2007-2008学年山东省德州市夏津县第一中学高二物理
电磁感应综合练习
一.选择题:
1.关于电磁感应,下列说法中正确的是( )。
A.穿过线圈的磁通量越大,感应电动势越大;
B.穿过线圈的磁通量为零,感应电动势一定为零;
C.穿过线圈的磁通量的变化越大,感应电动势越大;
D.空过线圈的磁通量变化越快,感应电动势越大。
2.如下图所示电路中,自感系数较大的线圈L的直流电阻不计,下列操作中能使电容器C的A板带正电的是( )
A.S闭合的瞬间 B. S断开的瞬间
C.S闭合,电路稳定后 D.S闭合,向左移动变阻器触头
3.如下图所示,弹簧上端固定,下端悬挂一根磁铁,磁铁正下方不远处的水平面上放一个质量为m,电阻为R的闭合线圈.将磁铁慢慢托起到弹簧恢复原长时放开,磁铁开始上下振动,线圈始终静止在水平面上,不计空气阻力,则以下说法正确的是( )
A.磁铁做简谐运动
B.磁铁最终能静止
C.在磁铁振动过程中线圈对水平面的压力有时大于mg,有时小于mg
D.若线圈为超导线圈,磁铁最终也能静止
4.如下图所示,两条柔软的导线与两根金属棒相连,组成闭合电路,且上端金属棒固定,下端金属棒自由悬垂.如果穿过回路的磁场逐渐增强,下面金属棒可能的运动情况是
A.向左摆动 B.向右摆动 C.向上运动 D.不动
5.1931年英国物理学家狄拉克从理论上预言:存在只有一个磁极的粒子,即“磁单极子”,1982年,美国物理学家卡布莱设计了一个寻找磁单极子的实验,他设想,如果一个只有N极的磁单极子从上向下穿过如图12-7所示的超导线圈,那么,从上向下看,超导线圈上将出现 ( )
A.先是逆时针方向的感应电动势,后是顺时针方向的感应电流
B.先是顺时针方向的感应电动势,后是逆时针方向的感应电流
C.顺时针方向持续流动的感应电流
D.逆时针方向持续流动的感应电流
6.如图,电路中除电阻R外,其余电阻均不计,足够长的导电轨道水平放置且光滑,金属棒MN水平放在导轨上,磁场方向如图所示,当开关S闭合后,下列关于能量转化的描述正确的是
A.电源输出的能量等于MN所获得的动能
B.导体MN从开始到运动稳定,电源输出的能量等于,电阻R所产生的热量
C.导体MN运动稳定后,电源不再输出能量
D.导体MN运动稳定后,电源输出的能量等于导体MN的动能和电阻R产生的热量之和
7.如图所示的匀强磁场中放置有固定的金属框架,导体棒DE在框架上沿图示方向匀速直线运动,框架和棒所用金属材料相同,截面积相等,如果接触电阻忽略不计,那么在DE脱离框架前,保持一定数值的是( )。
A.电路中磁通量的变化率;B.电路中感应电动势的大小;
C.电路中感应电流的大小;D.DE杆所受的磁场力的大小 。
8.如图所示,金属线ab通以i=Imsinωt的交流电时,在同一平面内金属框中的金属线cd将 ( )
A.向右运动 B.向左运动 C.左右振动 D.不动
9.如图所示,AOC是光滑的直角金属导轨,AO沿竖直方向,OC沿水平方向,ab是一根金属直棒,如图立在导轨上,它从静止开始在重力作用下运动,运动过程中b端始终在OC上,a端始终在AO上,直到ab完全落在OC上。整个装置放在一匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里,则ab棒在运动过程中( )。
A.感应电流方向始终是b→a;
B.感应电流方向先是b→a ,后变为a→b;
C.受磁场力方向与ab垂直,如图中箭头所示方向;
D.受磁场力方向与ab垂直,开始如图中箭头所示方向,后来变为与箭头所示方向相反。
10、如图所示,一条形磁铁,从静止开始,穿过采用双线绕成的闭个线圈,条形磁铁在穿过线圈过程中做
A.减速运动 B.匀速运动 C.自由落体运动 D.非匀变速运动
11.材料、粗细相同,长度不同的电阻丝做成ab、cd、ef三种形状的导线,分别放在电阻可忽略的光滑金属导轨上,并与导轨垂直,如图,外力使导线水平向右做匀速运动,且每次外力所做功的功率相同,已知三根导线在导轨间的长度关系是Lab<Lcd<Lef,则 ( )。
A.ab运动速度最大 ;
B.ef运动速度最大 ;
C.因三根导线切割磁感线的有效长度相同,故它们产生的感应电动势相同;
D.忽略导体内能变化,三根导线每秒产生的热量相同。
12.有一种高速磁悬浮列车的设计方案是在每节车箱底部安装强磁铁(磁场方向向下,并在两条铁轨之间沿途平放一系列线圈.下列说法中不正确的是
A.车运动时,通过线圈的磁通量会发生变化
B.车速度越快,通过线圈的磁通量变化越快
C.列车运动时,线圈中会产生感应电流
D.线圈中的感应电流的大小与列车速度无关
13.如图中的虚线上方空间有垂直线框平面的匀强磁场,直角扇形导线框绕垂直于线框平面的轴O以角速度ω匀速转动.设线框中感应电流的方向以逆时针为正方向,那么在下图中能正确描述线框从图所示位置开始转动一周的过程中,线框内感应电流随时间变化情况的是( )
14.如图所示,相距为d的两水平虚线Ll,L2之间是方向水平向 里的匀强磁场,磁感应强度为B,正方形线圈abcd边长为L(L<d), 质量为m,电阻为R.将线圈在磁场上方高h处静止释放,ab边刚进 入磁场时速度为υ0,ab边刚离开磁场时速度也为υ0,在线圈全部穿过磁场过程中
A.感应电流所做的功为mgd B.感应电流所做的功为2mgd
c.线圈的最小速度可能为 D.线圈的最小速度一定为
15.如图所示,相邻的两个匀强磁场区,宽度都是L,磁感应强度大小都是B,方向如图所示.一个单匝正方形闭合导线框由均匀导线制成,边长也是L.导线框从左向右匀速穿过这两个匀强磁场区.规定以逆时针方向为感应电流的正方向,则线框从Ⅰ位置运动到Ⅱ位置过程中,感应电流I随时间t变化的图线应是以下各图中的
16.如下图所示,两个完全相同的灵敏电流计按图中所示的方式连接,开始时表针都在中间位置。当用手向左拨动一块表的表针时,另一块表的表针将
A.向左运动 B.向右运动 C.不动 D.无法判断
17.如下图所示,闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度的大小随时间变化。下列说法正确的是( )
A.当磁感应强度增加时,线框中的感应电流可能减小
B.当磁感应强度增加时,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
18.自感电动势的大小
A.跟通过线圈的电流大小有关系 B.跟线圈中的磁通量变化的大小有关系
C.跟线圈中的电流变化大小有关系 D.跟线圈中的电流变化快
19.如下图所示电路中,L是自感系数足够大的线圈,它的电阻可忽略不计,D1和D2是两个完全相同的小灯泡。将电键K闭合,待灯泡亮度稳定后,再将电键K断开,则下列说法中正确的是
A.K闭合瞬间,两灯同时亮,以后D1熄灭,D2变亮;
B.K闭合瞬间,D1先亮,D2后亮,最后两灯亮度一样;
C.K断开时,两灯都亮一下再慢慢熄灭;
D.K断开时,D2立即熄灭,D1亮一下再慢慢熄灭。
20.如图所示,在电路两端接上交变电流,保持电压不变,使频率增大,发现各灯的亮暗变化情况是:灯l变暗、灯2变亮、灯3不变,则M、N、L处所接元件可能是
A.M为电阻,N为电容器,L为电感器
B.M为电阻,N为电感器,L为电容器
C.M为电感器,N为电容器,L为电阻
D.M为电容器,N为电感器,L为电阻
21.如图13-5所示,有一理想变压器,原线圈接在电压一
定的正弦交流电源上,副线圈电路中接入三个电阻R1、R2、
R3,各交流电表的内阻对电路的影响不计,当开关S闭合
时,各电表的示数变化情况是
A.电流表A1示数变大 B.电流表A2示数变大
C.电压表V1示数变小 D.电压表V2示数变大
22.将硬导线中间一段折成不封闭的正方形,每边长为L,它在磁感应强度为B、方向如下图的匀强磁场中匀速转动,转速为n,导线在a、b两处通过电刷与外电路连接,外电路有额定功率为P的小灯泡并正常发光,电路中除灯泡外,其余部分的电阻不计,灯泡的电阻应为( )
A. (2πL2nB)2/P
B.2(πL2nB)2/P
C.(L2nB)2/2P
D.(L2nB)2/P
23.如图所示,闭合的金属环a套在一个通电螺线管的外边,螺线管位于金属环的轴线上。当螺线管中的电流强度减小时
A.a环有缩小趋势
B.a环有扩张趋势
C.a环有向左运动趋势
D.a环有向右运动趋势
24.如图所示,矩形线圈与磁场方向垂直,且一般在匀强磁场内,另一半在磁场外,若要使线框中产生感应电流,下列方法中可行的是( )
A.以边为轴转动
B.以中心线OO΄为轴转动
C.以边为轴转动(小于60º)
D.以边为轴转动(小于60º)
25.如图所示,EF、GH为平行的光滑金属导轨,匀强磁场垂直于导轨平面,C为电容器,为可在EF和GH上滑动的导体横杆,正以速度υ匀速向右运动。若突然使电容器两板错开使其正对面积减小些,则( )
A.电容器上所带电荷量增加
B.电容器上所带电荷量不变
C.杆会逐渐停止运动
D.杆的速度会增大一些
26.如图所示的电路中,理想变压器的两端共接有4只规格相同的灯泡,在开关S闭合的情况下,4只灯泡的亮度相同,若将开关S断开,灯泡都不会损坏,则( )
A.灯泡L1比S闭合时暗一些
B.灯泡L1比S闭合时亮一些
C.灯泡L2、L3的亮度不变
D.灯泡L2、L3比S闭合时亮一些
27.如图,竖直面内的虚线上方是一匀强磁场B,从虚线下方竖直上抛一正方形线圈,线圈越过虚线进入磁场,最后又落回到原处,运动过程中线圈平面保持在竖直面内,不计空气阻力,则( )
A.上升过程克服磁场力做的功大于下降过程克服磁场力做的功
B.上升过程克服磁场力做的功等于下降过程克服磁场力做的功
C.上升过程克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力的平均功率
D.上升过程克服重力做功的平均功率等于下降过程中重力的平均功率
28.物理实验中常用一种叫做“冲击电流计”的仪器测定通过电路的电量.如图所示,探测线圈与冲击电流计串联后可用来测定磁场的磁感应强度.已知线圈的匝数为n,面积为S,线圈与冲击电流计组成的回路电阻为R.若将线圈放在被测匀强磁场中,开始线圈平面与磁场垂直,现把探测线圈翻转1800,冲击电流计测出通过线圈的电量为q,由上述数据可测出磁场的磁感应强度为
A. B. C. D.
29.在照明电路中,为了安全,一般在电度表后面电路上要接一个漏电保护器,如图所示,当漏电保护器的ef两端没有电压时,脱扣开关K能始终保持接通,当ef两端有电压时,脱扣开关立即断开,下列说法中正确的是( )
A.当用户的电流超过一定的值时,脱扣开关会自动断开,即有过流保护作用
B.当火线和零线间的电压太高时,脱扣开关会自动断开,即有过压保护作用
C.站在地面上的人触及b线时(单线触电),脱扣开关会自动断开,即有触电保护作用
D.当站在绝缘物上的带电工作的人两手分别触到b线和d线时(双线触电),脱扣开关会自动断开,即有触电保护作用
二.填空题
30.如图所示,导线框abcd与导线AB在同一平面内,直导线中通有恒定电流I,当线框由左向右匀速通过直导线过程中,线框中感应电流的方向是
31.如图所示,一闭合线圈a悬吊在一个通电长螺线管的左侧,如果要使线圈中产生图示方向的感应电流,滑动变阻器的滑片P应向_____滑动。要使线圈a保持不动,应给线圈施加一水平向____的外力。
32.如图,两根平行光滑长直金属导轨,其电阻不计,导体棒ab和cd跨在导轨上,ab电阻大于cd电阻。当cd在外力F2作用下匀速向右滑动时,ab在外力F1作用下保持静止,则ab两端电压Uab,和cd两端电压相比,Uab______Ucd,外力F1和F2相比,F1_____F2(填>、=或<)。
33.如图所示,矩形线圈从匀强磁场中,第一次以速度v匀速拉出,第二次以速度2v匀速拉出,则第一、二次外力做功之比为____________,功率之比为__________.电量之比
三.计算题:
34.半径为a的圆形区域内有均匀磁场,磁感强度为B=0.2T,磁场方向垂直纸面向里,半径为b的金属圆环与磁场同心地放置,磁场与环面垂直,其中a=
(1)若棒以v0=
(2)撤去中间的金属棒MN,将右面的半圆环OL2O′ 以OO′ 为轴向上翻转90º,若此时磁场随时间均匀变化,其变化率为ΔB/Δt=4T/s,求L1的功率。
35.如图所示,为某一装置的俯视图,PQ、MN为竖直放置的很长的平行金属薄板,两板间有匀强磁场,它的磁感应强度大小为B,方向竖直向下,金属棒AB搁置在两板上缘,并与两板垂直,现有质量为m、带电量大小为q,其重力不计的粒子,以初速度v0水平射入两板间.问:
①金属棒AB应朝什么方向、以多大的速度运动,可以使带电粒子做匀速运动?
②若金属棒运动停止,带电粒子在磁场中继续运动时,位移第一次到达mv0/qb时的时间间隔是多少?
36.如图1所示,一对平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道间距l=
37.如图所示,I、III为两匀强磁场区,I区域的磁场方向垂直纸面向里,III区域的磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度均为B,两区域中间为宽为s的无磁场区II。有一边长为L(L>s),电阻为R的正方形金属框abcd置于I区域,ab边与磁场边界平行。现拉着金属框以速度v向右匀速移动。
(1)分别求出当ab边刚进入中央无磁场区II和刚进入磁场区III时,通过ab边的电流的大小和方向;
(2)把金属框从区域I完全拉入区域III过程中拉力所做的功。
38.如图所示,足够长的光滑金属框竖直放置,框宽l=
39.两根金属导轨平行放置在倾角为θ=300的斜面上,导轨左端接有电阻R=10Ω,导轨自身电阻忽略不计。匀强磁场垂直于斜面向上,磁感强度B=0.5T。质量为m=
40.水平放置的金属框架abcd,宽度为
41.如图a,矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,匝数n,面积S,磁感应强度B,角速度ω都已知。(1)试根据图b推导出从中性面开始计时电动势瞬时值的表达式;(2)若线圈的面积1×
(1)K合上后以图示位置为计时零点,写出电流的表达式。
(2)求线圈从中性面开始转过120°角的过程中,通过线圈导线截面的电量。
(3)K合上后电阻R上消耗的功率是多少?
42.(选做题)如下图,导体棒ab质量
(1)cd棒获得的速度大小;
(2)此瞬间通过ab棒的电荷量;
(3)此过程回路产生的焦耳热.