2020-2021学年高二物理下学期期中专项复习01 电磁感应(人教版专项练原卷版)
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高中物理学习材料桑水制作电磁感应复习(一)知识点1 感应电流的产生和方向1、在匀强磁场中放一电阻不计的平行金属导轨,导轨跟大线圈M相接,如图13-8所示.导轨上放一根导线ab,磁感线垂直于导轨所在平面.欲使M所包围的小闭合线圈N产生顺时针方向的感应电流,则导线的运动可能是( )A.匀速向右运动 B.加速向右运动C.匀速向左运动 D.加速向左运动2、老师做了一个物理小实验让学生观察:一轻质横杆两侧各固定一金属环,横杆克绕中心点自由转动,老师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,同学们看到的现象是()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3.如图,线圈M和线圈N绕在同一铁芯上。
M与电源、开关、滑动变阻器相连,P为滑动变阻器的滑动端,开关S处于闭合状态。
N与电阻R相连。
下列说法正确的是 ( )A.当P向右移动,通过R的电流为b到aB.当P向右移动,通过R的电流为a到bC.断开S的瞬间,通过R的电流为b到aD.断开S的瞬间,通过R的电流为a到b4.如图所示,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低面向里,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,图各图中正确的是()A B C D知识点2 感应电动势的大小5、如图所示,一导线弯成半径为a 的半圆形闭合回路。
虚线MN 右侧有磁感应强度为B 的匀强磁场。
方向垂直于回路所在的平面。
回路以速度v 向右匀速进入磁场,直径CD 始络与MN 垂直。
从D 点到达边界开始到C 点进入磁场为止,下列结论正确的是( )A .感应电流方向不变B .CD 段直线始终不受安培力C .感应电动势最大值E =BavD .感应电动势平均值14E Bav =π 6、用相同导线绕制的边长为L 或2L 的四个闭合导体线框,以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场,如图所示。
2020-2021学年高二物理下学期第一阶段考试试题 (I)一、单项选择题(每小题只有一个选项符合题目要求,每小题5分,共10小题50分)1.关于磁感应强度的说法正确的是( )A.一小段通电导体放在磁场A处,受到的磁场力比B处的大,说明A处的磁感应强度比B处的磁感应强度大B.由B=FIL可知,某处的磁感应强度的大小与放入该处的通电导线所受磁场力F成正比,与电流强度I和导线长度L的乘积IL成反比C.一小段通电导体在磁场中某处不受磁场力作用,则该处磁感应强度一定为零D.小磁针N极所受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向2.如图所示,带负电的金属环绕轴OO′以角速度ω匀速旋转,在环左侧轴线上的小磁针最后平衡时的位置是( )A.N极竖直向上B.N极竖直向下C.N极沿轴线向左D.N极沿轴线向右3.两相邻匀强磁场区域的磁感应强度大小不同、方向平行.一速度方向与磁感应强度方向垂直的带电粒子(不计重力),从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后,粒子的( ) A.轨道半径减小,角速度增大B.轨道半径减小,角速度减小C.轨道半径增大,角速度增大D.轨道半径增大,角速度减小4.回旋加速器是加速带电粒子的装置,其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D形金属盒,两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场,使粒子在通过狭缝时都能得到加速,两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中,如图所示.设D形盒半径为R.若用回旋加速器加速质子时,匀强磁场的磁感应强度为B,高频交流电频率为f.则下列说法正确的是( )A.质子被加速后的最大速度不可能超过2πfRB.质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小有关C.D形金属盒内也有电场D.不改变B和f,该回旋加速器也能用于加速α粒子5.如图所示,a、b是一对平行金属板,分别接到直流电源两极上,右边有一挡板,正中间开有一小孔d,在较大空间范围内存在着匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里,在a、b两板间还存在着匀强电场E.从两板左侧中点c处射入一束负离子(不计重力),这些负离子都沿直线运动到右侧,从d孔射出后分成3束.则下列判断错误..的是( ) A.这三束负离子的速度一定不相同B.这三束负离子的比荷一定不相同C.a、b两板间的匀强电场方向一定由a指向bD.若这三束离子改为带正电而其他条件不变,则仍能从d孔射出6.在空间某一区域里,有竖直向下的匀强电场E和垂直纸面向里的匀强磁场B,且两者正交.有两个带电油滴,都能在竖直平面内做匀速圆周运动,如图所示,则两油滴一定相同的是( )A.带电量B.运动周期C.运动半径D.运动速率7.如图所示,一个U形金属导轨水平放置,其上放有一个金属导体棒ab,有一个磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面,且与竖直方向的夹角为θ.在下列各过程中,一定能在轨道回路里产生感应电流的是( )A.ab向右运动,同时使θ减小B.使磁感应强度B减小,θ角同时也减小C.ab向左运动,同时增大磁感应强度BD.ab向右运动,同时增大磁感应强度B和θ角(0°<θ<90°)8.如图甲所示,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 Ω,线圈外接一个阻值R=4 Ω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示.下列说法中正确的是( )A.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4×10-4 WD.前4 s内通过R的电荷量为4×10-4 C9.如图所示,两根足够长的光滑金属导轨水平平行放置,间距为l=1 m,cd间、de间、cf间分别接阻值为R=10 Ω的电阻.一阻值为R=10 Ω的导体棒ab以速度v=4 m/s匀速向左运动,导体棒与导轨接触良好,导轨所在平面存在磁感应强度大小为B=0.5 T、方向竖直向下的匀强磁场.下列说法中正确的是( )A.导体棒ab中电流的流向为由b到a B.cd两端的电压为1 VC.de两端的电压为1 V D.fe两端的电压为3 V10.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.圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中.圆盘旋转时,关于流过电阻R的电流,下列说法正确的是( )A.由于穿过圆盘的磁通量不变,故没有感应电流产生B.若从上向下看,圆盘顺时针转动,则电流沿a到b的方向流动C.若圆盘转动方向不变,角速度大小发生变化,则电流方向可能发生变化D.若圆盘转动的角速度变为原来的2倍,则电流在R上的热功率也变为原来的2倍二、多项选择题(每小题6分,共4小题24分。
专题02 交变电流一、单选题1.如图所示的交流电路中,如果电源电动势的最大值不变,交流电的频率增大时,可以观察到三盏电灯亮度的变化情况是( )A .1L 、2L 、3L 亮度都不变B .1L 变暗、2L 变亮、3L 不变C .1L 变暗、2L 不变、3L 变亮D .1L 变亮、2L 变暗、3L 不变 【答案】B【解析】感抗为2L X fL π=,容抗为12C X fCπ=,当频率f 增大时,感抗L X 变大,容抗C X 变小。
感抗L X 变大,对交流电的阻碍作用变大,所以L 1变暗;容抗C X 变小,对交流电的阻碍作用变小,所以L 2变亮。
而电阻器的对交流电的阻碍作用不随频率改变,所以L 3亮度不变。
所以L 1变暗、L 2变亮、L 3不变。
故选B 。
2.甲乙两个闭合线圈,电阻相同,匝数均为50匝,甲线圈磁通变化如图甲所示,线圈乙中通入如图乙所示的交变电流。
则甲乙两个线圈中的电流强度的有效值之比为( )A .32:B .32:C .3:2D .3:2【答案】A【解析】在甲图中,根据电磁感应感生电动势公式E ntφ∆=∆ 可知0~1.5s 内,电动势为100V ,1.5s~2s 内电动势为300V ,所以根据有效值的定义,则有2221212E E E t t T R R R+=有 可知1003E V =有在乙图中,电压有效值为==10022MU V 有 根据欧姆定律可知=U I R所以电流的有效值之比为32:,A 正确。
故选A 。
3.如图所示的正方形线框abcd 边长为L ,每边电阻均为r ,在垂直纸面向里﹐磁感应强度为B 的匀强磁场中绕cd 轴以角速度ω匀速转动,c 、d 两点与一阻值为r 的电阻相连,各表均可视为理想电表,导线电阻不计,则下列说法中正确的是( )A .图示时刻产生的感应电动势最大B .当S 断开时,电压表的示数为零C .当S 22L ω D .当S 22B L ω 【答案】D【解析】A .图示时刻,线框处于中性面位置,感应电动势为0,A 错误; BC .产生的交流电的电动势最大值为2m E BL ω=有效值为22E =当S 断开时,电压表测量的电压为cd 间的电压,故14U E ==228BL ω BC 错误;D .S 闭合时,电路总电阻为32rr +,ab 中电流为 22772E I BL r rω== 电流表读数为22214I B L rω= D 正确。
人教新版高二物理下册练习:电磁感应一.选择题(共7小题)1.高速铁路列车通常使用磁力刹车系统。
磁力刹车工作原理可简述如下:将磁铁的N极靠近一块正在以逆时针方向旋转的圆形铝盘,使磁感线垂直铝盘向内,铝盘随即减速,如图所示。
图中磁铁左方铝盘的甲区域(虚线区域)朝磁铁方向运动,磁铁右方铝盘的乙区域(虚线区域)朝离开磁铁方向运动。
下列有关铝盘刹车的说法正确的是()A.铝盘甲区域的感应电流产生垂直铝盘向里的磁场B.铝盘乙区域的感应电流产生垂直铝盘向外的磁场C.磁铁与甲、乙两区域的感应电流之间的作用力,都会使铝盘减速D.若将实心铝盘换成布满小空洞的铝盘,则磁铁对空洞铝盘的作用力变大2.如图所示,匀强磁场垂直纸面向里,正方形闭合金属线框从空中落入磁场,在下落过程中,线框的bc边始终与磁场的边界平行,完全进入磁场后再从磁场中离开,下列说法正确的是()A.线框进入磁场过程中,ab边中感应电流方向b→aB.线框进入磁场过程中,bc边受到的安培力方向向上C.线框离开磁场过程中,cd边中感应电流方向c→dD.线框离开磁场过程中,da边受到的安培力方向向下3.在空间存在着竖直向上的各处均匀的磁场,将一个不变形的单匝金属圆线圈放入磁场中,规定线圈中感应电流方向如图甲所示的方向为正。
当磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示时,图丙中能正确表示线圈中感应电流随时间变化的图线是()A.B.C.D.4.如图所示,在水平放置的条形磁铁的N极附近,一A个闭合线圈始终竖直向下加速运动,并始终保持水平。
在位置B时N极附近的磁感线正好与线圈平面平行,A、B之间和B、C之间的距离相等,且都比较小。
下列说法正确的是()A.线圈在位置A时感应电流的方向为顺时针(俯视)B.线圈在位置C时感应电流的方向为顺时针(俯视)C.线圈在位置B时线圈中无感应电流D.线圈在位置C时的感应电流比在位置A时的大5.如图所示,一边长为d的正方形闭合线圈由A位置匀速通过一个匀强磁场运动到B位置。
第二章电磁感应单元检测试题总分:100分用时:90分钟一、选择题:(本大题共10小题.每小题4分,共40分。
在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,第8~10题有多项符合题目要求。
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.无线充电是近年发展起来的新技术,如图所示,该技术通过交变磁场在发射线圈和接收线圈间传输能量。
内置接收线圈的手机可以直接放在无线充电基座上进行充电,关于无线充电的说法正确的是()A.无线充电效率高,线圈不发热B.无线充电基座可以用稳恒直流电源供电C.无线充电过程主要利用了电磁感应原理D.无线充电基座可以对所有手机进行无线充电【答案】C【解析】A.接收线圈的磁通量只是发射线圈产生的一部分,则无线充电效率低;充电时线圈中有电流,根据电流的热效应,可知线圈会发热,故A错误;B.如果无线充电基座用稳恒直流电源供电,则接收线圈的磁通量不变,不能产生感应电流,无法对手机充电,故B错误;C.无线充电过程主要利用互感现象来实现能量传递的,故C正确;D.如果手机内没有接受线圈,则无线充电基座不可以对手机进行充电,故D错误。
故选C 。
2.如图所示,一个可绕竖直圆心轴转动的水平金属圆盘,圆盘中心O 和圆盘边缘D 通过电刷与螺线管相连,螺线管右侧有竖直悬挂的铜环,匀强磁场垂直于圆盘平面向上,从上向下看,圆盘为逆时针方向匀速转动,则下述结论中正确的是( )A .金属圆盘上各处的电势相等B .圆盘上的电流由边缘流向圆心C .螺线管内部的磁场从F 指向ED .铜环中有恒定的感应电流产生 【答案】C 【解析】AB .根据右手定则可知,圆盘逆时针方向匀速转动时,产生的感应电流从圆心指向圆盘边缘,则边缘电势最高,选项AB 错误;C .由安培定则可知,螺线管内部的磁场从F 指向E ,选项C 正确;D .圆盘可以看成无数根金属条并联切割磁场,产生的电动势为2022l bl E Blv bl ωω+===电动势恒定,因此产生恒定的感应电流,则螺线管的磁场恒定,穿过铜环的磁通量不变,铜环中无感应电流,选项D 错误。
高二物理电磁感应专题训练及答案(全套)一、电磁感应现象的练习题一、选择题:1.闭合电路的一部分导线ab处于匀强磁场中,图1中各情况下导线都在纸面内运动,那么下列判断中正确的是[ ]A.都会产生感应电流B.都不会产生感应电流C.甲、乙不会产生感应电流,丙、丁会产生感应电流D.甲、丙会产生感应电流,乙、丁不会产生感应电流2.如图2所示,矩形线框abcd的一边ad恰与长直导线重合(互相绝缘).现使线框绕不同的轴转动,能使框中产生感应电流的是[ ]A.绕ad边为轴转动B.绕oo′为轴转动C.绕bc边为轴转动D.绕ab边为轴转动3.关于产生感应电流的条件,以下说法中错误的是[ ]A.闭合电路在磁场中运动,闭合电路中就一定会有感应电流B.闭合电路在磁场中作切割磁感线运动,闭合电路中一定会有感应电流C.穿过闭合电路的磁通为零的瞬间,闭合电路中一定不会产生感应电流D.无论用什么方法,只要穿过闭合电路的磁感线条数发生了变化,闭合电路中一定会有感应电流4.垂直恒定的匀强磁场方向放置一个闭合圆线圈,能使线圈中产生感应电流的运动是[ ]A.线圈沿自身所在的平面匀速运动B.线圈沿自身所在的平面加速运动C.线圈绕任意一条直径匀速转动D.线圈绕任意一条直径变速转动5.一均匀扁平条形磁铁与一线圈共面,磁铁中心与圆心O重合(图3).下列运动中能使线圈中产生感应电流的是[ ]A.N极向外、S极向里绕O点转动B.N极向里、S极向外,绕O点转动C.在线圈平面内磁铁绕O点顺时针向转动D.垂直线圈平面磁铁向纸外运动6.在图4的直角坐标系中,矩形线圈两对边中点分别在y轴和z轴上。
匀强磁场与y 轴平行。
线圈如何运动可产生感应电流[ ]A.绕x轴旋转B.绕y轴旋转C.绕z轴旋转D.向x轴正向平移7.如图5所示,绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和电键组成闭合回路,在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环A,下列各种情况中铜环A中没有感应电流的是[ ]A.线圈中通以恒定的电流B.通电时,使变阻器的滑片P作匀速移动C.通电时,使变阻器的滑片P作加速移动D.将电键突然断开的瞬间8.如图6所示,一有限范围的匀强磁场宽度为d,若将一个边长为l的正方形导线框以速度v匀速地通过磁场区域,已知d>l,则导线框中无感应电流的时间等于[ ]9.条形磁铁竖直放置,闭合圆环水平放置,条形磁铁中心线穿过圆环中心,如图7所示。
高二物理下册人教版选修3-2第四章电磁感应专题考点巩固训练卷一、单选题1.有关电磁学发展史,下列说法正确的是()A.安培通过实验发现通电导线周围存在磁场,并提出了判断磁场方向的安培定则B.法拉第通过近十年的艰苦探索终于发现了“磁生电”的条件C.安培力是大量带电粒子所受磁场力的宏观表现,安培推出了运动电荷受磁场力的公式D.奥斯特通过实验发现电流的磁效应,并首先发明发电机2.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所示连接,探究感应电流的产生条件,下列说法正确的是()A.开关闭合并保持一段时间后,电流计指针仍偏转B.开关闭合后,将滑动变阻器的滑片P匀速滑动,电流计指针不偏转C.开关闭合后,将滑动变阻器的滑片P加速滑动,电流计指针偏转D.开关闭合后,小螺线管A放在大螺线管B中不动,电流计指针偏转3.楞次在利用如图所示的装置探究判断产生感应电流方向的规律时,下列说法正确的是()A.线圈中的感应电流产生的磁场总是与磁铁产生的磁场方向相反B.线圈中的感应电流产生的磁场总是与磁铁产生的磁场方向相同C.当N极向下拔出线圈,线圈中会产生如图所示的感应电流且与磁铁相吸引D.当N极向下插入线圈,线圈中会产生如图所示的感应电流且与磁铁相排斥4.在如图甲所示的电路中,螺线管匝数n=1500匝,横截面积S=20 cm2.螺线管导线电阻r=1Ω,R1=4Ω,R2=5 Ω,C=30 μF。
在一段时间内,穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按如图乙所示的规律变化,则下列说法中正确的是()A.螺线管中产生的感应电动势为12 VB.闭合S,电路中的电流稳定后电容器上极板带正电C.电路中的电流稳定后,电阻R1的电功率为5×10-2 WD.S断开后,通过R2的电荷量为1.8×10-5 C5.如图所示是法拉第圆盘发电机的示意图。
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,圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中,当圆盘旋转时,下列说法正确的是()A.实验过程中,因为穿过圆盘的磁通量没有变化,所以没有发生电磁感应现象B.实验过程中,能产生感应电动势,是因为穿过圆盘的磁通量发生了变化C.实验中流过电阻R的电流是由于圆盘内产生涡流现象而形成的D.若从上往下看,圆盘顺时针转动,电阻中有电流通过,且电流方向为a→R→b6.如图所示的电路中,三个相同的灯泡a、b、c和电感L1、L2与直流电源连接,电感的电阻忽略不计电键K从闭合状态突然断开时,下列判断正确的有()A.三个灯泡立即熄灭B.b先变亮,然后逐渐熄灭C.c先变亮,然后逐渐熄灭D.a先变亮,b、c都逐渐熄灭7.1824年,法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”。
人教版 高二 《电磁感应》 过关检测考试时间90分钟 满分100分一、单选题:(4x14=56分)1.在物理学发展过程中,观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用.下列叙述不符合史实的是( )A .奥斯特在实验中观察到电流的磁效应,该效应揭示了电和磁之间存在联系B .安培根据通电螺线管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 .法拉第在实验中观察到,在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中,会出现感应电流D .楞次在分析了许多实验事实后提出,感应电流应具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化2.如图所示的现象中涉及电磁感应的是( )3.在一空间有方向相反、磁感应强度大小均为B 的匀强磁场,如图所示,垂直纸面向外的磁场分布在一半径为a 的圆形区域内,垂直纸面向里的磁场分布在除圆形区域外的整个区域,该平面内有一半径为b (b >2a )的圆形线圈,线圈平面与磁感应强度方向垂直,线圈与半径为a 的圆形区域是同心圆.从某时刻起磁感应强度大小开始减小到B2,则此过程中该线圈磁通量的变化量的大小为( )A.12πB (b 2-a 2) B .πB (b 2-2a 2) C .πB (b 2-a 2)D.12πB (b 2-2a 2) 4.如图所示,当磁铁或线圈运动时,流过电阻的电流是由A 经R 到B ,则磁铁或线圈的运动可能是( )A .磁铁向下运动 线圈向上运动B .磁铁向上运动 线圈向下运动C .磁铁向上运动 线圈向上运动D .磁铁向下运动 线圈向下运动5.如图所示,ef 、gh 为两水平放置相互平行的金属导轨,ab 、cd 为搁在导轨上的两金属棒,与导轨接触良好且无摩擦.当一条形磁铁向下靠近导轨时,关于两金属棒的运动情况的描述正确的是( )A .不管下端是何极性,两棒均向外相互远离B .不管下端是何极性,两棒均相互靠近C .如果下端是N 极,两棒向外运动,如果下端是S 极,两棒相向靠近D .如果下端是S 极,两棒向外运动,如果下端是N 极,两棒相向靠近6.如图甲,闭合的圆线圈放在匀强磁场中,t =0时磁感线垂直线圈平面向里穿过线圈,磁感应强度随时间变化的关系图线如图乙所示,则在0~2 s 内线圈中感应电流的大小和方向为( )A .逐渐增大,逆时针B .逐渐减小,顺时针C .大小不变,顺时针D .大小不变,先顺时针后逆时针7.磁卡的磁条中有用于存储信息的磁极方向不同的磁化区,刷卡器中有检测线圈.当以速度v 0刷卡时,在线圈中产生感应电动势,其E -t 关系如图所示.如果只将刷卡速度改为v 02,线圈中的E-t关系图可能是()8.边长为a的闭合金属正三角形框架,完全处于垂直于框架平面的匀强磁场中,现把框架匀速拉出磁场,如图所示,则选项图中电动势、外力、外力功率与位移图象规律与这一过程相符合的是()9.如图所示,为两个有界匀强磁场,磁感应强度大小均为B,方向分别垂直纸面向里和向外,磁场宽度均为L,距磁场区域的左侧L处,有一边长L的正方形导体线框,总电阻为R,且线框平面与磁场方向垂直,现用外力F使线框以速度v匀速穿过磁场区域,以初始位置为计时起点,规定:电流沿逆时针方向时的电动势E为正,磁感线垂直纸面向里时磁通量的方向为正,外力F向右为正.则以下关于线框中的磁通量、感应电动势E、外力F和电功率P随时间变化的图像正确的是()A. B. C. D.10.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+mgH D.2mgL+mgH11.(多选 )磁电式仪表的线圈通常用铝框做骨架,把线圈围绕在铝框上,这样做的目的是( )A.防止产生感应电流而设计的B.利用产生感应电流而设计的C.起电磁阻尼的作用D.起电磁驱动的作用12.(多选)下列选项表示的是闭合电路中的一部分导体ab在磁场中做切割磁感线运动的情景,导体ab上的感应电流方向为b→a的是()13.(多选)如图所示的电路中,L是自感系数很大的线圈,但其自身的电阻可看作为零.A、B是两个相同的灯泡,下列说法中正确的是()A.开关S由断开变为闭合,A、B同时发光,之后亮度不变B.开关S由断开变为闭合,A立即发光,之后又逐渐熄灭C.开关S由闭合变为断开的瞬间,A、B同时熄灭D.开关S由闭合变为断开的瞬间,A再次发光,之后又逐渐熄灭14.(多选)一个闭合回路由两部分组成,如图所示,右侧是电阻为r的圆形导线,置于竖直方向均匀变化的磁场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 的导体棒此时恰好能静止在导轨上,分析下述判断正确的是()A.圆形导线中的磁场可以是向上均匀减弱B .导体棒ab 受到的安培力大小为mg sin θC .回路中的感应电流为mg sin θB 2dD .圆形导线中的电热功率为m 2g 2sin 2 θB 22d 2(r +R ) 二、实验题(每空3分,共15分)15.(2016·诸暨市联考)为了探究电磁感应现象,某实验小组将电池、线圈A 、线圈B 、滑动变阻器、灵敏电流计、开关按照如图所示的方式连接.当闭合开关时发现灵敏电流计的指针右偏.由此可知:(1)当滑动变阻器的滑片P 向右移动时,灵敏电流计的指针________(填“左偏”“不动”或“右偏”);(2)将线圈A 拔出时,灵敏电流计的指针________(填“左偏”“不动”或“右偏”),此时线圈A 与线圈B 中电流的绕行方向________(填“相同”或“相反”)16.应用如图所示的实验器材来研究电磁感应现象及判定感应电流方向.在给出的实物图中,已用实线作为导线连接了部分实验电路:(1)请用实线作为导线从箭头1和2处开始完成其余部分电路的连接;(2)下列实验操作中产生的感应电流与将线圈L 1插入L 2中,合上开关时,产生的感应电流绕行方向相反的是( ) A .拔出软铁棒 B .拔出线圈L 1 C .使变阻器滑片P 左移 D .断开开关三、计算题(第17题14分,第18题6分,共15分)17.如图所示,MN 、PQ 为间距L =0.5 m 的足够长平行导轨,NQ ⊥MN .导轨平面与水平面间的夹角θ=37°,NQ 间连接有一个R =5 Ω的电阻.有一匀强磁场垂直于导轨平面,磁感应强度为B0=1 T.将一根质量为m=0.05 kg的金属棒ab紧靠NQ放置在导轨上,且与导轨接触良好,导轨与金属棒的电阻均不计.现由静止释放金属棒,金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ平行.已知金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5,当金属棒滑行至cd处时达到稳定速度,cd距离NQ为s=2 m.问:(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)(1)当金属棒滑行至cd处时回路中的电流是多大?(2)金属棒达到的稳定速度是多大?(3)当金属棒滑行至cd处时回路中产生的焦耳热是多少?18.(2016·浙江10月学考·22)为了探究电动机转速与弹簧伸长量之间的关系,小明设计了如图所示的装置.半径为l的圆形金属导轨固定在水平面上,一根长也为l、电阻为R的金属棒ab一端与导轨接触良好,另一端固定在圆心处的导电转轴OO′上,由电动机A带动旋转.在金属导轨区域内存在垂直于导轨平面,大小为B1、方向竖直向下的匀强磁场.另有一质量为m、电阻为R的金属棒cd用轻质弹簧悬挂在竖直平面内,并与固定在竖直平面内的“U”型导轨保持良好接触,导轨间距为l,底部接阻值也为R的电阻,处于大小为B2、方向垂直导轨平面向里的匀强磁场中.从圆形金属导轨引出导线和通过电刷从转轴引出导线经开关S与“U”型导轨连接.当开关S断开,棒cd静止时,弹簧伸长量为x0;当开关S闭合,电动机以某一转速匀速转动,棒cd再次静止时,弹簧伸长量变为x(不超过弹性限度).不计其余电阻和摩擦等阻力,求此时:(1)通过棒cd的电流I cd;(2)电动机对该装置的输出功率P;(3)电动机转动角速度ω与弹簧伸长量x之间的函数关系.单元过关检测 《电磁感应》 答案1.答案 C解析 通有恒定电流的静止导线附近产生的磁场是不变的,在其附近的固定导线圈中没有磁通量的变化,因此,不会出现感应电流. 2.答案 B 3.答案 D解析 计算磁通量Φ时,磁感线既有垂直纸面向外的,又有垂直纸面向里的,所以可以取垂直纸面向里的方向为正方向.磁感应强度大小为B 时线圈磁通量Φ1=πB (b 2-a 2)-πBa 2,磁感应强度大小为B 2时线圈磁通量Φ2=12πB (b 2-a 2)-12πBa 2,因而该线圈磁通量的变化量的大小为ΔΦ=|Φ2-Φ1|=12πB (b 2-2a 2),故选项D 正确.4.答案 B5.答案 B解析 当磁铁靠近导轨时,穿过导轨与金属棒组成的回路的磁通量增加.根据楞次定律,回路中产生的感应电流阻碍其磁通量的增加,故使闭合回路的面积有缩小的趋势.即两棒均相互靠近,B 正确. 6.答案 C解析 第1 s 内,磁场的方向垂直于纸面向里,且均匀减小,所以产生恒定的电流,根据楞次定律,感应电流的方向为顺时针方向;第2 s 内,磁场的方向垂直于纸面向外,且均匀增加,所以产生恒定的电流,根据楞次定律,感应电流的方向为顺时针方向.由E =ΔΦΔt =ΔBSΔt 可知,这2 s 内感应电动势恒定,故产生的电流大小不变,方向一直为顺时针.故C 正确,A 、B 、D 错误. 7.答案 D解析 刷卡速度为v 0时,E 0=BL v 0,t 0=dv 0,刷卡速度变为v 02时,根据法拉第电磁感应定律可知E =BL v 02=E 02,最大感应电动势变为原来的一半,感应电动势变化的周期t ′=dv 02=2t 0,周期变为原来的2倍,D 项正确. 8.答案 B解析 感应电动势E =BL v =B ·2x tan 30°·v =233B v x ,则E 与x 成正比,A 错误,B 正确;框架匀速运动,则F 外=F 安=BIL ,I =E R ,E =BL v ,得到F 外=B 2L 2v R ,L =233x ,则F 外=4B 2v 3R ·x 2,B 、R 、v 一定,则F 外∝x 2,C错误;外力的功率P 外=F 外v =4B 2v 23R·x 2,P 外∝x 2,故D 错误.9.答案:D10.答案C11答案 BC解析 常用铝框做骨架,当线圈在磁场中转动时,导致铝框的磁通量变化,从而产生感应电流,出现安培阻力,使其很快停止摆动.而塑料做骨架达不到电磁阻尼的作用,这样做的目的是利用涡流,起到电磁阻尼的作用,故B 、C 正确,A 、D 错误. 12答案 BCD解析 根据右手定则,A 中感应电流方向是a →b ;B 、C 、D 中感应电流方向都是b →a ,故选B 、C 、D. 13答案 BD解析 S 闭合的瞬间,通过L 的电流从无到有发生变化,从而产生阻碍作用,A 灯中有电流通过而发光;电流稳定后通过L 的电流恒定时,其无阻碍作用,A 灯被L 短路,两端无电压而熄灭,所以A 错误,B 正确.开关S 断开的瞬间,通过L 的电流减小而产生感应电动势(或说阻碍电流的减小)从而有电流通过A 灯,A 灯再次发光,之后又逐渐熄灭,故C 错误,D 正确. 14.答案 BC解析 导体棒静止在斜面上,根据左手定则,可知流过导体棒的电流是b →a ,根据楞次定律,圆形线圈中的磁场应是向下的均匀增强,A 错误;导体棒受安培力的方向沿斜面向上,因此F 安=mg sin θ,B 正确;F 安=B 2Id ,因此回路中的感应电流I =mg sin θB 2d,C 正确;而圆形导线中的电热功率P =I 2r =m 2g 2sin 2 θB 22d 2r ,D 错误.15.答案 (1)右偏 (2)左偏 相同 16答案 (1)如图所示(2)ABD17答案 (1)0.2 A (2)2 m/s (3)0.1 J 解析 (1)达到稳定速度时,有F =B 0IL 由平衡条件有mg sin θ=F +μmg cos θ 解得I =mg (sin θ-μcos θ)B 0L=0.2 A(2)金属棒切割磁感线产生的感应电动势为E =B 0L v 由欧姆定律有I =ER解得v =IRB 0L=2 m/s.(3)根据能量守恒得,减小的重力势能转化为动能、克服摩擦产生的内能和回路中产生的焦耳热,则有mgs sin θ=12m v 2+μmgs cos θ+Q则Q =mgs sin θ-μmgs cos θ-12m v 2=0.1 J.18解析 (1)ab 顺时针转动时产生的电动势为E =12B 1ωl 2由右手定则,电流方向由a 到b ,由闭合电路欧姆定律,总电流I =E R +12R=B 1ωl 23R通过cd 棒的电流I cd =12I =B 1ωl 26R,方向由d 到c(2)电动机的输出功率P =I 2·32R =B 21ω2l46R(3)S 断开时,由平衡条件kx 0=mg S 闭合时,由平衡条件kx =B 2I cd l +mg 解得ω=6k (x -x 0)RB 1B 2l 3.答案 (1)B 1ωl 26R ,方向由d 到c (2)B 21ω2l46R(3)ω=6k (x -x 0)RB 1B 2l 3。
2020--2021(新教材)物理必修第三册第13章电磁感应与电磁波初步练习含答案必修第三册第13章电磁感应与电磁波初步1、如图所示匀强磁场中有一闭合矩形导线框,在匀强磁场中做图示运动,能产生感应电流的是()2、两个完全一样的金属小球M、N,先让它们各自带电+5q和+7q,接触后再分开,则最终M、N的带电荷量分别是()A.+6q,+6q B.+7q,+5qC.+12q,+12q D.+q,+q3、举世瞩目的上海磁悬浮列车线是世界上第一条投入商业运营的磁悬浮列车线,其全程共30 km,列车最高速度可达552 km/h,单向运行约8 min。
磁悬浮列车底部装有电磁铁,轨道地面上则安装有线圈。
通过地面线圈与列车上的电磁铁之间的排斥力使列车悬浮起来。
地面线圈的上端磁极极性与列车上的电磁铁下端极性总保持()A.相同B.相反C.不能确定D.以上均不对4、如图所示,L为一根无限长的通电直导线,M为一金属环,L过M的圆心,且通以向上的电流I,则()A.当L中的I发生变化时,环中有感应电流B.当M左右平移时,环中有感应电流C.当M保持水平,在竖直方向上下移动时环中有感应电流D.只要L与M保持垂直,则以上几种情况,环中均无感应电流5、先后在磁场中A、B两点引入长度相等的短直导线,导线与磁场方向垂直。
如图所示,图中a、b两图线分别表示在磁场中A、B两点导线所受的力F与通过导线的电流I的关系。
下列说法中正确的是()A.A、B两点磁感应强度相等B.A点的磁感应强度大于B点的磁感应强度C.A点的磁感应强度小于B点的磁感应强度D.无法比较磁感应强度的大小6、电磁场理论预言了什么()A.预言了变化的磁场能够在周围空间产生电场B.预言了变化的电场能够在周围空间产生磁场C.预言了电磁波的存在,电磁波在真空中的速度为光速D.预言了电能够产生磁,磁能够产生电7、近年来,无线光通信技术(不需光纤,利用红外线在空间的定向传播来传递信息的通信手段)在局域网、移动通信等多方面显示出巨大的应用前景。
专题01 电磁感应
一、单选题
1.如图所示,边长为2L的等边三角形abc区域内部存在垂直纸面向里的匀强磁场,a为x轴的坐标原点一个长为3L,宽为L的矩形线框置于x轴上,t=0时刻线框D点在坐标原点,线框以恒定的速度v穿过磁场。
用i表示线框中的电流(逆时针为正),F表示线框所受的安培力的大小,P表示安培力的功率, 表示线框中的磁通量,则下列图像正确的是()
A.B.
C.D.
2.一环形线圈放在匀强磁场中,设第1s内磁感线垂直线圈平面向里,如图甲所示。
若磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示,那么下列选项正确的是()
A.第1s内线圈中感应电流的大小逐渐增加
B.第2s末线圈中感应电动势的大小为0
C.第3s内线圈中感应电流的方向为顺时针方向
D.第4s内线圈中感应电流的方向为逆时针方向
3.如图所示,通与电流I的直导线MN固定在竖直位置上,且与导线框abcd在同一平面内,则在下列情况下,导线框中不能产生感应电流的是()
A.通过直导线的电流增大B.通过直导线的电流减小
C.线框水平向右移动D.线框竖直向下移动
二、多选题
4.如图所示,A、B是完全相同的两个小灯泡,L为自感系数很大、电阻可以忽略的带铁芯的线圈,则()
A.电键S闭合瞬间,A、B同时发光,随后A灯变暗,B灯变亮
B.电键S闭合瞬间,B灯亮,A灯不亮
C.断开电键S瞬间,A、B灯同时熄灭
D.断开电键S瞬间,B灯立即熄灭,A灯突然闪亮一下再熄灭
5.如图所示,阻值为R的金属棒从图示位置ab分别以v1、v2的速度沿光滑水平导轨(电阻不计)匀速滑到a′b′位置,若v1:v2=1:2,则在这两次过程中()
A.回路电流I1∶I2=1∶2
B.产生的热量Q1∶Q2=1∶4
C.通过任一截面的电荷量q1∶q2=1∶1
D.外力的功率P1∶P2=1∶2
6.如图所示电路中,L为电感线圈,电阻不计,A、B为两灯泡,则()
A.合上S时,A先亮,B后亮
B.合上S后,A变暗,B变亮
C.合上S时,A、B同时亮
D.断开S时,A熄灭,B重新亮后再熄灭
7.如图所示,一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路。
虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场,方向垂直于回路所在的平面。
回路以速度v向右匀速进入磁场,直径CD始终与MN垂直。
从D点到达边界开始到C点进入磁场为止,下列结论正确的是()
A.感应电流方向不变B.CD段直线始终不受安培力
C.感应电动势最大值E=Bav D.感应电动势平均值E=1
4
πBav
8.如图甲所示,电阻不计且间距为L=1 m的光滑平行金属导轨竖直放置,上端连接阻值为R=1 Ω的电阻,虚线OO′下方有垂直于导轨平面的匀强磁场。
现将质量为m=0.3 kg、电阻R ab=1 Ω的金属杆ab从OO′上方某处以一定初速释放,下落过程中与导轨保持良好接触且始终水平。
在金属杆ab下落0.3 m的过程中,其加速度a与下落距离h的关系图象如图乙所示。
已知ab进入磁场时的速度v0=3.0 m/s,取g=10 m/s2。
.则下列说法正确的是()
A.进入磁场后,金属杆ab中电流的方向由a到b
B.匀强磁场的磁感应强度为1.0 T
C.金属杆ab下落0.3 m的过程中,通过R的电荷量为0.24 C
D.金属杆ab下落0.3 m的过程中,R上产生的热量为0.45 J
三、填空题
9.G为指针零刻度在中央的灵敏电流表,连接在直流电路中时的偏转情况如图(1)中所示,即电流从电流表G的左接线柱进时,指针也从中央向左偏。
今把它与一线圈串联进行电磁感应实验,则图(2)中的条形磁铁的运动方向是向_______(填“上”、“下”);图(3)中的电流表G的指针向____偏(填“左”、“右”)图(4)中的条形磁铁下端为______极(填“N”、“S”)。
10.为了探究电磁感应现象,某同学选择了相关器材按如图所示连接进行实验。
若将磁铁的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,则:
(1)当磁铁插入线圈L后,让其停止在线圈中不动,则电流计指针___________(填“会”或“不会”)偏转;
(2)若将磁铁从图中的虚线位置沿箭头方向远离线圈L时,则电流计指针___________(填“向右”或“向左”)偏转,若增大磁铁从虚线位置远离线圈L的速率,则电流计指针偏转角度___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
四、实验题
11.如图为“研究电磁感应现象”的实验装置。
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:
(1)将原线圈迅速插入副线圈时,灵敏电流计指针将向______偏转一下。
(2)原线圈插入副线圈后,将滑动变阻器触头迅速向左拉时,灵敏电流计指针将向_____偏转一下。
12.某同学用如图所示的实验器材探究电磁感应现象。
他连接好电路并检查无误后,闭合电键的瞬间观察到电流表G指针向右偏转。
电键闭合后,他还进行了下列操作:
(1)将滑动变阻器的滑动触头快速向接线柱C移动,电流计指针将_______(填“左偏”、“右偏”或“不偏”);
(2)将线圈A中的铁芯快速抽出,电流计指针将________(填“左偏”、“右偏”或“不偏”);
(3)在产生感应电流的回路中,图中器材中哪个相当于电源?___________;
(4)由实验得出产生感应电流的条件是___________。
五、解答题
13.如图所示,一光滑矩形导轨AKDC固定在绝缘水平地面上,导轨间距l=0.5m。
导轨左右两端接有阻值相同的定值电阻R1=R2=2Ω,矩形区域AKFE、MNDC有竖直向下的匀强磁场Ⅰ、Ⅱ。
其磁感应强度大小B均恒为4T,导体棒ab垂直放在导轨上的AKFE区域内部,cd垂直放在导轨上的EFNM区域的右边界MN上(未在磁场Ⅱ中),两导体棒质量m均为0.5kg,有效电阻r均为2Ω。
ab棒在水平向右、大小F0=5N的恒力作用下由静止开始运动,当ab棒运动到EF位置时速度v=4m/s,之后ab棒与cd棒在MN处碰撞粘在一起,同时撤去外力F0,两棒继续向前运动一段距离s1=2m后停下来。
导体棒与导轨均接触良好,求:(1)当导体棒ab运动到EF位置时,金属ab两端的电势差U ab;
(2)求EF与MN的间距x;
(3)如果两棒碰撞后同时还受到一个阻力,阻力与碰撞后的时间成正比;且f=kt(k=8.0),当t=0.5s
时位移为s2=1.15m,且该过程中R2产生的焦耳热
3
2
Q=J,该过程中克服阻力做的功。
14.如图甲所示,固定在水平面上电阻不计的光滑金属导轨,间距3
d=m,导轨右端连接一阻值为3
R=Ω的小灯泡L。
在CDEF矩形区域内有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度B随时间t变化如图乙所示,CF长为2m。
在0
t=时刻,电阻不计的金属棒ab在水平恒力F作用下,由静止开始沿导轨向右运动。
金属棒从图中位置运动到EF位置的整个过程中,通过小灯泡的电流强度始终没有发生变化。
求:(1)通过小灯泡的电流强度﹔
(2)金属棒进入磁场前做匀加速直线运动的加速度大小。
15.如图1所示,在光滑水平面上固定一根足够长的直导线,通有恒定电流。
质量为m,电阻为R 的正方形金属框静止在水平面内,以金属框的一个顶点为坐标原点,在水平面内建立直角坐标系,x轴与导线平行,y轴与导线垂直。
现给金属框一个大小为v0、方向与x轴正方向成θ角的初速度,金属框在之后的运动中始终处于通电直导线的磁场中且没有转动。
(1)判断金属框刚运动时感应电流的方向;
(2)在图2中分别画出金属框沿x轴、y轴的分速度v x、v y随时间t变化的示意图;
(3)不计其他能量损失,求金属框在整个运动过程中产生的焦耳热。