《电磁感应交流电》单元测试题

《电磁感应 交流电》单元测试题命题人：慎凌云 审题人：阮建军 2014-12-3一 选择题。

（1-5题为单项选择题，6-12为多项选择题，共48分）1．如图所示，用一根横截面积为S 的硬导线做成一个半径为r 的圆环，把圆环部分置于均匀变化的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间的变化率ΔBΔt＝k (k >0)，ab 为圆环的一条直径，导线的电阻率为ρ.则( )． A ．圆环中产生顺时针方向的感应电流 B ．圆环具有扩张的趋势 C ．圆环中感应电流的大小为krS4ρD ．图中ab 两点间的电压大小为12k πr 22． 如图所示，由导体棒ab 和矩形线框cdef 组成的“10”图案在匀强磁场中一起向右匀速平动，匀强磁场的方向垂直线框平面向里，磁感应强度B 随时间均匀增大，则下列说法正确的是( )．A ．导体棒的a 端电势比b 端电势高，电势差U ab 在逐渐增大B ．导体棒的a 端电势比b 端电势低，电势差U ab 在逐渐增大C ．线框cdef 中有顺时针方向的电流，电流大小在逐渐增大D ．线框cdef 中有逆时针方向的电流，电流大小在逐渐增大3．如图所示，abcd 为一边长为L 、匝数为N 的正方形闭合线圈，绕对称轴OO ′匀速转动，角速度为ω.空间中只有OO ′左侧存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B .若闭合线圈的总电阻为R ，则( )．A ．线圈中电动势的有效值为22NBL 2ω B ．当线圈转到图中所处的位置时，穿过线圈的磁通量为12NBL 2C ．在转动一圈的过程中，线圈中有一半时间没有电流D ．线圈中电动势的最大值为12NBL 2ω4. 如图所示为一理想变压器在两种情况下工作的示意图.其中灯泡L 2、L 3的功率均为P ，且L 1、L 2、L 3为相同的灯泡，原、副线圈匝数比为n 1∶n 2=4∶1，则图甲中L 1的功率和图乙中L 1的功率分别为( )A.P ，PB.16P ，1P 4C.1P 4， 16P D.16P ，4P5．在如图甲所示电路中，D 为理想二极管(正向电阻为零，反向电阻为无穷大)．R 1＝30 Ω，R 2＝60Ω，R 3＝10 Ω.在MN 间加上如图乙所示的交变电压时，R 3两端电压表的读数大约是()A ．3 VB ．3.5 VC ．4 VD ．5 V6．如图甲所示，原线圈所加交流电压按图乙所示规律变化，通过一台降压变压器给照明电路供电，照明电路连接导线的总电阻R ＝0.5 Ω，若用户端能使55盏“220 V ,40 W”的电灯正常发光．则()．A ．副线圈中的电流为10 AB ．原线圈两端电压的瞬时值表达式为u 1＝1 000sin (100πt ) VC ．原线圈输入的总功率为2 200 WD ．降压变压器的匝数比为n 1∶n 2＝40∶97. 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为k ，输出端接有一交流电动机，其线圈的电阻为R.将原线圈接在正弦交流电源两端，变压器的输入功率为P 0时，电动机恰好能带动质量为m 的物体以速度v 匀速上升，此时理想电流表A 的示数为I.若不计电动机摩擦带来的能量损耗，重力加速度为g ，则下列说法不正确的是( ) A.电动机输出的机械功率为P 0 B.变压器的输出功率为mgvC.副线圈两端电压的有效值为0kP ID.整个装置的效率为0mgv P8. 如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比为n 1∶n 2＝4∶1，原线圈a 、b 间接一电压为u ＝2202sin 100πt (V)的电源，灯泡L 标有“36 V 18 W ”字样．当滑动变阻器R 的滑动触头处在某位置时，电流表示数为0.25 A ，灯泡L 刚好正常发光，则( ) A ．流经灯泡L 的交变电流的频率为100 Hz B ．定值电阻R 0的阻值为19 ΩC ．滑动变阻器R 消耗的功率为36 WD ．若将滑动变阻器R 的滑动触头向下滑动，则灯泡L的亮度变暗9．如图所示，均匀的金属长方形线框从匀强磁场中拉出，它的两边固定有带金属滑轮的导电机构，线框向右运动时总是与两边良好接触，线框的长为a ，宽为b ，磁感应强度为B ，一理想电压表跨接在A 、B 两导电机构上，当线框在恒定外力F 作用下向右运动的过程中(线框离开磁场前已做匀速运动)，关于线框及电压表，下列说法正确的是( )． A ．线框先做匀加速运动，后做匀速运动 B ．电压表的读数先增大后不变 C ．电压表的读数一直增大D ．回路的电功率先增大后不变10．如图甲所示，bacd 为导体做成的框架，其平面与水平面成θ角，质量为m 的导体棒PQ 与ab 、cd 接触良好，回路的电阻为R ，整个装置放于垂直框架平面的变化磁场中，磁感应强度B 的变化情况如图9-3-19乙所示，PQ 能够始终保持静止，则0～t 2时间内，PQ 受到的安培力F 和摩擦力F f 随时间变化的图象可能正确的是(取平行斜面向上为正方向)11． 如图所示，在光滑的水平地面上，有两个磁感应强度大小均为B 、方向相反的水平匀强磁场，PQ 为两个磁场的竖直分界线，磁场范围足够大．一个半径为a 、质量为m 、电阻为R 的金属圆环垂直磁场方向，以速度v 从位置Ⅰ开始向右运动，当圆环运动到位置Ⅱ(环直径刚好与分界线PQ 重合)时，圆环的速度为12v ，则下列说法正确的是( )A ．圆环运动到位置Ⅱ时电功率为B 2a 2v 2RB ．圆环运动到位置Ⅱ时加速度为4B 2a 2v 2mRC ．圆环从位置Ⅰ运动到位置Ⅱ的过程中，通过圆环截面的电荷量为πBa 2RD ．圆环从位置Ⅰ运动到位置Ⅱ的过程中，回路产生的电能为38m v 212. 如图所示，间距l ＝0.4 m 的光滑平行金属导轨与水平面夹角θ＝30°，正方形区域abcd 内匀强磁场的磁感应强度B ＝0.2 T ，方向垂直于斜面．甲、乙两金属杆电阻R 相同、质量均为m ＝0.02 kg ，垂直于导轨放置．起初，甲金属杆处在磁场的上边界ab 上，乙在甲上方距甲也为l 处．现将两金属杆同时由静止释放，并同时在甲金属杆上施加一个沿着导轨的拉力F ，使甲金属杆始终以a ＝5 m/s 2的加速度沿导轨匀加速运动，已知乙金属杆刚进入磁场时做匀速运动，取g ＝10 m/s 2，则( )A ．每根金属杆的电阻R ＝0.016 ΩB ．甲金属杆在磁场中运动的时间是0.4 sC ．甲金属杆在磁场中运动过程中F 的功率逐渐增大D ．乙金属杆在磁场中运动过程中安培力的功率是0.1 W二．实验题（共12分）13． 一台臭氧发生器P 的电阻为10 kΩ，当供电电压等于24 V 时能正常工作，否则不产生臭氧．现要用这种臭氧发生器制成自动消毒装置，要求它在有光照时能产生臭氧，在黑暗时不产生臭氧，拟用一个光敏电阻R 1对它进行控制，R 1的阻值在有光照时为100 Ω，黑暗时为1 000 Ω，允许通过的最大电流为3 mA ；电源E 的电压为36 V ，内阻不计；另有一个滑动变阻器R 2，阻值为0～100 Ω，允许通过的最大电流为0.4 A ；一个开关S 和导线若干．臭氧发生器P 和光敏电阻R 1的符号如图所示．设计一个满足上述要求的电路图，图中各元件要标上字母代号，其中滑动变阻器两固定接线柱端分别标上字母A 、B .(电路图画在虚线框内)14．如图所示，一热敏电阻R T 放在控温容器M 内；○A 为毫安表，量程6 mA ，内阻为数十欧姆；E 为直流电源，电动势约为3 V ，内阻很小；R 为电阻箱，最大阻值为999.9 Ω；S 为开关．已知R T 在95 ℃时的阻值为150 Ω，在20 ℃时的阻值约为550 Ω.现要求在降温过程中测量在95～20 ℃之间的多个温度下R T 的阻值．(1)在图中画出连线，完成实验原理电路图． (2)完成下列实验步骤中的填空： a ．依照实验原理电路图连线．b ．调节控温容器M 内的温度，使得R T 的温度为95 ℃.c ．把电阻箱调到适当的初值，以保证仪器安全．d ．闭合开关，调节电阻箱，记录电流表的示数I 0，并记录______．e ．将R T 的温度降为T 1(20 ℃<T 1<95 ℃)；调节电阻箱，使得电流表的读数________，记录________．f ．温度为T 1时热敏电阻的电阻值R T1＝________.g ．逐步降低T 1的数值，直至20 ℃为止；在每一温度下重复步骤e 、f. 三．计算题（50分）15．（10分）如图甲所示为一理想变压器，ab 为原线圈，ce 为副线圈，d 为副线圈引出的一个接头，原线圈输入正弦式交变电压的u －t 图象如图乙所示．若只在ce 间接一只R ce ＝400 Ω的电阻，或只在de 间接一只R de ＝225 Ω的电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为80 W. (1)请写出原线圈输入电压瞬时值u ab 的表达式；(2)求只在ce 间接400 Ω电阻时，原线圈中的电流I 1； (3)求ce 和de 间线圈的匝数比n cen de.甲乙16. （10分）发电站通过升压变压器、输电导线和降压变压器把电能输送到用户，如果升压变压器和降压变压器都可视为理想变压器.(1)若发电机的输出功率是100 kW，输出电压是250 V，升压变压器的原、副线圈的匝数比为1∶25，求升压变压器的输出电压和输电导线中的电流.(2)若输电导线中的电功率损失为输入功率的4%，求输电导线的总电阻和降压变压器原线圈两端的电压.(3)计算降压变压器的输出功率.17. （15分）如图所示，正方形单匝均匀线框abcd，边长L＝0.4 m，每边电阻相等，总电阻R＝0.5Ω.一根足够长的绝缘轻质细线跨过两个轻质光滑定滑轮，一端连接正方形线框，另一端连接绝缘物体P.物体P放在一个光滑的足够长的固定斜面上，斜面倾角θ＝30°，斜面上方的细线与斜面平行．在正方形线框正下方有一有界的匀强磁场，上边界Ⅰ和下边界Ⅱ都水平，两边界之间距离也是L＝0.4 m．磁场方向水平，垂直纸面向里，磁感应强度大小B＝0.5 T．现让正方形线框的cd边距上边界Ⅰ高度h＝0.9 m的位置由静止释放，且线框在运动过程中始终与磁场垂直，cd边始终保持水平，物体P始终在斜面上运动，线框刚好能以v＝3 m/s的速度进入匀强磁场并匀速通过匀强磁场区域．释放前细线绷紧，重力加速度g＝10 m/s2，不计空气阻力．求：(1)线框的cd边在匀强磁场中运动的过程中，c、d间的电压是多大；(2)线框的质量m1和物体P的质量m2分别是多大；(3)在cd边刚进入磁场时，给线框施加一个竖直向下的拉力F，使线框以进入磁场前的加速度匀加速通过磁场区域，在此过程中，力F做功W＝0.23 J，求正方形线框cd边产生的焦耳热是多少．18. （15分）如图甲所示，一个质量m＝0.1 kg的正方形金属框总电阻R＝0.5 Ω，金属框放在表面绝缘且光滑的斜面顶端(金属框上边与AA′重合)，自静止开始沿斜面下滑，下滑过程中穿过一段边界与斜面底边BB′平行、宽度为d的匀强磁场后滑至斜面底端(金属框下边与BB′重合)，设金属框在下滑过程中的速度为v，与此对应的位移为x，那么v2－x图象(记录了金属框运动全部过程)如图乙所示，已知匀强磁场方向垂直斜面向上．试问：(g取10 m/s2)(1)根据v2－x图象所提供的信息，计算出金属框从斜面顶端滑至底端所需的时间为多少；(2)匀强磁场的磁感应强度多大；(3)现用平行斜面向上的恒力F作用在金属框上，使金属框从斜面底端BB′(金属框下边与BB′重合)由静止开始沿斜面向上运动，匀速通过磁场区域后到达斜面顶端(金属框上边与AA′重合)．试计算恒力F做功的最小值．姓名_______________ 序号_______________ 分数_______________物理答题卡13．14．________________________________________________________。