1.(2011年兰州高二检测)如果闭合电路中的感应电动势很大,那一定是因为( )
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高二物理试卷附答案解析考试范围:xxx ;考试时间:xxx 分钟;出题人:xxx 姓名:___________班级:___________考号:___________1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2.请将答案正确填写在答题卡上一、选择题1.关于电磁感应和感应电动势,下列说法中正确的是 A .只要电路中有磁感线通过,电路中就有感应电动势产生 B .穿过电路的磁通量变化率越大,电路中的感应电动势就越大 C .穿过电路中的磁通量变化越大,电路中的感应电动势就越大 D .单位时间内穿过电路中的磁通量变化量越大,电路中的感应电动势就越大2.下列说法中正确的是A .悬浮在液体中的微粒质量越大,布朗运动越显著B .将红墨水滴入一杯清水中,一会儿整杯清水都变成红色,说明分子间存在斥力C .两个表面平整的铅块紧压后会“粘”在一起,说明分子间存在引力D .用打气筒向篮球内充气时需要用力,说明气体分子间有斥力 3.为了设计电路,先用多用电表的欧姆档粗侧未知电阻,采用“×10”档,调零后测量该电阻,发现指针偏转非常大,最后几乎紧挨满偏刻度停下来,下列判断和做法正确的是A .这个电阻阻值很小,估计只有几欧姆B .这个电阻阻值很大,估计有几千欧姆C .如需进一步测量可换“×100”挡,调零后测量D .如需进一步测量可换“×1k”挡,调零后测量 4.下列说法中正确的是( )A .温度越高布朗运动越剧烈,颗粒越小布朗运动剧烈。
B .当两个分子由无穷远逐渐靠近的时候,分子势能先增加后减小C .热量能由高温物体传给低温物体,但是不能自发地由低温物体传给高温物体D .容器内一定质量的理想气体体积不变,温度升高,则单位时间内撞击容器壁的分子数增加5.如图所示,A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个正六边形的六个顶点,已知A、B、C三点的电势分别为2V、8V和12V。
下列说法中正确的是()A.D、E、F三点的电势分别为10V、4V和 0VB.D、E、F三点的电势分别为12V、8V和 2VC.电荷量为1.6×10-19C的正点电荷在D点的电势能为1.6×10-18JD.将电荷量为1.6×10-19C的正点电荷从E点移到F点,电场力做的功为3.2×10-19J6.将一电荷量为+Q的小球放在不带电的金属球附近,所形成的电场线分布如图所示,金属球表面的电势处处相等。
甘肃省兰州市兰州大学附属中学2024届高二物理第一学期期中达标检测模拟试题注意事项:1. 答题前,考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2.选择题必须使用2B 铅笔填涂;非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写,字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。
4.保持卡面清洁,不要折叠,不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、单项选择题:本题共6小题,每小题4分,共24分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1、由磁感应强度的定义式F B IL=可知,磁场中某处的磁感应强度的大小( ) A .随通电导线中的电流I 的减小而增大B .随IL 乘积的减小而增大C .随通电导线所受磁场力F 的增大而增大D .跟F 、I 、L 的变化无关2、两根由同种材料制成的均匀电阻丝A 、B 串联在电路中,A 的长度为L ,直径为d ;B 的长度为2L ,直径为2d ,那么通电后在相同的时间内产生的热量之比为 A .Q A ∶Q B =1∶2B .Q A ∶Q B =2∶1C .Q A ∶Q B =1∶1D .Q A ∶Q B =4∶13、下列图中A 球系在绝缘细线的下端,B 球固定在绝缘平面上,它们带电的种类以及位置已在图中标出,则A 球能保持静止的是( )A .B .C .D .4、如图所示,M 、N 为两个带有等量异种的点电荷,O 点是它们之间连线的中点,A 、B 是M 、N 连线中垂线上的两点,A 点距O 点较近。
用E O 、E A 、E B 和O ϕ、A ϕ、B ϕ分别表示O 、A 、B 三点的电场强度的大小和电势,下列说法中正确的是A .E O 等于0B .E A 一定大于E BC .A ϕ一定大于B ϕD .将一电子从O 点沿中垂线移动到A 点,电场力一定做正功5、如图所示的电路中,理想电流表的读数为,理想电流表的读数为2A ,则以下说法正确的是A .,表A 的读数为 B .,表A 的读数为 C .,表A 的读数为4A D .,表A 的读数无法判断6、对于水平放置的平行板电容器,下列说法正确的是( )A .将两极板的间距加大,电容将增大B .将两极板平行错开减小正对面积,极板电压将减小C .将两极板的间距加大,极板电压将增大D .将两极板平行错开减小正对面积,电容将减小二、多项选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分。
【回顾﹒预习】法拉第电磁感应定律应用(一)1.感应电动势:无论电路是否闭合,只要穿过电路的发生变化,电路中就一定有,若电路是闭合的就有产生感应电动势的那部分导体就相当于一个2.法拉第电磁感应定律文字表述表达式为。
式中n表示____________,ΔΦ表示 ________,Δt 表示____________,ΔΦ/Δt表示____________3.闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动,则导体中的感应电动势为____________,式中θ表示___________________,当θ等于__________时公式变为__________。
式中的L是。
v若是平均速度,则E 为;若v为瞬时速度,则E为。
若导体的运动不切割磁感线,则导体中感应电动势。
4.一段长为L的导体,在匀强磁场B中,以角速度ω垂直于磁场的方向绕导体的一端做切割磁感线运动,则导体中的感应电动势为_________________。
二、典型例题例1如果闭合电路中的感应电动势很大,那一定是因为()A.穿过闭合电路的磁通量很大B.穿过闭合电路的磁通量变化很大C.穿过闭合电路的磁通量的变化很快D.闭合电路的电阻很小例2穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒均匀地减少2 Wb,则()A.线圈中感应电动势每秒增加2 VB线圈中感应电动势每秒减少2 VC.线圈中无感应电动势D.线圈中感应电动势大小不变例3如图所示,将直径为d,电阻为R的闭合金属环从匀强磁场B拉出,求这一过程中(1)磁通量的改变量.(2)通过金属环某一截面的电量.例4如图所示,在竖直向下的匀强磁场中,将一水平放置的金属棒ab以水平初速度v0抛出,设在整个过程中棒的方向不变且不计空气阻力,则在金属棒运动过程中产生的感应电动势大小变化情况是()A.越来越大B.越来越小C.保持不变D.无法判断例5:下列说法正确的是()A、线圈中磁通量变化越大,线圈中产生的感应电动势一定越大B、线圈中的磁通量越大,线圈中产生的感应电动势一定越大C、线圈处在磁场越强的位置,线圈中产生的感应电动势一定越大D、线圈中磁通量变化得越快,线圈中产生的感应电动势越大例6:一个匝数为100、面积为10cm2的线圈垂直磁场放置,在0. 5s内穿过它的磁场从1T增加到9T。
2024年普通高中学业水平选择性考试 甘肃卷物理试卷养成良好的答题习惯,是决定成败的决定性因素之一。
做题前,要认真阅读题目要求、题干和选项,并对答案内容作出合理预测;答题时,切忌跟着感觉走,最好按照题目序号来做,不会的或存在疑问的,要做好标记,要善于发现,找到题目的题眼所在,规范答题,书写工整;答题完毕时,要认真检查,查漏补缺,纠正错误。
注意事项:1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号框涂黑。
如需改动、用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号框。
回答非选择题时,将答案写在答题卡上。
写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题:本题共10小题,共43分。
在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题5分,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1.2024年2月,我国科学家在兰州重离子加速器国家大科学装置上成功合成了新核素16976Os ,核反应方程如下:10658160482876Cd Ni Os 4X +→+该方程中X 是( )A .质子B .中子C .电子D .α粒子2.小明测得兰州地铁一号线列车从“东方红广场”到“兰州大学”站的v t -图像如图所示,此两站间的距离约为( )A .980mB .1230mC .1430mD .1880m3.小杰想在离地表一定高度的天宫实验室内,通过测量以下物理量得到天宫实验室轨道处的重力加速度,可行的是()A.用弹簧秤测出已知质量的砝码所受的重力B.测量单摆摆线长度、摆球半径以及摆动周期C.从高处释放一个重物、测量其下落高度和时间D.测量天宫实验室绕地球做匀速圆周运动的周期和轨道半径4.如图,相距为d的固定平行光滑金属导轨与阻值为R的电阻相连,处在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中长度为L的导体棒ab沿导轨向右做匀速直线运动,速度大小为v。
第四节法拉第电磁感应定律课堂练习1.(2011年兰州高二检测)如果闭合电路中的感应电动势很大,那一定是因为() A.穿过闭合电路的磁通量很大B.穿过闭合电路的磁通量变化很大C.穿过闭合电路的磁通量的变化很快D.闭合电路的电阻很小解析:选C.根据法拉第电磁感应定律,感应电动势取决于穿过闭合电路的磁通量的变化率.即磁通量的变化快慢与磁通量大小、磁通量变化量大小、电路电阻无必然联系,所以C项正确,A、B、D错误.2.穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒均匀地减少2 Wb,则()A.线圈中感应电动势每秒增加2 VB.线圈中感应电动势每秒减少2 VC.线圈中无感应电动势D.线圈中感应电动势大小不变答案:D3.一航天飞机下有一细金属杆,杆指向地心.若仅考虑地磁场的影响,则当航天飞机位于赤道上空()A.由东向西水平飞行时,金属杆中感应电动势的方向一定由上向下B.由西向东水平飞行时,金属杆中感应电动势的方向一定由上向下C.沿经过地磁极的那条经线由南向北水平飞行时,金属杆中感应电动势的方向一定由下向上D.沿经过地磁极的那条经线由北向南水平飞行时,金属杆中一定没有感应电动势解析:选AD.赤道上方的地磁场方向由南指向北,根据右手定则,飞机由东向西水平飞行时,下端电势高,故A对,B错.若飞机沿经线由南向北或由北向南水平飞行时,杆均不切割磁感线,杆中不会产生感应电动势,故C错,D正确.图4-4-104.如图4-4-10所示,在竖直向下的匀强磁场中,将一水平放置的金属棒ab以水平初速度v0抛出,设在整个过程中棒的方向不变且不计空气阻力,则在金属棒运动过程中产生的感应电动势大小变化情况是()A.越来越大B.越来越小C.保持不变D.无法判断解析:选C.金属棒水平抛出后,在垂直于磁场方向上的速度不变,由E=Bl v知,电动势也不变,故C正确.图4-4-115.如图4-4-11所示,将直径为d,电阻为R的闭合金属环从匀强磁场B拉出,求这一过程中(1)磁通量的改变量.(2)通过金属环某一截面的电量.解析:(1)由已知条件得金属环的面积S =π(d 2)2=πd 24磁通量的改变量ΔΦ=BS =πd 2B4.(2)由法拉第电磁感应定律E =ΔΦΔt又因为I =ER ,q =I t所以q =ΔΦR =πd 2B4R.答案:(1)πd 2B 4 (2)πd 2B4R一、选择题1.一闭合线圈,放在随时间均匀变化的磁场中,线圈平面和磁场方向垂直,若想使线圈中感应电流增强一倍,下述哪些方法是可行的( )A .使线圈匝数增加一倍B .使线圈面积增加一倍C .使线圈匝数减少一半D .使磁感应强度的变化率增大一倍解析:选D.根据E =n ΔΦΔt =n ΔBΔtS 求电动势,要考虑到当n 、S 发生变化时导体的电阻也发生了变化.若匝数增加一倍,电阻也增加一倍,感应电流不变,故A 错.同理C 错.若面积增加一倍,长度为原来的2倍,因此电阻为原来的2倍,电流为原来的2倍,故B 错.正确选项为D.2.将一磁铁缓慢或者迅速地插到闭合线圈中的同一位置处,不会发生变化的物理量是( )A .磁通量的变化量B .磁通量的变化率C .感应电流的大小D .流过导体横截面的电荷量解析:选AD.将磁铁插到闭合线圈的同一位置,磁通量的变化量相同.而用的时间不同,所以磁通量的变化率不同.感应电流I =E R =ΔΦΔt ·R,感应电流的大小不同,流过线圈横截面的电荷量q =I ·Δt =ΔΦR ·Δt·Δt =ΔΦR ,两次磁通量的变化量相同,电阻不变,所以q 与磁铁插入线圈的快慢无关.选A 、D.3.如图4-4-12甲所示,圆形线圈中串联了一个平行板电容器,圆形线圈中有磁场,磁感应强度B 随时间t 按图乙所示正弦规律变化.以垂直纸面向里的磁场为正.关于电容器极板的带电情况,以下判断正确的是( )图4-4-12A.第二个T4内,上板带正电B.第二个T4内,下板带正电C.第三个T4内,上板带正电D.第三个T4内,下板带正电解析:选BD.第二个T4内,磁感应强度向里减小(磁通量减小),若有感应电流的话,感应电流的磁场向里,应是顺时针方向的电流,则电容器的下极板带正电.第三个T4内,磁感应强度向外增大,感应电流的磁场仍向里,电容器的下板电势高,所以下板带正电.图4-4-134. (2010年高考课标全国卷)如图4-4-13所示,两个端面半径同为R的圆柱形铁芯同轴水平放置,相对的端面之间有一缝隙,铁芯上绕导线并与电源连接,在缝隙中形成一匀强磁场.一铜质细直棒ab水平置于缝隙中,且与圆柱轴线等高、垂直.让铜棒从静止开始自由下落,铜棒下落距离为0.2R时铜棒中电动势大小为E1,下落距离为0.8R时电动势大小为E2.忽略涡流损耗和边缘效应.关于E1、E2的大小和铜棒离开磁场前两端的极性,下列判断正确的是()A.E1>E2,a端为正B.E1>E2,b端为正C.E1<E2,a端为正D.E1<E2,b端为正解析:选D.设下落距离为d,则铜棒在匀强磁场中切割磁感线的等效长度l=2R2-d2,铜棒做的是自由做落体运动,故v2=2gd,v=2gd,故有E=Bl v=B·2R2-d2·2gd=2B2gd(R2-d2),将d1=0.8 R,代入后比较得E1<E2;据安培定则知缝隙处的磁场方向水平向左,再由右手定则知b端等效为电源正极,电势高,选D.图4-4-145.(2010年高考山东卷)如图4-4-14所示,空间存在两个磁场,磁感应强度大小均为B,方向相反且垂直纸面,MN、PQ为其边界,OO′为其对称轴.一导线折成边长为l的正方形闭合回路abcd,回路在纸面内以恒定速度v0向右运动,当运动到关于OO′对称的位置时()A.穿过回路的磁通量为零B.回路中感应电动势大小为2Bl v0C.回路中感应电流的方向为顺时针方向D.回路中ab边与cd边所受安培力方向相同解析:选ABD.正方形闭合回路运动到关于OO′对称的位置时,穿过回路的合磁通量为零,A正确;由右手定则可判断ab边上的电流方向为由a到b,cd边上的电流方向为由c到d,所以回路中感应电流的方向为逆时针方向,C错误;由法拉第电磁感应定律可知回路中感应电动势大小为E 感=E ab +E cd =2Bl v 0,B 正确;由左手定则可判定出回路中ab 边与cd 边所受安培力方向相同,都是水平向左的,D 正确.图4-4-156.(2011年高考江苏物理卷)如图4-4-15所示,水平面内有一平行金属导轨,导轨光滑且电阻不计,匀强磁场与导轨平面垂直.阻值为R 的导体棒垂直于导轨静止放置,且与导轨接触良好.t =0时,将开关S 由1掷到2.q 、i 、v 和a 分别表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、棒的速度和加速度.下列图象正确的是( )图4-4-16解析:选D.导体棒做加速度减小的加速运动,直至匀速.故q -t 图象应如图甲所示,A 错;i -t 图象应如图乙所示,B 错;v -t 图象应如图丙所示,C 错.D 对.图4-4-177.如图4-4-17所示,圆环a 和b 的半径之比R 1∶R 2=2∶1,且是粗细相同,用同样材料的导线构成,连接两环的导线电阻不计,匀强磁场的磁感应强度始终以恒定的变化率变化,那么,当只有a 环置于磁场中与只有b 环置于磁场中两种情况下,A 、B 两点的电势差之比为( )A .1∶1B .2∶1C .3∶1D .4∶1解析:选B.设b 环的面积为S ,由题可知a 环的面积为4S ,若b 环的电阻为R ,则a 环的电阻为2R .当只有a 环置于磁场中时,a 环等效为内电路,b 环等效为外电路,A 、B 两端的电压为路端电压,根据法拉第电磁感应定律E =ΔΦΔt =4ΔBS Δt ,U AB =ER R +2R =4S ΔB3Δt当只有b 环置于磁场中时E ′=ΔΦΔt =ΔBSΔt ,U ′AB =E ′2R R +2R =2R ΔBS 3R Δt =2S ΔB 3Δt所以U AB ∶U ′AB =2∶1.故选项B 正确.图4-4-188.如图4-4-18所示,粗细均匀的、电阻为r 的金属圆环,放在图示的匀强磁场中,磁感应强度为B ,圆环直径为l ;长为l 、电阻为r /2的金属棒ab 放在圆环上,以v 0向左运动,当ab 棒运动到图示虚线位置时,金属棒两端的电势差为( )A .0B .Bl v 0 C.Bl v 02 D.Bl v 03解析:选D.切割磁感线的金属棒ab 相当于电源,其电阻相当于电源内阻,当运动到虚线位置时,两个半圆金属环相当于并联,可画出如图所示的等效电路图.R 外=R 并=r 4,I =ER 外+r 2=Bl v 034r=4Bl v 03r .金属棒两端电势差相当于路端电压U ab =IR 外=4Bl v 03r ×r 4=13Bl v 0.图4-4-199.(2011年成都高二检测)如图4-4-19所示,导线OA 长为l ,在匀强磁场中以角速度ω沿图所示方向绕通过悬点O 的竖直轴旋转,OA 与竖直方向的夹角为θ.那么,OA 导线中的感应电动势大小和O 、A 两点电势高低( )A .Bl 2ω O 点高B .Bl 2ω A 点高 C.12Bl 2ωsin 2θ O 点高 D.12Bl 2ωsin 2θ A 点高 解析:选D.OA 切割磁感线的有效长度等于圆半径,即:R =l ·sin θ,产生的电动势E =12BR 2ω=12Bl 2ωsin 2θ,由右手定则判断知A 点电势高,所以D 正确. 二、非选择题10.(2011年南京高二检测)一个边长为a =1 m 的正方形线圈,总电阻为R =2 Ω,当线圈以v =2 m/s 的速度通过磁感应强度B =0.5 T 的匀强磁场区域时,线圈平面总保持与磁场垂直.若磁场的宽度b >1 m ,如图4-4-20所示,求:图4-4-20(1)线圈进入磁场过程中感应电流的大小;(2)线圈在穿过整个磁场过程中释放的焦耳热.解析:(1)根据E =Bl v ,I =ER 知I =Ba v R =0.5×1×22A =0.5 A (2)线圈穿过磁场过程中,由于b >1 m ,故只在进入和穿出时有感应电流,故Q =2I 2Rt =2I 2R ·a v =2×0.52×2×12 J =0.5 J.答案:(1)0.5 A (2)0.5 J11.(2011年通州市调研)如图4-4-21甲所示,水平放置的线圈匝数n =200匝,直径d 1=40 cm ,电阻r =2 Ω,线圈与阻值R =6 Ω的电阻相连.在线圈的中心有一个直径d 2=20 cm 的有界匀强磁场,磁感应强度按图乙所示规律变化,规定垂直纸面向里的磁感应强度方向为正方向.试求:图4-4-21(1)通过电阻R 的电流方向; (2)电压表的示数;(3)若撤去原磁场,在图中虚线的右侧空间加磁感应强度B =0.5 T 的匀强磁场,方向垂直纸面向里,试证明将线圈向左拉出磁场的过程中,通过电阻R 上的电荷量为定值,并求出其值.解析:(1)电流方向从A 流向B .(2)由E =n ΔΦΔt 可得:E =n πd 22ΔB4Δt,E =I (R +r ),U =IR解得:U =1.5π V =4.7 V .(3)设线圈拉出磁场经历时间Δt E =n ΔΦΔt =n πd 21B4Δt ,I =E R +r,电荷量q =I Δt解得:q =n πd 21B4(R +r ),与线圈运动的时间无关,即与运动的速度无关.代入数据得:q=0.5π C =1.57 C.答案:(1)从A 流向B (2)4.7 V (3)证明见解析 1.57 C图4-4-2212.如图4-4-22所示,一水平放置的平行导体框宽度L =0.5 m ,接有R =0.2 Ω的电阻,磁感应强度B =0.4 T 的匀强磁场垂直导轨平面方向向下,现有一导体棒ab 跨放在框架上,并能无摩擦地沿框架滑动,框架及导体棒ab 电阻不计,当ab 以v =4.0 m/s 的速度向右匀速滑动时,试求:(1)导体棒ab 上的感应电动势的大小及感应电流的方向;(2)要维持ab 向右匀速运动,作用在ab 上的水平外力为多少?方向怎样? (3)电阻R 上产生的热功率多大?解析:(1)导体棒ab 垂直切割磁感线,产生的电动势大小为E =BL v =0.4×0.5×4.0 V =0.8 V ,由右手定则知感应电流的方向由b向a.(2)导体棒ab相当于电源,由闭合电路欧姆定律得回路电流I=ER+r=0.80.2+0A=4.0 A,导体棒ab所受的安培力F=BIL=0.4×0.5×4.0 N=0.8 N,由左手定则知其方向水平向左.ab匀速运动,所以水平拉力F′=F=0.8 N,方向水平向右.(3)R上的热功率:P=I2R=4.02×0.2 W=3.2 W.答案:(1)0.8 V由b向a(2)0.8 N水平向右(3)3.2 W。
甘肃高二高中物理期末考试班级:___________ 姓名:___________ 分数:___________一、选择题1.如图所示的四个图中,分别标明了通电导线在磁场中的电流方向、磁场方向以及通电导线所受磁场力的方向,其中正确的是 ( )A B C D2.在磁感应强度为B 的匀强磁场中做匀速圆周运动的带电粒子,当磁感应强度突然增大为2B 时,这个带电粒子( )A .速率加倍,周期减半B .速率不变,轨道半径减半C .速率不变,周期减半D .速率减半,轨道半径不变3.关于电磁感应现象,下列说法中正确的是( ) A .感应电流的磁场总是与原磁场方向相反B .闭合线圈放在变化的磁场中就一定能产生感应电流C .闭合线圈放在匀强磁场中做切割磁感线运动时,一定能产生感应电流D .感应电流的磁场总是阻碍原来磁场的磁通量的变化4.如图所示的电路,闭合开关S ,当滑动变阻器滑片P 向右移动时, 下列说法正确的是( )A .电流表读数变小,电压表读数变大B .小灯泡L 变暗C .电容器C 上电荷量减小D .电源的总功率变小5.将一磁铁缓慢地或迅速地插到闭合线圈中同样位置处,不发生变化的物理量有( ) A .磁通量的变化量 B .磁通量的变化率 C .感应电流的大小 D .流过导体横截面的电荷量6.在如图甲所示的电路中,电源电动势为3.0V ,内阻不计,L 1、L 2、L 3为三个特殊材料制成的相同规格的小灯泡,这种灯泡的伏安特性曲线如图乙所示,当开关S 闭合稳定后:( )A .L 1、L 2、L 3的电阻相同B .L 3两端的电压为L 1的2倍C .通过L 3的电流是L 1的2倍D .L 3消耗的功率为0.75W7.如图所示,两水平放置的平行金属板M、N放在匀强磁场中,导线ab贴着M、N边缘以速度v向右匀速滑动,当一带电粒子以水平速度v射入两板间后,能保持匀速直线运动,该带电粒子可能().A.带正电,速度方向向左B.带负电,速度方向向左C.带正电,速度方向向右D.带负电,速度方向向右8.在竖直方向的匀强磁场中,水平放置一圆形导体环。
高二年级第二学期期末 物理试卷一、单选题 每题2分,共36分1.关于感应电动势的大小,下列说法正确的是( ) A .穿过闭合回路的磁通量越大,则感应电动势越大B .穿过闭合回路的磁通量的变化越大,则感应电动势越大C .穿过闭合回路的磁通量的变化越快,则感应电动势越大D .闭合回路的面积越大,则感应电动势越大 2.根据麦克斯韦电磁理论,下列说法正确的是A.在电场周围一定产生磁场,磁场周围一定产生电场B.在变化的电场周围一定产生变化的磁场,变化的磁场周围一定产生变化的电场C.均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场,均匀变化的磁场周围一定产生均匀变化的电场D.振荡电场周围一定产生同频率的振荡磁场,振荡磁场周围一定产生同频率的振荡电场 3.一正弦交变电流的电压随时间变化的规律如图所示。
由图可知该交变电流A .周期为0.125sB.电压的有效值为 C.电压的最大值为VD.电压瞬时值的表达式为8u t π=(V) 4.把一个筛子用四根弹簧支撑起来,筛子上装一个电动偏心轮,它每转一周,给筛子一个驱动力,这就做成了一个共振筛,如图甲所示。
该共振筛的共振曲线如图乙所示。
已知增大电压,可使偏心轮转速提高,增加筛子质量,可增大筛子的固有周期。
现在,在某电压下电动偏心轮转速是54r/min .为了使筛子的振幅增大,下列说法正确的是A .减少筛子质量B .增加筛子质量C .提高输入电压D .以上三种方法都不可行5.下列所举的电磁波中,电磁波的波长最长的是 ( ) A .收音机接收的短波 B .医院透视用的X 射线 C .微波炉使用的微波 D .人体发出的红外线6.光从介质1通过两种介质的交界面进入介质2的光路如图所示。
下列论述:①光在介质1中的传播速度较大;②光在介质2中的传播速度较大;③光从介质1射向两种介质的交界面时,可能发生全反射现象;④光从介质2射向两种介质的交界面时,可能发生全反射现象。
其中正确的是 A .只有①③正确 B .只有①④正确 C .只有②③正确 D .只有②④正确7.如图所示,LC 振荡电路的导线及自感线圈的电阻忽略不计,某瞬间回路中乙0.8 甲偏心轮电流方向如箭头所示,且此时电容器的极板A带正电荷,则该瞬间:( )A.电流i正在增大,线圈L中的磁场能也正在增大B.电容器两极板间电压正在增大C.电容器带电量正在减小D.线圈中电流产生的磁场的磁感应强度正在增强8.一列简谐横波沿x轴正方向传播,图甲是波传播到x=5 m的质点M时的波形图,图乙是质点N(x= 3 m)从此时刻开始计时的振动图象,Q是位于x=10 m处的质点,则下列说法正确的是A.这列波的波长是5 mB.这列波的传播速度是1.25 m/sC.从此时刻开始经过8s,有两个波峰经过M点D.从此时刻开始经过8s,质点Q第一次到达波峰9.下列说法不正确...的是A.“闻其声而不见其人”现象说明遇到同样障碍物时声波比可见光容易发生衍射B.用超声波被血流反射回来其频率发生变化可测血流速度,这是利用多普勒效应C.如果地球表面没有大气层覆盖,太阳照亮地球的范围要比有大气层时略大些D.已知某玻璃对蓝光的折射率比对红光的折射率大,红光从该玻璃中射入空气发生全反射时,红光临界角较大10.如图所示,两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播,两波源分别位于x= -0.2m和x=1.2m 处,两列波的速度均为v=0.2m/s,两波源的振幅均为A=2cm.图示为t=0时刻两列波的图像(传播方向如图所示),此时平衡位置处于x=0.2m和x=0.8m的P、Q两质点刚开始振动。
4法拉第电磁感应定律[学习目标] 1.了解感应电动势的概念. 2.理解法拉第电磁感应定律,运用法拉第电磁感应定律定量计算感应电动势的大小.(重点、难点) 3.能运用E=Bl v或E=Bl v sin θ计算导体切割磁感线时的感应电动势.(重点) 4.知道反电动势的定义和作用.一、电磁感应定律1.感应电动势(1)在电磁感应现象中产生的电动势叫作感应电动势,产生感应电动势的那部分导体就相当于电源.(2)在电磁感应现象中,若闭合导体回路中有感应电流,电路就一定有感应电动势;如果电路断开,这时虽然没有感应电流,但感应电动势依然存在.2.磁通量的变化率磁通量的变化率表示磁通量变化的快慢,用ΔΦΔt表示,其中ΔΦ表示磁通量的变化量,Δt 表示发生磁通量变化所用的时间.3.法拉第电磁感应定律(1)内容:闭合电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比.(2)公式:E =ΔΦΔt. 若闭合电路是一个匝数为n 的线圈,则E =n ΔΦΔt . (3)在国际单位制中,磁通量的单位是韦伯,感应电动势的单位是伏特.二、导线切割磁感线时的感应电动势1.导线垂直于磁场运动,B 、l 、v 两两垂直时,如图甲所示,E =Bl v .2.导线的运动方向与导线本身垂直,但与磁感线方向夹角为θ时,如图乙所示,E =Bl v sin_θ.甲 乙三、反电动势1.定义:电动机转动时,由于切割磁感线,线圈中产生的削弱电源电动势作用的感应电动势.2.作用:反电动势的作用是阻碍线圈的转动.如果要使线圈维持原来的转动,电源就要向电动机提供能量,此时,电能转化为其他形式的能.1.思考判断(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)穿过某闭合线圈的磁通量的变化量越大,产生的感应电动势就越大.( )(2)感应电动势的方向可用右手定则或楞次定律判断.()(3)穿过闭合回路的磁通量最大时,其感应电动势一定最大.()(4)导体棒在磁场中运动速度越大,产生的感应电动势一定越大.()(5)电动机工作中由于机械阻力过大而停止转动,就没有了反电动势,线圈中的电流就会很大,很容易烧毁电动机.() 2.如图所示,在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中,金属杆MN在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动,MN中产生的感应电动势为E1;若磁感应强度增大为2B,其他条件不变,MN中产生的感应电动势变为E2.通过电阻R的电流方向及E1与E2之比分别为()A.c→a,2∶1B.a→c,2∶1C.a→c,1∶2 D.c→a,1∶23.如图所示,一正方形线圈的匝数为n ,边长为a ,线圈平面与匀强磁场垂直,且一半处在磁场中.在Δt 时间内,磁感应强度的方向不变,大小由B 均匀地增大到2B .在此过程中,线圈中产生的感应电动势为( )A.Ba 22ΔtB.nBa 22ΔtC.nBa 2Δt D.2nBa 2Δt对法拉第电磁感应定律的理解1.理解公式E =n ΔΦΔt(1)感应电动势E 的大小取决于穿过电路的磁通量的变化率ΔΦΔt,而与Φ的大小、ΔΦ的大小没有必然的关系,与电路的电阻R 无关;感应电流的大小与感应电动势E 和回路总电阻R 有关.(2)磁通量的变化率ΔΦΔt,是Φ-t 图象上某点切线的斜率,可反映单匝线圈感应电动势的大小和方向.(3)E =n ΔΦΔt只表示感应电动势的大小,不涉及其正负,计算时ΔΦ应取绝对值.感应电流的方向可以用楞次定律去判定.(4)磁通量发生变化有三种方式①B 不变,S 变化,则ΔΦΔt =B ·ΔS Δt ; ②B 改变,S 不变,则ΔΦΔt =ΔB Δt ·S ; ③B 、S 变化,则ΔΦΔt =|Φ1-Φ2|Δt. 2.由E =n ΔΦΔt可求得平均感应电动势,通过闭合电路欧姆定律可求得电路中的平均电流I =E R =n ΔΦΔt ·R,通过电路中导体横截面的电荷量Q =I Δt =n ΔΦR . 3.注意:对于磁通量的变化量和磁通量的变化率来说,穿过一匝线圈和穿过n 匝线圈是一样的,而感应电动势则不一样,感应电动势与匝数成正比.【例1】 (2019·全国卷Ⅰ)空间存在一方向与纸面垂直、大小随时间变化的匀强磁场,其边界如图(a)中虚线MN 所示.一硬质细导线的电阻率为ρ、横截面积为S ,将该导线做成半径为r 的圆环固定在纸面内,圆心O 在MN 上.t =0时磁感应强度的方向如图(a)所示;磁感应强度B 随时间t 的变化关系如图(b)所示。
高二物理选修3-2测试题一.选择题:(每题5分.共40分)1.某一闭合电路中感应电动势的大小,跟穿过这一闭合电路的:A.磁通量的大小有关;B.磁通量的变化大小有关;C.磁通量的变化快慢有关;D.磁场的磁感应强度大小有关。
2.由楞次定律可得,感应电流的磁场一定是:A.阻碍引起感应电流的磁通量;B.与引起感应电流的磁场方向相反;C.阻碍引起感应电流的磁通量的变化;D.与引起感应电流的磁场方向相同。
3.关于自感现象,下列说法中正确的是:A.自感现象是线圈自身的电流发生变化而引起的电磁感应现象;B.自感电动势总是阻碍原电流的增大;C.自感电动势的方向总是与原电流的方向相反;D.自感电动势的方向总是与原电流的方向相同;4.若线圈中的电流强度均匀增大,则这个线圈的:A.自感系数也将均匀增大;B.自感电动势也将均匀增大;C.磁通量也将均匀增大;D.自感系数、自感电动势都保持不变。
5.某交流发电机正常工作时,电动势e=E m sinωt,若将线框转速提高一倍,其他条件不变,则电动势的变化规律是:A.e’=E m sinωt;B.e’=E m sin2ωt;C.e’=2E m sinωt;D.e’=2E m sin2ωt。
6.理想变压器原副线圈两侧一定不同的物理量是:A.交变电流的频率;B.交变电流的功率;C.磁通量的变化率;D.交变电流的峰值。
7.远距离输送一定功率的交变电流,若输电电压提高k倍,则:A.输电导线的电功率损失不变;B.输电导线的电压损失不变;C.输电导线的电功率损失是原来的1/k2;D.输电导线的电压损失是原来的1/k2;8.线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动而产生交变电流的过程中,当线圈平面转到与中性面重合时:A.穿过线圈的磁通量最大,线圈中的感应电动势最大;B.穿过线圈的磁通量为零,线圈中的感应电动势为零;C.穿过线圈的磁通量为零,线圈中的感应电动势最大;D.穿过线圈的磁通量最大,线圈中的感应动势为零。
高二年物理理科试卷(考试时间:100分钟 总分:100分)第Ⅰ卷(共48分)一、选择题:3分×10=30分,每小题给出的四个选项中只有一个正确答案。
1.用遥控器调换电视机频道的过程,实际上是电视机中的传感器把光信号转化为电信号的过程。
下列属于这类传感器的是( )A .红外报警装置B .走廊照明灯的声控开关C .自动洗衣机中的压力传感装置D .电饭锅中控制加热和保温的温控器2.下面关于电磁感应现象的说法中,正确的是 ( )A .只要穿过闭合电路中的磁通量不为零,闭合电路中就一定有感应电流产生B .穿过闭合电路中的磁通量减少,则闭合电路中感应电流减小C .穿过闭合电路中的磁通量越大,则闭合电路中的感应电动势越大D .穿过闭合电路中的磁通量变化越快,则闭合电路中感应电动势越大3.一天晚上,小华房间的电灯突然灭了,其他房间的灯却照常亮着。
他用测电笔检测灯座时,发现碰触两个接线柱测电笔都发光。
于是他断定故障 ( ) A .一定是零线出现了断路 B .可能是零线碰到了火线 C .可能是火线出现了断路 D .一定是电灯的灯丝断了4.如图A 、B 、C 为三相交流发电机的3组线圈,a 、b 、c 为三盏电阻不同的灯泡,已知发电机的相电压为220V ,则下列说法中正确的是( ) A .灯泡两端的电压为2203V B .灯泡两端的电压为220V C .灯泡两端的电压为2202VD .因三盏灯的电阻不同,灯泡两端的电压无法判断5.法拉第发现了磁生电的现象,不仅推动了电磁理论的发展,而且推动了电磁技术的发展,引领人类进入了电气时代。
下列哪些器件工作时用到了磁生电的现象?( ) A .电视机的显像管 B .磁流体发电机C .指南针D .电磁炉 6.如图两电路中,当a 、b 两端与e 、f 两端分别加上110V 的交流电压时,测得c 、d 间与cg、h间的电压均为55V。
若分别在c、d两端与g、h两端加上55V的交流电压,则a、b间与e、f间的电压分别为()A.110V,110V B.110V,55V C.55V,55V D.110V,07.右图所示电路可将声音信号转化为电信号,该电路中右侧固定不动的金属板b与能在声波驱动下沿水平方向振动的镀有金属层的振动膜a构成了一个电容器,a、b通过导线与恒定电源两极相接。
1.(2011年兰州高二检测)如果闭合电路中的感应电动势很大,那一定是因为() A.穿过闭合电路的磁通量很大B.穿过闭合电路的磁通量变化很大C.穿过闭合电路的磁通量的变化很快D.闭合电路的电阻很小解析:选C.根据法拉第电磁感应定律,感应电动势取决于穿过闭合电路的磁通量的变化率.即磁通量的变化快慢与磁通量大小、磁通量变化量大小、电路电阻无必然联系,所以C项正确,A、B、D错误.2.穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒均匀地减少2 Wb,则()A.线圈中感应电动势每秒增加2 VB.线圈中感应电动势每秒减少2 VC.线圈中无感应电动势D.线圈中感应电动势大小不变答案:D3.一航天飞机下有一细金属杆,杆指向地心.若仅考虑地磁场的影响,则当航天飞机位于赤道上空()A.由东向西水平飞行时,金属杆中感应电动势的方向一定由上向下B.由西向东水平飞行时,金属杆中感应电动势的方向一定由上向下C.沿经过地磁极的那条经线由南向北水平飞行时,金属杆中感应电动势的方向一定由下向上D.沿经过地磁极的那条经线由北向南水平飞行时,金属杆中一定没有感应电动势解析:选AD.赤道上方的地磁场方向由南指向北,根据右手定则,飞机由东向西水平飞行时,下端电势高,故A对,B错.若飞机沿经线由南向北或由北向南水平飞行时,杆均不切割磁感线,杆中不会产生感应电动势,故C错,D正确.图4-4-104.如图4-4-10所示,在竖直向下的匀强磁场中,将一水平放置的金属棒ab以水平初速度v0抛出,设在整个过程中棒的方向不变且不计空气阻力,则在金属棒运动过程中产生的感应电动势大小变化情况是()A.越来越大B.越来越小C.保持不变D.无法判断解析:选C.金属棒水平抛出后,在垂直于磁场方向上的速度不变,由E=Bl v知,电动势也不变,故C正确.图4-4-115.如图4-4-11所示,将直径为d ,电阻为R 的闭合金属环从匀强磁场B 拉出,求这一过程中(1)磁通量的改变量.(2)通过金属环某一截面的电量.解析:(1)由已知条件得金属环的面积S =π(d 2)2=πd 24磁通量的改变量ΔΦ=BS =πd 2B4.(2)由法拉第电磁感应定律E =ΔΦΔt又因为I =ER,q =I t 所以q =ΔΦR =πd 2B4R.答案:(1)πd 2B 4 (2)πd 2B4R一、选择题1.一闭合线圈,放在随时间均匀变化的磁场中,线圈平面和磁场方向垂直,若想使线圈中感应电流增强一倍,下述哪些方法是可行的( )A .使线圈匝数增加一倍B .使线圈面积增加一倍C .使线圈匝数减少一半D .使磁感应强度的变化率增大一倍解析:选D.根据E =n ΔΦΔt =n ΔBΔtS 求电动势,要考虑到当n 、S 发生变化时导体的电阻也发生了变化.若匝数增加一倍,电阻也增加一倍,感应电流不变,故A 错.同理C 错.若面积增加一倍,长度为原来的2倍,因此电阻为原来的2倍,电流为原来的2倍,故B 错.正确选项为D.2.将一磁铁缓慢或者迅速地插到闭合线圈中的同一位置处,不会发生变化的物理量是( )A .磁通量的变化量B .磁通量的变化率C .感应电流的大小D .流过导体横截面的电荷量解析:选AD.将磁铁插到闭合线圈的同一位置,磁通量的变化量相同.而用的时间不同,所以磁通量的变化率不同.感应电流I =E R =ΔΦΔt ·R,感应电流的大小不同,流过线圈横截面的电荷量q =I ·Δt =ΔΦR ·Δt·Δt =ΔΦR ,两次磁通量的变化量相同,电阻不变,所以q 与磁铁插入线圈的快慢无关.选A 、D.3.如图4-4-12甲所示,圆形线圈中串联了一个平行板电容器,圆形线圈中有磁场,磁感应强度B 随时间t 按图乙所示正弦规律变化.以垂直纸面向里的磁场为正.关于电容器极板的带电情况,以下判断正确的是( )图4-4-12A .第二个T4内,上板带正电B .第二个T4内,下板带正电C .第三个T4内,上板带正电D .第三个T4内,下板带正电解析:选BD.第二个T4内,磁感应强度向里减小(磁通量减小),若有感应电流的话,感应电流的磁场向里,应是顺时针方向的电流,则电容器的下极板带正电.第三个T4内,磁感应强度向外增大,感应电流的磁场仍向里,电容器的下板电势高,所以下板带正电.图4-4-134. (2010年高考课标全国卷)如图4-4-13所示,两个端面半径同为R 的圆柱形铁芯同轴水平放置,相对的端面之间有一缝隙,铁芯上绕导线并与电源连接,在缝隙中形成一匀强磁场.一铜质细直棒ab 水平置于缝隙中,且与圆柱轴线等高、垂直.让铜棒从静止开始自由下落,铜棒下落距离为0.2R 时铜棒中电动势大小为E 1,下落距离为0.8R 时电动势大小为E 2.忽略涡流损耗和边缘效应.关于E 1、E 2的大小和铜棒离开磁场前两端的极性,下列判断正确的是( )A .E 1>E 2,a 端为正B .E 1>E 2,b 端为正C .E 1<E 2,a 端为正D .E 1<E 2,b 端为正 解析:选D.设下落距离为d ,则铜棒在匀强磁场中切割磁感线的等效长度l =2R 2-d 2,铜棒做的是自由做落体运动,故v 2=2gd ,v =2gd ,故有E =Bl v =B ·2R 2-d 2·2gd =2B 2gd (R 2-d 2),将d 1=0.8 R ,代入后比较得E 1<E 2;据安培定则知缝隙处的磁场方向水平向左,再由右手定则知b 端等效为电源正极,电势高,选D.图4-4-145.(2010年高考山东卷)如图4-4-14所示,空间存在两个磁场,磁感应强度大小均为B ,方向相反且垂直纸面,MN 、PQ 为其边界,OO ′为其对称轴.一导线折成边长为l 的正方形闭合回路abcd ,回路在纸面内以恒定速度v 0向右运动,当运动到关于OO ′对称的位置时( )A .穿过回路的磁通量为零B .回路中感应电动势大小为2Bl v 0C .回路中感应电流的方向为顺时针方向D .回路中ab 边与cd 边所受安培力方向相同解析:选ABD.正方形闭合回路运动到关于OO ′对称的位置时,穿过回路的合磁通量为零,A 正确;由右手定则可判断ab 边上的电流方向为由a 到b ,cd 边上的电流方向为由c 到d ,所以回路中感应电流的方向为逆时针方向,C 错误;由法拉第电磁感应定律可知回路中感应电动势大小为E 感=E ab +E cd =2Bl v 0,B 正确;由左手定则可判定出回路中ab 边与cd 边所受安培力方向相同,都是水平向左的,D 正确.图4-4-156.(2011年高考江苏物理卷)如图4-4-15所示,水平面内有一平行金属导轨,导轨光滑且电阻不计,匀强磁场与导轨平面垂直.阻值为R 的导体棒垂直于导轨静止放置,且与导轨接触良好.t =0时,将开关S 由1掷到2.q 、i 、v 和a 分别表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、棒的速度和加速度.下列图象正确的是( )图4-4-16解析:选D.导体棒做加速度减小的加速运动,直至匀速.故q -t 图象应如图甲所示,A 错;i -t 图象应如图乙所示,B 错;v -t 图象应如图丙所示,C 错.D 对.图4-4-177.如图4-4-17所示,圆环a 和b 的半径之比R 1∶R 2=2∶1,且是粗细相同,用同样材料的导线构成,连接两环的导线电阻不计,匀强磁场的磁感应强度始终以恒定的变化率变化,那么,当只有a 环置于磁场中与只有b 环置于磁场中两种情况下,A 、B 两点的电势差之比为( )A .1∶1B .2∶1C .3∶1D .4∶1解析:选B.设b 环的面积为S ,由题可知a 环的面积为4S ,若b 环的电阻为R ,则a 环的电阻为2R .当只有a 环置于磁场中时,a 环等效为内电路,b 环等效为外电路,A 、B 两端的电压为路端电压,根据法拉第电磁感应定律E =ΔΦΔt =4ΔBS Δt ,U AB =ER R +2R =4S ΔB3Δt当只有b 环置于磁场中时E ′=ΔΦΔt =ΔBSΔt ,U ′AB =E ′2R R +2R =2R ΔBS 3R Δt =2S ΔB 3Δt所以U AB ∶U ′AB =2∶1.故选项B 正确.图4-4-188.如图4-4-18所示,粗细均匀的、电阻为r 的金属圆环,放在图示的匀强磁场中,磁感应强度为B ,圆环直径为l ;长为l 、电阻为r /2的金属棒ab 放在圆环上,以v 0向左运动,当ab 棒运动到图示虚线位置时,金属棒两端的电势差为( )A .0B .Bl v 0 C.Bl v 02 D.Bl v 03解析:选D.切割磁感线的金属棒ab 相当于电源,其电阻相当于电源内阻,当运动到虚线位置时,两个半圆金属环相当于并联,可画出如图所示的等效电路图.R 外=R 并=r 4,I =ER 外+r 2=Bl v 034r=4Bl v 03r .金属棒两端电势差相当于路端电压U ab =IR 外=4Bl v 03r ×r 4=13Bl v 0.图4-4-199.(2011年成都高二检测)如图4-4-19所示,导线OA 长为l ,在匀强磁场中以角速度ω沿图所示方向绕通过悬点O 的竖直轴旋转,OA 与竖直方向的夹角为θ.那么,OA 导线中的感应电动势大小和O 、A 两点电势高低( )A .Bl 2ω O 点高B .Bl 2ω A 点高 C.12Bl 2ωsin 2θ O 点高 D.12Bl 2ωsin 2θ A 点高 解析:选D.OA 切割磁感线的有效长度等于圆半径,即:R =l ·sin θ,产生的电动势E =12BR 2ω=12Bl 2ωsin 2θ,由右手定则判断知A 点电势高,所以D 正确. 二、非选择题10.(2011年南京高二检测)一个边长为a =1 m 的正方形线圈,总电阻为R =2 Ω,当线圈以v =2 m/s 的速度通过磁感应强度B =0.5 T 的匀强磁场区域时,线圈平面总保持与磁场垂直.若磁场的宽度b >1 m ,如图4-4-20所示,求:图4-4-20(1)线圈进入磁场过程中感应电流的大小;(2)线圈在穿过整个磁场过程中释放的焦耳热.解析:(1)根据E =Bl v ,I =ER知I =Ba v R =0.5×1×22A =0.5 A(2)线圈穿过磁场过程中,由于b >1 m ,故只在进入和穿出时有感应电流,故Q =2I 2Rt =2I 2R ·a v =2×0.52×2×12J=0.5 J.答案:(1)0.5 A (2)0.5 J11.(2011年通州市调研)如图4-4-21甲所示,水平放置的线圈匝数n =200匝,直径d 1=40 cm ,电阻r =2 Ω,线圈与阻值R =6 Ω的电阻相连.在线圈的中心有一个直径d 2=20 cm 的有界匀强磁场,磁感应强度按图乙所示规律变化,规定垂直纸面向里的磁感应强度方向为正方向.试求:图4-4-21(1)通过电阻R 的电流方向; (2)电压表的示数;(3)若撤去原磁场,在图中虚线的右侧空间加磁感应强度B =0.5 T 的匀强磁场,方向垂直纸面向里,试证明将线圈向左拉出磁场的过程中,通过电阻R 上的电荷量为定值,并求出其值.解析:(1)电流方向从A 流向B .(2)由E =n ΔΦΔt 可得:E =n πd 22ΔB4Δt,E =I (R +r ),U =IR解得:U =1.5π V =4.7 V .(3)设线圈拉出磁场经历时间Δt E =n ΔΦΔt =n πd 21B4Δt ,I =E R +r,电荷量q =I Δt解得:q =n πd 21B4(R +r ),与线圈运动的时间无关,即与运动的速度无关.代入数据得:q=0.5π C =1.57 C.答案:(1)从A 流向B (2)4.7 V (3)证明见解析 1.57 C图4-4-2212.如图4-4-22所示,一水平放置的平行导体框宽度L =0.5 m ,接有R =0.2 Ω的电阻,磁感应强度B =0.4 T 的匀强磁场垂直导轨平面方向向下,现有一导体棒ab 跨放在框架上,并能无摩擦地沿框架滑动,框架及导体棒ab 电阻不计,当ab 以v =4.0 m/s 的速度向右匀速滑动时,试求:(1)导体棒ab 上的感应电动势的大小及感应电流的方向;(2)要维持ab 向右匀速运动,作用在ab 上的水平外力为多少?方向怎样?(3)电阻R上产生的热功率多大?解析:(1)导体棒ab垂直切割磁感线,产生的电动势大小为E=BL v=0.4×0.5×4.0 V =0.8 V,由右手定则知感应电流的方向由b向a.(2)导体棒ab相当于电源,由闭合电路欧姆定律得回路电流I=ER+r=0.80.2+0A=4.0 A,导体棒ab所受的安培力F=BIL=0.4×0.5×4.0 N=0.8 N,由左手定则知其方向水平向左.ab匀速运动,所以水平拉力F′=F=0.8 N,方向水平向右.(3)R上的热功率:P=I2R=4.02×0.2 W=3.2 W.答案:(1)0.8 V由b向a(2)0.8 N水平向右(3)3.2 W。