高中学生学科素质训练

　

高三新课程物理测试题—电磁感应（12）

一、选择题：共12小题，每小题4分，共48分

1．如图所示，通电直导线垂直穿过闭合线圈的中心，那么　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　）

A．当导线中电流增大时，线圈中有感应电流

B．当线圈左右平动时，线圈中有感应电流

C．当线圈上下平动时，线圈中有感应电流

D．以上各种情况都不会产生感应电流

2．图为地磁场磁感线的示意图，在北半球地磁场的竖直分量向下。飞机在我国上空巡航，机翼保持水平，飞行高度不变。由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差。设飞行员左方机翼末端处的电势为，右方机翼末端处的电势为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（　　）

①若飞机从东往西飞，比高

②若飞机从西往东飞，比高

③若飞机从南往北飞，比高

④若飞机从北往南飞，比高

　　　 A．①③　　　　　　　　　 B．②④　　　　　　　　　 C．①④　　　　　　　　　 D．②③

3．正方形有界的匀强磁场中放置一铝环，环面与磁感线垂直，环的最高点与正方形磁场的右上角重合，如图所示。第一次将环向右匀速拉出，第二次以同样速率将环向上匀速拉出，则两次在环中产生的感应电流　　　　　　　　　（　　）

A．第一次逐渐增加，第二次先减小后增加

B．第一次逐渐增加，第二次先增加后减小

C．第一次逐渐减小，第二次先增加后减小

D．第一次逐渐减小，第二次先减小后增加

4．如图所示，水平方向的磁场垂直于光滑曲面，闭合小金属环从高h的曲面上端无初速滑下，又沿曲面的另一侧上升，则 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　）

A．若是匀强磁场，环在左侧上升的高度小于h

B．若是匀强磁场，环在左侧上升的高度大于h

C．若是非匀强磁场，环在左侧上升高度等于h

D．若是非匀强磁场，环在左侧上升的高度小于h

5．如图所示，磁感应强度的方向垂直于轨道平面倾斜向下，当磁场从零均匀增大时，金属杆ab始终处于静止状态，则金属杆受到的静摩擦力将　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　）

A．逐渐增大

B．逐渐减小

C．先逐渐增大，后逐渐减小

D．先逐渐减小，后逐渐增大

6．如图所示，竖直放置的螺线管与导线abcd构成回路，导线所围区域内有一垂直纸面向里的变化的均匀磁场，螺线管下水平桌面上有一导体圆环。导线abcd所围区域内磁场的磁感应强度按图乙中哪一图线所表示的方式随时间变化时，导体圆环将受到向上的磁场作用力？　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　）

7．如图所示，虚线框abcd内为一矩形匀强磁场区域，ab=2bc，磁场方向垂直于纸面。实线框a′b′c′d′是一正方形导线框，a′b′边与ab边平行。若将导线框匀速地拉离磁场区域，以W₁表示沿平行于ab的方向拉出过程中

　　　 外力所做的功，W₂表示的同样速率沿平行于bc

　　　 的方向拉出过程中外力所做的功，则　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　）

A．W₁=W₂　　　　　　　 B．W₂=2W₁

C．W₁=2W₂　　　　　　 D．W₂=4W₁

8．2001年11月，我国第一条磁悬浮列车的导轨在上海浦东安装，图是磁悬浮的原型图，图中P是柱形磁铁，Q是用高温超导材料制成的超导圆环。将超导圆环Q水平放在磁铁P上，它就能在磁力的作用下悬浮在磁铁P的上方，下列叙述正确的是　　　　　　　　　

A．Q放入磁场的过程中，将产生感应电流，稳定后，感应电流消失

B．Q放入磁场的过程中，将产生感应电流，稳定后，感应电流仍存在

C．如果P的N极朝上，Q中感应电流的方向如图中箭头所指方向

D．如果P的S极朝上，Q中感应电流的方向与图中箭头所指方向相反

9．如图所示，一闭合线圈从高处自由落下，穿过一个有界的水平方向的匀强磁场区（磁场

　　　 方向与线圈平面垂直），线圈的一个边始终与磁场区的边界平行，且保持竖直的状态不

　　　 变。在下落过程中当线圈先后经过位置Ⅰ、Ⅱ、

Ⅲ时，其加速度的大小分别为、、　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　）

A．

B．

C．

D．

10．如图所示，电流表G的零刻度在正中央，S闭合后指针在零刻度左边。现断开S，则电流表　　　　　　　　　　　（　　）

A．指针逐渐回到零刻度

B．指针向左偏开一个更好的角度，然后逐渐回到零刻度

C．指针向零刻度的右边偏开一个角度，然后逐渐回到零刻度

D．指针先向零记得刻度右边偏开一个角度，然后向零刻度左

边偏离一个角度，再逐渐回到零刻度

11．图中MN、GH为平行导轨，AB、CD为跨在导轨上的两根横杆，导轨和横杆均为导体。有匀强磁场垂直于导轨所在平面，方向如图所示，用I表示回路中的电流　　　　　　　　　　　　　　 （　　）

A．当AB不动而CD右滑动时，1≠O，且沿顺时针方向

B．当AB向左、CD向右滑动且速度大小相等时，I=O

C．当AB、CD都向右滑动且速度大小相等时，I=O

D．当AB、CD都向右滑动，是AB速度大于CD时，I≠O

是沿逆时针方向

12．如图是种延时开关，当开关S₁闭合时，电磁铁F将衔铁D吸下，C线路接通，当开关S₁断开时，由于电磁感应作用，D将延迟一段时间才被释放，则　　　　　　　（　　）

①由于A线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用

②由于B线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用

③如开断开B线圈的开关S₂，无延时作用

④如开断开B线圈的开关S₂，延时将变长

A．①③　　　　　　　　　 B．②④　　　　　　　　　

C．①④　　　　　　　　　 D．②③

二、填空题：共5小题，每小题6分，共30分。

13．一矩形线圈从图中上、下两种位置（L>d>s）用同样速度

　　　 分别穿过匀强磁场，则上下两次通过线圈横截面的电量之

　　　 比为　　　　 ，产生的热量之比为　　　　 。

14．如图所示，两根平行且足够长的竖直金属导轨CD和EF间，

　　　 横跨一根金属杆MN，MN可在导轨上无摩擦地上下滑动。磁

　　　 感应强度为0.5T的水平匀强磁场垂直导轨所在平面。电池的

　　　 电动势为1.5V，内阻不计，除MN有电阻外，其余部分电阻

　　　 也不计。单刀双掷开关接通1—2时，MN棒恰好静止。若迅

　　　 速把开关接通1—3，那么在MN下落过程中，1秒内扫过的最大面积为　　　　m²

15．如图所示，一个直角三角形导线框放在匀强磁场中，磁场方

　　　 向垂直线框平面指向纸内，磁感应强度为B，ab=L。当线框

　　　 绕过b点的轴在纸面上顺时针以角速度ω转动时，线框中的

　　　 感应电流大小为　　　 ，ca两点的电势差为=　　　　。

16．一半径为r、质量为m、电阻为R的金属圆环，用一长为l的

　　　 绝缘细线悬挂于O点，在O点下方l/2处有水平方向的匀强磁

　　　 场，如图所示，拿着金属环使悬线水平，然后由静止释放，那

　　　 么金属环在整个运动过程中产生的焦耳热为　　　　　  。

17．用匀质导线做的正方形线框abcd，边长为L，以恒定的速率v

　　　 匀速通过一个宽度为2L的匀强磁场区，磁感应强度为B，磁

　　　 场方向与线框平面垂直。t=0时，ab边与磁场的右边界重合，

　　　 如图所示，试画出从t=0 到线框刚完全离开磁场时ab电势差

　　　 U_ab与t的关系图象。（在图上要标明坐标）

三、计算题：共5小题，共72分。

18．（14分）如图所示，两根水平放置的平行光滑导轨相距L=0.5m,其中一根导轨中段接有R=0.2Ω的电阻，磁感应强度B=0.5T，垂直导轨所在平面，质量均为m=1kg、电阻均为r=0.1Ω的两根金属棒ab和cd横置于导轨上，然后同时对两金属棒分别施以大小均为F=2.5N的方向相反的水平恒力。其他电阻不计，求运动过程中：

（1）两棒的最大加速度；

（2）两棒的最大速度。

19．（14分）如图所示，矩形线圈边长ab=5cm，ad=10cm，电阻为2Ω。磁场方向垂直线圈平面，磁感应强度沿正x轴均匀增加，且，若使线圈沿正x方向以v=2m/s的速度匀速运动，运动中ab边始终与y轴平行。求运动过程中水平拉力的功率。

20．（14分）如图所示，间距为L的两根长直平行导轨M、N所在平面与水平面夹角为θ，磁感应强度为B的匀强磁场垂直轨道平面。横跨的导体棒cd因为摩擦而处于静止状态，其质量为M。另一根导体棒ab质量为m，由静止开始沿轨道无摩擦由上方滑下，当沿轨道下滑距离为S时，达到最大速度。在ab下滑过程中，cd棒始终保持静止。两棒电阻匀为R，导轨电阻不计。求：

　　　 （1）当ab棒达到最大速度后，cd棒受到的摩擦力；

　　　 （2）从ab棒开始下滑到达到最大速度的过程中，ab与cd棒上产生的总热量。

21．（15分）如图所示，固定于水平桌面上的金属框架cdef处于竖直向下的匀强磁场中，金属棒ab搁在框架上，可无摩擦滑动，此时abed构成一个边长为L的正方形。棒的电阻为r，其余部分电阻不计。开始时磁感应强度为B₀。

　　　 （1）若从t=0时刻起，磁感应强度均匀增加，每秒增量为K，同时保持棒静止，求棒中的感应电流，并指明其方向。

　　　 （2）在上述（1）的情况中，始终保持棒静止，当t=t₁秒末时，需加的垂直于棒的水平

拉力为多大？

　　　 （3）若从t=0时记刻起，磁感应强度逐渐减小，当棒以恒定速度v向右作匀速运动时

　　　　可使棒中不产生感应电流，则磁感应强度应怎样随时间变化？（写出B与t的关系

式）

22．（15分）图为两根间距不等的光滑金属导轨MN、PQ，它们水平放置在竖直向下的匀强磁场中。导轨的一端接入电阻R₁=10Ω和电流表，另一端接入电阻R₂=5Ω。质量为m=0.1kg的金属棒横放在导轨上。当它以初速度v₀=4m/s从ab处滑到a′b′处，同时t=0.08s。导轨间距L_ab=0.4m，L _a′b′=0.8m。若金属滑动时电流表读数始终不变。不计电流表棒与导轨的电阻和摩擦。试求：

　　　 （1）电流表的读数；

　　　 （2）磁感应强度。

高三物理测试题—参考答案

十二

一、1．D　2．A　3．C　4．D　5．D　6．A　7．B　8．B　9．B　10．C　11．C　12．D　

二、13．d:L, sd: L²　　14．3　 15．O,BL²ω　 16．　 17．

三、18．（14分）解：（1）刚开始运动时，加速度最大，最大值为…………5分

（2）设速度最大时每根棒受到的安培力为F_安，则…………5分

当F_安=F时，速度达到最大，得 …………4分

19．（14分）解：根据法拉第电磁感应定律，线圈中的感应电动势…………4分

而…………4分　

水平拉力的功率等于回路中的电功率，所以有…………4分　

代入数据解得P=0.005W…………2分

20．（14分）解（1）设ab最大速度为，对ab棒有…………2分

　 而 　　…………2分　　　　 所以　…………2分

　 对cd棒有…………3分

　　　　 （2）…………3分

　…………2分

21．（15分）解：电动势…………3分

　 感应电流 方向由b到a…………2分

　 （2）设t₁时刻磁感应强度为B，则………………2分

　　　　  水平拉力等于ab棒受的安培力，即…………3分

　 （3）要使棒中不产生感应电流，则穿过abed的磁能量应保持不变，

所以有……………3分　得　………………2分

22．（15分）解（1）因电流不变，所以棒在ab、a′b′产生的感应电动势不变，

即…………3分　　解得………………2分

设R₁、R₂中的电流分别为I₁、I₂，由欧姆定律得I₁R₁=I₂R₂　…………2分所以

根据能量转换和守恒关系，得………………3分

解得I₁=0.5A…………1分

（2）根据…………2分　 所以………………2分