2011-2012学年贵州省高三物理复习测试：40法拉第电磁感应定律 自感现象（解析版）

一、选择题

1. 难度：简单

有一种高速磁悬浮列车的设计方案是:在每节车厢底部安装强磁铁(磁场方向向下),并且在沿途两条铁轨之间平放一系列线圈.下列说法中不正确的是(    )

A.列车运动时,通过线圈的磁通量会发生变化

B.列车速度越快,通过线圈的磁通量变化越快

C.列车运动时,线圈中会产生感应电动势

D.线圈中的感应电动势的大小与列车速度无关

2. 难度：简单

一矩形线框置于匀强磁场中,线框平面与磁场方向垂直.先保持线框的面积不变,将磁感应强度在1 s时间内均匀地增大到原来的两倍.接着保持增大后的磁感应强度不变,在1 s时间内,再将线框的面积均匀地减小到原来的一半.先后两个过程中,线框中感应电动势的比值为(    )

A.      B.1      C.2      D.4

3. 难度：简单

如图,一有界区域内,存在着磁感应强度大小均为B,方向分别垂直于光滑水平桌面向下和向上的匀强磁场,磁场宽度均为L,边长为L的正方形线框abcd的bc边紧靠磁场边缘置于桌面.使线框从静止开始沿x轴正方向匀加速通过磁场区域,若以逆时针方向为电流的正方向,能反映线框中感应电流变化规律的是图(    )

4. 难度：简单

如图所示的电路中,三个相同的灯泡a､b､c和电感L₁､L₂与直流电源连接,电感的电阻忽略不计.电键K从闭合状态突然断开时,下列判断正确的有(    )

A.a先变亮,然后逐渐变暗

B.b先变亮,然后逐渐变暗

C.c先变亮,然后逐渐变暗

D.b､c都逐渐变暗

5. 难度：简单

如图所示电路中,S是闭合的,此时流过线圈L的电流为i₁,流过灯泡A的电流为i₂,且i₁>i₂.在t₁时刻将S断开,那么流过灯泡的电流随时间变化的图象是下图中的(    )

6. 难度：简单

在实际生产中,有些高压直流电路中含有自感系数很大的线圈,当电路中的开关S由闭合到断开时,线圈会产生很大的自感电动势,使开关S处产生电弧,危及操作人员的人身安全.为了避免电弧的产生,可在线圈处并联一个元件,在下列方案中可行的是(    )

7. 难度：简单

在下图的甲､乙､丙中除导体棒ab可动外,其余部分均固定不动.甲图中的电容器C原来不带电,设导体棒､导轨和直流电源的电阻均可忽略,导体棒和导轨间的摩擦也不计.图中装置均在水平面内,且都处于方向垂直水平面(即纸面)向下的匀强磁场中,导轨足够长,今给导体棒ab一个向右的初速度v₀,导体棒的最终运动状态是(    )

A.三种情况下,导体棒ab最终都是匀速运动

B.图甲､丙中ab棒最终将以不同的速度做匀速运动;图乙中ab棒最终静止

C.图甲､丙中,ab棒最终将以相同的速度做匀速运动

D.三种情况下,导体棒ab最终均静止

8. 难度：简单

两根足够长的光滑导轨竖直放置,间距为L,底端接阻值为R的电阻.将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端,金属棒和导轨接触良好,导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直,如图所示.除电阻R外其余电阻不计.现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放,则(    )

A.释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度g

B.金属棒向下运动时,流过电阻R的电流方向为a→b

C.金属棒的速度为v时,所受的安培力大小为

D.电阻R上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少

二、填空题

9. 难度：简单

如图所示,两个互相连接的金属环用同样规格的导线制成,大环半径是小环半径的4倍,若穿过大环的磁场不变,小环中磁场变化率为k时,其路端电压为U;若小环中磁场不变,而大环中磁场变化率也为k时,其路端电压为____________.

三、计算题

10. 难度：简单

均匀导线制成的单匝正方形闭合线框abcd,每边长为L,总电阻为R,总质量为m.将其置于磁感强度为B的水平匀强磁场上方h处,如图所示.线框由静止自由下落,线框平面保持在竖直平面内,且cd边始终与水平的磁场边界面平行.当cd边刚进入磁场时,

(1)求线框中产生的感应电动势大小;

(2)求cd两点间的电势差大小;

(3)若此时线框加速度恰好为零,求线框下落的高度h所应满足的条件.

11. 难度：简单

如图甲所示,空间存在B=0.5 T､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=0.2 m,R是连在导轨一端的电阻,ab是跨接在导轨上质量m=0.1 kg的导体棒.从零时刻开始,对ab施加一个大小为F=0.45 N､方向水平向右的恒定拉力,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—时间关系图象,其中AO是图象在O点的切线,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100 m时,其速度已经达到10 m/s,求此过程中电阻上产生的热量.

12. 难度：简单

如图所示,足够长的平行金属导轨MN､PQ平行放置,间距为L,与水平面成θ角,导轨与固定电阻R₁和R₂相连,且R₁=R₂=R.R₁支路串联开关S,原来S闭合,匀强磁场垂直导轨平面斜向上.有一质量为m的导体棒ab与导轨垂直放置,接触面粗糙且始终接触良好,导体棒的有效电阻也为R.现让导体棒从静止释放沿导轨下滑,当导体棒运动达到稳定状态时速率为v,此时整个电路消耗的电功率为重力功率的3/4.重力加速度为g,导轨电阻不计.试求:

(1)在上述稳定状态时,导体棒中的电流I,以及磁感应强度B的大小;

(2)当断开开关S后,导体棒ab所能达到的最大速率v′是v的多少倍?