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第13章 电磁感应与电磁波初步 单元检测（A卷）
一．单选题：(每题4分，共计32分)
1. 自2020年1月以来，“新冠肺炎”席卷全国。“新冠肺炎”的典型症状就是持续发烧，因此测温是“新冠肺炎”防控的重要环节。为方便测温人们习惯采用如图所示的额温枪。额温枪是通过传感器接收红外线，得出感应温度数据，使用时只要将额温枪放于距两眼中间部位5-6cm处，修正额头与实际体温的温差便能显示准确的体温。则以下说法正确的是（　　）
A．额温枪能测温度是因为温度不同的人体辐射的红外线存在差异
B．额温枪利用的红外线也可用于杀菌消毒
C．红外线是波长比紫外线长的电磁波，它们都是纵波
D．爱因斯坦最早提出“热辐射是一份一份的、不连续的”观点，并成功解释了光电效应现象
2.在自然界生态系统中，蛇与老鼠和其他生物通过营养关系构成食物链，在维持生态平衡方面发挥着重要作用．蛇是老鼠的天敌，它是通过接收热辐射来发现老鼠的．假设老鼠的体温约37 ℃，它发出的最强的热辐射的波长为λmin.根据热辐射理论，λmin与辐射源的绝对温度T的关系近似为Tλmin＝2.90×10－3 m·K，则老鼠发出的最强的热辐射的波长为(　　)
A．7.8×10－5 m B．9.4×10－6 m
C．1.16×10－4 m D．9.7×10－8 m
3. 先后在匀强磁场中A、B两点引入长度相等的短直导线，导线与磁场方向垂直．如图1所示，图中a、b两图线分别表示在磁场中A、B两点导线所受的力F与通过导线的电流I的关系．下列说法中正确的是(　　)
A．A、B两点磁感应强度相等
B．A点的磁感应强度大于B点的磁感应强度
C．A点的磁感应强度小于B点的磁感应强度
D．无法比较磁感应强度的大小
4.一小磁针放置在某磁场(未标出方向)中，静止时的指向如图所示．下列分析正确的是(　　)
A．S极指向该点磁场方向 B．N极指向该点磁场方向
C．该磁场是匀强磁场 D．a点的磁场方向水平向右
5.如图所示，带负电的金属环绕轴OO'以角速度ω匀速旋转，在环左侧轴线上的小磁针最后平衡时的位置是
A．N极竖直向上
B．N极竖直向下
C．N极沿轴线向左
D．N极沿轴线向右
6. 如图所示，两直导线中通以相同的电流I，矩形线圈位于两导线之间的实线位置Ⅰ，穿过线圈的磁通量为Φ.已知虚线位置Ⅱ与实线位置Ⅰ关于右边的直导线对称，虚线位置Ⅲ与两直导线的距离相等，虚线位置Ⅳ和虚线位置Ⅴ关于左边直导线对称，且与左边直导线的距离和实线位置Ⅰ与右边直导线的距离相等．现将线圈由实线位置移到图示各个虚线位置，则(　　)
A．将线圈由实线位置Ⅰ移到图示虚线位置Ⅱ时，磁通量大小不变
B．将线圈由实线位置Ⅰ移到图示虚线位置Ⅲ时，磁通量变化大小为Φ
C．将线圈由实线位置Ⅰ移到图示虚线位置Ⅳ时，磁通量变化为零
D．将线圈由实线位置Ⅰ移到图示虚线位置Ⅴ时，磁通量大小不变
7.如图所示，完全相同的甲、乙两个环形电流同轴平行放置，甲的圆心为O1，乙的圆心为O2，在两环圆心的连线上有a、b、c三点，其中aO1＝O1b＝bO2＝O2c，此时a点的磁感应强度大小为B1，b点的磁感应强度大小为B2．当把环形电流乙撤去后，c点的磁感应强度大小为
A． B． C． D．
8. 如图4所示，一个U形金属导轨水平放置，其上放有一个金属导体棒ab，有一磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面，且与竖直方向的夹角为θ.在下列各过程中，一定能在轨道回路里产生感应电流的是(　　)
A.ab向右运动，同时使θ减小
B.使磁感应强度B减小，θ角同时也减小
C.ab向左运动，同时增大磁感应强度B
D.ab向右运动，同时增大磁感应强度B和θ角(0°<θ<90°)
多选题（每题4分，共计16分）
9.如图所示，关于磁铁、电流间的相互作用，下列说法正确的是(　　)
A．图甲中，电流不产生磁场，电流对小磁针力的作用是通过小磁针的磁场发生的
B．图乙中，磁体对通电导线的力的作用是通过磁体的磁场发生的
C．图丙中电流间的相互作用是通过电流的磁场发生的
D．图丙中电流间的相互作用是通过电荷的电场发生的
10.下列情况能产生感应电流的是(　　)
　　
A．如图甲所示，导体AB顺着磁感线运动
B．如图乙所示，条形磁铁插入或拔出线圈时
C．如图丙所示，小螺线管A插入大螺线管B中不动，开关S一直接通时
D．如图丙所示，小螺线管A插入大螺线管B中不动，开关S一直接通，当改变滑动变阻器的阻值时
11. 各磁场的磁感应强度B随时间t变化的情况如图所示，其中能产生持续电磁波的是(　　)
12.已知通电长直导线产生的磁场中某点的磁感应强度满足B＝k (其中k为比例系数，I为电流强度，r为该点到直导线的距离)．现有四根平行的通电长直导线，其横截面积恰好在一个边长为L的正方形的四个顶点上，电流方向如图，其中A、C导线中的电流大小为I1，B、D导线中的电流大小为I2.已知A导线所受的磁场力恰好为零，则下列说法正确的是(　 　)
A．电流的大小关系为I1＝2I2
B．四根导线所受的磁场力都为零
C．正方形中心O处的磁感应强度为零
若移走A导线，则中心O处的磁场将沿OB方向
实验题( 本题共2小题，共计16分)
13. （8分）(1)实验“用DIS研究机械能守恒定律”的装置如图(a)所示，标尺盘中A、B、C、D为摆锤的四个位置，各点与最低点D的高度差已由计算机默认。某组同学在实验中，得到的图像如图(b)所示。图像的横轴表示摆锤距D点的高度h，纵轴表示摆锤的重力势能Ep、动能Ek或机械能E。下列说法错误的______。
A．光电门传感器要分别放在D、C、B点进行重复操作
B．摆锤每次释放的高度要保持不变，且必须保证让摆锤的直径宽度遮挡红外发射孔
C．图线甲表示摆锤的机械能E
D．图线乙表示摆锤的动能Ek
(2)某同学用如图所示装置做“研究电磁感应现象”实验。正确连接后，他先将变阻器的滑动片P置于ab的中点，在闭合电键瞬间，电流计的指针向右摆，说明________（选填“大线圈”或“小线圈”）有电流流过。闭合电键后，为使电流计的指针再向右摆，应将变阻器的滑动片P向_____端滑（选填“a”或“b”）。
(3)某同学用如图（甲）所示电路测量电源的电动势和内阻。实验用的电压表和电流表都是理想表，保护电阻R1=10Ω，R2=5Ω，还知道待测电源的电动势约3V，内阻约2Ω。
该同学合理选择仪器、连接电路后，正确操作，得到多组电压表的示数U和相应电流表的示数I，并画出了如图（乙）所示的U—I图线（U、I都用国际单位），求出U—I图线斜率的绝对值k和在横轴上的截距I0，则待测电源的电动势E和内阻r的表达式E=______，r=______，（用k、I0、R1、R2表示）。若实验室有电流表I（0~200mA）和电流表II（0~30mA），该同学选择的是_________。
14. （8分）为探究影响感应电流方向的因素，几位同学做了如下的实验。
(1)小李同学选用图（甲）中的器材模仿法拉第的实验进行探究
①为了保证实验现象明显，电源选用_______，电表选用________；（填写器材前的代码）
A．低压直流电源
B．低压交流电源
C．220V交流电源
D．灵敏电流计
E.0~0.6A量程的电流表
F.0~0.6V量程的电压表
②请在实物图中，用笔画线代替导线将电路补充完整_______；
③实验过程中，记录的实验现象如下表所示，观察四项实验结果，能够得出结论，产生感应电流的条件与________的变化有关 (选填“A”“B”或“C”)
A．磁场 B．电场 C．闭合导体回路包围的面积
开关和变阻器的状态 线圈B中是否有电流
开关闭合瞬间 有
开关断开瞬间 有
开关闭合时，滑动变阻器不动 无
开关闭合时，迅速移动滑动变阻器的滑片 有
(2)小张同学用导轨、导体棒、电表、导线组成图(乙)所示的电路，整个电路处于垂直导轨的磁场中，当导体棒在金属导轨上向右移动时，电表中有电流，得出结论，产生感应电流的条件与________的变化有关 (选填“A”“B”或“C”)
A．磁场 B．电场 C．闭合导体回路包围的面积
依据小李和小张两位同学的实验得出结论：只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合导体回路中就有感应电流。
(3)小任同学根据感应电流产生的条件，想利用摇绳发电。如图(丙)所示，把条大约10m长电线的两端连在一个灵敏电流表的两个接线柱上，形成闭合导体回路。两个同学迅速摇动这条电线，沿________方向站立时，发电的可能性比较大。(选填“东西”“南北”)。
四．非选择题（本题共4小题，共计36分）
15.(8分) 如图所示是实验室里用来测量磁场力的一种仪器——电流天平，某同学在实验室里，用电流天平测算通电螺线管中的磁感应强度，他测得的数据记录如下所示，CD段导线长度：4×10－2 m；天平平衡时钩码重力：4×10－5 N；通过导线的电流：0.5 A．请算出通电螺线管中磁感应强度的大小．
16.(10分)边长为10cm匝数为10的正方形线圈垂直于磁感应强度B的方向置于0.2T的匀强磁场中试求：
（1）图示位置时穿过线圈的磁通量为多少？
（2）若将线圈以一边为轴转过60°则穿过线圈的磁通量为多少？
（3）若将线圈以一边为轴转过180°，则穿过线圈的磁通量变化了多少？
17.(10分)如图所示的电路中，定值电阻均为R，电源电动势为E，内阻，水平放置的平行金属板A、B间的距离为d，质量为m的小液滴恰好能静止在两板的正中间。（重力加速度用g表示）求：
(1)流过电源的电流大小；
(2)两金属板间的电场强度的大小；
(3)小液滴带何种电荷，带电量为多少。
17.(12分)如图所示，电源内阻r=1Ω，R1=2Ω，R2=6Ω，灯L上标有“3V,1.5W”的字样，当滑动变阻器R3的滑片P移动至最右端时，电流表示数为1A，灯L恰能正常发光电流表为理想电表.
（1）求电源的电动势；
（2）求当P移到最左端时，电流表的示数；
（3）当滑动变阻器的Pb段电阻为多大时，变阻器R3上消耗的功率最大？最大值多大？
第13章 电磁感应与电磁波初步 单元检测（A卷）
一．单选题：(每题4分，共计32分)
1. 自2020年1月以来，“新冠肺炎”席卷全国。“新冠肺炎”的典型症状就是持续发烧，因此测温是“新冠肺炎”防控的重要环节。为方便测温人们习惯采用如图所示的额温枪。额温枪是通过传感器接收红外线，得出感应温度数据，使用时只要将额温枪放于距两眼中间部位5-6cm处，修正额头与实际体温的温差便能显示准确的体温。则以下说法正确的是（　　）
A．额温枪能测温度是因为温度不同的人体辐射的红外线存在差异
B．额温枪利用的红外线也可用于杀菌消毒
C．红外线是波长比紫外线长的电磁波，它们都是纵波
D．爱因斯坦最早提出“热辐射是一份一份的、不连续的”观点，并成功解释了光电效应现象
【答案】A
【解析】A．额温枪能测温度是因为温度不同的人体辐射的红外线存在差异，所以A正确；
B．用于杀菌消毒的是紫外线，不是红外线，所以B错误；
C．红外线是波长比紫外线长的电磁波，它们都是横波，所以C错误；
D．普朗克最早提出“热辐射是一份一份的、不连续的”观点，但是成功解释光电效应现象的是爱因斯坦，所以D错误。故选A。
2.在自然界生态系统中，蛇与老鼠和其他生物通过营养关系构成食物链，在维持生态平衡方面发挥着重要作用．蛇是老鼠的天敌，它是通过接收热辐射来发现老鼠的．假设老鼠的体温约37 ℃，它发出的最强的热辐射的波长为λmin.根据热辐射理论，λmin与辐射源的绝对温度T的关系近似为Tλmin＝2.90×10－3 m·K，则老鼠发出的最强的热辐射的波长为(　　)
A．7.8×10－5 m B．9.4×10－6 m
C．1.16×10－4 m D．9.7×10－8 m
【答案】　B
【解析】　由Tλmin＝2.90×10－3 m·K可得，老鼠发出最强的热辐射的波长为λmin＝＝ m≈9.4×10－6 m，B正确．
3. 先后在匀强磁场中A、B两点引入长度相等的短直导线，导线与磁场方向垂直．如图1所示，图中a、b两图线分别表示在磁场中A、B两点导线所受的力F与通过导线的电流I的关系．下列说法中正确的是(　　)
A．A、B两点磁感应强度相等
B．A点的磁感应强度大于B点的磁感应强度
C．A点的磁感应强度小于B点的磁感应强度
D．无法比较磁感应强度的大小
答案　B
解析　导线与磁场方向垂直，则导线受到的磁场力F＝BIL.对于题图给出的F－I图线，直线的斜率k＝BL，由题图可知ka＞kb，又因A、B两处导线的长度L相同，故A点的磁感应强度大于B点的磁感应强度，故选B.
4.一小磁针放置在某磁场(未标出方向)中，静止时的指向如图所示．下列分析正确的是(　　)
A．S极指向该点磁场方向 B．N极指向该点磁场方向
C．该磁场是匀强磁场 D．a点的磁场方向水平向右
【答案】B
【解析】A、物理学上规定：小磁针静止时N极所指的方向就是该点的磁场方向，故A错误，故B正确；
C、由图看出，该磁场的磁感线分布不均匀，说明各处的磁感应强度不是处处相同，所以该磁场不是匀强磁场，故C错误；
D、a点的磁场方向沿磁感线的切线方向：斜向右上方，故D错误．
5.如图所示，带负电的金属环绕轴OO'以角速度ω匀速旋转，在环左侧轴线上的小磁针最后平衡时的位置是
A．N极竖直向上
B．N极竖直向下
C．N极沿轴线向左
D．N极沿轴线向右
【答案】C
【解析】带负电金属环，如图所示的旋转。则金属环的电流方向与旋转方向相反。再由右手螺旋定则可知金属环磁极的方向：右端S极，左端N极。因此小磁针N极沿轴线向左。故C正确，ABD错误。故选：C。
6. 如图所示，两直导线中通以相同的电流I，矩形线圈位于两导线之间的实线位置Ⅰ，穿过线圈的磁通量为Φ.已知虚线位置Ⅱ与实线位置Ⅰ关于右边的直导线对称，虚线位置Ⅲ与两直导线的距离相等，虚线位置Ⅳ和虚线位置Ⅴ关于左边直导线对称，且与左边直导线的距离和实线位置Ⅰ与右边直导线的距离相等．现将线圈由实线位置移到图示各个虚线位置，则(　　)
A．将线圈由实线位置Ⅰ移到图示虚线位置Ⅱ时，磁通量大小不变
B．将线圈由实线位置Ⅰ移到图示虚线位置Ⅲ时，磁通量变化大小为Φ
C．将线圈由实线位置Ⅰ移到图示虚线位置Ⅳ时，磁通量变化为零
D．将线圈由实线位置Ⅰ移到图示虚线位置Ⅴ时，磁通量大小不变
答案：B　
解析：[将线圈由实线位置Ⅰ移到题图示虚线位置Ⅱ时，磁通量大小发生变化，选项A错误；虚线位置Ⅲ在两导线之间且距离两直导线的距离相等，磁通量为零，将线圈由实线位置Ⅰ移到题图示虚线位置Ⅲ时，磁通量变化大小为Φ，选项B正确；题图示虚线位置Ⅳ的磁场方向垂直纸面向里，而实线位置Ⅰ的磁场方向垂直纸面向外，两个位置磁通量大小相等，所以将线圈由实线位置Ⅰ移到题图示虚线位置Ⅳ时，磁通量变化大小为2Φ，选项C错误；将线圈由实线位置Ⅰ移到题图示虚线位置Ⅴ时，磁通量大小发生变化，选项D错误．]
7.如图所示，完全相同的甲、乙两个环形电流同轴平行放置，甲的圆心为O1，乙的圆心为O2，在两环圆心的连线上有a、b、c三点，其中aO1＝O1b＝bO2＝O2c，此时a点的磁感应强度大小为B1，b点的磁感应强度大小为B2．当把环形电流乙撤去后，c点的磁感应强度大小为
A． B． C． D．
【答案】A
【解析】对于图中单个环形电流，根据安培定则，其在中轴线上的磁场方向均是向左，故c点的磁场方向也是向左的．设ao1=o1b=bo2=o2c=r，设单个环形电流在距离中点r位置的磁感应强度为B1r，在距离中点3r位置的磁感应强度为B3r，故：a点磁感应强度：B1=B1r+B3r；b点磁感应强度：B2=B1r+B1r；当撤去环形电流乙后，c点磁感应强度：Bc=B3r=B1-B2，故选A．
8. 如图4所示，一个U形金属导轨水平放置，其上放有一个金属导体棒ab，有一磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面，且与竖直方向的夹角为θ.在下列各过程中，一定能在轨道回路里产生感应电流的是(　　)
A.ab向右运动，同时使θ减小
B.使磁感应强度B减小，θ角同时也减小
C.ab向左运动，同时增大磁感应强度B
D.ab向右运动，同时增大磁感应强度B和θ角(0°<θ<90°)
答案　A
解析　设此时回路面积为S，据题意，磁通量Φ＝BScos θ，对A选项，S增大，θ减小，cos θ增大，则Φ增大，A正确.对B选项，B减小，θ减小，cos θ增大，Φ可能不变，B错误.对C选项，
多选题（每题4分，共计16分）
9.如图所示，关于磁铁、电流间的相互作用，下列说法正确的是(　　)
A．图甲中，电流不产生磁场，电流对小磁针力的作用是通过小磁针的磁场发生的
B．图乙中，磁体对通电导线的力的作用是通过磁体的磁场发生的
C．图丙中电流间的相互作用是通过电流的磁场发生的
D．图丙中电流间的相互作用是通过电荷的电场发生的
答案　BC
解析　题图甲中，电流对小磁针力的作用是通过电流的磁场发生的；题图乙中，磁体对通电导线力的作用是通过磁体的磁场发生的；题图丙中，电流对另一个电流力的作用是通过该电流的磁场发生的．综上所述，选项B、C正确．
10.下列情况能产生感应电流的是(　　)
　　
A．如图甲所示，导体AB顺着磁感线运动
B．如图乙所示，条形磁铁插入或拔出线圈时
C．如图丙所示，小螺线管A插入大螺线管B中不动，开关S一直接通时
D．如图丙所示，小螺线管A插入大螺线管B中不动，开关S一直接通，当改变滑动变阻器的阻值时
答案　BD
解析　A中导体棒顺着磁感线运动，穿过闭合电路的磁通量没有发生变化无感应电流，故A错；B中条形磁铁插入线圈时线圈中的磁通量增加，拔出时线圈中的磁通量减少，都有感应电流，故B正确；C中开关S一直接通，回路中为恒定电流，螺线管A产生的磁场稳定，螺线管B中的磁通量无变化，线圈中不产生感应电流，故C错；D中开关S接通，滑动变阻器的阻值变化使闭合回路中的电流变化，螺线管A的磁场变化，螺线管B中磁通量变化，线圈中产生感应电流，故D正确．
11. 各磁场的磁感应强度B随时间t变化的情况如图所示，其中能产生持续电磁波的是(　　)
【答案】BD
【解析】：根据麦克斯韦的电磁场理论，可知A图的磁场是恒定的，不能产生电场，更不能产生电磁波；B图的磁场是周期性变化的，可以产生周期性变化的电场，因而可以产生持续的电磁波；C图的磁场是均匀变化的，能产生恒定的电场，而恒定的电场不能再产生磁场，因此不能产生持续的电磁波；D图的磁场是周期性变化的，能产生周期性变化的电场，故能产生持续的电磁波。
12.已知通电长直导线产生的磁场中某点的磁感应强度满足B＝k (其中k为比例系数，I为电流强度，r为该点到直导线的距离)．现有四根平行的通电长直导线，其横截面积恰好在一个边长为L的正方形的四个顶点上，电流方向如图，其中A、C导线中的电流大小为I1，B、D导线中的电流大小为I2.已知A导线所受的磁场力恰好为零，则下列说法正确的是(　 　)
A．电流的大小关系为I1＝2I2
B．四根导线所受的磁场力都为零
C．正方形中心O处的磁感应强度为零
D．若移走A导线，则中心O处的磁场将沿OB方向
【答案】ACD
【解析】A、将导线BCD在导线A处的磁场，如图所示：
根据题意A导线的磁场力为零，则A处的合磁场为零，即：，则：，故选项A正确；
B、同理将各点的磁场都画出了，可以判断B、D导线处的合磁场不为零，故磁场力不为零，故选项B错误；
C、将各导线在O点的磁场画出，如图所示：
由于A、C导线电流相等而且距离O点距离相等，则
同理：，即正方形中心O处的磁感应强度为零，故选项C正确；
D、若移走A导线，则磁场不存在，由于，则此时在O点的磁场只剩下导线C的磁场，而且导线C点磁场方向沿OB方向，即中心O处的磁场将沿OB方向，故选项D正确．
实验题( 本题共2小题，共计16分)
13. （8分）(1)实验“用DIS研究机械能守恒定律”的装置如图(a)所示，标尺盘中A、B、C、D为摆锤的四个位置，各点与最低点D的高度差已由计算机默认。某组同学在实验中，得到的图像如图(b)所示。图像的横轴表示摆锤距D点的高度h，纵轴表示摆锤的重力势能Ep、动能Ek或机械能E。下列说法错误的______。
A．光电门传感器要分别放在D、C、B点进行重复操作
B．摆锤每次释放的高度要保持不变，且必须保证让摆锤的直径宽度遮挡红外发射孔
C．图线甲表示摆锤的机械能E
D．图线乙表示摆锤的动能Ek
(2)某同学用如图所示装置做“研究电磁感应现象”实验。正确连接后，他先将变阻器的滑动片P置于ab的中点，在闭合电键瞬间，电流计的指针向右摆，说明________（选填“大线圈”或“小线圈”）有电流流过。闭合电键后，为使电流计的指针再向右摆，应将变阻器的滑动片P向_____端滑（选填“a”或“b”）。
(3)某同学用如图（甲）所示电路测量电源的电动势和内阻。实验用的电压表和电流表都是理想表，保护电阻R1=10Ω，R2=5Ω，还知道待测电源的电动势约3V，内阻约2Ω。
该同学合理选择仪器、连接电路后，正确操作，得到多组电压表的示数U和相应电流表的示数I，并画出了如图（乙）所示的U—I图线（U、I都用国际单位），求出U—I图线斜率的绝对值k和在横轴上的截距I0，则待测电源的电动势E和内阻r的表达式E=______，r=______，（用k、I0、R1、R2表示）。若实验室有电流表I（0~200mA）和电流表II（0~30mA），该同学选择的是_________。
【答案】D 大线圈 b 电流表I
【解析】(1)[1] A．光电门传感器分别放在D、C、B点进行重复操作，这样才能测出各点的瞬时速度，比较各点动能大小，故A正确，不符合题意；
B．摆锤每次释放的高度保持不变，这样采集才是同一个运动在不同位置时的数据，保证让摆锤的直径宽度遮挡红外发射孔，这样才能准确计算该位置时的瞬时速度，故B正确，不符合题意；
CD．小球摆动过程中只有重力做功，摆球机械能守恒，高度越小，重力势能越小，动能越大，说明图线甲表示摆锤的机械能E，图线乙表示摆锤的重力势能，图线丙表示摆锤的动能，故C正确，不符合题意；D错误，符合题意。
故选D。
(2)[2]与电流计相连的是大线圈，在闭合电键瞬间，大线圈中磁通量发生变化，产生感应电流。
[3]闭合电键瞬间，电流增大，电流计的指针向右摆，闭合电键后，为使电流计的指针再向右摆，要求电流再增大，则回路中电阻需减小，所以应将变阻器的滑动片P向“b”移动。
(3)[4][5]由闭合电路欧姆定律可知
变形可得
图线斜率的绝对值为k，在横轴上的截距为I0，则有
两式联立可得
，
[6]当滑动变阻器电阻取零时，可求得回路中的最大电流
比较电流表I（0~200mA）和电流表II（0~30mA），电流表II量程较小易烧表，故应选择电流表I。
14. （8分）为探究影响感应电流方向的因素，几位同学做了如下的实验。
(1)小李同学选用图（甲）中的器材模仿法拉第的实验进行探究
①为了保证实验现象明显，电源选用_______，电表选用________；（填写器材前的代码）
A．低压直流电源
B．低压交流电源
C．220V交流电源
D．灵敏电流计
E.0~0.6A量程的电流表
F.0~0.6V量程的电压表
②请在实物图中，用笔画线代替导线将电路补充完整_______；
③实验过程中，记录的实验现象如下表所示，观察四项实验结果，能够得出结论，产生感应电流的条件与________的变化有关 (选填“A”“B”或“C”)
A．磁场 B．电场 C．闭合导体回路包围的面积
开关和变阻器的状态 线圈B中是否有电流
开关闭合瞬间 有
开关断开瞬间 有
开关闭合时，滑动变阻器不动 无
开关闭合时，迅速移动滑动变阻器的滑片 有
(2)小张同学用导轨、导体棒、电表、导线组成图(乙)所示的电路，整个电路处于垂直导轨的磁场中，当导体棒在金属导轨上向右移动时，电表中有电流，得出结论，产生感应电流的条件与________的变化有关 (选填“A”“B”或“C”)
A．磁场 B．电场 C．闭合导体回路包围的面积
依据小李和小张两位同学的实验得出结论：只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合导体回路中就有感应电流。
(3)小任同学根据感应电流产生的条件，想利用摇绳发电。如图(丙)所示，把条大约10m长电线的两端连在一个灵敏电流表的两个接线柱上，形成闭合导体回路。两个同学迅速摇动这条电线，沿________方向站立时，发电的可能性比较大。(选填“东西”“南北”)。
【答案】A D A C 东西
【解析】(1)①[1]探究感应电流产生的条件是通过开关的闭合与断开，滑动变阻器的滑动等方式改变流过A螺旋管的电流，从而让B线圈产生感应电流，故电源只需要低压直流电源就能满足要求，而不需要选低压交流电源让电流本身发生变化，则电源应选A；
[2]感应电流的产生比较微弱，电流方向需要根据指针偏转判断，则电流表选指针在中央的灵敏电流计最合适，故选D；
②[3]A线圈为通电的电路，B线圈为产生感应电流的回路，连接电路图如图所示
③[4]根据四个操作可总结得到，开关的断开与闭、闭合开关后移动滑动变阻器的滑片都改变了流过A线圈的电流大小，从而使得穿过B线圈的磁场变化，则产生感应电流的条件与磁场的变化有关，故A正确，BC错误。
故选A。
(2)[5]导体棒在金属导轨上向右移动切割磁感线，匀强磁场恒定，但引起了回路所围磁场的有效面积的增大，从而使得磁通量变大而产生感应电流，故产生感应电流的条件与闭合导体回路包围的面积的变化有关，故C正确，AB错误。
故选C。
(3)[6]用跳绳构成闭合回路切割地磁场的磁感线，能够产生感应电流，因地磁场在地球外部是由南向北，有竖直方向的分量，跳绳垂直切割磁感线能产生最大的感应电流，则沿东西方向站立时，发电的可能性比较大。
四．非选择题（本题共4小题，共计36分）
15.(8分) 如图所示是实验室里用来测量磁场力的一种仪器——电流天平，某同学在实验室里，用电流天平测算通电螺线管中的磁感应强度，他测得的数据记录如下所示，CD段导线长度：4×10－2 m；天平平衡时钩码重力：4×10－5 N；通过导线的电流：0.5 A．请算出通电螺线管中磁感应强度的大小．
答案　2.0×10－3 T
解析　由题意知，I＝0.5 A，G＝4×10－5 N，L＝4×10－2 m．电流天平平衡时，导线所受磁场力的大小等于钩码的重力，即F＝G.由磁感应强度的定义式B＝得：
B＝＝ T＝2.0×10－3 T，
所以通电螺线管中磁感应强度的大小为2.0×10－3 T.
16.(10分)边长为10cm匝数为10的正方形线圈垂直于磁感应强度B的方向置于0.2T的匀强磁场中试求：
（1）图示位置时穿过线圈的磁通量为多少？
（2）若将线圈以一边为轴转过60°则穿过线圈的磁通量为多少？
（3）若将线圈以一边为轴转过180°，则穿过线圈的磁通量变化了多少？
【答案】(1) (2) (3)
【解析】(1)正方形线圈的面积：
.
图示位置时，磁场与线圈垂直穿过线圈的磁通量：
（2）将线圈以一边为轴转过60°，磁场与线圈夹角为 ，穿过线圈的磁通量
（3）将线圈以一边为轴转过180°，则穿过线圈的磁通量变化：
答案：（1）图示位置时穿过线圈的磁通量为
（2）若将线圈以一边为轴转过60°则穿过线圈的磁通量为
（3）若将线圈以一边为轴转过180°，则穿过线圈的磁通量变化了
17.(10分)如图所示的电路中，定值电阻均为R，电源电动势为E，内阻，水平放置的平行金属板A、B间的距离为d，质量为m的小液滴恰好能静止在两板的正中间。（重力加速度用g表示）求：
(1)流过电源的电流大小；
(2)两金属板间的电场强度的大小；
(3)小液滴带何种电荷，带电量为多少。
【答案】(1)；(2)；(3)负电，
【解析】(1)根据闭合电路的欧姆定律，流过电源的电流为
(2)电容器两极板间的电压为
两金属板间的电场强度为
(3)平行板电容器内电场方向竖直向下，因为液滴静止，液滴受到重力和竖直向上的电场力，液滴带负电，有
液滴的电量为
17.(12分)如图所示，电源内阻r=1Ω，R1=2Ω，R2=6Ω，灯L上标有“3V,1.5W”的字样，当滑动变阻器R3的滑片P移动至最右端时，电流表示数为1A，灯L恰能正常发光电流表为理想电表.
（1）求电源的电动势；
（2）求当P移到最左端时，电流表的示数；
（3）当滑动变阻器的Pb段电阻为多大时，变阻器R3上消耗的功率最大？最大值多大？
【答案】(1)6V；(2)2A；(3)2Ω，2W
【解析】（1）电源的电动势
E=UL十IR1十Ir=3V十1×2V十1×1V=6V
（2）当P移到最左端时，由闭合电路欧姆定律，
（3）灯L电阻
RL=U2/P=6Ω
设滑动变阻器的Pb段电阻为R3，R3与RL并联
等效电阻
由闭合电路欧姆定律
将已知量代入化简得
当R3=2Ω时变阻器R3上消耗的功率最大，且最大值为2W第13章 电磁感应与电磁波初步 单元检测（B卷）
一．单选题：(每题4分，共计32分)
1. 1831年8月29日，法拉第经历近十年的研究终于在一次实验中发现了电磁感应现象：把两个线圈绕在同一个铁环上（如图），一个线圈接到电源上，另一个线圈接入“电流表”，在给一个线圈通电或断电的瞬间，另一个线圈中也出现了电流。之后他设计出几十个关于电磁感应现象的实验，并把它们总结成五类情况，请结合你学习电磁感应知识判断以下哪个选项不属于这五类现象（　　）
A．恒定的电流 B．变化的磁场
C．运动的磁铁 D．在磁场中运动的导体
2. 如图所示，一通电螺线管通有图示电流，小磁针1、2、4放在螺线管周围，小磁针3放在螺线管内部，四个小磁针静止在如图所示位置，则四个小磁针的N、S极标注正确的是(　　)
A．1 B．2 C．3 D．4
3.将A、B两个磁环先后套在光滑的木支架上，并使两磁环相对的磁极极性相同，此时可以看到上方的磁环A“悬浮”在空中，如图所示，设两磁环受到的重力相等且都为G，则磁环B对木支架底座的压力F与重力G的大小关系是(　　 )
A．F＜G B．F＝G
C．G＜F＜2G D．F＝2G
4．中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也．”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图，则下列说法中不正确的是（　　）
A．地理南、北极与地磁场的南、北极不重合
B．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近
C．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行
D．形成地磁场的原因可能是带负电的地球自转引起的
5.一盏灯发光功率为100 W，假设它发出的光向四周均匀辐射，光的平均波长6.0×10－7 m，在距电灯10 m远处，以电灯为球心的球面上，1 m2的面积每秒通过的光子(能量子)数约为(普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，光速c＝3.0×108 m/s)(　　)
A．2×1015 B．2×1016
C．2×1017 D．2×1023
6.四根完全相同的长直导线互相平行，它们的截面处于一个正方形abcd的四个顶点处，导线中通有方向如图所示的电流，若每根通电导线在正方形中点处产生的磁感应强度大小均为B，则正方形中点处实际磁感应强度的大小为（ ）
A．0 B．2B C．B D．B
7. 下列说法中正确的是(　　)
A．电荷在某处不受电场力的作用，则该处的电场强度不一定为零
B．一小段通电导线在某处不受磁场力的作用，则该处磁感应强度一定为零
C．把一个试探电荷放在电场中的某点，它受到的电场力与所带电荷量的比值表示该点电场的强弱
D．把一小段通电导线放在磁场中某处，它所受到的磁场力与该段通电导线的长度和电流的乘积的比值表示该处磁场的强弱
8. 在闭合铁芯上绕有一组线圈，线圈与滑动变阻器、电源构成闭合电路，假定线圈产生的磁感线全部集中在铁芯内，a、b、c三个闭合金属圆环的位置如图所示．当滑动变阻器的滑片滑动时，能产生感应电流的圆环是(　　)
A．a、b B．b、c
C．a、c D．a、b、c
多选题（每题4分，共计16分）
9.蝙蝠在洞穴中飞来飞去时，它利用超声脉冲导航非常有效，这种超声脉冲的频率高于20 000 Hz，能持续1 ms或不到1 ms的短促发射，且每秒重复发射数次．已知蝙蝠在一次正朝着表面平直的墙壁飞扑捕食的过程中，发出的超声波频率为35 000 Hz，下列说法正确的是(　　)
A． 蝙蝠发出的超声波属于电磁波
B． 结合题图可知超声波频率比微波频率要高
C． 超声波反射前后波速大小相等
D． 蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率大于墙壁接收到的频率
10.如图所示，可自由转动的小磁针上方有一根长直导线，开始时两者在纸面内平行放置．当导线中通过如图所示的电流I时，发现小磁针的N极向里，S极向外，停留在与纸面垂直的位置上，这一现象说明(　　)
A．小磁针感知到了电流的磁场
B．小磁针处的磁场方向垂直纸面向里
C．小磁针处的磁场方向垂直纸面向外
D．把小磁针移走，该处就没有磁场了
11.如图所示是等腰直角三棱柱，其平面abcd为正方形，边长为L，它们按图示方式放置于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B0，则下列说法中正确的是(　　)
A．穿过abcd平面的磁通量大小为B0L2
B．穿过cdef平面的磁通量大小为B0L2
C．穿过abfe平面的磁通量大小为零
D．穿过abcd平面的磁通量大于穿过cdef平面的磁通量
12.如图，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L1、L2，L1中的电流方向向左，L2中的电流方向向上；L1的正上方有a、b两点，它们相对于L2对称．整个系统处于匀强外磁场中，外磁场的磁感应强度大小为B0，方向垂直于纸面向外．已知a、b两点的磁感应强度大小分别为B0和B0，方向也垂直于纸面向外．则(　　)
A．流经L1的电流在b点产生的磁感应强度大小为B0
B．流经L1的电流在a点产生的磁感应强度大小为B0
C．流经L2的电流在b点产生的磁感应强度大小为B0
D．流经L2的电流在a点产生的磁感应强度大小为B0
实验题( 本题共2小题，共计12分)
13. （4分）在“用DIS描绘电场的等势线”实验中，按图示连接电路。在电极A、B的连线上等距离地取a、b、c、d、e共5个基准点。已知电压传感器红色探针的电势高于黑色探针的电势时，读数为正。
（1）若电压传感器的红色探针接触a点，黑色探针接触b点时，读数为负，则电极A接在电源 的_____极上（选填“正”或“负”）。
（2）若传感器的两个探针分别接触a点和b点时的示数为U1；分别接触b点和c点时的示数为U2，则|U1|_____|U2|（选填“＞”、“＜”或“＝”）。
14. （8分）(1)某个实验小组想要探究电磁感应现象，准备了以下仪器：电池组，滑动变阻器，带铁芯的线圈A，线圈B，电流计（零点在中央），开关等，如图所示：
①请你将所有仪器连接成完整的实验电路______；
②可使电流计指针发生偏转的操作是__________。
A．闭合开关，将线圈A插入B的过程
B．闭合开关，线圈A放在B中不动
C．闭合开关，将滑动变阻器的滑片P向右滑动
D．闭合开关后，再将开关断开的瞬间
(2)如图所示，将多用表的选择开关置于“欧姆”挡，再将电表的两支表笔与负温度系数的热敏电阻Rt（负温度系数热敏电阻是指阻值随温度的升高而减小的热敏电阻）的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的正中间。若往Rt上擦一些酒精，表针将向________（填“左”或“右”）移动；若用吹风机将热风吹向电阻，表针将向________（填“左”或“右”）移动。
四．解答题（本题共4小题，共计40分）
15.(8分) .已知某地地面处地磁场的磁感应强度的水平分量约为3×10－5 T，某校物理兴趣小组做估测磁体附近磁感应强度的实验．他们将一小罗盘磁针放在一个水平放置的螺线管的轴线上，如图8所示．小磁针静止时N极指向y轴正方向，当接通电源后，发现小磁针N极指向与y轴正方向成60°角的方向．请在图上标明螺线管导线的绕向，并求出该通电螺线管在小磁针处产生的磁感应强度的大小．(保留一位有效数字)
16. （10分）如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间的距离d=40cm。电源电动势E=24V，内电阻r=1Ω，电阻R=15Ω。闭合开关S，待电路稳定后，将一带正电的小球从B板小孔以初速度v0=4 m/s竖直向上射入板间。若小球带电荷量为q=1×10-2C，质量为m=2×10-2kg，不计空气阻力(取g=10m/s2)，求：
(1)滑动变阻器两端电压为多大时，小球恰能到达A板？
(2)此时电源的输出功率是多大？
17. （10分）热敏电阻的阻值会随温度的变化而发生明显的改变，可以用来监控周围温度的变化。如图甲所示是某金属热敏电阻的阻值随温度变化的图像。将热敏电阻接入如图乙所示电路，用于监控一线圈电阻的小型电动机的温度，定值电阻，电源电动势，内阻不计。当断开，稳定后理想电流表的示数；当闭合，稳定后理想电流表的示数，电动机输出的机械功率为。求：
(1)当断开，热敏电阻的温度；
(2)当闭合，热敏电阻的温度。
18.（10分）矩形线框的边长分别为l1、l2，可绕它的一条对称轴转动，匀强磁场的磁感应强度为B，方向与垂直，初位置时线框平面与B平行，如图所示.
（1）初位置时穿过线框的磁通量为多少？
（2）当线框沿如图所示方向绕过60°时，磁通量为多少？这一过程中磁通量的变化为多少？
（3）当线框绕轴沿图示方向由（2）问中的位置再转过60°位置时磁通量为多少？这一过程中为多少
第13章 电磁感应与电磁波初步 单元检测（B卷）
一．单选题：(每题4分，共计32分)
1. 1831年8月29日，法拉第经历近十年的研究终于在一次实验中发现了电磁感应现象：把两个线圈绕在同一个铁环上（如图），一个线圈接到电源上，另一个线圈接入“电流表”，在给一个线圈通电或断电的瞬间，另一个线圈中也出现了电流。之后他设计出几十个关于电磁感应现象的实验，并把它们总结成五类情况，请结合你学习电磁感应知识判断以下哪个选项不属于这五类现象（　　）
A．恒定的电流 B．变化的磁场
C．运动的磁铁 D．在磁场中运动的导体
【答案】A
【解析】因为电磁感应现象是一个瞬间现象，只有在磁通量改变的时候才会出现，因此恒定的电流产生恒定的磁场，无法发生电磁感应现象，因此A符合题意，BCD不符合题意，故A正确，BCD错误。故选A。
2. 如图所示，一通电螺线管通有图示电流，小磁针1、2、4放在螺线管周围，小磁针3放在螺线管内部，四个小磁针静止在如图所示位置，则四个小磁针的N、S极标注正确的是(　　)
A．1 B．2 C．3 D．4
答案　B
解析　小磁针静止时的N极指向为该处的磁感线方向，根据安培定则可知通电螺线管的右端为N极，左端为S极，内部磁感线方向是从左到右，故只有小磁针2的N、S极标注正确．
3.将A、B两个磁环先后套在光滑的木支架上，并使两磁环相对的磁极极性相同，此时可以看到上方的磁环A“悬浮”在空中，如图所示，设两磁环受到的重力相等且都为G，则磁环B对木支架底座的压力F与重力G的大小关系是(　　 )
A．F＜G B．F＝G
C．G＜F＜2G D．F＝2G
答案　D
解析　由A、B两磁环相对的磁极极性相同，知它们之间的相互作用力是斥力．A悬浮在空中，说明A受力平衡，因此，A受到的重力和B对A的排斥力大小相等．根据牛顿第三定律，B受到A的斥力大小等于G.对B受力分析可知，B受到重力、向下的斥力和底座对B向上的支持力，B静止，所以F支＝2G，由牛顿第三定律知B对底座的压力F也为2G.
4．中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也．”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图，则下列说法中不正确的是（　　）
A．地理南、北极与地磁场的南、北极不重合
B．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近
C．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行
D．形成地磁场的原因可能是带负电的地球自转引起的
【答案】C
【解析】A：由图知，地理南、北极与地磁场的南、北极不重合，有一定的夹角。故A项正确。
B：磁场是闭合的曲线，地球磁场从南极附近发出，从北极附近进入地球，组成闭合曲线，地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近。故B项正确。
C：由图知，地球表面有些位置的地磁场方向不与地面平行。故C项错误。
D：地球自转方向自西向东，地球的南极附近是地磁场的北极，由安培定则可知地球带负电。故D项正确。本题选不正确的，答案是C。
5.一盏灯发光功率为100 W，假设它发出的光向四周均匀辐射，光的平均波长6.0×10－7 m，在距电灯10 m远处，以电灯为球心的球面上，1 m2的面积每秒通过的光子(能量子)数约为(普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，光速c＝3.0×108 m/s)(　　)
A．2×1015 B．2×1016
C．2×1017 D．2×1023
【答案】C
【解析】：设离灯10 m远处每平方米面积上灯照射的能量为E0，则有E0＝；设穿过的光子数为n，则有：nh＝E0；解得：n＝，代入数据，得：n＝2×1017个，故选C正确。
6.四根完全相同的长直导线互相平行，它们的截面处于一个正方形abcd的四个顶点处，导线中通有方向如图所示的电流，若每根通电导线在正方形中点处产生的磁感应强度大小均为B，则正方形中点处实际磁感应强度的大小为（ ）
A．0 B．2B C．B D．B
【答案】C
【解析】由右手螺旋定则可知，中心电场如图所示：
c导线在中心的磁场指向b，a导线在中心的磁场也指向b，b导线在中心的磁场指向a，d导线在中心的磁场也指向a，所以中心的磁感应强度为：
C正确。故选C。
7. 下列说法中正确的是(　　)
A．电荷在某处不受电场力的作用，则该处的电场强度不一定为零
B．一小段通电导线在某处不受磁场力的作用，则该处磁感应强度一定为零
C．把一个试探电荷放在电场中的某点，它受到的电场力与所带电荷量的比值表示该点电场的强弱
D．把一小段通电导线放在磁场中某处，它所受到的磁场力与该段通电导线的长度和电流的乘积的比值表示该处磁场的强弱
【解析】　电荷在电场中一定受到电场力的作用，但通电导线在磁场中不一定受到磁场力的作用，当导线与磁场方向平行时，导线所受磁场力总为零，A、B错误．对于电场强度，它等于试探电荷受到的电场力与所带电荷量的比值；对于磁感应强度，它等于垂直磁场方向放置的通电导线所受的磁场力与该段通电导线的长度和电流的乘积的比值，C正确、D错误．
【答案】　C
8. 在闭合铁芯上绕有一组线圈，线圈与滑动变阻器、电源构成闭合电路，假定线圈产生的磁感线全部集中在铁芯内，a、b、c三个闭合金属圆环的位置如图所示．当滑动变阻器的滑片滑动时，能产生感应电流的圆环是(　　)
A．a、b B．b、c
C．a、c D．a、b、c
答案：A　
解析：[当滑动变阻器的滑片滑动时，电路中电流发生变化，从而引起闭合铁芯中的磁场变化，穿过a、b两圆环的磁通量随之变化，有感应电流产生，而c环中有两股铁芯同时穿过，穿入和穿出c环的磁通量始终相等，合磁通量为零，所以c中不能产生感应电流，选项A正确．]
多选题（每题4分，共计16分）
9.蝙蝠在洞穴中飞来飞去时，它利用超声脉冲导航非常有效，这种超声脉冲的频率高于20 000 Hz，能持续1 ms或不到1 ms的短促发射，且每秒重复发射数次．已知蝙蝠在一次正朝着表面平直的墙壁飞扑捕食的过程中，发出的超声波频率为35 000 Hz，下列说法正确的是(　　)
A． 蝙蝠发出的超声波属于电磁波
B． 结合题图可知超声波频率比微波频率要高
C． 超声波反射前后波速大小相等
D． 蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率大于墙壁接收到的频率
【答案】CD
【解析】蝙蝠发出的超声波属于机械波，故A错误；微波属于无线电波，微波的频率为：f＝＝ Hz＝3×106 Hz，高于超声波频率35 000 Hz，故B错误；机械波的波速受到介质决定，超声波反射前后波速大小相等，故C正确；由多普勒效应可知，接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率大于墙壁接收到的频率，故D正确．
10.如图所示，可自由转动的小磁针上方有一根长直导线，开始时两者在纸面内平行放置．当导线中通过如图所示的电流I时，发现小磁针的N极向里，S极向外，停留在与纸面垂直的位置上，这一现象说明(　　)
A．小磁针感知到了电流的磁场
B．小磁针处的磁场方向垂直纸面向里
C．小磁针处的磁场方向垂直纸面向外
D．把小磁针移走，该处就没有磁场了
【解析】　小磁针可以检验磁场的存在，当导线中通入电流时，在导线的周围就产生了磁场，在小磁针处的磁场方向为N极的受力方向，即垂直纸面向里，选项A、B正确，C错误；电流的磁场是客观存在的特殊物质，不会随小磁针的移走而消失，只要导线中有电流存在，磁场就会存在，选项D错误．
【答案】　AB
11.如图所示是等腰直角三棱柱，其平面abcd为正方形，边长为L，它们按图示方式放置于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B0，则下列说法中正确的是(　　)
A．穿过abcd平面的磁通量大小为B0L2
B．穿过cdef平面的磁通量大小为B0L2
C．穿过abfe平面的磁通量大小为零
D．穿过abcd平面的磁通量大于穿过cdef平面的磁通量
答案　BC
解析　根据Φ＝BS⊥，因此通过abcd平面的磁通量Φ＝B0L2cos 45°＝B0L2，A错误；平面cdef⊥B0，而cd＝L，cf＝Lcos 45°＝L，所以平面cdef的面积S＝cd·cf＝L2，因而Φ′＝B0S＝B0L2，B正确，D错误；平面abfe在与B0垂直的方向上的投影面积为零，所以穿过平面abfe的磁通量为零，C正确．
12.如图，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L1、L2，L1中的电流方向向左，L2中的电流方向向上；L1的正上方有a、b两点，它们相对于L2对称．整个系统处于匀强外磁场中，外磁场的磁感应强度大小为B0，方向垂直于纸面向外．已知a、b两点的磁感应强度大小分别为B0和B0，方向也垂直于纸面向外．则(　　)
A．流经L1的电流在b点产生的磁感应强度大小为B0
B．流经L1的电流在a点产生的磁感应强度大小为B0
C．流经L2的电流在b点产生的磁感应强度大小为B0
D．流经L2的电流在a点产生的磁感应强度大小为B0
答案　AC
解析　原磁场、电流的磁场方向如图所示，由题意知
在b点：B0＝B0－B1＋B2
在a点：B0＝B0－B1－B2
由上述两式解得B1＝B0，B2＝B0，A、C项正确．
实验题( 本题共2小题，共计12分)
13. （4分）在“用DIS描绘电场的等势线”实验中，按图示连接电路。在电极A、B的连线上等距离地取a、b、c、d、e共5个基准点。已知电压传感器红色探针的电势高于黑色探针的电势时，读数为正。
（1）若电压传感器的红色探针接触a点，黑色探针接触b点时，读数为负，则电极A接在电源 的_____极上（选填“正”或“负”）。
（2）若传感器的两个探针分别接触a点和b点时的示数为U1；分别接触b点和c点时的示数为U2，则|U1|_____|U2|（选填“＞”、“＜”或“＝”）。
【答案】负 ＞
【解析】（1）[1]．根据题意，当正接线柱的电势高于负接线柱时，电压传感器的读数为正，则当电压传感器的读数为负时，可以知道a点的电势低于b的电势，则知电极A接在电源的负极．
（2）[2]．根据等量异种电荷电场线的分布情况得知，a、b间场强大于b、c间场强，根据U=Ed分析得知，a、b间的电势差大于b、c间的电势差．故有|U1|＞|U2|.
14. （8分）(1)某个实验小组想要探究电磁感应现象，准备了以下仪器：电池组，滑动变阻器，带铁芯的线圈A，线圈B，电流计（零点在中央），开关等，如图所示：
①请你将所有仪器连接成完整的实验电路______；
②可使电流计指针发生偏转的操作是__________。
A．闭合开关，将线圈A插入B的过程
B．闭合开关，线圈A放在B中不动
C．闭合开关，将滑动变阻器的滑片P向右滑动
D．闭合开关后，再将开关断开的瞬间
(2)如图所示，将多用表的选择开关置于“欧姆”挡，再将电表的两支表笔与负温度系数的热敏电阻Rt（负温度系数热敏电阻是指阻值随温度的升高而减小的热敏电阻）的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的正中间。若往Rt上擦一些酒精，表针将向________（填“左”或“右”）移动；若用吹风机将热风吹向电阻，表针将向________（填“左”或“右”）移动。
【答案】 ACD 左 右
【解析】(1)[1][2]将电源、电键、变阻器、线圈A串联成一个回路，注意滑动变阻器接一上一下两个接线柱，再将电流计与线圈B串联成另一个回路，电路图如下图所示
依据感应电流产生的条件，只要穿过闭合线圈中，磁通量发生变化。
A．闭合开关，将线圈A插入B的过程，导致线圈B的磁通量发生变化，从而产生感应电流，可使电流计指针发生偏转，故A正确；
B．闭合开关，将线圈A放在B中不动，线圈B的磁通量不发生变化，不会产生感应电流，电流计指针不发生偏转，故B错误；
C．闭合开关，将滑动变阻器的滑片P向右滑动，导致线圈B的磁通量发生变化，从而产生感应电流，可使电流计指针发生偏转，故C正确；
D．闭合开关，再将开关断开的瞬间，导致线圈B的磁通量发生变化，从而产生感应电流，可使电流计指针发生偏转，故D正确。
故选ACD。
(2)[3][4]因为负温度系数的热敏电阻是指阻值随温度的升高而减小的热敏电阻，若往上擦一些酒精，由于酒精蒸发吸热导致热敏电阻的温度减低，从而电阻增大，故欧姆表指针将向电阻大的左方偏转，若用吹风机将热风吹向电阻，则热敏电阻的温度升高，从而电阻减小，故欧姆表指针向右偏转。
四．解答题（本题共4小题，共计40分）
15.(8分) .已知某地地面处地磁场的磁感应强度的水平分量约为3×10－5 T，某校物理兴趣小组做估测磁体附近磁感应强度的实验．他们将一小罗盘磁针放在一个水平放置的螺线管的轴线上，如图8所示．小磁针静止时N极指向y轴正方向，当接通电源后，发现小磁针N极指向与y轴正方向成60°角的方向．请在图上标明螺线管导线的绕向，并求出该通电螺线管在小磁针处产生的磁感应强度的大小．(保留一位有效数字)
答案　见解析
解析　导线的绕向如图所示
由题意，可知B＝B地tan 60°≈5×10－5 T.
16. （10分）如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间的距离d=40cm。电源电动势E=24V，内电阻r=1Ω，电阻R=15Ω。闭合开关S，待电路稳定后，将一带正电的小球从B板小孔以初速度v0=4 m/s竖直向上射入板间。若小球带电荷量为q=1×10-2C，质量为m=2×10-2kg，不计空气阻力(取g=10m/s2)，求：
(1)滑动变阻器两端电压为多大时，小球恰能到达A板？
(2)此时电源的输出功率是多大？
【答案】(1)8V；(2)23W
【解析】(1)滑动变阻器两端电压与金属板A、B上的电压相同，当小球恰能到达A板时，根据动能定理得：
－mgd－qUAB =
解得金属板A、B两端电压
UAB＝8V
(2)设此时回路中电流为I，根据闭合电路欧姆定律得
I==1A
滑动变阻器接入电路的电阻
R滑==8Ω
电源的输出功率
P出＝I2(R＋R滑)＝23W
17. （10分）热敏电阻的阻值会随温度的变化而发生明显的改变，可以用来监控周围温度的变化。如图甲所示是某金属热敏电阻的阻值随温度变化的图像。将热敏电阻接入如图乙所示电路，用于监控一线圈电阻的小型电动机的温度，定值电阻，电源电动势，内阻不计。当断开，稳定后理想电流表的示数；当闭合，稳定后理想电流表的示数，电动机输出的机械功率为。求：
(1)当断开，热敏电阻的温度；
(2)当闭合，热敏电阻的温度。
【答案】(1)；(2)
【解析】(1)当 S 断开，由图像可知
由
得
(2)当 S闭合，电动机两端的电压
电动机输出的机械功率
通过金属热敏电阻的电流
金属热敏的电阻
由以上各式得，当 S闭合，热敏电阻的温度
18.（10分）矩形线框的边长分别为l1、l2，可绕它的一条对称轴转动，匀强磁场的磁感应强度为B，方向与垂直，初位置时线框平面与B平行，如图所示.
（1）初位置时穿过线框的磁通量为多少？
（2）当线框沿如图所示方向绕过60°时，磁通量为多少？这一过程中磁通量的变化为多少？
（3）当线框绕轴沿图示方向由（2）问中的位置再转过60°位置时磁通量为多少？这一过程中为多少
【答案】(1)0 (2) （3） 0
【解析】本题的关键是分析矩形线框的平面是否与60°B垂直，只有垂直时才能应用，
不垂直时，S为面积沿与B垂直方向投影，为能清晰地观察面积与B夹角的情况，可作出其俯视图，如图所示。
（1）当处于如图所示ad位置时，从俯视图可看出没有磁感线穿过矩形线框故.
（2）当绕轴（从上往下看沿逆时针方向转动60到a’d’位置时，线框与B的夹角=60°，此时的磁通量为：
这一过程中磁通量的变化为
（3）当再由a’d’位置逆时针转60时，到a’’d’’，这时线框与B方向成120°角。
此时穿过线框的磁通量为：
此过程中磁通量的变化量为
。
答案：（1）初位置时穿过线框的磁通量为0
（2）当线框沿如图所示方向绕过60°时，磁通量为，这一过程中磁通量的变化为
（3）再转过60°位置时磁通量为，这一过程中为0

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