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1、安全教育学习是提高员工安全防范意识的重要措施。“百日安全活动”开展以来，保卫部从自身着手对本部门所有员工开展集中安全教育培训阶段验收评估（一） 电磁感应(时间：50分钟满分：100分)一、选择题(共8小题，每小题6分，共48分，第15题只有一项符合题目要求，第68题有多项符合题目要求，全都选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1.如图1所示是电磁炉的工作原理示意图，炉子的内部有一个金属线圈，当变化的电流通过线圈时，会产生变化的磁场，使铁质锅底产生电磁感应，从而能起到加热食物的作用。这种加热方式，能减少热量传递的中间环节，可大大提升制热效率，比传统炉具(电炉、气炉)节省能源一半以上，
2、且炉面无明火，无烟、无废气，电磁火力强劲，安全可靠。以下关于电磁炉工作原理的说法中正确的是()图1A变化的电流通过线圈，会产生变化的磁场，这属于电磁感应现象B电磁炉是利用变化的磁场产生涡流，铁质锅底迅速升温，进而对锅内食物加热的C电磁炉是利用变化的磁场在食物中产生涡流对食物加热D电磁炉工作过程中是将电能直接转化为食物的内能解析：选B电磁炉的工作原理是利用电流通过线圈产生磁场(这是电流的磁效应)，变化的磁场在铁质锅底会产生感应电流，所产生的涡流会使锅底产生热效应，从而起到加热食物的作用。可以看出，在电磁炉工作过程中能量的转化为电能磁能电能内能。综上所述，选项B正确。2.如图2所示的匀强磁场中有一
3、个矩形闭合导线框，在下列四种情况下，线框中会产生感应电流的是()图2A线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中左右运动B线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中上下运动C线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线AB转动D线框绕位于线框平面内且与磁感线平行的轴线CD转动解析：选C四种情况中初始位置线框均与磁感线平行，磁通量为零，线框按A、B、D三种情况移动后，线框仍与磁感线平行，磁通量保持为零不变，线框中不产生感应电流。C项中线框转动后，穿过线框的磁通量不断发生变化，所以产生感应电流，C项正确。3.如图3所示，平行导轨间有一矩形的匀强磁场区域，细金属棒PQ沿导轨从MN处匀速运动到MN的过程中，棒上感
4、应电动势E随时间t变化的图像，可能正确的是()图3解析：选A导线做匀速直线运动切割磁感线时，EBlv，是常数。金属棒只有进入磁场中才切割磁感线，一开始没有切割，最后一段也没有切割，没有电动势，只有中间过程切割磁感线，才有感应电动势，而且由于是匀速切割，故产生的感应电动势为定值。故A选项正确。4(2015江苏高考)如图4所示，用天平测量匀强磁场的磁感应强度。下列各选项所示的载流线圈匝数相同，边长MN相等，将它们分别挂在天平的右臂下方。线圈中通有大小相同的电流，天平处于平衡状态。若磁场发生微小变化，天平最容易失去平衡的是()图4解析：选A磁场发生微小变化时，因各选项中载流线圈在磁场中的面积不同，由
5、法拉第电磁感应定律En n 知载流线圈在磁场中的面积越大，产生的感应电动势越大，感应电流越大，载流线圈中的电流变化越大，所受的安培力变化越大，天平越容易失去平衡，由题图可知，选项A符合题意。5.如图5所示，纸面内有一矩形导体闭合线框abcd，ab边长大于bc边长，置于垂直纸面向里、边界为MN的匀强磁场外，线框两次匀速地完全进入磁场，两次速度大小相同，方向均垂直于MN。第一次ab边平行MN进入磁场，线框上产生的热量为Q1，通过线框导体横截面的电荷量为q1；第二次bc边平行MN进入磁场，线框上产生的热量为Q2，通过线框导体横截面的电荷量为q2，则()图5AQ1Q2，q1q2BQ1Q2，q1q2CQ
6、1Q2，q1q2 DQ1Q2，q1q2解析：选A设线框相邻两边边长分别为l1、l2，线框中产生的热量QI2Rt2Rl1，由于ab边长大于bc边长，所以Q1Q2。通过线框导体横截面的电荷量qtt，故q1q2，A选项正确。6.某线圈在匀强磁场中匀速转动，穿过它的磁通量随时间的变化规律可用如图6表示，那么在图中()图6At1和t3时刻，穿过线圈磁通量的变化率最大Bt2时刻，穿过线圈的磁通量变化率为零Ct3时刻，线圈中的感应电动势为零Dt4时刻，线圈中的感应电动势达到最大值解析：选CDt1、t3两个时刻是穿过线圈磁通量最大的时刻，该时刻磁通量的变化率为零，即线圈中的感应电动势为零，所以选项A错，C对。
7、t2、t4两个时刻是穿过线圈的磁通量为零却是变化率最大的时刻，即线圈中感应电动势最大，选项B错，D对。7.1824年，法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”。实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图7所示。实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后。下列说法正确的是()图7A圆盘上产生了感应电动势B圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动C在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化D圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场导致磁针转动解析：选AB当圆盘转动时，圆盘的半径
8、切割磁针产生的磁场的磁感线，产生感应电动势，选项A正确；铜圆盘上存在许多小的闭合回路，当圆盘转动时，穿过小的闭合回路的磁通量发生变化，回路中产生感应电流，根据楞次定律，感应电流阻碍其相对运动，但抗拒不了相对运动，故磁针会随圆盘一起转动，但略有滞后，选项B正确；在圆盘转动过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量始终为零，选项C错误；圆盘呈电中性，不会形成环形电流，选项D错误。8如图8所示，相距L的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为，上端接有定值电阻R，匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为B。将质量为m的导体棒由静止释放，当速度达到v时开始匀速运动，此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力，
9、并保持拉力的功率恒为P，导体棒最终以2v的速度匀速运动。导体棒始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨和导体棒的电阻，重力加速度为g。下列选项正确的是()图8AP2mgvsin BP3mgvsin C当导体棒速度达到时加速度大小为sin D在速度达到2v以后匀速运动的过程中，R上产生的焦耳热等于拉力所做的功解析：选AC当导体棒第一次匀速运动时，沿导轨方向有mgsin ；当导体棒第二次达到最大速度时，沿导轨方向有Fmgsin ，得Fmgsin ，此时拉力F的功率PF2v2mgvsin ，选项A正确，B错误。当导体棒的速度达到时，沿导轨方向有mgsin ma，解得agsin ，选项C正确。导体棒的速度达
10、到2v以后，拉力与重力的合力所做的功全部转化为R上产生的焦耳热，选项D错误。二、计算题(共3小题，共52分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)9(16分)如图9所示，水平放置的U形光滑导轨足够长，处在磁感应强度B5 T的匀强磁场中，导轨宽度l0.2 m，可动导体棒ab质量m2.0 kg，电阻R0.1 ，其余电阻可忽略，现在水平外力F10 N的作用下，由静止开始运动了s40 cm后，速度达到最大，求棒ab由静止达到最大速度过程中，棒ab上产生的热量Q为多少？图9解析：当棒达到最大速度vm时，有FBIlvm m/s1.0 m/s。由功能关系：Fsmvm2Q所以a
11、b棒上产生的热量QFsmvm2100.4 J212 J3 J。答案：3 J10(18分)如图10所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，设导体棒Oa可以以点O为中心转动，而另一端a刚好搭在光滑的半圆形金属导轨上，Oa长为l且以角速度匀速转动，在Ob间接入一阻值为R的电阻，不计其他电阻。试求：图10(1)Oa中产生的感应电动势；(2)流过R的电流；(3)所需外力的功率。解析：(1)Oa中产生的感应电动势为EBlvBl。(2)回路中的电流为I。(3)回路中消耗的功率等于外力做功的功率，为P。答案：(1)(2)(3)11(18分)做磁共振(MRI)检查时，对人体施加的磁场发生变化时会在肌肉组织中产生感应
12、电流。某同学为了估算该感应电流对肌肉组织的影响，将包裹在骨骼上的一圈肌肉组织等效成单匝线圈，线圈的半径r5.0 cm，线圈导线的截面积A0.80 cm2，电阻率1.5 m。如图11所示，匀强磁场方向与线圈平面垂直，若磁感应强度B在0.3 s内从1.5 T均匀地减为零，求：(计算结果保留一位有效数字)图11(1)该圈肌肉组织的电阻R；(2)该圈肌肉组织中的感应电动势E；(3)0.3 s内该圈肌肉组织中产生的热量Q。解析：(1)由电阻定律得R，代入数据得R6103 。(2)感应电动势E，代入数据得E4102 V。(3)由焦耳定律得Qt，代入数据得Q8108 J。答案：(1)6103 (2)4102 V(3)8108 J在治安防范工作中保卫部要求治安员按照“全覆盖、零容忍”的工作原则，明确责任、清晰目标，坚持对重点要害部位进行“地毯式”巡查
