分值:120分时间:100分钟命题人:常广国命题范围:磁场电磁感应。
一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,满分24分。每小题所给的四个选项中只有一个选项符合题意)
1.关于磁场的下列叙述中正确的是。
a.沿着磁感线方向,磁感应强度逐渐减弱。
b.磁感线从磁体的n极出发,终止于s极。
c.磁场中某点的磁场方向就是该点小磁针静止时n极的指向。
d.磁场中任一点的磁场方向,和一小段通电直导线在该点所受安培力的方向相同。
2.如图所示,闭合金属导线框水平放置在竖直向上的匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度增加时,则。
a.线框中的感应电流一定增大。
b.线框中无感应电流。
c.线框中的感应电流方向从上向下看一定沿顺时针方向。
d.线框中的感应电流方向从上向下看可能沿逆时针方向。
3.把一条形磁铁从图示位置由静止释放,穿过采用双线绕法的通电线圈,此过程中条形磁铁做(不计空气阻力)
a.减速运动 b.匀速运动。
c.自由落体运动 d.变加速运动。
4、关于对楞次定律的理解,下面说法中正确的是:
a.感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化,使回路内的总磁通量保持不变。
b.感应电流的磁场方向,总是跟原磁场方向相同。
c.感应电流的磁场方向,总是跟原磁场方向相反。
d.感应电流的磁场方向可以跟原磁场方向相同,也可以相反。
5、如图,平行导轨间距为d,一端跨接一个电阻为r,磁场的磁感强度为b,方向与导轨所在平面垂直。一根足够长的金属棒与导轨成θ角放置,金属棒与导轨的电阻不计。当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。
ab. cd.
6、老师做了一个物理小实验让学生观察:一轻质横杆两侧各固定一金属环,横杆克绕中心点自由转动,老师拿一条形磁铁插向其中一个小环,后又取出插向另一个小环,同学们看到的现象是( )
a.磁铁插向左环,横杆发生转动。
b.磁铁插向右环,横杆发生转动。
c.无论磁铁插向左环还是右环,横杆都不发生转动。
d. 无论磁铁插向左环还是右环,横杆都发生转动。
7.如图所示,矩形导线框abcd固定在匀强磁场中,磁感线的方向与导线框所在平面垂直,规定磁场的正方向垂直低面向里,磁感应强度b随时间变化的规律如图所示。若规定顺时针方向为感应电流i的正方向,图各图中正确的是( )
abcd8.如图所示,a为螺线管,b为铁芯,c为套在铁芯b上的绝缘磁环, 铁芯b足够长。现将a、b、c放置在天平的左盘上,当a中通有电流i时,c悬停在a的上方,天平保持平衡。当调节互动变阻器,使a中的电流突然增大后,绝缘磁环c将向上运动。
在绝缘磁环c上升到最高点的过程中(不考虑摩擦及空气阻力的影响),下列说法中正确的是。
a.天平仍然保持平衡。
b.天平左盘先下降后上升。
c.天平左盘先上升后下降。
d.绝缘磁环速度最大时,加速度也最大。
二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,满分16分。每小题所给的四个选项中有多个选项符合题意,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,错选或不答的得0分)
9、图中为一“速度选择器”原理示意图。a、b为水平放置的平行金属板,一束具有各种不同速率的电子沿水平方向经小孔o进入a、b两板之间。为了选取具有某种特定速率的电子,可在a、b间加上电压,并沿垂直于纸面的方向加一匀强磁场,使所选电子仍能够沿水平直线oo'运动,由o'射出。
不计重力作用。可能达到上述目的的办法是:
a.使a板电势高于b板,磁场方向垂直纸面向里。
b.使a板电势低于b板,磁场方向垂直纸面向里。
c.使a板电势高于b板,磁场方向垂直纸面向外。
d.使a板电势低于b板,磁场方向垂直纸面向外。
10.如图所示,将条形磁铁插入闭合线圈,第一次用0.2s,第二次用0.4s,并且两次插入过程中磁铁相对于线圈的起始和终了位置相同,则。
a.第一次穿过线圈的磁通量的最大值比第二次的大。
b.第一次穿过线圈的磁通量的变化比第二次的快。
c.第一次线圈中产生的感应电流比第二次的大。
d.第一次线圈中产生的感应电流比第二次的小。
11.目前中国南极考察队队员正在地球南极考察,设想考察队队员在地球南极附近水平面上驾驶一辆冰车向前行进时,由于地磁场作用,冰车两端会有电势差,设驾驶员左方电势为u1,右方电势为u2,则以下说法正确的是。
a.向着南极点行进时,u1比u2高
b.背着南极点行进时,u1比u2低。
c.在水平冰面上转圈时,u1比u2高。
d.无论怎样在水平冰面上行进,u1总是低于u2
12、如图所示,回旋加速器d形盒的半径为r,用来加速质量为m,电量为q的质子,质子每次经过电场区时,都恰好在电压为u时并被加速,且电场可视为匀强电场,使质子由静止加速到能量为e后,由a孔射出 。下列说法正确的是:
a. d形盒半径r、磁感应强度b不变,若加速电压u越高,质子的能量e将越大。
b. 磁感应强度b不变,若加速电压u不变, d形盒半径r越大、质子的能量e将越大。
c. d形盒半径r、磁感应强度b不变,若加速电压u越高,质子的在加速器中的运动时间将越长。
d. d形盒半径r、磁感应强度b不变,若加速电压u越高,质子的在加速器中的运动时间将越短
三、本题共2小题,共16分。把答案填在题中横线上或按题目要求作答。
13.(8分)如图, a、b是完全相同的两个小灯泡,l为自感。
系数很大、电阻可以忽略的带铁芯的线圈,开关k闭合。
的瞬间。断开开关k的瞬间。
14.(8分)如图所示,两平行金属板相距d,用导线与一个n匝线圈连接,线圈置于方向竖直向上的变化磁场中.若金属板间有一质量m、带电量+q的微粒恰好处于平衡状态,则磁场的变化情况是___磁通量的变化率为___
四、本题共4小题;共64分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。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和单位。
15、(16分)如图所示,在x轴的上方(y>0的空间内)存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为b的匀强磁场,一个不计重力的带正电粒子从坐标原点o处以速度v进入磁场,粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x轴正方向成45°角,若粒子的质量为m,电荷量为q,求:
1)该粒子在磁场中作圆周运动的半径;
2)粒子在磁场中运动的时间。
16.(16分)面积s = 0.2m2、n = 100匝的圆形线圈,处在图示磁场内,磁感应强度随时间t变化的规律是b = 0.02t,r = 3ω,c = 30μf,线圈电阻r = 1ω,求:
1)通过r的电流大小和方向。
2)电容器的电荷量。
17、(16分)如图所示,水平面上有两根相距0.5m的足够长的平行金属导轨mn和pq,它们的电阻可忽略不计,在m和p之间接有阻值为r的定值电阻,导体棒ab长=0.5m,其电阻为r,与导轨接触良好,整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度b=0.
4t,现使ab以=10m/s的速度向右做匀速运动。
1)ab中的感应电动势多大?
2)ab中电流的方向如何?
3)若定值电阻r=,导体棒的电阻r=
则电路中的电流多大?
18.(16分)如图所示,在光滑绝缘的水平面上有一个用一根均匀导体围成的正方形线框abcd,其边长为l,总电阻为r,放在磁感应强度为b.方向竖直向下的匀强磁场的左边,图中虚线mn为磁场的左边界。线框在大小为f的恒力作用下向右运动,其中ab边保持与mn平行。当线框以速度v0进入磁场区域时,它恰好做匀速运动。
**框进入磁场的过程中,
1)线框的ab边产生的感应电动势的大小为e 为多少?
2)求线框a、b两点的电势差。
3)求线框中产生的焦耳热。
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