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电磁感应测试3YC 本试卷分第卷（选择题）和第卷（非选择题）两部分.满分100分，考试用时90分钟.第卷（选择题，共40分）一、选择题（每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项是正确的，全部选对得4分，对而不全得2分。）1处在磁场中的一闭合线圈，若没有产生感应电流，则可以判定（ ）A线圈没有在磁场中运动B线圈没有做切割磁感线运动C磁场没有发生变化D穿过线圈的磁通量没有发生变化2如图所示，A、B两灯相同，L是带铁芯的电阻可不计的线圈，下列说法中正确的是（ ） A开关K合上瞬间，A、B两灯同时亮起来BK合上稳定后，A、B同时亮着CK断开瞬间，A、B同时熄灭DK断开瞬间，B立即熄灭，A过一会儿再熄灭3如图所示，水平桌面上放一闭合铝环，在铝环轴线上方有一条形磁铁.当条形磁铁沿轴线竖直向下迅速移动时，下列判断中正确的是（ ）A铝环有收缩趋势，对桌面压力减小 B铝环有收缩趋势，对桌面压力增大C铝环有扩张趋势，对桌面压力减小 D铝环有扩张趋势，对桌面压力增大4如图所示是穿过某闭合回路的磁通量随时间t变化的规律图象。 t1时刻磁通量1最大，t3时刻磁通量3=0，时间t1=t2t1和 t2=t3t2相等，在t1和t2时间内闭合线圈中感应电动势的 平均值分别为和，在t2时刻感应电动势瞬时值为E.则（ ）AB CEDE5“磁单极子”是指只有S极或只有N极的磁性物质，其磁感线分布类似于点电荷的电场线分布。物理学家们长期以来一直用实验试图证实自然界中存在磁单极子。如图所示的实验就是用于检测磁单极子的实验之一，abcd为用超导材料围成的闭合回路，该回路放置在防磁装置中，可认为不受周围其他磁场的作用.设想有一个N极磁单极子沿abcd轴线从左向右穿过超导回路，那么在回路中可能发生的现象是 （ ）A回路中无感应电流B回路中形成持续的abcda流向的感应电流C回路中形成持续的adcba流向的感应电流D回路中形成先abcda流向后adcba的感应电流 6如图165所示电路中，L为自感系数很大的电感线圈，N为试电笔中的氖管（启辉电压约70 V），电源电动势约为10 V。已知直流电使氖管启辉时辉光只产生在负极周围，则 （ ）AS接通时，氖管不会亮BS接通时启辉，辉光在a端CS接通后迅速切断时启辉，辉光在a端DS接通后迅速切断时启辉，辉光在b端7如图，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的N极朝下。当磁铁向下运动时（但未插入线圈内部）A线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互吸引B线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互排斥C线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互吸引D线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互排斥8一个矩形线圈匀速地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，如图所示.若B1=2B2，方向均始终和线圈平面垂直，则在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）（ ） 9著名物理学家弗曼曾设计过一个实验，如图所示.在一块绝缘板上中部安一个线圈，并接有电源，板的四周有许多带负电的小球，整个装置支撑起来.忽略各处的摩擦，当电源接通的瞬间，下列关于圆盘的说法中正确的是（ ）A圆盘将逆时针转动B圆盘将顺时针转动C圆盘不会转动D无法确定圆盘是否会动10如图所示，一倾斜的金属框架上放有一根金属棒，由于摩擦力作用，金属棒在没有磁场时处于静止状态.从t0时刻开始给框架区域内加一个垂直框架平面向上的逐渐增强的磁场，到时刻t时，金属棒开始运动，则在这段时间内，棒所受的摩擦力 （ ）A不断增大B不断减小C先减小后增大D先增大后减小第卷（非选择题，共60分）二、填空题（每小题6分，共24分。把正确答案填写在题中的横线上，或按题目要求作答。）11在日光灯点燃时，镇流器利用自感现象，产生_，在日光灯正常发光时，利用自感现象起_作用.12如图所示，一圆环R内接、外切的两个正方形线框均由材料、横截面积相同的相互绝缘导线制成，并各自形成回路，则三者的电阻之比为_.若把它们置于同一匀强磁场中，当各处磁场发生相同变化时，三个回路的电流之比为_.13“ ” 形金属框上有一金属棒ab垂直于导轨，ab长为L.若在垂直于导轨平面方向加一均匀变化磁场，其B=B0+kt（k为常数），如图所示.与此同时金属棒ab以速度v0向左匀速运动，令t=0时，ab与“ ”形框架所围面积为S0，则在t=0时，回路中的感应电动势E=_，方向为_（填“顺时针”或“逆时针”）；t=_后，电流开始反向。14在“研究电磁感应现象”的实验中，首先要按图（甲）接线，以查明电流表指针的偏转方向与电流方向的关系；然后再按图（乙）将电流表与B连成一个闭合回路，将A与电池、滑动变阻器和开关串联成另一个闭合电路.在图（甲）中，当闭合S时，观察到电流表指针向左偏（不通电时指针停在正中央）.在图（乙）中：（1）将S闭合后，将螺线管A插入螺线管B的过程中，电流表的指针将_（填“向左”“向右”或“不发生”，下同）偏转；（2）螺线管A放在B中不动，电流表的指针将_偏转；（3）螺线管A放在B中不动，将滑动变阻器的滑动触片向右滑动时，电流表的指针将_偏转；（4）螺线管A放在B中不动，突然切断开关S时，电流表的指针将_偏转.三、计算题（共36分。要求写出必要的文字说明、主要方程式和重要演算步骤，有数值计算的要明确写出数值和单位，只有最终结果的不得分。）15（10分）如图1616所示的装置中，金属圆盘绕竖直轴O在水平面中匀速转动，圆盘的半径r=20 cm，处在竖直向下的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B=1 T.两个电刷分别与转轴和圆盘的边缘接触，并与电池和保险丝串联成一个闭合电路.已知电池的电动势为E=2 V，电路中的总电阻R=1 ，保险丝的熔断电流为1 A.为了不使保险丝熔断，金属圆盘该如何转?转动角速度的范围是多少?16（10分）05江苏卷16题改编 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、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?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? R1R 2R317（16分）新编如图所示，光滑的平行导轨P、Q相距L=1 m，处在同一水平面中，导轨的左端接有如图所示的电路，其中水平放置的电容器两极板相距d=10 mm，定值电阻R1=R3=8 ，R2=2 ，导轨的电阻不计。磁感应强度B=0.4 T的匀强磁场竖直向下穿过导轨面。当金属棒ab沿导轨向右匀速运动（开关S断开）时，电容器两极板之间质量m=11014 kg，带电荷量q=11015 C的微粒恰好静止不动；当S闭合后，微粒以a=7 m/s2向下做匀加速运动。取g=10 m/s2，求：（1）金属棒ab运动的速度大小是多大?电阻是多大? （2）闭合后，使金属棒ab做匀速运动的外力的功率是多大?参考答案1D；2AD；开关K合上瞬间，因线圈不影响B灯，A、B两灯同时亮起来；K断开瞬间，B立 即熄灭，A灯因线圈自感现象，过一会儿再熄灭。3B。点拨：充分利用楞次定律中“阻碍”的含义阻碍原磁通量的变化.4BD；点拨：t图象中，某两点连线的斜率表示该段时间内的；某点的斜率表示 该时刻的。5C；点拨：N极磁单极子的磁感线分布类似于正点电荷的电场线分布.6AD；点拨：S接通稳定时，氖管两端的电压仅为10 V，不启辉光；S断开瞬间，电感线 圈产生一个很大的自感电动势加在氖管两侧，b端接负极，故在b端有辉光.7B；由楞次定律和右手定则可得。8C；9A；点拨：瞬间增强的磁场会在周围产生一个顺时针的电场，负电荷受到逆时针方向的电 场力，带动圆盘逆时针转动，而负电荷的这种定向运动则形成了顺时针的环形电流.10C；设棒的质量为m，初始时棒受到的静摩擦力f1=mgsin，方向沿斜面向上；随着磁场的增强，棒还受到一个平行斜面向上的安培力（F安）的作用，此时有mgsin=F安+f2，由于F安增大，则f2减小，当F安=mgsin时，f2=0；当F安mgsin，棒所受的摩擦力f3改为平行斜面向下，此时有F安=mgsin+f3，随着F安的增大，f3也增大，直至某一值时，f3达到最大静摩擦力.棒开始上滑后，静摩擦力变为滑动摩擦力，大小不再变化.由于本题只关心静摩擦力的情况，故是先变小后增大.）11瞬时高压 降压限流；12 R外R圆R内=42、 I外I圆I内=113kS0B0Lv0 、 顺时针 、 （题中既有由于棒的运动产生的感应电动势E1，又有由于磁场的变化而产生的感应电动势E2，求解时可分别求出E1和E2，并判断它们的方向：如果同向，则E总=E1+E2；如果反向，则E总=E1E2，方向就是那个值较大的感应电动势的方向.由题意知，t=0时，E1=B0Lv0，逆时针；E2=kS0，顺时针，且E1将逐渐增大，E2逐渐减小.又由题意来看，电流能够反向，一定是BLv01 A，保险丝 必然熔断；如果金属盘逆时针转动，回路中的总电动势将大于2 V，保险丝也将熔断，故金属盘只有顺时针旋转，且转速不能太小，也不能过大. （2分）金属盘顺时针转动，相当于长度为r的导体棒绕O点顺时针旋转，感应电动势大小为E1=Br2，方向与电池的电动势相反. （2分）要使保险丝不熔断，则金属盘转动产生的电动势要大于1 V，同时还要小于3 V.即有：1 VBr21可解得50 rads1； （2分）由Br23 V，可解得150 rads1， （2分）故金属盘转动角速度的取值范围是50 rads1150 rads1. （1分）16（10分）解：（1）初始时刻棒中感应电动势 （1分）棒中感应电流 （1分） 作用于棒上的安培力 （1分）联立得 （1分） 安培力方向：水平向左 （1分）（2）由功和能的关系，得安培力做功 （2分）电阻R上产生的焦耳热 （2分）（3）由能量转化及平衡条件等，可判断：棒最终静止于初始位置 （1分）17（16分）解：（1）带电微粒在电容器两极间静止时，受向上的电场力和向下的重力作用而平衡，即mg=q （1分） 由此式可解出电容器两极板间的电压为U1= V=1 V （1分）由于微粒带负电，可知上板的电势高由于S断开，R1、R2的电压和等于电容器两端电压U1，R3上无电流通过，可知电路中的感应电流即为通过R1、R2的电流I1，I1= A=0.1 A （2分）从而ab切割磁感线运动产生的感应电动势为E=U1+I1r=1+0.1r （1分）S闭合时，带电微粒向下做匀加速运动，由牛顿第二定律可得mgq=ma （1分）所以有U2= V=0.3 V （1分）此时的感应电流为I2= A=0.15 A （1分）由闭合电路欧姆定律可得E=