《电磁感应》检测题
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章末检测试卷一(第四章)(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共计48分.1~8题为单选题,9~12题为多选题,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)1.在物理学发展中,观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用.下列叙述符合史实的是()A.奥斯特在实验中观察到电流的磁效应,该效应说明了电和磁之间存在联系B.法拉第根据通电直导线的磁场和条形磁铁的磁场的相似性,提出了分子电流假说C.安培在实验中观察到,通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中,出现了感应电流D.楞次在分析了许多实验事实后提出,感应电流的磁场总是与引起感应电流的磁场方向相反答案 A解析奥斯特发现了电流的磁效应,揭示了电和磁之间存在联系,选项A正确;根据通电螺线管产生的磁场与条形磁铁的磁场相似性,安培提出了磁性是分子内环形电流产生的,即分子电流假说,选项B错误;法拉第探究磁产生电的问题,发现导线中电流“通、断”时导线附近的固定导线圈中出现感应电流而导线中通有恒定电流时导线圈中不产生感应电流,选项C错误;楞次定律指出感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化,选项D错误.2.如图1所示,螺线管与灵敏电流计相连,磁铁从螺线管的正上方由静止释放,向下穿过螺线管.下列说法正确的是()图1A.电流计中的电流先由a到b,后由b到aB.a点的电势始终低于b点的电势C.磁铁减少的重力势能等于回路中产生的热量D.磁铁刚离开螺线管时的加速度小于重力加速度答案 D解析在磁铁进入螺线管的过程中,螺线管磁通量增大,且方向向下,由楞次定律可知,感应电流由b经电流计流向a;在磁铁穿出螺线管的过程中,磁通量减小,且方向向下,由楞次定律可知,感应电流由a经电流计流向b,则a点电势先低于b点电势,后高于b点电势,故A、B错误;磁铁减少的重力势能转化为内能和磁铁的动能,C错误;磁铁刚离开螺线管时,由楞次定律“来拒去留”可知,磁铁受到的合外力小于重力,D正确.3.如图2所示是研究通电自感现象实验的电路图,A1、A2是两个规格相同的小灯泡,闭合开关,调节滑动变阻器R的滑动触头,使两个灯泡的亮度相同,调节滑动变阻器R1的滑动触头,使它们都正常发光,然后断开开关S.重新闭合开关S,则()图2A.闭合瞬间,A1立刻变亮,A2逐渐变亮B.闭合瞬间,A1、A2均立刻变亮C.稳定后,L和R两端的电势差一定相同D.稳定后,A1和A2两端的电势差不相同答案 C解析断开开关再重新闭合开关的瞬间,根据自感原理可判断,A2立刻变亮,而A1逐渐变亮,A、B均错误;稳定后,自感现象消失,根据题设条件可判断,滑动变阻器R接入电路的阻值与线圈L的电阻一样大,线圈L和R两端的电势差一定相同,A1和A2两端的电势差也相同,所以C正确,D错误.4.匀强磁场方向垂直纸面,规定向里的方向为正方向,磁感应强度B随时间t的变化规律如图3甲所示,在磁场中有一细金属圆环,圆环平面位于纸面内,如图乙所示.令E1、E2、E3分别表示Oa、bc、cd段的感应电动势的大小,I1、I2、I3分别表示对应的电流,则下列判断正确的是()图3A.E1<E2,I1沿逆时针方向,I2沿顺时针方向B.E1<E2,I1沿顺时针方向,I2沿逆时针方向C.E2<E3,I2沿逆时针方向,I3沿顺时针方向D.E2=E3,I2沿逆时针方向,I3沿顺时针方向答案 A5.(2018·北京市房山区模拟)电磁感应现象在生产、生活中有着广泛的应用.图4甲为工业上探测物件表面层内部是否存在缺陷的涡流探伤技术原理图.其原理是将线圈中通入电流,使被测物件内产生涡流,借助探测线圈内电流变化测定涡流的改变,从而获得被测物件内部是否断裂及位置的信息.图乙为一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来的跳环实验装置,将一个套环置于线圈L上且使铁芯穿过其中,闭合开关S的瞬间,套环将立即跳起.关于对以上两个应用实例理解正确的是()图4A.能被探测的物件和实验所用的套环必须是导电材料B.涡流探伤技术运用了互感原理,跳环实验演示了自感现象C.以上两个应用实例中的线圈所连接电源都必须是变化的交流电源D.以上两个应用实例中的线圈所连接电源也可以都是恒压直流电源答案 A6.(2017·南通、扬州、泰州、淮安四市第三次模拟考试)法拉第发明了世界上第一台发电机.如图5所示,圆形金属盘安置在电磁铁的两个磁极之间,两电刷M、N分别与盘的边缘和中心点接触良好,且与灵敏电流计相连.金属盘绕中心轴沿图示方向转动,则()图5A.电刷M的电势高于电刷N的电势B.若只将电刷M移近N,电流计的示数变大C.若只提高金属盘转速,电流计的示数变大D.若只将变阻器滑片向左滑动,电流计的示数变大答案 C解析由电流的流向,根据安培定则,可知蹄形磁铁的左端为N极,右端为S极,两磁极间的磁场方向向右,根据金属盘的转动方向,结合右手定则可以判断,电刷N的电势高于电刷M的电势,A错误;若只将电刷M移近N,则电路中的感应电动势减小,电流计的示数减小,B错误,若只提高金属盘的转速,则金属盘中产生的感应电动势增大,电流计的示数增大,C正确;若只将变阻器滑片向左滑动,变阻器接入电路的电阻增大,则电磁铁中的电流减小,两磁极间的磁感应强度减小,圆盘中产生的感应电动势减小,电流计的示数减小,D错误. 7.(2018·全国卷Ⅰ)如图6所示,导体轨道OPQS固定,其中PQS是半圆弧,Q为半圆弧的中点,O为圆心.轨道的电阻忽略不计.OM是有一定电阻、可绕O转动的金属杆,M端位于PQS上,OM 与轨道接触良好.空间存在与半圆所在平面垂直的匀强磁场,磁感应强度的大小为B .现使OM 从OQ 位置以恒定的角速度逆时针转到OS 位置并固定(过程Ⅰ);再使磁感应强度的大小以一定的变化率从B 增加到B ′(过程Ⅱ).在过程Ⅰ、Ⅱ中,流过OM 的电荷量相等,则B ′B等于( )图6A.54B.32C.74D.2 答案 B解析 设半圆弧PQS 的半径为r ,在过程Ⅰ中,根据法拉第电磁感应定律,有E 1=ΔΦ1Δt 1=B ⎝⎛⎭⎫12πr 2-14πr 2Δt 1根据闭合电路欧姆定律,有I 1=E 1R且q 1=I 1Δt 1在过程Ⅱ中,有E 2=ΔΦ2Δt 2=(B ′-B )12πr 2Δt 2I 2=E 2Rq 2=I 2Δt 2又q 1=q 2,即B ⎝⎛⎭⎫12πr 2-14πr 2R =(B ′-B )12πr 2R所以B ′B =32. 8.如图7所示,足够长的平行金属导轨倾斜放置,倾角为37°,宽度为0.5 m ,电阻忽略不计,其上端接一小灯泡,电阻为1 Ω.一导体棒MN 垂直导轨放置,质量为0.2 kg ,接入电路的电阻为1 Ω,两端与导轨接触良好,与导轨间的动摩擦因数为0.5.在导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场(图中未画出),磁感应强度为0.8 T.将导体棒MN 由静止释放,运动一段时间后,小灯泡稳定发光,此后导体棒MN 的运动速度以及小灯泡消耗的电功率分别为(重力加速度g 取10 m/s 2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)( )图7A.2.5 m/s 1 WB.5 m/s 1 WC.7.5 m/s 9 WD.15 m/s 9 W答案 B解析 小灯泡稳定发光时,导体棒MN 匀速下滑,其受力如图所示,由平衡条件可得F 安+F f =mg sin 37°,F 安+μmg cos 37°=mg sin 37°,故F 安=mg (sin 37°-μcos 37°)=0.4 N ,由F 安=BIL 得I =F 安BL =1 A ,所以E =I (R 灯+R MN )=2 V ,导体棒的运动速度v =E BL=5 m/s ,小灯泡消耗的电功率为P 灯=I 2R 灯=1 W.正确选项为B.9.(2017·苏北四市联考)如图8甲所示,一个刚性圆形线圈与电阻R 构成闭合回路,线圈平面与所在处的匀强磁场方向垂直,磁场的磁感应强度B 随时间t 的变化规律如图乙所示.下列关于线圈中产生的感应电动势e 、电阻R 消耗的功率P 随时间t 变化的图象,可能正确的有 ( )图8答案 BD解析 线圈的面积不变,由E =nS ΔB Δt得感应电动势为定值,且磁场增强和磁场减弱引起的感应电动势方向相反,A 错误,B 正确;对于电阻R ,流过的电流大小不变,功率P =I 2R 恒定,C 错误,D 正确.10.如图9甲所示,一个匝数n =100的圆形导体线圈,面积S 1=0.4 m 2,电阻r =1 Ω.在线圈中存在面积S 2=0.3 m 2的垂直线圈平面向外的匀强磁场区域,磁感应强度B 随时间t 变化的关系如图乙所示.有一个R =2 Ω的电阻,将其两端a 、b 分别与图甲中的圆形线圈相连接,b 端接地,则下列说法正确的是( )图9A.圆形线圈中产生的感应电动势E =6 VB.在0~4 s 时间内通过电阻R 的电荷量q =6 CC.设b 端电势为零,则a 端的电势φa =3 VD.在0~4 s 时间内电阻R 上产生的焦耳热Q =18 J答案 BD解析 由法拉第电磁感应定律可得E =n ΔB Δt S 2,由题图乙可得ΔB Δt =0.64T/s =0.15 T/s ,将其代入可得E =4.5 V ,A 错.q =I Δt =ER +r ·Δt =n ΔΦ(R +r )Δt Δt =n ΔΦR +r ,在0~4 s 穿过圆形导体线圈磁通量的变化量为ΔΦ=0.6×0.3 Wb -0=0.18 Wb ,代入可得q =6 C ,B 对.0~4 s 内磁感应强度增大,圆形线圈内磁通量增加,由楞次定律结合安培定则可得b 点电势高,a 点电势低,故C 错.由于磁感应强度均匀变化产生的电动势与电流均恒定,可得I =E r +R=1.5 A ,由焦耳定律可得Q =I 2Rt =18 J ,D 对.11.如图10甲所示,电阻不计且间距L =1 m 的光滑平行金属导轨竖直放置,上端接一阻值R =2 Ω的电阻,虚线OO ′下方有垂直于导轨平面向里的匀强磁场,现将质量m =0.1 kg 、电阻不计的金属杆ab 从OO ′上方某处由静止释放.金属杆在下落的过程中与导轨保持良好接触且始终水平.已知杆ab 进入磁场时的速度v 0=1 m /s ,下落0.3 m 的过程中加速度a 与下落距离h 的关系图象如图乙所示,g 取10 m/s 2,则( )图10A.匀强磁场的磁感应强度为2 TB.杆ab 下落0.3 m 时,金属杆的速度为1 m/sC.杆ab 下落0.3 m 的过程中,R 上产生的热量为0.2 JD.杆ab 下落0.3 m 的过程中,通过R 的电荷量为0.25 C答案 AD解析 当金属杆进入磁场后,根据右手定则判断可知金属杆ab 中电流的方向由a 到b .由题图乙知,刚进入磁场时,金属杆的加速度大小a 1=10 m/s 2,方向竖直向上.由牛顿第二定律得:BI 1L -mg =ma 1,其中I 1=E R =BL v 0R 代入数据,解得:B =2 T ,故A 正确;a =0时金属杆受到的重力与安培力平衡,有mg -BIL =0,其中I =BL v R,联立得:v =0.5 m/s ,故B 错误;从开始到下落0.3 m 的过程中,由能量守恒有:mgh -Q =12m v 2,代入数据得:Q =0.287 5 J ,故C 错误;金属杆自由下落高度为h 0=v 202g=0.05 m ,金属杆下落0.3 m 的过程中通过R 的电荷量为:q =I Δt =E R Δt =ΔΦΔt R Δt =ΔΦR =BL (h -h 0)R,代入数据得q =0.25 C ,故D 正确. 12.如图11所示,有一个在水平面内固定的“V ”字形金属框架CAD ,θ=60°,磁感应强度为B 的匀强磁场方向竖直向下,导体棒MN 在框架上从A 点开始在外力F 作用下,沿垂直MN 方向以速度v 匀速向右平移,使导体棒和框架始终构成等边三角形回路.已知框架和导体棒的材料和横截面积均相同,其单位长度的电阻均为r ,框架和导体棒均足够长,导体棒运动中始终与磁场方向垂直,且与框架接触良好.下列关于回路中的电流I 、外力F 和回路消耗的电功率P 随时间t 变化关系的四个图象中正确的是( )图11答案 AC解析 导体棒运动时间为t 时,通过的位移为x =v t ,回路中的有效切割长度为:L =2x tan θ2,感应电动势为E =BL v ,回路的总电阻为R 总=r ·3·2x tan θ2,联立得感应电流与t 的关系式为I =B v 3r,B 、v 、r 一定,则I 为一定值,故A 正确,B 错误;外力F 大小等于安培力大小,则F =BIL =2B 2v 2tan θ23r t ,F 与t 成正比,故C 正确;运动x 时的功率为:P =I 2R 总=2B 2v 3tan θ23rt ,则P 与t 成正比,故D 错误.二、非选择题(本题共5小题,共计52分)13.(8分)(2018·三明市高二下学期期末)如图12甲所示为“研究电磁感应现象”的实验装置.图12(1)按实验的要求将图甲中所缺的导线补画完整.(2)开关闭合后,下列说法正确的是________.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.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,A 线圈插入B 线圈中,将滑动变阻器滑动触头迅速向左拉时,灵敏电流计指针向左偏一下(3)上述实验中,原线圈A 可等效为一个条形磁铁,将线圈B 和灵敏电流计连接如图乙所示,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.则当条形磁铁迅速向上拔出时,图中灵敏电流计指针向________(填“正”或“负”)接线柱方向偏转.答案 (1)如图所示(3分)(2)BC(3分)(3)正(2分)解析 (1)将电源、开关、滑动变阻器、线圈A 串联成一个回路,注意滑动变阻器接一上一下两个接线柱,再将电流计与线圈B 串联成另一个回路,电路图如图所示.(2)当将线圈A 放在线圈B 中,因磁通量不变,则不会引起电流计指针偏转,故A 错误;线圈A 插入或拔出线圈B 的速度越大,则穿过线圈的磁通量的变化率越大,感应电动势越大,则产生的感应电流越大,那么电流计指针偏转的角度越大,故B 正确;在闭合开关时,电流增大,穿过线圈的磁通量增大,根据楞次定律发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么合上开关后,A 线圈插入B 线圈中,将滑动变阻器滑动触头迅速向左拉时,接入电路中的电阻增大,电流减小,穿过线圈的磁通量减小,根据楞次定律可知灵敏电流计指针向左偏一下,故C 正确.(3)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,根据楞次定律,依据题图可知,螺线管的感应电流由上向下,则当条形磁铁迅速向上拔出时,穿过线圈的磁通量减小,根据楞次定律,螺线管的感应电流由上向下,灵敏电流计指针向正接线柱方向偏转.14.(10分)如图13甲所示,竖直平面内有边长l =0.2 m 的正方形线框,匝数n =100,线框总电阻R =8 Ω,一范围足够大的匀强磁场,其方向垂直于线框平面,磁场的磁感应强度B 按如图乙所示规律变化(磁场方向以垂直于线框平面向外为正).求:图13(1)前2 s 内,线框产生的焦耳热;(2)t =0.5 s 时,线框的ab 边受到的安培力大小.答案 (1)16 J (2)20 N解析 (1)前2 s 内线框的感应电动势大小为:E =n ΔB ΔtS (2分) 解得E =8 V(1分)线框产生的焦耳热Q =E 2Rt (1分) 解得Q =16 J(1分)(2)由楞次定律可知前2 s 内线框中的感应电流方向为abcda ,ab 边受到的安培力方向向上(1分) 安培力的大小F =nBIl (1分)I =E R(1分) 由题图乙可知t =0.5 s 时磁感应强度的大小B =1 T(1分)解得F =20 N.(1分)15.(10分)小明同学设计了一个“电磁天平”,如图14所示,等臂天平的左臂为挂盘,右臂挂有矩形线圈,两臂平衡.线圈的水平边长L =0.1 m ,竖直边长H =0.3 m ,匝数为N 1.线圈的下边处于匀强磁场内,磁感应强度B 0=1.0 T ,方向垂直线圈平面向里.线圈中通有可在0~2.0 A 范围内调节的电流I .挂盘放上待测物体后,调节线圈中电流使天平平衡,测出电流即可测得物体的质量.(重力加速度取g =10 m/s 2)图14 图15(1)为使“电磁天平”的量程达到0.5 kg ,线圈的匝数N 1至少为多少?(2)进一步探究电磁感应现象,另选N 2=100匝、形状相同的线圈,总电阻R =10 Ω.不接外电流,两臂平衡.如图15所示,保持B 0不变,在线圈上部另加垂直纸面向外的匀强磁场,且磁感应强度B 随时间均匀变大,磁场区域宽度d =0.1 m.当挂盘中放质量为0.01 kg 的物体时,天平平衡,求此时磁感应强度的变化率ΔB Δt. 答案 (1)25匝 (2)0.1 T/s解析 (1)“电磁天平”中的线圈受到安培力,I =2.0 A 时线圈的匝数最少F =N 1B 0IL (1分)由天平平衡可知:mg =N 1B 0IL (2分)代入数据解得:N 1=25匝.(1分)(2)由法拉第电磁感应定律得:E =N 2ΔΦΔt =N 2ΔB ΔtLd (2分) 由欧姆定律得:I ′=E R(1分) 线圈受到的安培力F ′=N 2B 0I ′L (1分)由天平平衡可得:m ′g =F ′(1分)联立各式,代入数据可得ΔB Δt=0.1 T/s.(1分) 16.(10分)(2017·江苏单科)如图16所示,两条相距为d 的平行金属导轨位于同一水平面内,其右端接一阻值为R 的电阻.质量为m 的金属杆静置在导轨上,其左侧的矩形匀强磁场区域MNPQ 的磁感应强度大小为B 、方向竖直向下.当该磁场区域以速度v 0匀速地向右扫过金属杆后,金属杆的速度变为v .导轨和金属杆的电阻不计,导轨光滑且足够长,杆在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触.求:图16(1)MN 刚扫过金属杆时,杆中感应电流的大小I ;(2)MN 刚扫过金属杆时,杆的加速度大小a ;(3)PQ 刚要离开金属杆时,感应电流的功率P .答案 (1)Bd v 0R (2)B 2d 2v 0mR (3)B 2d 2(v 0-v )2R解析 (1)感应电动势E =Bd v 0(1分)感应电流I =E R(1分) 解得I =Bd v 0R(1分) (2)安培力F =BId (1分)由牛顿第二定律F =ma (1分)解得a =B 2d 2v 0mR(1分) (3)金属杆切割磁感线的相对速度v ′=v 0-v ,(1分)则感应电动势E ′=Bd (v 0-v )(1分)电功率P =E ′2R(1分) 解得P =B 2d 2(v 0-v )2R(1分) 17.(14分)(2018·池州市高二年级下学期期末)如图17所示,平行长直光滑固定的金属导轨MN 、PQ 平面与水平面的夹角θ=30°,导轨间距为L =0.5 m ,上端接有R =3 Ω的电阻,在导轨中间加一垂直轨道平面向下的匀强磁场,磁场区域为OO ′O 1′O 1,磁感应强度大小为B =2 T ,磁场区域宽度为d =0.4 m ,放在导轨上的一金属杆ab 质量为m =0.08 kg 、电阻为r =2 Ω,从距磁场上边缘d 0处由静止释放,金属杆进入磁场上边缘的速度v =2 m/s.导轨的电阻可忽略不计,杆在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触,重力加速度大小为g =10 m/s 2,求:图17(1)金属杆距磁场上边缘的距离d 0;(2)通过磁场区域的过程中通过金属杆的电荷量q ;(3)金属杆通过磁场区域的过程中电阻R 上产生的焦耳热Q R .答案 (1)0.4 m (2)0.08 C (3)0.096 J解析 (1)由能量守恒定律得mgd 0sin 30°=12m v 2(2分) 金属杆距磁场上边缘的距离d 0=0.4 m(1分)(2)由法拉第电磁感应定律E =ΔΦΔt (1分) 由闭合电路欧姆定律I =E R +r(1分) q =I ·Δt (1分) 则金属杆通过磁场区域的过程中通过其的电荷量q =ΔΦR +r =BLd R +r=0.08 C (3)由法拉第电磁感应定律,金属杆刚进入磁场时E =BL v =2 V(1分)由闭合电路欧姆定律I =E R +r=0.4 A(1分) 金属杆受到的安培力F =BIL =0.4 N(1分)金属杆重力沿轨道平面向下的分力F ′=mg sin 30°=0.4 N(1分) 所以金属杆进入磁场后做匀速直线运动(1分)由能量守恒定律得,回路中产生的焦耳热Q =mgd sin 30°(1分)金属杆通过磁场区域的过程中,在电阻R 上产生的热量Q R =R R +rQ (1分) 代入数据可得Q R =0.096 J.(1分)。
章末检测(时间:90分钟满分:100分)一、单项选择题(本题共6小题,每小题4分,共24分.在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求,选对的得4分,选错或不答的得0分)1.如图1所示是描述电磁炉工作原理的示意图.炉子的内部有一个金属线圈,当电流通过线圈时,会产生磁场,这个磁场的大小和方向是不断变化的,这个变化的磁场又会引起放在电磁炉上面的铁质(或钢质)锅底内产生感应电流,由于锅底有电阻,所以感应电流又会在锅底产生热效应,这些热能便起到加热物体的作用从而煮食.因为电磁炉是以电磁感应产生电流,利用电流的热效应产生热量,所以不是所有的锅或器具都适用.以下说法正确的是()图1A.最好使用铝锅或铜锅B.最好使用平底不锈钢锅或铁锅C.最好使用陶瓷锅或耐热玻璃锅D.在电磁炉与铁锅之间放一层白纸后无法加热答案 B解析选用陶瓷锅或耐热玻璃锅无法形成涡流,C选项错误;A、B选项中均能形成涡流,铜和铝的电阻率小,电热少,效率低,相对来说选用平底不锈钢锅或铁锅为最佳,A选项错误,B选项正确;由于线圈产生的磁场能穿透白纸到达锅底,在铁锅中产生涡流,能够加热,D选项错误.2.如图2,直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中,磁感应强度大小为B,方向平行于ab 边向上.当金属框绕ab边以角速度ω逆时针转动时,a、b、c三点的电势分别为U a、U b、U c.已知bc边的长度为l.下列判断正确的是()图2A.U a>U c,金属框中无电流B.U b >U c ,金属框中电流方向沿abcaC.U bc =-12Bl 2ω,金属框中无电流 D.U ac =12Bl 2ω,金属框中电流方向沿acba 答案 C解析 金属框abc 平面与磁场平行,转动过程中磁通量始终为零,所以无感应电流产生,选项B 、D 错误.转动过程中bc 边和ac 边均切割磁感线,产生感应电动势,由右手定则判断U a <U c ,U b <U c ,选项A 错误.由转动切割产生感应电动势的公式得U bc =-12Bl 2ω,选项C 正确.3.如图3所示,先后以恒定的速度v 1和v 2把一个正方形金属线框水平拉出有界匀强磁场区域,且v 1=2v 2,则在先后两种情况( )图3A.线框中的感应电动势之比E 1∶E 2=2∶1B.线框中的感应电流之比I 1∶I 2=1∶2C.线框中产生的热量之比Q 1∶Q 2=1∶4D.通过线框某截面的电荷量之比q 1∶q 2=2∶1答案 A解析 根据E =Bl v ∝v 以及v 1=2v 2可知,选项A 正确;因为I =E R∝E ,所以I 1∶I 2=2∶1,选项B 错误;线框中产生的热量Q =I 2Rt =E 2R t =B 2l 2v 2R ·l v =B 2l 3v R∝v ,所以Q 1∶Q 2=2∶1,选项C 错误;根据q =ΔΦR =BS R,q 1∶q 2=1∶1可知,选项D 错误. 4.如图4所示,质量为m 的金属环用线悬挂起来,金属环有一半处于与环面垂直的匀强磁场中,从某时刻开始,磁感应强度均匀减小,则在磁感应强度均匀减小的过程中,关于线拉力的大小,下列说法中正确的是( )图4A.大于环重力mg,并逐渐减小B.始终等于环重力mgC.小于环重力mg,并保持恒定D.大于环重力mg,并保持恒定答案 A解析磁感应强度均匀减小,穿过回路的磁通量均匀减小,根据法拉第电磁感应定律得知,回路中产生恒定的电动势,感应电流也恒定不变.由楞次定律可知,感应电流方向为顺时针方向,再由左手定则可得,安培力的合力方向竖直向下,金属环始终保持静止,则拉力大于重力,由于磁感应强度均匀减小,所以拉力的大小也逐渐减小,故A正确,B、C、D均错误.5.如图5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.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abcda的感应电流为正,则表示线框中电流i 随bc边的位置坐标x变化的图象正确的是()图5答案 C6.如图6甲所示,一个匝数n=100的圆形导体线圈,面积S1=0.4m2,电阻r=1Ω.在线圈中存在面积S2=0.3m2的垂直线圈平面向外的匀强磁场区域,磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示.有一个R=2Ω的电阻,将其两端a、b分别与图甲中的圆形线圈相连接,b端接地,则下列说法正确的是()图6A.圆形线圈中产生的感应电动势E =6VB.在0~4s 时间内通过电阻R 的电荷量q =8CC.设b 端电势为零,则a 端的电势φa =3VD.在0~4s 时间内电阻R 上产生的焦耳热Q =18J答案 D解析 由法拉第电磁感应定律可得E =n ΔBS 2Δt ,由题图乙结合数学知识可得ΔB Δt =0.64T /s =0.15 T/s ,将其代入可求E =4.5V ,A 错.q =I Δt =E R +r ·Δt =n ΔΦΔt (R +r )Δt =n ΔΦR +r,在0~4s 穿过圆形导体线圈的磁通量的变化量为ΔΦ=0.6×0.3Wb -0=0.18Wb ,代入可解得q =6C ,B 错.0~4s 内磁感应强度增大,圆形线圈内磁通量增加,由楞次定律结合右手定则可得b 点电势高,a 点电势低,故C 错.由于磁感应强度均匀变化产生的电动势与电流均恒定,可得I=E r +R=1.5A ,由焦耳定律可得Q =I 2Rt =18J ,D 对. 二、多项选择题(本题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的四个选项中,有多个选项符合题目要求,全部选对得5分,选对但不全的得3分,有选错或不答的得0分)7.在如图7(a)所示的虚线框内有匀强磁场,设图示磁场方向为正,磁感应强度随时间变化的规律如图(b)所示.边长为l 、电阻为R 的正方形均匀线框abcd 有一半处在磁场中,磁场方向垂直于线框平面,此时线框ab 边的发热功率为P ,则( )图7A .磁感应强度B 0=T 2l2PR B .线框中感应电流为I =2P RC .线框cd 边的发热功率为PD .a 端电势高于b 端电势答案 BC解析 由题图(b)可知,在0~T 的时间内,线框中产生的感应电动势恒定,线框ab 边的发热功率为P =E 24R ,感应电动势E =ΔB Δt S =2B 0T ·l 22=B 0l 2T ,所以B 0=2T l 2PR ,A 错;由P =14I 2R 可得线框中的感应电流I =2P R ,B 正确;cd 边电阻等于ab 边电阻,而两边流过的电流相等,因此发热功率相等,C正确;由楞次定律可判断,线框中感应电流方向为adcba,因此a端电势比b端低,D错.8.如图7所示,P、Q是两个完全相同的灯泡,L是电阻为零的纯电感,且自感系数L很大.C 是电容较大且不漏电的电容器,下列判断正确的是()图7A.S闭合时,P灯亮后逐渐熄灭,Q灯逐渐变亮B.S闭合时,P灯、Q灯同时亮,然后P灯变暗,Q灯变得更亮C.S闭合,电路稳定后,S断开时,P灯突然亮一下,然后熄灭,Q灯立即熄灭D.S闭合,电路稳定后,S断开时,P灯突然亮一下,然后熄灭,Q灯逐渐熄灭答案AD解析当S闭合时,通过自感线圈的电流逐渐增大而产生自感电动势,L相当于断路,电容C较大,相当于短路,当电流稳定时,L相当于短路,电容C相当于断路,故P灯先亮后灭,Q灯逐渐变亮;当S断开时,灯泡P与自感线圈L组成了闭合回路,灯泡P中的电流先增大后减小至零,故闪亮一下熄灭,电容器与灯泡Q组成闭合回路,电容器放电,故灯泡Q 逐渐熄灭,选项A、D正确.9.如图8所示,一端接有定值电阻的平行金属轨道固定在水平面内,通有恒定电流的长直绝缘导线垂直并紧靠轨道固定,导体棒与轨道垂直且接触良好.在向右匀速通过M、N两区的过程中,导体棒所受安培力分别用F M、F N表示.不计轨道电阻,以下叙述正确的是()图8A.F M向右B.F N向左C.F M逐渐增大D.F N逐渐减小答案BCD解析根据直线电流产生磁场的分布情况知,M区的磁场方向垂直纸面向外,N区的磁场方向垂直纸面向里,离导线越远,磁感应强度越小.当导体棒匀速通过M、N两区时,感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的原因,故导体棒在M、N两区运动时,受到的安培力均向左,故选项A错误,选项B正确.导体棒在M区运动时,磁感应强度B变大,根据E=Bl v、I =E R及F =BIl 可知,F M 逐渐变大,故选项C 正确;导体棒在N 区运动时,磁感应强度B 变小,根据E =Bl v 、I =E R及F =BIl 可知,F N 逐渐变小,故选项D 正确. 10.如图10所示,在光滑的绝缘水平面上方,有磁感应强度大小为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场,PQ 为磁场边界.一个半径为a 、质量为m 、电阻为R 的金属圆环垂直磁场方向放置于磁场中A 处,现给金属圆环一水平向右的初速度v .当圆环运动到直径刚好与边界线PQ 重合时的速度为v 2,则下列说法正确的是( )图10A .此时圆环中的电功率为4B 2a 2v 2RB .此时圆环的加速度为2B 2a 2v mRC .此过程中通过圆环截面的电荷量为πBa 22RD .此过程回路中产生的电能为0.75m v 2答案 BC解析 当圆环运动到直径刚好与边界线PQ 重合时,产生的感应电动势E =B ×2a ×v 2=Ba v ,感应电流I =Ba v R ,圆环中的电功率P =I 2R =B 2a 2v 2R,选项A 错误;金属圆环受到的安培力F =2BIa =2B 2a 2v R ,所以a =F m =2B 2a 2v mR ,选项B 正确;由q =It =ΔΦR =B πa 22R,可知选项C 正确;由能量守恒得:产生的电能W 电=12m v 2-12m (v 2)2=38m v 2,选项D 错误. 三、填空题(本题共2小题,共10分)11.(5分)为判断线圈绕向,可将灵敏电流计G 与线圈L 连接,如图10所示.已知线圈由a 端开始绕至b 端:当电流从电流计G 的左端流入时,指针向左偏转.图10(1)将磁铁的N极向下从线圈上方竖直插入线圈L时,发现电流计的指针向左偏转.俯视线圈,其绕向为________(选填“顺时针”或“逆时针”).(2)当条形磁铁从图中的虚线位置向右远离线圈L时,发现电流计的指针向右偏转.俯视线圈,其绕向为________(选填“顺时针”或“逆时针”).答案(1)顺时针(2)逆时针解析(1)由题可知在线圈L内电流从b流向a,而根据楞次定律(增反减同)知,线圈L中产生的磁场与原磁场方向相反(向上),再根据右手螺旋定则可知,电流方向为逆时针方向(俯视线圈),因此线圈绕向为顺时针方向(俯视线圈).(2)由题意可知在线圈L内电流从a流向b,而根据楞次定律(增反减同)知,线圈L中产生的磁场与原磁场方向相同(向上),再根据右手螺旋定则可知,感应电流方向与(1)问相同,而电流的流向与(1)问相反,因此线圈绕向一定与(1)问相反,为逆时针方向(俯视线圈).12.(5分)如图11所示为“研究电磁感应现象”的实验装置.图11(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转一下,那么合上开关后可能出现的情况有:A.将线圈A迅速插入线圈B时,灵敏电流计指针将________.B.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________.答案(1)见解析图(2)向右偏转一下向左偏转一下解析(1)如图所示(2)根据楞次定律及灵敏电流计的指针偏转方向与流过它的电流方向的关系来判定,则A.向右偏转一下;B.向左偏转一下.四、解答题(本题共4小题,共46分.解答应写出必要的文字说明、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.(10分)如图12所示,在光滑水平面上有一长为L1、宽为L2的单匝矩形闭合导线框abcd,处于磁感应强度为B的有界匀强磁场中,其ab边与磁场的边界重合.线框由粗细均匀的同种导线制成,总电阻为R .现用垂直于线框ab 边的水平拉力,将线框以速度v 向右沿水平方向匀速拉出磁场,此过程中保持线框平面与磁感线垂直,且ab 边与磁场边界平行.求线框被拉出磁场的过程中:图12(1)通过线框的电流;(2)线框中产生的焦耳热;(3)线框中a 、b 两点间的电压大小.答案 (1)BL 2v R (2)B 2L 1L 22v R (3)BL 22v 2(L 1+L 2)解析 (1)线框产生的感应电动势E =BL 2v通过线框的电流I =E R =BL 2v R(2)线框被拉出磁场所需时间t =L 1v此过程中线框中产生的焦耳热Q =I 2Rt =B 2L 1L 22v R(3)线框ab 边的电阻R ab =L 22(L 1+L 2)R 线框中a 、b 两点间电压的大小U =IR ab =BL 22v 2(L 1+L 2)14.(10分)如图13所示,横截面积为0.2m 2的100匝圆形线圈A 处在变化的磁场中,磁场方向垂直纸面,其磁感应强度B 随时间t 的变化规律如图乙所示,设垂直纸面向外为B 的正方向.R 1=4Ω,R 2=6Ω,C =30μF ,线圈的内阻不计,求电容器上极板所带电荷量并说明正负.图13答案 7.2×10-6C 上极板带正电解析 E =n ΔB Δt S =100×0.021×0.2 V =0.4 V 电路中的电流I =E R 1+R 2=0.44+6 A =0.04 A所以U C =IR 2=0.04×6 V =0.24 VQ =CU C =30×10-6×0.24 C =7.2×10-6 C由楞次定律和安培定则可知,电容器的上极板带正电.15.(12分)如图14所示,两足够长的平行光滑金属导轨倾斜放置,与水平面间的夹角为θ=37°,两导轨之间的距离为L =0.2m ,导轨上端m 、n 之间通过导线连接,有理想边界的匀强磁场垂直于导轨平面向上,虚线ef 为磁场边界,磁感应强度为B =2T.一质量为m =0.05kg 的光滑金属棒ab 从距离磁场边界0.75m 处由静止释放,金属棒两轨道间的电阻r =0.4Ω,其余部分的电阻忽略不计,ab 、ef 均垂直导轨.(g =10m/s 2,sin37°=0.6,cos37°=0.8),求:图14(1)ab 棒最终在磁场中匀速运动的速度;(2)ab 棒运动过程中的最大加速度.答案 (1)0.75m/s ,方向沿斜面向下(2)18m/s 2,方向沿斜面向上解析 (1)当ab 棒在磁场中匀速运动时,根据受力平衡得:BIL =mg sin θ又有I =E r和E =BL v ,联立以上关系可得v =0.75 m/s ,方向沿斜面向下 (2)ab 棒进入磁场前,加速度a 1=g sin 37°=6 m/s 2,方向沿斜面向下.设ab 棒进入磁场时的速度为v 1,则v 21=2a 1x 1将x 1=0.75 m 代入得v 1=3 m/s刚进入磁场时,对ab 棒受力分析得:mg sin θ-BI 2L =ma 2,I 2=BL v 1r解得a 2=-18 m/s 2,方向沿斜面向上进入磁场以后,ab 棒做加速度逐渐减小的减速运动,最终匀速运动,所以,ab 棒运动中的最大加速度为18 m/s 2,方向沿斜面向上.16.(14分)如图16,两固定的绝缘斜面倾角均为θ,上沿相连.两细金属棒ab (仅标出a 端)和cd (仅标出c 端)长度均为L ,质量分别为2m 和m ;用两根不可伸长的柔软轻导线将它们连成闭合回路abdca ,并通过固定在斜面上沿的两光滑绝缘小定滑轮跨放在斜面上,使两金属棒水平.右斜面上存在匀强磁场,磁感应强度大小为B ,方向垂直于斜面向上,已知两根导线刚好不在磁场中,回路电阻为R ,两金属棒与斜面间的动摩擦因数均为μ,重力加速度大小为g ,已知金属棒ab 匀速下滑.求图16(1)作用在金属棒ab 上的安培力的大小;(2)金属棒运动速度的大小.答案 (1)mg (sin θ-3μcos θ)(2)(sin θ-3μcos θ)mgR B 2L 2 解析 (1)由ab 、cd 棒被平行于斜面的导线相连,故ab 、cd 速度总是相等,cd 也做匀速直线运动.设导线的张力的大小为T ,右斜面对ab 棒的支持力的大小为F N1,作用在ab 棒上的安培力的大小为F ,左斜面对cd 棒的支持力大小为F N2,对于ab 棒,受力分析如图甲所示,由力的平衡条件得甲 乙2mg sin θ=μF N1+T +F ①F N1=2mg cos θ②对于cd 棒,受力分析如图乙所示,由力的平衡条件得mg sin θ+μF N2=T ③F N2=mg cos θ④联立①②③④式得:F =mg (sin θ-3μcos θ)(2)设金属棒运动速度大小为v ,ab 棒上的感应电动势为E =BL v ⑤回路中电流I =E R⑥ 安培力F =BIL ⑦联立⑤⑥⑦得:v =(sin θ-3μcos θ)mgR B 2L 2。
高中物理必修第三册课时同步检测—电磁感应现象及应用(含解析)一、单选题1.如图所示,变化的匀强磁场垂直穿过金属框架MNQP ,金属杆ab 在恒力F 作用下沿框架从静止开始运动,t =0时磁感应强度大小为B 0,为使ab 中不产生感应电流,下列能正确反映磁感应强度B 随时间t 变化的图像是( )A .B .C .D .【答案】C【解析】当通过闭合回路的磁通量不变时,则棒MN 中不产生感应电流,BS Φ=,设金属杆ab 长为L ,金属杆ab 距离MP 的距离为l 1,棒的质量为m ,则Fa m =,212x at =则()22101112+22ml FtFt B Ll BL l x BL l BL m m ⎛⎫=+=+= ⎪⎝⎭则21012+=2ml Ft B l B m所以21012+12ml Ft B m B l 随着时间增加,1B是增大的,且增大的速度越来越快,且非线性关系. 故选C 。
2.如图是漏电保护器的部分电路图,由金属环,线圈,控制器组成,其工作原理是控制器探测到线圈中有电流时会把入户线断开,即称电路跳闸,下列有关漏电保护器的说法正确的是( )A .当接负载的电线中电流均匀变化时,绕在铁芯上的线圈中有稳定的电流B .当接负载的电线短路或电流超过额定值时,漏电保护器会发出信号使电路跳闸C .只有当接负载的电线漏电时,绕在铁芯上的线圈中才会有电流通过D .当接负载的电线中电流不稳定时,漏电保护器会发出信号使电路跳闸【答案】C【解析】漏电保护器的工作原理是控制器探测到线圈中有电流时会把入户线断开,线圈的磁通量是由流入负载的导线中的电流和流出负载的导线中的电流在线圈中产生的磁通量的叠加,由于一般情况下,流入负载导线中的电流和流出负载导线中的电流等大反向,故线圈中的磁通量为零,无电流产生。
而发生漏电时,流入负载导线中的电流和流出负载导线中的电流大小不等,线圈的磁通量发生变化,有电流产生。
故选C 。
大学物理6丫头5《大学物理AI 》作业 No.11 电磁感应班级 ________________ 学号 ______________ 姓名 ____________ 成绩 ___________一、选择题:(注意:题目中可能有一个或几个正确答案) 1.一块铜板放在磁感应强度正在增大的磁场中时,铜板中出现涡流(感应电流),则涡流将: (A)加速铜板中磁场的增加 (B)减缓铜板中磁场的增加(C)对磁场不起作用 (D)使铜板中磁场反向[ B ] 解:根据愣次定律,感应电流的磁场总是力图阻碍原磁场的变化。
故选B2.一无限长直导体薄板宽度为l ,板面与Z 轴垂直,板的长度方向沿Y 轴,板的两侧与一个伏特计相接,如图。
整个系统放在磁感应强度为B的均匀磁场中,B的方向沿Z 轴正方向,如果伏特计与导体平板均以速度v向Y 轴正方向移动,则伏特计指示的电压值为(A) 0 (B)vBl 21(C) vBl (D) vBl 2[ A ]解:在伏特计与导体平板运动过程中,dc ab εε=,整个回路0=∑ε,0=i ,所以伏特计指示0=V 。
故选A3.两根无限长平行直导线载有大小相等方向相反的电流I ,I 以tId d 的变化率增长,一矩形线圈位于导线平面内(如图),则: (A)线圈中无感应电流。
(B)线圈中感应电流为顺时针方向。
(C)线圈中感应电流为逆时针方向。
(D)线圈中感应电流方向不确定。
[ B ]解:0d d >t I ,在回路产生的垂直于纸面向外的磁场⊗增强,根据愣次定律,回路中产生的电流为顺时针,用以反抗原来磁通量的变化。
故选B4.在一通有电流I 的无限长直导线所在平面内,有一半经为r ,电阻为R 的导线环,环中心距直导线为a ,如图所示,且r a >>。
当aIroabcVdYBZlI直导线的电流被切断后,沿着导线环流过的电量约为:(A))11(220ra a R Ir +-πμ(B)a ra R Ir +ln20πμ (C)aRIr 220μ (D)rRIa 220μ[ C ]解:直导线切断电流的过程中,在导线环中有感应电动势大小:td d Φ=ε 感应电流为:tR Ri d d 1Φ==ε则沿导线环流过的电量为 ∆Φ=⋅Φ==⎰⎰Rt t R t i q 1d d d 1daRIr R r a I R S B 212120200μππμ=⋅⋅=⋅∆≈故选C5.如图所示,直角三角形金属框架abc 放在均匀磁场中,磁场B平行于ab 边,bc 的边长为l 。
高2012级物理《磁场、电磁感应》综合检测一、选择题(共8小题,全为不定项,每小题6分,选对但不全得3分,有错不得分)1.下列关于磁感应强度说法正确的是A .由IL FB /=可知:磁场中某处的磁感应强度大小随通电导线中电流I 的减小而增大B .由IL F B /=可知:磁场中某处的磁感应强度大小随通电导线所受的磁场力F 的增大而增大C .通电导线所受的磁场力为零,该处的磁感应强度不一定为零D .放置在磁场中1m 长的通电直导线,通过1A 的电流,受到的安培力为1N ,则该处的磁感应强度可能是2T2.把一小段通电直导线放入磁场中,导线受到安培力的作用。
关于安培力的方向,下列说法正确的是A .安培力的方向一定跟磁感应强度的方向相同B .安培力的方向一定跟磁感应强度的方向垂直,但不一定跟电流方向垂直C .安培力的方向,既跟磁感应强度的方向垂直,又跟电流方向垂直D .安培力的方向一定跟电流方向垂直,但不一定跟磁感应强度方向垂直3. 一带电粒子以垂直于磁场方向的初速度飞入匀强磁场后做圆周运动,磁场方向和运动轨迹如图所示,下列情况可能的是①粒子带正电,沿逆时针方向运动②粒子带正电,沿顺时针方向运动③粒子带负电,沿逆时针方向运动④粒子带负电,沿顺时针方向运动A. ①③B. ①④C. ②③D. ②④4. 质谱仪的两大重要组成部分是加速电场和偏转磁场.如图为质谱仪的原理图,设想有一个静止的质量为m 、带电量为q 的带电粒子(不计重力),经电压为U 的加速电场加速后垂直进入磁感应强度为B 的偏转磁场中,带电粒子打至底片上的P 点,设OP=x,则在图中能正确反映x 与U之间的函数关系的是5、如图所示,在x 轴上方存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为B 的匀强磁场,一个不计重力的带电粒子从坐标原点O 处以速度v 进入磁场,粒子进入磁场时的方向垂直于磁场且与x 轴正方向成120°角,若粒子穿过y 轴正半轴后在磁场中到x 轴的最大距离为a,则该粒子的比荷和带电荷的正负为: A.aB v 23,正电荷 B. aB v 2,正电荷 C. aB v 23,负电荷 D. aBv 2,负电荷 6.如图所示,让线圈由位置1通过一个匀强磁场的区域运动到位置2,下列说法正确的是A .整个线圈在匀强磁场中匀速运动时,线圈中有感应电流,而且电流是恒定的。
《电磁感应》检测题一、选择题(每小题只有一个正确答案,请选出来。
每题3分,共30分)1.平行闭合线圈的匝数为n,所围面积为S ,总电阻为R ,在t ∆时间内穿过每匝线圈的磁通量变化为∆Φ,则通过导线某一截面的电荷量为( )。
A .R ∆Φ B .R nS∆Φ C . tR ∆∆Φn D .R ∆Φn2.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 .导体做切割磁感线运动,导体内一定会产生感应电流C .闭合电路在磁场内作切割磁感线运动,电路内一定会产生感应电流D .穿过闭合线圈的磁通量发生变化,电路中一定有感应电流。
3. 如图16-1所示的电路中,一个N 极朝下的条形磁铁竖直下落,恰能穿过水平放置的方形导线框,下列判断正确的是 ( )A .磁铁经过图中位置1时,线框中感应电流沿abcd 方向,经过位置2时沿adcb 方向B .磁铁经过图中位置1时,线框中感应电流沿adcb 方向,经过位置2时沿abcd 方向C .磁铁经过位置1和2时,感应电流都沿abcd 方向D .磁铁经过位置1和2时,感应电流都沿adcb 方向4. 如图16-2所示,在同一铁心上绕着两个线圈,单刀双掷开关原来接在1位置,现在它从1打向2,试判断此过程中,通过R 的电流方向是 ( )A .先由P 到Q ,再由Q 到PB .先由Q 到P ,再由P 到QC .始终是由Q 到PD .始终是由P 到Q5. 如图16-3所示中,L 1和L 2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L 1先达到最亮,断开时L 1后灭B .接通时L 2先达到最亮,断开时L 2后灭C .接通时L 1先达到最亮,断开时L 1先灭D .接通时L 2先达到最亮,断开时L 2先灭6. 如图16-4所示,两竖直放置的平行光滑导轨处于垂直于导轨平面的匀强磁场中,金属杆ab 可沿导轨滑动,原先S 断开,让ab 杆由静止下滑,一段时间后闭合S ,则从S 闭合开始记时,ab 杆的运动速度v 随时间t 的关系图不可能是下图中的哪一个? ( )7.美国一位物理学家卡布莱拉用实验寻找磁单极子。
一、选择题1.(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2.(0分)[ID:128578]如图甲所示,圆形线圈P静止在水平桌面上,其正上方固定一螺线管,和Q共轴,Q中通有余弦函数变化电流i,电流随时间变化的规律如图乙所示。
P始Q P终保持静止状态,则()A.O时刻,P中有最大的感应电流B.1t时刻,P有收缩的趋势C.2t时刻,穿过P的磁通量最小,感应电流最大D.3t时刻,穿过P的磁通量最大,感应电流最大3.(0分)[ID:128564]法拉第发明了世界上第一台发电机―法拉第圆盘发电机,原理如图所示。
铜质圆盘水平放置在竖直向下的匀强磁场中,圆盘圆心处固定一个带摇柄的转轴,边缘和转轴处各有一个铜电刷与其紧贴,用导线将电刷与电阻R连接起来形成回路,其他电阻均不计。
转动摇柄,使圆盘如图示方向匀速转动。
已知匀强磁场的磁感应强度为B,圆盘半径为r,电阻的功率为P。
则()A .圆盘转动的角速度为2PR Br ,流过电阻R 的电流方向为从c 到dB .圆盘转动的角速度为22PR Br ,流过电阻R 的电流方向为从d 到c C .圆盘转动的角速度为22PR Br ,流过电阻R 的电流方向为从c 到d D .圆盘转动的角速度为2PR Br,流过电阻R 的电流方向为从d 到c 4.(0分)[ID :128548]如图所示,在半径为R 圆形区域内存在垂直于平面向里的匀强磁场,磁感应强度为B ,圆外无磁场。
一根长为2R 的导体杆ab 水平放置,a 端处在圆形磁场的边界,现使杆绕a 端以角速度为ω逆时针匀速旋转180°,在旋转过程中( )A .b 端的电势始终高于a 端B .ab 杆电动势最大值2E BR ω=C .全过程中,ab 杆平均电动势2E BR ω=D .当杆旋转120θ时,ab 间电势差212AB U BR ω= 5.(0分)[ID :128542]在制作精密电阻时,为了消除使用过程中由于电流变化而引起的自感现象,采取了双线绕法,如图所示,其道理是( )A .当电路中的电流变化时,两股导线中产生的自感电动势相互抵消B .当电路中的电流变化时,两股导线中产生的感应电流相互抵消C .当电路中的电流变化时,电流的变化量相互抵消D .当电路中的电流变化时,两股导线中产生的磁通量相互抵消6.(0分)[ID :128541]如图所示,电阻不计的平行金属导轨与水平面成θ角,导轨与定值电阻R 1和R 2相连,匀强磁场垂直穿过导轨平面。
八年级物理练习题:电磁感应电磁感应练习题
题目一:
1. 一根导线被连接到一个电池的两个端口上,并放在一块磁铁附近。
当电流通过导线时,磁铁受到吸引。
请说明这是如何发生的?
题目二:
2. 一个长直导线垂直放置在一块保持不变的磁场中。
如果导线中的电流方向与磁场方向相同,导线将受到一个向上的力。
如果电流方向与磁场方向相反,导线将受到一个向下的力。
请解释这个现象。
题目三:
3. 当电磁感应发生时,电流是如何产生的?请解释法拉第电磁感应定律。
题目四:
4. 简述发电机的工作原理。
说明在发电机中如何利用电磁感应产生电流。
题目五:
5. 请解释电磁感应在变压器中的应用。
说明变压器如何将电能从一个线圈传输到另一个线圈。
题目六:
6. 电磁感应可用于许多设备和技术中。
请举例并解释其中一个实际应用。
题目七:
7. 描述电磁感应实验的步骤。
设计并实施一个简单的电磁感应实验。
题目八:
8. 某个发电站的输出电压为220V。
计算电磁感应原理下,需要多少匝才能将
输出电压增加到440V?
题目九:
9. 当一个磁场变化时,经过具有多个匝数的线圈时,电压的大小会受到影响。
请说明匝数如何影响电磁感应中的电压大小。
题目十:
10. 电磁感应也被应用于感应炉。
解释感应炉是如何利用电磁感应加热金属的。
新编《电磁感应》精选练习题(含答案)1、选择题:1.正确答案为(D)。
2.正确答案为(D)。
3.正确答案为(B)。
4.正确答案为(B)。
5.正确答案为(A)。
6.正确答案为(D)。
7.正确答案为(A)。
2、文章改写:本文是一篇电磁感应单元测试题。
在选择题部分,需要根据题目要求选择正确答案。
其中包括关于线圈中磁通量变化、自感现象、金属棒的旋转、匀强磁场中的固定金属框架和导体棒等问题。
在每个问题中,需要根据问题描述和图示来判断正确答案。
对于第一题,正确答案是(D),即线圈中磁通量变化越快,线圈中产生的感应电动势越大。
第二题的正确答案是(D),即对于同一线圈,当电流变化较快时,线圈中的自感电动势电较大。
第三题的正确答案是(B),即金属棒内电场强度等于零。
第四题的正确答案是(B),即在导体棒ef还未脱离框架前,电路中的磁通量保持不变。
第五题的正确答案是(A),即刚一闭合S2,A灯就立即亮,而B灯则延迟一段时间才亮。
第六题的正确答案是(D),即无法判断线圈中的感应电流方向,也无法判断线圈所受磁场力的方向。
最后一题的正确答案是(A),即在拉出正方形多匝线圈的过程中,拉力做功的功率与线圈匝数成正比。
本文需要读者根据问题描述和图示来判断正确答案。
在文章改写时,需要修正问题描述和图示的格式错误,同时删除明显有问题的段落,并进行小幅度的改写。
和L2同时达到最亮,断开时同时灭D.接通时L1和L2都不亮,断开时也都不灭8、在斜面上,金属棒沿着导轨匀速上滑,且上升一定高度。
根据能量守恒定律,作用于金属棒上的各力的合力所做的功等于mgh与电阻R上发出的焦耳热之和。
其中,作用于金属棒上的合力包括恒力F和安培力的合力。
9、一电子以初速度v沿金属板平行方向飞入XXX极板间,若突然发现电子向M板偏转,则可能是电键S由闭合到断开瞬间。
10、磁带录音机既可用作录音,也可用作放音。
其主要的部件为可匀速行进的磁带和绕有线圈的磁头。
不论是录音或放音过程,磁带或磁隙软铁会存在磁化现象。
《电磁感应》检测题山东省沂源四中(256104 )任会常 本文发表在《物理教学探讨》高二版上1、选择题1 、法拉第电磁感应定律可以这样表述:闭合电路中的感应电动势的大小()(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通量的变化量成正比 (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感强度成正比2 、对楞次定律的理解下面说法中不正确的是()(A ) 应用楞次定律本身只能确定感应电流的磁场方向(B ) 应用楞次定律确定感应电流的磁场方向后,再由安培定则确定感应电流的方向(C ) 楞次定律所说的“阻碍”是指阻碍原磁场的变化,因而感应电流的磁场方向也 可能与原磁场方向相同(D )楞次定律中“阻碍”二字的含义是指感应电流的磁场与原磁场的方向相反、如图1所示匚形线架 ABCD 上有一根可以无摩擦滑动的导线 a b ,左侧有通电导线 电流方向由N 到M ,若将线框置于匀强磁场中,则( )MN 与AB 边相互吸引MN 与AB 边相互吸引MN 与AB 边相互排斥与AB 边相互排斥(A )大小恒定,逆时针方向 ( B )大小恒定,顺时针方向(C )大小逐渐增加,顺时针方向(D )大小逐渐减小,逆时针方向IB/Wh3MN, (A ) ab 边向右运动时,导线(B ) ab 边向左运动时,导线八 ' 7、K xN 图1、如图2所示,两个大小相等互相绝缘的导体环,B 环与A 环有部分面积重叠,当开关S 断开时( )(A ) B 环内有顺时针方向的感应电流(C ) B 环内没有感应电流5 •一环形线圈放在匀强磁场中,设在第甲所示•若磁感强度E 随时间t 的变化关系如图 电流的大小和方向是: (B ) B 环内有逆时针方向感应电流 (D )条件不足,无法判定 1 s 内磁场方向垂直于线圈平面向内,如图 3 3乙所示,那么在第 2 s 内,线圈中感应 图36、如图4所示,固定在水平面上的两平行光滑的金属导轨 M 、N ,垂直放着两可滑动的导线ab 、cd ,在导线框内,竖直放置一条形磁铁,当条形磁铁迅速上抽的过程中,则导cd 将() (A )保持静止(C) 相互远离7 、在竖直向下的匀强磁场中,将一水平放置的金属棒 AB ,以初速度v 水平抛出。
空气阻力不计,如图 5所示,运动过程中棒保持水平,那么下列说法中正确的是( )(A) AB 棒两端的电势 U A > U B(B ) AB 棒中的感应电动势越来越大(C ) AB 棒中的感应电动势越来越小(D ) AB 棒中的感应电动势保持不变8 、如图6所示,线圈P 通入强电流,线圈 Q 水平放置,从靠近线圈 P 的附近竖直向 F 落,经过位置I 、n 、川,下落过程中感应电流的方向自上向下看( )——ip — zzzni(A)始终是逆时针方向 (B) 始终是顺时针方向(C)先顺时针后逆时针方向(D)先逆时针后顺时针方向9、如图7所示,光滑的水平桌面上放着两个完全相同的金属环a 和b ,当一条形永磁线ab 、 (B )相互靠近 (D )先靠近后远离图5铁的N极竖直向下迅速靠近两环时,则:(A)a , b两环均静止不动;(C)a, b两环互相远离;(B)a , b两环互相靠近;(D)a , b两环均向上跳起.图810 、如图8所示,导体ab 、cd 垂直放在水平放置的平行导轨上,匀强磁场方向竖直 向上穿过导轨所在平面,导体与导轨间动摩擦因数为□•如果导体 ab 向左匀速运动时,则导体cd :(A)可能向左运动;(B) —定向左运动; (C) 一定向右运动;(D)不可能静止.11 、如图9所示,粗细均匀的电阻为 r 的金属圆环,放在图示的匀强磁场中,磁感强 度为B ,圆环直径为I ,另一长为I ,电阻为r/2的金属棒ab 放在圆环上,接触电阻不计。
当ab 棒以v o 向左运动到图示虚线位置时,金属棒两端电势差为( )1 1 (A) Blv o (B)—BIV o (C) —BIV o2312、如图10所示,金属棒MN ,在竖直放置的两根平行导轨上无摩擦地下滑,导轨间串联一个电阻,磁感强度垂直于导轨平面, 金属棒和导轨的电阻不计, 设MN 下落过程中, 电阻R 上消耗的量大功率为 P ,要使R 消耗的电功率增大到 4P ,可采取的方法是:(A) 使MN 的质量增大到原来的 2倍; (B) 使磁感强度B 增大到原来的2倍;(C) 使MN 和导轨间距同时增大到原来的 2倍; (D) 使电阻R 的阻值减到原来的一半.13、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11)(B)经过n 时,a T c T a (D)经过川时,a T b T c T d T a图11图1214、如图12所示,把金属环匀速拉出磁场,下面正确的是: (A) 向左拉出和向右拉出所产生的感应电流方向相反;(B) 不管向什么方向拉出,只要产生感应电流时,方向都是顺时针;(C) 向右匀速拉出时,感应电流大小不变;(D) 要将金属环匀速拉出,拉力大小要改变15 、如图13 (甲)中,A 是一边长为I 的正方形导线框,电阻为 R 。
今维持以恒定的 速度v 沿x 轴运动,穿过如图所示的匀强磁场的有界区域。
若沿x 轴的方向为力的正方向,(A)经过I 时, a T d T C T b T a (C)经过n 时,无感应电流a \ 1 ZLd --T乂 *u □- 1 J …2(D)-Blv o3XrAXX L 1X1,RXJn1xXX 1图 10图9 所示的三个位置时,感应电流的方向是(框在图示位置的时刻作为计时起点,则磁场对线框的作用力F随时间t的变化图线为图13(乙)中的(二、填空题16 、如图14所示,用细线围成一个有缺口的双环形闭合回路,环所在空间有一个垂直纸面向里的匀强磁场,在磁感强度B减小的过程中,环中是否有感应电流?如有则其方向在外环中是,内环中是。
17 、图15中abed为一边长为|,具有质量的刚性导线框,位于水平面内,be边中串接有电阻R,导线的电阻不计。
虚线表示一匀强磁场区域的边界,它与线框的ab边平行,磁场区域的宽度为21,磁感强度为B ,方向竖直向下。
线框在一垂直于 a b边的水平恒定拉力作用下,沿光滑水平面运动,直到通过磁场区域。
已知ab边刚进入磁场时,线框便变为匀速运动,此时通过电阻R的电流的大小为i0,试在图16中的i-x坐标上定性画出:从导线框刚进入磁场到完全离开磁场的过程中, 边的位置坐标x变化的曲线。
IX X I拉出速率是2 v ,其它条件不变,则前后两次拉力大小之比是 __________ ,线框产生的热量之比是____ ,通过导线截面的电量之比是______ 。
流过电阻R的电流i的大小随a b图1518 、把一线框从一匀强磁场中拉出,如图17所示。
第一次拉出的速率是v,第二次时竝尸mF 甲图131—►图1619 、如图向每前进1m , B均匀减小1 T ,边长0.1 m的正方形铝框总电阻为下以v = 4m / s的速度沿x方向做匀速直线运动,在位置的 B = 5T,则在图示位置处铝框中的感应电流___ W。
20 、如图19中甲图为一台内阻及损耗均不计的直流电机,定子的磁场恒定,电机转子线圈与一电阻R连接,电机转子的轴上绕有足够长的轻绳,绳下端悬挂一质量为m的物体,当重物以速率V1匀速下落时,电路中的电流强度匸________ 。
若将一电动势为,内阻不计的电源接入该电路内如图乙,将该电机作为电动机使用,当原重物匀速上升时,其回路内电流大小不变,其上升速率V2= 。
图1921 、如图20,平行金属导轨的电阻不计,阻值为R,整个装置放在磁感强度为通过R的电流强度为________________________ 。
22 、图21中,1和n是一对异名磁极,ab为放在其间的金属棒。
ab和cd用导线连成一个闭合回路。
当ab棒向左运动时,cd导线受到向下的磁场力。
由此可知I是极, n是极,a、b、c、d四点的电势由高到低依次排列的顺序是_____________________(1)将图中所缺导线补接完整。
x方0.25 Q,在外力作用铝框平面跟磁场方向垂直,图中ab所I = ____ A , 1 s后外力的功率P =图20cd的电阻均为R,长为I,另外的电阻B的匀强磁场中,当ab、cd以速率v向右运动时,X刁TT1X T4X X XX K J23 、如图22所示,匀强磁场的磁感强度为0.2T, 的导线ab以10m/s的速度向右匀速运动,导线电阻不计,电流强度为24 、如图23所示是“研究电磁感应现象”的实验装置。
A ;磁场对导线ab的作用力的大小为图22方向垂直于纸面向内,一长为0.5mR=1 Q,那么,通过导线ab的—N,方向______ 。
ab、O三、计算题25 、如图24所示,abed 是水平放置的矩形闭合金属框, 00'是金属导体,可以沿着 框边ad 、be 无摩擦地平移滑动,整个框放在竖直向下的匀强磁场中。
设磁感强度为 B 。
00' 长为L (m ),电阻为R (Q) , ab 、ed 的电阻都为2R (Q) , ad 、be 的电阻不计。
当 00' 向右以速度为v (m/s )匀速滑动时,求金属棒产生的感生电动势 ,金属棒两端的电压 U ,B ,质量为m ,电阻为r 的导体MN ,垂直导轨放在导轨上,如图 25所示。
由静止释放导体 MN ,求: (1) MN 可达的最大速度V m ;(2) MN 速度v=vm/3时的加速度a ; (3) 回路产生的最大电功率 P m27 、一个质量 m=0.016kg ,长 L=0.5m ,宽 d=0.1m ,电阻 R=0.1 Q 的矩形线圈,从 h i =5m 高处由静止开始自由下落,进入一个匀强磁场,当线圈的下边刚进入磁场时,由于磁场力那么合上电键后,R 的电阻,(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, 将原线圈迅速插入副线圈时,电流计指针 __________ ;图23原线圈插入副线圈后,将滑动变阻器滑片迅速向左移动时,电流计指针其他电阻不计。
整个装置处在方向竖直向上的匀强磁场中,磁感强度为26所示,已知线圈ab边通过磁场区域所用的时的作用,线圈刚好作匀速直线运动,如图间t=0.15s。
g=10m/s2,求:(1)磁场的磁感强度B;(2)磁场区域的高度h2。
28 、如图27所示,水平放置的两条平行金属导轨MN和PQ上,放有两条金属滑杆ab和cd。
两滑杆的质量都是m,电阻均为R。
磁感强度为B的匀强磁场垂直轨道平面向上,导轨电阻不计。
现在ab杆上施以水平恒力F,设两导轨足够长。