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第二章
(时间:90分钟 满分:100分)
一、单项选择题:本题共8个小题,每小题3分,共24分,在每小题给出的四个选项中,只有一个是符合题目要求的。
1.如图1,一圆形金属环与两固定的平行长直导线在同一竖直面内,环的圆心与两导线距离相等,环的直径小于两导线间距。两导线中通有大小相等、方向向下的恒定电流。若
图1
A.金属环向上运动,则环上的感应电流方向为顺时针方向
B.金属环向下运动,则环上的感应电流方向为顺时针方向
C.金属环向左侧直导线靠近,则环上的感应电流方向为逆时针方向
D.金属环向右侧直导线靠近,则环上的感应电流方向为逆时针方向
解析 根据楞次定律,当金属圆环上、下移动时,穿过圆环的磁通量不发生变化,故没有感应电流产生,故选项A、B错误;当金属圆环向左移动时,则穿过圆环的磁场垂直纸面向外并且增强,故根据楞次定律可以知道,产生的感应电流为顺时针,故选项C错误;当金属圆环向右移动时,则穿过圆环的磁场垂直纸面向里并且增强,故根据楞次定律可以知道,产生的感应电流为逆时针,故选项D正确。
答案 D
2.如图2所示,螺线管与灵敏电流计相连,磁铁从螺线管的正上方由静止释放,向下穿过螺线管。下列说法正确的是
图2
A.电流计中的电流先由a到b,后由b到a
B.a点的电势始终低于b点的电势
C.磁铁减少的重力势能等于回路中产生的热量
D.磁铁刚离开螺线管时的加速度小于重力加速度
解析 在磁铁进入螺线管的过程中,螺线管磁通量增大,且方向向下,由楞次定律可知,感应电流由b流向a;在磁铁穿出螺线管下端的过程中,磁通量减小,且方向向下,由楞次定律可知,感应电流由a流向b,则a点电势先低于b点电势,后高于b点电势,故A、B错误;磁铁减少的重力势能转化为内能和磁铁的动能,C错误;磁铁刚离开时,由楞次定律“来拒去留”可知,磁铁受到的合外力小于重力,D正确。
答案 D
3.如图3所示,先后以恒定的速度v1和v2把一个正方形金属线框水平拉出有界匀强磁场区域,且v1=2v2,则在先后两种情况
图3
A.线框中的感应电动势之比E1∶E2=2∶1
B.线框中的感应电流之比I1∶I2 =1∶2
C.线框中产生的热量之比Q1∶Q2=1∶4
D.通过线框某截面的电荷量之比q1∶q2=2∶1
解析 根据E=Blv∝v以及v1=2v2可知,选项A正确;因为I=eq \f(E,R)∝E,所以I1∶I2=2∶1,选项B错误;线框中产生的热量Q=I2Rt=eq \f(E2,R)t=eq \f(B2l2v2,R)·eq \f(l,v)=eq \f(B2l3v,R)∝v,所以Q1∶Q2=2∶1,选项C错误;根据q=eq \f(ΔΦ,R)=eq \f(BS,R),q1∶q2=1∶1可知,选项D错误。
答案 A
4.弹簧上端固定,下端悬挂一根磁铁,将磁铁抬到某一高度放下,磁铁能上下振动较长时间才停下来,如图4甲所示,如果在磁铁下端放一个固定的铁制金属圆环,使磁铁上、下振动穿过它,能使磁铁较快地停下来,如图乙所示,若将铁环换成超导环如图丙所示,可以推测下列叙述正确的是
图4
A.放入超导环磁铁机械能转化成一部分电能,而电能不会转化为内能,能维持较大电流,从而对磁铁产生更大阻力,故超导环阻尼效果明显
B.放入超导环,电能不能转化为内能,所以,没有机械能与电能的转化,超导环不产生阻尼作用
C.放入铁环后,磁铁的机械能转化为电能,然后进一步转化为内能,磁铁机械能能迅速地转化掉,具有阻尼效果
D.放入铁环时,磁铁的机械能转化为热能,损失掉了,能起阻尼作用
解析 放入超导环时,磁铁向下运动时,机械能转化成一部分电能,而电能不会转化为内能,在磁铁向上运动过程中,又转化回机械能,不能起阻尼作用,A、B均错。而放入铁环后,能将机械能转化为电能,电能又进一步转化为内能,具有阻尼效果,C对,D错。
答案 C
5.如图5所示,由均匀导线制成的,电阻为R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5
A.eq \r(2)Brv B.eq \f(\r(2),2)Brv
C.eq \f(\r(2),4)Brv D.eq \f(3\r(2),4)Brv
解析 整个圆环电阻是R,其外电阻是圆环的3/4,而磁场内切割磁感线有效长度是eq \r(2)r,其相当于电源,E=B·eq \r(2)r·v,根据欧姆定律可得U=eq \f(\f(3,4)R,R)E=eq \f(3\r(2),4)Brv,D正确。
答案 D
6.A、B两闭合圆形导线环用相同规格的导线制成,它们的半径之比rA∶rB=2∶1,在两导线环包围的空间内存在一正方形边界的匀强磁场区域,磁场方向垂直于两导线环所在的平面,如图6所示。在磁场的磁感应