高中物理-电磁感应能力提升检测试卷

高中物理-电磁感应能力提升检测试卷
第I卷选择题
一、选择题（每小题4分，共40分）。

1、线圈所围的面积为0.1m2，线圈电阻为1Ω．规定线圈中感应电流I 的正方向从上往下看是顺时针方向，如图（1）所示．磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图（2）所示．则以下说法正确的是（）
A．在时间0～5s内，I的最大值为0.1A
B．在第4s时刻，I的方向为正
C．前2s内，通过线圈某截面的总电量为0.01C
D．第3s内，线圈的发热功率最大
2、三根电阻丝和不计电阻的导线如图连接，虚线框内存在大小随时间均匀变化
的匀强磁场，三个电阻的电阻大小之比R
1：R
2
：R
3
=1：2：3，当S
1
、S
2
闭合，S
3
断开时，闭合的回路中感应电流为I，当S
2、S
3
闭合，S
1
断开时，闭合的回路中
感应电流为5I，当S
1、S
3
闭合，S
2
断开时，闭合的回路中感应电流是（）
A．0 B．3I C．6I D．7I
3、如右图，等腰梯形内分布着垂直纸面向外的匀强磁场，底边在x轴上且长为3L、高为L，底角为45°。

有一边长为L的正方形导线框沿x轴正方向做匀速直线运动穿过磁场区域，在t＝0时刻恰好位于如图位置．若以顺时针方向为导线框中电流正方向，在下面四幅图中能正确表示导线框中电流和位移关系的是（）
4、如图所示，把电阻、电感器、电容器并联接到一交流电源上，三个电流表的
示数相同.若保持电源电压不变，而将频率加大，则三个电流表的示数I
1、I
2
、
I
3
的大小关系是：( )
A.I
1=I
2
=I
3
B.I
1
＞I
2
＞I
3
C.I
2
＞I
1
＞I
3
D.I
3
＞I
1
＞I
2
5、真空中有两根足够长直导线ab、cd平行放置，通有恒定电流I
1、I
2
，导线ab
的电流方向如图。

在两导线所在的平面内，一带电粒子由P运动到Q，轨迹如图中PNQ所示，NQ为直线，重力忽略不计。

下列说法正确的是（）
A.该粒子带正电
B.粒子从P到Q的过程中动能增加
C.导线cd中通有从c到d方向的电流
D.导线cd电流I
2小于导线ab电流I
1
6、如图甲所示，矩形线圈abcd固定于方向相反的两个磁场中，两磁场的分界线oo′恰好把线圈分成对称的左右两部分，两磁场的磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示，规定磁场垂直纸面向内为正，线圈中感应电流逆时针方向为正。

则线圈感应电流随时间的变化图像为
7、如图所示，通电直导线ab质量为m、水平地放置在两根倾角为θ的光滑绝缘导体轨道上，通以图示方向的电流，电流强度为I．两导轨间距为l，要使导线ab静止在导轨上，则关于所加匀强磁场大小、方向（从b向a看）的判断正确的是（）
A．磁场方向竖直向上，磁感应强度大小为
B．磁场方向竖直向下，磁感应强度大小为
C．磁场方向水平向右，磁感应强度大小为
D．磁场方向垂直斜面向上时，磁感应强度有最小值
8、如图所示，电阻和面积一定的圆形线圈垂直放入匀强磁场中，磁场的方向垂
sinωt．下列说法正确的是直纸面向里，磁感应强度随时间的变化规律为B=B
（）
A．线圈中产生的是交流电
B．当t=时，线圈中的感应电流最大
C．若增大ω，则产生的感应电流的频率随之增大
D．若增大ω，则产生的感应电流的功率随之增大
9、如图所示，某玩具电磁驱动发电机可简化为在匀强磁场中的一匝闭合金属线圈，线圈平面与磁感应强度方向垂直，磁场的磁感应强度大小为B，线圈面积为S，电阻为R．当线圈以右边为轴，以恒定的角速度ω匀速转动时，下列叙述中正确的是（）
A．产生的感应电流的有效值为2
2 BS R
ω
B．转过30°时，线圈中的电流方向为逆时针
C．转过90°的过程中，通过线圈导线某一横截面的电荷量为BS R
D．线圈转动一周产生的热量为
22 2B S
R
πω
10、医生做某些特殊手术时，可用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度．电磁血流计由一对电极a和b以及磁极N和S构成，磁极间的磁场是均匀的．使用时，两电极a、b均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如图所示，由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动，电极a、b之间会有微小电势差．在达到平衡时，血管内部的电场可看作是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零．下列关于电磁血流计的说法正确的是（）
A．a端电势高、b端电势低
B．a端电势低、b端电势高
C．同一患者，电极a、b之间电势差越大，说明血流速度越大
D．不同患者，电极a、b之间电势差不同，血流速度一定不同
第II卷非选择题
二、填空题（每小题5分，共20分）
11、一个单匝闭合圆形线圈置于垂直线圈平面的匀强磁场中，当磁感应强度变化率恒定时，线圈中的感应电动势为E，感应电流为I．若把这根导线均匀拉长，从而使圆半径增大一倍，则此时线圈中的感应电动势为，感应电流为．
12、在“畅想家乡美好未来”的主题班会上，同学们奇想妙设，纷纷出计献策．王林同学设计了城市未来磁悬浮轨道列车交通方案，图纸如图所示，请你分析该方案中应用到的物理知识有：（只要求写出两条）
（1）；
（2）．
13、一段长30cm的直导线通有电流2A，放在磁感应强度为0.5T的匀强磁场中，当直导线与磁场方向平行时，受到的安培力大小是N，当直导线与磁场方向垂直时，受到的安培力大小是N．
14、如图甲所示，一个圆形线圈匝数n=1000匝、面积S=2×l0﹣2m2、电阻r=1Ω，在线圈外接一阻值为R=4Ω的电阻．把线圈放人一个磁场中．磁场方向垂直线圈平面向里，磁场的磁感强度B随时间变化规律如图乙所示，0～4s内，通过电阻R的电量C，t=5s时，a、b两点电势较高的是点．
三、计算题（每小题10分，共40分）
15、一单匝矩形线圈abcd放置在水平面内，线圈面积为S=100cm2，线圈处在匀
强磁场中，磁场方向与水平方向成30°角，求：
（1）若磁场的磁感应强度B=0.1T，则穿过线圈的磁通量为多少？
（2）若磁感应强度方向改为与线圈平面垂直，且大小按B=0.1+0.2t（T）的规律变化，线圈中产生的感应电动势为多大？
16、如图所示，两平行金属导轨间的距离L=0.40m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B=0.50T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场．金属导轨的一端接有电动势E=3V、内阻r=0.5Ω的直流电源．现把一个质量m=0.04kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止．导体棒与金属导轨垂直、且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R=1Ω，金属导轨电阻不计，g取10m/s2．已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：
（1）导体棒受到的安培力大小；
（2）导体棒受到的摩擦力大小．
17、如图所示,电源电动势E=2V,内电阻r=0.5Ω,竖直平面内的导轨电阻可忽略,金属棒的质量m=0.1kg,电阻R=0.5Ω,它与导轨间的动摩擦因数μ=0.4,有效长度为L=0.2m.为了使金属棒能够靠在竖直导轨外面静止不动,我们施加一竖直方向的匀强磁场,问磁场方向是向上还是向下?磁感应强度B至少应是多大?设滑动摩擦力等于最大静摩擦力。

（重力加速度g=10m/s2）
18、图11是导轨式电磁炮装置示意图，炮弹（包括安装炮弹的金属杆）的质量为m=2kg，轨道宽
L=2m，轨道间的磁场为匀强磁场，磁感应强度B＝50T，方向垂直于导轨平面. 可控电源提供的强大电流从一根导轨流入，经过炮弹，再从另一导轨流回电源。

电源的电压能自行调节，以保证炮弹匀加速发射。

在某次试验发射时，电源为炮弹提供的恒定电流I=1×104A，不计轨道摩擦和炮弹在轨道中运动时所受到的阻力，求：
(1)炮弹（包括安装炮弹的金属杆）所受安培力大小；
（2）炮弹从静止加速到5km/s，轨道至少要多长？需要多少时间？
图11
参考答案
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
C D A D C A AD ACD AC AC
11.【答案】4E，I．
12.【答案】磁场中同名磁极相斥原理、电磁感应的原理、能量的转化与守恒定律（任意两条）．
13.【答案】0，0.3
14.【答案】0.8，a．
15.【答案】（1）穿过线圈的磁通量为5×10﹣4Wb．
（2）线圈中产生的感应电动势为2×10﹣3V
解：（1）穿过线圈的磁通量为：
（2）磁感应强度方向改为与线圈平面垂直时，根据法拉第电磁感应定律得：
答：（1）穿过线圈的磁通量为5×10﹣4Wb．
（2）线圈中产生的感应电动势为2×10﹣3V．
16.【答案】（1）导体棒受到的安培力大小是0.40N；
（2）导体棒受到的摩擦力大小是0.16N．
试题分析：（1）先根据闭合电路欧姆定律求出电路中的电流．由公式F
=ILB
安
求解安培力大小；
（2）导体棒处于静止状态，合力为零，根据平衡条件列式求解摩擦力的大小．
解：（1）导体棒、金属导轨和直流电源构成闭合电路，根据闭合电路欧姆定律有： I=
=
A=2A
导体棒受到的安培力：F 安=ILB=2×0.40×0.50N=0.40N
（2）导体棒所受重力沿斜面向下的分力：F 1=mgsin37°=0.04×10×0.6N=0.24N 由于F 1小于安培力，故导体棒沿斜面向下的摩擦力f ，根据共点力平衡条件得： mgsin37°+f=F 安
解得：f=F 安﹣mgsin37°=（0.40﹣0.24）N=0.16N 答：（1）导体棒受到的安培力大小是0.40N ； （2）导体棒受到的摩擦力大小是0.16N ． 17.【答案】磁场方向竖直向下；6.25T. 试题分析：磁场方向竖直向下 安培力 BIL F = 电流强度 r
R E
I +=
由平衡条件：水平方向 F F N = 竖直方向 mg F N =μ 解得()T LE
r R mg B 25.6=+=
μ 18.【答案】(1) N BIL F 6
101⨯== (2) m F
mv s 25212
==
, 2×10－2s 【解析】（1）由安培力公式：N BIL F 6101⨯== （2）由动能定理22
1mv Fs =
得到炮弹从静止加速到5km/s ，轨道长m F
mv s 25212
==
由牛顿第二定律得，炮弹的加速度25/105s m m
F
a ⨯==
炮弹从静止加速到5km/s 所需要的时间t= V/a =2×10－2s。