海淀区高三期末考试分类汇编4电磁感应

海淀区高三期末考试分类汇编4电磁感应2004年8.如图所示，a 、b 是两个相同的小灯泡，L 是一个自感系数很大的线圈，其直流电阻值与电阻R 相同，且R 小于小灯泡的电阻。

闭合开关S ，待电路达到稳定后，a 、b 两灯泡均可发光。

由于自感作用，接通和断开开关S的发光情况分别是 A.S 接通时灯a 先达到最亮，S 断开时灯a 后熄灭 B.S 接通时灯a 先达到最亮，S 断开时灯b 后熄灭 C.S 接通时灯b 先达到最亮，S 断开时灯a 后熄灭 D.S 接通时灯b 先达到最亮，S 断开时灯b 后熄灭10.如图所示，水平放置的U 形金属平行轨道框架，其电阻可忽略不计，匀强磁场的磁感线垂直穿过轨道框架平面向下，在外力作用下，金属棒紧贴轨道框架沿水平方向做简谐运动，金属棒与轨道框架始终接触良好。

图中OO /为金属棒运动的平衡位置，AA /、BB /分别为左、右最远位置。

轨道框架左方有一闭合回路如图所示。

当金属棒运动到何处时，回路abcd中感应电流最大 A. AA /处 B. BB /处 C. OO /处 D. 在AA / 与OO /之间的某处 15.（7分）如图所示，宽度为L =0.20m 的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨的一端连接阻值为R =1.0Ω电阻。

导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B =0.50T 。

一根导体棒MN 放在导轨上与导轨接触良好，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。

现用一平行于导轨的拉力拉动导体棒沿导轨向右匀速运动，运动速度v =10m/s ，在运动过程中保持导体棒与导轨垂直。

求：⑴在导轨、导体棒和电阻组成的闭合回路中产生的感应电流。

⑵作用在导体棒上的拉力大小。

⑶在导体棒移动30cm 的过程中，电阻R 上产生的热量。

b c A A B/ O / R B19.（10分）如图所示，在高度差h=0.50m 、水平平行的虚线范围内，有磁感应强度B=0.50T 、方向垂直于竖直平面的匀强磁场，正方形线框abcd 的质量m =0.10kg 、边长L=0.50m 、电阻R=0.50Ω、线框平面与竖直平面平行，静止在位置“Ⅰ”时，cd 边跟磁场下边缘有一段距离。

现用一竖直向上的恒力F =4.0N 向上提线框，该线框从位置“Ⅰ”由静止开始向上运动，穿过磁场区，最后到达位置“Ⅱ”（ab 边恰好出磁场），线框平面在运动中保持在竖直平面内，且cd 边保持水平。

设cd 边刚进入磁场时，线框恰好开始做匀速运动。

（g 取10m/s 2） ⑴求线框在位置“Ⅰ”时cd 边到磁场下边界的距离H 。

⑵线框由位置“Ⅰ”到位置“Ⅱ”的过程中，恒力F 做的功是多少？线框内产生的热量又是多少？20057．如图6甲所示，两个闭合圆形线圈A 、B 的圆心重合，放在同一水平面内，线圈B 中通以如图6乙所示的交变电流，设t =0时电流沿逆时针方向（图中箭头所示）。

对于线圈A ，在t 1～t 2A. 有顺时针方向的电流，且有扩张的趋势B. 有顺时针方向的电流，且有收缩的趋势C. 有逆时针方向的电流，且有扩张的趋势D. 有逆时针方向的电流，且有收缩的趋势 8．如图7所示电路为演示自感现象的实验电路。

实验时，先闭合开关S ，电路达到稳定后设通过线圈L 的电流为I 1，通过小灯泡L 2的电流为I 2，小灯泡L 2处于正常发光状态。

以下说法正确的是（ ）A ．S 闭合后的瞬间，L 2灯缓慢变亮，L 1灯立即亮B ．S 闭合后的瞬间，通过线圈L 的电流逐渐增大到稳定值C ．S 断开后的瞬间，小灯泡L 2中的电流由I 1逐渐减为零，方向与I 2相反D ．S 断开后的瞬间，小灯泡L 2中的电流由I 2逐渐减为零，方向不变B 图6甲 图710．如图9甲所示，由粗细均匀的电阻丝制成边长为l 的正方形线框abcd ，线框的总电阻为R 。

现将线框以水平向右的速度v 匀速穿过一宽度为2l 、磁感应强度为B 的匀强磁场区域，整个过程中ab 、cd 两边始终保持与磁场边界平行。

令线框的cd 边刚好与磁场左边界重合时t =0，电流沿abcd 流动的方向为正， u 0=Blv 。

在图9乙中画出线框中a 、b 两点间电势差u ab 随线框cd 边的位移x18．（9分）如图19所示，长L =0.80m 、电阻r =0.30Ω、质量m =0.10kg 的金属棒CD 垂直放在水平导轨上，导轨由两条平行金属杆组成，已知金属杆表面光滑且电阻不计，导轨间距也是L ，金属棒与导轨接触良好。

量程为0~3.0A 的电流表串接在一条导轨上，在导轨左端接有阻值R =0.50Ω的电阻，量程为0~1.0V 的电压表接在电阻R 两端，垂直于导轨平面的匀强磁场向下穿过导轨平面。

现以向右恒定的外力F =1.6N 使金属棒向右运动，当金属棒以最大速度v 在导轨平面上匀速滑动时，观察到电路中的一个电表正好满偏，而另一个电表未满偏。

（1）试通过计算判断此满偏的电表是哪个表。

（2）求磁感应强度的大小。

（3）在金属棒ab 达到最大速度后，撤去水平拉力F ，求此后电阻R 消耗的电能。

u -u 图9乙u -u 0000u u 00图9甲图1920068．如图8所示的电路中，电源电动势为E ，内阻r 不能忽略。

R 1和R 2是两个定值电阻，L 是一个自感系数很大的线圈，开关S 原来是断开的。

从闭合开关S 直到电路中电流达到稳定为止的时间内，通过R 1的电流I 1和通过R 2的电流I 2的变化情况是 （ ）A ．I 1开始较大而后逐渐变小B ．I 1开始很小而后逐渐变大C ．I 2开始很小而后逐渐变大D ．I 2开始较大而后逐渐变小 10．如图10（甲）所示，在闭合铁芯上绕着两个线圈M 和P ，线圈P 与电流表组成闭合回路。

若在t 1至t 2这段时间内，观察到通过电流表的电流方向自上向下（即为由c 经电流表至d ），则可以判断出线圈M 两端的电势差u ab 随时间t 的变化情况可能是图10(乙)中的 （ ） 15．（7分）两根平行光滑金属导轨MN 和PQ 水平放置，其间距为0.60m ，磁感应强度为0.50T 的匀强磁场垂直轨道平面向下，两导轨之间连接的电阻R ＝5.0Ω。

在导轨上有一电阻为1.0Ω的金属棒ab ，金属棒与导轨垂直，如图13所示。

在ab 棒上施加水平拉力F 使其以10m/s 的水平速度匀速向右运动。

设金属导轨足够长。

求：（1）金属棒ab 两端的电压。

（2）拉力F 的大小。

（3）电阻R 上消耗的电功率。

图81 2A2 1B2 1 C1 2D图10(乙)图10(甲)NQ 图1318．（8分）在水平面上平行放置着两根长度均为L 的金属导轨MN 和PQ ，导轨间距为d ，导轨和电路的连接如图16所示。

在导轨的MP 端放置着一根金属棒，与导轨垂直且接触良好。

空间中存在竖直向上方向的匀强磁场，磁感应强度为B 。

将开关S 1闭合S 2断开，电压表和电流表的示数分别为U 1和I 1，金属棒仍处于静止状态；再将S 2闭合，电压表和电流表的示数分别为U 2和I 2，金属棒在导轨上由静止开始运动，运动过程中金属棒始终与导轨垂直。

设金属棒的质量为m ，金属棒与导轨之间的动摩擦因数为μ。

忽略导轨的电阻以及金属棒运动过程中产生的感应电动势，重力加速度为g 。

求：（1）金属棒到达NQ 端时的速度大小； （2）金属棒在导轨上运动的过程中，电流在金属棒中产生的热量。

20073．如图2所示，虚线上方空间有匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，直角扇形导线框绕垂直于纸面的轴O 以角速度ω匀速逆时针转动。

设线框中感应电流的方向以逆时针为正，线框处于图示位置时为时间零点。

那么，在图3中能正确表明线框转动一周感应电流变化情况的是4．如图4所示，E 为电池，L 是电阻可忽略不计、自感系数足够大的线圈，D、D 2是两个规格相同的灯泡，S 中正确的是A ．刚闭合S 的瞬间，通过D 1、D 2的电流大小相等B ．刚闭合S 的瞬间，通过D 1、D 2的电流大小不等C ．闭合S 待电路达到稳定后，D 1熄灭，D 2比S 刚闭合时亮D ．闭合S 待电路达到稳定后，再将S 断开的瞬间，D 1不立即熄灭，D 2立即熄灭图16 图2 B 图3 114．（7分）如图10所示，在绝缘光滑水平面上，有一个边长为L 的单匝正方形线框abcd ，在外力的作用下以恒定的速率v 向右运动进入磁感应强度为B 的有界匀强磁场区域。

线框被全部拉入磁场的过程中线框平面保持与磁场方向垂直，线框的ab 边始终平行于磁场的边界。

已知线框的四个边的电阻值相等，均为R 。

求：⑴在ab 边刚进入磁场区域时，线框内的电流大小。

⑵在ab 边刚进入磁场区域时，ab 边两端的电压。

⑶在线框被拉入磁场的整个过程中，线框产生的热量。

17．（8分）图甲所示，光滑且足够长的金属导轨MN 、PQ 平行地固定在同一水平面上，两导轨间距L=0.20m ，电阻R=0.40Ω，导轨上停放一质量m=0.10kg 的金属杆ab ，位于两导轨之间的金属杆的电阻r=0.10Ω，导轨的电阻可忽略不计。

整个装置处于磁感应强度B =0.50T 的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。

现用一水平外力F 水平向右拉金属杆，使之由静止开始运动，在整个运动过程中金属杆始终与导轨垂直并接触良好，若理想电压表的示数U 随时间t 变化的关系如图乙所示。

从金属杆开始运动经t=5.0s 时，求：⑴通过金属杆的感应电流的大小和方向；⑵金属杆的速度大小； ⑶外力F 的瞬时功率。

图10甲乙图1319．（9分）一个正方形线圈边长a =0.20m ，共有n =100匝，其总电阻r =4.0Ω。

线圈与阻值R =16Ω的外电阻连成闭合回路，如图甲所示。

线圈所在区域存在着均匀分布的变化磁场，磁场方向垂直线圈平面，其磁感应强度B 的大小随时间作周期性变化的周期T=1.0×10-2s ，如图乙所示。

图象中T t 311=、Tt 342=、T t 373=、……。

求：⑴0～t 1时间内，通过电阻R 的电荷量。

⑵t =1.0s内电流通过电阻R 所产生的热量。

⑶线圈中产生感应电流的有效值。

20085．两个相同的白炽灯泡L 1和L 2接到如图4所示的电路中，灯L 1与电容器串联，灯L 2与电感线圈串联。

当a 、b 间处接电压最大值为U m 、频率为f 的正弦交流电源时，两灯都发光，且亮度相同。

更换一个新的正弦交流电源后，灯L 1的亮度低于灯L 2A. 最大值仍为U m ，而频率大于fB. 最大值仍为U m ，而频率小于fC. 最大值大于U m ，而频率仍为fD. 最大值小于U m ，而频率仍为f15． (7分)如图15所示，边长L=0.20m 的正方形导线框ABCD 由粗细均匀的同种材料制成，正方形导线框每边的电阻R 0=1.0Ω，金属棒MN 与正方形导线框的对角线长度恰好相等，金属棒MN 的电阻r=0.20Ω。