(人教版)成都高中物理选修二第二章《电磁感应》(答案解析)
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一、选择题1.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Q P ,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2.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3.如图所示,MPQN 是边长为L 和2L 的矩形,由对角线MQ 、NP 与MN 、PQ 所围的两个三角形区域内充满磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场。
边长为L 的正方形导线框,在外力作用下水平向右匀速运动,右边框始终平行于MN 。
设导线框中感应电流为i 且逆时针流向为正。
若0t =时右边框与MN 重合,1t t =时右边框刚好到G 点,则右边框由MN 运动到PQ 的过程中,下列i t -图像正确的是( )A .B .C .D .4.如图所示,由一根金属导线绕成闭合线圈,线圈圆的半径分别为R 、2R ,磁感应强度B 随时间t 的变化规律是B kt =(k 为常数),方向垂直于线圈平面,闭合线圈中产生的感应电动势为( )A .2k R πB .25k R πC .23k R πD .24k R π 5.两根相互平行的金属导轨水平放置于如图所示的匀强磁场中,与导轨接触良好的导体棒AB 和CD 可以自由滑动。
当AB 在外力F 作用下向右运动时,下列说法正确的是( )A .导体棒AB 内有电流通过,方向是A →BB .导体棒CD 内有电流通过,方向是D →CC .磁场对导体棒AB 的作用力向左D .磁场对导体棒CD 的作用力向左6.如图所示,在平行于水平地面的有理想边界的匀强磁场上方,有三个大小相同的正方形线框,线框平面与磁场方向垂直。
一、选择题1.如图所示,几位同学在学校的操场上做“摇绳发电”实验:把一条较长电线的两端连在一个灵敏电流计上的两个接线柱上,形成闭合回路。
两个同学分别沿东西方向站立,女生站在西侧,男生站在东侧,他们沿竖直方向迅速上下摇动这根电线。
假设图中所在位置地磁场方向与地面平行,由南指向北。
下列说法正确的是()A.当电线到最低点时,感应电流最大B.当电线向上运动时,B点电势高于A点电势C.当电线向上运动时,通过灵敏电流计的电流是从A经过电流计流向BD.两个同学沿南北方向站立时,电路中能产生更大的感应电流C解析:CA.当“绳”摇到最高点时,绳的速度为零,根据感应电动势E=BL v,感应电动势为零,感应电流为零,故A错误;B.当“绳”向上运动时,地磁场向北,根据右手定则判断可知,“绳”中电流从B流向A,所以A点电势高于B点电势,故B错误;C.根据以上分析,当电线向上运动时,通过灵敏电流计的电流是从A经过电流计流向B,故C正确;D.当两个同学沿南北方向站立时,电线上下运动时,不切割磁感线,不产生感应电流,故D错误;故选C。
2.“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.B解析:B设线框向右运动的速度为v,线框的总电阻为R,当Ltv<时,只有最右侧一个短边切割磁感线,由右手定则可知,感应电流沿逆时针方向,电流是正的,电流大小BLviR=当3L Ltv v<时,从右侧中间两个短边进入磁场至左侧长边进入磁场,由右手定则可知,感应电流沿逆时针方向,是正的,电流大小3BLviR=当34L Ltv v<时,从左侧长边进入磁场和一个右侧短边离开磁场至右侧两个短边离开磁场,由右手定则可知,感应电流沿顺时针方向,是负的,电流大小BLviR=当46L L t v v <时,从右侧中间两短边离开磁场至左侧长边离开磁场,由右手定则可知,感应电流沿顺时针方向,是负的,电流大小 3BLv i R=故B 正确ACD 错误。
一、选择题1.水平固定放置的足够长的U 形金属导轨处于竖直向上的匀强磁场中,如图所示,在导轨上放着金属棒ab ,开始时ab 棒以水平初速度v 0向右运动,最后静止在导轨上,就导轨光滑和粗糙两种情况比较,这个过程( )A .产生的总内能相等B .通过ab 棒的电量相等C .电流所做的功相等D .安培力对ab 棒所做的功相等A解析:A A .两种情况下,产生的内能相等,都等于金属棒的初动能,故A 正确;B .根据感应电荷量公式 BLx q R RΦ== x 是ab 棒滑行的位移大小,B 、R 、导体棒长度L 相同,x 越大,感应电荷量越大,因此导轨光滑时,感应电荷量大,故B 错误;C .电流所做的功等于回路中产生的焦耳热,根据功能关系可知导轨光滑时,金属棒克服安培力做功多,产生的焦耳热多,电流做功大,故C 错误;D .当导轨光滑时,金属棒克服安培力做功,动能全部转化为焦耳热,产生的内能等于金属棒的初动能;当导轨粗糙时,金属棒在导轨上滑动,一方面要克服摩擦力做功,摩擦生热,把部分动能转化为内能,另一方面要克服安培力做功,金属棒的部分动能转化为焦耳热,摩擦力做功产生的内能与克服安培力做功转化为内能的和等于金属棒的初动能。
所以,导轨粗糙时,安培力做的功少,导轨光滑时,安培力做的功多,故D 错误。
故选A 。
2.如图甲是磁电式表头的结构示意图,其中线圈是绕在一个与指针、转轴固连的铝框骨架(图中未指出)上,关于图示软铁、螺旋弹簧、铝框和通电效果,下列表述中正确的是( )A.线圈带动指针转动时,通电电流越大,安培力越大,螺旋弹簧形变也越大B.与蹄形磁铁相连的软铁叫做极靴,其作用是使得磁极之间产生稳定的匀强磁场C.铝框的作用是为了利用涡流,起电磁驱动作用,让指针快速指向稳定的平衡位置D.乙图中电流方向a垂直纸面向外,b垂直纸面向内,线框将逆时针转动。
A解析:AA.当线圈通电后,安培力矩使其转动,导致螺旋弹簧产生阻力,当转动停止时,阻力矩与安培力矩正好平衡,所以通电电流越大,安培力越大,螺旋弹簧形变也越大。
第二章电磁感应习题课:电磁感应中的动力学、能量和动量问题课后篇素养形成必备知识基础练1.(多选)如图所示,有两根和水平方向成α角的光滑平行的金属轨道,间距为l,上端接有可变电阻R,下端足够长,空间有垂直于轨道平面的匀强磁场,磁感应强度为B。
一根质量为m的金属杆从轨道上由静止滑下,经过足够长的时间后,金属杆的速度会趋于一个最大速度v m,除R外其余电阻不计,则()A.如果B变大,v m将变大B.如果α变大,v m将变大C.如果R变大,v m将变大D.如果m变小,v m将变大金属杆从轨道上滑下切割磁感线产生感应电动势E=Blv,在闭合电路中形成电流I=BlvR,因此金属杆从轨道上滑下的过程中除受重力、轨道的弹力外还受安培力F作用,F=BIl=B 2l2vR,先用右手定则判定感应电流方向,再用左手定则判定出安培力方向,如图所示。
根据牛顿第二定律,得mg sin α-B 2l2vR=ma,当a=0时,v=v m,解得v m=mgRsinαB2l2,故选项B、C正确。
2.(多选)如图所示,两足够长的平行金属导轨固定在水平面上,匀强磁场方向垂直导轨平面向下,金属棒ab、cd与导轨构成矩形闭合回路且都可沿导轨无摩擦滑动,两金属棒ab、cd的质量之比为2∶1。
用一沿导轨方向的恒力F水平向右拉金属棒cd,经过足够长时间以后()A.金属棒ab、cd都做匀速运动B.金属棒ab上的电流方向是由b向aC.金属棒cd所受安培力的大小等于2F3D.两金属棒间距离保持不变ab、cd进行受力和运动分析可知,两金属棒最终将做加速度相同的匀加速直线运动,且金属棒ab速度小于金属棒cd速度,所以两金属棒间距离是变大的,由楞次定律判断金属棒ab 上的电流方向是由b到a,A、D错误,B正确;以两金属棒整体为研究对象有F=3ma,隔离金属棒cd分析F-F安=ma,可求得金属棒cd所受安培力的大小F安=23F,C正确。
3.如图所示,纸面内有一矩形导体闭合线框abcd,ab边长大于bc边长,置于垂直纸面向里、边界为MN 的匀强磁场外,线框两次匀速完全进入磁场,两次速度大小相同,方向均垂直于MN。
第二章电磁感应专题强化练5 电磁感应中的动力学问题一、选择题1.()如图所示,ab和cd是位于水平面内的平行金属轨道,间距为l,其电阻可忽略不计,a、c之间连接一阻值为R的电阻,ef为一垂直于ab和cd的金属杆,它与ab和cd接触良好并可沿轨道无摩擦地滑动,电阻可忽略。
整个装置处在匀强磁场中,磁场方向竖直向下,磁感应强度大小为B。
当施加外力使杆ef以速度v向右匀速运动时,杆ef所受的安培力为( )A.B 2l2vRB.BlvRC.B2lvRD.Bl2vR2.(2020辽宁盘锦高二上期末,)如图所示,两根平行金属导轨置于水平面内,导轨之间接有电阻R。
金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触,整个装置放在匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下。
现使磁感应强度随时间均匀减小,ab始终保持静止,下列说法正确的是( )A.ab中的感应电流方向由b到aB.ab中的感应电流逐渐减小C.ab所受的安培力保持不变D.ab所受的静摩擦力逐渐减小3.(2020四川广安中学高二上月考,)如图,足够长的U形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。
金属棒ab由静止开始沿导轨下滑,并与两导轨始终保持垂直且良好接触,ab棒接入电路的有效电阻为R,当通过ab棒某一横截面的电荷量为q时,棒的速度大小为v,则金属棒ab在这一过程中( )A.运动的平均速度大小为12vB.下滑的位移大小为qRBLC.产生的焦耳热为qBLvD.受到的最大安培力大小为B 2L2vRsin θ4.(2020河北张家口高三上摸底,)如图所示,在光滑水平面上有宽度为d的匀强磁场区域,边界线MN、PQ平行,磁场方向垂直平面向下,磁感应强度大小为B。
边长为L(L<d)的正方形金属线框,电阻为R,质量为m,在水平向右的恒力F作用下,从距离MN为d2处由静止开始运动,线框右边到MN时的速度与到PQ时的速度大小相等,运动过程中线框右边始终与MN平行,则下列说法正确的是( )A.线框在进磁场和出磁场的过程中,通过线框横截面的电荷量不相等B.线框的右边刚进入磁场时所受安培力的大小为B 2L2R√FdmC.线框进入磁场过程中一直做加速运动D.线框右边从MN运动到PQ的过程中,线框中产生的焦耳热小于Fd5.()(多选)如图所示,质量为m=0.04 kg、边长l=0.4 m 的正方形导体线框abcd放置在一光滑绝缘斜面上,线框用一平行于斜面的细线系于O点,斜面倾角为θ=30°。
习题课三电磁感应中的综合问题课后·训练提升基础巩固一、选择题(第1~2题为单选题,第3~6题为多选题)1.如图所示,垂直于导体框平面向里的匀强磁场的磁感应强度为B,导体ef的长为l,ef的电阻为r,外电阻阻值为R,其余电阻不计。
ef与导体框接触良好,当ef在外力作用下向右以速度v匀速运动时,ef两端的电压为( )A.BlvB.BlvRR+r C.BlvrR+rD.BlvrR,导体棒切割磁感线产生的感应电动势为E=Blv,ef两端的电压相当于电源的路端电压,根据闭合电路欧姆定律得U ef=ER总·R=BlvR+rR,选项B正确。
2.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甲所示,当磁场的磁感应强度B随时间t 按图乙所示变化时,下列选项能正确表示线圈中感应电动势E变化的是( )内,磁感应强度均匀增大,根据楞次定律,线圈中感应电流为负方向,且保持不变;1~3s内,磁感应强度不变,线圈中感应电流为零;3~5s 内,磁感应强度均匀减小,线圈中感应电流为正方向,且保持不变;0~1s内和3~5s内磁场的变化率之比为2∶1,即感应电动势之比为2∶1,可得出感应电动势图像为B,选项B正确。
3.由螺线管、电阻和水平放置的平行板电容器组成的电路如图所示,其中,螺线管匝数为n,横截面积为S,电容器两极板间距为d。
螺线管处于竖直向上的匀强磁场中,一质量为m、电荷量为q的带正电颗粒悬停在电容器中,重力加速度大小为g,则( )A.磁感应强度均匀增大B.磁感应强度均匀减小C.磁感应强度变化率为nmgdqSD.磁感应强度变化率为mgdnqS,带正电颗粒悬停在电容器中,粒子受重力与静电力作用,故静电力竖直向上,电容器下极板带正电,即通电螺线管的下端为电源正极,根据电源内部的电流由负极流向正极,由安培定则可知磁感应强度均匀减小,选项A错误,B正确。
带正电颗粒悬停在电容器中,粒子受重力与静电力作用,有qE=mg,根据法拉第电磁感应定律有E电=nΔΦΔt =nΔBΔtS,且E=E电d,联立解得ΔBΔt =mgdnqS,选项C错误,D正确。
第二章电磁感应习题课:电磁感应中的电路和图像问题课后篇素养形成必备知识基础练1.用均匀导线做成的正方形线框边长为0.2 m,正方形的一半放在垂直于纸面向里的匀强磁场中,如图所示,当磁场以10 T/s的变化率增强时,线框中a、b两点间的电势差是()A.U ab=0.1 VB.U ab=-0.1 VC.U ab=0.2 VD.U ab=-0.2 V,从而有感应电流产生。
把左半部分线框看成电源,其电动势为E,内阻为r2,画出等效电路图如图所示,则a、b两点间的电势差即为电源的路端电压,设l是边长,且依题意知ΔBΔt =10 T/s。
由E=ΔΦΔt得E=ΔBSΔt=ΔBΔt·l22=10×0.222V=0.2 V,所以U=IR=E r2+r2·r2=0.1 V,由于a点电势低于b点电势,故U ab=-0.1 V,即B选项正确。
2.如图所示,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()A.54B.32C.74D.2q=ΔΦR 得,q1=B·14πr2R=πBr24R,q2=(B'-B)πr 22R,因为q1=q2,故B'=32B,故B正确。
3.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从图示位置开始沿水平向右方向以速度v匀速穿过磁场区域,图中线框A、B两端电压U AB与线框移动距离x的关系图像正确的是(),注意U AB是路端电压,大小应该是电动势的四分之三,此时E=Bav,所以U AB=3Bav4;完全进入磁场后,没有感应电流,但有感应电动势,大小为Bav,穿出磁场时,电压大小应该是感应电动势的四分之一,U AB=Bav4,方向始终相同,即φA>φB。
一、选择题1.(0分)[ID :128587]如图甲是磁电式表头的结构示意图,其中线圈是绕在一个与指针、转轴固连的铝框骨架(图中未指出)上,关于图示软铁、螺旋弹簧、铝框和通电效果,下列表述中正确的是( )A .线圈带动指针转动时,通电电流越大,安培力越大,螺旋弹簧形变也越大B .与蹄形磁铁相连的软铁叫做极靴,其作用是使得磁极之间产生稳定的匀强磁场C .铝框的作用是为了利用涡流,起电磁驱动作用,让指针快速指向稳定的平衡位置D .乙图中电流方向a 垂直纸面向外,b 垂直纸面向内,线框将逆时针转动。
2.(0分)[ID :128573]如图所示,一平行金属轨道平面与水平面成θ角,两轨道宽为L ,上端用一电阻R 相连,该装置处于磁感应强度为B 的匀强磁场中,磁场方向垂直于轨道平面向上。
质量为m 的金属杆ab 以初速度v 0从轨道底端向上滑行,达到最大高度h 后保持静止。
若运动过程中金属杆始终保持与导轨垂直且接触良好,轨道与金属杆的电阻均忽略不计。
关于上滑过程,下列说法正确的是( )A .通过电阻R 的电量为sin BLh R θB .金属杆中的电流方向由b 指向aC .金属杆克服安培力做功等于2012mv mgh -D .金属杆损失的机械能等于电阻R 产生的焦耳热3.(0分)[ID :128569]如图所示,MPQN 是边长为L 和2L 的矩形,由对角线MQ 、NP 与MN 、PQ 所围的两个三角形区域内充满磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场。
边长为L 的正方形导线框,在外力作用下水平向右匀速运动,右边框始终平行于MN 。
设导线框中感应电流为i 且逆时针流向为正。
若0t =时右边框与MN 重合,1t t =时右边框刚好到G 点,则右边框由MN 运动到PQ 的过程中,下列i t -图像正确的是( )A .B .C .D .4.(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。
一、选择题1.(0分)[ID:128582]如图所示,几位同学在学校的操场上做“摇绳发电”实验:把一条较长电线的两端连在一个灵敏电流计上的两个接线柱上,形成闭合回路。
两个同学分别沿东西方向站立,女生站在西侧,男生站在东侧,他们沿竖直方向迅速上下摇动这根电线。
假设图中所在位置地磁场方向与地面平行,由南指向北。
下列说法正确的是()A.当电线到最低点时,感应电流最大B.当电线向上运动时,B点电势高于A点电势C.当电线向上运动时,通过灵敏电流计的电流是从A经过电流计流向BD.两个同学沿南北方向站立时,电路中能产生更大的感应电流2.(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.3.(0分)[ID:128573]如图所示,一平行金属轨道平面与水平面成θ角,两轨道宽为L,上端用一电阻R相连,该装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直于轨道平面向上。
质量为m 的金属杆ab 以初速度v 0从轨道底端向上滑行,达到最大高度h 后保持静止。
若运动过程中金属杆始终保持与导轨垂直且接触良好,轨道与金属杆的电阻均忽略不计。
关于上滑过程,下列说法正确的是( )A .通过电阻R 的电量为sin BLh R θB .金属杆中的电流方向由b 指向aC .金属杆克服安培力做功等于2012mv mgh - D .金属杆损失的机械能等于电阻R 产生的焦耳热4.(0分)[ID :128565]如图所示,一宽为40cm 的匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向里,一边长为20cm 的正方形导线框位于纸面内,以垂直于磁场边界的恒定速度v =20cm/s ,通过磁场区域。
在运动过程中,线框有一边始终与磁场区域的边界平行、取它刚进入磁场时刻t =0时,则选项中能正确反映感应电流强度随时间变化规律的是(电流沿逆时针绕向为正)( )A .B .C.D.5.(0分)[ID:128552]图中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。
第二章电磁感应涡流、电磁阻尼和电磁驱动课后篇素养形成必备知识基础练1.下列说法中正确的是()A.感生电场由变化的磁场产生B.恒定的磁场也能在周围空间产生感生电场C.感生电场的方向也同样可以用楞次定律和右手定则来判定D.感生电场的电场线是闭合曲线,其方向一定是沿逆时针方向,其方向与所产生的感应电流方向相同,只能由楞次定律判断,A 项正确。
2.(多选)在空间某处存在一变化的磁场,则下列说法中正确的是()A.在磁场中放一闭合线圈,线圈中一定会产生感应电流B.在磁场中放一闭合线圈,线圈中不一定产生感应电流C.在磁场中不放闭合线圈,在变化的磁场周围一定不会产生电场D.在磁场中不放闭合线圈,在变化的磁场周围一定会产生电场,只有穿过闭合线圈的磁通量发生变化,线圈中才产生感应电流,A错误,B正确;变化的磁场产生感生电场,与是否存在闭合线圈无关,C错误,D正确。
3.(多选)如图所示,闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度的大小随时间变化而变化。
下列说法中正确的是()A.当磁感应强度增大时,线框中的感应电流可能减小B.当磁感应强度增大时,线框中的感应电流一定增大C.当磁感应强度减小时,线框中的感应电流一定增大D.当磁感应强度减小时,线框中的感应电流可能不变E=ΔBΔt S,设线框的电阻为R,则线框中的电流I=ER=ΔBSΔtR,因为B增大或减小时,ΔBΔt可能减小,可能增大,也可能不变。
故选项A、D正确。
4.(多选)变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠加而成的,而不是采用一整块硅钢,这是为了()A.增大涡流B.减小涡流C.产生更多的热量D.减小发热量,从而降低涡流强度,减少能量损耗,提高变压器的效率。
5.(2020全国Ⅱ卷)管道高频焊机可以对由钢板卷成的圆管的接缝实施焊接。
焊机的原理如图所示,圆管通过一个接有高频交流电源的线圈,线圈所产生的交变磁场使圆管中产生交变电流,电流产生的热量使接缝处的材料熔化将其焊接。
《第二章电磁感应》试卷(答案在后面)一、单项选择题(本大题有7小题,每小题4分,共28分)1、以下关于电磁感应现象的描述,正确的是:A、闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中会产生电流。
B、电磁感应现象只能在导体中发生。
C、只有导体做切割磁感线运动时,电路中才会产生电流。
D、电磁感应现象的产生与导体的材质无关。
2、一个线圈在匀强磁场中,磁场方向与线圈平面垂直。
当线圈沿磁场方向匀速移动时,以下关于线圈中感应电动势的说法正确的是:A、线圈中会产生感应电动势。
B、线圈中不会产生感应电动势。
C、感应电动势的大小与线圈移动速度成正比。
D、感应电动势的大小与线圈在磁场中的位移成正比。
3、一矩形线圈在一匀强磁场中,绕垂直于磁场的轴线转动,产生的感应电动势的大小与以下哪个因素无关?A、线圈的面积B、线圈转动的角速度C、线圈电阻D、磁场的磁感应强度4、当穿过闭合电路的磁通量发生变化时,电路中会产生感应电动势。
此过程遵循何种定律?A、欧姆定律B、基尔霍夫定律C、法拉第电磁感应定律D、库仑定律5、一个闭合线圈在磁场中依次经过以下几种情况,哪一种情况不会产生感应电流?A. 线圈保持静止,磁场通过线圈的磁通量减少B. 线圈在磁场中沿磁场方向移动C. 线圈的平面与磁场方向平行,磁场逐渐增强D. 线圈的一部分被磁场穿过,磁场强度逐渐减小6、以下关于法拉第电磁感应定律的描述,错误的是:A. 电动势的大小与磁通量的变化率成正比B. 电动势的方向由楞次定律决定C. 电动势的大小与磁通量的大小成正比D. 电动势的大小与磁通量变化的位置无关7、一个矩形线圈在垂直于其平面的匀强磁场中,当线圈以一定的速度平行于磁场方向移动时,下列说法正确的是:A、线圈中不会有感应电流产生B、线圈中会产生恒定电流C、线圈中会产生交变电流,且电流大小不变D、线圈中会产生交变电流,电流大小随时间变化二、多项选择题(本大题有3小题,每小题6分,共18分)1、关于电磁感应现象,下列说法正确的有()。
一、选择题1.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2.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 .Bav3.图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图,L 1和L 2为电感线圈。
实验时,断开开关S 1瞬间,灯A 1突然闪亮,随后逐渐变暗;闭合开关S 2,灯A 2逐渐变亮,而另一个相同的灯A 3立即变亮,最终A 2与A 3的亮度相同。
下列说法正确的是( )A .图1中,A 1与L 1的电阻值相同B .图1中,闭合S 1,电路稳定后,A 1中电流大于L 1中电流C .图2中,变阻器R 与L 2的电阻值相同D .图2中,闭合S 2瞬间,L 2中电流与变阻器R 中电流相等4.关于物理学史,正确的是( )A .安培根据通电螺线管磁场与条形磁铁磁场极为相似提出分子电流假设,揭示磁现象的本质B .奥斯特发现电流可以使周围的小磁针发生偏转,称为电磁感应C .法拉第通过电磁感应的实验总结出法拉第电磁感应定律D .楞次通过实验研究总结出楞次定律,可以判定通电直导线产生的磁场方向5.如图所示,光滑的金属轨道分水平段和圆弧段两部分,O 点为外侧圆弧的圆心。
两金属轨道之间的宽度为0.5m ,匀强磁场方向如图所示,大小为0.5T 。
质量为0.05 kg 、长为0.5m 的金属细杆置于金属轨道上的M 点。
一、选择题1.如图所示,L是自感系数很大的线圈,但其自身的电阻几乎为零。
A和B是两个完全相同的小灯泡。
下列说法正确的是()A.闭合开关S后,A灯亮,B灯不亮B.闭合开关S后,A灯亮,B灯慢慢变亮C.开关S闭合电路稳定后,在突然断开的瞬间,A、B灯都闪亮一下D.开关S闭合电路稳定后,在突然断开的瞬间,A灯立即熄灭、B灯闪亮一下再熄灭2.如图,A、B是两个完全相同的灯泡,L是自感线圈,自感系数很大,电阻可以忽略,则以下说法正确的是()A.当K闭合时,A灯先亮,B灯后亮B.当K闭合时,B灯先亮C.当K闭合时,A、B灯同时亮,随后B灯更亮,A灯熄灭D.当K闭合时,A、B灯同时亮,随后A灯更亮,B灯亮度不变3.如图所示,P、Q是两个完全相同的灯泡,L是电阻为零的纯电路,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()A.S闭合,P灯逐渐变亮,Q灯逐渐变暗B.S闭合,P灯、Q灯同时亮,然后P灯变暗,Q灯亮度不变C.S闭合,电路稳定后,S再断开时,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再断开时,P灯突然亮一下,然后熄灭,Q灯逐渐熄灭4.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 5.如图所示,由一根金属导线绕成闭合线圈,线圈圆的半径分别为R 、2R ,磁感应强度B 随时间t 的变化规律是B kt =(k 为常数),方向垂直于线圈平面,闭合线圈中产生的感应电动势为( )A .2k R πB .25k R πC .23k R πD .24k R π 6.图中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。
第二章电磁感应法拉第电磁感应定律课后篇素养形成必备知识基础练1.(多选)如图所示,闭合开关S,将条形磁铁插入闭合线圈,第一次用时0.2 s,第二次用时0.4 s,并且两次磁铁的起始和终止位置相同,则()A.第一次线圈中的磁通量变化较快B.第一次电流表G的最大偏转角较大C.第二次电流表G的最大偏转角较大D.若断开S,则电流表G均不偏转,故两次线圈两端均无感应电动势,第一次时间短,则第一次线圈中磁通量变化较快,故A正确。
感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比,磁通量的变化率越大,感应电动势越大,产生的感应电流越大,故B 正确,C错误。
断开开关,电流表不偏转,感应电流为零,但感应电动势不为零,故D错误。
故选A、B。
2.如图所示,在竖直向下的匀强磁场中,将一个水平放置的金属棒ab以水平初速度v0抛出,设运动的整个过程中不计空气阻力,金属棒始终保持水平,则金属棒在运动过程中产生的感应电动势大小将()A.越来越大B.越来越小C.保持不变D.无法确定,水平速度不变,且水平速度即为金属棒垂直切割磁感线的速度,故感应电动势保持不变。
3.下列各图中,相同的条形磁铁穿过相同的线圈时,线圈中产生的感应电动势最大的是( )E=n ΔΦΔt =n ΔBSΔt ,A 、B 两种情况ΔΦ相同,C 中ΔΦ最小,D 中ΔΦ最大,磁铁穿过线圈所用的时间A 、C 、D 相同且小于B 所用的时间,所以D 选项正确。
4.如图所示,一正方形线圈的匝数为n ,边长为a ,线圈平面与匀强磁场垂直,且一半处在磁场中。
在Δt 时间内,磁感应强度的方向不变,大小由B 均匀地增大到2B 。
在此过程中,线圈中产生的感应电动势为( ) A.Ba 22ΔtB.nBa 22ΔtC.nBa 2ΔtD.2nBa 2ΔtE=n ΔΦΔt =n ·ΔBΔt ·S=n ·2B -B Δt ·a 22=nBa 22Δt ,选项B 正确。
一、选择题1.如图甲所示,半径为r 带小缺口的刚性金属圆环固定在竖直平面内,在圆环的缺口两端用导线分别与两块水平放置的平行金属板A 、B 连接,两板间距为d 且足够大。
有一变化的磁场垂直于圆环平面,规定向里为正,其变化规律如图乙所示。
在平行金属板A 、B 正中间有一电荷量为q 的带电液滴,液滴在0~14T 内处于静止状态。
重力加速度为g 。
下列说法正确的是( ) A .液滴的质量为204B q r gdTπ B .液滴带负电C .34t T =时液滴的运动方向改变 D .t =0.5T 时液滴与初始位置相距212gT 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.如图所示,一平行金属轨道平面与水平面成θ角,两轨道宽为L ,上端用一电阻R 相连,该装置处于磁感应强度为B 的匀强磁场中,磁场方向垂直于轨道平面向上。
质量为m 的金属杆ab 以初速度v 0从轨道底端向上滑行,达到最大高度h 后保持静止。
若运动过程中金属杆始终保持与导轨垂直且接触良好,轨道与金属杆的电阻均忽略不计。
关于上滑过程,下列说法正确的是( )A .通过电阻R 的电量为sin BLh R θB .金属杆中的电流方向由b 指向aC .金属杆克服安培力做功等于2012mv mgh - D .金属杆损失的机械能等于电阻R 产生的焦耳热4.如图所示,一宽为40cm 的匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向里,一边长为20cm 的正方形导线框位于纸面内,以垂直于磁场边界的恒定速度v =20cm/s ,通过磁场区域。
在运动过程中,线框有一边始终与磁场区域的边界平行、取它刚进入磁场时刻t =0时,则选项中能正确反映感应电流强度随时间变化规律的是(电流沿逆时针绕向为正)( )A .B .C.D.5.关于物理学史,正确的是()A.安培根据通电螺线管磁场与条形磁铁磁场极为相似提出分子电流假设,揭示磁现象的本质B.奥斯特发现电流可以使周围的小磁针发生偏转,称为电磁感应C.法拉第通过电磁感应的实验总结出法拉第电磁感应定律D.楞次通过实验研究总结出楞次定律,可以判定通电直导线产生的磁场方向6.图中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。
一、选择题1.如图所示,L是自感系数很大的线圈,但其自身的电阻几乎为零。
A和B是两个完全相同的小灯泡。
下列说法正确的是()A.闭合开关S后,A灯亮,B灯不亮B.闭合开关S后,A灯亮,B灯慢慢变亮C.开关S闭合电路稳定后,在突然断开的瞬间,A、B灯都闪亮一下D.开关S闭合电路稳定后,在突然断开的瞬间,A灯立即熄灭、B灯闪亮一下再熄灭2.如图所示,一宽为40cm的匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向里,一边长为20cm的正方形导线框位于纸面内,以垂直于磁场边界的恒定速度v=20cm/s,通过磁场区域。
在运动过程中,线框有一边始终与磁场区域的边界平行、取它刚进入磁场时刻t=0时,则选项中能正确反映感应电流强度随时间变化规律的是(电流沿逆时针绕向为正)()A.B.C.D.3.如图所示,由一根金属导线绕成闭合线圈,线圈圆的半径分别为R、2R,磁感应强度(k为常数),方向垂直于线圈平面,闭合线圈中产生的B随时间t的变化规律是B kt感应电动势为()A .2k R πB .25k R πC .23k R πD .24k R π 4.如图所示,一根足够长的直导线水平放置,通以向右的恒定电流,在其正上方O 点用细丝线悬挂一铜制圆环。
将圆环从a 点无初速度释放,圆环在直导线所处的竖直平面内运动,经过最低点b 和最右侧点c 后返回,下列说法正确的是( )A .从a 到c 的过程中圆环中的感应电流方向先逆时针后顺时针B .运动过程中圆环受到的安培力方向始终沿竖直方向C .圆环从b 到c 的时间大于从c 到b 的时间D .圆环从b 到c 产生的热量等于从c 到b 产生的热量5.图中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 是位于纸面内的直角梯形线圈,ab 与dc 间的距离也为L 。
t =0时刻,ab 边与磁场区域边界重合(如图)。
现令线圈以恒定的速度v 沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域。
取沿a→d→c→b→a 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 变化的图线可能是 ( )A .B .C .D .6.如图所示,置于匀强磁场中的金属圆盘中央和边缘各引出一根导线,与套在铁芯上部的线圈A相连,套在铁芯下部的线圈B引出两根导线接在两根水平光滑导轨上,导轨上有一根金属棒ab静止处在垂直于纸面向外的匀强磁场中,下列说法正确的是()A.圆盘顺时针加速转动时,ab棒将向右运动B.圆盘顺时针匀速转动时,ab棒将向右运动C.圆盘顺时针减速转动时,ab棒将向右运动D.圆盘逆时针加速转动时,ab棒将向左运动7.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.无论圆盘怎样转动,流过电阻R的电流均为零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8.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 .9.如图甲所示,螺线管匝数n =2000匝、横截面积S =25 cm 2,螺线管导线电阻r =0.25 Ω,在一段时间内,穿过螺线管的磁场的磁感应强度B 1按如图乙所示的规律变化。
质量为m 的正方形金属框abcd 置于竖直平面内,其边长为L =0.2m ,每边电阻均为R =1Ω。
线框的两顶点a 、b 通过细导线与螺线管相连。
磁感应强度大小B 2=1T 的匀强磁场方向垂直金属框abcd 向里,闭合开关S ,金属框恰好处于静止状态。
不计其余电阻和细导线对a 、b 点的作用力,g 取10m/s 2,则( )A .流过金属框ab 边的电流为2AB .正方形金属框abcd 的质量为0.04 kgC .0~2s 内,整个电路消耗的电能为4JD .ab 边所受的安培力大小为cd 边的13 10.关于感应电动势、磁通量、磁通量的变化量,下列说法不正确的是( ) A .穿过回路的磁通量越大,磁通量的变化量不一定越大,回路中的感应电动势也不一定越大B .穿过回路的磁通量的变化量与线圈的匝数无关,回路中的感应电动势与线圈的匝数有关C .穿过回路的磁通量的变化率为0,回路中的感应电动势一定为0D .某一时刻穿过回路的磁通量为0,回路中的感应电动势一定为011.如图所示,线圈由A 位置开始下落,在磁场中受到的磁场力总小于重力,若线圈经过A 、B 、C 、D 四个位置时,加速度分别为A a 、B a 、C a 和D a 。
下列关系式正确的是( )A .ABCD a a a a >>>B .AC BD a a a a >>=C .A C BD a a a a =>>D .A C D B a a a a =>>12.如图所示,将矩形线圈在M 位置竖直上抛,穿过水平匀强磁场区域一直上升到位置P 再落下。
已知线框在下落过程中经过位置N 时作减速运动,加速度大小为a 下;上升过程中通过位置N 时的加速度大小为a 上,则一定有( )A .g <a 上<2gB .a 上>2gC .a 下<gD .a 下>g13.如图所示,在磁感应强度大小为B 、方向竖直向下的匀强磁场中,有一水平放置的U 形导轨,导轨左端连接一阻值为R 的电阻,导轨电阻不计。
导轨间距为L ,在导轨上垂直放置根金属棒MN ,与导轨接触良好,电阻为r ,用外力拉着金属棒向右以速度v 做匀速动。
则导体棒运动过程中( )A .金属棒中的电流方向为由M 到NB .电阻R 两端的电压为BLvC .电路中电流大小为BLv RD .金属棒受到的安培力大小为22B L v R r+ 14.如图所示,在范围足够大的空间存在一个磁场,磁感线呈辐状分布,其中磁感线O 竖直向上,磁场中竖直固定一个轻质弹簧。
在距离弹簧某一高度处,将一个金属圆盘由静止释放,圆盘下落的过程中盘面始终保持水平,且圆盘的中轴线始终与弹簧的轴线、磁感线O 重合。
从圆盘开始下落,到弹簧被压缩至最短的过程中,下列说法正确的是( )A .在圆盘内磁通量不变B .从上往下看,在圆盘内会产生顺时针方向的涡流C .在接触弹簧之前,圆盘做自由落体运动D .圆盘的重力势能减少量等于弹簧弹性势能的增加量15.如图所示,L 是自感系数很大的线圈,但其自身的电阻几乎为0。
A 和B 是两个相同的小灯泡。
下列说法正确的是( )A .当开关S 由断开变为闭合时,灯泡A 立即发光,灯泡B 越来越明亮B .当开关S 由断开变为闭合时,灯泡A 立即发光,灯泡B 先发光后熄灭C .当开关S 由闭合变为断开时,A 、B 两个灯泡都立即熄灭D .当开关S 由闭合变为断开时,灯泡A 、B 都亮一下再慢慢熄灭二、填空题16.如图所示,从匀强磁场中用外力把一矩形线圈匀速拉出磁场区域。
如果两次拉出的速度之比1212v v =∶∶,则在将线圈拉出磁场区域的过程中,两次所用的外力大小之比12F F =∶___________,线圈中产生的焦耳热之比12Q Q =∶___________,通过线圈某截面的电荷量之比12q q =∶___________。
17.如图所示,在通电密绕长螺线管靠近左端处,吊一金属环a 处于静止状态,在其内部也吊一金属环b 处于静止状态,两环环面均与螺线管的轴线垂直且环中心恰在螺线管中轴上,当滑动变阻器R 的滑片P 向左端移动时,a 、b 两环的运动及变化情况将a 将___________,b 将___________(填“左摆”或“右摆”或“不动”);a 有___________的趋势,b 有___________的趋势(填“收缩”或“扩张”)18.电磁感应定律:闭合电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的________的________成正比。
19.如图所示,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,则在先后两种情况线框中的感应电动势之比E 1∶E 2=_______;感应电流之比I 1∶I 2=_______;产生的热量之比Q 1∶Q 2=_______;通过线框某截面的电荷量之比q 1∶q 2=________。
20.如图所示,竖直放置的条形磁铁中央,有一闭合金属弹性圆环,条形磁铁中心线与弹性环轴线重合,现将弹性圆环均匀向外扩大,则穿过弹性圆环的磁通量将______(选填“增大”、“不变”或“减小”),从上向下看,弹性圆环中的电流方向为_______(选填“顺时针”、“没有”或“逆时针”),弹性圆环受到的安培力方向为______(选填“沿半径向外”、“没有”或“沿半径向内”)。
21.如图所示,水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ 、MN ,当PQ 在外力的作用下运动时,MN 将在__________的作用下向右运动,由此可知PQ 所做的运动是__________。
22.光滑金属导轨宽L =0.4m ,电阻不计,均匀变化的磁场穿过整个轨道平面,如图甲所示。
磁场的磁感应强度随时间变化的情况如图乙所示。
金属棒ab 的电阻为1Ω,自t =0时刻起从导轨最左端以v 0=1m/s 的速度向右匀速运动,则1秒末回路中的电动势为_______V ,此时ab 棒所受磁场力为________N 。
23.如图所示,金属棒ab 长为0.5m l =,电阻为0.05r =Ω,以4m /s v =的速度向右匀速运动,金属框架左端连有一个阻值为0.15R =Ω的电阻,框架本身电阻不计,匀强磁场的磁感应强度0.4T B =,则棒ab 上感应电动势的大小为________V ,方向是_____________;棒ab 两端的电压ab U =______V ,金属棒向右滑行1.6m 的过程中,电阻R 上产生的热量为_____________J.24.如图所示,空间存在一垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B ,磁场宽度为l ,在竖直平面中的正方形线框边长也为l ,质量为m ,电阻为R 离磁场上边的距离为h .若线框自由下落后恰能匀速通过磁场区域,则线框下落的高度h =________;线框通过磁场区域的时间t =___________.25.如图所示,垂直纸面的正方形匀强磁场区域内有一处于纸面内的正方形导体框abcd ,现将导体框分别向右以速度v 和向左以速度3v 匀速拉出磁场,则在这两个过程中,安培力对导体框做功之比为_____,通过导体框的电量之比为____.26.如图所示,两块水平放置的金属板距离为d ,用导线、开关K 与一个n 匝的线圈连接,线圈置于方向竖直向上的变化磁场B 中.两板间放一台小压力传感器,压力传感器上表面静止放置一个质量为m 、电荷量为+q 的小球.K 断开时传感器上有示数,K 闭合时传感器上恰好无示数.则线圈中的磁场B 的变化情况为________,磁通量变化率tΦ∆∆ =________ .三、解答题27.如图甲,间距L=1.0m的平行长直导轨MN、PQ水平放置,两导轨左端MP之间接有一阻值为R=1Ω的定值电阻,导轨电阻忽略不计;一导体棒(电阻不计)垂直于导轨放在距离导轨左端ab处d=1.0m,其质量m=0.1kg,导体棒与导轨间的动摩擦因数µ=0.2,整个装置处在范围足够大的竖直方向的匀强磁场中。