2016年青海单招物理模拟试题：电磁感应中磁变类问题

2016年XX单招物理模拟试题:电磁感应中磁变类问题
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1：
闭合矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁场的方向与导线框垂直，规定垂直纸面向里为磁场的正方向，abcda 方向为电流的正方向，水平向右为安培力的正方向，磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示，关于线框中的电流i。

ad边所受的安培力F随时间t变化的图象，下列正确的是（）
A、
B、
C、
D、
2：
如图甲所示,一个匝数n=100的圆形导体线圈,面积S1=0.4m2,电阻r=1Ω。

在线圈中存在面积S2=0.3m2的垂直线圈
平面向外的匀强磁场区域,磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示。

有一个R=2Ω的电阻,将其两端a、b分别与图甲中的圆形线圈相连接,b端接地,则下列说法正确的是( )
A、圆形线圈中产生的感应电动势E=6V
B、在0～4s时间内通过电阻R的电荷量q=8C
C、设b端电势为零,则a端的电势φa=3V
D、在0～4s时间内电阻R上产生的焦耳热Q=18J
3：
下列三图中除导体棒ab可动外，其余部分均固定不动，甲图中的电容器C原来不带电。

设导体棒。

导轨和直流电源的电阻均可忽略，导体棒和导轨间的摩擦也不计。

图中装置均在水平面内，且都处于方向垂直水平面（即
纸面）向下的匀强磁场中，导轨足够长。

今给导体棒ab一个向右的初速度v0，在甲。

乙。

丙三种情形下导体棒ab的最终运动状态是（）
A、三种情形下导体棒ab最终均做匀速运动
B、三种情形下导体棒ab最终均静止
C、乙、丙中，ab棒最终将做匀速运动；甲、中，ab棒最终静止
D、甲、丙中，ab棒最终将做匀速运动；乙、中，ab棒最终静止
4：
如图，金属棒ab、cd与足够长的水平光滑金属导轨垂直且接触良好，匀强磁场垂直导轨所在的平面。

ab棒在恒力F作用下向右运动，则（）
A、安培力对ab棒做正功
B、安培力对cd棒做正功
C、abdca回路的磁通量先增加后减少
D、F做的功等于回路产生的总热量和系统动能增量之和
5：
如图所示，面积为0.2m2的100匝线圈处在匀强磁场中，磁场方问垂直于线圈平面，已知磁感应强度随时间变化的规律为B=（2+0.2t）T，定值电阻R1=6Ω，线圈电阻R2=4Ω，求ab两点间电压U ab（）
A、2.4V
B、0.024V
C、4V
D、1.6V
6：一线圈匝数为n=10匝，线圈电阻不计，在线圈外接一个阻值R = 2.0Ω的电阻，如图甲所示。

线圈内有垂直纸面向里的磁场，线圈内磁通量φ随时间t变化的规律如图乙所示。

线圈中产生的感应电动势为，通过R
的电流方向为，通过R的电流大小为。

7：如图所示是穿过每匝线圈的磁通量的变化情况，线圈的匝数为10匝，则线圈内的感应电动势的最大值是最小值是。

8：“”形金属框上有一金属棒ab垂直于导轨，ab长为L.若在垂直于导轨平面方向加一均匀变化磁场，其B=B 0+kt（k为常数），如图所示.，令t=0时，ab与“”形框架所围面积为S 0，则
在t=0时，回路中的感应电动势E=______，方向为______（填“顺时针”或“逆时针”）。

9：
（2012.XX）如图4 -5 -13所示，在操场上，两同学左右相距L为10 m，在沿垂直于地磁场方向的两个位置上，面对面将一并联铜芯双绞线，像甩跳绳一样摇动，并将线的两端分别接在灵敏电流计上。

双绞线并联后的电阻R 为2 Ω，绳摇动的频率配合节拍器的节奏，保持f=2 Hz.如果同学摇动绳子的最大圆半径h=l m，电流计的最大值i=3 mA.
(1)试估算地磁场的磁感应强度的数量级____，数学表达式B=____________（用R、、L、f.h等已知量表示）。

(2)将两同学的位置改为与刚才方向垂直的两点上，那么电流计的读数为____
10：如图所示，线圈内有理想边界的磁场，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，则此微粒带________电，若线圈的匝数为n，平行板电容器的板间距离为d，微粒的质量为m，带电量
为q，则磁感应强度的变化率为________（设线圈的面积为S）。

11：如图1所示，匝数n=200
匝的圆形线圈，面积S=50cm2，放在匀强磁场中，线圈平面始终与磁场方向垂直，并设磁场方向垂直纸面向里时，磁感应强度为正。

线圈的电阻为r=0.5Ω，外接电阻R=1.5Ω。

当穿过线圈的磁场按图2所示的规律变化时，
求：（1）0～0.1s内a、b两点哪一点的电势高？a、b两点之间的电压U为多少？（2）0.1s～0.5s内通过R的电荷量；12：
（2014。

XX单科）如图所示，在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨，导轨间距为，长为3，导轨平面与水平面的夹角为，在导轨的中部刷有一段长为的薄绝缘涂层。

匀强磁场的磁感应强度大小为，方向与导轨平面垂直。

质量为的导体棒从导轨的顶端由静止释放，在滑上涂层之前已经做匀速运动，并一直匀速滑到导轨底端。

导体棒始终与导轨垂直，且仅与涂层间有摩擦，接在两导轨间的电阻为，其他部分的电阻均不计，重力加速度为。

求：
(1)导体棒与涂层间的动摩擦因数；
(2)导体棒匀速运动的速度大小；
(3)整个运动过程中，电阻产生的焦耳热。

13：在图甲中，直角坐标系0xy的1、3象限内有匀强磁场，第1象限内的磁感应强度大小为2B，第3象限内的磁感应强度大小为B，磁感应强度的方向均垂直于纸面向里.现将半径为l，圆心角为90 0的扇形导线框OPQ以
角速度ω绕O点在纸面内沿逆时针匀速转动，导线框回路电阻为R. (1)求导线框中感应电流最大值. (2)在图乙中画出导线框匀速转动一周的时间内感应电流I随时间t变化的图象.(规定与图甲
中线框的位置相对应的时刻为t="0)" 14：金属杆ab放在光滑的水平金属导轨上，与导轨组成闭合矩形电路，长l 1＝0.8m,宽l 2=0.5m,回路的总电阻R＝0.2Ω，且回路处在竖直向上的磁场中，金属杆用水平绳通过定滑轮连接质量M＝0.04kg的木块(轻绳处于绷紧状态)，磁感应强度从B=1T开始随时间均匀增强，5s末木块将离开水平面，不计一切摩擦，g取10m/s 2，求回路中的电流。

15：“研究回路中感应电动势E与磁通量变化快慢的关系”实验，如图1所示。

（1）（3分）某同学改变磁铁释放时的高度，作出E-△t图象寻求规律，得到如图2所示的图线。

由此他得
出结论：磁通量变化的时间△t越短，感应电动势E越大，即E与△t成反比。

①
实验过程是________的（填写“正确”“不正确”）；②实验结论__________________________________________（判断是否正确并说明理由）。

（2）（3分）对实验数据的处理可以采用不同的方法①如果横坐标取_____________，
就可获得如图3所示的图线；②若在①基础上仅增加线圈的匝数，则实验图线的斜率将__________(填“不变”“增大”或“减小”)。

答案部分
1、AC
在0～1s内，线框内有垂直纸面向里均匀增加的磁场，根据楞次定律可知，导线框中将产生逆时针方向，且大小恒定的感应电流，故B错误；根据左手定则可知，ad边所受安培力的方向水平向右，由F A＝ILB可知，F A随B
的均匀增大而均匀增大，故D错误；在1～3s内，线框内磁通量不发生改变，所以无感应电流，ad边所受安培力为零，3～4s内，磁场垂直纸面向里且均匀减小，据楞次定律可知导线框中将产生顺时针方向。

且大小恒定的
感应电流，故A正确；ad边所受安培力的方向水平向左，且F A随B的均匀减小而均匀减小，故C正确。

故选: AC、
2、D
由法拉第电磁感应定律可得E=n,由图乙结合数学知识可得k=T/s=0.15 T/s,将其代入可求E=4.5V,A
错。

设平均电流强度为,由q=Δt=Δt=nΔt=n,在0～4 s穿过圆形导体线圈的磁通量的变化量为ΔΦ=0.6×0.3 Wb-0=0.18 Wb,代入可解得q=6C,B错。

0～4 s内磁感应强度增大,圆形线圈内磁通量增加,由楞次定律结合右手定则可得b点电势高,a 点电势低,故C错。

由于磁感应强度均匀变化产生的电动势与电流均恒定,
可得I==1.5 A,由焦耳定律可得Q=I2Rt=18J,D对。

故选：D、
3、D
图甲中，导体棒向右运动切割磁感线产生感应电流而使电容器充电，当电容器C极板间电压与导体棒产生的感应电动势相等时，电路中没有电流，ab棒不受安培力，向右做匀速运动；图乙中，导体棒向右运动切割磁感线产生感应电流，通过电阻R转化为内能，ab棒速度减小，当ab棒的动能全部转化为内能时，ab棒静止；
图丙中，导体棒先受到向左的安培力作用向右做减速运动，速度减为零后再在安培力作用下向左做加速运动，当导体棒产生的感应电动势与电源的电动势相等时，电路中没有电流，ab棒向左做匀速运动。

故D正确。

故选：D、
4、BD
A。

Bab棒在恒力F作用下向右做加速运动，根据楞次定律可知，回路中将产生的感应电流沿acdba方向，由左手定则判断可知，ab棒所受的安培力方向向左，cd棒所受的安培力方向向右，则安培力对ab棒做负功，对cd 棒做正功。

故A错误，B正确。

C、两棒最终都做匀加速运动，速度之差恒定，ab棒的速度大于cd棒的速度，则abdca回路的磁通量一直增加。

故C错误。

D、根据能量守恒定律得知，F做的功等于回路产生的总热量和系统动能增量之和。

故D正确。

故选：BD、
5、A
感应电动势：E=n=nS=100×0.2×0.2=4V，
感应电流：I===0.4A，
ab间的电压：U ab=IR1=0.4×6=2.4V；
故选：A、
6、
根据法拉第电磁感应定律可得：线圈产生的感应电动势;根据楞次定律得，通过
R的电流方向为b→R→a。

闭合电路中的电流大小
7、40V，0；
，最小值为零
8、顺时针
根据公式得，根据楞次定律可得方向为顺时针。

9、(1)，(2)0
(1)摇动绳子的过程中，绳切割地磁场的磁感线，当摆动速度与地磁场垂直时，感应电动势最大，电流最大，由E= BLv,,,E= IR得B=，代入数据得到地磁场的磁感应强度的数量级为10。

(2)将两同学的位置改为与刚才方向垂直的两点上，那么电流计的读数为0。

10、负；
试题分析：当磁场均匀增加时，由楞次定律可判断上极板带正电。

所以平行板电容器的板间的电场方向向下，带电粒子受重力和电场力平衡，所以粒子带负电。

带电粒子受重力和电场力平衡得：
磁感应强度的变化率考点：法拉第电磁感应定律；点评：本题关键是电容器两端电压的表达，它是联系电磁感应定律和粒子受力情况的桥梁。

11、
略
12、(l)tan(2)(3) (1)在绝缘涂层上受力平衡，解得
(2)在光滑导轨上感应电动势感应电流
安培力
受力平衡
解得
(3)摩擦生热
由能量守恒定律得
13、（1）（2）见解析
试题分析：(1)线框从图甲位置开始(t=0)转过90 0的过程中，产生的感应电动势为:
(2分) 由闭合电路欧姆定律得，回路电流为：(1分) 联立以上各式解得: (2分) 同理可求得线框进出第3象限的过程中，回路电流为: (2分) 故感应电流最大值为: (1分) (2)I－t图象为:
考点：本题考察了法拉第电磁感应定律的应用，点评：注意公式和E=BLv的区别以与感应电流产生条件。

14、
略
15、(1) （3分）①正确（1分）；②不正确，只有在磁通量变化相同的条件下，时间越短，感应电动势才越大。

另外，从E-△t图象并不能得到E与△t成反比的结论。

(2分)(2) （3分）①因为图2是曲线，可猜测为
反比的关系进而利用横轴为1/△t 来验证。

横坐标取1/△t（1分）；②线圈匝数增加，则感应电动势变大，则实验图线的斜率将变大（2分）
(1) （3分）①正确（1分）；②不正确，只有在磁通量变化相同的条件下，时间越短，感应电动势才越大。

另外，从E-△t图象并不能得到E与△t成反比的结论。

(2分)(2) （3分）①因为图2是曲线，可猜测为反比的关系进而利用横轴为1/△t 来验证。

横坐标取1/△t（1分）；②线圈匝数增加，则感应电动势变大，则实验图线的斜率将变大（2分）。