电磁感应单元测验
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一、选择题(每题5分，选错0分，少选得3分)
1．如图所示，A为通电线圈，电流方向如图所示，B、C为与A在同一平面内的两同心圆，φB、φC分别为通过两圆面的磁通量的大小，下列判断正确的是
A．穿过两圆面的磁通方向是垂直纸面向外
B．穿过两圆面的磁通方向是垂直纸面向里
C．φB＞φC
D．φB＜φC
2．如图，当变阻器R的滑动片P向左移动使流过B线圈的电流能均匀变化时，在A线圈中感应电流的情况是
A．为零
B．电流向左流过G
C．电流向右流过G
D．电流在变小
3.如图,在匀强磁场和竖直导轨所在面垂直,金属棒ab可在导轨上无摩擦滑动,在金属棒,导轨和电阻组成的闭合回路中,除电阻R外,其余电阻不计,在ab下滑过程中
A．由于ab下落时只有重力做功，所以机械能守恒
B．ab达到稳定速度前，其减少的重力势能全部转化为电阻R的内能
C．ab达到稳定速度后，其减少的重力势能全部转化为电阻R的内能
D.ab达到稳定速度后,安培力不再对ab做功。
4.如图所示，同种金属材料制成的粗细均匀的两圆环a和b，它们的质量相同，a环包围的面积是b环的4倍，它们分别固定在水平横杆OM上的A、B两点处，OA=2OB，匀强磁场的方向垂直纸面向里。横杆带动两线框绕O点水平匀速转动，在相同的时间内，横杆对两圆环a和b所做的功分别为Wa和Wb，在整个转动过程中，圆环a和b上产生感应电流的最大值分别为 Ia和Ib，则
A．Ia=Ib Wa=Wb
B．Ia=Ib Wa=4Wb
C．Ia=Ib Wa=8Wb
D．Ia=2Ib Wa=8Wb
5.日光灯电路主要由镇流器、启动器和灯管组成，日光灯正常工作的情况下，以下说法错误的是
A.灯管点燃发光后，启动器中两个触片是分离的
B.灯管点燃发光后，镇流器起降压限流作用
C. 镇流器起整流作用，把交流电变为直流电
D. 镇流器给日光灯的开始点燃提供瞬时高压电
6.图所示电路中，L为自感系数较大的线圈。在变阻器的滑动片P由A端向B端快速滑动的过程中，在P经过C点的瞬时，电路中电流为I1；在变阻器滑动片P由B端向A端快速滑动的过程中，在P经过C点的瞬时，电路中电流为I2；若将P一直置于C点，电路中电
流为I0，则
A.I1=I2=I0
B.I1<I0<I2
C.I1=I2>I0
D.I1>I0>I2
7.如图所示，三个线框是用同一种金属材料制成的边长相同的正方形,a线框不闭合，b和c都闭合，b线框的导线比c粗。将它们在竖直平面内从相同高度有静止释放，图中水平虚线的下方是方向垂直于线框所在面的匀强磁场。下列关于三个线框落地时间的说法正确的是
A.三线框同时落地
B.a线框最先落地
C.b线框比c线框后落地
D.b线框和c线框同时落地
8.图中的A是一个边长为L的方形导线框，其电阻为R。现维持线框以恒定速度v沿x轴运动，并穿过图中所示的匀强磁场区域B。如果以x轴的正方向作为力的正方向，线框在图示位置的时刻作为时间的零点，则磁场对线框的作用力F随时间变化的图线应为中的哪个图？
9．飞机在我国上空匀速巡航，机翼保持水平，飞行高度不变，由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差，设飞行员左方机翼末端处的电势为U1，右方机翼末端处的电势为U2
A．若飞机从西往东飞，U1比U2高 B．若飞机从西往东飞，U1比U2高
C．若飞机从西往东飞，U1比U2高 D．若飞机从西往东飞，U1比U2高
10.如图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，用来测量自感线圈的直流直流电压，在测量完毕后，将电路解体时应
A．先断开S1
B．先断开S2
C．先拆除电流表
D．先拆除电阻R
二、解答题（11、13题16分，12、14、16题18分，15题14分）
11.如图所示，Ⅰ、Ⅲ为两匀强磁场区，Ⅰ区域的磁场方向垂直纸面向里，Ⅲ区域的磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度均为B，两区域中间为宽S的无磁场区Ⅱ，有一边长为L（L>S），电阻为R的正方形金属框abcd置于Ⅰ区域，ab边与磁场边界平行，现拉着金属框为速度v向右匀速移动。
（1） 分别求出当ab边刚进入中央无磁场区Ⅱ，和刚进入磁场区时Ⅲ，通过ab边的电流的大小和方向 。
（2） 
把金属框从区域Ⅰ完全拉入区域Ⅲ过程中拉力所做的功。
12．如图所示，两条相互平行的光滑金属导轨位于水平面内，距离为为=0.2，在导轨的一端接有阻值为=0.5Ω的电阻，在x≥0处有一与水平面垂直的均匀磁场，磁感强度B=0.5T。一质量为0.1kg的金属直杆垂直放置在导轨上，并以v0=2m/s的初速度进入磁场，在安培力和一垂直于杆的水平外力F的共同作用下作匀变速直线运动，加速度大小为a=2m/s2，方向与初速度方向相反。设导轨和金属杆的电阻都可以忽略，且接触良好，求：
（1）电流为零金属杆所处的位置；
（2）电流为最大值的一半时施加在金属杆上外力F的大小和方向；
（3）保持其他条件不变时，而初速度v0取不同值，求开始时F的方向与初速度v0取值的关系。
13.如图所示，粗细均匀的金属环的电阻为R，可绕轴O转动的金属杆OA的电阻R/4，杆长为L，A端与环相接触，一阻值R/2为的定值电阻分别与杆的端点O及环边缘连接。杆OA在垂直于环面向里的、磁感强度为B的匀强磁场中，以角速度ω顺时针转动。求电路中总电流的变化范围。
14.两根水平平行固定的光滑金属导轨宽为L，足够长，在其上放置两根长也为L且与导轨垂直的金属棒ab和cd，它们的质量分别为2m、m，电阻阻值均为R（金属导轨及导线的电阻均可忽略不计），整个装处在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中。
（1） 现在金属棒ab锁定在导轨的左端，如图甲，对cd施加与导轨平行的水平向右的恒力F，使金属棒cd向右沿导轨运动，当金属棒cd的运动状态稳定时，金属棒cd的运动速度是多大？
（2） 若对金属棒ab解除锁定，如图乙，使金属棒cd获得瞬时水平向右的初速度v0，当它们的运动状态达到稳定的过程中，流进金属棒ab的电量是多少？整个过程中ab和cd相对运动的位移是多大？
15.如图所示，abcd为一边为L,具有质量的刚性导线框，位于水平面内，bc边中串接有电阻R，导线的电阻不计。虚线表示一匀强磁场区域的边界，它与线框ab边平行，磁场区域的宽度为2L，磁场磁感应强度为B，方向竖直向下，线框在垂直于ab边的水平恒定拉力作用下，沿光滑水平面运动，直到通过磁场区域。已知ab边刚进入磁场时，线框便变为匀速运动，此时通过电阻R的电流的大小为i0，试在图的i-x坐标系上定性画出：从导线框刚进入磁场到完全离开磁场的过程中，流过电阻R的电流i的大小随ab边的位置坐标x变化的曲线。
16.如图所示，两条光滑的绝缘导轨，导轨的水平部分与圆弧部分平滑连接，两导轨间距为L,导轨的水平部分有n段相同的匀强磁场区域（图中的虚线范围），磁场方向竖直向上，磁场的磁感应强度为B，磁场的宽度为S，相邻磁场区域的间距也为S，S大于L，磁场左右两边均与导轨垂直。现有一质量为m，电阻为r，边长为L的正方形金属框，由圆弧导轨上某高度处静止释放，金属框滑上水平导轨，在水平导轨上滑行一段时间进入磁场区域，最终线框恰好完全通过n段磁场区域。地球表面处的重力加速度为g，感应电流的磁场可以忽略不计，求：
（1）刚开始下滑时，金属框重心离水平导轨所在平面的高度。
（2）整个过程中金属框内产生的电热。
（3）金属框完全进入第k（k<n）段磁场区域前的时刻，金属框中的电功率。