第十六章--电磁感应-电磁波自测题
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第十六章电磁感应练习一电磁感应现象一、选择题(每题5分,共60分)1.A 有关磁通量φ下列说法正确的是A.磁通量越大表示磁感应强度越大B.面积越大穿过它的磁通量也越大C.穿过单位面积的磁通量等于磁感应强度D.磁通密度在数值上等于磁感应强度答案:D2.A 有一矩形线圈,面积为S ,匝数为n ,将它置于匀强磁场中,且使线圈平面与磁感线方向垂直,设穿过该线圈的磁通量为φ,则该匀强磁场的磁感应强度大小为A.φ/(ns)B.n φ/SC.φ/SD.无法判断答案:C3.A 关于产生感应电流的条件,下列说法中正确的是A.只要闭合电路在磁场中运动,闭合电路中就一定有感应电流B.只要闭合电路中有磁通量,闭合电路中就有感应电流C.只要导体做切割磁感线运动,就有感应电流产生D.只要穿过闭合电路的磁感线条数发生变化,闭合电路中就有感应电流 答案:D4.A 如图所示,匀强磁场区域宽度为l ,现有一边长为d(d>l)的矩形金属框以恒定速度v 向右通过磁场区域,该过程中有感应电流的时间总共为 A.vd B.v2l C.v2d D.v l d 答案:B5.A 如图所示,有一根通电的长直导线MN 中通有恒定的电流I ,一闭合线圈从直导线的左侧平移到右侧的过程中,穿过线圈磁通量的变化情况是A.先增大后减小B.先减小后增大C.增大、减小、增大、减小D.减小、增大、减小、增大答案:C6.A如图所示,一个小矩形线圈从高处自由落下,进入较小的有界匀强磁场,线圈平面和磁场保持垂直,设线圈下边刚进入磁场到上边刚接触磁场为A过程;线圈全部进入磁场内运动为B过程;线圈下边出磁场到上边刚出磁场为C过程,则A.只在A过程中,线圈的机械能不变B.只在B过程中,线圈的机械能不变C.只在C过程中,线圈的机械能不变D.在A、B、C过程中,线圈机械能都不变答案:B7.A如图所示,矩形线圈与磁场垂直,且一半在匀强磁场内,一半在匀强磁场外,下述过程中使线圈产生感应电流的是A.以bc为轴转动45°B.以ad为轴转动45°C.将线圈向下平移D.将线圈向上平移答案:B8.B如图所示,通有恒定电流的导线MN与闭合金属框共面,第一次将金属框由I平移到Ⅱ,第二次将金属框绕cd边翻转到Ⅱ,设先后两次通过金属框的磁通量变化分别为△φ1和△φ2,则A.△φ1>△φ 2B.△φ1=△φ 2C.△φ1<△φ 2D.不能判断答案:C9.A如图所示,两个同心放置的共面金属圆环a和b,套在一条形磁铁上,环面与条形磁铁垂直,则穿过两环的磁通量φa和φb的大小关系为A.φa>φ b B.φa=φ b C.φa<φ b D.无法判断答案:AlO.B下列说法正确的是A.磁通量越大,磁通量的变化也越大B.磁通量变化越大,磁通量变化率也越大C.磁通量的变化率越大,磁通量变化得越快D.磁通量等于零时,磁通量的变化率也为零答案:C11.B如图所示的装置中,若光滑金属导轨上的金属杆ab 发生移动,其原因可能是A.突然将S 闭合B.突然将S 断开C.闭合S 后,减小电阻R 的阻值D.闭合S 后,增大电阻R 的阻值答案:ABCD12.B 如图所示,导线框abed 放在光滑导轨上向右运动(abcd 与导轨接触良好),G 1和G 2是两只电流表,则A.只有G 2偏转B.只有G 1偏转C.C 1、G 2都会偏转D.G 1、G 2都不偏转 答案:C二、填空题(每线4分,共28分)13.A 如图所示,金属框所围的面积为s ,框架平面与磁感应强度为B 的匀强磁场方向垂直,则穿过线框的磁通量为________;若使线框绕(OO'轴以角速度ω匀速转动,则从图示位置转过90°的过程中,磁通量变化了________,磁通量变化最快的位置是在框架转到________位置.答案:BS ;BS ,线框平面与磁感线平行14.B 图所示,在两平行的反向等值直线电流的正中间放一个闭合线圈,它们在同一平面内,穿过线圈的磁通量为φ,现将其中一根导线中的电流切断,则穿过线圈的磁通量为________;若将两根导线中的电流同时反向,则在此过程中通过线圈的磁通量变化了________. 答案:2,2φ 15.B 如图所示,闭合小金属环从高为h 的光滑曲面上无初速滚下,又沿曲面的另一侧上升,若图中磁场为匀强磁场,则环上升的高度________h(填“>”、“=”或“<”);若为非匀强磁场,则环上升的高度应________h.答案:=,<(若磁场为匀强磁场,则小金属环中无感应电流,所以小金属环的机械能守恒;若磁场为非匀强磁场,则小金属环中磁通量发生变化,产生感应电流,所以小金属环的机械能通过感应电流做功转化为内能)三、说理题(12分)16.C 如图所示,闭合的铁芯上有两组线圈,右侧的线圈两端连接一电阻R ,左侧的线圈连着水平放置的两平行导轨M 、N ,导轨处于方向垂直向纸内的匀强磁场中.其上放一金属棒ab ,当ab 在外力F 作用下由静止开始向左做加速运动的过程中,电阻R 上是否有感应电流通过?如有,R上的焦耳热是怎样转化来的?答案:解:ab 棒由静止开始向左加速运动的过程中,ab 与左侧线圈组成的回路中磁通量增加,左侧的回路中产生了感应电流,由于ab 向左加速运动,所以这一感应电流不断增大,在铁芯中产生的磁通量也不断地增大,铁芯中不断增大的磁通量通过右侧闭合的线圈,导致右侧线圈中产生感应电流,因此电阻R 上有感应电流通过,外力F 拉动导体棒ab 做功要消耗的机械能,其中有一部分通过感应电流.练习二法拉第电磁感应定律--感应电动势的大小一、选择题(每题5分,共50分)1.A如图所示,矩形闭合导线与匀强磁场垂直,一定产生感应电流的是A.垂直于纸面平动B.以一条边为轴转动C.线圈形状逐渐变为圆形D.沿与磁场垂直的方向平动答案:BC2.A关于感应电流的产生,下列说法中正确的是A.只要闭合电路内有磁通量,闭合电路中就有感应电流产生B.穿过螺线管的磁通量变化时,螺线管内部就一定有感应电流产生C.线框不闭合时,即使穿过线框的磁通量变化,线框中也没有感应电流D.只要电路的一部分做切割磁感线运动,电路中就一定有感应电流答案:C3.A关于电磁感应产生感应电动势大小的正确表述是A.穿过导体框的磁通量为零的瞬间,线框中的感应电动势有可能很大B.穿过导体框的磁通量越大,线框中感应电动势一定越大C.穿过导体框的磁通量变化量越大,线框中感应电动势一定越大D.穿过导体框的磁通量变化率越大,线框中感应电动势一定越大答案:AD4.A穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒钟均匀地减少2Wb,则A.线圈中感应电动势每秒钟增加2VB.线圈中感应电动势每秒钟减少2VC.线圈中无感应电动势D.线圈中感应电动势保持不变答案:D5.B.有一个n匝的圆形线圈,放在磁感应强度为B的匀强磁场中,线圈平面与磁感线成30°角,磁感应强度均匀变化,线圈导线的规格不变,下列方法可使线圈中的感应电流增加一倍的是A.将线圈匝数增加一倍B.将线圈面积增加一倍C.将线圈半径增加一倍D.将线圈平面转至跟磁感线垂直的位置答案:CD6.B在竖直向下的匀强磁场中,将一水平放置的金属棒以水平速度沿与杆垂直的方向抛出,设棒在运动过程中不发生转动,空气阻力不计,则金属棒在做平抛运动的过程中产生的感应电动势A.越来越大B.越来越小C.保持不变D.无法判断答案:C7.A闭合的金属环处于随时间均匀变化的匀强磁场中,磁场方向垂直于圆环平面,则A.环中产生的感应电动势均匀变化B.环中产生的感应电流均匀变化C.环中产生的感应电动势保持不变D.环上某一小段导体所受的安培力保持不变答案:C8.B 如图所示,先后以速度v 1和v 2匀速把一矩形线圈拉出有界的匀强磁场区域,v 2=2v 1,在先后两种情况下A.线圈中的感应电流之比I 1:I 2=2:lB.作用在线圈上的外力大小之比F 1:F 2=1:2C.线圈中产生的焦耳热之比Q 1:Q 2=1:4D.通过线圈某截面的电荷量之比q 1:q 2=1:2答案:B9.B 如图所示,PQRS 为一正方形导线框,它以恒定速度向右进人以MN 为边界的匀强磁场,磁场方向垂直线框平面,MN 线与线框的边成45°角,E 、F 分别是PS 和PQ 的中点.关于线框中的感应电流,正确的说法是A.当E 点经过边界MN 时,线框中感应电流最大B.当P 点经过边界MN 时,线框中感应电流最大C.当F 点经过边界MN 时,线框中感应电流最大D.当Q 点经过边界MN 时,线框中感应电流最大答案:B10.B 如图所示,边长为O.5m 和O.4m 的矩形线圈在上B=0.1T 的匀强磁场中从水平方向转到竖直方向,若B 与水平方向间的夹角为30°,线圈电阻为0.01omega ,则此过程中通过线圈的电荷量为A.1CB.2CC.(3-1)CD.(3+1)C答案:D(据法拉第电磁感应率,可知线圈中产生的感应电动势为E=t ∆∆Φ=tBS 23BS 21∆⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=t 2BS )31(∆+ 而电荷量Q :I·Δt==∆∙∙∆+t R t BS )31(()C 31RBS )31(+=+ 二、填空题(每题9分,共27分) 11.A 一个200匝、面积20cm 2的圆线圈,放在匀强磁场中,磁场的方向与线圈平面成30°角,磁感应强度在0.05s 内由O.1T 增加到0.5T.在此过程中,穿过线圈的磁通量变化量是________,磁通量的平均变化率是________,线圈中感应电动势的大小为________.答案:△φ=φ2-φ1=0.5×20×10sn -sn4-0.1×20×10sn -4=8×10-4Wb 4 t ∆∆Φ=05.01084-⨯=1.6×10-2Wh /s E=n t∆∆Φ=200×1.6×10-2=3.2v 12.B 如图所示,在磁感应强度为O.2T 的匀强磁场中,有一长为O.5m 的导体AB 在金属框架上以10m /s 的速度向右滑动,R 1=R 2=20omega ,其他电阻不计,则流过AB 的电流是________. 答案:AB 切割磁感线相当于电源,其等效电路如图所示,E AB =BLv-0.2×0.5×10=1VI AB =2121 AB R R R R E +=0.1A 13.B 如图所示,在匀强磁场中,有一接有电容器的导线回路,已知C=30/μF ,L 1=5cm ,L 2=8cm ,磁场以5×10-2T /s 的速率均匀增强,则电容器C 所带的电荷量为________C答案:电容器两板间的电势差即为线圈中产生的感应电动势,E=t∆∆Φ,电容器的带电荷量为: Q=CE=942-51061085105103---⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯ C三、计算题(14题12分,15题11分)14.B 如图所示,矩形线圈的匝数n=100匝,ab 边的边长L 1=0.4m ,bc 边的边长L 2=0.2m ,在磁感应强度B=0.1T 的匀强磁场中绕OO'以角速度ω=100πrad /s 匀速转动,从图示位置开始,转过180°的过程中,线圈中的平均电动势多大?若线圈闭合,回路的总电阻R=40omega ,则此过程中通过线圈导线某一截面的电荷量有多少?答案:解:(1)在转过180°的过程中,磁通量的变化量为△φ=2BS=2BL 1L 2,所用的时间Δt=ωπ=2T . 由法拉第电磁感应定律得这一过程中的平均电动势为:E=n t∆∆Φ=100×2×0.1×0.4×0.2×ππ100 =160V(2)这一过程通过导体某一截面的电荷量为:q=I·Δt=R E ·Δt=Rn L 2BL R n t R t n 21=∆Φ=∆∙∙∆∆Φ=4×10-2C15.C 如图所示,倾角θ=30°,宽度L=1m 的足够长的U 形平行光滑金属导轨,固定在磁感应强度B=1T ,范围充分大的匀强磁场中,磁场方向与导轨平面垂直.用平行于导轨、功率恒为6W 的牵引力F 牵引一根质量m=O.2kg ,电阻R=1omega 放在导轨上的金属棒ab ,由静止开始沿导轨向上移动(ab 始终与导轨接触良好且垂直),当ab 棒移动2.8m 时获得稳定速度,在此过程中,金属棒产生的热量为 5.8J(不计导轨电阻及一切摩擦,取g=10m /s 2),求:(1)ab 棒的稳定速度;(2)ab 棒从静止开始达到稳定速度所需时间.答案:解:(1)ab 棒达到稳定速度后,应具有受力平衡的特点,设此时棒ab 所受安培力为F B .则F-mgsin30°+F B ① 而F B =BIL=Rv L B 22.② 牵引力F=vP ③ 将②③代人①后得v P =mgsin30°+Rv L B 22 代人数据后得v 1=2m /s ,v 2=-3m /s(舍去)(2)设从静止到稳定速度所需时间为t.棒ab 从静止开始到具有稳定速度的过程中在做变加速直线运动,据动能定理有:Pt-mgsin30°·s—Q=2mv 21-0 代人数据得t=1.5s. 练习三楞次定律--感应电流的方向一、选择题(每题5分,共50分)1.B 如图所示,在匀强磁场中,导体ab 与光滑导轨紧密接触,ab在向右的拉力F 作用下以速度v 做匀速直线运动,当电阻R 的阻值增大时,若速度v 不变,则A.F 的功率减小B.F 的功率增大C.F 的功率不变D.F 的大小不变答案:A2.B 如图所示,在匀强磁场中,两根平行的金属导轨上放置两条平行的金属棒ab 和cd ,假定它们沿导轨运动的速率分别为v1和v2,且v1<v2,现在要使回路中产生的感应电流最大,则棒ab、cd的运动情况应该为A.ab和cd都向右运动B.ab和cd都向左运动C.ab向右、cd向左做相向运动D.ab向左、cd向右做背向运动答案:C3.A关于楞次定律的说法,下述正确的是A.感应电流的磁场方向总是与外磁场的方向相反B.感应电流的磁场方向总是与外磁场的方向相同C.感应电流的磁场方向取决于磁通量是增大还是减小D.感应电流的磁场总是阻碍原来磁场的变化答案:CD4.A如图所示,匀强磁场垂直圆形线圈指向纸内,a、b、c、d为圆形线圈上等距离的四点,现用外力在上述四点将线圈拉成正方形,且线圈仍处在原先所在平面内,则在线圈发生形变的过程中A.线圈中将产生abcda方向的感应电流B.线圈中将产生adcba方向的感应电流C.线圈中感应电流方向无法判断D.线圈中无感应电流答案:A5.B两个金属圆环同心放置,当小圆环中通以逆时针方向的电流,且电流不断增大时,大环将A.有向外扩张的趋势B.有向内收缩的趋势C.产生顺时针方向感应电流D.产生逆时针方向感应电流答案:AC6.B如图所示,AB为固定的通电直导线,闭合导线框P与AB在同一平面内,当P远离AB运动时,它受到AB的作用力是A.零B.引力,且逐渐减小C.引力,且大小不变D.斥力,且逐渐变小答案:B7.B异步电动机模型如图所示,蹄形轻磁铁和矩形线框abcd均可绕竖直轴转动.现使线框沿逆时针方向保持匀速转动(从上往下看),则磁铁的运动情况是A.磁铁沿逆时针方向(从上往下看)转动B.磁铁沿顺时针方向(从上往下看)转动C.磁铁由静止开始一直加速转动D.磁铁先由静止开始加速转动,后匀速转动答案:AD(刚开始,由于磁铁静止,线框匀速转动,它们之间存在相对运动,因而在线框中产生感应电流.根据楞次定律可知,当线框中产生感应电流时,它阻碍磁铁与线框间的相对运动,因而磁铁与线框同方向转动,而且磁铁逐渐加速转动,只要磁铁的转速比线框的转速小,上述电磁感应现象一直存在,直到磁铁转速加大到与线框转速相等时,它们处于相对静止,此时线框中无电磁感应现象产生,线框和磁铁一起匀速转动)8.B如图所示,ab是一个可以绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形导体线圈,当变阻器R的滑动片P自左向右滑动的过程中,线圈ab将A.静止不动B.顺时针转动C.逆时针转动D.发生转动,但因电源的极性不明,无法确定转动方向答案:B9.B如图所示,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相连,导轨上放一导线ab,磁感线垂直导轨所在平面,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ab的运动情况可能是A.匀速向右运动B.加速向右运动C.减速向右运动D.匀速向左运动E.加速向左运动F.减速向左运动答案:CE10.B如图所示,导线框abcd与导线在同一平面内,直导线通有恒定电流I,当线圈由左向右匀速通过直导线时,线圈中感应电流的方向是A.先abcd后dcba,再abcdB.先abcd,后dcbaC.始终dcbaD.先dcba,后abcd,再dcba答案:D二、填空题(每线4分,共24分)11.A如图所示,当条形磁铁向右平移远离螺线管时,通过电流表G的电流方向为________,螺线管受到磁铁给它向________的作用力.答案:a到b,右12.A水平桌面上放一闭合铝环,在铝环轴线上方有一条形磁铁,如图所示,当条形磁铁沿轴线竖直向下迅速运动时,铝环有________(填“收缩”或“扩张”)的趋势,铝环对桌面的压力________(填“增大”或“减小”).答案:收缩,增大(根据楞次定律判断)13.B如图所示,导线环面积为10cm2,环中接入一个电容器,C=10μF,线圈放在均匀变化的磁场中,磁感线垂直线圈平面,若磁感应强度以0.01T/s的速度均匀减小,则电容器极板所带电荷量为________,其中带正电荷的是________板.答案:导线环内产生的感应电动势为E=t ∆∆Φ=0.01×10-3=10-5V 电容器的带电荷量Q=CE=10-5×10-5=10-10C根据楞次定律可判断知b 板带正电三、说理、计算题(14题12分,15题14分)14.B 如图所示,四根光滑的金属铝杆叠放在绝缘水平面上,组成一个闭合回路,一条形磁铁的S 极正对着回路靠近,试分析:(1)导体杆对水平面的压力怎样变化?(2)导体杆将怎样运动?答案:解:磁铁接近线圈时,穿过回路的磁通量增大,在闭合回路中出现的感应电流阻碍磁通量的增加,闭合回路有两种作用可阻碍磁通量增加,第一是回路向下退缩,但水平面限制了它不能向下退,因而出现导体杆与水平面间的正压力增大,第二是回路的收缩,由于四根导体杆可以在水平面内运动,所以它们都得相向运动,互相靠近.15.C 圆线圈和导线框都固定在竖直平面内.圆线圈内的匀强磁场的磁感应强度B 1均匀变化,线框中的磁场是磁感应强度B 2=0.2T 的恒定匀强磁场,导线框是裸导线,导体ab 在导线框上可无摩擦地滑动,如图所示,已知ab长度为0.1m ,质量为4g ,电阻为0.5omega ,回路的其余部分电阻均不计,试求出ab 恰保持静止状态时,穿过圆线圈的磁通量的变化率,并确定B 1是增强还是减弱?(g=10m /s 2)答案:解:欲使ab 保持静止状态,ab 所受的安培力应与其所受的重力相平衡,故ab 所受的安培力大小为F ab =0.04N ,方向竖直向上.据左手定则可判断知ab 中的电流方向为b→a,据楞次定律判断得圆线圈中磁场B 1在减弱.设圆线圈中磁通量变化率为t ∆∆Φ,则圆线圈中产生的感应电动势为E=t ∆∆Φ,感应电流为:I=R E =t ∆∆Φ/R ,导体ab 所受的安培力为: F ab =BIL=B 2·tR∆∆Φ·L ab =0.04N 解得t∆∆Φ=1.02.05.004.0⨯⨯=1Wb /s 练习四楞次定律的应用(1)一、选择题(每题5分,共50分)1.B 如图所示,线圈由A 位置开始下落,在磁场中受到的磁场力如果总小于重力,则它在A 、B 、C 、D 四个位置时,加速度关系为A.a A >a B >a C >a DB.a A =a C >a B >a DC.a A=a C>a D>a BD.a A>a C>a B=a D答案:B2.B两个闭合铝环,挂在一根水平光滑的绝缘杆上,当条形磁铁N极向左插向圆环时(如图),两圆环的运动是A.边向左移边分开B.边向左移边靠拢C.边向右移边分开D.边向右移边靠拢答案:B3.A如图所示,MN、PQ为同一水平面的两平行导轨,导轨间有垂直于导轨平面的磁场,导体ab、cd与导轨有良好的接触并能滑动,当ab曲沿轨道向右滑动时,cd将A.右滑B.不动C.左滑D.无法确定答案:A4.B如图所示,一条形磁铁与一圆形线圈在同一平面内,磁铁中心与圆心O重合,为了在磁铁开始运动时,在线圈中得到如图所示的电流I,磁铁的运动方向应为A.N极向纸内,S极向纸外,使磁铁绕0点转动B.N极向纸外,S极向纸内,使磁铁绕O点转动C.使磁铁沿垂直于线圈平面的方向向纸外做平动D.使磁铁沿垂直于线圈平面的方向向纸内做平动答案:A5.A如图所示,金属线框ABCD由细线悬吊在空中,图中虚线区域内是垂直于线框向里的匀强磁场,要使悬线的拉力变大,可采用的办法有A.将磁场向上平动B.将磁场均匀增强C.将磁场向下平动D.将磁场均匀减弱答案:CD6.B如图所示,平行导轨a、b和平行导轨c、d在同一平面内,两导轨分别和两线圈相连接,匀强磁场的方向垂直两导轨所在的平面.金属棒L1和L2可在两导轨上沿导轨自由滑动,棒L2原来静止,用外力使L1向左运动,下列说法中正确的是A.当L1向左匀速运动时,L2将向左运动B.当L1向左匀速运动时,L2将向右运动C.当L1向左加速运动时,L2将向左运动D.当L1向左加速运动时,L2将向右运动答案:C7.A如图所示,用细线吊着一个矩形闭合金属线框,它的正下方有一水平通电直导线MN,现在使导线M端向纸外、N端向纸内在水平面内转动,则金属框A.有顺时针方向感应电流,与导线同向转动B.有顺时针方向感应电流,与导线反向转动C.有逆时针方向感应电流,与导线同向转动D.有逆时针方向感应电流,与导线反向转动答案:C8.B 线圈L2在L 1附近,为使L 3中有如图所示箭头所指方向的感应电流,可以使A.变阻器滑片向左移B.变阻器滑片向右移C.L 3远离L 1运动D.断开开关s 的瞬间答案:BCD9.B 如图所示,螺线管中放有一根条形磁铁,那么A.当磁铁突然向右抽出时,A 点电势比B 点高B.当磁铁突然向右抽出时,B 点电势比A 点高C.当磁铁突然向左抽出时,A 点电势比B 点高D.当磁铁突然向左抽出时,B 点电势比A 点高答案:AC10.B 如图所示,若套在条形磁铁上的弹性金属闭合圆线圈由I 状态突然缩小到Ⅱ状态,则关于该线圈中的感应电流及方向(从上往下看)应是A.有顺时针方向的感应电流B.有逆时针方向的感应电流C.先有逆时针方向、后变为顺时针方向的感应电流D.没有感应电流答案:B二、填空题(每题8分,共24分)11.A 在磁感应强度为B 的匀强磁场中,有一半径为R 的圆弧金属丝ab ,ab 的长度为周长的32,弧平面与磁场垂直,若其以速度v 向右运动,如图所示,则ab 两点间感应电动势的大小为______,a 点电势比b 点______.答案:圆弧金属丝的有效长度即为a 、b 的直线距离:R 3ab 所以E ab =BLv=3BRv 再据右手定则可判断得:a 点电势比b 点高12.B 如图所示,电阻为R 的矩形导线框abcd ,边长ab=L ,ad=h ,质量为m ,自某一高度自由落下,通过一匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,磁场区域的宽度为h ,若线框恰好以恒定的速度通过磁场,线框中产生的焦耳热是________(不考虑空气阻力).答案:据能的转化和守恒定律可知:Q=2mgh.13.B 如图所示,空间存在垂直纸面的匀强磁场,在半径为a 的圆形区域内外,磁场方向相反、磁感应强度大小均为B ,一半径为b 的圆形导线环,电阻为R ,放置在纸面内,其圆心与圆形区域的中心重合,在内外磁场同时由B 均匀地减小到零的过程中,通过导线横截面的电荷量q 为________答案:初始状态导线环中的磁通量为φ1=(πb 2-πa 2)B-πa 2B末状态导线环中的磁通量为φ2=0.其磁通量的变化量|Δφ|=|φ2-φ1|=|(πb 2-2πa 2)B| 产生的电荷量q=R ||∆Φ=|()R2a b B 22-π| 三、计算题(14题15分,15题11分)14.B 图所示,abcd 为一边长为L 、具有质量的刚性导线框,位于水平面内,bc 边中接有电阻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,磁场区域宽度为2L ,磁感应强度为B ,方向竖直向下,线框在一垂直于ab 边的水平恒力作用下,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i.若取逆时针方向的电流为正,试在图所示的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,流过电阻R 的电流i 随ab 边的位置坐标x 变化的曲线.答案:解:线圈的整个运动情况如图中所示,可分为三个阶段Ⅰ→Ⅱ,Ⅱ→Ⅲ,Ⅲ→Ⅳ.在Ⅰ→Ⅱ的过程中,由于线圈匀速进入磁场.据E=BLv 和I=RE 可知线圈内的感应电流为一恒定的值i 0。
高二物理电磁感应试题1.如图所示,环形导线中通有顺时针方向的电流I,则该环形导线中心处的磁场方向为 ( )A.水平向右B.水平向左C.垂直于纸面向里D.垂直于纸面向外【答案】C【解析】图中电流为环形电流,由右手螺旋定则可得:大拇指指向电流方向,四指弯曲方向在内部向里,所以内部磁场应垂直于纸面向里.故选C.【考点】通电直导线和通电线圈周围磁场的方向.点评:右手螺旋定则在应用过程中容易出现错误,要加强练习,增加熟练程度.2.关于电磁场和电磁波,下列叙述中正确的是:A.电磁波可能是横波,也可能是纵波B.正交的电场和磁场叠加,形成了电磁场C.均匀变化的电场周围可产生电磁波D.一切电磁波在真空中的传播速度都为3.0´108km/s【答案】B【解析】本题考查的是对电磁场和电磁波的理解问题。
电磁波是横波,A错误;正交的电场和磁场叠加,形成了电磁场,B正确;均匀变化的电场周围可产生磁场,C错误;一切电磁波在真空中的传播速度都为3.0´108m/s,D错误;3.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,不是应用电磁感应现象的是( )A.干电池B.电磁炉C.动圈式话筒D.水力发电机【答案】A【解析】电磁感应现象在生活中有很多应用,只要通过导线切割磁感线而产生感应电流的仪器所应用的原理均为电磁感应原理;生活中有很多实例:如发电机、动圈式话筒、电磁炉、变压器等;干电池应用的是能量的转化,化学能向电能的转化,对于物理中常用规律的应用可综合进行记忆,如:电热器利用电流的热效应原理,如电饭锅、电炒锅、电烙铁、电水壶、电暖气、电熨斗;电动机利用通电导体在磁场中受力原理,如电风扇、排烟罩、洗衣机、剃须刀等.4.如图所示,一水平放置的矩形闭合线框abcd在细长磁铁的N极附近竖直下落,保持bc边在纸外,ad边在纸内,由图中位置I经过位置Ⅱ到位置Ⅲ,位置I和位置Ⅲ都很接近位置Ⅱ,这个过程中线圈感应电流( )A.沿abcd流动B.沿dcba流动C.先沿abcd流动,后沿dcba流动D.先沿dcba流动,后沿abcd流动【答案】C【解析】由图中位置I到达位置Ⅱ过程中,穿过线圈的磁场方向向上,磁通量增大,感应电流的磁场向下,由右手螺旋定则可知,电流沿abcd方向,同理可判断II到III位置中电流方向,C对;5.如图15所示,竖直放置的长直导线通以恒定电流,一矩形导电线框abcd与通电导线共面放置,且ad边与通电导线平行.下列情况下能产生感应电流的是()A.线框向左平动B.线框与电流方向同向平动C线框以直导线为轴转动D.线框以ab边为轴转动【答案】AD【解析】只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,线圈上就有电流产生,距离导线越远磁感线越稀,AD对;6.在电磁感应现象中,下列说法中正确的是()A.感应电流的磁场总是跟原来的磁场方向相反B.闭合线框放在变化的磁场中一定能产生感应电流C.闭合线圈放在匀强磁场中做切割磁感线运动,一定能产生感应电流D.感应电流的磁场总是阻碍原来磁场磁通量的变化【答案】BD【解析】根据增反减同原则,感应电流的磁场不一定与原磁场方向相反,A错误,只要穿过闭合线圈的磁通量发生变化,闭合线圈中一定有电流产生,B正确C错误,感应电流的磁场总是阻碍原来磁场磁通量的变化,D正确,7.如图所示的器材可用来研究电磁感应现象及判定感应电流的方向。
高二物理第十六章电磁感应专题练习1、磁通量及磁通量的变化如图16-1,平面M的面积为S,垂直于匀强磁场B,求平面M由此位置出发绕与B垂直的轴转过600和转过1800时磁通量的变化量。
2、感应电流的方向的判定如图16-2,一水平放置的圆形通电线圈1固定,从上向下看电流方向为逆时针方向,另一较小的圆形线圈2从线圈1的正上方下落,在下落过程中两线圈平面始终保持平行且共轴,则线圈2从线圈1的正上方下落至线圈1的正下方过程中,从上往下看,线圈2中的感应电流应为()A、无感应电流B、有顺时针方向的感应电流C、先是顺时针方向,后是逆时针方向的感应电流D、先是逆时针方向,后是顺时针方向的感应电流3、楞次定律的第二种表述的应用如图16-3,光滑固定导轨M、N水平放置,两根导体棒P、Q平行放于导轨上,形成一个闭和回路,当一条形磁铁从高处下落接近回路时()A、P、Q将互相靠拢B、P、Q将互相远离C、磁铁的加速度仍为gD、磁铁的加速度小于g4、安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的综合使用如图16-4,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在磁场力的作用下向右运动,则PQ所做的运动可能是()A、向右加速运动B、向左运动C、向右减速运动D、向左减速运动5、电磁感应中的电路问题如图16-5,直角三角形导线框abc固定在匀强磁场中,ab是一段长为L、电阻为R的均匀导线,ac和bc的电阻可不计,ac长度为L/2。
磁场的磁感应强度为B,方向垂直纸面向里。
现在有一段长度为L/2、电阻为R/2的均匀导体杆MN架在导线框上,开始时紧靠ac,然后沿ab方向以恒定速度V向b端滑动,滑动中始终与ac平行并与导线框保持良好接触。
当MN滑过的距离为L/3时,导线ac中的电流是多大?方向如何?6、电磁感应现象中的力学问题如图16-6,在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中,有两根水平放置相距L且足够长的平行金属导轨AB、CD,在导体的AC端连接一阻值为R的电阻,一根垂直于导轨放置的金属棒ab,质量为m,导轨和金属棒的电阻及它们间的摩擦不计,若用恒力F沿水平向右拉棒运动,求金属棒的最大速度。
第十六章 电磁感应例题例16-1如图所示,一载流螺线管的旁边有一圆形线圈,欲使线圈产生图示方向的感应电流i ,下列哪一种情况可以做到(A ) 载流螺线管向线圈靠近. (B) 载流螺线管离开线圈.(C) 载流螺线管中电流增大. (D) 载流螺线管中插入铁芯. [ B ]例16-2如图所示,一电荷线密度为的长直带电线(与一正方形线圈共面并与其一对边平行)以变速率v=v (t )沿着其长度方向运动,正方形线圈中的总电阻为R ,求t 时刻方形线圈中感应电流i (t )的大小不计线圈自身的自感).解:长直带电线运动相当于电流λ⋅=)(t I v . (2分)正方形线圈内的磁通量可如下求出x a xa I d 2d 0+⋅π=μΦ 2ln 2d 2000⋅π=+π=⎰Ia x a x Ia a μμΦ 2ln t d I d 2a t d d 0i πμ=-=εΦ2ln td )t (d a 20v λπμ= 2ln td )t (d a R 2R)t (i 0i v λπμ=ε=例16-3电荷Q 均匀分布在半径为a 、长为L ( L >>a )的绝缘薄壁长圆筒表面上,圆筒以角速度绕中心轴线旋转.一半径为2a 、电阻为R 线圈套在圆筒上(如图所示).若圆筒转速按照)/1(00t t -=ωω的规律(0和t 0是已知常数)向.解:筒以旋转时,相当于表面单位长度上有环形电流π⋅2ωL Q ,它和通电流螺线管的nI 等效. 按长螺线管产生磁场的公式,筒内均匀磁场磁感强度为:LQ B π=20ωμ (方向沿筒的轴向)筒外磁场为零.穿过线圈的磁通量为: La Q B a 2202ωμΦ=π=在单匝线圈中产生感生电动势为 =Φ-=εt d d )d d (220t L Qa ωμ-00202Lt Qa ωμ= 感应电流i 为020RLt 2Qa R i ωμ=ε=i 的流向与圆筒转向一致.iIaa aλ v (t )2aaωz L例16-4如图所示,一段长度为l 的直导线MN ,水平放置在载电流为I 的竖直长导线旁与竖直导线共面,并从静止由图示位置自由下落,则t 秒末导线两端的电势差=-N M U U;点电势高.al a t Ig+π-ln 20μ N 例16-5一内外半径分别为R 1, R 2的均匀带电平面圆环,电荷面密度为,其中心有一半径为r 的导体小环(R 1 >>r ),二者同心共面如图.设带电圆环以变角速度t )绕垂直于环面的中心轴旋转,导体小环中的感应电流i 等于多少方向如何(已知小环的电阻为R ')解:带电平面圆环的旋转相当于圆环中通有电流I .在R 1与R 2之间取半径为R 、宽度为d R 的环带,环带内有电流 R t R I d )(d ωσ=d I 在圆心O 点处产生的磁场 R t R I B d )(21/.d 21d 00σωμμ==在中心产生的磁感应强度的大小为 ))((21120R R t B -=σωμ选逆时针方向为小环回路的正方向,则小环中 2120))((21r R R t π-≈σωμΦtt R R r t i d )(d )(2d d 1220ωσμΦε-π-=-= t t R R R r R i i d )(d 2)(π1220ωσμε⋅'--='= 方向:当d (t ) /d t >0时,i 与选定的正方向相反;否则 i 与选定的正方向相同.例16-6求长度为L 的金属杆在均匀磁场B ϖ中绕平行于磁场方向的定轴OO '转动时的动生电动势.已知杆相对于均匀磁场B ϖ的方位角为,杆的角速度为,转向如图所示.解:在距O 点为l 处的d l 线元中的动生电动势为 dl B ϖϖϖd )(⋅⨯=vθωsin l =v∴⎰⎰⋅απ=⨯=εLv v λλρϖϖd cos )21sin(B d )B (L⎰⎰θω=θω=ΛθL2d sin B sin d sin lB λλλθω22sin 21BL =的方向沿着杆指向上端.例16-7在感应电场中电磁感应定律可写成t l E LK d d d Φ-=⎰⋅ϖϖ,式中K E ϖ为感应电场的电场强度.此式表明:(A) 闭合曲线L 上K E ϖ处处相等. (B) 感应电场是保守力场.M NalR 1R 2 rσω (t OωB ϖ θL(C) 感应电场的电场线不是闭合曲线.(D) 不能像对静电场那样引入电势的概念. [ D ]例16-8在圆柱形空间内有一磁感强度为B ϖ的均匀磁场,如图所示.B ϖ的大小以速率d B /d t 变化.在磁场中有A 、B 两点,其间可放直导线AB 和弯曲的导线ACB ,则(A) 电动势只在直导线AB 中产生.(B) 电动势只在弯曲导线ACB 中产生. (C) 电动势在直导线和弯曲的中都产生,且两者大小相等.(D) 直导线AB 中的电动势小于弯曲的导线ACB 中的电动势. [ D ] 例16-9两根平行无限长直导线相距为d ,载有大小相等方向相反的电流I ,电流变化率d I /d t =>0.一个边长为d 的正方形线圈位于导线平面内与一根导线相距d ,如图所示.求线圈中的感应电动势,并说明线圈中的感应电动势的方向.解:(1) 无限长载流直导线在与其相距为r 处产生的磁感强度为:)2/(0r I B π=μ 以顺时针为线圈回路的正方向,与线圈相距较远和较近的导线在线圈中产生的磁通量为:23ln 2d 203201π=π⋅=⎰Idr r I d dd μμΦ 2ln 2d 20202π-=π⋅-=⎰Id r r I d ddμμΦ总磁通量 34ln 2021π-=+=IdμΦΦΦ感应电动势为:34ln 2d d )34(ln 2d d 00αμμεπ=π=-=d t I d t Φ 由>0,所以的绕向为顺时针方向,线圈中的感应电流亦是顺时针方向.例16-10在一个塑料圆筒上紧密地绕有两个完全相同的线圈aa ′和bb ′,当线圈aa ′和bb ′绕制如图(1)时其互感系数为M 1,如图(2)绕制时其互感系数为M 2,M 1与M 2的关系是 (A) M 1 = M 2 ≠0. (B) M 1 = M 2 = 0.(C) M 1 ≠M 2,M 2 = 0. (D) M 1 ≠M 2,M 2 ≠0. [ D ] 2、对于单匝线圈取自感系数的定义式为L =/I .当线圈的几何形状、大小及周围磁介质分布不变,且无铁磁性物质时,若线圈中的电流强度变小,则线圈的自感系数L (A) 变大,与电流成反比关系. (B) 变小. (C) 不变. (D) 变大,但与电流不成反比关系. [ C ]习题16-1将形状完全相同的铜环和木环静止放置,并使通过两环面的磁通量随时间的变化率相等,则不计自感时(A) 铜环中有感应电动势,木环中无感应电动势.OA B C⊗B ϖa a ′ bb ′aa ′ bb ′图(1)图(2)dII(B) 铜环中感应电动势大,木环中感应电动势小.(C) 铜环中感应电动势小,木环中感应电动势大.(D) 两环中感应电动势相等. [ D ] 16-2半径为R 的长直螺线管单位长度上密绕有n 匝线圈.在管外有一包围着螺线管、面积为S 的圆线圈,其平面垂直于螺线管轴线.螺线管中电流i 随时间作周期为T 的变化,如图所示.求圆线圈中的感生电动势ε.画出ε─t 曲线,注明时间坐标. 解:螺线管中的磁感强度 ni B 0μ=,通过圆线圈的磁通量 i R n 20π=μΦ.取圆线圈中感生电动势的正向与螺线管中电流正向相同,有 td id R n t d d 20i πμ-=Φ-=ε. 在0 < t < T / 4内,T I T I t im m 44/d d == , 20i R n πμ-=εTI m 4=T I nR m /420μπ-= 在T / 4 < t < 3T / 4内,TI T I t im m 42/2d d -=-=, =εi T /I nR 4m 20μπ. 在3T / 4 < t < T 内,TI T I t im m 44/d d ==, =εi T I nR m /420μπ-. ─t 曲线如图.16-3在一通有电流I 的无限长直导线所在平面内,有一半径为r 、电阻为R 的导线小环,环中心距直导线为a ,如图所示,且a >> r .当直导线的电流被切断后,沿着导线环流过的电荷约为 (A))11(220r a a R Ir +-πμ (B) a r a R Ir +ln 20πμ (C) aR Ir 220μ (D) rRIa 220μ [ C ]16-4如图所示,有一根长直导线,载有直流电流I ,近旁有一个两条对边与它平行并与它共面的矩形线圈,以匀速度v ϖ沿垂直于导线的方向离开导线.设t =0时,线圈位于图示位置,求:(1) 在任意时刻t 通过矩形线圈的磁通量. (2) 在图示位置时矩形线圈中的电动势.解:建立坐标系,x 处磁感应强度x2IB 0πμ=;方向向里 在x 处取微元,高l 宽dx ,微元中的磁通量:dx x2IBydx S d B d 0λρρπμ==⋅=Φεi tT /4 3T /4 T /2 TO i I m -m T /4 T /23T /4 T tIrIabv ϖla bv ϖlx磁通量:⎰⎰⋅πμ==S 0x d r 2I S d B )t (λϖϖΦ⎰++πμ=tb ta 0x x d 2I v v λt a tb ln 2I 0v v ++μ=πλ 感应电动势ab2)a b (I td d 00t π-μ=-=ε=v λΦ方向:顺时针16-5在一长直密绕的螺线管中间放一正方形小线圈,若螺线管长1 m ,绕了1000匝,通以电流 I =10cos100t (SI ),正方形小线圈每边长5 cm ,共 100匝,电阻为1 ,求线圈中感应电流的最大值(正方形线圈的法线方向与螺线管的轴线方向一致,=4×10-7 T ·m/A .)解: n =1000 (匝/m) nI B 0μ=nI a B a 022μΦ=⋅=tInNa t Nd d d d 02με-=Φ-==2×10-1 sin 100 t (SI)==R I m m /ε2×10-1 A = 0.987 A16-6如图所示,在一长直导线L 中通有电流I ,ABCD 为一矩形线圈,它与L 皆在纸面内,且AB 边与L 平行. 矩形线圈在纸面内向右移动时,线圈中感应电动势方向为;矩形线圈绕AD 边旋转,当BC 边已离开纸面正向外运动时,线圈中感应动势的方向为.ADCBA 绕向 ADCBA 绕向16-7金属杆AB 以匀速v =2 m/s 平行于长直载流导线运动,导线与AB 共面且相互垂直,如图.已知导线载有电流I = 40 A ,则此金属杆中的感应电动势i =;端电势较高.(ln2 =×10-5 V A 端16-8两相互平行无限长的直导线载有大小相等方向相反的电流,长度为b 的金属杆CD 与两导线共面且垂直,相对位置如图.CD 杆以速度v ϖ平行直线电流运动,求CD 杆中的感应电动势,并判断C 、D 两端哪端电势较高 解:建立坐标(如图)则:21B B B ϖϖϖ+=xIB π=201μ, )(202a x I B -π=μx Ia x I B π--π=2)(200μμ, B ϖ方向⊙d x xa x I x B d )11(2d 0--π==v v μ aILA DCI1 m 1 mABv ϖa a bII C Dv ϖ 2a x +d x 2a +b II C D v ϖ xOx⎰⎰--πμ=ε=ε+x d )x1a x 1(2I d ba 202av b a b a I ++π=2)(2ln20v μ 感应电动势方向为C →D ,D 端电势较高.16-9两根无限长平行直导线载有大小相等方向相反的电流I ,并各以d I /d t 的变化率增长,一矩形线圈位于导线平面内(如右图),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 ]16-10用线圈的自感系数L 来表示载流线圈磁场能量的公式221LI W m =(A) 只适用于无限长密绕螺线管 (B) 只适用于单匝圆线圈(C) 只适用于一个匝数很多,且密绕的螺绕环 (D) 适用于自感系数L一定的任意线圈[ D ] 16-11两根平行长直导线,横截面的半径都是a ,中心线相距d ,属于同一回路.设两导线内部的磁通都略去不计,证明:这样一对导线单位长的自感系数为 aa d L -π=ln 0μ 证明:取长直导线之一的轴线上一点作坐标原点,设电流为I ,则在两长直导线的平面上两线之间的区域中B 的分布为 rIB π=20μ)(20r d I-π+μ穿过单位长的一对导线所围面积(如图中阴影所示)的磁通为==⎰⋅SS B ϖϖd Φr rd r Iad ad )11(20⎰--+πμa ad I -π=ln 0μaad IL -π==lnμΦ16-12一自感线圈中,电流强度在 s 内均匀地由10 A 增加到12 A ,此过程中线圈内自感电动势为400V ,则线圈的自感系数为;线圈末态储存的能量为.H16-13两个通有电流的平面圆线圈相距不远,如果要使其互感系数近似为零,则应调整线圈的取向使 (A) 两线圈平面都平行于两圆心连线.(B) 两线圈平面都垂直于两圆心连线. (C) 一个线圈平面平行于两圆心连线,另一个线圈平面垂直于两圆心连线.(D) 两线圈中电流方向相反. [ C ]I I2a drIIOr16-14空中两根很长的相距为2a 的平行直导线与电源组成闭合回路如图.已知导线中的电流为I ,则在两导线正中间某点P 处的磁能密度为 (A) 200)2(1aIπμμ. (B)200)2(21aIπμμ. (C)200)(21aIπμμ. (D) 0 . [ C ]第十七章 电磁波17-1电磁波的E ϖ矢量与H ϖ矢量的方向互相;相位.垂直 相同II 2a P。
高二物理第十五章单元测验第十六章第一节人教版高二物理第十五章单元测验第十六章第一节人教版【同步教育信息】一. 本周教学内容:第十五章单元测验第十六章电磁感应第一节电磁感应现象二. 知识要点:1. 理解磁通量及其变化;理解感应电流的产生条件。
2. 知道电磁感应现象中能量的转化守恒。
三. 疑难辨析:1. 在匀强磁场中,磁感应强度B 与垂直磁场的面积S 的乘积,叫做穿过这个面的磁通量,即BS =φ;一般情况下,当平面S 不跟磁场方向垂直时,n BS =φ,n S 为平面S 在垂直于磁感线方向上的投影。
当磁感线与线圈平面平行时,磁通量为零。
2. 产生感应电流的条件可归结为两点:① 电路闭合;②通过回路的磁通量发生变化。
3. 磁通量是双向标量。
若穿过面S 的磁通量随时间变化,以1φ、2φ分别表示计时开始和结束时穿过面S 的磁通量的大小,则当1φ、2φ中磁感线以同一方向穿过面S 时,磁通量的改变21φφφ-=?;当1φ、2φ中磁感线从相反方向穿过面S 时,磁通量的改变21φφφ+=?。
4. 由于磁感线是闭合曲线,所以穿过任意闭合曲面的磁通量一定为零,即φ=0。
如穿过地球的磁通量为零。
【典型例题】[例1] 如图所示,四面体OABC 处在沿Ox 方向的匀强磁场中,下列关于磁场穿过各个面的磁通量的说法中正确的有()A. 穿过AOB 面的磁通量为零B. 穿过ABC 面和BOC 面的磁通量相等C. 穿过AOC 面的磁通量为零D. 穿过ABC 面的磁通量大于穿过BOC 面的磁通量解:A 、B 、C 选项正确说明:面AOB 、AOC 与匀强磁场平行,磁通量为零。
面ABC 在垂直匀强磁场方向的投影面与面BOC 相同,所以穿过面ABC 与面BOC 的磁通量相等,其磁通量大小为BOC n BS BS 面==φ[例2] 如图所示,在一固定圆柱形磁铁的N 极附近置一平面线圈,磁铁轴线与线圈水平中心线x x '轴重合,下列哪些情况下线圈有感应电流()A. 线圈刚沿x x '轴向右平移B. 线圈刚绕x x '轴转动C. 线圈刚沿垂直纸面方向向外平移D. 线圈刚绕y y '轴转动答:CD[例3](2020年上海综合能力测试题)唱卡拉OK 用的话筒,内有传感器,其中有一种是动圈式的,它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈,线圈处于永磁体的磁场中,当声波使膜片前后振动时,就将声音信号转变为电信号。
高中物理电磁感应练习题及答案一、选择题1、在电磁感应现象中,下列说法正确的是:A.感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化B.感应电流的磁场方向总是与原磁场的方向相反C.感应电流的磁场方向总是与原磁场的方向相同D.感应电流的磁场方向与原磁场方向无关答案:A.感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化。
2、一导体在匀强磁场中匀速切割磁感线运动,产生感应电流。
下列哪个选项中的物理量与感应电流大小无关?A.磁感应强度B.导体切割磁感线的速度C.导体切割磁感线的长度D.导体切割磁感线的角度答案:D.导体切割磁感线的角度。
二、填空题3、在电磁感应现象中,当磁通量增大时,感应电流的磁场方向与原磁场方向_ _ _ _ ;当磁通量减小时,感应电流的磁场方向与原磁场方向 _ _ _ _。
答案:相反;相同。
31、一根导体在匀强磁场中以速度v运动,切割磁感线,产生感应电动势。
如果只增大速度v,其他条件不变,则产生的感应电动势将_ _ _ _ ;如果保持速度v不变,只减小磁感应强度B,其他条件不变,则产生的感应电动势将 _ _ _ _。
答案:增大;减小。
三、解答题5、在电磁感应现象中,有一闭合电路,置于匀强磁场中,接上电源后有电流通过,现将回路断开,换用另一电源重新接上,欲使产生的感应电动势增大一倍,应采取的措施是()A.将回路绕原路转过90°B.使回路长度变为原来的2倍C.使原电源的电动势增大一倍D.使原电源的电动势和回路长度都增大一倍。
答案:A.将回路绕原路转过90°。
法拉第电磁感应定律是电磁学中的重要规律之一,它描述了变化的磁场产生电场,或者变化的电场产生磁场的现象。
这个定律是法拉第在1831年发现的,它为我们打开了一个全新的领域——电磁学,也为我们的科技发展提供了强大的理论支持。
在高中物理中,法拉第电磁感应定律主要通过实验和理论推导来展示,让学生们能够更直观地理解这个重要的规律。
高中的学生们已经对电场和磁场的基本概念有了一定的了解,他们已经掌握了电场线和磁场线的概念,以及安培定则等基本知识。
电磁感应测试卷一、单项选择题:本大题共4小题,每小题4分,共16分。
在每小题给出的四个选项中,只有一个选项最符合题目要求。
选对的得4分,错选或不答的得0分。
1. 下列说法中正确的有:( )A 、只要闭合电路内有磁通量,闭合电路中就有感应电流产生B 、穿过螺线管的磁通量发生变化时,螺线管内部就一定有感应电流产生C 、线框不闭合时,若穿过线圈的磁通量发生变化,线圈中没有感应电流和感应电动势D 、线框不闭合时,若穿过线圈的磁通量发生变化,线圈中没有感应电流,但有感应电动势2.如图2甲所示,长直导线与闭合金属线框位于同一平面内,长直导线中的电流I 随时间t 的变化关系如图2乙所示.在0-2T 时间内,直导线中电流向上,则在2T -T 时间内,线框中感应电流的方向与所受安培力情况是:A .感应电流方向为顺时针,线框受安培力的合力方向向左B .感应电流方向为逆时针,线框受安培力的合力方向向右C .感应电流方向为顺时针,线框受安培力的合力方向向右D .感应电流方向为逆时针,线框受安培力的合力方向向左3.图3中的a 是一个边长为为L 的正方向导线框,其电阻为R .线框以恒定速度v 沿x 轴运动,并穿过图中所示的匀强磁场区域b 。
如果以x 轴的正方向作为力的正方向,线框在图示位置的时刻作为时间的零点,则磁场对线框的作用力F 随时间变化的图线应为哪个图?4.如图4所示,一闭合金属圆环用绝缘细绳挂于O 点,将圆环拉离平衡位置并释放,圆环摆动过程中经过匀强磁场区域,则(空气阻力不计): A .圆环向右穿过磁场后,还能摆至原高度 B .在进入和离开磁场时,圆环中感应电流方向相反C.圆环进入磁场后离平衡位置越近速度越大,感应电流也越大 D .圆环最终将静止在平衡位置二、双项选择题:本大题共5个小题,每小题6分,共30分。
每小题给出的四个选项中,有两个选项符合题目要求,全部选对者的得6分,只选1个且正确的得3分;有错选或不答的得0分。
鲁教版五四制九年级物理第十六章电磁现象测试题姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、单选题1 . 如图所示的实验装置中,下列说法正确的是A.甲图是用来探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系B.发电机是利用乙图原理制成的C.磁悬浮列车是根据丙图原理工作的D.丁图所示的动圆式话筒是利用电磁感应现象工作的2 . 如图是有关电与磁实验的装置图,其中应用与所对应的原理图错误的一组是A.B.C.D.3 . 如图所示是一个水位自动报警器的原理图。
水位没有到达金属块A时,绿灯亮;水位到达金属块A时,红灯亮。
下列关于它的工作原理的讨论中,正确的是()A.容器中的水不能导电B.电磁铁有无磁性与水位有关C.红、绿灯是并联的D.衔铁是永磁体4 . 如图所示,是用电磁继电器和光敏电阻(光照后电阻值就明显减小的电阻)组成的自动控制电路的示意图.当光线照射到光敏电阻上时,将发生的变化是()A.电磁继电器控制电路中的电流减小B.电磁继电器控制电路断开C.当电阻减小到某特定值时,电磁铁的磁性减弱使得衔铁能复位,L发光D.当电阻减小到某特定值时,电磁铁的磁性增强足以吸引下衔铁,电动机工作5 . 如图所示,磁体N极与通电螺线管A端互相排斥,则关于A端的极性和电流的方向,判断正确的是()A.A为N极,电流从a→b B.A为S极,电流从b→aC.A为N极,电流从b→a D.A为S极,电流从a→b6 . 手机无线充电技术是一种新型的充电方式,其原理是电流通过送电线圈产生磁场,受电线圈靠近该磁场就会产生电流,给手机充电,与受电线圈工作原理相同的是()A.B.C.D.7 . 关于电与磁,下列说法正确的是()A.磁感线越密的位置代表磁场越强B.描述磁场的磁感线真实存在C.利用电磁感应现象制成电动机D.地磁场的北极在地理北极附近8 . 关于电磁现象,下列说法正确的是()A.通电导线周围一定存在磁场B.磁场是由疏密不同的磁感线组成的C.改变电流大小,可以改变电动机转动的方向D.任何导体在磁场中运动时,都能产生感应电流9 . 根据图示装置所探究的原理,可以制成下列哪种仪器()A.A B.B C.C D.D10 . 下列物理学的研究成果与安培有关的是()A.杠杆平衡原理的发现B.通电螺线管的极性与电流方向的关系C.发现电磁感应现象D.通电导线周围有磁场11 . 如图所示,闭合开关后将变阻器的滑片向右移动,下列说法正确的是A.电流表示数逐渐变大B.电磁铁上端是S极C.电磁铁的磁性增强D.弹簧测力计示数变小12 . 如图所示是小李探究电磁铁磁性强弱与什么因素有关的实验装置.下列措施中能使电磁铁磁性增强的是A.滑片P向右移动,其他条件不变B.滑片P向左移动,其他条件不变C.开关S由1扳到2,其他条件不变D.电源的正负极对调,其他条件不变二、填空题13 . 电动机主要是由定子和______子组成,它是利用通电线圈在______中受力而转动的原理制成的。
高中物理学习材料第十六章《电磁感应》单元测验2009-2-25湖北省汉川市第一高级中学肖诗学一、选择题:(50分,每题有一个或多个答案,全对得5分,选对但不全得3分,不选或错选得0分)1、关于电磁感应,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.导体作切割磁感线运动,导体内一定会产生感应电流C.闭合电路在磁场中作切割磁感线运动,电路中一定会产生感应电流D.穿过闭合电路的磁通量发生变化,电路中一定会产生感应电流2、闭合线圈中感应电流大小与穿过线圈的磁通量之间的关系的下列说法,可能的是A.穿过线圈的磁通量很大而感应电流为零B.穿过线圈的磁通量很小而感应电流很大C.穿过线圈的磁通量变化而感应电流不变D.穿过线圈的磁通量变化而感应电流为零3、如下图所示的四个日光灯的接线图中,S1为起动器,S2为电键,L为镇流器,能使日光灯正常发光的是4、如图所示,电阻R和线圈自感系数L的值都较大,电感线圈的电阻不计,A、B是两只完全相同的灯泡,当开关S闭合时,电路可能出现的情况是A.B比A先亮,然后B熄灭 B.A比B先亮,然后A熄灭C.A、B一起亮,然后A熄灭 D.A、B一起亮,然后B熄灭5.如图所示,在U形金属架上串入一电容器,金属棒ab在金属架上无摩擦地以速度v向右运动一段距离后突然断开开关,并使ab停在金属架上,停止后,ab不再受外力作用。
现合上开关,则金属棒的运动情况是A.向右做初速度为零的匀加速运动B.在某位置附近来回振动C.向右做初速度为零的加速运动,后又改做减速运动D.向右做变加速运动,后改做匀速运动6、铁路上使用—种电磁装置向控制中心传输信号以确定火车的位置和速度,被安放在火车首节车厢下面的磁铁能产生匀强磁场,如图所示(俯视图)。
当它经过安放在两铁轨间的线圈时,便会产生一电信号,被控制中心接收。
当火车以恒定速度通过线圈时,表示线圈两端的电压U ab 随时间变化关系的图像是 7.光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线,如图所示,抛物的方程是y=x 2,下半部处在一所示),一个小金属环从抛物线上y=b(b>a)处以速度v 沿抛物线下滑,假设抛物线足够长,金属环沿抛物线下滑后产生的焦耳热总量是A .mgbB .C .mg (b -a )D .mg (b -a )+8.如图所示,在两根平行长直导线M 、N 中,通以同方向,同强度的电流,导线框abcd 和两导线在同一平面内,线框沿着与两导线垂直的方向,自右向左在两导线问匀速移动,在移动过程中,线框中感应电流的方向A .沿abcda 不变B .沿dcbad 不变C .由abcda 变成dcbadD .由dcbad 变成abcda9、 如图所示,一根长导线弯曲成“п”,通以直流电I ,正中间用绝缘线悬挂一金属环C ,环与导线处于同一竖直平面内。
第十六章--电磁感应-电磁波自测题————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:第十六章 电磁感应 电磁波自测题一、选择题1. 如图所示,导线AB 在均匀磁场中作下列四种运动,(1)垂直于磁场作平动;(2)绕固定端A 作垂直于磁场转动;(3)绕其中心点O 作垂直于磁场转动;(4)绕通过中心点O 的水平轴作平行于磁场的转动。
关于导线AB 的感应电动势哪个结论是错误的? ( ) (A)(1)有感应电动势,A 端为高电势; (B)(2)有感应电动势,B 端为高电势; (C)(3)无感应电动势; (D)(4)无感应电动势。
2. 把轻的长方形线圈用细线挂在载流直导线AB 的附近,两者在同一平面内,直导线AB 固定,线圈可以活动,当长方形线圈通以如图所示的电流时,线圈将( )(A) 不动 (B) 靠近导线AB(C) 离开导线AB (D) 发生转动,同时靠近导线AB3. 下列不能激发电场的是( ) A :静止的电荷 B :运动的电荷 C :匀强磁场 D :变化的磁场4. 若尺寸完全相同的铁环与铜环所包围的面积中穿过相同变化率的磁通量,忽略自感,则在两环中( )(A) 感应电动势相同,感应电流也相同. (B) 感应电动势相同,感应电流不同. (C) 感应电动势不同,感应电流相同. (D) 感应电动势不同,感应电流也不同.5. 一导体圆线圈在均匀磁场中运动,下列哪种情况可以产生感应电流?( ) (A) 线圈沿磁场方向平移.(B) 线圈沿垂直于磁场方向平移.(C) 线圈以自身的直径为轴转动,转轴与磁场方向垂直. (D) 线圈以自身的直径为轴转动,转轴与磁场方向平行.6. 如图虚线上方空间有匀强磁场,扇形导线框绕垂直于框面的轴O 以角速度ω匀速转动,线框中感应电流方向以逆时针为正,那么,能正确表明线框转动一周感应电流变化情况的是下列图中的哪一个( )A A A AB B B B O O (1) (2)A B7. 如图所示,把线圈从匀强磁场中匀速拉出来,第一次以速率v 拉出,第二次以2v 的速率拉出.如果其它条件都相同。
则前后两次外力大小之比为( )(A) 2:1 (B) 1:2 (C) 1:1 (D) 以上结论都不正确8. 如右图,导体棒AB 在均匀磁场B中,沿图示方向切割磁力线,则下列说法正确的是( ) (A) A 点比B 点电势高. (B) A 点与B 点等电势.(C) A 点比B 点电势低. (D) 有稳恒电流从A 点流到B 点.9. 用线圈和自感系数L 来表示载流线圈磁场能量的公式221LI W m =, ( ) (A) 只适用于无限长密绕螺线管; (B) 只适用于单匝圆线圈;(C) 只适用于一个匝数很多, 且密绕的螺绕环; (D) 适用于自感系数L 一定的任意线圈10. 将形状完全相同的铜环和木环静止放置,并使通过两环面的磁通量随时间的变化率相等,则不计自感时,( )(A) 铜环中有感应电动势,木环无感应电动势 (B) 铜环中感应电动势大,木环中感应电动势小 (C) 铜环中感应电动势小,木环中感应电动势大 (D) 两环中感应电动势相等11. 在圆柱形空间内有一磁感强度为B 的均匀磁场,如图所示。
B的大小以速率d B /d t 变化.在磁场中有A 、B 两点,其间可放直导线AB 和弯曲的导线AB ,则( ) (A) 电动势只在 导线中产生(B) 电动势只在 导线中产生 (C) 电动势在 和 中都产生,且两者大小相等(D) 导线中的电动势小于 导线中的电动势12. 如图所示,空气中有一无限长金属薄壁圆筒,在表面上沿圆周方向均匀地流着一层随时间变化的面电流i (t),则( ) (A) 圆筒内均匀地分布着变化磁场和变化电场(B) 任意时刻通过圆筒内假想的任一球面的磁通量和电通量均为零(C) 沿圆筒外任意闭合环路上磁感强度的环流不为零 (D) 沿圆筒内任意闭合环路上电场强度的环流为零O A B ⊗Bi (t )AB ABAB ABAB AB13. 下列哪种情况的位移电流为零?( ) (A) 电场不随时间而变化 (B) 电场随时间而变化(C) 交流电路 (D) 在接通直流电路的瞬时14. 在一电感线圈中通过的电流I 随时间t 的变化规律如图(a)所示,若以I 的正方向作为ε的正方向,则代表线圈内感应电动势ε随时间t 变化规律的曲线应为(A) (B) (C) (D)图的哪一个? ( )15. 如图所示,一段总长度为S 的弯曲导线ab ,以速度v 在垂直于B 的均匀磁场中运动,已知ab =L ,ab 与v 的夹角为θ,则弯曲导线ab 上的感应电动势ε的大小等于( )(A) BLv cos θ (B) BLv sin θ (C) BLv (D) BSv16. AB 直导体以图示的速度运动,则导体中非静电性场强大小和方向为( ) (A) vB ,沿导线由A →B (B) vB sin α,沿导线由A →B(C) vB ,纸面内垂直v向上(D) vB sin α,纸面内垂直v向下17. 等边直角三角形导线ABC ,绕AB 轴以角速度ω匀速转动,外磁场均匀,磁感应强度大小为B 0、方向平行AB ,如图示,则转动过程中( ) (A) ABC 中无感应电流 。
(B) ABC 中有感应电流 。
(C) AC 导线段和BC 导线段均无动生电动势 (D) 无法判断18. 如图所示,abc 为一金属导体,长ab=bc=l ,置于均匀磁场B 中。
当导体以速度v向右运动时,ac 上产生的感应电动势为( ) (A)Blv (B)Blv 23(C)Blv 21 (D)Blv Blv 23B60a bcv19. 一块铜板放在磁感应强度增大的磁场中时,铜板中出现感应电流,则感应电流将 ( )(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20. 图示圆形区域内有均匀分布的磁场,当磁感应强度值变化时,有( ) (A) 磁感应强度值增加时,涡旋电场从上往下看是逆时针绕向 (B) 磁感应强度值减少时,涡旋电场从上往下看是逆时针绕向 (C) 磁感应强度值减少时,涡旋电场从上往下看是顺时针绕向 (D) 无法判断二、填空题*1. 如右图,一个由导线做成的回路abcda ,其中长度为l 的导线ab可在磁感应强度为B 的匀强磁场中以速度v向右作匀速直线运动,假定ab ,v和B 互相垂直,则感应电动势的方向为 (填“从a 到b ”或“从b 到a ” )。
*2. 两平行放置、电流方向相同的载流直导线相互 (填“排斥”、“吸引”或“无作用” )。
*3. 英国物理学家 建立的电磁场理论,将电学、磁学、光学统一起来,是19世纪物理学发展的最光辉的成果,是科学史上最伟大的综合之一。
*4. 引起动生电动势的非静电力是 力。
*5. 感生电动势是由 产生的。
*6. 一无铁芯的长直螺线管,在保持其半径和总匝数不变的情况下,把螺线管拉长一些,则它的自感系数将 。
7*. 无铁芯的长直螺线管的自感系数表达式为V n L 20μ=,其中n 为单位长度上的匝数,V 为螺线管的体积。
若在管内装上铁芯,则L 与电流 (填“有关”、“无关”)。
**8. 一矩形线圈放在均匀磁场中,磁场方向垂直纸面向里,如图所示。
已知电阻R =200Ω(除R 以外的导线回路的电阻均可忽略),通过线圈的磁通量与时间的关系为3210)543(-⨯++=Φt t Wb ,则线圈中感应电动势大小与时间的关系为=i ε mV 。
**9. 二线圈自感系数分别为L 1和L 2、互感系数为M 。
若L 1线圈中通电流I 1,则通过L 2线圈中的磁通量2m Φ= 。
**10. 二线圈自感系数分别为L 1和L 2、互感系数为M 。
若L 1线圈中通电流I 1,则通过L 1线圈中的磁通量1m Φ= 。
**11. 无限长直导线同平面放置正方形导线圈ABCD ,如图所示。
正方形边长为a ,AB 和长直导线相距为b ,则二回路的互感系数vd ca bBA BC D b a为 。
***12. 一半径r=10cm 的圆形闭合导线回路置于均匀磁场B (B=0.80T )中,B 与回路平面正交。
若圆形回路的半径从t=0开始以恒定的速率dr /dt=-80cm/s 收缩,则在这t=0时刻,闭合回路中的感应电动势大小为 V 。
***13. 一限定在半径为R 的圆柱体内均匀磁场,其大小以恒定的变化率变化,位于圆柱体内离轴线R /2处的质量为m 、带电量为Q 的带电粒子的加速度大小是a ,则该磁场随时间的变化率=dt dB 。
***14. 无限长直通电螺线管的半径为R ,设其内部的磁场以dB /dt 的变化率增加,则在螺线管内部离开轴线距离为r (r <R )处的涡旋电场的大小为E = 。
***15. 平行板电容器的电容C 为20.0μF ,两板上的电压变化率为dU /dt =1.50×105V/s ,则电容器两平行板间的位移电流为 。
三、计算题*1. 如图所示,磁感应强度B垂直于线圈平面向里,通过线圈的磁通量按下式关系随时变化1762++Φt t =,式中Φ的单位为毫韦伯、时间的单位为s ,问:(1)当s t 0.2=时,回路中的感应电动势的大小是多少? (2)通过R 的电流方向为何?*2. 面积为S 的线圈有N 匝,放在均匀磁场B 中,可绕OO’轴转动,若线圈转动的角速度为ω,求线圈中的感应电动势。
*3. 直导线ab 以速率v 沿平行于直导线的方向运动,ab 与直导线共面,且与它垂直,如图所示,设直导线中的电流强度为I ,导线ab 长为L ,a 端到直导线的距离为d ,求导线ab 中的动生电动势,并判断哪端电势较高。
a bdI*4. 一根长度为L 的铜棒,在磁感应强度为B的均匀的磁场中,以角速度ω在与磁场方向垂直的平面上绕棒的一端O 作匀速运动,试求铜棒两端之间产生的感应电动势的大小及方向。
*5. 如图所示,长直导线 AB 中的电流I 沿导线向上,并以d I/d t=2A/s 的变化率均匀增大,导线附近放一个与之同面的直角三角形线框,其一边与导线平行,位置及线框尺寸如图所示,求此线框中产生的感应电动势的大小和方向。
*6. 一长直导线中通以交变电流)2sin(0t I I π=,旁边有一长为a 、宽为b 的N 匝矩形线圈,线圈与导线共面,长度为a 的边与导线平行,相距为d ,如图。
求线圈中的感应电动势。
**7. 将等边三角形平面回路ACDA 放在磁感应强度为0B (其中0B为常矢量)的均匀磁场中,回路平面垂直于磁场方向,如图所示。
回路的CD 段为滑动导线,以匀速v远离A 端运动,且始终保持回路为等边三角形。