高二物理电磁感应测试二

1、高二物理电磁感应测试（二） 班级满分100分时间90分钟姓名一、本题共11小题；每小题4分，共44分.在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，选不全的得2分，有选错或不答的得 0分. TOC o 1-5 h z .法拉第电磁感应定律可以这样表述：闭合电路中感应电动势的大小（）A.跟穿过这一闭合电路的磁通量成正比B.跟穿过这一闭合电路的磁感应强度成正比C.跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化率成正比D.跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化量成正比.将一磁铁缓慢地或迅速地插到闭合线圈中同样位置处，不发生变化的物理量有（）A.磁通量的变化率B.感应电流的大小C.消耗的机械

2、功率D.磁通量的变化量E.流过导体横截面的电荷量.恒定的匀强磁场中有一圆形闭合导线圈，线圈平面垂直于磁场方向，当线圈在磁场中做 下列哪种运动时，线圈中能产生感应电流（）A.线圈沿自身所在平面运动B.沿磁场方向运动C.线圈绕任意一直径彳匀速转动D.线圈绕任意一直径做变速转动.一个矩形线圈，在匀强磁场中绕一个固定轴做匀速运动，当线圈处于如图所示位置时，此线圈（）A.磁通量最大，磁通量变化率最大，感应电动势最小B.磁通量最大，磁通量变化率最大，感应电动势最大C.磁通量最小，磁通量变化率最大，感应电动势最大D.磁通量最小，磁通量变化率最小，感应电动势最小. 一个N匝的圆线圈，放在磁感应强度为B的匀强磁

3、场中，线圈平面跟磁感应强度方向成30。角，磁感应强度随时间均匀变化，线圈导线规格不变.下列方法中可使线圈中感应电流增加一倍的是（）A.将线圈匝数增加一倍 C.将线圈半径增加一倍B.将线圈面积增加一倍D.适当改变线圈的取向.如图所示，C是一只电容器，先用外力使金属杆ab贴着水平平行金属导轨在匀强磁场 TOC o 1-5 h z 中沿垂直磁场方向运动，到有一定速度时突然撤销外力不计摩擦，则ab以后的运动情况可能是一x-x又一彳A.减速运动到停止B.来回往复运动cx x x xC.匀速运动D.加速运动下.如图3所示中，Li和L2是两个相同灯泡，L是一个自I X 然 *感系数相当大的线圈，其电阻值与R

4、相同，在开关S接通方的瞬间，下列说法正确的是（）A ,接通时L1先达到最亮，断开时 L1后灭B ,接通时L2先达到最亮，断开时 L2后灭C.接通时Li先达到最亮，断开时 Li先灭D ,接通时L2先达到最亮，断开时 L2先灭.如图4所示，两竖直放置的平行光滑导轨处于垂直于导轨平面的匀强磁场中，金属杆ab可沿导轨滑动，原先 S断开，让ab杆由静止下滑，一段时间后闭合 S,则从S闭合开 始记时，ab杆的运动速度v随时间t的关系图不可能是下图中的哪一个？9.如图6示，金属杆ab以恒定的速率v在光滑的平行导轨上向右滑行，设整个电路中总 电阻为R （恒定不变），整个装置置于垂直于纸面向里的匀强磁场中，下列

5、说法不正确的是（ ）A . ab杆中的电流与速率 v成正比B.磁场作用于ab杆的安培力与速率 v成正比C.电阻R上产生的电热功率与速率 v平方成正比D.外力对ab杆做功的功率与速率 v的成正比.由于地磁场的存在，飞机在一定高度水平飞行时，其机翼就图6会切割磁感线，机翼的两端之间会有一定的电势差。若飞机在北半球水平飞行，则从飞行员的角度看，机翼左端的电势比右端的电势（）A.低 B.高 C.相等 D.以上情况都有可能.如图7示，一宽40cm的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里。 一边长为20cm的正方形导线框位于纸面内，以垂直于磁场边界的恒 定速度v=20cm/s通过磁场区域，在运动过程中，线框有

6、一边始终与XXX XXX磁场区域的边界平行，取它刚进入磁场的时刻为t=0,在图8所示的图线中，正确反映感应电流随时间变化规律的是（）二非选择题，本题共 4小题，56分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步 骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题答案中必须明确写出数值和单位.12、一毫安表头满偏电流为9.90 mA,内阻约为300 Q .要求将此毫安表头改装成量程为1 A的电流表，其电路原理如图所示.图中，是量程为2 A的标准电流表，R为电阻箱，R为滑动变阻器，S为开关，E为电源.完善下列实验步骤：将虚线框内的实物图按电路原理图连线；将滑动变阻器的滑动头调至 端（填 a”或 b”

7、），电阻箱R的阻值调至零； 合上开关；调节滑动变阻器的滑动头，增大回路中的电流，使标准电流表读数为1 A;调节电阻箱 R的阻值，使毫安表指针接近满偏， 此时标准电流表的读数会 （填“增大”、“减小”或“不 变”）多次重复步骤，直至标准电流表的读数 为,同时毫安表指针满偏.回答下列问题：在完成全部实验步骤后，电阻箱使用阻值的读数为3.1 ，由此可知毫安表头的内阻为 .用改装成的电流表测量某一电路中的电瓶必流表指针半偏，此时流过电阻箱的电流为A .对于按照以上步骤改装后的电流表，写出一个可能影响它的准确程度的因素：13.横截面积S=0.2 m2、n=100匝的圆形线圈 A处在如图所示的磁场内，磁感

8、应强度变化率为 0.02 T/s.开始时 S 未闭合，R1=4 Q , R2=6 Q , C=30 科F,线圈内阻不计，求：（1）闭合S后，通过R2的电流的大小；（2）闭合S后一段时间又断开，问 S断开后通过时的电荷量是多少？14、如图，一直导体棒质量为 m、长为1、电阻为r,其两端放在位于水平面内间距也为l的光滑平行导轨上，并与之密接；棒左侧两导轨之间连 接一可控制的负载电阻 （图中未画出）；导轨置于匀强磁 场中，磁场的磁感应强度大小为 B,方向垂直于导轨所 在平面。开始时，给导体棒一个平行于导轨的初速度V0。在棒的运动速度由 v0减小至v1的过程中，通过控制负载 电阻的阻值使棒中的电流强度

9、I保持恒定。导体棒一直在磁场中运动。若不计导轨电阻，求此过程中导体棒上 感应动势的平均值和负载电阻上消耗的平均功率。X X X X XX I XXXXX X XXXX X X X XX X X X XL,总电阻为R,总质量为m。口 T15、均匀导线制成的单位正方形闭合线框abcd,每边长为将其置于磁感强度为 B的水平匀强磁场上方 h处，如图所 示。线框由静止自由下落，线框平面保持在竖直平面内， 且cd边始终与水平的磁场边界平行。当cd边刚进入磁场时，（1）求线框中产生的感应电动势大小；（2）求cd两点间的电势差大小；（3）若此时线框加速度恰好为零，求线框下落的高度h所应满足的条件。16、如图（

10、a）所示，水平放置的两根平行金属导轨，间距L=0.3 m.导轨左端连接 R=0.6 的电阻，区域abcd内存在垂直于导轨平面 B= 0.6 T的匀强磁场，磁场区域宽 D = 0.2 m,细金属棒Ai和A2用长为2D=0.4 m的轻质绝缘杆连接，放置在导轨平面上，并与导轨垂直，每根金属棒在导轨间的电阻均为t=0.3 Q,导轨电阻不计，使金属棒以恒定速度v=1.0 m/s沿导轨向右穿越磁场，计算从金属棒Ai进入磁场（t=0）到A?离开磁场的时间内，不同时间段通过电阻R的电流强度，并在图（b）中画出.A2Aia drrxx： f x xi LXX：12D 7b D(a)高二物理电磁感应测试(二)答案

11、、本题共11小题；每小题4分，共44分.在每小题给出的四个选项中，有的小题只有题号1234567891011答案CDECDCCDCABDBC一个选项正确，有的小题有多个选项正确，选不全的得2分，有选错或不答的得0分.12、连线如图B、=0.02 T/s, B 逐渐 二 tb减小1 A310 Q 0.495 (0.494 0.496 均可)例如：电阻箱和滑动变阻器的阻值不能连续变化；13、解：(1)磁感应强度变化率的大小为标准表和毫安表的读数误差；电表指针偏转和实际电流 的大小不成正比；等等减弱，SB所以 E=n=100X 0.02X 0.2 V=0.4 V.：t TOC o 1-5 h z E

12、0.4I=A=0.04 A ,方向从上向下流过R2.RiR24 6 R 6(2) R2两端的电压为 U2=2一 E= X 0.4 V=0.24 VR1R24 6所以 Q=C5=30X 10-6X 0.04 C=7.2 X 10-6 c.14、解：导体棒所受的安培力为F=IlB该力大小不变，棒做匀减速运动，因此在棒的速度从V0减小到Vi的过程中，平均速度为一 1 ,、v= (Vo+Vi)2当棒的速度为v时，感应电动势的大小为E=lvB棒中的平均感应电动势为 E=lvB1-由式得E= l(v0+v1)B2导体棒中消耗的热功率为 R=I2r负载电阻上消耗的平均功率为P2 = EI - P12由式得P

13、2 =T(v0+v1)BI I 2r2评分参考： 式3分(未写出式，但能正确论述导体棒做匀减速运动的也给这3分),式各3分，式各2分，式各2分。15、解：(1) cd边刚进入磁场时，线框速度v= 必E3 R - Bl . 2gh(2)此时线框中电流I= R cd两点间的电势差 U=I( 4 )= 42 2B2L2 2gh(3)安培力F=BIL= R22m gR 44 根据牛顿第二定律 mg-F=ma,由a=0解得下落高度满足h= 2B L16、0-t1 (0 0.2s )Ai产生的感应电动势：E =BDv =0.6父0.3父1.0 =0.18VR r 电阻R与A2并联阻值：R并=工一=0.2。

14、R r% _0.2所以电阻R两端电压U = E=父0.18=0.07须% r 0.2 0.3通过电阻R的电流：I1 =U=0072 =0.12A R 0.6t1 12 (0.2 0.4s ) E=0, I 2=0 t2 t3 (0.4 0.6s ) 同理：I3=0.12A 例1、如图所示，竖直平面内有一半径为r、内阻为Ri、粗细均匀的光滑半圆形金属球，在 M、N处与相距为2r、电阻不计的平行光滑 金属轨道 ME、NF相接，EF之间接有电阻 R2,已知R1=12R, R2 = 4RO在MN上方及CD下方有水平方向的匀强磁场I和II ,磁感应强度大小均为 Bo现有质量为 m、电阻不计的导体棒 ab

15、,从半圆 环的最高点A处由静止下落，在下落过程中导体棒始终保持水平， 与半圆形金属环及轨道接触良好，高平行轨道中够长。已知导体棒 ab下落r/2时的速度大小为vi,下落到MN处的速度大小为v?。(1)求导体棒ab从A下落r/2时的加速度大小。(2)若导体棒ab进入磁场II后棒中电流大小始终不变，求磁场 I 和II之间的距离h和R2上的电功率P2。(3)若将磁场II的CD边界略微下移，导体棒 ab刚进入磁场II时 速度大小为v3,要使其在外力F作用下做匀加速直线运动，加速度 大小为a,求所加外力F随时间变化的关系式。解：(1)以导体棒为研究对象，棒在磁场I中切割磁感线，棒中产生产生感应电动势，导

16、体棒ab从A下落r/2时，导体棒在策略与安培力作用下做加速运动，由牛顿第二定律，得7. Bl v-8R x(4R+4R)/口mgBIL=ma, 式中 l= 3r I = 式中 尺总=4R%8R+(4R+ 4R)由以上各式可得到 a=g3B2r2Vl4mR(2)当导体棒ab通过磁场II时，若安培力恰好等于重力，棒中电流大小始终不变，即mg = BI 2r = BB 2r vt 2r4B2r2vt%c 1 R 用 ccR=3R1 R+ F4mg% 3mgRVt2 2t 4B2r22 24B r- 2gh2 2 .根据牛顿第二定律，有 F + mg F= ma 即 F +mg r(v3一a- = m

17、a导体棒从MN到CD做加速度为g的匀加速直线运动，有9m2gr2 v2得 h =4 4 - 232B4r4 2gC 22、此时导体棒重力的功率为 FG = mgvt = 3m g 2R4B2r2根据能量守恒定律，此时导体棒重力的功率全部转化为电路中的电功率,-22-八-22_嗜=F+F=FG=3mg2R所以，P2=3FG = 9m 对4B r416B r(3)设导体棒ab进入磁场II后经过时间t的速度大小为V；,此时安培力大小为2 2 4B r vtF =t3R由于导体棒ab做匀加速直线运动，有 vf=v3+at3R2 22 22 24B r4B r a 4B r v3由以上各式斛得 F(at

18、 v3) - m(g -a)tma - mg3R3R 3R例2、如图所示，间距为l的两条足够长的平行金属导轨与水平面的夹角为6,导轨光滑且电阻忽略不计.场强为B的条形匀强磁场方向与导轨平面垂直，磁场区域的宽度为 间距为d2,两根质量均为 m、有效电阻均匀为 R的导体棒a和b放在导轨上，并与导轨垂 直.(设重力加速度为 g(1)若d进入第2个磁场区域时，b以与a同 样的速度进入第1个磁场区域，求b穿过第1 个磁场区域过程中增加的动能 AEk .(2)若a进入第2个磁场区域时，b恰好离开 第1个磁场区域；此后a离开第2个磁场区域时， b又恰好进入第 2个磁场区域.且a、b在任意一 个磁场区域或无磁场区域的运动时间均相等 .求 a穿过第2个磁场区域过程中， 两导体棒产生的 总焦耳热Q.(3)对于第(2)问所述的运动情况，求 a穿出 第k个磁场区域日的速率 v.(1)a和b不受安培力作用，由机械能守恒知，Ek = mgcsin9 (2)设导体棒刚进入无磁场区域时的速度为V1,刚离开无磁场区域时的速度为V2,由能量守恒知，在磁场区域中,12c 12,.mvi Q = - mv2 mgd1sin 二22212在无磁场区域中，一mv2 =mv1 +m