人教版选修32 电磁感应单元测试Word格式文档下载.docx
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B.金属棒运动到b处时通过电阻的电流方向由N指向Q
C.金属棒在a→b过程中与b→c过程中通过电阻的电荷量相等
D.金属棒在a处的速度va是其在b处速度vb的倍
4.如图电路中,A1、A2是两个指示灯,L是自感系数很大的线圈,电阻R阻值较小,开关S1断开、S2闭合.现闭合S1,一段时间后电路稳定.下列说法中正确的是( )
A.闭合S1,通过电阻R的电流先增大后减小
B.闭合S1,Al亮后逐渐变暗
C.闭合S1,A2逐渐变亮,然后亮度不变
D.断开电路时,为保护负载,应先断开S2,再断开S1
5.矩形导线框abcd固定在变化的磁场中,产生了如图所示的电流(电流方向abcda为正方向).若规定垂直纸面向里的方向为磁场正方向,能够产生如图所示电流的磁场为( )
A.B.C.D.
6.下列说法正确的是( )
A.法拉第通过精心设计的实验,发现了电磁感应现象,首先发现电与磁存在联系
B.法拉第首先提出了分子电流假说
C.我们周围的一切物体都在辐射电磁波
D.一束光照射到某种金属上不能发生光电效应,可能是因为这束光的频率太大
7.在水平放置的光滑导轨上,沿导轨固定一个条形磁铁,如图所示,现有铜、铝和有机玻璃制成的滑块甲、乙、丙,使它们从导轨上的A点以某一初速度向磁铁滑去,各滑块在未接触磁铁前的运动情况将是( )
A.都做减速运动B.都做匀速运动
C.甲做减速运动而丙做匀速运动D.乙、丙做匀速运动
8.如图中画出的是穿过一个闭合线圈的磁通量随时间的变化规律,以下哪些认识是正确的( )
A.0~0.3s内线圈中的电动势在均匀增加
B.第0.6s末线圈中的感应电动势是4V
C.第0.9s末线圈中的瞬时电动势比0.2s末的小
D.第0.2s末和0.4s末的瞬时电动势的方向相同
9.如图所示,光滑金属导轨AC、AD固定在水平面内,并处在方向竖直向下、大小为B的匀强磁场中.有一质量为m的导体棒以初速度v0从某位置开始在导轨上水平向右运动,最终恰好静止在A点.在运动过程中,导体棒与导轨始终构成等边三角形回路,且通过A点的总电荷量为Q.已知导体棒与导轨间的接触电阻阻值恒为R,其余电阻不计.则( )
A.该过程中导体棒做匀减速运动
B.该过程中接触电阻产生的热量为mv02
C.开始运动时,导体棒与导轨所构成回路的面积为S=
D.当导体棒的速度v0时,回路中感应电流大小为初始时的一半
10.某同学为了验证断电自感现象,自己找来带铁芯的线圈L、小灯泡A、开关S和电池组E,用导线将它们连接成如图所示的电路.检查电路后,闭合开关S,小灯泡发光;
再断开开关S,小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象.虽经多次重复,仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象,他冥思苦想找不出原因.你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是( )
A.电源的内阻较大B.小灯泡电阻偏大
C.线圈的自感系数较大D.线圈电阻偏大
二、多选题(本大题共4小题,共16.0分)
11.闭合矩形导线框abcd固定在匀强磁场中,磁场的方向与导线框所在平面垂直,规定垂直纸面向里为磁场的正方向,abcda方向为电流的正方向,水平向右为安培力的正反向,磁感应强度B随时间变化的规律如图所示,关于线框中的电流i、ad边所受的安培力F随时间t变化的图象,下列说法正确的是( )
A.B.
C.D.
12.如图所示,阻值为R的金属棒从图示位置ab分别以v1、v2的速度沿光滑水平导轨(电阻不计)匀速滑到a′b′位置,若v1:
v2=1:
2,则在这两次过程中( )
A.回路电流I1:
I2=1:
2
B.产生的热量Q1:
Q2=1:
4
C.通过任一截面的电荷量q1:
q2=1:
1
D.外力的功率P1:
P2=1:
13.两根足够长的光滑导轨竖直放置,间距为L,底端接阻值为R的电阻.将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端,金属棒和导轨接触良好,导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直,如图所示.除电阻R外其余电阻不计.现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放,则( )
A.释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度g
B.金属棒向下运动时,流过电阻R的电流方向为b→a
C.金属棒的速度为v时,所受的安培力大小为F=
D.金属棒下落过程中,电阻R上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少
14.图(a)所示,A、B为两个相同的环形线圈,共轴并靠近放置,A线圈中通有如图(b)所示的电流i,则下列说法中错误的是( )
A.t1时刻两线圈间的相互作用力为零
B.t2时刻两线圈间的相互作用力最大
C.在t1~t2时间内A、B两线圈相斥
D.在t2~t3时间内A、B两线圈相斥
三、计算题(本大题共3小题,共30.0分)
15.如图所示,光滑且足够长的平行导轨固定在水平面上,两导轨间距L=0.2m,两导轨之间的电阻R=0.4Ω,导轨上静止放置一质量m=0.1kg、电阻r=0.1Ω的金属杆,导轨电阻忽略不计,整个装置处在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度B=0.5T,用一外力F沿水平方向拉动杆,使之由静止开始做匀加速运动,若5s末理想电压表的读数为0.2V,求:
(1)5s末时电阻R上消耗的电功率;
(2)金属杆在5s末的运动速率;
(3)5s末时外力F的功率.
16.如图甲所示,光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上,两导轨间距L=0.2m,电阻R=0.4Ω,导轨上停放一质量为m=0.1kg,电阻为r=0.1Ω的金属杆ab,导轨的电阻不计,整个装置处于磁感应强度为B=0.5T的匀强磁场中,磁场的方向竖直向下.现用一外力F沿水平方向拉杆,使之由静止开始运动,若理想电压表示数U随时间t的变化关系如图乙所示.
求:
(1)运动速度随时间t的变化关系式;
(2)金属杆运动的加速度;
(3)第5秒末外力F的功率.
17.如图所示,两条平行导轨MN、PQ的间距为L,粗糙的水平轨道的左侧为半径为r的光滑圆轨道,其最低点与右侧水平直导轨相切,水平导轨的右端连接一阻值为R的定值电阻;
同时,在水平导轨左边宽度为d的区域内存在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场.现将一金属杆从圆轨道的最高点PM处由静止释放,金属杆滑到磁场右边界时恰好停止.已知金属杆的质量为m、接入电路部分的电阻为R,且与水平导轨间的动摩擦因数为μ,金属杆在运动过程中始终与导轨垂直并接触良好,导轨的电阻不计,重力加速度大小为g,求:
(1)金属杆刚到达水平轨道时对导轨的压力大小N;
(2)整个过程中通过金属杆横截面的电荷量q;
(3)整个过程中定值电阻R上产生的焦耳热Q.
答案和解析
【答案】
1.B2.B3.C4.D5.D6.C7.C
8.B9.C10.D11.AC12.AC13.ABC14.BC
15.解:
(1)由题意知t=5s时,电压表读数U=0.2V
则5s末时电阻R上消耗的电功率为
P==W=0.1W
(2)由得:
金属杆产生的感应电动势为E==V=0.25V
由E=BLv得
5
s末的速度
v==m/s=2.5m/s
(3)设杆的加速度为a,由v=at得:
a===0.5m/s2;
5s末杆所受的安培力F安=BIL==N=0.05N
根据牛顿第二定律得F-F安=ma,解得F=0.1N
5s末时外力F的功率P=Fv=0.25W.
答:
(1)5s末时电阻R上消耗的电功率是0.1W;
(2)金属杆在5s末的运动速率是2.5m/s;
(3)5s末时外力F的功率是0.25W.
16.解:
(1)、
(2)导体棒上产生的电动势:
E=BLv
电阻上的电流:
电压表上的电压:
U=IR
故:
电压U=2V,t=5s时,代人数据,得;
v=25m/s
金属杆的加速度:
金属杆运动速度随时间t的变化关系式:
v=0+at=5t
(3)金属杆上所受的安培力为:
F安=BIL==0.5N
设外力的大小为F.
根据牛顿第二定律得:
F-F安=ma
外力F的功率:
P=Fv=(F安+ma)v=(0.5+0.1×
5)×
25W=25W
(1)属杆运动速度随时间t的变化关系式:
v=5tm/s;
(2)金属杆的加速度5m2/s;
(3)第5秒末外力F的功率25W.
17.解:
(1)金属杆刚到达水平轨道的速度大小为v,金属杆在圆弧轨道上下滑的过程中,根据机械能守恒定律有:
mgr=
设此时导轨对金属杆的支持力大小为F,则有:
F-mg=
解得:
F=3mg,
根据牛顿第三定律可知:
N=3mg;
(2)设金属杆在水平直导轨上运动的时间为△t,则这段时间内金属杆中产生的平均感应电动势为:
E=
其中磁通量的变化为:
△Φ=BLd
这段时间内金属杆上通过的平均电流为:
I=
通过金属杆横截面的电荷量为:
q=I△t=;
(3)在金属杆运动的整个过程中,由能量守恒定律有:
mgr=Q总+mgd
根据焦耳定律可得:
Q=
Q=mg(r-d).
(1)金属杆刚到达水平轨道时对导轨的压力大小为3mg;
(2)整个过程中通过金属杆横截面的电荷量为;
(3)整个过程中定值电阻R上产生的焦耳热为mg(r-d).
【解析】
1.解:
A、由法拉第电磁感应定律可知,绳子的长度越大,则产生的电动势越大,所以观察到灵敏电流计指针摆动角度增大,故A错误.
B、当“绳”向下运动时,地磁场向北,根据右手定则判断可知,“绳”中电流从A流向B,A点相当于电源的负极,B点相当于电源正极,则A点电势比B点电势低.故B正确.
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