1、期中综合评估时间：90分钟分值：100分一、选择题(16为单选，每小题4分，710为多选，每小题5分，共44分)1.如图所示，匀强磁场区域宽为d，一正方形线框abcd的边长为L，且Ld，线框以速度v通过磁场区域，从线框进入到完全离开磁场的时间内，线框中没有感应电流的时间是(B)A. B.C. D.解析：只有线框在进入磁场的过程中(bc边未出磁场)和线框在穿出磁场的过程中(仅ad边在磁场中切割磁感线)，穿过线框的磁通量才发生变化，产生感应电流ad边和bc边都在磁场外时穿过磁场的过程中，没有感应电流，则t.故正确选项为B.2环形线圈放在均匀磁场中，设在第1 s内磁感线垂直于线圈平面向里，若磁感应强
2、度随时间变化的关系如图乙所示，那么在第2 s内线圈中感应电流的大小和方向是(B)A感应电流大小恒定，顺时针方向B感应电流大小恒定，逆时针方向C感应电流逐渐增大，逆时针方向D感应电流逐渐减小，顺时针方向解析：由Bt图知：第2秒内恒定，则ES也恒定，故感应电流I大小恒定，又由楞次定律可知电流方向为逆时针方向，故B对，A、C、D都错3.如图所示，在匀强磁场中，放置两根光滑平行导轨MN和PQ，其电阻不计，ab、cd两根导体棒，其电阻RabRcd，当ab棒在外力F1作用下向左匀速滑动时，cd棒在外力F2作用下保持静止，F1和F2的方向都与导轨平行，那么，F1和F2大小相比、ab和cd两端的电势差相比，正
3、确的是(B)AF1F2，UcdUab BF1F2，UabUcdCF1F2，UabUcdDF1F2，UabUcd解析：因ab和cd的磁场力都是FBIl，又因为ab棒在外力F1作用下向左匀速滑动时，cd在外力F2作用下保持静止，故F1F2，又由MN、PQ电阻不计，所以a、c两点等势，b、d两点等势，因而UabUcd，故B正确4如图所示的是法拉第做成的世界上第一台发电机模型的原理图将铜盘放在磁场中，让磁感线垂直穿过铜盘图中a、b导线与铜盘的中轴线处在同一竖直平面内，转动铜盘，就可以使闭合电路获得电流若图中铜盘半径为L，匀强磁场的磁感应强度为B，回路总电阻为R，从上往下看逆时针匀速转动铜盘的角速度为，
4、则下列说法正确的是(C)A回路中有大小和方向周期性变化的电流B回路中电流大小恒定，且等于C回路中电流方向不变，且从b导线流进灯泡，再从a导线流向旋转的铜盘D若将匀强磁场改为仍然垂直穿过铜盘的按正弦规律变化的磁场，不转动铜盘，灯泡中也会有电流流过解析：铜盘在转动的过程中产生恒定的电流I，A、B错由右手定则可知铜盘在转动的过程中产生恒定的电流，从b导线流进灯泡，再从a流向旋转的铜盘，C正确若将匀强磁场改为仍然垂直穿过铜盘的按正弦规律变化的磁场，不转动铜盘时闭合回路磁通量不发生变化，灯泡中没有电流流过5目前，有一种先进的汽车制动装置，可保证车轮在制动时不被抱死，使车轮仍有一定的滚动如图所示是这种装置
5、的示意简图，铁齿轮P与车轮同步转动，右端有一个绕有线圈的磁铁Q，是一个电流检测器刹车时，磁铁与齿轮相互靠近而产生感应电流，这个电流经放大后控制制动器由于齿轮a在靠近磁铁的过程中被磁化，引起中产生感应电流，则通过的电流的方向(C)A一直向左 B一直向右C先向右，后向左 D先向左，后向右解析：由于a的靠近且磁化，线圈中的磁通量增加由楞次定律可知感应电流的磁场总要阻碍磁通量的增加，中电流自左向右；当a远离时，线圈中的磁通量要减少，由楞次定律知中的电流自右向左6.如图所示，L为一纯电感线圈(即电阻为零)，A是一灯泡，下列说法正确的是(B)A开关S接通瞬间，无电流通过灯泡B开关S接通后，电路稳定时，无电
6、流通过灯泡C开关S断开瞬间，无电流通过灯泡D开关S接通瞬间及接通稳定后，灯泡中均有从a到b的电流，而在开关S断开瞬间，灯泡中有从b到a的电流解析：开关S接通瞬间，灯泡中的电流从a到b，线圈由于自感作用，通过它的电流将逐渐增加开关S接通后，电路稳定时，纯电感线圈对电流无阻碍作用，将灯泡短路，灯泡中无电流通过开关S断开的瞬间，由于线圈的自感作用，线圈中原有向右的电流将逐渐减小，线圈和灯泡形成回路，故灯泡中有从b到a的瞬间电流7无线电力传输目前取得重大突破，在日本展出了一种非接触式电源供应系统这种系统基于电磁感应原理可无线传输电力两个感应线圈可以放置在左右相邻或上下相对的位置，原理示意图如图所示下列
7、说法正确的是(BD)A若A线圈中输入电流，B线圈中就会产生感应电动势B只有A线圈中输入变化的电流，B线圈中才会产生感应电动势CA中电流越大，B中感应电动势越大DA中电流变化越快，B中感应电动势越大解析：根据产生感应电动势的条件，只有处于变化的磁场中，B线圈才能产生感应电动势，A错，B对；根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小取决于磁通量变化率，所以C错，D对8匀强磁场方向垂直纸面，规定垂直纸面向里的方向为正，磁感应强度B随时间t变化规律如图甲所示在磁场中有一细金属圆环，圆环平面位于纸面内，如图乙所示令I1、I2、I3分别表示Oa、ab、bc段的感应电流，f1、f2、f3分别表示I1、I2、I
8、3时，金属环上很小一段受到的安培力则(AD)AI1沿逆时针方向，I2沿顺时针方向BI2沿逆时针方向，I3沿顺时针方向Cf1方向指向圆心，f2方向指向圆心Df2方向背离圆心向外，f3方向指向圆心解析：在Oa段，磁场垂直纸面向里且均匀增强，根据楞次定律可判断产生的感应电流的方向是逆时针的，同理，ab、bc段产生的感应电流的方向是顺时针的，A正确，B错；根据左手定则可判断Oa、ab、bc段对应金属圆环上很小一段受到的安培力方向，即f1、f3方向指向圆心，而f2背离圆心向外，C错，D正确(或采用“增缩减扩”的方法也可以直接判断)9.如图所示，在磁感应强度B1.0 T的匀强磁场中，金属杆PQ在外力F作用
9、下在粗糙U形导轨上以速度v2 m/s向右匀速滑动，两导轨间距离L1.0 m，电阻R3.0 ，金属杆的电阻r1.0 ，导轨电阻忽略不计，则下列说法正确的是(BC)A通过R的感应电流的方向为由d到aB金属杆PQ切割磁感线产生的感应电动势的大小为2.0 VC金属杆PQ受到的安培力大小为0.5 ND外力F做功大小等于电路产生的焦耳热解析：由右手定则可以判定通过R的电流方向为由a到d，选项A错误；由法拉第电磁感应定律可得金属杆切割磁感线产生的感应电动势的大小为EBLv2 V，选项B正确；安培力F安BIL0.5 N，选项C正确；因为轨道粗糙，由能量守恒定律可知，外力做的功等于电路中产生的焦耳热和摩擦生热的
10、总和，选项D错误答案选BC.10如图所示，一金属棒AC在匀强磁场中绕平行于磁感应强度方向的轴(过O点)匀速转动，OA2OC2L，磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里，金属棒转动的角速度为、电阻为r，内、外两金属圆环分别与C、A良好接触并各引出一接线柱与外电阻R相接(没画出)，两金属环圆心皆为O且电阻均不计，则(BD)A金属棒中有从A到C的感应电流B外电阻R中的电流为IC当rR时，外电阻消耗功率最小D金属棒AC间电压为解析：由右手定则可知金属棒相当于电源且A是电源的正极，即金属棒中有从C到A的感应电流，A错；金属棒转动产生的感应电动势为EB(2L)2BL2，即回路中电流为I，B对；由电源输出功率
11、特点知，当内、外电阻相等时，外电路消耗功率最大，C错；UACIR，D对二、填空题(每小题8分，共16分)11.如图所示，金属环A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴，并位于其左侧若变阻器滑片P向左移动，则金属环A将向左(填“左”或“右”)运动，并有收缩(填“收缩”或“扩张”)趋势解析：滑片P向左移动时，电阻减小，电流增大，穿过金属环A的磁通量增加，根据楞次定律，金属环将向左运动，并有收缩趋势12在探究产生感应电流条件的实验中，实验室给提供了下列器材：电源、开关、电流表、大小螺线管、铁芯、滑动变阻器、导线若干，如图所示请按照实验的要求连好实验电路答案：见解析解析：大螺线管和电流表组成闭合电路；带铁芯的小
12、螺线管、滑动变阻器、电源、开关组成闭合回路如图所示三、计算题(每小题10分，共40分)13.如图所示，匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里，大小随时间由B0开始均匀增大，其变化率k，用电阻为R的硬导线做成一边长为L的方框将方框固定于纸面内，其右半部位于磁场区域中求：(1)方框中感应电流的大小；(2)磁场对方框作用力的大小随时间变化的关系式答案：(1)(2)解析：(1)穿过方框的磁通量BS根据电磁感应定律：E所以感应电流：I.(2)由题意BB0kt所以磁场对方框的作用力FBIL.14一个质量m0.016 kg，长L0.5 m，宽d0.1 m，电阻R0.1 的矩形线圈，从h15 m高处由静止开始
13、自由落下，如图所示，然后进入一个匀强磁场线圈下边刚进入磁场时，由于磁场力作用，线圈正好做匀速运动，求：(1)磁场的磁感应强度B的大小(g取10 m/s2)(2)如果线圈下边通过磁场所经历的时间为t0.15 s，求磁场区域的高度h2.答案：(1)0.4 T(2)1.55 m解析：(1)线圈自由下落5 m进入磁场时速度v0 m/s10 m/s，线圈进入磁场，切割磁感线产生感应电流，使线圈受到了向上的磁场力FBId.匀速下降时，由mgF得B T0.4 T.(2)当整个线圈进入磁场后，磁通量不再发生变化，线圈中无感应电流，磁场对它不起阻碍作用，这时线圈将以10 m/s的初速度，以10 m/s2的加速度
14、加速下落，下落的距离为h2L，故线圈下边通过磁场时经历两个运动过程，其时间分别为t1是匀速运动时间，t2为加速运动时间t1 s0.05 s，t2tt10.15 s0.05 s0.1 s，由h2Lv0t2g(t2)2，有h2v0t2g(t2)2Lm1.55 m.15.如图所示，固定的水平光滑金属导轨，间距为L，左端接有阻值为R的电阻，处在方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m的导体棒与固定弹簧相连，放在导轨上，导轨与导体棒的电阻均可忽略初始时刻，弹簧恰处于自然长度，导体棒具有水平向右的初速度v0，在沿导轨往复运动的过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触(1)求初始时刻导体棒受到的
15、安培力(2)若导体棒从初始时刻到速度第一次为零时，弹簧的弹性势能为Ep，则这一过程中安培力所做的功W1和电阻R上产生的焦耳热Q1分别为多少？(3)导体棒往复运动，最终将静止于何处？从导体棒开始运动直到最终静止的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q为多少？答案：(1)水平向左(2)W1EpmvQ1mvEp(3)初始位置mv解析：(1)初始时刻棒中感应电动势EBLv0棒中感应电流I作用于棒上的安培力FBIL联立得：F由右手定则和左手定则判断可知，安培力方向水平向左(2)由功和能的关系，得安培力做功W1Epmv电阻R上产生的焦耳热Q1mvEp.(3)由能量转化及平衡条件等，可判断：棒最终将静止于初始位置，
16、Qmv.16如图所示，质量为M的足够长金属导轨abcd放在光滑的绝缘水平面上一电阻不计，质量为m的导体棒PQ放置在导轨上，始终与导轨接触良好，PQbc构成矩形棒与导轨间动摩擦因数为，棒左侧有两个固定于水平面的立柱导轨bc段长为L，开始时PQ左侧导轨的总电阻为R，右侧导轨单位长度的电阻为R0.以ef为界，其左侧匀强磁场方向竖直向上，右侧匀强磁场水平向左，磁感应强度大小均为B.在t0时，一水平向左的拉力F垂直作用在导轨的bc边上，使导轨由静止开始做匀加速直线运动，加速度为a.(1)求回路中感应电动势及感应电流随时间变化的表达式(2)经过多长时间拉力F达到最大值，拉力F的最大值为多少？(3)某过程中
17、回路产生的焦耳热为Q，导轨克服摩擦力做功为W，求导轨动能的增加量答案：(1)BLat(2)Mamg(1)B2L2(3)(WQ)解析：(1)感应电动势为EBLv，导轨做初速为零的匀加速运动，vat，EBLat，sat2.回路中感应电流随时间变化的表达式为：I.(2)导轨受外力F，安培力FA和摩擦力f.其中FABIL，fFN(mgBIL).由牛顿定律FFAfMa，FMaFAfMamg(1).上式中当R0at，即t时外力F取最大值，FmaxMamg(1)B2L2.(3)设此过程中导轨运动距离为s，由动能定理W合Ek，W合Mas.由于摩擦力f(mgFA)，所以克服摩擦力做功：W mgs|WA|mgsQ，s，EkMas(WQ)