:高三物理电磁感应单元测试

高三物理电磁感应单元测试（十二）

——电磁感应             2007、12、20

一、本题共7小题，每小题5分，共35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5分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分．

1、穿过闭合回路的磁通量Φ随时间t变化的图像分别如图甲、乙、丙、丁所示，下列关于回路中产生的感应电动势的论述，正确的是（   ）

A．图甲中回路产生的感应电动势恒定不变 B．图乙中回路产生的感应电动势一直在变大

C．图丙中回路在0～t0时间内产生的感应电动势大于在t0～2t0时间内产生的感应电动势

D．图丁中回路产生的感应电动势可能恒定不变

2、如图所示，矩形闭合金属框abcd的平面与匀强磁场垂直，若ab边受竖直向上的磁场力的作用，则可知线框的运动情况是（   ）

A．向左平动进入磁场    B．向右平动退出磁场

C．沿竖直方向向上平动   D．沿竖直方向向下平动

3、为了测出自感线圈的直流电阻，可采用如图所示的电路。在测量完毕后将电路解体时应该（

）

A．首先断开开关S1   B．首先断开开关S2

C．首先拆除电源    D．首先拆除安培表

4、矩形导线框abcd放在匀强磁场中，在外力控制下静止不动，磁感线方向与线圈平面垂直，磁感应强度B随时间变化的图象如图甲所示。t=0时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里。在0～4s时间内，线框ab边受匀强磁场的作用力随时间变化的图象(力的方向规定以向左为正方向)是图中的（   ）

5、金属棒MN，在竖直放置的两根平行导轨上无摩擦地下滑，导轨间串接一个电阻，磁感强度垂直于导轨平面，金属棒和导轨的电阻不计，设MN下落过程中，电阻R上消耗的最大功率为P，要使R消耗的电功率增大到4P，可采取的方法是（   ）

A．使MN的质量增大到原来的2倍 B．使磁感强度B增大到原来的2倍

C．使MN和导轨间距同时增大到原来的2倍

D．使电阻R的阻值减到原来的一半

6、如图所示，两块水平放置的平行金属板间距为d；定值电阻的阻值为R，竖直放置的线圈匝数为n，绕制线圈的导线的电阻也为R，其它导线的电阻忽略不计，竖直向上的磁场B穿过线圈，在两极板中一个质量为m、电荷量为q的带正电的油滴恰好处于静止状态，则磁场B的变化情况是（  ）

A．均匀减小，在线圈中的磁通量变化率的大小为2mgd/nq

B．均匀减小，在线圈中的磁通量变化率的大小为mgd/nq

C．均匀增大，在线圈中的磁通量变化率的大小为2mgd/nq

D．均匀增大，在线圈中的磁通量变化率的大小为mgd/nq

7、如图所示，在方向垂直向里，磁感应强度为B的匀强磁场区域中有一个由均匀导线制成的单匝矩形线框abcd，线框以恒定的速度v沿垂直磁场方向向右运动，运动中线框dc边始终与磁场右边界平行，线框边长ad＝l，cd＝2l。线框导线的总电阻为R。则线框离开磁场的过程中(   )

A．流过线框截面的电量为

B．线框中的电流在ad边产生的热量为

C．线框所受安培力的合力为   D．ad间的电压为

题号

1

2

3

4

5

6

7

答案

二、本题共4大题，其中11题为选做题，满分65分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．

8（15分）光滑平行金属导轨水平面内固定，导轨间距L=0。5m，导轨右端接有电阻RL=4Ω小灯泡，导轨电阻不计。如图甲，在导轨的MNQP矩形区域内有竖直向上的磁场，MN、PQ间距d=3m，此区域磁感应强度B随时间t变化规律如图乙所示，垂直导轨跨接一金属杆，其电阻r=1Ω，在t=0时刻，用水平恒力F拉金属杆，使其由静止开始自GH位往右运动，在金属杆由GH位到PQ位运动过程中，小灯发光始终没变化，

求：（1）小灯泡发光电功率；

（2）水平恒力F大小；

（3）金属杆质量m。

9 （15分）如图所示，Ⅰ、Ⅲ为两匀强磁场区，Ⅰ区域的磁场方向垂直面向里，Ⅲ区域的磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度均为B，两区域中间为宽L/2的无磁场区Ⅱ，有一边长为L，粗细均匀各边电阻为R的正方形金属框abcd置于区域ab边与磁场边界平行，现拉着金属框以速度v水平向右匀速移动．

（1）分别求出当ab边刚进入中央无磁场区Ⅱ和刚进入磁场区Ⅲ时，通过ab边的电流的大小和方向．

（2）画出金属框从区域Ⅰ刚出来到完全拉入区域Ⅲ过程中水平拉力与时间的关系图象．

（3）求上述(2)过程中拉力所做的功．

10、（17分）如图，光滑平行的水平金属导轨MN、PQ相距l，在M点和P点间接一个阻值为R的电阻，在两导轨间OO1O1′O′矩形区域内有垂直导轨平面竖直向下、宽为d的 匀强磁场，磁感强度为B。一质量为m，电阻为r的导体棒ab，垂直搁在导轨上，与磁场左边界相距l0。现用一大小为F、水平向右的恒力拉ab棒，使它由静止开始运动，棒ab在离开磁场前已经做匀速直线运动（棒ab与导轨始终保持良好的接触，导轨电阻不计）。求：

（1）棒ab在离开磁场右边界时的速度；（2）棒ab通过磁场区的过程中整个回路所消耗的电能；

（3）试分析讨论ab棒在磁场中可能的运动情况。

11。 （18分）选做一题，若两题均做，以前一题为准

选做题Ⅰ  如图所示，一矩形金属框架与水平面成=37°角，宽L =0。4m，上、下两端各有一个电阻R0 =2Ω，框架的其他部分电阻不计，框架足够长，垂直于金属框平面的方向有一向上的匀强磁场，磁感应强度B=1。0T．ab为金属杆，与框架良好接触，其质量m=0。1Kg，杆电阻r=1。0Ω，杆与框架的动摩擦因数μ＝0。5．杆由静止开始下滑，在速度达到最大的过程中，上端电阻R0产生的热量Q0=0。 5J．（sin37°=0。6，cos37°=0。8）求：

（1）流过R0的最大电流；

（2）从开始到速度最大的过程中ab杆沿斜面下滑的距离；

（3）在时间1s内通过杆ab横截面积的最大电量．

选做题Ⅱ 如图示，螺线管匝数n=4，截面积。S=0。1m2，管内匀强磁场以B1/t=10T/s

逐渐增强， 螺线管两端分别与两根竖直平面内的平行光滑直导轨相接， 垂直导轨的水平匀强磁场B2=2T， 现在导轨上垂直放置一根质量m=0。02kg，

长l=0。1m的铜棒，回路总电阻为R=5，试求铜棒从静止下落的最大速度。

(g=10m/s2)

参

考 答 案

1．B

2．C

3．A 4．B

5。D  6．C

7．BC 8．ACD 9．C  10．ABD

11．实物连线如图所示，左偏。

12．（1）30。35 mm  3。205 ~ 3。208 mm

（2）电路如右图所示

（3）设电流表A1、A2的示数分别为I1、I2，则      I1 · r1

= (I2 – I2) · R2

由电阻定律R2 = 由几何知识S =（D2 – d2）联立以上各式解得d =。

13、（1）匀速F＝F安＝

（2）

14、（1）ab棒离开磁场右边界前做匀速运动，

速度为，则有      对ab棒  F－BIl＝0 解得

（2）由能量守恒可得： 解得：

（3）设棒刚进入磁场时速度为v，  由   可得

棒在进入磁场前做匀加速直线运动，在磁场中运动可分三种情况讨论：

①若（或），则棒做匀速直线运动；

②若（或F＞），则棒先加速后匀速；

③若（或F＜＝，则棒先减速后匀速。

15、解：（1）由图中可得：12s末的速度为v1=9m/s，t1=12s 加速度大小为m/s2

（2）设金属棒与导轨间的动磨擦因素为μ。 A点：E1=BLv1    ①  ②

由牛顿第二定律：F1-μmg-BI1l=ma1

③   则Pm=F1·v1

④

当棒达到最大速度vm=10m/s时，Em=BLvm

⑤  Im=

⑥

由金属棒的平衡：F2-μmg-BImL=0 ⑦

则Pm=F2·vm  ⑧ 联立①—⑧代入数据解得：μ=0。2，R=0。4Ω

（3）在0-12s内：t1=12s通过的位移： 由动量定理：

所以有：。代入数据解得：N·S

由能量守恒： ⑩  代入数据解处：WF=27。35J  则此过程牵引力的冲量为4。65N·s牵引力做的功为27。35J