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1、
一、選擇題(本題共10小題,每小題7分,共70分,每小題至少有一個(gè)選項(xiàng)正確,把正確選項(xiàng)前的字母填在題后的括號(hào)內(nèi))
1.
電阻R、電容器C與一線圈連成閉合回路,條形磁鐵靜止于線圈的正上方,N極朝下,如圖所示,現(xiàn)使磁鐵開(kāi)始下落,在N極接近線圈上端的過(guò)程中,流過(guò)R的電流方向和電容器極板的帶電情況是( )
A.從a到b,上極板帶正電
B.從a到b,下極板帶正電
C.從b到a,上極板帶正電
D.從b到a,下極板帶正電
解析:根據(jù)楞次定律和安培定則,流過(guò)電阻R的電流方向從b到a,且電容器下極板帶正電.故選D.
答案:D
2.
如圖所示,甲、乙兩個(gè)矩形線圈同處在紙面內(nèi),甲
2、的ab邊與乙的cd邊平行且靠得較近,甲、乙兩線圈分別處在垂直紙面方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,穿過(guò)甲的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1,方向指向紙面內(nèi),穿過(guò)乙的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2,方向指向紙面外,兩個(gè)磁場(chǎng)可同時(shí)變化,當(dāng)發(fā)現(xiàn)ab邊和cd邊間有排斥力時(shí),磁場(chǎng)的變化情況可能是( )
A.B1變小,B2變大 B.B1變大,B2變大
C.B1變小,B2變小 D.B1不變,B2變小
解析:ab邊與cd邊有斥力,則兩邊通過(guò)的電流方向一定相反,由楞次定律可知,當(dāng)B1變小,B2變大時(shí),ab邊與cd邊中的電流方向相反.
答案:A
3.(探究創(chuàng)新)假如有一宇航員登月后,想探測(cè)一下月球表面是否有磁場(chǎng),他
3、手邊有一只靈敏電流表和一個(gè)小線圈,則下列推斷正確的是( )
A.直接將電流表放于月球表面,看是否有示數(shù)來(lái)判斷磁場(chǎng)的有無(wú)
B.將電流表與線圈組成閉合回路,使線圈沿某一方向運(yùn)動(dòng),如電流表無(wú)示數(shù),則可判斷月球表面無(wú)磁場(chǎng)
C.將電流表與線圈組成閉合回路,使線圈沿某一方向運(yùn)動(dòng),如電流表有示數(shù),則可判斷月球表面有磁場(chǎng)
D.將電流表與線圈組成閉合回路,使線圈在某一平面內(nèi)沿各個(gè)方向運(yùn)動(dòng),如電流表無(wú)示數(shù),則可判斷月球表面無(wú)磁場(chǎng)
解析:電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的條件是:穿過(guò)閉合回路的磁通量發(fā)生改變時(shí),回路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生,A中,即使有一個(gè)恒定的磁場(chǎng),也不會(huì)有示數(shù),A錯(cuò)誤;同理,將電流表與線圈組成回路,使線圈沿
4、某一方向運(yùn)動(dòng),如電流表無(wú)示數(shù),也不能判斷出沒(méi)有磁場(chǎng),因?yàn)榇磐靠赡苁呛愣ǖ模珺錯(cuò)誤;電流表有示數(shù)則說(shuō)明一定有磁場(chǎng),C正確;將電流表與線圈組成閉合回路,使線圈在某一個(gè)與磁場(chǎng)平行的平面內(nèi)沿各個(gè)方向運(yùn)動(dòng),也不會(huì)有示數(shù),D錯(cuò)誤.
答案:C
4.在沿水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有一圓形金屬線圈可繞沿其直徑的豎直軸自由轉(zhuǎn)動(dòng).開(kāi)始時(shí)線圈靜止,線圈平面與磁場(chǎng)方向既不平行也不垂直,所成的銳角為α.在磁場(chǎng)開(kāi)始增強(qiáng)后的一個(gè)極短時(shí)間內(nèi),線圈平面( )
A.維持不動(dòng)
B.將向使α減小的方向轉(zhuǎn)動(dòng)
C.將向使α增大的方向轉(zhuǎn)動(dòng)
D.將轉(zhuǎn)動(dòng),因不知磁場(chǎng)方向,不能確定α?xí)龃筮€是會(huì)減小
解析:由楞次定律可知,當(dāng)磁場(chǎng)開(kāi)始
5、增強(qiáng)時(shí),線圈平面轉(zhuǎn)動(dòng)的效果是為了阻礙線圈磁通量的增加,而線圈平面與磁場(chǎng)間的夾角越小時(shí),通過(guò)的磁通量越小,所以將向使α減小的方向轉(zhuǎn)動(dòng).
答案:B
5.如圖
所示,一個(gè)金屬薄圓盤水平放置在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,下列做法中能使圓盤中產(chǎn)生感應(yīng)電流的是( )
A.圓盤繞過(guò)圓心的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)
B.圓盤以某一水平直徑為軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)
C.圓盤在磁場(chǎng)中向右勻速平移
D.勻強(qiáng)磁場(chǎng)均勻增加
解析:圓盤繞過(guò)圓心的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)和在磁場(chǎng)中勻速平移,都不會(huì)使其磁通量發(fā)生變化,故不會(huì)有電磁感應(yīng)現(xiàn)象,A、C錯(cuò)誤;圓盤繞水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)或磁場(chǎng)均勻增加,都會(huì)使圓盤中的磁通量發(fā)生變化,故有感應(yīng)電流產(chǎn)生,B、D正確.
6、答案:BD
6.如圖所示,
在平面上有兩條相互垂直且彼此絕緣的長(zhǎng)通電直導(dǎo)線,以它們?yōu)樽鴺?biāo)軸構(gòu)成一個(gè)平面直角坐標(biāo)系.四個(gè)相同的閉合圓形線圈在四個(gè)象限中完全對(duì)稱放置,兩條長(zhǎng)直導(dǎo)線中電流大小與變化情況相同,電流方向如圖所示,當(dāng)兩條導(dǎo)線中的電流都開(kāi)始增大時(shí),四個(gè)線圈a、b、c、d中感應(yīng)電流的情況是( )
A.線圈a中無(wú)感應(yīng)電流
B.線圈b中無(wú)感應(yīng)電流
C.線圈c中有順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流
D.線圈d中有逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流
解析:由安培定則判斷磁場(chǎng)方向如圖,故a、c線圈中有電流.再根據(jù)楞次定律可知a線圈電流為逆時(shí)針,c為順時(shí)針,A錯(cuò),C對(duì).而b、d線圈中合磁通量為零,無(wú)感應(yīng)電流,
7、B對(duì)D錯(cuò).
答案:BC
7.
(2020年巢湖模擬)如圖所示,螺線管的導(dǎo)線的兩端與兩平行金屬板相接,一個(gè)帶負(fù)電的小球用絲線懸掛在兩金屬板間,并處于靜止?fàn)顟B(tài),若條形磁鐵突然插入線圈時(shí),小球的運(yùn)動(dòng)情況是( )
A.向左擺動(dòng) B.向右擺動(dòng)
C.保持靜止 D.無(wú)法判定
解析:當(dāng)條形磁鐵插入線圈中時(shí),線圈中向左的磁場(chǎng)增強(qiáng).由楞次定律可判定金屬板左端電勢(shì)高,故帶負(fù)電的小球?qū)⑾蜃髷[動(dòng),A正確.
答案:A
8.
如圖所示,閉合線圈abcd在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)到如圖位置時(shí),ab邊受的磁場(chǎng)力豎直向上,此線圈的運(yùn)動(dòng)情況可能是( )
8、
A.向右進(jìn)入磁場(chǎng)
B.向左移出磁場(chǎng)
C.以ab為軸轉(zhuǎn)動(dòng)
D.以ad為軸轉(zhuǎn)動(dòng)
解析:ab邊受磁場(chǎng)力豎直向上,由左手定則知,通過(guò)ab的電流方向是由a指向b,由右手定則可知當(dāng)線圈向左移出磁場(chǎng)時(shí),bc邊切割磁感線,可產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻碾娏?,?dāng)然也可以用楞次定律判斷當(dāng)線圈向左移出磁場(chǎng)時(shí),磁通量減小,產(chǎn)生順時(shí)針的感應(yīng)電流,故B正確;當(dāng)以ab或ad為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),在圖示位置,導(dǎo)線不切割磁感線,無(wú)電流產(chǎn)生,故C、D錯(cuò).
答案:B
9.
(思維拓展)現(xiàn)代汽車中有一種先進(jìn)的制動(dòng)機(jī)構(gòu),可保證車輪在制動(dòng)時(shí)不是完全剎死滑行,而是讓車輪仍有一定的滾動(dòng).經(jīng)研究這種方法可以更有效地制動(dòng),它有一個(gè)自動(dòng)檢測(cè)車速的
9、裝置,用來(lái)控制車輪的轉(zhuǎn)動(dòng),其原理如圖所示,鐵質(zhì)齒輪P與車輪同步轉(zhuǎn)動(dòng),右端有一個(gè)繞有線圈的磁體,M是一個(gè)電流檢測(cè)器.當(dāng)車輪帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),線圈中會(huì)有電流,這是由于齒靠近線圈時(shí)被磁化,使磁場(chǎng)增強(qiáng),齒離開(kāi)線圈時(shí)磁場(chǎng)減弱,磁通量變化使線圈中產(chǎn)生了感應(yīng)電流.將這個(gè)電流放大后去控制制動(dòng)機(jī)構(gòu),可有效地防止車輪被制動(dòng)抱死.如圖所示,在齒a轉(zhuǎn)過(guò)虛線位置的過(guò)程中,關(guān)于M中感應(yīng)電流的說(shuō)法正確的是( )
A.M中的感應(yīng)電流方向一直向左
B.M中的感應(yīng)電流方向一直向右
C.M中先有自右向左,后有自左向右的感應(yīng)電流
D.M中先有自左向右,后有自右向左的感應(yīng)電流
解析:由楞次定律知,感應(yīng)電流的“結(jié)果”總是阻礙引
10、起感應(yīng)電流的原因.由于齒靠近線圈時(shí)被磁化,使磁場(chǎng)增強(qiáng),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙原磁場(chǎng)增強(qiáng),由安培定則可知M中感應(yīng)電流的方向?yàn)樽宰笙蛴?;齒離開(kāi)線圈時(shí)磁場(chǎng)減弱,由楞次定律知,M中感應(yīng)電流方向?yàn)樽杂蚁蜃螅瓺項(xiàng)正確.
答案:D
10.
如圖所示,同一平面內(nèi)的三條平行導(dǎo)線串有兩個(gè)電阻R和r,導(dǎo)體棒PQ與三條導(dǎo)線接觸良好;勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里.導(dǎo)體棒的電阻可忽略.當(dāng)導(dǎo)體棒向左滑動(dòng)時(shí),下列說(shuō)法正確的是( )
A.流過(guò)R的電流為由d到c,流過(guò)r的電流為由b到a
B.流過(guò)R的電流為由c到d,流過(guò)r的電流為由b到a
C.流過(guò)R的電流為由d到c,流過(guò)r的電流為由a到b
D.流過(guò)R的電流為由c
11、到d,流過(guò)r的電流為由a到b
解析:依據(jù)右手定則可判斷出導(dǎo)體棒PQ中的電流由P到Q,Q處電勢(shì)最高,P處電勢(shì)最低,由P到Q電勢(shì)依次升高.外電路中的電流方向總是從高電勢(shì)流向低電勢(shì)處,因此流過(guò)R的電流為由c到d,流過(guò)r的電流為由b到a,選項(xiàng)B正確.
答案:B
二、非選擇題(本題共2小題,共30分,解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和演算步驟,有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)
11.
(15分)如圖所示,勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域?qū)挒閐,一正方形線框abcd的邊長(zhǎng)為l,且l>d,線框以速度v通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域,從線框進(jìn)入到完全離開(kāi)磁場(chǎng)的時(shí)間內(nèi),線框中沒(méi)有感應(yīng)電流的時(shí)間是多少?
解析:從線框進(jìn)入到完全離開(kāi)磁場(chǎng)的過(guò)程
12、中,當(dāng)線框bc邊運(yùn)動(dòng)至磁場(chǎng)右邊緣至ad邊運(yùn)動(dòng)至磁場(chǎng)左邊緣過(guò)程中無(wú)感應(yīng)電流.
此過(guò)程位移為:l-d,
故t=.
答案:
12.(15分)
如圖所示,固定于水平面上的金屬架CDEF處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,金屬棒MN沿框架以速度v向右做勻速運(yùn)動(dòng).t=0時(shí),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0,此時(shí)MN到達(dá)的位置使MDEN構(gòu)成一個(gè)邊長(zhǎng)為l的正方形.為使MN棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流,從t=0開(kāi)始,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t應(yīng)怎樣變化?請(qǐng)推導(dǎo)出這種情況下B與t的關(guān)系式.
解析:要使MN棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流,應(yīng)使穿過(guò)線圈平面的磁通量不發(fā)生變化
在t=0時(shí)刻,穿過(guò)線圈平面的磁通量
Φ1=B0S=B0l2
設(shè)t時(shí)刻的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,
此時(shí)磁通量為
Φ2=Bl(l+vt)
由Φ1=Φ2得B=.
答案:見(jiàn)解析