1、第十二章电磁感应综合检测一、选择题(此题共14小题，共70分，在每题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1(2023湖北武汉市局部学校)在验证楞次定律实验中，竖直放置的线圈固定不动，将磁铁从线圈上方插入或拔出，线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况，其中正确的选项是()【解析】对选项A，由“来者拒之，可判断出线圈中产生的感应电流的磁场上端为N极，再由安培定那么，可判断出感应电流的方向与图中标的方向相反，应选项A错同理可判断出B错
2、，C、D对【答案】CD2(2023江苏南通)如以下图，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有半径为r的光滑半圆形导体框架，OC为一能绕O在框架上滑动的导体棒，OC之间连一个电阻R，导体框架与导体棒的电阻均不计，假设要使OC能以角速度匀速转动，那么外力做功的功率是()A.B.C. D.【解析】匀速转动，P外P电，又EBr，联立解得：P外，应选项C对【答案】C3用相同导线绕制的边长为L或2L的四个闭合导体框，以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场，如以下图在每个线框进入磁场的过程中，M、N两点间的电压分别为Ua、Ub、Uc、Ud.以下判断正确的选项是()AUaUbUcUd BUaUbUdUcCUaUbUcUd
3、 DUbUaUdUc【解析】由题知EaEbBLv，EcEd2BLv，由闭合电路欧姆定律和串联电路电压与电阻成正比可知UaBLv，UbBLv，UcBLv，UdBLv，故B正确【答案】B4如以下图的电路中，D1和D2是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈，其阻值与R相同在开关S接通和断开时，灯泡D1和D2亮暗的顺序是()A接通时D1先达最亮，断开时D1后灭B接通时D2先达最亮，断开时D1后灭C接通时D1先达最亮，断开时D1先灭D接能时D2先达最亮，断开时D2先灭【解析】当开关S接通时，D1和D2应该同时亮，但由于自感现象的存在，流过线圈的电流由零变大时，线圈上产生的自感电动势的方向是左边
4、为正极，右边为负极，使通过线圈的电流从零开始慢慢增加，所以开始瞬时电流几乎全部从D1通过，而该电流又将同时分路通过D2和R，所以D1先达最亮，经过一段时间电路稳定后，D1和D2到达一样亮当开关S断开时，电源电流立即为零，因此D2立刻熄灭，而对于D1，由于通过线圈的电流突然减弱，线圈中产生自感电动势(右端为正极，左端为负极)，使线圈L和D1组成的闭合电路中有感应电流，所以D1后灭应选A.【答案】A5如以下图，竖直面内的虚线上方是一匀强磁场B，从虚线下方竖直上抛一正方形线圈，线圈越过虚线进入磁场，最后又落回原处，运动过程中线圈平面保持在竖直平面内，不计空气阻力，那么()A上升过程克服磁场力做的功大
5、于下降过程克服磁场力做的功B上升过程克服磁场力做的功等于下降过程克服磁场力做的功C上升过程克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力的平均功率D上升过程克服重力做功的平均功率等于下降过程中重力的平均功率【解析】线圈上升过程中，加速度较大且在减速，下降过程中，运动情况比拟复杂，有加速、减速或匀速等，把上升过程看做反向的加速，可以比拟在运动到同一位置时，线圈速度都比下降过程中相应的速度要大，可以得到结论：上升过程中克服安培力做功多；上升过程时间短，故正确选项为A、C.【答案】AC6如以下图，闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从如以下图位置匀速向右拉出匀强磁场假设第一次用0.3s拉出，外力所做的功为W
6、1，通过导线横截面的电荷量为q1；第二次用0.9s拉出，外力所做的功为W2，通过导线横截面的电荷量为q2，那么()AW1W2，q1q2 BW1W2，q1q2 DW1W2，q1q2【解析】设线框长为L1，宽为L2，第一次拉出速度为v1，第二次拉出速度为v2，那么v13v2.匀速拉出磁场时，外力所做的功恰等于克服安培力所做的功，有W1F1L1BI1L2L1B2LL1v1/R，同理W2B2LL1v2/R，故W1W2；又由于线框两次拉出过程中，磁通量的变化量相等，即12，由qIttt，得：q1q2，故正确答案为选项C.【答案】C7如以下图，AOC是光滑的金属导轨道，AO沿竖直方向，OC沿水平方向，PQ
7、是一根金属直杆如以下图立在导轨上，直杆从图示位置由静止开始在重力作用下运动，运动过程中Q端始终在OC上，P端始终在AO上，直到完全落在OC上空间存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，那么在PQ棒滑动的过程中，以下判断正确的选项是()A感应电流的方向始终是由PQB感应电流方向先是由PQ，再是由QPCPQ受磁场力的方向垂直于棒向左DPQ受磁场力的方向垂直于棒先向左，再向右【解析】棒PQ在下滑的过程中，棒与AO之间的夹角为，棒长为L，与导轨所围三角形POQ的面积为SL2sincosL2sin2，棒在下滑的过程中棒与AO间的夹角是由零逐渐增大到90，由面积表达式可知，当45时，面积S有最大值，而磁场是匀强磁
8、场，故当PQ在沿AO下滑的过程中，棒与金属导轨所组成的回路中的磁通量是先增大后减小，那么回路中感应电流的磁场方向先与原磁场方向相反，是垂直于纸面向内，后与原磁场方向相同，是垂直于纸面向外，由安培定那么可以确定感应电流的方向先是由PQ，再由QP，再由左手定那么可以确定棒受磁场力的方向垂直于棒先向左，后向右【答案】BD8如图，在匀强磁场中固定放置一根串接一电阻R的直角形金属导轨aOb(在纸面内)，磁场方向垂直于纸面朝里，另有两根金属导轨c、d分别平行于Oa、Ob放置保持导轨之间接触良好，金属导轨的电阻不计现经历以下四个过程：以速度v移动d，使它与Ob的距离增大一倍；再以速率v移动c，使它与Oa的距
9、离减小一半；然后，再以速率2v移动c，使它回到原处；最后以速率2v移动d，使它也回到原处设上述四个过程中通过电阻R的电荷量的大小依次为Q1、Q2、Q3和Q4，那么()AQ1Q2Q3Q4 BQ1Q22Q32Q4C2Q12Q2Q3Q4 DQ2Q2Q3Q4【解析】由Qtt可知，在四种移动情况下变化的面积是相同的，那么磁通量变化相同，跟导轨移动的速度无关，跟移动的时间也无关，所以A选项正确【答案】A9(2023辽宁盘锦一模)如以下图，边长为L的正方形导线框质量为m，由距磁场H高处自由下落，其下边ab进入匀强磁场后，线圈开始做减速运动，直到其上边cd刚刚穿出磁场时，速度减为ab边进入磁场时的一半，磁场的
10、宽度也为L，那么线框穿越匀强磁场过程中产生的焦耳热为 ()A2mgL B2mgLmgHC2mgLmgH D2mgLmgH【解析】设ab刚进入磁场时的速度为v1，cd刚穿出磁场时的速度v2线框自开始进入磁场到完全穿出磁场共下落高度为2L.由题意得mvmgHmvmg2LmvQ由得Q2mgLmgH.C选项正确【答案】C10(2023武汉调研)如以下图，等腰三角形内分布有垂直于纸面向外的匀强磁场，它的底边在x轴上且长为2L，高为L.纸面内一边长为L的正方形导框沿x轴正方向做匀速直线运动穿过磁场区域，在t0时刻恰好位于图中所示的位置以顺时针方向为导线框中电流的正方向，在下面四幅图中能够正确表示电流位移(
11、Ix)关系的是()【解析】线框进入磁场的过程中，线框的右边做切割磁感线运动，产生感应电动势，从而在整个回路中产生感应电流，由于线框做匀速直线运动，且切割磁感线的有效长度不断增加，其感应电流的大小不断增加，由右手定那么，可判定感应电流的方向是顺时针的；线框全部进入磁场后，线框的左边和右边同时切割磁感线，当xL时，回路中的感应电流不断减小，由右手定那么可判定感应电流的方向是顺时针；当Lx3a)，在3t0时刻线框到达2位置速度又为v0并开始离开匀强磁场此过程中vt图象如图b所示，那么()At0时，线框右侧边MN的两端电压为Bav0B在t0时刻线框的速度为v0C线框完全离开磁场的瞬间位置3的速度一定比
12、t0时刻线框的速度大D线框从1位置进入磁场到完全离开磁场位置3过程中线框中产生的电热为2Fb【解析】t0时，线框右侧边MN的两端电压为外电压，为Bav0，A项错误；从t0时刻至3t0时刻线框做匀加速运动，加速度为，故在t0时刻的速度为v02at0v0，B项错误；因为t0时刻和t3t0时刻线框的速度相等，进入磁场和穿出磁场的过程中受力情况相同，故在位置3时的速度与t0时刻的速度相等，C项错误；线框在位置1和位置3时的速度相等，根据动能定理，外力做的功等于克服安培力做的功，即有FbQ，所以线框穿过磁场的整个过程中，产生的电热为2Fb，D项正确【答案】D12(2023浙江杭州质检)超导磁悬浮列车是利
13、用超导体的抗磁作用使列车车体向上浮起，同时通过周期性地变换磁极方向而获得的推进动力的新型交通工具其推进原理可以简化为如以下图的模型：在水平面上相距L的两根平行直导轨间，有竖直方向等距离分布的匀强磁场B1和B2，且B1B2B，每个磁场的宽度都是L，相间排列，所有这些磁场都以相同的速度向右匀速运动，这时跨在两导轨间的长为L，宽为L的金属框abcd(悬浮在导轨上方)在磁场力作用下也将会向右运动设金属的总电阻为R，运动中所受到的阻力恒为Ff，金属框的最大速度为vm，那么磁场向右匀速运动的速度v可表示为()Av(B2L2vmFfR)/(B2L2)Bv(4B2L2vmFfR)/(4B2L2)Cv(4B2L
14、2vmFfR)/(4B2L2)Dv(2B2L2vmFfR)/(2B2L2)【解析】导体棒ad和bc各以相对磁场的速度(vvm)切割磁感线运动，由右手定那么可知回路中产生的电流方向为abcda，回路中产生的电动势为E2BL(vvm)，回路中电流为：I2BL(vvm)/R，由于左右两边ad和bc均受到安培力，那么合安培力F合2BLI4B2L2(vvm)/R，依题意金属框到达最大速度时受到的阻力与安培力平衡，那么FfF合，解得磁场向右匀速运动的速度v(4B2L2vmFfR)/(4B2L2)，B对【答案】B13(2023北京西城区抽样测试)实验室经常使用的电流表是磁电式仪表这种电流表的构造如图甲所示蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐向分布的当线圈通以如图乙所示的电流，以下说法正确的选项是
