内容正文:
第一章 电磁感应
(本试卷满分100分,考试用时90分钟)
一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,满分60分.在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确,全部选对的得5分,选对但不全的得2分,有选错或不答的得0分)
1.在北半球地区,有一辆平板三轮车上水平装载着一个长方形铝合金窗框,三轮车沿平直公路自西向东行驶.若三轮车运动的区域内地磁场可视为匀强磁场,则铝合金窗框将发生电磁感应现象,下列判断中正确的是
A.窗框内将产生感应电流,且俯视窗框时窗框中的感应电流沿顺时针方向
B.窗框内将产生感应电流,且俯视窗框时窗框中的感应电流沿逆时针方向
C.窗框内无感应电流,但窗框的北侧电势较高
D.窗框内无感应电流,但窗框的北侧电势较低
解析 北半球地区地磁场的竖直分量是向下的,当铝框自西向东行驶时,框中磁通量不变,无感应电流,但有感应电动势,沿南北方向的两边切割向下的磁场,由右手定则可判出窗框北侧电势高.
答案 C
2.竖直平面内有一金属环,半径为a,总电阻为R,磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过环平面,与环的最高点A铰链连接的长度为2a,电阻为的导体棒AB由水平位置紧贴环面摆下(如图1所示).当摆到竖直位置时,B点的线速度为v,则这时AB两端的电压大小为
图1
A.2Bav B.Bav
C. D.
解析 由推论知,当导体棒摆到竖直位置时,产生的感应电动势E=BLv中=B·2a,D项正确.
=·,这时AB两端的电压大小U=++v=Bav,此时回路总电阻R总=
答案 D
3.如图2所示,一均匀金属圆盘绕通过其圆心且与盘面垂直的轴逆时针匀速转动.现施加一垂直穿过圆盘的有界匀强磁场,圆盘开始减速.在圆盘减速过程中,以下说法正确的是
图2
A.处于磁场中的圆盘部分,靠近圆心处电势高
B.所加磁场越强越易使圆盘停止转动
C.若所加磁场反向,圆盘将加速转动
D.若所加磁场穿过整个圆盘,圆盘将匀速转动
解析 根据右手定则,处于磁场中的圆盘部分,感应电流从靠近圆盘边缘处流向靠近圆心处,故靠近圆心处电势高,A正确;安培力F=,磁场越强,安培力越大,B正确;磁场反向时,安培力仍是阻力,C错误;若所加磁场穿过整个圆盘,则磁通量不再变化,没有感应电流,安培力为零,故圆盘不受阻力作用,将匀速转动,D正确.
答案 ABD
4.在如图3所示的电路中,L1、L2为两个完全相同的灯泡,L为自感线圈,E为电源,S为开关.关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序,下列说法正确的是
图3
A.合上开关,L1先亮,L2后亮
B.断开开关,L1先熄灭,L2后熄灭
C.合上开关,L2先亮,L1后亮
D.断开开关,L1、L2同时熄灭
解析 当合上开关时,由于线圈L要产生自感电动势阻碍电流的增加,因此L2先亮L1后亮;当断开开关时,L1、L2和L构成串联回路,L中要产生自感电动势,阻碍电流减小,因此L1、L2两灯不是立即熄灭,而是逐渐变暗,最后同时熄灭.
答案 CD
5.如图4所示,用恒力F将闭合线圈自静止开始(不计摩擦)从图示位置向左加速拉出有界匀强磁场,则在此过程中
图4
A.线圈向左做匀加速直线运动
B.线圈向左运动且速度逐渐增大
C.线圈向左运动且加速度逐渐减小
D.线圈中感应电流逐渐增大
解析 加速运动则速度变大,电流变大,安培力变大.安培力是阻力,故加速度减小.故选B、C、D项.
答案 BCD
6.如图5所示,设电流从a到b为正方向,那么在0~t0这段时间内,用丝线悬挂的铝环M中产生感应电流,从左向右看,它的方向是
图5
A.顺时针 B.逆时针
C.先顺时针后逆时针 D.先逆时针后顺时针
解析 电流从a到b减小时,穿过铝环M中的磁场向右逐渐减小,由楞次定律可判出M中的感应电流为顺时针方向,当电流为负值时,即电流从b到a,从图像看出是逐渐增大的,穿过M中的磁场向左逐渐增大,由楞次定律知M中的感应电流仍为顺时针方向,A项正确.
答案 A
7.如图6所示,由均匀导线制成的、半径为R的圆环,以v的速度匀速进入一磁感应强度大小为B的匀强磁场.当圆环运动到图示位置(∠aOb=90°)时,a、b两点的电势差为
图6
A.BRvBRv B.
C.BRvBRv D.
解析 该题考查电磁感应的有关规律及闭合电路欧姆定律,整个圆环电阻是R,其外电阻是圆环的3/4,即磁场外的部分,而磁场内切割磁感线的有效长度是R·v,根据欧姆定律可得正确答案D.注意题目问的电势差不是电动势,而是外电压,粗心容易误选A.
R,其相当于电源E=B·
答案 D
8.两块水平放置的金属板间的距离为d,用导线与一个n匝线圈相连,线圈电阻为r,线圈中有竖直方向的磁场,电阻R与金属板连接,如图7所示,两板间有一个质量为m、电荷量+q的油滴恰好处于静止.则线圈中的磁感应强度B的变