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本卷共 28 题,其中:
单选题 24 题,多选题 1 题,解答题 3 题
简单题 13 题,中等难度 15 题。总体难度: 简单
单选题 共 24 题
  1. 以下过程中能够产生感应电流的方式有:

    A. ①②   B. ②③   C. ③④   D. ①④

    难度: 简单查看答案及解析

  2. 如图所示为一台小型发电机示意图,磁场为水平方向。若线圈绕着转轴做匀速圆周运动,当线圈转到如图所示的水平位置时,下列判断正确的是(   )   

    A. 通过线圈的磁通量最大   B. 此时线圈恰好经过中性面

    C. 线圈中产生的电动势最大   D. 此时交流电流正好改变方向

    难度: 简单查看答案及解析

  3. 如右图所示,在铁芯P上绕有两组线圈A和B,如果线圈A中通有如下所示的四种电流,规定从线圈A上端流入为电流正方向,试分析在t1~t2这段时间内(从上方俯视)线圈B中可以产生逆时针方向的感应电流(   )

    A. 甲可以   B. 乙可以   C. 丙可以   D. 丁可以

    难度: 简单查看答案及解析

  4. 如图所示,在水平放置的条形磁铁的N极附近,一个闭合线圈向下运动并始终保持水平。在位置B,N极附近的磁感线正好与线圈平面平行。则从上方俯视可见(   )

    A. 线圈从A到C的运动过程中感应电流的方向先逆时针后顺时针

    B. 线圈从A到C的运动过程中感应电流的方向先顺时针后逆时针

    C. 线圈从A到C的运动过程中感应电流的方向始终是顺时针

    D. 线圈从A到C的运动过程中感应电流的方向始终是逆时针

    难度: 简单查看答案及解析

  5. 1831年10月28日,法拉第在一次会议上展示了他发明的圆盘发电机(图甲)。 它是利用电磁感应的原理制成的,是人类历史上的第一台发电机。据说,在法拉第 表演他的圆盘发电机时,一位贵妇人问道: “法拉第先生,这东西有什么用呢?”法拉第答道:“夫人,一个刚刚出生的婴儿有什么用呢?”

    图乙是这个圆盘发电机的示意图:铜盘安装在水平的铜轴上,它的边缘正好在 两磁极之间,两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘接触。使铜盘转动,电阻R中就有电流通过。已知铜盘半径为r,铜盘内阻忽略不计,铜盘所在区域磁感强度B,转动的角速度为ω,则以下判断正确的是(   )

    ①铜盘转动过程中产生的电流方向是D到C

    ②铜盘转动过程中D点的电势高于C点

    ③铜盘转动过程中产生的感应电动势大小为

    ④铜盘转动过程中产生的感应电流大小为

    A. ①②   B. ②③   C. ③④   D. ①④

    难度: 简单查看答案及解析

  6. 如图所示,电源在电动机线圈中产生的电流的方向已经标出。在如图所示位置,以下关于电动机运动过程中的分析正确的是(   )

    ①导线AB边所受安培力与图示v箭头方向相反

    ②导线AB边产生的反电动势方向由B指向A

    ③线圈中产生的感应电动势对电源电流起到了促进作用

    ④如果要维持线圈的持续转动,电源必须源源不断的提供电能来克服反电动势的阻碍作用

    A. ①②   B. ①③   C. ②③   D. ②④

    难度: 简单查看答案及解析

  7. 一个单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,转轴与磁场垂直,图中表示穿过线圈平面的磁通量随时间变化的函数图像。图中磁通量的最大值Φmax=0.20Wb,变化周期T=0.02s。则由图可知, (   )

    A. 线圈中感应电动势的最大值出现在0.005、0.015s各时刻

    B. 电流改变方向出现在0.010s、0.020s时刻

    C. 根据有Emax=62.8V

    D. 线圈中电动势的有效值是

    难度: 简单查看答案及解析

  8. 如图所示,A、B两个闭合线圈用同样的导线制成,匝数均10匝,半径rA = 2rB,图示区域内有匀强磁场,且磁感应强度随时间均匀减小,以下分析正确的是(    )

    A. 线圈中产生的感应电动势之比EA∶EB=2:1

    B. 两线圈中电阻之比RA∶RB=1:2

    C. 两线圈中感应电流之比IA∶IB=1:2

    D. 两线圈中产生的热功率之比PA∶PB=8:1

    难度: 中等查看答案及解析

  9. 如图所示,匀强磁场的上下边界水平,宽度为L,方向垂直纸面向里。质量为m、边长为l(l< L)的正方形导线框abcd始终沿竖直方向穿过该磁场,已知cd边进入磁场时的速度为v0,ab边离开磁场时的速度也为v0,重力加速度的大小为g。下列说法正确的是

    A.线框进入和离开磁场时产生的感应电流方向相同

    B.线框进入和离开磁场时受到的安培力方向相反

    C.线框穿过磁场的过程中克服安培力所做的功为mg(L+ l)

    D.线框穿过磁场的过程中可能先做加速运动后做减速运动

    难度: 简单查看答案及解析

  10. 图是用电流传感器(电流传感器相当于电流表,其电阻可以忽略不计)研究自感现象的实验电路,电源的电动势为,内阻为,自感线圈的自感系数足够大,其直流电阻值大于灯泡的阻值,在时刻闭合开关,经过一段时间后,在时刻断开开关.在图所示的图象中,可能正确表示电流传感器记录的电流随时间变化情况的是(   )

    A.    B.

    C.    D.

    难度: 简单查看答案及解析

  11. 铁路上使用一种电磁装置向控制中心传输信号以确定火车的位置。如图所示(俯视图),能产生匀强磁场的磁铁被安装在火车首节车厢下面,当它经过安放在两铁轨间的线圈时,便会产生一个电信号,通过和线圈相连的电压传感器被控制中心接收,从而确定火车的位置。若一列火车匀加速驶来,则电压信号U随时间t的变化图象为

    A             B              C             D

    难度: 简单查看答案及解析

  12. 如图a所示,虚线上方空间有垂直线框平面的匀强磁场,直角扇形导线框绕垂直于线框平面的轴O以角速度ω匀速转动。设线框中感应电流方向以逆时针为正,那么在下面四个选项中能正确描述线框从图a中所示位置开始转动一周的过程中,线框内感应电流随时间变化情况的是 (  )

    A.    B.    C.    D.

    难度: 中等查看答案及解析

  13. 如图所示的电路中,电源电动势为E,线圈L的电阻不计。以下判断正确的是(  )

    A. 闭合S,稳定后,电容器两端电压为E

    B. 闭合S,稳定后,电容器的a极板带正电

    C. 断开S的瞬间,电容器的a极板带正电

    D. 断开S的瞬间,电容器的a极板带负电

    难度: 中等查看答案及解析

  14. 如图,甲、乙两图为与匀强磁场垂直放置的两个金属框架,乙图除了一个电阻为零、自感系数为L的线圈外,其他部分与甲图都相同,导体AB以相同的加速度向右做匀加速直线运动。若位移相同,则(   )

    A.甲图中外力做功多

    B.两图中外力做功相同

    C.乙图中外力做功多

    D.无法判断

    难度: 中等查看答案及解析

  15. 插有铁芯的线圈(电阻不能忽略)直立在水平桌面上,铁芯上套一铝环,线圈与电源、开关相连。以下说法中正确的是

    A.闭合开关的瞬间铝环跳起,开关闭合后再断开的瞬间铝环又跳起

    B.闭合开关的瞬间铝环不跳起,开关闭合后再断开的瞬间铝环也不跳起

    C.闭合开关的瞬间铝环不跳起,开关闭合后再断开的瞬间铝环跳起

    D.闭合开关的瞬间铝环跳起,开关闭合后再断开的瞬间铝环不跳起

    难度: 简单查看答案及解析

  16. 如图所示,一根空心铝管竖直放置,把一枚小圆柱的永磁体从铝管上端由静止释放,经过一段时间后,永磁体穿出铝管下端口.假设永磁体在铝管内下落过程中始终沿着铝管的轴线运动,不与铝管内壁接触,且无翻转.忽略空气阻力,则下列说法中正确的是(   )

    A. 若仅增强永磁体的磁性,则其穿出铝管时的速度变小

    B. 若仅增强永磁体的磁性,则其穿过铝管的时间缩短

    C. 若仅增强永磁体的磁性,则其穿过铝管的过程中产生的焦耳热减少

    D. 在永磁体穿过铝管的过程中,其动能的增加量等于重力势能的减少量

    难度: 中等查看答案及解析

  17. 如图所示,水平放置的光滑平行金属导轨MN、PQ处于竖直向下的足够大的匀强磁场中,导轨间距为L,导轨的右端接有阻值为R的电阻。一根质量为m,电阻为r的金属棒垂直导轨放置,并与导轨接触良好。现使金属棒以一定初速度向左运动,它先后通过位置a、b后,到达位置c处刚好静止。已知磁场的磁感应强度为B,金属棒通过a、b处的速度分别为va、vb,a、b间的距离等于b、c间的距离,导轨的电阻忽略不计。下列说法中正确的是(    )

    A. 金属棒运动到a处时的加速度大小为

    B. 金属棒运动到b处时通过电阻的电流方向由N指向Q

    C. 金属棒在a→b过程与b→c过程中通过电阻的电荷量相等

    D. 金属棒在a处的速度va是其在b处速度vb的

    难度: 中等查看答案及解析

  18. 如图所示,几位同学在做“摇绳发电”实验:把一条长导线的两端连在一个灵敏电流计的两个接线柱上,形成闭合回路.两个同学迅速摇动AB这段“绳”.假设图中情景发生在赤道,地磁场方向与地面平行,由南指向北.图中摇“绳”同学是沿东西站立的,甲同学站在西边,手握导线的A点,乙同学站在东边,手握导线的B点.则下列说法正确的是( )

    A. 当“绳”摇到最高点时,“绳”中电流最大

    B. 当“绳”摇到最低点时,“绳”受到的安培力最大

    C. 当“绳”向下运动时,“绳”中电流从A流向B

    D. 在摇“绳”过程中,A点电势总是比B点电势高

    难度: 中等查看答案及解析

  19. 如图所示,在圆柱形区域内存在竖直向上的匀强磁场,磁感应强度的大小B随时间t的变化关系为B=B0+kt,其中B0、k为正的常数。在此区域的水平面内固定一个半径为r的圆环形内壁光滑的细玻璃管,将一电荷量为q的带正电小球在管内由静止释放,不考虑带电小球在运动过程中产生的磁场,则下列说法正确的是

    A.从上往下看,小球将在管内沿顺时针方向运动,转动一周的过程中动能增量为2qkπr

    B.从上往下看,小球将在管内沿逆时针方向运动,转动一周的过程中动能增量为2qkπr

    C.从上往下看,小球将在管内沿顺时针方向运动,转动一周的过程中动能增量为qkπr2

    D.从上往下看,小球将在管内沿逆时针方向运动,转动一周的过程中动能增量为qkπr2

    难度: 中等查看答案及解析

  20. 如图所示,在竖直方向的磁感应强度为B的匀强磁场中,金属框架ABC固定在水平面内,AB与BC间夹角为θ,光滑导体棒DE在框架上从B点开始在外力作用下以速度v向右匀速运动,导体棒与框架足够长且构成等腰三角形电路。若框架与导体棒单位长度的电阻均为R,导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触,下列关于电路中电流大小I与时间t、消耗的电功率P与水平移动的距离x变化规律的图像中正确的是(      )

    难度: 中等查看答案及解析

  21. 以下哪些现象利用了电磁阻尼规律(    )

    A. ①②③   B. ②③④   C. ①③④   D. ①②④

    难度: 简单查看答案及解析

  22. 如图所示,由粗细均匀的电阻丝制成的边长为l的正方形线框abcd,其总电阻为R,现使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abcda流动的方向为正,u0=Blv。线框中a、b两点间电势差uab随线框cd边的位移x变化的图象正确的是(       )

    难度: 中等查看答案及解析

  23. 矩形导线框abcd放在匀强磁场中,在外力控制下处于静止状态,如图(甲)所示。磁感线方向与导线框所在平面垂直,磁感应强度B随时间变化的图象如图(乙)所示。t=0时刻,磁感应强度的方向垂直导线框平面向里,在0~4s时间内,导线框ad边所受安培力随时间变化的图象(规定以向左为安培力正方向)可能是下面选项中的(   )

    难度: 中等查看答案及解析

  24. 如图所示,水平面上固定有间距为1m的平行光滑导轨,磁感应强度为1T的匀强磁场方向竖直向下。导体棒ab的质量为1kg、电阻为2Ω;cd 的质量为2kg、电阻为1Ω。开始时ab静止,cd棒以6m/s的初速度向右运动,经过t=4s,棒ab、cd的运动开始稳定。运动过程中两棒始终与导轨垂直,且与导轨接触良好,其它电阻不计。以下分析正确的是(     )

    ① 达到稳定前ab 棒做匀加速运动,cd棒做匀减速运动

    ② 整过程回路中产生焦耳热Q=12J

    ③ 在t时间内通过ab棒电量q=8C 

    ④ 在t时间内abcd围成的回路面积增加量为m2

    A. ①②   B. ①③   C. ②③   D. ②④

    难度: 中等查看答案及解析

多选题 共 1 题
  1. 如图,光滑斜面的倾角为θ,斜面上放置一矩形导体线框边的边长为边的边长为,线框的质量为,电阻为,线框通过绝缘细线绕过光滑的滑轮与重物相连,重物质量为,斜面上线(平行底边)的右方有垂直斜面向上的匀强磁场,磁感应强度为,如果线框从静止开始运动,进入磁场的最初一段时间是做匀速运动的,且线框的边始终平行底边,则下列说法不正确的是(    )

    A. 线框进入磁场前运动的加速度为

    B. 线框进入磁场时匀速运动的速度为

    C. 线框做匀速运动的总时间为

    D. 该匀速运动过程产生的焦耳热为

    难度: 中等查看答案及解析

解答题 共 3 题
  1. 电源是通过非静电力做功把其它形式的能转化为电势能的装置,在不同的电源中,非静电力做功的本领也不相同,物理学中用电动势来表明电源的这种特性。

    (1)如图27-1所示,固定于水平面的U形金属框架处于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为B,金属框两平行导轨间距为l。金属棒MN在外力的作用下,沿框架以速度v向右做匀速直线运动,运动过程中金属棒始终垂直于两平行导轨并接触良好。已知电子的电荷量为e。

    a. 请根据法拉第电磁感应定律,推导金属棒MN切割磁感线产生的感应电动势E1;

    b.在金属棒产生电动势的过程中,请画图说明是什么力充当非静电力,并根据电动势的定义式求出这个非静电力产生的电动势表达式E2;

    (2)由于磁场变化而产生的感应电动势,也是通过非静电力做功而实现的。在磁场变化时产生的电场与静电场不同,它的电场线是闭合的,我们把这样的电场叫做感生电场,也称涡旋电场。在涡旋电场中电场力做功与路径有关,正因为如此,它是一种非静电力。如图27-2所示,空间存在一个垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为B0,磁场区域半径为R。一半径为r的圆形导线环放置在纸面内,其圆心O与圆形磁场区域的中心重合。已知电子的电荷量为e。

    a.如果磁感应强度Bt随时间t的变化关系为Bt=B0+kt。求圆形导线环中的感应电动势E3的大小;

    b.上述感应电动势中的非静电力来自于涡旋电场对电子的作用。求上述导线环中电子所受非静电力F3的大小。

    难度: 中等查看答案及解析

  2. 如图所示,光滑导轨MN、PQ在同一水平面内平行固定放置,其间距d=1.0m,右端通过导线与阻值R=2.0Ω的电阻相连,在正方形区域CDGH内有竖直向下的匀强磁场。 一质量m=100g、阻值r=0.5Ω的金属棒,在与金属棒垂直、大小为F=0.2N的水平恒力作用下,从CH左侧x=1.0m处由静止开始运动,刚进入磁场区域时恰好做匀速直线运动。不考虑导轨电阻,金属棒始终与导轨垂直并保持良好接触. 求:

    (1)匀强磁场磁感应强度B的大小;

    (2)金属棒穿过磁场区域的过程中电阻R所产生的焦耳热;

    (3)其它条件不变,如果金属棒进入磁场时立即撤掉恒力F,试讨论金属棒是否能越过磁场区域并简要说明理由;

    (4)接(3)问,试求上述过程中流过电阻R的电量是多少。

    难度: 中等查看答案及解析

  3. 如图,在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中,两根足够长的平行光滑金属轨道MN、PQ固定在水平面内,相距为L。一质量为m的导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上,与轨道接触良好。轨道和导体棒的电阻均不计。

    (1)如图1,若轨道左端MP间接一阻值为R的电阻,导体棒在拉力F的作用下以速度v沿轨道做匀速运动。请通过公式推导证明:在任意一段时间Δt内,拉力F所做的功与电路获取的电能相等。

    (2)如图2,若轨道左端接一电动势为E、内阻为r的电源和一阻值未知的电阻。闭合开关S,导体棒从静止开始运动,经过一段时间后,导体棒达到最大速度vm,求此时电源的输出功率。

    (3)如图3,若轨道左端接一电容器,电容器的电容为C,导体棒在水平拉力的作用下从静止开始向右运动。电容器两极板电势差随时间变化的图象如图4所示,已知t1时刻电容器两极板间的电势差为U1。求导体棒运动过程中受到的水平拉力大小。

    难度: 简单查看答案及解析