相同的环形线圈，共轴并靠近放置，A线圈中通过如图3乙所示的电流I，则（　　）

图3

A．在t1到t2时间内A、B两线圈相吸引

B．在t2到t3时间内A、B两线圈相排斥

C．t1时刻两线圈作用力为零

D．t2时刻两线圈作用力最大

t1到t2时间内，A中电流减小，根据“减同”，B中会产生与A方向相同的感应电流，同向电流相互吸引；

t2到t3时间内，根据“增反”，B中感应电流与A中电流方向相反，反向电流相互排斥；

t1时刻，IA最大，但

为零，IB＝0，t2时刻IA＝0，尽管此时IB最大，但相互作用力仍然为零．选项A、B、C正确．

ABC

5．某输电线路横穿公路时，要在地下埋线通过，为了保护线路不至于被压坏，预先铺设结实的过路钢管，再让输电线从钢管中穿过．电线穿管的方案有两种，甲方案是铺设两根钢管，两条输电线分别从两根钢管中穿过，乙方案是只铺设一根钢管，两条输电线都从这一根钢管中穿过，如果输电导线输送的电流很强大，那么，以下说法正确的是

（　　）

图4

A．无论输送的电流是恒定电流还是交变电流，甲、乙两方案都是可行的

B．若输送的电流是恒定电流，甲、乙两方案都是可行的

C．若输送的电流是交变电流，乙方案是可行的，甲方案是不可行的

D．若输送的电流是交变电流，甲方案是可行的，乙方案是不可行的

输电线周围存在磁场，交变电流产生变化的磁场，可在金属管中产生涡流，当输电线上电流很大时，强大的涡流有可能将金属管融化，造成事故，就是达不到金属管融化造成事故的程度，能量损失也是不可避免的，所以甲方案是不可行的．在乙方案中，两条电线中的电流方向相反，产生的磁场互相抵消，金属管中不会产生涡流是可行的，此题类似于课本中提到的“双线并绕”．综上所述，选项B、C正确．

BC

6．如图5所示，金属棒ab置于水平放置的光滑框架

cdef上，棒与框架接触良好，匀强磁场垂直于ab

棒斜向下．从某时刻开始磁感应强度均匀减小，同图5

时施加一个水平外力F使金属棒ab保持静止，则F（　　）

A．方向向右，且为恒力B．方向向右，且为变力

C．方向向左，且为变力D．方向向左，且为恒力

根据楞次定律，B减小时，磁通量Φ减小，为阻碍Φ减小，ab产生向右运动的趋势，故外力方向向左．再根据电磁感应定律，E＝

，B均匀减小，故

不变，E不变，I不变．F安＝BIL均匀减小，故F为变力．C项正确．

C

7．两块水平放置的金属板间的距离为d，用导线与一个

n匝线圈相连，线圈电阻为r，线圈中有竖直方向的

磁场，电阻R与金属板连接，如图6所示，两板间图6

有一个质量为m、电荷量＋q的油滴恰好处于静止，

则线圈中的磁感应强度B的变化情况和磁通量的变

化率分别是（　　）

A．磁感应强度B竖直向上且正增强，

B．磁感应强度B竖直向下且正增强，

C．磁感应强度B竖直向上且正减弱，

D．磁感应强度B竖直向下且正减弱，

由平衡条件知，下金属板带正电，故电流应从线圈下端流出，由楞次定律可以判定磁感应强度B竖直向上且正减弱或竖直向下且正增强，A、D错误；

因mg＝q

，U＝

R，E＝n

，联立可求得

，故只有C项正确．

8．如图7所示，平行于y轴的导体棒以速度v向右

做匀速直线运动，经过半径为R、磁感应强度为

B的圆形匀强磁场区域，导体棒中的感应电动势

E与导体棒位置x关系的图象是图8中的（　　）图7

图8

如图所示，当导体棒运动到图示位置时，其坐标值为x

，则导体棒切割磁感线的有效长度为：

2

，

所以E＝Bv×

即E＝2Bv

，所以对照上述图象，只有选项A正确．

9．如图9（a）、（b）所示，R和自感线圈L的电阻都很小，接通K，使电路达到稳定，灯泡S发光，下列说法正确的是（　　）

图9

A．在电路（a）中，断开K，S将渐渐变暗

B．在电路（a）中，断开K，S将先变得更亮，然后渐渐变暗

C．在电路（b）中，断开K，S将渐渐变暗

D．在电路（b）中，断开K，S将先变得更亮，然后渐渐变暗

对于图（a）所示电路，令I1和I2分别是K接通后线圈、灯泡支路和电阻R支路的稳态电流值，设灯泡的电阻为RS，线圈的电阻为RL，由欧姆定律有I1＝

，I2＝

.考虑到R与线圈的电阻RL都很小，则I1远远小于I2.当K断开的瞬间，L支路电流I1不能突变，而R支路的电流I2可以突变，即由方向向右的I2突变为向左的I1.所以断开K后，S将渐渐变暗．A正确．

对于图（b）所示电路，令I1′和I2′为K接通后线圈支路和电阻R、灯泡S支路的稳态电流值，同理有I1′＝

，I2′＝

.考虑到RL很小，I1′远远大于I2′.当K断开的瞬间，L支路的电流I1′不能突变，而R、S支路的电流I2′可以突变，即由方向向右的I2′突变为向左的I1′.在K断开后再一次达到稳态时，各支路的电流为零．所以断开K后，S将先变得更亮，然后渐渐变暗．故选项D正确．

AD

10．如图10所示，竖直面内的虚线上方是一匀强磁场B，

从虚线下方竖直上抛一正方形线圈，线圈越过虚线进

入磁场，最后又落回原处，运动过程中线圈平面保持在图10

竖直面内，不计空气阻力，则（　　）

A．上升过程克服磁场力做的功大于下降过程克服磁场力做的功

B．上升过程克服磁场力做的功等于下降过程克服磁场力做的功

C．上升过程克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力的平均功率

D．上升过程克服重力做功的平均功率等于下降过程中重力的平均功率

线圈上升过程中，加速度增大且在减速，下降过程中，运动情况比较复杂，有加速、减速或匀速等，把上升过程看做反向的加速，可以比较在运动到同一位置时，线圈速度都比下降过程中相应的速度要大，可以得到结论：

上升过程中克服安培力做功多；

上升过程时间短，故正确选项为A、C.

AC

二、计算题（本题共4小题，共50分）

11．（11分）如图11所示，在磁感应强度为0.4T的匀强磁

场中，让长为0.5m、电阻为0.1Ω的导体棒ab在金

属框上以10m/s的速度向右匀速滑动，电阻R1＝6Ω，

R2＝4Ω，其他导线上的电阻可忽略不计．求：

（1）ab棒中的电流大小与方向；

图11

（2）为使ab棒匀速运动，外力的机械功率；

（3）ab棒中转化成电能的功率，并比较机械功率与转化功率是否相等．

（1）由右手定则可以判定，电流方向b→a

E＝Blv＝2V

R总＝

＋r＝2.5Ω

I＝

＝0.8A

（2）P＝Fv＝BIlv＝1.6W

（3）P＝I2R总＝1.6W，P机＝P电

（1）0.8A　b→a　

（2）1.6W　（3）1.6W　相等

12．（12分）如图12所示，MN、PQ为相距L＝0.2m的光滑

平行导轨，导轨平面与水平面夹角为θ＝30°

，导轨处于

磁感应强度为B＝1T、方向垂直于导轨平面向上的匀强

磁场中，在两导轨的M、P两端接有一电阻为R＝2Ω的

定值电阻，回路其余电阻不计．一质量为m＝0.2kg的导图12

体棒垂直导轨放置且与导轨接触良好．今平行于导轨对导体棒施加一作用力F，使导体棒从ab位置由静止开始沿导轨向下匀加速滑到底端，滑动过程中导体棒始终垂直于导轨，加速度大小为a＝4m/s2，经时间t＝1s滑到cd位置，从ab到cd过程中电阻发热为Q＝0.1J，g取10m/s2.求：

（1）到达cd位置时，对导体棒施加的作用力；

（2）导体棒从ab滑到cd过程中作用力F所做的功．

（1）导体棒在cd处速度为：

v＝at＝4m/s

切割磁感线产生的电动势为：

E＝BLv＝0.8V

回路感应电流为：

＝0.4A

导体棒在cd处受安培力：

F安＝BIL＝0.08N

平行导轨向下为正方向：

mgsinθ＋F－F安＝ma

解得：

F＝－0.12N

对导体棒施加的作用力大小为0.12N，方向平行导轨平面向上．

（2）ab到cd的距离：

x＝

at2＝2m

根据功能关系：

mgxsinθ＋WF－Q＝

mv2－0

WF＝－0.3J.

（1）0.12N　方向平行导轨平面向上　

（2）－0.3J

13．（13分）如图13甲所示，相距为L的光滑足够长平行金属导轨水平放置，导轨一部分处在垂直于导轨平面的匀强磁场中，OO′为磁场边界，磁感应强度为B，导轨右侧接有定值电阻R，导轨电阻忽略不计