2023年度高二年级物理单元测试试卷：电磁感应

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　　第Ⅰ卷（选择题）

　　一．选择题（请将你认为正确的答案代号填在Ⅱ卷的答题栏中，本题共10小题）

　　1.如图所示，接有理想伏特表的三角形导线框abc在匀强磁场中向右运动，导线框中的感应电流为I，bc两点间电势差为Ubc，伏特表读数为U，则—F列说法正确的有：

　　A．Ｉ＝0、Ubc＝0、U＝0；

　　B．Ｉ＝0、Ubc≠0、U≠0；

　　C．Ｉ＝0、Ubc≠0、U＝0；

　　D．Ｉ≠0、Ubc≠0、U≠0；

　　2.矩形导线框abcd从某处自由下落h的高度后，进入与线框平面垂直的匀强磁场，如图所示。从bc边刚进入磁场到ad边也进入磁场的过程中，线框内的感应电流随时间变化的图象不是：

　　3.图中EF、GH为平行的金属导轨，其电阻可不计，R为电阻器，C为电容器，AB为可在EF和GH上水平滑动的金属杆，有匀强磁场垂直于导轨平面，若用I1和I2分别表示电路稳定时图中该处导体中的电流，则当金属杆AB：

　　A．匀速滑动时，I1=0，I2=0

　　B．匀速滑动时，I1≠0，I2≠0

　　C．加速滑动时，I1=0；I2=0

　　D．加速滑动时，I1≠0，I2≠0

　　4.如图所示是一种延时开关，当S1闭合时，电磁铁将衔铁D吸下，C线路接通，当S1，断开时，由于电磁感应作用，D将延迟一段时间才被释放，则：

　　1由于A线圈的电磁感应作用，才产生延长释放D的作用：

　　2由于B线圈的电磁感应作用，才产生延长释放D的作用；

　　3如果断开B线圈的电键S２，无延时作用；

　　4如果断开B线圈的电键S２，延时的时间大小将变化。

　　A12B23C14D234

　　5.如图所示，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=θ，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I和电功率P随时间t变化的下列四个图象中正确的是

　　6.如图所示，电路中除电阻R外，其余电阻均不计，金属导轨水平放置且光滑，金属棒AB水平放在导轨上，当电键K闭合，有关能量转化的描述正确的是：

　　1电源输出的总能量等于导体AB所得到的动能；

　　2导体AB运动稳定后，电源输出的总能量等于电阻R在导体AB从开始运动到运动稳定全过程所得到的热量；

　　3导体AB运动稳定前，电源输出的总能量等于导体AB的动能加上电阻R得到的热量；

　　4导体AB稳定后，电源不再输出能量。

　　A1B34C123D1234

　　7.正方形线框每边电阻为R，边长为L，匀强磁场的磁感应强度为B，边界用虚线表示，线框ad边与磁场边界平行。当线框以恒定的速度V垂直磁场方向进入磁场区域过程中，ad两端电压及ad边消耗的电功率为：

　　A．3BLV／49B2L2V2／16R

　　B．BLV／49B2L2V2／16R

　　C．3BLV／4B2L2V2／16R

　　D．BLV／4B2L2V2／16R

　　8.制做精密电阻时，为了消除在使用中由于电流的变化引起的自感现象，用电阻丝绕制电阻时采用如图所示的双线绕法，其道理是．

　　A．电路电流变化时，两根线中产生的自感电动势相互抵消

　　B．电路电流变化时，两根线中产生的自感电流相互抵消

　　C．电路电流变化时，两根线圈中的磁通量相互抵消

　　D．以上说法都不正确

　　9.现在很多家庭为了用电安全，安装了一种安全保护装置——漏电保护器。右图是它接入电路的示意图，交流输电线穿过绕有线圈的铁芯接用电器，铁芯上线圈接传感器控制电源的通或断。其工作原理是：电器正常工作时，电流从一条电线输入，另一条电线输出，传感器不动作，电源与用电器电路接通。而当用电器电路中出现漏电，即电线中有一条通过人体与大地短接、或直接与大地短接时，电流将从这条电线输入到接地处，再通过大地返回电源，而不穿过铁芯返回电源，这时传感器动作，使电源与用电器电路断开。

　　A.传感器不动作是因为铁芯内的磁通量不变化，线圈将向传感器发出信号

　　B.传感器不动作是因为铁芯内的磁通量变化，线圈将向传感器发出信号

　　C.传感器动作是因为铁芯内的磁通量不变化，线圈将向传感器发信号

　　D.传感器动作是因为铁芯内的磁通量变化，线圈向传感器发信号

　　10.如图所示，在水平面上有一固定的U形金属框架，框架上置一金属杆ab，不计摩擦．在竖直方向上有匀强磁场．则．

　　A．若磁场方向竖直向上并增大时，杆ab将向右移动

　　B．若磁场方向竖直向上并减小时，杆ab将向右移动

　　C．若磁场方向竖直向下并增大时，杆ab将向右移动

　　D．若磁场方向竖直向下并减小时，杆ab将向左移动

　　第Ⅱ卷（非选择题共3道简答题1道实验题4道计算题

　　请将你认为正确的答案代号填在下表中

　　12345678910

　　二.简答题（共3小题）

　　11.如图13-10所示，线圈内有理想边界的磁场，当磁场均匀增加时，有带电微粒静止于水平放置的平行板电容器中间，则此粒子带__________电，若线圈的匝数为n，平行板电容器的板间距离为d，粒子的质量为m，带电量为q，则磁感强度的变化率___________。（设线圈的面积为S）

　　12.半径为R的闭合导线通入恒定电流I,放入匀强磁场中,磁场方向垂直于线圈平面,如图12-12所示,若磁场磁感强度为B,由于安培力的作用使线圈处于张紧状态,导线的张力为_____________.

　　13.50周年庆盛典上，我FBC-1“飞豹”新型超音速歼击轰炸机在*上空沿水平方向以1.7倍的声速自东向西飞行，该机翼尖间的距离为12.705m，设北京上空磁场竖直分量为0.42×10-4T，那么此飞机机翼两端___________端电势较高，电势差为_______________V。

　　四.计算题（共4小题）

　　14.如图所示，光滑的平行导轨P、Q相距l=1m，处在同一水平面中，导轨的左端接有如图所示的电路，其中水平放置的电容器两极板相距d=10mm，定值电阻R1=R3=8Ω，R2=2Ω，导轨的电阻不计，磁感强度B=0.4T的匀强磁场竖直向下穿过导轨面，当金属棒ab沿导轨向右匀速运动（开关S断开）时，电容器两极之间质量m=1×10-14kg，带电量q=-1×10-15C的微粒恰好静止不动；当S闭合时，微粒的加速度a=7m/s2向下做匀加速运动，取g=10m/s2,求：

　　（1）金属棒所运动的速度多大？电阻多大？

　　（2）S闭合后，使金属棒ab做匀速运动的外力的功率多大？

　　15.如右图所示，导体棒ab的质量为m=0.1kg，电阻为R=0.4Ω，放置在与水平面夹角为θ=37°的倾斜金属导轨上，导轨间距为d=0.2m，电阻不计，系统处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B=0.5T．电池内阻不计，求：

　　（1）若导轨光滑，电池电动势多大才能使导体棒静止在导轨上？

　　（2）若棒与导轨之间的摩擦因数为=0.2，要使导体棒静止在导轨上，电池的电动势应多大？

　　3若在上一问中，将电池换成一个阻值为R0=0.6Ω的电阻，则导体棒在运动过程中可能达到的速度的多少？

　　16.如图所示，光滑平行金属导轨MN、PQ相距L=0.2m，导轨左端接有“0.8V,0.8W”的小灯泡，磁感强度B=1T的匀强磁场垂直于导轨平面，今使一导体棒与导轨良好接触向右滑动产生向小灯供电，小灯泡正常发光，导轨与导体棒每米长的电阻均为r=0.5Ω，其余导线电阻不计

　　（1）求导体棒的最小速度

　　（2）写出导体速度v与它到左端的距离x的关系式

　　（3）根据v与x的关系式算出表中对应的v值并填入表中，然后画出v-x图线

　　xm00.511.52

　　vm/s

　　参考答案

　　12345678910

　　CCDBDBCCDB

　　二.简答题答案:

　　11.负；

　　12.BIR

　　13.南；0.31

　　四.计算题答案:

　　14.（1）带电微粒在电容器两极间静止时，受向上的电场力和向下的重力而平衡，根据平衡条件有，解得电容器两极间电压为：

　　由于微粒带负电，可知上板电势较高，由于S断开，R3上无电流，R1、R2上电压等于U1,可知电路中的感应电流，即通过R1、R2的电流强度为：

　　根据闭合电路欧姆定律，可知ab切割磁感线运动产生的感应电动势为：（1）

　　S闭合时，带电微粒向下做匀加速运动，根据牛顿第二定律有：

　　可以求得S闭合时电容器两板间的电压为：

　　这是电路中的电流为：=

　　根据闭合电路欧姆定律有：（2）

　　将已知量代入（1）（2）式，可求得：V，

　　由E=BLv得：

　　（2）S闭合时，通过ab电流I2=0.15A，ab所受磁场力为，ab的速度v=3m/s做匀速运动，所受外力与磁场力FB大小相等，方向相反，即F=0.06N，方向向右，则外力功率为P=Fv=0.06×3w=0.18w

　　15.（1）若棒与导轨间光滑，则受重力、支持力、安培力三力平衡，由平衡条件得：e==3V．

　　（2）若棒与导轨间有摩擦，则有两种可能．一是电动势偏大，致导体棒有上滑趋势，此时摩擦力沿斜面向下，利用平衡条件可求得：

　　e1=V；

　　二是电动势偏小，致导体棒有下滑趋势，摩擦力沿斜面向上，同理可求得：

　　e2=V．

　　因此电池电动势的取值范围是e2￡e￡e1

　　（3）电池换成R0=0.6Ω后，ab棒下滑切割磁感线，在回路中产生电流，使得ab棒受安培力，经判定ab棒下滑是加速度减小的加速运动．当F合=0时，其速度达vm.

　　N=mgcosθ+FAsinθ

　　mgsinθ=f+FAcosθ

　　f=μN；

　　∴=29.9m/s

　　16.（1）（2）导体棒向右滑动时产生的感应电动势E=BLv

　　导体棒电阻（（相当于电源内阻）为：

　　小灯泡电阻为

　　回路的外电阻为：

　　回路中电流为：（1）

　　小灯泡正常发光时（2）

　　由（1）（2）解得：

　　当x=0时，有导体棒最小速度

　　（3）根据计算，又列出下表

　　xm00.511.52

　　vm/s4.579.51214.5

　　根据表上数据，画出v—x图线如图所示

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