D.E2=E3,I2沿逆时针方向,I3沿顺时针方向
4.如图所示,先后以恒定的速度v1和v2把一个正方形金属线框水平拉出有界匀强磁场区域,且v1=2v2,则在先后两种情况( )
A.线框中的感应电动势之比E1∶E2=2∶1
B.线框中的感应电流之比I1∶I2=1∶2
C.线框中产生的热量之比Q1∶Q2=1∶4
D.通过线框某截面的电荷量之比q1∶q2=2∶1
5.
如图所示,两根平行金属导轨置于水平面内,导轨之间接有电阻R.金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触,整个装置放在匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下.现使磁感应强度随时间均匀减小,ab始终保持静止,下列说法正确的是( )
A.ab中的感应电流方向由b到a
B.ab中的感应电流逐渐减小
C.ab所受的安培力保持不变
D.ab所受的静摩擦力逐渐减小
6.如图所示,有一个等腰直角三角形的匀强磁场区域其直角边长为L,磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度大小为B.边长为L、总电阻为R的正方形导线框abcd,从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速穿过磁场区域.取沿abcda的感应电流为正,则表示线框中电流i随bc边的位置坐标x变化的图象正确的是( )
7.如图甲所示,一个匝数n=100的圆形导体线圈,面积S1=0.4m2,电阻r=1Ω.在线圈中存在面积S2=0.3m2的垂直线圈平面向外的匀强磁场区域,磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示.有一个R=2Ω的电阻,将其两端a、b分别与图甲中的圆形线圈相连接,b端接地,则下列说法正确的是( )
A.圆形线圈中产生的感应电动势E=6V
B.在0~4s时间内通过电阻R的电荷量q=8C
C.设b端电势为零,则a端的电势φa=3V
D.在0~4s时间内电阻R上产生的焦耳热Q=18J
8.(多选)在甲乙所示的电路中,电阻R和自感线圈L的阻值都很小,且小于灯泡A的电阻,接通S,使电路达到稳定,灯泡A发光,则( )
A.在电路甲中,断开S后,A将逐渐变暗
B.在电路甲中,断开S后,A将先变得更亮,然后才逐渐变暗
C.在电路乙中,断开S后,A将逐渐变暗
D.在电路乙中,断开S后,A将先变得更亮,然后才逐渐变暗
9.(多选)如图甲所示,电阻不计且间距L=1m的光滑平行金属导轨竖直放置,上端接一阻值
R=2Ω的电阻,虚线OO′下方有垂直于导轨平面向里的匀强磁场,现将质量m=0.1kg、电阻不计的金属杆ab从OO′上方某处由静止释放.金属杆在下落的过程中与导轨保持良好接触且始终水平.已知杆ab进入磁场时的速度v0=1m/s,下落0.3m的过程中加速度a与下落距离h的关系图象如图乙所示,g取10m/s2,则( )
A.匀强磁场的磁感应强度为2T
B.杆ab下落0.3m时金属杆的速度为1m/s
C.杆ab下落0.3m的过程中R上产生的热量为0.2J
D.杆ab下落0.3m的过程中通过R的电荷量为0.25C
10.(多选)如图所示,竖直平行金属导轨MN、PQ上端接有电阻R,金属杆ab质量为m,跨在平行导轨上,垂直导轨平面的水平匀强磁场的磁感应强度为B,不计ab与导轨电阻及一切摩擦,ab与导轨垂直且接触良好.若ab杆在竖直向上的外力F作用下匀速上升,则以下说法正确的是( )
A.拉力F所做的功等于电阻R上产生的热量
B.杆ab克服安培力做的功等于电阻R上产生的热量
C.电流所做的功一定等于重力势能的增加量
D.拉力F与重力做功的代数和等于电阻R上产生的热量
二、填空题(本题共3小题,共计18分)
11.(6分)为判断线圈绕向,可将灵敏电流计G与线圈L连接,如图所示.已知线圈由a端开始绕至b端:
当电流从电流计G的左端流入时,指针向左偏转.
(1)将磁铁的N极向下从线圈上方竖直插入线圈L时,发现电流计的指针向左偏转.俯视线圈,其线圈绕向为________(选填“顺时针”或“逆时针”).
(2)当条形磁铁从图中的虚线位置向右远离线圈L时,发现电流计的指针向右偏转.俯视线圈,其线圈绕向为________(选填“顺时针”或“逆时针”).
12.(6分)如图所示为“研究电磁感应现象”的实验装置.
(1)将图中所缺的导线补接完整;
(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏转一下,那么合上开关后可能出现的情况有:
A.将线圈A迅速插入线圈B时,灵敏电流计指针将________.
B.线圈A插入线圈B后,将滑动变阻器的滑片迅速向左滑动,灵敏电流计指针________.
13.(6分)如图甲所示线圈的匝数n=100匝,横截面积S=50cm2,线圈总电阻r=10Ω,沿轴向有匀强磁场,设图示磁场方向为正,磁场的磁感应强度随时间按如图乙所示规律变化,则在时间t=0.1s时磁通量的变化率为,在a、b间接一个理想电流表时,电流表的示数为。
《电磁感应》单元检测
Ⅱ卷(60分)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
二、填空题(共3小题,合计14分)
11.(4分)、
12.(4分)、
13.(6分)、
三、计算题(本题共4小题,共46分。
要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)
14.(12分)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,求:
(1)cd边刚进入磁场时,ab两端的电势差,并指明哪端电势高
(2)线框穿过磁场的过程中,线框中产生的焦耳热
(3)在图乙中画出ab两端电势差Uab随距离x变化的图象(其中U0=BLv).
15.(12分)如图所示,匝数N=100匝、横截面积S=0.2m2、电阻r=0.5Ω的圆形线圈MN处于垂直纸面向里的匀强磁场内,磁感应强度随时间按B=(0.6+0.02t)T的规律变化.处于磁场外的电阻R1=3.5Ω、R2=6Ω,电容C=30μF,开关S开始时未闭合,求:
(1)闭合S后,线圈两端M、N两点间的电压UMN;
(2)闭合S一段时间后又断开S,则S断开后通过R2的电荷量为多少?
16.(10分)如图所示,一对平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道相距L=1m,两轨道之间用R=3Ω的电阻连接,一质量m=0.5kg、电阻r=1Ω的导体杆与两轨道垂直,静止放在轨道上,轨道的电阻可忽略不计。
整个装置处于磁感应强度B=2T的匀强磁场中,磁场方向垂直轨道平面向上,现用水平拉力沿轨道方向拉导体杆,当拉力达到最大时,导体杆开始做匀速运动,当位移s=2.5m时撤去拉力,导体杆又滑行了一段距离s′后停下,在滑行s′的过程中电阻R上产生的焦耳热为12J。
求:
(1)拉力F作用过程中,通过电阻R上的电量q。
(2)导体杆运动过程中的最大速度vm。
17.(12分)轻质细线吊着一质量为m=0.32kg、边长为L=0.8m、匝数n=10的正方形线圈,总电阻为r=1Ω.边长为
的正方形磁场区域对称分布在线圈下边的两侧,如图甲所示,磁场方向垂直纸面向里,大小随时间变化关系如图乙所示,从t=0开始经t0时间细线开始松弛,取g=10m/s2.求:
(1)在前t0时间内线圈中产生的电动势;
(2)在前t0时间内线圈的电功率;
(3)t0的值.
《电磁感应》单元检测二次过关
1.(单选)如图,一个半径为L的半圆形硬导体AB以速度v在水平U型框架上匀速滑动,匀强磁场的磁感应强度为B,回路电阻为R0,半圆形硬导体AB的电阻为r,其余电阻不计,则半圆形导体AB切割磁感线产生感应电动势的大小及AB之间的电势差分别为( )
A.
B.
C.
D.
2.(单选)我国已经制定了登月计划.假如宇航员登月后想探测一下月球表面是否有磁场,他手边有一只灵敏电流表和一个小线圈,则下列推断正确的是( )
A.直接将电流表放于月球表面,看是否有示数来判断磁场的有无
B.将电流表与线圈组成回路,使线圈沿某一方向运动,如电流表无示数,则可判断月球表面无磁场
C.将电流表与线圈组成闭合回路,使线圈沿某一方向运动,如电流表有示数,则可判断月球表面有磁场
D.将电流表与线圈组成闭合回路,使线圈在某一平面内沿各个方向运动,如电流表无示数,则可判断月球表面无磁场
3.(单选)穿过闭合回路的磁通量φ随时间t变化的图象分别如图①~④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①中,回路产生的感应电动势恒定不变
B.图②中,回路产生的感应电动势一直在变大
C.图③中,回路在0~t1时间内产生的感应电动势小于在t1~t2时间内产生感应电动势
D.图④中,回路产生的感应电动势先变小后变大
4.(多选)在如图甲所示的虚线框内有匀强磁场,设图示磁场方向为正,磁感应强度随时间变化规律如图乙所示.边长为L,电阻为R的正方形均匀线框abcd有一半处在磁场中,磁场方向垂直于线框平面,此时线框ab边的发热功率为P,则下列说法正确的是( )
A.磁感应强度B0=
B.线框中感应电流为I=2
C.线框cd边的发热功率为P
D.a端电势高于b端电势
5.(多选)如图所示,AB是两盏完全相同的白炽灯,L是自感线圈,已知L的电阻值小于A灯、B灯的电阻值。
如果断开电键S1,闭合S2,A、B两灯都能发光。
如果最初S1是闭合的S2是断开的。
那么,可能出现的情况是()。
A:
刚一闭合S2,A灯立即变亮,而B灯则延迟一段时间才亮
B:
刚闭合S2时,线圈L中的电流为零
C:
闭合S2以后,A灯变亮,B灯由亮变暗
D:
再断开S2时,A灯立即熄灭,B灯先亮一下然后熄灭
6.如图所示:
宽度L=1m的足够长的U形金属框架水平放置,框架处在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=1T,框架导轨上放一根质量m=0.2kg、电阻R=1.0Ω的金属棒ab,棒ab与导轨间的动摩擦因数μ=0.5,现用功率恒为6w的牵引力F使棒从静止开始沿导轨运动(ab棒始终与导轨接触良好且垂直),当棒的电阻R产生热量Q=5.8J时获得稳定速度,此过程中,通过棒的电量q=2.8C(框架电阻不计,g取10m/s2)。
问:
(1)ab棒达到的稳定速度多大?
(2)ab棒从静止到稳定速度的时间多少?