高中物理第四章电磁感应阶段测试同步训练试题1240.docx

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高中物理第四章电磁感应阶段测试同步训练试题1240

高中物理第四章电磁感应阶段测试同步训练试题2019.10

1,关于日光灯管内气体导电的说法中，正确的是

A.点燃日光灯时，激发气体导电的电压比220V低得多

B.点燃日光灯时，激发气体导电的电压比220V高得多

C.日光灯正常发光后，加在灯管两端的电压比220V低

D.日光灯正常发光后，加在灯管两端的电压比220V高

2,如图所示，L1、L2为两个相同的灯泡，L为电阻可忽略的带铁芯的线圈，下列说法正确的是

A.当开关S闭合时，L1与L2均立刻发光

B.当开关S闭合时，L2立刻亮，L1逐渐变亮

C.当开关S闭合后，待电路稳定时，L1与L2均不发光

D.当开关S断开时，L1和L2均不会立刻熄灭

3,如图所示电路中，I1和I2是完全相同的灯泡，线圈的自感系数L很大，电阻可以忽略，下列说法中正确的是

A.合上开关S，L2先亮，L1后亮，最后一样亮

B.合上开关S后，L1和L2始终一样亮

C.断开开关S时，L2立即熄灭，L1过一会儿才熄灭

D.断开开关S时，L1和L2都要过一会儿才熄灭

4,关于自感系数，下列说法正确的是

A.其他条件相同，线圈越长自感系数越大

B.其他条件相同，线圈匝数越多自感系数越大

C.其他条件相同，线圈越细自感系数越大

D.其他条件相同，有铁芯的比没有铁芯的自感系数大

5,在闭合线圈的上方有一条形磁铁自由下落，直到穿过线圈的过程中，下列说法正确的是

A.磁铁下落过程机械能守恒

B.磁铁的机械能增加

C.磁铁的机械能减少

D.线圈增加的热能是由磁铁减少的机械能转化而来的

6,关于日光灯上的起动器的有关说法中正确的是

A.灯管点燃发光后，起动器中两触片是分离的

B.日光灯正常发光后，取下起动器，日光灯立即熄灭

C.起动器中的电容器击穿后，日光灯管两端发红，中间不亮

D.起动器中的电容器击穿后，使电路中始终有电流，镇流器不能产生瞬时高压，因而灯管无法点燃.若将电容部分剪掉，则起动器仍可使日光灯正常工作

7,把一条形磁铁插入同一闭合线圈中，一次是迅速插入，另一次是缓慢插入，两次初、末位置均相同，则在两次插入过程中

A.磁通量变化量相同

B.磁通量变化率相同

C.通过线圈某一横截面上的电荷量相同

D.线圈中电流做功相同

8,如图所示水平放置的两平行金属板相距为d，金属板与两平行金属导轨相连，导轨间距为L，匀强磁场与导轨平面垂直，磁场的磁感应强度为B，由于导轨上有一导体棒曲在运动，导致平行板间有一质量为m，电荷量为-q的液滴处于静止状态.求导体ab的速度大小和方向.

9,如图所示，两根足够长的固定平行金属导轨位于同一水平面，两导轨间距为L，导轨上横放着导体棒ab和cd形成回路，ab和cd质量均为m，电阻均为R（其余电阻及摩擦均不计），磁场垂直轨道平面向上，磁感应强度为B，初始cd静止，ab以v0水平向右.求：

（1）在运动过程中产生的焦耳热；

（2）ab棒速度为

v0时，cd棒的加速度是多少?

10,如图所示，匀强磁场方向和平行导轨所在平面垂直，两金属棒a、b的电阻分别为R、2R，导轨电阻不计，固定a，使b以速度v1沿导轨匀速运动，感应电流大小为I1，两导轨间电势差为U0，若将b固定，使a以速度v2沿导轨运动，感应电流的大小为I2，两导轨间电势差仍为U0，

求：

I1：

I2和U1：

U2分别为多少?

11,如图所示，导体框架的平行导轨间距d=1m，框架平面与水平面夹角为α=30°，匀强磁场方向垂直框架平面向上，且B=0.2T，导体棒ab的质量m=0.2kg，R=0.1omega，水平跨在导轨上，且可无摩擦滑动（g取10m／s2），求：

（1）ab下滑的最大速度；

（2）以最大速度下滑时，ab棒上的电热功率.

12,如图所示，长为l，阻值r=0.3omega、质量m=0.1kg的金属棒CD垂直跨搁在位于水平面的两条平行光滑金属导轨上，导轨间距也是l，接触良好，导轨电阻不计，导轨左端接有R=0.5omega的电阻，量程为0～3.0A的电流表串接在一条导轨上，量程为0～1.0V的电压表跨接在R两端.垂直导轨平面的匀强磁场竖直向下.现以向右的恒定外力F使CD向右运动，当其以速度v=2m／s匀速滑动时，观察到电路中有一个电表正好满偏，另一个未满偏.问：

（1）此时满偏的是什么表?

为什么?

（2）拉动金属棒的外力F多大?

（3）此时撤去外力F，金属棒逐渐慢下来并最终停止运动.求从撤去外力到金属棒停止的过程中通过电阻的电荷量多大?

13,如图所示，abcd为一边长为L、具有质量的刚性导线框，位于水平面内，bc边中接有电阻R，导线的电阻不计.虚线表示一匀强磁场区域的边界，它与线框的ab边平行，磁场区域宽度为2L，磁感应强度为B，方向竖直向下，线框在一垂直于ab边的水平恒力作用下，沿光滑水平面运动，直到通过磁场区域.已知ab边刚进入磁场时，线框便变为匀速运动，此时通过电阻R的电流的大小为i.若取逆时针方向的电流为正，试在图所示的i-x坐标上定性画出：

从导线框刚进入磁场到完全离开磁场的过程中，流过电阻R的电流i随ab边的位置坐标x变化的曲线.

14,两个小车A和B置于光滑水平面的同一直线上，且相距一段距离，车A上固定有闭合的螺线管，车B上固定有一条形磁铁，且条形磁铁的轴线与螺线管在同一直线上，如图所示，车A的总质量m1=1.Okg，车B的总质量m2=2.0kg，若车A以口v0=6m／s的速度向原来静止的车B运动，求螺线管内因电磁感应产生的热量有多少焦耳?

（一切摩擦阻力均可忽略不计）

15,用水平力F将矩形线框abcd水平向右以速度v匀速拉出磁场，开始时，cd边和磁场边缘对齐，如图所示，设匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，试针对这一过程，用能量转化及守恒定律导出法拉第电磁感应定律.

16,如图所示，两水平放置的足够长的平行的金属导轨，其间距为L，电阻不计，轨道间存在方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场，静止在导轨上的两金属杆ab、cd的质量分别为m1、m2，电阻分别为R1、R2.现使ab杆以初速度v0沿导轨向右运动，求cd杆上能产生多少焦耳热?

17,如图所示电路中，电源电动势E=6V，内阻不计，L1、L2两灯均标有"6V，0.3A"，电阻R与电感线圈的直流电阻RL阻值相等，均为20omega.试分析：

S闭合和断开的瞬间，求L1、L2两灯的亮度变化.

18,如图所示，闭合的铁芯上有两组线圈，右侧的线圈两端连接一电阻R，左侧的线圈连着水平放置的两平行导轨M、N，导轨处于方向垂直向纸内的匀强磁场中.其上放一金属棒ab，当ab在外力F作用下由静止开始向左做加速运动的过程中，电阻R上是否有感应电流通过?

如有，R上的焦耳热是怎样转化来的?

19,如图所示，矩形线圈的匝数n=100匝，ab边的边长L1=0.4m，bc边的边长L2=0.2m，在磁感应强度B=0.1T的匀强磁场中绕OO'以角速度ω=100πrad／s匀速转动，从图示位置开始，转过180°的过程中，线圈中的平均电动势多大?

若线圈闭合，回路的总电阻R=40omega，则此过程中通过线圈导线某一截面的电荷量有多少?

20,如图所示，倾角θ=30°，宽度L=1m的足够长的U形平行光滑金属导轨，固定在磁感应强度B=1T，范围充分大的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直.用平行于导轨、功率恒为6W的牵引力F牵引一根质量m=O.2kg，电阻R=1omega放在导轨上的金属棒ab，由静止开始沿导轨向上移动（ab始终与导轨接触良好且垂直），当ab棒移动2.8m时获得稳定速度，在此过程中，金属棒产生的热量为5.8J（不计导轨电阻及一切摩擦，取g=10m／s2），求：

（1）ab棒的稳定速度；

（2）ab棒从静止开始达到稳定速度所需时间.

试题答案

1,BC

2,ACD

3,AD

4,ABD

5,CD

6,ACD

7,AC

8,解：

∵带电液滴静止，

∴mg=Eq=

∴v=

方向水平向右

9,解：

（1）据分析可知ab由于受安培力作用而做减速运动，cd由于受安培力作用而做加速运动，最终当ab和cd速度相等后，一起做匀速运动.由于ab和cd所受的安培力等值、反向，所以系统动量守恒，即m1v0=2mv共，得v共=

，所以产生的焦耳热为：

Q=

（2）由

（1）中分析可知系统动量守恒，设ab速度为

时，cd速度为v’，则mv0=m·

+mv'，解得v'=

此时Eab=BLv=BL·

，Ecd=BLv=BL·

∴I=

∴cd受的安培力Fcd=BIL=

据牛顿第二定律，a=

=

10,解：

若a固定，其等效电路如图A

U0=I1·R=BLv1·

=

BLv1

若B固定，其等效电路如图B

U0=I0·2R=BLv2·

=

BLv2

∴I1：

I2=2：

1;U1：

U2=2：

1

11,解：

（1）ab的受力情况如图所示，当F安=mgsinα时，ab匀速下滑.

所以mgsinα=BIL=BL·

，vm=

=2.5m／s

（2）P热=I2R=

=2.5（W）

12,解

（1）此时满偏的是伏特表，因为若电流表满偏，则据U=IR=3×0.5=1.5V，伏特表已超量程，所以不合题意.

（2）∵CD匀速运动

∴据能量守恒定律可知：

外力F的功率与电路中产生的焦耳热功率相等，即：

F·v=I2·R总

∴F=

=1.6（N）

（3）由

（2）中可知F=F安=BIL=1.6N.

∴BL=0.8N／A

对棒上撒去外力至停下的过程用动量定理：

Δmv=F安·t

即：

0.1×2=BLI·t=0.8Q

∴Q=0.25C

13,解：

线圈的整个运动情况如图中所示，可分为三个阶段Ⅰ→Ⅱ，Ⅱ→Ⅲ，Ⅲ→Ⅳ.

在Ⅰ→Ⅱ的过程中，由于线圈匀速进入磁场.据E=BLv和I=

可知线圈内的感应电流为一恒定的值i0。

，据右手定则判断得如的方向为逆时针，即为正.

在Ⅱ→Ⅲ的过程中，线圈中磁通量不变，所以线圈中无感应电流，此过程中，线圈做匀加速运动.

当线圈从Ⅲ位置再向右运动时，由于此时的速度值大于线圈进入磁场时的速度，因而线圈中产生的感应电流值i>i0并且是顺时针方向的，此时线圈受到的向左的安培力大于向右的恒力，故线圈做减速运动，因而电流也同步减小.当线圈离开磁场时，其速度必大于或等于进入磁场时的速度（因为若减小到原来的速度，线框又将受力平衡而做匀速运动），因此对应的感应电流必然有i≥i0.

综合上述三个过程的分析，可得线圈中的感应电流i随线圈的位移x的变化图线如上图所示.

14,解：

A车靠近B车，使得A线圈中的磁通量变化而产生感应电流.又由楞次定律推论可知，A、B两车受到大小相等、方向相反的磁力作用，其中A受到向左的磁力而做减速运动，B受到向右的磁力而做加速运动，直到两车速度相等时，感应电流为零，相互作用的磁力也为零，此后A、B将以共同速度匀速前进.由以上分析过程可知，A、B两车组成的系统动量守恒，即m1v0=（m1+m2）v，两车的共同速度v=

=2m／s.又系统机械能的损失完全转化为A线圈的内能，所以Q=

=12J.

15,解：

推导：

外力做功为W=F·Lab=

电流做功W'=

根据能量守恒定律，因为线框是匀速拉出的.

所以W'=W即

=

∴E=

=

即为法拉第电磁感应定律.

16,解：

将ab和cd作为系统，它们所受的安培力为内力，系统所受的合外力为零，总动量守恒.在刚开始的一段时间内，回路中存在俯视顺时针方向的感应电流，ab在安培力作用下向右做加速度值逐渐减小的减速运动，cd在安培力作用下向右做加速度值逐渐减小的加速运动，当它们的速度相等时，回路中的磁通量不再变化，不存在感应电流，它们以共同速度向右滑动.设共同速度为v共，由动量守恒定律得：

m1v0=（m1+m2）v共解得v共=

由能的转化和守恒定律可知，系统损失的机械能等于回路中产生的焦耳热：

Q=

因为ab杆和cd是串联接在回路中的，所以cd杆上产生的焦耳热为Qcd=

即Qcd=

17,解：

由题意可知A、B两灯的电阻均为20omega，.当S闭合瞬间，L支路相当于断路，电路的连接方式为：

R与A灯并联，再与B灯串联.此时干路总电流I=

=0.2A，故IA=0.1A，IB=0.2A.即S闭合瞬间，两灯同时亮，B灯较A灯更亮些.当S闭合稳定后，IA=IB=0.15A，两灯亮度相同.当S断开瞬间，电感线圈L产生与原电流方向相同的自感电动势，并使该支路电流大小、方向瞬时不变，与B灯组成闭合电路，所以S断开瞬间，IA=0，IB=0.15A，即A灯立即熄灭，而B灯逐渐熄灭.

18,解：

ab棒由静止开始向左加速运动的过程中，ab与左侧线圈组成的回路中磁通量增加，左侧的回路中产生了感应电流，由于ab向左加速运动，所以这一感应电流不断增大，在铁芯中产生的磁通量也不断地增大，铁芯中不断增大的磁通量通过右侧闭合的线圈，导致右侧线圈中产生感应电流，因此电阻R上有感应电流通过，外力F拉动导体棒ab做功要消耗的机械能，其中有一部分通过感应电流.

19,解：

（1）在转过180°的过程中，磁通量的变化量为△φ=2BS=2BL1L2，所用的时间Δt=

.

由法拉第电磁感应定律得这一过程中的平均电动势为：

E=n

=100×2×0.1×0.4×0.2×

=160V

（2）这一过程通过导体某一截面的电荷量为：

q=I·Δt=

·Δt=

=4×10-2C

20,解：

（1）ab棒达到稳定速度后，应具有受力平衡的特点，设此时棒ab所受安培力为FB.则F-mgsin30°+FB①

而FB=BIL=

.②

牵引力F=

③

将②③代人①后得

=mgsin30°+

代人数据后得v1=2m／s，v2=-3m／s（舍去）

（2）设从静止到稳定速度所需时间为t.棒ab从静止开始到具有稳定速度的过程中在做变加速直线

运动，据动能定理有：

Pt-mgsin30°·s-Q=

-0

代人数据得t=1.5s.