考案1精练 第四章 电磁感应
本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分,时间90分钟。
第Ⅰ卷(选择题 共40分)
一、选择题(共10小题,每小题4分,共40分,在每小题给出的四个选项中,第1~6小题只有一个选项符合题目要求,第7~10小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分)
1.(2019·辽宁省本溪市高二上学期期末)如图所示为“跳环实验”的实验装置,将一个带较长铁芯的线圈L、开关S和直流电源用导线连接起来后,将一金属套环置于线圈L上,且使铁芯穿过套环,闭合开关S的瞬间,套环立刻沿铁芯竖直跳起一定高度,待电路稳定又落下来。某同学由此实验受到启发,设想在此实验的基础上进行改进,使套环跳起后不落下来,悬在线圈正上方,成为一个“磁悬浮环”,下列哪种方案可能实现他的设想( C )
A.增大直流电源的电压 B.选用匝数更多的线圈
C.把直流电源换成交流电源 D.选用质量较小的金属套环
解析:增大直流电源的电压,在套环中产生的感应电流更大,跳起更高,但还会掉下来,故 A错误。选用匝数更多的线圈,在套环中产生的感应电流更大,跳起更高,但还会掉下来,故B错误。把直流电源换成交流电源,则在线圈中始终有感应电流产生,则套环总受安培力作用,这样可以使套环跳起后不落下来,成为一个”磁悬浮环”,选项C正确;选用质量较小的金属套环,只是跳起更高,但还会掉下来,故D错误。
2.(2019·天津一中高二下学期期末)如图,在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨,导轨平面与磁场垂直。金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS,一圆环形金属线框T位于回路围成的区域内,线框与导轨共面。现让金属杆PQ突然向右运动,在运动开始的瞬间,关于感应电流的方向,下列说法正确的是( D )
A.PQRS中沿顺时针方向,T中沿逆时针方向
B.PQRS中沿顺时针方向,T中沿顺时针方向
C.PQRS中沿逆时针方向,T中沿逆时针方向
D.PQRS中沿逆时针方向,T中沿顺时针方向
解析:金属杆PQ向右切割磁感线,根据右手定则可知PQRS中感应电流沿逆时针方向;原来T中的磁场方向垂直于纸面向里,金属杆PQ中的感应电流产生的磁场方向垂直于纸面向外,使得穿过T的磁通量减小,根据楞次定律可知T中产生顺时针方向的感应电流,综上所述,可知ABC项错误,D项正确。
3.图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图,L1和L2为电感线圈。实验时,断开开关S1瞬间,灯 A1突然闪亮,随后逐渐变暗;闭合开关S2,灯 A2逐渐变亮,而另一个相同的灯 A3立即变亮,最终 A2与 A3的亮度相同。下列说法正确的是( C )
A.图1中, A1与L1的电阻值相同
B.图1中,闭合S1,电路稳定后, A1中电流大于L1中电流
C.图2中,变阻器R与L2的电阻值相同
D.图2中,闭合S2瞬间,L2中电流与变阻器R中电流相等
解析:题图1中,稳定时通过 A1的电流记为IL,通过L1的电流记为I1。S1断开瞬间, A1突然变亮,可知IL>I1,因此 A1和L1电阻不相等,所以A、B错误;题图2中,闭合S2时,由于自感作用,通过L2与 A2的电流I2会逐渐增大,而通过R与 A3的电流I3立即变大,因此电流不相等,所以D错误;由于最终 A2与 A3亮度相同,所以两支路电流I相同,根据部分电路欧姆定律,两支路电压U与电流I均相同,所以两支路电阻相同。由于 A2、 A3完全相同,故变阻器R与L2的电阻值相同,所以C正确。