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11-13GK--电磁感应  

2013-03-14 16:43:50|  分类: 美食 |  标签: |举报 |字号 订阅

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11-13GK--电磁感应 - lthzxf - lthzxf的博客

 11-13GK--电磁感应  


 

1、 下列对电磁感应的理解,正确的是                                 (        )

A.穿过某回路的磁通量发生变化时,回路中不一定产生感应电动势

B.感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量

C.感应电动势的大小与穿过回路的磁通量的变化量成正比

D.感应电流遵从楞次定律所描述的方向,这是能量守恒定律的必然结果

 

2、 绕有线圈的铁芯直立在水平桌面上,铁芯上套着—个较轻的铝环,线圈与电源、电键相连,如图所示。下面说法正确的是  

A.闭合电键的瞬间,铝环可以跳起

B.断开电键瞬间,铝环也可以跳起

 C.铝环跳起的高度只与线圈的匝数有关,与铝环的重量和线圈中电流的大小均无关

D.如果从上往下看线圈中的电流是顺时针方向,那么,闭合电键的瞬间,铝环中的感应电流就是逆时针方向








 

3、  现将电池组、滑线变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关如下图连接.在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下,某同学发现当他将滑线变阻器的滑动端P向左加速滑动时,电流计指针向右偏转. 由此可以判断 

A.线圈A向上移动或滑动变阻器的滑动端P向右加速滑动都能引起电流计指针向左偏转

B.线圈A中铁芯向上拔出或断开开关,都能引起电流计指针向右偏转

C.滑动变阻器的滑动端P匀速向左或匀速向右滑动,都能使电流计指针静止在中央

D.因为线圈A、线圈B的绕线方向未知,故无法判断电流计指针偏转的方向

 

4、 .如图6所示,电路中的A、B是两个完全相同的灯泡,L是一个自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈,C是电容很大的电容器。当开关S断开与闭合时,A、B灯泡发光情况是    (    )

A.S刚闭合后,A灯亮一下又逐渐变暗,B灯逐渐变亮

B.S刚闭合后,B灯亮一下又逐渐变暗,A灯逐渐变亮

C.S闭合足够长时间后,A灯泡和B灯泡一样亮

D.S闭合足够长时间后再断开,B灯立即熄灭,A灯逐渐熄灭





 

5、 如图所示,A、B、C是三个完全相同的灯泡,L是一个自感系数较大的线圈(直流电阻可忽略不计).则

A.S闭合时,A灯立即亮,然后逐渐熄灭

B.S闭合时,B灯立即亮,然后逐渐熄灭

C.电路接通稳定后,三个灯亮度相同

D.电路接通稳定后,S断开时,C灯立即熄灭

 

 


6、 .如图是一种焊接方法的原理示意图。将圆形待焊接金属工件放在线圈中,然后在线圈中通以某种电流,待焊接工件中会产生感应电流,感应电流在焊缝处产生大量的热量将焊缝两边的金属熔化,待焊工件就焊接在一起。我国生产的自行车车轮圈就是用这种办法焊接的。下列说法中正确的是(      )

       A. 线圈中的电流是很强的恒定电流

       B. 线圈中的电流是交变电流,且频率很高

       C. 待焊工件焊缝处的接触电阻比非焊接部分电阻小

       D. 焊接工件中的感应电流方向与线圈中的电流方向总是相反






 

7、 如图,在竖直向下的y轴两侧分布有垂直纸面向外和向里的磁场,磁感应强度均随位置坐标按B= Bo+ ky(k为正常数)的规律变化.两个完全相同的正方形线框甲和乙的上边均与y轴垂直,甲的初始位置高于乙的初始位置,两线框平面均与磁场垂直.现同时分别给两个线框一个竖直向下的初速度vl和v2,设磁场的范围足够大,且仅考虑线框完全在磁场中的运动,则下列说法正确的是

     A.运动中两线框所受磁场的作用力方向一定相同

     B.若,则开始时甲线框的感应电流一定大于乙线框的感应电流

     C.若,则开始时甲线框所受磁场的作用力小于乙线框所受磁场的作用力

     D.若,则最终达到各自稳定状态时甲线框的速度可能大于乙线框的速度









 

8、 如图,正方形线框的边长为L,电容器的电容量为C.正方形线框的一半放在垂直纸面向里的匀强磁场中,当磁场以k 的变化率均匀减弱时,则 

  A. 线圈产生的感应电动势大小为kL2

B. 电压表没有读数

C. a 点的电势高于b 点的电势

D. 电容器所带的电荷量为零







 

9、 现代科学研究中常用到高速电子,电子感应加速器就是利用感生电场加速电子的设备。电子感应加速器主要有上、下电磁铁磁极和环形真空室组成。当电磁铁绕组通以变化的电流时,产生变化的磁场,穿过真空盒所包围的区域内的磁通量也随时间变化,这时真空盒空间内就产生感应涡旋电场,电子将在涡旋电场作用下得到加速。如图所示(上图为侧视图、下图为真空室的俯视图),若电子被"约束"在半径为R的圆周上运动,当电磁铁绕组通有图中所示的电流时:

A. 若电子沿逆时针运动,保持电流的方向不变,当电流增大时,电子将加速

B. 若电子沿顺时针运动,保持电流的方向不变,当电流增大时,电子将加速

C. 若电子沿逆时针运动,保持电流的方向不变,当电流减小时,电子将加速

D.被加速时电子做圆周运动的周期不变

 

 


10、 一足够长的铜管竖直放置,将一截面与铜管的内截面相同、质量为m的永久磁铁块由管上端口放人管内,不考虑磁铁与铜管间的摩擦,磁铁的运动速度可能是                    (    )

  A.逐渐增大到定值后保持不变

  B.逐渐增大到一定值时又开始碱小.然后又越来越大

  C.逐渐增大到一定值时又开始减小,到一定值后保持不变

  D.逐渐增大到一定值时又开始减小到一定值之后在一定区间变动

11、 如图所示,矩形闭合金属线圈放置在固定的水平薄板上,有一块蹄形磁铁如图所示置于水平薄板的正下方(磁极间距略大于矩形线圈的宽度。)当磁铁全部匀速向右通过线圈时,线圈始终静止不动,那么线圈受到薄板摩擦力的方向和线圈中产生感应电流的方向(从上向下看)是

A.摩擦力方向一直向左

B.摩擦力方向先向左、后向右

C.感应电流的方向顺时针→逆时针→逆时针→顺时针

D.感应电流的方向顺时针→逆时针

 

12、  如图,圆环形导体线圈a平放在水平桌面上,在a的正上方固定一竖直螺线管b,二者轴线重合,螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路.若将滑动变阻器的滑片P向下滑动,下列表述正确的是

A. 线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流

B. 穿过线圈a的磁通量变小

C. 线圈a有扩张的趋势

D. 线圈a对水平桌面的压力FN将增大

 
 

 

  




 

13、 某同学设计了一个电磁冲击钻,其原理示意图如图所示,若发现钻头M突然向右运动,则可能是

A.开关S由断开到闭合的瞬间

B.开关S由闭合到断开的瞬间

C.保持开关S闭合,变阻器滑片P加速向右滑动

D.保持开关S闭合,变阻器滑片P匀速向右滑动

 
 

 

    

 


14、 如图所示,一刚性矩形铜制线圈从高处自由下落,进入一水平的匀强磁场区域,然后穿出磁场区域,

A.若线圈进入磁场过程是匀速运动,则离开磁场过程一定是匀速运动

B.若线圈进入磁场过程是加速运动,则离开磁场过程一定是加速运动

C.若线圈进入磁场过程是减速运动,则离开磁场过程一定是加速运动

D.若线圈进入磁场过程是减速运动,则离开磁场过程一定是减速运动








 

15、 两磁感应强度均为B的匀强磁场区Ⅰ、Ⅲ,方向如图所示,两区域中间是宽为s的无磁场区Ⅱ,有一边长为L(L>s),电阻为R的均匀正方形金属线框abcd置于区域Ⅰ中,ab边与磁场边界平行,现拉着金属线框以速度v向右匀速运动,则

A.当ab边刚进入中央无磁场区域Ⅱ时,ab两点间的电压为

 B.当ab边刚进入磁场区域Ⅲ时,通过ab边的电流大小为,方向由a向b

  C.把金属线框从区域Ⅰ完全拉入区域Ⅲ的过程中,拉力做功为(2L-s)

D.从cd边刚出区域Ⅰ到刚进入区域Ⅲ的过程中,回路中产生的焦耳热为(L-s)







 

16、 如图所示,在平面内有一扇形金属框,其半径为,边与轴重合,边与轴重合,且为坐标原点,边与边的电阻不计,圆弧上单位长度的电阻为。金属杆MN长度为L,放在金属框上,MN与边紧邻。磁感应强度为B的匀强磁场与框架平面垂直并充满平面。现对MN杆施加一个外力(图中未画出),使之以C点为轴顺时针匀速转动,角速度为。求:

(1)在MN杆运动过程中,通过杆的电流I与转过的角度间的关系;

(2)整个电路消耗电功率的最小值是多少?

 

17、 如图,MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成q=300角固定,轨距为L=1m,质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上,其阻值忽略不计。空间存在匀强磁场,磁场方向垂直于轨道平面向上,磁感应强度为B=0.5T。P、M间接有阻值R1的定值电阻,Q、N间接变阻箱R。现从静止释放ab,改变变阻箱的阻值R,测得最大速度为vm,得到与的关系如图所示。若轨道足够长且电阻不计,重力加速度g取l0m/s2。求:

(1)金属杆的质量m和定值电阻的阻值R1;

(2)当变阻箱R取4Ω时,且金属杆ab运动的加速度为gsinq时,此时金属杆ab运动的速度;

(3)当变阻箱R取4Ω时,且金属杆ab运动的速度为时,定值电阻R1消耗的电功率。









 

18、 如图(1)所示,两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为0.8m,导轨平面与水平面夹角为α,导轨电阻不计。有一个匀强磁场垂直导轨平面斜向上,长为1m的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上,且始终与导轨电接触良好,金属棒的质量为0.1kg、与导轨接触端间电阻为1Ω。两金属导轨的上端连接右端电路,电路中R2为一电阻箱。已知灯泡的电阻RL=4Ω,定值电阻R1=2Ω,调节电阻箱使R2=12Ω,重力加速度g=10m/s2。将电键S打开,金属棒由静止释放,1s后闭合电键,如图(2)所示为金属棒的速度随时间变化的图像。求:

(1)斜面倾角α及磁感应强度B的大小;

(2)若金属棒下滑距离为60m时速度恰达到最大,求金属棒由静止开始下滑100m的过程中,整个电路产生的电热;

(3)改变电阻箱R2的值,当R2为何值时,金属棒匀速下滑时R2消耗的功率最大;消耗的最大功率为多少?

 


19、 如图所示,两根足够长且平行的光滑金属导轨所在平面与水平面成α=53°角,导轨间接一阻值为3Ω的电阻R,导轨电阻忽略不计。在两平行虚线间有一与导轨所在平面垂直的匀强磁场,磁场区域的宽度为d=0. 5m。导体棒a的质量为m1=0.1kg、电阻为R1=6Ω;导体棒b的质量为m2=0.2kg、电阻为R2=3Ω,它们分别垂直导轨放置并始终与导轨接触良好。现从图中的M、N处同时将a、b由静止释放,运动过程中它们都能匀速穿过磁场区域,且当a刚出磁场时b正好进入磁场。(sin53°=0.8,cos53°=0.6,g取10m/s2,a、b电流间的相互作用不计),求:

(1)在b穿越磁场的过程中a、b两导体棒上产生的热量之比;

(2)在a、b两导体棒穿过磁场区域的整个过程中,装置上产生的热量;

(3)M、N两点之间的距离。

 

 

20、 相距L=1.5m的足够长金属导轨竖直放置,质量m1=1kg的金属棒ab和质量m2=0.27kg的金属棒cd,均通过棒两端的套环水平地套在金属导轨上,如图1所示,虚线上方磁场的方向垂直纸面向里,虚线下方磁场的方向竖直向下,两处磁场磁感应强度大小相同。ab棒光滑,cd棒与导轨间动摩擦因数μ=0.75,两棒总电阻为1.8Ω,导轨电阻不计。ab棒在方向竖直向上、大小按图2所示规律变化的外力F作用下,从静止开始沿导轨匀加速运动,同时cd棒也由静止释放。(g=10m/s2)

(1)求ab棒加速度的大小和磁感应强度B的大小;

(2)已知在2s内外力F做了26.8J的功,求这一过程中两金属棒产生的总焦耳热;

(3)求出cd棒达到最大速度所需的时间t0,并在图3中定性画出cd棒所受摩擦力fcd随时间变化的图线。

    
 

 

  
  

 

 

   

 

21、 光滑水平轨道abc、ade在a端很接近但是不相连,bc段与de段平行,尺寸如图所示。轨道之间存在磁感应强度为B的匀强磁场。初始时质量m的杆1放置在b、d两点上,杆2放置在杆1右侧L/2处。除杆2电阻为R外,杆1和轨道电阻均不计。

(1)若固定杆1,用水平外力以速度v0匀速向右拉动杆2。试利用法拉第电磁感应定律推导:杆2中的感应电动势大小E =BL v0。

(2)若固定杆2,用水平外力将杆1以初速度v0向左拉动,运动过程中保持杆中电流不变,杆1向左运动位移L时速度的大小为多少?

(3)在(2)问的过程中,杆1向左运动位移L内,水平外力做的功为多少?

(4)在(2)问的过程中,杆1向左运动位移L用了多少时间?

 

 

 


22、 如图甲所示,固定在水平面上电阻不计的光滑金属导轨,间距d=0.5m,导轨右端连接一阻值为R=4Ω的小灯泡L.在CDEF矩形区域内有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度B随时间t变化如图乙所示,CF长为2m.在t=0时刻,电阻为r=1Ω的金属棒ab在水平恒力F=0.2N作用下,由静止开始沿导轨向右运动,t=4s时进入磁场,并恰好能够匀速运动。求:

 (1)0-4s内通过小灯泡的电流强度;

(2)金属棒在磁场中匀速运动的速度;

(3)金属棒的质量。

 

 

 (2)因金属棒在磁场中匀速运动 ,则

F=BI'd            1分

               


23、 如图甲所示,一边长为L=2.5m、质量为m=0.5kg的正方形金属线框,放在光滑绝缘的水平面上,整个装置放在方向竖直向上、磁感应强度为B=0.8T的有界匀强磁场中,它的一边与磁场的边界MN重合。在水平向左的力F作用下由静止开始向左运动,经过5s线框被拉出磁场。测得金属线框中的电流随时间变化的图像如图乙所示,在金属线框被拉出的过程中:

(1)求通过线框导线截面的电量及线框的电阻;

(2)写出水平力F随时间变化的表达式;

(3)已知在这5s内力F做功为1.92J,那么在此过程中,线框产生的焦耳热是多少?

 

 


24、 如图(a)所示,一端封闭的两条足够长平行光滑导轨固定在水平面上,相距L,其中宽为L的abdc区域无磁场,cd右段区域存在匀强磁场,磁感应强度为B0,磁场方向垂直于水平面向上;ab左段区域存在宽为L的均匀分布但随时间线性变化的磁场B,如图(b)所示,磁场方向垂直水平面向下。一质量为m的金属棒ab,在t=0的时刻从边界ab开始以某速度向右匀速运动,经时间运动到cd处。设金属棒在回路中的电阻为R,导轨电阻不计。

(1)求金属棒从边界ab运动到cd的过程中回路中感应电流产生的焦耳热量Q;

(2)经分析可知金属棒刚进入cd右段的磁场时做减速运动,求金属棒在该区域克服安培力做的功W。

 

 

 


25、 如图所示,固定的光滑金属导轨间距为L,导轨电阻不计,上端a、b间接有阻值为R的电阻,导轨平面与水平面的夹角为θ,且处在磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。质量为m、电阻为r的导体棒与固定弹簧相连后放在导轨上。初始时刻,弹簧恰处于自然长度,导体棒具有沿轨道向上的初速度v0。整个运动过程中导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。已知弹簧的劲度系数为k,弹簧的中心轴线与导轨平行。

⑴求初始时刻通过电阻R的电流I的大小和方向;

⑵当导体棒第一次回到初始位置时,速度变为v,求此时导体棒的加速度大小a;

⑶导体棒最终静止时弹簧的弹性势能为Ep,求导体棒从开始运动直到停止的过程中,电阻R上产生的焦耳热Q。

 
 

 

   

 

26、 如图所示,相距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为θ,上端连接定值电阻R,导轨上水平虚线MNPQ区域内,存在着垂直于轨道平面向下的匀强磁场,磁感应强度为B.将质量为m、电阻为r的导体棒在距磁场上边界d处由静止释放,导体棒进入磁场运动距离s到达CD位置,速度增加到v1,此时对导体棒施加一平行于导轨的拉力,使导体棒以速度v1匀速运动时间t后离开磁场.导体棒始终与导轨垂直且电接触良好,不计导轨的电阻,重力加速度为g.求:

(1)导体棒刚进入磁场时产生的感应电动势E;

(2)导体棒到达CD位置时,电阻R上的电功率P;

(3)整个过程中回路产生的焦耳热Q.

 

11-13GK --电磁感应  

1、D2、AD3、B4、A

5、A6、B7、AB8、BC

9、A10、A 11、AC 12、D 13、A

14、 D15、C

16、解析:.(12分)

(1)电路中感应电动势      (2分)

设金属杆的电阻为R0  (2分。能与其他字母区分即可),则电路总电阻

        (2分)

杆中电流I与杆转过的角度θ的关系为      (1分)

(2)由于总电阻,圆弧总长度是定值,所以,当  时,即时,总电阻R总有最大值。     (2分)

此时,                   (2分)

此时,电路消耗电功率的最小值是    (1分)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17

、 。

 

18、解析:

(1)电键S打开,从图上得:m/s2,

F安=BIL,I=,                                             

,  

从图上得:vm=18.75m/s,                                      

      当金属棒匀速下滑时速度最大,有:mgsina=F安,所以mgsina=,得:T=0.5T;     

(2)由动能定理:    

=32.42J;                             

(3)改变电阻箱R2的值后,金属棒匀速下滑时的速度为vm', ,

R2消耗的功率:

=。

当R2=4Ω时,R2消耗的功率最大:

 

 

P2m=W=1.5625W。 

 

 

19、

 

(3)设a进入磁场的速度大小为v1,此时电路中的总电阻

R总1=(6+)Ω=7.5Ω    (1分)

b进入磁场的速度大小为v2,此时电路中的总电阻

R总2=(3+)Ω=5Ω       (1分)

由m1gsinα=  和m2gsinα= ,

可得= =     

又由v2= v1+a,

得v2= v1+8×            

由上述两式可得v12=12(m/s)2 , v22= v12

M、N两点之间的距离Δs=  –  = m 。   

 

20、

 

 

(2)

          

    

 

,                              

 


21、解析:(14分)

(1)经过Δt时间,E= = = BLv0…………3分

(2)移动L后,切割长度L/2…………2分

此时感应电动势E=BLv1/2=BLv0

v1= 2v0…………2分

(3)由动能定理

W+WA=ΔEK

因为安培力FA=IlB,切割有效长度l与位移成线性关系均匀减小

WA=- L= - L= - 

W=-mv02 + = +mv02  

 

 

22、

   

 

 

(2)因金属棒在磁场中匀速运动 ,则

F=BI'd            1分

               又:I'=E/(R+r),E=Bdv        1分

               解得:v=1m/s                1分

(3)金属棒未进入磁场的加速度为:a==0.25m/s2      1分

金属棒的质量:m==0.8kg         1分

23、解析:(14分)

(1)(3分)由图象的面积可得:(1分)

                                    (2分)

(2)(7分)                                   (1分)

                                   (1分)

 由图象的斜率可得:                 (1分)

                                          (1分)

                                         (1分)

                                    (1分)

                                          (1分)

(3)(4分)                  (1分)

 根据动能定理:                         (2分)

                                           (1分)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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