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第二章 电磁感应(A卷)
(时间:45分钟 满分:100分)
一、单项选择题(本题共8小题,每小题4分,共32分)
1.如图所示的磁场中有一个垂直于磁场中心磁感线放置的闭合圆环,现在将圆环从图示A位置水平向右移到B位置,从左向右看,感应电流方向和圆环形变趋势正确的是 ( )
A.顺时针,扩张趋势 B.顺时针,收缩趋势
C.逆时针,扩张趋势 D.逆时针,收缩趋势
解析 由题图可知,圆环由A位置水平向右移到B位置的过程中,穿过圆环向右的磁感线条数变少,故说明磁通量变小,根据楞次定律可知,圆环中感应电流磁场方向向右,再根据安培定则知圆环中感应电流方向是顺时针绕向(从左向右看),根据楞次定律推论“增缩减扩”可知圆环有扩张趋势,故选A。
答案 A
2.电磁炉具有无烟、无明火、无污染、不产生有害气体、无微波辐射、高效节能等优势。电磁炉是利用电流通过线圈产生磁场,当磁场的磁感线通过含铁质锅底部时,即会产生无数小涡流,使锅体本身自行高速发热,然后再加热锅内食物。下列相关说法中正确的是 ( )
A.锅体可以用不导电的陶瓷制成
B.锅体中的涡流是由恒定的磁场产生的
C.恒定磁场越强,电磁炉的加热效果越好
D.提高磁场变化的频率,可提高电磁炉的加热效果
解析 锅体中的涡流是由变化的磁场产生的,故A、B、C三项错误;提高磁场变化的频率,可提高电磁炉的加热效果,故D项正确。
答案 D
3.如图所示,将导线(除两端外绝缘)绕在一把锉刀上,一端接上电池(电池另一极与锉刀接触),手执导线的另一端,在锉刀上来回划动,由于锉刀表面凹凸不平,就会产生电火花。下列说法正确的是 ( )
A.产生电火花的回路只由导线与电池组成
B.如导线端只向一个方向划动也能产生电火花
C.锉刀采用什么材料制成对实验没有影响
D.导线端划动的方向决定了自感电动势的方向
解析 由题图可知,产生电火花的回路由导线、锉刀与电池组成,故A项错误;手执导线的另一端,在锉刀上来回划动时产生的电火花,是由于电路时通时断,在回路中产生自感电动势产生的,与导线运动的方向无关,如导线端只向一个方向划动也能产生电火花,故B项正确;产生电火花的回路由导线、锉刀与电池组成,如果锉刀是绝缘体,则实验不能完成,故C项错误;自感电动势的方向与电流接通或断开有关,与导线端划动的方向无关,故D项错误。
答案 B
4.如图所示半径为r的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场中,绕O轴以角速度ω沿逆时针方向匀速转动,电阻两端分别接盘心O和盘边缘,金属圆盘电阻不计,则通过电阻R的电流的大小和方向是 ( )
A.由d到c,I= B.由c到d,I=
C.由d到c,I= D.由c到d,I=
解析 由右手定则可判断出R中电流由d到c,电动势=Br=Br2ω,电路中电流I=,C项正确。
答案 C
5.如图所示,一个有弹性的金属圆环被一根橡皮绳吊于通电直导线的正下方,直导线与圆环在同一竖直面内,当通电直导线中电流增大时,弹性圆环的面积S和橡皮绳的长度l将 ( )
A.S增大,l变大
B.S减小,l变短
C.S增大,l变短
D.S减小,l变长
解析 当通电直导线中电流增大时,穿过金属圆环的磁通量增大,金属圆环中产生感应电流,根据楞次定律,感应电流要阻碍圆环磁通量的增大,一是用缩小面积的方式进行阻碍,二是用远离直导线的方式进行阻碍,故D项正确。
答案 D
6.如图所示,P是绕有闭合线圈的螺线管,将一磁铁从距P上端h高处由静止释放,磁铁竖直穿过P后落在海绵垫上。若仅增大h,重复操作,磁铁穿过P的过程与原来相比,下列说法正确的是 ( )
A.穿过线圈的磁通量变化将增大
B.线圈对磁铁的平均阻力将变小
C.通过线圈导线截面的电荷量相同
D.磁铁在螺线管中都在做自由落体运动
解析 若仅增大h,对穿过线圈的磁通量没有影响,所以穿过线圈的磁通量变化相同,根据q=·Δt=可知通过线圈导线截面的电荷量相同,A项错误,C项正确;若仅增大h,磁铁经过线圈的时间减小,线圈中产生的感应电动势将增大,所以感应电流增大,线圈对磁铁的平均阻力将变大,故B项错误;由于线圈的电磁阻尼作用,磁铁在螺线管中不可能做自由落体运动,故D项错误。
答案 C
7.加速性能、电能利用率、动能回收等是电动汽车电机的重要指标。如图所示,甲、乙分别是目前被广泛采用的两种电机的简化原理示意图,它们的相同点是利用作为定子的电磁铁(二组线圈,图中1和4;2和5;3和6所示)交替产生磁场,实现了电磁铁激发的磁场在平面内沿顺时针方向转动的效果,以驱动转子运动;不同的是图甲所示电机的转子是一个永磁铁,而图乙所示电机的转子是绕在软铁上的闭合线圈。通过电磁驱动转子转动,可以为电动汽车提供动力。假定两种电机的每组电磁铁中电流变化周期和有效值均相同,下列说法正确的是 ( )
甲 乙
A.电机