1-1选修一第二章《磁场》单元试题9

1、A.开关S闭合的瞬间 B.开关S闭合电路稳定时天津市新人教版物理高三单元测试 9电磁感应一.选择题（共15题）1 .如图所示，一个 U形金属导轨水平放置，其上放有一个金属导体棒ab,有一个磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面，且与竖直方向的夹角为0.在下列各过程中，一定能在轨道回路里产生感应电流的是 （）A.ab向右运动，同时使0减小0B.使磁感应强度 B减小，0角同时也减小C.ab向左运动，同时增大磁感应强度BD.ab向右运动，同时增大磁感应强度B和0角（0。 。90° ）2.如图所示，为早期制作的发电机及电动机的示意图，A盘和B盘分别是两个可绕固定转轴转动的铜盘，用导线将A

2、盘的中心和B盘的边缘连接起来，用另一根导线将 B盘的中心和A盘的边缘连接起来.当A盘在外力作用下车t动起来时，B盘也会转动.则下列说法中错误的是（）A.不断车专动A盘就可以获得持续的电流，其原因是将整个铜盘看成沿径向排列的无数根铜条，它们做切割磁感线运动，产生感应电动势B.当A盘转动时，B盘也能转动的原因是电流在磁场中受到力的作用，此力对转轴有力矩C.当A盘顺时针车t动时，B盘逆时针转动D.当A盘顺时针车t动时，B盘也顺时针转动3 .如图所示，L为一自感系数很大的有铁芯的线圈，电压表与线圈并联接入电路，在下列哪种情况下， 有可能使电压表损坏（电压表量程为3 V)()C.开关S断开的瞬间 D.以

3、上情况都有可能损坏电压表4 .边长为L的正方形导线框在水平恒力F作用下运动，穿过方向如图所示的有界匀强磁场区域.磁场区域的宽度为d （dL）.已知ab边进入磁场时，线框的加速度恰好为零.则线框进入磁场的过 程和从磁场另一侧穿出的过程相比较，正确的是A .金属框中产生的感应电流方向相反B.金属框所受的安培力方向相反C .进入磁场过程通过导线横截面的电量少于穿出磁场过程通过导线横截面的电量D .进入磁场过程的发热量少于穿出磁场过程的发热量5.在图（a）、（b）、中除导体棒ab可动外，其余部分均固定不动，（a）图中的电容器 C原来不带电，设导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略，导体棒和导轨间的摩擦也

4、不计.图中装置均在水平面内，且都处于方向垂直水平面（即纸面）向下的匀强磁场中，导轨足够长，今给导体棒ab 一个向右的初速度 vo,导体棒的最终运动状态是（）A.三种情况下，导体棒 ab最终都是匀速运动形金属框架，框架上置一金属杆ab,不计它们间（ ）ab将向右移动 ab将向右移动 ab将向右移动 ab将向右移动AUCDB.图（a）、（c）中ab棒最终将以不同的速度做匀速运动；图 （b）中ab棒最终静止C.图（a）、（c）中，ab棒最终将以相同的速度做匀速运动D.三种情况下，导体棒 ab最终均静止6 .如图所示，在水平面内固定一个“ U” 的摩擦，在竖直方向有匀强磁场，则A.若磁场方向竖直向上并

5、增大时，杆 B.若磁场方向竖直向上并减小时，杆 C.若磁场方向竖直向下并增大时，杆 D.若磁场方向竖直向下并减小时，杆7 .（2018 韶关模拟）如图是验证楞次定律实验的示意图，竖直放置的线圈固定不动，将磁铁从线圈上方插入或拔出，线圈和电流表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、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况，其中表示正确的是（）8 .电阻R、电容器C与一线圈连成闭合回路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N极朝下，如图所示，现使磁铁开始下落， 在N极接近线圈上端的过程中， 流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是（）A.从a到b,上极板带正电B.

6、从a到b,下极板带正电C.从b到a,上极板带正电D.从b到a,下极板带正电9.如图所示，一根长导线弯成“ n”形，通以直流电I ,正中间用不计长度的一段绝缘线悬挂一金属环C,环与导线处于同一竖直平面内，在电流I增大的过程中，下列叙述错误的是A.金属环C中无感应电流产生B.金属环C中有沿逆时针方向的感应电流产生C.悬挂金属环C的竖直线拉力变大D.金属环C仍能保持静止状态.左线圈连着平行导轨M和N,10 .如图所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向如图导轨电阻不计，在导轨垂直方向上放着金属棒ab,金属棒处于垂直纸面向外的匀强磁场中,卜列说法中正确的是（）A.当金属棒向右匀速运动时,a点电势高于

7、b点,c点电势高B.当金属棒向右匀速运动时,b点电势高于a点,c点与d点等电势C.当金属棒向右加速运动时,b点电势高于a点,c点电势高于D.当金属棒向右加速运动时,b点电势高于a点,d点电势高于场中各点11 . （2018皖南八校联考）如图所示，一半圆形铝框处在水平向外的非匀强磁场中,的磁感应强度为By=言,y为该点到地面的距离,c为常数'B。为一定值.铝框平面与磁场垂直，直径ab水平，（空气阻力不计）铝框由静止释放下落的过程中（）A.铝框回路磁通量不变，感应电动势为B.回路中感应电流沿顺时针方向，直径ab两点间电势差为 0g12. 一长直铁芯上绕有一固定线圈木质圆柱上套有一闭合金属环

8、C.铝框下落的加速度大小一定小于重力加速度gD.直径ab受安培力向上，半圆弧 ab受安培力向下，铝框下落加速度大小可能等于连接在如图所示的电路中， 其中R为滑动变阻器,E和巳为直流电源，S为单刀双掷开关.下列情况中，可观测到 N向左运动的是()A.S断开的情况下，S向a闭合的瞬间B.S断开的情况下，S向b闭合的瞬间C.S已向a闭合的情况下，将 R的滑动头向c端移动时D.S已向a闭合的情况下，将 R的滑动头向d端移动时13. (2018 上海高考物理 T20)如图，磁场垂直于纸面，磁感应强度在竖直方向均匀分布,水平方向非均匀分布。一铜制圆环用丝线悬挂于O点，将圆环拉至位置 a后无初速释放,在圆环

9、从a摆向b的过程中(A)感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针(B)感应电流方向一直是逆时针(C)安培力方向始终与速度方向相反(D)安培力方向始终沿水平方向14.如图所示，平行于y轴的导体棒以速度v向右匀速直线运动,X X X X ! 经过半径为R、磁感应弓虽度为B的圆形匀强磁场区域， 导体棒中的感应电动势 EW导体棒位置x关系的图象是()15.如图所示，闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从如图10所示位置匀速向右拉出匀强磁场.若第一次用 0.3 s拉出，外力所做的功为 W,通过导线横截面的电荷量为q1；第二次用0.9 s拉出，外力所做的功为W,通过导线横截面的电荷量为q2,则()A. W<

10、;W, q1<q2B . WW, q1=q2二二"4iXihi,C. W>W, q1=q2D. WW, q>q2j x x M * j L:X X X x二.计算题(共7题)16.如图所示，间距l=0.3m的平行金属导轨 ahc1和a2b2c2分别固定在两个竖直面内，在水平面a1b1b2a2区域内和倾角 = 37的斜面c1b1b2c2区域内分别有磁感应强度B1=0.4T、方向竖直向上和B2=1T、方向垂直于斜面向上的匀强磁场.电阻R=0.3-、质量m1=0.1kg、长为l的相同导体杆 K、S、Q分别放置在导轨上，S杆的两端固定在 bi、b2点，K、Q杆可沿导轨无摩擦

11、滑动且始终接触良好.一端系于 K杆中点的轻绳平行于导轨绕过轻质滑轮自然下垂，绳上穿有质量m2=0.05kg的小环.已知小环以a=6 m/s2的加速度沿绳下滑，K杆保持静止，Q杆在垂直于杆且沿斜面向下的拉力F作用下匀速运动.不计导轨电阻和滑轮摩擦，绳不可伸长.取 g=10 m/s2, sin 37-=0.6, cos37 口 =0.8.求(1)小环所受摩擦力的大小；(2) Q杆所受拉力白瞬时功率.17 . (2018 大纲版全国 T24)如图，两根足够长的金属导轨 ab、cd竖直放置，导轨间距 离为L电阻不计。在导轨上端并接两个额定功率均为P、电阻均为R的小灯泡。整个系统置于匀强磁场中，磁感应强

12、度方向与导轨所在平面垂直。现将一质量为m、电阻可以忽略的金属棒MN从图示位置由静止开始释放。金属棒下落过程中保持水平，且与导轨接触良好。已知某时刻后两灯泡保持正常发光。重力加速度为g。求：区 便 £(1)磁感应强度的大小：，0(2)灯泡正常发光时导体棒的运动速率。Tr-L弋bl Id18 .半径为a的圆形区域内有均匀磁场，磁感应强度为B=0.2 T ,磁场方向垂直纸面向里，半径为b的金属圆环与磁场同心地放置，磁场与环面垂直，其中 a=0.4 m , b = 0.6 m，金 属环上分别接有灯 L1、L2,两灯的电阻均为 R = 2 Q , 一金属棒MN!金属环接触良好，棒 与环的电阻均

13、忽略不计.(1)若棒以V0=5 m/s的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑动到圆环直径OO的瞬时(如图所示），MN中的电动势和流过灯 Li的电流.（2）撤去中间白金属棒 MN各右面的半圆环 Ob。以OO为轴向上翻转90° ,若此时磁场随时施 4间均匀变化，其变化率为五=后T/s ,求L2的功率.19 .位于竖直平面内的矩形平面导线框abdc, ab长Li= 1.0 m , bd长L2=0.5 m ,线框的质PP 和 QQ量m 0.2 kg，电阻R= 2 .其下方有一匀强磁场区域，该区域的上、下边界均与ab平行.两边界间距离为H, H>L2,磁场的磁感应强度 B= 1.0 T ,方向

14、与线框平面垂 直。如图27所示，令线中g的dc边从离磁场区域上边界 PP的距离为h=0.7 m处自由下落.已知线框的dc边进入磁场以后，ab边到达边界PP之前的某一时刻线框的速度已达到这一阶段的最大值.问从线框开始下落，到dc边刚刚到达磁场区域下边界 QQ的过程中，磁场作用于线框的安培力所做的总功为多少？（g取10 m/s 2）LiP 7 WI XXXXXgXHkXXXX：X0420 .如右图所示，两根平行金属导轨固定在同一水平面内，间距为 1,导轨左端连接一个电阻R一根质量为mi电阻为r的金属杆ab垂直放置在导轨上.在杆的右方距杆为d处有一个匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向下，磁感应弓11

15、度为 B对杆施加一个大小为 F、方向平行于导轨的恒力，使杆从静止开始运动，已知杆到达磁场区域时速度为v,之后进入磁场恰好做匀速运动.不计导轨的电阻，假定R 导轨与杆之间存在恒定的阻力.求：(1)导轨对杆ab的阻力大小Ff；(2)杆ab中通过的电流及其方向；(3)导轨左端所接电阻 R的阻值.21 .如右图所示，两足够长的平行金属导轨水平放置，间距为L,左端接有一阻值为R的电阻；所在空间分布有竖直向上，磁感应强度为B的匀强磁场.有两根导体棒 c、d质量土匀为h电阻均为 R相隔一定的距离垂直放置在导轨上与导轨紧密接触，它们与导轨间的动摩擦因数均为小现对c施加一水平向右的外力，使其从静止开始沿导轨以加

16、速度a做匀加速直线运动.(已知导体棒c始终与导轨垂直、 紧密接触，导体棒与导轨的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，导轨的电阻忽略不计，重力加速度为g)(1)经多长时间，导体棒 d开始滑动;(2)若在上述时间内，导体棒d上产生的热量为 Q,则此时间内水平外力做的功为多少?22 (2018 上海)电阻可忽略的光滑平行金属导轨长S=1.15m,两导轨间距 L=0.75 m,导轨倾角为30°,导轨上端ab接一阻值 R=1.5Q的电阻，磁感应强度 B=0.8T的匀强磁场垂直轨道平面向上。阻值r=0.5 0,质量m=0.2kg的金属棒与轨道垂直且接触良好，从轨道上端ab22 22处由静止开始下滑至底端

17、，在此过程中金属棒产生的焦耳热Qr =0.1J。(取g =10m/S ) 求:金属棒在此过程中克服安培力的功女；（2）金属棒下滑速度v=2m/s时的加速度a .12W -W安=-mVm为求金属棒下滑的最大速度vm ,有同学解答如下：由动能定理O由此所得结果是否正确？若正确，说明理由并完成本小题；若不正确，给出正确的解答。答案：1 .【答案】选A.【详解】 设此时回路面积为 S,据题意，磁通量 虫=3$8$。,对A, S增大，。减小，cos 。增大，则增大，A正确.对B, B减小，。减小，cos。增大，可能不变，B错.对C, S 减小，B增大，可能不变，C错.对D, S增大，B增大，。增大，co

18、s。减小，可能不变，D 错.故只有A正确.2 .【答案】选D.【详解】将图中铜盘 A所在的一组装置作为发电机模型，铜盘B所在的一组装置作为电动机模型，这样就可以简单地把铜盘等效为由圆心到圆周的一系列“辐条”，处在磁场中的每一根“辐条”都在做切割磁感线运动，产生感应电动势，进而分析可知D错误,A、B、C正确.3 .【答案】选C.【详解】开关S闭合瞬间，L在电路中相当于断路，电压表两端的电压为3 V,所以A错；S闭合电路稳定时，L在电路中相当于短路，电压表两端的电压几乎为0,所以B错；开关S断开的瞬间，两端产生很高的电动势，可能损坏电压表 .所以C正确.4 .答案：AD5 .【答案】选B.【详解】

19、图 中，ab棒以V0向右运动的过程中，电容器开始充电，充电后ab棒就减速，ab棒上的感应电动势减小， 当ab棒上的感应电动势与电容器两端电压相等时，ab棒上无电流，从而做匀速运动；图(b)中，由于电阻R消耗能量，所以ab棒做减速运动，直至停止； 图(c)中，当ab棒向右运动时，产生的感应电动势与原电动势同向，因此作用在ab棒上的安培力使ab棒做减速运动，速度减为零后，在安培力作用下向左加速运动，向左加速过程 中，ab棒产生的感应电动势与原电动势反向，当ab棒产生的感应电动势与原电动势大小相等时，ab棒上无电流，从而向左匀速运动，所以 B正确.6 .答案：BD7 .答案：选C D.【详解】先根据

20、楞次定律“来拒去留”判断线圈的 N极和S极.A中线圈上端为N极，B中线 圈上端为N极，C中线圈上端为S极，D中线圈上端为 S极，再根据安培定则确定感应电流 的方向，A B错误，C D正确.8 .【答案】选D.【详解】 在N极接近线圈上端的过程中，通过线圈的磁感线方向向下，磁通量增大，由楞次 定律可判定流过线圈的电流方向向下，外电路电流由b流向a,同时线圈作为电源，下端应为正极，则电容器下极板电势高，带正电 .9 .【答案】选A.【详解】 电流I增大的过程中，穿过金属环 C的磁通量增大，环中出现逆时针的感应电流，故A错，B正确；可以将环等效成一个正方形线框，利用“同向电流相互吸引，异向电流相互排

21、斥”得出环将受到向下的斥力且无转动，所以悬挂金属环C的竖直拉力变大，环仍能保持静止斗犬态,C、D正确.10 .【答案】选B、D.【详解】(1)金属棒匀速向右运动切割磁感线时，产生恒定感应电动势，由右手定则判断电流由a-b, b点电势高于a点，c、d端不产生感应电动势，c点与d点等势，故A错、B 正确.(2)金属棒向右加速运动时，b点电势仍高于a点，感应电流增大，穿过右边线圈的磁通量增大，所以右线圈中也产生感应电流，由楞次定律可判断电流从 d流出，在外电路d点电势高于c点，故C错，D正确.11 .【答案】 C【详解】由题意知，y越小，By越大，下落过程中，磁通量逐渐增加，A错误；由楞次定律判断，

22、铝框中电流沿顺时针方向，但UabWQ B错误；直径ab受安培力向上，半圆弧 ab受安培力向下，但直径ab处在磁场较强的位置， 所受安培力较大，半圆弧ab的等效水平长 度与直径相等，但处在磁场较弱的位置，所受安培力较小，这样整个铝框受安培力的合力向上，故C正确D错误.12 .【答案】C【详解】由楞次定律第二种描述可知：只要线圈中电流增强，即穿过N的磁通量增加，则 N受排斥而向右运动，只要线圈中电流减弱，即穿过N的磁通量减少，则N受吸引而向左运动， 故选项C正确.14 .【答案】A【详解】在x=R左侧，设导体棒与圆的交点和圆心的连线与 x轴正方向成。角，则导体棒 切割有效长度L=2Rin 0 ,电

23、动势与有效长度成正比，故在 x=R左侧，电动势与x的关系 为正弦图象关系，由对称性可知在 x= R右侧与左侧的图象对称.故选 A.15 .【答案】C【详解】设线框长为L1,宽为L2,第一次拉出速度为V1,第二次拉出速度为V2,则V1=3V2.匀速拉出磁场时，外力所做的功恰等于克服安培力所做的功，有W= F1L1 = B11L2L1 = BL2L1V1/ R同理 W= E2L2L1V2/ R,故 W>W;又由于线框两次拉出过程中，磁通量的变化量相等，即A1=4虫2 由q=It= pt= a+t= -d= -丁得：q1= q2故正确答案为选项 C. R Rt R R16 .【答案】(1) f

24、 =°.2N ； (2) P=2W.【详解】(1)以小环为研究对象，由牛顿第二定律m2g f =m2a 代入数据得f=0.2N(2)设流过杆K的电流为I ,由平衡条件得对卞f Q,根据并联电路特点以及平衡条件得B22I1 = F m1gsi n由法拉第电磁感应定律的推论得根据欧姆定律有2I =瞬时功率表达式为P = Fv超联立以上各式得P=2W17 .【详解】设灯泡额定电流为Io,有2P =I2R灯泡正常发光时，流经 MN的电流I =21。速度最大时，重力等于安培力mg = BILmg RB =由解得2L P灯泡正常发光时E = BLv联立得2Pv 二mg18 .【答案】(1)0.8

25、 V 0.4A一 -2(2)1.28 X 10 W【详解】（1）棒滑过圆环直径 OO的瞬时，MN中的电动势Ei=B- 2avo=0.2 X 0.8 X 5 V=0.8 V(3分)等效电路如图所示，流过灯 L1的电流I1= R =0.4A （3分）l”班去中间的金槁梅,将岩面的半间环儿以 。为辅向上翻O 90 .感应电动势(3分L：的功率e=三19 .【答案】-0.8 J【详解】本题中重力势能转化为电能和动能，而安培力做的总功使重力势能一部分转化为电 能，电能的多少等于安培力做的功.依题意，线框的ab边到达磁场边界PP之前的某一时刻线框的速度达到这一阶段速度最大 值，以v0表小这一最大速度，则有

26、E= BL1V0线框中电流I=RE BL1V0作用于线框上的安培力B2L2V0F=BLI =DR速度达到最大值条件是F=mg所以3器4 m/s.dc边继续向下运动过程中,直至线框的ab边达到磁场的上边界 PP ,线框保持速度 vo不变，故从线框自由下落至ab边进入磁场过程中，由动能定理得:12mg h+ L2) + Wfe = 2mv12W = 2mv) mc( h+ L) = - 0.8 Jab边进入磁场后，直到dc边到达磁场区下边界 QQ过程中，作用于整个线框的安培力为零,安培力做功也为零，线框只在重力作用下做加速运动，故线框从开始下落到dc边刚到达磁场区域下边界 QQ过程中，安培力做的总功即为线框自由下落至ab边进入磁场过程中安培力所做的功Wfe = - 0.8 J负号表示安培力做负功.20 .【答案】(1) F mv (2) -mv-方向 a-b (3)2 Bl-d- r2d2Bldmv【详解】(1)杆进入磁场前做匀加