1、2013届高三单元测试14电磁感应第I卷（选择题）一、本题共16小题，每小题4分，共64分在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不选的得0分.1.关于电荷所受电场力和洛伦兹力，正确的说法是（ ）A电荷在磁场中一定受洛伦兹力作用B电荷在电场中不一定受电场力作用C正电荷所受电场力方向一定与该处电场方向一致 D电荷所受的洛伦兹力不一定与磁场方向垂直 2.如右图所示，光滑导轨MN水平放置，两根导体棒平行放于导轨上，形成一个闭合回路，当一条形磁铁从上方下落(未达导轨平面)的过程中，导体P、Q的运动情况是() AP、Q互相靠拢
2、 BP、Q互相远离CP、Q均静止 D因磁铁下落的极性未知，无法判断3.如图，一倾斜的金属框架上放有一根金属棒，由于摩擦力的作用，金属棒在没有磁场时处于静止状态。从时刻开始，给框架区域加一个垂直于框架平面斜向上的随时间均匀增强的匀强磁场，到时刻，棒开始运动，在到这段时间内，金属棒所受的摩擦力A. 大小、方向均不变B. 方向不变，大小不断减小C. 方向改变，大小先减小后增大D. 方向改变，大小先增大后减小4.如图，均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置，当a绕O点在其所在平面内旋转时，b中产生顺时针方向的感应电流，且具有收缩趋势，由此可知，圆环a（ ）A顺时针加速旋转 B顺时针减速旋转 C
3、逆时针加速旋转 D逆时针减速旋转5.穿过一个电阻为2 的单匝闭合线圈的磁通量始终是每秒钟均匀地减少2 Wb，则()A线圈中的感应电动势一定是每秒减少2 V B线圈中的感应电动势一定是2 VC线圈中的感应电流一定是每秒减少2 AD线圈中的感应电流一定是2 A6.关于感应电动势的大小，下列说法中正确的是（ ）A磁通量越大，感应电动势一定越大B磁通量减小，感应动势一定减小C磁通量变化越快，感应电动势一定越大 D磁通量变化越大，感应电动势一定越大7.如图甲所示，MN左侧有一垂直纸面向里的匀强磁场。现将一边长为l、质量为m、电阻为R的正方形金属线框置于该磁场中，使线框平面与磁场方向垂直，且bc边与磁场边
4、界MN重合。当t=0时，对线框施加一水平拉力F，使线框由静止开始向右做匀加速直线运动；当t=t0时，线框的ad边与磁场边界MN重合。图乙为拉力F随时间t变化的图线。由以上条件可知，磁场的磁感应强度B的大小及t0时刻线框的速率v为MNadbc0FtF03F0t0甲乙BF A B C D 8.如图所示，闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从图示位置匀速拉出匀强磁场。若第一次用0.3s时间拉出，外力所做的功为W1，通过导线截面的电量为q1；第二次用0.9s时间拉出，外力所做的功为W2，通过导线截面的电量为q2，则AW1W2，q1=q2 BW1 W2，q1 W2，q1 q29.如图所示，倾角为的斜面上放
5、有一通电的矩形线圈，电流方向沿adcba，线圈的ad边和bc边处于水平方向，若整个装置放在一个磁感强度方向竖直向上的匀强磁场之中，线圈处于平衡状态，那么下列说法中正确的有（ ）A线圈ad边所受斜面支持力比bc边大B线圈的ab边和cd边不受磁场力作用C若以ad边为转动轴，线圈受到的磁场力的力矩为零D线圈所受斜面摩擦力的合力沿斜面向上10.如图所示，50匝矩形线圈ABCD处于磁感应强度大小B=T的水平匀强磁场中，线圈面积S=0.5m2，电阻不计。线框绕垂直于磁场的轴OO 以角速度=200rad/s匀速转动，线圈中产生的感应电流通过金属滑环E、F与理想变压器原线圈相连，变压器的副线圈线接入一只“22
6、0V，60W”灯泡，且灯泡正常发光，下列说法正确的是（ ）A图示位置穿过线圈平面的磁通量为零B线圈中产生交变电压的有效值为VC变压器原、副线圈匝数之比为2511D维持线圈匀速转动输入的最小机械功率为60W11.一矩形线圈位于一随时间t变化的匀强磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面(纸面)向里，如图l所示，磁感应强度B随t的变化规律如图2所示。以I表示线圈中的感应电流，以图1中线圈上箭头所示方向的电流为正方向，则以下的It图中正确的是12.将条形磁铁插入线圈内，第一次插入时速度较大，第二次插入时速度较小，两次插入深度相同.这两次插入磁铁过程中，情况相同的是A线圈内的磁通量变化 B线圈内感应电流的大
7、小C线圈内感应电流的方向 D流过线圈的电量13.如图所示，在垂直于纸面的范围足够大的匀强磁场中，有一个矩形闭合线圈abcd，线圈平面与磁场垂直，O1O2是线圈的对称轴，应使线圈怎样运动才能使线圈中的磁通量发生变化?学abcdO1O2A向左或向右平动 B向上或向下平动C绕O1O2转动 D平行于纸面向里运动学14.矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直低面向里，磁感应强度B随时间变化的规律如图所示.若规定顺时针方向为感应电流I的正方向，下列各图中正确的是 ( ) A B C D15.如图所示，一个闭合电路静止于磁场中，由于磁场强弱的变化，而使电路
8、中产生了感应电动势，下列说法中正确的是()A磁场变化时，会在空间激发一个电场B使电荷定向移动形成电流的力是磁场力 C使电荷定向移动形成电流的力是电场力D假如磁场变强，则俯视时感应电流方向为逆时针16.电磁感应现象是由下列哪位科学家发现的 （ ）A安培 B.奥斯特 C.法拉第 D.科拉顿第II卷（非选择题）二、计算题17.（18分）如图甲所示，平行金属导轨竖直放置，导轨间距为L1m，上端接有电阻R13，下端接有电阻R26，虚线OO下方是垂直于导轨平面的匀强磁场现将质量m0.1 kg、电阻不计的金属杆ab，从OO上方某处垂直导轨由静止释放，杆下落0.2 m过程中始终与导轨保持良好接触，加速度a与下
9、落距离h的关系图象如图乙所示. 求：(1)磁感应强度B；(2)杆下落0.2 m过程中通过电阻R2的电荷量q.18.如图，ab和cd是两条竖直放置的长直光滑金属导轨，MN和MN是两根用绝缘轻细线连接的金属杆，其质量分别为m和2m。竖直向上的外力F作用在杆MN上，使两杆水平静止，并刚好与导轨接触；两杆的总电阻为R，导轨间距为L。整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨所在平面垂直。导轨电阻可忽略，重力加速度为g。在t=0时刻将细线烧断，保持F不变，金属杆和导轨始终接触良好。求：（1）细线烧断后，任意时刻两杆运动的速度之比；（2）两杆分别达到的最大速度。19.如图甲所示，一个质量m0.
10、1 kg的正方形金属框总电阻R0.5 ，金属框放在表面绝缘且光滑的斜面顶端(金属框上边与AA重合)，自静止开始沿斜面下滑，下滑过程中穿过一段边界与斜面底边BB平行、宽度为d的匀强磁场后滑至斜面底端(金属框下边与BB重合)，设金属框在下滑过程中的速度为v，与此对应的位移为s，那么v2s图象（记录了线框运动全部过程）如图乙所示，已知匀强磁场方向垂直斜面向上。试问：（g取10m/s2）（1）根据v2-s图象所提供的信息，计算出金属框从斜面顶端滑至底端所需的时间为多少？（2）匀强磁场的磁感应强度多大？（3）现用平行斜面沿斜面向上的恒力F作用在金属框上，使金属框从斜面底端BB(金属框下边与BB重合)由静
11、止开始沿斜面向上运动，匀速通过磁场区域后到达斜面顶端(金属框上边与AA重合)。试计算恒力F做功的最小值。20.如图甲所示，固定在水平面上电阻不计的光滑金属导轨，间距，导轨右端连接一阻值为的小灯泡L。在CDEF矩形区域内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化如图乙所示，CF长为2m。在时刻，电阻为的金属棒ab在水平恒力F作用下，由静止开始沿导轨向右运动。金属棒从图中位置运动到EF位置的整个过程中，小灯泡的亮度始终没有发生变化。求：abFCDEFL图甲4图乙t/sB/T81202（1）通过小灯泡的电流强度；（2）恒力F的大小；（3）金属棒的质量。21.如图，ef,gh为水平放置的足够长的平
12、行光滑导轨，导轨间距为L=1m，导轨左端连接一个R=2的电阻，将一根质量为0.2kg的金属棒cd垂直地放置导轨上，且与导轨接触良好，导轨与金属棒的电阻均不计，整个装置放在磁感应强度为B=2T的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下。现对金属棒施加一水平向右的拉力F，使棒从静止开始向右运动。（1）若施加的水平外力恒为F=8N，则金属棒达到的稳定速度v1是多少？ks5u（2）若施加的水平外力的功率恒为P=18W，则金属棒达到的稳定速度v2是多少？（3）若施加的水平外力的功率恒为P=18W，则金属棒从开始运动到速度v3=2m/s的过程中电阻R产生的热量为8.6J，则该过程所需的时间是多少？cdfeg
13、hRF22.(12分)如图，水平面上有两根相距0.5m的足够长的平行金属导轨MN和PQ，它们的电阻可忽略不计，在M和 P之间接有阻值为R 3.0的定值电阻，导体棒Lab0.5m，其电阻为r 1.0 ，与导轨接触良好.整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中，B0.4T。现使ab以v10ms的速度向右做匀速运动。（1）a b中的电流大? a b两点间的电压多大？（2）维持a b做匀速运动的外力多大？（3）a b向右运动1m的过程中，外力做的功是多少？电路中产生的热量是多少？ 23.如图所示，在竖直向上的匀强磁场中，有一倾角为的光滑轨道，在垂直轨迹方向上置有一长度L、质量为m的导体棒ab，当ab中通有
14、图示方向的电流时，导体棒处于静止状态，求：（1）导体棒受到的安培力的大小。（2）匀强磁场的磁感应强度B的大小。试卷答案1.C2.A3.C4.B5.B6.C7.BC8.A9.AD10.C11.A12.ACD13.C14.D15.AC16.C17.（18分）参考解答：(1)由图象知，杆自由下落距离是0.05 m，当地重力加速度g10 m/s2，则杆进入磁场时的速度v1 m/s （2分）由图象知，杆进入磁场时加速度ag10 m/s2 （1分） 由牛顿第二定律得mgF安ma （2分）回路中的电动势EBLv （1分）杆中的电流I （1分）R并 （2分）F安BIL （1分）得B 2 T. （1分）(2)杆
15、在磁场中运动产生的平均感应电动势 （2分）杆中的平均电流 （2分）通过杆的电荷量Qt （2分）通过R2的电荷量qQ0.05 C. （1分）18.解析：设某时刻MN和速度分别为v1、v2，则有：（1）MN和动量守恒：mv1-2mv2=0 3分 求出： 2分（2）当MN和的加速度为零时，速度最大，对受力平衡： 2分 2分 2分由得： 2分 2分19. 设位移分别为 S1，S2，S3对应的时间分别为 初速 末速度v3=5m/s 匀加速运动（1） 解得：a3=5m/s2 （2）线框通过磁场时，线框作匀速运动，线框受力平衡在AAaa区域，对线框进行受力分析穿过磁场区域时，有题干分析得：线框的宽度 解得
16、（3）设恒力作用时金属框上边进入磁场速度为V，线框穿过磁场时， 又由 解得由于, 所以穿过磁场后，撤去外力，物体仍可到达顶端。所以力F做功为 20.（1）金属棒未进入磁场，电路总电阻 2分回路中感应电动势为：V 2分灯炮中的电流强度为：A 1分（2）因灯泡亮度不变，故在s末金属棒刚好进入磁场，且做匀速运动，此时金属棒中的电流强度：A 2分恒力大小：N 2分（3）因灯泡亮度不变，金属棒产生的感应电动势为：V 1分金属棒在磁场中的速度：m/s 2分金属棒未进入磁场的加速度为：m/s2 2分金属棒的质量：kg 1分21.（1）由E=BLv、I=E/R和F=BIL知 F=(B2L2v)/R 代入数据后得v1=4m/s (2) 代入数据后得 （3） 22.（12分）（1）0.5A 1.5V （2）0.1N （3）0.1J ，0.1J23.F=mgtan B=mgtan/IL略
