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第四章《电磁感应》测试题
一、单选题(每小题只有一个正确答案)
1.关于线圈的自感系数,下面说法正确的是( )
A.线圈的自感系数越大,自感电动势一定越大
B.线圈中的电流变化越快,自感系数越大
C.线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯决定。
D.线圈中的电流等于零时,自感系数也等于零
2.如图所示,导体杆OP在作用于OP中点且垂直于OP的力作用下,绕O轴沿半径为r的光滑半圆形框架在匀强磁场中以一定的角速度转动,磁场的磁感应强度为B,AO间接有电阻R,杆和框架电阻不计,则( )
A.OP中的电流方向为O到P,OP 两端电压为
B.OP中的电流方向为O到P,OP 两端电压为
C.OP中的电流方向为P到O,OP 两端电压为
D.OP中的电流方向为P到O,OP 两端电压为
3.如图所示,两根等高光滑的 1/4 圆弧轨道,半径为 r、间距为 L,轨道电阻不计.在轨道顶端连有一阻 值为 R 的电阻,整个装置处在一竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为 B,现有一根长度稍大于 L、电阻不计的金属棒从轨道最低位置 cd 开始,在拉力作用下以初速度 v0 向右沿轨道做匀速圆周运动至 ab 处, 则该过程中( )
A.通过 R 的电流方向为由 a→R→b
B.通过 R 的电流方向为由 b→R→a
C.R 上产生的热量为
D.流过 R 的电量为
4.如图所示, 、为两水平放置相互平行的金属导轨, 、为搁在导轨上的两金属棒,与导轨接触良好且无摩擦.当一条形磁铁向下靠近导轨时,下列描述正确的是( )
A.回路中电流方向为顺时针方向
B.回路中电流方向为逆时针方向
C.不管条形磁铁下端是何极,两棒均互相靠近
D.金属棒对导轨的压力将减小
5.如图所示,A、B是两个完全相同的灯泡,B灯与电阻R串联,A灯与自感系数较大的线圈L串联,其直流电阻等于电阻R的阻值.电源电压恒定不变,当电键K闭合后,过一会儿再断开电键K,下列说法正确的是( )
A.闭合K时,A、B同时亮,然后A逐渐变亮,B的亮度不变
B.闭合K时,B比A先亮,最后A、B亮度相同
C.断开K时, B会闪一下,再逐渐熄灭
D.断开K时,电流自左向右通过B灯
6.航母上飞机弹射光滑绝缘杆起飞所利用的电磁驱动左右,原理如图所示,当固定环线圈上突然通过直流电流时线圈左侧的金属环被弹射出去,则下列说法正确的是( )
A.合上开关S的瞬间,从右侧看环中产生沿顺时针方向的感应电流
B.金属环向左运动过程中将有扩大趋势
C.若将金属环置于线圈的右侧环将不能弹射出去
D.若将电池正、负极调换后,金属环不能向左弹射
7.如图所示,两同心圆环A、B置于同一水平面上,其中A为均匀带正电的绝缘环,B为导体环,两环均可绕中心在水平面内转动,若A逆时针加速转动,则B环中( )
A.一定产生恒定的感应电流 B.产生顺时针方向的感应电流
C.产生逆时针方向的感应电流 D.没有感应电流
8.如图,足够长的光滑导轨倾斜放置,其下端连接一个灯泡,匀强磁场垂直于导轨所在平面(导轨和导线电阻不计),则垂直导轨的导体棒ab在加速下滑过程中
A.受到的安培力大小一直不变 B.受到的安培力方向沿斜面向下
C.导体棒的机械能一直增大 D.灯泡逐渐变亮
9.如图,足够大的匀强磁场中有相距较远的两个导体圆环a、b,截场方向与圆环所在平面垂直.磁感应强度B随时间逐渐增大,圆环a保持静止,圆环b在该平面上向右运动.则两环中的感应电流方向
A.均沿邀时针方向 B.均沿顺时针方向
C.a环沿顺时针方向,b环无法判断 D.a环沿时针方向,b环无法判断
10.如图所示,导轨间的磁场方向垂直于纸面向里.圆形金属环B正对磁铁A,当导线MN在导轨上向右加速滑动时,下列说法正确的是( )
A.MN中电流方向N→M,B被A吸引
B.MN中电流方向N→M,B被A排斥
C.MN中电流方向M→N,B被A吸引
D.MN中电流方向M→N,B被A排斥
11.如图,直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中,磁感应强度大小为B,方向平行于ab边向上.当金属框绕ab边以角速度ω逆时针转动时,a、b、c三点的电势分别为φa、φb、φc.已知bc边的长度为l.下列判断正确的是( )
A.,金属框中无电流
B.,金属框中电流方向为a→b→c→a
C.,金属框中无电流
D.,金属框中电流方向为a→c→b→a
12.如图所示,闭合金属环从光滑曲面上h高处滚下,又沿曲面的另一侧上升。设环的初速度为0,不计摩擦,曲面处在图中磁场中,则( )
A.若是匀强磁场,环滚上的高度小于h
B.若是匀强磁场,环滚上的高度等于h
C.若是非匀强磁场,环滚上的高度等于h
D.若是非匀强磁场,环滚上的高度小于h
13.如图所示,水平地面上方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场,两个边长相等的单匝闭合正方形线圈Ⅰ和Ⅱ,分别用相同材料,不同粗细的导线绕制.两线圈的下边距磁场上界面高度相同,同由静止开始自由下落,再进入磁场,最后落到地面.运动过程中,线圈平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界.设线圈Ⅰ、Ⅱ落地时的速度大小分别为v1、v2,运动时间分别为t1、t2在磁场中运动时产生的热量分别为Q1、Q2.不计空气阻力,则
A.v1 t2 B.v1 >v2,Q1C.v1=v2,Q1>Q2,t1>t2 D.v1=v2,Q114.如图所示,通电螺线管置于水平放置的光滑平行金属导轨MN和PQ之间,ab和cd是放在导轨上的两根金属棒,它们分别静止在螺线管的左右两侧,现使滑动变阻器的滑动触头向左滑动,则ab和cd棒的运动情况是( )
A.ab向左运动,cd向右运动 B.ab向右运动,cd向左运动
C.ab、cd都向右运动 D.ab、cd保持静止
15.如图所示,电阻为R,其他电阻均可忽略,ef是一电阻不计的水平放置的导体棒,质量为m,棒的两端分别与ab、cd保持良好的接触,又能沿框架无摩擦下滑,整个装置放在与框架垂直的匀强磁场中,当ef从静止下滑经一段时间后闭合S,则S闭合后
A.ef的加速度可能小于g
B.ef的加速度一定大于g
C.ef最终速度随S闭合时刻的不同而不变
D.ef的机械能与回路内产生的电能之和一定增大
二、多选题(每小题至少有两个正确答案)
16.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,下列说法中正确的是( )
A.线圈a中将产生俯视逆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
17.如图所示,水平面中有两根固定的足够长的金属平行导轨,导轨间距为L,导轨上面平行放着质量相等的导体棒ab和cd.设导体棒始终处于竖直向上的大小为B的匀强磁场区域内,且导体棒可在导轨上无摩擦地滑行,初始时刻ab棒静止,给cd棒一个向右的初速度v0,则( )
A.ab棒将向左运动
B.cd棒的速度一直大于ab棒的速度
C.ab棒的最大速度为0.5v0
D.当cd棒速度为0.8v0时,回路中的电动势为0.6BLv0
18.如图,把一块金属板折成U形的金属槽MNPQ,竖直放置在方向垂直纸面向外、大小为B的匀强磁场中,并以速率水平向左匀速运动.一带电微粒从槽口左侧以速度射入,恰能做匀速圆周运动,下列说法正确的是( )
A.微粒带正电
B.微粒的比荷
C.微粒做圆周运动的半径为
D.微粒做圆周运动的周期为
19.如图所示,在国庆60周年阅兵盛典上,我国预警机“空警-2000”在天安门上空时机翼保持水平,以4.5×102km/h的速度自东向西飞行.该机的翼展(两翼尖之间的距离)为50m,北京地区地磁场的竖直分量向下,大小为4.7×10-5T,则( )
A.两翼尖之间的电势差为0.29V
B.两翼尖之间的电势差为2.9V
C.飞行员左方翼尖的电势比右方翼尖的电势高
D.飞行员左方翼尖的电势比右方翼尖的电势低
20.如图甲,绝缘板固定在水平地面上,单匝粗细均匀的正方形铜线框ABCD静止于绝缘板上,其质量为1kg、边长为1m、电阻为0.1 ,E、F分别为BC、AD的中点。零时刻起在ABEF区域内有竖直向下的磁场。其磁感应强度B的大小随时间变化的规律如图乙所示。假设线框受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,线框与绝缘板间的动摩擦因数为0.3,区域边界有磁场,g取10m/s2。则
A.0.5 s时刻CD两端电压为0.25 V
B.在0~0.5 s内通过线框某截面的电量为2.5 C
C.0.5 s时刻线框中的感应电流沿ADCB方向
D.0.6 s末线框将开始运动
三、实验题
21.如图所示是“研究电磁感应现象”的实验装置
(1)将图中所缺导线补接完整_______________.
(2)用此装置研究感应电流方向时:将原线圈A插入副线圈B后,如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么在电键闭合的状态下将滑动变阻器滑片迅速向左移动时,电流计指针将 _____________(填“左偏”、“右偏”或“不偏”)
(3)在闭合电键时,将原线圈A向下插入副线圈B中,线圈B对线圈A的作用力为_____(填引力或斥力)
22.模拟法拉第的实验
(1)演示:如图所示.
线圈A通过变阻器和开关连接到电源上,线圈B的两端与电流表连接,把线圈A装在线圈B的里面.观察以下几种操作中线圈B中是否有电流产生.把观察到的现象记录在下表中.
操作 现象
开关闭合瞬间 ________
开关断开瞬间 ________
开关闭合时,滑动变阻器不动 ________
开关闭合时,迅速移动变阻器的滑片 ________
结论:只有当线圈A中电流________时,线圈B中才有电流产生.
(2)演示实验中,通、断电瞬间,变阻器滑动片快速移动过程中,线圈A中电流________,导致线圈B内磁场________,变强或者变弱(线圈面积不变),从而引起线圈中的________发生变化,有________电流产生;当线圈A中电流恒定时,线圈内磁场________,无电流产生.
四、解答题
23.如图所示,一个圆形线圈的匝数n=1000,线圈面积S=200cm2,线圈的电阻r=1Ω,线圈外接一个阻值R=4Ω的电阻,把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中,磁感应强度随时间的变化规律如图所示.求:
(1)前4 s内的感应电动势;
(2)前4 s内通过R的电荷量.
24.如图所示,水平的平行虚线间距d=10cm,其间有磁感应强度B=1.0T的匀强磁场.一个正方形线圈ABCD的边长l=10cm,质量m=100g,电阻R=0.04Ω.开始时,线圈的下边缘到磁场上边缘的距离h=80cm.将线圈由静止释放,取g=10m/s2,求:
(1)线圈下边缘刚进入磁场时,CD两端的电势差
(2)线圈下边缘刚进入磁场时加速度的大小
(3)整个线圈穿过磁场过程中产生的电热Q.
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参考答案
1.C 2.A 3.B 4.C 5.B 6.A 7.B 8.D 9.B 10.B 11.C 12.BD 13.D 14.A 15.A 16.AD 17.CD 18.BC 19.AC 20.BD
21. 向左偏 斥力
22.(1)指针偏转; 指针偏转; 指针不偏转; 指针偏转; 发生变化 (2)发生变化; 发生变化; 磁通量; 感应; 无变化
23.(1)9V(2)0.8C
24.(1)0.3V (2)0 (3)0.2J
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