第四章 电磁感应
(时间60分钟,满分100分)
一、选择题(本题共9小题,每小题7分,共63分。每小题至少有一个选项符合题意,
选对但不全的得3分,有错选的得0分)
1.(2011·广东高考)将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中,线圈平面与磁场方向
垂直,关于线圈中产生的感应电动势和感应电流,下列表述正确的是( )
A.感应电动势的大小与线圈的匝数无关
B.穿过线圈的磁通量越大,感应电动势越大
C.穿过线圈的磁通量变化越快,感应电动势越大D.感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同
ΔΦ解析:由法拉第电磁感应定律知:E=n,可见感应电动势的大小与线圈的匝数有关,
ΔtA错误;感应电动势的大小取决于磁通量的变化快慢,而与磁通量的变化大小无关,B错误,C正确;感应电流产生的磁场阻碍原磁场的变化,当原磁场增大时,感应电流产生的磁场与
答案:C
其相反,D错误。
2.如图1所示,当直导线中电流不断增加时,A、B两轻导线圈
的运动情况是( )A.A向左,B向右
B.A向右,B向左图1
C.均向左D.均向右
解析:当电流I不断增加时,它的磁场不断增强,穿过A、B线圈的磁通量不断增加,根据楞次定律,感应电流受到的力将使导线圈向阻碍磁通量增加的方向运动,即导线圈要远离
直导线,A向左、B向右运动。答案:A
3.如图2所示,虚线上方空间有垂直线框平面的匀强磁场,直角扇形导线框绕垂直于线框平面的轴O以角速度ω匀速转动。设线框中感应电流方向以逆时针为正,那么在图中能正确描述线框从图中所示位置开始转动
一周的过程中线框内感应电流随时间变化情况的是( ) 图2
图3
解析:直角扇形导线框绕垂直于线框平面的轴O以角速度ω匀速转动,进入磁场的过程
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中,穿过闭合回路的磁通量均匀增加,故产生的感应电流恒定,完全进入磁场后没有感应电
流产生,由此就可判断A对。
答案:A
4.如图4所示,要使图中ab段直导线中有向右的电流,则导线cd应( )
图4
A.向右加速运动 B.向右减速运动C.向左加速运动 D.向左减速运动
解析:由右手定则知当cd向右运动时,与cd相连的线圈中产生与ab方向相反的电流,Blv当 cd向左运动时,与cd相连的线圈中产生与ab中方向相同的电流,且由Icd=知,v增
R加,Icd变大,结合楞次定律可知当 cd向右加速或向左减速时,ab中电流方向向右,A、D对,
答案:AD
B、C错。
5.如图5所示,A、B、C为三只相同的灯泡,且灯泡的额定电压均大于电源电动势,电源内阻不计,L是一个直流电阻不计、自感系数较大的线圈,先将K1、K2合上,稳定后突然断开K2。已知在此后过
程中各灯均无损坏,则以下说法中正确的是( )
A.C灯亮度保持不变图5
B.C灯闪亮一下后逐渐恢复到原来的亮度
C.B灯亮度保持不变
D. B灯后来的功率是原来的一半
解析:K1、K2均闭合,稳定后A灯不亮,通过线圈的电流是B、C两灯的和。突然断开K2,通过线圈的电流减小,线圈中产生的自感电动势与原电流的方向相同,C灯闪亮一下后逐渐恢复到原来的亮度,选项A错误,B正确。稳定后通过B灯的电流是原来的一半,故B灯后
来的功率是原来的1/4,选项C、D错误。
6.(2011·江苏高考)如图6所示,水平面内有一平行金属导轨,导轨光滑且电阻不计。匀强磁场与导轨平面垂直。阻值为R的导体棒垂直于导轨静止放置,且与导轨接触良好。t=0时,将
开关S由1掷到2。q、i、v和a分别表示电容器所带的电荷图6
答案:B
量、棒中的电流、棒的速度和加速度。下列图像正确的是( )
2
图7
解析:当开关由1掷到2,电容器放电,导体棒因受安培力而向右加速,导体棒向右运动产生感应电动势,最终达到电容器两端电压和导体棒两端电压相等,电容器的带电量保持不变,导体棒的速度不变,但不等于零,A、C错,最终导体棒加速度以及棒中电流为零,B
错,D对。答案:D
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形线圈,线圈所围的面积为0.1 m,线圈电阻为1 Ω。规定线圈中感应电流I的正方向从上往下看是顺时针方向,如图8甲所示。 磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图8乙所示。则以下说法正确的
是( )
2
图8
A.在时间0~5 s内,I的最大值为0.1 A
B.在第4 s时刻,I的方向为逆时针
C.前2 s内,通过线圈某截面的总电荷量为0.01 C
D.第3 s内,线圈的发热功率最大
ΔBΔBE
解析:由B-t图线可知,t=0时最大,由E=·S,I=可得:Im=0.01 A,A错
ΔtΔtRΔΦ
误;第4 s时,B正均匀减小,由楞次定律可知,I为逆时针方向,B正确;由q=可得,
RBmS
前2 s内,通过线圈某截面的总电荷量q==0.01 C,C正确;第3 s内,B不变,I=0,
R
故线圈发热功率为0,D错误。
8.如图9所示,匀强磁场的方向垂直于电路所在的平面,导体棒
答案:BC
ab与电路接触良好。当ab在外力F作用下从左向右做匀加速直线运动
时,若不计摩擦和导线的电阻,整个过程中,灯泡L未被烧坏,电容器
C未被击穿,则该过程中( )
A.电容器C的上极板带负电图9
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