《第3章 电磁感应》2011年单元测试卷（一）（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

平行闭合线圈的匝数为n，所围面积为S，总电阻为R，在△t时间内穿过每匝线圈的磁通量变化为△Φ，则通过导线某一截面的电荷量为（ ）
A．
B．
C．
D．

2. 难度：中等

在电磁感应现象中，下列说法正确的是（ ）
A．导体相对磁场运动，导体内一定会产生感应电流
B．穿过线圈的磁通量越大，线圈中的感应电动势就越大
C．闭合电路在磁场内作切割磁感线运动，电路内一定会产生感应电流
D．穿过闭合线圈的磁通量发生变化，电路中一定有感应电流

3. 难度：中等

如图所示的电路中，一个N极朝下的条形磁铁竖直下落，恰能穿过水平放置的方形导线框，下列判断正确的是（ ）

A．磁铁经过图中位置1时，线框中感应电流沿abcd方向，经过位置2时沿adcb方向
B．磁铁经过图中位置1时，线框中感应电流沿adcb方向，经过位置2时沿abcd方向
C．磁铁经过位置1和2时，感应电流都沿abcd方向
D．磁铁经过位置1和2时，感应电流都沿adcb方向

4. 难度：中等

如图所示，在同一铁心上绕着两个线圈，单刀双掷开关原来接在1位置，现在它从1打向2，试判断此过程中，通过R的电流方向是（ ）

A．先由P到Q，再由Q到P
B．先由Q到P，再由P到Q
C．始终是由Q到P
D．始终是由P到Q

5. 难度：中等

如图所示中，L₁和L₂是两个相同灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈，其电阻值与R相同，在开关S接通的瞬间，下列说法正确的是（ ）

A．接通时L₁先达到最亮，断开时L₁后灭
B．接通时L₂先达到最亮，断开时L₂后灭
C．接通时L₁先达到最亮，断开时L₁先灭
D．接通时L₂先达到最亮，断开时L₂先灭

6. 难度：中等

如图所示，两竖直放置的平行光滑导轨处于垂直于导轨平面的匀强磁场中，金属杆ab可沿导轨滑动，原先S断开，让ab杆由静止下滑，一段时间后闭合S，则从S闭合开始计时，ab杆的运动速度v随时间t的图象不可能是下图中的（ ）

A．
B．
C．
D．

7. 难度：中等

美国一位物理学家卡布莱拉用实验寻找磁单极子．实验根据的原理就是电磁感应现象，仪器的主要部分是由超导体做成的线圈，设想有一个磁单极子穿过超导线圈，如图所示，于是在超导线圈中将引起感应电流，关于感应电流的方向下列说法正确的是（ ）

A．△磁单极子穿过超导线圈的过程中，线圈中产生的感应电流的方向变化
B．N磁单极子，与S磁单极子分别穿过超导线圈的过程中，线圈中感应电流方向相同
C．磁单极子穿过超导线圈的过程中，线圈中感应电流方向不变
D．假若磁单极子为N磁单极子，穿过超导线圈的过程中，线圈中感应电流方向始终为顺时针（从上往下看）

8. 难度：中等

如图所示，金属杆ab以恒定的速率v在光滑的平行导轨上向右滑行，设整个电路中总电阻为R（恒定不变），整个装置置于垂直于纸面向里的匀强磁场中，下列说法不正确的是（ ）

A．ab杆中的电流与速率v成正比
B．磁场作用于ab杆的安培力与速率v成正比
C．电阻R上产生的电热功率与速率v平方成正比
D．外力对ab杆做功的功率与速率v的成正比

9. 难度：中等

由于地磁场的存在，飞机在一定高度水平飞行时，其机翼就会切割磁感线，机翼的两端之间会有一定的电势差．若飞机在北半球水平飞行，则从飞行员的角度看，机翼左端的电势比右端的电势（ ）
A．低
B．高
C．相等
D．以上情况都有可能

10. 难度：中等

如图所示，一宽40cm的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里，一边长为20cm的正方形导线框位于纸面内，以垂直于磁场边界的恒定速度v=20cm/s通过磁场区域，在运动过程中，线框中有一边始终与磁场区域的边界平行，取它刚进入磁场的时刻t=0，在图b图线中，正确反映感应电流强度随时间变化规律的是（ ）

A．
B．
C．
D．

二、填空题

11. 难度：中等

在磁感应强度为10T的匀强磁场中，垂直切割磁感线运动的直导线长20cm，为使直导线中感应电动势每秒钟增加0.1V，则导线运动的加速度大小应为    ．

12. 难度：中等

如图（1）所示，为匀强磁场场磁感应强度B随时间变化的图象，将一闭合线圈放置在磁场中，其平面垂直于磁感线方向，请在图（2）中画出线圈中感应电动势E随时间变化的图象．

13. 难度：中等

如图所示，A、B两闭合线圈用同样导线且均绕成10匝，半径为r_A=2r_B，内有以B线圈作为理想边界的匀强磁场，若磁场均匀减小，则A、B环中感应电动势E_A：E_B=    ；产生的感应电流之比I_A：I_B=    ．

三、解答题

14. 难度：中等

如图所示，水平放置的两平行金属板相距为d，金属板与两平行金属导轨相连，导轨间距为L，匀强磁场与导轨平面垂直，磁场的磁感应强度为B，由于导轨上有一导体棒ab在运动，导致平行板板间有一质量为m，电荷量为q的带负电的液滴处于静止状态．则导体ab的速度大小为______，方向为______．

15. 难度：中等

如图所示是穿过每匝线圈的磁通量的变化情况，线圈的匝数为10匝，则线圈内的感应电动势的最大值是______，最小值是______．

四、填空题

16. 难度：中等

如图所示，两根相距为L的竖直平行金属导轨位于匀强磁场中，磁感应强度为B，导轨电阻不计，另两根与光滑轨道接触的金属杆质量均为m，电阻均为R，若要使cd杆恰好平衡，且静止不动，则ab杆应做    运动，ab杆运动速度大小是    ，需对ab杆所加外力的大小为    ．

五、解答题

17. 难度：中等

有一个垂直纸面向里的匀强磁场，B=0.8T，磁场有明显的圆形边界，圆心为O，半径为1cm．现于纸面内放上三个圆线圈，圆心均在O处，线圈平面垂直于磁场B．其中，A线圈半径为1cm，10匝；B线圈半径为2cm，10匝；C线圈半径为0.5cm，10匝；在B减为0.4T的过程中历时2s，求A、B、C三个线圈产生的感应电动势之比是多少？

18. 难度：中等

如图所示，质量为m、长度为L水平金属棒通过两根细金属丝悬挂在绝缘架M N下面，整个装置处于竖直方向的匀强磁场中，当金属棒通过a→b的电流I后将向外偏转α角重新平衡，求匀强磁场的磁感应强度．

19. 难度：中等

如图所示，电阻R=0.1Ω的导体ab沿光滑的导线框向右做匀速运动，线框中接有电阻R=0.4Ω线框放在磁感应强度B=0.1T的匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，导体ab的长度L=0.4m，运动速度v=5.0m/s．线框的电阻不计．
（1）电源的电动势（即产生的感应电动势）为多少？电路abcd中的电流为多少？
（2）求导体ab所受的安培力的大小，并判断其方向．
（3）外力做功的功率是多少？
（4）电源的功率为多少？其中电源内部消耗的功率是多少？外部电阻消耗的功率又是多少？
（5）其实这道题讲的就是发电机的原理．试从能量的角度分析一下，看发电机的能量是怎样转化的．

20. 难度：中等

如图所示，导体框架的平行导轨间距d=1m，框架平面与水平面夹角α=30°，匀强磁场方向垂直框架平面向上，且B=0.2T，导体棒ab的质量m=0.2kg，R=0.1Ω，水平跨在导轨上，且可无摩擦滑动（g取10m/s²）求：
（1）ab下滑的最大速度
（2）以最大速度下滑时，ab棒上的电热功率．