高二物理电磁感应单元章末考试试题

高二物理电磁感应单元章末考试试题(12月1日)

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,至少有一个选项正确.全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不答的得0分)

1.关于感应电动势大小的下列说法中,正确的是

A .线圈中磁通量变化越大,线圈中产生的感应电动势一定越大

B .线圈中磁通量越大,产生的感应电动势一定越大

C .线圈放在磁感强度越强的地方,产生的感应电动势一定越大

D .线圈中磁通量变化越快,产生的感应电动势越大 2.如图1所示,用铝板制成“U”形框,将一质量为m 的带电小球用绝缘细线悬挂在框的上方,

让整个装置在水平方向的磁场中向左以速度V 匀速运动,若悬线拉力为F T 则: (A)悬线竖直,F T =mg (B) 悬线竖直,F T <mg

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(C)适当选择V 的大小可使F T =0,

(D)因条件不足,F T 与mg 的大小关系无法确定

3.如图4-10所示,空间存在两个磁场,磁感应强度大小均为B ,方向相反且垂直纸面,MN 、PQ 为其边界,OO ′为其对称轴.一导线折成边长为abcd 的正方形闭合回路 ,回路在纸面内以恒定速度v 0向右运动,当运动到关于OO ′对称的位置时

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A .穿过回路的磁通量为最大

B .回路中感应电动势大小为2Bl v 0

C .回路中感应电流的方向为顺时针方向

D .回路中ab 边与cd 边所受安培力方向相同

4.在匀强磁场中放一电阻不计的平行金属导轨,导轨跟大线圈M 相接,如图所示.导轨上放一根导线ab ,磁感线垂直于导轨所在平面.欲使M 所包围的小闭合线圈N 产生顺时针方向的感应电流,则导线的运动可能是 A .减速向右运动 B .加速向右运动

C .匀速向左运动

D .加速向左运动

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5.如图9-11所示,两块水平放置的金属板间距离为d ,用导线与一个n 匝的线圈连接,线圈置于方向竖直向上的变化磁场B 中,两板间有一个质量为m 、电荷量为+q 的油滴恰

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好处于平衡状态,则线圈中的磁场的变化情况和磁通量变化率分别是

A .正在增强;ΔΦ/Δt =dmg /q

B .正在减弱;ΔΦ/Δt =dmg

nq

C .正在减弱;ΔΦ/Δt =dmg /q

D .正在增强;ΔΦ/Δt =

dmg

nq

6.如图9-10所示,水平光滑的平行金属导轨,左端接有电阻R ,匀强磁场B 竖直向下分布在导轨所在的空间内,质量一定的金属棒PQ 垂直导轨放置.今使棒以一定的初速度v

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0向右运动,当其通过位置a 、b 时,速率分别为v a 、v b ,到位置c 时棒刚好静止.设导轨与棒的电阻均不计,a 到b 与b 到c 的间距相等,则金属棒在由a 到b 和由b 到c 的两个过程中( )

A .回路中产生的内能不相等

B .棒运动的加速度相等

C .安培力做功相等

D .通过棒横截面积的电荷量相等

7.如图所示,一电子以初速v 沿与金属板平行的方向飞入两板间,在下列几种情况下,电子将向M 板偏转的有 :( )

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A .开关S 接通稳定后

B .断开开关S 的瞬间

C .接通S 后,变阻器的滑动触头向右迅速滑动时

D .接通S 后,变阻器的滑动触头向左迅速滑动时

8.如图所示,虚线框abcd 内为一矩形匀强磁场区域,ab = 2bc ,磁场方向垂 直于纸面;实线框a ′b ′c ′d ′是一正方形导线框,a ′b ′边与ab 边平行。若将导线框匀速地拉离磁场区域,以W 1表示沿平行于ab 的方向拉出过程中外力所做的功,

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W 2表示以同样速率沿平行于bc 的方向拉出过程中外力所做的功,则( ) A .W 1 = W 2 B .W 2 = 2 W 1 C .W 1 = 2W 2 D .W 2 = 4 W 1

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9.如图12-3-8所示,在磁感应强度为B 的匀强磁场中,有半径为r 的光滑半圆形导体框,OC 为一能绕O 在框架上滑动的导体棒,Ob 之间连一个电阻R ,导体框架与导体电阻均不计,若要使OC 能以角速度ω匀速转动,则外力做功的功率是( )

A .R r

B 422ω B 、R r B 2422ω

C 、R r B 4422ω

D 、R

r B 8422ω

10.如图所示,LOO ′L ′为一折线,它所形成的两个角∠LOO ′和∠OO ′L ′均为45°。折线的右

边有一匀强磁场,其方向垂直于纸面向里。一边长为l 的正方形导线框沿垂直于OO ′的方向一速度v 做匀速直线运动,在t =0时刻恰好位于图中所示位置。以逆时针方向为导线框中电流的正方向,在下面四幅图中能够正确表示电流-时间(I-t )关系的

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11.

如图所示,平行金属导轨与水平面成θ角,导轨与固定电阻R 1和R 2相连,匀强磁场垂直穿过导轨平面,有一导体棒ab ,质量为

m ,导体棒的电阻与固定电阻R 1和R 2的阻值均相等,与导轨之间的动摩擦因数为μ,导体棒ab 沿导轨向上滑动,当上滑的速度为v 时,

受到安培力的大小为F ,此时( )

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A .电阻R 1消耗的热功率为Fv/3

B .电阻R 2消耗的热功率为Fv/6

C .整个装置因摩擦而消耗的热功率为μmgvcosθ

D .整个装置消耗的机械功率为(F +μmgcosθ)v

12.在光滑的水平地面上方,有两个磁感应强度大小均为B 、方向相反的水平匀强磁场,如图所示PQ 为两个磁场的边界,磁场范围足够大。一个

半径为a ,质量为m ,电阻为R 的金属圆环垂直磁场方向,以速度v 从如图所示位置运动,当圆环运动到直径刚好与边界线PQ 重合时,圆环的速度为v/2,则下列说法正确的是( )

A .此时圆环中的电功率为R

v

a B 2

224

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B .此时圆环的加速度为m R

v a B 2

24

t t t t O

C .此过程中通过圆环截面的电量为R Ba /2π

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2二.填空题(本题包括3小题,每空及作图各3分,共15分)

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13.如图所示,闭合导线框的质量可以忽略不计,将它从图示位置匀速拉出匀强磁场.若第一次用0.3s 时间拉出,外力所做的功为W 1,通过导线截面的电量为q 1;第二次用0.9s 时间拉出,外力所做的功为W 2,通过导线截面的电量为q 2,则W 1:W 2=____,q 1:q 2=____.

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14.如图12所示,半径为r 的金属圆环绕通过直径的轴OO′以角速度ω匀速转动,匀强磁场的磁感应强度为B ,以金属环的平面与磁场方向重合时开始计时,求在转动30°角的过程中,环中产生的感应电动势为________.

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15.如图所示,匀强磁场竖直向下,磁感应强度为B 。有一边长为L 的正方形导线框abcd ,匝数为N ,可绕oo ’边转动,导线框总质量为m ,总电阻为R .现将导线框从水平位置由静止释放,不计摩擦,转到竖直位置时动能为

E

k ,则在此过程中流过导线某一截面的电量为______,导线框中产生热量为______.

三、计算题。本题共3小题,共37分.

16.(12分)MN 与PQ 为足够长的光滑金属导轨,相距L=0.5m ,导轨与水

平方向成θ=30°放置。匀强磁场的磁感应强度B=0.4T ,方向与导轨平面垂直指向左上方。金属棒ab 、cd 放置于导轨上(与导轨垂直),质量分别为mab=0.1kg 和mcd=0.2kg ,

ab 、cd 的总电阻为R=0.2Ω(导轨电阻不计)。当金属棒ab 在外力的作用下以1.5m/s 的速度沿导轨匀速向上运动时,求(1)当ab 棒刚开始沿导轨匀速运动时,cd 棒所受安培力的大小和方向。

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(2)cd 棒运动时能达到的最大速度。

17.(13分)如图甲所示,固定在水平面上电阻不计的光滑金属导轨,间距m d 5.0=.导轨右端连接一阻值为Ω=4R 的小灯泡L .在CDEF 矩形区域内有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度B 随时间t 变化如图乙所示,CF 长为2m.在0=t 时,电阻为Ω1的金属棒ab 在水平恒力F 作用下,由静止开始沿导轨向右运动.金属棒从图中位置运动到EF 位置整个过程中,小灯泡的亮度始终没有发生变化.求:

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(1)通过小灯泡的电流强度. (2)恒力F 的大小; (3)金属棒的质量.

C D E

18.(12分)如图4-14所示,倾角θ=30°、宽度L =1 m 的足够长的“U”形平行光滑金属导轨固定在磁感应强度B =1 T ,范围足够大的匀强磁场中,磁场方向垂直于斜面向下.用平行于轨道的牵引力拉一根质量m =0.2 kg 、电阻R =1 Ω的垂直放在导轨上的金属棒ab ,使之由静止开始沿轨道向上运动.牵引力做功的功率恒为6 W ,当金属棒移动x=2.8 m 时,获得稳定速度,在此过程中金属棒产生的热量为5.8 J ,不计导轨电阻

及一切摩擦,取g =10 m/s 2

.求:(1)金属棒达到稳定时速度是多大?

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(2)金属棒从静止达到稳定速度时所需的时间多长?

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16(1)cd 棒受安培力方向沿斜面向上F A =BIL =BLE/R =B 2L 2v/R =0.3N (2)对cd 棒m cd g sin30°=0.2×10×0.5=1N >0.3N 所以cd 棒做向下加速运动(a 逐渐减小),当它沿斜面方向合力为零时,a =0,则v 最

大。 m cd g sin30°=BIL =BL(v+v max )LB/R 代入数据,解得v max =3.5m/s

17、解:(1)金属棒未进入磁场,电路总电阻Ω=+=5ab L R R R 总 (2分)

回路中感应电动势为:V t

BS

t E 5.01=??=??Φ= (2分) 灯炮中的电流强度为:A R E I L 1.01

==

(2分) (2)因灯泡亮度不变,故在s t 4=末金属棒刚好进入磁场,且做匀速运动;此时金属棒

中的电流强度:A I I L 1.0== (2分)

恒力大小:N BId F F A 1.0=== (2分)

(3)金属棒产生的感应电动势为:V R R I E ab L 5.0)(2=+= (2分)

金属棒在磁场中的速度:s m Bd

E v /5.02

== (2分) 金属棒的加速度为:2/125.0s m t

v

a == (2分) 金属棒的质量:kg m

F

m 8.0==

(3分)

18.金属棒沿斜面上升达稳定速度时,设所受的安培力为F 安, 由平衡条件得:F =mg sin θ+F 安

而F 安=BIL =B BL v

R

L

又F =P v

联立以上三式解得v =2 m/s. (2)由能量转化与守恒定律可得

Pt =mgs sin θ+1

2

m v 2+Q (s 为金属棒的位移)

代入数据解得:t =1.5 s.

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