1、第四章测试时间：60分钟满分：100分第卷(选择题，共40分)一、选择题(本题共8小题，每小题5分，共40分，每小题的四个选项中，有的小题只有一个选项符合题目要求，有的小题有多个选项符合题目要求把正确的选项前的符号填在括号内)1如图所示，当穿过闭合回路的磁通量均匀增加时，内外两金属环中感应电流的方向为()A内环逆时针，外环顺时针B内环顺时针，外环逆时针C内环逆时针，外环逆时针D内环顺时针，外环顺时针解析由楞次定律可知，当通过闭合电路的磁通量增加时，闭合回路中产生感应电流，电流方向内环沿顺时针，外环沿逆时针，故B选项正确答案B2一个圆形闭合线圈固定在垂直纸面的匀强磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，
2、如图甲所示设垂直于纸面对里的磁感应强度方向为正，垂直于纸面对外的磁感应强度方向为负线圈中顺时针方向的感应电流为正，逆时针方向的感应电流为负已知圆形线圈中感应电流i随时间变化的图象如图乙所示，则线圈所在处的磁场的磁感应强度随时间变化的图象可能是图中的()解析依据题图和题图，我们只争辩最初的一个周期，即2 s内的状况，由图所表示的圆线圈中感应电流的方向、大小，运用楞次定律，推断出感应电流的磁场方向、大小；再依据楞次定律，推断引起电磁感应现象发生的磁场应当如何变化从而找出正确答案为C、D选项答案CD3如图所示，电阻不计的平行金属导轨固定在一绝缘斜面上，两相同的金属导体棒a、b垂直于导轨静止放置，且与
3、导轨接触良好，匀强磁场垂直穿过导轨平面现有一平行于导轨的恒力F作用在a的中点，使其向上运动若b始终保持静止，则它所受摩擦力可能()A变为0 B先减小后不变C等于F D先增大再减小解析对b，由平衡条件可得，未施加恒力F时，有mgsinFfb，当施加恒力F后，因b受到安培力沿斜面对上，故有：F安Ffbmgsin.对a棒来说，在恒力F作用下，先做加速最终做匀速运动，对b来说受到安培力先增大，然后不变，b受摩擦力先减小后不变，故B选项正确若F安mgsin，则Ffb0，故A选项正确若FfbF，则对a、b棒组成的系统，所受的合力将沿斜面对下，与题中两棒的运动状态不符，故C选项错误答案AB4如图所示，用铝制
4、成型框，将一质量为m的带电小球用绝缘细线悬挂在框的上方，使整体在匀强磁场中沿垂直于磁场的方向向左以速度v匀速运动，悬挂拉力为F，则()AFmg BFmgCFb，cb，abCab，cb Dab解析由右手定则可知ba，当MN加速运动时，在线圈ab中产生增加的感应电流，增加的磁场，在bc线圈产生感应电动势，cb，故D选项正确答案D6.如图所示，金属杆ab静放在水平固定的“U”形金属框上，整个装置处于竖直向上的磁场中当磁感应强度均匀增大时，杆ab总保持静止，则()A杆中感应电流方向是从b到aB杆中感应电流大小保持不变C金属杆所受安培力渐渐增大D金属杆受三个力作用而保持平衡解析由楞次定律可知，当磁场均匀
5、增大时，闭合电路中产生的感应电流由ab，故选项A错误；由法拉第电磁感应定律可知，由于磁场均匀变化，产生的感应电动势E为恒值，则杆中感应电流为恒值，选项B正确；由FBIl可知，磁场渐渐增加，安培力渐渐增大，选项C正确；金属杆受到重力，支持力，安培力，水平向右的静摩擦力，故选项D错误答案BC7.如图所示，三角形金属导轨EOF上放有一根金属杆ab，在外力作用下，保持ab与OF垂直，以速度v匀速向右移动，设导轨和金属杆都是用粗细相同的同种材料制成的，ab与导轨接触良好，则下列推断正确的是()A电路中的感应电动势大小不变B电路中的感应电流大小不变C电路中的感应电动势大小渐渐增大D电路中的感应电流大小渐渐
6、增大解析随着导体棒向右运动有效切割长度不断增大，速度不变，感应电动势不断增大，故选项A错，选项C正确；设导体的横截面积为S，电阻率为，如图所示电路中感应电流，当导体棒的有效切割长度为l时I1.当导体棒向右移动l1时，有，此时感应电流I2.所以I1I2，故选项B正确，选项D错答案BC8插有铁芯的线圈直立在水平桌面上，铁芯上套一铝环，线圈与电源、开关相连，如图所示闭合开关的瞬间，铝环跳起肯定高度若保持开关闭合，则铝环将()A停在这一高度，直到断开开关再回落B不断上升，直到断开开关再停止上升C回落，断开开关时铝环不再跳起D回落，断开开关时铝环再次跳起解析闭合开关的瞬间通过铝环的磁通量突然增大，从而铝
7、环产生感应电流，铝环中的电流和螺线管中的电流相作用，使铝环获得向上的速度，铝环跳起，铝环上升过程中，通过铝环的磁通量削减，由楞次定律可知，铝环受到通电螺线管的作用，阻碍相对运动，所以铝环不行能不断上升，故选项B错误；铝环若停在某一高度，穿过铝环的磁通量不变铝环中没有感应电流，不受通电螺线管的作用，只受重力，所以铝环不行能停在某一高度，选项A错误；铝环跳起后回落，断开开关后螺线管四周没有磁场，铝环不行能再跳起，故选项C正确，选项D错误答案C第卷(非选择题，共60分)二、填空题(本题共2小题，9小题12分，10小题6分，共18分将正确结果填在题中横线上)9在“争辩电磁感应现象”的试验中，首先要按图
8、接线，以查明电流表指针的偏转方向与电流方向之间的关系；然后按图将电流表与线圈B连成一个闭合电路，将线圈A、电池、滑动变阻器和开关串联成另一个闭合电路在图中，当闭合S时，观看到电流表指针向左偏(不通电时指针停在正中心)在图中：(填“向左”、“向右”、“不”)(1)S闭合后，将螺线管A插入螺线管B的过程中，电流表的指针将_偏转(2)线圈A放在B中不动时，指针_偏转(3)线圈A放在B中不动，将滑动变阻器的滑片向右滑动时，电流表指针_偏转(4)线圈A放在B中不动，突然切断开关S时，电流表指针_偏转解析由图可知，电流从接线柱“”流入电流表时，指针向左偏转，则电流从接线柱“”流入电流表时，指针向右偏转(1
9、)在图中，S闭合后，通电线圈A相当于一根条形磁铁(S极在下，N极在上)A插入B中时，穿过B的方向朝上的磁通量增加，依据楞次定律，可知B中感应电流的磁场方向朝下，运用安培定则可推断，B中感应电流应从接线柱“”流入电流表，电流表指针向右偏转(2)A在B中不动时，穿过B的磁通量不变化，B中没有感应电流，这时电流表指针不偏转(3)A在B中不动，当滑动变阻器的滑片向右滑动时，它的阻值减小，通过A的电流增大，磁场增加，穿过B的磁通量的方向向上增大，B中产生的感应电流从接线柱“”流入电流表，电流表指针向右偏转(4)A在B中不动，突然切断S时，B中方向向上的磁通量突然消逝，B中感应电流的磁场方向应朝上，感应电
10、流从接线柱“”流入电流表，电流表指针向左偏转答案(1)向右(2)不(3)向右(4)向左10有两个完全相同的灵敏电流计按如图所示连接，若将左表的指针向左拨动时，右表指针将向_摇摆(填“左”或“右”)解析所使用的灵敏电流计为磁电式电流表，表内有磁场和线圈，当拨动左边电流表的指针向左偏，线圈切割磁感线，产生感应电流，流入右侧的灵敏电流计，使线圈受到的安培力使指针摇摆假设左侧电流表是从接线柱“”流入的，由接线柱“”流出的此电流在左侧电流表中受到的安培力，阻碍表针向左拨动即安培力使左侧表指针向右摆由于连接方法从左边的表流出的电流从右侧的电表的接线柱“”流入，从接线柱“”流出，由于两表结构相同，故右侧表的
11、指针应向左偏转答案左三、计算题(共3小题，共42分解答应写出必要的文字说明，方程和重要的演算步骤，只写出最终答案的不能得分，有数值计算的题，在答案中必需明确写出数值和单位)11.(12分)如图所示，匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面对里，大小随时间的变化率k，k为负的常量用电阻率为、横截面积为S的硬导线做成一边长为l的方框将方框固定于纸面内，其右半部位于磁场区域中求：(1)导线中感应电流的大小；(2)磁场对方框作用力的大小随时间的变化率解析(1)线框中产生的感应电动势El2k.在线圈中产生的感应电流I.由电阻定律得R，由以上各式得I.(2)导线框所受磁场力的大小为FBIl.它随时间的变化率为I
12、l.由以上各式得.答案(1)(2)12(14分)水平放置的两根平行金属导轨ad和bc，导轨两端a、b和c、d两点分别连接电阻R1和R2，组成矩形线框，如图所示，ad和bc相距L0.5 m，放在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B1.2 T，一根电阻为0.2 的导体棒PQ跨接在两根金属导轨上，在外力作用下以4.0 m/s的速度，向右匀速运动，假如电阻R10.3 ，R20.6 ，导轨ad和bc的电阻不计，导体与导轨接触良好求：(1)导体棒PQ中产生的感应电流的大小和感应电流的方向；(2)导体棒PQ向右匀速滑动的过程中，外力做功的功率解析(1)EBLv1.20.54.0 V2.4 V，R外 0.2
13、.I A6 A.依据右手定则判定电流方向QP.(2)FF磁BIL1.260.5 N3.6 N，PFv3.64.0 W14.4 W.答案(1)6 A电流方向QP(2)14.4 W13(16分)如图所示，一端封闭的两条平行光滑导轨相距L，距左端L处的中间一段被弯成半径为H的圆弧，导轨左右两段处于高度差为H的水平面上，圆弧所在区域无磁场，右段区域存在匀强磁场B0.左段区域在均匀分布但随时间线性变化的磁场B(t)，如图所示两磁场方向均竖直向上在圆弧顶端，放置一质量为m的金属棒ab，与导轨左端形成闭合回路从金属棒下滑开头计时，经过时间t0滑到圆弧底端设金属棒在回路中的电阻为R，导轨电阻不计，重力加速度为
14、g.(1)问金属棒在圆弧内滑动时，回路中感应电流的大小和方向是否发生变化？为什么？(2)求0到t0时间内，回路中感应电流产生的焦耳热(3)探讨在金属棒滑到圆弧底端进入匀强磁场B0的一瞬间，回路中感应电流的大小和方向解析(1)感应电流的大小和方向不发生转变由于金属棒在圆弧段滑动时，圆弧段无磁场，所以回路中电流是由左段磁场线性变化引起的，回路中磁通量的变化率不变，故回路中电流大小和方向不变(2)0t0时间内，设回路中感应电动势的大小为E0.感应电流为I，感应电流产生的焦耳热为Q，由法拉第电磁感应定律E0L2依据闭合电路的欧姆定律I，由焦耳定律QI2Rt0，由得Q.(3)设金属棒进入磁场B0，一瞬间的速度为v0，金属棒在圆弧区域下滑的过程中机械能守恒，有mgHmv.金属棒刚进入右段磁场的瞬间，回路中感应电流由闭合电路欧姆定律，得I()依据争辩)当时，I0；)当时，I()，方向ba；)当时，I()，方向ab.答案见解析
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