第四章 滚动测试

1 第四章 滚动测试 一 选择题一 选择题 本题共本题共 10 小题 每小题小题 每小题 4 分 共分 共 40 分 在每小题给出的四个选项中 有分 在每小题给出的四个选项中 有 的只有一个选项符合题意 有的有多个选项符合题意 全部选对的得的只有一个选项符合题意 有的有多个选项符合题意 全部选对的得 4 分 选对但不全的得分 选对但不全的得 2 分 选错或不答的得分 选错或不答的得 0 分分 1 闭合电路中感应电动势的大小取决于穿过这一电路的 A 磁通量 B 磁通量的变化量 C 磁通量的变化率 D 磁通量变化所需时间 2 如图所示的条形磁铁的上方 放置一矩形线框 线框平面水平且与条形磁铁平行 则线 框在由 N 端匀速平移到 S 端的过程中 线框中的感应电流的情况是 A 线框中始终无感应电流 B 线框中始终有感应电流 C 线框中开始有感应电流 当线框运动到磁铁中部上方时无感应 电流 以后又有了感应电流 D 以上说法都不对 3 多选 为了研究磁通量变化时感应电流的方向 先通过图甲确定电流通过检流计时指针 的偏转方向 图乙为实验过程的示意图 竖直放置的线圈固定不动 将条形磁铁从线圈 上方插入或拔出 线圈和检流计构成的闭合回路中就会产生感应电流 各图中分别标出 了磁铁的极性 磁铁相对线圈运动的方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况 其 中正确的是 A B C D 甲 乙 4 如图所示 两条平行虚线之间存在匀强磁场 虚线间的距离为 l 磁场方向垂直于纸面向 里 abcd 是位于纸面内的梯形线圈 ad 与 bc 间的距离也为 l t 0 时刻 bc 边与磁场区 域边界重合 现令线圈以恒定的速度 v 沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域 取 沿 a b c d a 的方向为感应电流的正方向 则在线圈穿过磁场区域的过程中 感应 电流 i 随时间 t 变化的图像应是图中的 2 A B C D 5 如图所示 半径为 r 的金属圆盘在垂直于盘面的磁感应强度的大小为 B 的匀强磁场中绕 圆心 O 点以角速度 沿逆时针方向匀速转动 圆盘的圆心和边缘间接有一个阻值为 R 的电阻 则通过电阻 R 的电流的大小和方向分别为 金属圆盘的电阻不计 A I 由 c 到 d Br2 R B I 由 d 到 c Br2 R C I 由 c 到 d Br2 2R D I 由 d 到 c Br2 2R 6 如图所示 等腰三角形内有垂直于纸面向外的匀强磁场 三角形的顶点在 x 轴上且底边 长为 4L 高为 L 底边与 x 轴平行 一个位于纸面内的边长为 L 的正方形导线框 abcd 以恒定速度沿 x 轴正方向穿过磁场区域 在 t 0 时刻恰好位于图中所示的位置 以顺时 针方向为导线框中电流的正方向 图中能够正确表示电流 i 与位移 x 的关系的图像是 7 两块水平放置的金属板间的距离为 d 用导线与一个匝数为 n 的线圈相连 线圈电阻为 r 线圈中有竖直方向的磁场 电阻 R 与金属板连接 如图所示 两板间有一个质量为 m 电荷量为 q 的油滴恰好处于静止状态 则线圈中的磁感应强度 B 的方向及变化情 况和磁通量的变化率分别是 3 A 磁感应强度 B 竖直向上且在增强 t dmg nq B 磁感应强度 B 竖直向下且在增强 t dmg nq C 磁感应强度 B 竖直向上且在减弱 t dmg R r nqR D 磁感应强度 B 竖直向下且在减弱 t dmg R r nqR 8 多选 如图所示 在平行于水平地面的匀强磁场上方有三个线圈 从相同的高度由静止 开始同时释放 三个线圈是用相同的金属材料制成的边长相等的正方形线圈 A 线圈有 一个缺口 B C 线圈闭合 但 B 线圈的导线比 C 线圈的粗 则 A 三个线圈同时落地 B A 线圈最先落地 C A 线圈最后落地 D B C 线圈同时落地 9 在如图所示的电路中 两个相同的小灯泡 L1和 L2分别与一个带铁芯的电感线圈 L 和一 个滑动变阻器 R 串联 闭合开关 S 后 调整 R 使 L1和 L2的亮度相同 此时流过两个 灯泡的电流为 I 然后断开 S 若 t 时刻再闭合 S 则在 t 时刻前后的一小段时间内 图中 能正确反映流过 L1的电流 i1 流过 L2的电流 i2随时间 t 变化的图像是 A B C D 10 多选 如图所示 光滑的水平地面上方有两个磁感应强度大小均为 B 方向相反的垂直 于纸面的水平匀强磁场 PQ 为两个磁场的边界 磁场范围足够大 一个位于纸面内的半 径为 a 质量为 m 电阻为 R 的金属圆环沿垂直于磁场方向的速度 v 从如图所示的位置 开始运动 当圆环运动到其直径刚好与边界线 PQ 重合时 圆环的速度为 则下列说法 v 2 正确的是 4 A 此时圆环中的电功率为 4B2a2v2 R B 此时圆环的加速度为 4B2a2v mR C 此过程中通过圆环截面的电荷量为 Ba2 R D 此过程中回路产生的电能为 0 75mv2 5 第 卷 非选择题 共 60 分 二 实验题二 实验题 本题共本题共 2 小题 小题 11 题题 7 分 分 12 题题 8 分 共分 共 15 分分 11 图为研究电磁感应现象的实验装置 部分导线已连接 1 用笔画线代替导线将图中未完成的电路连接好 2 如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下 那么闭合开关后 将原线 圈迅速插入副线圈的过程中 电流计的指针将向 偏 原线圈插入副线圈后 将滑动变 阻器的滑片迅速向右移动时 电流计的指针将向 偏 12 在研究电磁感应的实验中 实验装置如图所示 线圈 C 与灵敏电流表构成闭合电 路 电源 开关 带有铁芯的线圈 A 滑动变阻器构成另一个独立电路 表格中的第三 行已经列出了实验操作以及与此操作对应的电流表的表针偏转方向 请以此为参考 把 表格填写完整 实验操作 电流表的表针偏 向 1 闭合开关 S 瞬间 2 在开关 S 闭合的情况下 滑动变阻器的触头向右滑动时表针向右摆动 3 在开关 S 闭合的情况下 线圈 A 远离线圈 C 时 4 在开关 S 闭合的情况下 将线圈 A 中的软铁棒抽出时 三 计算题三 计算题 本题共本题共 4 小题 小题 13 题题 10 分 分 14 题题 10 分 分 15 题题 12 分 分 16 题题 13 分 共分 共 45 分 解答应写出必要的文字说明 方程式和重要演算步骤 只写出最后答案的不能得分分 解答应写出必要的文字说明 方程式和重要演算步骤 只写出最后答案的不能得分 13 如图甲所示 匝数 200 匝的圆形线圈 面积为 50 cm2 放在匀强磁场中 线圈平面始终 与磁场方向垂直 并设磁场方向垂直于纸面向里时磁感应强度为正 线圈的电阻为 0 5 外接电阻 R 1 5 当穿过线圈的磁场按图乙所示的规律变化时 6 1 0 0 1 s 内 a b 两点哪一点的电势高 2 求 0 1 0 5 s 内通过 R 的电流大小 14 如图甲所示 不计电阻的平行金属导轨竖直放置 导轨间距 L 1 m 上端接有阻值为 R 3 的电阻 虚线 OO 下方有垂直于导轨平面的匀强磁场 现将质量 m 0 1 kg 电 阻 r 1 的垂直于导轨放置的金属杆 ab 从 OO 上方某处由静止释放 杆下落的过程中 始终与导轨保持良好接触 杆下落过程中的 v t 图像如图乙所示 g 取 10 m s2 求 1 磁感应强度 B 的大小 2 杆在磁场中下落 0 1 s 的过程中电阻 R 产生的热量 7 15 两根光滑平行的长直金属导轨 MN M N 在同一水平面内 导轨间距为 l 电阻不计 M M 间接有如图所示的电路 电路中各电阻的阻值均为 R 电容器的电容为 C 长度为 l 阻值为 R 的金属棒 ab 垂直于导轨放置 导轨处于磁感应强度为 B 方向竖直向下的 匀强磁场中 ab 在外力的作用下向右匀速运动且与导轨保持良好接触 在 ab 运动距离 s 的过程中 整个回路中产生的热量为 Q 求 1 ab 运动的速度 v 的大小 2 电容器所带的电荷量 q 16 如图所示 在倾角为 的光滑斜面上有一匀强磁场区域 该区域的上 下边界 AA CC 与水平面平行 间距为 d 磁场的磁感应强度为 B 方向垂直于斜面向上 用 粗细均匀的导线绕制的矩形线框 abcd 位于斜面上 其质量为 m 电阻为 R ab 边长为 2l bc 边长为 l l d 现令线框由静止开始沿斜面下滑 恰好匀速进入磁场区域 线框 下滑过程中 cd 边始终与磁场边界平行 重力加速度为 g 求 1 线框释放时 ab 边与磁场上边界 AA 的距离 L 2 ab 边穿出边界 CC 瞬间 a b 两点间的电势差 Uab 3 从开始释放线框到 ab 边与 CC 重合的过程中 线框中产生的热量 Q 8 参考答案 1 C 2 B 3 CD 4 B 5 D 6 A 7 C 8 BD 9 B 10 AC 11 1 如图所示 2 右 左 12 表针向左摆动 表针向右摆动 表针向右摆动 13 1 b 点电势高 2 1 A 3 3 W 解析 1 b 点电势高 2 根据图像 由法拉第电磁感应定律 有 E2 n nS 2 V t B t 故 I2 1 A E2 R r 14 1 2 T 2 0 075 J 解析 1 由图像知 杆自由下落 0 1 s 后进入磁场并以 v 1 0 m s 的速度做匀速运动 产生的电动势 E BLv 杆中的电流 I 杆所受安培力 F安 BIL E R r 由平衡条件得 mg F安 联立解得 B 2 T 2 电阻 R 产生的热量 Q I2Rt 0 075 J 15 1 2 4QR B2l2s CQR Bls 解析 1 设 ab 上产生的感应电动势为 E 回路中的电流为 I ab 运动距离 s 所用的时间 为 t 则有 E Blv I t Q I2 4R t E 4R s v 联立解得 v 4QR B2l2s 2 设电容器两极板间的电势差为 U 则有 U IR 电容器所带电荷量 q CU CQR Bls 16 1 2 3 Q mglsin m2gR2sin 32B4l4 2Bl 3 mgRsin 4B2l2 2 2g d l sin 9 解析 1 线框匀速进入磁场 有 mgsin IB 2l 而 I B 2l v R 线框进入磁场前由机械能守恒定律 得 mgLsin mv2 1 2 联立解得 L m2g