时间:2020-08-09 23:33:11
1、选择题 某同学在实验室里熟悉各种仪器的使用。他将一条形磁铁放在转盘上，如图甲所示，磁铁可随转盘转动，另将一磁感强度传感器固定在转盘旁边，当转盘（及磁铁）转动时，引起磁感强度测量值周期性地变化，该变化与转盘转动的周期一致。经过操作，该同学在计算机上得到了如图乙所示的图像。该同学猜测磁感强度传感器内有一线圈，当测得磁感强度最大时就是穿过线圈的磁通量最大时。按照这种猜测
[? ]
A．在t = 0.1s时刻，线圈内产生的感应电流的方向发生了变化
B．在t = 0.15s时刻，线圈内产生的感应电流的方向发生了变化
C．在t = 0.1s时刻，线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值
D．在t = 0.15s时刻，线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值
参考答案：AC
本题解析：
本题难度：一般
2、计算题 磁悬浮列车是一种高速运载工具，它由两个系统组成，一是悬浮系统，利用磁力使车体在轨道上悬浮起来从而减小阻力。另一是驱动系统，即利用磁场与固定在车体下部的感应金属线圈相互作用，使车体获得牵引力，如图就是这种磁悬浮列车电磁驱动装置的原理示意图。即在水平面上有两根很长的平行轨道PQ和MN，轨道间有垂直轨道甲面的匀强磁场B1和B2，且B1和B2的方向相反，大小相等，即B1=B2=B。列车底部固定着绕有N匝闭合的矩形金属线圈abcd（列车车厢在图中未画出），车厢与线圈绝缘，两轨道间距及线圈垂直轨道的ab边长均为L，两磁场的宽度均与线圈的ad边长度相同，当两磁场B1和B2同时沿轨道向右运动时，线圈会受到向右的磁场力，带动列车沿轨道运动。已知列车车厢及线圈的总质量为M，整个线圈的电阻为R。
(1)假设用两磁场同时水平向右以速度v0做匀速运动来启动列车，为使列车能随磁场运动，求列车所受的阻力大小应满足的条件；
(2)设列车所受阻力大小恒为f，假如使列车水平向右以速度v做匀速运动，求维持列车运动外界在单位时间内需提供的总能量；
(3)设列车所受阻力大小恒为f，假如用两磁场由静止开始向右做匀加速运动来启动列车，当两磁场运动的时间为t1时，列车正在向右做匀加速直线运动，此时列车的速度为v1，求从两磁场开始运动到列车开始运动所需要的时间t0。
参考答案：解：(1)列车静止时，电流最大，列车受到的电磁驱动力最大设为Fm，此时
线框中产生的感应电动势E1=2NBLv0
线框中的电流
整个线框受到的安培力Fm=2NBI1L
列车所受阻力大小为
(2)当列车以速度v匀速运动时，两磁场水平向右运动的速度为v"，金属框中感应电动势E=2NBL(v"-v)
金属框中感应电流
又因为F=2NBIL=f
求得
当列车匀速运动时，金属框中的热功率为P1=I2R
克服阻力的功率为P2=fv
所以可求得外界在单位时间内需提供的总能量为
(3)根据题意分析可得，为实现列车最终沿水平方向做匀加速直线运动，其加速度必须与两磁场由静止开始做匀加速直线运动的加速度相同，设加速度为a，则t1时刻金属线圈中的电动势E=2NBL(at1-v1)
金属框中感应电流
又因为安培力
所以对列车，由牛顿第二定律得
解得
设从磁场运动到列车启动需要时间为t0，则t0时刻金属线圈中的电动势E0=2NBLat0
金属框中感应电流
又因为安培力
所以对列车，由牛顿第二定律得
解得
本题解析：
本题难度：困难
3、选择题 如图所示，通电螺线管置于水平放置的两根光滑平行金属导轨MN和PQ之间，ab和cd是放在导轨上的两根金属棒，它们分别放在螺线管的左右两侧．保持开关闭合，最初两金属棒处于静止状态，当滑动变阻器的滑动触头向左滑动时，ab和cd棒的运动情况是（ ）
A．ab向左，cd向右
B．ab向右，cd向左
C．ab、cd都向右运动
D．ab、cd都不动
参考答案：当变阻器滑片向左滑动时，电路的电流大小变大，线圈的磁场增加；根据安培定则由电流方向可确定线圈的磁场方向垂直于导轨向下．由于线圈处于两棒中间，所以穿过两棒所围成的磁通量变大，由楞次定律：增反减同可得，线框abdc 产生逆时针方向感应电流．最后根据左手定则可确定安培力的方向：ab棒处于垂直向上的磁场，且电流方向ab，则安培力方向向左．cd棒处于垂直向上的磁场，且电流方向dc，则安培力方向向右．
故选：A
本题解析：
本题难度：一般
4、填空题 如图为探究产生电磁感应现象条件的实验装置，当闭合开关瞬间，电流表中______电流；闭合开关后保持变阻器的滑动头位置不变时，电流表中______电流；闭合开关后将线圈A从线圈B中抽出时，电流表中______电流．（以上三空均选填“有”或“无”）
参考答案：当闭合开关瞬间，A线圈中有电流通过，产生磁场，磁场也穿过B线圈，B线圈的磁通量从无到有增加，产生感应电流，则电流表中有电流．闭合开关后保持变阻器的滑动头位置不变时，A中电流不变，穿过B线圈中磁通量不变，没有感应电流产生．闭合开关后将线圈A从线圈B中抽出时，穿过线圈B的磁通量减小，产生感应电流，则电流表中有电流．
故答案为：有，无，有
本题解析：
本题难度：一般
5、选择题 穿过某线圈的磁通量随时间变化的Φ-t图象，如图所示，下面几段时间内，产生感应电动势最大的是（ ）
①0-5s?②5-10s?③10-12s?④12-15s．
A．①②
B．②③
C．③④
D．④
参考答案：根据法拉第电磁感应定律E=n△Φ△t知，磁通量的变化率越大，感应电动势越大，产生的感应电流越大．从图线上可以得出，在10-15s内，图线的斜率最大，则感应电动势最大．故C正确，A、B、D错误．
故选C．
本题解析：
本题难度：一般