恒定电流、磁场、电磁感应测试题(含答案)

1、恒定电流、磁场、电磁感应测试题（含答案）注意:本试卷分为第卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分，共110分，考试时间90分钟。第卷（选择题 共48分） 一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，1-7小题只有一个选项正确，8-12小题有多个选项正确。全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。）NvS1如图所示，一条形磁铁，从静止开始，穿过采用双线绕成的闭合线圈，条形磁铁在穿过线圈过程中可能做 （ C ）A减速运动 B匀速运动 C自由落体运动 D非匀变速运动SRL（a）SRL（b）A×A×2如图所示电路（a）(b)中，电阻R

2、和自感线圈L的电阻值都很小，接通S，使电路达到稳定，灯泡A发光（ A ）A在电路（a）中，断开S，A将渐渐变暗B在电路（a）中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗C在电路（b）中，断开S，A将渐渐变暗D在电路（b）中，断开S，A立即熄灭 金属小球线圈3著名物理学家费曼曾设计过这样一个实验装置：一块绝缘圆板可绕其中心竖直的光滑轴自由转动，在圆板的中部有一个线圈，圆板的四周固定着一圈金属小球，如图所示。在线圈接通电源的瞬间发现圆板做顺时针转动（俯视），则下列说法正确的是： DA圆板上的金属小球一定带正电B圆板上的金属小球一定带负电C圆板上的金属小球可能不带电D圆板上的金属小球可能带负电O1O2A

3、B4如图所示，A为水平放置的橡胶圆盘，在其侧面带有负电荷Q，在A正上方用丝线悬挂一个金属圆环B（丝线未画出），使B的环面在水平面上与圆盘平行，其轴线与橡胶盘A的轴线O1O2重合。现使橡胶盘A由静止开始绕其轴线O1O2按图中箭头方向加速转动，则（ B ）A金属圆环B有扩大半径的趋势，丝线受到拉力增大B金属圆环B有缩小半径的趋势，丝线受到拉力减小C金属圆环B有扩大半径的趋势，丝线受到拉力减小D金属圆环B有缩小半径的趋势，丝线受到拉力增大5如图甲所示，平行于y轴的导体棒以速度v向右匀速直线运动，经过半径为R、磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域，导体棒中的感应电动势E与导体棒位置x关系的图像是图乙的（

4、A ）EEEE 图甲 图乙6如图是某离子速度选择器的原理示意图，在一半径为R=10cm的圆柱形桶内有B=0.1T的匀强磁场，方向平行于轴线在圆柱桶某一直径两端开有两个小孔作为入射孔和出射孔离子束以不同角度入射，最后有不同速度的离子束射出现有一离子源发射比荷为=2×108C/kg的正离子，且粒子束中速度分布连续当入射角=450，出射离子速度v的大小是(设离子碰到桶壁均被吸收) （ B ）A BC D7如图所示，在水平无限大匀强磁场中，垂直于磁场竖直放置一个无限长的金属框架，质量为m的金属棒ab，用绝缘轻质细绳连接一个质量也为m的重物。现让金属棒从静止开始释放，最终达到平衡状态时的速度为

5、v，此时电阻R消耗的电功率为P，金属棒中的电流为I。金属棒与导轨接触良好，除电阻R外，其他部分的电阻忽略不计。如果将悬挂重物的绳子突然剪断，关于此后运动过程，下列说法中正确的是 DA金属棒ab中的电流均匀减小到 B电阻R的功率将逐渐减小，最终为C金属棒ab将做匀减速运动，最终速度为D金属棒ab的重力做功的功率将逐渐减小，最终为8请你应用已经学过的电磁学知识，判断以下说法中正确的是 （AD）A、我国上空水平飞行的客机，机翼上有微弱的电流B、电动机启动过程，随着转速的加快，其消耗的电功率也随之增加C、动生电动势是洛伦兹力而引起，说明洛伦兹力对电荷做了功D、电动机可以作为发电机来提供电能1239如图

6、所示，通有恒定电流的螺线管竖直放置，一铜环沿螺线管的轴线加速下落。在下落过程中，环面始终保持水平，铜环先后经过轴线上1、2、3位置时的加速度分别为a1、a2、a3，位置2处于螺线管中心，位置1、3与位置2等距离（ ABD ）Aa1<a2=g Ba3<a1<gCa1=a3<a2 Da3< a1<a2 MNabcdvtoAvtoBvtoCvtoD10如图所示，竖直放置的螺线管与平行导轨ab、cd连接，导体棒MN与导轨接触良好，能沿导轨左右运动，运动的v-t图线如图所示，匀强磁场垂直于导轨平面，螺线管正下方水平桌面上有一铜环欲使铜环对桌面的压力增大，MN运动的v-

7、t图线应是（AC）11如图所示，两根光滑的金属导轨，平行放置在倾角为的斜面上，导轨的左端接有电阻R，导轨所在空间有一与导轨平面垂直的匀强磁场。导轨上有一个金属棒，金属棒与两导轨垂直且接触良好，在沿着斜面向上且与棒垂直的拉力F作用下，金属棒沿导轨匀速上滑，则下列说法正确的是： BDA拉力做的功等于棒的机械能的增量B合力对棒做的功等于零C拉力与棒受到的磁场力的合力为零D拉力对棒做的功与棒克服重力做的功之差等于回路中产生的电能12霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器，已发展成一个品种多样的磁传感器产品族，得到广泛应用。如图为某霍尔元件的工作原理示意图，该元件由金属导体制成。下列说法中正确的是 ABC

8、AM点电势比N点电势高B用霍尔元件可以测量地磁场的磁感应强度C对于某霍尔元件，若保持电流I恒定，则霍尔电压UH与磁感应强度B成正比D对于某霍尔元件，若保持磁感应强度B恒定，则霍尔电压UH与电流I成反比第II卷（非选择题 共62分）二、实验题（本题共2小题，共14分）.13(8分)用伏安法测电池的电动势和内电阻，由于电路存在问题，当电键S闭合后，移动变阻器的滑片P时，出现下列异常现象:(1)电流表示数可变，电压表示数始终为零(2)电流表示数为零，电压表示数不变(3)电流表烧坏(4)电流表示数不变，电压表示数可变 以上四种情况与下面电路图对应的情况分别是：(1)对应_ _，(2)对应_ _， (3

9、)对应_ _，(4)对应_ _. 13. (1)对应_丁_，(2)对应_乙_，(3)对应_甲_，(4)对应_丙_. 14(6分)如图甲所示，为某同学测绘额定电压为2.5 V的小灯泡的IU特性曲线的实验电路图。(2分)根据电路图甲，用笔画线代替导线，将图乙中的实验电路连接完整。(1分)开关S闭合之前，图甲中滑动变阻器的滑片应该置于_端（选填“A”、“B”或“AB中间”）(3分)实验中测得有关数据如下表：根据表中的实验数据，在图丙中画出小灯泡的IU特性曲线。14如图所示 A 如图所示。解析：连接分压电路时，要先将滑动变阻器的下面两个接线柱与电源、开关连成闭合回路，且分压电路开关S闭合之前滑动变阻器

10、的滑片应该置于测量电路电压为零的一端。三、解答题（本大题共4小题，共48分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后结果的不给分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）15（10分）如图所示，两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为q 的绝缘斜面上，两导轨间距为L。M、P两点间接有阻值为R的电阻。一根质量为m、电阻为r的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。导轨的电阻忽略不计。让ab杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦。（1）在加速下滑过程中，当ab杆的速度大小为v时，

11、求此时ab杆中的电流及其加速度的大小；（2）求在下滑过程中，ab杆可以达到的速度最大值。15（1）重力mg，竖直向下，支持力N，垂直斜面向上，安培力F，水平向右（1分）当ab杆速度为v时，感应电动势E=BLvcos， （1分）此时电路中电流cos （1分）ab杆受到安培力F=BIL=cos （1分）根据牛顿运动定律，有ma=mgsinqFcos= mgsinqcos2 （1分）a=gsinqcos2 （1分）（2）当cos2 = mgsinq 时，ab杆达到最大速度um （2分） （2分）16（12分）如图所示，在y0的空间中存在匀强电场，场强沿y轴负方向；在y0的空间中，存在匀强磁场，磁场方

12、向垂直xy平面（纸面）向外。一电量为q、质量为m的带正电的运动粒子，经过y轴上yh处的点P1时速率为v0，方向沿x轴正方向；然后，经过x轴上x2h处的 P2点进入磁场，并经过y轴上y处的P3点。不计重力。求（l）电场强度的大小。（2）粒子到达P2时速度的大小和方向。（3）磁感应强度的大小。16（1）（4分）粒子在电场、磁场中运动的轨迹如图所示。设粒子从P1到P2的时间为t，电场强度的大小为E，粒子在电场中的加速度为a，由牛顿第二定律及运动学公式有yxP1P2P302hh2hvCqE ma v0t 2h 由、式解得 （2）（4分）粒子到达P2时速度沿x方向的分量仍为v0，以v1表示速度沿y方向分

13、量的大小，v表示速度的大小，表示速度和x轴的夹角，则有 由、式得v1v0 由、式得 （3）（4分）设磁场的磁感应强度为B，在洛仑兹力作用下粒子做匀速圆周运动，由牛顿第二定律 r是圆周的半径。此圆周与x轴和y轴的交点分别为P2、P3。因为OP2OP3，45°，由几何关系可知，连线P2P3为圆轨道的直径，由此可求得r 由、可得 ONMPQOB17（13分）两根可以滑动的金属杆MN、PQ，套在两根竖直光滑轨道上，放置在匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面（纸面）向里，两金属杆MN、PQ的长均为20cm，质量均为0.12kg，电阻均为0.1，导轨电阻不计。用长0.5m的绝缘细线OO将两金属杆相连

14、，如图所示。（1）保持回路MNQP的面积不变，当磁场的磁感应强度以2T/s的变化率均匀减小时，求回路中感应电流的大小。（2）保持磁场的磁感应强度1T不变，将细线OO剪断，同时用外力使金属杆MN以5m/s的速度竖直向上作匀速运动，试问金属杆PQ最终向什么方向以多大的速度做匀速运动？（设在竖直方向上轨道足够长，磁场范围足够大）17（13分）（1）利用法拉弟电磁感应定律，得， （2分）代入已知量，得 （1分） （公式1分，结果1分，共2分）（1分）（2）假设PQ向下匀速运动对于MN、PQ两棒反向匀速切割磁感线的运动，有，（1分），（1分），（1分）得， （1分）（若直接给出上式，则以上给分板均写1分

15、，若上式错误且无前三个步骤，则给分板均写0分）对于PQ棒的平衡状态，有，（1分）则，（若直接给出上式，则以上给分板均写1分，若上式错误且无前四个步骤，则给分板均写0分）代入已知量，得，解得（2分）由于， 所以假设成立，PQ向下作匀速运动（2分）判断PQ运动方向的另一解法：假设PQ不动，由，得，代入已知量，得PQ棒受到的安培力PQ棒重力，可见，所以假设不成立，PQ棒将向下运动。abcdBF18（13分）如图所示，光滑绝缘水平面上放置一均匀导体制成的正方形线框abcd，线框质量为m，电阻为R，边长为L有一方向竖直向下的有界磁场，磁场的磁感应强度为B，磁场区宽度大于L，左边界与ab边平行线框在水平向右的拉力作用下垂直于边界线穿过磁场区（1）若线框以速度v匀速穿过磁场区，求线框在进入磁场时ab两点间的电势差；（2）若线框从静止开始以恒定的加速度a运动，经过t1时间ab边开始进入磁场，求ab边刚进入磁场时刻回路的电功率；（3）若线框以初速度v0进入磁场，且拉力的功率恒为P0经过时间T，cd边进入磁场，此过程中回路产生的电热