《电磁感应交流电》单元测试题

________ ．
f ．温度为 T1 时热敏电阻的电阻值 RT1＝ ________. g．逐步降低 T1 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，
《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
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：
率 ΔB＝k( k>0) ，ab 为圆环的一条直径，导线的电阻率为
ρ.则(
)．
Δt
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
krS C．圆环中感应电流的大小为 4ρ
D．图中 ab 两点间的电压大小为
1 2
kπr 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 Uab 在逐渐增大 B ．导体棒的 a 端电势比 b 端电势低，电势差 Uab 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
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～ t2 时间内， PQ 受到的安培力 F 和摩
擦力 F f )
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
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
πBa2 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 8mv
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，
nce
(3) 求 ce 和 de 间线圈的匝数比
n
.
de
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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
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
R1 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 RT 放在控温容器 M 内；○ A 为毫安表，量程 6 mA ，内阻为数十欧姆；
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 R1 对它进行控制， R1 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 R2，阻值为
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 n1∶ n2＝ 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
P0 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，
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 RT 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 20 ℃之间的多个温度下 RT 的阻值．
95～
(1) 在图中画出连线，完成实验原理电路图．
1 2
NBL
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 2NBL
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 L2、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 n1∶ n2=4∶ 1，则图甲中 L 1 的功率和图乙中 L 1 的功率分
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
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 “220V,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 u1＝ 1 000sin (100 tπ) V
Ω．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
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 v 2－ 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 v 2－ 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；
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 )，
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 Rce＝ 400 Ω的电阻，
或只在 de 间接一只 Rde＝ 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 uab 的表达式；
(2) 求只在 ce 间接 400 Ω电阻时，原线圈中的电流 I1；
(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 RT 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
I0，并记录 ______．
e．将 RT 的温度降为 T1(20 ℃ <T1<95 ℃ )；调节电阻箱，使得电流表的读数 ________，记录
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＝ 0.5
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/s2 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/s2，
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