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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.厂商通过在手机背面安装感应线圈来实现无线充电,如图是一种结构紧凑的双层感应线圈设计图,a、b为线圈的两端。当线圈处在向上增强的磁场中时,感应电流流向及两线圈之间的安培力方向应为( )
A.从a端流出,两层线圈相互排斥
B.从a端流出,两层线圈相互吸引
C.从b端流出,两层线圈相互排斥
D.从b端流出,两层线圈相互吸引
解析:选D 当线圈处在向上增强的磁场中时,穿过线圈的磁通量向上增加,根据楞次定律可知,产生的感应电流从a端流入,从b端流出;两线圈中的感应电流从上往下看都是顺时针方向,则两线圈相互吸引。故选D。
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.将一根绝缘硬质细导线顺次绕成如图所示的线圈,其中大圆面积为S1,小圆面积均为S2,垂直线圈平面方向有一随时间t变化的磁场,磁感应强度大小B=B0+kt,B0和k均为常量,则线圈中总的感应电动势大小为( )
A.kS1 B.5kS2
C.k(S1-5S2) D.k(S1+5S2)
解析:选D 根据法拉第电磁感应定律可得大圆线圈产生的感应电动势E1===kS1,每个小圆线圈产生的感应电动势E2===kS2,由线圈的绕线方式和楞次定律可知大、小圆线圈中产生的感应电动势方向相同,故线圈中总的感应电动势大小为E=E1+5E2=k(S1+5S2),D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