第四章电磁感应课时作业.docx
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第四章电磁感应课时作业
第四章电磁感应
第一、二节探究感应电流的产生条件
1.在物理学的发展过程中,许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步,在对以下几位物理学家所做科学贡献的叙述中,不正确的说法是( )
A.库仑发现了电流的磁效应
B.卡文迪许测出引力常数
C.法拉第发现了磁场产生电流的条件和规律
D.牛顿提出了万有引力定律奠定了天体力学的基础
2.关于磁通量,下列说法中正确的是( )
A.磁通量不仅有大小,而且有方向,所以是矢量
B.磁通量越大,磁感应强度越大
C.通过某一面的磁通量为零,该处磁感应强度不一定为零
D.磁通量就是磁感应强度
3.如图所示,用导线做成圆形或正方形回路,这些回路与一直导线构成几种位
置组合(彼此绝缘),下列组合中,切断直导线中的电流时,闭合回路中会有感应电流产
生的是( )
4.如图所示的情况中能产生感应电流的是( )
A.如图甲所示,导体AB顺着磁感线运动
B.如图乙所示,条形磁铁插入或拔出线圈时
C.如图丙所示,小螺线管A插入大螺线管B中不动,开关S一直接通时
D.如图丙所示,小螺线管A插入大螺线管B中不动,开关S一直接通,当改变滑动变阻器的阻值时
5.如图所示,线圈Ⅰ与电源、开关、滑动变阻器相连,线圈Ⅱ与电流计G相连,线圈Ⅰ与线圈Ⅱ绕在同一个铁芯上,在下列情况下,电流计G中无示数的是( )
A.开关闭合瞬间
B.开关闭合一段时间后
C.开关闭合一段时间后,来回移动变阻器滑动端
D.开关断开瞬间
6.如图所示,线圈平面与水平方向成θ角,磁感线竖直向下,设磁感应强度为B,线圈面积为S,则穿过线圈的磁通量Φ?
7.如图7所示,有一个100匝的线圈,其横截面是边长为L=0.20m的正方形,放在磁感应强度为B=0.50T的匀强磁场中,线圈平面与磁场垂直.若将这个线圈横截面的形状由正方形改变成圆形(横截面的周长不变),在这一过程中穿过线圈的磁通量改变了多少?
8.如图所示,一闭合金属环从上而下通过通电螺线管,b为螺线管的中点,金属环通
过a、b、c三处时,能产生感应电流吗?
第三节楞次定律
1.(双选)下列说法正确的是( )
A.感应电流的磁场方向总是与引起感应电流的磁场方向相反
B.感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向可能相同,也可能相反
C.楞次定律只能判定闭合回路中感应电流的方向
D.楞次定律可以判定不闭合的回路中感应电动势的方向
2.如图所示,一线圈用细杆悬于P点,开始时细杆处于水平位置,释放后让它在匀强磁场中运动,已知线圈平面始终与纸面垂直,当线圈第一次通过位置Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ时(位置Ⅱ正好是细杆竖直位置),线圈内的感应电流方向(顺着磁场方向看去)是( )
A.Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ位置均是顺时针方向
B.Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ位置均是逆时针方向
C.Ⅰ位置是顺时针方向,Ⅱ位置为零,Ⅲ位置是逆时针方向
D.Ⅰ位置是逆时针方向,Ⅱ位置为零,Ⅲ位置是顺时针方向
3.如图所示,当导体棒MN在外力作用下沿导轨向右运动时,流过R的电流方向是( )
A.由A→B
B.由B→A
C.无感应电流
D.无法确定
4.某磁场磁感线如图所示,有一铜线圈自图示A处落至B处,在下落过程中,自上向下看,线圈中的感应电流方向是( )
A.始终顺时针
B.始终逆时针
C.先顺时针再逆时针
D.先逆时针再顺时针
5.电阻R、电容C与一线圈连成闭合回路,条形磁铁静止于线圈的正上方,N极朝下,如图所示,现使磁铁开始自由下落,在N极接近线圈上端的过程中,流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是( )
A.从a到b,上极板带正电
B.从a到b,下极板带正电
C.从b到a,上极板带正电
D.从b到a,下极板带正电
6.如图所示,在匀强磁场中有一个用比较软的金属导线制成的闭合圆环。
在此圆环的形状由圆形变成正方形的过程中( )
A.环中有感应电流,方向a→d→c→b
B.环中有感应电流,方向a→b→c→d
C.环中无感应电流
D.条件不够,无法确定
7.如图所示,匀强磁场与圆形导体环平面垂直,导体ef与环接触良好,当ef向右匀速运动时( )
A.圆环中磁通量不变,环上无感应电流产生
B.整个环中有顺时针方向的电流
C.整个环中有逆时针方向的电流
D.环的右侧有逆时针方向的电流,环的左侧有顺时针方向的电流
8.如图所示,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。
当电键S接通瞬间,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,因电源正负极未知,无法具体判断
9.如图所示,在O点正下方有一个具有理想边界的磁场,铜环在A点由静止释放自由摆至最高点B。
不考虑空气阻力,则下列说法正确的是( )
A.A、B两点在同一水平线上
B.A点高于B点
C.A点低于B点
D.铜环将做等幅摆动
10.在图中,CDEF为闭合线圈,AB为电阻丝,当
滑动变阻器的滑动触头向下滑动时,线圈CDEF中的
感应电流在G处产生的磁感应强度的方向垂直纸面
向外,电源的哪一端是正极?
11.如图所示,金属框架与水平面成30°角,匀强磁场的磁感强度B=0.4T,方向
垂直框架平面向上,金属棒长l=0.5m,重量为0.1N,可以在框架上无摩擦地滑动,棒
与框架的总电阻为2Ω,运动时可认为不变,问:
(1)要棒以2m/s的速度沿斜面向上滑行,应在棒上加多大沿框架平
面方向的外力?
(2)当棒运动到某位置时,外力突然消失,棒将如何运动?
(3)棒匀速运动时的速度多大?
(4)达最大速度时,电路的电功率多大?
重力的功率多大?
第四节法拉第电磁感应定律
1.在匀强磁场中,a、b是两条平行金属导轨,而c、d为串有电流表、电压表的两金属棒,如图所示,两棒以相同的速度向右匀速运动,则以下结论正确的是( )
A.电压表有读数,电流表没有读数
B.电压表有读数,电流表也有读数
C.电压表无读数,电流表有读数
D.电压表无读数,电流表也无读数
2.如图所示的几种情况中,金属导体中产生的感应电动势为Blv的是( )
A.乙和丁B.甲、乙、丁C.甲、乙、丙、丁D.只有乙
3.穿过闭合回路的磁通量Φ随时间t变化的图象分别如图甲、乙、丙、丁所示,下列关于回路中产生的感应电动势的论述,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~t0时间内产生的感应电动势大于t0~2t0时间内产生感应电动势
D.图丁回路产生的感应电动势可能恒定不变
4.如图所示,两根相距为l的平行直导轨ab、cd,
b、d
间连有一固定电阻R,导轨电阻可忽略不计.MN为放在
ab和cd上的一导体杆,与ab垂直,其电阻也为R.整个
装置处于匀强磁场中,磁感应强度的大小为B,磁场方向
垂直于导轨所在平面(指向图中纸面内).现对MN施力使
它沿导轨方向以速度v做匀速运动.令U表示MN两端
的电压的大小,则( )
A.U=
Blv,流过固定电阻R的感应电流由b到d
B.U=
Blv,流过固定电阻R的感应电流由d到b
C.U=Blv,流过固定电阻R的感应电流由b到d
D.U=Blv,流过固定电阻R的感应电流由d到b
5.如图所示,将一半径为r的金属圆环在垂直于环面
的磁感应强度为B的匀强磁场中用力握中间成“8”字
型,并使上、下两圆半径相等.如果环的电阻为R,则
此过程中流过环的电荷量为( )
A.
B.
C.0D.
6.如图所示,足够长的U型光滑导体框架的两个平行导轨间距为L,导轨间连有定
值电阻R,框架平面与水平面之间的夹角为θ,不计导体框架的电阻.整个装置处于匀
强磁场中,磁场方向垂直于框架平面向上,磁感应强度大小为B.导体棒ab的质量为m,
电阻不计,垂直放在导轨上并由静止释放,重力加速度为g.求:
(1)导体棒ab下滑的最大速度;
(2)导体棒ab以最大速度下滑时定值电阻消耗的电功
率.
7.如图
(1)所示,线圈匝数n=200匝,直径d1=40cm,电阻r=2Ω,线圈与阻值R=6Ω的电阻相连.在线圈的中心有一个直径d2=20cm的有界圆形匀强磁场,磁感应强度按图
(2)所示规律变化,试求:
(1)通过电阻R的电流方向和大小;
(2)电压表的示数.
第五节电磁感应现象的两类情况
1.某空间出现了如图所示的一组闭合的电场线,这可能是( )
A.沿AB方向磁场的迅速减弱
B.沿AB方向磁场的迅速增强
C.沿BA方向磁场的迅速增强
D.沿BA方向磁场的迅速减弱
2.在下图所示的四种磁场情况中能产生恒定的感生电场的是( )
3.如图所示,两个比荷相同的都带正电荷的粒子a和b以相同的动能在匀强磁场中运
动,a从B1区运动到B2区,已知B2>B1;b开始在磁感应强度为B1的磁场中做匀速
圆周运动,然后磁场逐渐增加到B2.则a、b两粒子的动能将( )
A.a不变,b增大 B.a不变,b变小
C.a、b都变大D.a、b都不变
4.研究表明,地球磁场对鸽子识别方向起着重要作用.鸽子体内的电阻大约为103Ω,
当它在地球磁场中展翅飞行时,会切割磁感线,在两翅之间产生动生电动势.这样,
鸽子体内灵敏的感受器即可根据动生电动势的大小来判别其飞行方向.若某处地磁场
磁感应强度的竖直分量约为0.5×10-4T.鸽子以20m/s速度水平滑翔,则可估算出两翅
之间产生的动生电动势约为( )
A.30mV B.3mVC.0.3mVD.0.03mV
5.一闭合线圈固定在垂直于纸面的匀强磁场中,设向里为磁感应强度B的正方向.线圈中的箭头为电流i的正方向,如图1所示,已知线圈中感应电流i随时间变化的图象如图2所示,则磁感应强度随时间而变化的图象可能是下图中的( )
6.如图(甲)所示,螺线管匝数n=1500匝,横截面积S=20cm2,导线的电阻r=1.5Ω,R1=3.5Ω,R2=25Ω.穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按图(乙)所示规律变化,则R2消耗的电功率是多大?
7.如图所示,两根足够长的固定平行金属导轨位于倾角θ=30°的斜面上,导轨上、下
端各接有阻值R=20Ω的电阻,导轨电阻忽略不计,导轨宽度L=2m,在整个导轨平
面内都有垂直于导轨平面向上的匀强磁场,磁感应强度B=1T.质量m=0.1kg、连入电
路的电阻r=10Ω的金属棒ab在较高处由静止释放,当金属棒ab下滑高度h=3m时,
速度恰好达到最大值v=2m/s.金属棒ab在下滑过程中始终与导轨垂直且接触良好.g
取10m/s2.求:
(1)金属棒ab由静止至下滑高度为3m的运动过程中机
械能的减少量;
(2)金属棒ab由静止至下滑高度为3m的运动过程中导
轨上端电阻R中产生的热量.
第六节互感与自感
1.关于线圈的自感系数、自感电动势的下列说法正确的是( )
A.线圈中电流变化越大,线圈自感系数越大
B.对于某一线圈,自感电动势正比于电流的变化量
C.一个线圈的电流均匀增大,这个线圈自感系数、自感电动势都不变
D.自感电动势与原电流方向相反
2.在制造精密电阻时,为消除电阻使用过程中由于电流变化而引起的自感现象,采取
了双线绕法,如图所示,其道理是( )
A.当电路中电流变化时,两股导线中产生的自感电动势互相抵消
B.当电路中电流变化时,两股导线中产生的感应电流互相抵消
C.当电路中电流变化时,两股导线中产生的磁通量互相抵消
D.以上说法均不正确
3.如图所示,电路中A、B是完全相同的灯泡,L是一带铁芯的线圈.开关S原来闭合,则开关S断开的瞬间( )
A.L中的电流方向改变,灯泡B立即熄灭
B.L中的电流方向不变,灯泡B要过一会儿才熄灭
C.L中的电流方向改变,灯泡A比B熄灭慢
D.L中的电流方向不变,灯泡A比B熄灭慢
4.如图电路中电源内阻不能忽略,R阻值和L的自感系数都很
大,A、B为两个完全相同的灯泡,当S闭合时,下列说法正
确的是( )
A.A比B先亮,然后A灭
B.B比A先亮,然后B逐渐变暗
C.A、B一起亮,然后A灭
D.A、B一起亮,然后B灭
5.如图所示,是测定自感系数很大的线圈L的直流电阻的电
路,L两端并联一只电压表,用来测定自感线圈的直流电压,
在测定完毕后,将电路拆卸时应( )
A.先断开S1 B.先断开S2
C.先拆除电流表D.先拆除电阻R
6.如图中,L为电阻很小的线圈,G1和G2为内阻不计,零点在表盘中央的电流计.当
开关S处于闭合状态时,两表的指针皆偏向右方.那么,当开关S断开时( )
A.G1和G2的指针都立即回到零点
B.G1的指针立即回到零点,而G2的指针缓慢地回到零点
C.G1的指针缓慢地回到零点,而G2的指针先立即偏向左
方,然后缓慢地回到零点
D.G1的指针立即偏向左方,然后缓慢地回到零点,而G2
的指针缓慢地回到零点
7.下图是一种延时继电器的示意图.铁芯上有两个线圈A和B.线圈A跟电源连接,
线圈B两端连在一起,构成一个闭合电路.在断开开关S的时候,弹簧K并不会立刻
将衔铁D拉起而使触头C(连接工作电路)离开,而是过一小段时间后才执行这个动作,
延时继电器就是这样得名的.
(1)请解释:
当开关S断开后,为什么电磁铁还会继续
吸住衔铁一段时间?
(2)如果线圈B不闭合,是否会对延时效果产生影响?
为什么?
8.如图所示的电路中,电流表的内阻不计,电阻R1=2.5,Ω,R2=7.5Ω,L为自感
系数很大的线圈,线圈的直流电阻可以忽略.闭合开关S的瞬间,电流表读数I1=0.2A,
当线圈中的电流稳定后,电流表的读数I2=0.4A.试求电池的电动势和内阻.
第七节涡流电磁阻尼和电磁驱动
1.下列应用哪些与涡流有关( )
A.高频感应冶炼炉
B.汽车的电磁式速度表
C.家用电度表
D.闭合线圈在匀强磁场中转动,切割磁感线产生的电流
2.下列说法正确的是( )
A.录音机在磁带上录制声音时,利用了电磁感应原理
B.自感现象和互感现象说明磁场具有能量
C.金属中的涡流会产生热量,生活中的电磁炉是利用这一原理而工作的
D.交流感应电动机是利用电磁驱动原理工作的
3.如图所示是电表中的指针和电磁阻尼器,下列说法中正确的
是( )
A.2是磁铁,在1中产生涡流
B.1是磁铁,在2中产生涡流
C.该装置的作用是使指针能够转动
D.该装置的作用是使指针能很快地稳定
4.高频感应炉是用来熔化金属对其进行冶炼的,如图所示为冶炼金属的高频感应炉
的示意图,炉内放入被冶炼的金属,线圈通入高频交变电流,这时被治炼的金属就能
被熔化,这种冶炼方法速度快,温度易控制,并能避免有害杂质混入被炼金属中,因
此适于冶炼特种金属.该炉的加热原理是( )
A.利用线圈中电流产生的焦耳热
B.利用线圈中电流产生的磁场
C.利用交变电流的交变磁场在炉内金属中产生的涡流
D.给线圈通电的同时,给炉内金属也通了电
5.如图所示,在光滑水平面上固定一条形磁铁,有一小球以一定的初速度向磁铁方向
运动,如果发现小球做减速运动,则小球的材料可能是( )
A.铁B.木C.铝D.塑料
6.一块铜片置于如图所示的磁场中,如果用力把铜片从磁场拉出或把它进一步推入,
则在这两个过程中有关磁场对铜片的作用力,下列叙述正确的是( )
A.拉出时是阻力 B.推入时是阻力
C.拉出时不受磁场力D.推入时不受磁场力
7.下列做法中可能产生涡流的是( )
A.把金属块放在匀强磁场中
B.让金属块在匀强磁场中匀速运动
C.让金属块在匀强磁场中做变速运动
D.把金属块放在变化的磁场中
8.(双选)磁电式仪表的线圈通常用铝框当骨架,把线圈绕在铝框上,这样做的目的是( )
A.防止涡流而设计的B.利用涡流而设计的
C.起电磁阻尼的作用D.起电磁驱动的作用
9.如图1所示,在光滑绝缘水平面上,有一铝质圆形金属球以一定的初速度通过有界匀强磁场,则从球开始进入磁场到完全穿出磁场过程中(磁场宽度大于金属球的直径),则小球( )
A.整个过程匀速运动
B.进入磁场过程中球做减速运动,穿出磁场过程中做加速
运动
C.整个过程都做匀减速运动
D.穿出时的速度一定小于初速度
10.有两个完全相同的灵敏电流计按下图所示连接,若将左表的指针向左拨动时,右表
指针将向________摆动.(填“左”或“右”)
11.如图所示,质量为m=100g的铝环,用细线悬挂起来,环中央距地面高度h=0.8m,
有一质量为M=200g的小磁铁(长度可忽略),以10m/s的水平速度射入并穿过铝环,
落地点距铝环原位置的水平距离为3.6m,则磁铁与铝环发生相互作用时(小磁铁穿过铝
环后的运动看作平抛运动)
(1)铝环向哪边偏斜?
(2)若铝环在磁铁穿过后速度为2m/s,在磁铁穿过
铝环的整个过程中,环中产生了多少电能?
(g=
10m/s2)
章末复习
1.我国已经制定了登月计划,假如宇航员登月后想探测一下月球表面是否有磁场,他
手边有一只灵敏电流表和一个小线圈.则下列推断中正确的是( )
A.直接将电流表放于月球表面,看是否有示数来判断磁场有无
B.将电流表与线圈组成闭合回路,使线圈沿某一方向运动,如电流表无示数,则判断
月球表面无磁场
C.将电流表与线圈组成闭合回路,使线圈沿某一方向运动,如电流表有示数,则判断
月球表面有磁场
D.将电流表与线圈组成闭合回路,使线圈分别绕两个互相垂直的轴转动,月球表面若
有磁场,则电流表至少有一次示数不为零
2.如图是验证楞次定律实验的示意图,竖直放置的线圈固定不动,将磁铁从线圈上方
插入或拔出,线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流.各图中分别标出了
磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况,其
中表示正确的是( )
3.如图所示,一水平放置的圆形通电线圈1固定,另一较小的圆形线圈
2从线圈1的正上方下落,在下落过程中两线圈平面始终保持平行且共
轴,则线圈2从线圈1的正上方下落至线圈1的正下方过程中,从上往
下看,线圈2中的感应电流应为( )
A.无感应电流
B.有顺时针方向的感应电流
C.先是顺时针方向,后是逆时针方向的感应电流
D.先是逆时针方向,后是顺时针方向的感应电流
4.用均匀导线做成的正方形线框每边长为0.2m,正方形的一半放在
和纸面垂直向里的匀强磁场中,如图所示,当磁场以10T/s的变化
率增强时,线框中a、b两点的电势差是( )
A.Uab=0.1VB.Uab=-0.1V
C.Uab=0.2VD.Uab=-0.2V
5.竖直平面内有一金属圆环,半径为a,总电阻为R,磁感应强度
为B的匀强磁场垂直穿过平面,在环的最高点A用铰链连接的长
度为2a、电阻为R/2的导体棒AB由水平位置紧贴环面摆下,如图
所示.当摆到竖直位置时,B点的速度为v,则这时AB两端电压
的大小为( )
A.2BavB.Bav
C.
BavD.
Bav
6.如图所示,M、N为水平面内的平行金属导轨,导轨处在垂直纸面向里的匀强磁场中,
磁感应强度为B,M、N之间并联一电阻R,ab,cd两根导
体棒,长度均为L,并以相同的速度v向右匀速运动,两导
体棒电阻均为R,则M、N两导轨间电压为( )
A.0B.2BLvC.BLvD.
7.如图所示为一圆环发电装置,用电阻R=4Ω的导体棒弯成
半径L=0.2m的闭合圆环,圆心为O,COD是一条直径,
在O、D间接有负载电阻R1=1Ω.整个圆环中均有B=0.5T
的匀强磁场垂直环面穿过.电阻r=1Ω的导体棒OA贴着圆
环做匀速运动,角速度ω=300rad/s,则当OA到达OC处时
( )
A.圆环的电功率为1WB.圆环的电功率为2W
C.全电路的电功率最大,为3WD.全电路的电功率最大,为4.5W
8.矩形导线框abcd放在匀强磁场中,在外力控制下静止不动,磁
感线方向与线框平面垂直,磁感应强度B随时间t变化的图象如图
甲所示.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边受力随时间t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( )
9.如图所示,竖直平行金属导轨MN、PQ上端接有电阻R,金属杆
质量为m,跨在平行导轨上,垂直导轨平面的水平匀强磁场为B,
不计ab与导轨电阻,不计摩擦,且ab与导轨接触良好.若ab杆
在竖直向上的外力F作用下匀速上升,则以下说法正确的是( )
A.拉力F所做的功等于电阻R上产生的热量
B.杆ab克服安培力做的功等于电阻R上产生的热量
C.电流所做的功等于重力势能的增加量
D.拉力F与重力做功的代数和等于电阻R上产生的热量
10.如图所示,平行金属导轨与水平面成θ角,导轨与固定电阻R1和R2相连,匀强磁场垂直穿过导轨平面.有一导体棒ab,质量为m,导体棒的电阻与固定电阻R1和R2的阻值均相等,与导轨之间的动摩擦因数为μ.导体棒沿导轨向上滑动,当上滑的速度为v时,导体棒受到的安培力的大小为F,此时( )
A.电阻R1消耗的热功率为
B.电阻R2消耗的热功率为
C.整个装置因摩擦而消耗的热功率为μmgv
D.整个装置消耗的机械功率为(F+μmgcosθ)v
11.如图所示,边长为L的正方形金属框,质量为m,电阻为R,
用细线把它悬挂于一个有界的匀强磁场边缘,金属框的上半部
处于磁场内,下半部处于磁场外.磁场随时间变化规律为B=
kt(k>0),已知细线所能承受的最大拉力为2mg,求从t=0开始,
经多长时间细线会被拉断?
12.如图所示,光滑导轨竖直放置,匀强磁场的磁感应强度B=0.5
T,磁场方向垂直于导轨平面向外,导体棒ab长L=0.2m(与导轨
的宽度相同),电阻R=1.0Ω.导轨电阻不计,当导体棒紧贴导轨匀
速下滑时,均标有“6V,3W”字样的两小灯泡恰好正常发光,求:
(1)通过ab的电流的大小和方向.
(2)ab的运动速度.
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- 第四章 电磁感应课时作业 第四 电磁感应 课时 作业