第1页共10页◎第2页共10页2013-2014学年度砀山铁路中学电磁感应单元测试题一、选择题(题型注释)1.如图4所示,E为电池,L是电阻可忽略不计、自感系数足够大的线圈,D1、D2是两个规格相同的灯泡,S是控制电路的开关.对于这个电路,下列说法正确的是()A.刚闭合S的瞬间,通过D1、D2的电流大小相等B.刚闭合S的瞬间,通过D1、D2的电流大小不相等C.闭合S待电路达到稳定,D1熄灭,D2比原来更亮D.闭合S待电路达到稳定,再将S断开瞬间,D2立即熄灭,D1闪亮一下再熄灭2.如图所示,线圈匝数足够多,其直流电阻为3欧,先合上电键K,过一段时间突然断开K,则下列说法中正确的有()A.电灯立即熄灭B.电灯不熄灭C.电灯会逐渐熄灭,且电灯中电流方向与K断开前方向相同D.电灯会逐渐熄灭,且电灯中电流方向与K断开前方向相反3.一质量为m的金属杆ab,以一定的初速度v0从一光滑平行金属导轨底端向上滑行,导轨平面与水平面成30°角,两导轨上端用一电阻R相连,如图3-6-13所示.磁场垂直斜面向上,导轨与杆的电阻不计,金属杆向上滑行到某一高度后又返回到底端.则在此过程中()图3-6-13A.向上滑行的时间大于向下滑行的时间B.电阻R上产生的热量向上滑行时大于向下滑行时C.通过电阻R的电荷量向上滑行时大于向下滑行时D.杆a、b受到的磁场力的冲量向上滑行时大于向下滑行时4.如图所示,通电直导线垂直穿过闭合线圈的中心,那么A.当导线中电流增大时,线圈中有感应电流;B.当线圈左右平动时,线圈中有感应电流;C.当线圈上下平动时,线圈中有感应电流;D.以上各种情况都不会产生感应电流。5.如图16-5-15所示的电路中,L是自感系数很大的用导线绕成的理想线圈,开关S原来是闭合的.当开关S断开时,则()A.刚断开时,电容器放电,电场能变为磁场能B.刚断开时,L中电流反向C.灯泡L′立即熄灭D.LC电路将发生电磁振荡,刚断开时,磁场能最大6.如图所示,一水平放置的圆形通电线圈1固定,从上往下看,线圈1始终有逆时针方向的恒定电流,另一较小的圆形线圈2从1的正下方以一定的初速度竖直上抛,重力加速度为g,在上抛的过程中两线圈平面始终保持平行且共轴,则在线圈2从线圈1的正下方上抛至线圈1的正上方过程中()第3页共10页◎第4页共10页(A)线圈2在1正下方的加速度大小大于g,在1正上方的加速度大小小于g(B)线圈2在1正下方的加速度大小小于g,在1正上方的加速度大小大于g(C)从上往下看,线圈2在1正下方有顺时针方向,在1正上方有逆时针方向的感应电流(D)从上往下看,线圈2在1正下方有逆时针方向,在1正上方有顺时针方向的感应电流7.在图所示的闭合铁芯上绕有一组线圈,与滑动变阻器、电池构成闭合电路,a、b、c为三个闭合金属圆环,假定线圈产生的磁场全部集中在铁芯内,则当滑动变阻器的滑片左、右滑动时,能产生感应电流的金属圆环是()A.a、b两个环B.b、c两个环C.a、c两个环D.a、b、c三个环8.如图所示,足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成角,其中MN与PQ平行导轨间距为L,导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直,导轨电阻不计.金属捧ab由静止开始沿导轨下滑,并与两导轨始终保持垂直且良好接触,ab棒接入电路的电阻为R,当流过棒ab某一横截面的电量为q时。此时金属棒的速度大小为v,则金属棒ab在这一过程中A.ab棒运动的平均速度大小为2vB.此时金属棒的加速度为22sinBLvagmRC.此过程中产生的焦耳热为QBLvqD.金属棒ab沿轨道下滑的最大速度为22mgRBL9.如图所示,质量为m的铜质小闭合线圈静置于粗糙水平桌面上。当一个竖直放置的条形磁铁贴近线圈,沿线圈中线由左至右从线圈正上方等高、快速经过时,线圈始终保持不动。则关于线圈在此过程中受到的支持力N和摩擦力f的情况,以下判断正确的是()A.N先大于mg,后小于mgB.N一直大于mgC.f先向左,后向右D.f一直向左10.如图7所示,空间分布着宽为L,垂直于纸面向里的匀强磁场.一金属线框从磁场左边界匀速向右通过磁场区域.规定逆时针方向为电流的正方向,则感应电流随位移变化的关系图(i-x)正确的是()图2图7第5页共10页◎第6页共10页11.如图12-1-10所示,一闭合的金属环从静止开始由高处下落通过条形磁铁后继续下落,空气阻力不计,则在圆环运动过程中,下列说法正确的是()A、圆环在磁铁的上方时,圆环的加速度小于g,在下方时大于gB、圆环在磁铁的上方时,圆环的加速度小于g,在下方时也小于gC、圆环在磁铁的上方时,圆环的加速度小于g,在下方时等于gD、圆环在磁铁的上方时,圆环的加速度大于g,在下方时小于g12.一个由电阻均匀的导线绕制成的闭合线圈放在匀强磁场中,如图所示,线圈平面与磁场方向成60°角,磁感应强度随时间均匀变化,用下列哪些方法可使感应电流增加一倍()A.把线圈匝数增加一倍B.把线圈面积增加一倍C.把线圈半径增加一倍D.改变线圈与磁场方向的夹角第II卷(非选择题)二、填空题(题型注释)13.某同学在研究电磁感应现象的实验中,设计了如图所示的装置。线圈A通过电流表甲、高阻值的电阻R'、滑动变阻器R和开关S连接到干电池上,线圈B的两端接到另一个电流表乙上,两个电流表相同,零刻度居中。闭合开关后,当滑动变阻器R的滑片P不动时,甲、乙两个电流表指针的位置如图所示。(1)当滑片P较快地向左滑动时,甲电流表指针的偏转方向是,乙电流表指针的偏转方向是。(选填“向右偏”“向左偏”或“不偏转”)(2)断开开关,待电路稳定后再迅速闭合开关,乙电流表的偏转情况是。(选填“向左偏”“向右偏”或“不偏转”)14.如图所示,框架面积为S,框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直,则穿过平面的磁通量为_____,若从初始位置转过90度角,则穿过线框平面的磁通量为_____,若从初始位置转过1800角,则穿过线框平面的磁通量变化为_______15.如图所示,Ⅰ和Ⅱ是一对异名磁极,ab为放在其间的金属棒。ab和cd用导线连成一个闭合回路。当ab棒向左运动时,cd导线受到向下的磁场力。由此可知Ⅰ是____极,a、b、c、d四点的电势由高到低依次排列的顺序是16.正方形导线框处于匀强磁场中,磁场方向垂直框平面,磁感应强度随时间均匀增加,变化率为k。导体框质量为m、边长为L,总电阻为R,在恒定外力F作用下由静止开始运动。导体框在磁场中的加速度大小为,导体框中感应电流做功的功率为。17.如图所示,导线AB与CD互相平行,则在闭合开关S时导线CD中感应电流的方向为___________;在断开开关S时导线CD中感应电流的方向为__________.(填“由C到D”或“由D到C”)OO’第7页共10页◎第8页共10页四、计算题(题型注释)18.磁悬浮列车是一种高速低耗的新型交通工具。它的驱动系统简化为如下模型,固定在列车下端的动力绕组可视为一个矩形纯电阻金属框,电阻为R,金属框置于xOy平面内,长边MN长为L平行于y轴,宽为d的NP边平行于x轴,如图5-1所示。列车轨道沿Ox方向,轨道区域内存在垂直于金属框平面的磁场,磁感应强度B沿Ox方向按正弦规律分布,其空间周期为,最大值为0B,如图5-2所示,金属框同一长边上各处的磁感应强度相同,整个磁场以速度0v沿Ox方向匀速平移。设在短暂时间内,MN、PQ边所在位置的磁感应强度随时间的变化可以忽略,并忽略一切阻力。列车在驱动系统作用下沿Ox方向加速行驶,某时刻速度为v(0vv)。(1)简要叙述列车运行中获得驱动力的原理;(2)为使列车获得最大驱动力,写出MN、PQ边应处于磁场中的什么位置及与d之间应满足的关系式;(3)计算在满足第(2)问的条件下列车速度为v时驱动力的大小。19如图甲所示,平行金属导轨竖直放置,导轨间距为L=1m,上端接有电阻R1=3Ω,下端接有电阻R2=6Ω,虚线OO′下方是垂直于导轨平面的匀强磁场.现将质量m=0.1kg、电阻不计的金属杆ab,从OO′上方某处垂直导轨由静止释放,杆下落0.2m过程中始终与导轨保持良好接触,加速度a与下落距离h的关系图象如图乙所示.求:(1)磁感应强度B;(2)杆下落0.2m过程中通过电阻R2的电荷量q.第9页共10页◎第10页共10页20.磁感应强度为B的匀强磁场仅存在于边长为2l的正方形范围内,有一个电阻为R、边长为l的正方形导线框abcd,沿垂直于磁感线方向,以速度v匀速通过磁场,如图所示,从ab进入磁场时开始计时.(1)画出穿过线框的磁通量随时间变化的图象;(2)判断线框中有无感应电流.若有,请判断出感应电流的方向.21.如图,水平面上有两根相距0.5m的足够长的平行金属导轨MN和PQ,它们的电阻可忽略不计,在M和P之间接有阻值为R=3.0Ω的定值电阻,导体棒Lab=0.5m,其电阻为r=1.0Ω,与导轨接触良好.整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中,B=0.4T。现使ab以v=10m/s的速度向右做匀速运动。(1)ab中的电流大?ab两点间的电压多大?(2)维持ab做匀速运动的外力多大?(3)ab向右运动1m的过程中,外力做的功是多少?电路中产生的热量是多少?RBrPMNaQbv答案第1页,总6页参考答案1.A、C、D【解析】刚闭合S的瞬间由于电感的自感作用,电流不会立即从电感中流过,两个灯泡串联在一起,因此通过D1、D2的电流大小相等,则A对;电路稳定后电感中有电流流过后,D1处于短路状态,会熄灭,D2比原来更亮,则C对;电路达到稳定再将S断开瞬间,D2立即熄灭,D1闪亮一下再熄灭,则D对。2.D【解析】K断开,由于线圈的电流减小,导致线圈中出现感应电动势从而阻碍电流的减小,所以R慢慢熄灭.线圈中电流变化时,线圈中产生感应电动势;线圈电流增加,相当于一个瞬间电源接入电路,线圈上端是电源正极.当电流减小时,相当于一个瞬间电源,线圈下端是电源正极.3.B【解析】由能量转化和守恒定律知:导体棒上滑时的速度总大于下滑时通过同一位置的速度,即上滑过程中导体棒的平均速度大,时间短,选项A错误.又因上滑过程中平均安培力大,克服安培力做功多,所以上滑过程中R上产生的热量比下滑过程中多,选项B正确.而安培力的冲量F·Δt=BIlΔt=BtR·l·Δt=RBl,所以安培力的冲量大小相等,电荷量Q=I·Δt=R相等,选项CD错误.4.D【解析】略5.CD【解析】由题中所给条件“L是自感系数很大的用导线绕成的理想线圈”可知L线圈的电阻为零.开关S断开前,电流流经L′灯泡和L线圈,L线圈两端无电势差,即电容器两端无电势差,电容器带电荷量为零.开关S断开时,灯泡L′立即熄灭,线圈L由于自感作用,阻碍原电流的减小,产生自感电动势,对电容器C充电,线圈中的磁场能转化为C中的电场能.LC电路将发生电磁振荡,故正确答案为C、D.6.D【解析】根据楞次定律可知感应电流产生的磁场总是阻碍原磁通量的变化,所以2线圈向下穿过的过程一直受到向上的阻力,加速度一直小于g,AB都错;从上线下看,穿过2的磁通量先是向上的增加,后是向上的减少,所以产生的感应电流先是顺时针,后是逆时针。D对。7.A【解析】当移动滑动变阻器划片时,电路中电流发生变化,故产生的磁场发生变化,a、b环中的磁通量都发生变化,c中的磁通量一直为零,所以只有a、b两个环产生感应电流,A正确。8.B【解析】试题分析:根据牛顿第二定律,有:mgsinθ-BIL=ma;vBLIR,所以22vsinBLagmR,B正确;从a的瞬时值表达式可以看出,随速度的增加,加速度减小,即金属板做加速度逐渐减小的变加速运动,平均速度不是2v,A错误;根据焦耳定律,2QIRt,其中的I为电流的有效值,而q=It中的I为电流的平均值,所以根据题目的已知量无法计算此过程中答案第2页,总6页产生的焦耳热,C错误;当a=0时,速度最大22sinvmmgRBL,D错误。考点:本题考查了法拉第电磁感应定律和电磁感应的力学问题。9.AD【解析】试题分析:当磁铁靠近线圈时,穿过线圈的磁
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