2020--2021人教物理选修1--1第3章
电磁感应练习附答案
选修1—1第三章
电磁感应
1、如图所示,ab是水平面上一个圆形线圈的直径,在过ab的竖直平面内,有一根通电导线ef,已知ef平行于ab,当ef竖直向上平移时,电流磁场穿过圆面的磁通量将( )
A.逐渐增加
B.逐渐减少
C.始终为零
D.不为零,但保持不变
2、(双选)如图所示画出的是穿过一个闭合线圈的磁通量随时间的变化规律,以下哪些认识是正确的( )
A.第0.6
s末线圈中的感应电动势为4
V
B.第0.9
s末线圈中的瞬时电动势比0.2
s末的大
C.第0.1
s末线圈的瞬时电动势为零
D.第0.2
s末和0.4
s末的瞬时电动势的方向相同
3、下列选项中属于交流电的是( )
4、一理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1,原线圈输入电压的变化规律如图甲所示,副线圈所接电路如图乙所示,P为滑动变阻器的触头.下列说法正确的是
( )
A.副线圈输出电压的频率为100
Hz
B.副线圈输出电压的有效值为31
V
C.P向右移动时,原、副线圈的电流比减小
D.P向右移动时,变压器的输出功率增加
5、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
B.输电线上的电压降为U
C.理想变压器的输入功率为Ir
D.输电线路上损失的电功率为I1U
6、(双选)如图所示电路中,、是两只相同的零刻度在中央的电流表,电感线圈L的直流电阻与电阻R阻值相等.下面判断正确的是( )
A.
开关S接通的瞬间,电流表的读数大于的读数
B.
开关S接通的瞬间,电流表的读数小于的读数
C.
开关S接通,电路稳定后再断开的瞬间,电流表的读数大于的读数
D.
开关S接通,电路稳定后再断开的瞬间,电流表的读数等于的读数
7、感应电动势产生的条件是( )
A.导体必须做切割磁感线的运动
B.导体回路必须闭合,且回路所包围面积内的磁通量发生变化
C.无论导体回路是否闭合,只要它包围面积内的磁通量发生变化
D.导体回路不闭合
8、)(双选)下列说法正确的是( )
A.使用交流电的电器设备所标示的额定电压、额定电流的数值均为最大值
B.用交流电流表和电压表测得的数值是有效值
C.照明电路电压为220
V指的是有效值
D.所有交变电流的有效值和最大值之间均存在Ee=,Ue=和Ie=的关系
9、(多选)某型号家用交流稳压器中,变压器的原、副线圈都带有滑动触头,如图所示,当变压器输入电压发生变化时,可通过向上、向下调节P1、P2的位置,使输出电压稳定在220
V.现发现输出电压低于220
V,欲通过调节P1、P2的位置使输出电压稳定在220
V,下列措施可行的是( )
A.保持P1不动,将P2向上移
B.保持P2不动,将P1向下移
C.将P1向上移,同时P2向下移
D.将P1向下移,同时P2向上移
10、远距离输电时,在输送电功率不变的条件下( )
A.只有增大导线的电阻,才能减小输电电流,提高输电效率
B.提高输电电压,能减小输电电流,提高输电效率
C.提高输电电压,会增大输电线上的能量损耗
D.提高输电电压,会增大输电线中的电流
11、如图所示,电路稳定后,小灯泡有一定的亮度,现将一与螺线管等长的软铁棒沿管的轴线迅速插入螺线管内,判断在插入过程中灯泡的亮度变化情况为( )
A.变暗
B.变亮
C.不变
D.无法判断
12、在一段时间里,法拉第记下了大量实验失败的日记,然而他却一如既往,没有放弃追求,坚信既然“电能生磁”,那么“磁也一定能产生电”.正是在这种执着的追求中,1831年法拉第终于获得了成功.他制作了两个线圈,分别绕在铁环上,一个线圈与伏特电池连接,另一个线圈的两端用一根铜线连接起来,这根铜线的下方放有一根小磁针.法拉第在实验中发现,当开关接通或断开的刹那间,小磁针都发生微小摆动,而在电流稳定不变时,即使所通电流很大,小磁针也不发生任何摆动.这就是人类发现电磁感应现象的最初实验,它是物理学上一个重要的里程碑.
法拉第磁生电实验示意图
问题:小磁针偏转是什么原因导致的?为什么电流稳定不变时小磁针不偏转?
13、一交流电流的图象如图所示,由图可知,该交变电流瞬时值表达式为i=________
A,用电流表测该电流,示数为________
A,若该交流电流通过10
Ω的电阻时,电阻消耗的电功率为________
W.
14、通过相同材料制成的导线向同一用户输送10
kW的电功率,如在输送电压为110
V和220
V两种情况下输电线上损失的电能相同,那么两种情况下输电线的电阻之比为多少?
2020--2021人教物理选修1--1第3章
电磁感应练习附答案
选修1—1第三章
电磁感应
1、如图所示,ab是水平面上一个圆形线圈的直径,在过ab的竖直平面内,有一根通电导线ef,已知ef平行于ab,当ef竖直向上平移时,电流磁场穿过圆面的磁通量将( )
A.逐渐增加
B.逐渐减少
C.始终为零
D.不为零,但保持不变
【答案】C [利用安培定则判断直线电流产生的磁场,作出俯视图如图所示.考虑到磁场具有对称性,故穿入线圈的磁感线条数与穿出线圈的磁感线条数相等.故应选C.]
2、(双选)如图所示画出的是穿过一个闭合线圈的磁通量随时间的变化规律,以下哪些认识是正确的( )
A.第0.6
s末线圈中的感应电动势为4
V
B.第0.9
s末线圈中的瞬时电动势比0.2
s末的大
C.第0.1
s末线圈的瞬时电动势为零
D.第0.2
s末和0.4
s末的瞬时电动势的方向相同
【答案】AB [题图给出了磁通量的变化图象,由法拉第电磁感应定律计算:第0.6
s末线圈中的感应电动势为
V=4
V,A正确.第0.9
s末线圈中的瞬时电动势为30
V,第0.2
s末的瞬时电动势为
V,B正确.第0.1
s末线圈的瞬时电动势不为零,C错误.第0.2
s末和0.4
s末的瞬时电动势的方向相反,D错误.]
3、下列选项中属于交流电的是( )
【答案】C [方向随时间做周期性变化是交变电流最重要的特征.A、B、D三项所示的电流大小随时间做周期性变化,但其方向不变,它们所表示的是直流电.C选项中电流的大小、方向随时间做周期性变化,故是交变电流.]
4、一理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1,原线圈输入电压的变化规律如图甲所示,副线圈所接电路如图乙所示,P为滑动变阻器的触头.下列说法正确的是
( )
A.副线圈输出电压的频率为100
Hz
B.副线圈输出电压的有效值为31
V
C.P向右移动时,原、副线圈的电流比减小
D.P向右移动时,变压器的输出功率增加
【答案】D [由题图甲知该交流电的周期是2×10-2
s,交流电的频率是50
Hz,变压器不改变频率,所以选项A错误;因为原线圈电压的最大值是310
V,根据变压器的匝数与电压的关系,副线圈输出电压的最大值为31
V,因此选项B错误;匝数比不变,所以原、副线圈的电流比不变,选项C错误;P向右移动时,负载电阻变小,根据P=eq
\f(U,R),因此,变压器的输出功率增加,选项D正确.]
5、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
B.输电线上的电压降为U
C.理想变压器的输入功率为Ir
D.输电线路上损失的电功率为I1U
【答案】A [理想变压器输入和输出功率相同,设用户端得到的电压为U2,则有I1U1=U2I2,U2=,选项A正确;输电线上的电压降为ΔU=I1r,或者ΔU=U-U1,选项B错误;理想变压器的输入功率为P=I1U1,选项C错误;输电线路上损失的电功率为ΔP=Ir,选项D错误.]
6、(双选)如图所示电路中,、是两只相同的零刻度在中央的电流表,电感线圈L的直流电阻与电阻R阻值相等.下面判断正确的是( )
A.
开关S接通的瞬间,电流表的读数大于的读数
B.
开关S接通的瞬间,电流表的读数小于的读数
C.
开关S接通,电路稳定后再断开的瞬间,电流表的读数大于的读数
D.
开关S接通,电路稳定后再断开的瞬间,电流表的读数等于的读数
【答案】BD [闭合S瞬间,由于线圈的电流变大,导致其产生电动势,从而阻碍电流的变大,所以电流表示数小于示数,故A错误,B正确;断开S瞬间,线圈电流变小,从而产生电动势,相当于电压会变小的电源与电阻相串联,由于两电流表串联,所以电流表示数等于示数,故C错误,D正确.]
7、感应电动势产生的条件是( )
A.导体必须做切割磁感线的运动
B.导体回路必须闭合,且回路所包围面积内的磁通量发生变化
C.无论导体回路是否闭合,只要它包围面积内的磁通量发生变化
D.导体回路不闭合
C [产生感应电动势的条件是回路中的磁通量发生变化,与回路闭合与否无关,故C选项正确,B、D选项错误;磁通量变化的方式很多,不一定是导体切割磁感线,故选项A错误.]
8、)(双选)下列说法正确的是( )
A.使用交流电的电器设备所标示的额定电压、额定电流的数值均为最大值
B.用交流电流表和电压表测得的数值是有效值
C.照明电路电压为220
V指的是有效值
D.所有交变电流的有效值和最大值之间均存在Ee=,Ue=和Ie=的关系
【答案】BC [各种使用交流电的用电器铭牌上所标的数值均为有效值,故A项错误;交流电表测量值为有效值,故B项正确;照明电路电压为220
V是有效值,故C项正确;Ee=,Ue=,Ie=是正(余)弦交变电流有效值和最大值的关系,故D项错误.]
9、(多选)某型号家用交流稳压器中,变压器的原、副线圈都带有滑动触头,如图所示,当变压器输入电压发生变化时,可通过向上、向下调节P1、P2的位置,使输出电压稳定在220
V.现发现输出电压低于220
V,欲通过调节P1、P2的位置使输出电压稳定在220
V,下列措施可行的是( )
A.保持P1不动,将P2向上移
B.保持P2不动,将P1向下移
C.将P1向上移,同时P2向下移
D.将P1向下移,同时P2向上移
【答案】ABD [根据原、副线圈哪个匝数多,哪个线圈的电压就高,所以可以通过增大副线圈的匝数或减少原线圈的匝数,也可同时增大副线圈的匝数、减少原线圈的匝数来提高输出电压.所以选项A、B、D都可行.]
10、远距离输电时,在输送电功率不变的条件下( )
A.只有增大导线的电阻,才能减小输电电流,提高输电效率
B.提高输电电压,能减小输电电流,提高输电效率
C.提高输电电压,会增大输电线上的能量损耗
D.提高输电电压,会增大输电线中的电流
【答案】B [在输电功率一定时,由P=UI知,当U增大时,I减小,输电线上损耗的功率P损=I2R将变小.]
11、如图所示,电路稳定后,小灯泡有一定的亮度,现将一与螺线管等长的软铁棒沿管的轴线迅速插入螺线管内,判断在插入过程中灯泡的亮度变化情况为( )
A.变暗
B.变亮
C.不变
D.无法判断
【答案】A [由电源极性知通电螺线管中的电流如题图所示,相当于一个条形磁铁右端是S极,左端是N极,内部磁场方向由右向左,软铁棒插入过程中被磁化,左端是N极,右端是S极,所以插入过程是螺线管中磁通量增加的过程,线圈中会产生一个与原电源方向相反的自感电动势,故灯泡变暗.]
12、在一段时间里,法拉第记下了大量实验失败的日记,然而他却一如既往,没有放弃追求,坚信既然“电能生磁”,那么“磁也一定能产生电”.正是在这种执着的追求中,1831年法拉第终于获得了成功.他制作了两个线圈,分别绕在铁环上,一个线圈与伏特电池连接,另一个线圈的两端用一根铜线连接起来,这根铜线的下方放有一根小磁针.法拉第在实验中发现,当开关接通或断开的刹那间,小磁针都发生微小摆动,而在电流稳定不变时,即使所通电流很大,小磁针也不发生任何摆动.这就是人类发现电磁感应现象的最初实验,它是物理学上一个重要的里程碑.
法拉第磁生电实验示意图
问题:小磁针偏转是什么原因导致的?为什么电流稳定不变时小磁针不偏转?
[答案] 感应电流的磁场使小磁针偏转.电流稳定时铁环中的磁通量不发生变化,在无电源的线圈中不能产生感应电流.
13、一交流电流的图象如图所示,由图可知,该交变电流瞬时值表达式为i=________
A,用电流表测该电流,示数为________
A,若该交流电流通过10
Ω的电阻时,电阻消耗的电功率为________
W.
[解析] 要写出正弦电流的表达式,需确定最大值和角速度,由图象可知最大值为10
A,角速度是200π,即可写出表达式为i=Imsin
200πt,示数为I==10
A.电功率为P=I2R′=1
000
W.
[答案] 10
sin
200πt 10 1
000
14、通过相同材料制成的导线向同一用户输送10
kW的电功率,如在输送电压为110
V和220
V两种情况下输电线上损失的电能相同,那么两种情况下输电线的电阻之比为多少?
[解析] 设输送电压为U1时输电线上的电流为I1,输送电压为U2时输电线上的电流为I2.
且P相同,所以I1U1=I2U2.
设输电线上损失的功率为P损,则P损=I2R.
因为P损相同,所以===.
[答案]