物理：第一章《电磁感应》测试（3）（鲁科版选修3-2）

电磁感应 同步测试4
1、如图为两组同心闭合线圈的俯视图，若内线圈通有图示的I1方向的电流，则当I1增大时外线圈中的感应电流I2的方向及I2受到的安培力F的方向分别是 ( )
A．I2顺时针方向，F沿半径指向圆心
B．I2顺时针方向，F沿半径背离圆心向外
C．I2逆时针方向，F沿半径指向圆心
D．I2逆时针方向，F沿半径背离圆心向外
2、在水平放置的光滑绝缘杆ab上，挂有两个金属环M和 N，两环套在一个通电密绕长螺线管的中部，如图所示，螺线管中部区域的管外磁场可以忽略，当变阻器的滑动接头向左移动时，两环将 ( )[来源:21世纪教育网]
A．一起向左移动
B．一起向右移动
C．互相靠近
D．互相离开
3、M和N是绕在一个环形铁芯上的两个线圈，绕法和线路如图所示，现将开关K从a处断开，然后合向b处，在此过程中，通过R2的电流方向是 ( )
A．先由c流向d，后又由c流向d
B．先由c流向d，后又由d流向c
C．先由d流向c，后又由d流向c
D．先由d流向c，后又由c流向d
4、如图所示，T是绕有两组线圈的闭合铁芯，线圈的绕向如图所示，D是理想的二极管，金属棒ab可在两平行的金属导轨上沿导轨滑行，匀强磁场方向垂直纸面向里，若电流计中有电流通过，则ab棒的运动可能是 ( )
A．向左匀速运动。
B．向右匀速运动。
C．向左产加速运动。
D．向右匀加速运动。
5、在图所示的实验电路中，带铁芯的、电阻较小的线圈L与灯A并联，当合上电键K，灯A正常发光，则下列说法正确的是 ( )
A．当断开K时，灯A立即熄灭
B．当断开K时，灯A突然闪亮后熄灭
C．若用电阻值与线圈L相同的电阻取代L接入电路，
当断开K时，灯A立即熄灭
D．若用电阻值与线圈 L相同的电阻取代L接入电路，
当断开K时，灯A突然闪亮后熄灭
6、如图所示，平行金属导轨与水平面成θ角，导轨与固定电阻R1和R2相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面。有一导体棒ab，质量为m，导体棒的电阻与固定电阻R1和R2的阻值均相等，与导轨之间的动摩擦因数为μ，导体棒ab沿导轨向上滑动，当上滑的速度为v时，受到安培力的大小为F，此时 ( )
A．电阻R1消耗的热功率为Fv
B．电阻R2消耗的热功率为 Fv
C．整个装置因摩擦而消耗的热功率为μmgvcosθ
D．整个装置消耗的机械功率为（F＋μmgcosθ）v
7、在水平桌面上，一个面积为S的圆形金属框置于匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，磁感应强度B随时间t的变化关系如图（甲）所示，0～1 s内磁场方向垂直线框平面向下。圆形金属框与两根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，如图（乙）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图中的（设向右的方向为静摩擦力的正方向） ( )
8、如图所示，竖直放置的螺线管与导线 abcd构成回路，导线所围区域内有一垂直纸面向里的变化的匀强磁场，螺线管下方水平桌面上有一导体圆环。现要使导体圆环将受到向上的磁场力作用，则导线 abcd所围区域内磁场的磁感应强度应按下图中哪一图线所表示的方式随时间变化 ( )
9、如图所示，两根光滑平行的金属导轨，放在倾角为θ的斜面上，导轨的左端接有电阻R，导轨自身电阻不计，斜面处在一匀强磁场中，方向垂直斜面向上，一质量为m、电阻不计的金属棒，在沿斜面并与棒垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上滑，并上升了h高度，则在上滑过程中 ( )
A．金属棒所受合外力所做的功等于mgh与电阻R上产生的热量之和
B．恒力F与重力的合力所做的功等于电阻R上产生的热量
C．金属棒受到的合外力所做的功为零
D．恒力F与安培力的合力所做的功为mgh
10、如图所示，匀强磁场存在于虚线框内，矩形线圈竖直下落。如果线圈受到的磁场力总小于其重力，则它在1、2、3、4位置 时的加速度关系为 ( )
A．a1＞a2＞a3＞a4
B．a1＝a3＞a2＞a4
C．a1＝a3＞a4＞a2
D．a4＝a2＞a3＞a1
11、如图所示，在xOy平面内，有一与x轴夹角为30o的匀强磁场的磁感应强度为B，磁场范围足够大。一根长度为L的金属棒在此磁场中运动时始终与xOy平面垂直，则下列情况中金属棒中产生的电动势大小为BLv的是 （ ）
A．以速率2v沿＋x轴方向匀速运动　　
B．以速率v沿垂直磁场方向匀速运动
C．以速率v沿＋y轴方向匀速运动
D．以速率v沿－y轴方向匀速运动
12、如图所示，虚线框内有方向垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，导线框的三条竖直边的电阻均为r，长均为L，两横边电阻不计，线框平面与磁场方向垂直。当导线框以恒定速度v水平向右运动，ab边进入磁场时，ab两端的电势差为U1，当cd边进入磁场时，ab两端的电势差为U2，则 ( )
A．U1=BLv
B．U 1=BLv
C．U 2= BLv
D．U 2=BLv
13、如图所示，用粗细相同的铜丝做成边长分别为L和2L的两只闭合线框a和b，以相同的速度从磁感应强度为B的匀强磁场区域中匀速地拉到磁场外，不考虑线框的动能变化，若外力对环做的功分别为Wa、Wb，则Wa∶Wb为 ( )
A．1∶4
B．1∶2
C．1∶1
D．不能确定
14、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BLv
15、如图所示，两水平虚线之间有垂直于纸面向里、宽度为d、磁感应强度为B的匀强磁场。质量为m、电阻为R的正方形线圈边长为L（L＜d），线圈下边缘到磁场上边界的距离为h，将线圈由静止释放，其下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时刻的速度都是v0，则在整个线圈穿过磁场的过程中（从下边缘进入磁场到上边缘穿出磁场），下列说法中正确的是( )
A．线圈可能一直做匀速运动
B．线圈可能先加速后减速
C．线圈的最小速度一定是
D．线圈的最小速度一定是
16、如图所示，光滑的平行导轨PQ、MN水平放置，导轨的左右两端
分别接定值电阻，R1=2Ω，R2＝4Ω。电阻不计的金属棒ab与PQ、
MN垂直，并接触良好。整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度
B=0.4T的匀强磁场中。已知平行导轨间距L=0.5m，现对ab施加一
水平向右的外力F使之以v=5m/s的速度向右匀速运动，则F的大小
为______________N，R1消耗的功率为______________W。
17、如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=0.1T，框架宽度L=0.4m，框
架电阻不计。金属棒电阻R＝0.8Ω，定值电阻R1=2Ω，R2=3Ω，当
金属棒以v=5m/s的速度向左匀速运动时，则流过金属棒的感应电
流大小为______________A；若电容器的电容C＝3μF，则稳定时
电容器的带电量为______________C。
18、如图所示，为线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，穿过
线圈的磁通量随时间变化的图象，线圈的匝数为100匝，已知t=0时
线圈平面与磁感线垂直，则在0至0.005s的时间内线圈中产生的平均
感应电动势大小为____________V，在0.005s时刻线圈中产生的瞬时
感应电动势大小为____________V。
19、如图甲所示，空间有一宽为2L的匀强磁场区域，磁感应强度为B，方向垂直纸面向外。abcd是由均匀电阻丝做成的边长为L的正方形线框，总电阻值为R。线框以垂直磁场边界的速度v匀速通过磁场区域。在运动过程中，线框ab、cd两边始终与磁场边界平行。设线框刚进入磁场的位置x=0，x轴沿水平方向向右，在右图中画出ab两端电势差Uab随距离x变化的图象(其中U0=BLv)。
20、如左图所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，导轨的电阻不计，两导轨间距L=0.2m，定值电阻R=0.4Ω，导轨上停放一质量m=0.1kg、电阻r=0.1Ω的金属杆ab，整个装置处于磁感应强度为B=0.5T的匀强磁场中，磁场的方向竖直向下。现用一外力F沿水平方向拉杆，使之由静止开始运动，若理想电压表示数U随时间t的变化关系如右图所示，
（1）试分析说明金属杆的运动情况；
（2）求第2s末外力F的功率。
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21、如图所示，顶角θ＝45°的金属导轨 MON固定在水平面内，导轨处在方向竖直、磁感应强度为 B的匀强磁场中。一根与 ON垂直的导体棒在水平外力作用下以恒定速度v0沿导轨 MON向右左滑动，导体棒的质量为m，导轨与导体棒单位长度的电阻均匀为R0，导体棒与导轨接触点的a和b，导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触。t=0时，导体棒位于顶角O处，求：
（1）在t=t0时刻流过导体棒的电流强度的大小和方向；
（2）导体棒作匀速直线运动时水平外力F的表达式；
（3）导体棒在0～t0时间内产生的焦耳热。
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22、如图甲所示，空间存在B=0.5T，方向竖直向下的匀强磁场，MN、PQ是处于同一水平面内相互平行的粗糙长直导轨，间距L=0.2m， R是连接在导轨一端的电阻，ab是跨接在导轨上质量为m=0.1kg的导体棒。从零时刻开始，通过一小型电动机对ab棒施加一个牵引力F，方向水平向左，使其从静止开始沿导轨做加速运动，此过程中棒始终保持与导轨垂直且接触良好。图乙是棒的v-t图象，其中OA段是直线，AC是曲线，DE是曲线图象的渐进线，小型电动机在12s末达到额定功率P=4.5W，此后保持功率不变。除R外，其余部分电阻均不计，g=10m/s2，求：
（1）ab在0～12s内的加速度大小；
（2）ab与导轨间的动摩擦因数；
（3）电阻R的阻值；
（3）若t=17s时，导体棒ab达到最大速度，从0～17s内的位移为100m，求12～17s内，R上产生的热量。
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参考答案
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5
6
7
8
9
D
C
A
C
BC
BCD
B
A
BCD
10
11
12
13
14
15
B
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BD
A
ABD
D
16、0.15，0.5
17、0.1，3.6×10－7
18、400，200π
19、第一个L内为－U0，第二个L内为－U0，第三个L内为－U0
20、（1）初速度为零的匀加速直线运动
（2）P=7W
21、（1），方向b到a
（2）
（3）
22、（1）a=0.75m/s2 （2）μ=0.2 （3）R=0.4Ω （4）Q=12.35J