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电磁感应交流电复习题
选修3-2 第4章 电磁感应
第一节 电磁感应现象 楞次定律
一、单项选择题
1.如图所示,在匀强磁场中的矩形金属轨道上,有等长的两根金属棒ab和cd,它们以相同的速度匀速运动,则( )
A.断开电键K,ab中有感应电流
B.闭合电键K,ab中有感应电流
C.无论断开还是闭合电键K,ab中都有感应电流
D.无论断开还是闭合电键K,ab中都没有感应电流
2.如图所示的闭合铁芯上绕有一组线圈,与滑动变阻器、电池构成闭合电路,a、b、c为三个闭合金属圆环,假定线圈产生的磁场全部集中在铁芯内,则当滑动变阻器的滑片左、右滑动时,能产生感应电流的金属圆环是( )
A.a、b两个环 B.b、c两个环
C.a、c两个环D.a、b、c三个环
3.如图所示,同一平面内的三条平行导线串有两个电阻R和r,导体棒PQ与三条导线接触良好,匀强磁场的方向垂直纸面向里,导体棒的电阻可忽略.当导体棒向左滑动时,下列说法正确的是( )
A.流过R的电流为由d到c,流过r的电流为由b到a
B.流过R的电流为由c到d,流过r的电流为由b到a
C.流过R的电流为由d到c,流过r的电流为由a到b
D.流过R的电流为由c到d,流过r的电流为由a到b
4.1931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拉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,然后是顺时针方向的感应电流
B.先是顺时针方向,然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
5.如图所示,粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈.当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时,若线圈始终不动,则关于线圈受到的支持力FN及在水平方向运动趋势的正确判断是( )
A.FN先小于mg后大于mg,运动趋势向左
B.FN先大于mg后小于mg,运动趋势向左
C.FN先小于mg后大小mg,运动趋势向右
D.FN先大于mg后小于mg,运动趋势向右
6.如图,一磁铁用细线悬挂,一个很长的铜管固定在磁铁的正下方,开始时磁铁上端与铜管上端相平,烧断细线,磁铁落入铜管的过程中,下列说法正确的是( )
①磁铁下落的加速度先增大,后减小
②磁铁下落的加速度恒定
③磁铁下落的速度先增大后减小
④磁铁下落的加速度一直减小最后为零
⑤磁铁下落的速度逐渐增大,最后匀速运动
A.只有②正确B.只有①③正确
C.只有①⑤正确D.只有④⑤正确
二、不定项选择题
7.如图所示,AOC是光滑的金属轨道,AO沿竖直方向,OC沿水平方向,PQ是一根金属直杆如图立在导轨上,直杆从图示位置由静止开始在重力作用下运动,运动过程中Q端始终在OC上,空间存在着垂直纸面向外的匀强磁场,则在PQ杆滑动的过程中,下列判断正确的是( )
A.感应电流的方向始终是由P→Q
B.感应电流的方向先是由P→Q,后是由Q→P
C.PQ受磁场力的方向垂直杆向左
D.PQ受磁场力的方向先垂直于杆向左,后垂直于杆向右
8.如图所示,沿x轴、y轴有两根长直导线,互相绝缘.x轴上的导线中通有沿-x方向的电流,y轴上的导线中通有沿+y方向的电流,两虚线是坐标轴所夹角的角平分线.a、b、c、d是四个圆心在虚线上、与坐标原点等距的相同的圆形导线环.当两直导线中的电流从相同大小,以相同的快慢均匀减小时,各导线环中的感应电流情况是( )
A.a中有逆时针方向的电流
B.b中有顺时针方向的电流
C.c中有逆时针方向的电流
D.d中有顺时针方向的电流
9.如图所示为地磁场磁感线的示意图.在北半球地磁场的竖直分量向下.飞机在我国上空匀速巡航,机翼保持水平,飞行高度不变,由于地磁场的作用,金属机翼上有电势差.设飞行员左方机翼末端处的电势为U1,右方机翼末端处的电势为U2,则( )
A.若飞机从西往东飞,U1比U2高
B.若飞机从东往西飞,U2比U1高
C.若飞机从南往北飞,U1比U2高
D.若飞机从北往南飞,U2比U1高
10.如图所示,两块金属板水平放置,与左侧水平放置的线圈通过开关K用导线连接.压力传感器上表面绝缘,位于两金属板间,带正电的小球静置于压力传感器上,均匀变化的磁场沿线圈的轴向穿过线圈.K未接通时压力传感器的示数为1N,K闭合后压力传感器的示数变为2N.则磁场的变化情况可能是( )
A.向上均匀增大B.向上均匀减小
C.向下均匀减小D.向下均匀增大
11.如图所示,一半圆形铝框处在水平向外的非匀强磁场中,场中各点的磁感应强度为By=,y为该点到地面的距离,c为常数,B0为一定值.铝框平面与磁场垂直,直径ab水平,(空气阻力不计)铝框由静止释放下落的过程中( )
A.铝框回路磁通量不变,感应电动势为0
B.回路中感应电流沿顺时针方向,直径ab两点间电势差为0
C.铝框下落的加速度大小一定小于重力加速度g
D.直径ab受安培力向上,半圆弧ab受安培力向下,铝框下落加速度大小可能等于g
三、计算题
12.如图所示,固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中,金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动.t=0时,磁感应强度为B0,此时MN到达的位置使MDEN构成一个边长为l的正方形.为使MN棒中不产生感应电流,从t=0开始,磁感应强度B应怎样随时间t变化?
请推导出这种情况下B与t的关系式.
第二节 法拉第电磁感应定律 自感 涡流
一、单项选择题
1.穿过闭合回路的磁通量Φ随时间t变化的图象分别如图中的甲~丁所示.下列关于回路中产生的感应电动势的论述中正确的是( )
A.图甲中回路产生的感应电动势恒定不变
B.图乙中回路产生的感应电动势一直在变大
C.图丙中回路在0~t1时间内产生的感应电动势小于在t1~t2时间内产生的感应电动势
D.图丁中回路产生的感应电动势先变小后变大
2.电磁炉是利用电磁感应现象产生的涡流,使锅体发热从而加热食物.下列相关的说法中正确的是( )
A.锅体中涡流的强弱与磁场变化的频率有关
B.电磁炉中通入电压足够高的直流电也能正常工作
C.金属或环保绝缘材料制成的锅体都可以利用电磁炉来烹饪食物
D.电磁炉的上表面一般都用金属材料制成,以加快热传递、减少热损耗
3.如图中半径为r的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场B中,绕O轴以角速度ω沿逆时针方向匀速转动,则通过电阻R的电流的方向和大小是(金属圆盘的电阻不计)( )
A.由c到d,I=Br2ω/R
B.由d到c,I=Br2ω/R
C.由c到d,I=Br2ω/(2R)
D.由d到c,I=Br2ω/(2R)
4.图中电感线圈L的直流电阻为RL,小灯泡的电阻为R,小量程电流表G1、G2的内阻不计.当开关S闭合且稳定后,电流表G1、G2的指针均偏向右侧(电流表的零刻度在表盘的中央),则当开关S断开时,下列说法中正确的是( )
A.G1、G2的指针都立即回到零点
B.G1缓慢回到零点,G2立即左偏,然后缓慢回到零点
C.G1立即回到零点,G2缓慢回到零点
D.G2立即回到零点,G1缓慢回到零点
5.在如图所示的电路中,两个相同的小灯泡L1和L2分别串联一个带铁芯的电感线圈L和一个滑动变阻器R.闭合开关S后,调整R,使L1和L2发光的亮度一样,此时流过两个灯泡的电流均为I.然后,断开S.若t′时刻再闭合S,则在t′前后的一小段时间内,正确反映流过L1的电流i1、流过L2的电流i2随时间t变化的图象是( )
6.一矩形线框置于匀强磁场中,线框平面与磁场方向垂直.先保持线框的面积不变,将磁感应强度在1s时间内均匀地增大到原来的两倍.接着保持增大后的磁感应强度不变,在1s时间内,再将线框的面积均匀地减小到原来的一半.先后两个过程中,线框中感应电动势的比值为( )
A. B.1
C.2D.4
二、不定项选择题
7.在竖直向下的匀强磁场中,将一水平放置的金属棒PQ以初速度v0水平抛出,如图所示.棒在运动过程中始终保持水平,空气阻力不计,那么,下列说法中正确的是( )
A.PQ棒两端的电势一定满足φP<φQ
B.PQ棒中的感应电动势越来越大
C.PQ棒中的感应电动势越来越小
D.PQ棒中的感应电动势保持不变
8.某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下,大小为4.5×10-5T.一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸,河宽100m,该河段涨潮和落潮时有海水(视为导体)流过.设落潮时,海水自西向东流,流速为2m/s.下列说法正确的是( )
A.电压表记录的电压为5mV
B.电压表记录的电压为9mV
C.河南岸的电势较高
D.河北岸的电势较高
9.一个由电阻均匀的导线绕制成的闭合线圈放在匀强磁场中,如图所示,线圈平面与磁场方向成60°角,磁感应强度随时间均匀变化,用下列哪些方法可使感应电流增加一倍( )
A.把线圈匝数增加一倍
B.把线圈面积增加一倍
C.把线圈半径增加一倍
D.改变线圈与磁场方向的夹角
10.如图所示,水平面内两光滑的平行金属导轨,左端与电阻R相连接,匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在的空间内,质量一定的金属棒垂直于导轨并与导轨接触良好.今对金属棒施加一个水平向右的外力F,使金属棒从a位置开始向右做初速度为零的匀加速运动,依次通过位置b和c.若导轨与金属棒的电阻不计,ab与bc的距离相等,关于金属棒在运动过程中的有关说法正确的是( )
A.金属棒通过b、c两位置时,电阻R的电功率之比为1∶2
B.金属棒通过b、c两位置时,外力F的大小之比为1∶
C.从a到b和从b到c的两个过程中,电阻R上产生的热量之比为1∶1
D.从a到b和从b到c的两个过程中,通过金属棒横截面的电荷量之比为1∶1
三、计算题
11.如图所示,匀强磁场的磁感应强度B=0.1T,金属棒AD长0.4m,与框架宽度相同,电阻r=1/3Ω,框架电阻不计,电阻R1=2Ω,R2=1Ω.当金属棒以5m/s速度匀速向右运动时,求:
(1)流过金属棒的感应电流为多大?
(2)若图中电容器C为0.3μF,则电容器中储存多少电荷量?
12.如图甲所示,一个电阻值为R、匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路.线圈的半径为r1,在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场,磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图乙所示.图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0,导线的电阻不计.求0至t1时间内:
(1)通过电阻R1上的电流大小和方向;
(2)通过电阻R1上的电荷量q及电阻R1上产生的热量.
第三节 电磁感应规律的综合应用
一、单项选择题
1.如图所示,竖直平面内有一金属环,半径为a,总电阻为R(指拉直时两端的电阻),磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过环平面,与环的最高点A铰链连接的长度为2a、电阻为的导体棒AB由水平位置紧贴环面摆下,当摆到竖直位置时,B点的线速度为v,则这时AB两端的电压大小为( )
A. B.
C.D.Bav
2.如图所示,两根平行光滑导轨竖直放置,相距L=0.1m,处于垂直轨道平面的匀强磁场中,磁感应强度B=10T,质量m=0.1kg、电阻为R=2Ω的金属杆ab接在两导轨间,在开关S断开时让ab自由下落,ab下落过程中、始终保持与导轨垂直并与之接触良好,设导轨足够长且电阻不计,取g=10m/s2,当下落h=0.8m时,开关S闭合.若从开关S闭合时开始计时,则ab下滑的速度v随时间t变化的图象是图中的( )
3.竖直平面内有一形状为抛物线的光滑曲面轨
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