物理第四章 《电磁感应》同步测试新人教版选修32Word下载.docx

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断开开关，a先熄灭，b后熄灭

C．合上开关，b先亮，a后亮；

D．合上开关，a、b同时亮；

断开开关，b熄灭，a后熄灭

2、电阻R、电容C与一线圈连成闭合电路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N极朝下，如图所示。

现使磁铁开始自由下落，在N极接近线圈上端的过程中，流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是

A．从a到b，上极板带正电

B．从a到b，下极板带正电

C．从b到a，上极板带正电

D．从b到a，下极板带正电

3、如图所示，LOO/L/为一折线，它所形成的两个角∠LOO/和∠OO/L/均为45°

。

折线的右边有一匀强磁场，其方向垂直于纸面向里，一边长为l的正方形导线框沿垂直于OO/的方向以速度v作匀速直线运动，在t＝0的刻恰好位于图中所示位置。

以逆时针方向为导线框中电流的正方向，在下面四幅图中能够正确表示电流－时间（I－t）关系的是（时间以l/v为单位）

4、如图所示，在PQ、QR区域中存在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场、磁场方向均垂直于纸面。

一导线框abcdefa位于纸面内，框的邻边都相互垂直，bc边与磁场的边界P重合，导线框与磁场区域的尺寸如图所示。

从t＝0时刻开始，线框匀速横穿两个磁场区域。

以a→b→c→d→e→f为线框中的电动势ε的正方向，以下四个ε－t关系示意图中正确的是

5、用相同导线绕制的边长为L或2L的四个闭合导体线框，以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场，如图所示。

在每个线框进入磁场的过程中，M、N两点间的电压分别为Ua、Ub、Uc和Ud。

下列判断正确的是

A．Ua＜Ub＜Uc＜UdB．Ua＜Ub＜Ud＜Uc

C．Ua＝Ub＜Uc＝UdD．Ub＜Ua＜Ud＜Uc

6、如图所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P1和P2以相同的角速度匀速转动，当线圈平面转到与磁场方向平行时

A．线圈绕P1转动时的电流等于绕P2转动时的电流

B．线圈绕P1转动时的电动势小于绕P2转动时的电动势

C．线圈绕P1和P2转动时电流的方向相同，都是a→b→c→d

D．线圈绕P1转动时dc边受到的安培力大于绕P2转动时dc边受到的安培力

7、如图所示，弹簧上端固定，下端悬挂一根磁铁，磁铁正下方不远处的水平面上放一个质量为m，电阻为R的闭合线圈．将磁铁慢慢托起到弹簧恢复原长时放开，磁铁开始上下振动，线圈始终静止在水平面上，不计空气阻力，则以下说法正确的是

A．磁铁做简谐运动

B．磁铁最终能静止

C．在磁铁振动过程中线圈对水平面的压力有时大于mg，有时小于mg

D．若线圈为超导线圈，磁铁最终也能静止

8、平面上的光滑平行导轨MN、PQ上放着光滑导体棒ab、cd，两棒用细线系住，匀强磁场的方向如图甲所示．而磁感应强度B随时间t的变化图线如图乙所示，不计ab、cd间电流的相互作用，则细线中的张力

A．由0到t0时间内逐渐增大

B．由0到t0时间内逐渐减小

C．由0到t0时间内不变

D．由t0到t时间内逐渐增大

9、如图所示，ef、gh为两水平放置相互平行的金属

导轨,ab、cd为搁在导轨上的两金属棒，与导轨接触良好且无摩擦．当一条形磁铁向下靠近导轨时，关于两金属棒的运动情况的描述正确的是

A．如果下端是N极，两棒向外运动，如果下端是S极，两棒相向靠近

B．如果下端是S极，两棒向外运动，如果下端是N极，两棒相向靠近

C．不管下端是何极性，两棒均向外相互远离

D．不管下端是何极性，两棒均相互靠近

10、如图所示，竖直面内的虚线上方是一匀强磁场B,

从虚线下方竖直上抛一正方形线圈，线圈越过虚线进入磁场，最后又落回到原处，运动过程中线圈平面保持在竖直面内，不计空气阻力，则

A．上升过程克服磁场力做的功大于下降过程克服磁场力做的功

B．上升过程克服磁场力做的功等于下降过程克服磁场力做的功

C．上升过程克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力的平均功率

D．上升过程克服重力做功的平均功率等于下降过程中重力的平均功率

二．填空题：

（每空3分，共15分）

11、如图（a）所示，一端封闭的两条平行光滑导轨相距L，距左端L处的中间一段被弯成半径为H的1/4圆弧，导轨左右两段处于高度相差H的水平面上。

圆弧导轨所在区域无磁场，右段区域存在磁场B0，左段区域存在均匀分布但随时间线性变化的磁场B（t），如图（b）所示，两磁场方向均竖直向上。

在圆弧顶端，放置一质量为m的金属棒ab，与导轨左段形成闭合回路，从金属棒下滑开始计时，经过时间t0滑到圆弧顶端。

设金属棒在回路中的电阻为R，导轨电阻不计，重力加速度为g。

⑴问金属棒在圆弧内滑动时，回路中感应电流的大小和方向是否发生改变？

为什么？

⑵求0到时间t0内，回路中感应电流产生的焦耳热量是。

12、据报道，最近已研制出一种可以投入使用的电磁轨道炮，其原理如图所示。

炮弹（可视为长方形导体）置于两固定的平行导轨之间，并与轨道壁密接。

开始时炮弹在轨道的一端，通以电流后炮弹会被磁力加速，最后从位于导轨另一端的出口高速射出。

设两导轨之间的距离w＝0.10m，导轨长L＝5.0m，炮弹质量m＝0.30kg。

导轨上的电流I的方向如图中箭头所示。

可认为，炮弹在轨道内运动时，它所在处磁场的磁感应强度始终为B＝2.0T，方向垂直于纸面向里。

若炮弹出口速度为v＝2.0×

103m/s，忽略摩擦力与重力的影响，通过导轨的电流I=

三．计算与简答：

（13、14、15、16、17小题11分共55分。

解答时要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤）

13、两根光滑的长直金属导轨导轨MN、M'

N'

平行置于同一水平面内，导轨间距为l，电阻不计，M、M'

处接有如图所示的电路，电路中各电阻的阻值均为R，电容器的电容为C。

长度也为l、阻值同为R的金属棒ab垂直于导轨放置，导轨处于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中。

ab在外力作用下向右匀速运动且与导轨保持良好接触，在ab运动距离为s的过程中，整个回路中产生的焦耳热为Q。

求：

⑴ab运动速度v的大小；

⑵电容器所带的电荷量q。

14、如图所示，空间等间距分布着水平方向的条形匀强磁场，竖直方向磁场区域足够长，磁感应强度B＝1T，每一条形磁场区域的宽度及相邻条形磁场区域的间距均为d＝0.5m，现有一边长l＝0.2m、质量m＝0.1kg、电阻R＝0.1Ω的正方形线框MNOP以v0＝7m/s的初速从左侧磁场边缘水平进入磁场，求：

⑴线框MN边刚进入磁场时受到安培力的大小F；

⑵线框从开始进入磁场到竖直下落的过程中产生的焦耳热Q；

⑶线框能穿过的完整条形磁场区域的个数n。

15、如图（a）所示，光滑的平行长直金属导轨置于水平面内，间距为L、导轨左端接有阻值为R的电阻，质量为m的导体棒垂直跨接在导轨上。

导轨和导体棒的电阻均不计，且接触良好。

在导轨平面上有一矩形区域内存在着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。

开始时，导体棒静止于磁场区域的右端，当磁场以速度v1匀速向右移动时，导体棒随之开始运动，同时受到水平向左、大小为Ff的恒定阻力，并很快达到恒定速度，此时导体棒仍处于磁场区域内。

⑴求导体棒所达到的恒定速度v2；

⑵为使导体棒能随磁场运动，阻力最大不能超过多少？

⑶导体棒以恒定速度运动时，单位时间内克服阻力所做的功和电路中消耗的电功率各为多大？

⑷若t＝0时磁场由静止开始水平向右做匀加速直线运动，经过较短时间后，导体棒也做匀加速直线运动，其v－t关系如图（b）所示，已知在时刻t导体棒瞬时速度大小为vt，求导体棒做匀加速直线运动时的加速度大小。

16、如图所示，P、Q为水平面内平行放置的光滑金属长直导轨，间距为L1，处在竖直向下、磁感应强度大小为B1的匀强磁场中。

一导体杆ef垂直于P、Q放在导轨上，在外力作用下向左做匀速直线运动。

质量为m、每边电阻均为r、边长为L2的正方形金属框abcd置于竖直平面内，两顶点a、b通过细导线与导轨相连，磁感应强度大小为B2的匀强磁场垂直金属框向里，金属框恰好处于静止状态。

不计其余电阻和细导线对a、b点的作用力。

⑴通过ab边的电流Iab是多大？

⑵导体杆ef的运动速度v是多大？

17、用密度为d、电阻率为ρ、横截面积为A的薄金属条制成边长为L的闭合正方形框

如图所示，金属方框水平放在磁极的狭缝间，方框平面与磁场方向平行。

设匀强磁场仅存在于相对磁极之间，其他地方的磁场忽略不计。

可认为方框的

边和

边都处在磁极之间，极间磁感应强度大小为B。

方框从静止开始释放，其平面在下落过程中保持水平（不计空气阻力）。

⑴求方框下落的最大速度vm（设磁场区域在数值方向足够长）；

⑵当方框下落的加速度为

时，求方框的发热功率P；

C

D

B

A

BCD

AC

11、解析：

⑴感应电流的大小和方向均不发生改变。

因为金属棒滑到圆弧任意位置时，回路中磁通量的变化率相同。

⑵0—t0时间内，设回路中感应电动势大小为E0，感应电流为I，感应电流产生的焦耳热为Q，由法拉第电磁感应定律：

根据闭合电路的欧姆定律：

由焦耳定律有：

解得：

答案：

12、解析：

炮弹的加速度为：

炮弹做匀加速运动，有：

13、解：

⑴设ab上产生的感应电动势为E，回路中电流为I，ab运动距离s所用的时间为t，则有：

E＝BLv

Q＝I2（4R）t

由上述方程得：

⑵设电容器两极板间的电势差为U，则有：

U＝IR

电容器所带电荷量为：

q＝CU

解得：

14、解：

⑴线框MN边刚进入磁场时有：

⑵设线框竖直下落H时，速度为vH

由能量守恒得：

自由落体规律：

⑶解法一：

只有在线框进入和穿出条形磁场区域时，才产生感应电动势，线框部分进入磁场区域x时有：

在t→Δt时间内，由动量定理：

－FΔt＝mΔv

求和：

穿过条形磁场区域的个数为：

可穿过4个完整条形磁场区域

解法二：

线框穿过第1个条形磁场左边界过程中：

根据动量定理：

同理线框穿过第1个条形磁场右边界过程中有：

所以线框穿过第1个条形磁场过程中有：

设线框能穿过n个条形磁场，则有：

15、解：

⑴E＝BL（v1－v2）

I＝E/R

速度恒定时有：

可得：

⑵

⑶

⑷因为

导体棒要做匀加速运动，必有v1－v2为常数，设为v，则：

则：

可解得：

16、解：

⑴设通过正方形金属框的总电流为I，ab边的电流为Iab，dc边的电流为Idc，有：

金属框受重力和安培力，处于静止状态，有：

联立三式解得：

⑵由⑴可得：

设导体杆切割磁感线产生的电动势为E，有：

E＝B1L1

设ad、dc、cb三边电阻串联后与ab边电阻并联的总电阻为R，则：

根据闭合电路欧姆定律，有：

联立解得：

17、解：

⑴方框质量

方框电阻

方框下落速度为v时，产生的感应电动势

感应电流

方框下落过程，受到重力G及安培力F，

，方向竖直向下

当F＝G时，方框达到最大速度，即v＝vm

则

方框下落的最大速度

⑵方框下落加速度为

时，有

，

则

方框的发热功率