电磁感应交变电流测试
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高二物理A层学案 交变电流 单元测试题
一、单项选择题
1．正弦交变电源与电阻R、交流电压表按照图甲所示的方式连接，R＝10 Ω，交流电压表的示数是10 V．图乙是交变电源输出电压u随时间t变化的图象，则( )
A．通过R的电流iR随时间t变化的规律是iR＝cos100πt(A)
B．通过R的电流iR随时间t变化的规律是iR＝cos50πt(A)
C．R两端的电压uR随时间t变化的规律是uR＝5cos100πt(V)
D．R两端的电压uR随时间t变化的规律是uR＝5cos50πt(V)
2．下列四幅图是交流电的图象，其中能正确反映我国居民日常生活所用交流电的是( )
3．(2011年湖南长沙模拟)一个阻值为2 Ω的线圈在匀强磁场中转动，产生的交变电动势为e＝10sin20πtV，当该线圈与一阻值为8 Ω的电阻组成闭合回路时，下列说法正确的是( )
A．t＝0时，线圈平面位于中性面
B．t＝0时，穿过线圈的磁通量为0
C．电阻的热功率为16 W
D．用电压表测路端电压时读数为11.3 V
4．(2011年金华模拟)两只相同的电阻，分别通过正弦波形的交流电和方波形的交流电．两种交变电流的最大值相等，波形如图所示．在正弦波形交流电的一个周期内，正弦波形交流电在电阻上产生的焦耳热Q1与方波形交流电在电阻上产生的焦耳热Q2之比等于( )
A．3∶1 B．1∶2
C．2∶1 D．4∶3
5．小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系，如图所示，此线圈与一个R＝10 Ω的电阻构成闭合电路．不计电路的其他电阻．下列说法正确的是( )
A．交变电流的周期为0.125 s
B．交变电流的频率为8 Hz
C．交变电流的有效值为 A
D．交变电流的最大值为4 A
6．(2009年高考福建理综卷)一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示．已知发电机线圈内阻为5.0 Ω，现外接一只电阻为95.0 Ω的灯泡，如图乙所示，则( )
A．电压表V的示数为220 V
B．电路中的电流方向每秒钟改变50次
C．灯泡实际消耗的功率为484 W
D．发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2 J
7．如图所示的线圈中产生了交变电流的是( )
8．(2011年湖州高三质检)如图甲所示，电阻R的阻值为50 Ω，在ab间加上图乙所示的正弦交流电，则下面说法中正确的是( )
A．电阻R的功率为200 W
B．电流表示数为2 A
C．产生该交流电的线圈在磁场中转动的角速度为3.14 rad/s
D．如果产生该交流电的线圈转速提高一倍，则电流表的示数也增大一倍
9．内阻不计的交流发电机产生的电动势E＝10sin50πt(V)，所接负载的电阻R＝10 Ω，现把发电机的转速提高一倍，则( )
A．负载两端电压的有效值将变为28.2 V
B．交流电的频率将变为50 Hz
C．负载消耗的功率将变为20 W
D．负载消耗的功率将变为40 W
10．(2011年绍兴一中检测)电阻为1 Ω的某矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，所产生的正弦交流电的图象如图线a所示；当调整线圈转速后，该线圈中所产生的正弦交流电的图象如图线b所示，以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是( )
A．在图中t＝0时刻穿过线圈的磁通量均为零
B．线圈先后两次转速之比为3∶2
C．交流电a的电动势的有效值为5 V
D．交流电b的电动势的最大值为5 V
二、计算题
11．如图所示，间距为L的光滑水平金属导轨，水平地放置在竖直方向的磁感应强度为B的匀强磁场中，一端接阻值为R的电阻．质量为m的导体棒放置在导轨上，其电阻为R0.在拉力F作用下从t＝0的时刻开始运动，其速度随时间的变化规律为v＝vmsinωt，不计导轨电阻．求：
(1)从t＝0到t＝时间内电阻R产生的热量．
(2)从t＝0到t＝时间内拉力F所做的功．
12．电压u＝120sinωt V，频率为50 Hz的交变电流，把它加在激发电压和熄灭电压均为u0＝60 V的霓虹灯的两端．
(1)求在一个小时内，霓虹灯发光时间有多长？
(2)试分析为什么人眼不能感到这种忽明忽暗的现象？(已知人眼的视觉暂留时间约为 s)
高二物理A层学案 电磁感应单元测试题（1）
1.如图所示的电路，闭合开关S后，a、b、c三盏灯均能发光，电源电动势E恒定且内阻r不可忽略.现将变阻器R的滑片稍向上滑动一些，三盏灯亮度变化的情况是（ ）
A.a灯变亮，b灯和c灯变暗
B.a灯和c灯变亮，b灯变暗
C.a灯和c灯变暗，b灯变亮
D.a灯和b灯变暗，c灯变亮
2．直流电池组的电动势为E，内电阻为r，用它给电阻为R的直流电动机供电，当电动机正
常工作时，电动机两端的电压为U，通过电动机的电流是I，下列说法中正确的是 （ ）
A．电动机输出的机械功率是UI B．电动机电枢上发热功率为I2R
C．电源消耗的化学能功率为EI D．电源的输出功率为EI-I2r
3．如上图所示，闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从图示位置匀速拉出匀强磁场．若第一次用0.3s时间拉出，外力所做的功为W1，通过导线截面的电量为q1；第二次用0.9s时间拉出，外力所做的功为W2，通过导线截面的电量为q2，则 （ ）
A．W1＜W2，q1＜q2
B．W1＜W2，q1=q2
C．W1＞W2，q1=q2
D．W1＞W2，q1＞q2
4.如图4，用绝缘细线悬吊着的带正电小球在匀强磁场中做简谐
运动，则（ ）
A． 当小球每次通过平衡位置时，动能相同
B．当小球每次通过平衡位置时，速度相同
C．当小球每次通过平衡位置时，丝线拉力相同
D．撤消磁场后，小球摆动周期变化
5. 如图所示为一测定液面高低的传感器示意图，A为固定的导体
芯，B 为导体芯外面的一层绝缘物质，C为导电液体，把传感器接到图示电路中，已知灵敏电流表指针偏转方向与电流方向相同。如果发 现指针正向右偏转，则导电液体的深度h变化为（ ）
A．h正在增大 B．h正在减小
C．h不变 D．无法确定
6.如图，磁感强度为B的匀强磁场，垂直穿过平面直角坐标系的第I象限。一质量为m，带电量为q的粒子以速度V从O点沿着与y轴夹角为30°方向进入磁场，运动到A点时的速度方向平行于x轴，那么：
A、粒子带正电 B、粒子带负电
C、粒子由O到A经历时间
D、粒子的速度没有变化
7.如图所示，有一理想变压器，原线圈匝数为n1，两个副线圈的匝数分别为n2和n3，原副线圈的电压分别为U1、U2、U3，电流分别为I1、I2、I3，两个副线圈负载电阻的阻值未知，下列结论中，正确的是：( )
(A)U1：U2＝n1：n2；U2：U3=n2：n3； (B)I1/I3=n3/n1；I1/I2=n2/n1；
(C)n1I1=n2I2＋n3I3； (D)I1U1=I2U2＋I3U3。
8.一交流电的电流随时间变化而变化的图象，此
交变电流的有效 （ ）
A、5A B、5A
C、3.5 D、3.5
9. 如图所示，线圈的自感系数L和电容器的电容C都很小，此电路的重要作用是（ ）
A、阻直流通交流，输出交流
B、阻交流通直流，输出直流
C、阻低频通高频，输出高频交流
D、阻高频通低频，输出直流和低频交流
10．如图所示,两线圈绕在同一软铁芯的两端并组成水平放置的光滑导轨,两金属棒PQ、MN可自由移动.当PQ在外力作用下运动时,MN在安培力作用下向右运动,则PQ可能的运动是（ ）
A.向右匀加速运动 B.向左匀加速运动
C.向右匀减速运动 D.向左匀减速运动
11．水平桌面上放一闭合铝环，在铝环轴线上方有一条形磁铁，当条形磁铁沿轴线竖直向下迅速靠近铝环时，下列判断正确的是，（ ）
A．铝环有收缩的趋势，对桌面的压力增大，
B．铝环有扩张的趋势，对桌面的压力增大，
C．铝环有收缩的趋势，对桌面的压力减小，
D．铝环有扩张的趋势，对桌面的压力减小
12． 下图（a）中 A是一边长为 l的方形线框，电阻为 R，今维持线框以恒定的速度 v沿 x轴运动，并穿过图中所示的匀强磁场 B区域.若以 x轴正方向作为力的正方向，线框在图示位置的时刻作为时间的零点，则磁场对线框的作用力 F随时间 t的变化图线为下图（ b）中的
13.要用电流表和电压表测定三节干电池(每节干电池的电动势约为1.5V，内阻约为0.3Ω) 串联电池组的电动势和内电阻，现有下列器材供选用：
A.电流表：量程0.6A，内电阻1Ω B.电流表：量程3A，内电阻0.2Ω
C.电压表：量程3V，内电阻30kΩ D.电压表：量程6V，内电阻60kΩ
E.滑动变阻器：0～1000Ω，额定电流0.1A；
F.滑动变阻器：0～20Ω，额定电流2A G.导线，电键
(1)为了使测量结果较准确，应选用的器材有 .(填仪器的字母代号)
14．面积S = 0.2m2、n = 100匝的圆形线圈，处在如图9-12所示的磁场内，磁感应强度随时间t变化的规律是B = 0.02t，R = 3Ω，C = 30μF，线圈电阻r = 1Ω，求：
（1）通过R的电流大小和方向
（2）电容器的电荷量。
15. 如图所示，MN为金属杆，在竖直平面内贴着光滑金属导轨下滑，导轨的间距l=10cm，导轨上端接有电阻R=0.5Ω，导轨与金属杆电阻不计，整个装置处于B=0.5T的水平匀强磁场中．若杆稳定下落时，每秒钟有0.02J的重力势能转化为电能，则求MN杆的下落速度
16.如图17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＝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=0.1，水平跨在导轨上，且可无摩擦滑动（g取10m/s2）求：
（1）试分析ab棒的运动性质。
（2）ab下滑的最大速度
（3）以最大速度下滑时，ab棒上的电热功率。
17．如图16，不计电阻的U形导轨水平放置，导轨宽l=0.5m，左端连接阻值为0.4的电阻R，在导轨上垂直于导轨放一电阻为0.1的导体棒MN，并用水平轻绳通过定滑轮吊着质量为m=2.4g的重物，图中L=0.8m，开始重物与水平地面接触并处于静止，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B0=0.5T，并且的规律在增大，不计摩擦阻力，求至少经过多长时间才能将重物吊起？（g=10m/s2）
高二物理A层学案 电磁感应单元测试题（2）
一、不定项选择题
1、关于感应电动势大小的下列说法中，正确的是 ( )
A．线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大
B．线圈中磁通量越大，产生的感应电动势一定越大
C．线圈放在磁感强度越强的地方，产生的感应电动势一定越大
D．线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势越大
2、如图所示，矩形线框abcd的ad和bc的中点M、N之间连接一电压表，整个装置处于匀强磁场中，磁场的方向与线框平面垂直，当线框向右匀速平动时，则 ( )
A．穿过线框的磁通量不变化，MN间无感应电动势
B．MN这段导体做切割磁力线运动，MN间有电势差
C．MN间有电势差，所以电压表有读数
D．因为无电流通过电压表，所以电压表无读数
3、一个N匝圆线圈，放在磁感强度为B的匀强磁场中，线圈平面跟磁感强度方向成30°角，磁感强度随时间均匀变化，线圈导线规格不变，可使线圈中感应电流增加一倍的是( )
A．将线圈匝数增加一倍
B．将线圈面积增加一倍
C．将线圈半径增加一倍
D．适当改变线圈的取向
4、单匝闭合线框在匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动.在转动的过程中，穿过线框中的最大磁通量为Φm，最大感应电动势为Em，下列说法中正确的是 ( )
A．当穿过线框的磁通量为零时，线框中感应电动势也为零
B．当穿过线框的磁通量减小时，线框中感应电动势在增大
C．当穿过线框的磁通量等于0.5Φm时，线框中感应电动势不等于0.5Em
D．线框转动的角速度等于Em/Φm
5、一个矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴匀速转动，线圈中的感应电动势e随时间t变化如下图所示，则 ( )
A．t1时刻通过线圈的磁通量为零
B．t2时刻通过线圈的磁通量绝对值最大
C．t3时刻通过线圈的磁通量变化率绝对值最大
D．每当e变换方向时，通过线圈的磁通量绝对值都最大
6、如图所示，RQRS为一正方形导线框，它以恒定速度向右进入以MN为边界的匀强磁场，磁场方向垂直线框平面，MN线与线框的边成45°角，E、F分别为PS和PQ的中点，关于线框中的感应电流 ( )
A．当E点经过边界MN时，感应电流最大
B．当P点经过边界MN时，感应电流最大
C．当F点经过边界MN时，感应电流最大
D．当Q点经过边界MN时，感应电流最大
7、如图所示，金属杆a b水平放置在某高处，当它被平抛进入方向坚直向上的匀强磁场中时，以下说法中正确的是 ( )
A．运动过程中感应电动势大小不变，且Ua＞Ub
B．运动过程中感应电动势大小不变，且Ua＜Ub
C．由于速率不断增大，所以感应电动势不断变大，且Ua＞Ub
D．由于速率不断增大，所以感应电动势不断变大，且Ua＜Ub
8、如图所示，两个相互连接的金属环，已知大环电阻是小环电阻的1/4，当通过大环的磁通量变化率为△φ／△t时，大环的路端电压为U，当通过小环的磁通量的变化率为△φ／△t时，小环的路端电压为(两环磁通的变化不同时发生) ( )
A．4U
B．U
C．0.25U
D．0.2U
9、如图所示，两光滑曲线导轨连接光滑水平导轨，水平导轨处在方向竖直向下的匀强磁场中。导体b静置在水平导轨上，导体a从曲线导轨上滑下，进入水平导轨的匀强磁场中后(始终未与b相接触) ( )
A．导体a将作匀减速运动，b作匀加速运动
B．回路中的感应电流将不断减小
C．a、b的速度有可能相同
D．回路中的感应电流有可能为零
10、材料、粗细相同，长度不同的电阻丝做成ab、cd、ef三种形状的导线，分别放在电阻可忽略的光滑金属导轨上，并与导轨垂直，如图所示，匀强磁场方向垂直导轨平面向内。外力使导线水平向右做匀速运动，且每次外力所做功的功率相同，已知三根导线在导轨间的长度关系是Lab＜Lcd＜Lef，则 ( )
A．ab运动速度最大
B．ef运动速度最大
C．三根导线产生的感应电动势相同
D．三根导线每秒产生的热量相同
11、用同样的材料、不同粗细导线绕成两个质量面积均相同的正方形线圈Ⅰ和Ⅱ，使它们从离有理想界面的匀强磁场高度为h的地方同时自由下落，如图2所示．线圈平面与磁感线垂直，空气阻力不计，则 ( )
A．两线圈同时落地，线圈发热量相同
B．细线圈先落到地，细线圈发热量大
C．粗线圈先落到地，粗线圈发热量大
D．两线圈同时落地，细线圈发热量大
12、如图所示，闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从图示位置匀速拉出匀强磁场。若第一次用0.3s时间拉出，外力所做的功为W1，通过导线截面的电量为q1；第二次用0.9s时间拉出，外力所做的功为W2，通过导线截面的电量为q2，则 ( )
A．W1＜W 2，q 1＜q2
B．W 1＜W 2，q 1= q 2
C．W 1＞W 2，q 1= q 2
D．W 1＞W 2，q 1＞q 2
13、如图所示，一闭合直角三角形线框以速度v匀速穿过匀强磁场区域．从BC边进入磁场区开始计时，到A点离开磁场区止的过程中，线框内感应电流的情况(以逆时针方向为电流的正方向)是 ( )
14、如图，在匀强磁场中固定放置一根串接一电阻R的直角形金属导轨aOb（在纸面内），磁场方向垂直于纸面朝里，另有两根金属导轨c、d分别平行于Oa、Ob放置。保持导轨之间接触良好，金属导轨的电阻不计。现经历以下四个过程：①以速率v移动d，使它与Ob的距离增大一倍；②再以速率v移动c，使它与Oa的距离减小一半；③然后，再以速度2v移动c，使它回到原处；④最后以速率2v移动d，使它也回到原处。设上述四个过程中通过电阻R的电量的大小依次为Q1、Q2、Q3和Q4，则 ( )
A．Q1=Q2=Q3=Q4
B．Q1=Q2=2Q3=2Q4
C．2Q1=2Q2=Q3=Q4
D．Q1≠Q2=Q3≠Q4
二、填空题
15、如图所示，MN为金属杆，在竖直平面内贴着光滑金属导轨下滑，导轨
的间距l=10cm，导轨上端接有电阻R=0.5Ω，导轨与金属杆电阻不计，整
个装置处于B=0.5T的水平方向的匀强磁场中．若杆稳定下落时，每秒钟
有0.02J的重力势能转化为电能，则MN杆的下落速度v=__________m/s。
16、如图所示，一个粗细均匀、电阻为2r的金属圆环，放置在方向垂直纸面
向里、磁感应强度为B的匀强磁场中，其直径为L，将长也为L、电阻为
r的金属棒PQ放置在金属圆环上，并以速度v0匀速向右运动，当PQ棒
运动到金属环的直径位置时，通过金属棒的感应电流大小为____________，
P、Q两端电势较高的是_______，P、Q两端间的电势差为_____________。
17、如图所示，线圈内有理想边界的磁场，当磁场均匀增加时，有一带电
粒子静止于平行板(两板水平放置)电容器中间，则此粒子带________电，
若线圈的匝数为n，平行板电容器的板间距离为d，粒子的质量为m，
带电量为q，则磁感应强度的变化率为____________ (设线圈的面积为S)。
三、计算题
18、如图所示，有一磁感强度B=0.1T的水平匀强磁场，垂直匀强磁场放置一很长的金属框架，框架上有一导体ab保持与框架边垂直、由静止开始下滑．已知ab长L=10cm，质量m=0.1g，电阻r=0.1Ω，框架电阻不计，g取10m/s2，求：
（1）导体ab下落的最大加速度和最大速度；
（2）导体ab在最大速度时产生的电功率。
19、如图所示，Ⅰ、Ⅲ为两匀强磁场区，Ⅰ区域的磁场方向垂直纸面向里，Ⅲ区域的磁场方向垂直纸面向外，磁感强度均为B，两区域中间为宽s的无磁场区Ⅱ．有一边长为l(l＞s)，电阻为R的正方形金属框abcd置于Ⅰ区域，ab边与磁场边界平行，现拉着金属框以速度v向右匀速移动，
（1）分别求出当ab边刚进入中央无磁场区Ⅱ，和刚进入磁场区Ⅲ时，通过ab边的电流的大小和方向；
（2）把金属框从Ⅰ区域完全拉入Ⅲ区域过程中拉力所做的功。
高二物理A层学案 电磁感应单元强化练习(电磁感应、单棒问题、双棒问题)
1. 两个闭合铝环，挂在一根水平光滑的绝缘杆上，当条形磁铁N极向左插向圆环时(如图)，两圆环的运动是
A.边向左移边分开
B.边向左移边靠拢
C.边向右移边分开
D.边向右移边靠拢
2. 如图所示，导线ab沿金属导轨运动，使电容器c充电，设磁场是匀强磁场，且右边回路电阻不变，若使电容器带电量恒定，且上板带正电，则ab的运动情况是( )
A.匀速向右运动
B.匀加速向左运动
C.变加速向左运动
D.匀加速向右运动
3. 图中的匀强磁场磁感应强度B=0.5T，让长为0.2m的导体AB在金属导轨上，以5m/s的速度向左做匀速运动，设导轨两侧所接电阻R1=4Ω,R2=1Ω，本身电阻为1Ω，AB与导轨接触良好。求：（1）导体AB中的电流大小 （2）全电路中消耗的电功率
1. 如图所示，匀强磁场磁感应强度为B=0.8T，方向垂直轨道平面，导轨间距L=0.5m，拉力F=0.2N，电阻R=4Ω，一切摩擦不计，求ab杆可能达到的最大速度
2. 如图所示，MN为金属杆，在竖直平面内贴着光滑金属导轨下滑，导轨的间距l=10cm，导轨上端接有电阻R=0.5Ω，导轨与金属杆电阻不计，整个装置处于B=0.5T的水平匀强磁场中．若杆稳定下落时，每秒钟有0.02J的重力势能转化为电能，则求MN杆的下落速度
3. 如图3所示，水平面上有两根相距0.5m的足够长的平行金属导轨MN和PQ，它们的电阻可忽略不计，在M和P之间接有阻值为R的定值电阻。导体棒ab长l＝0.5m，其电阻为r，与导轨接触良好。整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B＝0.4T。现在在导体棒ab上施加一个水平向右的力，使ab以v＝10m/s的速度向右做匀速运动时，求：
⑴ab中的感应电动势多大？
⑵ab中电流的方向如何？
⑶若定值电阻R＝3.0Ω，导体棒的电阻r＝1.0Ω，多大？
4. 如图所示，电阻不计的平行金属导轨MN和OP水平放置，MO间接有阻值为R的电阻，导轨相距为d，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感强度为B．质量为m、电阻为r的导体棒CD垂直于导轨放置，并接触良好．用平行于MN的恒力F向右拉动CD，CD受恒定的摩擦阻力．f，已知F>f．问：
(1)CD运动的最大速度是多少
(2)当CD达到最大速度后，电阻R消耗的电功率是多少
(3)当CD的速度是最大速度的1/3时，CD的加速度是多少
5. 如图5所示，有两根足够长、不计电阻，相距L的平行光滑金属导轨cd、ef与水平面成θ角固定放置，底端接一阻值为R的电阻，在轨道平面内有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直轨道平面斜向上.现有一平行于ce、垂直于导轨、质量为m、电阻不计的金属杆ab，在沿轨道平面向上的恒定拉力F作用下，从底端ce由静止沿导轨向上运动，当ab杆速度达到稳定后，撤去拉力F，最后ab杆又沿轨道匀速回到ce端。已知ab杆向上和向下运动的最大速度相等。求:
(1)拉力F大小；
(2)杆ab最后回到ce端的速度v
6. 如图6所示，宽度为L的足够长的平行金属导轨MN、PQ的电阻不计，垂直导轨水平放置一质量为m电阻为R的金属杆CD，整个装置处于垂直于导轨平面的匀强磁场中，导轨平面与水平面之间的夹角为θ，金属杆由静止开始下滑，动摩擦因数为μ，下滑过程中重力的最大功率为P，求磁感应强度的大小。
7. 如图所示，足够长的金属导轨MN和PQ与R相连，平行地放在水平桌面上，质量为m的金属杆可以无摩擦地沿导轨运动．导轨与ab杆的电阻不计，导轨宽度为L，磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过整个导轨平面．现给金属杆ab一个瞬时冲量I0，使ab杆向右滑行．
（1）求回路的最大电流．
（2）当滑行过程中电阻上产生的热量为Q时，杆ab的加速度多大？
（3）杆ab从开始运动到停下共滑行了多少距离？
8. 两根相距d=0.20m的平行金属长导轨固定在同一水平面内，并处于竖直方向的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B=0.2T，导轨上面横放着两条金属细杆，构成矩形回路，每条金属细杆的电阻为r=0.25Ω，回路中其余部分的电阻可不计.已知两金属细杆在平行于导轨的拉力的作用下沿导轨朝相反方向匀速平移，速度大小都是v=5.0m/s，如图所示.不计导轨上的摩擦.（1）求作用于每条金属细杆的拉力的大小.
（2）求两金属细杆在间距增加0.40m的滑动过程中共产生的热量.
9. 如图所示，两根间距为l的光滑金属导轨（不计电阻），由一段圆弧部分与一段无限长的水平段部分组成。其水平段加有竖直向下方向的匀强磁场，其磁感应强度为B，导轨水平段上静止放置一金属棒cd，质量为2m。，电阻为2r。另一质量为m，电阻为r的金属棒ab，从圆弧段M处由静止释放下滑至N处进入水平段，圆弧段MN半径为R，所对圆心角为60°，求：（1）ab棒在N处进入磁场区速度多大？此时棒中电流是多少？
（2）ab棒能达到的最大速度是多大？
（3）ab棒由静止到达最大速度过程中，系统所能释放的热量是多少？
高二物理A层学案 交变电流单元测试题（1）参考答案及解析
1.解析：选A.交流电压表示数为10 V，是有效值，故Um＝10V，电阻上的交变电流与交变电压的变化趋势相同，电阻R上电流的最大值为10/10 A＝ A，又因t＝0时，u＝um，故iR＝cos100πt(A)，uR＝10cos 100πt(V)，故选A.
2. 解析：选C.我国居民日常生活所用的是正弦式交流电，其电压的有效值是220 V，最大值为311 V，周期为0.02 s，所以只有C正确．
3. 答案：A
4. 答案：B
5. 解析：选C.由图象可以看出，此交变电流的周期为0.250 s，电压的最大值Um＝20 V．所以交变电流的频率为4 Hz，A、B均错误；交变电流的最大值Im＝＝2 A，有效值I＝＝ A，C正确，D错误．
6. 解析：选D.电动势的有效值为E＝ V＝220 V，所以电流的有效值I＝＝ A＝2.2 A，所以电压表的示数为U＝IR＝2.2×95.0 V＝209 V，选项A错；交变电流的频率为f＝＝50 Hz，每个周期内电流方向改变2次，故每秒钟内电流方向改变100次，选项B错；灯泡实际消耗的功率为P灯＝I2R＝2.22×95.0 W＝459.8 W，故选项C错；发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为Q＝I2rt＝2.22×5.0×1 J＝24.2 J，选项D对．
7. 解析：选BCD.当线圈绕垂直于磁场的轴转动，磁通量发生变化，才能产生交变电流，B、C、D均符合要求，A项中线圈的磁通量不发生变化，故不产生交变电流．
8. 答案：ABD
9. 解析：选BC.原来的电动势最大值为10 V，有效值为7.07 V，当发电机的转速提高一倍时，角速度增加一倍，频率也增加一倍，电动势最大值和有效值均增加一倍，表达式可以写为E＝20 sin 100πt(V)，由此可以看出提高转速后频率变为50 Hz，电动势有效值为14.14 V，负载消耗的功率将变为20 W．故B、C正确．
10. 解析：选BC.由图象可知，t＝0时刻线圈中的感应电流为0，感应电动势为0，穿过线圈的磁通量的变化率为0，所以穿过线圈的磁通量最大，A错误；由图象可得线圈先后两次转动的周期之比为0.4∶0.6＝2∶3，转速与周期成反比，所以线圈先后两次转速之比为3∶2，B正确；由图象可得交流电a的电流的最大值为10 A，有效值为 A＝5 A，又矩形线圈的电阻为1 Ω，所以交流电a的电动势的有效值为5 V，C正确；由E＝nBSω，ω＝可得电动势与周期成反比，所以交流电b的电动势的最大值为 V，D错误．
11. 解析：(1)e＝BLv＝BLvmsinωt
i＝＝sinωt
电流的有效值I＝＝
在t＝0 ～t＝时间内在R上产生的热量为：
Q＝I2Rt＝[]2·R·
＝.
(2)由v＝vmsinωt知：
当t＝0时，v＝0
当t＝时，v＝vm
由功能关系得
WF＝mv＋I2(R＋R0)
＝mv＋.
答案：见解析
12. 解析：(1)如图所示，画出一个周期内交变电流的u—t图象，其中阴影部分对应的时间t1表示霓虹灯不能发
光的时间，根据对称性，一个周期内霓虹灯不能发光的时间为4t1
当u＝u0＝60 V时，
由u＝120sinωt V求得：
t1＝ s
再由对称性知一个周期内能发光的时间：
t＝T－4t1＝ s－4× s＝ s
再由比例关系求得一个小时内霓虹灯发光的时间为：
t＝× s＝2400 s.
(2)很明显霓虹灯在工作过程中是忽明忽暗的，而熄灭的时间间隔只有 s(如图中t2＋t3那段时间)，由于人的眼睛具有视觉暂留现象，而这个视觉暂留时间约为 s远大于 s，因此经过灯光刺激的人眼不会因为短暂的熄灭而有所感觉．
答案：(1)2400 s (2)见解析
高二物理A层学案 电磁感应单元测试题（2）参考答案及解析
1 2 3 4 5 6 7
D BD CD BCD D B A
8 9 10 11 12 13 14
C BCD BD A C A A
15、2
16、，P，
17、负，
18、（1）am=g，vm= （2）P=
19、（1）I1=，方向b→a，I2=，方向b→a （2）W=
E，r
a
c
b
R
S
图4
x
y
O
A
V0
v
图17
图16
Q
P
O
楞次定律你掌握了吗？
R1
R2
v
Aa
Bb
单棒问题
a
b
R
F
M
N
P
Q
a
b
v
R
B
图3
θ
a
F
b
R
c
d
e
f
B
图5
图6
双棒问题
v
v
一、单项选择题
1．正弦交变电源与电阻R、交流电压表按照图甲所示的方式连接，R＝10 Ω，交流电压表的示数是10 V．图乙是交变电源输出电压u随时间t变化的图象，则( )
A．通过R的电流iR随时间t变化的规律是iR＝cos100πt(A)
B．通过R的电流iR随时间t变化的规律是iR＝cos50πt(A)
C．R两端的电压uR随时间t变化的规律是uR＝5cos100πt(V)
D．R两端的电压uR随时间t变化的规律是uR＝5cos50πt(V)
2．下列四幅图是交流电的图象，其中能正确反映我国居民日常生活所用交流电的是( )
3．(2011年湖南长沙模拟)一个阻值为2 Ω的线圈在匀强磁场中转动，产生的交变电动势为e＝10sin20πtV，当该线圈与一阻值为8 Ω的电阻组成闭合回路时，下列说法正确的是( )
A．t＝0时，线圈平面位于中性面
B．t＝0时，穿过线圈的磁通量为0
C．电阻的热功率为16 W
D．用电压表测路端电压时读数为11.3 V
4．(2011年金华模拟)两只相同的电阻，分别通过正弦波形的交流电和方波形的交流电．两种交变电流的最大值相等，波形如图所示．在正弦波形交流电的一个周期内，正弦波形交流电在电阻上产生的焦耳热Q1与方波形交流电在电阻上产生的焦耳热Q2之比等于( )
A．3∶1 B．1∶2
C．2∶1 D．4∶3
5．小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系，如图所示，此线圈与一个R＝10 Ω的电阻构成闭合电路．不计电路的其他电阻．下列说法正确的是( )
A．交变电流的周期为0.125 s
B．交变电流的频率为8 Hz
C．交变电流的有效值为 A
D．交变电流的最大值为4 A
6．(2009年高考福建理综卷)一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示．已知发电机线圈内阻为5.0 Ω，现外接一只电阻为95.0 Ω的灯泡，如图乙所示，则( )
A．电压表V的示数为220 V
B．电路中的电流方向每秒钟改变50次
C．灯泡实际消耗的功率为484 W
D．发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2 J
7．如图所示的线圈中产生了交变电流的是( )
8．(2011年湖州高三质检)如图甲所示，电阻R的阻值为50 Ω，在ab间加上图乙所示的正弦交流电，则下面说法中正确的是( )
A．电阻R的功率为200 W
B．电流表示数为2 A
C．产生该交流电的线圈在磁场中转动的角速度为3.14 rad/s
D．如果产生该交流电的线圈转速提高一倍，则电流表的示数也增大一倍
9．内阻不计的交流发电机产生的电动势E＝10sin50πt(V)，所接负载的电阻R＝10 Ω，现把发电机的转速提高一倍，则( )
A．负载两端电压的有效值将变为28.2 V
B．交流电的频率将变为50 Hz
C．负载消耗的功率将变为20 W
D．负载消耗的功率将变为40 W
10．(2011年绍兴一中检测)电阻为1 Ω的某矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，所产生的正弦交流电的图象如图线a所示；当调整线圈转速后，该线圈中所产生的正弦交流电的图象如图线b所示，以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是( )
A．在图中t＝0时刻穿过线圈的磁通量均为零
B．线圈先后两次转速之比为3∶2
C．交流电a的电动势的有效值为5 V
D．交流电b的电动势的最大值为5 V
二、计算题
11．如图所示，间距为L的光滑水平金属导轨，水平地放置在竖直方向的磁感应强度为B的匀强磁场中，一端接阻值为R的电阻．质量为m的导体棒放置在导轨上，其电阻为R0.在拉力F作用下从t＝0的时刻开始运动，其速度随时间的变化规律为v＝vmsinωt，不计导轨电阻．求：
(1)从t＝0到t＝时间内电阻R产生的热量．
(2)从t＝0到t＝时间内拉力F所做的功．
12．电压u＝120sinωt V，频率为50 Hz的交变电流，把它加在激发电压和熄灭电压均为u0＝60 V的霓虹灯的两端．
(1)求在一个小时内，霓虹灯发光时间有多长？
(2)试分析为什么人眼不能感到这种忽明忽暗的现象？(已知人眼的视觉暂留时间约为 s)
高二物理A层学案 电磁感应单元测试题（1）
1.如图所示的电路，闭合开关S后，a、b、c三盏灯均能发光，电源电动势E恒定且内阻r不可忽略.现将变阻器R的滑片稍向上滑动一些，三盏灯亮度变化的情况是（ ）
A.a灯变亮，b灯和c灯变暗
B.a灯和c灯变亮，b灯变暗
C.a灯和c灯变暗，b灯变亮
D.a灯和b灯变暗，c灯变亮
2．直流电池组的电动势为E，内电阻为r，用它给电阻为R的直流电动机供电，当电动机正
常工作时，电动机两端的电压为U，通过电动机的电流是I，下列说法中正确的是 （ ）
A．电动机输出的机械功率是UI B．电动机电枢上发热功率为I2R
C．电源消耗的化学能功率为EI D．电源的输出功率为EI-I2r
3．如上图所示，闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从图示位置匀速拉出匀强磁场．若第一次用0.3s时间拉出，外力所做的功为W1，通过导线截面的电量为q1；第二次用0.9s时间拉出，外力所做的功为W2，通过导线截面的电量为q2，则 （ ）
A．W1＜W2，q1＜q2
B．W1＜W2，q1=q2
C．W1＞W2，q1=q2
D．W1＞W2，q1＞q2
4.如图4，用绝缘细线悬吊着的带正电小球在匀强磁场中做简谐
运动，则（ ）
A． 当小球每次通过平衡位置时，动能相同
B．当小球每次通过平衡位置时，速度相同
C．当小球每次通过平衡位置时，丝线拉力相同
D．撤消磁场后，小球摆动周期变化
5. 如图所示为一测定液面高低的传感器示意图，A为固定的导体
芯，B 为导体芯外面的一层绝缘物质，C为导电液体，把传感器接到图示电路中，已知灵敏电流表指针偏转方向与电流方向相同。如果发 现指针正向右偏转，则导电液体的深度h变化为（ ）
A．h正在增大 B．h正在减小
C．h不变 D．无法确定
6.如图，磁感强度为B的匀强磁场，垂直穿过平面直角坐标系的第I象限。一质量为m，带电量为q的粒子以速度V从O点沿着与y轴夹角为30°方向进入磁场，运动到A点时的速度方向平行于x轴，那么：
A、粒子带正电 B、粒子带负电
C、粒子由O到A经历时间
D、粒子的速度没有变化
7.如图所示，有一理想变压器，原线圈匝数为n1，两个副线圈的匝数分别为n2和n3，原副线圈的电压分别为U1、U2、U3，电流分别为I1、I2、I3，两个副线圈负载电阻的阻值未知，下列结论中，正确的是：( )
(A)U1：U2＝n1：n2；U2：U3=n2：n3； (B)I1/I3=n3/n1；I1/I2=n2/n1；
(C)n1I1=n2I2＋n3I3； (D)I1U1=I2U2＋I3U3。
8.一交流电的电流随时间变化而变化的图象，此
交变电流的有效 （ ）
A、5A B、5A
C、3.5 D、3.5
9. 如图所示，线圈的自感系数L和电容器的电容C都很小，此电路的重要作用是（ ）
A、阻直流通交流，输出交流
B、阻交流通直流，输出直流
C、阻低频通高频，输出高频交流
D、阻高频通低频，输出直流和低频交流
10．如图所示,两线圈绕在同一软铁芯的两端并组成水平放置的光滑导轨,两金属棒PQ、MN可自由移动.当PQ在外力作用下运动时,MN在安培力作用下向右运动,则PQ可能的运动是（ ）
A.向右匀加速运动 B.向左匀加速运动
C.向右匀减速运动 D.向左匀减速运动
11．水平桌面上放一闭合铝环，在铝环轴线上方有一条形磁铁，当条形磁铁沿轴线竖直向下迅速靠近铝环时，下列判断正确的是，（ ）
A．铝环有收缩的趋势，对桌面的压力增大，
B．铝环有扩张的趋势，对桌面的压力增大，
C．铝环有收缩的趋势，对桌面的压力减小，
D．铝环有扩张的趋势，对桌面的压力减小
12． 下图（a）中 A是一边长为 l的方形线框，电阻为 R，今维持线框以恒定的速度 v沿 x轴运动，并穿过图中所示的匀强磁场 B区域.若以 x轴正方向作为力的正方向，线框在图示位置的时刻作为时间的零点，则磁场对线框的作用力 F随时间 t的变化图线为下图（ b）中的
13.要用电流表和电压表测定三节干电池(每节干电池的电动势约为1.5V，内阻约为0.3Ω) 串联电池组的电动势和内电阻，现有下列器材供选用：
A.电流表：量程0.6A，内电阻1Ω B.电流表：量程3A，内电阻0.2Ω
C.电压表：量程3V，内电阻30kΩ D.电压表：量程6V，内电阻60kΩ
E.滑动变阻器：0～1000Ω，额定电流0.1A；
F.滑动变阻器：0～20Ω，额定电流2A G.导线，电键
(1)为了使测量结果较准确，应选用的器材有 .(填仪器的字母代号)
14．面积S = 0.2m2、n = 100匝的圆形线圈，处在如图9-12所示的磁场内，磁感应强度随时间t变化的规律是B = 0.02t，R = 3Ω，C = 30μF，线圈电阻r = 1Ω，求：
（1）通过R的电流大小和方向
（2）电容器的电荷量。
15. 如图所示，MN为金属杆，在竖直平面内贴着光滑金属导轨下滑，导轨的间距l=10cm，导轨上端接有电阻R=0.5Ω，导轨与金属杆电阻不计，整个装置处于B=0.5T的水平匀强磁场中．若杆稳定下落时，每秒钟有0.02J的重力势能转化为电能，则求MN杆的下落速度
16.如图17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＝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=0.1，水平跨在导轨上，且可无摩擦滑动（g取10m/s2）求：
（1）试分析ab棒的运动性质。
（2）ab下滑的最大速度
（3）以最大速度下滑时，ab棒上的电热功率。
17．如图16，不计电阻的U形导轨水平放置，导轨宽l=0.5m，左端连接阻值为0.4的电阻R，在导轨上垂直于导轨放一电阻为0.1的导体棒MN，并用水平轻绳通过定滑轮吊着质量为m=2.4g的重物，图中L=0.8m，开始重物与水平地面接触并处于静止，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B0=0.5T，并且的规律在增大，不计摩擦阻力，求至少经过多长时间才能将重物吊起？（g=10m/s2）
高二物理A层学案 电磁感应单元测试题（2）
一、不定项选择题
1、关于感应电动势大小的下列说法中，正确的是 ( )
A．线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大
B．线圈中磁通量越大，产生的感应电动势一定越大
C．线圈放在磁感强度越强的地方，产生的感应电动势一定越大
D．线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势越大
2、如图所示，矩形线框abcd的ad和bc的中点M、N之间连接一电压表，整个装置处于匀强磁场中，磁场的方向与线框平面垂直，当线框向右匀速平动时，则 ( )
A．穿过线框的磁通量不变化，MN间无感应电动势
B．MN这段导体做切割磁力线运动，MN间有电势差
C．MN间有电势差，所以电压表有读数
D．因为无电流通过电压表，所以电压表无读数
3、一个N匝圆线圈，放在磁感强度为B的匀强磁场中，线圈平面跟磁感强度方向成30°角，磁感强度随时间均匀变化，线圈导线规格不变，可使线圈中感应电流增加一倍的是( )
A．将线圈匝数增加一倍
B．将线圈面积增加一倍
C．将线圈半径增加一倍
D．适当改变线圈的取向
4、单匝闭合线框在匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动.在转动的过程中，穿过线框中的最大磁通量为Φm，最大感应电动势为Em，下列说法中正确的是 ( )
A．当穿过线框的磁通量为零时，线框中感应电动势也为零
B．当穿过线框的磁通量减小时，线框中感应电动势在增大
C．当穿过线框的磁通量等于0.5Φm时，线框中感应电动势不等于0.5Em
D．线框转动的角速度等于Em/Φm
5、一个矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴匀速转动，线圈中的感应电动势e随时间t变化如下图所示，则 ( )
A．t1时刻通过线圈的磁通量为零
B．t2时刻通过线圈的磁通量绝对值最大
C．t3时刻通过线圈的磁通量变化率绝对值最大
D．每当e变换方向时，通过线圈的磁通量绝对值都最大
6、如图所示，RQRS为一正方形导线框，它以恒定速度向右进入以MN为边界的匀强磁场，磁场方向垂直线框平面，MN线与线框的边成45°角，E、F分别为PS和PQ的中点，关于线框中的感应电流 ( )
A．当E点经过边界MN时，感应电流最大
B．当P点经过边界MN时，感应电流最大
C．当F点经过边界MN时，感应电流最大
D．当Q点经过边界MN时，感应电流最大
7、如图所示，金属杆a b水平放置在某高处，当它被平抛进入方向坚直向上的匀强磁场中时，以下说法中正确的是 ( )
A．运动过程中感应电动势大小不变，且Ua＞Ub
B．运动过程中感应电动势大小不变，且Ua＜Ub
C．由于速率不断增大，所以感应电动势不断变大，且Ua＞Ub
D．由于速率不断增大，所以感应电动势不断变大，且Ua＜Ub
8、如图所示，两个相互连接的金属环，已知大环电阻是小环电阻的1/4，当通过大环的磁通量变化率为△φ／△t时，大环的路端电压为U，当通过小环的磁通量的变化率为△φ／△t时，小环的路端电压为(两环磁通的变化不同时发生) ( )
A．4U
B．U
C．0.25U
D．0.2U
9、如图所示，两光滑曲线导轨连接光滑水平导轨，水平导轨处在方向竖直向下的匀强磁场中。导体b静置在水平导轨上，导体a从曲线导轨上滑下，进入水平导轨的匀强磁场中后(始终未与b相接触) ( )
A．导体a将作匀减速运动，b作匀加速运动
B．回路中的感应电流将不断减小
C．a、b的速度有可能相同
D．回路中的感应电流有可能为零
10、材料、粗细相同，长度不同的电阻丝做成ab、cd、ef三种形状的导线，分别放在电阻可忽略的光滑金属导轨上，并与导轨垂直，如图所示，匀强磁场方向垂直导轨平面向内。外力使导线水平向右做匀速运动，且每次外力所做功的功率相同，已知三根导线在导轨间的长度关系是Lab＜Lcd＜Lef，则 ( )
A．ab运动速度最大
B．ef运动速度最大
C．三根导线产生的感应电动势相同
D．三根导线每秒产生的热量相同
11、用同样的材料、不同粗细导线绕成两个质量面积均相同的正方形线圈Ⅰ和Ⅱ，使它们从离有理想界面的匀强磁场高度为h的地方同时自由下落，如图2所示．线圈平面与磁感线垂直，空气阻力不计，则 ( )
A．两线圈同时落地，线圈发热量相同
B．细线圈先落到地，细线圈发热量大
C．粗线圈先落到地，粗线圈发热量大
D．两线圈同时落地，细线圈发热量大
12、如图所示，闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从图示位置匀速拉出匀强磁场。若第一次用0.3s时间拉出，外力所做的功为W1，通过导线截面的电量为q1；第二次用0.9s时间拉出，外力所做的功为W2，通过导线截面的电量为q2，则 ( )
A．W1＜W 2，q 1＜q2
B．W 1＜W 2，q 1= q 2
C．W 1＞W 2，q 1= q 2
D．W 1＞W 2，q 1＞q 2
13、如图所示，一闭合直角三角形线框以速度v匀速穿过匀强磁场区域．从BC边进入磁场区开始计时，到A点离开磁场区止的过程中，线框内感应电流的情况(以逆时针方向为电流的正方向)是 ( )
14、如图，在匀强磁场中固定放置一根串接一电阻R的直角形金属导轨aOb（在纸面内），磁场方向垂直于纸面朝里，另有两根金属导轨c、d分别平行于Oa、Ob放置。保持导轨之间接触良好，金属导轨的电阻不计。现经历以下四个过程：①以速率v移动d，使它与Ob的距离增大一倍；②再以速率v移动c，使它与Oa的距离减小一半；③然后，再以速度2v移动c，使它回到原处；④最后以速率2v移动d，使它也回到原处。设上述四个过程中通过电阻R的电量的大小依次为Q1、Q2、Q3和Q4，则 ( )
A．Q1=Q2=Q3=Q4
B．Q1=Q2=2Q3=2Q4
C．2Q1=2Q2=Q3=Q4
D．Q1≠Q2=Q3≠Q4
二、填空题
15、如图所示，MN为金属杆，在竖直平面内贴着光滑金属导轨下滑，导轨
的间距l=10cm，导轨上端接有电阻R=0.5Ω，导轨与金属杆电阻不计，整
个装置处于B=0.5T的水平方向的匀强磁场中．若杆稳定下落时，每秒钟
有0.02J的重力势能转化为电能，则MN杆的下落速度v=__________m/s。
16、如图所示，一个粗细均匀、电阻为2r的金属圆环，放置在方向垂直纸面
向里、磁感应强度为B的匀强磁场中，其直径为L，将长也为L、电阻为
r的金属棒PQ放置在金属圆环上，并以速度v0匀速向右运动，当PQ棒
运动到金属环的直径位置时，通过金属棒的感应电流大小为____________，
P、Q两端电势较高的是_______，P、Q两端间的电势差为_____________。
17、如图所示，线圈内有理想边界的磁场，当磁场均匀增加时，有一带电
粒子静止于平行板(两板水平放置)电容器中间，则此粒子带________电，
若线圈的匝数为n，平行板电容器的板间距离为d，粒子的质量为m，
带电量为q，则磁感应强度的变化率为____________ (设线圈的面积为S)。
三、计算题
18、如图所示，有一磁感强度B=0.1T的水平匀强磁场，垂直匀强磁场放置一很长的金属框架，框架上有一导体ab保持与框架边垂直、由静止开始下滑．已知ab长L=10cm，质量m=0.1g，电阻r=0.1Ω，框架电阻不计，g取10m/s2，求：
（1）导体ab下落的最大加速度和最大速度；
（2）导体ab在最大速度时产生的电功率。
19、如图所示，Ⅰ、Ⅲ为两匀强磁场区，Ⅰ区域的磁场方向垂直纸面向里，Ⅲ区域的磁场方向垂直纸面向外，磁感强度均为B，两区域中间为宽s的无磁场区Ⅱ．有一边长为l(l＞s)，电阻为R的正方形金属框abcd置于Ⅰ区域，ab边与磁场边界平行，现拉着金属框以速度v向右匀速移动，
（1）分别求出当ab边刚进入中央无磁场区Ⅱ，和刚进入磁场区Ⅲ时，通过ab边的电流的大小和方向；
（2）把金属框从Ⅰ区域完全拉入Ⅲ区域过程中拉力所做的功。
高二物理A层学案 电磁感应单元强化练习(电磁感应、单棒问题、双棒问题)
1. 两个闭合铝环，挂在一根水平光滑的绝缘杆上，当条形磁铁N极向左插向圆环时(如图)，两圆环的运动是
A.边向左移边分开
B.边向左移边靠拢
C.边向右移边分开
D.边向右移边靠拢
2. 如图所示，导线ab沿金属导轨运动，使电容器c充电，设磁场是匀强磁场，且右边回路电阻不变，若使电容器带电量恒定，且上板带正电，则ab的运动情况是( )
A.匀速向右运动
B.匀加速向左运动
C.变加速向左运动
D.匀加速向右运动
3. 图中的匀强磁场磁感应强度B=0.5T，让长为0.2m的导体AB在金属导轨上，以5m/s的速度向左做匀速运动，设导轨两侧所接电阻R1=4Ω,R2=1Ω，本身电阻为1Ω，AB与导轨接触良好。求：（1）导体AB中的电流大小 （2）全电路中消耗的电功率
1. 如图所示，匀强磁场磁感应强度为B=0.8T，方向垂直轨道平面，导轨间距L=0.5m，拉力F=0.2N，电阻R=4Ω，一切摩擦不计，求ab杆可能达到的最大速度
2. 如图所示，MN为金属杆，在竖直平面内贴着光滑金属导轨下滑，导轨的间距l=10cm，导轨上端接有电阻R=0.5Ω，导轨与金属杆电阻不计，整个装置处于B=0.5T的水平匀强磁场中．若杆稳定下落时，每秒钟有0.02J的重力势能转化为电能，则求MN杆的下落速度
3. 如图3所示，水平面上有两根相距0.5m的足够长的平行金属导轨MN和PQ，它们的电阻可忽略不计，在M和P之间接有阻值为R的定值电阻。导体棒ab长l＝0.5m，其电阻为r，与导轨接触良好。整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B＝0.4T。现在在导体棒ab上施加一个水平向右的力，使ab以v＝10m/s的速度向右做匀速运动时，求：
⑴ab中的感应电动势多大？
⑵ab中电流的方向如何？
⑶若定值电阻R＝3.0Ω，导体棒的电阻r＝1.0Ω，多大？
4. 如图所示，电阻不计的平行金属导轨MN和OP水平放置，MO间接有阻值为R的电阻，导轨相距为d，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感强度为B．质量为m、电阻为r的导体棒CD垂直于导轨放置，并接触良好．用平行于MN的恒力F向右拉动CD，CD受恒定的摩擦阻力．f，已知F>f．问：
(1)CD运动的最大速度是多少
(2)当CD达到最大速度后，电阻R消耗的电功率是多少
(3)当CD的速度是最大速度的1/3时，CD的加速度是多少
5. 如图5所示，有两根足够长、不计电阻，相距L的平行光滑金属导轨cd、ef与水平面成θ角固定放置，底端接一阻值为R的电阻，在轨道平面内有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直轨道平面斜向上.现有一平行于ce、垂直于导轨、质量为m、电阻不计的金属杆ab，在沿轨道平面向上的恒定拉力F作用下，从底端ce由静止沿导轨向上运动，当ab杆速度达到稳定后，撤去拉力F，最后ab杆又沿轨道匀速回到ce端。已知ab杆向上和向下运动的最大速度相等。求:
(1)拉力F大小；
(2)杆ab最后回到ce端的速度v
6. 如图6所示，宽度为L的足够长的平行金属导轨MN、PQ的电阻不计，垂直导轨水平放置一质量为m电阻为R的金属杆CD，整个装置处于垂直于导轨平面的匀强磁场中，导轨平面与水平面之间的夹角为θ，金属杆由静止开始下滑，动摩擦因数为μ，下滑过程中重力的最大功率为P，求磁感应强度的大小。
7. 如图所示，足够长的金属导轨MN和PQ与R相连，平行地放在水平桌面上，质量为m的金属杆可以无摩擦地沿导轨运动．导轨与ab杆的电阻不计，导轨宽度为L，磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过整个导轨平面．现给金属杆ab一个瞬时冲量I0，使ab杆向右滑行．
（1）求回路的最大电流．
（2）当滑行过程中电阻上产生的热量为Q时，杆ab的加速度多大？
（3）杆ab从开始运动到停下共滑行了多少距离？
8. 两根相距d=0.20m的平行金属长导轨固定在同一水平面内，并处于竖直方向的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B=0.2T，导轨上面横放着两条金属细杆，构成矩形回路，每条金属细杆的电阻为r=0.25Ω，回路中其余部分的电阻可不计.已知两金属细杆在平行于导轨的拉力的作用下沿导轨朝相反方向匀速平移，速度大小都是v=5.0m/s，如图所示.不计导轨上的摩擦.（1）求作用于每条金属细杆的拉力的大小.
（2）求两金属细杆在间距增加0.40m的滑动过程中共产生的热量.
9. 如图所示，两根间距为l的光滑金属导轨（不计电阻），由一段圆弧部分与一段无限长的水平段部分组成。其水平段加有竖直向下方向的匀强磁场，其磁感应强度为B，导轨水平段上静止放置一金属棒cd，质量为2m。，电阻为2r。另一质量为m，电阻为r的金属棒ab，从圆弧段M处由静止释放下滑至N处进入水平段，圆弧段MN半径为R，所对圆心角为60°，求：（1）ab棒在N处进入磁场区速度多大？此时棒中电流是多少？
（2）ab棒能达到的最大速度是多大？
（3）ab棒由静止到达最大速度过程中，系统所能释放的热量是多少？
高二物理A层学案 交变电流单元测试题（1）参考答案及解析
1.解析：选A.交流电压表示数为10 V，是有效值，故Um＝10V，电阻上的交变电流与交变电压的变化趋势相同，电阻R上电流的最大值为10/10 A＝ A，又因t＝0时，u＝um，故iR＝cos100πt(A)，uR＝10cos 100πt(V)，故选A.
2. 解析：选C.我国居民日常生活所用的是正弦式交流电，其电压的有效值是220 V，最大值为311 V，周期为0.02 s，所以只有C正确．
3. 答案：A
4. 答案：B
5. 解析：选C.由图象可以看出，此交变电流的周期为0.250 s，电压的最大值Um＝20 V．所以交变电流的频率为4 Hz，A、B均错误；交变电流的最大值Im＝＝2 A，有效值I＝＝ A，C正确，D错误．
6. 解析：选D.电动势的有效值为E＝ V＝220 V，所以电流的有效值I＝＝ A＝2.2 A，所以电压表的示数为U＝IR＝2.2×95.0 V＝209 V，选项A错；交变电流的频率为f＝＝50 Hz，每个周期内电流方向改变2次，故每秒钟内电流方向改变100次，选项B错；灯泡实际消耗的功率为P灯＝I2R＝2.22×95.0 W＝459.8 W，故选项C错；发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为Q＝I2rt＝2.22×5.0×1 J＝24.2 J，选项D对．
7. 解析：选BCD.当线圈绕垂直于磁场的轴转动，磁通量发生变化，才能产生交变电流，B、C、D均符合要求，A项中线圈的磁通量不发生变化，故不产生交变电流．
8. 答案：ABD
9. 解析：选BC.原来的电动势最大值为10 V，有效值为7.07 V，当发电机的转速提高一倍时，角速度增加一倍，频率也增加一倍，电动势最大值和有效值均增加一倍，表达式可以写为E＝20 sin 100πt(V)，由此可以看出提高转速后频率变为50 Hz，电动势有效值为14.14 V，负载消耗的功率将变为20 W．故B、C正确．
10. 解析：选BC.由图象可知，t＝0时刻线圈中的感应电流为0，感应电动势为0，穿过线圈的磁通量的变化率为0，所以穿过线圈的磁通量最大，A错误；由图象可得线圈先后两次转动的周期之比为0.4∶0.6＝2∶3，转速与周期成反比，所以线圈先后两次转速之比为3∶2，B正确；由图象可得交流电a的电流的最大值为10 A，有效值为 A＝5 A，又矩形线圈的电阻为1 Ω，所以交流电a的电动势的有效值为5 V，C正确；由E＝nBSω，ω＝可得电动势与周期成反比，所以交流电b的电动势的最大值为 V，D错误．
11. 解析：(1)e＝BLv＝BLvmsinωt
i＝＝sinωt
电流的有效值I＝＝
在t＝0 ～t＝时间内在R上产生的热量为：
Q＝I2Rt＝[]2·R·
＝.
(2)由v＝vmsinωt知：
当t＝0时，v＝0
当t＝时，v＝vm
由功能关系得
WF＝mv＋I2(R＋R0)
＝mv＋.
答案：见解析
12. 解析：(1)如图所示，画出一个周期内交变电流的u—t图象，其中阴影部分对应的时间t1表示霓虹灯不能发
光的时间，根据对称性，一个周期内霓虹灯不能发光的时间为4t1
当u＝u0＝60 V时，
由u＝120sinωt V求得：
t1＝ s
再由对称性知一个周期内能发光的时间：
t＝T－4t1＝ s－4× s＝ s
再由比例关系求得一个小时内霓虹灯发光的时间为：
t＝× s＝2400 s.
(2)很明显霓虹灯在工作过程中是忽明忽暗的，而熄灭的时间间隔只有 s(如图中t2＋t3那段时间)，由于人的眼睛具有视觉暂留现象，而这个视觉暂留时间约为 s远大于 s，因此经过灯光刺激的人眼不会因为短暂的熄灭而有所感觉．
答案：(1)2400 s (2)见解析
高二物理A层学案 电磁感应单元测试题（2）参考答案及解析
1 2 3 4 5 6 7
D BD CD BCD D B A
8 9 10 11 12 13 14
C BCD BD A C A A
15、2
16、，P，
17、负，
18、（1）am=g，vm= （2）P=
19、（1）I1=，方向b→a，I2=，方向b→a （2）W=
E，r
a
c
b
R
S
图4
x
y
O
A
V0
v
图17
图16
Q
P
O
楞次定律你掌握了吗？
R1
R2
v
Aa
Bb
单棒问题
a
b
R
F
M
N
P
Q
a
b
v
R
B
图3
θ
a
F
b
R
c
d
e
f
B
图5
图6
双棒问题
v
v