2007-2008學年山東省德州市夏津縣第一中學高二物理
電磁感應綜合練習
一.選擇題:
1.關(guān)于電磁感應,下列說法中正確的是( )。
A.穿過線圈的磁通量越大,感應電動勢越大;
B.穿過線圈的磁通量為零,感應電動勢一定為零;
C.穿過線圈的磁通量的變化越大,感應電動勢越大;
D.空過線圈的磁通量變化越快,感應電動勢越大。
2.如下圖所示電路中,自感系數(shù)較大的線圈L的直流電阻不計,下列操作中能使電容器C的A板帶正電的是( )
A.S閉合的瞬間 B. S斷開的瞬間
C.S閉合,電路穩(wěn)定后 D.S閉合,向左移動變阻器觸頭
3.如下圖所示,彈簧上端固定,下端懸掛一根磁鐵,磁鐵正下方不遠處的水平面上放一個質(zhì)量為m,電阻為R的閉合線圈.將磁鐵慢慢托起到彈簧恢復原長時放開,磁鐵開始上下振動,線圈始終靜止在水平面上,不計空氣阻力,則以下說法正確的是( )
A.磁鐵做簡諧運動
B.磁鐵最終能靜止
C.在磁鐵振動過程中線圈對水平面的壓力有時大于mg,有時小于mg
D.若線圈為超導線圈,磁鐵最終也能靜止
4.如下圖所示,兩條柔軟的導線與兩根金屬棒相連,組成閉合電路,且上端金屬棒固定,下端金屬棒自由懸垂.如果穿過回路的磁場逐漸增強,下面金屬棒可能的運動情況是
A.向左擺動 B.向右擺動 C.向上運動 D.不動
5.1931年英國物理學家狄拉克從理論上預言:存在只有一個磁極的粒子,即“磁單極子”,1982年,美國物理學家卡布萊設計了一個尋找磁單極子的實驗,他設想,如果一個只有N極的磁單極子從上向下穿過如圖12-7所示的超導線圈,那么,從上向下看,超導線圈上將出現(xiàn) ( )
A.先是逆時針方向的感應電動勢,后是順時針方向的感應電流
B.先是順時針方向的感應電動勢,后是逆時針方向的感應電流
C.順時針方向持續(xù)流動的感應電流
D.逆時針方向持續(xù)流動的感應電流
6.如圖,電路中除電阻R外,其余電阻均不計,足夠長的導電軌道水平放置且光滑,金屬棒MN水平放在導軌上,磁場方向如圖所示,當開關(guān)S閉合后,下列關(guān)于能量轉(zhuǎn)化的描述正確的是
A.電源輸出的能量等于MN所獲得的動能
B.導體MN從開始到運動穩(wěn)定,電源輸出的能量等于,電阻R所產(chǎn)生的熱量
C.導體MN運動穩(wěn)定后,電源不再輸出能量
D.導體MN運動穩(wěn)定后,電源輸出的能量等于導體MN的動能和電阻R產(chǎn)生的熱量之和
7.如圖所示的勻強磁場中放置有固定的金屬框架,導體棒DE在框架上沿圖示方向勻速直線運動,框架和棒所用金屬材料相同,截面積相等,如果接觸電阻忽略不計,那么在DE脫離框架前,保持一定數(shù)值的是( )。
A.電路中磁通量的變化率;B.電路中感應電動勢的大;
C.電路中感應電流的大;D.DE桿所受的磁場力的大小 。
8.如圖所示,金屬線ab通以i=Imsinωt的交流電時,在同一平面內(nèi)金屬框中的金屬線cd將 ( )
A.向右運動 B.向左運動 C.左右振動 D.不動
9.如圖所示,AOC是光滑的直角金屬導軌,AO沿豎直方向,OC沿水平方向,ab是一根金屬直棒,如圖立在導軌上,它從靜止開始在重力作用下運動,運動過程中b端始終在OC上,a端始終在AO上,直到ab完全落在OC上。整個裝置放在一勻強磁場中,磁場方向垂直紙面向里,則ab棒在運動過程中( )。
A.感應電流方向始終是b→a;
B.感應電流方向先是b→a ,后變?yōu)閍→b;
C.受磁場力方向與ab垂直,如圖中箭頭所示方向;
D.受磁場力方向與ab垂直,開始如圖中箭頭所示方向,后來變?yōu)榕c箭頭所示方向相反。
10、如圖所示,一條形磁鐵,從靜止開始,穿過采用雙線繞成的閉個線圈,條形磁鐵在穿過線圈過程中做
A.減速運動 B.勻速運動 C.自由落體運動 D.非勻變速運動
11.材料、粗細相同,長度不同的電阻絲做成ab、cd、ef三種形狀的導線,分別放在電阻可忽略的光滑金屬導軌上,并與導軌垂直,如圖,外力使導線水平向右做勻速運動,且每次外力所做功的功率相同,已知三根導線在導軌間的長度關(guān)系是Lab<Lcd<Lef,則 ( )。
A.a(chǎn)b運動速度最大 ;
B.ef運動速度最大 ;
C.因三根導線切割磁感線的有效長度相同,故它們產(chǎn)生的感應電動勢相同;
D.忽略導體內(nèi)能變化,三根導線每秒產(chǎn)生的熱量相同。
12.有一種高速磁懸浮列車的設計方案是在每節(jié)車箱底部安裝強磁鐵(磁場方向向下,并在兩條鐵軌之間沿途平放一系列線圈.下列說法中不正確的是
A.車運動時,通過線圈的磁通量會發(fā)生變化
B.車速度越快,通過線圈的磁通量變化越快
C.列車運動時,線圈中會產(chǎn)生感應電流
D.線圈中的感應電流的大小與列車速度無關(guān)
13.如圖中的虛線上方空間有垂直線框平面的勻強磁場,直角扇形導線框繞垂直于線框平面的軸O以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動.設線框中感應電流的方向以逆時針為正方向,那么在下圖中能正確描述線框從圖所示位置開始轉(zhuǎn)動一周的過程中,線框內(nèi)感應電流隨時間變化情況的是( )
14.如圖所示,相距為d的兩水平虛線Ll,L2之間是方向水平向 里的勻強磁場,磁感應強度為B,正方形線圈abcd邊長為L(L<d), 質(zhì)量為m,電阻為R.將線圈在磁場上方高h處靜止釋放,ab邊剛進 入磁場時速度為υ0,ab邊剛離開磁場時速度也為υ0,在線圈全部穿過磁場過程中
A.感應電流所做的功為mgd B.感應電流所做的功為2mgd
c.線圈的最小速度可能為 D.線圈的最小速度一定為
15.如圖所示,相鄰的兩個勻強磁場區(qū),寬度都是L,磁感應強度大小都是B,方向如圖所示.一個單匝正方形閉合導線框由均勻?qū)Ь制成,邊長也是L.導線框從左向右勻速穿過這兩個勻強磁場區(qū).規(guī)定以逆時針方向為感應電流的正方向,則線框從Ⅰ位置運動到Ⅱ位置過程中,感應電流I隨時間t變化的圖線應是以下各圖中的
16.如下圖所示,兩個完全相同的靈敏電流計按圖中所示的方式連接,開始時表針都在中間位置。當用手向左撥動一塊表的表針時,另一塊表的表針將
A.向左運動 B.向右運動 C.不動 D.無法判斷
17.如下圖所示,閉合金屬導線框放置在豎直向上的勻強磁場中,勻強磁場的磁感應強度的大小隨時間變化。下列說法正確的是( )
A.當磁感應強度增加時,線框中的感應電流可能減小
B.當磁感應強度增加時,線框中的感應電流一定增大
C.當磁感應強度減小時,線框中的感應電流一定增大
D.當磁感應強度減小時,線框中的感應電流可能不變
18.自感電動勢的大小
A.跟通過線圈的電流大小有關(guān)系 B.跟線圈中的磁通量變化的大小有關(guān)系
C.跟線圈中的電流變化大小有關(guān)系 D.跟線圈中的電流變化快
19.如下圖所示電路中,L是自感系數(shù)足夠大的線圈,它的電阻可忽略不計,D1和D2是兩個完全相同的小燈泡。將電鍵K閉合,待燈泡亮度穩(wěn)定后,再將電鍵K斷開,則下列說法中正確的是
A.K閉合瞬間,兩燈同時亮,以后D1熄滅,D2變亮;
B.K閉合瞬間,D1先亮,D2后亮,最后兩燈亮度一樣;
C.K斷開時,兩燈都亮一下再慢慢熄滅;
D.K斷開時,D2立即熄滅,D1亮一下再慢慢熄滅。
20.如圖所示,在電路兩端接上交變電流,保持電壓不變,使頻率增大,發(fā)現(xiàn)各燈的亮暗變化情況是:燈l變暗、燈2變亮、燈3不變,則M、N、L處所接元件可能是
A.M為電阻,N為電容器,L為電感器
B.M為電阻,N為電感器,L為電容器
C.M為電感器,N為電容器,L為電阻
D.M為電容器,N為電感器,L為電阻
21.如圖13-5所示,有一理想變壓器,原線圈接在電壓一
定的正弦交流電源上,副線圈電路中接入三個電阻R1、R2、
R3,各交流電表的內(nèi)阻對電路的影響不計,當開關(guān)S閉合
時,各電表的示數(shù)變化情況是
A.電流表A1示數(shù)變大 B.電流表A2示數(shù)變大
C.電壓表V1示數(shù)變小 D.電壓表V2示數(shù)變大
22.將硬導線中間一段折成不封閉的正方形,每邊長為L,它在磁感應強度為B、方向如下圖的勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)速為n,導線在a、b兩處通過電刷與外電路連接,外電路有額定功率為P的小燈泡并正常發(fā)光,電路中除燈泡外,其余部分的電阻不計,燈泡的電阻應為( )
A. (2πL2nB)2/P
B.2(πL2nB)2/P
C.(L2nB)2/2P
D.(L2nB)2/P
23.如圖所示,閉合的金屬環(huán)a套在一個通電螺線管的外邊,螺線管位于金屬環(huán)的軸線上。當螺線管中的電流強度減小時
A.a(chǎn)環(huán)有縮小趨勢
B.a(chǎn)環(huán)有擴張趨勢
C.a(chǎn)環(huán)有向左運動趨勢
D.a(chǎn)環(huán)有向右運動趨勢
24.如圖所示,矩形線圈與磁場方向垂直,且一般在勻強磁場內(nèi),另一半在磁場外,若要使線框中產(chǎn)生感應電流,下列方法中可行的是( )
A.以邊為軸轉(zhuǎn)動
B.以中心線OO΄為軸轉(zhuǎn)動
C.以邊為軸轉(zhuǎn)動(小于60º)
D.以邊為軸轉(zhuǎn)動(小于60º)
25.如圖所示,EF、GH為平行的光滑金屬導軌,勻強磁場垂直于導軌平面,C為電容器,為可在EF和GH上滑動的導體橫桿,正以速度υ勻速向右運動。若突然使電容器兩板錯開使其正對面積減小些,則( )
A.電容器上所帶電荷量增加
B.電容器上所帶電荷量不變
C.桿會逐漸停止運動
D.桿的速度會增大一些
26.如圖所示的電路中,理想變壓器的兩端共接有4只規(guī)格相同的燈泡,在開關(guān)S閉合的情況下,4只燈泡的亮度相同,若將開關(guān)S斷開,燈泡都不會損壞,則( )
A.燈泡L1比S閉合時暗一些
B.燈泡L1比S閉合時亮一些
C.燈泡L2、L3的亮度不變
D.燈泡L2、L3比S閉合時亮一些
27.如圖,豎直面內(nèi)的虛線上方是一勻強磁場B,從虛線下方豎直上拋一正方形線圈,線圈越過虛線進入磁場,最后又落回到原處,運動過程中線圈平面保持在豎直面內(nèi),不計空氣阻力,則( )
A.上升過程克服磁場力做的功大于下降過程克服磁場力做的功
B.上升過程克服磁場力做的功等于下降過程克服磁場力做的功
C.上升過程克服重力做功的平均功率大于下降過程中重力的平均功率
D.上升過程克服重力做功的平均功率等于下降過程中重力的平均功率
28.物理實驗中常用一種叫做“沖擊電流計”的儀器測定通過電路的電量.如圖所示,探測線圈與沖擊電流計串聯(lián)后可用來測定磁場的磁感應強度.已知線圈的匝數(shù)為n,面積為S,線圈與沖擊電流計組成的回路電阻為R.若將線圈放在被測勻強磁場中,開始線圈平面與磁場垂直,現(xiàn)把探測線圈翻轉(zhuǎn)1800,沖擊電流計測出通過線圈的電量為q,由上述數(shù)據(jù)可測出磁場的磁感應強度為
A. B. C. D.
29.在照明電路中,為了安全,一般在電度表后面電路上要接一個漏電保護器,如圖所示,當漏電保護器的ef兩端沒有電壓時,脫扣開關(guān)K能始終保持接通,當ef兩端有電壓時,脫扣開關(guān)立即斷開,下列說法中正確的是( )
A.當用戶的電流超過一定的值時,脫扣開關(guān)會自動斷開,即有過流保護作用
B.當火線和零線間的電壓太高時,脫扣開關(guān)會自動斷開,即有過壓保護作用
C.站在地面上的人觸及b線時(單線觸電),脫扣開關(guān)會自動斷開,即有觸電保護作用
D.當站在絕緣物上的帶電工作的人兩手分別觸到b線和d線時(雙線觸電),脫扣開關(guān)會自動斷開,即有觸電保護作用
二.填空題
30.如圖所示,導線框abcd與導線AB在同一平面內(nèi),直導線中通有恒定電流I,當線框由左向右勻速通過直導線過程中,線框中感應電流的方向是
31.如圖所示,一閉合線圈a懸吊在一個通電長螺線管的左側(cè),如果要使線圈中產(chǎn)生圖示方向的感應電流,滑動變阻器的滑片P應向_____滑動。要使線圈a保持不動,應給線圈施加一水平向____的外力。
32.如圖,兩根平行光滑長直金屬導軌,其電阻不計,導體棒ab和cd跨在導軌上,ab電阻大于cd電阻。當cd在外力F2作用下勻速向右滑動時,ab在外力F1作用下保持靜止,則ab兩端電壓Uab,和cd兩端電壓相比,Uab______Ucd,外力F1和F2相比,F(xiàn)1_____F2(填>、=或<)。
33.如圖所示,矩形線圈從勻強磁場中,第一次以速度v勻速拉出,第二次以速度2v勻速拉出,則第一、二次外力做功之比為____________,功率之比為__________.電量之比
三.計算題:
34.半徑為a的圓形區(qū)域內(nèi)有均勻磁場,磁感強度為B=0.2T,磁場方向垂直紙面向里,半徑為b的金屬圓環(huán)與磁場同心地放置,磁場與環(huán)面垂直,其中a=
(1)若棒以v0=
(2)撤去中間的金屬棒MN,將右面的半圓環(huán)OL2O′ 以OO′ 為軸向上翻轉(zhuǎn)90º,若此時磁場隨時間均勻變化,其變化率為ΔB/Δt=4T/s,求L1的功率。
35.如圖所示,為某一裝置的俯視圖,PQ、MN為豎直放置的很長的平行金屬薄板,兩板間有勻強磁場,它的磁感應強度大小為B,方向豎直向下,金屬棒AB擱置在兩板上緣,并與兩板垂直,現(xiàn)有質(zhì)量為m、帶電量大小為q,其重力不計的粒子,以初速度v0水平射入兩板間.問:
①金屬棒AB應朝什么方向、以多大的速度運動,可以使帶電粒子做勻速運動?
②若金屬棒運動停止,帶電粒子在磁場中繼續(xù)運動時,位移第一次到達mv0/qb時的時間間隔是多少?
36.如圖1所示,一對平行光滑軌道放置在水平面上,兩軌道間距l(xiāng)=
37.如圖所示,I、III為兩勻強磁場區(qū),I區(qū)域的磁場方向垂直紙面向里,III區(qū)域的磁場方向垂直紙面向外,磁感應強度均為B,兩區(qū)域中間為寬為s的無磁場區(qū)II。有一邊長為L(L>s),電阻為R的正方形金屬框abcd置于I區(qū)域,ab邊與磁場邊界平行,F(xiàn)拉著金屬框以速度v向右勻速移動。
(1)分別求出當ab邊剛進入中央無磁場區(qū)II和剛進入磁場區(qū)III時,通過ab邊的電流的大小和方向;
(2)把金屬框從區(qū)域I完全拉入?yún)^(qū)域III過程中拉力所做的功。
38.如圖所示,足夠長的光滑金屬框豎直放置,框?qū)抣=
39.兩根金屬導軌平行放置在傾角為θ=300的斜面上,導軌左端接有電阻R=10Ω,導軌自身電阻忽略不計。勻強磁場垂直于斜面向上,磁感強度B=0.5T。質(zhì)量為m=
40.水平放置的金屬框架abcd,寬度為
41.如圖a,矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動,匝數(shù)n,面積S,磁感應強度B,角速度ω都已知。(1)試根據(jù)圖b推導出從中性面開始計時電動勢瞬時值的表達式;(2)若線圈的面積1×
(1)K合上后以圖示位置為計時零點,寫出電流的表達式。
(2)求線圈從中性面開始轉(zhuǎn)過120°角的過程中,通過線圈導線截面的電量。
(3)K合上后電阻R上消耗的功率是多少?
42.(選做題)如下圖,導體棒ab質(zhì)量
(1)cd棒獲得的速度大小;
(2)此瞬間通過ab棒的電荷量;
(3)此過程回路產(chǎn)生的焦耳熱.
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