高中物理选修3_2电磁感应专项练习题

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人教版物理选修3-2第四五章电磁感应和交变电流检测试题(附参考答案)

人教版物理选修3-2第四五章电磁感应和交变电流检测试题(附参考答案)

高二第二学期质量监测试题物理(电磁感应和交变电流)第一部分 选择题(共48分)一、单项选择题。

本题共12小题,只有一个....选项是符合题意的。

(每小题3分,共36分) 1. 电磁感应现象的发现使人们对电与磁内在联系的认识更加完美,宣告了电磁学作为一门统一学科的诞生。

下列科学家中,发现电磁感应现象的是( )A .奥斯特B .法拉第C .安培D .洛伦兹3. 在右图所示的实验中,能在线圈中产生感应电流的情况是( ) A .磁铁静止在线圈上方 B .磁铁静止在线圈右侧 C .磁铁静止在线圈里面 D .磁铁插入或抽出线圈的过程4.如右图所示,当导体棒MN 在外力作用下沿导轨向右运动时,流过R 的电流方向是( )A. 由A →R →BB. 由B →R →A C .无感应电流 D .无法确定5.如图所示,当磁铁突然向铜环运动时,铜环的运动情况是( ) A .向右摆动 B .向左摆动 C .静止 D .无法判定6.关于感应电动势的大小,下列说法正确的是()A .穿过线圈的磁通量Φ越大,所产生的感应电动势就越大B .穿过线圈的磁通量的变化量ΔΦ越大,所产生的感应电动势就越大C.穿过线圈的磁通量的变化率ΔΦΔt 越大,所产生的感应电动势就越大D .穿过线圈的磁通量Φ等于0,所产生的感应电动势就一定为0图1线圈7.一个矩形线圈,在匀强磁场中绕一个固定轴做匀速运动,当线圈处于如图所示位置时,此线圈()A.磁通量最大,磁通量变化率最大,感应电动势最小B.磁通量最大,磁通量变化率最大,感应电动势最大C.磁通量最小,磁通量变化率最大,感应电动势最大D.磁通量最小,磁通量变化率最小,感应电动势最小8.如图电路中,P、Q两灯相同,L是自感系数很大但电阻可不计的线圈,则()A.S接通瞬间,P、Q同时达正常发光B.S接通瞬间,P立即变亮,Q逐渐变亮C.S断开瞬间,PQ同时立即熄灭。

D.S断开瞬间,P立即熄灭,Q过一会才熄灭9.如图所示,一个由导体做成的矩形线圈,以恒定速率v运动,从无磁场区进入匀强磁场区,磁场宽度大于矩形线圈的宽度da,然后出来,若取逆时针方向的电流为正方向,那么在如图中的哪一个图能正确地表示回路中电流对时间的函数关系()10.一个环形线圈放在磁场中,如图a所示,以磁感线垂直于线圈平面向外的方向为正方向,若磁感强度B随时间t的变化的关系如图b,那么在第2秒内线圈中的感应电流的大小和方向是()A. 大小恒定,顺时针方向B. 逐渐减小,顺时针方向C. 大小恒定,逆时针方向D. 逐渐增加,逆时针方向a b11.如图所示,匀强磁场中有两个导体圆环a、b,磁场方向与圆环所在平面垂直。

高中物理选修3 2 电磁感应,交流电测试题及答案

高中物理选修3 2   电磁感应,交流电测试题及答案

高中物理选修3 2 电磁感应,交流电测试题及答案高中物理选修3-2-电磁感应,交流电测试题及答案高二物理测试时间:第一卷(选择题48分)一、选择题:(本题共12小题,每小题4分)1.在电磁感应现象中,下列陈述中正确的一个是()a.当闭合线框和磁场之间有相对运动时,线框中一定会有感应电流b.感应电流的磁场总是跟原来磁场的方向相反c.感应电流的磁场总是跟原来磁场的方向相同d、感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

2.如右图所示,水平放置的矩形线圈ABCD垂直落在细长水平磁铁的S极附近,从位置I到位置II再到位置III。

位置II与磁铁在同一平面上,位置I和位置III非常接近位置II。

在下降过程中,线圈中的感应电流方向为()a、abcdab和adcbac、从abcda到adcbad、从adcba到abcda3.如图所示,这是早期制造的发电机和电机的示意图。

盘A和盘B是两个铜盘,可以分别围绕固定旋转轴旋转。

盘A的中心和盘B的边缘通过一根导线连接,盘B的中心和盘A的边缘通过另一根导线连接。

当圆盘a在外力作用下旋转时,圆盘B也会旋转。

那么下面陈述中正确的一个是()A。

连续旋转圆盘A可以获得连续电流。

原因是整个铜盘被视为沿径向排列的无数铜棒,它们切断磁感应线并产生感应电动势。

B.当磁盘a旋转时,磁盘B也可以旋转,因为电流在磁场力的作用下旋转c.当a盘顺时针转动时,b盘逆时针转动d.当a盘顺时针转动时,b盘也顺时针转动4、交流发电机的线圈转到线圈平面与中性面垂直时,下列说法正确的是()a、电流将改变方向B,磁场方向平行于线圈平面C,通过线圈的磁通量最大D,线圈中产生的感应电动势最大5、矩形导线框abcd固定在匀强磁场中,磁感线的方向与导线框所在平面垂直,规定磁场的正方向垂直纸面向里,磁感应强度b随时间变化的规律如图所示。

若规定顺时针方向为感应电流i的正方向,则下列表示电流变化的各图中正确的是()一6、如图所示,a、b是两个完全相同的灯泡,l是自感系数较大的线圈,其直流电阻忽略不计。

人教版高中物理选修3-2第四章 电磁感应单元练习题(含详细答案)

人教版高中物理选修3-2第四章 电磁感应单元练习题(含详细答案)

第四章电磁感应一、单选题1.如图所示,一个有弹性的金属圆环被一根橡皮绳吊于通电直导线的正下方,直导线与圆环在同一竖直面内,当通电直导线中电流增大时,弹性圆环的面积S和橡皮绳的长度l将()A.S增大,l变长B.S减小,l变短C.S增大,l变短D.S减小,l变长2.关于涡流,下列说法中不正确的是()A.真空冶炼炉是利用涡流来熔化金属的装置B.家用电磁灶锅体中的涡流是由恒定磁场产生的C.阻尼摆摆动时产生的涡流总是阻碍其运动D.铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成能减小涡流3.如图中画出的是穿过一个闭合线圈的磁通量随时间的变化规律,以下哪些认识是正确的()A.第0.6 s末线圈中的感应电动势是4 VB.第0.9 s末线圈中的瞬时电动势比0.2 s末的小C.第1 s末线圈的瞬时电动势为零D.第0.2 s末和0.4 s末的瞬时电动势的方向相同4.如图所示,一个由导体做成的矩形线圈,以恒定速率v运动,从无场区进入匀强磁场区,磁场宽度大于矩形线圈的宽度da,然后出来,若取逆时针方向的电流为正方向,那么下列图中的哪一个图能正确地表示回路中的电流与时间的函数关系()A.B.C.D.5.如图所示,一个带正电的粒子在垂直于匀强磁场的平面内做圆周运动,当磁感应强度均匀增大时,此粒子的动能将()A.不变B.增大C.减少D.以上情况都有可能6.如图所示,一沿水平方向的匀强磁场分布在宽度为2L的某矩形区域内(长度足够大),该区域的上、下边界MN、PS是水平的.有一边长为L的正方形导线框abcd从距离磁场上边界MN的某高处由静止释放下落并穿过该磁场区域,已知当线框的ab边到达MN时线框刚好做匀速直线运动(以此时开始计时),以MN处为坐标原点,取如图坐标轴x,并规定逆时针方向为感应电流的正方向,则关于线框中的感应电流与ab边的位置坐标x间的以下图线中,可能正确的是()A.B.C.D.7.如下图所示,一个闭合三角形导线框ABC位于竖直平面内,其下方(略靠前)固定一根与导线框平面平行的水平直导线,导线中通以图示方向的恒定电流.释放导线框,它由实线位置下落到虚线位置未发生转动,在此过程中()A.导线框中感应电流的方向依次为ACBA→ABCA→ACBAB.导线框的磁通量为零时,感应电流也为零C.导线框所受安培力的合力方向依次为向上→向下→向上D.导线框所受安培力的合力为零,做自由落体运动8.一矩形线框置于匀强磁场中,线框平面与磁场方向垂直.先保持线框的面积不变,将磁感应强度在1 s时间内均匀地增大到原来的两倍.接着保持增大后的磁感应强度不变,在1 s时间内,再将线框的面积均匀地减小到原来的一半.先后两个过程中,线框中感应电动势的比值为()A.B. 1C. 2D. 49.法拉第电磁感应定律可以这样表述:闭合电路中感应电动势的大小()A.跟穿过这一闭合电路的磁通量成正比B.跟穿过这一闭合电路的磁感应强度成正比C.跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化率成正比D.跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化量成正比10.某线圈中产生了恒定不变的感应电流,关于穿过该线圈的磁通量Φ随时间t变化的规律,可能是下面四幅图中的()A.B.C.D.二、多选题11.(多选)如图,足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成θ角(0<θ<90°),其中MN与PQ平行且间距为l,导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直,导轨电阻不计,其上端所接定值电阻为R.给金属棒ab一沿斜面向上的初速度v0,并与两导轨始终保持垂直且接触良好,ab棒接入电路的电阻为r,当ab棒沿导轨上滑距离x时,速度减小为零.则下列说法不正确的是()A.在该过程中,导体棒所受合外力做功为mvB.在该过程中,通过电阻R的电荷量为C.在该过程中,电阻R产生的焦耳热为D.在导体棒获得初速度时,整个电路消耗的电功率为v012.(多选)在如图所示的各图中,闭合线框中能产生感应电流的是()A.B.C.D.13.如图所示,在匀强磁场中放有平行铜导轨,它与大线圈M相连接,要使小导线圈N获得顺时针方向的感应电流,则放在导轨上的金属棒ab的运动情况(两线圈共面放置)是()A.向右匀速运动B.向左加速运动C.向右减速运动D.向右加速运动三、实验题14.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.15.英国物理学家法拉第在1831年发现了“磁生电”现象.现在某一课外活动小组的同学想模仿一下法拉第实验,于是他们从实验室里找来了两个线圈A、B,两节干电池、电键、电流计、滑动变阻器等器材,如图所示.请同学们帮助该活动小组,用笔画线代替导线,将图中的器材连接成实验电路.四、计算题16.如图所示,长为L=0.2 m、电阻为r=0.3 Ω、质量为m=0.1 kg的金属棒CD垂直放在位于水平面上的两条平行光滑金属导轨上,两导轨间距也为L,棒与导轨接触良好,导轨电阻不计,导轨左端接有R =0.5 Ω的电阻,量程为0~3.0 A的电流表串联在一条导轨上,量程为0~1.0 V的电压表接在电阻R 的两端,垂直导轨平面的匀强磁场向下穿过平面.现以向右恒定的外力F使金属棒右移,当金属棒以v=2 m/s的速度在导轨平面上匀速滑动时,观察到电路中的一个电表正好满偏,而另一电表未满偏.问:(1)此时满偏的电表是什么表?说明理由.(2)拉动金属棒的外力F多大?(3)导轨处的磁感应强度多大?17.如图所示,ef、gh为水平放置的足够长的平行光滑导轨,导轨间距为L=1 m,导轨左端连接一个R =3 Ω的电阻,一根电阻为1 Ω的金属棒cd垂直地放置在导轨上,与导轨接触良好,导轨的电阻不计,整个装置放在磁感应强度为B=2 T的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向上.现对金属棒施加4 N的水平向右的拉力F,使棒从静止开始向右运动,试解答以下问题:(1)金属棒达到的最大速度v是多少?(2)金属棒达到最大速度后,R上的发热功率为多大?18.如图所示,两根足够长的光滑金属导轨ab、cd竖直放置,导轨间距离为L,电阻不计.在导轨上端并接两个额定功率均为P、电阻均为R的小灯泡.整个系统置于匀强磁场中,磁感应强度方向与导轨所在平面垂直.现将一质量为m、电阻可以忽略的金属棒MN从图示位置由静止开始释放.金属棒下落过程中保持水平,且与导轨接触良好.已知某时刻后两灯泡保持正常发光.重力加速度为g.求:(1)磁感应强度的大小;(2)灯泡正常发光时金属棒的运动速率.五、填空题19.如图所示,线圈ABCO面积为0.4 m2,匀强磁场的磁感应强度B=0.1 T,方向为x轴正方向,通过线圈的磁通量为________Wb.在线圈由图示位置绕z轴向下转过60°的过程中,通过线圈的磁通量改变了________Wb.(可以用根式表示)20.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”).21.如下图所示,半径为r的金属圆环绕通过直径的轴OO′以角速度ω匀速转动,匀强磁场的磁感应强度为B,以金属环的环面与磁场方向重合时开始计时,求在转动30°角的过程中,环中产生的平均感应电动势为________.22.如图所示,金属环直径为d、总电阻为2R,匀强磁场磁感应强度为B,垂直穿过环所在平面.电阻为的导体杆AB沿环表面以速度v向右滑至环中央时,杆两端的电压为________.23.如下图甲所示,环形线圈的匝数n=1000,它的两个端点a和b间接有一理想电压表,线圈内磁感应强度B的变化规律如图乙所示,线圈面积S=100 cm2,则Uab=________,电压表示数为________V.答案解析1.【答案】D【解析】当通电直导线中电流增大时,穿过金属圆环的磁通量增大,金属圆环中产生感应电流,根据楞次定律,感应电流要阻碍磁通量的增大:一是用缩小面积的方式进行阻碍;二是用远离直导线的方法进行阻碍,故D正确.2.【答案】B【解析】高频感应炉是用涡流来熔化金属对其进行冶炼的,炉内放入被冶炼的金属,线圈内通入高频交变电流,这时被冶炼的金属中产生涡流就能被熔化.故A正确;电磁炉利用高频电流在电磁炉内部线圈中产生磁场,当含铁质锅具放置炉面时,铁磁性锅体被磁化,锅具即切割交变磁感线而在锅具底部产生交变的涡流,恒定磁场不会产生涡流,故B错误;阻尼摆摆动时产生的涡流总是阻碍其运动,当金属板从磁场中穿过时,金属板板内感应出的涡流会对金属板的运动产生阻碍作用.故C正确;在整块导体内部发生电磁感应而产生感应电流的现象称为涡流现象,要损耗能量,不用整块的硅钢铁芯,其目的是为了减小涡流,故D正确.本题选择错误的,故选B.3.【答案】A【解析】由法拉第电磁感应定律知:感应电动势E=可知:0.3~0.8 s:E===-4 V,负号表示方向与正方向相反,A正确;图象的斜率表示电动势的大小,由图象知第0.9 s末线圈中的瞬时电动势比0.2 s末的大,B错误;第1 s末线圈的磁感强度为零,但磁通量的变化率不为零,电动势不为零,C错误;第0.2 s末和0.4 s末的图象斜率一正一负,瞬时电动势的方向相反,D错误.4.【答案】C【解析】根据楞次定律,线圈进入磁场的过程,穿过线圈的磁通量向里的增加,产生逆时针方向的感应电流,因为速度恒定,所以电流恒定,故A、D错误;离开磁场时,穿过线圈的向里的磁通量减少,所以产生顺时针方向的电流,B错误,C正确.5.【答案】B【解析】当垂直纸面向里的磁场增强时,产生逆时针的涡旋电场,带正电的粒子将受到这个电场对它的电场力作用,而使动能增加,故B正确.6.【答案】D【解析】在第一个L内,线框匀速运动,电动势恒定,电流恒定;在第二个L内,线框只在重力作用下加速,速度增大;在第三个L内,安培力大于重力,线框减速运动,电动势减小,电流减小.这个过程加速度逐渐减小,速度是非线性变化的,电动势和电流都是非线性减小的,选项A、B均错误.安培力再减小,也不至于减小到小于第一段时的值,因为当安培力等于重力时,线框做匀速运动,选项C错误,D正确.7.【答案】A【解析】根据右手螺旋定则可知导线上方的磁场方向垂直于纸面向外,下方的磁场方向垂直于纸面向里,而且越靠近导线磁场越强.所以闭合导线框ABC在下降过程中,导线框内垂直于纸面向外的磁通量先增大,当增大到BC边与导线重合时,达到最大,再向下运动,导线框内垂直于纸面向外的磁通量逐渐减小至零,然后随导线框的下降,导线框内垂直于纸面向里的磁通量增大,当增大到A点与导线重合时,达到最大,继续下降时由于导线框逐渐远离导线,使导线框内垂直于纸面向里的磁通量再逐渐减小,所以根据楞次定律可知,感应电流的磁场总是阻碍内部磁通量的变化,所以感应电流的磁场先向内,再向外,最后向内,所以导线框中感应电流的方向依次为ACBA→ABCA→ACBA,A正确;当导线框内的磁通量为零时,内部的磁通量仍然在变化,有感应电动势产生,所以感应电流不为零,B错误;根据对楞次定律的理解,感应电流的效果总是阻碍导体间的相对运动,由于导线框一直向下运动,所以导线框所受安培力的合力方向一直向上,不为零.C、D错误.8.【答案】B【解析】设原磁感应强度是B,线框面积是S.第1 s内ΔΦ1=2BS-BS=BS,第2 s内ΔΦ2=2B·-2B·S=-BS.因为E=n,所以两次电动势大小相等,B正确.9.【答案】C【解析】由法拉第电磁感应定律可知,闭合电路中产生的感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比,与磁通量及磁通量的变化量无关.故A、B、D错误,C正确.10.【答案】B【解析】要想该线圈中产生恒定不变的感应电流,则要求该线圈中产生的感应电动势是恒定不变的,要想线圈中产生恒定不变的感应电动势,由法拉第电磁感应定律可知,穿过线圈的磁通量的变化率应是恒定的,即在Φ-t图象中,其图线是一条倾斜的直线.11.【答案】ABC【解析】在该过程中,导体棒和金属导轨组成的系统所受合外力做功为mv,A错误;由q=IΔt,I=,E==,通过电阻R的电荷量为q=,B错误;由于不知摩擦力是否存在,所以C错误;在导体棒获得初速度时,电路中电动势为E=Blv0,I=,P=I2(r+R)=v0,D正确.12.【答案】AB【解析】感应电流产生的条件是:只要穿过闭合线框的磁通量变化,闭合线框中就有感应电流产生.A图中,线框转动过程中,通过线框的磁通量发生变化,线框中有感应电流产生;B图中离直导线越远磁场越弱,所以当线框远离导线时,线框中磁通量不断变小,所以B图中有感应电流产生;C图中一定要把条形磁铁周围的磁感线空间分布图弄清楚,在图示位置,线框中的磁通量为零,在向下移动过程中,线框的磁通量一直为零,磁通量不变,线框中无感应电流产生;D图中,线框中的磁通量一直不变,无感应电流产生.故选A、B.13.【答案】BC【解析】14.【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.15.【答案】【解析】线圈A与带电池的电路相连,线圈B与电流计相连,当滑动滑动变阻器时,线圈A中的电流变化,从而引起B中产生感应电流,也可以保持滑动器划片不动,线圈A插入或者拔出时,都可以引起B中产生感应电流.16.【答案】(1)见解析(2)1.6 N(3)4 T【解析】(1)假设电流表满偏,则I=3.0 A,R两端电压U=IR=3.0×0.5 V=1.5 V,将大于电压表的量程,不符合题意,故满偏电表应该是电压表.(2)由能量关系知,电路中的电能是外力做功转化来的,所以有Fv=I2(R+r),I=,两式联立得F==1.6 N.(3)磁场是恒定的,且不发生变化,由于CD运动而产生感应电动势,因此是动生电动势.根据法拉第电磁感应定律有E=BLv,根据闭合电路欧姆定律得E=U+Ir以及I=,联立三式得B=+=4 T.17.【答案】(1)4 m/s(2)12 W【解析】(1)当金属棒速度最大时,拉力与安培力相等.=F,v m==4 m/s(2)回路中电流为I==2 A,电阻上的发热功率为P=I2R=12 W.18.【答案】(1)(2)【解析】(1)设小灯泡的额定电流为I0,有P=I R,①由题意,在金属棒沿导轨竖直下落的某时刻后,小灯泡保持正常发光,流经MN的电流为I=2I0,②此时金属棒MN所受的重力和安培力相等,下落的速度达到最大值,有mg=BLI,③联立①②③式得B=(2)设灯泡正常发光时,金属棒的速率为v,由电磁感应定律与闭合电路欧姆定律得E=BLv,⑤E=RI0,⑥联立①②④⑤⑥式得v=.⑦19.【答案】00.02或3.46×10-2【解析】线圈ABCO与x轴正方向的匀强磁场平行,没有一条磁感线穿过平面,所以磁通量等于0.在线圈由图示位置绕z轴向下转过60°时,线圈在中性面上面的投影面积为0.4×sin 60°,磁通量Φ=0.1×0.4×sin 60°=0.02Wb,磁通量变化量ΔΦ=0.1×0.4×sin 60°-0=0.02Wb.20.【答案】(1)BC(2)感应电场的电场力机械能(3)负【解析】(1)将线圈A放在线圈B中,由于磁通量不变化,故不会产生感应电流,也不会引起电流计指针偏转,选项A错误;线圈A插入或拔出线圈B的速度越大,则磁通量的变化率越大,产生的感应电流越大,电流计指针偏转的角度越大,选项B正确;滑动变阻器的滑片P滑动越快,电流的变化率越大,磁通量的变化率越大,则感应电流越大,电流计指针偏转的角度越大,选项C正确;滑动变阻器的滑片P 匀速滑动时,电流发生变化,磁通量变化,也会产生感应电流,故电流计指针也会发生偏转,选项D错误.故选BC.(2)这个“电源”内的非静电力是感应电场的电场力.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.这时是机械能转化为电能.(3)根据楞次定律可知,通过电流计的电流从负极流入,故灵敏电流计指针向其负接线柱方向偏转.21.【答案】3Bωr2【解析】ΔΦ=Φ2-Φ1=BS sin 30°-0=Bπr2.又Δt===所以===3Bωr2.22.【答案】【解析】杆切割产生的感应电动势:E=Bdv.两个电阻为R的半金属圆环并联,并联电阻R并=R,电路电流(总电流):I==,杆两端的电压:U=IR并=Bdv.23.【答案】50 V50【解析】由B-t图象可知=5 T/s由E=n S得:E=1 000×5×100×10-4V=50 V.。

高中物理选修3-2电磁感应试题

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高中物理选修3-2电磁感应试题5如图,当变阻器R的滑动片P向左移动使流过B线圈的电流能均匀变化时,在A 电磁感应测试线圈中感应电流的情况是一、选择题(40分) ( )1. 如图所示,A、B、C为三组匝数不等的同心圆线圈。

当A线圈中通以电流时,穿 A(为零 B(电流向左流过G过B、C两线圈的磁通量Φ和Φ大小的关系是( ) C(电流向右流过G D(电流在变小 BCA(Φ>Φ B(Φ=Φ C(Φ<Φ D(无法确定 BCBCBCabc,在外力作用下匀速地经过一个宽为d6(有一等腰直角三角形形状的导线框的有限范围的匀强磁场区域,线圈中产生的感应电流i与沿运动方向的位移x 之间的函数图象是图中的( )2. 下列关于感应电动势的说法中,正确的是( )A(不管电路是否闭合,只要穿过电路的磁通量发生变化,电路中就有感应电动势 7 图中L 是一只有铁芯的线圈,它的电阻不计,E表示直流电源的电动势。

先将KB(感应电动势的大小跟穿过电路的磁通量变化量成正比接通,稳定后再将K断开。

若将L中产生的感应电动势记为ε,则在接通和LC(感应电动势的大小跟穿过电路的磁通量变化率成正比断K的两个瞬间,以下所说正确的是 ( ) D(感应电动势的大小跟穿过回路的磁通量多少无关,但跟单位时间内穿过回路 A(两个瞬间ε都为零 L的磁通量变化有关 B(两个瞬间ε的方向都与E相反 LC(接通瞬间ε的方向与E相反 L3.矩形金属线圈共10匝,绕垂直磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动,线圈D(断开瞬间ε的方向与E相同 L随时间变化的情况如图所示.下列说法中正确的是中产生的交流电动势et ( ) 8 螺线管右端的管口正对着一个闭合线圈M(如图),线圈平面与螺线管中轴线垂直,e/V 1 A.此交流电的频率为0.2Hz 以下哪些情况能使M向右侧摆动的是:t/s O B.此交流电动势的有效值为1V A(闭合开关S瞬间 0.1 0.2 0.3C.t=0.1s时,线圈平面与磁场方向平行 B(S原来闭合,断开的瞬间 -1C(闭合S稳定后滑动变动R的触片P右移时 1D.线圈在转动过程中穿过线圈的最大磁通量为Wb 100,D(闭合S稳定后滑动变动器R的触片P左移时 4、一根长直导线中的电流按如图的正弦规律变化,规定电流从左向右为正,在直导线下方有一不闭合的金属框,则相对于b点来说,a点电势最高的时刻是在 9 在一个导线框架中通以如图所示的电流,BC边的正中间用绝缘线悬挂金属环,环A、t面与框架平面在同一平面内,在电流I减小的过程中时刻B、t时刻 1 2C、t时刻D、t时刻( ) 3 4A(环向AB边靠拢 B(环向CD边靠拢C(悬线中拉力增大 D(悬线中拉力变小16. (10分) U形导线框架宽1m,框架平面与水平面夹角30?,电阻不计。

高中物理选修3-2电磁感应专题训练(解答题)

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电磁感应专题训练编辑:李鸿书1.如图甲所示,金属导轨宽0.4 m,均匀变化的磁场垂直穿过平面,方向如图甲所示,磁感应强度的变化规律如图乙所示,金属棒ab 的电阻为1 Ω,从t=0开始,棒在水平力的作用下从导轨最左端以v=1 m/s 的速度向右匀速运动,其他电阻不计。

求:(1)1s 末回路的电动势。

(2)1s 末安培力的瞬时功率。

2.如图甲所示,一对平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道相距l=1 m,两轨道之间用R=3Ω的电阻连接,一质量m=0.5kg 、电阻r=1Ω的导体杆与两轨道垂直,静止放在轨道上,轨道的电阻可忽略不计。

整个装置处于磁感应强度B=2T 的匀 强磁场中,磁场方向垂直轨道平面向上,现用水平拉力沿轨道方向拉导体杆,拉力F 与导体杆运动的位移s 间的关系如图乙所示,当拉力达到最大时,导体杆开始做匀速运动,当位移s=2.5 m 时撤去拉力,导体杆又滑行了一段距离s'后停下,在滑行s'的过程中电阻R 上产生的焦耳热为12 J 。

求:(1) 拉力F 作用过程中,通过电阻R上电荷量q 。

(2)导体杆运动过程中的最大速度(3)拉力F 作用过程中,电阻R 上产生的焦耳热。

3.如图所示,两根相距l=0.4m 、电阻不计的平行光滑金属导轨水平放置,一端与阻值R=0.15Ω的电阻相连。

导轨x>0的一侧存在沿x 方向均匀增大的稳恒磁场,其方向与导轨平面垂直,变化率k=0.5 T/m,x=0处磁场的磁感应强度B ₀=0.5 T.一根质量m=0.1 Kg 、电阻r=0.05Ω的金属棒置于导轨上,并与导轨垂直。

棒在外力作用下从x=0处以初速度v ₀=2m/s 沿导轨向右运动,运动过程中电阻上消耗的功率不变。

求:(1)回路中的电流。

(2)金属棒在x=2m 处的速度。

(3)金属棒从x=0运动到x=2 m 过程中安培力做功的大小。

(4)金属棒从x=0运动到r=2 m 过程中外力的 平均功率。

4.如图甲所示,两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距为L ₁=2 m,导轨平面与水平面成θ=30°角,上端连接阻值R=1.5 Ω的电阻。

高二物理选修3-2电磁感应经典练习

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电磁感应经典练习1.绕有线圈的铁芯直立在水平桌面上,铁芯上套着一个铝环,线圈与电源、电键相连,如下图.线圈上端与电源正极相连,铁芯闭合电键的瞬时,铝电铝环向上跳起.若保持电键闭合,则()线圈A.铝环不停高升B.铝环逗留在某一高度C.铝环跳起到某一高度后将回落D.假如电源的正、负极对换,察看到的现象不变2.如下图,矩形闭台线圈搁置在水平薄板上,有一块蹄形磁铁如下图置于平板的正下方 (磁极间距略大于矩形线圈的宽度)当磁铁匀速向右经过线圈时,线圈仍静止不动,那么线圈遇到薄扳的摩擦力方向和线圈中产生感觉电流的方向(从上向下看) 是()A摩擦力方向向来向左B摩擦力方向先向左、后向或右C.感觉电流的方向顺时针→逆时针→逆时针→顺时针D.感觉电流的方向顺时针→逆时针3.如下图, A 为水平搁置的橡胶圆盘,在其侧面带有负电荷─ Q ,在 A 正上方用丝线悬挂一个金属圆环 B(丝线未画出),使 B 的环面在水平面上与圆盘平行,其轴线与橡胶盘 A 的轴线 O1 O2重合。

现使橡胶盘 A 由静止开始绕其轴线 O 1O2按图中箭头方向加快转动,则()A.金属圆环 B 有扩大部分径的趋向,丝线遇到拉力增大B.金属圆环 B 有减小半径的趋向,丝线遇到拉力减小C.金属圆环 B 有扩大部分径的趋向,丝线遇到拉力减小D.金属圆环 B 有减小半径的趋向,丝线遇到拉力增大4.如下图,一矩形线框竖直向长进入有水平边磁场方向垂直纸v3 3v22v4界的匀强磁场,1v1v5面向里,线框在磁场中运动时只受重力和磁场力,线框平面一直与磁场方向垂直。

向上经过图中1、2、3 地点时的速率准时间挨次为v1、v2、v3,向下经过图中2、1 地点时的速率准时间挨次为v4、v5,以下说法中必定正确的选项是()A.v1>v2 B.v2=v3 C.v2=v4 D.v4<v55.如下图 ,两圆滑平行导轨水平搁置在匀强磁场中,磁场垂直导轨所在平面 ,金属棒ab可沿导轨自由滑动 .导轨一端连结一个定值电阻R,导轨电阻可忽视不计 .现将金属棒沿导轨由静止向右拉 .若保持拉力恒定 ,当速度为v时 ,加快度为a1 ,最后以速度2v做匀速运动 ;若保持拉力的功率恒定,当速度为v时,加快度为a2 ,最后也以速度2v做匀速运动 ,则()A.a2 = a1B.a2 = 2a1C. a2= 3a1D.a2 = 4a16.如下图 ,平行导轨水平搁置 ,匀强磁场的方向垂直于导轨平面 ,两金属棒a、b和轨道构成闭合电路,用水平恒力F向右拉a,使a、b分别以va 和vb 的速度向右匀速运动,若a棒与轨道间的滑动摩擦力为f ,则回路中感应电流的功率为 ( )A.Fv aB.Fv bC.(Ff ) v aD. (F f ) (va vb )7.如下图,足够长的圆滑平行金属导轨cd 和 ef ,水平搁置且相距 L,在其左端各固定一个半径为r 的四分之三金属圆滑圆环,两圆环面平行且竖直。

人教版高中物理选修3-2电磁感应练习.docx

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唐玲高中物理学习材料唐玲收集整理电磁感应练习班级 学号 姓名1、如图所示,一个有界匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向外.一个矩形闭合导线框abcd ,沿纸面由位置l(左)匀速运动到位置2(右).则( ) A.导线框进入磁场时,感应电流方向为a →b →c →d →a B.导线框离开磁场时,感应电流方向为a →d →c →b →a C.导线框离开磁场时,受到的安培力方向水平向右 D.导线框进入磁场时,受到的安培力方向水平向左2、如图所示,磁感应强度为B 的匀强磁场有理想界面,用力将矩形线圈从磁场中匀速拉出磁场,在其他条件不变的情况下( )A.速度越大时,拉力做功越大B.线圈长L 1越大时,拉力做功越大C.线圈宽L 2越大时,拉力做功越多D.线圈电阻越大时,拉力做功越多 3、如图所示,在磁感强度为B 的匀强磁场中,有半径为r 的光滑半圆形导体框架,OC 为一能绕O 在框架上滑动的导体棒,OC 之间连一个电阻R ,导体框架与导体电阻均不计,若要使OC 能以角速度ω匀速转动,则外力做功的功率是( )A .B 2ω2r 4/R B . B 2ω2r 4/2RC . B 2ω2r 4/4RD . B 2ω2r 4/8R4、在竖直向上的匀强磁场中,水平旋转一个不变形的单匝金属圆线圈,规定线圈中感应电流的正方向如图9-11所示,当磁场的磁感应强度B 随时间t 如图9-12变化时,则正确表示线圈中感应电动势E 变化的是( )图 9-12图 9-11ABCD唐玲5、如图所示,男女两位同学一起摇绳,男同学站在女同学的正东方向,两位同学分别捏住绝缘的长金属导线的两端迅速摇动,若金属导线两端连接在一个灵敏电流表的两个接线柱上.下列说法中正确的是( ) A .摇动过程中导线中的电流方向始终不改变 B .摇动过程中导线中的电流是交变电流C .若两同学加快摇动金属导线,其他条件不变,则流过电流表的电流将变大D .若两同学改为南北方向站立摇绳,其他条件不变,则流过电流表的电流将变大6、如图9-3-21所示,有一磁感强度B=0.1T 的水平匀强磁场,垂直匀强磁场放置一很长的金属框架,框架上有一导体ab 保持与框架边垂直、由静止开始下滑.已知ab 长10cm ,质量为0.1g ,电阻为0.1Ω,框架电阻不计,取g=10m/s 2.求:(1)导体ab 下落的最大加速度和最大速度; (2)导体ab 在最大速度时产生的电功率.7、如图9-24所示,间距为l 1的平行金属导轨上端接有电阻R ,导轨上垂直于导轨架有均匀金属棒ab ,导轨平面与水平面间夹角为θ,金属棒ab 的质量为m ,开始时它与电阻R 间的距离为l 2,由于摩擦,ab 棒恰好不下滑.金属棒和导轨电阻不计.若从t =0时刻开始沿垂直于导轨平面向上的方向加一B =Kt 的匀强磁场(K 为大于零的恒量),那么,需经多长时间,ab 棒开始沿导轨向上滑动?8、图9-18中MN 和PQ 为竖直方向的两平行长直金属导轨,间距l 为0.40m ,电阻不计,导轨所在平面与磁感应强度B为0.50T 的匀强磁场垂直.质量m 为6.0×10-3kg 、电阻为1.0Ω的金属杆ab 始终垂直于导轨与其保持光滑接触.导轨两端分别接有滑动变阻器和阻值为3.0Ω的电阻R 1.当杆ab达到图9-3-21 图9-24Rθ θ a bl 1 l 2B图9-18× × × × ×× × × × × × × × × ××× × × × × × ×××M P a bQNv R 1R 2 Bl稳定状态时以速率v匀速下滑,整个电路消耗的电功率P为0.27W,重力加速度取10m/s2,试求速率v和滑动变阻器接入电路部分的阻值R2.1 D2 ABC3 C4 A5 BC6 (1)10m/s2 1m/s (2)0.001W7 2mgsinθR/k2l12l28 4.5m/s 6Ω唐玲。

高二物理选修3-2电磁感应专题强化训练(含详细解析)

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人教版高二物理选修3-2电磁感应专题强化训练(含详细解析)示.下列说法中正确的是()电磁感应专题强化练1 . (2015新课标全国I 19) 1824年,法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”.实验中将一铜圆盘水平放置,在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针,如图1所示.实验中发现,当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时,磁针也随着一起转动起来,但略有滞后.下列说法正确的是()A .圆盘上产生了感应电动势B .圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动C.在圆盘转动的过程中,磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化D .圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流,此电流产生的磁场导致磁针转动答案AB解析当圆盘转动时,圆盘的半径切割磁针产生的磁场的磁感线,产生感应电动势,选项A正确.如图所示,铜圆盘上存在许多小的闭合回路,当圆盘转动时,穿过小的闭合回路的磁通量发生变化,回路中产生感应电流,根据楞次定律,感应电流阻碍其相对运动,但抗拒不了相对运动,故磁针会随圆盘一起转动,但略有滞后,选项B正确;在圆盘转动过程中,磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量始终为零,选项C错误;圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成的电流的磁场方向沿圆盘轴线方向,会使磁针沿轴线方向偏转,选项D错误.2.如图2甲所示,一个圆形线圈的匝数n = 100,线圈面积S= 200 cm2,线圈的电阻r = 1 0,线圈外接一个阻值R=4 0的电阻,把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中,磁感应强度随时间变化规律如图乙所图2A .线圈中的感应电流方向为顺时针方向B .电阻R两端的电压随时间均匀增大C.线圈电阻r消耗的功率为4X 10「4 WD .前4 s内通过R的电荷量为4X 10「4 C答案C解析由图可知,穿过线圈的磁通量变大,由楞次定律可得:线圈产生的感应电流方向为逆时针方向,故A错误;根据法拉第电磁感应定律可知,磁通量的变化率恒定,所以电动势恒定,则电阻两端的电压恒定,故B错误;由法拉第电磁感应定律:E = n号=n°B F =0 4—0 2100 X . 4. X 0.02 V = 0.1 V,根据闭合电路欧姆定律E 0 1可知,电路中的电流为:1= — = —:— A = 0.02 A,所R+ r 4+ 1以线圈电阻r消耗的功率:P= I2r = 0.022X 1 W = 4X 10—4 W,故C正确;前4 s内通过R的电荷量:Q = It = 0.02 X 4 C =0.08 C,故D 错误.3 .如图3所示,倾角为a的光滑导轨上端接入一定值电阻,I和n是边长都为L的两正方形磁场区域,其区域内的磁场方向都垂直于导轨平面向上,区域I中磁场的磁感应强度为B1,区域n中磁场随时间按B2= kt变化,一质量为m、电阻为r的金属杆ab穿过区域I垂直地跨放在两导轨上,并恰能保持静止.则()B .通过金属杆的电流方向从 a 到bC •定值电阻的阻值为亠型一rmgsin akB i L 3D .定值电阻的阻值为 mgsinmgs in a4.如图4所示,平行虚线之间有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁场左右宽度为 L ,磁感应强度大小为 B.—等腰线圈产生的感应电动势不变,克服安培力做的功等于线梯形线圈ABCD 所在平面与磁场垂直,AB 边刚好与磁场圈产生的焦耳热,则克服安培力做的功为右边界重合,AB 长等于L , CD 长等于2L , AB 、CD 间 的距离为2L ,线圈的电阻为 R •现让线圈向右以恒定速度2BLV 2 LB2L3V6 •=右,故D 正确.V 匀速运动,从线圈开始运动到 CD 边刚好要进入磁场的 过程中()属线框处于两个半径为 0.1 m 的圆形匀强磁场中,顶点A 恰好答案 AC 磁场宽度为L ,线圈有效的切割长度为 2L _丄tan 厂 2 解析对金属杆: mgsin a= B I IL , 解得:1=晋晋,A所以线圈中感应电动势大小为1v = 2BL V ,故 B 错 对;由楞次定律知, 电流方向为从 b 到a , B 错;由法拉 第电磁感应定律得 △① A B E =云=AT L2 = kL 2,又因为: 误.通过线圈截面的电荷量为 q =―①REE RT7,故:R = E -r= 黑一 r ,C 对,D 错. 3 3 2L + 2L 2L + L B 2L — ~2~L BL 2——2 2——=,故C 正确.由B 项分析知R 2RX M ;5•如图5甲所示,在水平面上固定一个匝数为 10匝的等边三角形金属线框,总电阻为 3 Q,边长为0.4 m .金左边圆的圆心,BC边的中点恰好与右边圆的圆心重合.左边磁场方向垂直水平面向外,右边磁场垂直XX-水平面向里,磁感应强度的规律如图乙所示,则下答案 CD解析 当线圈向右运动时穿过线圈的磁通量在增加,根A .线框中感应电流的方向是顺时针方向据楞次定律知,感应电流沿逆时针方向,故A 错误•设B . t = 0.4 s 时,穿过线框的磁通量为 0.005 WbC .经过t = 0.4 s ,线框中产生的热量为 2.7 JD .前0.4 s 内流过线框的电荷量为 0.2 C答案 CD解析由磁感应强度B i 垂直水平面向里,大小随时间增 大;B 2垂直水平面向外,大小不变,故线框的磁通量增列说法中正确的是(n 取3)(A .线圈中感应电流沿顺时针方向B •线圈中感应电动势大小为 BL VC •通过线圈截面的电荷量为B RD .克服安培力做的功为B 2L 3V 4R)屮/ ADC = 0,由几何知识可得: tan大,由楞次定律可得,线框中感应电流方向为逆时针方向,故A错误;t= 0.4 s时穿过线框的磁通量为:1 1Q = B i x x n2—B2X x n2= 5x 0.5 x 3X 0.12 Wb —2 6BLvm ” + 2mgRsin 0条件得:mgsin 0= BIL = B-^L,解得v m = 奋了故A正确;在MN下滑的过程中,穿过回路的磁通量增大,根据楞次定律判断知,EF受到沿导轨向下的安培力,根据平衡条件得:导体棒EF所受的静摩擦力f= mgsin 0 + F安.故B错误;当导体棒MN从静止开始下滑s的过体棒MN上方轨道粗糙下方光滑,将两根导体棒同时释上的初速度V0.在沿导轨往复运动的过程中,导体棒始终放后,观察到导体棒MN下滑而EF始终保持静止,当与导轨垂直并保持良好接触.则下列说法正确的是()I2Rt n A①"AT)2R x A t1 210 x 5 —1 x 2nx 0.12( ----------- )2x 3x 0.4I 0.4 丿程中,通过其横截面的电荷量为E BL v t2R t= 2RJ= 2.7 J,故C正确; BLs,故C正确;根据能量守恒得:导体棒MN中产在t = 0.4 s内通过线框中的电荷量E n △①q= r廿"A①10x 5—1 x Jx 0.123 C = 0.2 C,故D正确.6.如图6所示,电阻不计、相距L的两条足够长的平行金属导轨倾斜放置,与水平面的夹角为0,整个空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度为B,导轨1 1生的热量为Q= 2(mgssin —2mv m),故D错误.7.如图7所示,固定的竖直光滑U形金属导轨,间距为L,上端接有阻值为R的电阻,处在方向水平且垂直于导轨平面、磁感应强度为B的匀强磁场中,质量为m、电阻为r的导体棒与劲度系数为k的固定轻弹簧相连放在导轨上,导轨的电阻忽略不计.初始时刻,弹簧处于上固定有质量为m、电阻为R的两根相同的导体棒,导伸长状态,其伸长量为X1 =晋此时导体棒具有竖直向MN下滑的距离为s时,速度恰好达到最大值V m,则下A .导体棒MNB•此时导体棒列叙述正确的是2mgRsin 0的最大速度V m= B2L2EF与轨道之间的静摩擦力为mgs in 0C .当导体棒MN从静止开始下滑s的过程中, 通过其横截面的电荷量为Br?2RD •当导体棒MN从静止开始下滑s的过程中,导体棒1MN中产生的热量为mgssin —2mvi m答案AC解析导体棒MN速度最大时做匀速直线运动,由平衡A.初始时刻导体棒受到的安培力大小B .初始时刻导体棒加速度的大小B2 L2V0Ra = 2g +B2L2V0m R+ rC .导体棒往复运动,最终静止时弹簧处于压缩状态D .导体棒开始运动直到最终静止的过程中,电阻R上产生的焦耳热Q = 2mv2+答案BC解析由题意得:E = BLV0,由闭合电路欧姆定律得:I=点,由安培力公式得:口2| 2 0F=詈■,故A错误;初始14x6x 3x °12 Wb= °.°55 Wb,故B错误;时刻,F + mg+ kx i= ma,得a= 2g + B L v0,故B正确;回路消耗的最大功率为:P= I2R总=2RM g j in B m R+ r B l因为导体棒最终静止时没有安培力,只有重力和弹簧的弹力,故弹簧处于压缩状态,故C正确;根据能量守恒,减少的动能和势能全都转化为焦耳热,但R上产生的焦耳热只是其中一部分,故D错误.8•如图8所示,质量为M的导体棒ab,垂直放在相距为I的平行光滑金属轨道上.导轨平面与水平面的夹角为0,并处于磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,左侧是水平放置、板长为x、间距为d 的平行金属板,R和R x分别表示定值电阻和滑动变阻器的阻值,不计其他电阻. (3)微粒从板中间水平射入恰好落到上板边缘,则:1 d竖直方向:qat2=㊁①水平方向:v o t= x②根据受力分析可知:a =蚩③m电场强度为:E=计④2 2联立①②③④,得:u=mx^棒沿导轨匀速运动,由平衡条件有:Mgsin 0= BI1I 金属板间电压为:U = I 1R xmBld2v2解得:Rx= qx2Mgsin 109.如图10中MN和PQ为竖直方向的两平行足够长的光滑金属导轨,间距为L,电阻不计•导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直,两端分别接阻值为2R(1) 调节R x= 0,释放导体棒,当导体棒速度为w时,求棒ab两端的电压;(2) 调节R x= R,释放导体棒,求棒下滑的最大速度及整个回路消耗的最大功率;(3) 改变R x,待棒沿导轨再次匀速下滑后,将质量为m、带电荷量为+ q的微粒(不计重力)从两板中间以水平速度V0射入金属板间,若粒子刚好落在上板边缘,求此时的R x.解析(1)当导体棒速度为V1时,有:E= Blv1 ;根据闭合电路欧姆定律,得:1= E= 誓R R那么:U ab = IR = Blv1.(2)当R x= R,棒沿导轨匀速下滑时,有最大速度v,由平衡条件得:Mgsin 0= F安安培力为:F安=BIl解得:I =皿」Bl感应电动势为:E= Blv电流为:I =是2R解得:v= 2M B R s n J 的电阻R1和电容为C的电容器•一质量为m、电阻为R的金属杆ab始终垂直于导轨,并与其保持良好接触.ab由静止开始下滑,在下滑过程中最大的速度为)A .电容器左极板带正电B •电容器的最大带电荷量为C .杆ab的最大速度v= mgD .杆答案解析2CBLV一2Pab所受安培力的最大功率为_BC根据右手定则,感应电动势的方向为:v,右极板带正电,故A错误;当金属杆ab的速度达到最大时,感应电动势最大,感应电动势的最大值为: E m =2R 2BLv m= BLv ;路端电压的最大值为:U = E m = - BLv,2R十R 32CB| v故电容器的带电荷量最大,为:Q= CU = 尹,故B 正确;由P= F安v,当P、F安达到最大时,杆ab的速度达到最大值,此时杆ab受力平衡,即:v= 巴=—,F 安m mg故C正确;杆ab克服安培力的最大功率为:P= F安m V m =mgv m = mgv = P,故 D 错误.10.如图11所示,竖直向下的匀强磁场垂直穿过固定的金属框架平面,00 '为框架abcde的对称轴,ab平行于ed,材料、横截面与框架完全相同的水平直杆gh,在水平外力F作用下向左匀速运动,运动过程中直杆始终垂直于OO '且与框架接触良好,直杆从c运动到b的时间为t1,从b 运动到a的时间为t2,则()a,E2在t2时间内回路中的热功率为P= , R增大,E不变,R则P减小,故D错误.11.如图12甲所示,不变形、足够长、质量为m1= 0.2 kg 的“ U ”形金属导轨PQMN放在绝缘水平桌面上,QP 与MN平行且距离d= 1 m, Q、M间导体电阻阻值R= 4 Q,右内侧紧靠两固定绝缘小立柱1、2;光滑金属杆KL电阻阻值r = 1 0,质量m2= 0.1 kg,垂直于QP和MN , 与QM平行且距离L = 0.5 m,左侧紧靠两固定绝缘小立柱3、4•金属导轨与桌面的动摩擦因数尸0.5,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,其余电阻不计.从t= 0开始,垂直于导轨平面的磁场的磁感应强度变化如图乙所示(g = 10 m/s2).K P A/TX:1:K3工O1 2 t/s<CA .在t1时间内回路中的感应电动势增大B .在t2时间内a、e间的电压增大C .在t1时间内F保持不变D .在t2时间内回路中的热功率增大解析在t1时间内,回路中的感应电动势为 E = BLv, L 是有效的切割长度,由于L增大,则感应电动势增大,故A正确.在t2时间内,由E= BLv知,L不变,E不变,而回路的总电阻增大,电流减小,贝U a、e间的电压为U = E —Ir, E、r不变,则U增大.故B正确.设杆与框架单位长度的电阻为r, bc与水平方向的夹角为a则在t1时间内,回路中的感应电动势为 E = BLv = B 2vt tan a v= 2Bv2ttan a (1)求在整个过程中,导轨受到的静摩擦力的最大值f max;⑵如果从t = 2 s开始,给金属杆KL水平向右的外力,外力对金属杆作用的功率保持不变为P o = 320 W,杆到达最大速度时撤去外力,求撤去外力后QM上产生的热量Q R为多少?解析(1)在0〜1 s时间内,设t时刻磁场的磁感应强度为B, QKLM中的感应电动势为E,电流为I,金属导轨QM受到的安培力为F,贝UAB由题图乙得B= 2+ 2t(T),得药=2 T/s由法拉第电磁感应定律得R+ r回路的总电阻为R=r(2vt tan a+ 2盘电流为i=E,联立得RBvta n ar tan a+1cos a则知I不变.由于杆匀速运动,F与安培力大小相等,则 F = BIL =△① A BE =三=A*L = 2X 1 X 0.5 VA = 0.2 A导轨所受的安培力 F = BId = (2 + 2t)Id当t= 1 s时,安培力最大为F m,贝U F m= 0.8 N设金属导轨PQMN受到的最大静摩擦力为f m,则f m = p(m1+ m2)g= 0.5 X (0.2 十0.1) X 10 N = 1.5 N1 s以后,电动势为零,QM受到的安培力为零.即安培力,金属导轨PQMN 始终静止,受到的是静摩擦力,所 以 f max = F m ,则得 f max = 0.8 N⑵从t = 2 s 开始,导轨QM 受到的安培力向右,由于小 立柱1、2的作用,金属导轨PQMN 静止.设杆KL 的最 大速度为V m 时,感应电动势为 E i ,电流为l i ,受到的安2•如图2甲所示,一个圆形线圈的匝数 n = 100,线圈面积S = 200 cm 2,线圈的电阻r = 1 0,线圈外接一个阻 值R = 4 0的电阻,把线圈放入一方向垂直线圈平面向里 的匀强磁场中,磁感应强度随时间变化规律如图乙所解得V m = 10 m/s 撤去外力直到停下来,产生的总热量为 1 1Q 0,贝U Q 0= 2m 2v m = 2X 0.1 x 102 J = 5 J专题强化练1 . (2015新课标全国I 19) 1824年,法国科学家阿拉果 完成了著名的“圆盘实验”.实验中将一铜圆盘水平放 置,在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转 的磁针,如图1所示•实验中发现,当圆盘在磁针的磁 场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时,磁针也随着一起转 动起来,但略有滞后.下列说法正确的是( )A .圆盘上产生了感应电动势B .圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动C .在圆盘转动的过程中, 磁针的磁场穿过整个圆盘的磁 通量发生了变化D .圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流,此电 3 •如图3所示,倾角为a 的光滑导轨上端接入一定值电 阻,I 和n 是边长都为 L 的两正方形磁场区域,其区域 内的磁场方向都垂直于导轨平面向上,区域I 中磁场的 磁感应强度为B 1,区域n 中磁场随时间按B 2= kt 变化,一质量为m 、电阻为r 的金属杆ab 穿过区域I 垂直地跨 放在两导轨上,并恰能保持静止.则( )B .通过金属杆的电流方向从a 到bkB 1 3C .定值电阻的阻值为mgBh -r流产生的磁场导致磁针转动4.如图4所示,平行虚线之间有垂直于纸面向里的匀强培力为F 1,外力为F o ,则 E 1 E1 = B 0dVm ,I1 = R T7 则得 F 1 = B 011d = B 2d ?V m R + r 速度最大时外力与安培力平衡,则有 F 0= F 1 据题 F 0V m = P 0 即 巴 V mB 2d 2v m R + rA •线圈中的感应电流方向为顺时针方向 QM 上产生的热量 Q R = R R + r Q 0 =X 5 J = 4 J. D .前4 s 内通过R 的电荷量为4X 10「4 CB •电阻R 两端的电压随时间均匀增大C .线圈电阻r 消耗的功率为 4X 10「4 W A •通过金属杆的电流大小为mgs in a B 1L D .定值电阻的阻值为kB 1L 3 mgs in aU人教版高二物理选修 3-2电磁感应专题强化训练(含详细解析) 磁场,磁场左右宽度为L ,磁感应强度大小为 B.—等腰 6•如图6所示,电阻不计、相距L 的两条足够长的平行v 匀速运动,从线圈开始运动到 CD 边刚好要进入磁场的 过程中( )体棒MN 上方轨道粗糙下方光滑,将两根导体棒同时释放后,观察到导体棒 MN 下滑而EF 始终保持静止,当MN 下滑的距离为s 时,速度恰好达到最大值 Vm,则下^^***^. *K X-iA:M XA .线圈中感应电流沿顺时针方向B •线圈中感应电动势大小为 BLvD .前0.4 s 内流过线框的电荷量为 0.2 C梯形线圈ABCD 所在平面与磁场垂直,AB 边刚好与磁场金属导轨倾斜放置,与水平面的夹角为0,整个空间存右边界重合,AB 长等于L , CD 长等于2L , AB 、CD 间 在垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度为B ,导轨的距离为2L ,线圈的电阻为 R •现让线圈向右以恒定速度上固定有质量为m 、电阻为R 的两根相同的导体棒,导 C •通过线圈截面的电荷量为 BL 2 2R A .导体棒 MN 的最大速度V m =2mgRsin 0 B 2L 2D .克服安培力做的功为 B 2L 3V 4R B .此时导体棒EF 与轨道之间的静摩擦力为 mgsin 05•如图5甲所示,在水平面上固定一个匝数为 10匝的 等边三角形金属线框,总电阻为 3 Q,边长为0.4 m •金 属线框处于两个半径为 0.1 m 的圆形匀强磁场中,顶点A 恰好位于左边圆的圆心,BC 边的中点恰好与右边圆的圆 心重合.左边磁场方向垂直水平面向外,右边磁场垂直 水平面向里,磁感应强度的变化规律如图乙所示,则下 列说法中正确的是(n 取3)( ) C .当导体棒MN 从静止开始下滑 截面的电荷量为BLs2RD .当导体棒MN 从静止开始下滑s 的过程中,通过其横s 的过程中,导体棒1 2MN 中产生的热量为 mgssin 0--mv mA.线框中感应电流的方向是顺时针方向 B • t = 0.4 s 时,穿过线框的磁通量为 0.005 WbC .经过t = 0.4 s ,线框中产生的热量为2.7 J7.如图7所示,固定的竖直光滑 U 形金属导轨,间距 为L ,上端接有阻值为 R 的电阻,处在方向水平且垂直 于导轨平面、磁感应强度为B 的匀强磁场中,质量为m 、 电阻为r 的导体棒与劲度系数为 k 的固定轻弹簧相连放 在导轨上,导轨的电阻忽略不计.初始时刻,弹簧处于 伸长状态,其伸长量为 X 1 =严,此时导体棒具有竖直向k上的初速度V 0.在沿导轨往复运动的过程中,导体棒始终 与导轨垂直并保持良好接触.则下列说法正确的是( 列叙述正确的是( )3-2电磁感应专题强化训练(含详细解析)磁感应强度为B 的匀强磁场垂直,两端分别接阻值为 2R 的电阻R i 和电容为C 的电容器•一质量为 m 、电阻为R 的金属杆ab 始终垂直于导轨,并与其保持良好接触. 杆 ab 由静止开始下滑,在下滑过程中最大的速度为 v ,整B •初始时刻导体棒加速度的大小 a = 2g + 黑吕0C •导体棒往复运动,最终静止时弹簧处于压缩状态D •导体棒开始运动直到最终静止的过程中,电阻 R 上、, 、1 2m 2g 2产生的焦耳热 Q = qmv O 十~k_8•如图8所示,质量为 M 的导体棒ab ,垂直放在相距为A .电容器左极板带正电• ■ --H D---------- C Z]--------a(1)调节R x = 0,释放导体棒,当导体棒速度为 v i 时,求棒ab 两端的电压;(2) 调节R x = R ,释放导体棒,求棒下滑的最大速度及整 个回路消耗的最大功率; (3)改变R x ,待棒沿导轨再次匀速下滑后,将质量为m 、带电荷量为十q 的微粒(不计重力)从两板中间以水平速 度v 0射入金属板间,若粒子刚好落在上板边缘,求此时 的R x .9. 如图10中MN 和PQ 为竖直方向的两平行足够长的10. 如图11所示,竖直向下的匀强磁场垂直穿过固定的 金属框架平面,00 '为框架abcde 的对称轴,ab 平行于 ed ,材料、横截面与框架完全相同的水平直杆gh ,在水平外力F 作用下向左匀速运动,运动过程中直杆始终垂 直于OO '且与框架接触良好,直杆从c 运动到b 的时间 为t 1,从b 运动到a 的时间为t 2,则()A .在t 1时间内回路中的感应电动势增大B .在t 2时间内a 、e 间的电压增大C .在t 1时间内F 保持不变光滑金属导轨,间距为 L ,电阻不计.导轨所在平面与A •初始时刻导体棒受到的安培力大小个电路消耗的最大电功率为 P ,则()I 的平行光滑金属轨道上.导轨平面与水平面的夹角为 0, 并处于磁感应强度大小为 B 、方向垂直于导轨平面向上 的匀强磁场中,左侧是水平放置、板长为 x 间距为d 的平行金属板,R 和R x 分别表示定值电阻和滑动变阻器 的阻值,不计其他电阻.B •电容器的最大带电荷量为2CBLV3 PC .杆ab 的最大速度 v = mgD .杆ab 所受安培力的最大功率为 字人教版高二物理选修3-2电磁感应专题强化训练(含详细解析)D .在t2时间内回路中的热功率增大11•如图12甲所示,不变形、足够长、质量为m i = 0.2 kg 的“ U ”形金属导轨PQMN放在绝缘水平桌面上,QP 与MN平行且距离d= 1 m, Q、M间导体电阻阻值R= 4Q,右内侧紧靠两固定绝缘小立柱1、2;光滑金属杆KL电阻阻值r = 1 0,质量m2= 0.1 kg ,垂直于QP和MN , 与QM平行且距离L = 0.5 m,左侧紧靠两固定绝缘小立柱3、4.金属导轨与桌面的动摩擦因数卩=0.5,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,其余电阻不计.从t= 0开始,垂直于导轨平面的磁场的磁感应强度变化如图乙所示(g =10 m/s1 2).甲C1 求在整个过程中,导轨受到的静摩擦力的最大值f max;2 如果从t = 2 S开始,给金属杆KL水平向右的外力,外力对金属杆作用的功率保持不变为P o= 320 W,杆到达最大速度时撤去外力,求撤去外力后QM上产生的热量Q R为多少?11 / 9。

人教高中物理选修3-2第四章新编《电磁感应》精选练习题含答案解析

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人教高中物理选修3-2第四章新编《电磁感应》精选练习题学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________一、单选题1.下列几种说法中正确的是()A.线圈中的磁通量变化越大,线圈中产生的感应电动势一定越大B.穿过线圈的磁通量越大,线圈中的感应电动势越大C.线圈放在磁场越强的位置,线圈中的感应电动势越大D.线圈中的磁通量变化越快,线圈中产生的感应电动势越大2.如图所示,匀强磁场中放置有固定的abc金属框架,导体棒ef在框架上匀速向右平移,框架和棒所用材料、横截面积均相同,摩擦阻力忽略不计.那么在ef,棒脱离框架前,保持一定数值的物理量是( )A.ef棒所受的拉力B.电路中的磁通量C.电路中的感应电流D.电路中的感应电动势3.运用电磁感应原理进行信号转换.如图所示,磁带录音机既可用来录音,也可用来放音,其主要部件为可匀速行进的磁带a和绕有线圈的磁头b,不论是录音或放音过程,磁带或磁隙软铁都存在磁化现象.下面关于它们在录音、放音过程中主要工作原理的说法,正确的是()A.放音的主要原理是电磁感应,录音的主要原理是电流的磁效应B.录音的主要原理是电磁感应,放音的主要原理是电流的磁效应C.放音和录音的主要原理都是电流的磁效应D.放音和录音的主要原理都是电磁感应4.如图所示中,L1和L2是两个相同灯泡,L是一个自感系数相当大的线圈,其电阻值与R相同,在开关S接通的瞬间,下列说法正确的是()A.接通时L1先达到最亮,断开时L1后灭B.接通时L2先达到最亮,断开时L2后灭C.接通时L1先达到最亮,断开时L1先灭D.接通时L2先达到最亮,断开时L2先灭5.一直升飞机停在南半球的地磁极上空。

该处地磁场的方向竖直向上,磁感应强度为B。

直升飞机螺旋桨叶片的长度为l,螺旋桨转动的周期为T,顺着地磁场的方向看螺旋桨,螺旋桨按逆时针方向转动。

螺旋桨叶片的近轴端为a,远轴端为b,如图所示。

人教版高中物理选修3-2测试题及答案解析全套

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人教版高中物理选修3-2测试题及答案解析全套含模块综合测试题,共4套第四章电磁感应(时间:50分钟满分:100分)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分,第1~5小题中只有一个选项符合题意,第6~8小题中有多个选项符合题意,全选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)1.如图1所示,大圆导线环A中通有电流,方向如图所示,另在导线环所在的平面画一个圆B,它的一半面积在A环内,另一半面积在A环外。

则B圆内的磁通量()图1A.为零B.垂直纸面向里C.垂直纸面向外D.条件不足,无法判断解析:选B根据右手螺旋定则可知,A产生的磁场在A线圈内部垂直纸面向里,在外部垂直纸面向外,由于磁感线是闭合的曲线,所以A内部的磁感线一定比A外部的磁感线要密一些,所以B项正确。

2.如图2所示,a为圆形金属环,b为直导线,且b垂直环面穿过圆环中心()图2A.若直导线b中通入恒定电流,金属环a中会产生感应电流B.若直导线b中通入交变电流,金属环a中会产生感生电流C.若直导线b中通入恒定电流,同时让直导线b绕过圆环中心的水平轴在竖直平面内转动,金属环a中会产生感应电流D.以上三种说法均不对解析:选D产生感应电流的条件是闭合回路中磁通量发生变化,不管b中通入什么样的电流,穿过a 中的磁通量始终为0,D 对。

3.半径为r 带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置,在圆环的缺口两端引出两根导线,分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接,两板间距为d ,如图3甲所示。

有一变化的磁场垂直于纸面,规定向内为正,变化规律如图乙所示。

在t =0时刻平板之间中心有一重力不计,电荷量为q 的静止微粒。

则以下说法正确的是( )图3A .第2秒内上极板为正极B .第3秒内上极板为负极C .第2秒末微粒回到了原来位置D .第2秒末两极板之间的电场强度大小为0.2 πr 2/d解析:选A 根据楞次定律,结合图像可以判断:在0~1 s 内,下极板为正极,上极板为负极;第2秒内上极板为正极,下极板为负极;第3秒内上极板为正极,下极板为负极;第4秒内上极板为负极,下极板为正极,故A 选项正确,B 选项错误。

高中物理选修3-2电磁感应同步练习有答案

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高二物理同步练习第4章电磁感应一、不定项选择题1.如图4-45所示,在通有恒定电流的长直导线旁有一矩形导线框abcd,直导线与线框在同一平面内,下列情况中能使框中有感应电流的是A.线框向右平移.B.线框向下平移.C.以直导线为轴旋转过程中D.以ab边为轴向纸外旋转90°过程中.2.在电磁感应现象中,下列说法正确的是 [ ]A.导体相对磁场运动,导体内一定会产生感应电流.B.导体作切割磁感线运动,导体内一定会产生感应电流.C.闭合电路在磁场内做切割磁感线运动,电路内一定会产生感应电流.D.穿过闭合电路的磁通量发生变化,电路中一定有感应电流.3.在一根细长的条形磁铁上,同心地套有两个放置在同一平面内的金属圆环a和b,磁铁位于圆环中央且与环面垂直(图4-46).通过两圆环的磁通量Φa与Φb相比较,则A.Φa>Φb B.Φa<Φb C.Φa=Φb D.无法比较4.如图4-47所示,在两根平行长直导线中,通以方向相同、大小相等的恒定电流.一个小线框在两导线平面内,从靠近右边的导线内侧沿着与两导线垂直的方向匀速向左移动,直至到达左边导线的内侧.在这移动过程中,线框中的感应电流方向A.沿abcda不变B.沿dcbad不变C.由abcda变为dcbad D.由dcbad变为abcda 5.在纸面内放有一条形磁铁和一个圆线圈(图4-48),下列情况中能使线圈中产生感应电流的是 [ ]A.将磁铁在纸面内向上平移B.将磁铁在纸面内向右平移.C.将磁铁绕垂直纸面的轴转动D.将磁铁的N极转向纸外,S极转向纸内.6.两个线圈A、B平行放置,分别通以如图4-49所示方向的电流I1、I2,为使线圈B中的电流增大,下列措施中有效的是[ ]A.保持线圈的相对位置不变,增大A中的电流.B.保持线圈的相对位置不变,减小A中的电流.C.保持A中的电流不变,将线圈A向右平移.D.保持A中的电流不变,将线圈A向上平移.7.如图4-50所示,两水平平行金属导轨间接有电阻R,置于匀强磁场中,导轨上垂直搁置两根金属棒ab、cd.当用外力F拉动ab棒向右运动的过程中,cd棒将会[ ]A.向右运动.B.向左运动C.保持静止D.向上跳起.8.如图4-51所示电路,D1、D2是两个相同的小灯,L是一个自感系数很大的铁芯线圈,其电阻与R相同.由于存在自感现象,在电键S接通和断开时,D1、D2先后亮暗的次序是A.接通时,D1先达最亮;断开时,D1后熄灭.B.接通时,D2先达最亮;断开时,D2后熄灭.C.接通时,D1先达最亮;断开时,D1先熄灭.D.接通时,D2先达最亮;断开时,D2先熄灭.9.如图4-52所示,一有限范围的匀强磁场,宽度为d.有一边长为l的正方形导线框,以速度v匀速通过磁场区域.若d<2l,则在线框中不产生感应电流的时间等于A.d/v B.l/v C.(d-l)/v D.(d-2l)/v10.如图4-53所示,在一很大的有界匀强磁场上方有一闭合线圈,当闭合线圈从上方下落穿过磁场的过程中[ ]A.进入磁场时加速度小于g,离开磁场时加速度可能大于g,也可能小于g.B.进入磁场时加速度大于g,离开时小于g.C.进入磁场和离开磁场,加速度都大于g.D.进入磁场和离开磁场,加速度都小于g.二、填空题11.如图4-54所示线圈abcd的一半在另一个较大的回路ABCD内,两线圈彼此绝缘.当电键S闭合的瞬间,abcd线圈中____感应电流(填“有”或“没有”),原因是_______.12.一水平放置的矩形线框abcd在条形磁铁的S极附近下落,在下落过程中,线框平面保持水平,如图4-55所示,位置1和3都靠近位置2.则线框从位置1到位置2的过程中,线框内_______感应电流,因为穿过线框的磁通量_______,从位置2到位置3的过程中,线框内_______感应电流,因为穿过线框的磁通量_________.13.矩形线圈abcd在磁场中如图4-56所示的方向转动,当线圈处于图示位置瞬间电流方向是________________.14.光滑金属圆环的圆心为o,金属棒oa、ob可以绕o在环上转动,垂直环面向内有一匀强磁场,如图4-57所示.外力使oa逆时针方向转动,则ob将_______.15.如图4-58所示,用外力将矩形线框从匀强磁场的边缘匀速拉出.设线框的面积为S,磁感强度为B,线框电阻为R,那么在拉出过程中,通过导线截面的电量是______.16.在两根相距d=10cm的平行光滑长导轨的一端,接有一个电容量C=50μF的电容器,垂直导轨放置一根金属棒,整个装置处于方向垂直纸面向内,B=2×10-4T的匀强磁场中(图4-59).当金属棒以恒定速度v=5m/s向右滑动时,电容器的带电量Q=______,上极板量呈现_____电(填正或负).17.图4-60是演示断电自感现象的实验装置,L是一个自感线圈,D是小灯,合上S后小灯能正常发光.突然断开S时,通过小灯的电流方向是从____到________,此时由____对小灯供电.三、计算题18.如图4-62所示,MN、PQ两根水平导轨,其间有竖直向上的匀强磁场,ab、cd是在导轨上可以无摩擦地自由滑动的导体,试问:(1)当ab在外力作用下向右运动时,cd将怎样运动?(2)若B=5T,ab、cd有效长度都为0.4m,在外力作用下ab和cd都以0.2m/s的速度向相反方向运动,则闭合回路的总感应电动势是多大?19.在磁感强度B=5T的匀强磁场中,放置两根间距d=0.1m的平行光滑直导轨,一端接有电阻R=9Ω,以及电键S和电压表.垂直导轨搁置一根电阻r=1Ω的金属棒ab,棒与导轨良好接触.现使金属棒以速度v=10m/s匀速向右移动(图4-63),试求:(1)电键S闭合前、后电压表的示数;(2)闭合电键S,外力移动棒的机械功率.20.如图4-64所示,有一磁感强度B=0.1T的水平匀强磁场,垂直匀强磁场放置一很长的金属框架,框架上有一导体ab保持与框架边垂直、由静止开始下滑.已知ab长10cm,质量为0.1g,电阻为0.1Ω,框架电阻不计,取g=10m/s2.求:(1)导体ab下落的最大加速度和最大速度;(2)导体ab在最大速度时产生的电功率.答案一、1.A、D. 2.D. 3.A. 4.B. 5.D. 6.B、C、D. 7.A. 8.A. 9.C. 10.A.二、11.没有,磁通不变. 12.有,减小;有,增加. 13.abcda.18.(1)产生瞬间高压;(2)限制电流.(1)5V,4.5V;(2)2.5W. 22.(2)g,1m/s;(2)0.001W.。

高中物理 选修3-2-电磁感应习题(有答案)

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电磁感应练习(含答案)一、单项选择题:(每题3分,共计18分)1、下列说法中正确的有: ( ) A 、只要闭合电路内有磁通量,闭合电路中就有感应电流产生B 、穿过螺线管的磁通量发生变化时,螺线管内部就一定有感应电流产生C 、线框不闭合时,若穿过线圈的磁通量发生变化,线圈中没有感应电流和感应电动势D 、线框不闭合时,若穿过线圈的磁通量发生变化,线圈中没有感应电流,但有感应电动势2、根据楞次定律可知感应电流的磁场一定是: ( ) A 、阻碍引起感应电流的磁通量; B 、与引起感应电流的磁场反向;C 、阻碍引起感应电流的磁通量的变化;D 、与引起感应电流的磁场方向相同。

3、穿过一个单匝闭合线圈的磁通量始终为每秒均匀增加2Wb,则 ( ) A.线圈中感应电动势每秒增加2V B.线圈中感应电动势每秒减少2VC.线圈中感应电动势始终为一个确定值,但由于线圈有电阻,电动势小于2VD.线圈中感应电动势始终为2V4、在竖直向上的匀强磁场中,水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈,规定线圈中感应电流的正方向如图1所示,当磁场的磁感应强度B 随时间如图2变化时,图3中正确表示线圈中感应电动势E变化的是 ( ) A . B . C . D . 5磁场,螺线管下方水平桌面上有一导体圆环,导线abcd 所围区域内磁场的磁感强度按下列哪一图线所表示的方式随时间变化时,导体圆环将受到向上的磁场作用力( )6.粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中,磁场方向垂直于线框平面,其边界与正方形线框的边平行,现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场,如图所示,则在移动过程中线框的一边a 、b 两点间电势差绝对值最大的是( )2E E-E -2E 2E E -E -2E E 2E -E -2E E 2E -E -2E /s 图2B(A ) (B ) (C ) (D )二、多项选择题:(每题4分,共计16分)7、如图所示,导线AB 可在平行导轨MN 上滑动,接触良好,轨道电阻不计 电流计中有如图所示方向感应电流通过时,AB 的运动情况是:( ) A 、向右加速运动; B 、向右减速运动; C 、向右匀速运动; D 、向左减速运动。

高二物理选修3-2(电磁感应、交流电)复习题型归纳(有答案)

高二物理选修3-2(电磁感应、交流电)复习题型归纳(有答案)

高二物理选修3-2(电磁感应、交流电)复习一、感应电流条件的判断:1.关于感应电流,下列说法中正确的是:()A.只要闭合电路里有磁通量,闭合电路里就有感应电流B.穿过螺线管的磁通量发生变化时,螺线管内部就一定有感应电流产生C.线框不闭合时,即使穿过线框的磁通量发生变化,线框也没有感应电流D.只要电路的一部分切割磁感线运动电路中就一定有感应电流2.如图所示,导线ab和cd互相平行,则下列情况中导线cd中无感应电流的是:()A.电键K 闭合或断开的瞬间B.电键K是闭合的,但滑动触头向左滑C.电键K是闭合的,但滑动触头向右滑D.电键K始终是闭合的,不滑动触头3.如图所示,线圈两端接在电流表上组成闭合电路,在下列情况中,电流表指针不发生偏转的是:()A.线圈不动,磁铁插入线圈的过程中B.线圈不动,磁铁拔出线圈的过程中C.磁铁插在线圈内不动D.磁铁不动,线圈上下移动二、感应电流方向的判断:(楞次定律、右手定则)4.电阻R、电容器C与一线圈连成闭合回路,条形磁铁静止于线圈的正上方,N极朝下,如图所示,现使磁铁开始下落,在N极接近线圈上端的过程中,流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是()A.从a到b,上极板带正电B.从a到b,下极板带正电C.从b到a,上极板带正电D.从b到a,下极板带正电5.如图所示,同一平面内的三条平行导线串有两个电阻R和r,导体棒PQ与三条导线接触良好,匀强磁场的方向垂直纸面向里,导体棒的电阻可忽略.当导体棒向左滑动时,下列说法正确的是()A.流过R的电流为由d到c,流过r的电流为由b到aB.流过R的电流为由c到d,流过r的电流为由b到aC.流过R的电流为由d到c,流过r的电流为由a到bD.流过R的电流为由c到d,流过r的电流为由a到b6.如图所示,光滑固定导轨,m、n水平放置,两根导体棒p、q平行放于导轨上,形成一个闭合回路,当一条形磁铁从高处下落接近回路时()A.p、q将互相靠拢B.p、q将互相远离S NC .磁铁的加速度仍为g D. 磁铁的加速度小于g7. 如下图几种情况中,金属导体中产生的动生电动势为BLv 的是…( )甲 乙 丙 丁 A .乙和丁 B .甲、乙、丁 C .甲、乙、丙、丁 D .只有乙8.如图所示,ab 是一个可以绕垂直于纸面的轴O 转动的闭合矩形导体线圈,当滑动变阻器R 的滑片P 自左向右滑动的过程中,线圈ab 将( )A .静止不动B .顺时针转动C .逆时针转动D .发生转动,但电源的极性不明,无法确定转动方向9.如图所示,一轻质横杆两侧各固定一金属环,横杆可绕中心点自由转动,现拿一条形磁铁插向其中一个小环,后又取出插向另一个小环,将看到的现象是( )A .磁铁插向左环,横杆发生转动B .磁铁插向右环,横杆发生转动C .无论磁铁插向左环还是右环,横杆都不发生转动D .无论磁铁插向左环还是右环,横杆都发生转动10.两根相互平行的金属导轨水平放置于如图19所示的匀强磁场中, 在导轨上接触良好的导体棒AB 和CD 可以自由滑动.当AB 在外力 F 作用下向右运动时,下列说法中正确的是( )A .导体棒CD 内有电流通过,方向是D →CB .导体棒CD 内有电流通过,方向是C →D C .磁场对导体棒CD 的作用力向左 D .磁场对导体棒AB 的作用力向左11.如图所示的电路为演示自感现象的实验电路,若闭合开关S ,电流达到稳定后通过线圈L 的电流为I 1,通过小灯泡L 2的电流为I 2,小灯泡L 2处于正常发光状态,则下列说法中正确的是:( )A. S 闭合瞬间,L 2灯缓慢变亮,L 1灯立即变亮B. S 闭合瞬间,L 1和L 2灯立即变亮,后L 2变得更亮C. S 断开瞬间,小灯泡L 2中的电流由I 1逐渐减为零,方向与I 2相反D. S 断开瞬间,小灯拍L 2中的电流由I 1逐渐减为零,方向不变 三、法拉第电磁感应定律及应用12.在范围足够大、方向竖直向下的匀强磁场中,B=,有一水平放置的光滑框架,宽度为l=0.4 m,如图所示框架上放置一质量为0.05 kg ,电阻为1 Ω的金属杆cd ,框架电阻不计.若cd 杆以恒定加速度a=2 m/s 2,由静止开始做匀变速运动,则:⨯⨯L 1L 2L S 2I 1I L L L L L(1)在5 s内平均感应电动势是多少(2)第5 s末,回路中的电流多大(3)第5 s末,作用在cd杆上的水平外力多大13.如图(a)所示,一个电阻值为R,匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连结成闭合回路.线圈的半径为r1.在线圈中半径为r2的圆形区域存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场,磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图(b)所示.图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0.导线的电阻不计.在0至t1时间内求:(1)通过电阻R1上的电流大小和方向.(2)通过电阻R1上的电量q及电阻R1上产生的热量.14.一个质量为m=0.5 kg、长为L=0.5 m、宽为d=0.1 m、电阻R= Ω的矩形线框,从h1=5 m的高度由静止自由下落,如图10所示.然后进入匀强磁场,刚进入时由于磁场力的作用,线框刚好做匀速运动(磁场方向与线框平面垂直).求:(1)、求磁场的磁感应强度B;(2)、如果线框的下边通过磁场区域的时间t= s,求磁场区域的高度h2.15.如图14,边长l=20cm的正方形线框abcd共有10匝,靠着墙角放着,线框平面与地面的夹角α=30°。

最新人教版高中物理选修3-2测试题及答案全套

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最新人教版高中物理选修3-2测试题及答案全套单元测评(一)电磁感应(时间:90分钟满分:100分)第Ⅰ卷(选择题,共48分)一、选择题(本题有12小题,每小题4分,共48分.)1.下列现象中,属于电磁感应现象的是()A.小磁针在通电导线附近发生偏转B.通电线圈在磁场中转动C.因闭合线圈在磁场中运动而产生的电流D.磁铁吸引小磁针解析:电磁感应是指“磁生电”的现象,而小磁针和通电线圈在磁场中转动,反映了磁场力的性质,所以A、B、D项不是电磁感应现象,C项是电磁感应现象.答案:C如图所示,开始时矩形线框与匀强磁场的方向垂直,且一半在磁场内,一半在磁场外,若要使线框中产生感应电流,下列办法中不可行的是() A.将线框向左拉出磁场B.以ab边为轴转动(小于90°)C.以ad边为轴转动(小于60°)D.以bc边为轴转动(小于60°)解析:将线框向左拉出磁场的过程中,线框的bc部分做切割磁感线运动,或者说穿过线框的磁通量减少,所以线框中将产生感应电流.当线框以ab边为轴转动时,线框的cd边的右半段在做切割磁感线运动,或者说穿过线框的磁通量在发生变化,所以线框中将产生感应电流.当线框以ad边为轴转动(小于60°)时,穿过线框的磁通量在减小,所以在这个过程中线框中会产生感应电流.如果转过的角度超过60°(60°~300°),bc 边将进入无磁场区,那么线框中将不产生感应电流.当线框以bc边为轴转动时,如果转动的角度小于60°,则穿过线框的磁通量始终保持不变(其值为磁感应强度与矩形线框面积的一半的乘积).答案:D如图所示,通电螺线管水平固定,OO′为其轴线,a、b、c三点在该轴线上,在这三点处各放一个完全相同的小圆环,且各圆环平面垂直于OO′轴.则关于这三点的磁感应强度B a、B b、B c的大小关系及穿过三个小圆环的磁通量Φa、Φb、Φc的大小关系,下列判断正确的是()A.B a=B b=B c,Φa=Φb=ΦcB.B a>B b>B c,Φa<Φb<ΦcC.B a>B b>B c,Φa>Φb>ΦcD.B a>B b>B c,Φa=Φb=Φc解析:根据通电螺线管产生的磁场特点可知B a>B b>B c,由Φ=BS可得Φa >Φb>Φc,故C项正确.答案:C如图所示,一均匀的扁平条形磁铁的轴线与圆形线圈在同一平面内,磁铁中心与圆心重合,为了在磁铁开始运动时在线圈中得到逆时针方向的感应电流,磁铁的运动方式应是()A.N极向纸内,S极向纸外,使磁铁绕O点转动B.N极向纸外,S极向纸内,使磁铁绕O点转动C.磁铁在线圈平面内顺时针转动D.磁铁在线圈平面内逆时针转动解析:当N极向纸内、S极向纸外转动时,穿过线圈的磁场由无到有并向里,感应电流的磁场应向外,电流方向为逆时针,A选项正确;当N极向纸外、S极向纸内转动时,穿过线圈的磁场向外并增加,电流方向为顺时针,B选项错误;当磁铁在线圈平面内绕O点转动时,穿过线圈的磁通量始终为零,因而不产生感应电流,C、D选项错误.答案:A5.穿过闭合回路的磁通量Φ随时间t变化的图象分别如图所示,下列关于回路中产生的感应电动势的论述,正确的是()①②③④A.图①中回路产生的感应电动势恒定不变B.图②中回路产生的感应电动势一直在变大C.图③中回路在0~t1时间内产生的感应电动势小于在t1~t2时间内产生的感应电动势D.图④中回路产生的感应电动势先变小再变大解析:图④中磁通量的变化率先变小后变大,因此,回路产生的感应电动势先变小再变大.答案:D6.(多选题)变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠压而成的,而不是采用一整块硅钢,这是因为()A.增大涡流,提高变压器的效率B.减小涡流,提高变压器的效率C.增大铁芯中的电阻,以产生更多的热量D.增大铁芯中的电阻,以减小发热量解析:不使用整块硅钢而是采用很薄的硅钢片,这样做的目的是增大铁芯中的电阻,阻断涡流回路,来减少电能转化成铁芯的内能,提高效率是防止涡流而采取的措施.本题正确选项是BD.答案:BD7.(多选题如图所示,电阻不计的平行金属导轨固定在一绝缘斜面上,两相同的金属导体棒a、b垂直于导轨静止放置,且与导轨接触良好,匀强磁场垂直穿过导轨平面.现用一平行于导轨的恒力F作用在a的中点,使其向上运动.若b始终保持静止,则它所受摩擦力可能()A.变为0B.先减小后不变C.等于F D.先增大再减小解析:导体棒a在恒力F作用下加速运动,最后匀速运动,闭合回路中产生感应电流,导体棒b受到安培力方向应沿斜面向上,且逐渐增大,最后不变.由力平衡可知,导体棒b受到的摩擦力先沿斜面向上逐渐减小,最后不变,所以选项A、B正确,选项C、D错误.答案:AB8.如图所示,两条平行虚线之间存在匀强磁场,虚线间的距离为l,磁场方向垂直纸面向里,abcd是位于纸面内的梯形线圈,ad与bc间的距离也为l,t=0时刻,bc边与磁场区域左边界重合.现令线圈以向右的恒定速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域,取沿a→b→c→d→a方向的感应电流为正,则在线圈穿越磁场区域的过程中,感应电流I随时间t的变化的图线是图中的()A BC D解析:0~lv段,由右手定则判断感应电流方向为a→d→c→b→a,大小逐渐增大;lv~2lv段,由右手定则判断感应电流方向为a→b→c→d→a,大小逐渐增大,故B选项正确.答案:B9.(多选题)如图所示,水平放置的平行金属导轨左边接有电阻R,轨道所在处有竖直向下的匀强磁场,金属棒ab横跨导轨,它在外力的作用下向右匀速运动,速度为v.若将金属棒的运动速度变为2v,(除R外,其余电阻不计,导轨光滑)则() A.作用在ab上的外力应增大到原来的2倍B.感应电动势将增大为原来的4倍C.感应电流的功率将增大为原来的2倍D.外力的功率将增大为原来的4倍解析:由平衡条件可知,F=B2L2Rv,可见,将金属棒的运动速度变为2v时,作用在ab上的外力应增大到原来的2倍,外力的功率将增大为原来的4倍.答案:AD10.(多选题)如图所示,E为电池,L是电阻可忽略不计、自感系数足够大的线圈,D1、D2是两个规格相同且额定电压足够大的灯泡,S是控制电路的开关.对于这个电路,下列说法正确的是()A.刚闭合开关S的瞬间,通过D1、D2的电流大小相等B.刚闭合开关S的瞬间,通过D1、D2的电流大小不相等C.闭合开关S待电路达到稳定,D2熄灭,D1比原来更亮D.闭合开关S待电路达到稳定,再将S断开的瞬间,D2立即熄灭,D1闪亮一下再熄灭解析:由于线圈的电阻可忽略不计、自感系数足够大,在开关S闭合的瞬间线圈的阻碍作用很大,线圈中的电流为零,所以通过D1、D2的电流大小相等,A项正确、B项错误;闭合开关S待电路达到稳定时线圈短路,D1中电流为零,回路电阻减小,D2比原来更亮,C项错误;闭合开关S待电路达到稳定,再将S断开瞬间,D2立即熄灭,线圈和D1形成回路,D1闪亮一下再熄灭,D项正确.答案:AD如图所示,矩形线圈放置在水平薄木板上,有两块相同的蹄形磁铁,四个磁极之间的距离相等,当两块磁铁匀速向右通过线圈时,线圈仍静止不动,那么线圈受到木板的摩擦力方向是()A.先向左,后向右B.先向左、后向右、再向左C.一直向右D.一直向左解析:当两块磁铁匀速向右通过线圈时,线圈内产生感应电流,线圈受到的安培力阻碍线圈相对磁铁的向左运动,故线圈有相对木板向右运动的趋势,故受到的静摩擦力总是向左.选项D正确,A、B、C项错误.答案:D光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线,如图所示,抛物线的方程为y =x 2,其下半部处在一个水平方向的匀强磁场中,磁场的上边界是y =a 的直线(如图中的虚线所示).一个小金属块从抛物线上y =b (b >a )处以速度v 沿抛物线下滑,假设曲面足够长,则金属块在曲面上滑动的过程中产生的焦耳热总量是( )A .mgbB.12m v 2 C .mg (b -a ) D .mg (b -a )+12m v 2 解析:金属块进出磁场时,会产生涡流,部分机械能转化成焦耳热,所能达到的最高位置越来越低,当最高位置y =a 时,由于金属块中的磁通量不再发生变化,金属块中不再产生涡流,机械能也不再损失,金属块会在磁场中往复运动,此时的机械能为mga ,整个过程中减少的机械能为mg (b -a )+12m v 2,全部转化为内能,所以D 项正确.答案:D第Ⅱ卷(非选择题,共52分)二、实验题(本题有2小题,共14分.请按题目要求作答)13.(6分)如图所示,在一根较长的铁钉上,用漆包线绕两个线圈A 和B .将线圈B 的两端与漆包线CD 相连,使CD 平放在静止的小磁针的正上方,与小磁针平行.试判断合上开关的瞬间,小磁针N 极的偏转情况?线圈A 中电流稳定后,小磁针又怎样偏转?解析:在开关合上的瞬间,线圈A内有了由小变大的电流,根据安培定则可判断出此时线圈A在铁钉内产生了一个由小变大的向右的磁场.由楞次定律可知,线圈B内感应电流的磁场应该阻碍铁钉内的磁场在线圈B内的磁通量的增加,即线圈B内感应电流的磁场方向是向左的.由安培定则可判断出线圈B 内感应电流流经CD时的方向是由C到D.再由安培定则可以知道直导线CD内电流所产生的磁场在其正下方垂直于纸面向里,因此,小磁针N极应该向纸内偏转.线圈A内电流稳定后,CD内不再有感应电流,所以,小磁针又回到原来位置.答案:在开关合上的瞬间,小磁针的N极向纸内偏转.(3分)当线圈A内的电流稳定以后,小磁针又回到原来的位置(3分)14.(8分)如图所示为“研究电磁感应现象”的实验装置,部分导线已连接.(1)用笔画线代替导线将图中未完成的电路连接好.(2)如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么闭合电键后,将原线圈迅速插入副线圈的过程中,电流计指针将向________偏;原线圈插入副线圈后,将滑动变阻器滑片迅速向右移动时,电流计指针将向________偏.答案:(1)如图所示.(4分)(2)右(2分)左(2分)三、计算题(本题有3小题,共38分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)15.(10分)匀强磁场的磁感应强度B=0.8 T,矩形线圈abcd的面积S=0.5 m2,共10匝,开始B与S垂直且线圈有一半在磁场中,如图所示.(1)当线圈绕ab边转过60°时,线圈的磁通量以及此过程中磁通量的改变量为多少?(2)当线圈绕dc边转过60°时,求线圈中的磁通量以及此过程中磁通量的改变量.解析:(1)当线圈绕ab转过60°时,Φ=BS⊥=BS cos 60°=0.8×0.5×12Wb=0.2 Wb(此时的S⊥正好全部处在磁场中).在此过程中S⊥没变,穿过线圈的磁感线条数没变,故磁通量变化量ΔΦ=0. (5分)(2)当线圈绕dc 边转过60°时,Φ=BS ⊥, 此时没有磁场穿过S ⊥,所以Φ=0; 不转时Φ1=B ·S2=0.2 Wb ,转动后Φ2=0,ΔΦ=Φ2-Φ1=-0.2 Wb , 故磁通量改变了0.2 Wb. (5分) 答案:(1)0 (2)0.2 Wb16.(14分)两根光滑的长直金属导轨MN 、M ′N ′平行置于同一水平面内,导轨间距为l ,电阻不计,M 、M ′处接有如图20所示的电路,电路中各电阻的阻值均为R ,电容器的电容为C .长度也为l 、阻值同为R 的金属棒ab 垂直于导轨放置,导轨处于磁感应强度为B 、方向竖直向下的匀强磁场中.ab 在外力作用下向右匀速运动且与导轨保持良好接触,在ab 运动距离为x 的过程中,整个回路中产生的焦耳热为Q .求:(1)ab 运动速度v 的大小; (2)电容器所带的电荷量q .解析 (1)设ab 上产生的感应电动势为E ,回路中的电流为I ,ab 运动距离为x ,所用时间为t ,则有E =Bl v (2分) I =E4R(2分) t =xv (2分) Q =I 2(4R )t (2分)由上述方程得v =4QRB 2l 2x (2分)(2)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q =CU ,(2分) 解得q =CQRBlx (2分) 答案:(1)4QR B 2l 2x(2)CQRBlx17.(14分)如图所示,两足够长的光滑金属导轨竖直放置,相距为L ,一理想电流表与两导轨相连,匀强磁场与导轨平面垂直.一质量为m 、有效电阻为R 的导体棒在距磁场上边界h 处静止释放.导体棒进入磁场后,流经电流表的电流逐渐减小,最终稳定为I .整个运动过程中,导体棒与导轨接触良好,且始终保持水平,不计导轨的电阻.求:(1)磁感应强度的大小B ;(2)电流稳定后,导体棒运动速度的大小v ; (3)流经电流表电流的最大值I m .解析:(1)电流稳定后,导体棒做匀速运动,受力平衡, 有F 安=G ,即BIL =mg ①(2分)解得B =mgIL ②(2分)(2)由法拉第电磁感应定律得导体棒产生的感应电动势 E =BL v ③(1分)闭合电路中产生的感应电流I =ER ④(1分) 由②③④式解得v =I 2Rmg (2分)(3)由题意知,导体棒刚进入磁场时的速度最大,设为v m , 由机械能守恒定律得12m v 2m =mgh (2分)感应电动势的最大值E m =Bl v m (1分) 感应电流的最大值I m =E mR (1分) 解得I m =mg 2ghIR .(2分)答案:(1)mgIL (2)I 2R mg (3)mg 2gh IR单元测评(二) 交变电流(时间:90分钟 满分:100分) 第Ⅰ卷(选择题,共48分)一、选择题(本题有12小题,每小题4分,共48分.) 1.在下图中,不能产生交变电流的是( )ABCD解析:矩形线圈绕着垂直于磁场方向的转轴做匀速圆周运动就产生交流电,而A图中的转轴与磁场方向平行,线圈中无电流产生,所以选A.答案:A2.闭合线圈在匀强磁场中匀速转动时,产生的正弦式交变电流i=I m sin ωt.若保持其他条件不变,使线圈的匝数和转速各增加1倍,则电流的变化规律为()A.i′=I m sin ωt B.i′=I m sin 2ωtC.i′=2I m sin ωt D.i′=2I m sin 2ωt解析:由电动势的最大值知,最大电动势与角速度成正比,与匝数成正比,所以电动势最大值为4E m,匝数加倍后,其电阻也应该加倍,此时线圈的电阻为2R,根据欧姆定律可得电流的最大值为I m′=4E m2R=2I m,因此,电流的变化规律为i′=2I m sin 2ωt.答案:D3.(多选题)如图是某种正弦式交变电压的波形图,由图可确定该电压的()A .周期是0.01 sB .最大值是311 VC .有效值是220 VD .表达式为u =220sin 100πt (V)解析:由波形图可知:周期T =0.02 s ,电压最大值U m =311 V ,所以有效值U =U m 2=220 V ,表达式为u =U m sin 2πT t (V)=311sin100πt (V),故选项B 、C正确,选项A 、D 错误.答案:BC4.(多选题)如图所示,变频交变电源的频率可在20 Hz 到20 kHz 之间调节,在某一频率时,L 1、L 2两只灯泡的炽热程度相同.则下列说法中正确的是 ( )A .如果将频率增大,L 1炽热程度减弱、L 2炽热程度加强B .如果将频率增大,L 1炽热程度加强、L 2炽热程度减弱C .如果将频率减小,L 1炽热程度减弱、L 2炽热程度加强D .如果将频率减小,L 1炽热程度加强、L 2炽热程度减弱解析:某一频率时,两只灯泡炽热程度相同,应有两灯泡消耗的功率相同,频率增大时,感抗增大,而容抗减小,故通过A1的电流增大,通过A2的电流减小,故B项正确;同理可得C项正确,故选B、C.答案:BC5.(多选题)如图所示,在远距离输电过程中,若保持原线圈的输入功率不变,下列说法正确的是()A.升高U1会减小输电电流I2B.升高U1会增大线路的功率损耗C.升高U1会增大线路的电压损耗D.升高U1会提高电能的利用率解析:提高输电电压U1,由于输入功率不变,则I1将减小,又因为I2=n1n2I1,所以I2将减小,故A项对;线路功率损耗P损=I22R,因此功率损耗在减小,电压损失减小,故B项、C项错误;因线路损耗功率减小,因此利用率将升高,D项正确.答案:AD6.如图甲所示,a、b为两个并排放置的共轴线圈,a中通有如图乙所示的交变电流,则下列判断错误的是()甲乙A.在t1到t2时间内,a、b相吸B.在t2到t3时间内,a、b相斥C.t1时刻两线圈间作用力为零D.t2时刻两线圈间吸引力最大解析:t1到t2时间内,a中电流减小,a中的磁场穿过b且减小,因此b中产生与a同向的磁场,故a、b相吸,A选项正确;同理B选项正确;t1时刻a 中电流最大,但变化率为零,b中无感应电流,故两线圈的作用力为零,故C 选项正确;t2时刻a中电流为零,但此时电流的变化率最大,b中的感应电流最大,但相互作用力为零,故D选项错误.因此,错误的应是D.答案:D7.如图所示是四种亮度可调的台灯的电路示意图,它们所用的白炽灯泡相同,且都是“220 V40 W”,当灯泡所消耗的功率都调到20 W时,消耗功率最小的台灯是()ABCD解析:利用变阻器调节到20 W时,除电灯消耗电能外,变阻器由于热效应也要消耗一部分电能,使台灯消耗的功率大于20 W,利用变压器调节时,变压器的输入功率等于输出功率,本身不消耗电能,所以C中台灯消耗的功率最小.答案:C8.一电阻接一直流电源,通过4 A的电流时热功率为P,若换接一正弦交流电源,它的热功率变为P2,则该交流电电流的最大值为()A.4 A B.6 A C.2 A D.4 2 A解析:由P=I2R得R=PI2=P16,接交流电时,P2=I′2P16,2I′2=16,I′=42A,所以I m=2I′=4 A.应选A.答案:A9.(多选题)如图所示为两个互感器,在图中圆圈内a、b表示电表,已知电压比为100∶1,电流比为10∶1,电压表的示数为220 V,电流表的示数为10 A,则()A.a为电流表,b为电压表B.a为电压表,b为电流表C.线路输送电功率是2 200 WD.线路输送电功率是2.2×106 W解析:电压互感器应并联在电路中,并且是降压变压器,即图中a为电压互感器,由其读数知,输电线上的电压为22 000 V,同理可知输电线上的电流为100 A.答案:BD10.水电站向小山村输电,输送电功率为50 kW ,若以1 100 V 送电,则线路损失为10 kW ,若以3 300 V 送电,则线路损失可降为( )A .3.3 kWB .1.1 kWC .30 kWD .11 kW解析:由P =UI ,ΔP =I 2R 可得:ΔP =P2U2R ,所以当输送电压增大为原来3倍时,线路损失变为原来的19,即ΔP =1.1 kW.答案:B11.如图所示,理想变压器的原、副线圈的匝数比n 1∶n 2=2∶1,原线圈接正弦式交流电,副线圈接电动机,电动机线圈电阻为R ,当输入端接通电源后,电流表读数为I ,电动机带动一质量为m 的重物以速度v 匀速上升,若电动机因摩擦造成的能量损失不计,则图中电压表的读数为( )A .4IR +mg vI B.mg v I C .4IRD.14IR +mg v I 解析:根据电流与匝数的关系知变压器的输出电流为2I ,电动机消耗的总功率为P 2=mg v +4IR ,又变压器的输入功率P 1=UI =P 2=mg v +4I 2R ,则U =mg vI +4IR ,故A 项正确.答案:A12.(多选题)如图所示,M是一小型理想变压器,接线柱a、b接在电压u =311sin 314t (V)的正弦交流电源上,变压器右侧部分为一火警报警系统原理图,其中R2是半导体热敏传感器(温度升高时R2的电阻减小),电流表A2安装在值班室,显示通过R1的电流,电压表V2显示加在报警器上的电压(报警器未画出),R3为一定值电阻.当传感器R2所在处出现火警时,以下说法中正确的是()A.A1的示数增大,A2的示数减小B.A1的示数不变,A2的示数增大C.V1的示数不变,V2的示数减小D.V1的示数增大,V2的示数增大解析:传感器R2所在处出现火警,温度升高,则R2电阻减小,副线圈负载电阻减小.因输出电压不变,所以副线圈电流增大,则电阻R3两端电压增大,电压表V2的示数减小,电流表A2的示数减小.副线圈电流增大,则原线圈电流增大,但输入电压不变,即电流表A1的示数增大,电压表V1的示数不变.答案:AC第Ⅱ卷(非选择题,共52分)二、计算题(本题有4小题,共52分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)13.(12分)一小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度ω绕垂直于磁场方向的固定轴转动,线圈匝数n=100匝.穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间按正弦规律变化,如图甲所示.发电机内阻r=5.0 Ω,外电路电阻R=95 Ω.已知感应电动势的最大值E m=nωΦm,其中Φm为穿过每匝线圈磁通量的最大值.求串联在外电路中的交流电流表(内阻不计)的读数.甲乙解析:从Φ-t图线看出Φm=1.0×10-2Wb,T=3.14×10-2s.(2分) 已知感应电动势的最大值E m=nωΦm,又ω=2πT.(3分)故电路中电流最大值I m=E mR+r=n·2π·ΦmT(R+r)=100×2×3.14×1.0×10-23.14×(95+5.0)×10-2A=2 A(4分)交流电流表读数是交变电流的有效值,即I=I m2=1.4 A.(3分)答案:1.4 A14.(12分)有一个电子元件,当它两端的电压的瞬时值高于u=110 2 V 时则导电,低于u=110 2 V时不导电,若把这个电子元件接到220 V、50 Hz的正弦式交变电流的两端,则它在1 s 内导电多少次?每个周期内的导电时间为多少?解析:由题意知,加在电子元件两端电压随时间变化的图象如图所示,表达式为u =2202sin ωt V .(2分)其中ω=2πf ,f =50 Hz ,T =1f =0.02 s ,得u =2202sin100πt V .(2分)把u ′=110 2 V 代入上述表达式得到t 1=1600 s ,t 2=5600s(2分) 所以每个周期内的通电时间为Δt =2(t 2-t 1)=4300 s =175s .(3分) 由所画的u -t 图象知,一个周期内导电两次,所以1 s 内导电的次数为n =2t T =100.(3分)答案:100次 175s 15.(14分)如图所示,变压器原线圈输入电压为220 V ,副线圈输出电压为36 V ,两只灯泡的额定电压均为36 V ,L 1额定功率为12 W ,L 2额定功率为6 W .求:(1)该变压器的原、副线圈匝数比.(2)两灯均工作时原线圈的电流以及只有L 1工作时原线圈中的电流.解析:(1)由变压比公式得U 1U 2=n 1n 2(2分) n 1n 2=22036=559.(2分) (2)两灯均工作时,由能量守恒得P 1+P 2=U 1I 1(3分)I 1=P 1+P 2U 1=12+6220A =0.082 A(2分) 只有L 1灯工作时,由能量守恒得P 1=U 1I ′1(3分)解得I ′1=P 1U 1=12220A =0.055 A .(2分) 答案:(1)55∶9 (2)0.082 A 0.055 A16.(14分)某村在较远的地方建立了一座小型水电站,发电机的输出功率为100 kW ,输出电压为500 V ,输电导线的总电阻为10 Ω,导线上损耗的电功率为4 kW ,该村的用电电压是220 V .(1)输电电路如图所示,求升压、降压变压器的原、副线圈的匝数比;(2)如果该村某工厂用电功率为60 kW ,则该村还可以装“220 V ,40 W”的电灯多少盏?解析:(1)因为P损=I22R线(2分)所以I2=P损R线=4×10310A=20 A(1分)I1=PU1=100×103500A=200 A(2分)则n1n2=I2I1=20200=110(1分)U3=U2-I2R线=(500×10-20×10) V=4 800 V(2分)则n3n4=U3U4=4 800220=24011.(1分)(2)设还可装灯n盏,据功率相等有P3=P4(1分)其中P4=(n×40+60×103) W(1分)P3=(100-4) kW=96 kW(1分)所以n=900.(2分)答案:(1)1∶10240∶11(2)900盏单元测评(三)传感器(时间:90分钟满分:100分)第Ⅰ卷(选择题,共48分)一、选择题(本题有12小题,每小题4分,共48分.)1.关于干簧管,下列说法正确的是()A.干簧管接入电路中相当于电阻的作用B.干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的C.干簧管接入电路中相当于开关的作用D.干簧管是作为电控元件以实现自动控制的答案:C2.(多选题)为了保护电脑元件不受损害,在电脑内部有很多传感器,其中最重要的就是温度传感器,常用的温度传感器有两种,一种是用金属做的热电阻,另一种是用半导体做的热敏电阻.关于这两种温度传感器的特点说法正确的是()A.金属做的热电阻随着温度的升高电阻变大B.金属做的热电阻随着温度的升高电阻变小C.用半导体做的热敏电阻随着温度的升高电阻变大D.用半导体做的热敏电阻随着温度的升高电阻变小解析:金属的电阻率随着温度的升高而变大,半导体在温度升高时电阻会变小.答案:AD3.街旁的路灯、江海里的航标都要求在夜晚亮、白天熄,利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置,实现了自动控制,这是利用半导体的() A.压敏性B.光敏性C.热敏性D.三种特性都利用答案:B4.(多选题)有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件,将这三只元件分别接入如图所示电路中的A、B两点后,用黑纸包住元件或者把元件置入热水中,观察欧姆表的示数,下列说法中正确的是()A.置入热水中与不置入热水中相比,欧姆表示数变化较大,这只元件一定是热敏电阻B.置入热水中与不置入热水中相比,欧姆表示数不变化,这只元件一定是定值电阻C.用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比,欧姆表示数变化较大,这只元件一定是光敏电阻D.用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比,欧姆表示数相同,这只元件一定是定值电阻解析:热敏电阻的阻值随温度变化而变化,定值电阻和光敏电阻不随温度变化;光敏电阻的阻值随光照变化而变化,定值电阻和热敏电阻不随之变化.答案:AC5.传感器是一种采集信息的重要器件,如图是由电容器作为传感器来测定压力变化的电路,当待测压力作用于膜片电极上时,下列说法中正确的是()①若F向下压膜片电极,电路中有从a到b的电流②若F向下压膜片电极,电路中有从b到a的电流③若F向下压膜片电极,电路中不会有电流产生④若电流表有示数,说明压力F发生变化⑤若电流表有示数,说明压力F不会发生变化A.②④B.①④C.③⑤D.①⑤解析:当下压时,因为C=εr S4πkd,d减小,C增大,在U不变时,因为C=QU,Q增大,从b向a有电流流过,②正确;当F变化时,电容器两板的间距变化,电容变化,电容器上的带电量发生变化,电路中有电流,④正确,故选A.答案:A6.如图所示,R1为定值电阻,R2为负温度系数的热敏电阻,当温度降低时,电阻变大,L为小灯泡,当温度降低时()。

高中物理选修3-2电磁感应章节练习题2(带解析)

高中物理选修3-2电磁感应章节练习题2(带解析)
D.不管电路是否闭合,只要穿过电路的磁通量发生变化,电路中就有感应电流
10.如图所示,在绝缘光滑水平面上,有一个边长为 的单匝正方形线框 ,在外力的作用下以恒定的速率 向右运动进入磁感应强度为 的有界匀强磁场区域.线框被全部拉入磁场的过程中线框平面保持与磁场方向垂直,线框的 边始终平行于磁场的边界.已知线框的四个边的电阻值相等,均为 .()
A. B. C. D.
2.如图所示,闭合开关k,将条形磁铁两次插入闭合线圈,且两次的起始和终止位置相同,第一次用时0.4s,第二次用时0.2s,则()
A.第一次通过线圈的磁通量变化较大
B.第一次通过线圈的磁通量的变化率较小
C.第一次经过电流表G的总电荷量较多
D.第一次电流表G的指针偏转较大
3.如图甲所示,一个由导体做成的等腰直角三角形线圈,以恒定速率v运动,从无场区进入匀强磁场区,磁场宽度大于直角三角形底边BC长度,然后穿出磁场,若规定顺时针方向的电流为正方向,那么在下图中的哪一个图能正确地表示回路在穿过磁场的过程中电流对时间的函数关系
C.当B减小时,金属棒ab中的电流一定减小
D.当B不变时,金属棒ab受到水平受向右的静摩擦力
6.图中的四个图分别表示匀强磁场的磁感应强度B,闭合电路中一部分直导线的运动速度 和电路中产生的感应电流I的相互关系,其中正确是()
7.如图所示,金属杆ab长为l,垂直放置于光滑平行金属导轨上,导轨置于水平面内,导轨的左端接一电阻,阻值为R,金属棒ab的电阻为r,其余电阻不计,整个装置置于匀强磁场中,匀强磁场与导轨所在平面垂直,磁感应强度为B。现施加一水平向右的外力F,让金属棒ab以恒定的速率v水平向右运动,下列叙述正确的是
A.q2=q1B.q2=2q1C.Q2=Q1D.Q2=2Q1

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)

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.根据②式,刚进入水平轨道时,金属棒的速度v0=所以,水平轨道上滑行过程中的最大电流I2==若金属棒自由下落高度,经历时间t=,显然t0>t,所以I1=<==I2,综上所述,金属棒刚进入水平轨道时,即金属棒在x=0处,感应电流最大.20.【答案】(1)线框中感应电流的方向a→d→c→b→a;(2)ab边所受的安培力方向向下,bc边所受的安培力方向向左,cd边不受安培力,ad边的安培力方向向右;(3)【解析】(1)根据楞次定律,则有感应电流的方向:逆时针方向(即a→d→c→b→a);(2)根据左手定则,结合感应电流的方向,则有:ab边所受的安培力方向向下,bc边所受的安培力方向向左,cd不受安培力,ad边的安培力方向向右.(线框有收缩的趋势);(3)根据平衡条件,结合安培力表达式,则有:2mg=mg+B L且B=kt解得:t=.21.【答案】(1)I min=I max=(2)F=(3)【解析】(1)设某时刻棒MN交线框于P、S点,令PS长为l,此时电动势E=BlvMN左侧电阻R1=lrMN右侧电阻R2=(4a-l)r则R并==故:I==因导线框ABCD关于AC对称,所以通MN的电流大小也具有对称性,所以当l=0时,电流最小值I min=当l=a时,电流最大值I max=(2)设MN到达B的时间为t0,则t0=,到达D点用时2t0,当0≤t≤t0时,由I=代入得:I=(其中vt=l)代入F=BIl得:F=当t0≤t≤2t0时,将l=2(a-vt)代入④式得:I=代入F=BIl得:F=(3)导线框进入矩形磁场后,由牛顿第二定律得:BIL=ma=ma取任意Δt时间有:Δt=maΔtΔx=mΔvΣΔx=mΣΔvx=mvx==.22.【答案】Bπr2【解析】本题需要切记,在使用ΔΦ=BS计算磁通量时,一定要注意公式中的S为磁场穿过线圈的有效面积,本题中S=πr2,所以穿过线圈的磁通量为ΔΦ=BS=Bπr2.23.【答案】断开瞬间断开瞬间产生瞬间高压【解析】当开关闭合后,镇流器与同学们并联,由于电源为1.5 V的新干电池,所以电流很小.当断开时,镇流器电流发生变化,导致镇流器产生很强的电动势,从而使同学们有触电的感觉.24.【答案】(1)BC(2)感应电场的电场力机械能(3)负【解析】(1)将线圈A放在线圈B中,由于磁通量不变化,故不会产生感应电流,也不会引起电流计指针偏转,选项A错误;线圈A插入或拔出线圈B的速度越大,则磁通量的变化率越大,产生的感应电流越大,电流计指针偏转的角度越大,选项B正确;滑动变阻器的滑片P滑动越快,电流的变化率越大,磁通量的变化率越大,则感应电流越大,电流计指针偏转的角度越大,选项C 正确;滑动变阻器的滑片P匀速滑动时,电流发生变化,磁通量变化,也会产生感应电流,故电流计指针也会发生偏转,选项D错误.故选BC.(2)这个“电源”内的非静电力是感应电场的电场力.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.这时是机械能转化为电能.(3)根据楞次定律可知,通过电流计的电流从负极流入,故灵敏电流计指针向其负接线柱方向偏转.25.【答案】有.变化的电流产生变化的磁场,变化的磁场产生感生电场,感生电场在铁块中产生感应电流,它的形状像水中的旋涡,所以把它叫做涡电流,简称涡流.【解析】变化的电流产生变化的磁场,变化的磁场产生感生电场,感生电场在铁块中产生感应电流,它的形状像水中的旋涡,所以把它叫做涡电流,简称涡流.26.【答案】由于磁感线是闭合曲线,内环内部向里的磁感线条数和内环外向外的所有磁感线条数相等,所以外环所围面积内的总磁通量向里、增大,所以外环中感应电流磁场的方向向外,由安培定则,外环中感应电流方向为逆时针.【解析】由于磁感线是闭合曲线,内环内部向里的磁感线条数和内环外向外的所有磁感线条数相等,所以外环所围面积内的总磁通量向里、增大,所以外环中感应电流磁场的方向向外,由安培定则,外环中感应电流方向为逆时针.27.【答案】S闭合瞬间,b线圈中产生顺时针方向的电流;S断开瞬间,b线圈中产生逆时针方向的电流.【解析】当开关S闭合的瞬间,a线圈中有电流I通过,由安培定则可知其将在a线圈周围产生磁场,该磁场从b线圈内垂直纸面穿出,使b线圈中的磁通量增大,由楞次定律可知b线圈中将产生感应电流,感应电流的磁场方向应与a线圈中电流产生的磁场方向相反即垂直纸面向里,再由安培定则可判定b中感应电流方向应是顺时针方向.当开关S断开的瞬间,电流I所产生的磁场穿过b线圈的磁通量减少,这时b线圈内将产生感应电流,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同,。

选修3-2《电磁感应》训练题

选修3-2《电磁感应》训练题

考点1:磁通量、感应电流产生的条件【例】(单选)如图所示,通电螺线管水平固定,OO′为其轴线,a、b、c三点在该轴线上,在这三点处各放一个完全相同的小圆环,且各圆环平面垂直于OO′轴.则关于这三点的磁感应强度B a、B b、B c的大小关系及穿过三个小圆环的磁通量Φa、Φb、Φc的大小关系,下列判断正确的是( )A.B a=B b=B c,Φa=Φb=Φc B.B a>B b>B c,Φa<Φb<ΦcC.B a>B b>B c,Φa>Φb>Φc D.B a>B b>B c,Φa=Φb=Φc解:选C.根据通电螺线管产生的磁场特点可知B a>B b>B c,由Φ=BS可得Φa>Φb>Φc,【例】如图所示,竖直放置的长直导线通以恒定电流,一矩形线框abed与通电导线共面放置,且ad边与通电导线平行.下列情况中不能产生感应电流的是()A.导线中电流变大 B.线框向右平动C.线框以直导线为轴转动 D.线框以ad边为轴转动【答案】C1、(单选)在图中,若回路面积从S0=8 m2变到S t=18 m2,磁感应强度B同时从B0=0.1 T方向垂直纸面向里变到B t=0.8 T方向垂直纸面向外,则回路中的磁通量的变化量为( ) A.7 Wb B.13.6 Wb C.15.2 Wb D.20.6 Wb解析:选C.因为B、S都变化.所以可用后来的磁通量减去原来的磁通量.取后来的磁通量为正.ΔΦ=Φt-Φ0=B t S t-(-B0S0)=0.8×18 Wb-(-0.1×8)Wb=15.2 Wb,故C对.2、(单选)一磁感应强度为B的匀强磁场方向水平向右,一面积为S的矩形线圈abcd如图所示放置,平面abcd 与竖直方向成θ角。

将abcd绕ad轴转180°角,则穿过线圈平面的磁通量的变化量为( C )A.0 B.2BS C.2BScosθ D.2BSSinθ矩形线圈abcd如图所示放置,匀强磁场方向水平向右,平面abcd与竖直方向成θ角,将此时通过线圈的磁通量为Φ 1=BScosθ.当规定此时穿过线圈为正面,则当线圈绕ad轴转180°角时,穿过线圈反面,则其的磁通量Φ 2 =-BScosθ.因此穿过线圈平面的磁通量的变化量为△∅=∅ 2 -∅ 1 =-2BScosθ.3、(单选)将条形磁铁竖直放置,闭合圆环水平放置,并使条形磁铁中心线穿过圆环中心,如图所示,若圆环为弹性环,其形状由a扩大到b,那么圆环内磁通量的变化情况是( )A.磁通量增大 B.磁通量减小C.磁通量不变 D.无法判断解析:选B.作出俯视图,如图所示,穿过环a、b的磁感线有进有出,相互抵消后,得Φa=Φ出-Φ进,Φb=Φcb daθBΦ进′.从a、b中穿出的磁感线条数相同,但从b中穿入的磁感线条数更多,故Φa>Φb.出-4、(单选)如图所示,A中线圈有一小缺口,B、D中匀强磁场区域足够大,C中通电导线位于水平放置的闭合线圈某一直径的正上方。

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选修3-2 电磁感应专项练习
1.下列情况中都是线框在磁场中切割磁感线运动,其中线框中有感应电流的是
二、楞次定律
8.如图所示,光滑固定导轨M、N水平放置,两根导体棒P、Q平行放置于导轨上,形成一个闭合回路,一条形磁铁从高处下落接近回路时
A.P、Q将相互靠拢 B.P、Q将相互远离
C.磁铁的加速度仍为g D.磁铁的加速度小于g
10、如图2所示,一个有弹性的金属圆环被一根橡皮绳吊于通电直导线的正下
方,直导线与圆环在同一竖直面,当通电直导线中电流增大时,弹性圆环的面积S和橡皮绳的长度l将
A.S增大,l变长B.S减小,l变短
C.S增大,l变短D.S减小,l变长
11.如图3所示,ab是一个可绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形
导线框,当滑动变阻器R的滑片自左向右滑行时,线框ab的运动情况是
A.保持静止不动
B.逆时针转动
C.顺时针转动
D.发生转动,但电源极性不明,无法确定转动的方向
14.如图4所示,两个相同的铝环套在一根光滑杆上,将一条形磁铁向左插入铝环的过程中,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
三、法拉第电磁感应定律的应用
16、物理实验中,常用一种叫做“冲击电流计”的仪器测定通过电路的电荷
量.如图所示,探测线圈与冲击电流计串联后可用来测定磁场的磁感应强度.已
知线圈的匝数为n,面积为S,线圈与冲击电流计组成的回路电阻为R.若将线圈
放在被测匀强磁场中,开始时线圈平面与磁场垂直,现把探测线圈翻转180°,冲击电流计测出通过线圈的电荷量为q ,由上述数据可测出被测磁场的磁感应强度为
A.qR S
B.qR nS
C.qR 2nS
D.qR
2S
17.一根导体棒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 .U ab =0
B .φa >φb ,U ab 保持不变
C .φa ≥φb ,U ab 越来越大
D .φa <φb ,U ab 越来越大
19.一直升机停在南半球的地磁极上空.该处地磁场的方向竖直向上,磁感应
强度为B .
直升机螺旋桨叶片的长度为l ,螺旋桨转动的频率为f ,顺着地磁场的方向看螺旋桨,螺旋桨按顺时针方向转动,螺旋桨叶片的近轴端为a ,远轴端为b ,如图3所示,如果忽略a 到转轴中心线的距离,用E 表示每个叶片中的感应电动势,则 A .E =πfl 2
B ,且a 点电势低于b 点电势 B .E =2πfl 2B ,且a 点电势低于b 点电势
C .E =πfl 2B ,且a 点电势高于b 点电势
D .
E =2πfl 2B ,且a 点电势高于b 点电势
23.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,磁场方向垂直线框平面向里,MN 边界与线框的边QR 所在的水平直线成45°角,E 、F 分别是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
24.如图所示,竖直平面有一金属圆环,半径为a ,总电阻为R (指拉直时两端的电阻),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 用铰链连接长度为2a 、电阻为R
2
的导体棒AB ,AB 由水平位
置紧贴环面摆下,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 A.
Bav
3
B.
Bav
6
C.2Bav 3
D .Bav
25.(2012·新课标全国·19)如图7所示,均匀磁场中
有一由半圆弧及其直径构成
的导线框,半圆直径与磁场边缘重合;磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里,磁感应强度大小为B 0.使该线框从静止开始绕过圆心O 、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周,在线框中产生感应电流.现使线框保持图中所示位置,磁感应强度大小随时间线性变化.为了产生与线框转动半周过程中
同样大小的电流,磁感应强度随时间的变化率ΔB
Δt
的大小应为
A.4ωB 0π
B.2ωB 0π
C.ωB 0π
D.
ωB 0

27、如图所示,虚线上方空间有匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,直角扇形导线框绕垂直于纸面的轴O 以角速度ω匀速逆时针转动.设线框中感应电流的方向以逆时针为正,线框处于图示位置时为时间零点,那么,下列图中能正确表示线框转动一周感应电流变化情况的是
28、匀强磁场的磁感应强度B =0.2 T ,磁场宽度l =3 m ,一正方形金属框边长ad =l ′=1 m ,每边的电阻r =0.2 Ω,金属框以v =10 m/s 的速度匀速穿过磁场区,其平面始终保持与磁感线方向垂直,如图7所示.求:
(1)画出金属框穿过磁场区的过程中,金属框感应电流的i -t 图线;(要求写出作图依据) (2)画出ab 两端电压的U -t 图线.(要求写出作图依据)
五、电磁感应中的动力学问题
30、如图所示,线圈abcd 每边长l =0.20 m ,线圈质量m 1=0.10 kg ,电阻R
=0.10 Ω,砝码质量m 2=0.14 kg.线圈上方的匀强磁场的磁感应强度B =0.5
T ,方向垂直线圈平面向里,磁场区域的宽度为h =l =0.20 m .砝码从某一位置下降,使ab 进入磁场开始做匀速运动.求线圈做匀速运动的速度.
32、如图甲所示,一对平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道间距l=0.20 m,电阻R=1.0 Ω;有一
导体杆静止地放在轨道上,与两轨道垂直,杆及轨道的电阻皆可忽略不计,整个装置处于磁感应强度B=0.50 T的匀强磁场中,磁场方向垂直轨道面向下,现用一外力F沿轨道方向拉杆,使之做匀加速运动,测得力F与时间t的关系如图乙所示,求杆的质量m和加速度a.
33、如图所示,两根相距L、平行放置的光滑导电轨道,与水平面的夹角均为α,轨道间有电阻R,处于磁感应强度为B、方向竖直于导轨平面向上的匀强磁场中,一根质量为m、电阻为r的金属杆ab,由静止开始沿导电轨道下滑.设下滑过程中杆ab始终与轨道保持垂直,且接触良好,导电轨道足够长,且电阻不计.
(1)杆ab 将做什么运动?
(2)若开始时就给杆ab 沿轨道向下的拉力F ,使其由静止开始向下做加速度为a 的匀加速运动(a >
g sin α),求拉力F 与时间t 的关系式.
六、电磁感应中的动力学问题
34、光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线,如图1所示,抛物线的方程是y =
x 2,下半部处在一个水平方向的匀强磁场中,磁场的上边界是y =a 的直线(如
图中虚线所示).一个质量为m 的小金属块从抛物线y =b (b >a )处以速度v 沿抛物线下滑,假设抛物线足够长,则金属块沿抛物线下滑后产生的焦耳热总量是
A .mgb B.12mv 2 C .mg (b -a ) D .mg (b -a )+12
mv 2
35、水平放置的光滑导轨上放置一根长为L 、质量为m 的导体棒ab ,ab 处在磁感应强度大小为B 、方向如图所示的匀强磁场中,导轨的一端接一阻值为R 的电阻,导轨及导体棒电阻不计.现使ab 在水平恒力F 作用下由静止沿垂直于磁场的方向运动,当通过位移为x 时,ab 达到最大速度v m .此时撤去外力,最后ab 静止在导轨上.在ab 运动的整个过程中,下列说确的是
A .撤去外力后,ab 做匀减速运动
B .合力对ab 做的功为Fx
C .R 上释放的热量为Fx +12
mv 2
m
D .R 上释放的热量为Fx
36、如图所示,边长为L 的正方形导线框质量为m ,由距磁场H 高处自由下落,其下边ab 进入匀强磁场
后,线圈开始做减速运动,直到其上边dc 刚刚穿出磁场时,速度减为ab 边刚进入磁场时的一半,磁场的宽度也为L ,则线框穿越匀强磁场过程中产生的焦耳热为
A .2mgL
B .2mgL +mgH
C .2mgL +34mgH
D .2mgL +1
4mgH
37、两根足够长的光滑导轨竖直放置,间距为L ,底端接阻值为R 的电阻.将质量为m 的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端,金属棒和导轨接触良好.导轨所在平
面与磁感应强度为B 的匀强磁场垂直,如图所示.除电阻R 外其余电阻不计.现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放,则
A.释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度g
B.金属棒向下运动时,流过电阻R的电流方向为a→b
C.金属棒的速度为v时,所受的安培力大小为F安=B2L2v R
D.电阻R上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少
38、如图所示,平行金属导轨与水平面成θ角,导轨与固定电阻R1和R2相连,匀强磁场垂直穿过导轨平面,有一导体棒ab,质量为m,导体棒的电阻与固定电阻R1和R2的阻值均相等,与导轨之间的动摩擦因数为μ,导体棒ab沿导轨向上滑动,当上滑的速度为v时,受到安培力的大小为F,此时
A.电阻R 1消耗的热功率为Fv/3
B.电阻R2消耗的热功率为Fv/6
C.整个装置因摩擦而消耗的热功率为μmg v cos θ
D.整个装置消耗的机械功率为(F+μmg cos θ)v。

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