2016年海南单招物理模拟试题:电磁感应中磁变类问题

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1：

如图所示，足够长的光滑导轨倾斜放置，导轨宽度为L，其下端与电阻R连结，导体棒ab电阻为r，导轨和导线电阻不计，匀强磁场竖直向上。若导体棒ab以一定初速度v0下滑，则棒ab（　　）

A、所受安培力方向水平向右　

B、可能以速度v0匀速下滑　

C、刚下滑瞬间产生的感应电动势为BLv0　

D、减少的重力势能等于电阻R产生的内能

2：

穿过某线圈的磁通量随时间变化的关系如图所示,在下列几段时间内,线圈中产生的感应电动势最小的是（　　　　）

A、0～2s

B、2～4s

C、4～5s

D、5～10s

3：

如图所示，边长为L的正方形线圈与匀强磁场垂直，磁感应强度为B。当线圈按图示方向以速度垂直B运动时，下列判断正确的是（    ）

A、线圈中无电流，         

B、线圈中无电流，

C、线圈中有电流，          

D、线圈中有电流，

4：有一个匀强磁场，它的边界是MN，在MN左侧是无场区，右侧是匀强磁场区域，如图甲所示。现在有一个金属线框以恒定速度从MN左侧进入匀强磁场区域，线框中的电流随时间变化的i－t图像如图乙所示。则可能的线框是                                                         （   ）

Ａ。Ａ

Ｂ。Ｂ

Ｃ。Ｃ

Ｄ。Ｄ

5：

环形线圈放在均匀磁场中，设在第1秒内磁感线垂直于线圈平面向内，若磁感应强度随时间变化关系如图，那么在第2秒内线圈中感应电流的大小和方向是（　　）

A、感应电流大小恒定，顺时针方向　

B、感应电流大小恒定，逆时针方向　

C、感应电流逐渐增大，逆时针方向　

D、感应电流逐渐减小，顺时针方向

6：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　　　　　　。


7：

（2012.杭州）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____

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”）。


9：一线圈匝数为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        。


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：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。



12：如图所示，在一倾角为37°的粗糙绝缘斜面上，静止地放置着一个匝数n＝10匝的圆形线圈，其总电阻R＝3.14 Ω、总质量m＝0.4 kg、半径r＝0.4 m。如果向下轻推一下此线圈，则它刚好可沿斜面匀速下滑。现在将线圈静止放在斜面上后。在线圈的水平直径以下的区域中，加上垂直斜面方向的，磁感应强度大小按如下图所示规律变化的磁场(提示：通电半圆导线受的安培力与长为直径的直导线通同样大小的电流时受的安培力相等)问：
(1)刚加上磁场时线圈中的感应电流大小I.
(2)从加上磁场开始到线圈刚要运动，线圈中产生的热量Q.(最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取 )



13：如图所示，水平面上有两电阻不计的光滑金属导轨平行固定放置，间距 d＝0.5 m，左端通过导线与阻值为2Ω的电阻 R连接，右端通过导线与阻值为4Ω的小灯泡 L连接；在 CDEF矩形区域内有竖直向上的匀强磁场， CE长为2 m， CDEF区域内磁场的磁感应强度B如图所示随时间 t变化；在 t＝0 s时，一阻值为2Ω的金属棒在恒力 F作用下由静止从 AB位置沿导轨向右运动，当金属棒从 AB位置运动到 EF位置的全过程中，小灯泡的亮度都没有变化。求：⑴通过小灯泡的电流强度；⑵恒力 F的大小；⑶金属棒的质量。


14：

如图所示，固定在水平桌面上的金属框架cdef处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒ab搁在框架上，可无摩擦滑动，此时adcb构成一个边长为l的正方形，棒的电阻为r，其余部分电阻不计，开始时磁感应强度为。

（1）若从t=0时刻起，磁感应强度均匀增加，每秒增量为k，同时保持棒静止。求棒中的感应电流并在图上标出感应电流的方向。

（2）在上述（1）情况中，始终保持棒静止，当时，需加的垂直于棒的水平拉力为多大？

（3）若从t= 0时刻起，磁感应强度逐渐减小，当棒以恒定速度v向右匀速运动时，可使棒中不产生感应电流，则磁感应强度应怎样随时间变化？（写出B与t的关系式）

15：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)"

答案部分

1、AB

A。根据右手定则判断可知，ab棒中感应电流方向从b→a，由左手定则判断得知，棒ab所受的安培力方向水平向右，故A正确。

B、若安培力沿导轨向上的分力与重力沿导轨向下的分力大小相等，ab棒可能匀速下滑，故B正确。

C、刚下滑瞬间产生的感应电动势为 E=BLv0cosθ，故C错误。

D、根据能量守恒定律得知，若ab棒匀速下滑，其减少的重力势能等于电阻R和棒ab产生的内能之和；若ab棒加速下滑，其减少的重力势能等于电阻R和棒ab产生的内能与棒ab增加的动能之和；若ab棒减速下滑，其减少的重力势能和动能之和等于电阻R和棒ab产生的内能之和，所以减少的重力势能不等于电阻R产生的内能。故D错误。

故选：AB

2、D

Φ—t图象的斜率为磁通量的变化率,根据法拉第电磁感应定律可知,Φ—t图象的斜率越小,产生的感应电动势越小,故选项D正确. 故选：D、

3、B

线圈在运动过程中，穿过线圈的磁通量不变，所以在线圈中不会产生感应电流，C、D错误，但导体两端有电势差，根据右手定则，可知B正确。

自我检测

4、B,C

AD中产生的电动势先增大后减小，BC中的感应电动势先增大然后不变最后减小，所以答案选BC。

5、B

在第2s内，磁场的方向垂直于纸面向外，且均匀减小，所以产生恒定的电流，根据楞次定律，感应电流的方向为逆时针方向，所以B正确。

故选：B、

6、40V，0；　

，最小值为零

7、(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。

8、  顺时针

根据公式得 ，根据楞次定律可得方向为顺时针。

9、

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

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、 (1)0.4 A　(2)0.5 J

试题分析：(1)由闭合电路的欧姆定律
由法拉第电磁感应定律
由图，
联立解得 .
(2)设线圈开始能匀速滑动时受的滑动摩擦力为
则
加变化磁场后线圈刚要运动时
其中
由图象知
由焦耳定律
联立解得 .
考点：考查了法拉第电磁感应定律的应用
点评：电磁感应中的功能关系是通过安培力做功量度外界的能量转化成电能。找两个物理量之间的关系是通过物理规律一步一步实现的。用公式进行计算时，如果计算的是过程量，我们要看这个量有没有发生改变。

13、 ⑴0.1A  ⑵0.3N ⑶1.2kg

⑴金属棒未进入磁场，电路总电阻R 总=R 并+R L=5Ω      ①
回路中的感应电动势E= ="0.5V         " ②
通过灯泡的电流  I L= ="0.1A           " ③
⑵因灯泡亮度不变，故在t=4s末金属棒刚好进入磁场，且做匀速运动，此时金属棒中的电流为
I=I R+I L=0.3A　　　　　　　　　　　　④
恒力F的大小为 F=F 安=BId=2×0.3×0.5N="0.3N    " ⑤
⑶金属棒进入磁场后回路中的总电阻 　　　⑥
金属棒中感应电动势 E=Bdv=I ="1v       " ⑦
t=4s末金属棒的速度 v= ="1m/s    " ⑧
　0～4s金属棒的加速度  a=v/t=0.25m/s 2        ⑨
由F="ma" 得金属棒的质量  m=F/a=1.2kg

14、（1）在图中标出电流方向为逆时针（图略） （2）（3）

 （1） 感应电动势

感应电流

由楞次定律可判定感应电流方向为逆时针。

（2）时，，，所以。

（3）为使棒中不产生感应电流，则应保持总磁通量不变，即，所以。

15、 （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的区别以及感应电流产生条件。

2016年海南单招物理模拟试题：电磁感应中磁变类问题