《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

ΔB

Δt

＝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krS

4ρ

D ．图中ab 两点间的电压大小为1

2

k πr 2

2． 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

2

2

NBL 2ω B ．当线圈转到图中所处的位置时，穿过线圈的磁通量为1

2NBL 2

C ．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1

2

NBL 2ω

4. 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 ，P

B.16P ，

1P 4

C.

1P 4

， 16P D.16P ，4P

5．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＝60

Ω，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 V

B ．3.5 V

C ．4 V

D ．5 V

6．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 A

B ．原线圈两端电压的瞬时值表达式为u 1＝1 000sin (100πt ) V

C ．原线圈输入的总功率为2 200 W

D ．降压变压器的匝数比为n 1∶n 2＝40∶9

7. 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mgv

C.副线圈两端电压的有效值为0

kP I

D.整个装置的效率为

0mgv P

8. 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 Ω

C ．滑动变阻器R 消耗的功率为36 W

D ．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1

2v ，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 2

R

B ．圆环运动到位置Ⅱ时加速度为4B 2a 2v 2

mR

C ．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 2

R

D ．圆环从位置Ⅰ运动到位置Ⅱ的过程中，回路产生的电能为3

8

m v 2

12. 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 Ω

B ．甲金属杆在磁场中运动的时间是0.4 s

C ．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 ℃

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 ce

n de

.