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1、第四章过关检测(时间90分钟,满分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.关于电磁感应现象,下列说法中正确的是( ) A.只要有磁通量穿过电路,电路中就有感应电流 B.只要闭合电路在做切割磁感线运动,电路中就有感应电流 C.只要穿过闭合电路的磁通量足够大,电路中就有感应电流 D.只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,电路中就有感应电流 2.电磁感应现象揭示了电和磁之间的内在联系,根据这一发现,发明了许多电气设备,下列用电器中,哪个没有利用电
2、磁感应原理( ) A.动圈式话筒B.白炽灯泡 C.磁带录音机D.日光灯镇流器 3.两个闭合的金属环穿在一根光滑的绝缘杆上,如图所示,当条形磁铁的S极自右向左插向圆环时,环的运动情况是( ) A.两环同时向左移动,间距增大 B.两环同时向左移动,间距变小 C.两环同时向右移动,间距变小 D.两环同时向左移动,间距不变 4.水平放置的金属框架cdef处于如图所示的匀强磁场中,金属棒ab处于粗糙的框架上且接触良好,从某时刻开始,磁感应强度均匀增大,金属棒ab始终保持静止,则( ) A.ab中电流增大,ab棒所受摩擦力也增大 B.ab中电流不变,ab棒所受摩擦力增大 C.ab中电流不变,ab棒所受摩擦
3、力增大 D.ab中电流增大,ab棒所受摩擦力不变 5.如图所示,使一个铜盘绕其竖直的轴OO转动,且假设摩擦等阻力不计,转动是匀速的。现把一个蹄形磁铁移近铜盘,则( ) A.铜盘转动将变慢 B.铜盘转动将变快 C.铜盘仍以原来的转速转动 D.铜盘的转动速度是否变化,要根据磁铁的上下两端的极性来决定 6.如图所示,圆环a和b的半径之比为1,且是由粗细相同的同种材料的导线构成,连接两环的导线电阻不计,匀强磁场的磁感应强度始终以恒定的变化率变化,那么,当只有a环置于磁场中与只有b环置于磁场中两种情况下,A、B两点的电势差之比为 ( ) A.11B.21C.31D.41 7.在如图所示的电路中,a A.
4、合上开关,a先亮,b逐渐变亮;断开开关,a 、b为两个完全相同的灯泡。L为自感线圈，E为电源，S为开关。关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序，下列说法正确的是A. 合上开关,a先亮,b逐渐变亮;断开开关,a 、b同时熄灭B.合上开关,b先亮,a逐渐变亮;断开开关,a先熄灭,b后熄灭 C.合上开关,b先亮,a逐渐变亮;断开开关,a 、b同时熄灭D.合上开关,a 、b同时亮；断开开关，b先熄灭，a后熄灭8.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、和。下列判断正确的是( ) A.B. C.D. 9.
5、如图所示,粗细均匀、电阻为r的金属圆环放在匀强磁场中,磁感应强度为B,圆环直径为l,另一长为l,电阻为r/2的金属棒ab放在圆环上,接触电阻不计。当ab棒以向左运动到图示虚线位置时,金属棒两端电势差为( ) A.B. C.D. 10.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,以为线框中的电动势E的正方向,以下四个E-t关系示意图中正确的是 ( ) 二、填空题(共2小题,每题8分,共16分
6、) 11.如图所示为”研究电磁感应现象”演示实验的实验装置。 (1)将图中所缺的导线连接完整。 (2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么合上开关后。 A.将原线圈迅速插入副线圈时,电流计指针向右偏转一下 B.将原线圈插入副线圈后,电流计指针一直偏在零点右侧 C.将原线圈插入副线圈后,将滑动变阻器滑片迅速向左拉时,电流计指针向右偏转一下 D.将原线圈插入副线圈后,将滑动变阻器滑片迅速向左拉时,电流计指针向左偏转一下 解答:(1)如下图所示 (2)闭合开关与原线圈插入副线圈一样是使副线圈内的磁通量增加,电流计指针向右偏一下,当电路稳定后无感应电流,指针指在中央;滑片左移将使电流
7、减小,副线圈中磁通量减小,电流计的指针向左偏转一下。选项A、D正确。 12.(1)在水平桌面上放一闭合铝环,如图甲所示,当其正上方的一条形磁铁向下运动时,圆环将有趋势(填”收缩”“扩张”),对桌面的压力将(填”增大”“减小”或”不变”)。 (2)如图乙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,当接通电键瞬间,将看到整个圆盘(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 解析:(1)由楞次定律的推广含义,磁铁向下运动,穿过圆环的磁通量增加,那么圆环必有向里收缩及向下运
8、动的趋势,以阻碍磁通量的增加,对桌面的压力增大。 (2)当电键S闭合的瞬间,根据右手螺旋定则在螺线管内产生竖直向下的磁场,瞬间磁场的出现,在其周围产生逆时针方向的感应电场,对圆盘上的小球产生顺时针方向的电场力,故此圆盘顺时针方向转动,S闭合之后电流不变,其产生的磁场也不变,所以其周围不再有感应电场,所以圆盘只是在S闭合瞬间转动一下,综上所述,选项A正确。 答案:(1)收缩 增大 (2)A 三、计算、论述题(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.(8分)有一面积为S=100 匝数为n=100匝的
9、金属环,总电阻为R=0.1 ,环中有匀强磁场,方向垂直于圆环面,磁感应强度变化规律如图所示。求: (1)圆环中产生的感应电动势的大小; (2)在2 s3 s内流过导线横截面的电荷量。 解析:(1)根据法拉第电磁感应定律得 代入数据得E=0.1 V。 (2)因为 q=It 代入数据得在2 s3 s内流过导线横截面的电荷量 q=1 C。(也可以直接利用求解) 答案:(1)0.1 V (2)1 C 14.(10分)均匀导线制成的单匝正方形闭合线框abcd,每边长为L,总电阻为R,总质量为m。将其置于磁感强度为B的水平匀强磁场上方h处,如图所示。线框由静止自由下落,线框平面保持在竖直平面内,且cd边始
10、终与水平的磁场边界平行。当cd边刚进入磁场时, (1)求线框中产生的感应电动势大小; (2)求cd两点间的电势差大小; (3)若此时线框加速度恰好为零,求线框下落的高度h所应满足的条件。 解析:(1)cd边刚进入磁场时,线框速度 线框中产生的感应电动势E=BLv=BL。 (2)此时线框中电流 cd两点间的电势差。 (3)安培力 根据牛顿第二定律mg-F=ma,由a=0 解得下落高度满足。 答案:(1)BL 15.(12分)固定在匀强磁场中的正方形导线框abcd,边长为L,其中ab是一段电阻为R的均匀电阻丝,其余三边均为电阻可忽略的铜线,磁场的磁感应强度为B,方向垂直纸面向里,现有一与ab段的材
11、料、粗细、长度都相同的电阻丝PQ架在导线框上,以恒定的速度v从ad滑向bc,如图所示。当PQ滑过的距离时,通过aP段电阻丝的电流是多大? 解析:由于PQ棒切割磁感线产生感应电动势E=BLv,相当于直流电路中的电源,画出其等效电路如右图所示。 则根据闭合回路欧姆定律,有 即流过aP段电阻丝的电流为。 答案: 16.(14分)如图所示,半径为a的圆形区域内有匀强磁场,磁感应强度B=0.2 T,磁场方向垂直纸面向里,半径为b的金属圆环与磁场同心地放置,磁场与环面垂直,其中a=0.4 m,b=0.6 m,金属环上分别接有灯、L两灯的电阻均为2 。一金属棒MN与金属环接触良好,棒与环的电阻均不计。 (1)若棒以 m/s的速率在环上向右匀速滑动,求棒滑过圆环直径OO的瞬间,MN中的电动势和流过L的电流; (2)撤去中间的金属棒MN,将右边的半圆环OL以OO为轴向上翻转90,若此后磁场随时间均匀变化,其变化率为T/s,求L的功率。 解析:(1)棒做切割磁感线运动时,切割磁感线的部分导体相当于等效电源,所以MN中产生的感应电动势为v=0.0.V=0.8 V 该装置的等效电路为与L并联,所以流过灯L的电流.4 A。 (2)根据法拉第电磁感应定律得 V=0.32 V。 流过L的电流。所以L的功率. W。 答案:(1)0.8 V 0.4 A (2)1. W
