体系电磁感应通关确保难学生版.docx

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体系电磁感应通关确保难学生版

电磁感应通关

时间：

90分钟　　分值：

100分

一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确．全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）

1．如图所示是著名物理学家费曼设计的一个实验，在一块绝缘板中部安装一个线圈，并接有电源，板的四周有许多带负电的小球．整个装置悬挂起来，在接通开关瞬间，整个圆盘将（自上而下看）（　　）

A．顺时针转动一下　　　　B．逆时针转动一下

C．顺时针不断转动D．逆时针不断转动

2．信用卡的磁条中有一个个连续的相反极性的磁化区，每个磁化区代表了二进制数1或0，用以储存信息．刷卡时，当磁条以某一速度拉过信用卡阅读器的检测头时，在检测头的线圈中会产生变化的电压（如下图甲所示）．当信用卡磁条按图乙所示方向以该速度拉过阅读检测头时，在线圈中产生的电压随时间的变化关系正确的是（　　）

3．为了控制海洋中水的运动，海洋工作者有时依靠水流通过地磁场所产生的感应电动势测水的流速．某课外活动兴趣小组由四个成员甲、乙、丙、丁组成，前去海边某处测量水流速度．假设该处地磁场的竖直分量已测出为B，该处的水流是南北流向，问下列测定方法可行的是（　　）

A．甲将两个电极在水平面沿水流方向插入水流中，测出两极间距离L及与两极相连的测量电势差的灵敏仪器的读数U，则水流速度v＝

B．乙将两个电极在水平面上沿垂直水流方向插入水流中，测出两极间距离L及与两极相连的测量电势差的灵敏仪器的读数U，则水流速度v＝

C．丙将两个电极沿垂直海平面方向插入水流中，测出两极间距离L及与两极相连的测量电势差的灵敏仪器的读数U，则水流速度v＝

D．丁将两个电极在水平面上沿任意方向插入水流中，测出两极间距离L及与两极相连的测量电势差的灵敏仪器的读数U，则水流速度v＝

4．如图甲所示，一个电阻为R、面积为S的矩形导线框abcd，水平放置在匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，方向与ad边垂直并与线框平面成45°角，o、o′分别是ab边和cd边的中点．现将线框右半边obco′绕oo′逆时针旋转90°到图乙所示位置．在这一过程中，导线中通过的电荷量是（　　）

A.

B.

C.

D．0

5．（2011·江苏高考）如图所示，固定的水平长直导线中通有电流I，矩形线框与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行．线框由静止释放，在下落过程中（　　）

A．穿过线框的磁通量保持不变

B．线框中感应电流方向保持不变

C．线框所受安培力的合力为零

D．线框的机械能不断增大

6．如图所示，一个有弹性的金属环被一根橡皮绳吊于通电直导线的下方，当通电直导线中的电流I增大时，圆环的面积S和橡皮绳的长度L将（　　）

A．S增大，L变短

B．S增大，L变长

C．S减小，L变短

D．S减小，L变长

7．如图所示，当软铁棒沿螺线管轴迅速插入螺线管时，下列判断正确的是（　　）

A．灯变亮，R中有向右的电流

B．灯变暗，R中有向右的电流

C．灯亮度不变，R中无电流

D．灯变暗，R中有向左的电流

8．如图所示，竖直放置的金属框架处于水平匀强磁场中，有一长直金属棒可以沿金属框自由滑动．当ab由静止开始下滑一段时间后，合上开关S，则ab将做（　　）

A．匀速运动

B．加速运动

C．减速运动

D．无法确定

9．铁路上使用一种电磁装置向控制中心传输信号，以确定火车的位置．有一种磁铁能产生匀强磁场，被安装在火车首节车厢下面，如图所示（俯视图），当它经过安装在两铁轨之间的线圈时，便会产生一种电信号被控制中心接收到．当火车以恒定的速度通过线圈时，表示线圈两端的电压随时间变化的关系是图中的（　　）

10．如下图所示，有一边长为L的正方形导线框，质量为m，由高H处自由落下，其下边ab进入匀强磁场区后，线圈开始做减速运动，直到其上边cd刚刚穿出磁场时，速度减为ab边刚进入磁场时速度的一半，此匀强磁场的宽度也是L，则线框在穿越匀强磁场过程中产生的焦耳热为（　　）

A．2mgL

B．2mgL＋mgH

C．2mgL＋

mgH

D．2mgL＋

mgH

二、填空题（每小题6分，共12分）

11．单位长度电阻为ρ的裸导线制成一个直径为d的圆形回路，将此回路置于方向如图所示的磁场中，若磁场的磁感应强度随时间t的变化关系为B＝kt（k为常数），则电流表的示数为__________．

12．电磁流量计广泛应用于测量导电流体（如污水）在管中的流量（在单位时间内通过管内横截面的流体的体积）．如图所示为电磁流量计的示意图，由非磁性材料做成的圆管道，外加一匀强磁场，当管中的导电体液体流过此区域时，测出管壁上a、b两点间的电动势为E，就可以知道管中的液体的流量Q，即单位时间内流过管道横截面的液体体积（m3/s），已知管道直径为D，则D与E的关系为__________．

三、计算题（共4小题，13题10分，14题12分，15题12分，16题14分，共48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，线圈面积S＝1×10－5m2，匝数n＝100，两端点连接一电容器，其电容C＝20μF，线圈中磁场的磁感应强度按

＝0.1T/s增加，磁场方向垂直线圈平面向里，那么电容器所带电荷量为多少？

电容器的极板a带什么种类的电荷？

14．一个质量为m＝0.5kg、长为L＝0.5m、宽为d＝0.1m、电阻R＝0.1Ω的矩形线框，从h1＝5m的高度由静止自由下落，如图所示．然后进入匀强磁场，刚进入时由于磁场力的作用，线框刚好做匀速运动（磁场方向与线框平面垂直，g取10m/s2）．

（1）求磁场的磁感应强度B；

（2）如果线框的下边通过磁场区域的时间t＝0.15s，求磁场区域的高度h2.

15．（2011·天津高考）如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨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B＝0.2T，棒ab在平行于导轨向上的力F作用下，沿导轨向上匀速运动，而棒cd恰好能够保持静止．

取g＝10m/s2，问

（1）通过棒cd的电流I是多少，方向如何？

（2）棒ab受到的力F多大？

（3）棒cd每产生Q＝0.1J的热量，力F做的功W是多少？

16．如图，一直导体棒质量为m、长为l、电阻为r，其两端放在位于水平面内间距也为l的光滑平行导轨上，并与之密接；棒左侧两导轨之间连接一可控制的负载电阻（图中未画出）；导轨置于匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于导轨所在平面．开始时，给导体棒一个平行于导轨的初速度v0.在棒的运动速度由v0减小至v1的过程中，通过控制负载电阻的阻值使棒中的电流强度I保持恒定．导体棒一直在磁场中运动．若不计导轨电阻，求此过程中导体棒上感应电动势的平均值和负载电阻上消耗的平均功率．