2016年河南单招物理模拟试题：法拉第电磁感应定律

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2016年河南单招物理模拟试题:法拉第电磁感应定律

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1：一个闭合线圈中没有感应电流产生，由此可以得出( ) A、此时此地一定没有磁场

B、此时此地一定没有磁场的变化 C、线圈一定没有切割磁感线

D、穿过线圈平面的磁通量一定没有变化

2：一个面积S=4×10 m 、匝数n=\匝的线圈放在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，磁感应强度B随时间t变化的规律如图16-2-13所示.则下列判断正确的是( )

-2

2

图16-2-13

A、在开始的2 s内穿过线圈的磁通量变化率等于0。08 Ｗb/s B、在开始的2 s内穿过线圈的磁通量的变化量等于零 C、在开始的2 s内线圈中产生的感应电动势等于8 V D、在第3 s末线圈中的感应电动势等于零

3：如图所示，竖直平面内有一相距l的两根足够长的金属导轨位于磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m的均匀金属导体棒ab可在导轨上无摩擦地上下滑动，且导体棒ab与金属导轨接触良好，ab电阻为R，其它电阻不计。导体棒ab由静止开始下落，过一段时间后闭合电键S，发现导体棒ab仍作变速运动，则在闭合电键S以后，下列说法是正确的是

A、导体棒ab变速运动过程中加速度一定减小 B、导体棒ab变速运动过程中加速度一定增大 C、导体棒ab最后作匀速运动时，速度大小为

D、若将导轨间的距离减为原来的 则导体棒ab最后作匀速运动时，速度大小为

4：如下图所示,a、b是平行金属导轨,匀强磁场垂直导轨平面,c、d是分别串有电压表和电流表的金属棒,它们与

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导轨接触良好.当c、d以相同速度向右运动时,下列说法正确的是( )

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A、两表均无读数 B、两表均有读数

C、电流表有读数,电压表无读数 D、电流表无读数,电压表有读数

5：关于感应电流，下列说法中正确的是（ ）

A、只要穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中就一定有感应电流

B、当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中一定有感应电流 C、若闭合电路的一部分导体在磁场中运动，闭合电路中一定有感应电流 D、只要导线做切割磁感线运动，导线中就一定有感应电流 6：(2011年福建调研)如图9－1－12所示，半径为r的半圆形金属导线(CD为直径)处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，有关导线中产生感应电动势的大小，下列说法中错误的是( )

图9－1－12

2

A、导线从图示位置开始绕CD以角速度ω匀速转动时E＝ πr Bωsinωt

rBv

B、导线在纸面内沿与CD成45°角以速度v斜向下匀速运动时E＝

C、导线不动，匀强磁场以速度v水平向左匀速运动时E＝0

D、导线在纸面内以速度v水平向右运动，同时匀强磁场以速度v沿CD方向向上匀速运动时E＝2Brv

7：如图所示，线圈为100匝，在2s内穿过线圈的磁通量由0.04Wb均匀增大到0.08Wb，这2s时间内线圈产生

的感应电动势为 V，如果线圈回路的总电阻为1Ω，则感应电流是 A

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8：如图所示，在光滑的水平面上有用粗细相同的铜丝做成边长分别为L和2L的两只闭合线框a和b，以相同的速度v从磁感应强度为B的匀强磁场区域中匀速地拉到磁场外，强磁方向与水平面垂直，若外力对环做的功分

别为Wa和Wb，通过线框电量分别为Qa和Qb则Wa:Wb=\；Qa:Qb=______。

9：如左图所示 ，线圈匝数n＝200匝，直径d 1＝40cm，电阻r＝2Ω，线圈与阻值R＝6Ω的电阻相连。在线圈的中心有一个直径d 2＝20cm的有界圆形匀强磁场，磁感应强度按右图所示规律变化，则通过电阻R的电流方向__________（由A流向B或由B流向A）和电压表的示数_________V。（结果中π予以保留）

10：

两个用相同材料制成的粗细相同的圆环如图所示连接，其半径之比rA：rB=2：1。先单独将A环置于均匀变化的磁场中，测得P、Q两点间电压为U1，再单独将B环置于同一均匀变化的磁场中，测得P、Q两点间的电压为U2，则Ul：U2= __________（连接处电阻不计）。

11：（20分）如图所示，两根足够长且平行的光滑金属导轨所在平面与水平面成α=53°角，导轨间接一阻值为3Ω的电阻R，导轨电阻忽略不计。在两平行虚线间有一与导轨所在平面垂直的匀强磁场，磁场区域的宽度为d=\5m。导体棒a的质量为m 1=0.1kg、电阻为R 1=6Ω；导体棒b的质量为m 2=0.2kg、电阻为R 2=3Ω，它们分别垂

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直导轨放置并始终与导轨接触良好。现从图中的M、N处同时将a、b由静止释放，运动过程中它们都能匀速穿过磁场区域，且当a刚出磁场时b正好进入磁场。（sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，g取10m/s ，a、b电流间的相互作用不计），求：

2

（1）在b穿越磁场的过程中a、b两导体棒上产生的热量之比；

（2）在a、b两导体棒穿过磁场区域的整个过程中，装置上产生的热量； （3）M、N两点之间的距离。

12：如图所示，固定在水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动。t=0时，磁感应强度为B 0，此时到达的位置恰好使MDEN构成一个边长为l的正方形。为使MN棒中不产生感应电流，从t=0开始，磁感应强度B随时间t变化的函数式是________________

13：（20分）如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨 MN、 QP相距为 l=1m，导轨平面与水平面成 θ=37°角，上端连接阻值为 R＝2Ω的电阻。匀强磁场方向与导轨平面垂直，磁感应强度 Ｂ＝0.4Ｔ。质量 m＝0.2kg、电阻 r=1Ω的金属棒 ab，以初速度 v 0从导轨底端向上滑行，金属棒 ab在安培力和一 平行于导轨平面的外力 Ｆ的共同作用下做匀变速直线运动，加速度大小为 a＝3m/s ，方向始终沿导轨向下，在金属棒在导轨上运动的过程中，电阻 R消耗的最大功率 P m=1.28W。设金属棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数

=0.25。（ g=\，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）求：

2

2

（1）金属棒初速度 v 0的大小；

（2）当金属棒速度的大小为初速度大小一半时施加在金属棒上外力 F的大小和方向；

（3）请画出金属棒在导轨上整个运动过程中外力 F随时间 t变化所对应的图线。（不需要写出现计算过程）

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14：（18分）两根足够长的光滑金属导轨平行固定在倾角为θ的斜面上，它们的间距为d。磁感应强度为B的匀强磁场充满整个空间、方向垂直于斜面向上。两根金属杆ab、cd的质量分别为m和2m，垂直于导轨水平放置在导轨上，如图所示。设杆和导轨形成的回路总电阻为R而且保持不变，重力加速度为g。

（1）给ab杆一个方向沿斜面向上的初速度，同时对ab杆施加一平行于导轨方向的恒定拉力，结果cd杆恰好保持静止而ab杆则保持匀速运动。求拉力做功的功率。

（2）若作用在ab杆的拉力与第（1）问相同，但两根杆都是同时从静止开始运动，求两根杆达到稳定状态时的速度。

15：如图所示，两平行导轨间距L＝0.1 m，足够长光滑的倾斜部分和粗糙的水平部分圆滑连接，倾斜部分与水平面的夹角θ＝30°，垂直斜面方向向上的磁场磁感应强度B＝0.5 T，水平部分没有磁场。金属棒ab质量m＝0.005 kg、电阻r＝0.02 Ω，运动中与导轨始终接触良好，并且垂直于导轨。电阻R＝0.08 Ω，其余电阻不计。当金属棒从斜面上离地高h＝1.0 m以上的任何地方由静止释放后，在水平面上滑行的最大距离x都是1.25 m。取g＝10 m/s

2

，求：

(1)金属棒在斜面上的最大速度；

(2)金属棒与水平面间的动摩擦因数；

(3)从高度h＝1.0 m处滑下后电阻R上产生的热量。

答案部分

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1、D

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试题分析：闭合线圈中没有感应电流产生，一定是磁通量没有发生变化，可能是不存在磁场，也可能是磁场在变化，线圈的面积也在变化，还可能是线圈全部在匀强磁场中做切割磁感线运动，故选D 考点：考查了感应电流产生的条件

点评：闭合线圈中没有感应电流产生，一定是磁通量没有发生变化， 2、A,C

磁通量的变化率 以

-2

·S,其中磁感应强度的变化率 即为Bt图象的斜率.由图知前2 s的 =\，所

=2×4×10 Wb/s=\，A选项正确.

-2

在开始的2 s内磁感应强度B由2 T减小到0，又从0向相反方向的B增加到2 T，所以这 2 s 内的磁通量的变化量ΔΦ=B 1S+B 2S=2BS=2×2×4×10 Wb=\选项错. 在开始的2 s内E=n

=\选项正确.

第3 s末穿过线圈的磁感应强度、磁通量虽然为零，但磁通量的变化率却不为零.第3 s末的感应电动势等于2 s—4 s内的电动势，E=n

3、A,C

如果安培力小于重力，mg-F=ma，可知导体棒加速，安培力增大，加速度减小，如果安培力大于重力,F-mg=ma，导体棒减速，F减小，加速度减小，A对；B错；导体棒匀速运动时mg=BIL，I=BLv/R，C对；若将导轨间的距离

=n

S=100×2×4×10 V=\

-2

减为原来的 4、A

则导体棒ab最后作匀速运动时，ab电阻减小为 ， ，D错；

从磁通量变化角度看,回路中磁通量没有变化,故回路中无感应电流;从切割磁感线角度看,c、d两端电势相等回路中无感应电流.虽然c两端有电势差,但无电流流动,电压表不能显示出来,选A.

5、B

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试题分析：只要穿过闭合线圈的磁通量发生变化，线圈中就才有感应电流的产生，A错；B对；若闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，闭合电路中才有感应电流，C错；同理只有闭合电路中才有可能产生感应电流，D错；

考点：考查感应电流产生的条件

点评：本题难度较小，要熟记并理解切割和磁通量变化产生感应电流的条件 6、 C

选C.半圆形导线CAD在匀强磁场中以角速度ω绕CD匀速转动时，E＝BSωsinωt＝

πr Bωsinωt，A正确；半圆

2

形导线的长度等效为2r，当它在纸面内沿与CD成45°角以速度v斜向下匀速运动时其切割磁感线的有效长度为

r，则感应电动势的大小E＝

rBv，B正确；导线不动，匀强磁场以速度v水平向左匀速运动时，等效为

导线在纸面内沿垂直CD方向以速度v向右匀速运动，则E＝2Brv，C错误；导线在纸面内以速度v水平向右运动，同时匀强磁场以速度v沿CD方向向上匀速运动，等效为导线在纸面内以大小为 匀速运动，则感应电动势的大小E＝2rBv，D正确。

7、 2V 2A (每空2分)

考点：法拉第电磁感应定律；闭合电路的欧姆定律。 分析：根据法拉第电磁感应定律求出线圈中感应电动势。 根据欧姆定律求出感应电流。

v、方向与CD成45°斜向下

解答：解：根据法拉第电磁感应定律得：E= v=2v

根据欧姆定律得：I= =2A、

故答案为：2，2。

点评：注意线圈为100匝，公式里的n不能丢。

8、1 ；4 1 ∶2

将闭合线框a和b匀速拉出磁场，根据功能关系可知，外力对环做的功等于线框产生的焦耳热。根据感应电动势公式、焦耳定律、电阻定律研究功的关系。

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解：闭合线框a产生的感应电动势Ea=BLv，外力对环做的功Wa=，Ra=ρ

,

闭合线框b产生的感应电动势Eb=B2Lv，外力对环做的功Wb=代入解得 Wa：Wb=1：4 Qa:Qb=1:2

，Ra=ρ

,

点评：本题综合了感应电动势、焦耳定律、电阻定律，中等难度，尽量不失分。

9、 由B流向A，1.5πV。

试题分析：由图可知，磁场是逐渐增大的，故穿过线圈的磁通量是增大的，根据楞次定律，线圈中感应电流的磁场应是向上的，再根据右手螺旋定则判断出通过螺线管的电流方向，可知通过电阻的电流方向为由B流向A；根

据法拉第电磁感应定律可知，线圈中产生的感应电动势为E=n =200× =2πV，电

阻AB两端的电压为U AB=

=1.5πV。

考点：磁通量及磁通量的变化；电磁感应定律。

10、2：l

当单独将A环放入磁场中时，A环相当于电源，产生的电动势电阻两端的分电压两环的电阻之比

A环相当于外电阻，可以求出电压之比为2:1。

，此时P、Q两点间的电压为B环

=2：1；同理，当单独将B环放人磁场中时，B环相当于电源，

11、 （1）

（2）1.2J （3）

试题分析：（1）由题意知 ，当b在磁场中运动的过程中，a与电阻R并联，然后与b串联，故a、b中

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电流

，再根据Q=I Rt，可求产生的热量之比

2

，可解得Q=1.2J

（2）设整个过程中装置上产生的热量为Q，由

（3）设a进入磁场的速度大小为v 1，此时电路中的总电阻R 总1=7.5Ω b进入磁场的速度大小为v 2，此时电路中的总电阻R 总2=5Ω

由 和 ，可得

又由 ，解得 ，

M、N两点之间的距离

考点：本题考查法拉第电磁感应定律、能量守恒

12、

试题分析：根据法拉第电磁感应定律可知，欲使导体棒中不产生电流，只需要保证穿过线圈的磁通量不发生变化

即可，故有

考点：电磁感应定律

13、 （1）

（2）在上升过程中： 在下降过程中： （3）图线见解析。

，解得 ；

，方向沿导轨平面向上； ，方向沿导轨平面向上

（1）

（2分）

（2分）

（2分）

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（2）当

时，

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（2分）

分两种情况

ⅰ）在上升过程中

（2分）

（1分） 方向沿导轨平面向上 （1分）

ⅱ）在下降过程中

（2分）

（3）如图所示（4分）

（1分）方向沿导轨平面向上（1分）

14、 （1）

（2） 方向沿斜面向下

试题分析：（1）cd杆保持静止，则杆所受安培力 设ab杆所受的拉力为F，则对ab杆，有

① （2分）

②（2分）

设ab杆的速度为v 0，则回路中的感应电流 拉力做功的功率

④（1分）

③（2分）

联立解得拉力做功的功率 ⑤（2分）

（2）开始时ab杆所受合力沿斜面向上，因此沿斜面向上运动，而cd杆所受合力沿斜面向下，因此沿斜面向下运动，随着速度的增大，安培力也逐渐增大，最后两杆同时达到匀速运动状态。

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设ab杆和cd杆最后的速度大小分别为v 1、v 2，因为两杆组成的系统所受的外力合力为零， 因此系统动量守恒，取沿斜面向上为正方向， 则

⑥（2分）

⑦（1分）

cd杆匀速运动，则杆所受安培力

回路中的电流 ⑧（2分）

联立解得ab杆和cd杆达到稳定状态时的速度分别为

（方向沿斜面向上） ⑨（2分,）

（方向沿斜面向下） ⑩（2分）

考点：功率，电磁感应现象，电磁感应中的能量问题

15、 （1）1.0 m/s；（2）0.04 ；（3）3.8×10

－2

J

试题分析：(1)到达水平面之前已经开始匀速运动，设最大速度为v，感应电动势E＝BLv

感应电流I＝

安培力F＝BIL

匀速运动时，mgsin θ＝F 解得v＝1.0 m/s

(2)滑动摩擦力f＝μmg

金属棒在摩擦力作用下做匀减速直线运动，有f＝ma 金属棒在水平面做匀减速直线运动，有v ＝2ax 解得μ＝0.04 (用动能定理同样可以得分) (3)下滑的过程中，由动能定理可得：

2

2

mgh－W＝ mv

安培力所做的功等于电路中产生的焦耳热W＝Q

电阻R上产生的热量：Q R＝

Q

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联立解得：Q R＝3.8×10

－2

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J

考点：法拉第电磁感应定律；牛顿定律及动能定理。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/108x.html