电磁感应习题2014.1
第四章 电磁感应测试
第Ⅰ卷(选择题,共50分)
一、选择题:(每小题至少有一个选项是正确的,请把正确的答案填入答题卡中,每小题5
分,共50分,漏选得2分,错选和不选得零分)
1.下面说法正确的是
A.自感电动势总是阻碍电路中原来电流增加 B.自感电动势总是阻碍电路中原来电流变化 C.电路中的电流越大,自感电动势越大 D.电路中的电流变化量越大,自感电动势越大
2.如图9-1所示,M1N1与M2N2是位于同一水平面内的两条平行金属导轨,导轨间距为L磁感应强
度为B的匀强磁场与导轨所在平面垂直,ab与ef为两根金属杆,与导轨垂直且可在导轨上滑 动,金属杆ab上有一伏特表,除伏特表外,其他部分电阻可以不计,则下列说法正确的是 ( )
A.若ab固定ef以速度v滑动时,伏特表读数为BLv B.若ab固定ef以速度v滑动时,ef两点间电压为零 C.当两杆以相同的速度v同向滑动时,伏特表读数为零 D.当两杆以相同的速度v同向滑动时,伏特表读数为2BLv 3. 如图9-2所示,匀强磁场存在于虚线框内,矩形线圈
竖直下落。如果线圈受到的磁场力总小于其重力,则
它在1、2、3、4位置 时的加速度关系为 ( ) A.a1>a2>a3>a4 C.a1 = a3>a4>a2
B.a1 = a3 >a2>a4 D.a4 = a2>a3>a1
ad与bc间的距离也为l,t
=0时刻,bc边与磁场区域左边界重合.现令线圈以向右的恒定速度v沿垂直于磁场区
域边界的方向穿过磁场区域,
( )
取沿a→b→c→d→a方向的感应电流为正,则在线圈穿越磁场区域的过程中,感应电流I随时间
t的变化的图线是图中的( )
6.如图所示电路中,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闪一下再慢慢熄灭
7.如图所示,竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R,质量不能忽略
图9-1
的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦,棒与导轨的电阻均不计,整个装置放在匀强磁场中,磁场方向与导轨平面垂直,棒在竖直向上的恒力F作用下加速上升的一段时间内,力F做的功与安培力做的功的代数和等于( ) A.棒的机械能增加量 C.棒的重力势能增加量
B.棒的动能增加量 D.电阻R上放出的热量
4.如图9-3,通电螺线管两侧各悬挂一个小铜环,铜环平面与螺线
管截面平行,当电S接通一瞬间,两铜环的运动情况是( ) A.同时向两侧推开 B.同时向螺线管靠拢
C.一个被推开,一个被吸引,但因电源正负极未知,无法具体判断 D.同时被推开或同时向螺线管靠拢,但因电源正负极未知,无法具体判断 5.如图所示,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是位于纸面内的梯形线圈,
图
9-2
8.如图9-7所示,在一根软铁棒上绕有一个线圈,a、b是线圈的两端,a、b分别与平行导轨M、N相连,有匀强磁场与导轨面垂直,一根导体棒横放在两导轨上,要使a点的电势比b点的电势高,则导体棒在两根平行的导轨上应该 ( )
A.向左加速滑动 B.向左减速滑动
图9-3
C.向右加速滑动 D.向右减速滑动
图9-7
1
9.如图所示,闭合导线框的质量可以忽略不计,将它从图示位置匀速拉出匀强磁场.若第电量之比是 。
一次用0.3s时间拉出,外力所做的功为W1,通过导线截面的电量为q1;第二次用0.9s时三、计算题(本题共3小题,共34分,)
间拉出,外力所做的功为W2,通过导线截面的电量为q2,则( ) 15.(12分)如图9-11所示,在光滑绝缘的水平面上有一个用一根均匀导体围成的正方形A.W1<W2,q1<q2 B.W1<W2,q1=q2 线框abcd,其边长为L,总电阻为R,放在磁感应强度为B.方向竖直向下的匀强磁场的左边,图中虚线MN为磁场的左边界。线框C.W1>W2,q1=q2 D.W1>W2,q1>q2
在大小为F的恒力作用下向右运动,其中ab边保持与MN平行。10.如图所示,一闭合直角三角形线框以速度v匀速穿过匀当线框以速度v0进入磁场区域时,它恰好做匀速运动。在线框强磁场区域.从BC边进入磁场区开始计时,到A点离开磁进入磁场的过程中, (1)线框的ab边产生的感应电动势的大场区止的过程中,线框内感应电流的情况(以逆时针方向为小为E 为多少?(2)求线框a、b两点的电势差。(3)求线框图
9-11
电流的正方向)是如图所示中的
中产生的焦耳热。
16.(10分)面积S = 0.2m2、n = 100匝的圆形线圈,处在如图9-12所示的磁场内,磁感应
强度随时间t变化的规律是B = 0.02t,R = 3Ω,C = 30μF,线圈电阻r = 1Ω,求: (1)通过R的电流大小和方向
(2)电容器的电荷量。 第Ⅱ卷(非选择题,共80分)
二、填空题(共16分,请把答案填写在题中横线上)
17. (12分)如图9-13所示,两根足够长的直金属导轨11.AB两闭合线圈为同样导线绕成且均为10匝,半径为rA=2rB,内
MN、PQ平行放置。两导轨间距为L0,M、P 两点间
有如图13-71所示的有理想边界的匀强磁场,若磁场均匀地减小,接有阻值为R的电阻。一根质量为m的均匀直金属杆
图
9-12
则A、B环中感应电动势之比εA∶εB=____,产生的感应电流之
ab放在两导轨上,并与导轨垂直。整套装置处于磁感
比IA∶IB=____.
应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向下。导轨和金属杆的电阻可忽略。让ab13.水平面中的平行导轨P、Q相距L,它们的右端与电容为C的电容
杆沿导轨由静止开始下滑,导轨和金属杆接触良好,不计它们之间的摩擦。
器的两块极板分别相连如图9-9所示,直导线ab 放在P、Q上(1)由b向a方向看到的装置如图9-14,在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受与导轨垂直相交,磁感应强度为B的匀强磁场竖直向下穿过导力示意图;
轨面。若发现与导轨P相连的电容器极板上带负电荷,则ab(2)在加速下滑时,当ab杆的速度大小为v时,求此时ab杆中的电流及其加速度的大向 沿导轨滑动;如电容器的带电荷量为Q,则ab滑动小;
的速度v = .
图
9-9
(3)求在下滑过程中,ab杆可以达到的速度最大值。
14.把一线框从一匀强磁场中匀速拉出,如图所示。第一次拉出的
速率是 v ,第二次拉出速率是 2 v ,其它条件不变,则前后两次拉力大小之比是 ,拉力功率之比是
,线框产生的热量之比是 ,通过导线截面的
2
9-13 9-14
1.B 2.AC 3.B 4.A 5.B 6.AD 7.A 8.CD 9.C 10.A
12.5 m/s2 13.左
电磁感应参考答案
1.B 2.AC 3.B 4.A 5.B 6.AD 7.A 8.CD 9.C 10.A
12.5 m/s2 13.左
(2)UCURIR0.13V
0.3V,
v
QBLC
14.1:2 1:4 1:2 1:1
QCUC301060.3C9106C
17.(1)如图9-13重力mg,竖直下 支撑力N,垂直斜面向上 安培力F,沿斜面向上
(2)当ab杆速度为v时,感应电动势E
图9-13
BLv,此时电路中电流
EBLvI
RR
B2L2v
ab 杆受到安培力FBIL
R
v
QBLC
14.1:2 1:4 1:2 1:1
根据牛顿运动定律,有
B2L2v
mamgFmgsin
R
15.解析:(1)E = BLv0
(2)a、b两点的电势差相当于电源的外电压∴U
ab
EIrabBLv0
BLv0R3
BLv0 R44
B2L2v
again
mR
(3)解法一:由于线圈在恒力F作用下匀速进入磁场区,恒力F所做的功等于线圈中产生的焦耳热,所以线圈中产生的热量为Q = W = FL
mgRsinB2L2v
(3)当a=0时,即gain时 ,杆达到最大速度vm m
B2L2mR
E2
解法二:线圈进入磁场区域时产生的感应电动势为E = BLv0电路中的总电功率为P
R
线圈中产生的热量
L
QPtP
v0
B2L3v0
联解可得:Q
R
16.解:(1)由楞次定律知,Φ变大,线圈的感应电流方向为逆时针,所以通过R的电流方
向为
b→a,由
En
B
nS1000.20.02tt
V
0.4
V,
I
E0.4A
Rr31
0.1A,
3