電磁感應(yīng)電磁波滿(mǎn)分：56分時(shí)量：40分鐘一．選擇題（15為單選題，題每小題4分，67題為多選題，每小題5分，共30分）1.為了測(cè)量列車(chē)運(yùn)行的速度和加速度的大小，可采用如圖甲所示的裝置，它由一塊安裝在列車(chē)車(chē)頭底部的強(qiáng)磁體和埋設(shè)在軌道地面的一組線圈及電流測(cè)量記錄儀組成（測(cè)量記錄儀未畫(huà)出）.當(dāng)列車(chē)經(jīng)過(guò)線圈上方時(shí)，線圈中產(chǎn)生的電流被記錄下來(lái)，P、Q為接測(cè)量?jī)x器的端口.若俯視軌道平面磁場(chǎng)垂直地面向下（如圖乙所示），則在列車(chē)經(jīng)過(guò)測(cè)量線圈的過(guò)程中，流經(jīng)線圈的電流方向（）A.始終沿逆時(shí)針?lè)较駼.先沿逆時(shí)針，再沿順時(shí)針?lè)较駽.先沿順時(shí)針，再沿逆時(shí)針?lè)较駾.始終沿順時(shí)針?lè)较?.如圖所示，垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t均勻變化，磁場(chǎng)方向取垂直紙面向里為正方向.正方形硬質(zhì)金屬框abcd放置在磁場(chǎng)中，金屬框平面與磁場(chǎng)方向垂直，電阻R＝0.1Ω，邊長(zhǎng)l＝0.2m，則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A.在t＝0到t＝0.1s時(shí)間內(nèi)，金屬框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0.08VB.在t＝0.05s時(shí)，金屬框ab邊受到的安培力的大小為0.016NC.在t＝0.05s時(shí)，金屬框ab邊受到安培力的方向垂直于ab向右D.在t＝0到t＝0.1s時(shí)間內(nèi)，金屬框中電流的電功率為0.064W3.北京時(shí)間2022年5月12日晚9點(diǎn)，事件視界望遠(yuǎn)鏡(EHT)合作組織正式發(fā)布了銀河系中心黑洞人馬座A*(SgrA*)的首張照片，如圖所示。該照片利用了射電望遠(yuǎn)鏡對(duì)電磁波的捕捉。下列關(guān)于波的說(shuō)法正確的是()A．周期性變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)可以相互激發(fā)，形成電磁波B．電磁波是縱波，不能發(fā)生偏振現(xiàn)象C．電磁波和機(jī)械波都依賴(lài)于介質(zhì)才能傳播D．電磁波在任何介質(zhì)中傳播的速度都相等4.一種延時(shí)繼電器的示意圖如圖所示，鐵芯上有兩個(gè)線圈A和B，線圈A跟電源連接，線圈B兩端連在一起構(gòu)成閉合電路，鐵質(zhì)桿D的右端與金屬觸頭C絕緣相連，C連接工作電路，彈簧K可以拉起桿D從而使工作電路斷開(kāi).下列說(shuō)法正確的是（）A.工作電路正常工作時(shí)，彈簧K處于原長(zhǎng)狀態(tài)B.工作電路正常工作時(shí)，B線圈中有感應(yīng)電流C.開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)瞬間，鐵芯能繼續(xù)吸住鐵質(zhì)桿D一小段時(shí)間D.減少線圈B的匝數(shù)，對(duì)電路的延時(shí)效果沒(méi)有影響5.某鐵路安裝有一種電磁裝置可以向控制中心傳輸信號(hào)，以確定火車(chē)的位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，其原理是將能產(chǎn)生勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁鐵安裝在火車(chē)首節(jié)車(chē)廂下面，如圖甲所示（俯視圖），當(dāng)它經(jīng)過(guò)安放在兩鐵軌間的線圈時(shí)，線圈便產(chǎn)生一個(gè)電信號(hào)傳輸給控制中心.線圈邊長(zhǎng)分別為l1和l2，匝數(shù)為n，線圈和傳輸線的電阻忽略不計(jì).若火車(chē)通過(guò)線圈時(shí)，控制中心接收到線圈兩端的電壓信號(hào)u與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示（ab、cd均為直線），t1、t2、t3、t4是運(yùn)動(dòng)過(guò)程的四個(gè)時(shí)刻，則火車(chē)（）A.在t2～t3時(shí)間內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng)B.在t3～t4時(shí)間內(nèi)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)C.在t1～t2時(shí)間內(nèi)加速度大小為uD.在t1～t2時(shí)間內(nèi)和在t3～t4時(shí)間內(nèi)陰影面積相等6.如圖，兩根足夠長(zhǎng)且光滑平行的金屬導(dǎo)軌PP'、QQ'傾斜放置，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面，導(dǎo)軌的上端與水平放置的兩金屬板M、N相連，板間距離足夠大，板間有一帶電微粒，金屬棒ab水平跨放在導(dǎo)軌上，下滑過(guò)程中與導(dǎo)軌接觸良好.現(xiàn)同時(shí)由靜止釋放帶電微粒和金屬棒ab，則下列說(shuō)法中正確的是（）A.金屬棒ab最終可能勻速下滑B.金屬棒ab一直加速下滑C.金屬棒ab下滑過(guò)程中M板電勢(shì)高于N板電勢(shì)D.帶電微粒不可能先向N板運(yùn)動(dòng)后向M板運(yùn)動(dòng)7.如圖所示，兩根傾斜放置與水平面成θ角的平行導(dǎo)電軌道間距為l，導(dǎo)軌間接一電阻R，整個(gè)空間分布著勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于軌道平面向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.一根質(zhì)量為m的金屬棒ab以大小為v0的初速度沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)，到某一高度后又向下運(yùn)動(dòng)返回到原出發(fā)點(diǎn).整個(gè)過(guò)程中金屬棒與導(dǎo)軌保持垂直且接觸良好，導(dǎo)軌與棒間的摩擦及它們的電阻均可忽略不計(jì).則在金屬棒上行與下行的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（重力加速度為g）（）A.金屬棒的最大加速度為B2l2vB.上行過(guò)程中通過(guò)R的電荷量等于下行過(guò)程中通過(guò)R的電荷量C.上行過(guò)程中R上產(chǎn)生的焦耳熱等于下行過(guò)程中R上產(chǎn)生的焦耳熱D.上行的運(yùn)動(dòng)時(shí)間小于下行的運(yùn)動(dòng)時(shí)間二、非選擇題（第8題12分，第9題14分，共26分）8.如圖甲所示，虛線MN左、右兩側(cè)的空間均存在與紙面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，右側(cè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小恒為B0；左側(cè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖乙所示，規(guī)定垂直紙面向外為磁場(chǎng)的正方向.一硬質(zhì)細(xì)導(dǎo)線的電阻率為ρ、橫截面積為S0，將該導(dǎo)線做成半徑為r的圓環(huán)固定在紙面內(nèi)，圓心O在MN上.求：（1）t＝t0（2）在0～32t0內(nèi)，通過(guò)圓環(huán)的電荷量9.如圖所示，粗細(xì)均勻的正方形導(dǎo)線框abcd放在傾角為θ＝30°的絕緣光滑斜面上，通過(guò)輕質(zhì)細(xì)線繞過(guò)光滑的定滑輪與木塊相連，細(xì)線和線框共面、與斜面平行.距線框cd邊為L(zhǎng)0的MNQP區(qū)域存在著垂直于斜面、大小相等、方向相反的兩個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)，EF為兩個(gè)磁場(chǎng)的分界線，ME＝EP＝L2.現(xiàn)將木塊由靜止釋放后，木塊下降，線框沿斜面上滑，恰好勻速進(jìn)入和離開(kāi)勻強(qiáng)磁場(chǎng).已知線框邊長(zhǎng)為L(zhǎng)1（L1＜L2）、質(zhì)量為m、電阻大小為R，木塊質(zhì)量也為m，重力加速度為g，試求：（1）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小；（2）導(dǎo)線框通過(guò)勻強(qiáng)磁場(chǎng)過(guò)程中線框中產(chǎn)生的焦耳熱Q.參考答案1.解析：B列車(chē)通過(guò)線圈時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量先增大后減小，根據(jù)楞次定律可知線圈中產(chǎn)生的電流方向先沿逆時(shí)針?lè)较?，再沿順時(shí)針?lè)较?，選項(xiàng)B正確.2.解析：C根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E＝nΔΦΔt，金屬框的面積不變，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度變化，故ΔΦ＝ΔB·L2，ΔBΔt＝0.2T0.1s＝2T/s，解得E＝0.08V，故A不符合題意；感應(yīng)電流為I＝ER＝0.080.1A＝0.8A，在t＝0.05s時(shí)，ab受到的安培力為F3.解析：A周期性變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)可以相互激發(fā)，形成電磁波，故A正確；電磁波是橫波，可以發(fā)生偏振現(xiàn)象，故B錯(cuò)誤；電磁波的傳播不依賴(lài)于介質(zhì)，故C錯(cuò)誤；電磁波在不同介質(zhì)中傳播的速度不相等，故D錯(cuò)誤.4.解析：C工作電路正常工作時(shí)，金屬觸頭C將工作電路連通，此時(shí)彈簧K處于拉伸狀態(tài)，此時(shí)由于線圈A的電流不變，穿過(guò)線圈A的磁通量不變，則線圈B中的磁通量不變，B線圈中沒(méi)有感應(yīng)電流，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)瞬間，線圈A中電流減小，則穿過(guò)線圈B的磁通量減小，從而在線圈B中產(chǎn)生感應(yīng)電流，使鐵芯的磁性逐漸減弱，從而鐵芯能繼續(xù)吸住鐵質(zhì)桿D一小段時(shí)間，起到延時(shí)的作用，選項(xiàng)C正確；減少線圈B的匝數(shù)，則當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)的瞬間，線圈B中產(chǎn)生的感應(yīng)電流會(huì)減小，鐵芯的磁性減弱，則對(duì)電路的延時(shí)效果有影響，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.5.解析：D根據(jù)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)表達(dá)式E＝Blv可知，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與速度成正比，而在ab段的電壓隨時(shí)間均勻增大，可知在t1～t2時(shí)間內(nèi)，火車(chē)的速度隨時(shí)間也均勻增大，火車(chē)在這段時(shí)間內(nèi)做的是勻加速直線運(yùn)動(dòng)；在t2～t3時(shí)間內(nèi)，這段時(shí)間內(nèi)電壓為零，是因?yàn)榫€圈沒(méi)有產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，不是火車(chē)做勻速直線運(yùn)動(dòng)；cd段的電壓大小隨時(shí)間均勻增大，可知在t3～t4時(shí)間內(nèi)，火車(chē)的速度隨時(shí)間也均勻增大，火車(chē)在這段時(shí)間內(nèi)做的是勻加速直線運(yùn)動(dòng)，A、B錯(cuò)誤.假設(shè)t1時(shí)刻對(duì)應(yīng)的速度為v1，t2時(shí)刻對(duì)應(yīng)的速度為v2，結(jié)合題圖乙可得u1＝nBl1v1，u2＝nBl1v2，故這段時(shí)間內(nèi)的加速度為a＝v2-v1t2-t1＝u2-u1nBl1(t2-t1)，C錯(cuò)誤.假設(shè)磁場(chǎng)的寬度為d，可知在t1～t2和t3～t4這兩段時(shí)間內(nèi)，線圈相對(duì)于磁場(chǎng)通過(guò)的位移大小均為d，根據(jù)u＝nBl1v可得u·t＝nBl1v·t＝nBl1v·t＝6.解析：BC金屬棒沿光滑導(dǎo)軌加速下滑，棒中有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)而對(duì)電容器充電，充電電流通過(guò)金屬棒時(shí)受安培力作用，只有金屬棒速度增大時(shí)才有充電電流，因此總有mgsinθ－BIl＞0，金屬棒將一直加速，A錯(cuò)誤，B正確；由右手定則可知，金屬棒a端電勢(shì)高于b端電勢(shì)，則M板電勢(shì)高于N板電勢(shì)，C正確；若微粒帶負(fù)電，則其所受靜電力方向向上，與重力反向，開(kāi)始時(shí)靜電力為0，微粒向下加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)靜電力增大到大于重力時(shí)，微粒的加速度向上，即微粒先向下加速再向下減速，當(dāng)速度減為零后向上加速運(yùn)動(dòng)，D錯(cuò)誤.7.解析：ABD金屬棒在上行和下行的全過(guò)程中，加速度一直減小（下行后段可能不變），故剛開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度最大，由F安＋mgsinθ＝ma得最大加速度a＝B2l2v0mR＋gsinθ，故A正確；上行和下行過(guò)程中穿過(guò)閉合回路的磁通量大小相等，由q＝ΔΦR可知，上行過(guò)程中通過(guò)R8.解析：（1）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝ΔB上式中S＝π由題圖乙可知ΔBΔ根據(jù)閉合電路歐姆定律有I＝E根據(jù)電阻定律有R＝ρ2πt＝12t0時(shí)，圓環(huán)受到的安培力大小F＝B0I·（2r）＋B02I·聯(lián)立解得F＝3由左手定則知，方向垂直于MN向左.（2）通過(guò)圓環(huán)的電荷量q＝I·Δt根據(jù)閉合電路歐姆定律和法拉第電磁感應(yīng)定律有I＝EE＝Δ在0～32t0ΔΦ＝B0·12πr2＋B02·1聯(lián)立解得q＝3B9.解析：（1）導(dǎo)線框勻速進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，受力平衡，受力情況如圖所示根據(jù)平衡條件有FT＝F安＋mgsinθ其中F安＝BIL1I＝EE＝BL1v導(dǎo)線框與木塊通過(guò)光滑細(xì)線相連，導(dǎo)線框勻速進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，木塊勻速下降，根據(jù)平衡條件有FT＝mg對(duì)導(dǎo)線框和木塊構(gòu)成的系統(tǒng)，進(jìn)入磁場(chǎng)前二