1、第四章 电磁感应(时间：90 分钟 满分：100 分)一、选择题(本题共 10小题，每小题 4分，共 40分)1.如图 1所示，闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度的大小随时间变化下列说法正确的是 ( )当磁感应强度增大时，线框中的感应电流可能减小当磁感应强度增大时，线框中的感应电流一定增大 图 1当磁感应强度减小时，线框中的感应电流一定增大当磁感应强度减小时，线框中的感应电流可能不变A只有正确B只有正确C只有正确D只有正确2(2012北京理综19)物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验” 如图 2，她把一个带铁芯的线圈 L、开关 S和电源用导线连接起来后，将一金属套
2、环置于线圈 L上，且使铁芯穿过套环闭合开关 S的瞬间，套环立刻跳起某同学另找来器材再探究此实验他连接好电路，经重复实验，线圈上的套环均未动对比老师演示的实验，下列四个选项中，导致套环未动的原因可能是 ( )图 2A线圈接在了直流电源上B电源电压过高C所选线圈的匝数过多D所用套环的材料与老师的不同3铁路上使用一种电磁装置向控制中心传输信号以确定火车的位置能产生匀强磁场的磁铁，被安装在火车首节车厢下面，如图 3甲所示(俯视图)当它经过安放在两铁轨间的线圈时，便会产生一电信号，被控制中心接收当火车通过线圈时，若控制中心接收到的线圈两端的电压信号如图乙所示，则说明火车在做 ( )图 3A匀速直线运动B
3、匀加速直线运动C匀减速直线运动D加速度逐渐增大的变加速直线运动4如图 4所示，闭合线圈 abcd从高处自由下落一段时间后垂直于磁场方向进入一有界磁场，从 ab边刚进入磁场到 cd边刚进入磁场的这段时间内，下列说法正确的是 ( )A a端的电势高于 b端B ab边所受安培力方向为水平向左C线圈可能一直做匀速运动 图 4D线圈可能一直做匀加速直线运动5.如图 5所示，水平放置的两平行导轨左侧连接电阻 R，其他电阻不计，导体杆 MN放在导轨上，在水平恒力 F的作用下，沿导轨向右运动，并将穿过方向竖直向下的有界匀强磁场，磁场边界 PQ与 MN平行，从 MN进入磁场开始计时，通过 MN的感应电流 i随时
4、间 t变化的图象可能是图中的( ) 图 56如图 6所示，在闭合铁芯上绕着两个线圈 M和 P，线圈 P与电流表构成闭合回路若在 t1至 t2这段时间内，观察到通过电流表的电流方向自上向下(即为由 c经电流表至 d)，则可以判断出线圈 M两端的电势差 Uab随时间 t的变化情况可能是图中的 ( ) 图 67单匝线圈所围的面积为 0.1 m2，线圈电阻为 1 .规定线圈中感应电流 I 的正方向从上往下看是顺时针方向，如图 7甲所示磁场的磁感应强度 B随时间 t的变化规律如图乙所示则以下说法正确的是 ( )图 7A在时间 05 s 内， I的最大值为 0.01 AB在第 4 s时刻， I的方向为逆时
5、针C前 2 s内，通过线圈某截面的总电荷量为 0.01 CD第 3 s内，线圈的发热功率最大8.边长为 L的正方形线框在水平恒力 F作用下运动，穿过方向如图 8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，有 ( )A产生的感应电流方向相反 图 8B所受的安培力方向相同C进入磁场过程的时间等于穿出磁场过程的时间D进入磁场过程和穿出磁场过程中通过线框内某一截面的电荷量相等9.在如图 9所示的电路中，a、b 为两个完全相同的灯泡， L为自感线圈，E为电源，S 为开关关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序，下
6、列说法正确的是 ( )A合上开关，a 先亮，b 逐渐变亮；断开开关，a、b 同时熄灭B合上开关，b 先亮，a 逐渐变亮；断开开关，a 先熄灭，b 后熄灭 图 9C合上开关，b 先亮，a 逐渐变亮；断开开关，a、b 同时熄灭D合上开关，a、b 同时亮；断开开关，b 先熄灭，a 后熄灭10.两根光滑的金属导轨，平行放置在倾角为 的斜面上，导轨的左端 接有电阻 R ，导轨自身的电阻可忽略不计斜面处在一匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向上质量为 m、电阻可不计的金属棒ab，在沿着斜面与棒垂直的恒力作用下沿导轨匀速上滑，并上升 h高度，如图 10所示在这过程中 ( ) 图 10A作用于金属棒上的各个力的合
7、力所做的功等于零B作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于 mgh与电阻 R上产生的焦耳热之和C金属棒克服安培力做的功等于电阻 R上产生的焦耳热D恒力 F与重力的合力所做的功等于电阻 R上产生的焦耳热二、填空题(本题共 2小题，共 14分)11(8 分)图 11是做“探究电磁感应的产生条件”实验的器材示意图图 11(1)在图中用实线代替导线把它们连成实验电路(2)由哪些操作可以使电流表的指针发生偏转？_(3)假设在开关闭合的瞬间，灵敏电流计的指针向左偏转，则当螺线管 A向上拔出的过程中，灵敏电流计的指针向_偏转(填“左”或“右” )12.(6分)如图 12所示，两根平行光滑长直金属导轨，其电阻
8、不计，导体棒ab和 cd跨放在导轨上， ab电阻大于 cd电阻当 cd在外力 F2作用下匀速向右滑动时， ab在外力 F1作用下保持静止，则 ab两端电压Uab和 cd两端电压 Ucd相比， Uab_Ucd，外力 F1和 F2相比， F1_F2(填“” 、“”或“”) 图 12三、计算题(本题共 4小题，共 46分)13.(8分)如图 13所示，匀强磁场竖直向上穿过水平放置的金属框架，框架宽为 L，右端接有电阻 R，磁感应强度为 B，一根质量为 m、电阻不计的金属棒以 v0的初速度沿框架向左运动，棒与框架的动摩擦因数为 ，测得棒在整个运动过程中，通过任一截面的电荷量为 q，求： 图 13(1)
9、棒运动的距离；(2)R上产生的热量14(12 分)如图 14所示，两根平行金属导轨固定在同一水平面内，间距为 l，导轨左端连接一个电阻 R.一根质量为 m、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，磁场方向垂直于导轨平面向下，磁感应强 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，假定导轨与杆之间存在恒定的阻力求：图 14(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15(12 分)如图 15所示
10、，质量 m10.1 kg、电阻 R10.3 、长度 l0.4 m 的导体棒ab横放在 U形金属框架上框架质量 m20.2 kg，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数 0.2，相距 0.4 m的 MM、 NN相互平行，电阻不计且足够长电阻R20.1 的 MN垂直于 MM.整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度 B0.5 T垂直于 ab施加 F2 N 的水平恒力，使 ab从静止开始无摩擦地运动，始终与 MM、 NN保持良好接触当 ab运动到某处时，框架开始运动设框架与水平面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力， g取 10 m/s2. 图 15(1)求框架开始运动时 ab速度 v的大小；(2)
11、从 ab开始运动到框架开始运动的过程中， MN上产生的热量 Q0.1 J，求该过程ab位移 x的大小16(14 分)(2012广东理综35)如图 16所示，质量为 M的导体棒 ab，垂直放在相距为l的平行光滑金属导轨上，导轨平面与水平面的夹角为 .ab处于磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中左侧是水平放置、间距为 d的平行金属板，R和 Rx分别表示定值电阻和滑动变阻器的阻值，不计其他电阻图 16(1)调节 Rx R，释放导体棒，当导体棒沿导轨匀速下滑时，求通过导体棒的电流 I及导体棒的速率 v.(2)改变 Rx，待导体棒沿导轨再次匀速下滑后，将质量为 m、带电荷量为 q的微粒水平射入金属板间，若它能匀速通过，求此时的 Rx.答案1D 2D 3B 4C 5ACD 6CD 7ABC 8ABD 9C 10ACD 11(1)(2)将开关 K闭合(或者断开) 将螺线管 A插入(或拔出)螺线管 B(3)右12 13(1) (2) mv qRBL 12 20 mgqRBL14(1) F (2) 方向由 a bmv22d mv22Bld(3) r2B2l2dmv15(1)6 m/s (2)1.1 m16(1) (2)Mgsin Bl 2MgRsin B2l2 mBldMqsin
