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第二章 电磁感应 章末检测题
一、单选题
1.如图所示,通电导线旁边同一平面有矩形线圈abcd。则( )
A.若线圈向左平动,其中感应电流方向是a→b→c→d
B.若线圈竖直向下平动,没有感应电流产生
C.当线圈向导线靠近时,其中感应电流方向是a→b→c→d
D.当线圈以ab边为轴转动时,其中感应电流方向是a→b→c→d
【答案】B
【解析】A.根据右手螺旋定则可知,通电导线右侧磁场方向垂直纸面向里,若线圈向左平动,一开始线圈的磁通量增加,根据楞次定律可知,线圈中感应电流方向是a→d→c→b,故A错误;
B.若线圈竖直向下平动,线圈的磁通量不变,没有有感应电流产生,故B正确;
C.当线圈向导线靠近时,线圈的磁通量增加,根据楞次定律可知,线圈中感应电流方向是a→d→c→b,故C错误;
D.当线圈以ab边为轴转动时,线圈的磁通量周期性发生变化,其中感应电流方向也在周期性发生变化,故D错误。
故选B。
2.在一水平通电直导线的正下方,有一半圆形光滑圆弧轨道。一导体圆环自轨道左侧的A点无初速度释放,则下列说法中正确的是( )
A.圆环最终停在轨道的最低点B B.圆环能滑到轨道右侧与A点等高处C
C.圆环运动过程中机械能守恒 D.圆环在运动过程中感应电流方向一直是顺时针方向
【答案】A
【解析】A.由于小环运动的范围内,各处的磁场强度不同,所以小环运动的过程中机械能不断转化为电能,故小球的机械能会越来越小,最终停在最低点B,故A正确;
B.因为圆环在运动的过程中,有感应电流,对整个过程由能量守恒定律得,重力势能转化为电能,故不能上升到右侧与C点等高处,故B错误;
C.整个过程重力势能转化为电能,机械能不守恒,故C错误;
D.圆环来回运动,磁通量不断变化,所以感应电流方向不断变化,故D错误。
故选A。
3.穿过同一闭合回路的磁通量随时间变化的图象分别如图中的①~④所示,下列关于回路中感应电动势的论述正确的是( )
A.图①回路产生恒定不变的感应电动势
B.图②回路产生的感应电动势一直在变大
C.图③回路时间内产生的感应电动势大于时间内产生的感应电动势
D.图④回路产生的感应电动势先变大再变小
【答案】C
【解析】根据法拉第电磁感应定律我们知道感应电动势与磁通量的变化率成正比,即,结合数学知识我们知道:穿过闭合回路的磁通量随时间t变化的图象的斜率;
A.图①中磁通量不变,无感应电动势,A错误;
B.图②中磁通量随时间t均匀增大,图象的斜率k不变,也就是说产生的感应电动势不变,B错误;
C.图③中回路在时间内磁通量随时间t变化的图象的斜率为k1,在时间内磁通量随时间t变化的图象的斜率为k2,从图象中发现:k1大于k2的绝对值。所以在时间内产生的感应电动势大于在时间内产生的感应电动势,C正确;
D.图④中磁通量随时间t变化的图象的斜率先变小后变大,所以感应电动势先变小后变大,D错误。
故选C。
4.某眼动仪可以根据其微型线圈在磁场中随眼球运动时所产生的电流来追踪眼球的运动。若该眼动仪线圈面积为S,匝数为N,处于磁感应强度为B的匀强磁场中,时,线圈平面平行于磁场。时线圈平面逆时针转动至与磁场夹角为处,则时间内磁通量的平均变化率是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】开始时线圈与磁场的方向平行,则穿过线圈的磁通量为零;经过时间t,面积为S的线圈平面逆时针转动至与磁场夹角为θ处,磁通量变化为
ΔΦ=BSsinθ
则时间内磁通量的平均变化率是
故选B。
5.如图,矩形线圈abcd的长与宽分别为2L和L,虚线内有界匀强磁场的磁感应强度为B,、分别为ad、bc的中点,下列判断正确的是( )
A.此时穿过线圈abcd的磁通量为
B.线圈绕ab边向纸外旋转角时,穿过线圈的磁通量为,回路中无电流产生
C.线圈绕cd边向纸外旋转角时,穿过线圈的磁通量为,回路中无电流产生
D.在线圈绕bc边向纸外旋转角的过程中,穿过线圈磁通量的变化量为
【答案】B
【解析】A.此时只有一半的线圈在磁场中,穿过线圈的磁通量为
故A错误;
B.线圈绕ab边向纸外旋转角时,根据几何关系可知,线圈整个进入磁场,线圈在垂直于磁场方向的投影面积为
穿过线圈的磁通量为
磁通量不变,没有感应产生电流,故B正确;
C.线圈绕cd边向纸外旋转角时,根据几何关系可知,线圈刚好出磁场,则穿过线圈的磁通量为
故C错误;
D.在线圈绕bc边向纸外旋转角的过程中,线圈在垂直于磁场方向的投影面积为
磁通量为
磁通量为标量,则穿过线圈磁通量的变化量为
故D错误。
故选B。
6.如图,小林开展实验探究,用直径小于空心铝管和塑料管管径的强磁体同时从竖直放置的等长空心铝管和塑料管的上端口静止释放,发现强磁体通过空心铝管时间较长。关于此现象,下列说法正确的是( )
A.强磁体吸引铝管,