2018届人教版高中物理选修3-2检测:第四章《电磁感应》4-6b Word版含解析
人教版高中物理选修3-2第四章《电磁感应》检测题(包含答案)
人教版高中物理选修3-2第四章《电磁感应》检测题(包含答案)1 / 11《电磁感应》检测题一、单选题1.如图所示,螺线管内有一平行于轴线的匀强磁场,规定图中箭头所示方向为磁感应强度B 的正方向,螺线管与U 型导线框efgh 相连,导线框efgh 内有一半径很小的金属圆环L ,圆环与导线框efgh 在同一平面内。
当螺线管内的磁感应强度随时间按图示规律变化时( )A .在1t 时刻,金属圆环L 内的磁通量为零B .在10t - 时间内,金属圆环L 内有逆时针方向的感应电流C .在2t 时刻,金属圆环L 内的感应电流最大D .在23t t -时间内,金属圆环L 有收缩趋势2.如图甲所示,在电阻R =1 Ω,面积S 1=0.3 m 2的圆形线框中心区域存在匀强磁场,圆形磁场区面积S 2=0.2 m 2。
若取磁场方向垂直纸面向外为正方向,磁感应强度B 随时间的变化规律可用图乙描述,则线框中的感应电流I (取顺时针方向为正方向)随时间t 的变化图线是( )A .B .C .D .3.如图所示,虚线两侧有垂直线框平面磁感应强度均为B 的匀强磁场,半径为L 、总电阻为R 的直角扇形导线框OAC 绕垂直于线框平面轴O 以角速度ω匀速转动。
线框从图中所示位置开始计时,设转动周期为T ,在转动过程中,下列说法正确的是( )A .04T ~的过程中,线框内无感应电动势产生 B .42T T ~的过程中,线框内感应电流为22BL Rω C .34T T ~的过程中,线框内感应电流方向为O A C →→ D .转动过程中,线框中产生的是交变电流4.平行金属导轨左端接有阻值为R 的定值电阻,右端接有电容为C 的电容器,平行导轨间距为L 1。
导体棒与导轨接触良好并以恒定的速度v 通过宽为L 2磁感强度为B 的匀强磁场,导体棒和金属导轨电阻不计,则全过程中通过电阻R 的电荷量为A .12BL L q R =B .121BL L CBL vR q R +=C .12BL L CBv q R +=D .12BL L v q R=人教版高中物理选修3-2第四章《电磁感应》检测题(包含答案)3 / 115.如图在竖直方向上的两个匀强磁场1B 和2B 中,各放入一个完全一样的水平金属圆盘a 和b ,它们可绕竖直轴自由转动.用导线将a 盘中心与b 盘边缘相连,b 盘中心与a 盘边缘相连.从上向下看,当a 盘总是顺时针转动时( )A .b 盘总是逆时针转动B .若1B 、2B 同向,b 盘顺时针转动C .若1B 、2B 反向,b 盘顺时针转动D .b 盘总是顺时针转动6.如图所示,正方形导线框abcd 放在匀强磁场中静止不动,磁场方向与线框平面垂直,磁感应强度B 随时间t 的变化关系如图乙所示,t =0时刻,磁感应强度的方向垂直纸面向里。
2017-2018学年高中物理人教版选修3-2检测:第四章 电磁感应4.3楞次定律 Word版含答案
4.3 楞次定律课时作业基础达标1.在电磁感应现象中,下列说法正确的是( )A.感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流原磁场的磁通量的变化B.感应电流的磁场方向总是与引起感应电流的磁场方向相反C.感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流原磁场的磁通量D.感应电流的磁场阻止了引起感应电流原磁场磁通量的变化【解析】根据楞次定律,感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁场磁通量的变化,A对,C错;同时阻碍不是阻止,只是延缓了原磁场磁通量的变化,D错;感应电流的磁场方向与原磁场方向的关系是“增反减同”,选项B错误.【答案】A2.如图所示,一根条形磁铁自左向右穿过一个闭合螺线管,则电路中( )A.始终有感应电流自a向b流过电流表GB.始终有感应电流自b向a流过电流表GC.先有a→G→b方向的感应电流,后有b→G→a方向的感应电流D.将不会产生感应电流【解析】当条形磁铁进入螺线管的时候,闭合线圈中的磁通量增加;当条形磁铁穿出螺线管时,闭合线圈中的磁通量减少,根据楞次定律判断出选项C正确.【答案】C3.如图所示,闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁,磁铁的N极朝下.当磁铁向下运动时(但未插入线圈内部)( )A.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同,磁铁与线圈相互吸引B.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同,磁铁与线圈相互排斥C.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反,磁铁与线圈相互吸引D.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反,磁铁与线圈相互排斥【解析】由题意可知穿过线圈的磁场B方向向下,磁铁向下运动造成穿过线圈的磁通量增加,由楞次定律可知感应电流的磁场方向与B相反,由此可以判定感应电流的方向与题中所标电流方向相同,磁铁与线圈相互排斥.故选项B是正确的.【答案】B4.如图所示,一水平放置的通以恒定电流的圆形线圈1固定,另一较小的圆形线圈2从线圈1的正上方下落,在下落过程中由线圈1的正上方下落到线圈1的正下方的过程中,从上往下看,线圈2中( )A.无感应电流B.有顺时针方向的感应电流C.有先是顺时针方向,后是逆时针方向的感应电流D.有先是逆时针方向,后是顺时针方向的感应电流【解析】线圈1中恒定电流形成的磁场分布情况如图所示.当线圈2从线圈1的正上方下落,并处于线圈1的上方时,磁感线向上,且磁通量增大,根据楞次定律知,线圈2中产生的感应电流的磁场方向向下,由右手螺旋定则,俯视线圈2中感应电流应为顺时针方向;同时,线圈2落至线圈1的正下方时,磁通量向上且是减小的,由楞次定律和右手螺旋定则,俯视线圈2中感应电流应为逆时针方向.【答案】C5.如图所示,金属环所在区域存在着匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里.当磁感应强度逐渐增大时,内、外金属环中感应电流的方向为( )A.外环顺时针、内环逆时针B.外环逆时针、内环顺时针C.内、外环均为逆时针D.内、外环均为顺时针【解析】首先明确研究的回路由外环和内环共同组成,回路中包围的磁场方向垂直纸面向里且内、外环之间的磁通量增加.由楞次定律可知两环之间的感应电流的磁场方向与原磁场方向相反,垂直于纸面向外,再由安培定则判断出感应电流的方向是:在外环沿逆时针方向,在内环沿顺时针方向,故选项B正确.【答案】B6.如图所示,两个相同的轻质铝环套在一根水平光滑绝缘杆上,当一条形磁铁向左运动靠近两环时,两环的运动情况是( )A.同时向左运动,间距增大B.同时向左运动,间距不变C.同时向左运动,间距变小D.同时向右运动,间距增大【解析】当条形磁铁插入铝环的过程中,穿过铝环的磁通量增加,两环为了阻碍磁通量的增加,应向条形磁铁左端磁场越来越弱的方向运动,即两铝环同时向左运动,由于两铝环上感应电流方向相同,故将相互吸引,而使间距变小,所以C正确.【答案】C7.如图表示闭合电路中的一部分导体ab在磁场中做切割磁感线运动的情景,其中能产生由a到b的感应电流的是( )【解析】由右手定则,可知选项A图中感应电流方向由a到b,选项A正确;选项B图导体ab向纸外运动,产生感应电流由b到a,选项B错误;选项C图中由于三角形线框的一部分在磁场中运动;由楞次定律,判断可得导体ab中电流由b到a,故选项C错误;选项D 图中ab棒切割磁感线由右手定则可知,导体棒ab中电流由b到a,故选项D错误.【答案】A8.如图所示,通有恒定电流的螺线管竖直放置,铜环R沿螺线管的轴线加速下落,在下落过程中,环面始终保持水平,铜环先后经过轴线上1、2、3位置时的加速度分别为a1、a2、a3,位置2处于螺线管的中心,位置1、3与位置2等距离,则( )A.a1<a2=g B.a3<a1<gC.a1=a3<a2D.a3<a1<a2【解析】由楞次定律知,感应电流的磁场总是阻碍导体间的相对运动,所以当线圈在位置1时,受到向上的安培力,阻碍靠近,在位置3时,受到向上的安培力,阻碍远离,故a1和a3均小于g,又由于整个下落过程中,铜环速度逐渐增大,而从位置1到位置2和位置2到位置3的磁通量变化相同.但后者所用时间短,所以后者磁通量变化率大,即感应电动势大,感应电流大,圆环在位置3的安培力大,故a3<a1,在位置2时,磁铁内部磁感线为平行等距的匀强磁场,故线圈在位置2附近运动磁通量不变,无感应电流,只受重力,故a2=g.【答案】ABD9.夜晚,楼梯上漆黑一片,但随着我们的脚步声响,楼梯灯亮了;我们登上一层楼,灯光照亮一层楼,而身后的灯则依次熄灭,这种楼梯灯好像能“听到”我们的到来,能“看见”我们的离去,之所以能如此,是因为电路中安装了光声控延时开关,探究这种开关有什么转换器件.【解析】打开光声控开关,内部构造如图.光声控延时开关中安装有光敏感元件,用于感知外界光线的强弱.还安装有声敏感元件用于感知外界声响.当白天外界光线较强时,光声控制延时开关总处于断开状态,灯不亮;当夜晚光线较弱且有声响时光声控延时开关处于导通状态,灯亮,延时一段时间后,开关断开,灯熄灭.【答案】见解析能力提升1.如图所示,在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中,有一质量为m、阻值为R的闭合矩形金属线框abcd用绝缘轻质细杆悬挂在O点,并可绕O点摆动.金属线框从右侧某一位置由静止开始释放,在摆动到左侧最高点的过程中,细杆和金属线框平面始终处于同一平面,且垂直纸面.则线框中感应电流的方向是( )A.a→b→c→d→aB.d→c→b→a→dC.先是d→c→b→a→d,后是a→b→c→d→aD.先是a→b→c→d→a,后是d→c→b→a→d【解析】如题图,磁场方向向上,开始磁通量减小,后来磁通量增大.由“增反减同”可知电流方向是d→c→b→a→d,B项正确.【答案】B2.如图所示,ab是一个可绕垂直于纸面的轴O转动的闭合线圈,在滑动变阻器R的滑片P 向右滑动的过程中,ab线圈将( )A.静止不动B.逆时针转动C.顺时针转动D.发生转动,因电源正负极不明,无法确定转动方向【解析】当P向右滑动时,电路中的总电阻是减小的,因此通过线圈的电流增加,电磁铁两磁极间的磁场增强,穿过ab线圈的磁通量增加,线圈中有感应电流,线圈受磁场力作用发生转动.直接使用楞次定律中的“阻碍”,线圈中的感应电流将阻碍原磁通量的增加,线圈就会通过转动来改变与磁场的正对面积,从而阻碍原磁通量的增加,只有逆时针转动才会减小有效面积,以阻碍磁通量的增加.故选项B正确.【答案】B3.如图所示,粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈.当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时,若线圈始终不动,则关于线圈受到的支持力F N及在水平方向运动趋势的正确判断是( )A.F N先小于mg后大于mg,运动趋势向左B.F N先大于mg后小于mg,运动趋势向左C.F N先小于mg后大于mg,运动趋势向右D.F N先大于mg后小于mg,运动趋势向右【解析】条形磁铁从线圈正上方等高快速经过时,通过线圈的磁通量先增加后又减小.当通过线圈磁通量增加时,为阻碍其增加,在竖直方向上线圈有向下运动的趋势,所以线圈受到的支持力大于其重力,在水平方向上有向右运动的趋势;当通过线圈的磁通量减小时,为阻碍其减小,在竖直方向上线圈有向上运动的趋势,所以线圈受到的支持力小于其重力,在水平方向上有向右运动的趋势.综上所述,线圈所受到的支持力先大于重力后小于重力,运动趋势总是向右.【答案】D4.如图所示,A、B为大小、形状均相同且内壁光滑、用不同材料制成的圆筒,竖直固定在相同高度,两个相同的条形磁铁,同时从A、B上端管口同一高度无初速度同时释放,穿过A管的条形磁铁比穿过B管的条形磁铁先落到地面.下面关于两管的制作材料的描述可能的是( )A.A管是用塑料制成的,B管是用铜制成的B.A管是用铝制成的,B管是用胶木制成的C.A管是用胶木制成的,B管是用塑料制成的D.A管是铜制成的,B管是用塑料制成的【解析】如果圆筒是用金属材料制成的,当条形磁铁进入和离开筒口位置时都会产生感应电流.磁铁和圆筒之间有力的作用,阻碍其产生相对运动,故落地较晚.如果筒由绝缘材料制成,则不会产生感应电流,两者之间没有力的作用.磁铁做自由落体运动通过圆筒,用时较少,先落地.【答案】A5.如图所示,螺线管B置于闭合金属圆环A的轴线上,当B中通过的电流I减小时( )A.环A有缩小的趋势B.环A有扩张的趋势C.螺线管B有缩短的趋势D.螺线管B有伸长的趋势【解析】当B中通过的电流逐渐减小时,穿过A线圈中向右的磁通量逐渐减小,由楞次定律可知,在线圈A中产生顺时针的感应电流(从左向右看),A、B两环之间的作用力使A 有缩小的趋势,故选项A正确;又因为B中电流减小,螺线管环与环之间的作用的引力减小,螺线管B有伸长的趋势,故选项D正确.【答案】AD6.如图所示,Ⅰ是竖直放置的闭合的接有毫安表的螺线管,Ⅱ是悬挂在弹簧下端的(不大)强磁铁棒,现使之在Ⅰ中振动.试用能量转化和守恒的观点分析将会出现什么现象,并说明原因.【答案】由于磁铁棒Ⅱ在线圈中振动,线圈Ⅰ内磁通量不断发生变化,从而产生感应电流,毫安表指针偏转.此过程中由于机械能向电能的不断转化,磁铁棒的振幅不断减小,直至停止振动,原振动的能量全部转化为电能在线圈中消耗.。
人教版高中物理选修3-2检测:第四章《电磁感应》水平测试
第四章水平测试测试时间:90分钟满分:100分一、选择题(本大题共10小题,每小题4分,共40分。
在第1~6题给出的4个选项中,只有一个选项正确;在第7~10题给出的四个选项中,有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
) 1.[2020·长春高二检测]下列说法正确的是( )A.奥斯特发现了电流磁效应;法拉第发现了电磁感应现象B.闭合电路在磁场中做切割磁感线运动,电路中一定会产生感应电流C.线圈中磁通量变化越大,线圈中产生的感应电动势一定越大D.涡流的形成不遵循法拉第电磁感应定律答案 A解析A项由物理学史可知A正确;B项中做切割磁感线运动且使磁通量变化才产生感应电流,故B错;C项中,感应电动势与磁通量变化率成正比,故C 错;涡流也是感生电流,也遵循法拉第电磁感应定律,D项不正确。
2.当一段导线在磁场中做切割磁感线运动时,则( )A.导线中一定有感应电流B.导线中一定有感应电动势C.导线上一定会产生焦耳热D.导线一定受到磁场的作用力,这个力阻碍导线运动答案 B解析导体切割磁感线一定能产生感应电动势,但如果不是闭合回路,则没有感应电流,也不会产生焦耳热,也不会受安培力,故B正确,A、C、D错。
3.如图所示,竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R,质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦,棒与导轨的电阻均不计,整个装置放在匀强磁场中,磁场方向与导轨平面垂直,棒在竖直向上的恒力F作用下做加速上升运动的一段时间内,力F做的功与安培力做的功的代数和等于( )A.棒的机械能增加量B.棒的动能增加量C.棒的重力势能增加量D.电阻R上放出的热量答案 A解析根据动能定理可知:W F+W安+W G=12mv2。
其中,安培力、重力均做负功,外力F做正功,则由上式可得A正确,B、C错误;D选项中电阻上放出的热量应等于克服安培力所做的功,故D错误。
4.如图,EOF和E′O′F′为空间一匀强磁场的边界,其中EO∥E′O′,FO∥F′O′,且EO⊥OF;OO′为∠EOF的角平分线,OO′间的距离为l;磁场方向垂直于纸面向里。
2017-2018学年高中物理人教版选修3-2检测:第四章 电磁感应4.4法拉第电磁感应定律 Word版含答案
4.4 法拉第电磁感应定律课时作业 基础达标1.下列说法正确的是( )A .线圈中磁通量变化越大,线圈中产生的感应电动势一定越大B .线圈中磁通量越大,线圈中产生的感应电动势一定越大C .线圈放在磁场越强的位置,线圈中产生的感应电动势一定越大D .线圈中磁通量变化的越快,线圈中产生的感应电动势越大 【解析】 根据法拉第电磁感应定律可知D 正确. 【答案】 D2.一根直导线长0.1 m ,在磁感应强度为0.1 T 的匀强磁场中以10 m /s 的速度匀速运动,则导线中产生的感应电动势描述错误的是( )A .一定为0.1 VB .可能为零C .可能为0.01 VD .最大值为0.1 V【解析】 当公式E =BLv sin θ中B ,l ,v 互相垂直时,导体切割磁感线运动的感应电动势最大,E m =BLv =0.1×0.1×10 V =0.1 V ,考虑到它们三者的空间位置关系,所以描述错误的只有A .【答案】 A 3.用均匀导线做成的正方形线框边长为0.2 m ,正方形的一半放在垂直纸面向里的匀强磁场中,如图所示,当磁场以10 T /s 的变化率增强时,线框中a 、b 两点电势差是( )A .U ab =0.1 VB .U ab =-0.1 VC .U ab =0.2 VD .U ab =-0.2 V【解析】题中正方形线框的左半部分磁通量变化而产生感应电动势,从而在线框中有感应电流,把左半部分线框看成电源,其电动势为E ,内电阻为r2,画出等效电路如图所示,则ab 两点间的电势差即为电源的路端电压,设l是边长,且依题意知ΔBΔt=10 T/s. 由E=ΔΦΔt得E=ΔBSΔt=ΔBΔt·l22=10×0.222V=0.2 V|U ab|=r2I=Er2+r2·r2=0.2r×r2V=0.1 V由于a点电势低于b点电势,故U ab=-0.1 V,即B选项正确.【答案】B4.如图所示,闭合开关S,将条形磁铁两次插入闭合线圈,第一次用0.2 s,第二次用0.4 s,并且两次的起始和终止位置相同,则( )A.第一次磁通量变化较大B.第一次G的最大偏角较大C.第一次经过G的总电荷量较多D.若开关S断开,G不偏转,故两次均无感应电动势【解析】由于两次插入过程条形磁铁的起始位置和终止位置相同,因此磁通量的变化量ΔΦ相同,故选项A错误;根据E=nΔΦΔt可知,第一次磁通量的变化率较大,感应电动势较大,而闭合电路的总电阻相同,故第一次G的最大偏转角度较大,选项B正确;通过G的电荷量q=I·Δt=ERΔt=ΔΦR,即两次通过G的电荷量相等,选项C错误,若S断开,电路中无电流,但仍存在感应电动势,选项D错误.【答案】B5.如图所示,长为L的金属导线弯成一个圆环,导线的两端接在电容为C的平行板电容器上,P 、Q 为电容器的两个极板,磁场垂直于环面向里,磁感应强度以B =B 0+kt(k>0)随时间变化,t =0时,P 、Q 两板电势相等,两板间的距离远小于环的半径,经时间t ,电容器P 板( )A .不带电B .所带电荷量与t 成正比C .带正电,电荷量是kL 2C4πD .带负电,电荷量是kL 2C4π【解析】 磁感应强度以B =B 0+kt(k>0)随时间变化,由法拉第电磁感应定律得E =ΔΦΔt=ΔB Δt S =kS ,而S =L 24π,经时间t 电容器极板P 所带电荷量Q =E·C=kL24π·C,由楞次定律可知,P 板带负电,故选项D 正确.【答案】 D 6.如图所示,PQRS 为一正方形导线框,它以恒定速度向右进入以MN 为边界的匀强磁场,磁场方向垂直于线框平面,边界MN 与线框的边成45°角,E 、F 分别为PS 和PQ 的中点.关于线框中的感应电流,正确的说法是( )A .当E 点经过边界MN 时,线框中感应电流最大B .当P 点经过边界MN 时,线框中感应电流最大C .当F 点经过边界MN 时,线框中感应电流最大D .当Q 点经过边界MN 时,线框中感应电流最大【解析】 当P 点开始进磁场时,R 点也开始进磁场,这是因为PR 连线与MN 平行,这时切割磁感线的有效长度为最大,等于RS.所以,回路产生的感应电动势最大,电流也最大,选项B 正确.【答案】 B 7.一个电阻是R ,半径为r 的单匝线圈放在磁感应强度为B 的匀强磁场中,如图所示,若以线圈的直径为轴旋转180°,则在此过程中,导线横截面上通过的电荷量为( )A .0B .B πr2RC .2Bπr 2R D .4B πr 2R【解析】 由法拉第电磁感应定律知,此过程中的平均感应电动势E -=ΔΦΔt =2BS Δt ,平均电流I -=E -R ,故导线截面上通过的电荷量q =I -Δt =2BS R =2πBr 2R.【答案】 C 8.如图所示,导体AB 的长为2R ,绕O 点以角速度ω匀速转动,OB 为R ,且OBA 三点在一条直线上,有一匀强磁场磁感应强度为B ,充满转动平面且与转动平面垂直,那么AB 两端的电势差为( )A .12BωR 2 B .2BωR 2 C .4BωR 2 D .6BωR 2【解析】 设经过t ,磁通量的变化量ΔΦ=B ΔS =Bωt 2(3R)2-B ωt 2R 2=4B ωtR 2. 由法拉第电磁感应定律,得U AB =ΔΦΔt =4BωtR 2t=4BωR 2.【答案】 C 9.如图所示,在宽为0.5 m 的平行导轨上垂直导轨放置一个有效电阻为r =0.6 Ω的直导体棒,在导轨的两端分别连接两个电阻R 1=4 Ω、R 2=6 Ω,其他电阻不计.整个装置处在垂直导轨向里的匀强磁场中,如图所示,磁感应强度B =0.1 T .当直导体棒在导体上以v =6 m /s 的速度向右运动时,求:直导体棒两端的电压和流过电阻R 1和R 2的电流大小.【解析】本题可由法拉第电磁感应定律直接求感应电动势,然后根据等效电路,由欧姆定律计算电流大小.由题意可画出如右图所示的电路图,则感应电动势 E =Blv =0.1×0.5×6 V =0.3 V U ab =ER 外R 外+r =0.3×2.42.4+0.6V =0.24 V ,I 1=U ab R 1=0.244 A =0.06 AI 2=U ab R 2=0.246A =0.04 A .【答案】 0.24 V 0.06 A 0.04 A能力提升1.一正方形闭合导线框abcd 边长L =0.1 m ,各边电阻均为1 Ω,bc 边位于x 轴上,在x 轴原点O 右方有宽L =0.1 m 、磁感应强度为1 T 、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域,如图所示.在线框以恒定速度4 m /s 沿x 轴正方向穿越磁场区域的过程中,如图所示的各图中,能正确表示线框从进入到穿出磁场过程中,ab 边两端电势差U ab 随位置变化情况的是( )【解析】 当ab 边进入磁场时,ab 为电源,U ab 为路端电压,U ab =34BLv =0.3 V ;当ab边出磁场时,dc 为电源,U ab =14BLv =0.1 V ,且方向相同,故B 项正确.【答案】 B2.如图所示,在下列情况下电流计G中有电流通过的是(B为匀强磁场)( )A.MN向左匀速运动的过程中B.MN向左加速运动的过程中C.MN向右匀速运动的过程中D.MN向右加速运动的过程中【解析】电流计中如果有电流,线圈a中应有变化的磁场,线圈a中的磁场由线圈b 中的电流产生,则线圈b中电流一定是变化的,线圈b中的电流是MN切割磁感线运动产生,则MN必定做变速运动,所以选项B、D正确.【答案】BD3.在图中,EF、GH为平行的金属导轨,其电阻不计,R为电阻,C为电容器,AB为可在EF和GH上滑动的导体横杆.有匀强磁场垂直于导轨平面.若用I1和I2分别表示图中该处导线中的电流,则当横杆AB( )A.匀速滑动时,I1=0,I2=0B.匀速滑动时,I1≠0,I2≠0C.加速滑动时,I1=0,I2=0D.加速滑动时,I1≠0,I2≠0【解析】导体棒水平运动时产生感应电动势,对整个电路,可把AB棒看做电源,等效电路如下图所示.当棒匀速滑动时,电动势E不变,故I1≠0,I2=0.当棒加速运动时,电动势E不断变大,电容器不断充电,故I1≠0,I2≠0.【答案】D4.穿过某闭合线圈的磁通量Φ,随时间t按如图所示的正弦规律变化.t1时刻磁通量Φ1最大,t3时刻磁通量Φ3=0,时间Δt1=t2-t1和Δt2=t3-t2相等,在Δt1和Δt2时间内闭合线圈中感应电动势的平均值分别为E1和E2,在t2时刻感应电动势的瞬时值为e,则( )A.E1>E2B.E1<E2C.E1>e>E2D.E2>e>E1【解析】仔细研究图,看两个直角三角形:平行于纵轴(Φ轴)的直角边,相当于磁通量的改变量;平行于横轴(t轴)的直角边,为对应的物理过程所经历的时间;斜边的斜率,即ΔΦ/Δt,为相应时间内感应电动势的平均值,图非常直观地显示E2>E1.某时刻感应电动势的瞬时值与Φ-t图象在该时刻切线的斜率对应.t2时刻Φ-t图线的切线已画在图上,不难看出E2>e>E1.【答案】BD5.如图所示,一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路.虚线MN右侧是磁感应强度为B的匀强磁场.方向垂直于回路所在的平面.回路以速度v向右匀速进入磁场,直径CD始终与MN 垂直.从D点到达边界开始到C点进入磁场为止,下列结论正确的是( ) A.感应电流方向不变B.CD段直线始终不受安培力C.感应电动势最大值E=BavD.感应电动势平均值E=14πBav【解析】在闭合电路进入磁场的过程中,通过闭合电路的磁通量逐渐增大,根据楞次定律可知感应电流的方向为逆时针方向不变,A正确.根据左手定则可以判断,CD段受安培力向下,B不正确.当半圆闭合回路进入磁场一半时,等效长度最大为a,这时感应电动势最大为E=Bav,C正确.感应电动势平均值E=ΔΦΔt=B·12πa22av=14πBav,D正确.【答案】ACD6.如图所示,矩形线圈在0.01 s内由原始位置Ⅰ转落至位置Ⅱ.已知ad=5×10-2m,ab=20×10-2m,匀强磁场的磁感应强度B=2 T,R1=R3=1 Ω,R2=R4=3 Ω.求:(1)平均感应电动势;(2)转落时,通过各电阻的平均电流.(线圈的电阻忽略不计)【解析】线圈由位置Ⅰ转落至位置Ⅱ的过程中,穿过线圈的磁通量Φ发生变化,即产生感应电动势,视这一线圈为一等效电源,线圈内部为内电路,线圈外部为外电路,然后根据闭合电路欧姆定律求解.(1)设线圈在位置Ⅰ时,穿过它的磁通量为Φ1,线圈在位置Ⅱ时,穿过它的磁通量为Φ2,有Φ1=BS cos60°=1×10-2Wb,Φ2=BS=2×10-2Wb,所以ΔΦ=Φ2-Φ1=1×10-2Wb.根据法拉第电磁感应定律可得E=ΔΦΔt=1 V.(2)将具有感应电动势的线圈等效为电源,其外电路的总电阻R=R3+R4R1+R2R1+R2+R3+R4=2 Ω.根据闭合电路欧姆定律得总电流I=ER=12A=0.5 A.通过各电阻的电流I′=12I=0.25 A.【答案】(1)1 V(2)0.25 A。
《金版教程》2018-2019学年人教版高中物理选修3-2检测:第四章《电磁感应》4-习题课b Word版含解析
04课后提升考能1.A.线圈中感应电动势每秒增加2 VB.线圈中感应电动势每秒减小2 VC.线圈中无感应电动势D.线圈中感应电动势大小不变答案 D解析因线圈的磁通量均匀变化,所以磁通量的变化率ΔΦΔt为一定值,又因为是单匝线圈,据E=ΔΦΔt可知选项D正确。
2.如图所示,在竖直向下的匀强磁场中,将一水平放置的金属棒ab以水平速度v0抛出,运动过程中棒的取向不变,不计空气阻力,那么金属棒内产生的感应电动势将( )A.越来越大B.越来越小C.保持不变D.方向不变,大小改变答案 C解析由于导体棒中无感应电流,故棒只受重力作用,导体棒做平抛运动,水平速度v0不变,即切割磁感线的速度不变,故感应电动势保持不变。
3.[2018·课标全国卷Ⅰ]如图(a),线圈ab、cd绕在同一软铁芯上。
在ab线圈中通以变化的电流,用示波器测得线圈cd间电压如图(b)所示,已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比,则下列描述线圈ab中电流随时间变化关系的图中,可能正确的是( )答案 C解析 根据题图(b)可知:cd 两端在0~0.5 s 产生恒定的电压,根据法拉第电磁感应定律,穿过线圈的磁通量均匀变化,即ΔiΔt恒定不变,故选项C 正确,A 、B 、D 错误。
4. 如图所示,在匀强磁场中,MN 、PQ 是两条平行金属导轨,而ab 、cd 为串有电压表和电流表的两根金属棒,两只电表可看成理想电表。
当两棒以相同速度向右匀速运动时(运动过程中两棒始终与导轨接触)( )A .电压表有读数;电流表有读数B .电压表无读数;电流表无读数C .电压表有读数;电流表无读数D .电压表无读数;电流表有读数答案 B解析 在两棒以相同速度向右匀速运动的过程中,磁通量不变,无感应电流产生。
根据电压表和电流表的测量原理知,两表均无读数。
5. (多选)如图所示,水平面内两光滑的平行金属导轨,左端与电阻R 相连接,匀强磁场B 竖直向下分布在导轨所在的空间内,质量一定的金属棒垂直于导轨并与导轨接触良好。
2017-2018学年高中物理人教版选修3-2检测:第四章 电磁感应4.6互感和自感
2017-2018学年高中物理人教版选修3-2检测:第四章 电磁感应4.6互感和自感一、单选题1. 下列关于自感现象的说法中,不正确的是( )A.自感现象是由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象B.线圈中自感电动势的方向总与引起自感的原电流的方向相反C.线圈中自感电动势的大小与穿过线圈的磁通量变化的快慢有关D.加铁芯后线圈的自感系数比没有铁芯时要大2. 如图所示,L是一个带有铁芯的线圈,灯正常发光,当S断开时,出现的情况是()A.灯立即熄灭B.灯逐渐熄灭C.灯比原来更亮一些,再逐渐熄灭D.灯比原来更亮一些,再突然熄灭3. 如图所示灯L A、L B完全相同,带铁芯的线圈L的电阻可忽略.则( )A.S闭合的瞬间,L A、L B同时发光,接着L A变暗,L B更亮,最后L A熄灭B.S闭合瞬间,L A不亮,L B立即亮C.S闭合瞬间,L A、L B都不立即亮D.稳定后再断开S的瞬间,L B熄灭,L A比L B(原先亮度)更亮4. 如图所示电路,L是自感系数较大的线圈,在滑动变阻器的滑动片P从B端迅速滑向A端的过程中,经过AB中点C时通过线圈的电流为I1;P从A 端迅速滑向B端的过程中,经过C点时通过线圈的电流为I2;P固定在C点不动,达到稳定时通过线圈的电流为I0。
则A.I1=I2=I0B.I1>I0>I2C.I1=I2>I0D.I1<I0<I25. 在如图所示电路中,L为电阻很小的线圈,G1和G2为零点在表盘中央的相同的电流表.当开关S闭合时,电流表G1指针偏向右方,那么当开关S断开时,将出现的现象是( ).A.G1和G2指针都立即回到零点B.G1指针立即回到零点,而G2指针缓慢地回到零点C.G1指针缓慢回到零点,而G2指针先立即偏向右方,然后缓慢地回到零点D.G1指针立即偏向左方,然后缓慢地回到零点,而G2指针缓慢地回到零点6. 某同学为了验证断电自感现象,自己找来带铁芯的线圈L、小灯泡A、开关S和电池组E ,用导线将它们连接成如图所示的电路.检查电路后,闭合开关S ,小灯泡发光;再断开开关S ,小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象.虽然多次重复,仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象,他冥思苦想找不出原因.你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是( )A.电源的内阻较大B.小灯泡电阻偏大C.线圈电阻偏大D.线圈的自感系数较大7. 在制作精密电阻时,为了消除使用过程中由于电流变化而引起的自感现象,采取了双线绕法,如图所示,其道理是( )A.当电路中的电流变化时,两股导线中产生的自感电动势互相抵消B.当电路中的电流变化时,两股导线中产生的感应电流互相抵消C.当电路中的电流变化时,两股导线中产生的磁通量互相抵消D.以上说法均不对8. 如右图所示的电路,线圈L的直流电阻不计,则( )A.S闭合瞬间,A板带正电,B板带负电B.S保持闭合,A板带正电,B板带负电C.S断开瞬间,A板带正电,B板带负电D.由于线圈电阻不计,电容器被短路,上述三种情况下两板都不带电二、多选题9. 如图所示的电路,可用来测定自感系数较大的线圈的直流电阻,线圈两端并联一个电压表,用来测量自感线圈两端的直流电压,在实验完毕后,将电路拆开时应( ) A .先断开开关S 1B .先断开开关S 2C .先拆去电流表D .先拆去电阻R 10. 如图所示的电路中,电源的电动势为E ,内阻为r ,电感L 的电阻不计,电阻R 的阻值大于灯泡D 的阻值,在t =0时刻闭合开关S ,经过一段时间后,在t =t 1时刻断开S ,下列表示A 、B 两点间电压U AB 随时间t 变化的图象中,正确的是() A. B. C. D. 11. 在日光灯电路中接有启动器、镇流器和日光灯管,下列说法中正确的是( )A .日光灯点燃后,镇流器、启动器都不起作用B .镇流器在点燃灯管时产生瞬时高压,点燃后起降压限流作用C .日光灯点亮后,启动器不再起作用,可以将启动器去掉D .日光灯点亮后,使镇流器短路,日光灯仍能正常发光,并能降低对电能的消耗三、解答题12. 有一个被称为“千人震”的趣味物理小实验,实验是用一节电动势为1.5 V的新干电池、几根导线、开关和一个用于日光灯上的镇流器,几位做这个实验的同学手拉手成一串,另一位同学将电池、镇流器(自感系数很大的线圈)、开关用导线将他们首、尾两位同学两个空着的手相连.如图所示,在开关通或断时就会使连成一串的同学都有触电的感觉.请你说明该实验的原理,并说明人有触电感觉时是开关接通还是开关断开的瞬间?为什么?13. 如图所示,图甲为某同学研究自感现象的实验电路图,用电流传感器显示各时刻通过线圈L的电流.电路中电灯的电阻R1=6.0 Ω,定值电阻R=2.0 Ω,A、B间的电压U=6.0 V.开关S原来闭合,电路处于稳定状态,在t1=1.0×10-3s时刻断开开关S,该时刻前后电流传感器显示的电流I 随时间t变化的图线如图乙所示.(1)求出线圈L的电阻R L;(2)在图甲中,断开开关后通过电灯的电流方向如何?(3)在t2=1.6×10-3s时刻线圈L中的感应电动势的大小是多少?。
人教版高中物理选修3-2第四章电磁感应质量检查答案
蚌埠五中物理(选修3—2)第四章电磁感应质量检查答案
一、选择题:
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案
C
D
D
C
B
A
BCD
B
D
AC
二.填空题:
11、解析:⑴感应电流的大小和方向均不发生改变。
因为金属棒滑到圆弧任意位置时,回路中磁通量的变化率相同。
⑵0—t 0时间内,设回路中感应电动势大小为E 0,感应电流为I ,感应电流产生的焦耳热为Q ,由法拉第电磁感应定律:2000
B E L t t φ
∆=
=∆ 根据闭合电路的欧姆定律:0E I R
=
由焦耳定律有:422
0L B Q I Rt t R
==
解得:4200L B Q t R = 答案:420
0L B Q t R
=
12、解析:炮弹的加速度为:F IwB
a m m
=
= 炮弹做匀加速运动,有:2
2v aL =
解得:2
50.610 A 2mv I BwL
=
=⨯ 答案:50.610 A ⨯ 三.计算与简答:
13、解:⑴设ab 上产生的感应电动势为E ,回路中电流为I ,ab 运动距离s 所用的时间为
t ,则有:E =BLv 4E I R = s
t t
= Q =I 2(4R )t 由上述方程得:224QR v B l s
=
⑵设电容器两极板间的电势差为U ,则有:U =IR 电容器所带电荷量为:q =CU 解得:CQR
q Bls
=
14、解:⑴线框MN 边刚进入磁场时有:。
《金版教程》2017-2018学年人教版高中物理选修3-2检测:第四章《电磁感应》4-5a Word版含解析
03 随堂对点训练知识点一感生电动势1.(多选)下列说法中正确的是()A.感生电场是由变化的磁场产生B.恒定的磁场也能在周围空间产生感生电场C.感生电场的方向也同样可以用楞次定律来判定D.感生电场的电场线是闭合曲线,其方向一定是沿逆时针方向答案AC解析磁场变化时在空间激发感生电场,其方向与所产生的感应电流方向相同,可由楞次定律判定,A、C项正确。
知识点二动生电动势2. (多选)如图所示,导体AB在做切割磁感线运动时,将产生一个感应电动势,因而在电路中有电流通过,下列说法中正确的是()A.因导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势B.动生电动势的产生与洛伦兹力有关C.动生电动势的产生与电场力有关D.动生电动势和感生电动势产生的原因是一样的答案AB解析根据动生电动势的定义,A项正确。
动生电动势中的非静电力与洛伦兹力有关,感生电动势中的非静电力与感生电场有关,B 项正确,C 、D 项错误。
3.如图所示,线框三条竖直边长度和电阻均相同,横边电阻不计。
它以速度v 匀速向右平动,当ab 边刚进入虚线内匀强磁场时,a 、b 间的电势差为U ,当cd 边刚进入磁场时,c 、d 间的电势差为( )A .UB .2U C.12U D.32U 答案 B解析 当ab 边进入磁场时,若感应电动势为E ,由于ab 相当于电源,cd 与ef 并联相当于外电路,所以U =13E 。
当cd 边进入磁场时,感应电动势不变,ab 与cd 并联相当于电源,ef 相当于外电路,此时c 、d 间电势差U ′=23E =2U ,选项B 正确。
4.[2015·启东高二检测](多选)如图所示,金属杆ab 以恒定的速率v 在光滑平行导轨上向右滑行,设整个电路中总电阻为R (恒定不变),整个装置置于垂直纸面向里的匀强磁场中,下列叙述正确的是( )A .ab 杆中的电流与速率v 成正比B .磁场作用于ab 杆的安培力与速率v 成正比C .电阻R 上产生的电热功率与速率v 的平方成正比D .外力对ab 杆做功的功率与速率v 的平方成正比答案 ABCD解析 由E =BL v 和I =E R 得:I =BL v R 。
人教版高中物理选修3-2检测:第四章《电磁感应》4-6b
04课后提升考能A.线圈的自感系数越大,自感电动势一定越大B.线圈中的电流等于零时,自感系数也等于零C.线圈中电流变化越快,自感系数越大D.线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯决定答案 D解析线圈的自感系数是由线圈本身的因素及有无铁芯决定的,与有无电流、电流变化情况都没有关系,故B、C错误,D正确;自感电动势的大小除了与自感系数有关,还与电流的变化率有关,故A错误。
2.关于自感现象,下列说法中正确的是( )A.自感现象是线圈自身的电流变化而引起的电磁感应现象B.自感电动势总是阻止原电流的变化C.自感电动势的方向总与原电流方向相反D.自感电动势的方向总与原电流方向相同答案 A解析自感现象是线圈自身的电流变化而引起的电磁感应现象,在自感现象中自感电动势总是阻碍原电流的变化,不是阻止,所以选项B错。
当原电流减小时,自感电动势与原电流的方向相同,当原电流增加时,自感电动势与原电流方向相反,所以选项C、D错。
3.如图甲所示,A、B两绝缘金属环套在同一铁芯上,A环中电流i A随时间t的变化规律如图乙所示,下列说法中正确的是( )A.t1时刻,两环作用力最大B.t2和t3时刻,两环相互吸引C.t2时刻两环相互吸引,t3时刻两环相互排斥D.t3和t4时刻,两环相互吸引答案 B解析t1时刻感应电流为零,故两环作用力为零,则A错误;t2时刻A环中电流在减小,则B环中产生与A环中同向的电流,故相互吸引,B正确;t3时刻同理也应相互吸引,故C也错;t4时刻A中电流为零,两环无相互作用。
D错。
4.[2020·荆州高二检测](多选)用电流传感器可以清楚地演示通电自感对电路中电流的影响,不一定要用两个灯泡作对比。
电流传感器的作用相当于一个电流表,实验就用电流表的符号表示。
它与电流表的一个重要区别在于,传感器与计算机相结合能够即时反映电流的迅速变化,并能在屏幕上显示电流随时间变化的图象。
先按图甲连接电路,测一次后,可以拆掉线圈,按图乙再测一次,得到(a)、(b)图象。
人教版高中物理选修3-2第四章《电磁感应》检测题(包含答案)
人教版高中物理选修3-2第四章《电磁感应》检测题(包含答案)1 / 9《电磁感应》检测题一、单选题1.如图所示,一对光滑的平行金属导轨(电阻不计)固定在同一水平面内,导轨足够长且间距为L ,左端接有阻值为R 的电阻,一质量为m 、长度为L 的匀质金属棒cd 放置在导轨上,金属棒的电阻为r ,整个装置置于方向竖直向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度为B .金属棒在水平向右的外力作用下,由静止开始做加速度大小为a 的匀加速直线运动,经过的位移为s 时,则()A .金属棒中感应电流方向由d 到c B.金属棒产生的感应电流电动势为C.金属棒中感应电流为R r + D .水平拉力F的大小为2B L R r+ 2.如图甲、乙所示的电路中,电阻R 的阻值小于灯A 的电阻,电路稳定时自感线圈L 的电阻为零,则( )A .在电路甲中,接通S 时,A 将立即亮起来B .在电路甲中,接通S 稳定后断开S ,A 将先变得更亮,然后逐渐变暗C .在电路乙中,接通S 时,A 将逐渐亮起来D .在电路乙中,接通S 稳定后断开S ,A 将先变得更亮,然后逐渐变暗3.如图所示,在光滑的金属导轨上有一根金属杆,金属导轨的电阻不计,金属杆的电阻为R ,匀强磁场匀强磁场垂直于导轨平面,当金属杆以不同速度匀速滑行相同的位移时( )A.杆产生的感应电动势相等 B.外力对杆做功相同C.杆中产生热量相同 D.通过杆的截面的电量相等4.下列关于电磁感应现象的说法中,正确的是()A.穿过闭合电路中的磁通量增大,但闭合电路中感应电流可能减小B.穿过闭合电路中的磁通量为零的瞬间,闭合电路中不可能有感应电流C.穿过闭合电路中的磁通量减小,则闭合电路中的感应电动势一定减小D.穿过闭合电路中的磁通量变化越来越快,但闭合电路中感应电动势可能不变5.如图所示,两根足够长且平行的光滑金属导轨PP’、QQ’倾斜放置,匀强磁场垂直于导轨平面,导轨的上端P、Q分别用导线与水平正对放置的两金属板M、N相连,板间距离足够大,开始时金属板未带电,板间有一带正电微粒,金属棒ab水平跨放在导轨上。
2018-2019学年人教版高中物理选修3-2课件:第四章《电磁感应》4-6
如图乙所示的电路原是闭合的,当开关 S 断开瞬间,流经 L 内向右的电流减小,L 内产生的自感电动 势阻碍电流减小,这时 D 点电势比 C 点电势高,流经灯 A 的电流是感应电流,方向 D→A→C。 可见当导体中的电流增大时,自感电动势就阻碍电流的增大,其方向与电流的方向相反。 当导体中的电流减小时,自感电动势就阻碍电流的减小,其方向与电流方向相同,对电流的减小起到 补偿作用。
提示:互感现象属于电磁感应现象,所以遵守楞次定律和法拉第电磁感应定律。
二、自感现象 1.自感 一个线圈中的电流 变化时,它所产生的 变化 的磁场在它本身激发出感应电动势的现象。 2.通电自感和断电自感 电路 现象 自感电动势的作用
通电 自感
接通电源的瞬间,灯泡 L1 较慢地亮起来
阻碍电流的增加
电路
变化率很大引起的。
(3)对于同一线圈,当电流变化较快时,线圈中的自感电动势也较大。( √ ) ΔI 提示:由 E=L 知,对于同一线圈,自感系数确定,当电流变化越快时,线圈中产生的自感电动势也 Δt
越大。
三、磁场的能量 1.自感现象中的磁场能量 (1)线圈中电流从无到有时:磁场从无到有,电源把能量输送给 磁场,储存在 磁场 中。 (2)线圈中电流减小时: 磁场 中的能量释放出来转化为电能。 2.电的“惯性” 自感电动势有阻碍线圈中 电流变化 的“惯性”。 想一想 无轨电车在行驶的过程中,为什么车顶上的车弓处会产生电火花?
3.自感电动势 ΔΦ (1)大小:根据法拉第电磁感应定律:E=n ,由于磁通量的变化是电流的变化引起的,故自感电动 Δt ΔI 势的大小与电流的变化快慢有关,可表示成:E 自=L ,式中 L 称为自感系数。 Δt (2)对线圈内自感电动势方向的理解 楞次定律在这里可表达成“自感电动势具有这样的方向, 它总是阻碍引起自感电动势的电流的变化”。 当流过导体的电流减弱时,自感电动势的方向与原电流的方向相同;当流过导体的电流增强时,自感电动 势的方向与原电流的方向相反。所以研究自感电动势的方向要从研究导体中电流的变化着手。如下图甲所 示,当开关 S 接通的瞬间,L 内的电流方向是由左向右,当 S 闭合后,由于电路的总电阻减小,闭合瞬间 L 内电流增大,L 内产生的自感电动势阻碍其电流增大,所以自感电动势的方向向左。
人教版高中物理选修3-2第四章 《电磁感应》单元检测题
人教版高中物理选修3-2第四章 《电磁感应》单元检测题一、单选题1. 如图所示,金属杆ab静止放在水平固定的“U”形金属框上,整个装置处于竖直向上的磁场中,当磁感应强度均匀增大时,金属杆ab总保持静)止.则(A.杆中感应电流方向从b到aB.杆中感应电流大小保持不变C.金属杆所受安培力大小保持不变D.金属杆所受安培力水平向右2. 如图所示,L是电阻不计的自感线圈,C是电容器,E为电源,在开关S闭合和断开时,关于电容器的带电情况,下列说法正确的是()A.S闭合瞬间,A板带正电,B板带负电B.S保持闭合,A板带正电,B板带负电C.S断开瞬间,A板带正电,B板带负电D.由于线圈L的电阻不计,电容器被短路,上述三种情况下电容器均不带电3. 磁铁在线圈中心上方开始运动时,线圈中产生如图方向的感应电流,则磁铁()A.向上运动B.向下运动C.向左运动D.向右运动4. 如图所示,空间分布着宽为L,方向垂直于纸面向里的匀强磁场.一金属线框从磁场左边界匀速向右通过磁场区域.规定逆时针方向为电流的正方向,则感应电流随位移变化的关系图象(i-x)正确的是:( )A.B.C.D.5. 如图所示的电路中,P、Q为两相同的灯泡,L的电阻不计,则下列说法正确的是( )A.S断开瞬间,P立即熄灭,Q过一会儿才熄灭B.S接通瞬间,P、Q同时达到正常发光C.S断开瞬间,通过P的电流从右向左D.S断开瞬间,通过Q的电流与原来方向相反6. 如图所示,在一水平光滑绝缘塑料板上有一环形凹槽,有一带正电小球质量为m、电荷量为q,在槽内沿顺时针做匀速圆周运动,现加一竖直向上的均匀变化的匀强磁场,且B逐渐增加,则( )A.小球速度变大B.小球速度变小C.小球速度不变D.以上三种情况都有可能7. 穿过某线圈的磁通量随时间变化的关系如图所示,在下列几段时间内,线圈中感应电动势最小的是( )A.0~2 sB.2 s~4 sC.4 s~5 sD.5 s~10 s8. 如图所示,闭合线圈正上方附近有一竖直放置的条形磁铁,磁铁的N极朝下但未插入线圈内部.在磁铁向上运动远离线圈的过程中()A.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同,磁铁与线圈相互吸引B.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同,磁铁与线圈相互排斥C.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反,磁铁与线圈相互吸引D.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反,磁铁与线圈相互排斥9. 一个足够长的竖直放置的磁铁结构如图所示.在图甲中磁铁的两个磁极分别为同心的圆和圆环.在两极之间的缝隙中,存在辐射状的磁场,磁场方向水平向外,某点的磁感应强度大小与该点到磁极中心轴的距离成反比.用横截面积一定的细金属丝制成的圆形单匝线圈,从某高度被二、多选题无初速释放,在磁极缝隙间下落的过程中,线圈平面始终水平且保持与磁极共轴.线圈被释放后()A .线圈中没有感应电流,线圈做自由落体运动B .在图甲俯视图中,线圈中感应电流沿逆时针方向C .线圈有最大速度,线圈半径越大,最大速度越小D .线圈有最大速度,线圈半径越大,最大速度越大10. 如图所示,一磁铁用细线悬挂,一个很长的铜管固定在磁铁的正下方,开始时磁铁上端与铜管上端相平.烧断细线,磁铁落入铜管的过程中,下列说法正确的是()①磁铁下落的加速度先增大,后减小;②磁铁下落的加速度恒定;③磁铁下落的加速度一直减小直到为零;④磁铁下落的速度先增大后减小;⑤磁铁下落的速度逐渐增大,最后匀速运动.A .只有②正确B .只有①④正确C .只有①⑤正确D .只有③⑤正确11. 如图所示,空间存在一有边界的条形匀强磁场区域,磁场方向与竖直平面(纸面)垂直,磁场边界的间距为L .一个质量为m 、边长也为L 的正方形导线框沿竖直方向运动,线框所在平面始终与磁场方向垂直,且线框上、下边始终与磁场的边界平行.t =0时刻导线框的上边恰好与磁场的下边界重合(图中位置Ⅰ),导线框的速度为v 0.经历一段时间后,当导线框的下边恰好与磁场的上边界重合时(图中位置Ⅱ),导线框的速度刚好为零.此后,导线框下落,经过一段时间回到初始位置Ⅰ(不计空气阻力),则( )A.上升过程中合力做的功与下降过程中合力做的功相等B.上升过程中线框产生的热量比下降过程中线框产生的热量多C.上升过程中,导线框的加速度逐渐减小D.上升过程克服重力做功的平均功率小于下降过程重力的平均功率12. 如图所示,闭合螺线管固定在置于光滑水平面上的小车上,现将一条形磁铁从左向右插入螺线管中.则( )A.车将向右运动B.使条形磁铁向右插入时外力所做的功全部由螺线管转变为电能,最终转化为螺线管的内能C.条形磁铁会受到向左的力D.车会受到向左的力13. 如图所示,在方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中,沿水平面固定一个V字型金属框架CAD,已知∠A=θ,导体棒EF在框架上从A点开始在拉力F作用下,沿垂直EF方向以速度v匀速向右平移,使导体棒和框架始终构成等腰三角形回路.已知框架和导体棒的材料和横截面积均相同,其单位长度的电阻均为R,框架和导体棒均足够长,导体棒运动中始终与磁场方向垂直,且与框架接触良好.关于回路中的电流I、拉力F 和电路消耗的电功率P与水平移动的距离x变化规律的图象中正确的是( )A.B.C.D.14. 如图所示,一端接有定值电阻的平行金属轨道固定在水平面内,通有恒定电流的长直绝缘导线垂直并紧靠轨道固定,导体棒与轨道垂直且接触良好.在向右匀速通过M、N两区的过程中,导体棒所受安培力分别用F M、F N表示.不计轨道电阻.以下叙述正确的是A.向右B.向左C.逐渐增大D.逐渐减小15. 如图,闭合小金属环从高h的光滑曲面上端无初速滚下,又沿曲面的另一侧上升,水平方向的磁场与光滑曲面垂直,则( )A.若是匀强磁场,环在左侧滚上的高度小于hB.若是匀强磁场,环在左侧滚上的高度等于hC.若是非匀强磁场,环在左侧滚上的高度小于hD.若是非匀强磁场,环在左侧滚上的高度等于h16. 在如图所示的情况下,闭合矩形线圈中能产生感应电流的是________ .A.B.C.D.E.三、填空题四、实验题五、解答题F.17. 如下图所示,在水平虚线上方有磁感应强度为2B 、方向水平向右的匀强磁场,下方有磁感应强度为B 、方向水平向左的匀强磁场.边长为l 的正方形线圈放置在两个磁场中,线圈平面与水平虚线成α角,线圈分处在两个磁场中的面积相等,则穿过线圈上方的磁通量的大小为_______,穿过线圈下方的磁通量的大小为_______,穿过线圈平面的磁通量的大小为______.18. 半径为r 、电阻为R 的n 匝圆形线圈在边长为l 的正方形abcd 外,匀强磁场充满并垂直穿过该正方形区域,如下图甲所示.当磁场随时间的变化规律如图乙所示时,则穿过圆形线圈磁通量的变化率为________,t 0时刻线圈产生的感应电流为________.19. 在研究电磁感应现象的实验中所用的器材如图所示。
2018学年第二学期高二物理选修3-2第四章《电磁感应》单元检测含答案
【详解】
当灯泡正常发光时,线圈的直流电阻远小于灯泡的电阻,故线圈支路的电流大于灯泡电流,开关断开,则灯泡中的电流立即消失,但是L由于自感要阻碍自身电流的减小,L中的电流逐渐减小,由于L与灯泡组成回路,L中的电流要经过灯泡,所以灯泡中的电流突然变大且电流为反方向由D到C,然后逐渐减小到零,故灯泡闪亮一下再熄灭,故C正确,ABD错误。
(1)速度v的大小;
(2)物块的质量m.
参考答案
1.D
【解析】
根据法拉第电磁感应定律可知,穿过导线框的磁通量变化率越大,线框的感应电动势一定越大;磁通量为零,感应电动势不一定为零;磁通量很大,但磁通量的变化率不一定很大,感应电动势不一定大,故选项AC错误,BD正确;故选BD.
2.D
【解析】
【分析】
依据通电直导线的磁场分布,结合感应电流产生的条件可判定各个选项;
(6)通过导线截面的电量q=_________.
四、解答题
13.如图所示,足够长的光滑金属框竖直放置,框宽0.5m,框电阻不计,匀强磁场磁感应强度为1T,方向与框面垂直,金属棒MN电阻为1Ω、质量为0.1kg,无初速度地释放,并与框保持良好接触地竖直下落,从释放到达到最大速度的过程中,通过棒某一截面的电荷量为2C.求:此过程中回路产生的电能.(空气阻力不计,g取10 m/s2)
A.1:1B.1:2C.1:4D.1:8
7.如图所示是冶炼金属的高频感应炉的示意图,冶炼炉内装入被冶炼的金属,线圈通入高频交变电流,这时被冶炼的金属就能被熔化.这种冶炼方法速度快、温度容易控制,并能避免有害杂质混入被炼金属中,因此适于冶炼特种金属.该炉的加热原理是( )
人教版高中物理必选修3-2第四章《电磁感应》测试题(解析版)
—-可编辑修改,可打印——别找了你想要的都有!精品教育资料——全册教案,,试卷,教学课件,教学设计等一站式服务——全力满足教学需求,真实规划教学环节最新全面教学资源,打造完美教学模式第四章《电磁感应》测试题一、单选题(共15小题)1.电吉他是利用电磁感应原理工作的一种乐器.如图a所示为电吉他的拾音器的原理图,在金属弦的下方置有一个连接到放大器的螺线管.一条形磁铁固定在管内,当拨动金属弦后,螺线管内就会产生感应电流,经一系列转化后可将电信号转为声音信号.若由于金属弦的振动,螺线管内的磁通量随时间的变化如图b所示,则对应感应电流的变化为()A.B.C.D.2.物理学中的许多规律是通过实验发现的,下列说法中符合史实的是()A.法拉第通过实验发现了电磁感应现象B.牛顿通过理想斜面实验发现了物体的运动不需要力来维持C.奥斯特通过实验发现了电流的热效应D.卡文迪许通过扭秤实验测出了静电力常量3.金属圆环的圆心为O,金属棒Oa、Ob与金属环接触良好且可绕O在环上转动,整个装置处于垂直纸面向里的匀强磁场中,如图所示,当外力使Oa顺时针方向加速转动时,在Oa追上Ob之前,Ob将()A.顺时针方向转动B.逆时针方向转动C.先顺时针方向转动,后逆时针方向转动D.先逆时针方向转动,后顺时针方向转动4.如图所示的电路中,电源的电动势为E,内阻为r,线圈的自感系数很大,线圈的直流电阻RL与灯泡的电阻R满足RL<R.在t=0时刻闭合开关S,经过一段时间后,在t=t1时刻断开S.下列表示通过灯泡的电流随时间变化的图象中,正确的是()A.B.C.D.5.磁通量可以形象地理解为“穿过磁场中某一面积的磁感线条数”.在如图所示磁场中,S1、S2、S3为三个面积相同的相互平行的线圈,穿过S1、S2、S3的磁通量分别为Φ1、Φ2、Φ3且都不为0.下列判断正确的是()A.Φ1最大B.Φ2最大C.Φ3最大D.Φ1、Φ2、Φ3相等6.一根导体棒ab在水平方向的匀强磁场中自由下落,并始终保持水平方向且与磁场方向垂直.如图所示,则有()A.Uab=0B.Ua>Ub,Uab保持不变C.Ua>Ub,Uab越来越大D.Ua<Ub,Uab越来越大7.如图所示,一水平放置的矩形线框面积为S,匀强磁场的磁感应强度为B,方向斜向上,与水平面成30°角,现若使矩形线框以左边的边为轴转到竖直的虚线位置,则此过程中磁通量改变量的大小是()A.BSB.BSC.BSD. 2BS8.如图所示,在载流直导线近旁固定有两平行光滑导轨A、B,导轨与直导线平行且在同一水平面内,在导轨上有两可自由滑动的导体ab和cd.当载流直导线中的电流逐渐增强时,导体ab和cd的运动情况是()A.一起向左运动B.一起向右运动C.ab和cd相向运动,相互靠近D.ab和cd相背运动,相互远离9.穿过某闭合回路的磁通量Φ随时间t变化的图象分别如图中的①~④所示,下列说法正确的是()A.图①有感应电动势,且大小恒定不变B.图②产生的感应电动势一直在变大C.图③在0~t1时间内的感应电动势是t1~t2时间内感应电动势的2倍D.图④产生的感应电动势先变大再变小10.在图中,条形磁铁以速度v远离螺线管,螺线管中的感应电流的情况是()A.穿过螺线管中的磁通量增加,产生感应电流B.穿过螺线管中的磁通量减少,产生感应电流C.穿过螺线管中的磁通量增加,不产生感应电流D.穿过螺线管中的磁通量减少,不产生感应电流11.如图所示,线框abcd放置在磁感应强度为B的匀强磁场中,线框面积为S.a′b′cd为线框在垂直于磁场方向的投影,与线框平面的夹角为θ,则穿过线框的磁通量为()A.BSB.BS sinθC.BS cosθD.BS tanθ12.用相同导线绕制的边长为L或2L的四个闭合导线框,以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场,如图所示.在每个线框进入磁场的过程中,M、N两点间的电压分别为Ua、Ub、Uc和Ud.下列判断正确的是()A.Ua<Ub<Uc<UdB.Ua<Ub<Ud<UcC.Ua=Ub<Uc=UdD.Ub<Ua<Ud<Uc13.如图所示,一个闭合回路由两部分组成.右侧是电阻为r的圆形线圈,置于竖直向上均匀变化的磁场B1中,左侧是光滑的倾角为θ的平行导轨,宽度为d,其电阻不计.磁感应强度为B2的匀强磁场垂直导轨平面向上,且只分布在左侧,一个质量为m、电阻为R的导体棒ab此时恰好能静止在导轨上,下述判断不正确的是()A.圆形线圈中的磁场方向向上且均匀增强B.导体棒ab受到的安培力大小为mg sinθC.回路中的感应电流为D.圆形线圈中的电热功率为(r+R)14.物理学家通过艰苦的实验来探究自然的物理规律,为人类的科学事业做出了巨大贡献,值得我们敬仰.下列描述中符合物理学史实的是()A.楞次经过严密实验与逻辑推导,最终确认了电磁感应的产生条件:闭合线圈中磁通量变化,并找到了感应电流的方向的判断规律B.安培发现了电流的磁效应并提出了分子电流假说C.奥斯特发现了电流的磁效应并提出了分子电流假说D.“闭合电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量变化率成正比”,这是法拉第在对理论和实验资料严格分析后得出的法拉第电磁感应定律的内容15.现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关按如图连接.在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下,某同学发现当他将滑动变阻器的滑片P向左加速滑动时,电流计指针向右偏转,由此可以推断()A.线圈A向上移动或滑动变阻器的滑片P向右加速滑动,都能引起电流计指针向右偏转B.线圈A向上拔出或断开开关,都能引起电流计指针向右偏转C.滑动变阻器的滑片P匀速向左或匀速向右滑动,都能使电流计指针静止在中央D.因为线圈A、线圈B绕线方向未知,故无法判断电流计指针偏转方向二、实验题(共3小题)16.如图是做探究电磁感应的产生条件实验的器材.(1)在图中用实线代替导线把它们连成实验电路.(2)由哪些操作可以使灵敏电流计的指针发生偏转()A.闭合开关B.断开开关C.保持开关一直闭合D.将线圈A从B中拔出(3)假设在开关闭合的瞬间,灵敏电流计的指针向左偏转,则当螺线管A向上拔出的过程中,灵敏电流计的指针向______(填“左”或“右”)偏转.17.在研究电磁感应现象的实验中所用的器材如图所示.它们是:①电流计②直流电源③带铁芯的线圈A④线圈B⑤电键⑥滑动变阻器(1)试按实验的要求在实物图上连线(图中已连好一根导线).(2)怎样才能使线圈B中有感应电流产生?试举出三种方法.①________________________________________________________________________;②________________________________________________________________________;③________________________________________________________________________.18.如图所示为“研究电磁感应现象”的实验装置.(1)将图中所缺的导线补接完整;(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么合上开关后可能出现的情况有:(填“向左偏一下”、“向右偏一下”或“不动”)①将线圈A迅速插入线圈B时,灵敏电流计指针将________.②线圈A插入线圈B后,将滑动变阻器的滑片迅速向左拉时,灵敏电流计指针________.三、计算题(共3小题)19.如图甲所示,一端封闭的两条平行光滑长导轨相距L,距左端L处的右侧一段被弯成半径为的四分之一圆弧,圆弧导轨的左、右两段处于高度相差的水平面上.以弧形导轨的末端点O为坐标原点,水平向右为x轴正方向,建立Ox坐标轴.圆弧导轨所在区域无磁场;左段区域存在空间上均匀分布,但随时间t均匀变化的磁场B(t),如图乙所示;右段区域存在磁感应强度大小不随时间变化,只沿x方向均匀变化的磁场B(x),如图丙所示;磁场B(t)和B(x)的方向均竖直向上.在圆弧导轨最上端,放置一质量为m的金属棒ab,与导轨左段形成闭合回路,金属棒由静止开始下滑时左段磁场B(t)开始变化,金属棒与导轨始终接触良好,经过时间t0金属棒恰好滑到圆弧导轨底端.已知金属棒在回路中的电阻为R,导轨电阻不计,重力加速度为g.(1)求金属棒在圆弧轨道上滑动过程中,回路中产生的感应电动势E;(2)如果根据已知条件,金属棒能离开右段磁场B(x)区域,离开时的速度为v,求金属棒从开始滑动到离开右段磁场过程中产生的焦耳热Q;(3)如果根据已知条件,金属棒滑行到x=x1位置时停下来,a.求金属棒在水平轨道上滑动过程中通过导体棒的电荷量q;b.通过计算,确定金属棒在全部运动过程中感应电流最大时的位置.20.如图所示,边长为L的正方形金属框abcd,质量为m,电阻为R,用细线把它悬挂于一个有界的匀强磁场边缘,金属框的上半部处于磁场内,下半部处于磁场外.磁场随时间变化规律为B=kt(k>0),已知细线所能承受的最大拉力为2mg,求:(1)线框中感应电流的方向;(2)分析线框的各边所受安培力的方向;(3)从t=0开始,经多长时间细线会被拉断?21.如图,两光滑导体框ABCD与EFGH固定在水平面内,在D点平滑接触,A、C分别处于FE、HG 的沿长线上,ABCD是边长为a的正方形;磁感强度为B的匀强磁场竖直向上;导体棒MN置于导体框上与导体框良好接触,以速度v沿BD方向从B点开始匀速运动,已知线框ABCD及棒MN单位长度的电阻为r,线框EFGH电阻不计.求:(1)导体棒MN在线框ABCD上运动时,通过MN电流的最大值与最小值;(2)为维持MN在线框ABCD上的匀速运动,必须给MN施加一水平外力,用F(t)函数表示该力;(3)导体棒达D点时立即撤去外力,则它还能前进多远(设EF、GH足够长)?四、填空题(共3小题)22.如图所示,半径为R的圆形线圈,其中心位置处半径为r的虚线范围内有界匀强磁场,磁场方向垂直线圈平面.若磁感应强度为B,则穿过线圈的磁通量为________.23.有一个称为“千人震”的趣味物理小实验,实验是用一节电动势为1.5 V的新干电池,几根导线、开关和一个用于日光灯上的镇流器来完成.几位做实验的同学手拉手成一串,和电池、镇流器、开关、导线连成图示实验电路,闭合开关,经过一段时间再断开开关,此过程中同学们会有触电的感觉.人有触电感觉发生在开关________(填“接通瞬间”、“断开瞬间”或“一直接通”)时,其原因是________________________________________________________________________.24.图甲为“探究电磁感应现象”实验中所用器材的示意图.现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、B、电流计及开关连接成如图所示的电路.(1)开关闭合后,下列说法中正确的是________.A.只要将线圈A放在线圈B中就会引起电流计指针偏转B.线圈A插入或拔出线圈B的速度越大,电流计指针偏转的角度越大C.滑动变阻器的滑片P滑动越快,电流计指针偏转的角度越大D.滑动变阻器的滑片P匀速滑动时,电流计指针不会发生偏转(2)在实验中,如果线圈A置于线圈B中不动,因某种原因,电流计指针发生了偏转.这时,线圈B相当于产生感应电流的“电源”.这个“电源”内的非静电力是________.如果是因为线圈A插入或拔出线圈B,导致电流计指针发生了偏转.这时,是________转化为电能.(3)上述实验中,线圈A可等效为一个条形磁铁,将线圈B和灵敏电流计简化如图乙所示.当电流从正接线柱流入灵敏电流计时,指针向正接线柱一侧偏转.则乙图中灵敏电流计指针向其________接线柱方向偏转(填“正”或“负”).五、简答题(共3小题)25.如果磁场是用变化的电流来获取的,导体用整块铁代替,如图所示.请问铁块中有感应电流吗?如果有,它的形状像什么?26.如图所示,有两个同心导体圆环.内环中通有顺时针方向的电流,外环中原来无电流.当内环中电流逐渐增大时,外环中有无感应电流?方向如何?27.如图所示,在同一平面内的a、b两线圈,当开关S闭合和断开瞬间,b线圈中感应电流的方向如何?答案解析1.【答案】D【解析】在0~时间内,磁通量增加但增加的越来越慢,因此感应电流越来越小,到时刻,感应电流减小到零,在~t0间内,磁通量越来越小,感应电流反向,磁通量变化的越来越快,感应电流越来越大,到t0时刻达到反向最大值,从这两段时间断定选项D正确,A、B、C错误.2.【答案】A【解析】法拉第通过实验发现了电磁感应现象,A正确;伽利略通过理想斜面实验发现了物体的运动不需要力来维持,故B错误;奥斯特通过实验发现了电流的磁效应,故C错误;卡文迪许通过实验测出了引力常量,故D错误.3.【答案】A【解析】根据楞次定律,感应电流的磁通量总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化,aOb和优弧ab构成的平面的磁通量在减少,所以Ob顺时针转动以阻止磁通量的减少,aOb和劣弧ab构成的平面磁通量在增加,所以Ob顺时针方向转动以减少磁通量的增加,所以应选A.4.【答案】D【解析】S闭合瞬间,由于线圈的自感系数很大,故在线圈中产生很大的自感电动势,阻碍电流的增大,线圈中此时的电流几乎为零,而灯泡中有电流通过,随时间的推移,线圈对电流的阻碍作用减弱,线圈中的电流不断增大,流过电源的电流也在增大,路端电压不断减小,故通过灯泡的电流不断减小;当稳定时,由于RL<R,故线圈中的电流大于灯泡中的电流;当S断开后,线圈相当于电源对灯泡供电,回路中的电流将在稳定时通过线圈电流的基础上不断减小,通过灯泡中的电流方向与S断开前方向相反,D正确.5.【答案】A【解析】从图中可看出,穿过线圈S1的磁感线条数最多,所以磁通量最大.故B、C、D错误,A 正确.6.【答案】D【解析】ab棒向下运动时,可由右手定则判断,感应电流方向为a→b,所以Ub>Ua,由Uab=E=Blv及棒自由下落时v越来越大,可知Uab越来越大,故D选项正确.7.【答案】C【解析】Φ是标量,但有正负之分,在计算ΔΦ=Φ2-Φ1时必须注意Φ2、Φ1的正负,要注意磁感线从线框的哪一面穿过,此题中在开始位置磁感线从线框的下面穿进,在末位置磁感线从线框的另一面穿进,Φ2、Φ1一正一负,再考虑到有效面积,故此题选C.8.【答案】C【解析】由于ab和cd电流方向相反,所以两导体运动方向一定相反,排除A、B;当载流直导线中的电流逐渐增强时,穿过闭合回路的磁通量增大,根据楞次定律,感应电流总是阻碍穿过回路磁通量的变化,所以两导体相互靠近,减小面积,达到阻碍磁通量增加的目的,故选C.9.【答案】C【解析】感应电动势E=,而对应Φ-t图象中图线的斜率,根据图线斜率的变化情况可得:①中无感应电动势;②中感应电动势恒定不变;③中感应电动势0~t1时间内的大小是t1~t2时间内大小的2倍;④中感应电动势先变小再变大.10.【答案】B【解析】条形磁铁从左向右远离螺线管的过程中,穿过线圈的原磁场方向向下,且磁通量在减小,所以能产生感应电流.故选B.11.【答案】C【解析】矩形线圈abcd如题图所示放置,匀强磁场方向竖直向下,平面abcd与水平方向成θ角,此时通过线框的磁通量为Φ1=BS cosθ,故C正确.12.【答案】B【解析】Ua=BLv,Ub=BLv,Uc=·B·2Lv=BLv,Ud=B·2L·v=BLv,故选B.13.【答案】D【解析】导体棒此时恰好能静止在导轨上,根据左手定则,感应电流的方向b→a,感应电流的磁场方向向下,则右侧圆形线圈中的磁场应均匀增加,A正确;由导体棒平衡有:F安=mg sinθ,B 正确;根据安培力公式F=B2dI=mg sinθ,所以I=,C正确;圆形线圈中的电热功率P=r,D错误.14.【答案】D【解析】电磁感应的产生条件是法拉第通过实验找到的,感应电流的方向规律是楞次找到的,选项A错误;奥斯特发现电流周围存在磁场即电流的磁效应,但提出分子电流假说的是安培,选项B、C错误;“闭合电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量变化率成正比”,这是法拉第在对理论和实验资料严格分析后得出的法拉第电磁感应定律的内容.选项D正确.15.【答案】B【解析】当P向左滑动时,电阻变大,通过线圈A的电流减小,则通过线圈B中的的磁场减弱,磁通量减少,线圈B中有使电流计指针向右偏转的感应电流通过;当线圈A向上移动或断开开关,则通过线圈B中的原磁场减弱,磁通量减少,所以线圈B中也有使电流计指针向右偏转的感应电流通过;而滑动变阻器的滑片P向右滑动,则通过线圈B中的原磁场增强,磁通量增加,所以线圈B中有使电流计指针向左偏转的感应电流通过,故B选项正确.16.【答案】(1)见解析(2)ABD(3)右【解析】(1)将灵敏电流计与大线圈B组成闭合回路,电源、开关、小线圈A组成闭合回路,电路图如图所示.(2)将开关闭合或断开,导致穿过线圈的磁通量变化,产生感应电流,灵敏电流计指针偏转,故A、B正确;保持开关一直闭合,则穿过线圈B的磁通量不变,没有感应电流产生,灵敏电流计指针偏转,故C错误;将螺线管A插入(或拔出)螺线管B时穿过线圈B的磁通量发生变化,线圈B中产生感应电流,灵敏电流计指针偏转,故D正确.(3)在开关闭合的瞬间,穿过线圈B的磁通量增大,灵敏电流计的指针向左偏转,则当螺线管A向上拔出的过程中,穿过线圈B的磁通量减小,灵敏电流计的指针向右偏转.17.【答案】(1)如图所示(2)①闭合开关②断开开关③开关闭合时移动滑动变阻器滑片【解析】(1)使线圈A与电键、直流电源、滑动变阻器串联,线圈B与电流计连成闭合回路;(2)只要能使穿过线圈B的磁通量发生变化,就可以使线圈B中产生感应电流.18.【答案】(1)电路连接如图(2)①向右偏转一下②向左偏转一下【解析】(1)电路连接如图(2)因在闭合开关时,电路中的电流变大,磁通量增大,此时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,则当将线圈A迅速插入线圈B时,磁通量也是增大的,则灵敏电流计指针将向右偏转一下;线圈A 插入线圈B后,将滑动变阻器的滑片迅速向左拉时,电路中的电流减小,磁通量减小,则灵敏电流计指针向左偏转一下.19.【答案】(1)L2(2)+mg-mv2(3),x= 0处,感应电流最大【解析】(1)由图乙可知=,根据法拉第电磁感应定律,感应电动势E==L2=L2①(2)当金属棒在弧形轨道上滑行过程中,产生的焦耳热Q1=t=金属棒在弧形轨道上滑行过程中,根据机械能守恒定律mg=mv②金属棒在水平轨道上滑行的过程中,产生的焦耳热为Q2,根据能量守恒定律Q2=mv-mv2=mg-mv2,所以,金属棒在全部运动过程中产生的焦耳热Q=Q1+Q2=+mg-mv2.(3)a.根据图丙,x=x1(x1<x0)处磁场的磁感应强度B1=.设金属棒在水平轨道上滑行时间为Δt.由于磁场B(x)沿x方向均匀变化,根据法拉第电磁感应定律Δt时间内的平均感应电动势===,所以,通过金属棒电荷量q=Δt=Δt=b.金属棒在弧形轨道上滑行过程中,根据①式,I1==金属棒在水平轨道上滑行过程中,由于滑行速度和磁场的磁感应强度都在减小,所以,在此过程中,金属棒刚进入磁场时,感应电流最大.。
人教版高中物理选修3-2第四章《电磁感应》章末检测 .docx
高中物理学习材料桑水制作人教版高中物理选修3-2第四章《电磁感应》章末检测(时间:90分钟,满分:100分)一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分)1.竖直平面内有一金属环,半径为a ,总电阻为R ,磁感应强度为B 的匀强磁场垂直穿过环平面,与环的最高点A 铰链连接的长度为2a ,电阻为R2的导体棒AB 由水平位置紧贴环面摆下(如图1所示).当摆到竖直位置时,B 点的线速度为v ,则这时AB 两端的电压大小为( )图1A .2BavB .Bav C.2Bav 3 D.Bav3答案 D解析 由推论知,当导体棒摆到竖直位置时,产生的感应电动势E =Blv 中=B ·2a ·12v =Bav ,此时回路总电阻R 总=R 4+R 2=3R 4,这时AB 两端的电压大小U =E R 总·R 4=Bav3,D 项正确.2.如图2所示,光滑的水平桌面上放着两个完全相同的金属环a 和b ,当一条形磁铁的S 极竖直向下迅速靠近两环中间时,则( )图2A .a 、b 均静止不动B .a 、b 互相靠近C .a 、b 互相远离D .a 、b 均向上跳起 答案 C3. 如图3所示,闭合导线框的质量可以忽略不计,将它从如图所示的位置匀速拉出匀强磁场.若第一次用0.3 s 时间拉出,外力所做的功为W 1,通过导线截面的电荷量为q 1;第二次用0.9 s 时间拉出,外力所做的功为W 2,通过导线截面的电荷量为q 2,则( )图3A.W1<W2,q1<q2 B.W1<W2,q1=q2C.W1>W2,q1=q2 D.W1>W2,q1>q2答案 C解析设线框长为l1,宽为l2,第一次拉出速度为v1,第二次拉出速度为v2,则v1=3v2.匀速拉出磁场时,外力所做的功恰等于克服安培力所做的功,有W1=F1·l1=BI1l2l1=B2l22l1v1R,同理W2=B2l22l1v2R,故W1>W2;又由于线框两次拉出过程中,磁通量的变化量相等,即ΔΦ1=ΔΦ2,由q=ΔΦR,得q1=q2.4. 如图4所示,在PQ、QR区域中存在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场,磁场方向均垂直于纸面.一导线框abcdefa位于纸面内,框的邻边都相互垂直,bc边与磁场的边界P重合.导线框与磁场区域的尺寸如图所示.从t=0时刻开始,线框匀速横穿两个磁场区域.以a→b→c→d→e→f 为线框中的电动势E的正方向,以下四个E-t关系示意图中正确的是 ( )图4答案 C解析楞次定律或右手定则可判定线框刚开始进入磁场时,电流方向,即感应电动势的方向为顺时针方向,故D选项错误;1 s~2 s内,磁通量不变化,感应电动势为0,A选项错误;2 s~3 s 内,产生感应电动势E=2Blv+Blv=3Blv,感应电动势的方向为逆时针方向(正方向),故C选项正确.5.如图5所示,用恒力F将闭合线圈自静止开始(不计摩擦)从图示位置向左加速拉出有界匀强磁场,则在此过程中( )图5A.线圈向左做匀加速直线运动B.线圈向左运动且速度逐渐增大C.线圈向左运动且加速度逐渐减小D .线圈中感应电流逐渐增大 答案 BCD解析 加速运动则速度变大,电流变大,安培力变大.安培力是阻力,故加速度减小.故选B 、C 、D 项.6. 两块水平放置的金属板间的距离为d ,用导线与一个n 匝线圈相连,线圈电阻为r ,线圈中有竖直方向的磁场,电阻R 与金属板连接,如图6所示,两板间有一个质量为m 、电荷量+q 的油滴恰好处于静止.则线圈中的磁感应强度B 的变化情况和磁通量的变化率分别是( )图6A .磁感应强度B 竖直向上且正增强,ΔΦΔt =dmgnqB .磁感应强度B 竖直向下且正增强,ΔΦΔt =dmgnqC .磁感应强度B 竖直向上且正减弱,ΔΦΔt =dmg R +rnRqD .磁感应强度B 竖直向下且正减弱,ΔΦΔt =dmgr R +rnRq答案 C解析 油滴静止说明电容器下极板带正电,线圈中电流自上而下(电源内部),由楞次定律可以判断,线圈中的磁感应强度B 为向上的减弱或向下的增强.又E =n ΔΦΔt①U R =R R +r ·E ②qU Rd=mg ③ 由①②③式可解得:ΔΦΔt =mgd R +rnRq7.如图7所示,粗细均匀的电阻丝绕制的矩形导线框abcd 处于匀强磁场中,另一种材料的导体棒MN 可与导线框保持良好接触并做无摩擦滑动.当导体棒MN 在外力作用下从导线框左端开始做切割磁感线的匀速运动一直滑到右端的过程中,导线框上消耗的电功率的变化情况可能为( )图7A .逐渐增大B .先增大后减小C .先减小后增大D .先增大后减小,再增大,接着再减小 答案 BCD解析 导体棒MN 在框架上做切割磁感线的匀速运动,相当于电源,其产生的感应电动势相当于电源的电动势E ,其电阻相当于电源的内阻r ,线框abcd 相当于外电路,等效电路如下图所示.由于MN 的运动,外电路的电阻是变化的,设MN 左侧电阻为R 1,右侧电阻为R 2,导线框的总电阻为R =R 1+R 2,所以外电路的并联总电阻:R 外=R 1R 2/(R 1+R 2)=R 1R 2/R由于R 1+R 2=R 为定值,故当R 1=R 2时,R 外最大.在闭合电路中,外电路上消耗的电功率P 外是与外电阻R 外有关的.P 外=⎝ ⎛⎭⎪⎫E R 外+r 2·R 外=E 2R 外-r 2R 外+4r可见,当R 外=r 时,P 外有最大值,P 外随R 外的变化图象如右图所示. 下面根据题意,结合图象讨论P 外变化的情况有:(1)若R 外的最大值R max <r ,则其导线框上消耗的电功率是先增大后减小.(2)若R 外的最大值R max >r ,且R 外的最小值R min <r ,则导线框上消耗的电功率是先增大后减小,再增大,接着再减小.(3)若是R 外的最小值R min >r ,则导线框上消耗的电功率是先减小后增大. 综上所述,B 、C 、D 均可选. 8.在如图8所示的电路中,a 、b 为两个完全相同的灯泡,L 为自感线圈,E 为电源,S 为开关.关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序,下列说法正确的是( )图8A .合上开关,a 先亮,b 逐渐变亮;断开开关,a 、b 同时熄灭B .合上开关,b 先亮,a 逐渐变亮;断开开关,a 先熄灭,b 后熄灭C .合上开关,b 先亮,a 逐渐变亮;断开开关,a 、b 同时熄灭D .合上开关,a 、b 同时亮;断开开关,b 先熄灭,a 后熄灭 答案 C解析 合上开关S 后,电流由零突然变大,电感线圈产生较大的感应电动势,阻碍电流的增大,故I b >I a ,随电流逐渐增大至稳定过程,电感的阻碍作用越来越小,故合上开关,b 先亮,a 逐渐变亮;开关S 断开后,虽然由于电感L 产生自感电动势的作用,灯a 、b 回路中电流要延迟一段时间熄灭,且同时熄灭,故选C.9.如图9所示,用细线悬吊一块薄金属板,在平衡位置时,板的一部分处于匀强磁场中,磁场的方向与板面垂直,当让薄板离开平衡位置附近做微小的摆动时,它将( )图9A .做简谐振动B .在薄板上有涡流产生C .做振幅越来越小的阻尼振动D .以上说法均不正确 答案 BC解析 本题考查涡流的产生.由于电磁感应现象,薄板上出现电流,机械能减少,故正确答案为B 、C.10.如图10所示,相距为d 的两水平虚线分别是水平向里的匀强磁场的边界,磁场的磁感应强度为B,正方形线框abcd边长为L(L<d)、质量为m.将线框在磁场上方高h处由静止开始释放,当ab边进入磁场时速度为v0,cd边刚穿出磁场时速度也为v0.从ab边刚进入磁场到cd边刚穿出磁场的整个过程中( )图10A.线框一直都有感应电流B.线框有一阶段的加速度为gC.线框产生的热量为mg(d+h+L)D.线框做过减速运动答案BD解析从ab边进入时到cd边刚穿出有三个过程(四个特殊位置)如图由Ⅰ位置到Ⅱ位置,和由Ⅲ位置到Ⅳ位置线框中的磁通量发生变化,所以这两个过程中有感应电流,但由Ⅱ位置到Ⅲ位置,线框中磁通量不变化,所以无感应电流;故A错,由Ⅱ到Ⅲ加速度为g,故B正确.因线框的速度由v0经一系列运动再到v0且知道有一段加速度为g的加速过程故线框一定做过减速运动,故D正确;由能量守恒知,线框产生的热量为重力势能的减少量即mg(d+L),故C错误.二、填空题(本题共2小题,第11题9分,第12题4分,共13分)11.(9分)如图11所示,是“研究电磁感应现象”的实验装置.图11(1)将图中所缺导线补充完整.(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么合上开关后,将原线圈迅速插入副线圈中,电流计指针将________.(3)原线圈插入副线圈后,将滑动变阻器滑片迅速向左移动时,电流计指针将________.答案(1)如图所示(2)向右偏(3)向左偏12.(4分)如图12所示,两根平行光滑长直金属导轨,其电阻不计,导体棒ab和cd跨在导轨上,ab电阻大于cd电阻.当cd在外力F2作用下匀速向右滑动时,ab在外力F1作用下保持静止,则ab两端电压U ab和cd两端电压U cd相比,U ab________U cd,外力F1和F2相比,F1________F2(填>、=或<).图12答案 = =三、计算题(本题共4小题,第13、14题各10分,第15题12分,第16题15分,共47分) 13.(10分)如图13所示,匀强磁场竖直向上穿过水平放置的金属框架,框架宽为L ,右端接有电阻R ,磁感应强度为B ,一根质量为m 、电阻不计的金属棒以v 0的初速度沿框架向左运动,棒与框架的动摩擦因数为μ,测得棒在整个运动过程中,通过任一截面的电量为q ,求:图13(1)棒能运动的距离; (2)R 上产生的热量. 答案 见解析解析 (1)设在整个过程中,棒运动的距离为l ,磁通量的变化量ΔΦ=BLl ,通过棒的任一截面的电量q =I Δt =ΔΦR ,解得l =qRBL.(2)根据能的转化和守恒定律,金属棒的动能的一部分克服摩擦力做功,一部分转化为电能,电能又转化为热能Q ,即有12mv 20=μmgl +Q ,解得Q =12mv 20-μmgl =12mv 20-μmgqRBL.14.(10分)U 形金属导轨abcd 原来静止放在光滑绝缘的水平桌面上,范围足够大、方向竖直向上的匀强磁场穿过导轨平面,一根与bc 等长的金属棒PQ 平行bc 放在导轨上,棒左边靠着绝缘的固定竖直立柱e 、f .已知磁感应强度B =0.8 T ,导轨质量M =2 kg ,其中bc 段长0.5 m 、电阻r =0.4 Ω,其余部分电阻不计,金属棒PQ 质量m =0.6 kg 、电阻R =0.2 Ω、与导轨间的摩擦因数μ=0.2.若向导轨施加方向向左、大小为F =2 N 的水平拉力,如图14所示.求:导轨的最大加速度、最大电流和最大速度(设导轨足够长,g 取10 m/s 2).图14答案 见解析解析 导轨受到PQ 棒水平向右的摩擦力F f =μmg , 根据牛顿第二定律并整理得F -μmg -F 安=Ma ,刚拉动导轨时,I 感=0,安培力为零,导轨有最大加速度a m =F -μmg M =2-0.2×0.6×102m/s 2=0.4 m/s 2随着导轨速度的增大,感应电流增大,加速度减小,当a =0时,速度最大.设速度最大值为v m ,电流最大值为I m ,此时导轨受到向右的安培力F 安=BI m L ,F -μmg -BI m L =0I m =F -μmg BL代入数据得I m =2-0.2×0.6×100.8×0.5A =2 AI =E R +r ,I m =BLv mR +r v m =I m R +r BL =2×0.2+0.40.8×0.5m/s =3 m/s.15.(12分)如图15所示,a 、b 是两根平行直导轨,MN 和OP 是垂直跨在a 、b 上并可左右滑动的两根平行直导线,每根长为l ,导轨上接入阻值分别为R 和2R 的两个电阻和一个板长为L ′、间距为d 的平行板电容器.整个装置放在磁感应强度为B 、垂直导轨平面的匀强磁场中.当用外力使MN 以速率2v 向右匀速滑动、OP 以速率v 向左匀速滑动时,两板间正好能平衡一个质量为m 的带电微粒,试问:图15(1)微粒带何种电荷?电荷量是多少?(2)外力的功率和电路中的电功率各是多少?答案 (1)负电 mgd Blv (2)3B 2l 2v 2R 3B 2l 2v2R解析 (1)当MN 向右滑动时,切割磁感线产生的感应电动势E 1=2Blv ,方向由N 指向M . OP 向左滑动时产生的感应电动势E 2=Blv ,方向由O 指向P . 两者同时滑动时,MN 和OP 可以看成两个顺向串联的电源,电路中总的电动势:E =E 1+E 2=3Blv ,方向沿NMOPN .由全电路欧姆定律得电路中的电流强度I =ER +2R =BlvR,方向沿NMOPN .电容器两端的电压相当于把电阻R 看做电源NM 的内阻时的路端电压,即U =E 1-IR =2Blv -BlvR·R =Blv由于上板电势比下板高,故在两板间形成的匀强电场的方向竖直向下,可见悬浮于两板间的微粒必带负电.设微粒的电荷量为q ,由平衡条件mg =Eq =U dq ,得q =mgd U =mgd Blv(2)NM 和OP 两导线所受安培力均为F =BIl =B Blv R l =B 2l 2vR,其方向都与它们的运动方向相反.两导线都匀速滑动,由平衡条件可知所加外力应满足条件F 外=F =B 2l 2vR因此,外力做功的机械功率P 外=F ·2v +Fv =3Fv =3B 2l 2v2R.电路中产生感应电流总的电功率P 电=IE =Blv R ·3Blv =3B 2l 2v2R可见,P 外=P 电,这正是能量转化和守恒的必然结果. 16.(15分)如图16所示,质量m 1=0.1 kg ,电阻R 1=0.3 Ω,长度l =0.4 m 的导体棒ab 横放在U 形金属框架上.框架质量m 2=0.2 kg ,放在绝缘水平面上,与水平面间的动摩擦因数μ=0.2.相距0.4 m 的MM ′、NN ′相互平行,电阻不计且足够长.电阻R 2=0.1 Ω的MN 垂直于MM ′.整个装置处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B =0.5 T .垂直于ab 施加F =2 N 的水平恒力,ab 从静止开始无摩擦地运动,始终与MM ′、NN ′保持良好接触.当ab 运动到某处时,框架开始运动.设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g 取10 m/s 2.图16(1)求框架开始运动时ab 速度v 的大小;(2)从ab 开始运动到框架开始运动的过程中,MN 上产生的热量Q =0.1 J ,求该过程ab 位移x的大小.答案 (1)6 m/s (2)1.1 m解析 (1)ab 对框架的压力F 1=m 1g 框架受水平面的支持力F N =m 2g +F 1依题意,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则框架受到最大静摩擦力F 2=μF N ab 中的感应电动势E =BlvMN 中电流I =ER 1+R 2MN 受到的安培力F 安=IlB 框架开始运动时F 安=F 2由上述各式,代入数据解得v =6 m/s(2)闭合回路中产生的总热量Q 总=R 1+R 2R 2Q由能量守恒定律,得Fx =12m 1v 2+Q 总代入数据解得x =1.1 m。
2018届人教版高中物理选修3-2检测:第四章《电磁感应》4-习题课b Word版含解析
04课后提升考能则( )A .线圈中感应电动势每秒增加2 VB .线圈中感应电动势每秒减小2 VC .线圈中无感应电动势D .线圈中感应电动势大小不变答案 D解析 因线圈的磁通量均匀变化,所以磁通量的变化率ΔΦΔt为一定值,又因为是单匝线圈,据E =ΔΦΔt可知选项D 正确。
2.如图所示,在竖直向下的匀强磁场中,将一水平放置的金属棒ab 以水平速度v 0抛出,运动过程中棒的取向不变,不计空气阻力,那么金属棒内产生的感应电动势将( )A .越来越大B .越来越小C .保持不变D .方向不变,大小改变答案 C解析由于导体棒中无感应电流,故棒只受重力作用,导体棒做平抛运动,水平速度v0不变,即切割磁感线的速度不变,故感应电动势保持不变。
3.[2014·课标全国卷Ⅰ]如图(a),线圈ab、cd绕在同一软铁芯上。
在ab线圈中通以变化的电流,用示波器测得线圈cd间电压如图(b)所示,已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比,则下列描述线圈ab中电流随时间变化关系的图中,可能正确的是()答案 C解析根据题图(b)可知:cd两端在0~0.5 s产生恒定的电压,根据法拉第电磁感应定律,穿过线圈的磁通量均匀变化,即ΔiΔt恒定不变,故选项C正确,A、B、D错误。
4. 如图所示,在匀强磁场中,MN、PQ是两条平行金属导轨,而ab、cd为串有电压表和电流表的两根金属棒,两只电表可看成理想电表。
当两棒以相同速度向右匀速运动时(运动过程中两棒始终与导轨接触)()A.电压表有读数;电流表有读数B.电压表无读数;电流表无读数C.电压表有读数;电流表无读数D.电压表无读数;电流表有读数答案 B解析在两棒以相同速度向右匀速运动的过程中,磁通量不变,无感应电流产生。
根据电压表和电流表的测量原理知,两表均无读数。
5. (多选)如图所示,水平面内两光滑的平行金属导轨,左端与电阻R 相连接,匀强磁场B 竖直向下分布在导轨所在的空间内,质量一定的金属棒垂直于导轨并与导轨接触良好。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
04课后提升考能
A.线圈的自感系数越大,自感电动势一定越大
B.线圈中的电流等于零时,自感系数也等于零
C.线圈中电流变化越快,自感系数越大
D.线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯决定
答案 D
解析线圈的自感系数是由线圈本身的因素及有无铁芯决定的,与有无电流、电流变化情况都没有关系,故B、C错误,D正确;自感电动势的大小除了与自感系数有关,还与电流的变化率有关,故A 错误。
2.关于自感现象,下列说法中正确的是()
A.自感现象是线圈自身的电流变化而引起的电磁感应现象
B.自感电动势总是阻止原电流的变化
C.自感电动势的方向总与原电流方向相反
D.自感电动势的方向总与原电流方向相同
答案 A
解析自感现象是线圈自身的电流变化而引起的电磁感应现象,在自感现象中自感电动势总是阻碍原电流的变化,不是阻止,所以选项B错。
当原电流减小时,自感电动势与原电流的方向相同,当原电流增加时,自感电动势与原电流方向相反,所以选项C、D错。
3.如图甲所示,A、B两绝缘金属环套在同一铁芯上,A环中电流i A随时间t的变化规律如图乙所示,下列说法中正确的是()
A.t1时刻,两环作用力最大
B.t2和t3时刻,两环相互吸引
C.t2时刻两环相互吸引,t3时刻两环相互排斥
D.t3和t4时刻,两环相互吸引
答案 B
解析t1时刻感应电流为零,故两环作用力为零,则A错误;t2时刻A环中电流在减小,则B环中产生与A环中同向的电流,故相互吸引,B正确;t3时刻同理也应相互吸引,故C也错;t4时刻A中电流为零,两环无相互作用。
D错。
4.[2015·荆州高二检测](多选)用电流传感器可以清楚地演示通电自感对电路中电流的影响,不一定要用两个灯泡作对比。
电流传感器的作用相当于一个电流表,实验就用电流表的符号表示。
它与电流表的一个重要区别在于,传感器与计算机相结合能够即时反映电流的迅速变化,并能在屏幕上显示电流随时间变化的图象。
先按图甲连接电路,测一次后,可以拆掉线圈,按图乙再测一次,得到(a)、(b)图象。
则下列说法正确的是()
A.(a)图象是对应甲测得的
B.(a)图象是对应乙测得的
C.(b)图象是对应甲测得的
D.(b)图象是对应乙测得的
答案AD
解析电路甲中电流在开关闭合后,由于自感电动势作用,逐渐增加至最大;电路乙中电流在开关闭合后,立即增至最大,所以A、D项正确。
5. [2015·长安高二检测](多选)如图所示,A、B是完全相同的两个小灯泡,L为自感系数很大、电阻可以忽略的带铁芯的线圈,则()
A.在S刚闭合时,A灯逐渐变亮,B灯立即变亮
B.在S刚闭合时,两灯同时亮,然后A灯熄灭,B灯更亮
C.S闭合一段时间后,再将S断开,A、B两灯同时熄灭
D.S闭合一段时间后,再将S断开,A灯亮一会熄灭,B灯立即熄灭
答案BD
解析
S刚闭合时―→I L逐渐增大―→A、B灯同时亮―→
S 闭合一段时间―→I L 达最大且稳定――→无自感
R L =0
A 灯被短路熄灭,
B 灯更亮――→B 正确再将S 断开――→自感
I L 逐渐减小
――→A 、L 组成回路B 断路
A 灯亮一会熄灭,
B 灯立即熄灭―→D 正确。
6. [2015·济宁高二检测]带铁芯的电感线圈的电阻与电阻器R 的阻值相同,将它们组成如图所示电路,则下列说法中正确的是( )
A .闭合S 的瞬间,电流表A 1的示数小于A 2,偏转方向与A 2相同
B .闭合S 的瞬间,电流表A 1的示数等于A 2,偏转方向与A 2相反
C .断开S 的瞬间,电流表A 1的示数大于A 2,偏转方向与A 2相反
D .断开S 的瞬间,电流表A 1的示数等于A 2,偏转方向与A 2相同
答案 A
解析 闭合S 的瞬间,L 阻碍电流增大,所以A 1示数小于A 2示数,A 正确;断开S 瞬间,L 产生感应电动势,对A 1、A 2、R 供电,即A 1示数与A 2示数相同,方向相反。
7. (多选)如图所示电路中,L 为自感系数很大的电感线圈,N 为试电笔中的氖管(启辉电压约70 V),电源电动势约为10 V 。
已知直流电使氖管启辉时辉光只产生在负极周围,则( )
A.S接通后,氖管不会亮
B.S接通时启辉,辉光在a端
C.S接通后迅速切断时启辉,辉光在a端
D.条件同C,辉光在b端
答案AD
解析接通时电压不足以使氖管发光,迅速切断S时,L中产生很高的自感电动势,会使氖管发光,b为负极,辉光在b端。
故A、D项正确。
8.在生产实际中,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,线圈会产生很高的自感电动势,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,下图所示方案可行的是
()
答案 D
解析开关断开时,线圈L内由于产生自感电动势有阻碍原电流减小的作用,利用二极管的单向导电性使线圈短路即可避免电弧的产生。
9.如图所示电路,L是自感系数较大的线圈,在滑动变阻器的滑动片P从A端迅速滑向B端的过程中,经过AB中点C时通过线圈的电流为I1;P从B端迅速滑向A端的过程中,经过C点时通过线圈的电流为I2;P固定在C点不动,达到稳定时通过线圈的电流为
I0,则()
A.I1=I2=I0B.I1>I0>I2
C.I1=I2>I0D.I1<I0<I2
答案 D
解析当滑动片从A端迅速滑向B端时,总电阻减小,总电流
增大,L产生自感电动势阻碍电流增大,自感电流方向与原电流方向相反,故I1比P稳定在C点的电流I0小;当P从B端迅速滑向A端时,总电流减小,L自感电动势阻碍电流减小,自感电流方向与原电流方向相同,故I2大于P稳定在C点时的电流I0。
故D正确。
10.在无线电仪器中,常需要在距离较近处安装两个线圈,并要求当一个线圈中电流有变化时,对另一个线圈中的电流的影响尽量小。
如图所示两个线圈的相对安装位置最符合该要求的是()
答案 D
解析两个相距较近的线圈,当其中的一个线圈中电流发生变化时,就在周围空间产生变化的磁场。
这个变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势,即发生互感现象。
要使这种影响尽量小,应采用D所示的安装位置才符合要求。
因为通电线圈的磁场分布与条形磁铁的类似,采用D所示的安装位置时,变化的磁场穿过另一线圈的磁通量最小。
11.在如图所示的电路中,两个相同的小灯泡L1和L2分别串联一个带铁芯的电感线圈L和一个滑动变阻器R。
闭合开关S后,调整R,使L1和L2发光的亮度一样,此时流过两个灯泡的电流均为I。
然后,断开S。
若t′时刻再闭合S,则在t′前后的一小段时间内,正确反映流过L1的电流i1、流过L2的电流i2随时间t变化的图象是()
答案 B
解析 电路图如图所示。
t ′时刻闭合S ,则由于线圈L 的自感作用,通过电灯L 1的电流i 1从零逐渐增加,直到达到稳定值I ,故灯L 1的电流变化为B 图象所示;而灯L 2所在支路没有上述现象,S 一闭合,电流i 2就为稳定值I 。
故图象C 、D 均错。
12.如图所示是一种触电保安器,变压器A 处用双股相线(火线和零线)平行绕制成线圈,然后接到用电器上,B 处有一个输出线圈,一旦有电流,经放大后便能立即推动继电器J 切断电源,下列情况下能起保护作用的是哪一种?说明理由。
(1)增加开灯的盏数,能否切断电源?
(2)双手分别接触火线和零线,能否切断电源?
(3)单手接触相线,脚与地相接触而触电,能否切断电源?
答案(1)不能(2)不能(3)能
解析解答本题时应按以下思路分析:
(1)不能。
因A处线圈是采用的双线绕法,增加开灯的盏数只会使电路中电流增大,但A中两线中电流始终大小相等方向相反,磁通量相互抵消,B中磁通量始终为零不发生改变,B中没有感应电流,故不能推动J切断电源。
(2)不能,理由同(1)。
提示:双手分别接触火线和零线相当于将一个电阻并联接入电路。
(3)能。
因为有电流通过人体而流入地下,使A中火线与零线的电流不同从而产生磁场,B中磁通量发生改变,B中产生感应电流,从而推动J切断电源。