電磁感應測試.doc

電磁感應測試3YC 本試卷分第卷（選擇題）和第卷（非選擇題）兩部分.滿分100分，考試用時90分鐘.第卷（選擇題，共40分）一、選擇題（每小題4分，共40分。在每小題給出的四個選項中，至少有一個選項是正確的，全部選對得4分，對而不全得2分。）1處在磁場中的一閉合線圈，若沒有產(chǎn)生感應電流，則可以判定（ ）A線圈沒有在磁場中運動B線圈沒有做切割磁感線運動C磁場沒有發(fā)生變化D穿過線圈的磁通量沒有發(fā)生變化2如圖所示，A、B兩燈相同，L是帶鐵芯的電阻可不計的線圈，下列說法中正確的是（ ） A開關K合上瞬間，A、B兩燈同時亮起來BK合上穩(wěn)定后，A、B同時亮著CK斷開瞬間，A、B同時熄滅DK斷開瞬間，B立即熄滅，A過一會兒再熄滅3如圖所示，水平桌面上放一閉合鋁環(huán)，在鋁環(huán)軸線上方有一條形磁鐵.當條形磁鐵沿軸線豎直向下迅速移動時，下列判斷中正確的是（ ）A鋁環(huán)有收縮趨勢，對桌面壓力減小 B鋁環(huán)有收縮趨勢，對桌面壓力增大C鋁環(huán)有擴張趨勢，對桌面壓力減小 D鋁環(huán)有擴張趨勢，對桌面壓力增大4如圖所示是穿過某閉合回路的磁通量隨時間t變化的規(guī)律圖象。 t1時刻磁通量1最大，t3時刻磁通量3=0，時間t1=t2t1和 t2=t3t2相等，在t1和t2時間內閉合線圈中感應電動勢的 平均值分別為和，在t2時刻感應電動勢瞬時值為E.則（ ）AB CEDE5“磁單極子”是指只有S極或只有N極的磁性物質，其磁感線分布類似于點電荷的電場線分布。物理學家們長期以來一直用實驗試圖證實自然界中存在磁單極子。如圖所示的實驗就是用于檢測磁單極子的實驗之一，abcd為用超導材料圍成的閉合回路，該回路放置在防磁裝置中，可認為不受周圍其他磁場的作用.設想有一個N極磁單極子沿abcd軸線從左向右穿過超導回路，那么在回路中可能發(fā)生的現(xiàn)象是 （ ）A回路中無感應電流B回路中形成持續(xù)的abcda流向的感應電流C回路中形成持續(xù)的adcba流向的感應電流D回路中形成先abcda流向后adcba的感應電流 6如圖165所示電路中，L為自感系數(shù)很大的電感線圈，N為試電筆中的氖管（啟輝電壓約70 V），電源電動勢約為10 V。已知直流電使氖管啟輝時輝光只產(chǎn)生在負極周圍，則 （ ）AS接通時，氖管不會亮BS接通時啟輝，輝光在a端CS接通后迅速切斷時啟輝，輝光在a端DS接通后迅速切斷時啟輝，輝光在b端7如圖，閉合線圈上方有一豎直放置的條形磁鐵，磁鐵的N極朝下。當磁鐵向下運動時（但未插入線圈內部）A線圈中感應電流的方向與圖中箭頭方向相同，磁鐵與線圈相互吸引B線圈中感應電流的方向與圖中箭頭方向相同，磁鐵與線圈相互排斥C線圈中感應電流的方向與圖中箭頭方向相反，磁鐵與線圈相互吸引D線圈中感應電流的方向與圖中箭頭方向相反，磁鐵與線圈相互排斥8一個矩形線圈勻速地從無磁場的空間先進入磁感應強度為B1的勻強磁場，然后再進入磁感應強度為B2的勻強磁場，最后進入沒有磁場的右邊空間，如圖所示.若B1=2B2，方向均始終和線圈平面垂直，則在所示圖中能定性表示線圈中感應電流i隨時間t變化關系的是（電流以逆時針方向為正）（ ） 9著名物理學家弗曼曾設計過一個實驗，如圖所示.在一塊絕緣板上中部安一個線圈，并接有電源，板的四周有許多帶負電的小球，整個裝置支撐起來.忽略各處的摩擦，當電源接通的瞬間，下列關于圓盤的說法中正確的是（ ）A圓盤將逆時針轉動B圓盤將順時針轉動C圓盤不會轉動D無法確定圓盤是否會動10如圖所示，一傾斜的金屬框架上放有一根金屬棒，由于摩擦力作用，金屬棒在沒有磁場時處于靜止狀態(tài).從t0時刻開始給框架區(qū)域內加一個垂直框架平面向上的逐漸增強的磁場，到時刻t時，金屬棒開始運動，則在這段時間內，棒所受的摩擦力 （ ）A不斷增大B不斷減小C先減小后增大D先增大后減小第卷（非選擇題，共60分）二、填空題（每小題6分，共24分。把正確答案填寫在題中的橫線上，或按題目要求作答。）11在日光燈點燃時，鎮(zhèn)流器利用自感現(xiàn)象，產(chǎn)生_，在日光燈正常發(fā)光時，利用自感現(xiàn)象起_作用.12如圖所示，一圓環(huán)R內接、外切的兩個正方形線框均由材料、橫截面積相同的相互絕緣導線制成，并各自形成回路，則三者的電阻之比為_.若把它們置于同一勻強磁場中，當各處磁場發(fā)生相同變化時，三個回路的電流之比為_.13“ ” 形金屬框上有一金屬棒ab垂直于導軌，ab長為L.若在垂直于導軌平面方向加一均勻變化磁場，其B=B0+kt（k為常數(shù)），如圖所示.與此同時金屬棒ab以速度v0向左勻速運動，令t=0時，ab與“ ”形框架所圍面積為S0，則在t=0時，回路中的感應電動勢E=_，方向為_（填“順時針”或“逆時針”）；t=_后，電流開始反向。14在“研究電磁感應現(xiàn)象”的實驗中，首先要按圖（甲）接線，以查明電流表指針的偏轉方向與電流方向的關系；然后再按圖（乙）將電流表與B連成一個閉合回路，將A與電池、滑動變阻器和開關串聯(lián)成另一個閉合電路.在圖（甲）中，當閉合S時，觀察到電流表指針向左偏（不通電時指針停在正中央）.在圖（乙）中：（1）將S閉合后，將螺線管A插入螺線管B的過程中，電流表的指針將_（填“向左”“向右”或“不發(fā)生”，下同）偏轉；（2）螺線管A放在B中不動，電流表的指針將_偏轉；（3）螺線管A放在B中不動，將滑動變阻器的滑動觸片向右滑動時，電流表的指針將_偏轉；（4）螺線管A放在B中不動，突然切斷開關S時，電流表的指針將_偏轉.三、計算題（共36分。要求寫出必要的文字說明、主要方程式和重要演算步驟，有數(shù)值計算的要明確寫出數(shù)值和單位，只有最終結果的不得分。）15（10分）如圖1616所示的裝置中，金屬圓盤繞豎直軸O在水平面中勻速轉動，圓盤的半徑r=20 cm，處在豎直向下的勻強磁場中，磁場的磁感應強度B=1 T.兩個電刷分別與轉軸和圓盤的邊緣接觸，并與電池和保險絲串聯(lián)成一個閉合電路.已知電池的電動勢為E=2 V，電路中的總電阻R=1 ，保險絲的熔斷電流為1 A.為了不使保險絲熔斷，金屬圓盤該如何轉?轉動角速度的范圍是多少?16（10分）05江蘇卷16題改編 如圖所示，固定的水平光滑金屬導軌，間距為L，左端接有阻值為R的電阻，處在方向豎直、磁感應強度為B的勻強磁場中，質量為m的導體棒與固定彈簧相連，放在導軌上，導軌與導體棒的電阻均可忽略初始時刻，彈簧恰處于自然長度，導體棒具有水平向右的初速度v0。在沿導軌往復運動的過程中，導體棒始終與導軌垂直并保持良好接觸 （1）求初始時刻導體棒受到的安培力 （2）若導體棒從初始時刻到速度第一次為零時，彈簧的彈性勢能為Ep，則這一過程中安 培力所做的功W1和電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱 Q1分別為多少?導體棒往復運動，最終將靜 止于何處?從導體棒開始運動直到最終靜止 的過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q為多少? R1R 2R317（16分）新編如圖所示，光滑的平行導軌P、Q相距L=1 m，處在同一水平面中，導軌的左端接有如圖所示的電路，其中水平放置的電容器兩極板相距d=10 mm，定值電阻R1=R3=8 ，R2=2 ，導軌的電阻不計。磁感應強度B=0.4 T的勻強磁場豎直向下穿過導軌面。當金屬棒ab沿導軌向右勻速運動（開關S斷開）時，電容器兩極板之間質量m=11014 kg，帶電荷量q=11015 C的微粒恰好靜止不動；當S閉合后，微粒以a=7 m/s2向下做勻加速運動。取g=10 m/s2，求：（1）金屬棒ab運動的速度大小是多大?電阻是多大? （2）閉合后，使金屬棒ab做勻速運動的外力的功率是多大?參考答案1D；2AD；開關K合上瞬間，因線圈不影響B(tài)燈，A、B兩燈同時亮起來；K斷開瞬間，B立 即熄滅，A燈因線圈自感現(xiàn)象，過一會兒再熄滅。3B。點撥：充分利用楞次定律中“阻礙”的含義阻礙原磁通量的變化.4BD；點撥：t圖象中，某兩點連線的斜率表示該段時間內的；某點的斜率表示 該時刻的。5C；點撥：N極磁單極子的磁感線分布類似于正點電荷的電場線分布.6AD；點撥：S接通穩(wěn)定時，氖管兩端的電壓僅為10 V，不啟輝光；S斷開瞬間，電感線 圈產(chǎn)生一個很大的自感電動勢加在氖管兩側，b端接負極，故在b端有輝光.7B；由楞次定律和右手定則可得。8C；9A；點撥：瞬間增強的磁場會在周圍產(chǎn)生一個順時針的電場，負電荷受到逆時針方向的電 場力，帶動圓盤逆時針轉動，而負電荷的這種定向運動則形成了順時針的環(huán)形電流.10C；設棒的質量為m，初始時棒受到的靜摩擦力f1=mgsin，方向沿斜面向上；隨著磁場的增強，棒還受到一個平行斜面向上的安培力（F安）的作用，此時有mgsin=F安+f2，由于F安增大，則f2減小，當F安=mgsin時，f2=0；當F安mgsin，棒所受的摩擦力f3改為平行斜面向下，此時有F安=mgsin+f3，隨著F安的增大，f3也增大，直至某一值時，f3達到最大靜摩擦力.棒開始上滑后，靜摩擦力變?yōu)榛瑒幽Σ亮?，大小不再變?由于本題只關心靜摩擦力的情況，故是先變小后增大.）11瞬時高壓 降壓限流；12 R外R圓R內=42、 I外I圓I內=113kS0B0Lv0 、 順時針 、 （題中既有由于棒的運動產(chǎn)生的感應電動勢E1，又有由于磁場的變化而產(chǎn)生的感應電動勢E2，求解時可分別求出E1和E2，并判斷它們的方向：如果同向，則E總=E1+E2；如果反向，則E總=E1E2，方向就是那個值較大的感應電動勢的方向.由題意知，t=0時，E1=B0Lv0，逆時針；E2=kS0，順時針，且E1將逐漸增大，E2逐漸減小.又由題意來看，電流能夠反向，一定是BLv01 A，保險絲 必然熔斷；如果金屬盤逆時針轉動，回路中的總電動勢將大于2 V，保險絲也將熔斷，故金屬盤只有順時針旋轉，且轉速不能太小，也不能過大. （2分）金屬盤順時針轉動，相當于長度為r的導體棒繞O點順時針旋轉，感應電動勢大小為E1=Br2，方向與電池的電動勢相反. （2分）要使保險絲不熔斷，則金屬盤轉動產(chǎn)生的電動勢要大于1 V，同時還要小于3 V.即有：1 VBr21可解得50 rads1； （2分）由Br23 V，可解得150 rads1， （2分）故金屬盤轉動角速度的取值范圍是50 rads1150 rads1. （1分）16（10分）解：（1）初始時刻棒中感應電動勢 （1分）棒中感應電流 （1分） 作用于棒上的安培力 （1分）聯(lián)立得 （1分） 安培力方向：水平向左 （1分）（2）由功和能的關系，得安培力做功 （2分）電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱 （2分）（3）由能量轉化及平衡條件等，可判斷：棒最終靜止于初始位置 （1分）17（16分）解：（1）帶電微粒在電容器兩極間靜止時，受向上的電場力和向下的重力作用而平衡，即mg=q （1分） 由此式可解出電容器兩極板間的電壓為U1= V=1 V （1分）由于微粒帶負電，可知上板的電勢高由于S斷開，R1、R2的電壓和等于電容器兩端電壓U1，R3上無電流通過，可知電路中的感應電流即為通過R1、R2的電流I1，I1= A=0.1 A （2分）從而ab切割磁感線運動產(chǎn)生的感應電動勢為E=U1+I1r=1+0.1r （1分）S閉合時，帶電微粒向下做勻加速運動，由牛頓第二定律可得mgq=ma （1分）所以有U2= V=0.3 V （1分）此時的感應電流為I2= A=0.15 A （1分）由閉合電路歐姆定律可得E=