2017-2018学年人教版物理选修3-2高二暑假作业:电磁感应的图像问题(含答案)
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[A 组·基础题]一、单项选择题1.(2017·陕西渭南教学质量检测)如图所示,纸面内有一矩形导体线框abcd ,置于垂直纸面向里、边界为MN 的匀强磁场外,线框的ab 边平行磁场边界MN ,线框以垂直于MN 的速度匀速地完全进入磁场,线框上产生的热量为Q 1,通过线框导体横截面的电荷量为q 1,现将线框进入磁场的速度变为原来的两倍,线框上产生的热量为Q 2,通过线框导体横截面的电荷量为q 2,则有( )A .Q 2=Q 1 q 2=q 1B .Q 2=2Q 1 q 2=2q 1C .Q 2=2Q 1 q 2=q 1D .Q 2=4Q 1 q 2=2q 1解析:设ab 长为L ,ad 长为L ′,则电动势E =BLv ,感应电流I =E R =BLvR,产生的热量Q =I 2Rt =B 2L 2v 2R 2·R ·L ′v =B 2L 2vL ′R,与速度成正比,所以Q 2=2Q 1;通过导体横截面的电荷量q =I t ,I =ER ,E =ΔΦΔt ,三式联立解得q =ΔΦR =BLL ′R,与速度无关,所以q 1=q 2,选项C 正确.答案:C2.(2016·高考浙江卷)如图所示,a 、b 两个闭合正方形线圈用同样的导线制成,匝数均为10匝,边长l a =3l b ,图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,且磁感应强度随时间均匀增大,不考虑线圈之间的相互影响,则( )A .两线圈内产生顺时针方向的感应电流B .a 、b 线圈中感应电动势之比为9∶1C .a 、b 线圈中感应电流之比为3∶4D .a 、b 线圈中电功率之比为3∶1解析:由楞次定律可知线圈a 、b 中均产生逆时针方向的感应电流,A 错误;由法拉第电磁感应定律E =n ΔΦΔt =nS ΔB Δt 可知,E a E b =S a S b =91,故B 正确;由I =E R ,R a R b =31,可得I a I b =E a E b ·R bR a =31,故C 错误;P a P b =E a 2E b 2·R bR a=27,故D 错误. 答案:B3.(2017·安徽合肥一中等六校联考)如图甲所示,一闭合圆形线圈水平放置,穿过它的竖直方向的匀强磁场磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示,规定B 的方向以向上为正方向,感应电流以俯视顺时针的方向为正方向,在0~4t 时间内感应电流随时间变化的图象正确的是( )解析:根据法拉第电磁感应定律有E =n ΔΦΔt =n ΔBΔt S ,因此在线圈面积、匝数不变的情况下,感应电动势与磁场的变化率成正比,即与B -t 图象中的斜率成正比,由图象可知:0~t ,图线斜率为k 保持不变,则感应电流大小为i 保持不变,方向为顺时针(正向);t ~2t ,图线斜率为-2k ,则感应电流大小为2i ,方向为逆时针(负向);2t ~3t ,图线斜率为零,感应电流为零;3t ~4t ,图线斜率为k ,感应电流大小为i ,方向为顺时针(正向).综合分析可知只有图D 正确.答案:D4.(2017·山东日照模拟)如图甲所示,线圈ABCD 固定于匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向外,当磁场变化时,线圈AB 边所受安培力向右且变化规律如图乙所示,则磁场的变化情况可能是下图所示的哪一个( )解析:线圈中产生的感应电动势E =ΔΦΔt =ΔB Δt S ,感应电流I =E R =ΔBSΔtR ,AB 边受的安培力向右,则CD 边受的安培力向左,线框有收缩的趋势,说明通过线圈的磁通量在增大,磁感应强度增大;安培力F =BIL 大小不变,B 增大,则I 应该减小,而感应电流与ΔB Δt 成正比,ΔBΔt 应减小,A 、B 、C 错误,D 正确.答案:D 二、多项选择题5.(2016·河南新乡等三市第一次调研)如图所示,光滑导轨倾斜放置,下端连一灯泡,匀强磁场垂直于导轨平面,当金属棒ab (电阻不计)沿导轨下滑达到稳定状态时,灯泡的电功率为P ,导轨和导线电阻不计.要使灯泡在金属棒稳定运动状态下的电功率为2P ,则下面选项中符合条件的是( )A .将导轨间距变为原来的22B .换一电阻值减半的灯泡C .换一质量为原来2倍的金属棒D .将磁场磁感应强度B 变为原来的2倍解析:金属棒处于稳定状态时,mg sin θ=F 安=BIL ,此时的电流I =mg sin θBL,灯泡的功率P =I 2R =(mg sin θBL)2R ,由此式可知,A 、C 正确,B 、D 错误. 答案:AC6.(2017·河北三市七校联考)如图甲所示,圆形的刚性金属线圈与一平行板电容器连接,线圈内存在垂直于线圈平面的匀强磁场,磁感应强度B 随时间t 变化的关系如图乙所示(以图示方向为正方向).t =0时刻,平行板电容器间一带正电的粒子(重力不计)由静止释放,假设粒子运动过程中未碰到极板,不计线圈内部磁场变化时对外部空间的影响,下列粒子在板间运动的速度图象和位移图象(以向上为正方向)中,正确的是( )解析:由题图乙可知:0~T 4,电容器下极板带正电,电压不变;T 4~3T4,电容器上极板带正电,电压不变;34T ~T ,电容器下极板带正电,电压不变.带电粒子0~T4向上做匀加速运动,T 4~T2向上做匀减速运动,T 2~3T 4向下做匀加速运动,34T ~T 向下做匀减速运动,A 错误,B 正确.x =12at 2,前半个周期,一直向上运动,位移向上,T2时离起始点最远,后半个周期向下运动,位移仍然向上,t =T 时,回到起始点,位移为零,C 正确,D 错误.答案:BC7.如图所示,两根电阻不计的平行光滑金属导轨在同一水平面内放置,左端与定值电阻R 相连,导轨x >0一侧存在着沿x 轴方向均匀增大的磁场,磁感应强度与x 的关系是B =0.5+0.5x (T),在外力F 作用下一阻值为r 的金属棒从A 1运动到A 3,此过程中电路中的电功率保持不变.A 1的坐标为x 1=1 m ,A 2的坐标为x 2=2 m ,A 3的坐标为x 3=3 m ,下列说法正确的是( )A .回路中的电动势既有感生电动势又有动生电动势B .在A 1与A 3处的速度之比为2∶1C .A 1到A 2与A 2到A 3的过程中通过导体横截面的电荷量之比为3∶4D .A 1到A 2与A 2到A 3的过程中产生的焦耳热之比为5∶7解析:因为磁场不随时间变化,故此过程中,只有动生电动势,没有感生电动势,故A 错误;A 1处的磁感应强度B 1=1 T ,A 3处的磁感应强度B 3=2 T ,因为电功率不变,故电流不变,又因为E =Blv ,I =Blv R +r ,则v 1v 3=B 3B 1=21,故B 正确;由q =ΔΦR +r =ΔBSR +r及B -x 图象可得,两个过程中的面积之比,就是电荷量之比,故q 1q 2=S 1S 2=57,故C 错误;由F 安-x 图象可得,两个过程中的面积之比就是焦耳热之比,故Q 1Q 2=S 3S 4=57,故D 正确.答案:BD8.(2016·高考四川卷)如图所示,电阻不计、间距为l 的光滑平行金属导轨水平放置于磁感应强度为B 、方向竖直向下的匀强磁场中,导轨左端接一定值电阻R .质量为m 、电阻为r 的金属棒MN 置于导轨上,受到垂直于金属棒的水平外力F 的作用由静止开始运动,外力F 与金属棒速度v 的关系是F =F 0+kv (F 0、k 是常量),金属棒与导轨始终垂直且接触良好.金属棒中感应电流为i ,受到的安培力大小为F A ,电阻R 两端的电压为U R ,感应电流的功率为P ,它们随时间t 变化图象可能正确的有( )解析:金属棒切割磁感线产生的感应电动势E =Blv ,感应电流i =BlvR +r,金属棒所受到的安培力大小F A =B 2l 2vR +r ,金属棒受到拉力和安培力两个力的作用由静止开始运动,故加速度满足ma =F -B 2l 2v R +r =F 0+(k -B 2l 2R +r )v ,若k -B 2l 2R +r =0,金属棒一直做匀加速运动;若k -B 2l 2R +r >0,金属棒的加速度随着速度的增大而逐渐增大;若k -B 2l 2R +r <0,金属棒先做加速度逐渐减小的加速运动,最终做匀速运动;结合感应电流i =Blv R +r 、F A =B 2l 2vR +r 和U R =iR 得i -t 、F A -t 、U R -t 图象的斜率和加速度的变化规律相似,可能斜率越来越大,可能斜率不变,也可能斜率逐渐减小到零,A 错误,B 、C 正确;由感应电流的功率等于安培力的功率得P =F A v =B 2l 2v 2R +r ,P -t 图象的斜率不可能为直线,D 错误.答案:BC[B 组·能力题]非选择题9.(2017·江西赣州模拟)如图甲所示,水平面上的两光滑金属导轨平行固定放置,间距L =0.5 m ,电阻不计,右端通过导线与小灯泡连接.在CDFE 矩形区域内有竖直向上的匀强磁场,CE 长x =2 m ,有一阻值为r =0.5 Ω的金属棒PQ 放置在靠近磁场边界CD 处(恰好不在磁场中).CDFE 区域内磁场的磁感应强度B 随时间变化的规律如图乙所示.在t =0至t =4 s 内,金属棒PQ 保持静止,在t =4 s 时使金属棒PQ 以某一速度进入磁场区域并保持匀速运动.已知从t =0开始到金属棒运动到磁场边界EF 处的整个过程中,小灯泡的亮度没有发生变化,且此状态下小灯泡阻值R =2 Ω,求:(1)通过小灯泡的电流.(2)金属棒PQ 在磁场区域中运动的速度大小.解析:(1)在t =0至t =4 s 内,金属棒PQ 保持静止,磁场变化导致电路中产生感应电动势.此时感应电动势E =ΔΦΔt =ΔBΔt Lx =0.5×0.5×2 V=0.5 V ,通过小灯泡的电流I =ER +r=0.2 A.(2)当棒在磁场区域中运动时,金属棒切割磁感线产生电动势,由于灯泡中电流不变,所以电动势E =I (R +r )=BLv ,解得棒PQ 在磁场区域中运动的速度大小v =0.5 m/s.答案:(1)0.2 A (2)0.5 m/s10.某兴趣小组用电流传感器测量某磁场的磁感应强度.实验装置如图甲,不计电阻的足够长光滑金属导轨竖直放置在匀强磁场中,导轨间距为d ,其平面与磁场方向垂直.电流传感器与阻值为R 的电阻串联接在导轨上端.质量为m 、有效阻值为r 的导体棒AB 由静止释放沿导轨下滑,该过程中电流传感器测得电流随时间变化规律如图乙所示,电流最大值为I m .棒下滑过程中与导轨保持垂直且良好接触,不计电流传感器内阻及空气阻力,重力加速度为g .(1)求该磁场磁感应强度的大小. (2)求在t 1时刻棒AB 的速度大小.(3)在0~t 1时间内棒AB 下降了h ,求此过程电阻R 产生的电热. 解析:(1)电流为I m 时棒做匀速运动, 对棒:F 安=BI m d ,F 安=mg ,解得B =mg I m d. (2)t 1时刻,对回路有:E =Bdv , I m =Bdv R +r,解得v =I m 2R +rmg.(3)电路中产生的总电热:Q =mgh -12mv 2,电阻R 上产生的电热:Q R =RR +rQ , 解得Q R =mghR R +r -I m 4R R +r2mg 2.答案:(1)mg I m d (2)I m 2R +rmg(3)mghR R +r -I m 4R R +r2mg211.(2017·唐山模拟)在同一水平面上的光滑平行导轨P 、Q相距l =1 m ,导轨左端接有如图所示的电路.其中水平放置的平行板电容器两极板M 、N 相距d =10 mm ,定值电阻R 1=R 2=12 Ω,R 3=2 Ω,金属棒ab 的电阻r =2 Ω,其他电阻不计.磁感应强度B =0.5 T 的匀强磁场竖直穿过导轨平面,当金属棒ab 沿导轨向右匀速运动时,悬浮于电容器两极板之间的质量为m =1×10-14kg 、电荷量为q =-1×10-14C 的微粒恰好静止不动.取g =10 m/s 2,在整个运动过程中金属棒与导轨接触良好,且速度保持恒定.试求:(1)匀强磁场的方向; (2)ab 两端的路端电压; (3)金属棒ab 运动的速度大小.解析:(1)负电荷受到重力和电场力的作用处于静止状态,因为重力竖直向下,所以电场力竖直向上,故M 板带正电.ab 棒向右做切割磁感线运动产生感应电动势,ab 棒等效于电源,感应电流方向由b →a ,其a 端为电源的正极,由右手定则可判断,磁场方向竖直向下.(2)微粒受到重力和电场力的作用处于静止状态,根据平衡条件有mg =Eq 又E =U MNd所以U MN =mgdq=0.1 V R 3两端电压与电容器两端电压相等,由欧姆定律得通过R 3的电流为I =U MNR 3=0.05 A则ab 棒两端的电压为U ab =U MN +IR 1R 2R 1+R 2=0.4 V. (3)由法拉第电磁感应定律得感应电动势E =Blv 由闭合电路欧姆定律得E =U ab +Ir =0.5 V 联立解得v =1 m/s.答案:(1)竖直向下 (2)0.4 V (3)1 m/s。
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第04章电磁感应(一)学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________第I卷(选择题)一、选择题,本题共12小题。
将正确答案填写在题干后面的括号里1.穿过一个电阻为1Ω的单匝闭合线圈的磁通量始终是每秒均匀减少2Wb,则()A. 线圈中的感应电动势一定是每秒减少2vB。
线圈中的感应电动势一定是2vC。
线圈中的感应电流一定是每秒减少2AD。
线圈中的感应电流一定是逆时针【答案】B2.如图,在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨,导轨平面与磁场垂直.金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS,一圆环形金属线框T位于回路围成的区域内,线框与导轨共面。
现让金属杆PQ突然向右运动,在运动开始的瞬间,关于感应电流的方向,下列说法正确的是A。
PQRS中沿顺时针方向,T中沿逆时针方向B。
PQRS中沿顺时针方向,T中沿顺时针方向C. PQRS中沿逆时针方向,T中沿逆时针方向D. PQRS中沿逆时针方向,T中沿顺时针方向【答案】D【解析】PQ向右运动,导体切割磁感线,根据右手定则,可知电流由Q流向P,即逆时针方向,根据楞次定律可知,通过T的磁场减弱,则T的感应电流产生的磁场应指向纸面里面,则感应电流方向为顺时针.故选D.3.如图甲所示,一个圆形线圈的匝数n=100,线圈面积S=200cm2,线圈的电阻r=1Ω,线圈外接一个阻值R=4Ω的电阻,把线圈放入一个方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中,磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示。
一课一练电磁感应中的图像问题11、如图所示,两平行的虚线间的区域内存在着有界匀强磁场,有一较小的三角形线框abc 的ab 边与磁场边界平行,现使此线框向右匀速穿过磁场区域,运动过程中始终保持速度方向与ab 边垂直.则下列各图中哪一个可以定性地表示线框在进入磁场的过程中感应电流随时间变化的规律 ( )2、如图a 所示,虚线上方空间有垂直线框平面的匀强磁场,直角扇形导线框绕垂直于线框平面的轴O 以角速度ω匀速转动。
设线框中感应电流方向以逆时针为正,那么在图b 中能正确描述线框从图a 中所示位置开始转动一周的过程中,线框内感应电流随时间变化情况的是 ( )3、如图甲所示,有一个等腰直角三角形的匀强磁场区域,其直角边长为L ,磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度大小为B 。
一边长为L 、总电阻为R 的正方形导线框abcd ,从图示位置开始沿x 轴正方向以速度v 匀速穿过磁场区域。
取沿a d c b a→→→→的感应电流为正,则图乙中表示线框中电流i 随bc 边的位置坐标x 变化的图象正确的是( )4、如图甲所示,正三角形导线框abc 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.图丙中能表示线框的ab 边受到的磁场力F 随时间t 的变化关系的是(力的方向规定规定向左为正方向) (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,F -F -2FF -F -2F -F -2F F -F -2 ABD2F图甲图乙ABCDa-2-a b ⨯ ⨯ ⨯ ⨯ ⨯ ⨯tB 图a图b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,下列i-t 图中正确的是()6、如图,一个边长为l 的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场;一个边长也为l 的正方形导线框所在平面与磁场方向垂直;虚线框对角线ab 与导线框的一条边垂直,ba 的延长线平分导线框。
4.5 课时作业基础达标1.在下图所示的四种磁场情况中能产生恒定的感生电场的是( )【答案】C2.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【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.【答案】AB3.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.增加C.减少D.以上情况都可能【解析】当磁感应强度均匀增大时,在纸平面方向上将产生逆时针环绕的电场,对带正电的粒子做正功,使其动能增加.【答案】B4.在平行于水平地面的有界匀强磁场上方,有三个单匝线A、B、C从静止开始同时释放,不闭合,故无感应电流,做自由落体运动,线框错,D对;设S为导线的横截面积,l为线框的边长,下边同时进入磁场时速度相同,设为v,线框的质量为m=ρ密4lS,线框受到的安培力为:ρ4lS,所以线框刚进入磁场时的加速度为:,即B、C的加速度相同,它们应同时落地,选项把一个矩形线圈从理想边界的匀强磁场中的匀速拉出来,如图所示,第一次为,求:两种情况下拉力做的功W1与W2之比;拉力的功率由题意知线框被匀速拉出,所以有:F=F②如图所示,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;磁感应强度的大小为B0.如图所示,固定在匀强磁场中的水平导轨ab、cd的间距,整个闭合回路的电阻为R=0.2 Ω形框,将一质量为m 的带电小球用绝缘细线悬挂在框中,使整体在匀强磁场中沿垂直磁场方向向左以速度v 匀速运动,悬线拉力为,由于向左运动过程中竖直板切割磁感线,产生动生电动势,由右手定则判断下板电势高于上板,动生电动势大小=q BLvL =qvB ,若设小球带正电,,方向由左手定则判断竖直向下,故选A .为光滑金属导轨,磁场垂直于导轨平面,不带电,现给导体棒ab 一初速度.释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度g .金属棒向下运动时,流过电阻R 的电流方向为a→b时,所受安培力F =B 2L 2vR上产生的总热量等于金属棒重力势能的减小小环所受摩擦力的大小;杆所受拉力的瞬时功率.设小环受到的摩擦力大小为F f,由牛顿第二定律,有。
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电磁感应现象、楞次定律一、单选题1。
如图所示,水平桌面上放一闭合铝环,在铝环轴线上方有一条形磁铁.当条形磁铁沿轴线竖直向下迅速移动时,下列判断中正确的是( )A.铝环有收缩趋势,对桌面压力减小B。
铝环有收缩趋势,对桌面压力增大C.铝环有扩张趋势,对桌面压力减小D。
铝环有扩张趋势,对桌面压力增大2。
闭合线框abcd,自某高度自由下落时穿过一个有界的匀强磁场,当它经过如图所示的三个位置时,感应电流的方向是( )A.经过Ⅰ时,a d c b a→→→→B。
经过Ⅱ时,a b c d a→→→→C.经过Ⅱ时,无感应电流D.经过Ⅲ时,a b c d a→→→→3.如图所示闭合电路中的一部分导体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( )A。
B.C. D.4。
在水平面内有一固定的U形裸金属框架,框架上静止放置一根粗糙的金属杆ab,整个装置放在竖直方向的匀强磁场中,如图所示.下列说法中正确的是( )A。
只有当磁场方向向上且增强,ab杆才可能向左移动B.只有当磁场方向向下且减弱, ab杆才可能向右移动C。
无论磁场方向如何,只要磁场减弱, ab杆就可能向右移动D.当磁场变化时, ab杆中一定有电流产生,且一定会移动5.扫描隧道显微镜stm可用来探测样品表面原子尺度上的形貌。
人教版物理选修3-2第十一章专题1:电磁感应现象中的图像问题一、选择题。
1. 如图所示,一个条形磁铁从线圈上方很远处开始向下匀速穿过一环形线圈,t1表示磁铁中部与线圈共面的时刻,能够正确反映环形线圈中电流随时间变化情况的是(规定俯视时,逆时针方向为电流的正方向)()A. B.C. D.2. 如图所示,一闭合直角三角形线框以速度v匀速穿过匀强磁场区域.从BC边进入磁场区域开始计时,到A点离开磁场区域为止的过程中,线框内感应电流随时间变化的情况(以逆时针方向为电流的正方向)是图中的()A. B. C. D.3. 在自行车速度表中,条形磁体与车轮的辐条连接,线圈固定在车架上,使轮子每转一圈磁体就移过它一次.当磁体移过线圈时,在线圈中感应出一个电流脉冲.图甲显示了磁体正要移经线圈.若以逆时针方向为正,下列所产生的电流脉冲图像可能正确的是()A. B.C. D.4. 如图所示,水平面上有两根足够长的光滑平行金属导轨MN和PQ,两导轨间距为l,电阻均可忽略不计.在M和P之间接有阻值为R的定值电阻,导体杆ab电阻为r并与导轨接触良好.整个装置处于磁感应强度为B、方向竖直向上的匀强磁场中.现给导体杆ab一个瞬时冲量,使它获得水平向右的初速度v0.下列图像中,关于ab杆的速度v、通过电阻R中的电流i、电阻R的电功率P、通过MPabM的磁通量Φ随时间变化的规律,可能正确的是()A. B.C. D.5. 将一均匀导线围成一圆心角为90∘的扇形导线框OMN,其中OM=ON=R,圆弧MN的圆心为O点,将导线框的O点置于如图所示的直角坐标系的原点,其中第二和第四象限存在垂直于纸面向里的匀强磁场,其磁感应强度大小为B,第三象限存在垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为2B.从t=0时刻开始让导线框以O点为圆心,以恒定的角速度ω沿逆时针方向做匀速圆周运动,假定沿ONM方向的电流为正,则导线框中的电流i随时间t的变化规律正确的是()A. B.C. D.6. 如图所示,两相邻有界匀强磁场的宽度均为L,磁感应强度大小相等、方向相反,均垂直于纸面.有一边长为L的正方形闭合线圈向右匀速通过整个磁场.用i表示线圈中的感应电流,规定逆时针方向为电流正方向,图示线圈所在位置为位移起点,则下列关于i−x的图像中正确的是()A. B.C. D.7. 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,O、O′间的距离为L,磁场方向垂直于纸面向里,一边长为L的正方形导线框沿O′O方向匀速通过磁场,t=0时刻恰好位于图示位置,规定导线框中感应电流沿逆时针方向为正,则感应电流i随时间t的关系图像可能正确的是()A. B.C. D.8. 如图所示,等离子气流(由高温高压的等电荷量的正、负离子组成)由左方连续不断地以速度v0射入P1和P2两极板间的匀强磁场中,由于线圈A中加入变化的磁场,导线ab和导线cd在0∼2s内相互排斥,2∼4s内相互吸引,规定向左为磁感应强度B的正方向,线圈A内磁感应强度B随时间t变化的图像可能是下列图中的()A. B.C. D.二、多选题。
2016-2017学年高中物理暑假作业第06章传感器(含解析)新人教版选修3-2编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(2016-2017学年高中物理暑假作业第06章传感器(含解析)新人教版选修3-2)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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第06章传感器学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________第I卷(选择题)一、选择题,本题共9小题。
将正确答案填写在题干后面的括号里1.传感器担负着信息采集的任务,通常是把被测的非电信息,按照一定的规律转化成与之对应的电信息的器件或装置。
下列不属于传感器任务的是:A。
将力学量(如形变量)转变成电学量B。
将热学量转变成电学量C。
将光学量转变成电学量D. 将电学量转变成力学量【答案】D【解析】传感器一定是通过非电学量转换成电学量来传递信号的,D正确;2.关于光敏电阻,下列说法正确的是()A.受到光照越强,电阻越小B.受到光照越弱,电阻越小C.它的电阻与光照强弱无关D.以上说法都不正确【答案】A【解析】光照增强时,光敏电阻中载流体增多,所以导电能力增强,电阻越小,选项A正确。
3.已知磁敏电阻在没有磁场时电阻很小,有磁场时电阻变大,并且磁场越强阻值越大.为探测磁场的有无,利用磁敏电阻作为传感器设计了如图所示电路,电源的电动势和内阻不变,在没有磁场时调节变阻器使电灯正常发光.若探测装置从无磁场区进入强磁场区,则()A。
电灯变暗 B. 电灯变亮C。
2017-2018学年人教版物理选修3-2高二暑假作业电磁感应的图像问题一、单选题1. 如下图所示, abcd是边长为L,每边电阻均相同的正方形导体线框,今维持线框以恒定的速度v沿z轴运动,并过倾角为45°的三角形匀强磁场区域,磁场的磁感应强度为B,方向垂直纸面向里。
线框b点在O位置时开始计时,则在2L时间内, ,a b二点的电势差U随时间tvt的变化图线为( )A. B.C. D.2.如图所示,让闭合线圈abcd从高h处下落后,进入匀强磁场中,在bc边开始进入磁场,到ad边刚进入磁场的这一段时间内,表示线圈运动的v—t图象不可能是( )A. B.C. D.3.如图所示,用粗细相同的铜丝做成边长分别为L和2L的两只单匝闭合线框a和b,以相同的水平速度从磁感应强度为B的匀强磁场区域中匀速地拉到磁场外,则在此过程中( )A.线框a、b中电流大小之比I a:I b=1:1B.线a、b中电流大小之比I a:I b=1:2C.线框a、b中焦耳热之比Q a:Q b=1:2D.线框a、b中焦耳热之比Q a:Q b=1:84.如图所示,光滑的金属轨道分为水平段和圆弧段两部分,O点为圆弧的圆心,N为轨道交点。
两轨道之间宽度为0.5m,匀强磁场方向竖直向上,大小为0.5T。
质量为0.05kg的金属细杆置于轨道上的M点。
当在金属细杆内通以电流强度为2A的恒定电流时,其可以沿轨道由静止开始向右运动。
已知MN=OP=1.0m,金属杆始终垂直轨道,OP沿水平方向,则( )A.金属细杆在水平段运动的加速度大小为5m/s2B.金属细杆运动至P点时的向心加速度大小为10m/s2C.金属细杆运动至P点时的速度大小为5m/sD.金属细杆运动至P点时对每条轨道的作用力大小为0.75N5.如图所示,在水平面内固定着U形光滑金属导轨,轨道间距为50cm,金属导体棒ab质量为0.1kg,电阻为0.2Ω,横放在导轨上,电阻R的阻值是0.8Ω(导轨其余部分电阻不计).现加上竖直向下的磁感应强度为0.2T的匀强磁场.用水平向右的恒力F=0.1N拉动ab,使其从静止开始运动,则( )A.导体棒ab开始运动后,电阻R中的电流方向是从P流向MB.导体棒ab运动的最大速度为10m/sC.导体棒ab开始运动后,a、b两点的电势差逐渐增加到1V后保持不变D.导体棒ab开始运动后任一时刻,F的功率总等于导体棒ab和电阻R 的发热功率之和6.如图所示,A是一个边长为L的正方形导线框,每边电阻为r.现维持线框以恒定速度v沿x轴运动,并穿过图中所示由虚线围成的匀强磁场区域.U bc=φb-φc,线框在图示位置的时刻作为时间的零点,则b、c 两点间的电势差随时间变化的图线应为( )A. B.C. D.二、多选题7.如图甲所示,水平放置的U形金属导轨宽度为25cm,其电阻不计。
阻值为2Ω的金属棒与导轨垂直放置。
金属棒与导轨左端相距40cm。
匀强磁场与水平面的夹角为30°斜向下,从t=0时刻起磁感应强度随时间的变化如图乙所示。
已知在0~2s内金属棒始终处于静止状态。
则下列说法中正确的是( )A.在t=0时,金属棒所受安培力为零B.在t=1s时,金属棒所受安培力为零C.在t=0与t=2s 时,金属棒所受安培力大小相等D.在t=0到t=2s 时间内流过金属棒横截面积的电荷量为0.05C8.如图所示,阻值为R 的金属棒从图示位置ab 分别以1v 、2v 的速度沿光滑导轨(电阻不计)匀速滑到a b ''位置,若12:1:2v v =,则在这两次过程中( )A.回路电流12:1:2I I =B.产生的热量12:1:2Q Q =C.通过任一截面的电荷量12:1:2q q =D.外力的功率12:1:2P P =9.如图所示,abcd 为一边长为l 的正方形导线框,导线框位于光滑水平面内,其右侧为一匀强磁场区域,磁场的边界与线框的cd 边平行,磁场区域的宽度为2l,磁感应强度为B,方向竖直向下。
线框在一垂直于cd 边的水平恒定拉力F 作用下沿水平方向向右运动,直至通过磁场区域。
cd 边刚进入磁场时,线框开始匀速运动,规定线框中电流沿逆时针时方向为正,则导线框从刚进入磁场到完全离开磁场的过程中,a 、b 两端的电压U ab 及导线框中的电流i 随cd 边的位移x 变化的图线可能是( )A. B.C. D.10.如图所示,两光滑平行金属导轨MN、PQ相距为L,所在平面与水平面成θ角,M、P两端接一电阻为R的定值电阻,电阻为r的金属棒ab 垂直导轨放置,其他部分电阻不计。
整个装置处在磁感应强度为B、方向垂直导轨平面向上的勾强磁场中,t=0时对金属棒施加一平行于导轨向上的外力F,使金属棒由静止开始沿导轨向上做加速度为a的匀加速直线运动。
下列关于金属棒产生的电动势E、金属棒受到的安培力大小F安,通过定值电阻R的电荷量q、定值电阻R上分得的电压U随时间t变化的图象中正确的是( )A. B.C. D.11.如图所示,两根光滑平行导轨水平放置,间距为L,其间有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B,垂直于导轨水平对称放置一根均匀金属棒。
从t=0时刻起,棒上有如图乙所示的持续的交变电流I,周期为T.最大值为I m,图甲中的I所示方向为电流正方向,则金属棒( )A.棒来回做往复运动B.速度随时间周期性变化C.受到的安培力随时间周期性变化D.受到的安培力在一个周期内做正功12.两根足够长、平行光滑的金属导轨固定在同一水平内,两导轨间距为L。
导轨上面横放着两根导体棒ab和cd,导体棒和金属导轨构成矩形回路且始终接触良好。
两根导体棒的质量均为m,电阻均为R,回路其它部分电阻不计,在整个导轨平面内都有竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场。
开始时,金属棒cd静止,金属棒ab有指向cd的初速度v0。
若两导体棒在运动过程中始终不接触,下列说法中正确的是( )A.两根导体棒在运动过程中所受到的安培力是一对作用力和反作用力B.两根导体棒在运动过程中产生的焦耳热最多为2014mvC.当ab 棒速度为034v 时,cd 棒的加速度大小为2204B L v mRD.当ab 棒速度为034v 时,回路中的电流强度为038BLv R13.如图所示,两根足够长、电阻不计且相距L=0.2m 的平行金属导轨固定在倾角θ=37°的绝缘斜面上,顶端接有一盏额定电压U=4V 的小灯泡,两导轨间有一磁感应强度大小B=5T 、方向垂直斜面向上的匀强磁场。
今将一根长为L 、质量m=0.2kg 、电阻r=1.0Ω的金属棒垂直于导轨放置在顶端附近无初速度释放,金属棒与导轨接触良好,金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.25,已知金属棒下滑到速度稳定时,小灯泡恰能正常发光,重力加速度g 取10m/s 2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,则( )A.金属棒刚开始运动时的加速度大小为3m/s 2B.金属棒刚开始运动时的加速度大小为4m/s 2C.金属棒稳定下滑时的速度大小为9.6m/sD.金属棒稳定下滑时的速度大小为4.8m/s三、计算题14.如图甲所示,空间存在一宽度为2L的有界匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里.在光滑绝缘水平面内有一边长为L的正方形金属线框,其质量1m kg=、电阻4R=Ω,在水平向左的外力F作用下,以初速度04/v m s=匀减速进入磁场,线框平面与磁场垂直,外力F大小随时间t变化的图线如图乙所示.以线框右边刚进入磁场时开始计时,求:(1).匀强磁场的磁感应强度B的大小;(2).线框进入磁场的过程中,通过线框的电荷量q;(3).判断线框能否从右侧离开磁场?说明理由.15.如图甲所示,MN、PQ为间距L=0.5m足够长的平行导轨,NQ⊥MN,导轨的电阻均不计.导轨平面与水平面间的夹角θ=37°,NQ间连接有一个R=4 Ω的电阻.有一匀强磁场垂直于导轨平面且方向向上,磁感应强度为B0=1T.将一根质量为m=0.05kg的金属棒ab紧靠NQ放置在导轨上,且与导轨接触良好.现由静止释放金属棒,当金属棒滑行至cd 处时达到稳定速度,已知在此过程中通过金属棒截面的电量q=0.2C,且金属棒的加速度a与速度v的关系如图乙所示,设金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ平行.取g=10 m/s2.求:(1).金属棒与导轨间的动摩擦因数μ(2).cd离NQ的距离s(2).金属棒滑行至cd处的过程中,电阻R上产生的热量(4).若将金属棒滑行至cd处的时刻记作t=0,从此时刻起,让磁感应强度逐渐减小,为使金属棒中不产生感应电流,则磁感应强度B应怎样随时间t变化?参考答案一、单选题1. 答案:D解析:/v t L = 时刻, ,a b 边完全进入磁场,电动势E Blv =,,a b 间的电压等于路端电压, 34ab U Blv =,C 项错误2/t L v =时刻,线框完全进入磁场, ,a b 间的电压等于电动势E ,A 、B 项错误;排除了三个错误选项,只有D 项正确。
2.答案:C解析:试题分析:bc 边开始进入磁场时,线圈的速度为:,以线框为研究对象受力分析,由牛顿第二定律有,,则当重力等于安培力时线框匀速下落,当重力大于安培力时先做加速度减小的加速下落,最后匀速下落,当重力小于安培力时先做加速度减小的减速下落,最后匀速下落;故C 错误故选C ;注意此题因线框进入磁场时的速度不确定造成线框运动情况的不同,但是不会做匀变速运动。
3.答案:A4.答案:D5.答案:B6.答案:B二、多选题7.答案:BCD8.答案:AB解析:金属棒切割磁感线产生感应电动势E BLv =,感应电流E BLv BL I R R R ===,BL R两次过程相同,回路中的电流与速度成正比关系,可以得出回路电流12:1:2I I =,所以A 项正确;由于导体棒匀速滑动,产生的感应电动势恒定,感应电流恒定,产生的热量222232B L v L B L Q I Rt R v R v R ====,可以看出热量与速度成正比关系,可以得出产生的热量12:1:2Q Q =,所以B 项正确;通过任一截面的电荷量BLx q n R Rφ∆==与速度无关通过任一截面的电荷量12:1:1q q =,C 项错误;导体棒匀速滑动,外力大小与安培力大小相等,外力的功率等于回路中的电功率22222222B L v B L P I R R v R R ===,外力的功率于速度的平方成正比关系,外力的功率12:1:4P P =,所以D 项错误。
9.答案:BD10.答案:AB11.答案:BC12.答案:BC13.答案:BD三、计算题14.答案:.(1)由F t -图象可知,线框加速度212/F a m s m ==,线框的边长2012L v t at =-21412132m m ⎛⎫=⨯-⨯⨯= ⎪⎝⎭,0t =时刻线框中的感应电流0BLv I R=,线框所受的安培力,由牛顿第二定律,又01F N =,联立得10.333B T T =≈.(2).线框进入磁场的过程中,平均感应电动势2BL E t=,平均电流E I R=,通过线框的电荷量q It =,联立得0.75q C =. (3).设匀减速运动速度减为零的过程中线框通过的位移为x ,由运动学公式得2002v ax -=-,代入数值得42x m L =<,所以线框不能从右侧离开磁场.15.答案:(1). 由图乙可知:当v=0时,a=2m/s 2,mgsin θ-μmgcos θ=ma 解得:μ=0.5.(2).由图乙可知:当2?/m v m s =时当金属棒达到稳定速度,有,A E F B IL I R r==+0又: sin A mg F mg θμθ=+cos 得: ,2()r q It n t n s m t R r R r∆Φ∆Φ=====∆++1Ω (3).金属棒滑行至cd 处的过程中,由动能定理得:1 2F mgh mgs W mv μ-︒-=2cos37 40.1,,0.085F a R a R a R W Q J Q Q Q Q J R r =====+ 4. 当回路中的总磁通量不变时,金属棒中不产生感应电流,此时金属棒将沿导轨做匀加速运动.由牛顿第二定律得:mgsin θ-μmgcos θ=ma得: 2012/,()2a m s B Ls BL s vt at ==++02221222B s B t t s vt at ==++++。