1、1本章综合能力提升练一、单项选择题1.(2018淮阴中学期末)如图 1 所示，在水平桌面上有个金属圆环，在它圆心正上方有一个条形磁铁(极性不明)，当条形磁铁下落时，可以判定( )图 1A.环将产生俯视逆时针的感应电流B.环有缩小面积的趋势C.环对桌面的压力将减小D.磁铁将受到竖直向下的电磁作用力答案 B2.(2018射阳二中模拟)有一矩形线圈，面积为 S，匝数为 n，将它置于匀强磁场中，且使线圈平面与磁感线方向垂直，设穿过该线圈的磁通量为 ，则该匀强磁场的磁感应强度大小为( )A. B.nS nSC. D.无法判断 S答案 C解析 磁感线与线圈平面垂直，则 BS，磁感应强度： B ，故 A、B
2、、D 错误，C 正确. S3.(2018小海中学模拟)如图 2 所示是两个形状相同的竖直管，左管为真空玻璃管，右管为真空铜管，使小磁石、羽毛从两管内顶端由静止释放，已知小磁石、羽毛下落过程均未与管内壁接触，则( )2图 2A.左管中小磁石的下落时间小于羽毛的下落时间B.右管中小磁石的下落时间大于羽毛的下落时间C.两管中小磁石的下落时间相等D.若右管足够长，落到管底端时，羽毛的速度小于小磁石的速度答案 B解析 左管中小磁石和羽毛都做自由落体运动，下落时间相等，故 A 错误；当小磁石在铜管中下落时，由于穿过铜管的磁通量变化，导致铜管中产生感应电流，小磁石将受到安培力的阻碍作用，而羽毛做自由落体运动
3、，所以右管中小磁石的下落时间大于羽毛的下落时间，故B 正确，C 错误；在铜管中小磁石受到安培力的阻碍作用，则在右管中，落到管底端时，羽毛的速度大于小磁石的速度，故 D 错误.4.(2017南通市第三次调研)法拉第发明了世界上第一台发电机.如图 3 所示，圆形金属盘安置在电磁铁的两个磁极之间，两电刷 M、 N 分别与盘的边缘和中心点接触良好，且与灵敏电流计相连.金属盘绕中心轴沿图示方向转动，则( )图 3A.电刷 M 的电势高于电刷 N 的电势B.若只将电刷 M 移近 N，灵敏流计的示数变大C.若只提高金属盘转速，灵敏电流计的示数变大D.若只将变阻器滑片向左滑动，灵敏电流计的示数变大答案 C解析
4、 根据安培定则可知，穿过金属盘的磁场方向向右，由右手定则判断可知，金属盘产生的感应电流方向从 M 到 N，则电刷 N 的电势高于电刷 M 的电势，故 A 错误；若仅将电刷 M 移近 N，使电刷 M、 N 之间距离减小，切割磁感线的有效长度减小，产生的感应电动势减小，感应电流减小，则灵敏电流计的示数变小，故 B 错误；若只提高金属盘转速，感应电动势增大，感应电流增大，故灵敏电流计的示数变大，故 C 正确；若仅将滑动变阻器滑片向左滑动，滑动变阻器接入电路的阻值变大，电路电流减小，磁场减弱，感应电动势减小，感应电流减3小，灵敏电流计的示数将减小，故 D 错误.5.(2018泰州中学四模)铺设海底金属
5、油气管道时，焊接管道需要先用感应加热的方法对焊口两侧进行预热.将被加热管道置于感应线圈中，当感应线圈中通以电流时管道发热.如图4，下列说法中正确的是( )图 4A.管道发热是由于线圈中的电流直接流经管道引起的B.感应加热是利用线圈电阻产生的焦耳热加热管道的C.感应线圈中通以恒定电流时也能在管道中产生电流D.感应线圈中通以正弦交流电在管道中产生的涡流也是交流电答案 D解析 高频焊接利用高频交变电流产生高频交变磁场，在焊接的金属工件中就产生感应电流，根据法拉第电磁感应定律分析可知，电流变化的频率越高，磁通量变化频率越高，产生的感应电动势越大，感应电流越大，焊缝处的温度升高得越快.管道发热是由于线圈
6、的作用，导致管道有涡流，A 错误；感应加热是利用线圈周围变化的磁场，从而产生感应电场，形成涡流，B 错误；感应线圈中通的恒定电流时不能产生电流，C 错误；感应线圈中通以正弦交流电在管道中产生的涡流也是交流，D 正确.二、多项选择题6.(2018第二次全国大联考(江苏卷)如图 5 所示是研究自感现象的电路图，甲、乙是两个规格相同的小灯泡，电源内阻不可忽略.开始前先闭合开关 S1、S 2，使电路稳定，两个小灯泡亮度相同.下列说法正确的是( )图 5A.仅将 S2断开，甲亮度不变B.仅将 S2断开，甲逐渐变得更亮C.仅将 S1断开，乙立刻熄灭4D.仅将 S1断开，乙的电流方向改变答案 BD解析 仅将
7、 S2断开，由于电路中总电流变小，则电源的内电压减小，外电压增大，使流过甲的电流变大，但由于线圈自感作用，甲逐渐变得更亮，选项 A 错误，B 正确；若仅将 S1断开，由于线圈自感作用，则乙中仍有电流，不会立刻熄灭，但电流方向相反，选项 C 错误，D 正确.7.如图 6 甲所示，一个刚性圆形线圈与电阻 R 构成闭合回路，线圈平面与所在处的匀强磁场方向垂直，磁场的磁感应强度 B 随时间 t 的变化规律如图乙所示.关于线圈中产生的感应电动势 e、电阻 R 消耗的功率 P 随时间 t 变化的图象，可能正确的有( )图 6答案 BD8.(2018江苏省高考压轴冲刺卷)如图 7 所示， abcd 为边长为
8、 L 的正方形线框，线框在纸面内，电阻为 R.图中虚线区域内有垂直纸面向里的匀强磁场.现用外力作用于线框，使线框从图示位置开始沿 x 轴正方向做初速度为零的匀加速运动，线框运动过程中， ad 边始终水平，线框平面始终与磁场垂直，磁场宽度大于 L，以 x 轴正方向作为力的正方向，则磁场对线框的作用力 F 随时间 t 的变化图象及线框 ab 边的电压 U 随时间 t 的变化图象正确的是( )5图 7答案 AD解析 线框做初速度为零的匀加速直线运动，速度 v at，进磁场和出磁场受到的安培力F ，A 正确，B 错误；进磁场时， ab 两端的电压 U BLv BLat，在磁场中B2L2vR B2L2a
9、tR 14 14运动时， U BLv BLat，出磁场时， ab 两端的电压 U BLv BLat，C 错误，D 正确.34 34三、计算题9.(2018泰州中学月考)如图 8 甲所示，一个圆形线圈的匝数 n100，线圈面积S200cm 2，线圈的电阻 r1，线圈外接一个阻值 R4 的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示.求：图 8(1)线圈中的感应电流的大小和方向；(2)电阻 R 两端电压及 06s 消耗的总功率；(3)前 4s 内通过 R 的电荷量.答案 见解析解析 (1)04 s 内，由法拉第电磁感应定律有：E1 n n 100 0.02
10、 V 1 t1 B1S t1 0.4 0.240.1 V，6线圈中的感应电流大小为： I1 A0.02 A，由楞次定律知感应电流方向沿逆时E1R r 0.14 1针方向.46 s 内，由法拉第电磁感应定律有： E2 n 2 t2n 100 0.02 V0.4 V， B2S t2 0.42线圈中的感应电流大小为： I2 A0.08 A，由楞次定律知感应电流方向沿顺时E2R r 0.44 1针方向.(2)04 s 内， R 两端的电压为： U1 I1R0.024 V0.08 V消耗的功率为： P1 U1I10.080.02 W1.610 3 W46 s 内， R 两端的电压为： U2 I2R0.0
11、84 V0.32 V消耗的功率为： P2 U2I20.320.08 W2.5610 2 W故 R 消耗的总功率为： P P1 P22.7210 2 W(3)前 4 s 内通过 R 的电荷量为： q I1 t0.024 C0.08 C.10.(2018南京市期中)如图 9 所示， MN、 PQ 为间距 L0.5m 的足够长平行导轨， NQ MN.导轨平面与水平面间的夹角 37， NQ 间连接一个 R5 的电阻.有一匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为 B01T.将一根质量为 m0.05kg 的金属棒 ab 紧靠 NQ 放置在导轨上，且与导轨接触良好，导轨与金属棒的电阻均不计.现由静止释放金属棒，
12、金属棒沿导轨向下运动过程中始终与 NQ 平行.已知金属棒与导轨间的动摩擦因数 0.5，当金属棒滑行至 cd 处时已经达到稳定速度， cd 距离 NQ 为 s10m.则：(取 g10m/s 2，sin370.6，cos370.8)图 9(1)当金属棒滑行至 cd 处时回路中的电流是多大？(2)金属棒达到的稳定速度是多大？(3)当金属棒滑行至 cd 处时回路中产生的焦耳热是多少？答案 (1)0.2A (2)2m/s (3)0.9J解析 (1)金属棒匀速运动时，沿导轨方向金属棒受力平衡得 mgsin Ff F7金属棒受的安培力为 F B0ILFf F N mg cos 解得 I0.2 A.(2) 由
13、欧姆定律得 IER由法拉第电磁感应定律得 E B0Lv解得 v2 m/s.(3)当金属棒滑行至 cd 处时，设回路中产生的焦耳热是 Q，由能量守恒定律得mgsin s mv2 Q mg cos s12解得 Q0.9 J.11.(2018溧水中学期初模拟)如图 10 为俯视图，虚线 MN 的右侧存在一个竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为 B.电阻为 R、质量为 m、边长为 L 的正方形单匝金属线框 abcd 放在光滑水平面上， ab 边在磁场外侧紧靠 MN 虚线边界.当线框以初速度 v0向左离开磁场过程中，安培力对线框所做的功为 W.求：图 10(1)初速度 v0时刻，线框中感应电流 I 的大小和方向；(2)线框 cd 边穿出磁场时速度 v；(3)线框穿出磁场一半过程中，通过线框横截面的电荷量 q.答案 (1) 电流方向为 abcdaBLv0R(2) (3)v20 2Wm BL22R解析 (1)根据法拉第电磁感应定律有 E BLv0线框中感应电流为 I ，由楞次定律知电流方向为 abcdaER BLv0R(2)由动能定理 W mv2 mv02，12 12解得 vv20 2Wm(3)根据电荷量定义式 q tI8由法拉第电磁感应定律 及欧姆定律 ，解得 q .E t BL22 t I ER BL22R
