磁场单元检测题Word下载.docx

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5．

如图所示，矩形线圈以ad和bc的中点连线为转动轴，在轴的两侧有磁感应强度大小相等、方向相反的两个有理想边界的匀强磁场。

线圈由其平面垂直于磁场方向的位置开始匀速转动180°

的过程中（）

（A）感应电流方向先abcda，后adcba

（B）感应电流方向先adcba，后abcda

（C）感应电流方向始终为abcda

（D）始终无感应电流

6．分子甲和乙相距较远（此时它们的分子力近似为零），如果甲固定不动，乙逐渐向甲靠近越过平衡位置直到不能再靠近。

在整个过程中（）

（A）先是乙克服分子力做功，然后分子力对乙做正功。

（B）先是分子力对乙做正功，然后乙克服分子力做功。

（C）两分子间的斥力不断减小（D）两分子间的引力不断减小

7．如图所示为用“与”门构成的简易报警器的示意电路。

当报警器发出警报声时，电键S1、S2处于的状态为（）

（A）S1断开，S2闭合

（B）S1闭合，S2断开

（C）S1、S2都断开

（D）S1、S2都闭合

8．如图所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO′以恒定的角速度转动，从线圈平面与磁场方向平行的位置开始计时，则在t＝/时（）

（A）线圈中的感应电流最大

（B）穿过线圈的磁通量最大

（C）线圈中的感应电动势最小

（D）穿过线圈磁通量的变化率最小

二、单项选择题（每小题3分，共24分，每小题只有一个正确选项。

9．如图所示，两根水平放置且相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1与I2．与两导线垂直的一平面内有a、b、c、d四点，a、b、c在两导线的水平连线上且间距相等，b是两导线连线中点，b、d连线与两导线连线垂直．则（）

（A）I2受到的磁场力水平向左

（B）I1与I2产生的磁场有可能相同

（C）b、d两点磁感应强度的方向必定竖直向下

（D）a点和c点位置的磁感应强度不可能都为零

10．如图，将直导线折成半径为R的

圆弧形状，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B。

当在该导线中通以电流强度为I的电流时，该

圆弧形通电导线受到的安培力大小为（）

（A）0（B）BIR（C）

BIR（D）

BIR

11．如图，足够长U型光滑金属导轨平面与水平面成角（0＜＜90），其中MN与PQ平行且间距为L，导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，NQ段电阻为R，导轨其余部分电阻不计。

金属棒ab由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且良好接触，ab棒接入电路的电阻为R，当流过ab棒某一横截面的电量为q时，棒的速度大小为v，则金属棒ab在这一过程中（）

（A）运动的平均速度大小为v/2

（B）下滑的位移大小为

（C）产生的焦耳热为qBLv

（D）受到的最大安培力大小为

12．一矩形线圈位于一随时间t变化的磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面（纸面）向里，如图1所示，磁感应强度B随时间t的变化规律如图2所示。

以I表示线圈中的感应电流，以图1中线圈上箭头所示的电流方向为正，则以下I—t图中正确的是（）

13．某长直导线中分别通以如图所示的电流，则下列说法中正确的是（）

（A）图①所示电流周围产生匀强磁场

（B）图②所示电流周围的磁场是稳定的

（C）图③所示电流周围各点的磁场方向在0～t1时间内与t1～t2时间内的方向是相反的

（D）图④所示电流周围的磁场先变强再变弱，磁场中各点的磁感强度方向不变

14．如图所示，两同心圆环A、B置于同一水平面上，其中B为均匀带电绝缘环，A为导体环，当B绕轴心逆时针转动时角速度

发生变化，A中产生逆时针方向的感应电流I．下列判断错误的是（）

（A）B可能带正电且转速减小

（B）B可能带负电且转速减小

（C）A可能具有收缩的趋势

（D）A可能具有扩展的趋势

15．如图所示，一水平放置的圆形通电线圈1固定，从上往下看，线圈1始终有逆时针方向的恒定电流，另一较小的圆形线圈2从1的正下方以一定的初速度竖直上抛，重力加速度为g，在上抛的过程中两线圈平面始终保持平行且共轴，则在线圈2从线圈1的正下方上抛至线圈1的正上方过程中（）

（A）线圈2在1正下方的加速度大小大于g，在1正上方的加速度大小小于g

（B）线圈2在1正下方的加速度大小小于g，在1正上方的加速度大小大于g

（C）从上往下看，线圈2在1正下方有顺时针方向，在1正上方有逆时针方向的感应电流

（D）从上往下看，线圈2在1正下方有逆时针方向，在1正上方有顺时针方向的感应电流

16．如右图所示，一个“∠”形导轨ADC垂直于磁场固定在磁感应强度为B的匀强磁场中，MN是与导轨材料和规格都相同的导体棒。

在外力作用下，导体棒以恒定速度v沿导轨向右运动，导体棒与导轨始终接触良好。

以导体棒在右图所示位置为计时起点，则下列物理量随时间变化的图像正确的是（下图中E为回路中感应电动势；

I为流过金属棒的电流；

F为作用在金属棒上的安培力；

P为感应电流的热功率。

）（）

三、多项选择题（每小题4分，共16分.每小题有两个或三个正确选项。

全选对的，得4分；

选对但不全的，得2分；

有选错或不答的，得0分。

17．电磁轨道炮工作原理如图所示。

待发射弹体可在两水平平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触。

电流I从一条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道流回。

轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场（可视为匀强磁场），磁感应强度的大小与I成正比。

通电的弹体在轨道上只受到安培力的作用而高速射出。

现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，理论上可采用的办法是（）

（A）只将轨道长度L变为原来的2倍

（B）只将电流I增加至原来的2倍

（C）只将弹体质量减至原来的一半

（D）将弹体质量减至原来的一半，轨道长度L变为原来的2倍，其它量不变

18．如图甲所示，两固定的竖直光滑金属导轨足够长且电阻不计．丙质量、长度均相同的导体棒c、d，置于边界水平的匀强磁场上方同一高度h处．磁场宽为3h，方向与导轨平面垂直．先由静止释放c，c刚进入磁场即匀速运动，此时再由静止释放d，两导体棒与导轨始终保持良好接触，用ac表示c的加速度，Ekd表示d的动能，xc、xd分别表示c、d相对释放点的位移．图乙中正确的是（）

19．如图（a）所示，两个闭合圆形线圈A、B的圆心重合，放在同一水平面内，在其中一个线圈中通以如图（b）所示的变化电流，t＝0时电流方向为顺时针。

下列说法中正确的是（　）

（A）若电流通在A中，则在0-t1时间内，B内有逆时针方向的电流，且有扩张的趋势

（B）若电流通在A中，则在t1-t2时间内，B内有顺时针方向的电流，且有收缩的趋势

（C）若电流通在B中，则在0-t1时间内，A内有顺时针方向的电流，且有收缩的趋势

（D）若电流通在B中，则在t1-t2时间内，A内有逆时针方向的电流，且有扩张的趋势

20．位于同一水平面上的两根平行导电导轨，放置在斜向左上方、与水平面成60°

角足够大的匀强磁场中，现给出这一装置的侧视图，一根通有恒定电流的金属棒正在导轨上向右做匀速运动，在匀强磁场沿顺时针缓慢转过30°

的过程中，金属棒始终保持匀速运动，则磁感强度B的大小变化可能是（）

（A）始终变大（B）始终变小（C）先变大后变小（D）先变小后变大

第Ⅱ卷（共94分）

四、填空题.（每小题4分，共20分）

21．如图所示，条形磁铁的轴线穿过a、b、c三个金属圆环的圆心，且与三个环平面垂直，其中b、c两环同平面放置在条形磁铁的中垂面上。

三个圆环的面积为sa＝sb＜sc。

则通过a、b两环的磁通量Φa_______Φb，通过b、c两环的磁通量Φb_______Φc。

（均选填“＜”、“＞”或“＝”）

22．现将一个半径r=0.1m、电阻R=628Ω的圆环，以υ=0.1m/s的速度从磁感应强度B=0.2T的匀强磁场中匀速拉出去。

某时刻圆环恰好有一半还在磁场中，如右图所示，则此时环内的感应电动势大小为①V，从此刻起到圆环全部出磁场的过程中，穿过圆环横截面的电量为②___C。

23．

如图所示，垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度随时间的变化率为B/t＝k（

为常量）．一边长为

的线框，其电阻为R，线框有一半面积处于磁场区域中．则线框中感应电流的

功率为____________；

安培力随时间的变化率为____________．

24．如图所示，在粗糙绝缘水平面上有一正方形闭合金属线框abcd，其边长为l、质量为m，金属线框与水平面的动摩擦因数为μ。

虚线框a′b′c′d′内有一匀强磁场，磁场方向竖直向下。

开始时金属线框的ab边与磁场的d′c′边重合。

现使金属线框以平行于ad边的初速度v0沿水平面滑入磁场区域，运动一段时间后停止，此时金属线框的dc边与磁场区域的d′c′

边距离为l。

已知重力加速度为g，则滑入磁场的过程中，金属线框产生感应电流的方向为________（填“逆时针”或“顺时针”）；

滑入磁场的过程中金属线框产生的焦耳热为________。

25．如图所示，水平面上有两电阻不计的光滑金属导轨平行、固定放置，间距d为0.5m，右端通过导线与阻值为4Ω的小灯泡L连接。

在CDFE矩形区域内有竖直向上的匀强磁场，CE长为2m，CDFE区域内磁场的磁感强度B随时间t的变化如图。

在t=0s时，一阻值为1Ω的金属棒在恒力F作用下由静止从AB位置沿导轨向右运动，当金属棒从AB位置运动到EF位置过程中，小灯泡的亮度没有发生变化。

则恒力F的大小为N，金属棒的质量为kg。

五、实验题.（共24分.）

26．（多选题）为了研究磁通量变化时感应电流的方向，先通过左图确定电流通过检流计时指针的偏转方向。

右面四图为实验过程的示意图，竖直放置的线圈固定不动，将条形磁铁从线圈上方插入或拔出，线圈和检流计构成的闭合回路中就会产生感应电流。

各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况，其中方向关系正确的是（）

27．（6分）在“研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”实验中，得到E－1/Δt图线如图所示。

（1）从观察和分析该实验装置可看出，在实验中，因磁铁相对螺线管位置的变化都（选填“相同”或“不同”），从而实现了控制不变。

（2）在得到实验数据之后，为了研究E与Δt的关系，可采用图像处理数据的方法，在直角坐标系中作E－1/Δt的关系图线，由图像可得出的实验结论是________________________________。

（3）仅将线圈匝数变为原来3倍后重新做实验，在E－1/Δt画出实验图线。

28．（4分）在研究电磁感应现象和磁通量变化时感应电流方向的实验中，所需的实验器材已用导线连接成如图所示的实验电路

（1）将线圈A插入线圈B中，闭合开关的瞬间，线圈B中感应电流与线圈A中电流的绕行方向___________（填“相同”或“相反”）。

（2）（多选）某同学设想使一线圈中电流逆时针流动，另一线圈中感应电流顺时针流动，可行的实验操作是

（A）抽出线圈L1（B）插入软铁棒

（C）使变阻器滑片P左移（D）断开开关

29．（某同学在实验室里熟悉各种仪器的使用。

他将一条形磁铁放在转盘上，如图甲所示，磁铁可随转盘转动，另将一磁感强度传感器固定在转盘旁边，当转盘（及磁铁）转动时，引起磁感强度测量值周期性地变化，该变化与转盘转动的周期一致。

经过操作，该同学在计算机上得到了如图乙所示的图像。

（1）在图像记录的这段时间内，圆盘转动的快慢情况是___________________。

（2）圆盘匀速转动时的周期是_______s。

（3）该同学猜测磁感强度传感器内有一线圈，当测得磁感强度最大时就是穿过线圈的磁通量最大时。

按照这种猜测（）

（A）在t=0.1s时刻，线圈内产生的感应电流的方向发生了变化。

（B）在t=0.15s时刻，线圈内产生的感应电流的方向发生了变化。

（C）在t=0.1s时刻，线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值。

（D）在t=0.15s时刻，线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值。

6、计算题.（共50分.）

30．（12分）如图所示，匀强磁场磁感应强度B＝0.2T，磁场宽度L＝0.3m，一正方形金属框边长ab＝0.1m，每边电阻R＝0.2，金属框在拉力F作用下以v＝10m/s的速度匀速穿过磁场区，其平面始终保持与磁感线方向垂直．求：

（1）画出金属框穿过磁场区的过程中，金属框内感应电流i和a、b两端电压Uab随时间t的变化图线（规定以adcba为正方向）；

（2）金属框穿过磁场区域的过程中，拉力F做的功；

（3）金属框穿过磁场区域的过程中，导线ab上所产生的热量．

31．如图所示，两根足够长的光滑金属导轨MN、PQ间距为l=0.5m，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成30°

角。

完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终有良好接触，已知两棒的质量均为m=0.02kg，电阻均为R=0.1Ω，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度为B=0.4T，棒ab在平行于导轨向上的力F1作用下，以速度v＝2m/s沿导轨向上匀速运动，而棒cd在平行于导轨的力F2的作用下保持静止。

取g=10m/s2，

（1）求出F2的大小和方向

（2）棒cd每产生Q=1J的热量，力F1做的功W是多少？

（3）若释放棒cd，保持ab棒速度v＝2m/s不变，棒cd的最终速度是多少？

32．（13分）如图，MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成角固定，轨距为d。

空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度为B。

P、M间接有阻值为3R的电阻。

Q、N间接有阻值为6R的电阻，质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上，其有效电阻为R。

现从静止释放ab，当它沿轨道下滑距离S时，达到最大速度。

若轨道足够长且电阻不计，重力加速度为g。

求：

（1）金属杆ab运动的最大速度；

（2）金属杆ab运动的加速度为

gsin时，金属杆ab消耗的电功率；

（3）金属杆ab从静止到具有最大速度的过程中，克服安培力所做的功。

33．（如图甲所示，在水平面上固定有长为L＝2m、宽为d＝1m的金属“U”型导轨，在“U”型导轨右侧l＝0.5m范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场，其磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示。

在t＝0时刻，质量为m＝0.1kg的导体棒以v0＝1m/s的初速度从导轨的左端开始向右运动，导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ＝0.1，导轨与导体棒单位长度的电阻均为λ＝0.2Ω/m，不计导体棒与导轨之间的接触电阻及地球磁场的影响。

（1）导体棒从t＝0时刻开始向右运动直至末速为零所需的时间；

（2）导体棒从t＝0时刻开始向右运动直至末速为零时离左端的位置；

（3）4s内回路中电流的大小，并判断电流方向；

（4）4s内回路产生的焦耳热。