《高中物理选修3-电磁感应测试题》.pdf

- 1 -高中物理选修 3-2 期中测试高中物理选修 3-2 期中测试一、选择题一、选择题1.如图所示，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当磁感应强度增加时，线框中的感应电流可能减小当磁感应强度增加时，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其中正确的是（）A.只有正确 B.只有正确C.只有正确 D.只有正确2.一飞机在北半球的上空以速度 v 水平飞行，飞机机身长为 a，翼展为 b；该空间地磁场磁感应强度的水平分量为 B1，竖直分量为 B2；驾驶员左侧机翼的端点用 A 表示，右侧机翼的端点用 B 表示，用 E 表示飞机产生的感应电动势，则（）A.E=B1vb，且 A 点电势低于 B 点电势B.E=B1vb，且 A 点电势高于 B 点电势C.E=B2vb，且 A 点电势低于 B 点电势D.E=B2vb，且 A 点电势高于 B 点电势3.如图，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的 N 极朝下当磁铁向下运动时（但未插入线圈内部） （）A.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互吸引B.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互排斥C.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互吸引D.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互排斥4.如图甲所示， 长直导线与闭合金属线框位于同一平面内， 长直导线中的电流 i 随时间 t的变化关系如图乙所示.在 0-T/2 时间内，直导线中电流向上，则在 T/2-T 时间内，线框中感应电流的方向与所受安培力情况是（）BiiTT/2Oi0-i0甲乙NS - 2 -A.感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向左B.感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向右C.感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向右D.感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向左5.图中两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为 l，磁场方向垂直纸面向里.abcd 是位于纸面内的梯形线圈，ad 与 bc 间的距离也为 l.t=0 时刻，bc 边与磁场区域边界重合 （如图）.现令线圈以恒定的速度 v 沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域.取沿abcda 的感应电流为正，则圈穿越磁场区域的过程中，感应电流 I 随时间 t 变化的图线可能是（）6.如图所示电路中，A、B 是两个完全相同的灯泡，L 是一个理想电感线圈，当 S 闭合与断开时，A、B 的亮度情况是（）A.S 闭合时，A 立即亮，然后逐渐熄灭B.S 闭合时，B 立即亮，然后逐渐熄灭C.S 闭合足够长时间后，B 发光，而 A 不发光D.S 闭合足够长时间后，B 立即熄灭发光，而 A 逐渐熄灭7.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(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为图(乙)所示，则说明火车在做（）A.匀速直线运动 B.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8.图甲中的 a 是一个边长为为 L 的正方向导线框，LABRSCx3L图甲abLt2l/vOl/vtIOl/v2l/vtI2l/vOl/vtI2l/vOl/vtIABCD - 3 -其电阻为 R.线框以恒定速度 v 沿 x 轴运动，并穿过图中所示的匀强磁场区域 b.如果以 x 轴的正方向作为力的正方向.线框在图示位置的时刻作为时间的零点，则磁场对线框的作用力 F 随时间变化的图线应为图乙中的哪个图？（）9.如图所示，将一个正方形导线框 ABCD 置于一个范围足够大的匀强磁场中，磁场方向与其平面垂直现在 AB、CD 的中点处连接一个电容器，其上、下极板分别为 a、b，让匀强磁场以某一速度水平向右匀速移动，则（）A.ABCD 回路中没有感应电流B.A 与 D、B 与 C 间有电势差C.电容器 a、b 两极板分别带上负电和正电D.电容器 a、b 两极板分别带上正电和负电10.如图一所示， 固定在水平桌面上的光滑金属框架 cdeg 处于方向竖直向下的匀强磁场中，金属杆 ab 与金属框架接触良好.在两根导轨的端点 d、e 之间连接一电阻，其他部分电阻忽略不计.现用一水平向右的外力 F 作用在金属杆 ab 上，使金属杆由静止开始向右在框架上滑动，运动中杆 ab 始终垂直于框架.图二为一段时间内金属杆受到的安培力 f 随时间 t的变化关系，则图三中可以表示外力 F 随时间 t 变化关系的图象是（）11.在水平桌面上， 一个面积为 S 的圆形金属框置于匀强磁Ft/Lv-1O1 2 3 4 5BFt/Lv-1O1 2 3 4 5AFt/Lv-1O1 2 3 4 5CFt/Lv-1O1 2 3 4 5D图乙bDAbBCaB1/Tt/sO123456B2B1abcdeg左右图一 f tO图二 F tO图三 F tO F tO F tOABCD - 4 -场中， 线框平面与磁场垂直， 磁感应强度 B1随时间 t 的变化关系如图所示.01s 内磁场方向垂直线框平面向下.圆形金属框与一个水平的平行金属导轨相连接， 导轨上放置一根导体棒，导体棒的长为 L、电阻为 R，且与导轨接触良好，导体棒处于另一匀强磁场中，其磁感应强度恒为 B2，方向垂直导轨平面向下，如图所示.若导体棒始终保持静止，则其所受的静摩擦力 f 随时间变化的图象是下图中的（设向右为静摩擦力的正方向）( )12.2000 年底，我国宣布已研制成功一辆高温超导磁悬浮高速列车的模型车，该车的车速已达到 500km/h，可载 5 人.如图所示就是磁悬浮的原理，图中 A 是圆柱形磁铁，B 是用高温超导材料制成的超导圆环.将超导圆环 B 水平放在磁铁 A 上，它就能在磁力的作用下悬浮在磁铁 A 的上方空中，下列说法中正确的是（）A.在 B 上放入磁铁的过程中，B 中将产生感应电流.当稳定后，感应电流消失B.在 B 上放入磁铁的过程中，B 中将产生感应电流.当稳定后，感应电流仍存在C.如 A 的 N 极朝上，B 中感应电流的方向如图所示D.如 A 的 N 极朝上，B 中感应电流的方向与图中所示的方向有时相同有时相反13.如图所示，两根足够长的固定平行金属光滑导轨位于同一水平面，导轨上横放着两根相同的导体棒 ab、 cd 与导轨构成矩形回路.导体棒的两端连接着处于压缩状态的两根轻质弹簧，两棒的中间用细线绑住，它们的电阻均为 R，回路上其余部分的电阻不计.在导轨平面内两导轨间有一竖直向下的匀强磁场.开始时， 导体棒处于静止状态.剪断细线后， 导体棒在运动过程中（）A.回路中有感应电动势B.两根导体棒所受安培力的方向相同C.两根导体棒和弹簧构成的系统动量守恒，机械能守恒D.两根导体棒和弹簧构成的系统动量守恒，机械能不守恒14.如图所示， A 是长直密绕通电螺线管.小线圈 B123456ft/sOf123456t/sO123456ft/sO123456ft/sOABCD ABacbdGBAOxl - 5 -与电流表连接， 并沿 A 的轴线 Ox 从 O 点自左向右匀速穿过螺线管A.能正确反映通过电流表中电流I随x变化规律的是（）15.如图所示，一个边长为 a、电阻为 R 的等边三角形线框，在外力作用下，以速度v匀速穿过宽均为a的两个匀强磁场.这两个磁场的磁感应强度大小均为 B 方向相反.线框运动方向与底边平行且与磁场边缘垂直.取逆时针方向的电流为正。

若从图示位置开始，线框中产生的感应电流 I 与沿运动方向的位移 x 之间的函数图象，下面四个图中正确的是（）A B C D16.物理学的基本原理在生产生活中有着广泛应用.下面列举的四种器件中，在工作时利用了电磁感应现象的是（）A.回旋加速器 B.日光灯 C.质谱仪 D.示波器17.现将电池组、滑线变阻器、带铁芯的线圈 A、线圈 B、电流计及开关如下图连接.在开关闭合、线圈 A 放圈 B 中的情况下，某同学发现当他将滑线变阻器的滑动端 P 向左加速滑动时，电流计指针向右偏转.由此可以判断()A.线圈A向上移动或滑动变阻器Oll/2xIOll/2xIOll/2xIOll/2xIABCDaaavBBitOitOitOitO + + 022ABP+ - 6 -的滑 动端P向右加速滑动都能引起电流计指针向左偏转B.线圈 A 中铁芯向上拔出或断开开关，都能引起电流计指针向右偏转C.滑动变阻器的滑动端 P 匀速向左或匀速向右滑动，都能使电流计指针静止在中央 D.因为线圈 A、线圈 B 的绕线方向未知，故无法判断电流计指针偏转的方向二、计算题二、计算题16.如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距 1m，导轨平面与水平面成=37角，下端连接阻值为 R 的电阻.匀强磁场方向与导轨平面垂直.质量为 0.2kg，电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为 0.25.求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小；当金属棒下滑速度达到稳定时，电阻 R 消耗的功率为 8W，求该速度的大小；在上问中，若 R=2，金属棒中的电流方向由 a 到 b，求磁感应强度的大小和方向.（g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8）17.图中 MN 和 PQ 为竖直方向的两平行长直金属导轨，间距l 为 0.40m， 电阻不计.导轨所在平面与磁感应强度 B 为 0.50T 的匀强磁场垂直.质量 m 为 6.010-3kg、 电阻为 1.0的金属杆 ab 始终垂直于导轨，并与其保持光滑接触.导轨两端分别接有滑动变阻器和阻值为 3.0的电阻 R1.当杆 ab 达到稳定状态时以速率 v 匀速下滑，整个电路消耗的电功率 P 为 0.27W，重力加速度取 10m/s2，试求速率 v 和滑动变阻器接入电路部分的阻值 R2？（）18.如图所示，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 的定值电阻. 导体棒 ab 长 l0.5m，其电阻为 r， 与导轨接触良好.整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中， 磁感应强度 B0.4T.现使 ab 以 v10m/s 的速度向右做匀速运动. ab 中的感应电动势多大？MNPQabvabRR1R2labMNPQBv - 7 -Bd12ab 中电流的方向如何？若定值电阻 R3.0，导体棒的电阻 r1.0，则电路中的电流多大？19.如图所示，一半径为r的圆形导线框内有一匀强磁场，磁场方向垂直于导线框所在平面，导线框的左端通过导线接一对水平放置的平行金属板，两板间的距离为 d，板长为 l， t=0 时，磁场的磁感应强度 B 从 B0开始均匀增大，同时，在板 2的左端且非常靠近板 2 的位置有一质量为 m、带电量为-q 的液滴以初速度 v0水平向右射入两板间，该液滴可视为质点.要使该液滴能从两板间射出，磁感应强度随时间的变化率 K 应满足什么条件？要使该液滴能从两板间右端的中点射出，磁感应强度 B 与时间 t 应满足什么关系？20.在图甲中，直角坐标系 0 xy 的 1、3 象限内有匀强磁场，第 1 象限内的磁感应强度大小为 2B，第 3 象限内的磁感应强度大小为 B，磁感应强度的方向均垂直于纸面向里.现将半径为 l，圆心角为 900的扇形导线框 OPQ 以角速度绕 O 点在纸面内沿逆时针匀速转动，导线框回路电阻为 R.(1)求导线框中感应电流最大值.(2)在图乙中画出导线框匀速转动一周的时间内感应电流 I 随时间 t 变化的图象.(规定与图甲中线框的位置相对应的时刻为 t=0)(3)求线框匀速转动一周产生的热量.IOt2图乙O2BxBy图甲PlQ - 8 -21.如图所示，两根相距为 d 足够长的平行金属导轨位于水。