磁场、电磁感应测试
一．选择题(每题5分，共50分)
1．如图所示，通有恒定电流的导线与闭合金属框共面，第一次将金属框由Ⅰ平移到Ⅱ，第二次将金属框由Ⅰ绕cd边翻转到Ⅱ，设先后两次通过金属框的磁通量变化分别为△Φ1和△Φ2，则（ ）
A．△Φ1＜△Φ2 B．△Φ1＞△Φ2
C．△Φ1＝△Φ2 D．△Φ1＝-△Φ2
2、如图所示是一种延时开关，当S1闭合时，电磁铁F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( )
（A）由于A线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用
（B）由于B线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用
（C）如果断开B线圈的电键S2，无延时作用
（D）如果断开B线圈的电键S2，延时将变长
3.如图所示，匀强电场竖直向上，匀强磁场水平向外，有一正离子恰能沿直线从左向右水平飞越此区域，则 （ ）
A．若电子从右向左水平飞入，电子也沿直线运动
B．若电子从右向左水平飞入，电子将向上偏转
C．若电子从右向左水平飞入，电子将向下偏转
D．若电子从右向左水平飞入，电子将向外偏转
D．小球的动能不断增大，直至某一最大值
4．如图所示，一带电粒子（重力不计）在匀强磁场中沿图中所示轨迹运动，中央是一块薄绝缘板，粒子在穿过绝缘板时有动能损失，由图可知 （ ）
A．粒子的运动方向是abcde
B．粒子的运动方向是edcba
C．粒子带正电
D．粒子在下半周所用时间比上半周长
5、如图，在竖直平面内放一个光滑绝缘的半圆形轨道，水平方向的匀强磁场与半圆形轨道所在的平面垂直。一个带正电荷的小滑块由静止开始从半圆轨道的最高点M滑下，则下列说法中正确的是
( )
（A）滑块经过最低点时的速度比磁场不存在时大
（B）滑块从M点到最低点所用的时间比磁场不存在时短
（C）滑块经过最低点时的速度与磁场不存在时相等
（D）滑块从M点滑到最低点所用的时间与磁场不存在时相等
6、如图，一条形磁铁用线悬挂于0点，在O点的正下方固定放置一水平的金属圆环l。现使磁铁沿竖直平面来回摆动，则( )
（A）在一个周期内，圆环中感应电流方向改变二次。
（B）磁铁始终受到感应电流磁场的斥力作用。
（C）磁铁所受感应电流磁场的作用力有时是阻力，有时是动力。
（D）磁铁所受感应电流磁场的作用力始终是阻力。
7、如右图，两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为l，磁场方向垂直纸面向里。abcd是位于纸面内的梯形线圈，ad与bc间的距离也为l。t=0时刻，bc边与磁场区域边界重合（如图3）。现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域。取沿a→b→c→d→a的感应电流为正， 则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流I随时间t变化的图线可能是（ ）
8、如图所示，平行金属导轨与水平面成θ角，导轨与固定电阻R1和R2相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面．有一导体棒ab，质量为m，导体棒的电阻与固定电阻R1和R2的阻值均相等，与导轨之间的动摩擦因数为μ，导体棒ab沿导轨向上滑动，当上滑的速度为V时，受到安培力的大小为F．此时( )
（A）电阻R1消耗的热功率为Fv／3．
（B）电阻 R1消耗的热功率为 Fv／6．
（C）整个装置因摩擦而消耗的热功率为μmgvcosθ．
（D）整个装置消耗的机械功率为（F＋μmgcosθ）
9．如图6所示，有两根和水平方向成
角的光滑平行的金属轨道，上端接有可变电阻R，下端足够长，空间有垂直于轨道平面的匀强磁场，磁感强度为
，一根质量为m的金属杆从轨道上由静止滑下。经过足够长的时间，金属杆的速度趋近于一个最大速度vm，则( )
A．如果增大，vm将变大 B．如果
变大，vm将变大
C．如果R变大，vm将变大 D．如果m变小，vm将变大
10．如图所示的空间存在水平向左的匀强电场E和垂直纸面向里的匀强磁场B。质量为m、带电量为q的小环套在粗糙并足够长的竖直绝缘杆上由静止开始下滑，则（ ）
A．小球的加速度不断减小，直至为零
B．小球的加速度先增大后减小，直至为零
C．小球的速度先增大后减小，直至为零
二．实验题（8分）
11.在“研究电磁感应现象”的实验中,首先按右图接线,以查明电流表指针的偏转方向与电流方向之间的关系；当闭合S时,观察到电流表指针向左偏,不通电时电流表指针停在正中央.然后按右图所示将电流表与副线圈B连成一个闭合回路,将原线圈A、电池、滑动变阻器和电键S串联成另一个闭合电路(1)S闭合后,将螺线管A(原线圈)插入螺线管B(副线圈)的过程中,电流表的指针将向___偏转?(2)线圈A放在B中不动时,指针向___偏转?(3)线圈A放在B中不动,将滑动变阻器的滑片P向左滑动时,电流表指针将向___偏转?(4)线圈A放在B中不动,突然断开S.电流表指针将向___偏转?
三．计算题(42分)
12．（8分）如图3-86所示，电荷量为+q的粒子沿OD方向垂直进入一个以O为中心的圆形区域的匀强磁场B中，从该磁场穿出后又打在与磁场圆相切的屏上的P点，知PD:OD=
:1，则粒子在磁场中运动的时间是多少？.
13（10分）水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置，问距为L，一端通过导线与阻值为R的电阻连接；导轨上放一质量为m的金属杆（见右上图），金属杆与导轨的电阻忽略不计；均匀磁场竖直向下。用与导轨平行的恒定拉力F作用在金属杆上，杆最终将做匀速运动。当改变拉力的大小时，相对应的匀速运动速度v也会变化，v与F的关系如右下图。（取重力加速度g=10m/s2）
（1）金属杆在匀速运动之前做什么运动？
（2）若m=0.5kg，L=0.5m，R=0.5Ω；磁感应强度B为多大？
（3）由v—F图线的截距可求得什么物理量？其值为多少？
14、（12分）如图所示，两个几何形状完全相同的平行板电容器PQ和MN，竖直置于区域足够大的水平方向匀强磁场中，两电容器极板上端和下端分别在同一水平线上。已知P、Q和M、N板间距都是d，板间电压都是U，极板长度均为l。今有一电子从极板边缘的O点以速度v0沿P、Q两板间的中心线进入并匀速直线运动穿过电容器，此后经过磁场偏转又沿竖直方向进入并匀速直线运动穿过电容器M、N板间，穿过M、N板间电场后，再经过磁场偏转又通过O点沿竖直方向进入电容器P、Q极板间，循环往复。已知电子质量为m，电量为e，重力不计。
（1）Q板和M板间的距离x满足什么条件时，能够达到题述过程的要求？
（2）电子从O点出发至第一次返回到O点经过了多长时间？
15、（12分）如图9所示，坐标系xoy在竖直平面内，空间有沿水平方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感强度大小为B，在x<0的空间内还有沿x负方向的匀强电场．一个质量为m、带电量为q的油滴经图中M(-a，0)点(a>0)，沿着与水平方向成α角斜向下作直线运动，进入x>0区域，求：
(1)油滴带什么电荷?油滴做匀速直线运动还是匀变速直线运动?请说明理由；
(2)油滴在M点运动速度的大小；
(3)油滴进入x>O区域，若能到达x轴上的N点(在图9中未标出)，油滴在N点时速度大小是多少?
附加题、如图甲所示，空间存在B=0．5T，方向竖直向下的匀强磁场，MN，PQ是放在同一水平面内的平行长直导轨，其间距L=0.2m，R是连在导轨一端的电阻，ab是跨接在导轨上质量m=0．1㎏的导体棒，从零时刻开始，对ab施加一个大小为F=0．45N，方向水平向左的恒定拉力，使其从静止开始沿导轨运动，此过程中棒始终保持与导轨垂直且良好接触，图乙是棒的速度一时间图象，其中AO是图象在O点的切线(切线的斜率即为棒在O点的加速度)，AB是图象的渐近线。
(1)除R以外，其余部分的电阻均不计，求R的阻值。
(2)当棒的位移为100m时，其速度已经达到10m／s，求此过程中电阻上产生的热量。
答安：
| 题号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| 答安 | a | bd | c | bc | cd | d | b | bcd | bc | bd |
11.(1)向左偏转(2)不偏转(3)向右偏转(4)向左偏转
12.
13．（1）变速运动（或变加速运动、加速度减小的加速运动，加速运动）。
（2）感应电动势
① 感应电流
② 安培力
③
由图线可知金属杆受拉力、安增力和阻力作用，匀速时合力为零。
④ 
⑤
由图线可以得到直线的斜率k=2，
（T）
⑥
（3）由直线的截距可以求得金属杆受到的阻力f，f=2（N） ⑦
若金属杆受到的阻力仅为动摩擦力，由截距可求得动摩擦因数
⑧
14、（1）因在电容器的极板间洛仑兹力与电场力大小相等，因此有：
电子射出电容器后在磁场中做匀速圆周运动，设圆周半径为R，根据洛仑兹力公式和向心力公式有
要使电子能进入M、N板间，则应满足
解得
（2）电子通过一个电容器的时间
设电子在磁场中做圆周运动的周期为T，则有
电子在磁场中运动半个圆周的时间
电子第一次返回到O点的时间 
15、（1）由于油滴做直线运动，且油滴受重力、电场力为恒力，所以洛仑兹力大小方向也是不变的，如图2所示．由于油滴所受洛仑兹力大小方向不变，所以其速度v大小方向不变，应做匀速直线运动；由洛仑兹力的方向可判断该油滴带正电．
（2）由平衡条件：
qvBcosα＝mg
qE＝mgtanα
（3）M→N，油滴受qE＝mgtanα做负功，重力功为零，洛仑兹力不做功．
根据动能定理，有：
附加题、
