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第二章测评(时间:75分钟,满分:100分)一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。1.如图所示,两个单匝线圈a、b的半径分别为r和2r。圆形匀强磁场B的边缘恰好与a线圈重合,则

穿过a、b两线圈的磁通量之比为()A.1∶1B.1∶2C.1∶4D.4∶12.在如图所示的电路中,三个灯泡L1、L2、L3的电阻关系为R1<R2<R3,电感L的直流电阻可忽略,D为理想二极管。开关S从闭合状态突然断开时,下列判断正确的是()A.L1逐渐变暗,L2、L3均先变

亮,然后逐渐变暗B.L1逐渐变暗,L2立即熄灭,L3先变亮,然后逐渐变暗C.L2立即熄灭,L1、L3均逐渐变暗D.L1、L2、L3均先变亮,然后逐渐变暗3.如图,螺线管导线的两端与两平行金属板相连接,一个带正电的小球用绝缘丝线悬挂

于两金属板间并处于静止状态。线圈置于方向竖直向上的均匀增大的磁场中,现将S闭合,当磁场发生变化时小球将偏转。若磁场发生了两次变化,且第一次比第二次变化快,第一次小球的最大偏角为θ1;第二次小球的最大偏角为θ

2,则关于小球的偏转位置和两次偏转角大小的说法正确的是()A.偏向B板,θ1>θ2B.偏向B板,θ1<θ2C.偏向A板,θ1>θ2D.偏向A板,θ1<θ24.(2021山东临沂期中)如图所示,匀强磁场中有一由半圆弧及其直径构成的闭合导线框,半圆直径与磁场边缘重

合;磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里,磁感应强度的大小为B0。使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周,线框中产生感应电流。现使线框保持图中所示位置,磁感应强度大小随时间线性变化。为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流,磁感应强度随时间的变

化率Δ𝐵Δ𝑡的大小应为()A.4𝜔𝐵0πB.2𝜔𝐵0πC.𝜔𝐵0πD.𝜔𝐵02π5.矩形导线框abcd固定在匀强磁场中,磁感线的方向与导线框所在平面垂直。规定磁场的正方向垂直纸面向里,磁感应强度B随时间变化的

规律如图所示。若规定顺时针方向为感应电流的正方向,则图中正确的是()6.如图所示,两根平行的水平光滑长直金属导轨,其电阻不计,导体棒ab、cd跨在导轨上,ab的电阻R大于cd的电阻r,当cd在大小为F1的水平外力

作用下匀速向右滑动时,ab在大小为F2的水平外力作用下保持静止。已知a、b两点间的电压为Uab,c、d两点间的电压为Ucd,以下说法正确的是()A.Uab>Ucd,F1>F2B.Uab=Ucd,F1<F2C.Uab>Ucd,F1=F2D.Uab=Ucd,F1=F27.很多相同的绝缘铜圆环

沿竖直方向叠放,形成一很长的竖直圆筒。一条形磁铁沿圆筒的中心轴竖直放置,其下端与圆筒上端开口平齐。让条形磁铁从静止开始下落。条形磁铁在圆筒中的运动速率()A.均匀增大B.先增大,后减小C.逐渐增大,最后不变D.先增大,再减小

,最后不变二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。8.一个圆形闭合线圈固定在垂直纸面的匀强磁场中,线圈平面与磁场方向垂直,如图a甲所示。设垂直于纸面向里的磁感应强度方向为正,垂

直于纸面向外的磁感应强度方向为负。线圈中顺时针方向的感应电流为正,逆时针方向的感应电流为负。已知圆形线圈中感应电流i随时间变化的图像如图a乙所示,则线圈所在处的磁场的磁感应强度随时间变化的图像可能是图b中的()图a图b9.置于匀强磁场中的金属圆盘中央和边缘各引出一根导线,与套在铁芯上部的线圈A相

连。套在铁芯下部的线圈B引出两根导线接在两根水平导轨上,如图所示。导轨上有一根金属棒ab处在垂直于纸面向外的匀强磁场中。下列说法正确的是()A.圆盘顺时针加速转动时,ab棒将向右运动B.圆盘顺时针匀速转动时,ab棒将向右运动C.圆盘顺时针减速转动时,ab棒将向右运动D.圆盘

顺时针加速转动时,ab棒将向左运动10.如图所示,光滑水平面上存在有界匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里。质量为m、边长为a的正方形线框ABCD斜向穿进磁场,当AC刚进入磁场时线框的速度大小为v,方向与磁场边界所成夹角为45°。若线框的总电阻为R,则()A

.线框穿进磁场过程中,框中电流的方向为D→C→B→A→DB.AC刚进入磁场时线框中感应电流为√2𝐵𝑎𝑣𝑅C.AC刚进入磁场时线框所受安培力大小为√2𝐵2𝑎2𝑣𝑅D.此时CD两端电压为34Bav三、非选择题:本题共5个小题,共54分。11.(6分)在研究电磁感应的实验中(1)一位学

生将电流表、电池、电阻和开关连接成如图甲所示电路,接通开关,看到电流表指针偏向正接线柱一侧。这样做的目的是。(2)这位学生又把电流表及原、副线圈A和B、电池、开关连接成如图乙所示电路。①当接通开关时,或接通开关后将线圈A插入线圈B的过

程中,看到电流表的指针都偏向正接线柱一侧。比较电流的方向,可得出的实验结论是。②当断开开关时,或将线圈A从线圈B中拔出的过程中,发现电流表的指针都偏向负接线柱一侧。比较电流的方向,可得出的实验结论是。

12.(10分)如图所示是研究自感现象的电路图,两个灵敏电流计G1和G2的零点都在刻度中央,当电流从左向右流入时,指针向右偏,反之向左偏,在开关S接通的瞬间,G1指针向摆,G2指针向摆;S断开的瞬间,G1指针向摆,G2指针向摆(以上均选填“左”或“右”),两个灵敏电流计指针的摆动幅度(

选填“相等”或“不相等”)。13.(10分)如图所示,水平面(纸面)内间距为l的平行金属导轨间接一电阻,质量为m、长度为l的金属杆置于导轨上。t=0时,金属杆在水平向右、大小为F的恒定拉力作用下由静止开始运动。t

0时刻,金属杆进入磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域,且在磁场中恰好能保持匀速运动。杆与导轨的电阻均忽略不计,两者始终保持垂直且接触良好,两者之间的动摩擦因数为μ。重力加速度大小为g。求:(

1)金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小。(2)电阻的阻值。14.(12分)某同学设计了一个发电测速装置,工作原理如图所示。一个半径R=0.1m的圆形金属导轨固定在竖直平面上,一根长为R的金属棒OA,A端与导轨接触良好,O端固定在圆心处的转轴上。转轴的左端有一

个半径r=𝑅3的圆盘,圆盘和金属棒能随转轴一起转动。圆盘上绕有不可伸长的细线,下端挂着一个质量m=0.5kg的铝块。在金属导轨区域内存在垂直于导轨平面向右的匀强磁场,磁感应强度B=0.5T。a点与导轨相连,b点通过电刷与O端相连。测量a、b两点间的电势差U可算得铝

块速度。铝块由静止释放,下落h=0.3m时,测得U=0.15V。(细线与圆盘间没有滑动,金属棒、导轨、导线及电刷的电阻均不计,重力加速度g取10m/s2)(1)测U时,与a点相接的是电压表的“正极”还是“

负极”?(2)求此时铝块的速度大小;(3)求此下落过程中铝块机械能的损失。15.(16分)如图甲所示,一个圆形线圈匝数n=1000、面积S=2×10-2m2、电阻r=1Ω。在线圈外接一阻值为R=4Ω的电阻。把线圈放入一个匀强磁场中,磁场方向垂直线圈平面向里,磁场的磁感应强度B随时

间变化规律如图乙所示。求:(1)0~4s内,回路中的感应电动势;(2)t=5s时,a、b两点哪点电势高;(3)t=5s时,电阻R两端的电压U。答案：1.A两个线圈的半径虽然不同,但是线圈内的匀强磁场的半径一样,则穿过两线圈的磁通量相同,故选项A正确。2.

B开关S从闭合状态突然断开时,L中产生方向向右的自感电动势,L1逐渐变暗,L2立即熄灭(理想二极管单向导电),L3先变亮后逐渐变暗(L3中原电流小于L1中电流),选项B正确。3.C线圈置于方向竖直向上的均匀增大的磁场中,据楞次定律可知线圈的感应

电动势下高上低,则B板电势高,A板电势低,小球向A板偏转,当磁场变化快时电动势大,偏角大,故C正确。4.C设半圆的半径为r,导线框的电阻为R,当导线框匀速转动时,在很短的时间Δt内,转过的圆心角Δθ=ωΔt,由法拉第电磁感应定律及闭合电路欧姆定律可得感应电

流I1=𝐵0Δ𝑆𝑅Δ𝑡=𝐵0·12𝑟2Δ𝜃𝑅Δ𝑡=𝐵0𝑟2𝜔2𝑅;当导线框不动,而磁感应强度发生变化时,可得感应电流I2=Δ𝐵·𝑆𝑅Δ𝑡=Δ𝐵·π𝑟22𝑅Δ𝑡,令I1=I2,可得Δ𝐵Δ𝑡=𝜔𝐵0π,选项C正确。

5.D0~1s,感应电流的方向由楞次定律可知为逆时针,即沿负方向,根据电磁感应定律E=SΔ𝐵Δ𝑡,由于Bt图像斜率大小一定,又因S不变,所以E大小为定值,则电流大小一定。同理1~3s,感应电流方向为顺时针,沿正方向,电流大小

为定值,与0~1s相等;3~4s感应电流方向为逆时针,沿负方向,电流大小为定值,与0~1s相等。6.Dcd导体棒在F1的作用下,做切割磁感线运动,成为电源。Uab为电路外电阻上的电压,等效电路如图所示。由于导轨的电阻不计,Uab=Ucd。另外,由于c

d棒与ab棒中电流大小相等,导体棒有效长度相同,所处磁场相同,故两棒受到的安培力大小相等、方向相反。ab、cd两棒均为平衡态,故导体棒分别受到的外力F1、F2与所受到的安培力平衡,故F1=F2,故选项D正确。7.C利用电磁感应现象分析解答。开始时,条形磁铁以加速度g竖直下落,则穿过铜环的磁通

量发生变化,铜环中产生感应电流,感应电流的磁场阻碍条形磁铁的下落。开始时的感应电流比较小,条形磁铁向下做加速运动,且随下落速度增大,其加速度变小。当条形磁铁的速度达到一定值后,相应铜环对条形磁铁的作用力等于条形磁铁的重力。故条形磁铁先加速运动,但加速度

变小,最后的速度不变。选项C正确。8.CD根据题图a,我们只研究最初的一个周期,即2s内的情况,由题图a所表示的圆线圈中感应电流的方向、大小,运用楞次定律,判断出感应电流的磁场方向、大小;再根据楞次定律,判断引起电磁感应现象发生的磁场应该如何变化。从而

找出正确选项为C、D。9.CD由右手定则知,圆盘顺时针加速转动时,感应电流从圆心流向边缘,线圈A中产生的磁场方向向下且磁场增强;由楞次定律知,线圈B中的感应磁场方向向上,由右手螺旋定则知,ab棒中感应电流方向由a→b;由

左手定则知,ab棒受的安培力方向向左,将向左运动,故A错误,D正确。同理可知,若圆盘顺时针减速转动时,则ab棒将向右运动,选项C正确。当圆盘顺时针匀速转动时,线圈A中产生恒定的电流,那么线圈B的磁通量不变,则ab棒没有感应电流,则将不会运动,故B

错误。故选C、D。10.CD线框进入磁场的过程中穿过线框的磁通量增大,由楞次定律可知,感应电流产生的磁场方向垂直纸面向外,则感应电流的方向为A→B→C→D→A,A错误;AC刚进入磁场时CD边切割磁感线,AD边不切割磁感线,所以产生的感应电动势为E=Bav,则线

框中感应电流为I=𝐸𝑅=𝐵𝑎𝑣𝑅,故CD两端的电压为U=I×34R=34Bav,B错误,D正确;AC刚进入磁场时线框的CD边受到的安培力的方向与v的方向相反,AD边受到的安培力的方向垂直于AD边向下,它

们的大小都是F=BIa,由几何关系可以看出,AD边与CD边受到的安培力的方向相互垂直,所以AC刚进入磁场时线框所受安培力为AD边与CD边受到的安培力的矢量和,即F合=√2F=√2𝐵2𝑎2𝑣𝑅,C正确。11.答案(1)查明电流表指针偏转方向与电流方

向的关系(2)①当线圈B中磁场增强时,线圈B中产生的感应电流磁场方向与原磁场方向相反②当线圈B中磁场减弱时,线圈B中产生的感应电流的磁场方向与原磁场方向相同12.答案右右右左相等解析在开关S接通的瞬间,线圈阻碍电流增大,使电流慢慢增大到

最大,但电流依然是从左向右流入;在S断开的瞬间,线圈阻碍电流减小,使电流在线圈L、灵敏电流计G1、G2、电阻R构成的回路中慢慢减小到零,G1中电流为从左向右流入,G2中电流为从右向左流入;两表串联,电流相等,指针的摆动幅度相等。13.答案(1)Bl

t0(𝐹𝑚-𝜇𝑔)(2)𝐵2𝑙2𝑡0𝑚解析(1)设金属杆进入磁场前的加速度大小为a,由牛顿第二定律得F-μmg=ma①设金属杆到达磁场左边界时的速度为v,由运动学公式有v=at0②当金属杆以速度v在磁场中运动时,由法拉第电磁

感应定律,杆中的电动势为E=Blv③联立①②③式可得E=Blt0(𝐹𝑚-𝜇𝑔)。④(2)设金属杆在磁场区域中匀速运动时,金属杆中的电流为I,根据欧姆定律I=𝐸𝑅⑤式中R为电阻的阻值。金属杆所受的安培力为F安=BlI⑥因金属杆做匀速运动,由牛顿

运动定律得F-μmg-F安=0⑦联立④⑤⑥⑦式得R=𝐵2𝑙2𝑡0𝑚。⑧14.答案(1)正极(2)2m/s(3)0.5J解析(1)由题意可知,a点接正极。(2)由电磁感应定律得U=E=BR𝑣𝑣=12(vA+0)=12ωRU=12BωR2v=r

ω=13ωR所以,有v=2𝑈3𝐵𝑅=2m/s。(3)ΔE=mgh-12mv2ΔE=0.5J。15.答案(1)1V(2)a点的电势高(3)3.2V解析(1)根据法拉第电磁感应定律得,0~4s内,回路中的感应电动势E=nΔ𝛷Δ𝑡

=1000×(0.4-0.2)×2×10-24V=1V。(2)t=5s时,磁感应强度正在减弱,根据楞次定律,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同,即感应电流产生的磁场方向垂直纸面向里,故a点的电势高。(3)在t=5s时,

线圈的感应电动势为E'=nΔ𝛷'Δ𝑡'=1000×|0-0.4|×2×10-22V=4V根据闭合电路欧姆定律得电路中的电流为I=𝐸'𝑅+𝑟=44+1A=0.8A