柳铁一中电磁感应、交变电流单元测试题
更新时间:2023-08-08 08:31:01 阅读量: 实用文档 文档下载
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柳铁一中电磁感应、交变电流单元测试题
一、选择题
1.如图所示,直导线与导线框位于同一平面,要使导线框中产生如图所示方向的感应电流,则直导线中电流方向及其变化情况是 (A)电流方向为M到N,电流不变 (B)电流方向为N到M,电流逐渐增大 (C)电流方向为M到N,电流逐渐增大 (D)电流方向为N到M,电流不变
2.如图所示,水平方向的磁场垂直于光滑曲面,闭合小金属环从高h的曲面上端无初速滑下,又沿曲面的另一侧上升,则
(A)若是匀强磁场,环在左侧上升的高度小于h (B)若是匀强磁场,环在左侧上升的高度大于h (C)若是非匀强磁场,环在左侧上升高度等于h (D)若是非匀强磁场,环在左侧上升的高度小于h
3.如图所示,一个铜质圆环无初速地自位置A下落到位置B,所需时间(不考虑空气阻力) (A)等于
2h
g2h
g2h g
(B)大于
(C)小于
(D)无法确定
4.矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁感线的轴匀速转动,对于线圈中产生的交变电流: (A)交变电流的周期一定等于线圈转动周期 (B)线圈磁通量最大时,感应电动势达到最大值 (C)线圈每次通过中性面,感应电流达到最大值 (D)线圈每次通过中性面,感应电动势达为零
5、正弦交变电源与电阻R、交流电压表按照下左图所示的方式连接,R=10Ω交流电压表的示数是10V。下右图是交变电源输出电压u随时间t变化的图象,则
2cos100 t(A)
(B)通过R的电流iR随时间t变化的规律是iR 2cos50 t(A)
t(V) (C)R两端的电压uR随时间t变化的规律是uR 2cos100
(D)R两端的电压u随时间t变化的规律是uR 2cos50 t(V)
(A)通过R的电流iR随时间t变化的规律是iR
R
6、如图所示的电路中,A1和A2是完全相同的灯泡,线圈L的电阻可以忽略.下列说法中正确的是
(A)合上开关K接通电路时,A2先亮,A1后亮,最后一样亮 (B)合上开关K接通电路时,A1和A2始终一样亮
(C)断开开关K切断电路时,A2立刻熄灭,A1过一会儿才熄灭 (D)断开开关K切断电路时,A1和A2都要过一会儿才熄灭
7、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1所示,当磁场的磁感应强度B随时间t如图2变化时,图3中正确表示线圈中感应电动势E变化的是
柳铁一中电磁感应、交变电流单元测试题答卷
一、选择题(6ⅹ7=42) 学号 姓名
二、计算论述题
8.(19分)空间存在以ab、cd为边界的匀强磁场区域,磁感强度大小为B,方向垂直纸面向外,区域宽l1,现有一矩形线框处在图中纸面内,它的短边与ab重合,长度为l2 ,长边的长度为2l1,如图所示,某时刻线框以初速v沿与ab垂直的方向进入磁场区域,同时某人对线框施以作用力,使它的速度大小和方向保持不变,设该线框的电阻为R,从线框开始进入磁场到完全离开磁场的过程中,人对线框作用力所做的功等于多少。
9、(19分)如图所示,OACO为置于水平面内的光滑闭合金属导轨,O、C处分别接有短电阻丝,R1=4Ω,R2=8Ω(导轨其他部分电阻不计),导轨OAC的形状满足方程y 2sin(
3
x)(单
位:m)。磁感应强度B=0.2T的匀强磁场方向垂直于导轨平面。一足够长的金属棒在水平外力F作用下,以恒定的速率v=5.0m/s水平向右在导轨上从O点滑到C点,棒与导轨接触良好且始终保持与OC导轨垂直,不计棒的电阻,求: (1)外力F的最大值;
(2)金属棒在导轨上运动时电阻丝R1上消耗的最大功率; (3)在滑动过程中通过金属棒的电流I与时间t的关系。
10、(20分)如图13所示,一半径为r的圆形导线框内有一匀强磁场,磁场方向垂直于导线框所在平面,导线框的左端通过导线接一对水平放置的平行金属板,两板间的距离为d,板长为l,t=0时,磁场的磁感应强度B从B0开始均匀增大,同时在板2的左端且非常靠近板2的位置有一质量为m、带电量为-q的液滴以初速度v0水平向右射入两板间,该液滴可视为质点。 (1)要使该液滴能从两板间匀速射出,磁感应强度随时间的变化率K应满足什么条件? (2)要使该液滴能从两板间右端的中点射出,磁感应强度B与时间应满足什么条件?
11、(20分)如图所示,一个小型旋转电枢式交流发电机,其矩形线圈的长度为a,宽度为b,共有n匝,总电阻为r。与线圈两端相接触的集流环上接有一个阻值为R的定值电阻。线圈以角速度ω在磁感应强度为B的匀强磁场中绕与磁场方向垂直的对称轴OO'匀速转动,沿转轴OO'方向看去,线圈转动方向沿顺时针。
(1)在图中画出线圈经过图示位置时通过电阻R上的感应电流的方向。 (2)从图示位置(线圈平面平行于磁场方向)开始计时,经多长时间,通过电阻只上的电流的瞬时值第一次为零。
(3)与电阻并联的交流电压表的示数是多少?
柳铁一中电磁感应、交变电流单元测试题答案
二、计算论述题
8.本题中线框的运动过程分三段:①从右边进入磁场到右边离开磁场;②从右边离开磁场到左边进入磁场;③从左边进入磁场到左边离开磁场。
在过程①③中:穿过闭合线圈的磁通量发生变化,电路中产生的感应电流
Bl2vB2L22vI ,线框所受安培力F安 BIL2 。又因为线框做匀速运动,所以
RR人对线框的作用力与线框所受安培力等大反向,人对线框作用力做的功等于安培力所做的功,即。在过程②中,通过线框的磁通量没有变化,所以无感应电流,线框不受安培力,人对线框的作用力也为零。故整个过程人所做的功为
。
9、解析:(1)由图容易看出,当y=0时x有两个值,即sin(
3
x)=0时,有x1=0;x2=3.这
即是O点和C点的横坐标,因而与A点对应的x值为x=1.5.将x=1.5代入函数y,便得A点的纵坐标,即y=2 sin
=2(单位:m).这就是金属棒切割磁感线产生电动势的最大长度. 2
当金属棒在O、C间运动时,R1、R2是并联在电路中的,其情形如图6所示.其并联电阻R并= R1 R2/( R1+ R2)=8/3Ω.
当金属棒运动到x位置时,其对应的长度为y=2 sin(
3
x),此时导体产生的感应电动势为E=Byv=2Bv sin
(
3
x)(单位:V),其电流I
E
(单位:A).而金R并
图6
B2y2v
属棒所受的安培力应与F相等,即F=BIy=.
R并
2B2ymaxvFmax=
=0.3N.
R并
在金属棒运动的过程中,由于B、v、R并不变,故F随y的变大而变大.当y最大时F最大.即
(2)R1两端电压最大时,其功率最大.即U=Emax时,而金属棒上最大电动势:Emax=Bymaxvx=2.0V.这时Pmax=1.0W.
(3)当t=0时,棒在x=0处.设运动到t时刻,则有x=vt,将其代入y得y=2sin(
5
t),3
再结合E=Byv和I
2Bv(R1 R2)EE 5
,得I sin(vt) 0.75sin(t) A. R并R并R1R233
10.(1)由题意得带电粒子在电场中(场强为E)做匀速直线运动:
qE=mg ①
k r2 E = ② dd
E感
联立①②解得:k =
mgd
qr2
(2)从中间射出有:at2
12d 2
t =
l v0
qE mg
, m
E感k r2
E = dda =
mgdmv0d2
联立得:k =
qr qrlmgdmv0d2
所以有:B = B0+( )t
qr2 qr2l2
11、(1)自上而下。
(2)线圈转动产生感应电流的周期为T 2 /
从图示位置开始,过t T/4 /2 第一次出现i 0的情况。 (3)线圈转动时产生感应电动势的最大值为Em nBS nBab
2
2
/(R r) 感应电流的最大值Im Em/(R r)nBab
R/(R r) 电阻两端电压的最大值Um ImR nBab
交流电压表的示数为U Um/2 nBab R/[2(R r)]
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