1、一、选择题(本题共 10 小题,每小题 7 分,共 70 分,每小题至少有一个选项正确,把正确选项前的字母填在题后的括号内)1闭合的金属环处于随时间均匀变化的匀强磁场中,磁场方向垂直于圆环平面,则 ( )A环中产生的感应电动势均匀变化B环中产生的感应电流均匀变化C环中产生的感应电动势保持不变D环上某一小段导体所受的安培力保持不变解析:由法拉第电磁感应定律知 En n S,故当磁场均匀变化时,Et Bt保持不变,故电动势、电流均保持不变,A、 B 错,C 对;由安培力公式 FBIl 知,I、l 不变, B 变化,F 变化,故 D 错答案:C2.如图甲所示,在竖直向上的匀强磁场中,水平放置一个不变
2、形的铜圆环,规定从上向下看,铜环中的感应电流 I 沿顺时针方向为正方向,图乙表示铜环的感应电动势 E 随时间 t 变化的图象,则磁场 B 随时间 t 变化的图象可能是下图中的( )解析:由楞次定律可知,若向上的磁感应强度增大,铜环中产生的感应电流为正,对应 的感应电动势为正;若磁感应强度不变, 则 不产生感应电动势;当向上的磁感应强度减小时,铜环中产 生的感应电流为负, 对应 的感应电动势为负,所以A、D 正确答案:AD3.吉他以其独特的魅力吸引了众多音乐爱好者,然而吉他有许多种,不同吉他的工作原理是不同的电吉他与普通吉他不同的地方是它的每一根琴弦下面安装了一种叫做拾音器的装置,能将琴弦的振动
3、转化为电信号,电信号经扩音器放大,再经过扬声器就能播出优美的音乐声如图是拾音器的结构示意图,多匝线圈置于永久磁铁与钢制的琴弦(电吉他不能使用尼龙弦)之间当弦沿着线圈振动时,线圈中就会产生感应电流,关于感应电流,以下说法正确的是( )A琴弦振动时,线圈中产生的感应电流是恒定的B 琴弦振动时,线圈中产生的感应电 流大小变化,方向不变C琴弦振动时,线圈中产生的感应电流大小不变, 方向变化D琴弦振动时,线圈中产生的感应电流大小和方向都会发生变化解析:由于琴弦在振动,使线圈中的磁通量发生不均匀的变化,时快时慢, 线圈中产生感应电流的大小方向都要发生变化,故 D 正确答案:D4.(2011 年宝鸡模拟)
4、如图所示,金属棒 ab 置于水平放置的光滑框架 cdef 上,棒与框架接触良好,匀强磁场垂直于 ab 棒斜向下从某时刻开始磁感应强度均匀减小,同时施加一个水平方向上的外力 F 使金属棒 ab 保持静止,则 F( )A方向向右,且为恒力 B方向向右,且为变力C方向向左,且为变力 D方向向左,且为恒力解析:因回路磁通量减小,由楞次定律知棒中电流由 b 到 a;由左手定则可判定安培力的方向为右下方,由平衡条件可推知外力 F 方向向左;磁感应强度 B 均匀减小,由 E S 可得感应电动势恒定t Bt答案:C5(2010 年高考江苏单科)如图所示的电路中,电源的电动势为 E,内阻为 r,电感 L 的电阻
5、不计,电阻 R 的阻值大于灯泡 D 的阻值在 t0 时刻闭合开关 S,经过一段时间后,在tt 1 时刻断开 S.下列表示 A、B 两点间电压 UAB随时间 t 变化的图象中,正确的是( )来源:Zxxk.Com解析:由于自感现象,t 0 时刻 UAB较大,随时间推移 UAB减小;断开 S,L 中的电流方 向不 变,大小减小,经过 L、R、D 形成回路,故 UAB方向改变,逐 渐减小至 0.故 B 正确答案:B6(探究创新) 如图所示,在水平桌面上放置两根相距 L 的光滑平行金属导轨ab 与 cd,阻值为 R 的电阻与导轨的 a、c 端相连金属滑杆 MN 垂直于导轨并可在导轨上滑动整个装置放于匀
6、强磁场中,磁场的方向竖直向上,磁感应强度的大小为 B.金属滑杆与导轨电阻不计,金属滑杆的中点系一不可伸长的轻绳,绳绕过固定在桌边的光滑轻滑轮后,与一质量为 m 的物块相连,拉金属滑杆的绳处于水平拉直状态现若从静止开始释放物块,用 I 表示回路中的感应电流,g 表示重力加速度,则在物块下落过程中物块的速度可能( )A小于 B等于mgRB2L2 mgRB2L2C小于 D大于I2Rmg I2Rmg解析:MN 的最大速度就是安培力等于重力时对应的速度,即BILmg, B2L2v/Rmg,v ,故 A、B 正确 又 I ,v ,C 正确、D 错mgRB2L2 BLvR I2Rmg误答案:ABC7如图所示
7、是测定自感系数很大的线圈 L 直流电阻的电路,L 两端并联一只电压表,用来测自感线圈的直流电压,在测量完毕后,将电路拆开时应先( )A断开 S1B断开 S2C拆除电流表D. 拆除电阻 R解析:当 S1、S2 均闭合时,电压表与线圈 L 并联;当 S2闭合而 S1 断开时,电压表与线圈 L 串 联,所以在干路断开前后自感线圈 L 中 电流方向相同而电压表中电流方向相反只要不断开 S2,线圈 L 与电压表就会 组成回路,在断开干路时,L 中产生与原电流同方向的自感电流,使电压表中指针反向转动而电流又较大所以可能损坏电压表,故选 B.答案:B8.来源:Z&xx&k.Com如图所示,平行导轨间距为 d
8、,一端跨接一个电阻 R,匀强磁场的磁感应强度为 B,方向与导轨所在平面垂直一根足够长的金属棒与导轨成 角放置,金属棒与导轨的电阻不计当金属棒沿垂直于棒的方向以速度 v 滑行时,通过电阻R 的电流是( )A. B.BdvR Bdvsin RC. D.Bdvcos R BdvRsin 解析:由题图知金属棒的有效切割长度 L .E ,I .D 正确dsin Bdvsin BdvRsin 答案:D来源:学科网9如图所示,线圈 L 的电阻不计,则 ( )AS 刚闭合时,灯立即正常发光B当灯正常发光时,电容器不带电CS 断开瞬间,灯熄灭,电容器不带电DS 断开瞬间,灯熄灭,电容器的 A 板带负电解析:S
9、刚闭 合时, 电路 中 电流变大,L 产生自感电动势,阻碍电流变大,灯逐渐发光, A 错误 当 电流稳 定时,L 不产生感应电动势 ,两端电压为零,电容器两端电压为零, 这时灯正常发光,电容器不带电,B 正确 S 断开瞬间,灯与 电源断开,熄灭, 电容器与 L 组成闭 合回路,由楞决定律, L 的右端 电势高,B 板带正电, A 板带负电, C 错误、D 正确答案:BD10.(2010 年高考山东理综卷)如图所示,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 l 的正方形闭合回路 abcd,回路在纸面内以恒定速度 v0 向
10、右运动 ,当运动到关于 OO对称的位置时( )A穿过回路的磁通量为零B回路中感应电动势大小为 2Blv0C回路中感应电流的方向为顺时针方向来源:Z&xx&k.ComD回路中 ab 边与 cd 边所受安培力方向相同解析:穿过闭合回路的磁通量 0,故 选项 A 正确;回路中的感 应电动势为ab、cd 两边产生电动势之和 EBl a bv0Bl c dv02Blv 0,故选项 B 正确;由右手定则可知感应电流的方向为逆时针方向,故选项 C 错误 ;由左手定则可知 ab 边与 cd 边所受的安培力方向均向左,故选项 D 正确答案:ABD来源:学科网 ZXXK二、非选择题(本题共 2 小题,共 30 分
11、,解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤,有数值计算的要注明单位)11(15 分)(2011 年郑州模拟) 如图甲所示,一正方形金属线框位于有界匀强磁场区域内,线框的右边紧贴着边界t0 时刻对线框施加一水平向右的外力F,让线框从静止开始 做匀加速直线运动,经过时间 t0 穿出磁场,图乙为外力 F随时间 t 变化的图象若线框质量 m,电阻 R 及图象中 F0、t 0 均为已知量,则根据上述条件,请你推出:(1)磁感应强度 B 的计算表达式(2)线框左边刚离开磁场前瞬间的感应 电动势 E 的计算表达式解析:(1)线框运 动的加速度:a F0m线框边长:l at 12 20线框离开磁场前瞬间速
12、度:vat 0由牛顿第二定律知:3F0 ma来源: 学,科,网B2l2vR解 式得,B .8m3RF20t50(2)线框离开磁 场前瞬间感应电动势:EBlv解式得:E .2Rt0F20m答案:(1)B (2)E 8m3RF20t50 2Rt0F20m12.(15 分)(2010 年高考江苏单科) 如图所示,两足够长的光滑金属导轨竖直放置,相距为 L,一理想电流表与两导轨相连,匀强磁场与导轨平面垂直一质量为m、有效电阻为 R 的导体棒在距磁场上边界 h 处静止释放导体棒进入磁场后,流经电流表的电流逐渐减小,最终稳定为 I.整个运动过程中,导体棒与导轨接触良好,且始终保持水平,不计导轨的电阻求:(
13、1)磁感应强度的大小 B;(2)电流稳定后,导体棒运动速度的大小 v;(3)流经电流表电流的最大值 Im.解析:(1)电流 稳定后,导体棒做匀速运动,BILmg解得 B 来源:学|科|网 Z|X|X|KmgIL(2)感应电动势 EBL v来源:Z_xx_k.Com感应电流 I ER由式解得 v .I2Rmg(3)由题意知,导体棒刚进入磁场时的速度最大,设为 vm 由机械能守恒定律得来源:Zxxk.Commv mgh12 2m感应电动势的最大值 Em BLvm,感应电流的最大值 Im 来源:学#科#网 Z#X#X#KEmR解得 Im .mg2ghIR答案:(1)B (2) v (3)L mmgIL I2Rmg mg2ghIR