交变电流专项练习汇总.docx
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交变电流专项练习汇总.docx
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交变电流专项练习汇总
1.如图甲所示,光滑导轨水平放置在竖直方向的匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度B随时间的变化规律如图乙所示(规定向下为正方向),导体棒ab垂直导轨放置,除电阻R的阻值外,其余电阻不计,导体棒ab在水平外力F的作用下始终处于静止状态.规定a→b的方向为电流的正方向,水平向右的方向为外力的正方向,则在0~2t0时间内,能正确反映流过导体棒ab的电流与时间或外力与时间关系的图线是(d )
2.如图甲所示,长直导线与闭合金属线框位于同一平面内,长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图乙所示,在0~时间内,直导线中电流方向向上,则在~T时间内,线框中感应电流的方向与所受安培力方向正确的是( c)
A.逆时针,向右 B.逆时针,向左
C.顺时针,向右D.顺时针,向左
3.由同种材料制成的粗细均匀的金属线框(如图)以恒定速度通过有理想边界的匀强磁场.开始时线框的ab边恰与磁场边界重合,则线框中a、b两点间电势差Uab随时间变化的图线是下图中的(a )
4.如图所示,一个边长为a、电阻为R的等边三角形线框,在外力作用下,以速度v匀速穿过宽均为a的两个匀强磁场.这两个磁场的磁感应强度大小均为B,方向相反.线框运动方向与底边平行且与磁场边缘垂直.取逆时针方向的电流为正.若从图示位置开始,作出线框中产生的感应电流i与沿运动方向的位移x之间的函数图象,则下面四个图中正确的是( b )
5.如图甲所示,在竖直向上的匀强磁场中,水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈,规定线圈中感应电流的正方向如图所示.当磁场的磁感应强度B随时间t做如图乙所示的变化时,下图中能正确表示线圈中感应电动势E变化的是( a )
6.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.ad与bc间的距离也为L,t=0时刻bc边与磁场区域边界重合.现令线圈以恒定的速度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方向为感应电流正方向,则在线圈穿越磁场区域的过程中,感应电流I随时间t变化的图线可能是( b )
7.将一段导线绕成图甲所示的闭合回路,并固定在水平面(纸面)内.回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ中.回路的圆形区域内有垂直纸面的磁场Ⅱ,以向里为磁场Ⅱ的正方向,其磁感应强度B随时间t变化的图象如图乙所示.用F表示ab边受到的安培力,以水平向右为F的正方向,能正确反映F随时间t变化的图象是( b )
8.如图所示,两条平行虚线之间存在匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,虚线间的距离为L,金属圆环的直径也是L.自圆环从左边界进入磁场开始计时,以垂直于磁场边界的恒定速度v穿过磁场区域.规定逆时针方向为感应电流i的正方向,则圆环中感应电流i随其移动距离x变化的i-x图象最接近( )
解析:
选A.
9.矩形导线框abcd放在匀强磁场中,在外力控制下静止不动,磁感线方向与线圈平面垂直,磁感应强度B随时间变化的图象如图所示.t=0时刻,磁感应强度的方向垂直纸面向里.在0~4s时间内,线框ab边所受安培力随时间变化的图象(力的方向规定以向左为正方向)可能是下图中的( )
解析:
选D
10.如图所示,边长为L的正方形线框,从图示位置开始沿光滑斜面向下滑动,中途穿越垂直纸面向里、有理想边界的匀强磁场区域.磁场的宽度大于L,以i表示导线框中的感应电流,从线框刚进入磁场开始计时,取逆时针方向为电流正方向,以下i-t关系图象可能正确的是( )
解析:
选B.
11.如图所示,两个宽度均为L的条形区域,存在着大小相等,方向相反且均垂直纸面的匀强磁场,以竖直虚线为分界线,其左侧有一个用金属丝制成的与纸面共面的直角三角形线框ABC,其底边BC长为2L,并处于水平.现使线框以速度v水平匀速穿过匀强磁场区,则此过程中,线框中的电流随时间变化的图象正确的是(设逆时针电流方向为正方向,取时间t0=作为计时单位)( )
解析:
选D.
如图所示,宽度为L=0.2m的足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上,导轨的一端连接阻值R=1Ω的电阻.导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小B=5T.一根质量m=100g的导体棒MN放在导轨上,并与导轨接触良好,导轨和导体棒的电阻均可忽略不计.现用一平行于导轨的拉力拉动导体棒沿导轨向右匀速运动,运动速度v=10m/s,在运动过程中保持导体棒与导轨垂直.求:
(1)在闭合回路中产生的感应电流的大小;10A.
(2)作用在导体棒上的拉力的大小;10N.
(3)当导体棒匀速运动30cm时撤去拉力,求运动30cm和撤去拉力至棒停下来的整个过程中电阻R上产生的总热量.8J
)如图所示,相距为L的光滑平行金属导轨ab、cd固定在水平桌面上,上面放有两根垂直于导轨的金属棒MN和PQ,金属棒质量均为m,电阻值均为R.其中MN被左边系于棒中点的细绳束缚住,PQ的中点与一绕过定滑轮的细绳相连,绳的另一端系一质量也为m的物块,绳处于拉直状态.整个装置放于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度的大小为B.若导轨的电阻、滑轮的质量及一切摩擦均忽略不计,当物块由静止释放后,求:
(重力加速度为g,金属导轨足够长)
(1)细绳对金属棒MN的最大拉力;
(2)金属棒PQ能达到的最大速度.
(1)mg
(2)
如图所示,一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内,导轨间距l=0.5m,左端接有阻值R=0.3Ω的电阻.一质量m=0.1kg,电阻r=0.1Ω的金属棒MN放置在导轨上,整个装置置于竖直向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度B=0.4T.棒在水平向右的外力作用下,由静止开始以a=2m/s2的加速度做匀加速运动,当棒的位移x=9m时撤去外力,棒继续运动一段距离后停下来,已知撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q1∶Q2=2∶1.导轨足够长且电阻不计,棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触.求:
(1)棒在匀加速运动过程中,通过电阻R的电荷量q;
(2)撤去外力后回路中产生的焦耳热Q2;
(3)外力做的功WF.
(1)4.5C
(2)1.8J (3)5.4J
如图所示,在一匀强磁场中有一U形导线框abcd,线框处于水平面内,磁场与线框平面垂直,R为一电阻,ef为垂直于ab的一根导体杆,它可在ab、cd上无摩擦地滑动.杆ef及线框中导线的电阻都可不计.开始时,给ef一个向右的初速度,则( )
A.ef将减速向右运动,但不是匀减速
B.ef将匀减速向右运动,最后停止
C.ef将匀速向右运动
D.ef将往返运动
解析:
选A.
)如图所示,阻值为R的金属棒从图示ab位置分别以v1、v2的速度沿光滑导轨(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∶2
C.通过任一截面的电荷量q1∶q2=1∶2
D.外力的功率P1∶P2=1∶2
选AB
如图甲所示,不计电阻的平行金属导轨竖直放置,导轨间距为L=1m,上端接有电阻R=3Ω,虚线OO′下方是垂直于导轨平面的匀强磁场,现将质量m=0.1kg、电阻r=1Ω的金属杆ab,从OO′上方某处垂直导轨由静止释放,杆下落过程中始终与导轨保持良好接触,杆下落过程中的v-t图象如图乙所示(取g=10m/s2).求:
(1)磁感应强度B的大小;
(2)杆在磁场中下落0.1s的过程中电阻R产生的热量.
(1)2T
(2)0.075J
如图所示,电阻可忽略的导线框abcd固定在竖直平面内,导线框ab边与dc边的宽度为l,在bc段接入阻值为R的电阻,ef是一电阻可忽略的水平放置的导体杆,杆的质量为m,杆的两端分别与ab和cd保持良好接触,且能沿导线框ab和dc无摩擦地滑动,磁感应强度为B的匀强磁场方向与框面垂直.现用一恒力F竖直向上拉导体杆ef,当导体杆ef上升高度为h时,导体杆ef恰好匀速上升.求:
(1)此时导体杆ef匀速上升的速度v的大小;
(2)导体杆ef上升h的整个过程中产生的焦耳热Q的大小.
(1)
(2)(F-mg)h-
如图甲所示,平行金属导轨竖直放置,导轨间距为L=1m,上端接有电阻R1=3Ω,下端接有电阻R2=6Ω,虚线OO′下方是垂直于导轨平面的匀强磁场.现将质量m=0.1kg、电阻不计的金属杆ab,从OO′上方某处垂直导轨由静止释放,杆下落0.2m过程中始终与导轨保持良好接触,加速度a与下落距离h的关系图象如图乙所示.求:
(1)磁感应强度B;
(2)杆下落0.2m过程中通过电阻R2的电荷量q.
如图所示,abcd是一个质量为m、边长为L的正方形金属线框.如从图示位置自由下落.在下落h后进入磁感应强度为B的磁场,恰好做匀速直线运动,该磁场的宽度也为L.在这个磁场的正下方h+L处还有一个未知磁场,金属线框abcd在穿过这个磁场时也恰好做匀速直线运动,那么下列说法正确的是( c )
A.未知磁场的磁感应强度是2B
B.未知磁场的磁感应强度是B
C.线框在穿过这两个磁场的过程中产生的电能为4mgL
D.线框在穿过这两个磁场的过程中产生的电能为2mgL
均匀导线制成的单匝正方形闭合线框abcd,每边长为L,总电阻为R,总质量为m,将其置于磁感应强度为B的水平匀强磁场上方h处,如图所示,线框由静止自由下落,线框平面保持在竖直平面内,且cd边始终与水平的磁场边界平行.当cd边刚进入磁场时:
(1)求线框中产生的感应电动势大小;
(2)求c、d两点间的电势差大小;
(3)若此时线框加速度恰好为零,求线框下落的高度h所应满足的条件.
(1)BL
(2)BL (3)h=
如图所示,匀强磁场存在于虚线框内,矩形线圈竖直下落.如果线圈中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 B.a1=a2=a3=a4
C.a1=a3>a2>a4D.a1=a3>a2=a4
解析:
选C.
如图所示,边长为L的正方形导线框质量为m,由距磁场H高处自由下落,其下边ab进入匀强磁场后,线圈开始做减速运动,直到其上边dc刚刚穿出磁场时,速度减为ab边刚进入磁场时的一半,磁场的宽度也为L,则线框穿越匀强磁场过程中产生的焦耳热为( )
A.2mgLB.2mgL+mgH
C.2mgL+mgHD.2mgL+mgH
选C
如图甲所示在光滑水平面上用恒力F拉质量m=1kg的单匝均匀正方形铜线框,在1位置以速度v0=3m/s进入匀强磁场时开始计时t=0,此时线框中感应电动势为1V,在t=3s时刻线框到达2位置,开始离开匀强磁场.此过程中v-t图象如图乙所示,那么( bc )
A.t=0时,线框右侧MN两端间的电压为0.25V
B.恒力F的大小为0.5N
C.线框完全离开磁场的瞬间位置3时速度为2m/s
D.线框完全离开磁场的瞬间位置3时速度为1m/s
.如图所示,用质量为m、电阻为R的均匀导线做成边长为l的单匝正方形线框MNPQ,线框每一边的电阻都相等.将线框置于光滑绝缘的水平面上.在线框的右侧存在竖直方向的有界匀强磁场,磁场边界间的距离为2l,磁感应强度为B.在垂直MN边的水平拉力作用下,线框以垂直磁场边界的速度v匀速穿过磁场.在运动过程中线框平面水平,且MN边与磁场的边界平行.求:
(1)线框MN边刚进入磁场时,线框中感应电流的大小;
(2)线框MN边刚进入磁场时,M、N两点间的电压;
(3)在线框从MN边刚进入磁场到PQ边刚穿出磁场的过程中,线框中产生的热量是多少?
(1)
(2)Blv (3)
如图
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