专题03 恒定电流和电磁感应（期末真题汇编，上海专用）高二物理上学期

专题03 恒定电流和电磁感应 地 城 考点01 恒定电流 1．(24-25高二上·上海晋元高级中学·期末)关于电动势，下列说法中正确的是（　　） A．电动势的单位与电势、电势差的单位都是伏特，故三者本质上一样 B．电动势的大小，与非静电力的功的大小成正比，与移动电荷量的大小成反比 C．电动势等于电荷通过电源时单位时间内非静电力所做的功 D．电动势是表示电源把其他形式的能转化为电能的本领的物理量 2．(23-24高二上·上海中学·期末)某同学在图中所示实验中，闭合开关后发现小灯泡不发光，该同学检查接线均良好。保持开关闭合，用多用电表2.5V直流电压挡进行检测。下列说法错误的是（　　） A．将多用电表红、黑表笔分别接触A、B，若电压表示数几乎为零，说明灯泡可能短路 B．将多用电表红、黑表笔分别接触C、D，若电压表示数几乎为零，说明开关可能断路 C．将多用电表红、黑表笔分别接触C、D，若电压表示数几乎为零，说明灯泡可能断路 D．将多用电表红、黑表笔分别接触E、F，若电压表读数接近1.5V，说明灯泡和灯泡座可能接触不良 3．(23-24高二上·上海延安中学·期末)如图所示，E为内阻不能忽略的电池，R₁、R₂、R₃为定值电阻，S0、S为开关，电压表和电流表均为理想电表。初始时S0与S均闭合，现将S断开，则（　　） A．电压表的示数变大，电流表的示数变大 B．电压表的示数变大，电流表的示数变小 C．电压表的示数变小，电流表的示数变小 D．电压表的示数变小，电流表的示数变大 四、电路 如图所示为从硅晶圆上取下已制好的集成电路所需的芯片。如今，1cm2的集成电路就可以拥有几十亿甚至上百亿个电子元器件。稳定、高效、轻便的集成电路为人们的生活、科技带来了无限的可能。 4．(24-25高二上·上海大同中学·期末)在物理学中，常用比值法定义物理量，用来表示研究对象的某种性质。下列关系式中，不属于比值法定义的是（　　） A．电流 B．电功率 C．电阻 D．电动势 5．(24-25高二上·上海大同中学·期末)如图所示的电路中，A、B为相同的两个灯泡，当变阻器的滑头向D滑动时（　　） A．A灯变亮，B灯变暗 B．A灯变暗，B灯变亮 C．A、B灯均变亮 D．A、B灯均变暗 6．(24-25高二上·上海大同中学·期末)如图所示电路中，电源的电动势为E，内阻为r，各电阻阻值如图所示（R<r），当滑动变阻器的滑动触头P从a端滑到b端的过程中，下列说法正确的是（　　） A．电压表的读数U先减小，后增大 B．电流表的读数I先增大，后减小 C．电源的输出功率先增后减 D．电压表读数的变化量∆U与电流表读数的变化量∆I的比值先增后减小 7．(24-25高二上·上海大同中学·期末)如图所示的电路中，R1是光敏电阻（光照越强，阻值越小），R2是定值电阻，电容器的两平行板水平放置，当开关S闭合，并且没有光线照射R1时，一带电液滴恰好能静止在电容器两板间的M点。当用强光照射R1时，则（　　） A．通过R1的电流减小 B．电容器两极板间电压变小 C．电容器所带电荷量减少 D．液滴向上运动 8．(24-25高二上·上海大同中学·期末)某型号手机使用的电池如图，有关数据如下表，其中的“mA·h”是物理量的单位：请估算这种电池可储存的最大电能是 J。 9．(24-25高二上·上海大同中学·期末)（1）利用电流传感器与电压传感器“测电源电动势和内电阻”的实验电路如图（a）所示。传感器B是 传感器，电阻R0起到的作用是 （2）某次实验，改变滑动变阻器的触点，记录下多组电压值U和电流值I，通过软件绘制的U-I关系如图（b）所示，通过选择“一次函数”拟合获得“y=-1.03x+2.83”的实验结果。由此可知电源的电动势E= V，内阻 Ω； （3）根据实验测得的U、I数据，若令y=UI，x=，则由计算机拟合得出的y-x图线如图（c）所示，则图线最高点A点的纵坐标y= W（结果保留3位有效数字）。 10．(24-25高二上·上海大同中学·期末)“祝融号”火星车，其动力主要来源于太阳能电池。现将“祝融号”的动力供电电路简化如图，已知定值电阻R=5Ω，太阳能电池电动势E=150V，电动机线圈电阻rM=4Ω，当火星车正常行驶时，电动机两端的电压UM=120V，R消耗的功率为125W。求： （1）太阳能电池的内电阻r。 （2）电动机输出的机械功率。 （3）电动机的效率。 充电宝，又称为移动电源，是一种集供电和充电功能于一体的便携式充电器，可以随时随地给手机等数码设备充电或待机供电。充电宝一般由锂电芯或者干电池作为储电单元。充电宝自身的充电插头可直接通过交流电源对移动设备充电且自身具有储电功能，相当于一个充电器和备用电池的混合体。 11．(24-25高二上·上海第四中学·期中)为保证人民的生命财产安全，机场规定“严禁携带额定能量超过160W·h的充电宝搭乘飞机”，160W·h的能量最接近（　　） A．一个铅球从教室课桌落至地面时所具有的动能 B．一位80kg的同学从1m高的田坎跳下时减少的重力势能 C．一辆新车在高速路上正常行驶时的动能 D．一部手机待机一天所消耗的电能 12．(24-25高二上·上海第四中学·期中)某手机电池背面印有的一些符号如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．“毫安·时”是电池储存的能量的单位 B．“伏特”是国际单位制中的基本单位 C．若该手机的待机电流为10mA，则手机最多可待机100h D．若该电池工作电流为16mA，则每秒内定向通过电源的电子个数为个 13．(24-25高二上·上海第四中学·期中)电阻、按图示方法接入电压恒定的手机充电宝上，闭合开关后保持的阻值不变，改变的阻值，则关于消耗的功率的说法正确的是（　　） A．增大，增大 B．增大，减小 C．减小，减小 D．减小，不变 14．(24-25高二上·上海第四中学·期中)如图，用输出电压为1.4V、输出电流为100mA的充电宝对内阻为的电池充电。充电时，电池消耗的热功率为 W，电能转化为化学能的功率为 W。 15．(24-25高二上·上海第四中学·期中)“用DIS测量充电宝的电动势和内阻”的实验电路如图（a）所示。 （1）图中A，B分别为 传感器和 传感器。闭合开关前，滑动变阻器的滑动头P应置于 端（选填“a”或“b”）； （2）闭合开关后，调节滑动变阻器，测得两个电表的多组数据，作出的图像如图（b）所示。根据图像可求出该充电宝的电动势 V，内阻 。（结果均保留两位小数） 地 城 考点02 电磁感应 16．(23-24高二上·上海延安中学·期末)用相同导线绕制的闭合线圈放在随时间均匀变化的匀强磁场中，线圈平面和磁场方向垂直。若想使线圈中的感应电流增强一倍，其它量相同时，下述方法可行的是（　　） A．线圈匝数增加一倍 B．线圈的半径增加一倍 C．线圈面积增加一倍 D．线圈平面和磁场方向的夹角为30° 17．(24-25高二上·上海晋元高级中学·期末)有一个n匝线圈面积为S，在时间内垂直线圈平面的磁感应强度变化了，则这段时间内穿过n匝线圈的磁通量的变化量为 ，磁通量的变化率为 ，穿过一匝线圈的磁通量的变化量为 ，n匝线圈产生的感应电动势为 。 某电磁阻尼减震器，其简化原理图如图乙所示，该减震器由绝缘滑动杆及固定在杆上的多个相互紧靠、绝缘的相同单匝矩形线圈组成，线圈导线粗细均匀，滑动杆及线圈的总质量，每个矩形线圈 电阻值，边长，边长，该减震器在光滑水平面上以初速度向右进入范围足够大且方向竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小，不考虑线圈个数变化对减震器总质量的影响。 18．(24-25高二上·上海上师闵分-上师宝分·期末)减震器刚进入磁场时，线圈中电流I= A，两点间的电势差 V，加速度大小a= 。 19．(24-25高二上·上海上师闵分-上师宝分·期末)第一个线圈进入磁场的过程中，减震器的运动情况为（    ） A．匀减速运动 B．加速度增大的减速运动 C．加速度减小的减速运动 20．(24-25高二上·上海上师闵分-上师宝分·期末)（计算）求第一个线圈恰好完全进入磁场时，减震器的速度； 21．(24-25高二上·上海上师闵分-上师宝分·期末)要使减震器的速度减为零，至少需要 个线圈。 磁生电 当今人类生存的环境是一个“电的世界”，我们的生活离不开电。那么这些我们赖以生存的电，是怎么产生的呢？ 22．(24-25高二上·上海晋元高级中学·期末)如图所示，左端接有阻值电阻的足够长光滑导体框固定在水平面上，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度。一根长，质量的导体棒在水平外力的作用下由静止开始做匀加速直线运动，加速度大小。若框与导体棒的电阻不计，则外力随时间变化的函数表达式为 ，电路中的电功率随时间的表达式 ，0~2s内流经导体棒的电荷量为 C。 23．(24-25高二上·上海晋元高级中学·期末)（证明）图示为某发电机的简化原理图。以点为圆心、半径为的圆弧形金属导轨固定在纸面内，长为的导体棒可绕点以角速度匀速转动，磁感应强度为的匀强磁场垂直纸面向里。请运用法拉第电磁感应定律或切割类感应电动势，证明导体棒产生的感应电动势。 24．(24-25高二上·上海晋元高级中学·期末)如图甲所示是某人设计的一种振动发电装置，它的结构是一个套在辐向形永久磁铁槽中的半径为、匝数的线圈，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布（其右视图如图乙所示）。在线圈所在位置磁感应强度的大小均为，线圈的电阻为，它的引出线接有的小电珠。外力推动线圈框架的端，使线圈沿轴线做往复运动，便有电流通过电珠。当线圈向右的位移随时间变化的规律如图丙所示（取向右为正），求： （1）（计算）线圈运动时产生的感应电动势的大小； （2）（计算）每一次推动线圈运动过程中作用力的大小； （3）（计算）该发电机的输出功率（摩擦等损耗不计）； （4）（简答）某同学说：“该线圈在运动过程中，磁感线始终与线圈平面平行，线圈中的磁通量始终为零，磁通量保持不变，因此线圈中应该没有感应电流产生，但实际却产生了电流，如何解释这个问题呢？”对这个问题说说你的看法。 地球是个巨大的天然磁体，某小组同学对地磁场做了深入的研究。 25．(24-25高二上·上海上师闵分-上师宝分·期末)如图1，两同学把一根长约的电线两端用其他导线连接一个电压表，形成闭合回路。迅速摇动这根电线，若电线中间位置的速度约，电压表的最大示数约。粗略估算该处地磁场磁感应强度B大小的数量级为 T。 26．(24-25高二上·上海上师闵分-上师宝分·期末)同学进一步利用智能手机中的磁传感器测量地磁场的磁感应强度。如图2建立直角坐标系，手机显示屏所在平面为面。该同学在当地对地磁场进行了测量，测量时z 轴正向保持竖直向上，测量结果如下图。请你根据测量结果判断该同学是在 （选填“南半球”或“北半球”）进行此实验，并估测当地的地磁场磁感应强度B的大小为 （结果保留2位有效数字）。 27．(24-25高二上·上海上师闵分-上师宝分·期末)地磁场能使宇宙射线中的带电粒子流偏转，成为地球生命的“保护伞”。地理北极这些带电粒子与大气中原子、分子碰撞使后者受到激发而发光形成极光。 （1）在地球上较容易观察到极光现象的地点是( ) A．高纬度地区    B．低纬度地区 （2）其中一质子以一定的速度竖直向下运动穿过赤道上空P处，如图3所示。则进入地磁场后的偏转方向为( ). A．向东    B．向南    C．向西    D．向北 （3）赤道剖面外的地磁场可简化为包围着地球的厚度为d的匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直于剖面，如图4所示。设宇宙射线中粒子的质量为m，电荷量为，最大速率为v，不计大气及重力的作用。要使从各方向射向地球的粒子都不能到达地面，求地磁场厚度d应满足的条件( )。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 恒定电流和电磁感应 地 城 考点01 恒定电流 1．(24-25高二上·上海晋元高级中学·期末)关于电动势，下列说法中正确的是（　　） A．电动势的单位与电势、电势差的单位都是伏特，故三者本质上一样 B．电动势的大小，与非静电力的功的大小成正比，与移动电荷量的大小成反比 C．电动势等于电荷通过电源时单位时间内非静电力所做的功 D．电动势是表示电源把其他形式的能转化为电能的本领的物理量 【答案】D 【详解】A．电动势的单位虽与电势、电势差的单位都是伏特，但三者本质并不一样，故A错误； B．电动势的大小由电源内部非静电力的特性决定，与非静电力的功、移动的电荷量大小无关，故B错误； C．电动势等于电荷通过电源时移动单位电荷量的电荷非静电力所做的功，故C错误； D．电动势是表示电源把其他形式的能转化为电能的本领的物理量，故D正确。 故选D。 2．(23-24高二上·上海中学·期末)某同学在图中所示实验中，闭合开关后发现小灯泡不发光，该同学检查接线均良好。保持开关闭合，用多用电表2.5V直流电压挡进行检测。下列说法错误的是（　　） A．将多用电表红、黑表笔分别接触A、B，若电压表示数几乎为零，说明灯泡可能短路 B．将多用电表红、黑表笔分别接触C、D，若电压表示数几乎为零，说明开关可能断路 C．将多用电表红、黑表笔分别接触C、D，若电压表示数几乎为零，说明灯泡可能断路 D．将多用电表红、黑表笔分别接触E、F，若电压表读数接近1.5V，说明灯泡和灯泡座可能接触不良 【答案】B 【详解】A．红、黑表笔分别接触A、B，若电压表几乎没有读数，说明路端电压为零，可能是由于灯泡短路造成的，故A正确，不符合题意； BC．红、黑表笔分别接触C、D，若电压表几乎没有读数，说明开关未出现断路故障，灯泡出现断路，故B错误，符合题意，C正确，不符合题意； D．红、黑表笔分别接触E、F，若电压表读数接近1.5V，说明除灯泡部分外，其它电路不存在问题，灯泡不亮的原因可能是灯泡位置存在断路，故D正确，不符合题意。 故选B。 3．(23-24高二上·上海延安中学·期末)如图所示，E为内阻不能忽略的电池，R₁、R₂、R₃为定值电阻，S0、S为开关，电压表和电流表均为理想电表。初始时S0与S均闭合，现将S断开，则（　　） A．电压表的示数变大，电流表的示数变大 B．电压表的示数变大，电流表的示数变小 C．电压表的示数变小，电流表的示数变小 D．电压表的示数变小，电流表的示数变大 【答案】A 【详解】S断开时电路中的总电阻增大，由闭合电路欧姆定律得知，电路中总电流减小； 电源的内电压减小，则路端电压增大，故电压表的示数变大； 由于电路中总电流减小，则分得电压减小，且内电压减小，则电压增大，则通过电流增大，则电流表的示数变大。 故选A。 四、电路 如图所示为从硅晶圆上取下已制好的集成电路所需的芯片。如今，1cm2的集成电路就可以拥有几十亿甚至上百亿个电子元器件。稳定、高效、轻便的集成电路为人们的生活、科技带来了无限的可能。 4．(24-25高二上·上海大同中学·期末)在物理学中，常用比值法定义物理量，用来表示研究对象的某种性质。下列关系式中，不属于比值法定义的是（　　） A．电流 B．电功率 C．电阻 D．电动势 5．(24-25高二上·上海大同中学·期末)如图所示的电路中，A、B为相同的两个灯泡，当变阻器的滑头向D滑动时（　　） A．A灯变亮，B灯变暗 B．A灯变暗，B灯变亮 C．A、B灯均变亮 D．A、B灯均变暗 6．(24-25高二上·上海大同中学·期末)如图所示电路中，电源的电动势为E，内阻为r，各电阻阻值如图所示（R<r），当滑动变阻器的滑动触头P从a端滑到b端的过程中，下列说法正确的是（　　） A．电压表的读数U先减小，后增大 B．电流表的读数I先增大，后减小 C．电源的输出功率先增后减 D．电压表读数的变化量∆U与电流表读数的变化量∆I的比值先增后减小 7．(24-25高二上·上海大同中学·期末)如图所示的电路中，R1是光敏电阻（光照越强，阻值越小），R2是定值电阻，电容器的两平行板水平放置，当开关S闭合，并且没有光线照射R1时，一带电液滴恰好能静止在电容器两板间的M点。当用强光照射R1时，则（　　） A．通过R1的电流减小 B．电容器两极板间电压变小 C．电容器所带电荷量减少 D．液滴向上运动 8．(24-25高二上·上海大同中学·期末)某型号手机使用的电池如图，有关数据如下表，其中的“mA·h”是物理量的单位：请估算这种电池可储存的最大电能是 J。 9．(24-25高二上·上海大同中学·期末)（1）利用电流传感器与电压传感器“测电源电动势和内电阻”的实验电路如图（a）所示。传感器B是 传感器，电阻R0起到的作用是 （2）某次实验，改变滑动变阻器的触点，记录下多组电压值U和电流值I，通过软件绘制的U-I关系如图（b）所示，通过选择“一次函数”拟合获得“y=-1.03x+2.83”的实验结果。由此可知电源的电动势E= V，内阻 Ω； （3）根据实验测得的U、I数据，若令y=UI，x=，则由计算机拟合得出的y-x图线如图（c）所示，则图线最高点A点的纵坐标y= W（结果保留3位有效数字）。 10．(24-25高二上·上海大同中学·期末)“祝融号”火星车，其动力主要来源于太阳能电池。现将“祝融号”的动力供电电路简化如图，已知定值电阻R=5Ω，太阳能电池电动势E=150V，电动机线圈电阻rM=4Ω，当火星车正常行驶时，电动机两端的电压UM=120V，R消耗的功率为125W。求： （1）太阳能电池的内电阻r。 （2）电动机输出的机械功率。 （3）电动机的效率。 【答案】4．A 5．D 6．C 7．D 8．1.0×104 9． 电流 保护电路 2.83 1.03 1.94 10．（1）1Ω；（2）500W；（3）83.3% 【解析】4．A．该式为欧姆定律，不是比值定义法，故A错误，符合题意； B．该式为功率的定义式，采用比值定义法，故B正确，不符合题意； C．该式为电阻的定义式，采用比值定义法，故C正确，不符合题意； D．该式为电动势的定义式，采用比值定义法，故D正确，不符合题意。 故选A。 5．当变阻器的滑头向D滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，则总电阻减小，总电流增大，内电压增大，路端电压减小，则流过A灯的电流减小，A灯变暗，流过定值电阻的电流增大，则定值电阻两端电压增大，灯泡B两端电压减小，流过B的电流减小，B灯变暗。 故选D。 6．AB．当滑动变阻器的滑动触头P从a端滑到b端的过程中，外电路总电阻先增大后减小，所以回路中电流先减小后增大，内电压先减小后增大，路端电压先增大后减小，即电流表的读数先减小后增大，电压表的读数先增大后减小，故AB错误； C．由于外电路电阻先增大后减小，但始终小于电源内阻，根据电源的输出功率与外电路电阻的关系可知，电源的输出功率应先增大后减小，故C正确； D．根据闭合电路欧姆定律可得 所以 由此可知，该比值不变，故D错误。 故选C。 7．当用强光照射R1时，R1阻值减小，外电路总电阻减小，回路中电流增大，通过R1的电流增大，内电压增大，路端电压减小，R2两端电压增大，即电容器两极板电压增大，则电容器所带电荷量增大，两板间电场强度增大，液滴向上运动。 故选D。 8．电池可储存的最大电能为 9．[1]传感器B串联在电路中，是电流传感器； [2]电阻R0起到保护电路的作用； [3][4]根据闭合电路欧姆定律可得 结合题意可得 ， [5]根据 解得 根据数学规律可知，当 即 y具有最大值，则 10．（1）根据闭合电路欧姆定律可得 解得 ， （2）电动机输出的机械功率为 （3）电动机的效率为 充电宝，又称为移动电源，是一种集供电和充电功能于一体的便携式充电器，可以随时随地给手机等数码设备充电或待机供电。充电宝一般由锂电芯或者干电池作为储电单元。充电宝自身的充电插头可直接通过交流电源对移动设备充电且自身具有储电功能，相当于一个充电器和备用电池的混合体。 11．(24-25高二上·上海第四中学·期中)为保证人民的生命财产安全，机场规定“严禁携带额定能量超过160W·h的充电宝搭乘飞机”，160W·h的能量最接近（　　） A．一个铅球从教室课桌落至地面时所具有的动能 B．一位80kg的同学从1m高的田坎跳下时减少的重力势能 C．一辆新车在高速路上正常行驶时的动能 D．一部手机待机一天所消耗的电能 12．(24-25高二上·上海第四中学·期中)某手机电池背面印有的一些符号如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．“毫安·时”是电池储存的能量的单位 B．“伏特”是国际单位制中的基本单位 C．若该手机的待机电流为10mA，则手机最多可待机100h D．若该电池工作电流为16mA，则每秒内定向通过电源的电子个数为个 13．(24-25高二上·上海第四中学·期中)电阻、按图示方法接入电压恒定的手机充电宝上，闭合开关后保持的阻值不变，改变的阻值，则关于消耗的功率的说法正确的是（　　） A．增大，增大 B．增大，减小 C．减小，减小 D．减小，不变 14．(24-25高二上·上海第四中学·期中)如图，用输出电压为1.4V、输出电流为100mA的充电宝对内阻为的电池充电。充电时，电池消耗的热功率为 W，电能转化为化学能的功率为 W。 15．(24-25高二上·上海第四中学·期中)“用DIS测量充电宝的电动势和内阻”的实验电路如图（a）所示。 （1）图中A，B分别为 传感器和 传感器。闭合开关前，滑动变阻器的滑动头P应置于 端（选填“a”或“b”）； （2）闭合开关后，调节滑动变阻器，测得两个电表的多组数据，作出的图像如图（b）所示。根据图像可求出该充电宝的电动势 V，内阻 。（结果均保留两位小数） 【答案】11．C 12．D 13．B 14． 15． 电流 电压 a 【解析】11．由题可知 假设一辆新车的质量为，在高速上行驶的速度为，则汽车所具有的动能 故选C。 12．A．“毫安”是电流的单位，“时”是时间的单位，根据 解得 可知，“亳安·时”是电荷量的单位，A错误； B．“伏特”是国际单位制中电压的单位，但不是基本单位，B错误； C．该手机的最长待机时间 C错误； D．每秒通过导体的电荷量 故每秒通过电源的电子数 D正确。 故选D。 13．AB．当增大时，电路中的电流减小，根据 可知，的电功率减小，A错误，B正确； CD．当减小时，电路中的电流增大，根据 可知，的电功率增大，CD错误。 故选B。 14．[1]根据 可得其热功率 [2]电源的总功率 故转化为化学能的功率 15．[1][2]由于A串联在电路中，B并联在电路中，故A为电流传感器，B为电压传感器； [3]闭合开关前，滑动变阻器的滑片应位于最大阻值处，滑动变阻器的滑动头P应置于a端。 [4][5]由图可知电源的电动势 电源的内阻 地 城 考点02 电磁感应 16．(23-24高二上·上海延安中学·期末)用相同导线绕制的闭合线圈放在随时间均匀变化的匀强磁场中，线圈平面和磁场方向垂直。若想使线圈中的感应电流增强一倍，其它量相同时，下述方法可行的是（　　） A．线圈匝数增加一倍 B．线圈的半径增加一倍 C．线圈面积增加一倍 D．线圈平面和磁场方向的夹角为30° 【答案】B 【详解】根据法拉第电磁感应定律和欧姆定律可得 A．线圈匝数N增加一倍，回路中的电阻也增加一倍，根据上式可知线圈中的感应电流不变，故A错误； B．线圈的半径增加一倍，根据，面积增加到4倍，同时周长增加一倍，线圈电阻增加一倍，则感应电流增加一倍，故B正确； C．线圈面积S增加一倍，同时周长增加为原来的倍，线圈电阻增加为原来的倍，则线圈中的感应电流为原来的倍，故C错误； D．线圈平面和磁场方向的夹角为30°时，感应电流变为 故D错误。 故选B。 17．(24-25高二上·上海晋元高级中学·期末)有一个n匝线圈面积为S，在时间内垂直线圈平面的磁感应强度变化了，则这段时间内穿过n匝线圈的磁通量的变化量为 ，磁通量的变化率为 ，穿过一匝线圈的磁通量的变化量为 ，n匝线圈产生的感应电动势为 。 【答案】 【详解】[1] 由题意，在时间内垂直线圈平面的磁感应强度变化了，则这段时间内穿过n匝线圈的磁通量的变化量为； [2]磁通量的变化率为； [3]穿过一匝线圈的磁通量的变化量为； [4] n匝线圈产生的感应电动势为。 某电磁阻尼减震器，其简化原理图如图乙所示，该减震器由绝缘滑动杆及固定在杆上的多个相互紧靠、绝缘的相同单匝矩形线圈组成，线圈导线粗细均匀，滑动杆及线圈的总质量，每个矩形线圈 电阻值，边长，边长，该减震器在光滑水平面上以初速度向右进入范围足够大且方向竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小，不考虑线圈个数变化对减震器总质量的影响。 18．(24-25高二上·上海上师闵分-上师宝分·期末)减震器刚进入磁场时，线圈中电流I= A，两点间的电势差 V，加速度大小a= 。 19．(24-25高二上·上海上师闵分-上师宝分·期末)第一个线圈进入磁场的过程中，减震器的运动情况为（    ） A．匀减速运动 B．加速度增大的减速运动 C．加速度减小的减速运动 20．(24-25高二上·上海上师闵分-上师宝分·期末)（计算）求第一个线圈恰好完全进入磁场时，减震器的速度； 21．(24-25高二上·上海上师闵分-上师宝分·期末)要使减震器的速度减为零，至少需要 个线圈。 【答案】18． 4 0.3 1.6 19．C 20．1.92m/s 21．25 【解析】18．[1]线圈刚进入磁场中ab边切割磁感线，由法拉第电磁感应定律及欧姆电律可得 E=BLv0 联立可得 I=4A [2]根据串联电路分压规律可知 V [3]根据牛顿第二定律可知 解得 19．第一个线圈进入磁场的过程中，由法拉第电磁感应定律及欧姆电律可得 E=BLv 根据牛顿第二定律有 联立解得 可知减震器的运动情况为加速度减小的减速运动。 故选C。 20．当第一个线圈恰好完全进入磁场时，取向右为正方向，由动量定理可得 其中 联立可得 21．由（3）可知，每一个线圈进入磁场后，减震器的速度减小量 则要减震器的速度减为零需要的线圈个数为 个 磁生电 当今人类生存的环境是一个“电的世界”，我们的生活离不开电。那么这些我们赖以生存的电，是怎么产生的呢？ 22．(24-25高二上·上海晋元高级中学·期末)如图所示，左端接有阻值电阻的足够长光滑导体框固定在水平面上，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度。一根长，质量的导体棒在水平外力的作用下由静止开始做匀加速直线运动，加速度大小。若框与导体棒的电阻不计，则外力随时间变化的函数表达式为 ，电路中的电功率随时间的表达式 ，0~2s内流经导体棒的电荷量为 C。 23．(24-25高二上·上海晋元高级中学·期末)（证明）图示为某发电机的简化原理图。以点为圆心、半径为的圆弧形金属导轨固定在纸面内，长为的导体棒可绕点以角速度匀速转动，磁感应强度为的匀强磁场垂直纸面向里。请运用法拉第电磁感应定律或切割类感应电动势，证明导体棒产生的感应电动势。 24．(24-25高二上·上海晋元高级中学·期末)如图甲所示是某人设计的一种振动发电装置，它的结构是一个套在辐向形永久磁铁槽中的半径为、匝数的线圈，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布（其右视图如图乙所示）。在线圈所在位置磁感应强度的大小均为，线圈的电阻为，它的引出线接有的小电珠。外力推动线圈框架的端，使线圈沿轴线做往复运动，便有电流通过电珠。当线圈向右的位移随时间变化的规律如图丙所示（取向右为正），求： （1）（计算）线圈运动时产生的感应电动势的大小； （2）（计算）每一次推动线圈运动过程中作用力的大小； （3）（计算）该发电机的输出功率（摩擦等损耗不计）； （4）（简答）某同学说：“该线圈在运动过程中，磁感线始终与线圈平面平行，线圈中的磁通量始终为零，磁通量保持不变，因此线圈中应该没有感应电流产生，但实际却产生了电流，如何解释这个问题呢？”对这个问题说说你的看法。 【答案】22． 2 23．见解析 24．（1）；（2）；（3）；（4）见解析 【解析】22．[1]导体棒在水平外力的作用下由静止开始做匀加速直线运动，加速度大小，根据牛顿第二定律可得 又，，， 联立可得外力随时间变化的函数表达式为 [2]电路中的电功率为 联立解得电路中的电功率随时间的表达式为 0~2s内的导体棒的位移大小为 则0~2s内流经导体棒的电荷量为 解得 23．长为的导体棒可绕点以角速度匀速转动，则端的线速度大小为 在时间内，端转过的弧长为 在时间内，扫过的面积为 根据法拉第电磁感应定律可得导体棒产生的感应电动势为 24．（1）由图丙可以看出，线圈往返的每次运动都是匀速直线运动，其速度大小为 则线圈运动时产生的感应电动势的大小为 （2）由于线圈每次运动都是匀速直线运动，所以每次运动过程中推力必须等于安培力，则有 其中电流为 解得 （3）该发电机的输出功率等于小电珠的功率，则有 （4）磁感线是闭合曲线，所以在磁铁内部也有磁感线，这些磁感线穿过线圈了，所以线圈中的磁通量不为零，且在运动过程中磁通量发生变化了。 地球是个巨大的天然磁体，某小组同学对地磁场做了深入的研究。 25．(24-25高二上·上海上师闵分-上师宝分·期末)如图1，两同学把一根长约的电线两端用其他导线连接一个电压表，形成闭合回路。迅速摇动这根电线，若电线中间位置的速度约，电压表的最大示数约。粗略估算该处地磁场磁感应强度B大小的数量级为 T。 26．(24-25高二上·上海上师闵分-上师宝分·期末)同学进一步利用智能手机中的磁传感器测量地磁场的磁感应强度。如图2建立直角坐标系，手机显示屏所在平面为面。该同学在当地对地磁场进行了测量，测量时z 轴正向保持竖直向上，测量结果如下图。请你根据测量结果判断该同学是在 （选填“南半球”或“北半球”）进行此实验，并估测当地的地磁场磁感应强度B的大小为 （结果保留2位有效数字）。 27．(24-25高二上·上海上师闵分-上师宝分·期末)地磁场能使宇宙射线中的带电粒子流偏转，成为地球生命的“保护伞”。地理北极这些带电粒子与大气中原子、分子碰撞使后者受到激发而发光形成极光。 （1）在地球上较容易观察到极光现象的地点是( ) A．高纬度地区    B．低纬度地区 （2）其中一质子以一定的速度竖直向下运动穿过赤道上空P处，如图3所示。则进入地磁场后的偏转方向为( ). A．向东    B．向南    C．向西    D．向北 （3）赤道剖面外的地磁场可简化为包围着地球的厚度为d的匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直于剖面，如图4所示。设宇宙射线中粒子的质量为m，电荷量为，最大速率为v，不计大气及重力的作用。要使从各方向射向地球的粒子都不能到达地面，求地磁场厚度d应满足的条件( )。 【答案】25．10-5 26． 北半球 34 27． A A 【解析】25．由法拉第电磁感应定律可知 E=BLv 代入数据解得 B=2×10-5T 该处地磁场磁感应强度B大小的数量级10-5T； 26．[1]地球可视为一个大磁场，磁场南极大致在地理北极附近，磁场北极在地理南极附近。由表中z轴数据可看出z轴的磁场竖直向下，则该同学是在北半球进行此实验。 [2]磁感应强度为矢量，由图表数据可得处当地的地磁场大小约为 27．（1）地球上的极光主要是由来自太阳风中的高能带电粒子被地磁场导引而发生偏转，沿着地球两极的磁感线沉降到高层大气中，与大气中的粒子碰撞，使原子受到激发对外辐射电磁波，从而产生不同颜色的光，极光现象常见于高纬度地区。 故选A。 （2）根据左手定则可知，质子受到的洛伦兹力方向向东。 故选A。 （3）设粒子运动的的半径为r,根据牛顿第二定律，由洛伦兹力提供向心力，则 代入得 即所有粒子的r都相同，如图所示 可推知当粒子沿磁场边界的切线方向射入时，其到达的位置离地面最近，当其轨迹与地面相切时磁场的厚度为2r，因此d应满足的条件是 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $