期末复习之电磁感应
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期末复习之电磁感应
1.电磁学的基本现象和规律在生产生活中有着广泛的应用。
下列哪些电器件在工作时,主要应用了电磁感应现象的是 ( )
A .质谱仪
B .日光灯
C .动圈式话筒
D .磁带录音机
20.如图所示,在水平地面下有一条沿东西方向铺设的水平直导线,导线中通有自东向西稳定、强大的直流是流。
现用一闭合的检测线圈(线圈中串有灵敏的检流计,图中未画出)检测此通电直导线的位置,若不考虑地磁场的影响,在检测线圈位于水平面内,从距直导线很远处由北
向南沿水平地面通过导线的止方并移至距导线很远处的过程中,俯视检测
线圈,其中的感应电流的方向是 ( )
A .先顺时针后逆时针
B .先逆时针后顺时针
C .先逆时针后顺时针,然后再逆时针
D .先顺时针后逆时针,然后再顺时针
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a
B .当P 向右移动,通过R 的电流为a 到b
C .断开S 的瞬间,通过R 的电流为b 到a
D .断开S 的瞬间,通过R 的电流为a 到b
4.如图所示是穿过某闭合回路的磁通量Φ随时间t 变化的规律图象。
t 1时刻
磁通量Φ1最大,t 3时刻磁通量Φ3=0,时间Δt 1=t 2-t 1和Δt 2=t 3-t 2相等,在
Δt 1和Δt 2时间内闭合线圈中感应电动势的平均值分别为1E 和2E ,在t 2时刻
感应电动势瞬时值为E .则( )
A .1E >2E
B .1E <2E
C .1E >E >2E
D .2
E >E >1E
5.用一条形金属板折成一狭长的矩形框架,框架右边是缺口,如图所示.框架在垂直纸面向里的匀强磁场中以速度v 1向右匀速运动,此时从框架右方的缺口处射入一速度为v 2、方向向左
的带电油滴.若油滴恰好在框架内做匀速圆周运动,则下列说法正确的是( )
A .油滴带正电
B .油滴带负电
C .油滴做匀速圆周运动,半径为v 12/g
D .油滴做匀速圆周运动,半径为v 1v 2/g
6.如图所示,导体棒ab 长为4L ,匀强磁场的磁感应强度为B ,导体绕过O 点垂直纸面的轴以角速度ω匀速转动,aO =L .则a 端和b 端的电势差U ab 的大小等于( )
A .2BL 2ω
B .4BL 2ω
C .6BL 2ω
D .8BL 2ω
7.如图甲所示是日光灯的电路图,它主要是由灯管、镇流器和启动器组成的,
镇流器是一个带铁芯的线圈,启动器的构造如图乙所示,为了保护启动器常
在启动器的两极并上一纸质电容器C 。
某教室的一盏日光灯总是出现灯管两
端亮而中间不亮的情况,经检查灯管是好的。
电压正常,镇流器无故障,其
原因可能是 ( )
A .启动器两脚与启动器座接触不良
B .电容器
C 断路
C .电容器C 击穿而短路
D .镇流器自感系数L 太大
8.如图所示,电源的电动势为E ,内阻r 不能忽略。
A 、B 是两个相同的小灯泡,L 是一个自感系数相当大的线圈。
关于这个电路的以下说法正确的是(
)
A .开关闭合到电路中电流稳定的时间内,A 灯立刻亮,而后逐渐变暗,最后亮度稳定
B .开关闭合到电路中电流稳定的时间内,B 灯立刻亮,而后逐渐变暗,最后亮度稳定
C .开关由闭合到断开瞬间,A 灯闪亮一下再熄灭
D .开关由闭合到断开瞬间,电流自左向右通过A 灯
9.如图12所示,一质量为m 的金属杆ab ,以一定的初速度v 0从一光滑平行金属轨道的底端向上滑行,轨道平面与水平面成θ角,两导轨上端用一电阻相连,磁场方向垂直轨道平面向上,轨道与金属杆ab 的电阻不计并接触良好。
金属杆向上滑行到某一高度h 后又返回到底端,在此过程中 ( )
A .整个过程中合外力的冲量大小为2mv 0
B .整个过程中重力的冲量大小为零
C .下滑过程中合外力所做的功等于电阻R 上产生的焦耳热
D .下滑过程中电阻R 上产生的焦耳热小于mv 2
/2-mgh
10.如图7甲所示,两个相邻的有界匀强磁场区,方向相反,且垂直纸面,磁感应强度的大小均为B ,磁场区在y 轴方向足够宽,在x 轴方向宽度均为a ,一正三角形(中垂线长为a )导线框ABC 从图示位置向右匀速穿过磁场区域,以逆时针方向为电流的正方向,在图5乙中感应电流i 与线框移动距离x 的关系图象正确的是
11.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,有一边长为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Φ的方向为正,外力F 向右为正。
则以下关于线框中的磁通量Φ、感应电动势E 、外力F 和电功率P 随时间变化的图象正确的是
12.如图所示,MN 、PQ 是与水平面成θ角的两条平行光滑且足够长的金属导
轨,其电阻忽略不计。
空间存在着垂直于轨道平面向上的匀强磁场,磁感应强
度大小为B 。
导体棒ab 、cd 垂直于导轨放置,且与轨道接触良好,每根导体棒
的质量均为m ,电阻均为r ,轨道宽度为L 。
与导轨平行的绝缘细线一端固定,
另一端与ab 棒中点连接,细线承受的最大拉力T m =2mgsin θ。
今将cd 棒由静止
释放,则细线被拉断时,cd 棒的( )
A .速度大小是22sin 2L
B mgr θ B .速度大小是22sin L B mgr θ
C .加速度大小是θsin 2g
D .加速度大小是0
13.(10分)在如图甲所示的电路中,螺线管匝数n = 1500匝,横截面积S = 20cm 2。
螺线管导线电阻r = 1.0Ω,R 1 = 4.0Ω,R 2 = 5.0Ω,C =30μF 。
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。
求:(1)求螺线管中产生的感应电动势;
(2)闭合S ,电路中的电流稳定后,求电阻R 1的电功率;
(3)S 断开后,求流经R 2的电量。
14.如图所示,竖直放置的足够长的光滑平行金属导轨,间距为l =0.50m ,导轨上端接有电阻R =0.80Ω,导轨电阻忽略不计。
空间有一水平方向的有上边界的匀强磁场,磁感应强度大小为B =0.40T ,方向垂直于金属导轨平面向外。
质量为m =0.02kg 、电阻r =0.20Ω的金属杆MN ,从静止开始沿着金属导轨下滑,下落一定高度后以v =2.5m/s 的速度进入匀强磁场中,在磁场下落过程中金属杆始终与导轨垂直且接触良好。
已知重力加速度为g =10m/s 2,不计空气阻力,求在磁场中,
(1)金属杆刚进入磁场区域时加速度;
(2)若金属杆在磁场区域又下落h 开始以v 0匀速运动,求v 0大小。
15.两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内,两导轨间的距离为l ,导轨上面横放着两根导
体棒ab 和cd ,构成矩形回路,如图所示.两根导体棒的质量均为m ,电阻均为R ,回路中其余部分的电阻不计,在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为B .两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行,开始时cd 棒静止,棒ab 有指向cd 的速度v 0.若两导体棒在运动中始终不接触,求:
(1)在运动中产生的最大焦耳热;
(2)当棒ab 的速度变为
4
3v 0时,棒cd 的加速度.
16.如图所示,在坐标xoy 平面内存在B =2.0T 的匀强磁场,OA 与OCA 为置于竖直平面内的光滑金属导轨,其中OCA 满足曲线方程)(5
πsin 50.0m y x ,C 为导轨的最右端,导轨OA 与OCA 相交处的O 点和A 点分别接有体积可忽略的定值电阻R 1和R 2,其R 1=4.0Ω、R 2=12.0Ω。
现有一足够长、质量m =0.10kg 的金属棒MN 在竖直向上的外力F 作用下,以v =3.0m/s 的速度向上匀速运动,设棒与两导轨接触良好,除电阻R 1、R 2外其余电阻不计,g 取10m/s 2,求:
(1)金属棒MN 在导轨上运动时感应电流的最大值;
(2)外力F 的最大值;
(3)金属棒MN 滑过导轨OC 段,整个回路产生的热量。
17.(22分)如图所示,电阻忽略不计的、两根两平行的光滑金属导轨竖直放置,其上端接一阻值为3Ω
的定值电阻R 。
在水平虚线L 1、L 2间有一与导轨所在平面垂直的匀强磁场B ,磁场区域的高度为d=0.5m 。
导体棒a 的质量m a =0.2kg 、电阻R a =3Ω;导体棒b 的质量m b =0.1kg 、电阻R b =6Ω,它们分别从图中M 、N 处同时由静止开始在导轨上无摩擦向下滑动,且都能匀速穿过磁场区域,当b 刚穿出
磁场时a 正好进入磁场.设重力加速度为g=10m/s 2。
(不计a 、b 之间的作用)求:
(1)在整个过程中,a 、b 两棒克服安培力分别做的功; (2)M 点和N 点距L 1的高度。
M N。