1、广东禾云中学高二物理电磁感应测试一、选择题：（每小题至少有一个选项是正确的，请把正确的答案填入答题卡中，每小题4分，共52分，漏选得2分，错选和不选得零分）1下列说法正确的是（ ） A磁通量越大，磁通量的变化也越大B磁通量变化越大，磁通量的变化率也越大 C磁通量变化越快，磁通量的变化率越大 D磁通量等于零时，磁通量的变化率也为零2如图所示的电路中，一个N极朝下的条形磁铁竖直下落，恰能穿过水平放置的方形导线框，下列判断正确的是 （ ）A磁铁经过图中位置1时，线框中感应电流沿abcd方向，经过位置2时沿adcb方向B磁铁经过图中位置1时，线框中感应电流沿adcb方向，经过位置2时沿abcd方向 C
2、磁铁经过位置1和2时，感应电流都沿abcd方向D磁铁经过位置1和2时，感应电流都沿adcb方向3如图所示，一个环形线圈放在均匀磁场中，设在第一秒内磁感线垂直于线圈平面向里，如图（a），磁感应强度B随时间t而变化的关系如图（b），那么在第二秒内线圈中感应电流的大小和方向是（ ）A逐渐增加，逆时针方向 B逐渐减小，顺时针方向 C大小恒定，顺时针方向 D大小恒定，逆时针方向 4如图所示，Q为用毛皮摩擦过的橡胶圆盘.由于它的转动使金属环P中产生了如图所示的所感应电流，则Q盘的转动情况是（ ）A顺时针加速转动 B逆时针加速转动C顺时针减速转动仪 D逆时针减5如图246甲，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正
3、上方悬挂一相同的线圈Q，P和Q共轴。Q中通有变化电流，电流随时间变化的规律如图乙所示。P所受的重力为G，桌面对P的支持力为N，则（ ） At1时刻，NG Bt2时刻，NG Ct3时刻，NG Dt4时刻，NG 图2466如图所示中，L1和L2是两个相同灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈，其电阻值与R相同，在开关S接通的瞬间，下列说法正确的是（ ）A接通时L1先达到最亮，断开时L1后灭B接通时L2先达到最亮，断开时L2后灭C接通时L1先达到最亮，断开时L1先灭 D接通时L2先达到最亮，断开时L2先灭7 如图所示，两竖直放置的平行光滑导轨处于垂直于导轨平面的匀强磁场中，金属杆ab可沿导轨滑动，原先S
4、断开，让ab杆由静止下滑，一段时间后闭合S，则从S闭合开始记时，ab杆的运动速度v随时间t的关系图可能是下图中的哪一个？ （ ） 8 如图示，金属杆ab以恒定的速率v在光滑的平行导轨上向右滑行，设整个电路中总电阻为R（恒定不变），整个装置置于垂直于纸面向里的匀强磁场中，下列说法正确的是（ ）Aab杆中的电流与速率v成正比B磁场作用于ab杆的安培力与速率v成正比C电阻R上产生的电热功率与速率v成正比D外力对ab杆做功的功率与速率v成正比9平行闭合线圈的匝数为n，所围面积为S，总电阻为R，在时间内穿过每匝线圈的磁通量变化为，则通过导线某一截面的电荷量为（ ）A B C D图110一个矩形线圈匀速地
5、从无磁场的空间先进入磁感应强度为B1的匀强磁场，然后再进入磁感应强度为B2的匀强磁场，最后进入没有磁场的右边空间，如图1所示。若B1=2B2，方向均始终和线圈平面垂直，则在图2所示图中能定性表示线圈中感应电流i随时间t变化关系的是（电流以逆时针方向为正）（ ） 图211一直升飞机停在南半球的地磁极上空，该处地磁场叶片的长度为l，螺旋桨转动的频率为f，顺着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨按顺时针方向转动.螺旋桨叶片的近轴端为a，远轴端为b，如图所示.如果忽略a到转轴中心线的距离，用E表示每个叶片中的感应电动势，则（ ）AE=fl2B，且a点电势低于b点电势BE=2fl2B，且a点电势低于b点电势CE
6、=fl2B，且a点电势高于b点电势DE=2fl2B，且a点电势高于b点电势 12如图247所示，三个线框是用同一种金属材料制成的边长相同的正方形，a线框不闭合，b和c都闭合，b线框的导线比c粗。将它们在竖直平面内从相同高度由静止释放，图中水平虚线的下方是方向垂直于线框所在面的匀强磁场。下列关于三个线框落地时间的说法中正确的是（ ） A三线框同时落地 Ba线框最先落地 Cb线框比c线框后落地 Db线框和c线框同时落地13如图245所示，有一边长为L的正方形导线框，质量为m，由高度H处自由下落，其下边ab进入匀强磁场时，线框开始做减速运动，直到上边cd离开磁场区域，线圈刚离开磁场区域时的速度恰好为
7、刚进入时的一半，此磁场区域的宽度也为L，则下列结论正确的是（ ） A线框穿过磁场区域时做匀减速直线运动 B线框穿过磁场区域时加速度方向先向上后向下 C线框进磁场时的加速度大于出磁场时的加速度 D线框穿过磁场区域的过程中发出的焦耳热为mg（2L+3H/4）第卷（非选择题，共分） 二、填空题（每题4分，共24分，请把答案填写在题中横线上）14如图为演示自感现象的实验电路图，图中L是一带铁心的线圈，A是一只灯泡，电键K处于闭合状态，电路是接通的。现将电键K打开，则在电路切断的瞬间，通过灯泡A的电流方向是从_端到_端。15如图2411所示，一个电路中接有一个电容器，有一磁场垂直穿过线圈平面，磁感应强度
8、的大小随时间以5103T/s增加。已知电容C的电容量为10F，线圈面积为1102m2，则电容器的带电量为 ，电容器的上极板带 电荷。 图241116如图所示，两根相距为L的竖直平行金属导轨位于匀强磁场 中，磁感应强度为B，导轨电阻不计，另两根与光滑轨道接触的金属杆质量均为m，电阻均为R，若要使cd杆恰好平衡，且静止不动，则ab杆应_（填“向上”或“向下”）匀速运动，速度大小是_，需对ab杆所加外力的大小为_。17如图所示，一电阻为R的矩形线圈abcd，边长分别为L1和L2，沿水平方向以恒定的速度v通过一匀强磁场，磁场区域的宽度为L，磁感应强度为B，方向垂直纸面向里。则如果L1L，则线圈通过磁场
9、区域的过程中，一共释放了 焦耳热；如果L1L，则线圈通过磁场区域的过程中，一共释放了 焦耳热。 18如图249所示，两平行长直导线相距1m，匀强磁场B=0.2T，导线间接一个1的电阻R，当两根电阻均为1的金属棒AB、CD在导线上以相同的速度v=3m/s向右匀速运动，那么通过AB的电流为 A，作用在CD棒上外力的功率为 W。（导线电阻及摩擦均不计） 图24919如图2410所示的线圈有100匝，穿过线圈的磁通量为0.04Wb，匀强磁场的方向向左，垂直于线圈的截面，现将磁场方向在2s内改为与原方向相反，并且磁通量增大到0.08Wb，则在这2s内，线圈产生的平均感应电动势为 ，如线圈电阻是1，则感应
10、电流是 A。 图2410三、计算题（本题共3小题，共24分，解答应写明必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位）20两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内，两导轨间的距离为L，导轨上面横放着两根导体棒ab和cd，构成矩形回路，如图2414所示。两导体棒的质量皆为m，电阻皆为R，回路中其余部分电阻可不计。在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B。设两导体均可沿导轨无摩擦滑行。开始时，棒cd静止，棒ab有指向棒cd的初速度v0。若两导体棒在运动过程中始终不接触，求：（1）在运动中产生的焦耳热最多是多少？ 2）当ab
11、棒的速度变为初速度的3/4时，cd棒的加速度是多少？ 图241421如图2415所示，虚线L1、L2之间是磁感应强度为B1的匀强磁场，虚线L2、L3之间是磁感应强度为B2的匀强磁场，L1、L2、L3都水平，L2、L3高度差为a。质量为m、边长为a的正方形线框自某一高度由静止下落，依次经过两匀强磁场区域。已知L1、L2间高度为2a，线框在进入B1的过程中做匀速运动，速度大小为v1，在B1中加速一段时间后又匀速进入和穿出B2，进入和穿出B2时的速度恒为v2，求： （1）B1：B2； （2）v1：v2；（3）在整个下落过程中线框中产生的焦耳热。22如图所示，两金属杆ab和cd长均为L，电阻均为R，质
12、量分别为M和m.用两根质量、电阻均可忽略的不可伸长的柔软导线将它们连成闭合回路，并悬挂在水平、光滑、不导电的圆棒两侧，两金属杆都处于水平位置.整个装置处于与回路平面相垂直的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度为B若金属杆ab正好匀速向下运动，求运动的速度. 参考答案一选择：1C 2.A 3C 4BC 5AD 6.A 7.ACD 8AB 9D； 10C 11A 12BD 13CD 二填空： 14a b 1551010C，正； 16上；2mg；172B2L22vL/R，2B2L22vL1/R； 180.2，0.12；196V，6A；三计算题：20解：（1）经受力分析可知，ab棒受到与运动方向相反的安培
13、力的作用，做减速运动，cd棒受到与运动方向相同的安培力的作用，做加速运动，当两棒速度相同时，所围的面积不变，回路中不再产生感应电流，两棒最终以相同的速度匀速。从初始位置至两棒达到速度相同的过程中，两棒总动量守恒，有mv0=2mv根据能量守恒，整个过程中产生的总热量为Q=mv02/22mv2/2联立、解得Q= mv02/4 （4分）（2）设ab棒的速度变为初速度的3/4时，cd棒的速度为v，由动量守恒知mv0=m（3v0/4）+mv 此时回路中的感应电动势为E=（3v0/4 v）BL 感应电流为I=E/2R 此时cd棒所受的安培力F=IBLcd棒的加速度a=F/m 联立、解得a=B2L2v0/4
14、mR。 （5分）21、解：（1）线框进入磁场B1时做速度为v1的匀速运动，有v1B12a2/R=mg 线框从B1进入B2时做速度为v2的匀速运动，有v2（B1B2）2a2/R=mg 线框出磁场B2的过程中做速度为v2的匀速运动，有v2B22a2/R=mg联立上述三式解得B1：B2=2：1 （3分） v1：v2=1：4 （3分）（2）在整个过程中线圈产生的焦耳热为 Q=4mga（mv22/2mv12/2）而线框在刚完全进入B1到刚进入磁场B2过程中，有mv22/2mv12/2=mga联立上述二式解得Q=3mga。 （3分）22解：若ab棒以速度v向下匀速运动，cd棒也将以速度v向上匀速运动，两棒
15、都垂直切割磁场线产生感应电动势.在闭合电路中： ab棒受到的磁场力方向向上，cd棒受到的磁场力方向向下，悬线对两棒的拉力都向上且为T.则对 ab棒的平衡方程：Mg=BIL+T （2分）对cd棒的平衡方程：mg+BIL=T （2分）又I= （4分）联立解得：Mg-mg=2BIL=2 （2分）所以运动的速度为： v= （4分）1140V，0；12上；2mg； 13a b14（14分）解：若ab棒以速度v向下匀速运动，cd棒也将以速度v向上匀速运动，两棒都垂直切割磁场线产生感应电动势.在闭合电路中： ab棒受到的磁场力方向向上，cd棒受到的磁场力方向向下，悬线对两棒的拉力都向上且为T.则对 ab棒的
16、平衡方程：Mg=BIL+T （2分）对cd棒的平衡方程：mg+BIL=T （2分）又I= （4分）联立解得：Mg-mg=2BIL=2 （2分）所以运动的速度为： v= （4分）15（18分）解：此题是通过电动机把电能转化为导体棒的机械能。由于电磁感应，导体棒的机械能又转化为电路中的电能，电能又消耗在导体的电阻上，转化为导体的内能。（1）根据能量守恒，电动机的输出功率应等于拉导体棒的绳子拉力的功率。设绳子拉力功率为PT，稳定速度为vm，当棒稳定时绳子拉力为T，则T=mg+ （2分）则 PT=mgvm+ （4分）电动机输出的功率： P出=IUI2r （2分）即 IU-I2r=mgvm+. （2分）代入数据，解得 vm=2 m/s. （2分）（2）根据总能量守恒，设AB棒从静止到速度稳定经过的时间为t .P出t=mgh+mvm2+Q， （4分）代入数据解得：t=1 s. （2分）