第二章测评(B)
(时间:90分钟 满分:100分)
一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.如图所示,A、B两图中,带绝缘层的线圈绕在了软铁上,C、D两图中,带绝缘层的线圈绕在了有机玻璃上,则能产生涡流的是( )
答案:A
解析:只有穿过导体的磁通量发生变化,才能产生涡流,题图B错在是直流电源,题图C中不是导体,题图D中既不是导体也不是交流电源。
2.一种具有独特属性的新型合金能够将热能直接转化为电能,具体而言,只要略微提高温度,这种合金会从非磁性合金变成强磁性合金,从而在环绕它的线圈中产生电流,其简化模型如图所示。M为圆柱形合金材料,N为线圈,线圈套在圆柱形合金材料上,线圈的半径大于合金材料的半径。现对M进行加热,假设M变为强磁性合金时,磁感线在M内沿轴线方向,则( )
A.N中将产生逆时针方向的电流
B.N中将产生顺时针方向的电流
C.N线圈有收缩的趋势
D.N线圈有扩张的趋势
答案:D
解析:当对M加热使其温度升高时,M从非磁性合金变为强磁性合金,穿过N的磁通量增加,根据楞次定律可知,N有扩张的趋势才能使穿过N的磁通量减少,选项C错误,选项D正确;由于不知M的磁场方向,故不能判断N中感应电流的方向,选项A、B错误。
3.如图所示,在磁感应强度为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场中,金属杆MN在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动,MN中产生的感应电动势为E1;若磁感应强度增为2B,其他条件不变,MN中产生的感应电动势变为E2。则通过电阻R的电流方向及E1与E2之比分别为( )
A.c→a,2∶1
B.a→c,2∶1
C.a→c,1∶2
D.c→a,1∶2
答案:C
解析:由右手定则判断可知,MN中产生的感应电流方向为N→M,则通过电阻R的电流方向为a→c。MN产生的感应电动势公式为E=Blv,其他条件不变,E与B成正比,则得E1∶E2=1∶2。
4.如图所示,用粗细相同的铜丝做成边长分别为l和2l的两个闭合线框a和b,以相同的速度从磁感应强度为B的匀强磁场区域中匀速地拉到磁场外,不考虑线框的重力,若闭合线框的电流分别为Ia、Ib,则Ia∶Ib为( )
A.1∶4 B.1∶2
C.1∶1 D.不能确定
答案:C
解析:产生的感应电动势为E=Blv,由闭合电路欧姆定律得I=,又lb=2la,由电阻定律知Rb=2Ra,故Ia∶Ib=1∶1,选项C正确。本题主要考查感应电动势和电路知识的综合应用,意在提高学生的科学思维。
5.如图所示,条形磁铁从高h处自由下落,中途穿过一个固定的空心线圈。开关S断开,条形磁铁至落地用时t1,落地时速度为v1;S闭合,条形磁铁至落地用时t2,落地时速度为v2,忽略空气阻力,则它们的大小关系正确的是( )
A.t1>t2,v1>v2
B.t1=t2,v1=v2
C.t1D.t1v2
答案:D
解析:开关S断开时,线圈中无感应电流,对条形磁铁无阻碍作用,条形磁铁自由下落,故a=g;当开关S闭合时,线圈中有感应电流,对条形磁铁有阻碍作用,故av2,选项D正确。
6.如图所示电路中,A、B是相同的两个小灯泡,L是一个带铁芯的线圈,电阻可不计。调节R,电路稳定时两灯泡都正常发光,则在开关合上和断开时( )
A.两灯同时点亮、同时熄灭
B.合上S时,B立即变亮,A灯逐渐变亮
C.断开S时,A、B两灯都不会立即熄灭,通过A、B两灯的电流方向都与原电流方向相同
D.断开S时,A灯会突然闪亮一下后再熄灭
答案:B
解析:闭合S时,由于L的自感作用,A灯逐渐变亮,B灯立即变亮,稳定时两灯一样亮,故A错,B对;断开S时,由于L的自感作用,A、B两灯都不会立即熄灭,通过A灯的电流方向不变,但通过B灯的电流反向,故C错;又因通过A灯的电流不会比原来的大,故A灯不会闪亮一下再熄灭,故D错。
7.如图甲所示,面积S=1 m2的一个金属圆环内有垂直于平面向里的匀强磁场,圆环总电阻为5 Ω,磁场的磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示(B取向里为正),以下说法正确的是( )
A.圆环中产生顺时针方向的感应电流
B.圆环中磁通量的变化率为2 Wb/s
C.圆环中产生的感应电动势大小为2 V
D.0~1 s内,通过圆环截面的电荷量为0.2 C
答案:D
解析:由楞次定律可知圆环中感应电流的方向应为逆时针方向,选项A错误;圆环中磁通量的变化率应为圆环中磁感应强度的变化率乘以圆环面积,由题图可知圆环中磁感应强度的变化率为 T/s=1 T/s,所以圆环中磁通量的变化率应为1 Wb/s,选项B错误;圆环中产生的感应电动势大小为E=S=1 V,选项C错误;0~1 s内,通过圆环截面的电荷量为q==0.2 C,选项D正确。
8.(2020吉林长春十一中月考)如图所示,等腰直角三角形AOB内部存在着垂直于纸面向外的匀强磁场,OB在x轴上,长度为2l。纸面内一边长为l的正方形导线框的一边在x轴上,沿x轴正方向以恒定的速度穿过磁场区域。规定顺时针方向为导线框中感应电流的正方向,t=0时刻导线框正好处于图示位置。则下面四幅图中能正确表示导线框中感应电流i随位移x变化的是( )
答案:B
解析:根据电磁感应定律,当0~l时,通过线圈的磁通量均匀增加产生顺时针的感应电流;当l~2l时,右边切割磁感线的长度减小,左边切割磁感线的长度增大,由法拉第电磁感应定律可判断两个边切割磁感线产生的电流方向相反,所以合电流逐渐减小,在1.5l时电流减小到零,随后左边边长大于右边边长,电流反向,所以B选项是正确的。本题主要考查电磁感应定律的图像问题,意在提高学生的综合分析能力,提高学生的科学思维。
二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
9.(2020北京东城区月考)如图所示,闭合导线框放置在竖直向上的匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度B的大小随时间变化。关于线框中感应电流的说法正确的是( )
A.当B增大时,俯视线框,电流为逆时针方向
B.当B增大时,线框中的感应电流一定增大
C.当B减小时,俯视线框,电流为逆时针方向
D.当B减小时,线框中的感应电流可能减小
答案:CD
解析:设闭合回路的面积是S,设电路总电阻为R,由法拉第电磁感应定律可得,感应电动势E==S,由欧姆定律可得,感应电流I=;S与R是定值,当磁感应强度B增加,磁感应强度的变化率可能不变,可能减小,可能增大,所以感应电流不一定变大;当磁感应强度B减小时,磁感应强度的变化率可能不变,可能减小,可能增大,所以感应电流不一定变大。根据楞次定律和安培定则得当B增大时,俯视线框,电流为顺时针方向;当B减小时,俯视线框,电流为逆时针方向,故C、D正确,A、B错误。
10.如图所示,矩形金属框架三个竖直边ab、cd、ef的长都是l,电阻都是R,其余电阻不计;框架以速度v匀速平移,穿过磁感应强度为B的匀强磁场;设ab、cd、ef三条边先后进入磁场时ab边两端电压分别为U1、U2、U3,则下列判断结果正确的是( )
A.U1=Blv B.U2=2U1
C.U3=0 D.U1=U2=U3
答案:AB
解析:当ab进入磁场时,I=,则U1=E-IR=Blv。当cd也进入磁场时,I=,U2=E-I·Blv。三边都进入磁场时,U3=Blv。故选项A、B正确。
11.如图所示,在磁感应强度为B的匀强磁场中,有半径为r的光滑半圆形导体框架,Oc为一能绕O在框架上滑动的导体棒,Oa之间连一电阻R,导体框架与导体棒的电阻均不计,施加外力使Oc以角速度ω逆时针匀速转动,则( )
A.通过电阻R的电流方向由O经R到a
B.导体棒O端电势低于c端的电势
C.回路中的感应电流大小为
D.外力做功的功率为
答案:AD
解析: 由右手定则可知感应电流由c到O,则通过电阻R的电流为由O经R到a,选项A正确;导体棒以角速度ω逆时针匀速转动切割磁感线时可等效为电源,O端为电源正极,c端为电源负极,故导体棒O端的电势高于c端的电势,选项B错误;导体棒切割磁感线产生的感应电动势为E=Br·,由此可知感应电流为I=,选项C错误;电阻R上的电热功率为P=I2R=,由能量守恒定律可知外力做功的功率也为P,选项D正确。
12.(2020沈阳育才学校检测)如图所示,光滑的水平地面上方有两个磁感应强度大小均为B、方向相反的垂直于纸面的水平匀强磁场,PQ为两个磁场的边界,磁场范围足够大。一个位于纸面内的半径为a、质量为m、电阻为R的金属圆环沿垂直于磁场方向以速度v从如图所示的位置开始运动,当圆环运动到其直径刚好与边界线PQ重合时,圆环的速度为,则下列说法正确的是( )
A.此时圆环中的电功率为
B.此时圆环的加速度为
C.此过程中通过圆环截面的电荷量为
D.此过程中回路产生的电能为mv2
答案:AC
解析:感应电动势E=2·B·2a·=2Bav,感应电流I=,此时圆环中的电功率P=I2R=R=;安培力F=2B·2aI=4BaI=,加速度a=;此过程中通过圆环截面的电荷量q=I·Δt=·Δt=;此过程中产生的电能E电=mv2-mv2。综上可知,选项A、C正确。
三、非选择题(本题共6小题,共60分)
13.(6分)电吉他是利用电磁感应原理工作的一种乐器。右图为电吉他的扩音器的原理图,在金属弦的下方放置有一个连接到放大器的螺线管,一条形磁铁固定在管内,当拨动金属弦后,螺线管内就会产生感应电流,经一系列转化后可将电信号转为声音信号。
(1)金属弦的作用类似铁芯的作用,被拨动后靠近螺线管的过程中,通过放大器的电流方向为 (以图为准,选填“向上”或“向下”)。
(2)下列说法正确的是 。
A.金属弦上下振动的周期越大,螺线管内感应电流的方向变化也越快
B.金属弦上下振动过程中,经过相同位置时速度越大,螺线管中感应电动势也越大
C.电吉他通过扩音器发出的声音随感应电流强度增大而变响,增减螺线管匝数会起到调节音量的作用
D.电吉他通过扩音器发出的声音频率和金属弦振动频率相同
答案:(1)向下 (2)BCD
解析:本题考查电磁感应原理的应用,培养学生理论联系实际的能力,提高学生的科学思维。
(1)金属弦靠近螺线管时,线圈中磁场变强,根据楞次定律可得通过放大器的电流方向为向下。
(2)感应电动势的大小与磁通量的变化率有关,与线圈匝数有关,所以选项B、C正确;电吉他通过扩音器发出的声音频率与感应电流的频率相同,即与金属弦振动频率相同,A错误,D正确。
14.(6分)(2020广东韶关六校联考)(1)在探究楞次定律的实验中除需要已知绕向的螺线管、条形磁铁外,还要用到电表。请从下列电表中选择 。
A.量程为0~3 V的电压表
B.量程为0~3 A的电流表
C.量程为0~0.6 A的电流表
D.零刻度在中间的灵敏电流表
(2)某同学按下列步骤进行实验:
①将已知绕向的螺线管与电表连接;
②设计表格,记录将磁铁N、S极插入和抽出过程中引起感应电流的磁场方向、磁通量变化、感应电流的方向、感应电流的磁场方向;
③分析实验结果,得出结论。
上述实验中,漏掉的实验步骤是 。
丙
(3)图甲为某实验小组利用微电流传感器做验证楞次定律实验时,在计算机屏幕上得到的波形,横坐标为时间t,纵坐标为电流I。根据图线分析知道:将条形磁铁的N极插入圆形闭合线圈时得到图甲内①所示图线。现用该磁铁,如图乙所示,从很远处按原方向沿一圆形线圈的轴线匀速运动,并穿过线圈向远处而去。图丙中较正确地反映线圈中电流I与时间t关系的是 。
答案:(1)D (2)查明电流流入电表方向与电表指针偏转方向的关系 (3)B
解析:(1)楞次定律实验应该选用零刻度在中间的灵敏电流表。(2)查明电流流入电表方向与电表指针偏转方向的关系。(3)将条形磁铁的N极插入圆形闭合线圈时得到图甲内①所示图线,用该磁铁的S极从很远处按原方向沿一圆形线圈的轴线匀速运动,产生的电流方向与图甲①相反,再利用对称性的特点,可知图丙中B正确。
15.(10分)如图所示,线框由裸导线组成,cd、ef两边竖直放置且相互平行,导体棒ab水平放置并可沿cd、ef无摩擦滑动,而导体棒ab所在处的匀强磁场B2=2 T,已知ab长l=0.1 m,整个电路总电阻R=5 Ω。螺线管匝数n=4,螺线管横截面积S=0.1 m2。在螺线管内有图示方向的磁场B1,=10 T/s恒定不变,导体棒恰好处于静止状态,求:(g取10 m/s2)
(1)通过导体棒ab的电流大小;
(2)导体棒ab的质量m。
答案:(1)0.8 A (2)0.016 kg
解析:(1)螺线管产生的感应电动势
E=n=n·S=4 V
通过导体棒ab的电流为I==0.8 A。
(2)导体棒ab所受的安培力F=B2Il=0.16 N
导体棒静止时有F=mg
解得m=0.016 kg。
16.(10分)(2020四川遂宁月考)轻质细线吊着一边长为l=0.8 m的单匝正方形线圈abcd,线圈总电阻为R=1 Ω。边长为d0=0.4 m的正方形磁场区域对称分布在线圈下边的两侧,如图甲所示。磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度大小随时间变化如图乙所示。线圈始终保持静止。求:
(1)线圈abcd中产生的感应电动势E的大小和感应电流的方向;
(2)t=4 s时,cd边所受的安培力大小及方向。
答案:(1)0.4 V 逆时针方向(a→d→c→b→a)
(2)4.8 N 方向竖直向上
解析:(1)由法拉第电磁感应定律有
E=
ΔΦ=ΔB·
由题图乙得=5 T/s
解得E=0.4 V
由楞次定律知感应电流的方向为逆时针方向(a→d→c→b→a)。
(2)I==0.4 A
t=4 s时,B=30 T
F=BId0=4.8 N,方向竖直向上。
17.(12分)如图甲所示,两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上,两导轨间距为l,M、P两点间接有阻值为R的电阻,一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上,并与导轨垂直,整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直于斜面向下,导轨和金属杆的电阻可忽略,让ab杆沿导轨由静止开始下滑,导轨和金属杆接触良好,不计它们之间的摩擦。
(1)由b向a方向看到的装置如图乙所示,请在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图。
(2)在加速下滑过程中,当ab杆的速度大小为v时,求此时ab杆中的电流及其加速度的大小。
(3)求在下滑过程中,ab杆可以达到的速度最大值。
答案:(1)见解析图
(2) gsin θ-
(3)
解析:(1)由右手定则知,产生的感应电流方向a→b。如图所示,ab杆受重力mg,竖直向下;支持力FN,垂直于斜面向上;安培力F安,沿斜面向上。
(2)当ab杆的速度大小为v时,感应电动势E=Blv,此时电路中的电流I=
ab杆受到安培力F安=BIl=
根据牛顿第二定律,有
mgsin θ-F安=mgsin θ-=ma
a=gsin θ-。
(3)当a=0时,ab杆有最大速度,其最大值为vmax=。
18.(16分)(2020江苏清江中学模拟)如图所示,一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内,导轨间距l=0.5 m,左端接有阻值R=0.3 Ω的电阻。一质量m=0.1 kg、电阻r=0.1 Ω的金属棒MN放置在导轨上,整个装置置于竖直向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度B=0.4 T。金属棒在水平向右的外力作用下,由静止开始以a=2 m/s2的加速度做匀加速运动,当金属棒的位移x=9 m时撤去外力,金属棒继续运动一段距离后停下来,已知撤去外力前、后回路中产生的焦耳热之比Q1∶Q2=2∶1。导轨足够长且电阻不计,金属棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触。求:
(1)金属棒在匀加速运动过程中,通过电阻R的电荷量q;
(2)撤去外力后回路中产生的焦耳热Q2;
(3)外力做的功WF。
答案:(1)4.5 C (2)1.8 J (3)5.4 J
解析:(1)设金属棒匀加速运动的时间为Δt,回路的磁通量的变化量为ΔΦ,回路中的平均感应电动势为,由法拉第电磁感应定律得
①
其中ΔΦ=Blx ②
设回路中的平均电流为,由闭合电路欧姆定律得
③
则通过电阻R的电荷量为q=Δt ④
联立①②③④式,得q=,
代入数据得q=4.5 C。
(2)设撤去外力时金属棒的速度为v,对于金属棒的匀加速运动过程,由运动学公式得v2=2ax ⑤
设金属棒在撤去外力后的运动过程中安培力所做的功为W,由动能定理得
W=0-mv2 ⑥
撤去外力后回路中产生的焦耳热Q2=-W ⑦
联立⑤⑥⑦式,代入数据得Q2=1.8 J。 ⑧
(3)由题意知,撤去外力前、后回路中产生的焦耳热之比
Q1∶Q2=2∶1,可得Q1=3.6 J⑨
在金属棒运动的整个过程中,外力F克服安培力做功,由功能关系可知WF=Q1+Q2 ⑩
由⑧⑨⑩式得WF=5.4 J。第二章测评(B)
(时间:90分钟 满分:100分)
一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.如图所示,A、B两图中,带绝缘层的线圈绕在了软铁上,C、D两图中,带绝缘层的线圈绕在了有机玻璃上,则能产生涡流的是( )
2.一种具有独特属性的新型合金能够将热能直接转化为电能,具体而言,只要略微提高温度,这种合金会从非磁性合金变成强磁性合金,从而在环绕它的线圈中产生电流,其简化模型如图所示。M为圆柱形合金材料,N为线圈,线圈套在圆柱形合金材料上,线圈的半径大于合金材料的半径。现对M进行加热,假设M变为强磁性合金时,磁感线在M内沿轴线方向,则( )
A.N中将产生逆时针方向的电流
B.N中将产生顺时针方向的电流
C.N线圈有收缩的趋势
D.N线圈有扩张的趋势
3.如图所示,在磁感应强度为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场中,金属杆MN在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动,MN中产生的感应电动势为E1;若磁感应强度增为2B,其他条件不变,MN中产生的感应电动势变为E2。则通过电阻R的电流方向及E1与E2之比分别为( )
A.c→a,2∶1
B.a→c,2∶1
C.a→c,1∶2
D.c→a,1∶2
4.如图所示,用粗细相同的铜丝做成边长分别为l和2l的两个闭合线框a和b,以相同的速度从磁感应强度为B的匀强磁场区域中匀速地拉到磁场外,不考虑线框的重力,若闭合线框的电流分别为Ia、Ib,则Ia∶Ib为( )
A.1∶4 B.1∶2
C.1∶1 D.不能确定
5.如图所示,条形磁铁从高h处自由下落,中途穿过一个固定的空心线圈。开关S断开,条形磁铁至落地用时t1,落地时速度为v1;S闭合,条形磁铁至落地用时t2,落地时速度为v2,忽略空气阻力,则它们的大小关系正确的是( )
A.t1>t2,v1>v2
B.t1=t2,v1=v2
C.t1D.t1v2
6.如图所示电路中,A、B是相同的两个小灯泡,L是一个带铁芯的线圈,电阻可不计。调节R,电路稳定时两灯泡都正常发光,则在开关合上和断开时( )
A.两灯同时点亮、同时熄灭
B.合上S时,B立即变亮,A灯逐渐变亮
C.断开S时,A、B两灯都不会立即熄灭,通过A、B两灯的电流方向都与原电流方向相同
D.断开S时,A灯会突然闪亮一下后再熄灭
7.如图甲所示,面积S=1 m2的一个金属圆环内有垂直于平面向里的匀强磁场,圆环总电阻为5 Ω,磁场的磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示(B取向里为正),以下说法正确的是( )
A.圆环中产生顺时针方向的感应电流
B.圆环中磁通量的变化率为2 Wb/s
C.圆环中产生的感应电动势大小为2 V
D.0~1 s内,通过圆环截面的电荷量为0.2 C
8.(2020吉林长春十一中月考)如图所示,等腰直角三角形AOB内部存在着垂直于纸面向外的匀强磁场,OB在x轴上,长度为2l。纸面内一边长为l的正方形导线框的一边在x轴上,沿x轴正方向以恒定的速度穿过磁场区域。规定顺时针方向为导线框中感应电流的正方向,t=0时刻导线框正好处于图示位置。则下面四幅图中能正确表示导线框中感应电流i随位移x变化的是( )
二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
9.(2020北京东城区月考)如图所示,闭合导线框放置在竖直向上的匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度B的大小随时间变化。关于线框中感应电流的说法正确的是( )
A.当B增大时,俯视线框,电流为逆时针方向
B.当B增大时,线框中的感应电流一定增大
C.当B减小时,俯视线框,电流为逆时针方向
D.当B减小时,线框中的感应电流可能减小
10.如图所示,矩形金属框架三个竖直边ab、cd、ef的长都是l,电阻都是R,其余电阻不计;框架以速度v匀速平移,穿过磁感应强度为B的匀强磁场;设ab、cd、ef三条边先后进入磁场时ab边两端电压分别为U1、U2、U3,则下列判断结果正确的是( )
A.U1=Blv B.U2=2U1
C.U3=0 D.U1=U2=U3
11.如图所示,在磁感应强度为B的匀强磁场中,有半径为r的光滑半圆形导体框架,Oc为一能绕O在框架上滑动的导体棒,Oa之间连一电阻R,导体框架与导体棒的电阻均不计,施加外力使Oc以角速度ω逆时针匀速转动,则( )
A.通过电阻R的电流方向由O经R到a
B.导体棒O端电势低于c端的电势
C.回路中的感应电流大小为
D.外力做功的功率为
12.(2020沈阳育才学校检测)如图所示,光滑的水平地面上方有两个磁感应强度大小均为B、方向相反的垂直于纸面的水平匀强磁场,PQ为两个磁场的边界,磁场范围足够大。一个位于纸面内的半径为a、质量为m、电阻为R的金属圆环沿垂直于磁场方向以速度v从如图所示的位置开始运动,当圆环运动到其直径刚好与边界线PQ重合时,圆环的速度为,则下列说法正确的是( )
A.此时圆环中的电功率为
B.此时圆环的加速度为
C.此过程中通过圆环截面的电荷量为
D.此过程中回路产生的电能为mv2
三、非选择题(本题共6小题,共60分)
13.(6分)电吉他是利用电磁感应原理工作的一种乐器。右图为电吉他的扩音器的原理图,在金属弦的下方放置有一个连接到放大器的螺线管,一条形磁铁固定在管内,当拨动金属弦后,螺线管内就会产生感应电流,经一系列转化后可将电信号转为声音信号。
(1)金属弦的作用类似铁芯的作用,被拨动后靠近螺线管的过程中,通过放大器的电流方向为 (以图为准,选填“向上”或“向下”)。
(2)下列说法正确的是 。
A.金属弦上下振动的周期越大,螺线管内感应电流的方向变化也越快
B.金属弦上下振动过程中,经过相同位置时速度越大,螺线管中感应电动势也越大
C.电吉他通过扩音器发出的声音随感应电流强度增大而变响,增减螺线管匝数会起到调节音量的作用
D.电吉他通过扩音器发出的声音频率和金属弦振动频率相同
14.(6分)(2020广东韶关六校联考)(1)在探究楞次定律的实验中除需要已知绕向的螺线管、条形磁铁外,还要用到电表。请从下列电表中选择 。
A.量程为0~3 V的电压表
B.量程为0~3 A的电流表
C.量程为0~0.6 A的电流表
D.零刻度在中间的灵敏电流表
(2)某同学按下列步骤进行实验:
①将已知绕向的螺线管与电表连接;
②设计表格,记录将磁铁N、S极插入和抽出过程中引起感应电流的磁场方向、磁通量变化、感应电流的方向、感应电流的磁场方向;
③分析实验结果,得出结论。
上述实验中,漏掉的实验步骤是 。
丙
(3)图甲为某实验小组利用微电流传感器做验证楞次定律实验时,在计算机屏幕上得到的波形,横坐标为时间t,纵坐标为电流I。根据图线分析知道:将条形磁铁的N极插入圆形闭合线圈时得到图甲内①所示图线。现用该磁铁,如图乙所示,从很远处按原方向沿一圆形线圈的轴线匀速运动,并穿过线圈向远处而去。图丙中较正确地反映线圈中电流I与时间t关系的是 。
15.(10分)如图所示,线框由裸导线组成,cd、ef两边竖直放置且相互平行,导体棒ab水平放置并可沿cd、ef无摩擦滑动,而导体棒ab所在处的匀强磁场B2=2 T,已知ab长l=0.1 m,整个电路总电阻R=5 Ω。螺线管匝数n=4,螺线管横截面积S=0.1 m2。在螺线管内有图示方向的磁场B1,=10 T/s恒定不变,导体棒恰好处于静止状态,求:(g取10 m/s2)
(1)通过导体棒ab的电流大小;
(2)导体棒ab的质量m。
16.(10分)(2020四川遂宁月考)轻质细线吊着一边长为l=0.8 m的单匝正方形线圈abcd,线圈总电阻为R=1 Ω。边长为d0=0.4 m的正方形磁场区域对称分布在线圈下边的两侧,如图甲所示。磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度大小随时间变化如图乙所示。线圈始终保持静止。求:
(1)线圈abcd中产生的感应电动势E的大小和感应电流的方向;
(2)t=4 s时,cd边所受的安培力大小及方向。
17.(12分)如图甲所示,两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上,两导轨间距为l,M、P两点间接有阻值为R的电阻,一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上,并与导轨垂直,整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直于斜面向下,导轨和金属杆的电阻可忽略,让ab杆沿导轨由静止开始下滑,导轨和金属杆接触良好,不计它们之间的摩擦。
(1)由b向a方向看到的装置如图乙所示,请在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图。
(2)在加速下滑过程中,当ab杆的速度大小为v时,求此时ab杆中的电流及其加速度的大小。
(3)求在下滑过程中,ab杆可以达到的速度最大值。
18.(16分)(2020江苏清江中学模拟)如图所示,一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内,导轨间距l=0.5 m,左端接有阻值R=0.3 Ω的电阻。一质量m=0.1 kg、电阻r=0.1 Ω的金属棒MN放置在导轨上,整个装置置于竖直向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度B=0.4 T。金属棒在水平向右的外力作用下,由静止开始以a=2 m/s2的加速度做匀加速运动,当金属棒的位移x=9 m时撤去外力,金属棒继续运动一段距离后停下来,已知撤去外力前、后回路中产生的焦耳热之比Q1∶Q2=2∶1。导轨足够长且电阻不计,金属棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触。求:
(1)金属棒在匀加速运动过程中,通过电阻R的电荷量q;
(2)撤去外力后回路中产生的焦耳热Q2;
(3)外力做的功WF。
