物理电磁感应模拟试题

2022学年蒙城六中第二次午测考卷本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间45分钟。学校：___________姓名：___________班级：___________一、单选题(共4小题,每小题6.0分,共24分)1.如图所示，边长为L的正方形导线框质量为m，由距磁场H高处自由下落，其下边ab进入匀强磁场后，线圈开始做减速运动，直到其上边dc刚刚穿出磁场时，速度减为ab边刚进入磁场时的一半，磁场的宽度也为L，则线框穿越匀强磁场过程中产生的焦耳热为()A．2mgLB．2mgL＋mgHC．2mgL＋mgHD．2mgL＋mgH2.如图所示，匀强磁场方向竖直向下，磁感应强度为B.正方形金属框abcd可绕光滑轴OO′转动，边长为L，总电阻为R，ab边质量为m，其他三边质量不计，现将abcd拉至水平位置，并由静止释放，经时间t到达竖直位置，产生热量为Q，若重力加速度为g，则ab边在最低位置所受安培力大小等于()A．B．BLC．D．3.如图所示，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里，磁感应强度大小为B0.使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周，在线框中产生感应电流．现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化．为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率的大小应为()A．B．C．D．4.如图所示，纸面内有一矩形导体闭合线框abcd，ab边长大于bc边长，置于垂直纸面向里、边界为MN的匀强磁场外，线框两次匀速地完全进入磁场，两次速度大小相同，方向均垂直于MN.第一次ab边平行MN进入磁场，线框上产生的热量为Q1，通过线框导体横截面积的电荷量为q1；第二次bc边平行于MN进入磁场，线框上产生的热量为Q2，通过线框导体横截面的电荷量为q2，则()A．Q1＞Q2，q1＝q2B．Q1＞Q2，q1＞q2C．Q1＝Q2，q1＝q2D．Q1＝Q2，q1＞q2二、多选题(共4小题,每小题6.0分,共24分)5.如图所示，竖直放置的两根足够长平行金属导轨相距L，导轨间接有一阻值为R的电阻，质量为m、电阻为r的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触，且无摩擦，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，现将金属棒由静止释放，金属棒下落高度为h时开始做匀速运动，在此过程中()A．导体棒的最大速度为B．通过电阻的电荷量为C．导体棒克服安培力做的功等于电阻R上产生的热量D．重力和安培力对导体棒做功的代数和等于导体棒动能的增加量6.如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，当PQ在外力作用下运动时，MN在磁场力作用下向右运动．则PQ所做的运动可能是(说明：导体棒切割磁感线速度越大，感应电流越大)()A．向右匀加速运动B．向左匀加速运动C．向右匀减速运动D．向左匀减速运动7.(多选)如图，匀强磁场垂直于软导线回路平面，由于磁场发生变化，回路变为圆形，则该磁场()A．逐渐增强，方向向外B．逐渐增强，方向向里C．逐渐减弱，方向向外D．逐渐减弱，方向向里8.单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场，如线圈所围面积里的磁通量随时间变化的规律如图所示，则线圈中(A．0时刻感应电动势最大B．0.05s时感应电动势为零C．0.05s时感应电动势最大D．0～0.05s这段时间内平均感应电动势为0.4V题号12345678答案分卷II三、填空题(共2小题,,共15分)9.半径为r、电阻为R的n匝圆形线圈在边长为L的正方形abcd外，匀强磁场充满并垂直穿过该正方形区域，如下图甲所示．当磁场随时间的变化规律如图乙所示时，则穿过圆形线圈磁通量的变化率为________，t0时刻线圈产生的感应电流为________．10.为了探究电磁感应现象的产生条件，图中给出了必备的实验仪器．(1)请你用笔画线代替导线，将实验电路连接完整．(2)正确连接实验电路后，在闭合开关时灵敏电流计的指针发生了偏转，开关闭合后，迅速移动滑动变阻器的滑片，灵敏电流计的指针________(选填“发生”或“不发生”)偏转．断开开关时灵敏电流计的指针________(选填“发生”或“不发生”)偏转．四、计算题11.(12fen)2022年9月25日，我国“神舟七号”载人飞船发射成功，在离地面大约200km的太空运行．假设载人舱中有一边长为50cm的正方形导线框，在宇航员操作下由水平方向转至竖直方向，此时地磁场磁感应强度B＝4×10－5T，方向如图所示．(1)该过程中磁通量的改变量的大小是多少？(2)该过程线框中有无感应电流？设线框电阻为R＝0.1Ω，若有电流则通过线框横截面的电荷量是多少？(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)12.(15fen)如图所示，两根足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在倾角θ＝37°的绝缘斜面上，顶部接有一阻值R＝3Ω的定值电阻，下端开口，轨道间距L＝1m，整个装置处于磁感应强度B＝2T的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向上，质量m＝1kg的金属棒ab置于导轨上，ab在导轨之间的电阻r＝1Ω，电路中其余电阻不计，金属棒ab由静止释放后沿导轨运动时始终垂直于导轨，且与导轨接触良好，不计空气阻力影响，已知金属棒ab与导轨间动摩擦因数μ＝0.5，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，取g＝10m/s2.(1)求金属棒ab沿导轨向下运动的最大速度vm.(2)求金属棒ab沿导轨向下运动过程中，电阻R上的最大电功率PR.(3)若从金属棒ab开始运动至达到最大速度的过程中，电阻R上产生的焦耳热总共为1.5J，求流过电阻R的总电荷量q.答案解析1.【答案】C【解析】设线框刚进入磁场时的速度为v1，刚穿出磁场时的速度v2＝①线框自开始进入磁场到完全穿出磁场共下落高度为2L.由题意得mv＝mgH②mv＋mg·2L＝mv＋Q③由①②③得Q＝2mgL＋mgH.C选项正确．2.【答案】D【解析】由能量守恒得：mgL＝Q＋mv2①F＝BIL②I＝③由①②③得：F＝，故选项D正确．3.【答案】C【解析】设圆的半径为L，电阻为R，当线框以角速度ω匀速转动时产生的感应电动势E1＝B0ωL2.当线框不动，而磁感应强度随时间变化时E2＝πL2，由＝得B0ωL2＝πL2，即＝，故C项正确．4.【答案】A【解析】根据功能关系知，线框上产生的热量等于克服安培力做的功，即Q1＝W1＝F1lbc＝lbc＝lab同理Q2＝lbc，又lab＞lbc，故Q1＞Q2；因q＝t＝t＝，故q1＝q2，A正确．5.【答案】BD【解析】金属棒由静止释放后，当a＝0时，速度最大，即mg－BL＝0，解得vm＝，A项错误．此过程通过电阻的电荷量q＝Δt＝·Δt＝，B项正确．导体棒克服安培力做的功等于整个电路产生的热量，C项错误．由动能定理知对金属棒有ΔEk＝W重＋W安，D项正确．6.【答案】BC【解析】MN在磁场力作用下向右运动，说明MN受到的磁场力向右，由左手定则可知电流由M指向N，由楞次定律可知，线圈中产生感应电流的磁场应该是向上减小，或向下增加；再由右手螺旋定则与楞次定律可知，PQ可能是向左加速运动或向右减速运动．故B、C正确，A、D错误．故选：B、C.7.【答案】CD【解析】磁场发生变化，回路变为圆形，软导线受到的安培力的方向向外，软导线围成的面积扩大，根据楞次定律的推广形式可得，导线内的磁通量一定正在减少，而扩大面积可以阻碍磁通量的减少，该过程与磁通量的方向无关，故C、D正确，A、B错误．8.【答案】ABD【解析】由图示图象可知，0时刻磁通量的变化率最大，感应电动势最大，故A正确；由图示图象可知，0.05s时刻磁通量的变化率为零，感应电动势为零，故B正确，C错误；由法拉第电磁感应定律可知，0～0.05s内平均感电动势：E＝＝＝0.4V，故D正确．9.【答案】l2n【解析】磁通量的变化率为＝S＝l2根据法拉第电磁感应定律得t0时刻线圈中的感应电动势E＝n＝nl2再根据闭合电路欧姆定律得感应电流I＝n＝n.1.【答案】(1)发生发生【解析】法拉第最后才领悟到，磁生电是一种在变化、运动过程中才能产生的效应．最后他将引起电流的原因归为五类：变化的电流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动的磁铁，在磁场中运动的导体．因此开关闭、断开产生变化的电流，所以应该发生偏转．10.【答案】(1)1.4×10－5Wb(2)有1.4×10－4C【解析】(1)设线框在水平位置时法线n方向竖直向上，穿过线框的磁通量Φ1＝BSsin37°＝6.0×10－6Wb.当线框转至竖直位置时，线框平面的法线方向水平向右，与磁感线夹角θ＝143°，穿过线框的磁通量Φ2＝BScos143°＝－8.0×10－6Wb，该过程磁通量的改变量大小ΔΦ＝|Φ1－Φ2|＝1.4×10－5Wb.(2)因为该过程穿过闭合线框的磁通量发生了变化，所以一定有感应电流．根据电磁感应定律得，＝＝.通过的电荷量为q＝·Δt＝＝1.4×10－4C.12.【答案】(1)2m/s(2)3W(3)1.0C【解析】(1)金属棒由静止释放后，沿斜面做变加速运动，加速度不断减小，当加速度为零时有最大速度vm，由牛顿第二定律mgsinθ－μmgcosθ