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选修3-2物理周练试题

时间:2016-03-28


电磁感应章末自测
时间:90 分钟 满分:100 分 一、选择题(本题包括 10 小题,共 40 分,每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确, 有的有多个选项正确,全部选对的得 4 分,选对但不全的得 2 分,错选或不选的得 0 分)

图1 图2 1.如图 1 所示,金属杆 ab、cd 可以在光滑导轨 PQ 和 RS 上滑动,匀强磁场方向垂直

纸面向里, 当 ab、cd 分别以速度 v1、v2 滑动时,发现回路感生电流方向为逆时针方向,则 v1 和 v2 的大小、方向 可能是( ) A.v1>v2,v1 向右,v2 向左 B.v1>v2,v1 和 v2 都向左 C.v1=v2,v1 和 v2 都向右 D.v1=v2,v1 和 v2 都向左 2.如图 2 所示,把一个闭合线圈放在蹄形磁铁两磁极之间(两磁极间磁场可视为匀强磁场),蹄形 磁铁和闭合线圈都可以绕 OO′轴转动.当蹄形磁铁匀速转动时,线圈也开始转动,当线圈的转动稳 定后,有( ) A.线圈与蹄形磁铁的转动方向相同 B.线圈与蹄形磁铁的转动方向相反 C.线圈中产生交流电 D.线圈中产生为大小改变、方向不变的电流 3.如图 3 所示,线圈 M 和线圈 P 绕在同一铁芯上.设两个线圈中的电流方向与图中所标的电流 方向相同时为正.当 M 中通入下列哪种电流时,在线圈 P 中能产生正方向的恒定感应电流( )

图3 4.如图 4 所示,粗糙水平桌面上有一质量为 m 的铜质矩形线圈,当一竖直放置的条形磁铁从线 圈中线 AB 正上方等高快速经过时,若线圈始终不动,则关于线圈受到的支持力 N 及在水平方向运动 趋势的正确判断是( ) A.N 先小于 mg 后大于 mg,运动趋势向左 B.N 先大于 mg 后小于 mg,运动趋势向左 C.N 先小于 mg 后大于 mg,运动趋势向右 D.N 先大于 mg 后小于 mg,运动趋势向右
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图4 图5 5.如图 5(a)所示,圆形线圈 P 静止在水平桌面上,其正上方悬挂一相同线圈 Q,P 和 Q 共轴,Q 中通有变化电流,电流随时间变化的规律如图(b)所示,P 所受的重力为 G,桌面对 P 的支持力为 FN, 则( ) A.t1 时刻 FN>G B.t2 时刻 FN>G C.t3 时刻 FN<G D.t4 时刻 FN=G 6. 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 6 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 Ua、Ub、Uc 和 Ud.下列判断 正确的是( ) A.Ua<Ub<Uc<Ud B.Ua<Ub<Ud<Uc C.Ua=Ub<Ud=Uc D.Ub<Ua<Ud<Uc

图6 图7 7. 如图 7 所示, 用一块金属板折成横截面为“U”形的金属槽放置在磁感应强度为 B 的匀强磁场 中,并以速度 v1 向右匀速运动,从槽口右侧射入的带电微粒(有重力)的速度是 v2,如果微粒进入 槽后恰能做匀速圆周运动,则微粒做匀速圆周运动的轨道半径 r 和周期 T 分别为( ) v1v2 2πv2 v1v2 2πv1 A. , B. , g g g g v1 2πv1 v1 2πv2 C. , D. , g g g g 8.如图 8,闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁,磁铁的 N 极朝下。当磁铁向下运动时(但未 插入线圈内部) ( ) A.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同,磁铁与线圈相互吸引 B.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同,磁铁与线圈相互排斥 S N C.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反,磁铁与线圈相互吸引 D.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反,磁铁与线圈相互排斥

图8
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9.矩形导线框 abcd 放在匀强磁场中,磁感线方向与线圈平面垂直,磁感应强度 B 随时间变化的 图象如图 9 所示,t=0 时刻,磁感应强度的方向垂直纸面向里.在 0~4 s 时间内,线框中的感应电流 (规定顺时针方向为正方向)、ab 边所受安培力(规定向上为正方向)随时间变化的图象分别为下图中的 ( )

图9 10.如图 10 甲所示,用裸导体做成 U 形框架 abcd,ad 与 bc 相距 L=0.2 m,其平面与水平面成 θ=30° 角.质量为 m=1 kg 的导体棒 PQ 与 ad、bc 接触良好,回路的总电阻为 R=1 Ω.整个装置放在 垂直于框架平面的变化磁场中,磁场的磁感应强度 B 随时间 t 的变化情况如图乙所示(设图甲中 B 的 方向为正方向).t=0 时,B0=10 T,导体棒 PQ 与 cd 的距离 x0=0.5 m.若 PQ 始终静止,关于 PQ 与框架间的摩擦力大小在 0~t1=0.2 s 时间内的变化情况,下面判断正确的是( )

图 10 A.一直增大 B.一直减小 C.先减小后增大 D.先增大后减小 二、填空与实验题(本题包括 2 小题,共 12 分.把答案填在相应的横线上或按题目要求作答) 11.如图 11 所示,有一弯成 θ 角的光滑金属导轨 POQ,水平放置在磁感应强度为 B 的匀强磁场 中,磁场方向与导轨平面垂直.有一金属棒 MN 与导轨的 OQ 边垂直放置,金属棒从 O 点开始以加速 度 a 向右运动,求 t 秒末时,棒与导轨所构成的回路中的感应电动势是________.

图 11

图 12

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12.如图 12 所示,有一闭合的矩形导体框,框上 M、N 两点间连有一电压表,整个装置处于磁 感应强度为 B 的匀强磁场中,且框面与磁场方向垂直.当整个装置以速度 v 向右匀速平动时,M、N 之间有无电势差?________(填“有”或“无”),电压表的示数为________. 三、计算题(本题包括 4 小题,共 48 分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤, 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,边长为 L 的正方形金属线框,质量为 m、电阻为 R,用细线把它悬挂于一个有界 的匀强磁场边缘, 金属框的上半部处于磁场内, 下半部处于磁场外, 磁场随时间的变化规律为 B = kt. 已 知细线所能承受的最大拉力为 2mg,则从 t=0 开始,经多长时间细线会被拉断?

14.如图所示,线圈内有理想边界的磁场,开始时磁场的磁感应强度为 B0.当磁场均匀增加时, 有一带电微粒静止于平行板(两板水平放置)电容器中间,若线圈的匝数为 n,平行板电容器的板间距 离为 d,粒子的质量为 m,带电荷量为 q.(设线圈的面积为 S)求: (1)开始时穿过线圈平面的磁通量的大小. (2)处于平行板电容器间的粒子的带电性质. (3)磁感应强度的变化率.

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15.如图所示,水平面上有两根相距 0.5m 的足够长的平行金属导轨 MN 和 PQ,它们的电阻可忽 略不计,在 M 和 P 之间接有阻值为 R 的定值电阻.导体棒 ab 长 l=0.5m,其电阻为 r,与导轨接触良 好.整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中, 磁感应强度 B=0.4T.现使 ab 以 v=10m/s 的速度向右做 匀速运动. B b ⑴ab 中的感应电动势多大? M N ⑵ab 中电流的方向如何? R ⑶若定值电阻 R=3.0Ω ,导体棒的电阻 r=1.0Ω ,则电路中的 v 电流多大? a
P Q

16.如图所示,在与水平面成θ =30?的平面内放置两条平行、光滑且足够长的金属轨道,其电阻可 忽略不计。空间存在着匀强磁场,磁感应强度 B=0.20T,方向垂直轨道平面向上.导体棒 ab、cd 垂直 于轨道放置,且与金属轨道接触良好构成闭合回路,每根导体棒的质量 m=2.0×10-2kg,回路中每根 导体棒电阻 r=5.0×10-2Ω ,金属轨道宽度 l=0.50m.现对导体棒 ab 施加平行于轨道向上的拉力,使之 匀速向上运动.在导体棒 ab 匀速向上运动过程中,导体棒 cd 始终能静止在轨道上.g 取 10m/s2,求: ⑴导体棒 cd 受到的安培力大小; ⑵导体棒 ab 运动的速度大小; ⑶拉力对导体棒 ab 做功的功率. F a
B c θ θ d b

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