第四章电磁感应单元练习
一、选择题
1. 如图所示，一个面积为2S的矩形线框abcd，水平放置在匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B．方向
与线框平面夹角为30°角，O1O2分别为bc边和ad边的中点．现将线框的右半边绕逆时针旋转90°，在这一过程中，通过线框的磁通量的变化量的大小为（ ）
A.
BS B. BS C. BS D. （-1）BS
2. 如图所示，均匀金属圆环的总电阻为4R，磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿
过圆环．金属杆OM的长为l，阻值为R，M端与环接触良好，绕过圆心O的转轴以恒定的角速度ω顺时针转动．阻值为R的电阻一端用导线和环上的A点连接，另一端和金属杆的转轴O处的端点相连接．下列判断正确的是（ ）
A. 金属杆OM旋转产生的感应电动势恒为B. 通过电阻R的电流的最小值为C. 通过电阻R的电流的最大值为
，方向从Q到P
D. OM两点间电势差绝对值的最大值为
3. 如图所示，圆形导体线圈a平放在绝缘水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管、电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路．若将滑动变阻器的滑片P向上滑动，下列说法中正确的有（ ） A. 穿过线圈a的磁通量增大
B. 线圈a对水平桌面的压力小于其重力
C. 线圈a中将产生俯视逆时针方向的感应电流 D. 线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流
4. 如图甲所示，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方悬挂一螺线管Q，P和Q共轴，Q中通有变化的
电流i，电流随时间变化的规律如图乙所示，P所受的重力为G，桌面对P的支持力为FN，则（ ）
A. t1时刻，FN＞G B. t2时刻，FN＞G C. t3时刻，FN＜G D. t4时刻，FN=G
5. 如图，甲为竖直悬挂的闭合导体环，乙为带铁心的电磁铁，ab为架在水平平行导轨上的金属棒，导轨
间有竖直向上的匀强磁场，开始时甲处于静止，当ab沿导轨做切割磁感线运动时，导体环甲远离电磁铁乙向左摆动，则ab可能的运动是（ ）
A. 向右匀速运动 B. 向右加速运动 C. 向右减速运动 D. 向左加速运动
6. 超导电磁船是一种不需要螺旋桨推进的低噪音新型船，如图是电磁船的简化原理图，MN和CD是与电
池相连的两个电极，MN与CD之间部分区域有垂直纸面向内的匀强磁场（磁场由超导线圈产生，其独立电路部分未画出），通电的海水会受到安培力的作用，船体就在海水的反作用力推动下向前驶动．以下说法正确的是（ ）
A. 要使船前进，图中MN应接直流电源的负极
B. 改变超导线圈中的电流方向或电极的正负，可控制船前进或倒退
C. 控制超导线圈中的电流大小和电极间的电流大小，就可以控制船只航行的速度大小 D. 该超导电磁船应用的是电磁感应原理
7. 图中四个物体由金属圆环组成，它们所用材质和圆环半径都相同，2环较细，其余五个粗环粗细相同，
3和4分别由两个相同粗环焊接而成，在焊点处沿两环环心连线方向割开一个小缺口（假设缺口处对环形、质量和电阻的影响均不计）．四个物体均位于竖直平面内．空间存在着方向水平且与环面垂直、下边界为过MN的水平面的匀强磁场.1、2、3的下边缘均与MN相切，4的两环环心连线竖直，小缺口位于MN上，已知圆环的半径远大于导线的直径．现将四个物体同时由静止释放．则（ ）
A. 1先于2离开磁场
B. 离开磁场时2和3的速度相等
C. 在离开磁场的过程中，1和3产生的焦耳热一样多
D. 在离开磁场的过程中，通过导线横截面的电量，1比4多
8. 如图甲所示，一光滑的平行金属导轨ABCD竖直放置．AB、CD相距L，
在A、C之间接一个阻值为R的电阻；在两导轨间的abcd矩形区域内有垂直导轨平面向外、高度为5h的有界匀强磁场，磁感应强度为B．一质量为m电阻为r长度也为L的导体棒放在磁场下边界ab上（与ab边重合）．现用一个竖直向上的力F拉导体棒，使它由静止开始向上运动，导体棒刚要离开磁场时恰好做匀速直线运动，导体棒与导轨始终垂直且
保持良好接触，导轨电阻不计，F随导体棒与初始位置的距离x变化的情况如图乙所示，下列判断正确的是（ ）
A. 导体棒离开磁场时速度大小为B. 离开磁场时导体棒两端电压为
C. 导体棒经过磁场的过程中，通过电阻R的电荷量为
D. 导体棒经过磁场的过程中，电阻R产生焦耳热为-
9. 如图所示，光滑水平桌面上存在有界的匀强磁场，磁场方向垂直于桌面向下，磁场边界呈正方形．正
方形线圈abcd从图中的甲位置以某一初速度进入磁场，经过一段时间线圈离开磁场到达乙位置，此过程中线框ab边始终与磁场左右边界平行．a、b两点电势差Uab随时间t变化的Uab-t图象，及随位移x变化的Uab-x图象可能是（ ）
A. B.
C. D.
10. 如图所示，矩形闭合线圈放置在水平薄板上，有一块蹄形磁铁如图所示置于
平板的正下方（磁极间距略大于矩形线圈的宽度．）当磁铁匀速向右通过线圈时，线圈仍静止不动，那么线圈受到薄板的摩擦力方向和线圈中产生感应电流的方向（从上向下看）是（ ） A. 摩擦力方向一直向左
B. 摩擦力方向先向左、后向或右
C. 感应电流的方向顺时针→逆时针→顺时针 D. 感应电流的方向顺时针→逆时针
11. 下列情况中都是线框在磁场中切割磁感线运动，其中线框中有感应电流的是（ ）
A. B. C. D.
12. 下列关于电磁感应现象的说法中，正确的是（ ）
A. 只要穿过闭合线圈中的磁通量不为零，闭合线圈中就一定有感应电流 B. 闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动，线圈中会有感应电流 C. 穿过闭合线圈中的磁通量越大，闭合线圈中的感应电动势越大 D. 穿过闭合线圈中的磁通量变化越快，闭合线圈中感应电动势越大 二、填空题
13. 如图，线圈A插在线圈B中，线圈B与电流表组成闭合电路；线圈A与蓄电
池、开关、滑动变阻器组成另一个闭合电路，用此装置来研究电磁感应现象，开关闭合瞬间，电流表指针______ （选填“会”或“不会”）发生偏转，开关闭合稳定后电流表指针______ （选填“会”或“不会”）发生偏转． 14. 感应电流产生的条件是：只要穿过闭合电路的______ （选填：磁感应强度、
磁通量）发生变化，闭合电路中就有感应电流． 三、计算题
15. 如图所示，在磁感应强度为0.5T的匀强磁场中，有一边长为L=0.2m的正方
形导线框，线框平面与磁场垂直．问： （1）这时穿过线框平面的磁通量为多大；
（2）若线框以AB边为轴转动，转过90°到虚线位置，该过程所花的时间为0.1S，则线圈在此过程中产生的平均电动势为多少； （3）试判断转动90°过程AB边的电流方向．
16. 如图，两平行金属导轨位于同一水平面上，相距l左端与一电阻R相连；整
个系统置于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向竖直向下．一质量为m的导体棒置于导轨上，在水平外力作用下沿导轨以速度v速向右滑动，滑动过程中始终保持与导轨垂直并接触良好．已知导体棒与导轨间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g，导轨和导体棒的电阻均可忽略．求 （1）电阻R消耗的功率；
（2）导体棒运动距离x内通过电阻R的电荷量q （3）水平外力的大小．
17. 电磁轨道炮利用电流和磁场的作用使炮弹获得超高速度，其原理可用来研制新武器和航天运载器．电
磁轨道炮示意如图，图中直流电源电动势为E，电容器的电容为C．两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距为l，电阻不计．炮弹可视为一质量为m、电阻为R的金属棒MN，垂直放在两导轨间处于静止状态，并与导轨良好接触．首先开关S接1，使电容器完全充电．然后将S接至2，导轨间存在垂直于导轨平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场（图中未画出），MN开始向右加速运动．当MN上的感应电动势与电容器两极板间的电压相等时，回路中电流为零，MN达到最大速度，之后离开导轨．问：
（1）磁场的方向；
（2）MN刚开始运动时加速度a的大小；
（3）MN离开导轨后电容器上剩余的电荷量Q是多少．