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高二物理选修3-2第一章试题

时间:2014-01-18


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The optional 3-2 electromagnetic induction test
I. multiple choice (40 points, 4 points for each question wrong don't score m

issing 2 points) 1.如图 1 所示,在一很大的有界匀强磁场上 方有一闭合线圈, 当闭合线圈从上方下落穿过磁场 的过程中:
图1

A.进入磁场时加速度小于 g,离开磁场时加速度可能大 于 g,也可能小于 g B.进入磁场时加速度大于 g,离开时小于 g C.进入磁场和离开磁场,加速度都大于 g D.进入磁场和离开磁场,加速度都小于 g

2.在水平放置的光滑绝缘杆 ab 上,挂有两 个金属环 M 和 N,两环套在一个通电长螺线 管的中部, 如图 2 所示, 螺线管中部区域的管
图2

外磁场可以忽略,当变阻器的滑动接头向左移动时,两环将 怎样运动? A.两环一起向左移动 C.两环互相靠近 B.两环一起向右移动 D.两环互相离开

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M a d N
图3

3.如图 3 所示,MN 是一根固定的通电直导线, 电流方向向上.今将一金属线框 abcd 放在导线
b c

上,让线框的位置偏向导线的左边,两者彼此绝缘.当导线 中的电流突然增大时,线框整体受力情况为: A.受力向右 零 4.如图 4 所示,闭合导线框的质量可以忽略 不计,将它从图示位置匀速拉出匀强磁场.若第一 次用 0.3s 时间拉出,外力所做的功为 W1,通过导 线截面的电量为 q1;第二次用 0.9s 时间拉出,外 力所做的功为 W2,通过导线截面的电量为 q2,则: A.W1<W2,q1<q2 C.W1>W2,q1=q2 B.W1<W2,q1=q2 D.W1>W2,q1>q2
S L
图5

B.受力向左 C.受力向上 D.受力为

B

v
图4

5.如图 5 所示,灯泡的灯丝电阻为 2Ω, 电池的电动势为 2V,内阻不计,线圈匝数足够 多,线圈电阻几乎为零。先合上开关 S,稳定后 突然断开 S,下列说法正确的是:

R E

A.灯立即变暗再熄灭, 且灯中电流方向与 S 断开前方向相

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同 B.灯立即变暗再熄灭, 且灯中电流方向与 S 断开前方向相 反 C.灯会突然比原来亮一下再熄灭, 且灯中电流方向与 S 断 开前相同 D.灯会突然比原来亮一下再熄灭,且灯中电流方向与 S 断开前相反 6.图 6 中的 a 是一个边长为为 L 的正方向导线框, 其电阻 为 R.线框以恒定速度 v 沿 x 轴运动,并穿过图中所示的匀强 磁场区域 b。如果以 x 轴的正方向作为力的正方向,线框在图 示位置的时刻作为时间的零点,则磁场对线框的作用力 F 随 时间变化的图线应为哪个图?

a L
图6

b x 3L

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F O

F

F O

O 3 4 A 5 t/L?v-1

2

1

2

3 B

4

5 t/L?v-1

1

2

3 C

4

5 t/L?v-1

1

2

3 D

4

5 t/L?v-1

7.如图 7 所示,一个边长为 a、电阻为 R 的 等边三角形线框,在外力作用下,以速度 v 匀速穿过宽均为 a 的两个匀强磁场.这两个 磁场的磁感应强度大小均为 B,方向相反.

v

B

B

a

a 图7

a

线框运动方向与底边平行且与磁场边缘垂直 .取逆时针方向 的电流为正。若从图示位置开始,线框中产生的感应电流 I 与沿运动方向的位移 x 之间的函数图象,下面四个图中正确 的是:
i O t O i t O t i O i t

A. C.

B. D.

A

B S2 C

8.如图 8 所示,A、B、C 为三只相同的灯

L

S1
图8

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泡,额定电压均大于电源电动势,电源内阻不计,L 是一个直 流电阻不计、自感系数较大的电感器。先将 S1、S2 合上,然 后突然打开 S2.已知在此后过程中各灯均无损坏,则以下说 法中正确的是: A.C 灯亮度保持不变 B.C 灯闪亮一下后逐渐恢复到原来的亮度 C.B 灯的亮度不变 D.B 灯后来的功率是原来的一半 9.金属杆 ab 水平放置在某高处,当它 被平抛进入方向坚直向上的匀强磁场中时, 如图 9 所示,以下说法中正确的是: A.运动过程中感应电动势大小不变, 且 Ua>Ub B.运动过程中感应电动势大小不变,且 Ua<Ub C.由于速率不断增大,所以感应电动势不断变大,且 Ua>Ub D.由于速率不断增大,所以感应电动势不断变大,且 Ua<Ub 10.如图 10 所示,两根足够长的固定平行
a c

b v a

B

图9

b 图 10

d

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金属光滑导轨位于同一水平面,导轨上横放着两根相同的导 体棒 ab、cd 与导轨构成矩形回路.导体棒的两端连接着处于 压缩状态的两根轻质弹簧,两棒的中间用细线绑住,它们的 电阻均为 R,回路上其余部分的电阻不计.在导轨平面内两导 轨间有一竖直向下的匀强磁场 .开始时,导体棒处于静止状 态。剪断细线后,导体棒在运动过程中: A.回路中有感应电动势 B.两根导体棒所受安培力的方向相同 C.两根导体棒和弹簧构成的系统机械能守恒 D.两根导体棒和弹簧构成的系统机械能不守恒 II. Calculation (60 in total) 11. (10 分)把一个面积为 S,总电阻为 R 的圆形金属环平 放在水平面上,磁感应强度为 B 的匀强磁场竖直向下,当把 环翻转 1800 的过程中,流过金属环某一横截面的电量是多 大?

12. (10 分)如图 11 所示,MN 为金属杆,在竖直平面 内贴着光滑金属导轨下滑,导轨的间距 L=10cm,导轨上端接 有电阻 R=0.5 Ω ,导轨与金属杆电阻不计,整个装置处于

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B=0.5T 的水平匀强磁场中。 若杆稳定下落时, 每秒钟有 0.02J 的重力势能转化为电能, 则 MN 杆的下落速度是多大?

13. (10 分) 由同种材料构成的 均匀金属杆 abc 处于磁感强度 B=0.1T 的匀强磁场中, 磁场方 向垂直纸面向里,如图 12 所
a v

B c 6 00 b
图 12

示.已知 Lab=Lbc=20cm,当金属杆在图中标明的速度方向运 动时,测得 a、c 两点间的电势差是 3.0V,求: (1)金属杆的移动速度; (2)a、b 两点间的电势差。 14. (15 分)Ⅰ、Ⅲ为两匀强磁场区,Ⅰ区域的磁场方 向垂直纸面向里,Ⅲ区域的磁场方向垂
c Ⅰ b l a s
图 13





直纸面向外,磁感强度均为 B,两区域 中间为宽 s 的无磁场区Ⅱ.有一边长为 l(l>s),电阻为 R 的正方形金属框 abcd
d

置于Ⅰ区域,ab 边与磁场边界平行,现拉着金属框以速度 v

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向右匀速移动. (1)当 ab 边刚进入中央无磁场区Ⅱ时,求通过 ab 边的电 流的大小和方向; (2)当金属框刚进入磁场区Ⅲ时,求通过 ab 边的电流的大 小和方向; (3) 把金属框从Ⅰ区域完全拉入Ⅲ区域过程中拉力所做 的功。

15. (15 分)如图 14 所示,有一磁感强度 B=0.1T 的水平匀强磁场, 垂直匀强磁场放置一 很长的金属框架, 框架上有一导体 ab 保持与框 架边垂直、 由静止开始下滑。 已知 ab 长 100cm,
a

B b

图 14

质量为 0.1kg,电阻为 0.1Ω ,框架电阻不计,取 g=10m/s2, 求: (1)导体 ab 下落的最大加速度; (2)导体 ab 下落的最大速度; (3)导体 ab 在最大速度时产生的电功率。

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选修 3-2 第一章测试题答案

题 号 答 案 11、
2BS R

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

A

C

A

C

D

B

B

B

A

AD

12、 v ? 2 m/s 13、 v ? 10m/s, U ab =2V 14、 (1) I1 ? BLv , 方向为 b ? a (2) I 2 ? 2BLv , 方向为 b ? a
R R

(3) W ? 4B

2 2

Lv s (L ? ) R 2

15、(1)g 度为零, mg ? F安 ,
F安 ? BIL ?

(2)根据导体 ab 下落的最大速度时,加速

(3)

B 2 L2 v 0.1?10? 0.1 ,所以 vm ? mgR ? ? 10 m/s 2 2 R B L 0.12 ?12 E 2 ( BLv) 2 (0.1? 1? 10) 2 P ? IE ? ? ? ? 10 W R R 0.1


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