物理自检 DAY1
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1.安培力: 在磁场中受的力.
2.安培力方向判断——左手定则:伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌
在同一个平面内;让磁感线从 垂直进入,并使四指指向 的方向,这时 所
指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向.
3.长为 L 的通电导线,
①当通过的电流 I 与磁感应强度 B 方向垂直时,所受安培力为 F= ;
②当通过的电流 I 与磁感应强度 B 方向平行时,所受安培力为 F= ;
③当通过的电流 I 与磁感应强度 B 方向成θ角时,公式 F= .
判断题
4.安培力的方向可能与磁场方向垂直,也可能不垂直。 ( )
5.通电导线在磁场中一定会受到安培力的作用。 ( )
6.安培力的方向与导线方向一定垂直。 ( )
7.通电导体在磁场中所受安培力 F 一定等于 IlB。 ( )
8.用磁电式电流表测量电流时,通电线圈的四条边都受到安培力的作用。 ( )
9.如图所示,两个完全相同的线圈套在一水平光滑绝缘圆柱上,但能自由移动,若两线圈内通以大小不等的同向电流,则它们的运动情况是( )
A.都绕圆柱转动B.以不等的加速度相向运动C.以相等的加速度相向运动D.以相等的加速度相背运动
10.画出图中通电直导线 A 受到的安培力的方向。
11.如图所示,在匀强磁场中放有下列各种形状的通电导线,电流均为 I,磁感应强度均为 B,求各导线所受到的安培力的大小。
(1) (2) (3) (4) (5)
物理自检 DAY2
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1.洛伦兹力:物理学中,把磁场对 的作用力称为洛伦兹力。
2.洛伦兹力的大小
(1)如果带电粒子速度方向与磁感应强度方向平行,F= 。
(2)如果带电粒子速度方向与磁感应强度方向垂直,F= 。
(3)如果电荷运动的方向与磁场方向夹角为θ,F= 。
3.洛伦兹力的方向判定——左手定则:伸开左手,拇指与其余四指垂直,且都与手掌处于同
一平面内,让磁感线垂直穿过 ,四指指向 运动的方向,那么 所指
的方向就是正电荷所受洛伦兹力的方向。
判断题
4.电荷在磁场中一定受洛伦兹力。 ( )
5.洛伦兹力一定与电荷运动方向垂直。 ( )
6.洛伦兹力一定与磁场方向垂直。 ( )
7.电荷运动速度越大,它的洛伦兹力一定越大。 ( )
8.洛伦兹力不做功,只改变速度的方向,不改变速度的大小。 ( )
9.如图所示,各图中匀强磁场的磁感应强度均为 B,带电粒子的速率均为 v,所带电荷量均为 q,试求出各图中带电粒子所受洛伦兹力的大小,并标出洛伦兹力的方向。
10.电子的速率 v=3×106 m/s,垂直射入 B=0.10 T 的匀强磁场中,它受到的洛伦兹力是多大
物理自检 DAY3
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1.分别在图1、图2中画出圆心圆心的确定
①如图1,已知入射方向和出射方向,
②如图2,已知入射点方向和出射点B的位置.
2.半径的确定:用几何知识(勾股定理、三角函数
等)求出半径大小。或根据带电粒子仅在磁场作用下
做 运动,洛伦兹力提供向心力,则可 图1 图2
列方程: ,由此可解得半径 r= 。
3.运动时间的确定:粒子在磁场中运动一周的时间 T= ,当粒子运动的圆弧所对应
的圆心角为α时,其运动时间表示为:t=
。
4.带电粒子做匀速圆周运动的半径与带电粒子进入磁场时速率的大小 (有关/无
关),而周期与速率 (有关/无关)半径 (有关/无关)。
5.5.电子在匀强磁场中做匀速圆周运动.下列说法正确的是( )A.速率越大,周期越大 B.速率越小,周期越大C.速度方向与磁场方向平行 D.速度方向与磁场方向垂直
6.如图所示,有界匀强磁场的磁感应强度为 B,宽度为 d,一电子从磁场做边界垂直射入,当其从右边界穿出时速度方向与入射方向的夹角为 30°,已知的质量 m,电量为 e,不计电子的重力,求:
(1)电子的在磁场中的运动的半径;(2)电子入射速度的大小;(3)电子穿过磁场的时间.
物理自检 DAY4
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带电粒子在有界磁场中的圆周运动
1.直线边界:进出磁场具有对称性,射入和射出磁场时,速度与边界夹角大小 ,如
图甲、乙、丙所示,速度与边界的夹角等于圆
弧所对圆心角的 。
2.平行边界:存在临界条件,如图丁、戊、己
所示,在平行有界磁场里运动,轨迹与边
界 时,粒子恰好不射出边界。
3.圆形边界:沿径向射入必沿 射出,如图庚所示。
4.如图所示,宽度为 d 的有界匀强磁场,磁感应强度为 B,MM′和 NN′是它的两条边界线,现有质量 m、电荷量为 q 的带电粒子沿图示方向垂直磁场射入,要使粒子不能从边界 NN′射
出,粒子最大的入射速度 v 可能是( )
A.小于 qBd B.小于 2 qBd
2
m
m
C.小于 qBd — 2 qBd
D.小于 2
m
2m
5.如图所示,直线 MN 上方为磁感应强度为 B 的足够大的匀强磁场,一电子(质量为 m、电荷量为 e)以 v 的速度从点 O 与 MN 成 30°角的方向射入磁场中,求
(1)电子从磁场中射出时距 O 点多远?
(2)电子在磁场中运动的时间是多少?
物理自检 DAY5
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1.质谱仪原理图:如图所示。
(1)加速:带电离子进入质谱仪的加速电场,由动能定理得:
(2)偏转:离子进入质谱仪的偏转磁场做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,从而列方程: 。
(3)由以上式子可以求出离子的半径 r= 、质量 m= 、
比荷q= 。
m
2.回旋加速器构造图:如图所示
(1)作用: 用来对粒子加速, 用来使粒子回旋从而能反复加速。
(2)要求:粒子在磁场中做圆周运动的周期 交变电源的变化周期。
且 ,可得最大动能 。 qvB =
粒子在磁场中的偏转周期 T=2 ,则交流电源的频率 f= 。
= 等于 = 的半径时,粒子动能最大,根据 ,
(3)当粒子的偏转半径 r
判断题
1.回旋加速器中起加速作用的是磁场。 ( )
2.回旋加速器中粒子在磁场运动一个周期后进入电场。 ( )
3.回旋加速器中起加速作用的是电场,所以加速电压越大,带电粒子获得的最大动能越大。 ( )
4.质谱仪可以分析同位素。 ( )
5.离子进入质谱仪的偏转磁场后洛伦兹力提供向心力。 ( )
(多选)6.在回旋加速器中( ) A.电场用来加速带电粒子,磁场则使带电粒子回旋B.电场和磁场同时用来加速带电粒子C.在交流电压一定的条件下,回旋加速器的半径越大,则带电粒子获得的动能越大D.同一带电粒子获得的最大动能只与交流电压的大小有关,而与交流电压的频率无关
7.1922 年英国物理学家和化学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖。若速度相同的同一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示,则下列相关说法中正确的是( )
A.该束带电粒子带负电B.速度选择器的 P1 极板带负电
C.在 B2 磁场中运动半径越大的粒子,比荷qm越小
D.在 B2 磁场中运动半径越大的粒子,质量越大
物理自检 DAY6
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1.如图所示,匀强电场方向水平向右,匀强磁场方向垂直纸面向里,将带正电的小球在场中静止释放,最后落到地面上.关于该过程,下述说法正确的是( ) A.小球做匀变速曲线运动B.小球减少的电势能等于增加的动能C.电场力和重力做的功等于小球增加的动能
D.若保持其他条件不变,只减小磁感应强度,小球着地时动能不变2.质量为 m、电荷量为 q 的微粒以速度 v 与水平方向成θ角从 O 点进入方向如图所示的正交
的匀强电场和匀强磁场组成的混合场区,该微粒在电场力、洛伦兹力和重力的共同作用下,恰好沿直线运动到 A,求:
(1)该磁场的磁感应强度大小;(2)该电场的场强大小。
3.在平面直角坐标系 xOy 中,第Ⅰ象限存在沿 y 轴负方向的匀强电场,第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,磁感应强度为 B。一质量为 m、电荷量为 q 的带正电的粒子从 y 轴正半轴上的 M 点以速度 v0 垂直于 y 轴射入电场,经 x 轴上的 N 点与 x 轴正方向成θ=60°角射入磁场,最后从 y 轴负半轴上的 P 点垂直于 y 轴射出磁场,如图所示。不计粒子重力,求:
(1)M、N 两点间的电势差 UMN;
(2)粒子在磁场中运动的轨道半径 r;
(3)粒子从 M 点运动到 P 点的总时间 t。
物理自检 DAY7
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1.分别将条形磁体的 N 极或 S 极插入、N 极或 S 极抽出线圈,如图所示,记录感应电流方向。
甲 乙 丙 丁
条形磁体运动情况 N 极向下,插 S 极向下, N 极向下, S 极向下,抽
入线圈 插入线圈 抽出线圈 出线圈
磁体磁场的方向 向下 向上 向下 向上
穿过线圈的磁通量变化情 增加
况
感应电流的磁场方向 向下 向下
电流表指针偏转方向 左偏
磁体磁场的方向与感应电 相反 相同
流的磁场方向的关系
磁体与线圈间的作用情况 排斥 吸引
2.楞次定律:感应电流的磁场总要 引起感应电流的 的变化。
从能量守恒定律的角度,楞次定律可广义地表述为:感应电流的“效果”总是要反抗(或阻碍)引起感应电流的原因。常见的情况有三种:
(1)阻碍原磁通量的变化,即增 减 。
(2)阻碍导体的相对运动,即 。
(3)通过改变线圈面积来“反抗”,即 。
3.右手定则:伸开右手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内;让磁
感线从 进入,并使拇指指向导线运动的方向,这时 所指的方向就是感应电流
的方向。
判断题
4.感应电流的磁场总是与引起感应电流的磁场方向相反 ( )
5.楞次定律表明感应电流的效果总是与引起感应电流的原因相对抗 ( )
6.闭合电路的一部分导体在磁场中运动时,必受磁场阻碍作用 ( )
7.使用右手定则时必须让磁感线垂直穿过掌心 ( )
8.任何感应电流方向的判断既可使用楞次定律,又可使用右手定则 ( )
物理自检 DAY8
日期: 班级: 姓名:
1.两根相互平行的金属导轨水平放置于如图所示的匀强磁场中,与导轨接触良好的导体棒 AB 和 CD 可以在导轨上自由滑动,当 AB 在外力 F 作用
下向右运动时,导体棒 CD 电流方向是 (D→C/C→D),磁场对导
体棒 CD 的作用力向 (左/右)。
2.下列图中表示闭合电路中的一部分导体 ab 在磁场中做切割磁感线运动的情景,导体 ab 上的感应电流方向为 a→b 的是( )
A B C D 3.如图所示,一水平放置的矩形线圈 abcd,在细长的磁铁的 N 极附近竖直下落,保持 bc 边在纸外,ad 边在纸内,从图中的位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ,位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ。在这个过程中,线圈中感应电流( )
A.沿 abcd 流动B.沿 dcba 流动
C.由Ⅰ到Ⅱ是沿 abcd 流动,由Ⅱ到Ⅲ是沿 dcba 流动D.由Ⅰ到Ⅱ是沿 dcba 流动,由Ⅱ到Ⅲ是沿 abcd 流动
物理自检 DAY9
日期: 班级: 姓名:
1.在 现象中产生的电动势叫作感应电动势,产生感应电动势的那部分导体就
相当于 。
2.在电磁感应现象中,回路断开时,虽然没有感应电流,但 依然存在。
3.磁通量的变化率
(1)定义:单位时间内磁通量的 。
(2)意义:磁通量的变化率表示 变化的快慢。
4.法拉第电磁感应定律表达式:E= ,在国际单位制中,E 的单位是 ,Φ
的单位是 。
5.导线切割磁感线时的感应电动势
(1)导线垂直于磁场运动,B、l、v 两两垂直时,如图甲所
示,E= 。
(2)导线的运动方向与导线本身垂直,但与磁感线方向夹角
为θ时,如图乙所示,E= 。
E ,
6.由 E= 可求得平均感应电动势,通过闭合电路欧姆定律可求得电路中的平均电流 I=R=
通过电路中导体横截面的电荷量 Q= = 。
7.如图所示,在磁感应强度为 B、方向垂直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;若磁感应强度增大为 2B,其他条件不变,MN 中产生的感应电动势变
为 E2。通过电阻 R 的电流方向 (c→a/a→c),E1 与 E2 之比为.
判断题
8.穿过某闭合线圈的磁通量的变化量越大,产生的感应电动势就越大。 ( )
9.穿过闭合电路的磁通量变化越快,闭合电路中产生的感应电动势就越大。 ( )
10.感应电动势的方向可用右手定则或楞次定律判断。 ( )
11.穿过闭合回路的磁通量最大时,其感应电动势一定最大。 ( )
12.导体棒在磁场中运动速度越大,产生的感应电动势一定越大。 ( )
13.在匀强磁场中,只要导体棒的运动方向与磁场方向垂直,其电动势即可用 E=BLv 求解。 ( )
(1)对 = 物理自检 DAY10
日期: 班级: 姓名:
1.对公式 中各量的理解
的理解:当 、 、 三个量方向互相垂直时, =90°,感应电动势 (最大/
最小);当有任意两个量的方向互相平行时, =0°,感应电动势 。
应理解为导线切割磁感线时的有效长度,如果导线不和磁场垂直,
(2)对 的理解:式中的
应是导线在与磁场 方向投影的长度;如果切割磁感线的导线是弯曲的,如图所示,
则应取与 B 和 v 垂直的等效 ,即 ab
的弦长。
(3)对 v 的理解:
①公式中的 v 应理解为导线和磁场间的相对速度,当导线不动而磁场运动时,也有电磁感应
现象产生。
②公式 E= 一般用于导线各部分切割磁感线速度相同的情况,若导线各部分切割磁感线的速度不同,可取其平均速度求电动势。如图所示,导体
棒在磁场中绕 A 点在纸面内以角速度ω匀速转动,磁感应强度为 B,平均切割速度 = ,则 E= = 。
2.如图所示的情况中,金属导体中产生的感应电动势为 Blv 的是( )
甲 乙 丙 丁
A.乙和丁 B.甲、乙、丁 C.甲、乙、丙、丁 D.只有乙
3.如图所示,导线全部为裸导线,半径为 r 的圆内有垂直于平面的匀强磁场,磁感应强度为B,一根长度大于 2r 的导线 MN 以速度 v 在圆环上无摩擦地自左向右匀速滑动,电路的固定电阻为 R。其余电阻忽略不计。试求 MN 从圆环的左端滑动到右端的过程中电阻 R 上的电流的平均值及通过的电荷量。
物理自检 DAY11
日期: 班级: 姓名:
1.水平光滑的导轨上面放一个导体棒,导轨处于匀强磁场中,给导体棒一个初速度,分析导
体棒的运动情况:导体棒做加速度 (增大/减小/不变)的 运动,最后
的运动是: 。
2.在匀强磁场中,金属棒在拉力的作用下做加速运动时,其加速度 (增大/减小/
不变),当 时,达到最大速度,此后做 运动。
3.如图所示,在竖直向下的磁感应强度为 B 的匀强磁场中,有两根水平放置且足够长的平行金属导轨 AB、CD,在导轨的 A、C 端连接一阻值为 R 的电阻。一根质量为 m、长度为 L 的金属棒 ab 垂直导轨放置,导轨和金属棒的电阻不计,金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ。若用恒力 F 沿水平方向向右拉金属棒使其运动,求金属棒的最大速度。
4.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,磁场方向垂直斜面向下.金属杆的电阻为 r.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)当 ab 杆的速度大小为 v 时,求此时 ab 杆中的电流大小和方向.
(2)(2)由从 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.
(3)(3)当 ab 杆的速度大小为 v 时,求此时 ab 杆加速度的大小.
(4)(4)求在整个下滑过程中,ab 杆可以达到的速度最大值.
2. = 物理自检 DAY12 B L·Δt =
=
日期: 。 班级: 姓名:
1.求焦耳热的三种方法:(1) (2) (3)
= =m·Δv,其中
当题目中涉及平均电流时,可应用动量定理来解决问题,列方程
q = =
3.求 时间内的电荷量 。
4.CD、EF 是两条水平放置的阻值可忽略的平行金属导轨,导轨间距为 L,在水平导轨的左侧存在磁感应强度方向垂直导轨平面向上的匀强磁场,磁感应强度大小为 B,磁场区域的宽度为 d,如图所示.导轨的右端接有一阻值为 R 的电阻,左端与一弯曲的光滑轨道平滑连接.将一阻值为 R、质量为 m 的导体棒从弯曲轨道上 h 高处由静止释放,导体棒最终恰好停在磁场的右边界处.已知导体棒与水平导轨接触良好,且动摩擦因数为μ,求:
(1)流过电阻 R 的电荷量(2)电阻 R 中产生的焦耳热
5.如图甲所示,足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨 MN、PQ 竖直放置,其宽度 L=1 m,一匀强磁场垂直穿过导轨平面,导轨的上端 M 与 P 之间连接阻值为 R=0.40 Ω的电阻,质量为 m=0.01 kg、电阻为 r=0.30 Ω的金属棒 ab 紧贴在导轨上.现使金属棒 ab 由静止开始下滑,下滑过程中 ab 始终保持水平,且与导轨接触良好,其下滑距离 x 与时间 t 的关系如图乙所示,图象中的 OA 段为曲线,AB 段为直线,g=10 m/s2(忽略 ab 棒运动过程中对原磁场的影响),求:
(1)磁感应强度 B 的大小;(2)0~1.5 s 内,电阻 R 上产生的热量.
物理自检 DAY13
日期: 班级: 姓名:
1. 认为,磁场变化时会在空间激发一种 ,这种电场叫作感生电场,由感
生电场产生的电动势叫 .
2.电子感应加速器是利用 使电子加速的设备,当电磁铁线圈中 的大小、
方向发生变化时,产生的感生电场使电子加速.
3.涡流:当线圈中的 随时间变化时,线圈附近的任何导体中都会产生感应电流,
用图表示这样的感应电流,就像水中的漩涡,所以把它叫作 ,简称 .
4.金属块中的涡流会产生 ,利用涡流产生的 可以冶炼金属.
5.当导体在 中运动时,感应电流会使导体受到安培力,安培力的方向总是 导
体的运动,这种现象称为电磁阻尼.
6.若磁场相对于导体转动,在导体中会产生感应电流,感应电流使导体受到 的作
用, 力使导体运动起来,这种作用常常称为电磁驱动.
判断题
1.只要磁场变化,即使没有电路,在空间也将产生感生电场. ( )
2.处于变化磁场中的导体,其内部自由电荷定向移动,是由于受到感生电场的作用. ( )
3.涡流跟其他感应电流一样,都是因为穿过导体的磁通量变化而产生的. ( )
4.导体中有涡流时,导体没有和其他元件组成闭合回路,故导体不会发热. ( )
5.电磁阻尼和电磁驱动均遵循楞次定律. ( )
6.电磁阻尼发生的过程,存在机械能向内能的转化. ( )
7.电磁驱动中有感应电流产生,电磁阻尼中没有感应电流产生. ( )
物理自检 DAY14
日期: 班级: 姓名:
1.自感现象:由于线圈自身的 发生变化所产生的电磁感应现象。
2.自感电动势:由于线圈自身的电流发生变化所产生的 。
3.自感电动势的方向:原电流增大时,自感电动势的方向与原电流方向 ,原电流减
小时,自感电动势的方向与原电流方向 。
4.自感电动势的作用:自感电动势总是要 导体自身的电流发生变化。
5.自感系数大小决定因素:线圈的 、 、 、匝数等,
6.自感电动势大小:E= ,其中 L 为线圈的 。
7.对自感线圈阻碍作用的理解
(1)当电路刚闭合瞬间,自感线圈相当于一个阻值 的电阻,其所在的支路相当
于 (电路/断路)。
(2)当电路中的电流稳定后,自感线圈相当于一段 或 。
(3)当电路刚断开瞬间,自感线圈相当于一个 ,对能够与它组成闭合回路的用电器
供电,刚断开电路的瞬间通过自感线圈的电流大小和与电路稳定时通过自感线圈的电流大小和 (相同/不同),方向 (相同/相反)。
8.如图所示,在演示断电自感实验时,灯泡 D 会闪亮一下,然后逐渐熄灭是因为:线圈 L
的阻值 RL (小于/大于/等于)灯泡阻值 R0,断电前稳定状态下电流 IL ID
(小于/大于/等于)。断电后 L 与 D 构成回路,断电瞬间由于自感现象,
IL 将延迟减弱,则流过灯泡 D 的电流为 IL (小于/大于/等于)
原电流,所以会使灯泡闪亮一下后再逐渐熄灭。
判断题
9.自感现象属于电磁感应现象。 ( )
10.自感电动势总是阻碍导体中原电流的变化。 ( )
11.自感电动势的方向一定与原电流的方向相反。 ( )
12.通过线圈的电流增大的越来越快,则自感系数变大。 ( )
13.如图所示,电感线圈 L 的自感系数足够大,其直流电阻忽略不计,LA、LB 是两个相同的灯泡,且在下列实验中不会烧毁,电阻 R2 的阻值约等于 R1 的两倍,则( ) A.闭合开关 S 时,LA、LB 同时达到最亮,且 LB 更亮一些B.闭合开关 S 时,LA、LB 均慢慢亮起来,且 LA 更亮一些C.断开开关 S 时,LA 慢慢熄灭,LB 马上熄灭D.断开开关 S 时,LA 慢慢熄灭,LB 闪亮后才慢慢熄灭
物理自检 DAY15
日期: 班级: 姓名:
1.直流电流和交变电流
(1)直流电流: 不随时间变化的电流。
(2)恒定电流: 和 都不随时间变化的电流。
(3)交变电流:大小和方向都随时间做 变化的电流,俗称交流。
2.在匀强磁场中,矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴 (变速/匀速)转动产生正弦式交
变电流,把线圈平面与磁感线 (垂直/平行)的位置叫作中性面。
(1)线圈经过中性面时,如图甲、丙,穿过线圈的磁通量最 ,但磁通量的变化率为
零,线圈中的感应电动势为 ,感应电流为 ,从甲到乙电流的方向是 (BADC/ABCD).
(2)线圈垂直于中性面时,如图乙、丁,穿过线圈的磁通量为 ,线圈中的感应电动
势最 ,感应电流最 ,从丙到丁电流的方向是 (BADC/ABCD)。
(3)线圈转动一周, 次通过中性面,感应电流方向改变 次。
4.正弦式交变电流的表达式: ,其中 Em= ; ; ,
分别为电动势、电流、电压的 ,而 e、u、则是这几个量的 。
表达式中 Em、Im、Um e = = =
判断题
1.线圈转一周有两次经过中性面,每转一周电流方向改变一次。 ( )
2.当线圈中的磁通量最大时,产生的电流也最大。 ( )
3.当线圈通过中性面时,线圈平面与磁感线方向平行。 ( )
4.当线圈通过中性面时,通过线圈的磁通量变化率达为零。 ( )
5.线圈只要在匀强磁场内匀速转动就能产生正弦式交变电流。 = ( )
8.一闭合矩形线圈 abcd 绕垂直于磁感线的固定轴 OO′
6.交变电流的瞬时值表达式与开始计时的位置无关。 ( )
7.从线圈转至与磁场方向平行开始计时,线圈所产生的感应电动势 ( )
匀速转动,线圈平面位于如图甲所示的匀强磁场中。通过线圈的磁通量Φ随时间 t 的变化规律如图乙所示,下列说法正确的是
( )
A.t1、t3 时刻通过线圈的磁通量变化率最大B.t1、t3 时刻线圈中感应电流方向改变C.t2、t4 时刻线圈中磁通量最大D.t2、t4 时刻线圈中感应电动势最小
甲 乙
物理自检 DAY16
日期: 班级: 姓名:
1.周期:交变电流完成 1 次周期性变化所需的 ,频率与周期的关系:T= 。
2.让交变电流和恒定电流分别通过相同 的电阻,如果它们在相同 内产生
的 相等,则该恒定电流的数值就叫作交变电流的有效值。正弦式交变电流的有效值
和最大值的关系:U= ,I= 。
3.如图表示一交变电流随时间变化的图像,则此交变电流的周期
为 s,频率为 HZ,有效值是 A。
判断题
4.只要是交变电流,其峰值就是有效值的 2倍。 ( )
5.家用电器铭牌上标称的电流、电压都是指有效值。 ( )
6.电容器的耐压值指的是交变电流的最大值。 ( )
7.我国生活用电的频率是 50 Hz,这种交变电流的方向在 1s 内改变 100 次。 ( )
8.生活用电的电压 220 V 指有效值,动力用电的电压 380 V 指峰值。 ( )
9.交变电流的有效值是从电流的热效应角度规定的。 ( )
10.如图所示,图甲、乙分别表示两种电压的波形,下列说法正确的是( )
甲 乙A.图甲表示交流电,图乙表示直流电B.两种电压最大值都是 311V C.两种电压的有效值相同
D.两种电压都是交流电压,但周期、频率、有效值都不同11.有一匝数为 11 匝的正方形线圈,边长为 20cm,线圈总电阻为 1Ω,线圈绕 OO′轴以 10π
rad/s 的角速度匀速转动,如图所示,垂直于线圈平面向里的匀强磁场的磁感应强度为 0.5 T。
(1)求该线圈产生的交变电流的电动势最大值、电流最大值分别为多少?
(2)线圈从图示位置转过 60°时,感应电动势的瞬时值是多大?
(3)写出感应电动势随时间变化的表达式。
物理自检 DAY17
日期: 班级: 姓名:
1.变压器由 和绕在铁芯上的两个或两个以上的线圈组成,原线圈:与 连
接的线圈,也叫初级线圈,符号用 n1。副线圈:与 连接的线圈,也叫次级线圈,
符号用 n2。
2.变压器工作原理:如图所示,当原线圈两端加上交变电压时,就有 通过原线
圈,并在铁芯中产生交变的 ,铁芯中的磁通量发生变化,这个变化的磁通量在副
线圈两端产生 。
4.电压与匝数的关系:U1= ;电流与匝数的关系:I1=
原副线圈的功率关系: U2 。 I2
5.两类变压器:副线圈的电压比原线圈电压低的变压器叫 变
压器;副线圈的电压比原线圈电压高的变压器叫 变压器。
6.如图所示,理想变压器原、副线圈匝数之比为 20∶1,原线圈接正弦交流电源,副线圈接
入“220 V 60 W”灯泡一只,且灯泡正常发光,则原线圈电压 U1= V,电源输出功
率为 W,电流表读数为 A。
判断题
7.变压器只能改变交变电流的电压,不能改变直流电的电压。 ( )
8.实际生活中,不存在原线圈与副线圈匝数相等的变压器。 ( )
9.理想变压器不仅可以改变交变电流的电压和电流,还可以改变交变电流的功率和频率。 ( )
10.理想变压器的原、副线圈中中磁通量变化率相同。 ( )
11.变压器能改变交流电频率。 ( )
12.理想变压器基本关系中的 U1、U2、I1、I2 均为有效值。 ( )
13.U1=n1适用于任何理想变压器。 ( )
U2 n2
14.如图所示,一个变压器(可视为理想变压器)的原线圈接在 220V 的交流电上,向额定电压为 1.80×104V 的霓虹灯供电,使它正常发光。为了安全,需在原线圈回路中接入熔断器,使副线圈电路中电流超过 12mA 时,熔丝就熔断。
(1)熔丝的熔断电流是多大?
(2)当副线圈电路中电流为 10mA 时,变压器的输入功率是多大?
物理自检 DAY18
日期: 班级: 姓名:
理想变压器各物理量间的制约关系
1.电压制约: (输入/输出)电压决定 (输入/输出)电压,由U1=U2,得 U2
n1 n2
= 。当 U1 不变时, 也不会变,与负载电阻 R 多大及是否变化无关。
2.功率制约: (输入/输出)功率决定 (输入/输出)功率。
决定输出电流:当 U1 一定时,U2 也一定,对副线圈有 I2=UR2,所以当 R 变化时,
I2 也随之变化,即 R 变大,I2 变 ;R 变小,I2 变 。
4.电流制约: (输入/输出)电流决定 (输入/输出)电流,I2 变大,I1 变 ;
I2 变小,I1 也变 。
5.对理想变压器进行动态分析的两种常见情况:
(1)原、副线圈匝数比不变,分析各物理量随负载电阻变化而变化的情况,进行动态分析的顺序是 R→I2→P 出→P 出→I1
(2)负载电阻不变,分析各物理量随匝数比的变化而变化的情况,进行动态分析的顺序是 n1、
n2→U2→I2→P 出→P 出→I1
6.如图所示的电路中,P 为滑动变阻器的滑片,保持理想变压器的输入电压 U1 不变,闭合
电键 S,下列说法正确的是( )
A.P 向下滑动时,灯 L 变亮
B.P 向下滑动时,变压器的输出电压不变
C.P 向上滑动时,变压器的输入电流变小
D.P 向上滑动时,变压器的输出功率变大
物理自检 DAY19
日期: 班级: 姓名:
1.输送一定功率电能,输电电压越 ,输电线中电流越小,导线因发热而损耗的电能
越 ,线路上电压的损失也越 。
2.输电环节:在发电站附近用 变压器升高电压,用输电线输送到远方,在用电地区
附近,用 变压器降到所需电压。
3.如图,输电线的电阻为 R 线,输电电流为 I2,输电线始端和末端的电压分别为 U2 和 U3,则:
(1)电压损失ΔU= = ;
(2)功率损失ΔP= = =
4.如图所示为远距离交流输电的简化电路图。
发电厂的输出电压是 U,用等效总电阻是 r 的两条输电线输电,输电线路中的电流是 I1,其末端间的电压为 U1。在输电线与用户间连有一理想变压器,流入用户端的电流为 I2。则( )
A.用户端的电压为I1U1
I2
B.输电线上的电压降为 U
C.理想变压器的输入功率为 I21r
D.输电线路上损失的电功率为 I1U
判断题
5.为了减少能量损失,要高压输电,而且越高越好。 ( )
6.输送功率一定时,提高输送电压,可以减少功率损失。 ( )
7.负载越多,即用电高峰期,ΔU、ΔP 也越大。 ( )
8.高压直流输电与高压交流输电的区别在于输送环节。 ( )
9.因为热功率 P=I2R,所以可采用减小输电线电阻或减小输送电流的方法来减小输电导线上
的热损耗。 ( )
10.发电机的输出电压为 220V,输出功率为 44kW,每条输电线的电阻为 0.2Ω,求此时用户得到的电压和电功率各为多少?
物理自检 DAY20
日期: 班级: 姓名:
1.(多选)如图所示,L1、L2 是高压输电线,图中两电表示数分别是 220 V 和 10 A,已知甲图
中原、副线圈匝数比为 100∶1,乙图中原、副线圈匝数比为 1∶10,则( )
A.甲图中的电表是电压表,输电电压为 22 000 V
B.甲图是电流互感器,输电电流是 100 A
C.乙图中的电表是电压表,输电电压为 22 000 V
D.乙图是电流互感器,输电电流是 100 A 甲 乙
2.自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈,原、副线圈都只取该线圈的某部分。一升压式自耦调压变压器的电路如图所示,其副线圈匝数可调。已知变压器线圈总匝数为 1 900 匝;原线圈为 1 100 匝,接在有效值为 220 V 的交流电源上。当变压器输出电压调至最大时,负载 R 上的功率为 2.0 kW。设此时原线圈中电流有效值为 I1,负载两端电压的有效值为 U2,且变压器是理想的,则 U2 和 I1 分别约为( )
A.380 V 和 5.3 A C.240 V 和 5.3 A
B.380 V 和 9.1 A D.240 V 和 9.1 A
3.如图所示,理想变压器原线圈的匝数为 1 000,两个副线圈的匝数分别为 n2=50 和 n3=100,
L1 是“6 V 2 W”的小灯泡,L2 是“12 V 4 W”的小灯泡。当原线圈接上交变电压时,L1、
L2 都正常发光,那么,原线圈中的电流为( )
A. 1 A B. 1 A C. 1 A D. 1 A
60 30 20 10
物理自检 DAY21
日期: 班级: 姓名:
1.振荡电流:大小和 都周期性变化的电流。
2.振荡电路:产生振荡电流的电路。由 和 所组成的振荡电
路为 LC 振荡电路。
3.电磁振荡:在 LC 振荡电路中,电容器极板上的电荷量,电路中的电流,与振荡电流相联
系的电场和磁场也周期性交替 ,电场能和磁场能相互 的现象。
4.电磁振荡的周期 T:完成一次周期性变化的时间,公式:T=
5.电磁振荡频率 f= 。
判断题
6.放电时,由于线圈的自感作用,放电电流由零逐渐增大。 ( )
7.放电时,电容器两极板间的电场能逐渐转化为线圈的磁场能。 ( )
8.振荡电流最大时,放电完毕。 ( )
9.振荡电流最大时,电容器两极板间的电场强度最大。 ( )
10.振荡电流为零时,线圈中自感电动势为零。 ( )
11.振荡电流增大的过程中,线圈中的磁场能转化为电场能。 ( )
12.如图所示,是 LC 振荡电路某时刻的情况,以下说法正确的是( ) A.电容器正在充电B.电感线圈中的磁场能正在增加C.电感线圈中的电流正在增大D.此时刻自感电动势正在阻碍电流增大
13.如图是一个 LC 振荡电路中的电流变化图线,根据图线可判断( )
A.t1 时刻电感线圈两端电压最大
B.t2 时刻电容器两极板间电压为零
C.t1 时刻电路中只有电场能
D.t1 时刻电容器带电荷量为零
物理自检 DAY22
日期: 班级: 姓名:
1.麦克斯韦认为变化的磁场产生 ,变化的电场产生 。
2.交变的电场和交变的磁场相互联系在一起,就会在空间形成一个统一的、不可分割
的 。这种在空间交替变化并传播出去的电磁场就形成了 。
判断题
4.在电场周围一定产生磁场,在磁场周围一定产生电场。 ( )
5.均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场。 ( )
5.周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场。 ( )
6.均匀变化的电场周围产生恒定的磁场,均匀变化的磁场周围产生恒定的电场 ( )
7.某电路中电场随时间变化的图像如图所示,能发射电磁波的电场是( )
物理自检 DAY23
日期: 班级: 姓名:
1.电磁波有效发射条件:
(1)振荡频率 。
(2)电场、磁场尽可能分布到 。
2.电磁波的调制:把低频电信号加载到高频等幅振荡电流上称为 。
(1)调幅:使电磁波的 随信号的强弱而改变。
(2)调频:使电磁波的 随信号的强弱而改变。
3.电谐振现象:当接收电路的固有频率跟收到的电磁波的频率 时,接收电路中产
生电流最强的现象。与机械振动中的 现象类似。
4.调谐:在无线电技术中,对空间存在的各种频率电磁波,需要选择某一特定的 接
收的过程。
5.要提高 LC 振荡电路辐射电磁波的本领,应该采取的措施是( )
A.减小电容器极板间距
B.使振荡电容器的正对面积足够大
C.尽可能使电场和磁场分散开
D.增大回路中的电容和电感
物理自检 DAY24
日期: 班级: 姓名:
1.电磁波包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、X 射线、γ射线等,把这些电磁波按
波长或频率顺序排列起来,就构成了 。
2.电磁波都具有反射、折射、衍射和干涉的特性;它们在真空中的传播速度均等于 。
3. 主要用于调频广播、电视、卫星导航和雷达。
4.利用 使特制底片感光的性质可制成红外摄影仪、红外遥感器等。
5.医院里的病房利用 消毒;银行利用 灯鉴别钞票的真伪。
6. 穿透力较强,在医学上常用 X 光照片辅助进行疾病诊断。
7. 穿透力很强,对生物的破坏力很大,医学上常用来杀死癌细胞。
判断题
8.电磁波波长较长的波贯穿障碍物的能力强 ( )
9.电磁波波长较短的波能量大,穿透能力强 ( )
10.可见光是整个电磁波谱中极狭窄的一段,其中红光波长最长 ( )
11.红外线属于可见光 ( )
12.紫外线有明显的热效应。 ( )
13.关于电磁波谱,下列说法中正确的是()
A.X 射线对生命物质有较强的作用,过量的 X 射线辐射会引起生物体的病变
B.γ射线是波长最短的电磁波,它比 X 射线的频率还要高
C.紫外线比紫光更容易发生干涉和衍射
D.在电磁波谱中,更容易发生衍射现象的是γ射线
物理自检 DAY25
日期: 班级: 姓名:
1.传感器定义:能够感受 ,并将其按照一定的规律转换成可用输出信号(主要是
电信号)的器件或装置。
2.功能:传感器通常用在自动测量和自动控制系统中,担负着信息 和 任
务,把 量转化为 量。
3.组成:传感器主要由 和 组成
4.光敏电阻是一种典型的光敏元件,广泛应用于 传感器,特点:光照越强,电阻
越 。
5.热敏电阻是一种常用的热敏元件,广泛应用于温度传感器,其电阻有随 的改变而
改变的特性。
6.霍尔元件是根据半导体材料的霍尔效应制成的一种磁敏元件,广泛应用于 传感器。
判断题
7.所有传感器的材料都是由半导体材料做成的。 ( )
8.传感器是把非电学量转换为电学量的元件。 ( )
9.随着光照的增强,光敏电阻的电阻值逐渐增大。 ( )
10.只有热敏电阻才能把温度这个热学量转换为电阻这个电学量。 ( )
11.霍尔元件工作时,产生的电压与外加的磁感应强度成正比。 ( )
12.关于传感器及其作用,下列说法正确的是()
A.传感器一定是把非电学量转换为电学量B.传感器一定是把非电学量转换为电路的通断C.传感器把非电学量转换为电学量是为了方便地进行测量、传输、处理和控制D.电磁感应是把磁学的量转换为电学的量,所以电磁感应也是传感器
13.(多选)许多楼道照明灯具有这样的功能:天黑时,出现声音它就开启;而白天,即使有声音它也没有反应,它的控制电路中接入了哪些传感器( )
A.温度传感器 B.光传感器
C.声音传感器 D.热传感器
物理自检 DAY26
日期: 班级: 姓名:
利用传感器制作简单的自动控制装置
1.机器人通过哪种传感器感知周围环境,从而避开障碍物( )
A.温度传感器 B.压力传感器
C.味觉传感器 D.视觉传感器
2.街旁的路灯,江海里的航标都要求在夜晚亮,白天熄,利用半导体的电学特性制成了自动
点亮、熄灭的装置,实现了自动控制,这是利用半导体的( )
A.压敏性 B.光敏性
C.热敏性 D.三种特性都利用
3.下列情况不可能是由于水位控制装置损坏引起的是( )
A.洗衣机不加水 B.洗衣机加水不能自动停止
C.洗衣机不排水 D.洗衣机不洗衣
判断题
4.洗衣机的自动控制装置利用了压力传感器。 ( )
5.自动门利用了红外线传感器。 ( )
6.指纹识别器是利用压力传感器。 ( )
7.机器人利用多种传感器从而具有拟人化的特点。 ( )
8.自动控制装置的设计是利用敏感元件的特性设计的。 ( )
9.一台臭氧发生器 P 的电阻为 10 kΩ,当供电电压等于 24 V 时能正常工作,否则不产生臭氧。现要用这种臭氧发生器制成自动消毒装置,要求它在有光照时能产生臭氧,在黑暗时不产生臭氧,拟用一个光敏电阻 R1 对它进行控制,R1 的阻值在有光照时为 100 Ω,黑暗时为 1 000 Ω,允许通过的最大电流为 3 mA;电源 E 的电压为 36 V,内阻不计;另有一个滑动变阻器 R2,阻值为 0~100 Ω,允许通过的最大电流为 0.4 A;一个开关 S 和导线若干。臭氧发生器 P 和光敏电阻 R1 的符号如图所示。
设计一个满足上述要求的电路图,图中各元件要标上字母代号,其中滑动变阻器两固定接线柱端分别标上字母 A、B。(电路图画在虚线框内)
物理自检 DAY1
日期: 班级: 姓名:
1.安培力:通电导线 在磁场中受的力.
2.安培力方向判断——左手定则:伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内;让磁感线从掌心 垂直进入,并使四指指向电流 的方向,这时拇指 所
指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向.3.长为 L 的通电导线,
①当通过的电流 I 与磁感应强度 B 方向垂直时,所受安培力为 F=ILB
②当通过的电流 I 与磁感应强度 B 方向平行时,所受安培力为 F= 0 ③当通过的电流 I 与磁感应强度 B 方向成θ角时,公式 F=
判断题
;
;
.
4.安培力的方向可能与磁场方向垂直,也可能不垂直。 ( × )
5.通电导线在磁场中一定会受到安培力的作用。 ( × )
6.安培力的方向与导线方向一定垂直。 ( √ )
7.通电导体在磁场中所受安培力 F 一定等于 IlB。 ( × )
8.用磁电式电流表测量电流时,通电线圈的四条边都受到安培力的作用。 ( × )
9.如图所示,两个完全相同的线圈套在一水平光滑绝缘圆柱上,但能自由移动,若两线圈内通以大小不等的同向电流,则它们的运动情况是( )
A.都绕圆柱转动B.以不等的加速度相向运动C.以相等的加速度相向运动D.以相等的加速度相背运动
10.画出图中通电直导线 A 受到的安培力的方向。
11.如图所示,在匀强磁场中放有下列各种形状的通电导线,电流均为 I,磁感应强度均为 B,求各导线所受到的安培力的大小。
(1) (2) (3) (4) (5)
(1)IlBcosα (2)IlB (3)2IRB (4)0 (5)IlB
物理自检 DAY2
日期: 班级: 姓名:
1.洛伦兹力:物理学中,把磁场对运动电荷 的作用力称为洛伦兹力。
2.洛伦兹力的大小
(1)如果带电粒子速度方向与磁感应强度方向平行,F= 0 。
(2)如果带电粒子速度方向与磁感应强度方向垂直,F= qvB 。
(3)如果电荷运动的方向与磁场方向夹角为θ,F= 。
3.洛伦兹力的方向判定——左手定则:伸开左手,拇指与其余四指垂直,且都与手掌处于同一平面内,让磁感线垂直穿过 手心 ,四指指向 正电荷 运动的方向,那么 拇指 所指的方向就是正电荷所受洛伦兹力的方向。
判断题
4.电荷在磁场中一定受洛伦兹力。 ( × )
5.洛伦兹力一定与电荷运动方向垂直。 ( √ )
6.洛伦兹力一定与磁场方向垂直。 ( √ )
7.电荷运动速度越大,它的洛伦兹力一定越大。 ( × )
8.洛伦兹力不做功,只改变速度的方向,不改变速度的大小。 ( √ )
9.如图所示,各图中匀强磁场的磁感应强度均为 B,带电粒子的速率均为 v,所带电荷量均为 q,试求出各图中带电粒子所受洛伦兹力的大小,并标出洛伦兹力的方向。
甲:F=qvB 乙:F=qvBsin30°=12qvB 丙:带电粒子不受洛伦兹力 丁:F=qvB
10.电子的速率 v=3×106 m/s,垂直射F=入evBB=0=.104.8 ×T 的10匀 14强N磁场中,它受到的洛伦兹力是多大
物理自检 DAY3
日期: 班级:
1.分别在图1、图2中画出圆心圆心的确定
①如图1,已知入射方向和出射方向,
②如图2,已知入射点方向和出射点B的位置.
2.半径的确定:用几何知识(勾股定理、三角函数等)求出半径大小。或根据带电粒子仅在磁场作用下做
匀速圆周 运动,洛伦兹力提供向心力,则可
m r
列方程:qvB= v2 ,由此可解得半径 r= 。
3.运动时间的确定:粒子在磁场中运动一周的时间 T=
的圆心角为α时,其运动时间表示为:t= 360°
。
姓名:
2 m ,当粒子运动的圆弧所对应
4.带电粒子做匀速圆周运动的半径与带电粒子进入磁场时速率的大小有关(有关/无关),而周期与速率无关(有关/无关)半径无关(有关/无关)。
5.电子在匀强磁场中做匀速圆周运动.下列说法正确的是(D )A.速率越大,周期越大 B.速率越小,周期越大C.速度方向与磁场方向平行 D.速度方向与磁场方向垂直
6.如图所示,有界匀强磁场的磁感应强度为 B,宽度为 d,一电子从磁场做边界垂直射入,当其从右边界穿出时速度方向与入射方向的夹角为 30°,已知的质量 m,电量为 e,不计电子的重力,求:
(1)电子的在磁场中的运动的半径;(2)电子入射速度的大小;
(3)=电子穿过=磁场的时间.
(1) °
(2)evB=m vr2
v = 2dBe
得 m
(3)轨迹圆心角为α = π6
= =
物理自检 DAY4
日期: 班级: 姓名:
带电粒子在有界磁场中的圆周运动
1.直线边界:进出磁场具有对称性,射入和射出磁场时,速度与边界夹角大小相等,如图甲、乙、丙所示,速度与边界的夹角等于圆弧所对圆心角的一半。
2.平行边界:存在临界条件,如图丁、戊、己所示,在平行有界磁场里运动,轨迹与边界相切时,粒子恰好不射出边界。
3.圆形边界:沿径向射入必沿径向射出,如图庚所示。
4.如图所示,宽度为 d 的有界匀强磁场,磁感应强度为 B,MM′和 NN′是它的两条边界线,现有质量 m、电荷量为 q 的带电粒子沿图示方向垂直磁场射入,要使粒子不能从边界 NN′射出,粒子最大的入射速度 v 可能是( BD )
A.小于 qBd B.小于 2 qBd
2
m
m
C.小于 qBd — 2 qBd
D.小于 2
m
2m
5.如图所示,直线 MN 上方为磁感应强度为 B 的足够大的匀强磁场,一电子(质量为 m、电荷量为 e)以 v 的速度从点 O 与 MN 成 30°角的方向射入磁场中,求
(1)电子从磁场中射出时距 O 点多远?
(2)电子在磁场中运动的时间是多少?
设电子在匀强磁场中运动半径为 R,射出时与 O 点距离为 d,
(1)根据牛顿第二定律知:Bev=mv2
R
由几何关系可得,d=2Rsin 30° 解得:d=mvBe。
(2)电子在磁场中转过的角度为θ=60°=π3,又周期 T=2πmBe
π
因此运动时间 t=θT= 3 ·2πm=πm。 2π 2π Be 3Be
物理自检 DAY5
日期: 班级: 姓名:
1.质谱仪原理图:如图所示。
(1)加速:带电离子进入质谱仪的加速电场,由动能定理得:qU=1mv2
2
(2)偏转:离子进入质谱仪的偏转磁场做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向
心力,从而列方程:qvB= mv2 ②
r 。
mv qB2r2 q 2U
(3)由以上式子可以求出离子的半径 r= 、质量 m= 、比荷 = 。
r2B2
qB 2U m
2.回旋加速器构造图:如图所示
(1)作用:电场用来对粒子加速,磁场用来使粒子回旋从而能反复加速。
粒子在磁场中的偏转周期 T=2 ,则交流电源的频率 f=2 。
(2)要求:粒子在磁场中做圆周运动的周期等于交变电源的变化周期。 =
,可得最大动能 。 qvB = mvr 2
(3)当粒子的偏转半径 r 等于 D 形盒的半径时,粒子动能最大,根据 ,且
212 = 2
2 2 2
判断题
1.回旋加速器中起加速作用的是磁场。 ( × )
2.回旋加速器中粒子在磁场运动一个周期后进入电场。 ( × )
3.回旋加速器中起加速作用的是电场,所以加速电压越大,带电粒子获得的最大动能越大。 ( × )
4.质谱仪可以分析同位素。 ( √ )
5.离子进入质谱仪的偏转磁场后洛伦兹力提供向心力。 ( √ ) (多选)6.在回旋加速器中( AC )
A.电场用来加速带电粒子,磁场则使带电粒子回旋B.电场和磁场同时用来加速带电粒子C.在交流电压一定的条件下,回旋加速器的半径越大,则带电粒子获得的动能越大D.同一带电粒子获得的最大动能只与交流电压的大小有关,而与交流电压的频率无关 7.1922 年英国物理学家和化学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖。若速度相同的同一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示,则下列相关说法中正确的是( C )
A.该束带电粒子带负电B.速度选择器的 P1 极板带负电
C.在 B2 磁场中运动半径越大的粒子,比荷qm越小
D.在 B2 磁场中运动半径越大的粒子,质量越大
物理自检 DAY6
日期: 班级: 姓名:
1.如图所示,匀强电场方向水平向右,匀强磁场方向垂直纸面向里,将带正电的小球在场中静止释放,最后落到地面上.关于该过程,下述说法正确的是( C ) A.小球做匀变速曲线运动B.小球减少的电势能等于增加的动能C.电场力和重力做的功等于小球增加的动能
D.若保持其他条件不变,只减小磁感应强度,小球着地时动能不变2.质量为 m、电荷量为 q 的微粒以速度 v 与水平方向成θ角从 O 点进入方向如图所示的正交
的匀强电场和匀强磁场组成的混合场区,该微粒在电场力、洛伦兹力和重力的共同作用下,恰好沿直线运动到 A,求:
(1)该磁场的磁感应强度大小;(2)该电场的场强大小。
(1)微粒应带负电荷,做匀速直线运动由平衡条件有:qvBcos θ=mg,qvBsin θ=qE
mg
得磁场的磁感应强度 B=qvcos θ,
(2)电场的场强 E=Bvsin θ,
3.在平面直角坐标系 xOy 中,第Ⅰ象限存在沿 y 轴负方向的匀强电场,第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,磁感应强度为 B。一质量为 m、电荷量为 q 的带正电的粒子从 y 轴正半轴上的 M 点以速度 v0 垂直于 y 轴射入电场,经 x 轴上的 N 点与 x 轴正方向成θ=60°角射入磁场,最后从 y 轴负半轴上的 P 点垂直于 y 轴射出磁场,如图所示。不计粒子重力,求:
(1)M、N 两点间的电势差 UMN;
(2)粒子在磁场中运动的轨道半径 r;
1 21 2 3mvcosθ0
(3)粒子从 M 点运动到 P 点的总时间 t。
v0
(1)设粒子过 N 点时的速度为 v,有 v = ,得 v=2v0
2
qUMN=2mv -2mv0 解得 UMN= 2q 。
(2)如图所示,粒子在磁场中以 O′为圆心做匀速圆周运动,半径为 O′N,有
mv2 2mv0 1 0 1 1
qvB= 。
r ,解得 r= qB
(3)由几何关系得 ON=r
设粒子在电场中运动的时间为 t ,有 ON=v t ,解得 t = 3m
qB
粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期 T=2πm
qB
设粒子在磁场中运动的时间为 t2,有 t2= π-θ T,解得 t2= 2πm
2π 3qB
则粒子从 M 点运动到 P 点的总时间 t=t1+t2= 3 3+2π m 。
3qB
物理自检 DAY7
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1.分别将条形磁体的 N 极或 S 极插入、N 极或 S 极抽出线圈,如图所示,记录感应电流方向。
甲 乙 丙 丁
条形磁体运动情况 N 极向下,插 S 极向下, N 极向下, S 极向下,抽
入线圈 插入线圈 抽出线圈 出线圈
磁体磁场的方向 向下 向上 向下 向上
穿过线圈的磁通量变化情 增加 增加 减少 减少
况
感应电流的磁场方向 向上 向下 向下 向上
电流表指针偏转方向 右偏 左偏 左偏 右偏
磁体磁场的方向与感应电 相反 相反 相同 相同
流的磁场方向的关系
磁体与线圈间的作用情况 排斥 排斥 吸引 吸引
2.楞次定律:感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
从能量守恒定律的角度,楞次定律可广义地表述为:感应电流的“效果”总是要反抗(或阻
碍)引起感应电流的原因。常见的情况有三种:
(1)阻碍原磁通量的变化,即增反减同
(2)阻碍导体的相对运动,即来拒去留。
(3)通过改变线圈面积来“反抗”,即增缩减扩。
3.右手定则:伸开右手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内;让磁
感线从掌心进入,并使拇指指向导线运动的方向,这时四指所指的方向就是感应电流的方向。
判断题
4.感应电流的磁场总是与引起感应电流的磁场方向相反 ( × )
5.楞次定律表明感应电流的效果总是与引起感应电流的原因相对抗 ( √ )
6.闭合电路的一部分导体在磁场中运动时,必受磁场阻碍作用 ( × )
7.使用右手定则时必须让磁感线垂直穿过掌心 ( × )
8.任何感应电流方向的判断既可使用楞次定律,又可使用右手定则 ( × )
物理自检 DAY8
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1.两根相互平行的金属导轨水平放置于如图所示的匀强磁场中,与导轨接触良好的导体棒 AB 和 CD 可以在导轨上自由滑动,当 AB 在外力 F 作用下向右运动时,导体棒 CD 电流方向是 C→D(D→C/C→D),磁场对导体棒 CD 的作用力向右(左/右)。
2.下列图中表示闭合电路中的一部分导体 ab 在磁场中做切割磁感线运动的情景,导体 ab 上的感应电流方向为 a→b 的是( A )
A B C D 3.如图所示,一水平放置的矩形线圈 abcd,在细长的磁铁的 N 极附近竖直下落,保持 bc 边在纸外,ad 边在纸内,从图中的位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ,位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ。在这个过程中,线圈中感应电流( A )
A.沿 abcd 流动B.沿 dcba 流动
C.由Ⅰ到Ⅱ是沿 abcd 流动,由Ⅱ到Ⅲ是沿 dcba 流动D.由Ⅰ到Ⅱ是沿 dcba 流动,由Ⅱ到Ⅲ是沿 abcd 流动
物理自检 DAY9
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1.在电磁感应现象中产生的电动势叫作感应电动势,产生感应电动势的那部分导体就相当
于电源。
2.在电磁感应现象中,回路断开时,虽然没有感应电流,但感应电动势依然存在。
3.磁通量的变化率
(1)定义:单位时间内磁通量的变化量。
(2)意义:磁通量的变化率表示磁通量变化的快慢。
4.法拉第电磁感应定律表达式:E= ,在国际单位制中,E 的单位是伏特(V),Φ的单位是
韦伯(Wb)。
5.导线切割磁感线时的感应电动势
(2)
(1)导线垂直于磁场运动,B、l、v 两两垂直时,如图甲所
示,E= 。
6.由 E= R
导线的运动方向与导线本身垂直,但与磁感线方向夹角
为θ时,如图乙所示,E= 。
可求得平均感应电动势,通过闭合电路欧姆定律可求得电路中的平均电流 I=E= ,通
过电路中导体横截面的电荷量 Q= = 。
7.如图所示,在磁感应强度为 B、方向垂直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;若磁感应强度增大为 2B,其他条件不变,MN 中产生的感应电动势变为 E2。通过电阻 R 的电流方向 a→c(c→a/a→c),E1 与 E2 之比为 1∶2
判断题
8.穿过某闭合线圈的磁通量的变化量越大,产生的感应电动势就越大。 ( × )
9.穿过闭合电路的磁通量变化越快,闭合电路中产生的感应电动势就越大。 ( √ )
10.感应电动势的方向可用右手定则或楞次定律判断。 ( √ )
11.穿过闭合回路的磁通量最大时,其感应电动势一定最大。 ( × )
12.导体棒在磁场中运动速度越大,产生的感应电动势一定越大。 ( × )
13.在匀强磁场中,只要导体棒的运动方向与磁场方向垂直,其电动势即可用 E=BLv 求解。 ( × )
(1)对 = 物理自检 DAY10
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1.对公式 中各量的理解
的理解:当 、、 三个量方向互相垂直时, =90°,感应电动势最大(最大/最小);
当有任意两个量的方向互相平行时, =0°,感应电动势为零。
应理解为导线切割磁感线时的有效长度,如果导线不和磁场垂直,
(2)对 的理解:式中的
应是导线在与磁场垂直方向投影的长度;如果切割磁感线的导线是弯曲的,如图所示,则应取与 B 和 v 垂直的等效直线长度,即 ab 的弦长。
(3)对 v 的理解:
①公式中的 v 应理解为导线和磁场间的相对速度,当导线不动而磁场运动时,也有电磁感应现象产生。
②公式 E=Blv 一般用于导线各部分切割磁感线速度相同的情况,若导线各部分切割磁感线的速度不同,可取其平均速度求电动势。如图所示,导体棒在磁场中绕 A 点在纸面内以角速度ω匀速转动,磁感应强度为 B,平均切割速度 v=ωl2,则 E=Blv=12Bωl2。
2.如图所示的情况中,金属导体中产生的感应电动势为 Blv 的是( B )
甲 乙 丙 丁
A.乙和丁 B.甲、乙、丁 C.甲、乙、丙、丁 D.只有乙
3.如图所示,导线全部为裸导线,半径为 r 的圆内有垂直于平面的匀强磁场,磁感应强度为
B,一根长度大于 2r 的导线 MN 以速度 v 在圆环上无摩擦地自左向右匀速滑动,电路的固定
电阻为 R。其余电阻忽略不计。试求 MN 从圆环的左端滑动到右端的过程中电阻 R 上的电流
的平均值及通过的电荷量。
由于ΔΦ=B·ΔS=B·πr2,完成这一变化所用的时间Δt=2r,
v
故 E =ΔΦ=πBrv。
Δt2
E =πBrv。
所以电阻 R 上的电流平均值为 I =
R 2R
2
通过 R 的电荷量为 q= I ·Δt=Bπr
。
R
物理自检 DAY11
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1.水平光滑的导轨上面放一个导体棒,导轨处于匀强磁场中,给导体棒一个初速度,分析导体棒的运动情况:导体棒做加速度减小(增大/减小/不变)的减速直线运动,最后的运动是:
静止不动
2.在匀强磁场中,金属棒在拉力的作用下做加速运动时,其加速度减小(增大/减小/不变),当合力为零时,达到最大速度,此后做匀速直线运动。3.如图所示,在竖直向下的磁感应强度为 B 的匀强磁场中,有两根水平放置且足够长的平行金属导轨 AB、CD,在导轨的 A、C 端连接一阻值为 R 的电阻。一根质量为 m、长度为 L 的金属棒 ab 垂直导轨放置,导轨和金属棒的电阻不计,金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ。若用恒力 F 沿水平方向向右拉金属棒使其运动,求金属棒的最大速度。
金属棒向右运动的过程中受到的合力逐渐减小,故金属棒向右做加速度逐渐减小的加速运动;当合力为零时,速度达到最大,此后做匀速运动。
由平衡条件得 F=BImaxL+μmg由闭合电路欧姆定律有 Imax=ERmax
金属棒 ab 切割磁感线产生的感应电动势为
Emax=BLvmax
联立以上各式解得金属棒的最大速度为
vmax= F-μmg R 。
B2L2
4.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,磁场方向垂直斜面向下.金属杆的电阻为 r.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)当 ab 杆的速度大小为 v 时,求此时 ab 杆中的电流大小和方向.
(2)由从 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.
(3)当 ab 杆的速度大小为 v 时,求此时 ab 杆加速度的大小(4)求在整个下滑过程中,ab 杆可以达到的速度最大值.
(1)电流方向 a 到 b
感应电动势 E= =
根据欧姆定律感应电流 I=
)受力分析如乙图所示 +
(2 +
(3)根据牛顿运动定律知:
-F 安=ma
其中 F 安=BIL= 2 2
解得 a= +
2 2
)当速度最大,加速度为零,则 ( + ) = 2 2 ,解得 ( + )
(4 mgsinθ =
+ 2 2
E=I(R+r)
2. 物理自检 DAY12 B L =
= =
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. 2
1.求焦耳热的三种方法:(1) (2) 克服安培力 (3) 其它能减少量
= ·Δt=m·Δv,其中
当题目中涉及平均电流时,可应用动量定理来解决问题,列方程
q = =
3.求 时间内的电荷量
是两条水平放置的阻值可忽略的平行金属导轨,导轨间距为 L,在水平导轨的左侧
4.CD、EF
存在磁感应强度方向垂直导轨平面向上的匀强磁场,磁感应强度大小为 B,磁场区域的宽度为 d,如图所示.导轨的右端接有一阻值为 R 的电阻,左端与一弯曲的光滑轨道平滑连接.将一阻值为 R、质量为 m 的导体棒从弯曲轨道上 h 高处由静止释放,导体棒最终恰好停在磁场的右边界处.已知导体棒与水平导轨接触良好,且动摩擦因数为μ,求:
(1)流过电阻 R 的电荷量(2)电阻 R 中产生的焦耳热
E
(1)产生的感应电动势的平均值 E = Φ=BdL,平均感应电流 I = ,
2R
tt
流过电阻 R 的电荷量为 q= I t,联立解得 q= 2ΦR=BdL2R
(2)由能量守恒定律可知整个电路中产生的焦耳热 Q=mgh-μmgd,
电阻 R 中产生的焦耳热 Q1=12Q=12mg(h-μd).
5.如图甲所示,足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨 MN、PQ 竖直放置,其宽度 L=1 m,一匀强磁场垂直穿过导轨平面,导轨的上端 M 与 P 之间连接阻值为 R=0.40 Ω的电阻,质量为 m=0.01 kg、电阻为 r=0.30 Ω的金属棒 ab 紧贴在导轨上.现使金属棒 ab 由静止开始下滑,下滑过程中 ab 始终保持水平,且与导轨接触良好,其下滑距离 x 与时间 t 的关系如图乙所示,图象中的 OA 段为曲线,AB 段为直线,g=10 m/s2(忽略 ab 棒运动过程中对原磁场的影响),求:
(1)磁感应强度 B 的大小;(2)0~1.5 s 内,电阻 R 上产生的热量.
(1)当金属棒匀速下落时,由共点力平衡条件得
B I =
mg=BIL ,金属棒产生的感应电动势 E=BLvt
代入数据解得 =0.1 + T
则电路中的电流 ,由图象可得 vt=7 m/s
2
(2)mgh-W 安=1 2 -0 ,W 安=0.455 J
则电阻 R 两端的电压 UR 为,UR= + E 电
电阻 R 上产生的热量 QR= + W 安=0.26 J
物理自检 DAY13
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1.麦克斯韦认为,磁场变化时会在空间激发一种电场,这种电场叫作感生电场,由感生电场产生的电动势叫感生电动势.2.电子感应加速器是利用感生电场使电子加速的设备,当电磁铁线圈中电流的大小、方向发生变化时,产生的感生电场使电子加速.3.涡流:当线圈中的电流随时间变化时,线圈附近的任何导体中都会产生感应电流,用图表示这样的感应电流,就像水中的漩涡,所以把它叫作涡电流,简称涡流.4.金属块中的涡流会产生热量,利用涡流产生的热量可以冶炼金属.5.当导体在磁场中运动时,感应电流会使导体受到安培力,安培力的方向总是阻碍导体的运动,这种现象称为电磁阻尼.6.若磁场相对于导体转动,在导体中会产生感应电流,感应电流使导体受到安培力的作用,安培力使导体运动起来,这种作用常常称为电磁驱动.
判断题
1.只要磁场变化,即使没有电路,在空间也将产生感生电场. ( √ )
2.处于变化磁场中的导体,其内部自由电荷定向移动,是由于受到感生电场的作用. ( √ )
3.涡流跟其他感应电流一样,都是因为穿过导体的磁通量变化而产生的. ( √ )
4.导体中有涡流时,导体没有和其他元件组成闭合回路,故导体不会发热. ( × )
5.电磁阻尼和电磁驱动均遵循楞次定律. ( √ )
6.电磁阻尼发生的过程,存在机械能向内能的转化. ( √ )
7.电磁驱动中有感应电流产生,电磁阻尼中没有感应电流产生. ( × )
物理自检 DAY14
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1.自感现象:由于线圈自身的电流发生变化所产生的电磁感应现象。
2.自感电动势:由于线圈自身的电流发生变化所产生的感应电动势。
3.自感电动势的方向:原电流增大时,自感电动势的方向与原电流方向相反,原电流减小时,自感电动势的方向与原电流方向相同。4.自感电动势的作用:自感电动势总是要阻碍导体自身的电流发生变化。5.自感系数大小决定因素:线圈的形状、横截面积、长短、匝数等,
6.自感电动势大小:E=LΔIΔt,其中 L 为线圈的自感系数。
7.对自感线圈阻碍作用的理解
(1)当电路刚闭合瞬间,自感线圈相当于一个阻值无穷大的电阻,其所在的支路相当于断路(电路/断路)。
(2)当电路中的电流稳定后,自感线圈相当于一段理想导线或纯电阻。
(3)当电路刚断开瞬间,自感线圈相当于一个电源,对能够与它组成闭合回路的用电器供电,刚断开电路的瞬间通过自感线圈的电流大小和与电路稳定时通过自感线圈的电流大小和相同(相同/不同),方向相同(相同/相反)。
8.如图所示,在演示断电自感实验时,灯泡 D 会闪亮一下,然后逐渐熄灭是因为:线圈 L 的阻值 RL 小于(小于/大于/等于)灯泡阻值 R0,断电前稳定状态下电流 IL 大于 ID(小于/大于/等于)。断电后 L 与 D 构成回路,断电瞬间由于自感现象,IL 将延迟减弱,则流过灯泡 D 的电流为 IL 大于(小于/大于/等于)原电流,所以会
使灯泡闪亮一下后再逐渐熄灭。
判断题
9.自感现象属于电磁感应现象。 ( √ )
10.自感电动势总是阻碍导体中原电流的变化。 ( √ )
11.自感电动势的方向一定与原电流的方向相反。 ( × )
12.通过线圈的电流增大的越来越快,则自感系数变大。 ( × )
13.如图所示,电感线圈 L 的自感系数足够大,其直流电阻忽略不计,LA、LB 是两个相同的灯泡,且在下列实验中不会烧毁,电阻 R2 的阻值约等于 R1 的两倍,则( D ) A.闭合开关 S 时,LA、LB 同时达到最亮,且 LB 更亮一些B.闭合开关 S 时,LA、LB 均慢慢亮起来,且 LA 更亮一些C.断开开关 S 时,LA 慢慢熄灭,LB 马上熄灭D.断开开关 S 时,LA 慢慢熄灭,LB 闪亮后才慢慢熄灭
物理自检 DAY15
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1.直流电流和交变电流(1)直流电流:方向不随时间变化的电流。
(2)恒定电流:大小和方向都不随时间变化的电流。
(3)交变电流:大小和方向都随时间做周期性变化的电流,俗称交流。2.在匀强磁场中,矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速(变速/匀速)转动产生正弦式交变电流,把线圈平面与磁感线垂直(垂直/平行)的位置叫作中性面。
(1)线圈经过中性面时,如图甲、丙,穿过线圈的磁通量最大,但磁通量的变化率为零,线圈中的感应电动势为零,感应电流为零,从甲到乙电流的方向是 BADC(BADC/ABCD).(2)线圈垂直于中性面时,如图乙、丁,穿过线圈的磁通量为零,线圈中的感应电动势最
大,感应电流最大,从丙到丁电流的方向是 ABCD(BADC/ABCD)。
(3)线圈转动一周,两次通过e中=性面,感应电流方向改变两次=。 = 4.正弦式交变电流的表达式: ,其中 Em=nBSω; ; ,表
达式中 Em、Im、Um 分别为电动势、电流、电压的峰值,而 e、u、 则是这几个量的瞬时值。
判断题
1.线圈转一周有两次经过中性面,每转一周电流方向改变一次。 ( × )
2.当线圈中的磁通量最大时,产生的电流也最大。 ( × )
3.当线圈通过中性面时,线圈平面与磁感线方向平行。 ( × )
4.当线圈通过中性面时,通过线圈的磁通量变化率达为零。 ( √ )
5.线圈只要在匀强磁场内匀速转动就能产生正弦式交变电流。 = ( × )
8.一闭合矩形线圈 abcd 绕垂直于磁感线的固定轴 OO′
6.交变电流的瞬时值表达式与开始计时的位置无关。 ( × )
7.从线圈转至与磁场方向平行开始计时,线圈所产生的感应电动势 ( √ )
匀速转动,线圈平面位于如图甲所示的匀强磁场中。通过线圈的磁通量Φ随时间 t 的变化规律如图乙所示,下列说法正确的是
( B )
A.t1、t3 时刻通过线圈的磁通量变化率最大B.t1、t3 时刻线圈中感应电流方向改变C.t2、t4 时刻线圈中磁通量最大D.t2、t4 时刻线圈中感应电动势最小
甲 乙
物理自检 DAY16
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1
1.周期:交变电流完成 1 次周期性变化所需的时间 ,频率与周期的关系:T= 。
f
2.让交变电流和恒定电流分别通过相同阻值 的电阻,如果它们在相同时间 内产生的热量相等,则该恒定电流的数值就叫作交变电流的有效值。正弦式交变电流的有效值和最大值的
关系:U= Um ,I= Im 。
2 2
3.如图表示一交变电流随时间变化的图像,则此交变电流的周期为
0.02 s,频率为 50 HZ,有效值是 5 A。
判断题
4.只要是交变电流,其峰值就是有效值的 2倍。 ( × )
5.家用电器铭牌上标称的电流、电压都是指有效值。 ( √ )
6.电容器的耐压值指的是交变电流的最大值。 ( √ )
7.我国生活用电的频率是 50 Hz,这种交变电流的方向在 1s 内改变 100 次。 ( √ )
8.生活用电的电压 220 V 指有效值,动力用电的电压 380 V 指峰值。 ( × )
9.交变电流的有效值是从电流的热效应角度规定的。 ( √ )
10.如图所示,图甲、乙分别表示两种电压的波形,下列说法正确的是( B )
甲 乙A.图甲表示交流电,图乙表示直流电B.两种电压最大值都是 311 V C.两种电压的有效值相同D.两种电压都是交流电压,但周期、频率、有效值都不同
11.有一匝数为 11 匝的正方形线圈,边长为 20cm,线圈总电阻为 1Ω,线圈绕 OO′轴以 10πrad/s 的角速度匀速转动,如图所示,垂直于线圈平面向里的匀强磁场的磁感应强度为
0.5 T。
(1)求该线圈产生的交变电流的电动势最大值、电流最大值分别为多少?
(2)线圈从图示位置转过 60°时,感应电动势的瞬时值是多大?
(3)写出感应电动势随时间变化的表达式。
(1)交变电流电动势最大值为 Em=2NBlv=2NBlωl2=NBSω==6.28 V,
电流的最大值为 Im=ERm=6.281 A=6.28 A。
(2)线圈转过 60°时,感应电动势 e=Emsin60°=5.44V。
(3)由于线圈转动是从中性面开始计时的,所以瞬时值表达式为 e=Emsin ωt=6.28sin
10πt(V)。
物理自检 DAY17
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1.变压器由闭合铁芯 和绕在铁芯上的两个或两个以上的线圈组成,原线圈:与交流电源
连接的线圈,也叫初级线圈,符号用 n1。副线圈:与 负载 连接的线圈,也叫次级线圈,符号用 n2。
2.变压器工作原理:如图所示,当原线圈两端加上交变电压时,就有 交变电流 通过原线
圈,并在铁芯中产生交变的 磁场 ,铁芯中的磁通量发生变化,这个变化的磁通量在副线
圈两端产生感应电动势 。
4.电压与匝数的关系:U1= n1 ;电流与匝数的关系:I1= n2
U2 n2 I2 n1
原副线圈的功率关系: P 入=P 出 。
5.两类变压器:副线圈的电压比原线圈电压低的变压器叫 降压
变压器;副线圈的电压比原线圈电压高的变压器叫 升压 变压器。
6.如图所示,理想变压器原、副线圈匝数之比为 20∶1,原线圈接正弦交流电源,副线圈接
入“220 V 60 W”灯泡一只,且灯泡正常发光,则原线圈电压 U1=4400 V,电源输出功率为 1 200
W,电流表读数为2203 A。
判断题
7.变压器只能改变交变电流的电压,不能改变直流电的电压。 ( √ )
8.实际生活中,不存在原线圈与副线圈匝数相等的变压器。 ( √ )
9.理想变压器不仅可以改变交变电流的电压和电流,还可以改变交变电流的功率和频率。 ( × )
10.理想变压器的原、副线圈中中磁通量变化率相同。 ( √ )
11.变压器能改变交流电频率。 ( × )
12.理想变压器基本关系中的 U1、U2、I1、I2 均为有效值。 ( √ )
13.U1=n1适用于任何理想变压器。 ( √ )
U2 n2
14.如图所示,一个变压器(可视为理想变压器)的原线圈接在 220 V 的交流电上,向额定电压为 1.80×104 V 的霓虹灯供电,使它正常发光。为了安全,需在原线圈回路中接入熔断器,使副线圈电路中电流超过 12 mA 时,熔丝就熔断。
(1)熔丝的熔断电流是多大?
(2)当副线圈电路中电流为 10 mA 时,变压器的输入功率是多大?
(1)设原、副线圈上的电压、电流分别为 U1、U2、I1、I2,根据理想变压器的输入功率等于输出功率,则
U1I1=U2I2,当 I2=12 mA 时,I1 即为熔断电流,
I1=U2I2≈0.98 A。
U1
(2)当副线圈上的电流为 I2′=10 mA 时,变压器的输入功率为 P1,所以 P1=P2=I2′U2=180 W。
物理自检 DAY18
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理想变压器各物理量间的制约关系
1.电压制约:输入(输入/输出)电压决定输出(输入/输出)电压,由U1=U2,得 U2=n2U1。
n1 n2 n1
当 U1 不变时,U2 也不会变,与负载电阻 R 多大及是否变化无关。2.功率制约:输出(输入/输出)功率决定输入(输入/输出)功率。
3.负载决定输出电流:当 U1 一定时,U2 也一定,对副线圈有 I2=UR2,所以当 R 变化时,I2 也
随之变化,即 R 变大,I2 变小;R 变小,I2 变大。4.电流制约:输出(输入/输出)电流决定输入(输入/输出)电流,I2 变大,I1 变大;I2 变小,
I1 也变小。
5.对理想变压器进行动态分析的两种常见情况:
(1)原、副线圈匝数比不变,分析各物理量随负载电阻变化而变化的情况,进行动态分析的顺序是 R→I2→P 出→P 出→I1
(2)负载电阻不变,分析各物理量随匝数比的变化而变化的情况,进行动态分析的顺序是 n1、 n2→U2→I2→P 出→P 出→I1
6.如图所示的电路中,P 为滑动变阻器的滑片,保持理想变压器的输入电压 U1 不变,闭合电键 S,下列说法正确的是( BD )
A.P 向下滑动时,灯 L 变亮 B.P 向下滑动时,变压器的输出电压不变
C.P 向上滑动时,变压器的输入电流变小
D.P 向上滑动时,变压器的输出功率变大
物理自检 DAY19
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1.输送一定功率电能,输电电压越高,输电线中电流越小,导线因发热而损耗的电能越少,线路上电压的损失也越少。2.输电环节:在发电站附近用升压变压器升高电压,用输电线输送到远方,在用电地区附近,用降压变压器降到所需电压。
3.如图,输电线的电阻为 R 线,输电电流为 I2,输电线始端和末端的电压分别为 U2 和 U3,则:
(1)电压损失ΔU=U -U3=I2R 线;
(2)功率损失ΔP= 2R 线=I2ΔU= ΔU 2
。
R 线
4.如图所示为远距离交流输电的简化电路图。发电厂的输出电压是 U,用等效总电阻是 r 的两条输电线输电,输电线路中的电流是 I1,其末端间的电压为 U1。在输电线与用户间连有一理想变压器,流入用户端的电流为 I2。则( A )
A.用户端的电压为I1U1
I2
B.输电线上的电压降为 U
C.理想变压器的输入功率为 I21r
D.输电线路上损失的电功率为 I1U
判断题
5.为了减少能量损失,要高压输电,而且越高越好。 ( × )
6.输送功率一定时,提高输送电压,可以减少功率损失。 ( √ )
7.负载越多,即用电高峰期,ΔU、ΔP 也越大。 ( √ )
8.高压直流输电与高压交流输电的区别在于输送环节。 ( √ )
9.因为热功率 P=I2R,所以可采用减小输电线电阻或减小输送电流的方法来减小输电导线上
的热损耗。 ( √ )
10.发电机的输出电压为 220V,输出功率为 44kW,每条输电线的电阻为 0.2Ω,求此时用户得到的电压和电功率各为多少?
输电线上的电流 IR=P=44 000 A=200 A U 220
损失的电压 UR=IRR=2×0.2×200 V=80 V
损失的功率 PR=URIR=80×200 W=16 kW
故用户得到的电压 U 用户=U-UR=140 V
用户得到的功率为 P 用户=P-PR=28 kW。
物理自检 DAY20
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1.(多选)如图所示,L1、L2 是高压输电线,图中两电表示数分别是 220 V 和 10 A,已知甲图
中原、副线圈匝数比为 100∶1,乙图中原、副线圈匝数比为 1∶10,则( AD )
A.甲图中的电表是电压表,输电电压为 22 000 V
B.甲图是电流互感器,输电电流是 100 A
C.乙图中的电表是电压表,输电电压为 22 000 V
D.乙图是电流互感器,输电电流是 100 A 甲 乙
2.自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈,原、副线圈都只取该线圈的某部分。一升压式自耦调压变压器的电路如图所示,其副线圈匝数可调。已知变压器线圈总匝数为 1 900 匝;原线圈为 1 100 匝,接在有效值为 220 V 的交流电源上。当变压器输出电压调至最大时,负载 R 上的功率为 2.0 kW。设此时原线圈中电流有效值为 I1,负载两端电压的有效值为 U2,且变压器是理想的,则 U2 和 I1 分别约为( B )
A.380 V 和 5.3 A C.240 V 和 5.3 A
B.380 V 和 9.1 A D.240 V 和 9.1 A
3.如图所示,理想变压器原线圈的匝数为 1 000,两个副线圈的匝数分别为 n2=50 和 n3=100,
L1 是“6 V 2 W”的小灯泡,L2 是“12 V 4 W”的小灯泡。当原线圈接上交变电压时,L1、
L2 都正常发光,那么,原线圈中的电流为( C )
A. 1 A B. 1 A C. 1 A D. 1 A
60 30 20 10
物理自检 DAY21
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1.振荡电流:大小和方向都周期性变化的电流。2.振荡电路:产生振荡电流的电路。由电感线圈 L 和电容器 C 所组成的振荡电路为 LC 振荡电路。
3.电磁振荡:在 LC 振荡电路中,电容器极板上的电荷量,电路中的电流,与振荡电流相联系的电场和磁场也周期性交替变化,电场能和磁场能相互转化的现象。
4.电磁振荡的周期 T:完成一次周期性变化的时间,公式:T=2πLC
1
5.电磁振荡频率 f=2πLC。
判断题
6.放电时,由于线圈的自感作用,放电电流由零逐渐增大。 ( √ )
7.放电时,电容器两极板间的电场能逐渐转化为线圈的磁场能。 ( √ )
8.振荡电流最大时,放电完毕。 ( √ )
9.振荡电流最大时,电容器两极板间的电场强度最大。 ( × )
10.振荡电流为零时,线圈中自感电动势为零。 ( × )
11.振荡电流增大的过程中,线圈中的磁场能转化为电场能。 ( × )
12.如图所示,是 LC 振荡电路某时刻的情况,以下说法正确的是( BCD ) A.电容器正在充电B.电感线圈中的磁场能正在增加C.电感线圈中的电流正在增大D.此时刻自感电动势正在阻碍电流增大
13.如图是一个 LC 振荡电路中的电流变化图线,根据图线可判断( D ) A.t1 时刻电感线圈两端电压最大B.t2 时刻电容器两极板间电压为零C.t1 时刻电路中只有电场能D.t1 时刻电容器带电荷量为零
物理自检 DAY22
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1.麦克斯韦认为变化的磁场产生电场,变化的电场产生磁场。
2.交变的电场和交变的磁场相互联系在一起,就会在空间形成一个统一的、不可分割的电磁场。这种在空间交替变化并传播出去的电磁场就形成了电磁波。
判断题
4.在电场周围一定产生磁场,在磁场周围一定产生电场。 ( × )
5.均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场。 ( × )
5.周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场。 ( √ )
6.均匀变化的电场周围产生恒定的磁场,均匀变化的磁场周围产生恒定的电场 ( × )
7.某电路中电场随时间变化的图像如图所示,能发射电磁波的电场是( D )
物理自检 DAY23
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1.电磁波有效发射条件:
(1)振荡频率足够高。
(2)电场、磁场尽可能分布到较大的空间。
2.电磁波的调制:把低频电信号加载到高频等幅振荡电流上称为调制。(1)调幅:使电磁波的振幅随信号的强弱而改变。
(2)调频:使电磁波的频率随信号的强弱而改变。
3.电谐振现象:当接收电路的固有频率跟收到的电磁波的频率相同时,接收电路中产生电流最强的现象。与机械振动中的共振现象类似。
4.调谐:在无线电技术中,对空间存在的各种频率电磁波,需要选择某一特定的频率接收的过程。
5.要提高 LC 振荡电路辐射电磁波的本领,应该采取的措施是( C ) A.减小电容器极板间距B.使振荡电容器的正对面积足够大C.尽可能使电场和磁场分散开D.增大回路中的电容和电感
物理自检 DAY24
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1.电磁波包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、X 射线、γ射线等,把这些电磁波按波长或频率顺序排列起来,就构成了电磁波谱。
2.电磁波都具有反射、折射、衍射和干涉的特性;它们在真空中的传播速度均等于光速。
3.微波主要用于调频广播、电视、卫星导航和雷达。
4.利用红外线使特制底片感光的性质可制成红外摄影仪、红外遥感器等。
5.医院里的病房利用紫外线消毒;银行利用紫外线灯鉴别钞票的真伪。
6.X 射线穿透力较强,在医学上常用 X 光照片辅助进行疾病诊断。
7.γ射线穿透力很强,对生物的破坏力很大,医学上常用来杀死癌细胞。
判断题
8.电磁波波长较长的波贯穿障碍物的能力强 ( × )
9.电磁波波长较短的波能量大,穿透能力强 ( √ )
10.可见光是整个电磁波谱中极狭窄的一段,其中红光波长最长 ( √ )
11.红外线属于可见光 ( × )
12.紫外线有明显的热效应。 ( × )
13.关于电磁波谱,下列说法中正确的是( AB )
A.X 射线对生命物质有较强的作用,过量的 X 射线辐射会引起生物体的病变
B.γ射线是波长最短的电磁波,它比 X 射线的频率还要高
C.紫外线比紫光更容易发生干涉和衍射
D.在电磁波谱中,更容易发生衍射现象的是γ射线
物理自检 DAY25
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1.传感器定义:能够感受外界信息,并将其按照一定的规律转换成可用输出信号(主要是电信号)的器件或装置。2.功能:传感器通常用在自动测量和自动控制系统中,担负着信息采集和转化任务,把非电学量转化为电学量。
3.组成:传感器主要由敏感元件和转换元件组成4.光敏电阻是一种典型的光敏元件,广泛应用于光敏传感器,特点:光照越强,电阻越小。5.热敏电阻是一种常用的热敏元件,广泛应用于温度传感器,其电阻有随温度的改变而改变的特性。6.霍尔元件是根据半导体材料的霍尔效应制成的一种磁敏元件,广泛应用于磁传感器。
判断题
7.所有传感器的材料都是由半导体材料做成的。 ( × )
8.传感器是把非电学量转换为电学量的元件。 ( √ )
9.随着光照的增强,光敏电阻的电阻值逐渐增大。 ( × )
10.只有热敏电阻才能把温度这个热学量转换为电阻这个电学量。 ( × )
11.霍尔元件工作时,产生的电压与外加的磁感应强度成正比。 ( √ )
12.关于传感器及其作用,下列说法正确的是( C )
A.传感器一定是把非电学量转换为电学量
B.传感器一定是把非电学量转换为电路的通断
C.传感器把非电学量转换为电学量是为了方便地进行测量、传输、处理和控制D.电磁感应是把磁学的量转换为电学的量,所以电磁感应也是传感器13.(多选)许多楼道照明灯具有这样的功能:天黑时,出现声音它就开启;而白天,即使有声音它也没有反应,它的控制电路中接入了哪些传感器( BC )
A.温度传感器 B.光传感器
C.声音传感器 D.热传感器
物理自检 DAY26
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利用传感器制作简单的自动控制装置
1.机器人通过哪种传感器感知周围环境,从而避开障碍物( D )
A.温度传感器 B.压力传感器
C.味觉传感器 D.视觉传感器
2.街旁的路灯,江海里的航标都要求在夜晚亮,白天熄,利用半导体的电学特性制成了自动
点亮、熄灭的装置,实现了自动控制,这是利用半导体的( B )
A.压敏性 B.光敏性
C.热敏性 D.三种特性都利用
3.下列情况不可能是由于水位控制装置损坏引起的是( C )
A.洗衣机不加水 B.洗衣机加水不能自动停止
C.洗衣机不排水 D.洗衣机不洗衣
判断题
4.洗衣机的自动控制装置利用了压力传感器。 ( √ )
5.自动门利用了红外线传感器。 ( √ )
6.指纹识别器是利用压力传感器。 ( × )
7.机器人利用多种传感器从而具有拟人化的特点。 ( √ )
8.自动控制装置的设计是利用敏感元件的特性设计的。 ( √ )
9.一台臭氧发生器 P 的电阻为 10 kΩ,当供电电压等于 24 V 时能正常工作,否则不产生臭氧。现要用这种臭氧发生器制成自动消毒装置,要求它在有光照时能产生臭氧,在黑暗时不产生臭氧,拟用一个光敏电阻 R1 对它进行控制,R1 的阻值在有光照时为 100 Ω,黑暗时为 1 000 Ω,允许通过的最大电流为 3 mA;电源 E 的电压为 36 V,内阻不计;另有一个滑动变阻器 R2,阻值为 0~100 Ω,允许通过的最大电流为 0.4 A;一个开关 S 和导线若干。臭氧发生器 P 和光敏电阻 R1 的符号如图所示。
设计一个满足上述要求的电路图,图中各元件要标上字母代号,其中滑动变阻器两固定接线柱端分别标上字母 A、B。(电路图画在虚线框内)