2020版导与练电磁感应_第1节电磁感应现象楞次定律

《电磁感应》综合检测 (时间:90 分钟满分:100 分) 一、 选择题(本题共 12 小题,每小题 4 分,共 48 分.在每小题给出的四 个选项中,第 1～7 小题只有一个选项正确,第 8～12 小题有多个选项 正确,全部选对的得 4 分,选对但不全的得 2 分,有选错或不选的得 0 分) 1.如图所示,在条形磁铁的中央位置的正上方水平固定一铜质圆环, 不计空气阻力,以下判断正确的是(B) A.释放圆环,环下落时产生感应电流 B.释放圆环,环下落时无感应电流 C.释放圆环,环下落时环的机械能不守恒 D.以上说法都不正确 解析:圆环竖直向下运动时,通过圆环的磁通量始终为零,不产生感应 电流,故 A,D 错误,B 正确;由于没有感应电流,没有安培力做功,只有 重力做功,故环的机械能守恒,故 C 错误. 2.如图所示,在光滑绝缘水平面上,有一矩形线圈以一定的初速度进 入匀强磁场区域,线圈全部进入匀强磁场区域时,其动能恰好等于它 在磁场外面时的一半,设磁场区域宽度大于线圈宽度,则(C) A.线圈恰好在完全离开磁场时停下 B.线圈在未完全离开磁场时即已停下 C.线圈能通过场区不会停下 D.线圈在磁场中某个位置停下 解析:线圈进入或出磁场,安培力做负功,则出磁场时的速度小于进磁 场时的速度,所受的安培力小于进磁场时所受的安培力,根据动能定 理,出磁场时动能的变化量小于进磁场时动能的变化量,而进磁场时 其动能恰好等于它在磁场外面时的一半,由于出磁场后,动能不为零, 线圈将继续运动,故 C 正确,A,B,D 错误. 3.如图所示,三个灯泡L 1,L2,L3的电阻关系为R1I3,开关S 从闭合 状态突然断开时,L 产生自感电动势,由于二极管的反向截止作用,L 2 立即熄灭,电感线圈、L 1,L3 组成闭合回路,L 1 逐渐变暗,通过 L 3 的电流 由 I 3 变为 I 1,再逐渐减小,故 L3 先变亮,然后逐渐变暗,选项 B 正确. 4.美国《大众科学》月刊网站报道,美国明尼苏达大学的研究人员发 现,一种具有独特属性的新型合金能够将热能直接转化为电能.具体 而言,只要略微提高温度,这种合金就会变成强磁性合金,从而使环绕 它的线圈中产生电流,其简化模型如图所示.A 为圆柱形合金材料,B 为线圈,套在圆柱形合金材料上,线圈的半径大于合金材料的半径.现 对 A 进行加热,则(D) A.B 中将产生逆时针方向的电流 B.B 中将产生顺时针方向的电流 C.B 线圈有收缩的趋势 D.B 线圈有扩张的趋势 解析:合金材料加热后,合金材料成为磁体,通过线圈 B 的磁通量增大, 由楞次定律可知线圈只有扩张,才能阻碍磁通量的变化,C 错误,D 正 确;由于不知道极性,无法判断感应电流的方向,A,B 错误. 5.有一个匀强磁场边界是EF,在 EF 右侧无磁场,左侧是匀强磁场区域, 如图(甲)所示.现有一个闭合的金属线框以恒定速度从 EF 右侧水平 进入匀强磁场区域.线框中的电流随时间变化的 i t 图像如图(乙)所 示,则可能的线框是下列四个选项中的(A) 解析:由题图(乙)可知,电流先是均匀增加,后均匀减小,又 i= = l,所以金属线框切割磁感线的有效长度应先是均匀增加,后均匀减 小,A 项符合;B 项线框中间部分进入磁场后切割磁感线的有效长度不 变;C 项切割磁感线的有效长度不变;D 项切割磁感线的有效长度不是 均匀地增加和减小. 6.如图,固定在水平桌面上的光滑金属导轨 cd,eg 处于方向竖直向下 的匀强磁场中,金属杆 ab 与导轨接触良好,在两根导轨的端点 d,e 之 间连接一电阻,其他部分电阻忽略不计.现用一水平向右的恒力 F 作 用在金属杆 ab 上,使金属杆由静止开始向右沿导轨滑动,滑动中杆 ab 始终垂直于导轨,金属杆受到的安培力用 F 安表示,则下列说法正确的 是(C) ∝ A.金属杆 ab 做匀加速直线运动 B.金属杆 ab 运动过程回路中有顺时针方向的电流 C.金属杆 ab 所受到的 F 安先不断增大,后保持不变 D.金属杆 ab 克服安培力做功的功率与时间的平方成正比 解析:对金属杆根据牛顿第二定律得 F-F 安=ma,即 F- =ma,由于速 度变化,故加速度发生变化,故金属杆不是匀变速直线运动,故选项 A 错误;根据楞次定律可以知道,金属杆 ab 运动过程回路中有逆时针方 向的电流,故选项B错误;由F 安= 可知,当速度增大时,则安培力增 大,当金属杆最后做匀速运动时,安培力不变,故选项 C 正确;金属杆 中感应电流的瞬时功率 P=I2R=( 比,故选项 D 错误. 7.如图(甲)所示,电路的左侧是一个电容为 C 的电容器,电路的右侧 是一个单匝环形导体,环形导体所围的面积为S,在环形导体中有一垂 直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度的大小随时间变化的规律如图 (乙)所示.则在 0～t 0 时间内电容器(A) )2R=,由于速度与时间不成正 A. 上极板带正电,所带电荷量为 B. 上极板带正电,所带电荷量为 C. 上极板带负电,所带电荷量为 D. 上极板带负电,所带电荷量为 ,电容器两端的电 ,根 解析:根据法拉第电磁感应定律,电动势 E= 压等于电源的电动势,所以电容器所带的电荷量 Q=CU= 据楞次定律,在环形导体中产生的感应电动势的方向为逆时针方向, 所以电容器的上极板带正电,故 A 正确,B,C,D 错误. 8.如图所示,光滑导轨倾斜放置,下端连一灯泡,匀强磁场垂直于导轨 平面,当金属棒 ab(电阻不计)沿导轨下滑达到稳定状态时,灯泡的电 功率为P,导轨和导线电阻不计.要使灯泡在金属棒稳定运动状态下的 电功率为 2P,则下面选项中符合条件的是(AC) A.将导轨间距变为原来的 B.换一电阻值减半的灯泡 C.换一质量为原来倍的金属棒 D.将磁场磁感应强度 B 变为原来的倍 解析:当 ab 棒下滑到稳定状态时,有 mgsin θ =F 安,电动势为 E=BLv, 安培力为 F 安= 率为P== ,即 mgsin θ =,由能量守恒定律得,灯泡的功 ,将导轨间距变为原来的倍,P变为原来的2倍, 故 A 正确;换一个电阻为原来一半的灯泡,P 变为原来的 ,故 B 错误; 当换一根质量为原来倍的金属棒时,P 变为原来的 2 倍,故 C 正确; 当把磁感应强度 B 增为原来的倍,P 变为原来的 ,故 D 错误. 9.如图所示,在匀强磁场的上方有一半径为 R、质量为m 的导体圆环, 圆环的圆心距离匀强磁场上边界的距离为h.将圆环由静止释放,圆环 刚进入磁场的瞬间和完全进入磁场的瞬间,速度均为v.已知圆环的电 阻为 r,匀强磁场的磁感应强度大小为B,重力加速度为 g.下列说法正 确的是(AD) A.圆环进入磁场的过程中,圆环的右端电势高 B.圆环进入磁场的过程做的是匀速直线运动 C.圆环进入磁场的过程中,通过导体某个横截面的电荷量为 D.圆环进入磁场的过程中,电阻产生的热量为 2mgR 解析:根据楞次定律可判断电流为逆时针,等效电源内部电流由低电 势流向高电势,选项 A 正确;圆环进入磁场的过程中,切割磁感线的有 效长度不同,受到的安培力大小不同,不能做匀速直线运动,选项 B 错 误;圆环进入磁场的过