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1、1 3. 图 12-3，在光滑水平面上的直线 MN左侧有垂直于纸面向里的 匀强磁场，右侧是无磁场空间。 将两个大小相同的铜质矩形闭合线框由 图示位置以同样的速度 v向右完全拉出匀强磁场。已知制作这两只线框 的铜质导线的横截面积之比是 1:2.则拉出过程中下列说法中正确的是 ( ) A所用拉力大小之比为 2:1 B通过导线某一横 截面的电荷量之比是 1:1 C. 拉力做功之比是 1:4 D. 线框中产生的电热之比为 1:2 4. 图12-5，条形磁铁用细线悬挂在 O点。O点正下方固定一个水平放 置的铝线圈。让磁铁在竖直面内摆动，下列说法中正确的是 ( A. 在磁铁摆动一个周期内，线圈内感应电流的
2、方向改变 2 次 B. 磁铁始终受到感应电流磁铁的斥力作用 C. 磁铁所受到的感应电流对它的作用力始终是阻力 河南省焦作市沁阳一中高中物理 第四章 电磁感应综合练习 新人 教版选修3-2 一、不定项选择题：本题共 10 小题，每小题 4 分，共 40 分在每小题给出的四个选 项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确全部选对的得 全的得 2 分，有选错或不答 的不得分. 4 分，选不 1 图 12-2，甲、乙两图为与匀强磁场垂直 放置的两个金属框架，乙图除了一个电阻为 零、自感系数为L的线圈外，其他部分与甲 图都相同，导体AB以相同的加速度向右做匀 加速直线运动。若位移相同，则 A
3、.甲图中外力做功多 B.两图中外力做功相同 C 乙图中外力做功多 D 无法判断 R,匀强磁场磁感强度为 角放置，金属棒与导轨的电阻不计。 金属棒沿垂直于棒的方向以速度 v滑行时，通过电阻 R的电流强度是 图 12-1，平行导轨间距为 d, 端跨接一电阻为 轨所在平面垂直。一根足够长的金属棒与导轨成 0 B,方向与导 当 ( ) Bdv A. B. Bdv sin v R R C Bdv cos v D . Bdv R Rsin 日 R b 图 12-1 * X X紀 | 图 12-3 ) 2 D. 磁铁所受到的感应电流对它的作用力有时是阻力有时是动力3 &图 12-8 , a、b是同种
4、材料的等长导体棒，静止于水平面内的 足够长的光滑平行导轨上， b棒的质量是a棒的两倍。匀强磁场 竖直向下。若给 a棒以 4.5J 的初动能，使之向左运动，不计导 轨的电阻，则整个过程 a棒产生的最大热量是（ 9.内壁光滑，水平放置的玻璃圆环内，有一直径略小于环口直径的带正电小球，以速度 V0沿逆时针方向匀速转动，如图 12-9 所示，若在此空间突然加上方向竖直向上、磁感应 强度B随时间成正比增加的变化磁场，运动过程中小球带电量不变，正确的是 A .小球对玻璃环的压力一定不断增大 B. 小球受到的磁场力一定不断增大 C. 小球先沿逆时针方向减速运动一段时间后沿顺时针方向加 D. 磁场力对小球先做
5、负功后做正功 10 .图 12-10 ,在磁感应强度为B的匀强磁场中有固定的金属框架 ABC 已知/ B=0 ,导体棒DE在框架上从B点开始在外力作用下， 沿垂直DE方向以速度v匀速 A. 2J B. 1.5J C . 3J D. 4.5J 5.两相同的白炽灯L1和L2，接到如图 12-4 的电路中，灯L1与电容器串联，灯 L2与电感 线圈串联，当a、b处接电压最大值为 频率为f的正弦交流电源时， 两灯都发光，且亮度相同。更换一个新的正弦交流电源后，灯 度大于大于灯 A.最大值仍为 L2的亮度。新电源的电压最大值和频率可能是（ 而频率大于f Um B.最大值仍为 Um 而频率小于f C.最大值
6、大于 Um 而频率仍为f D.最大值小于 而频率仍为f Um 6.飞机， 在北京上空做飞行表演.当它沿西向东方向做飞行表演时 （图12-6），飞行员左右两机翼端点哪一点电势高 （） A. 飞行员右侧机翼电势低，左侧高 B. 飞行员右侧机翼电势高，左侧电势低 C. 两机翼电势一样高 D.条件不具备，无法判断 7.图 12-7，设套在条形磁铁上的弹性金属导线圈I突然缩小为线 圈n,则关于线圈的感应电流及其方向 （从上往下看）应是（） 有顺时针方向的感应电流 A. B. 有逆时针方向的感应电流 C. 有先逆时针后顺时针方向的感应电流 D. 无感应电流 X X X XXX XXX X X X X a
7、X X I和电 N 图 12-7 图 12-8 速运动 4 向右平移，使导体棒和框架构成等腰三角形回路。 设框架和导体棒材料相同，其单位长度 的电阻均为 R框架和导体棒均足够长，不计摩擦及接触电阻。关于回路中的电流 功率P随时间t变化的下列四个图中可能正确的是5 图 12-11 第n卷（非选择题 共 110 分） 二、本题共 2 小题，共 20 分。把答案填在题中的横线上或按要求作图 11. （10 分）图 12-13 为“研究电磁感应现象 ”的实验装置. （1）将图中所缺的导线补接完整 （2）如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上电键后可能出现的 情况有： a.将原线圈迅
8、速插入副线圈时，灵敏电流计指针将 _ . b.原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时， 灵敏电流计指针将_ . 12. （10 分）（1）如图 11 所示是日光灯的电路图，它主要是由灯管、镇流器和起动器组成 的，镇流器是一个带铁芯的线圈，起动器的构造如图 8 为了便于起动，常在起动器两极 并上一纸质电容器 C某班教室的一盏日光灯出现灯管两端亮而中间不亮的故障，经检查 发现灯管是好的，电压正常，镇流器无故障，其原因可能是 _ ，你能用什 么简易方法使日光灯正常发光？ _ 。 （2）如图 12-12 是测定自感系数很大的线圈 L直流电阻的电路，L两端并联一只电压表 220V 6 （电压表
9、的内阻FV很大），用来测电感线圈的直流电压，在测量完毕后将电路解体时 若 先断开 S 时，则 _ （ 填电压表或电流表）能损 坏。 图 12-12 图 12-13 图 12-16 7 三、本题共 6 小题，90 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和主要演算步骤, 只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须 明确写出数值与单位。 13. （14 分）在磁感应强度 B=0.5T 的匀强磁场中有一个 正方形金属线圈 abed，边长L=0.2m。线圈的ad边与磁场的 左侧边界重合，如图 12-14 所示，线圈的电阻 F=0.4 Q .用外 力把线圈从磁场中移出有两种方法：一种是用外力把线圈
10、从 左侧边界匀速平移出磁场； 另一种是以 ad 边为轴，用力使线 圈匀速转动移出磁场，两种过程所用时间都是 t=0.1s。求 （1 ）线圈匀速平移出磁场的过程中，外力对线圈所做的功。 （2）线圈匀速转动移出磁场的过程中，外力对线圈所做的功。 14. （14 分）已知某一区域的地下埋有一根与地表面平行的直线电缆，电缆中通有变化的 电流，在其周围有变化的磁场，因此可以通过在地面上测量闭合试探小线圈中的感应电动 势来探测电缆的确切位置、走向和深度。当线圈平面平行地面测量时，在地面上 a、e两处 测得试探线圈中的电动势为零， b、d两处线圈中的电动势不为零； 当线圈平面与地面成 30 夹角时，在b、d
11、两处测得试探线圈中的电动势为 零。经过测量发现，a、b、c、d恰好位于边长为 L=1m 的正方形的四个顶角上，如图 12-15 所示。 据此可以判定：地下电缆在哪两点连线的正下 方？并求出地下电缆离地表面的深度 h。 15. （15 分）如图 12-16 所示，横截 面为矩形的管道中，充满了水银，管道的上下两壁为 绝缘板，前后两壁为导体板（图中斜线部分） ，两导体板被一导线 cd短路。管道的高度为 a,宽度为b,长度为L。当加在管道两端截面上的压强差为 P,水银沿管道方向自左向右 流动时，作用在这段水银上的粘滞阻力 f与速度成正比，即：f=kv. !XL a X X ,b X F J X dl
12、 L d |c- X X X X X 图 12-14 8 （1）水银的稳定流速V1为多大? （2）将管道置于一匀强磁场中，磁场与绝缘壁垂直，磁感应强度为 时水银的稳定流速 V2又是多大?（已知水银的电阻率为 p，磁 场只存在于管道所在的区域，不考虑管道两端之外水银对电 路的影响。）B,方向向上，此 a b 9 16. （15 分）如图 12-17 所示，一质量为 n=0.016kg、长 L=0.5m、宽 d=0.1m、电阻 R=0.1 Q 的矩形线圈，从h1=5m 的高处由静止开始下落，然后进入匀强磁场， 当下边进入磁场时，由于磁场力的作用，线圈正好作匀速运动。 （1） 求匀强磁场的磁感应强度
13、 B。 （2） 如果线圈的下边通过磁场所经历的时间 t=0.15s，求磁场区域 的高度h2. 3）求线圈的下边刚离开磁场的瞬间，线 圈的加速度的大小和方向。 4）从线圈的下边进入 磁场开始到线圈下边离开磁场的时间内，在 线圈中产生的焦耳热是多少？ 17. （ 16 分）如图 12-18 所示是一种测量通电螺线管中磁场的装置，把一个很小的测量线 圈A放在待测处，线圈与测量电量的冲击电流计 G 串联，当用双刀双掷开关 S 使螺线管的 电流反向时，测量线圈中就产生感应电动势，从而引起电荷的迁移，由表 G测出电量Q 就可以算出线圈所在处的磁感应强度 B已知测量线圈共有 N 匝，直径为d,它和表G串联
14、电路的总电阻为 R则被测处的磁感强度 B为多大？ 图 12-18 18. （16 分）如图 12-19 所示，磁场的万向垂直于 xy平面向里。磁感强度 B沿y万向没 有变化，沿x方向均匀增加，每经过 1cm 增加量为 1.0 x 101 2 3 4T,即dB=10 10T/cm。 Ax 有一个长L=20cm,宽h=10cm 的不变形的矩形金属线圈，以 v=20cm/s 的速度沿x方向运 1 线圈中感应电动势 E是多少？ 2 如 果线圈电阻R=0.02 Q，线圈消耗的电 功率是多少？ 3 为保持线圈的匀速运动，需要多大外力？ 机械功率是多少？ X X X X X X X h X X X X rX
15、 X X X 图 10 动。问： I L y X X X X -X X X X 岸 X X X X X V - X X X X X X x v v y y x y x O 图 12-19 11 答案 1.A 2.D 3.D 4.C 5.A 6A 7.A 8.A 9.C 10.AD 11.解：（1）如图 20 所示.（2）a.右偏转一下 b.向左偏转一下 （2）电压表 13.解：（1 ）使线圈匀速平动移出磁场时， be边切割 磁 感线而产生恒定感应电动势 E=BLv.而v=L/t . （2 分） 外力对线圈做的功等于线圈中消耗 的电能，即外力对线圈做的功等于线圈中消耗的电能，即 b、d两处线圈中
16、的电动势不为零；所以可以判定：地 下电缆在ac两点连线的正下方.（6 分） 依题意可知：电缆离地表面的深度 15 .解：（1） Pab=Kv1, V1=Rb/k （4 分） K （2）感应电动势 E = Bbv2, （2 分）电阻R= （2分） ， aL 由欧姆定律可得|二。（ 2 分） 由平衡条件可得：Pab=Blb+kV2 , （3 分）所以 v2 Pab B2abL （2 分） 16解：（1 ）设线圈刚进入磁场时的速度为 V0,则据机械能守恒定律可得: mgh1 - 2mv。 （2 分） 根据平衡条件可得 mg B2d2v0 （2 分） ，解得 B=0.4T （1 分） 12. （1）电
17、容器C击穿而短路或起动器被短路 。将电容器C撤除或更换起动器等。 W1 E2 B2L4 t = R Rt = 0.01 （4 线圈以 ad 边为轴匀速转出磁场时，线圈中产 生的感应电动势和感应电流都是按正弦 规律变化的，感应电动势和感应电流的最大值为 ji :Em = BS , 2t （42R 二 2B2L4 8Rt = 0.012 J （414.解：当线圈平面平行地面测量时，在地面上 a、c两h=L.ta n600 =m 2 2 （8 图 20 12 因为线圈的下边进入磁场后先做匀速运动，用时 to=O.O5s , （1 分） 所以线圈做加速运动的时间 t i=0.1s， h?二L v0t1
18、 -gt.j2 = 1.55m （ 2 分） 2 （3）线圈的下边刚离开磁场的瞬间的速度 V=vo+gti=11m/s; （ 2 分） 线圈的加速度的大小 2 2 B d v-mgR 2 a 1m/s2 ，方向向上。（3 分） mR （4） C=mgl=0.08J 17 解： 当双刀双掷开关 （3 分） S 使螺线管的电流反向时，测量线圈中就产生感应电动势，根据 法拉第电磁感应定律可得: E = N At 2 N 2B二（d/2） ：t （5 分） 由欧姆定律得： Q I E （5 分） ：t R 由上述二式可得： B 2QR （6 分） 2 .Nd 18解：（1）设线圈向右移动一距离 S,则通过线圈的磁通量变化为： , iB AS =h = S L ,而所需时间为L t , （2 分） x v 芒我 2 B 二 根据法拉第电磁感应定律可感应电动势力为 E hvL 4 10 V. （3 分） At Ax （2） 根据欧姆定律可得感应电流 | =上=2 10A, （ 3 分） R 电功率 P=IE = 8 10*W （4 分） （3） 电流方向是沿逆时针方向的，导线 de受到向左的力，导线 ab受到向右的力。线 圈做 匀速运动，所受合力应为零。根据能量守恒得机械功率 P机=P=8 10W. （4 分）