解析：
从题图乙中可得穿过线圈的磁通量随时间在不断增加，根据楞次定律，通过安培定则，可得感应电流的方向为从b→a，则感应电流电动势的方向从b→a，即Ua>Ub，根据法拉第电磁感应定律得：
E＝n
＝50×
V＝10V.
答案：
B
8．如图所示，固定放置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d，其右端接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B的匀强磁场中．一质量为m（质量分布均匀）的导体杆ab垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为μ.现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距离l时，速度恰好达到最大（运动过程中杆始终与导轨保持垂直）．设杆接入电路的电阻为r，导轨电阻不计，重力加速度大小为g．则此过程（ ）
A．杆的速度最大值为
B．流过电阻R的电量为
C．恒力F做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量
D．恒力F做的功与安培力做的功之和大于杆动能的变化量
解析：
分析杆受力F－μmg＝
，可得v＝
，A错；流过电阻R的电量Q＝
·Δt＝
，B对；恒力F做功与摩擦力做功之和应等于杆动能的增量和安培力做功．
答案：
BD
9．照明电路中，为了安全，一般在电能表后面电路上安接一漏电保护器，如下图所示，当漏电保护器的e、f两端未接有电压时，脱扣开关K能始终保持接通，当e、f两端有一电压时，脱扣开关K立即断开，下列说法错误的是（ ）
A．站在地面上的人触及b线时（单线接触电），脱扣开关会自动断开，即有触电保护作用
B．当用户家的电流超过一定值时，脱扣开关会自动断开，即有过流保护作用
C．当相线和零线间电压太高时，脱扣开关会自动断开，即有过压保护作用
D．当站在绝缘物上的带电工作的人两手分别触到b线和d线时（双线触电）脱扣开关会自动断开，即有触电保护作用
解析：
站在地面上的人触及b线时，使得相线中电流有一部分通过人体导入地下，由于零线和相线中电流不再相等，使得变压器铁芯中的磁通量发生变化，则线圈中产生感应电流，脱扣开关控制器使脱扣开关断开而切断电源，A对；用户家的电流超过一定值时或者相线和零线间电压太高时，相线和零线中电流一去一回，使变压器铁芯中的磁通量相互抵消，不会在下面的线圈中产生感应电动势，e、f两端没有电压，脱扣开关不会断开，B、C错；当站在绝缘物上的带电工作的人两手分别触到b线和d线时，就跟多接一个电灯一样，脱扣开关不会自动断开，不会起到触电保护作用，D错．
答案：
BCD
10．如图所示，在一长直导线右侧放一矩形线框abcd，导线中通有稳恒电流I，现将线框由位置Ⅰ移动到位置Ⅱ，第一次是平移，第二次是以dc边为轴旋转180°，两次线框中产生的感应电荷量分别为Q1和Q2，则（ ）
A．Q1＞Q2
B．Q1＝Q2
C．Q1＜Q2
D．无法确定Q1与Q2的大小关系
解析：
设位置Ⅰ线框的磁通量为Φ1，位置Ⅱ线框的磁通量为Φ2，则当平移时ΔΦ1＝Φ1－Φ2；当以dc边为轴转动180°时，ΔΦ2＝Φ1＋Φ2.又Q＝n
，ΔΦ2＞ΔΦ1，故Q2＞Q1，选项C正确．
答案：
C
第Ⅱ卷（非选择题，共60分）
二、填空题（每小题8分，16分）
11．如图所示为上海某校操场上，两同学相距L为10m左右，在东偏北，西偏南11°的沿垂直于地磁场方向的两个位置上，面对面将一并联铜芯双绞线，像甩跳绳一样摇动，并将线的两端分别接在灵敏电流计上，双绞线并联后的电阻R约为2Ω，绳摇动的频率配合节拍器的节奏，保持频率在2Hz左右．如果同学摇动绳子的最大圆半径h约为1m，电流计读数的最大值I约为3mA.
（1）试估算地磁场的磁感应强度的数量级为________；数学表达式B＝________.（由R，I，L，f，h等已知量表示．）
（2）将两人站立的位置，改为与刚才方向垂直的两点上，那么电流计读数约为________．
解析：
摇动绳子的过程中，绳切割地磁场，当摆动速度与地磁场垂直时，感应电动势最大，电流最大．由E＝BLv，v＝ωh，ω＝2πf，E＝IR，得B＝
.
答案：
（1）5×10－5T
（2）0
12．如图所示的光控电路用发光二极管LED模仿路灯，RG为光敏电阻，当有较强的光照在RG上，二极管________．如果要想在天更暗时路灯才会亮，应将R1的阻值调________．
答案：
熄灭 大
三、计算题（共4小题，13题10分，14题10分，15题12分，16题12分，共44分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13．如图所示，图甲为热敏电阻的R－t图象，图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路，继电器线圈的电阻为150Ω.当线圈中的电流大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸合．为继电器线圈供电的电池的电动势E＝6V，内阻可以不计．图中的“电源”是恒温箱加热器的电源．
（1）应该把恒温箱内的加热器接在A、B端还是C、D端？
（2）如果要使恒温箱内的温度保持100℃，可变电阻R′的值应调节为多少？
解析：
（1）应将加热器接在A、B端。
（2）由甲图查出热敏电阻在100℃时，电阻值为50Ω，依据欧姆定律可计算出可变电阻R′的阻值应调节为100Ω.
14．如图所示，匝数N＝100匝、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＋0.02tT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和电阻R2消耗的电功率；
（2）闭合S一段时间后又打开S，则S断开后通过R2的电荷量为多少？
解析：
（1）线圈中的感应电动势
E＝N
＝N
S＝100×0.02×0.2V＝0.4V
通过电源的电流
I＝
＝
A＝0.04A
线圈两端M、N两点间的电压
UMN＝E－Ir＝0.4V－0.04×0.5V
＝0.38V
电阻R2消耗的电功率
P2＝I2R2＝0.04×0.04×6W＝9.6×10－3W.
（2）闭合S一段时间后，电路稳定，电容器C相当于开路，其两端电压UC等于R2两端的电压，即
UC＝IR2＝0.04×6V＝0.24V
电容器充电后所带电荷量为
Q＝CUC＝30×10－6×0.24C
＝7.2×10－6C
当S再断开后，电容器通过电阻R2放电，通过R2的电荷量为7.2×10－6C.
答案：
（1）UMN＝0.38V P2＝9.6×10－3W
（2）Q＝7.2×10－6C
15．（2010·江苏卷）如图所示，两足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距为L，一理想电流表与两导轨相连，匀强磁场与导轨平面垂直．一质量为m、有效电阻为R的导体棒在距磁场上边界h处由静止释放．导体棒进入磁场后，流经电流表的电流逐渐减小，最终稳定为I.整个运动过程中，导体棒与导轨接触良好，且始终保持水平，不计导轨的电阻．求：
（1）磁感应强度的大小B；
（2）电流稳定后，导体棒运动速度的大小v；
（3）流经电流表电流的最大值Im.
解析：
（1）电流稳定后，导体棒做匀速运动
BIL＝mg ①
解得B＝
②
（2）感应电动势E＝BLv ③
感应电流I＝
④
由②③④式解得v＝
（3）由题意知，导体棒刚进入磁场时的速度最大，设为vm
机械能守恒
mvm2＝mgh
感应电动势的最大值Em＝BLvm
感应电流的最大值Im＝
，解得Im＝
答案：
（1）B＝
（2）v＝
（3）Im＝
16．如图所示为交流发电机示意图，匝数为n＝100匝的矩形线圈，边长分别为10cm和20cm，内阻为5Ω.在磁感应强度B＝0.5T的匀强磁场中绕OO′轴以50
rad/s的角速度匀速转动，线圈和外部20Ω的电阻R相接．求：
（1）S断开时，电压表示数；
（2）电键S合上时，电压表和电流表示数；
（3）为使R正常工作，R的额定电压是多少？
（4）通过电阻R的电流最大值是多少？
电阻R上所消耗的电功率是多少？
解析：
（1）感应电动势最大值
Em＝nBSω＝100×0.5×0.1×0.2×50
V＝50
V
S断开时，电压表示数为电源电动势的有效值
E＝
＝50V.
（2）电键S合上时，由全电路欧姆定律
I＝
＝
A＝2.0A
U＝IR＝2×20V＝40V
即电流表示数为2A，电压表示数为40V.
（3）额定电压即为电压有效值，故R的额定电压为40V.
（4）通过R中电流的最大值
Im＝
I＝2
A
电阻R上所消耗的电功率
P＝IU＝2×40W＝80W.
答案：
（1）50V
（2）40V 2A （3）40V
（4）2
A 80W
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