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章末综合检测(二) 电磁感应及其应用
(本试卷满分:100分)
一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分,每小题只有一个选项符合题意)
1.关于电磁感应现象,下列说法中正确的是( )
A.导体在磁场中运动一定能产生感应电流
B.闭合线圈整个放在变化磁场中一定能产生感应电流
C.感应电流的磁场总跟原来的磁场方向相反
D.感应电流的磁场总是阻碍原来的磁通量的变化
解析:选D 导体在磁场中如果沿磁场方向运动,没有切割磁感线,是不会产生感应电流的,并且选项没说明回路是否闭合,A错误;如果线圈平面与磁感线方向平行,则有效面积为零,所以没有磁通量变化,不会产生感应电流,B错误;根据楞次定律得知,当磁通量增加时,感应电流的磁场跟原来的磁场方向相反,当磁通量减小时,感应电流的磁场跟原来的磁场方向相同,C错误;由楞次定律定义可知,D正确。
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.材料、粗细相同,长度不同的电阻丝做成ab、cd、ef三种形状的导线,分别放在电阻可忽略的光滑金属导轨上,并与导轨垂直,如图所示,匀强磁场方向垂直导轨平面向内。外力使导线水平向右做匀速运动,且每次外力所做功的功率相同,已知三根导线在导轨间的长度关系是Lab<Lcd<Lef,则( )
A.ab运动速度最大
B.ef运动速度最大
C.三根导线每秒产生的热量不同
D.因三根导线切割磁感线的有效长度相同,故它们产生的感应电动势相同
解析:选B 三根导线长度不同,故它们连入电路的阻值不同,有Rab<Rcd<Ref。但它们切割磁感线的有效长度相同,根据P=Fv,I=,F=BIl,可得v2=,所以三根导线的速度关系为vab<vcd<vef,A错误,B正确;根据E=Blv,可知三者产生的电动势不同,D错误;运动过程中外力做功全部转化为内能,故C错误。
8.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(