1、电磁学一、选择题（共15题）1下列说法正确的是（）A磁感应强度是矢量，其单位是WbB磁通量是矢量，其正负代表方向C电感线圈的自感系数与电流的变化率成正比D金属探测器是利用涡流工作，而变压器铁芯用硅钢片替代是为了减小涡流2在匀强磁场中有一用相同材料制成的导体框abc，b为半圆弧的顶点磁场方向垂直于导体框平面，在ac两端接一直流电源，如图所示，则A导体框abc所受安培力的合力为零B导体框abc所受安培力的合力垂直于ac向上C导体框abc所受安培力的合力垂直于ac向下D导体框abc的圆弧段所受安培力为零3如图所示，金属棒AB长L0.1m，质量m0.1kg，通有向右的电流，电流强度I10A，当加一个垂
2、直纸面的磁场时，悬线拉力恰好为零。则关于所加磁场的磁感应强度大小和方向，下列说法中正确的是（）AB=1T，垂直纸面向外BB=1T，垂直纸面向里CB=0.1T，垂直纸面向外DB=0.1T，垂直纸面向里4能源问题是当今社会重要的一个难题。关于节约能源已经深入到我们的家庭生活中。现有两盏节能灯A和B，其额定功率相同，额定电压A灯大于B灯，则（）A两灯正常发光时，IA IBB两灯电阻RA PBD将两灯并联后接入电路中，灯的功率5如图所示，图中以点电荷 Q 为圆心的虚线同心圆是该点电荷电场中球形等势面的横截面图一个带电的粒子经过该电场，它的运动轨迹如图中实线所示，P、M、N、O、F 都是轨迹上的点不计带
3、电粒子受到的重力，由此可以判断A此粒子和点电荷 Q 带同种电荷B此粒子在 M 点的动能小于在 F 点的动能C粒子在 F 点的电势能小于在 N 点的电势能D带电粒子从 P 运动到 N 的过程中，电势能逐渐增大6如图，“L”型导线abc固定并垂直放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，abbc，ab长为，bc长为，导线通入恒定电流I，设导线受到的安培力大小为F，则（）ABCD7一根粗细均匀的导线，两端加上电压U时，通过导线的电流为I，导线中自由电子定向移动的平均速率为v。若将导线均匀拉长，使它的横截面积变为原来的，再给它两端加上电压U，则（）A通过导线的电流仍为IB通过导线的电流为C导线中自由电子定向移
4、动的速率为D导线中自由电子定向移动的速率为8某学校新装了一批节能路灯如图甲所示，该路灯通过光控开关实现自动控制：电灯的亮度可自动随周围环境的亮度改变而改变。如图乙为其内部电路简化原理图，电源电动势为E，内阻为r，R1为光敏电阻（光照强度增加时，其电阻值减小）。当随着傍晚到来光照逐渐减弱时，则下列判断正确的是（）AA灯变亮，B灯变暗B电源的效率变大C电源内阻消耗的功率变大DR1上电流的变化量等于R0上电流变化量9铁路上使用一种电磁装置向控制中心传输信号以确定火车的位置，能产生匀强磁场的磁铁被安装在火车首节车厢下面，如图所示（俯视图）当它经过安放在两铁轨间的线圈时，便会产生一个电信号，通过和线圈相
5、连的电压传感器被控制中心接收，从而确定火车的位置。现一列火车以加速度a驶来，则电压信号关于时间的图像为( )ABCD10关于电场和磁场，以下说法正确的是（）A电场和磁场都是为了研究问题方便而假想的B带电粒子在电场中的某处不受电场力作用，则该处一定没有电场C带电粒子在磁场中的某处不受洛伦兹力作用，则该处一定没有磁场D电场强度采用比值定义而磁感应强度不是比值定义11在图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，电流表A、电压表V1、V2、V3均为理想电表，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合开关S，当R2的滑动触头P由下端向上滑动的过程中（）A电压表V1、V2的示数增大，电压表V3的示数不变B电流表
6、A示数变大，电压表V3的示数变大C电压表V2示数与电流表A示数的比值不变D电压表V3示数变化量的绝对值与电流表A示数变化量的绝对值的比值不变12麦克斯韦在前人研究的基础上，创造性地建立了经典电磁场理论，进一步揭示了电现象与磁现象之间的联系。他大胆地假设：变化的电场就像导线中的电流一样，会在空间产生磁场，即变化的电场产生磁场。以平行板电容器为例：圆形平行板电容器在充、放电的过程中，板间电场发生变化，产生的磁场相当于一连接两板的板间直导线通以充、放电电流时所产生的磁场。如图所示，若某时刻连接电容器的导线具有向上的电流，则下列说法中正确的是（）A电容器正在充电B两平行板间的电场强度E在减小C该变化电
7、场产生顺时针方向（俯视）的磁场D两极板间电场最强时，板间电场产生的磁场达到最大值13关于电流，下列说法中正确的是：（）A通过导体横截面的电荷量越多，电流就越大B对于导体，只要其两端有电压就有电流C单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流就越大D因为电流有方向，所以电流是矢量14如图甲所示，是间距为的足够长的光滑平行金属导轨，导轨平面与水平面夹角为，在虚线下方的导轨平面内存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场，导轨电阻不计，长为的导体棒垂直放置在导轨上，导体棒电阻；右侧连接一电路，已知灯泡的规格是，定值电阻，在时，将导体棒从某一高度由静止释放，导体棒的速度时间图象如图乙所示，其中段是直线，段
8、是曲线若导体棒沿导轨下滑时，导体棒达到最大速度，并且此时灯泡已正常发光，假设灯泡的电阻恒定不变，重力加速度，则下列说法正确的是AB匀强磁场的磁感应强度大小为2 TC导体棒的质量为D从导体棒静止释放至速度达到最大的过程中，通过电阻的电荷量为l C15如图所示，在磁感应强度B0.50T的匀强磁场中，两平行光滑金属导轨竖直放置，导体棒PQ在竖直向上的拉力F的作用下向下做初速度为0、加速度a5m/s2的匀加速直线运动，两导轨间距离L1.0m，电阻R1.0，导体棒质量m1kg，导体棒和导轨接触良好且电阻均不计，取g10m/s2，则下列说法中正确的是（）A导体棒运行2s时，拉力的功率为25WB拉力F所做的
9、功等于导体棒减少的机械能Ct4s时，导体棒所受安培力为5ND导体棒运行2s的过程中，通过电阻的电荷量为2.5C二、非选择题16电动势定义：_所做的功与所移动的电荷量之比叫作电动势17下列现象属电磁阻尼的是_，属电磁驱动的是_。A磁电式仪表线圈的骨架用铝框来做B微安表的表头在运输时要把两接线框短接C自制金属地雷探测器D交流感应电动机E当图中B变大时，a、b在固定光滑导轨上滑动18某小组利用如图所示的装置测定磁极间的磁感应强度，在力传感器下端挂一个n匝矩形线圈，将线圈的短边完全置于磁极之间的磁场（可视为匀强磁场）中并使平面与磁极的连线垂直。断开电路，线圈静止时力传感器的读数为F1；接通电路，线圈中
10、的电流强度为I时，力传感器的读数为F2（F2F1），则线圈所受的安培力F=_；已知线圈短边的长度为L，则磁极间磁场的磁感应强度B=_。19如图所示，一根长为L、质量为m的导体棒折成直角，且ab=1.5bc，c端可绕水平轴自由转动，a端用绝缘细线挂一个质量为m的物体空间存在着垂直导体棒平面向里的水平匀强磁场，磁感应强度为B当导体棒中通有电流时，它恰好ab保持水平静止，如图所示，则导体棒中的电流方向是_，电流大小为_ （不计导体棒中电流产生的磁场）20如图所示，间距为L的两根竖直放置的足够长的光滑平行金属导轨（导轨电阻不计），质量为M、电阻为R的金属板放置在导轨正上方（与导轨接触良好）。现有一质量
11、为M、电阻为R的金属棒ab，与导轨接触良好，让其无初速度释放，当下降距离为h时，金属板受到的支持力为2Mg，求：（1）当ab棒下降距离为h时，通过金属板的电流；（2）当ab棒下降距离为h过程中，金属板产生的焦耳热Q。21如图，足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成角（0UB，所以电流IAUB，所以电阻RARB，故B错误；C将两灯串联后接入电路中时，电路中电流相等，又因为电阻RARB，由得两灯的功率关系PA PB，故C正确；D将两灯并联后接入电路中时，两灯的电压相等，又因为电阻RA RB，由得两灯的功率关系，故D错误。故选C。5B【详解】根据轨迹弯曲方向判断出，粒子在M、N间运动过程中，电荷一直
12、受静电引力作用，此粒子和点电荷带不同的电荷故A错误；粒子从M到N，电场力做正功，故M点的动能小于N点的动能；N点与F点在同一个等势面上，所以粒子在 F 点的电势能等于在 N 点的电势能，粒子在F点的动能等于在N点的动能，所以粒子在M点的动能小于在F点的动能故B正确，C错误；带电粒子从 P 运动到 N 的过程中，电场力做正功，电势能逐渐减小，选项D错误；故选B.6C【详解】bc边受安培力F1=BIlab边受安培力 两力相互垂直，则合力为 故选C。7D【详解】AB将导线均匀拉长，使其横截面积变为原来的，导线长度要变为原来的2倍，金属丝电阻率不变，由电阻定律可知，导线电阻变为原来的4倍；电压U不变，
13、由欧姆定律可知，电流变为原来的 ，选项AB错误；CD电流I变为原来的，横截面积变为原来的，单位体积中自由移动的电子数n不变，每个电子所带的电荷量e不变，由电流的微观表达式I=nevS可知，电子定向移动的速率变为原来的，选项D正确，C错误。故选D。8B【详解】光照逐渐减弱时，光敏电阻阻值增大，电路总电阻增大，总电流减小，内电压减小，外电压增大。A外电压增大，A灯变亮；支路R0上的电流减小，R0上的电压减小，又因为外电压增大，所以B灯电压增大，所以B灯变亮，故A错误；B因为外电阻变大，根据可知，电源的效率变大，故B正确；C因为内电压减小，所以电源内阻消耗的功率变小，故C错误；D对于支路R0，有其中
14、、，所以故D错误。故选B。9D【详解】火车做匀加速运动，速度为，以火车为参照系，线圈是运动的，线圈左（或右）边切割磁感线产生的感应电动势为线圈两端的电压由此可知，u随时间均匀增大。线圈完全在磁场中时，磁通量不变，没有感应电流产生。由于火车做加速运动，通过线圈左边的时间长，通过线圈右边的时间短，由图像可知ABC错误，D正确。故选D。10B【详解】A、电场和磁场虽看不见，摸不着，但都是客观存在的，故A错误；B、由知，若电荷在某处不受电场力作用，则该处电场强度一定为零，故B正确；C、电荷在某处不受磁场力作用，可能磁感应强度为零，也可能由于电荷的速度与磁场平行，所以该处的磁感应强度不一定为零，故C错误
15、；D、电场强度与磁感应强度都采用比值定义的，故D错误；故选B11D【详解】AB由图可知，电路中R1与R2串联接在电源两端，电压表V1测量R1两端的电压，V2测量R2两端的电压，V3测量路端电压；电流表A测干路电流；当滑片向上滑动时，滑动变阻器接入电阻减小，则电路中总电阻减小；由闭合电路欧姆定律可知，电路中电流增大；则由闭合电路欧姆定律U=E-Ir可知，路端电压减小；因R1为定值电阻，故其两端电压增大；总电压减小，故R2两端的电压减小，所以电压表V1示数增大，V2、V3的示数减小。电流表A示数变大，故A错误，B错误；CV2示数与电流表A示数的比值等于R2，则知V2示数与电流表A示数的比值减小，故
16、C错误；D由闭合电路欧姆定律可知得所以电压表V3示数变化量的绝对值与电流表A示数变化量的绝对值的比值保持不变，故D正确。故选D。12A【详解】A电容器内电场强方向向上，下极板带正电，根据电流的方向，正电荷正在流向下极板，因此电容器处于充电过程，A正确；B电容器的带电量越来越多，内部电场强度越来越大，B错误；C该变化电场产生磁场方向等效成向上的电流产生磁场的方向，根据右手螺旋定则可知，电场产生的磁场逆时针方向（俯视），C错误；D当两极板间电场最强时，电容器充电完毕，回路的电流最小，因此产生的磁场最小，D错误。故选A。13BC【详解】AC根据电流的定义可知单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体
17、中的电流就越大，A错误，C正确；B根据欧姆定律对于导体，只要其两端有电压就有电流，B正确；D电流有方向，合成时只能相加或相减，不满足平行四边行定则，因此电流是标量而不是矢量，D错误。故选BC。14AC【详解】导体棒在磁场外运动时的加速度：，根据a=gsin可得=300，选项A正确；小灯泡正常发光时，此时导体棒中电流也为I=1A；对导体棒达到最大速度时满足：，其中，vm=10m/s，解得B0=1T，选项B错误；根据 解得m=0.2kg，选项C正确；导体棒在磁场中滑行的距离为：；从导体棒静止释放至速度达到最大的过程中，通过电阻的总电量为；通过电阻R1的电荷量为，选项D错误；故选AC.15AC【详解
18、】C经时间t，导体棒所受安培力为所以t4s时，导体棒所受安培力为5N，C正确；A由牛顿第二定律可得代入数值可得拉力大小为所以t2s时，拉力速度为拉力功率为A正确；B由功能关系知拉力F和安培力所做的功等于导体棒减少的机械能，B错误；D导体棒运行2s的过程中，通过电阻的电荷量为D错误。故选AC。16非静电力17 AB DE【详解】电磁阻尼是指导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力的方向总是阻碍导体运动，磁电式仪表线圈的骨架用铝框来做，是利用电磁阻尼作用让指针快速停止摆动；微安表的表头在运输时要把两接线框短接，也是利用电磁阻尼作用让表头指针不发生剧烈摆动。电磁驱动是磁场相对导体运动，
19、在导体中会产生感应电流，感应电流使导体受到安培力作用，安培力使导体运动而不是阻碍导体运动，交流感应电动机是利用电磁驱动使电动机线圈转动；E选项图中B变大时，a、b在安培力的作用下沿固定光滑导轨滑动。18 【详解】设线圈的重力为mg，依题意解得依题意解得19 cba； 【详解】根据力矩平衡，可知，bc杆的安培力水平向右，ab杆的安培力竖直向上，根据左手定则，可知，导体棒中的电流方向为：cba；由题意可知，而安培力为：Fab=BIL安培力为：Fbc=BIL解得：I=20（1）；（2）【详解】（1）当下降距离为h时，金属板受到的支持力为2Mg，则对金属板分析有解得ab棒受到的安培力为联立上式可得（2
20、）当ab棒下降距离为h过程中，由能量守恒得：ab棒切割运动，感应电动势为由闭合电路欧姆定律得联立上式解得21(1)0；(2)；(3)错误，理由见解析【详解】(1)ab棒两端的电压，因为导轨电阻不计，故路端电压为0，即ab棒两端的电压为0。(2)在运动过程中，由法拉第电磁感应定律，得解得位移(3)做法错误；对于变化的电流，焦耳定律中的I应该为有效值，而电流有效值和运动时间相乘It是没有意义的。另外，电流有效值和电阻的乘积IR也不能表示成Blv。正确的求法应该根据能量守恒求解。22【详解】由楞次定律，中的感应电流的方向是，由左手定则可知，所受安培力的方向水平向左，从而向上拉起重物。设中电流为I时M
21、刚好离开地面，则联立以上各式，代入数据解得23（1）图见解析；（2）2A；4m/s2（3）12m/s（4）32J【详解】（1）ab杆受三个力：重力mg，竖直向下；支持力N，垂直斜面向上；安培力F，沿斜面向上受力示意图如图所示（2）当ab杆速度为v时，感应电动势：E=BLv=4V此时电路中电流： ab杆受到的安培力：F=BIL=2N根据牛顿运动定律得：mgsin-F=ma解得a=4m/s2（3）达到最大速度时满足：mgsin=F安而 解得vm=12m/s（4）在ab杆从静止开始沿斜面下滑过程中，已知当下滑距离为s=20m时，速度已达到最大值，根据平衡条件知 根据能量守恒知根据电路特点知R上热量为 联立并带入数据可得：QR=32J
