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章末综合检测(二) 电磁感应
(时间:75分钟,满分:100分)
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分,每小题只有一个选项符合题意)
1.如图是一种充电鞋的结构示意图。当人走动时,会驱动磁性转子旋转,使线圈中产生电流,产生的电流进入鞋面上锂聚合物电池。这种充电鞋的工作原理是( )
A.电磁感应现象
B.电流的磁效应
C.磁极间的相互作用
D.通电线圈在磁场中受力转动
解析:选A 当人走动时,会驱动磁性转子旋转,使线圈中产生电流,该过程为电磁感应现象,与电流的磁效应、磁极间的相互作用、线圈的受力无关。故选项A正确,选项B、C、D错误。
2.如图所示,匀强磁场垂直于圆形线圈指向纸里,a、b、c、d为圆形线圈上等距离的四点,现用外力作用在上述四点,将线圈拉成正方形。设线圈导线不可伸长,且线圈仍处于原先所在的平面内,则在线圈发生形变的过程中( )
A.线圈中将产生adcb方向的感应电流
B.线圈中产生感应电流的方向先是abcd,后是adcb
C.线圈中将产生abcd方向的感应电流
D.线圈中无感应电流产生
解析:选C 当线圈由圆形变成正方形时,穿过线圈的磁通量变小,根据楞次定律知在线圈中将产生abcd方向的感应电流,故C正确。
3.如图为某中学物理兴趣小组为研究无线充电技术,动手制作了一个“特斯拉线圈”。线圈匝数为n,面积为S,若在t1到t2时间内,匀强磁场平行于线圈轴线穿过线圈,其磁感应强度大小由B1均匀增加到B2,则该段时间线圈两端的电势差的大小为( )
A.恒为
B.从0均匀变化到
C.恒为
D.从0均匀变化到
解析:选C 穿过线圈的磁感应强度均匀增加,产生恒定的感应电动势,由法拉第电磁感应定律得:E=n=nS=,A、B、D错误,C正确。
4.如图所示,弹簧上端固定,下端悬挂一个磁铁。如果在磁铁的下端的水平桌面上放一个固定的闭合线圈,并使磁铁上下振动。磁铁在向下运动的过程中,说法正确的是( )
A.线圈给磁铁的力始终向上
B.线圈给磁铁的力先向上再向下
C.线圈给磁铁的力始终向下
D.线圈给磁铁的力先向下再向上
解析:选A 根据楞次定律的“来拒去留”,则当磁铁在向下运动的过程中,线圈产生感应电流,形成感应磁场,从而阻碍磁铁的向下运动,则线圈给磁铁的力始终向上,故A正确,B、C、D错误。
5.内壁光滑的塑料管弯成的圆环平放在水平桌面上,环内有一带负电的小球,整个装置处在竖直向下的磁场中,如图所示。当磁场突然增强时,小球( )
A.沿顺时针方向运动
B.沿逆时针方向运动
C.在原位置附近往复运动
D.仍保持静止状态
解析:选A 磁场突然增强时,激发出逆时针方向的感生电场,对负电荷的作用力为顺时针方向,故小球沿顺时针方向加速运动,A正确。
6.如图所示,导线OA长为l,在方向竖直向上,磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω沿图中所示方向绕通过悬点O的竖直轴旋转,导线OA与竖直方向的夹角为θ。则OA导线中的感应电动势大小和O、A两点电势高低情况分别是( )
A.Bl2ω O点电势高
B.Bl2ω A点电势高
C.Bl2ωsin2θ O点电势高
D.Bl2ωsin2θ A点电势高
解析:选D 导线OA切割磁感线的有效长度等于OA在垂直磁场方向上的投影长度,即l′=l·sin θ,产生的感应电动势E=Bl′2ω=Bl2ωsin2θ,由右手定则可知A点电势高,D正确。
7.如图(a)所示,线圈ab、cd绕在同一软铁芯上。在ab线圈中通以变化的电流,用示波器测得线圈cd间电压如图(b)所示,已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比,则下列描述线圈ab中电流随时间变化关系的图中,可能正确的是( )
解析:选C 根据题图(b)可知,cd两端在0~0.5 s内产生恒定的电压,根据法拉第电磁感应定律,穿过线圈的磁通量均匀变化,即恒定不变,C正确,A、B、D错误。
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
8.如图,水平放置的光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN,PQ处在垂直纸面向里的匀强磁场中,MN的左边有一闭合电路。当PQ在外力的作用下运动时,MN向右运动,则PQ所做的运动可能是( )
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:选BC 根据安培定则可知,MN处于导线ab产生的垂直纸面向里的磁场中,MN在安培力作用下向右运动,说明MN受到的安培力向右,由左手定则可知电流由M指向N,故L1中感应电流的磁场向上,由楞次定律可知,线圈L2中产生感应电流的磁场应该是向上减小或向下增大,再由右手定则可知PQ可能是向左加速运动或向右减速运动,B、C正确,A、D错误。
9.如图甲