1、电磁感应第卷选择题，共48分一、选择题(本大题共8小题，每小题6分，共48分)图911.2014山东青岛二中测试多年来物理学家一直设想用实验证实自然界中存在“磁单极子”磁单极子是指只有S极或只有N极的磁性物质，其磁感线分布类似于点电荷的电场线分布如图91所示的实验就是用于检测磁单极子的实验之一，abcd为用超导材料围成的闭合回路设想有一个N极磁单极子沿abcd轴线从左向右穿过超导回路，那么在回路中可能发生的现象是()A.回路中无感应电流B.回路中形成持续的abcda流向的感应电流C.回路中形成持续的adcba流向的感应电流D.回路中形成先abcda流向后adcba的感应电流解析：N极磁单极子的
2、磁感线分布类似于正点电荷的电场线分布，由楞次定律知，回路中形成方向沿adcba流向的感应电流，由于回路为超导材料做成的，电阻为零，故感应电流不会消失，C项正确答案：C图922.2014抚顺市六校联考如图92所示为新一代炊具电磁炉，无烟、无明火、无污染、不产生有害气体、高效节能等是电磁炉的优势所在电磁炉是利用电流通过线圈产生磁场，当磁场通过含铁质锅底部时，即会产生无数小涡流，使锅体本身自行高速发热，然后再加热锅内食物下列相关说法中正确的是()A.锅体中的涡流是由恒定的磁场产生的B.恒定磁场越强，电磁炉的加热效果越好C.锅体中的涡流是由变化的磁场产生的D.降低磁场变化的频率，可提高电磁炉的加热效果
3、解析：电磁炉的原理是交变电流通过线圈时产生交变磁场，锅体中产生涡流，且交变电流频率越高，磁场变化频率越高，磁通量变化率越大，涡流越强，加热效果越好，综上所述只有选项C正确答案：C图933.(多选题)如图93所示，M1N1与M2N2是位于同一水平面内的两条平行金属导轨，导轨间距为L，磁感应强度为B的匀强磁场与导轨所在平面垂直，ab与ef为两根金属杆，与导轨垂直且可在导轨上滑动，金属杆ab上有一电压表，除电压表外，其他部分电阻可以不计，则下列说法正确的是()A.若ab固定，ef以速度v滑动时，电压表读数为BLvB.若ab固定，ef以速度v滑动时，ef两点间电压为零C.当两杆以相同的速度v同向滑动时
4、，电压表读数为零D.当两杆以相同的速度v同向滑动时，电压表读数为2BLv答案：AC图944.(多选题)如图94所示，水平光滑的平行金属导轨，左端接有电阻R，匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在的空间内，质量一定的金属棒PQ垂直导轨放置今使棒以一定的初速度v0向右运动，当其通过位置a、b时，速率分别为va、vb，到位置c时棒刚好静止设导轨与棒的电阻均不计，a到b与b到c的间距相等，则金属棒在由a到b和由b到c的两个过程中()A.回路中产生的内能不相等B.棒运动的加速度相等C.安培力做功相等D.通过棒横截面积的电荷量相等解析：棒由a到b再到c过程中，速度逐渐减小根据EBlv，E减小，故I减小再根据FB
5、Il，安培力减小，根据Fma，加速度减小，B错误由于ab、bc间距相等，故从a到b安培力做的功大于从b到c安培力做功，故A正确，C错误再根据平均感应电动势，qt得q，故D正确答案：AD5.如图95甲所示，A、B两端接直流稳压电源，UAB100 V，R140 ，滑动变阻器总电阻R20 ，滑片处于变阻器中点位置；图95乙中，自耦变压器输入端A、B接交流稳压电源，其电压有效值也为UAB100 V，滑片也处于线圈中点位置，R240 .若R1和R2的发热功率分别为P1和P2，则P1和P2的关系为()图95A.P1P2B.C. D.解析：题图甲中，R1两端的电压为U180 V，题图乙中，R2两端的电压的有
6、效值为U2200 V，所以，即C选项正确.答案：C图966.如图96所示，空间某区域中有一匀强磁场，磁感应强度方向水平，且垂直于纸面向里，磁场上边界b和下边界d水平，在竖直面内有一矩形金属线圈，线圈上下边的距离很短，下边水平线圈从水平面a开始下落已知磁场上下边界之间的距离大于水平面a、b之间的距离若线圈下边刚通过水平面b、c(位于磁场中)和d时，线圈所受到的磁场力的大小分别为Fb、Fc和Fd ，则()A.FdFcFb BFcFdFbC.FcFbFd DFcFbFd解析：本题考查导体切割磁感线时感应电动势及安培力的计算线圈自由下落，到b点受安培力，线圈全部进入磁场，无感应电流，则线圈不受安培力作
7、用，线圈继续加速，到d点出磁场时受到安培力作用，由F知，安培力和线圈的速度成正比，D项对.答案：D图977.(多选题)2014合肥市安庆如图97所示，宽度为d的有界匀强磁场竖直向下穿过光滑的水平桌面，一质量为m的椭圆形导体框平放在桌面上，椭圆的长轴平行磁场边界，短轴小于d.现给一导体框一个初速度v0(v0垂直磁场边界)，已知导体框全部在磁场中的速度为v，导体框全部出磁场后的速度为v1；导体框进入磁场过程中产生的焦耳热为Q1，导体框离开磁场过程中产生的焦耳热为Q2.下列说法正确的是()A.导体框离开磁场过程中，感应电流的方向为顺时针方向B.导体框进出磁场都是做匀变速直线运动C.Q1Q2D.Q1Q
8、2m(vv)解析：导体框离开磁场过程中，穿过导体框的磁通量逐渐减小，根据楞次定律及右手定则可知感应电流为顺时针方向，选项A正确；导体框进出磁场的过程中，均克服安培力做功，其速度减小，感应电流也减小导体框做变减速运动，选项B错误；导体框进入磁场过程中的平均速度大于离开磁场过程中的平均速度，由F及QFl可知Q1Q2，选项C正确；根据功能关系可得：Q1Q2m(vv)，选项D正确答案：ACD图988.(多选题)2014山东青岛二中测试如图98所示，两根光滑的平行金属导轨竖直放置在匀强磁场中，磁场和导轨平面垂直，金属杆ab与导轨接触良好可沿导轨滑动，开始时电键S断开，当ab杆由静止下滑一段时间后闭合S，
9、则从S闭合开始计时，ab杆的速度v与时间t的关系图象可能正确的是()A BC D图99解析：若ab杆速度为v时，S闭合，则ab杆中产生的感应电动势EBLv，ab杆受到的安培力F，如果安培力等于ab杆的重力，则ab杆匀速运动，A项正确；如果安培力小于ab杆的重力，则ab杆先加速最后匀速，C项正确；如果安培力大于ab杆的重力，则ab杆先减速最后匀速，D项正确；ab杆不可能匀加速运动，B项错答案：ACD第卷非选择题，共52分二、实验题(本大题共2小题，共15分)9.(5分)电流表指针偏转方向与电流流入方向的关系如图910甲所示，现将此电流表与竖直放置的线圈连成图910乙电路，并将磁铁从上方插入线圈，
10、请在图910乙的表头内画出磁铁插入线圈过程中指针的大体位置图910答案：如图911所示图91110.(10分)一般情况下，金属都有电阻电阻是导体的属性之一当条件发生改变时，其属性也会发生改变(1)实验表明，某些金属当温度降低到某一定值时，其电阻突然降为零，这种现象叫做_现象图912(2)图912所示为磁悬浮现象，将某种液态物质倒入金属盘后，能使金属盘达到转变温度，在金属盘上方释放一永磁体，当它下落到盘上方某一位置时即产生磁悬浮现象试根据下表列出的几种金属的转变温度和几种液态物质的沸点数据，判断所倒入的液态物质应是_，金属盘的材料应是_金属转变温度/K液态物质沸点/K铱0.14液氦4.1锌0.7
11、5液氮77.0铝1.20液氧90.0锡3.72液态甲烷111.5铅7.20液态二氧化碳194.5(3)试分析说明磁悬浮现象的原因(4)利用上述现象，人们已设计出磁悬浮高速列车列车车厢下部装有电磁铁，运行所需槽形导轨底部和侧壁装有线圈，用以提供_这种列车是一般列车运行速度的34倍，能达到这样高速的原因是_答案：(1)超导(2)液氦铅(3)金属盘上方下落的永磁体，在金属盘中感应出电流，由于金属盘是超导体，所以该电流很大，产生强大磁场，与上方下落的永磁体互相排斥当永磁体受到的这个强磁力平衡了自身的重力时，就会处于悬浮状态(4)强磁场消除了摩擦三、计算题(本大题共2小题，共37分)11.(17分)20
12、14江苏常州检测如图913所示，水平面内有两根足够长的平行导轨L1、L2，其间距d0.5 m，左端接有容量C2 000 F的电容质量m20 g的导体棒可在导轨上无摩擦滑动，导体棒和导轨的电阻不计整个空间存在着垂直导轨所在平面的匀强磁场，磁感应强度B2 T现用一沿导轨方向向右的恒力F10.44 N作用于导体棒，使导体棒从静止开始运动，经t时间后到达B处，速度v5 m/s.此时，突然将拉力方向变为沿导轨向左，大小变为F2，又经2t时间后导体棒返回到初始位置A处，整个过程电容器未被击穿求：图913(1)导体棒运动到B处时，电容C上的电量；(2)t的大小；(3)F2的大小解析：(1)当棒运动到B处时，
13、电容器两端电压为UBdv，此时电容器的带电量qCU1102 C(2)棒在F2作用下，有F1Bidma1，又i，a1，联立解得：a120 m/s2.t0.25 s(3)由(2)可知棒在F2作用下，运动的加速度a2，方向向左，又a1t2a1t2ta2(2t)2将相关数据代入解得F20.55 N答案：(1)1102 C(2)0.25 s(3)0.55 N12.(20分)2014北京丰台期末两足够长的平行金属导轨间的距离为L，导轨光滑且电阻不计，导轨所在的平面与水平面夹角为.在导轨所在平面内，分布磁感应强度为B、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场把一个质量为m的导体棒ab放在金属导轨上，在外力作用下保持
14、静止，导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻为R1.完成下列问题：甲 乙图914(1)如图914甲，金属导轨的一端接一个内阻为r的直流电源，撤去外力后导体棒仍能静止，求直流电源电动势；(2)如图914乙，金属导轨的一端接一个阻值为R2的定值电阻，撤去外力让导体棒由静止开始下滑在加速下滑的过程中，当导体棒的速度达到v时，求此时导体棒的加速度；(3)求(2)问中导体棒所能达到的最大速度解析：(1) 回路中的电流为I导体棒受到的安培力为F安BIL对导体棒受力分析知F安mgsin联立上面三式解得：E(2)当ab杆速度为v时，感应电动势EBLv，此时电路中电流I导体棒ab受到安培力FBIL根据牛顿运动定律，有 mamgsin Fmgsin agsing (3)当mgsin 时，ab杆达到最大速度vmvm答案：(1)(2)gsing (3)
