北京丰台二中电磁感应练习14
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word电磁感应答案第一单元 电磁感应现象 楞次定律1.B ;2.D ;3.AD ;4.B ;5.B ;6. B ;7.BD ;8.C ;9.B ;10.AD ;11.D ;12.B ;13.D ;14.BC ;第二单元 法拉第电磁感应定律1.C ;2.B ;3.BCD ;4.BC ;5.C ;6.B ;7.C ;8.BC ;9.0;10.a 2/r 22,a 2/r 1r 2;13.GΔB /4πρDgΔt ;11.解:导体杆在轨道上做匀加速直线运动,用v 表示速度,t 表示时间,如此有v =at ;导体杆切割磁感线将产生的感应电动势E =BLv ;回路中产生的感应电流I =E /R ,杆受安培力f =BIL ,由牛顿第二定律有F-f =ma ,联立以上各式解得:22B L F ma at R=+,在图象上任取一点代入上式,可解得:a =10m/s 2,m =0.1kg 。
12.解:〔1〕电压表满偏,假设电流表满偏,如此I =3A ,U =IR =1.5V 大于电压表量程;〔2〕由功能关系有:Fv =I 2〔R +r 〕,又I =U /R ,联立解得:F =U 2〔R +r 〕/R 2v =1.6N 。
〔3〕撤去外力后,金属棒只受安培力作用,最终停下,设这一过程的平均电流I′,运动时间t ,由动量定理有:B I′L △t =mv ,即:BLq =mv ,又E =BLv ,E =I 〔R +r 〕,联立解得:20.25()mv C I R r =+q =第三单元 电磁感应定律的应用、自感1.ABD ;2.ABC ;3.B ;4.A ;5.D ;6.C ;7.A ;8.D ;,0;10. M ,1.2×10-2,1.2×10-6;11.解:〔1〕由E =BLv ,I =E/R ,F 安=BIL ,F -F 安=ma ,联立解得:22210/F B L v a m s m mR=-=〔2〕当a =0时速度最大,故2210/m FRv m s B L== 撤去F 后,导体棒的动能全部转化为热量2152m Q mv J == 12.解:棒PQ刚好通过圆轨道最高点时速度e v 设棒PQ 在圆轨道最低点的速度v d 圆轨道上运动机械能守恒有2211222d emv mv mgR =+,可得dv 两棒在直轨道上运动时,MN 做加速度减小的加速运动,PQ 做加速度增加的加速运动,当MN 的速度v 1和PQ 的速度v 2达到212v v =时,回路中无感应电流,二者作匀速运动,而2d v v =,所以1v =在有感应电流的阶段,尽管电流变化,但MN 、PQ 中电流相等,MN 受安培力F 1与PQ 受安培力F 2,始终存在关系F 1=2F 2,设这一阶段时间为t ,MN 初速度为v 0,分别对MN 、PQ 应用动量定理有:11022Ft mv mv -=-,22F t mv =,联立三式解得:0v ,故MN 棒最小冲量为023I mv ==电磁感应单元检测1.A ;2.B ;3.AB ;4.AD ;5.B ;6.A ;7.B ;8.C ;9.BD ;10.D ; 11.D ;12.C ;13.南,0.31V ;14.238mv mgh +15.解:设Bk t∆=∆,由法拉第电磁感应定律有:B E S k t t ϕ∆∆===∆∆,如此E I k R ==…①bc 棒对b 点的安培力矩和重力矩平衡,如此:01sin 6022L BILG =,解得:I =…②;又:B =kt …③word联立以上3式,解得:0.8/k T s ==。
一、选择题1.如图所示,单刀双掷开关S先打到a端让电容器充满电。
t=0时开关S打到b端,已知线圈中的磁场能连续两次达到最大的时间间隔为0.01s,不考虑振荡过程中的能量损失,下列说法正确的是()A.电容器两端电压与其所带电荷量成反比B.电容器两端电压最大时所储存的电场能最小C.t=1.005s时,M点与N点的电势相等D.t=1.00s至t=1.01s内,电容器一直放电2.下列有关电磁波的说法正确的是()A.麦克斯韦最早通过实验证实了电磁波的存在B.周期性变化的电场可以产生周期性变化的磁场C.电磁波在所有介质中的传播速度均为8c=⨯310m/sD.微波炉主要利用电磁波中的红光加热食物3.如图所示是一个水平放置的圆环形玻璃小槽,槽内光滑,槽宽度和深度处处相同。
现将一直径略小于槽宽的带正电小球放在槽中,让它受绝缘棒打击后获得一初速度v0。
与此同时,有一变化的磁场垂直穿过圆环形玻璃小槽外径所对应的圆面积,磁感应强度B的大小跟时间成正比,方向竖直向下。
设小球在运动过程中所带电荷量不变,那么()A.小球受到的向心力大小不变B.小球受到的向心力大小不断增加C.洛伦兹力对小球做了功D.小球受到的洛伦兹力大小与时间成正比4.甲坐在人民大会堂台前60m处听报告,乙坐在家里离电视机5m处看电视直播,已知乙所在处与人民大会堂相距1000km,不考虑其他因素,则(空气中声速为340m/s)A.甲先听到声音B.乙先听到声音C.甲、乙同时听到声音D.不能确定5.如图所示,氢原子中的电子绕核逆时针快速旋转,匀强磁场垂直于轨道平面向外,电子的运动轨道半径r不变,若使磁场均匀增加,则电子的动能()A.不变B.增大C.减小D.无法判断6.有一个LC接收电路,原来接收较低频率的电磁波,现在要想接收较高频率的电磁波,下列调节正确的是()A.增加电源电压B.使用调频的调制方式C.把可动电容器的动片适当旋出一些D.在线圈中插入铁芯7.用如图甲所示的振荡电路发射无线电波,高频振荡器产生高频等幅振荡如图乙所示,人对着话筒说话产生的低频振荡如图丙所示,根据乙、丙两个图像,发射出去的调幅电磁波图像应是()A.B.C.D.8.简单的、比较有效的电磁波的发射装置,至少应具备以下电路中的()①调谐电路②调制电路③高频振荡电路④开放振荡电路A.①②③B.②③④C.①④D.①②④9.下列说法正确的是()A.频率越高,振荡电路向外辐射电磁波的本领越弱B.在光的单缝衍射中,若将狭缝变窄,则在屏上产生的中央亮条纹变窄C.医院中放射科给病人做胸透,是利用了β射线照射人体进行透视D.光纤通信是激光和光导纤维结合的产物10.近场通信(NFC)是一种短距高频的无线电技术,其主要结构就是线圈和电容组成的类似LC振荡电路的并联谐振电路,其终端有主动、被动和双向三种模式,最常见的被动模式广泛应用于公交卡、门禁卡、校园一卡通等,刷卡时,电路发生电谐振,给电容器充电,达到一定电压后,在读卡设备发出的射频场中响应,被读或写入信息。
(A ) (B )(C ) (D )电磁感应2一.多项选择题:(本题共12小题,每题4分,漏选的2分,共48分) 6.如右图所示,a 、b 两个同心圆线圈处于同一水平面内,在线圈a 中通有电流I,以下哪些情况可以使线圈b 有向里收缩的趋势( ) A 、a 中的电流I沿顺时针方向并逐渐增大 B 、a 中的电流I 沿顺时针方向并逐渐减小 C 、a 中的电流沿逆时针方向并逐渐增大D 、a 中的电流沿逆时针方向并逐渐减小7. 如图所示,一个边长为a 、电阻为R 的等边三角形线框,在外力作用下,以速度v 匀速穿过宽均为a 的两个匀强磁场.这两个磁场的磁感应强度大小均为B 方向相反.线框运动方向与底边平行且与磁场边缘垂直.取逆时针方向的电流为正。
若从图示位置开始,线框中产生的感应电流I 与沿运动方向的位移x 之间的函数图象,下面四个图中正确的是( )8.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( )9. 如图所示电路中,A 、B 是两个完全相同的灯泡,L 是一个理想电感线圈,当S 闭合与断开时,A 、B 的亮度情况是( ) A.S 闭合时,A 立即亮,然后逐渐熄灭 B.S 闭合时,B 立即亮,然后逐渐熄灭C.S 闭合足够长时间后,B 发光,而A 不发光D.S 闭合足够长时间后,B立即熄灭发光,而A 逐渐熄灭11.如图所示,在平行于水平地面的匀强磁场上方有三个线圈,从相同的高度由静止开始同时下落.三个线圈都是由相同的金属材料制成的大小相同的正方形线圈.A 线圈有一个缺口,B 、C 都是闭合的,但是B 线圈的导线比C 线圈的粗, 关于它们落地时间的说法正确的是( )A.三线圈落地时间相同B.三线圈中A 落地时间最短C.B 线圈落地时间比C 线圈短D.B 、C 两线圈落地时间相同12.图中回路竖直放在匀强磁场中,磁场的方向垂直于回路平面向外,导体AC 可以贴着光滑竖直长导轨下滑.设回路的总电阻恒定为R ,当导体AC 从静止开始下落后,下面叙述中正tA.导体下落过程中,机械能守恒B.导体加速下落过程中,导体减少的重力势能全部转化为在电阻上产生的热量C.导体加速下落过程中,导体减少的重力势能转化为导体增加的动能和回路中增加的内能D.导体达到稳定速度后的下落过程中,导体减少的重力势能全部转化为回路中增加的内能三.计算题:(10分+10分+12分+14分=56分)15. (14分)在图甲中,直角坐标系0xy的1、3象限内有匀强磁场,第1象限内的磁感应强度大小为2B,第3象限内的磁感应强度大小为B,磁感应强度的方向均垂直于纸面向里.现将半径为l,圆心角为900的扇形导线框OPQ以角速度ω绕O点在纸面内沿逆时针匀速转动,导线框回路电阻为R.(1)求导线框中感应电流最大值.(2)在图乙中画出导线框匀速转动一周的时间内感应电流I随时间t变化的图象.(规定与图甲中线框的位置相对应的时刻为t=0)(3)16.(12分)如图所示,一半径为r的圆形导线框内有一匀强磁场,磁场方向垂直于导线框所在平面,导线框的左端通过导线接一对水平放Array置的平行金属板,两板间的距离为d,板长为l,t=0时,磁场的磁感应强度B从B0开始均匀增大,同时,在板2的左端且非常靠近板2的位置有一质量为m、带电量为-q的液滴以初速度v0水平向右射入两板间,该液滴可视为质点.⑴要使该液滴能从两板间射出,磁感应强度随时间的变化率K应满足什么条件?⑵要使该液滴能从两板间右端的中点射出,磁感应强度B与时间t应满足什么关系?13. R v l B 22 R v l B 32R v l B 222 R v l B 32 R v l B 222 R Bl 214. (1)dm 2NSD ϕ ,dmD ϕ∆t,(2)B =1.25⨯10-3 I ,(3)A 、B ,15. 解:(1) 感应电流最大值为:R Bl I m ω2=(2)(3)线框转一周产生的热量:)44(22221T R I T R I Q ⋅⋅+⋅⋅=又ωπ2=T解得:R lB Q 4542πω=16. 答案:⑴22220222ql r d mv q r mgd K q r mgd πππ+≤≤⑵t ql r d mv q r mgd B B ⎪⎪⎭⎫⎝⎛++=2222020ππ17. ⑴ 流过边电流的方向是到⑵ 设通过正方形金属框的总电流为,边的电流为,边的电流为① 2分② 2分金属框受重力和安培力作用处于静止状态,有③ 2分联立①②③得 2分⑶ 由⑵可得 ④ 1分导体杆在切割磁感线运动时有⑤ 2分I -I -I金属框在回路中的总电阻为 ⑥ 2分根据全电路欧姆定律,有 ⑦ 2分联立④~⑦式可得: 2分18. (1)m m R h L AB 16.08.02222=+=+=甲运动到C 点时,乙的速度为零221)(甲甲甲乙v m gR m L L g m BC AB =-- s m s m v /47.4/1]6.0101)2.01(102[2=⨯⨯--⨯=甲 (6分)(2)当连接甲球的细线与圆环相切时,甲、乙速度相等,此时甲球到达A '点,离开桌面的距离为dm m R h L A B 53.06.08.02222=-=-=' m m h R d 45.08.06.022=== 2)(21)(甲乙甲甲乙v m m gd m L L g m BA AB +=--乙甲甲乙甲m m gd m L L g m v A B AB +--='])([2s m s m /81.1/21]45.0101)53.01(102[2=+⨯⨯--⨯=。
1ABS N 电磁感应一、不定项选择题1.如图所示,开始时矩形线圈与磁场垂直.且一半在匀强磁场内,一半在匀强磁场外,若要线圈产生图示的感应电流,下列方法中可行的是 A .将线圈向右平移一小段距离 B .以bc 为轴转动(小于30°) C .以ab 为轴转动(小于90°) D .以ad 为轴转动(小于60°)2.按照图中所表示的条形磁铁的N 极向线圈A 插入时,在线圈B 的正右方小磁针的S 极向哪方偏转 A 向左偏转B 向右偏转C 垂直纸面向里偏转D 垂直纸面向外偏转3.如图是研究电磁感应现象的实验。
若电流计的电流从右接线柱进入时,指针向右偏。
A 线圈与B 线圈缠绕方向已画出,进行以下操作能产生如图中电流计所示的电流方向的是 A.断开电键瞬间B.闭合电键瞬间C.闭合电键后,滑动变阻器滑动头迅速向左移动D.闭合电键后,将线圈A 从B 中拔出4.如图所示,平行导轨间的距离为d.一端跨接一个电阻R,匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂 直于平行金属导轨所在平面.一根足够长的金属棒与导轨成θ角放置,金属棒与导轨的电阻 不计,当金属棒沿垂直于棒的方向以恒定速率V 滑行时,通过电阻R 的电流为 A.RBdvB.R Bdvsin θC.R Bdvcos θD.θRsin Bdv5. 如图所示电路,L 为直流电阻可忽略的自感线圈,A 、B 灯电阻均为R ,若闭合K 1待稳定后将K 1断开,则断开瞬间A B 灯立即熄灭B A 灯闪亮一下才慢慢熄灭C 流过B 灯的电流方向是c →dD 流过A 灯的电流方向是b →a_+A +_B26.下图是验证楞次定律实验的示意图,竖直放置的线圈固定不动,将磁铁从线圈上方插入或拔出,线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流。
各图中分别标出了磁铁的极 性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况,其中正确的是A BC D7.图中T 是绕有两组线圈的闭合铁芯,线圈的绕向如图所示,D 是理想的二极管,金属棒ab 可在两平行的金属导轨上沿导轨滑行,匀强磁场方向垂直纸面向里,若电流计中有电流通 过,则ab 棒的运动可能是A .向左匀减速运动B .向右匀减速运动C .向左匀加速运动D .向右匀加速运动8.如图所示,在两根平行长直导线M 、N 中,通入同方向同大小的电流,导线框abcd 和两导线在同一平面内,线框沿着与两导线垂直的方向,自右向左在两导线间匀速移动,在移动过程中,线框中感应电流的方向为A 沿abcda 不变B 沿adcba 不变C 由abcda 变成adcbaD 由adcba 变成abcda9.如图所示,光滑导轨MN 水平放置,两根导体棒平行放于导轨上,形成一个闭合回路,当一条形磁铁从上方下落(未达导轨平面)的过程中,导体P 、Q 的运动情况是 A P 、Q 互相靠拢 B P 、Q 互相远离 C P 、Q 均静止D 因磁铁下落的极性未知,无法判断10 如图所示,两个互相连接的金属圆环,大环半径是小环半径的4倍,大环电阻是小环电阻的4倍.若穿过大环磁场不变,小环磁场的磁通量变化率为K 时,ab 两点电压为U ;若小环磁场不变,大环磁场的磁通量变化率也为K 时,ab 两点电压为 A .U B .U /2 C .U /4D .4Uab311、如图是用电流传感器(电流传感器相当于电流表,其电阻可以忽略不计)研究自感现象的实验电路,电源的电动势为E ,内阻为r ,自感线圈L 的自感系数足够大,其直流电阻值小于灯泡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时刻断开开关S 。
北京市第二中学物理第十三章电磁感应与电磁波精选测试卷专题练习一、第十三章电磁感应与电磁波初步选择题易错题培优(难)1.如图所示,通电螺线管置于水平放置的光滑平行金属导轨MN和PQ之间,ab和cd是放在导轨上的两根金属棒,它们分别静止在螺线管的左右两侧,现使滑动变阻器的滑动触头向左滑动,则ab和cd棒的运动情况是()A.ab向左运动,cd向右运动B.ab向右运动,cd向左运动C.ab、cd都向右运动D.ab、cd保持静止【答案】A【解析】【分析】【详解】由安培定则可知螺线管中磁感线方向向上,金属棒ab、cd处的磁感线方向均向下,当滑动触头向左滑动时,螺线管中电流增大,因此磁场变强,即磁感应强度变大,回路中的磁通量增大,由楞次定律知,感应电流方向为a→c→d→b→a,由左手定则知ab受安培力方向向左,cd受安培力方向向右,故ab向左运动,cd向右运动;A. ab向左运动,cd向右运动,与结果一致,故A正确;B. ab向右运动,cd向左运动,与结果不一致,故B错误;C. ab、cd都向右运动,与结果不一致,故C错误;D. ab、cd保持静止,与结果不一致,故D错误;2.为了解释地球的磁性,19世纪安培假设:地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的.在下列四个图中,正确表示安培假设中环形电流方向的是()A.B. C.D.【答案】B【解析】要知道环形电流的方向首先要知道地磁场的分布情况:地磁的南极在地理北极的附近,故右手的拇指必需指向南方,然后根据安培定则四指弯曲的方向是电流流动的方向从而判定环形电流的方向.【详解】地磁的南极在地理北极的附近,故在用安培定则判定环形电流的方向时右手的拇指必需指向南方;而根据安培定则:拇指与四指垂直,而四指弯曲的方向就是电流流动的方向,故四指的方向应该向西.故B正确.【点睛】主要考查安培定则和地磁场分布,掌握安培定则和地磁场的分布情况是解决此题的关键所在.另外要掌握此类题目一定要乐于伸手判定.3.如图为两组同心闭合线圈的俯视图,若内线圈通有图示的I1方向的电流,则当I1增大时外线圈中的感应电流I2的方向及I2受到的安培力F的方向分别是( )A.I2顺时针方向,F沿半径指向圆心B.I2顺时针方向,F沿半径背离圆心向外C.I2逆时针方向,F沿半径指向圆心D.I2逆时针方向,F沿半径背离圆心向外【答案】D【解析】【详解】如图内线圈的电流方向为顺时针方向,由安培定则分析得知,外线圈中磁通量方向向里,当I1增大时,穿过外线圈的磁通量增大,根据楞次定律判断外线圈中的感应电流I2的方向为逆时针,外线圈所在处磁场方向向外。
一、选择题1.(0分)[ID:128586]如图所示,两根足够长且平行的金属导轨置于磁感应强度为B=3 T的匀强磁场中,磁场的方向垂直于导轨平面,两导轨间距L=0.1m,导轨左端连接一个电阻R=0.5Ω,其余电阻不计,导轨右端连一个电容器C= 2.5 ⨯1010 pF,有一根长度为 0.2m 的导体棒ab,a端与导轨下端接触良好,从图中实线位置开始,绕a点以角速度ω = 4 rad/s 顺时针匀速转动 75°,此过程通过电阻R的电荷量为()A.3 ⨯10-2 C B.23⨯10-3 CC.(30 + 23)⨯10-3 C D.(30 - 23)⨯10-3 C2.(0分)[ID:128585]如图所示,导轨间的磁场方向垂直于纸面向里,当导体棒MN在导轨上沿水平方向在磁场中滑动时,正对电磁铁A的圆形金属环B,则()A.若导体棒向左匀速运动时,B被A排斥B.若导体棒向左加速运动时,B被A排斥C.若导体棒向右加速运动时,B被A吸引D.因导体棒运动方向未知,故不能确定B被A吸引或排斥3.(0分)[ID:128580]如图所示,垂直纸面向里的匀强磁场的区域宽度为2a,磁感应强度的大小为B。
一边长为a、电阻为4R的正方形均匀导线框ABCD从图示位置沿水平向右方向以速度v匀速穿过磁场区域,下列图中线框A、B两端电压U AB与线框移动距离x的关系图象正确的是()A .B .C .D .4.(0分)[ID :128575]科学家发现一种新型合金材料N 45Co5n40Sn10i M (),只要略微加热该材料下面的铜片,这种合金就会从非磁性合金变成强磁性合金。
将两个相同的条状新型合金材料竖直放置,在其正上方分别竖直、水平放置两闭合金属线圈,如图甲、乙所示。
现对两条状新型合金材料下面的铜片加热,则( )A .甲图线圈有收缩的趋势B .乙图线圈有收缩的趋势C .甲图线圈中一定产生逆时针方向的感应电流D .乙图线圈中一定产生顺时针方向的感应电流5.(0分)[ID :128563]如图所示,竖直平面内有一半径为a ,总电阻为R 的金属环,磁感应强度为B 的匀强磁场垂直穿过环平面,在环的最高点用金属铰链连接长度为2a 、电阻为2R 的导体棒MN 。
一、选择题1.如图所示,条形磁铁置于水平桌面上,电磁铁水平放置且左端固定,当电路中滑动变阻器的滑片P逐渐向右移动,条形磁铁仍静止,在此过程中,条形磁铁受到的摩擦力A.逐渐增大,方向向右B.逐渐减小,方向向右C.逐渐增大,方向向左D.逐渐减小,方向向左2.如图所示,条形磁铁置于水平面上,电磁铁与其在同一水平面上,右端固定并保持水平,当电路中滑动变阻器滑片P逐渐向右移动时,条形磁铁仍保持静止,在此过程中条形磁铁受到的摩擦力的方向和大小是A.方向向左,逐渐增大B.方向向左,逐渐减小C.方向向右,逐渐增大D.方向向右,逐渐减小3.如图所示,下列有关电磁学的知识,说法正确的是()A.甲图中,说明电磁铁的磁性强弱与电流大小有关B.乙图中,闭合开关,滑片向右侧滑动时,弹簧测力计的示数变小C.丙图中,电动机运用了此原理,电动机将电能转化为机械能D.丁图中,此实验是由奥斯特发现的电磁感应现象4.中华民族有着悠久的文明历史,我国古代人对自然现象进行观察和研究留下了许多史料记载,下列是有关记载和相应物理本质的解释,其中错误的是A.“湖光映彩霞”──光的反射现象B.“潭清疑水浅”──光的折射现象C.“司南之杓,投之于地,其抵指南”──地球周围存在磁场D.“山顶有泉,煮米不成饭”──山顶气压较低,泉水的沸点较高,水不容易沸腾5.图是我国早期的指南针﹣﹣司南.东汉学者王充在《论衡》中记载为:“司南之杓,投之于地,其柢指南”.司南是把天然磁石琢磨成勺子的形状,放在一个水平光滑的“地盘”上制成的,静止时它的长柄指向南方.下列说法正确的是()A.司南的长柄是磁石的南极B.地磁场的磁感线真实存在C.地理的两极和地磁场的两极相互重合D.司南静止时,它的长柄指向地磁南极6.如图所示,用一段细铁丝做一个支架,作为转动轴,把一根中间戳有小孔(没有戳穿)的饮料吸管放在转动轴上,吸管能在水平面内自由转动。
用餐巾纸摩擦吸管使其带电,再把丝绸摩擦过的玻璃棒放在带电吸管一端的附近,观察到吸管靠近玻璃棒。
北京丰台区第二中学初三九年级物理电与磁汇编一、电与磁压轴实验培优题1.如图所示,是某学习小组同学设计的研究“电磁铁磁性强弱”的实验电路图.(1)要改变电磁铁线圈中的电流大小,可通过______ 来实现;要判断电磁铁的磁性强弱,可观察______ 来确定,物理学中将这种研究问题的方法叫做______ .(2)下表是该组同学所做实验的记录:①比较实验中的1、2、3(或4、5、6),可得出的结论是:电磁铁的匝数一定时,通过电磁铁线圈中的电流越______ ,磁性越______ ;②比较实验中的1和4(或2和5或3和6),可得出的结论是:电磁铁线圈中的电流一定时,线圈匝数越______ ,磁性越______ .2.用一个铁钉、一节电池、一根电线和一个纽扣强磁铁,可组装成一个演示用的简易电动机,组装过程如图甲、乙、丙所示.(1)乙图中,把铁钉和磁铁连起来后就能竖直地吸在电池的正极上,若磁铁的N极朝上,S极朝下,则磁化后的铁钉的尖端为_____(填“N”或“S”)极,磁铁与铁钉间的吸引力_____(填“大于”或“小于”)磁铁的重力.(2)丙图中,用电线把电池的负极和磁铁连接起来,就有电流通过磁铁和铁钉,通过铁钉的电流方向是_____(填“向上”或“向下”),磁铁上的电流由于受到_____作用而带动铁钉开始旋转.(3)这个简易电动机工作时,将电能转化为_____能,若它的输入功率为2.0W,效率为60%,则输出功率为_____W.(4)演示时,若要改变铁钉的转动方向,可以改变_____方向.电动机转动起来后,电线下端应间歇性地接触磁铁,这样做的好处是(写出一条即可)_____.(提示:干电池通过的电流不允许长时间超过0.6A;磁铁磁性随温度升高而减弱.)3.在探究“感应电流产生的条件”实验中:(1)如图,a、b两接线柱间应接入_____(选填“大”或“小”)量程电流表。
(2)闭合开关后,要使电路中产生感应电流,导体cd应_____运动(选填“上下”或“左右”),这是一种_____现象,利用这一原理可制成_____(选填“电动机”或“发电机”)。
北京丰台区第二中学物理电与磁(篇)(Word版含解析)一、三物理电与磁易错压轴题(难)1.某同学猜想电磁铁磁性强弱与电流大小和线圈匝数有关。
在探究“电磁铁磁性强弱与电流大小是否有关”时,使用的器材有:学生电源、电磁铁、电流表、滑动变阻器、开关、软铁块P、铁架台、电子秤、导线若干。
某同学用绝缘细线将电磁铁M悬挂在铁架台上,并保持它与软铁块P的距离不变:(1)实验时,他_______开关S,组装实验电路如图所示,请将滑动变阻器连入电路中,要求:滑片向左滑动时电路中电流变大;(2)本实验中根据______________比较电磁铁磁性强弱;(3)请设计出记录实验数据的表格,表中要有必要的信息。
(_________)【答案】断开,电子秤的示数实验次数电流I/A电子秤的示数/g123……【解析】【分析】【详解】(1)[1]在连接电路时,开关S应处于断开状态。
由题意知,电路中变阻器调节电路的电流,所以各元件串联;而滑片向左滑动时电路中电流变大,即滑片向左滑动时,变阻器接入电路的电阻变小,所以变阻器下边的接线柱应接左边的;电路所用电源为学生电源,则电流表应用大量程0~3A,故电路连接如下:(2)[2]实验根据电子秤的示数来比较电磁铁磁性强弱。
因为当开关闭合时,电路中有电流通过,电磁铁有磁性,对放在电子秤上的软铁块P有吸引力。
当电流越大时,电磁铁的磁性就越强,对软铁块的吸引力就越大,那么软铁块对电子秤的作用力就越小,则电子秤的示数就越小。
(3)[3]实验探究的是“电磁铁磁性强弱与电流大小的关系”,所以在实验时需记录电流的大小,而磁性的强弱是通过电子秤的示数来反映的,所以还需要记录电子秤的示数。
故实验表格如下:实验次数电流I/A电子秤的示数/g123……2.利用如图所示的实验装置探究电动机的工作原理,请你完成下列问题.(1)通电后图甲中ab段导线受磁场力的方向竖直向上,请在图丙中作出ab段导线所受到的磁场力F′的示意图;(_____)(2)当线圈转过图乙所示位置时,通过改变_____的办法使线圈靠磁场力的作用可以继续顺时针转动至少半周;(3)生产实际中,为使直流电动机的转子能持续不停地转动,在此结构的基础上主要是通过加装_____来实现的(填直流电动机的结构名称).【答案】电流方向换向器【解析】【分析】电动机的原理是:通电导线在磁场中受力的作用,其所受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关,即只要改变一个量,其所受力的方向就会改变一次;直流电动机工作时,为了让线圈持续的转动下去,即是通过换向器在平衡位置及时的改变线圈中的电流的方向,即改变线圈所受力的反向,使线圈持续的转动下去.【详解】(1)由于电流从电源的正极出发,故此时图1中ab的电流方向是由a到b;在图丙中,由于电流的方向和磁场的方向均没有改变,故此时线圈所受力的方向仍不变,即力的方向仍是向上的,如图所示:(2)据图乙能看出,再向下转动,磁场力会阻碍线圈运动,故此时必须改变线圈中的受力方向,所以可以通过改变线圈中的电流方向使得线圈持续顺时针转动至少半圈;(3)直流电动机的线圈可以持续转动,是因为它加装了换向器,换向器能在线圈刚转过平衡位置时,自动改变线圈中的电流方向.3.如图所示是老师设计的一个实验装置,用来探究“影响电磁铁磁性强弱因素”,它是由电源、滑动变阻器、开关、带铁芯的螺线管(线圈电阻忽略不计)和自制的针式刻度板组成,通过观察指针偏转角度的大小,来判断电磁铁磁性的强弱.用竹片削制的指针下方加装固定一物体E,导线 a 与接线柱 2 相连.(1)为了使指针在受磁场力的作用在能绕 O 点转动,需在 E 处加装铁块,加装物体后,为了确保指针能正确指示且具有一定的灵敏度,老师在 O 点转轴处涂抹润滑油,目的是_____,使指针转动更灵活.(2)按如图所示连接好电路,闭合开关,调节滑动变阻器滑片 P 到某一位置,记下此时指针偏转的角度,保持滑片 P 位置不变,导线 a 改为与接线柱 1 相连,可以探究电磁铁磁性强弱与_____的关系;保持接线方式不变,移动变阻器滑片 P,可以探究电磁铁磁性强弱与另外一个因素的关系.(3)当滑动变阻器的滑片 P 向左滑动时,指针偏转的角度将会______(选填“增大”或“减小”).(4)细心观察的小锋同学发现在实验过程中该自制装置的指针均向右偏转,只是偏转角度不同,该同学向老师提出能否让指针向左偏转,老师马上将一块小磁铁换装在如图 E 处,且让磁铁的右端为_____极,闭合开关后,同学们发现指针果然向左偏转.(5)你认为该装置中指针的偏转角度大小可能还与哪些因素有关?______(只写出一个即可)【答案】减小摩擦线圈匝数减小 N 铁芯大小【解析】【分析】(1)根据减小摩擦的方法解答;(2)根据1、2位置比较接入电路线圈匝数多少可知答案;(3)当滑动变阻器的滑片 P 向左滑动时,电阻变大,电流变小,磁场减弱;(4)首先判断电磁铁的N、S极,然后利用电磁铁与所放磁铁的磁极相互作用做出判断;(5)该装置中指针的偏转角度大小要受磁力大小、竹片削制的指针质量、电磁铁距离指针的距离等因素影响.【详解】(1)在O点转轴处涂抹润滑油可以使接触面变光滑,从而减小了摩擦;(2)保持滑片P位置不变,忽略线圈电阻,则电流不变,导线a改为与接线柱1相连,增加了线圈匝数,因此可以探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系;保持接线方式不变,移动变阻器滑片P,改变电流大小,可以探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系.(3)当滑动变阻器的滑片P向左滑动时,接入电路电阻增大,电流减小,磁性减弱,所以指针偏转的角度将会减小;(4)由图中通电线圈电流流入方向,利用右手螺旋定则可以判断出通电线圈左端为N极,右端为S极,在E处放小磁铁让磁铁的右端为N极、左端为S极时,则通电线圈右端S极与小磁铁左端为S极就会相互排斥,指针就会向左偏转;(5)该装置中指针的偏转角度大小要受磁力大小、竹片削制的指针质量、电磁铁距离指针的距离等因素影响;所以指针的偏转角度大小还与铁芯大小有关,也与竹片削制的指针质量有关.4.磁体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质。
一、选择题1.“凸”字形硬质闭合金属线框各边长如图所示,线框右侧有一宽度为3L的匀强磁场区t 时,线框域。
磁场方向垂直于纸面向里。
线框在纸面内始终以速度v向右匀速运动,0开始进入磁场。
选逆时针方向为正,在线框穿过匀强磁场区域的过程中,线框中的感应电流i随时间t变化的图像正确的是()A.B.C.D.2.如图所示,在同一个水平而内的彼此绝缘的两个光滑圆环A、B,大圆环A中还有顺时针方向的恒定电流I。
小圆环B的一半面积在环A内、一半面积在环A外,下列说法正确的是()A .穿过环B 的磁通量为0B .环B 中有持续的感应电流C .若增大环A 内的电流,则环B 会向右移动。
D .若减小环A 内的电流,则环B 会产生道时针方向的电流3.如图为用来冶炼合金钢的真空冶炼炉,炉外绕有线圈,将金属材料置于冶炼炉中,则( )A .如果线圈中通以恒定电流,冶炼炉就能冶炼金属B .通过线圈的高频交流电使炉体产生涡流从而熔化炉内金属C .真空冶炼炉在工作时炉内金属中产生涡流使炉内金属熔化D .如果真空冶炼炉中金属的电阻率大,则涡流很强,产生的热量很多4.如图所示,竖直平面内有一半径为a ,总电阻为R 的金属环,磁感应强度为B 的匀强磁场垂直穿过环平面,在环的最高点用金属铰链连接长度为2a 、电阻为2R 的导体棒MN 。
MN 由水平位置紧贴环面摆下,当摆到竖直位置时,N 点的线速度大小为v ,则这时MN 两端的电压大小为( )A .6BavB .3BavC .23BavD .Bav5.近日,第二架国产大飞机919C 在上海浦东国际机场首飞成功,919C 在上海上空水平匀速飞行,由于地磁场的存在,其机翼就会切割磁感线,下列说法正确的是( )A.机翼左端的电势比右端电势低B.机翼左端的电势比右端电势高C.飞机飞行过程中洛伦兹力做正功D.飞机飞行过程中洛伦兹力做负功6.法拉第圆盘发电机的示意图如图所示。
铜圆盘安装在竖直的铜轴上,两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触。
电磁感应4
一、选择题:(有一个选项或多个选项正确)
1、如图所示,线圈A与电源、开关相连,线圈B与电阻R连接成闭合电路,电键
闭合、断开瞬间,关于通过电阻R的电流方向判断正确的是
A.电键闭合瞬间,电流方向a→R→b
B.电键闭合瞬间,电流方向b→R→a
C.电键断开瞬间,电流方向a→R→b
D.电键断开瞬间,电流方向b→R→a
3、如图所示,M为以闭合金属轻环,当右侧线圈通以如下所说的哪几种电流时,
将在环中产生图示方向的感应电流,同时环向线圈靠拢?
A.电流自a流入,且逐渐减小B.电流自b流入,且逐渐减小
C.电流自a流入,且逐渐增大D.电流自b流入,且逐渐增大
4、边长为L的正方形金属导线框,从图中所示位置由静止开始竖直下落,通过一匀强磁
场区域,磁场方向水平、且垂直线框平面,磁场区域宽度为H,上下边界如图中虚线所示,
已知H>L,从线框开始下落到完全穿过磁场区的过程中
A.线圈中总有感应电流存在
B.线圈受到的磁场力的合力方向,有时向上,有时向下
C.线框运动的方向始终是向下的
D.线框的速度大小不一定总是在增加
5、如图所示,一个圆形线圈放在匀强磁场中,设在第1s内磁感线垂
直于线圈平面向里,如图(a),磁感应强度B随时间t的变化关系如图(b),
那么在第2s内线圈中感应电流的大小方向是
A.逐渐增大,逆时针方向B.逐渐减小,顺时针方向
C.大小恒定,顺时针方向D.大小恒定,逆时针方向
6、如图(a)所示,圆形线圈M的匝数为50匝,它的两个端点a、b与
理想电压表相连,线圈中磁场方向如图,线圈中磁通量的变化规律如图(b)所示,则ab两点的电势高低与电压表读数为A.φa>φb,20V B.φa>φb,10V C.φa<φb,20V D.φa<φb,10V
7、如图所示,线圈L1、L2绕在同一铁芯上,L1与电源、变阻器、开关组成一个电路,L2与光滑导轨相连,导轨
上放一导体ab,导轨间有匀强磁场,现发现导体ab发生移动,其可能的原因是
A.闭合开关K的瞬间B.断开开关K的瞬间
C.在开关K闭合状态下,减少电阻R时
D.在开关K闭合状态下,增加电阻R时
8、如图所示,A是一个边长为L的方形导线框,其电阻为R,现维持线框以恒定速度v
沿X轴运动,并穿过图中所示的匀强磁场区域B.如果以X轴的正方向作为力的正方向,以
沿线框逆时针的方向为电流的正方向,线框在图示位置的时刻作为时间的零点,那么正确反
映磁场对线框的作用力F随时间变化的图线,正确反映感应电流强度随时间变化规律的是
9、如图所示,在竖直向下的匀强磁场中有一根水平状态的金属棒,现将金属棒以垂直磁场方向的
水平速度V0抛出,则金属棒内产生的感应电动势的大小将
A.随时间不断增大B.随时间不断减小
C.不随时间变化D.难以确定
一、选择题:(本题共10小题,每小题5分,共50分。
)
1、AD
2、A
3、B
4、CD
5、C
6、B
7、ABCD
8、AD
9、C10、BC
二、填空题:(本题5小题,共32分)
11、N△BS/△tφa<φb CN△BS/△t
12、0.0200.020 a
13、01 2.5×10-4
14、B2a2dV/R B2a2V2/R
15、初速为零,加速度不断减小,速度不断增大的变加速直线运动,最后加速度为零匀速运动mgR/B2L2m2g2R/B2L2
三、计算题:(本题2小题,共18分)
16、解:
(1)导体棒匀速运动,合外力为零,受力如图所示:
F外=F安+f摩①
F安=BIL②
③
E=BLV④
f摩μN⑤
N=mg⑥
由①②③④⑤⑥六式可得
(2)E=BLV方向a→R→b
(3)P
R
=I2R=0.08W
17、解:
(1)导线框匀速通过磁场,合外力为零,受力如图所示:
mg=F
安
①
F
安
=BIL ②
③
E=BLV ④
由上式可得:
(2)根据能量守恒:线框重力势能减小,转化为电能,再转化为电热。
则Q
热=W
电
=W
重
=2mgL
或 Q
热
=I2Rt ①
②
E=BLV ③
④
将②③④带入①得:Q热=2mgL。