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第四章《電磁感應》測試題
一、單選題(共15小題)
1.電吉他是利用電磁感應原理工作的一種樂器.如圖a所示為電吉他的拾音器的原理圖,在金屬弦的下方置有一個連接到放大器的螺線管.一條形磁鐵固定在管內(nèi),當撥動金屬弦后,螺線管內(nèi)就會產(chǎn)生感應電流,經(jīng)一系列轉(zhuǎn)化后可將電信號轉(zhuǎn)為聲音信號.若由于金屬弦的振動,螺線管內(nèi)的磁通量隨時間的變化如圖b所示,則對應感應電流的變化為( )
A.
B.
C.
D.
2.物理學中的許多規(guī)律是通過實驗發(fā)現(xiàn)的,下列說法中符合史實的是( )
A. 法拉第通過實驗發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象
B. 牛頓通過理想斜面實驗發(fā)現(xiàn)了物體的運動不需要力來維持
C. 奧斯特通過實驗發(fā)現(xiàn)了電流的熱效應
D. 卡文迪許通過扭秤實驗測出了靜電力常量
3.金屬圓環(huán)的圓心為O,金屬棒Oa、Ob與金屬環(huán)接觸良好且可繞O在環(huán)上轉(zhuǎn)動,整個裝置處于垂直紙面向里的勻強磁場中,如圖所示,當外力使Oa順時針方向加速轉(zhuǎn)動時,在Oa追上Ob之前,Ob將( )
A. 順時針方向轉(zhuǎn)動
B. 逆時針方向轉(zhuǎn)動
C. 先順時針方向轉(zhuǎn)動,后逆時針方向轉(zhuǎn)動
D. 先逆時針方向轉(zhuǎn)動,后順時針方向轉(zhuǎn)動
4.如圖所示的電路中,電源的電動勢為E,內(nèi)阻為r,線圈的自感系數(shù)很大,線圈的直流電阻RL與燈泡的電阻R滿足RL
t,
所以I1=<==I2,
綜上所述,金屬棒剛進入水平軌道時,即金屬棒在x=0處,感應電流最大.
20.【答案】(1)線框中感應電流的方向a→d→c→b→a;
(2)ab邊所受的安培力方向向下,bc邊所受的安培力方向向左,cd邊不受安培力,ad邊的安培力方向向右;
(3)
【解析】(1)根據(jù)楞次定律,則有感應電流的方向:逆時針方向(即a→d→c→b→a);
(2)根據(jù)左手定則,結合感應電流的方向,則有:
ab邊所受的安培力方向向下,bc邊所受的安培力方向向左,cd不受安培力,ad邊的安培力方向向右.(線框有收縮的趨勢);
(3)根據(jù)平衡條件,結合安培力表達式,則有:
2mg=mg+BL
且B=kt
解得:t=.
21.【答案】(1)Imin= Imax= (2)F=
(3)
【解析】(1)設某時刻棒MN交線框于P、S點,令PS長為l,此時電動勢E=Blv
MN左側電阻R1=lr
MN右側電阻R2=(4a-l)r
則R并==
故:I==
因?qū)Ь€框ABCD關于AC對稱,所以通MN的電流大小也具有對稱性,所以
當l=0時,電流最小值Imin=
當l=a時,電流最大值Imax=
(2)設MN到達B的時間為t0,則t0=,到達D點用時2t0,
當0≤t≤t0時,由I=代入得:
I=(其中vt=l)
代入F=BIl得:F=
當t0≤t≤2t0時,將l=2(a-vt)代入④式得:
I=
代入F=BIl得:F=
(3)導線框進入矩形磁場后,由牛頓第二定律得:BIL=ma
=ma
取任意Δt時間有:Δt=maΔt
Δx=mΔv
ΣΔx=mΣΔv
x=mv
x==.
22.【答案】Bπr2
【解析】本題需要切記,在使用ΔΦ=BS計算磁通量時,一定要注意公式中的S為磁場穿過線圈的有效面積,本題中S=πr2,所以穿過線圈的磁通量為ΔΦ=BS=Bπr2.
23.【答案】斷開瞬間 斷開瞬間產(chǎn)生瞬間高壓
【解析】當開關閉合后,鎮(zhèn)流器與同學們并聯(lián),由于電源為1.5 V的新干電池,所以電流很?。敂嚅_時,鎮(zhèn)流器電流發(fā)生變化,導致鎮(zhèn)流器產(chǎn)生很強的電動勢,從而使同學們有觸電的感覺.
24.【答案】(1)BC (2)感應電場的電場力 機械能 (3)負
【解析】(1)將線圈A放在線圈B中,由于磁通量不變化,故不會產(chǎn)生感應電流,也不會引起電流計指針偏轉(zhuǎn),選項A錯誤;線圈A插入或拔出線圈B的速度越大,則磁通量的變化率越大,產(chǎn)生的感應電流越大,電流計指針偏轉(zhuǎn)的角度越大,選項B正確;滑動變阻器的滑片P滑動越快,電流的變化率越大,磁通量的變化率越大,則感應電流越大,電流計指針偏轉(zhuǎn)的角度越大,選項C正確;滑動變阻器的滑片P勻速滑動時,電流發(fā)生變化,磁通量變化,也會產(chǎn)生感應電流,故電流計指針也會發(fā)生偏轉(zhuǎn),選項D錯誤.故選BC.
(2)這個“電源”內(nèi)的非靜電力是感應電場的電場力.如果是因為線圈A插入或拔出線圈B,導致電流計指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn).這時是機械能轉(zhuǎn)化為電能.
(3)根據(jù)楞次定律可知,通過電流計的電流從負極流入,故靈敏電流計指針向其負接線柱方向偏轉(zhuǎn).
25.【答案】有.變化的電流產(chǎn)生變化的磁場,變化的磁場產(chǎn)生感生電場,感生電場在鐵塊中產(chǎn)生感應電流,它的形狀像水中的旋渦,所以把它叫做渦電流,簡稱渦流.
【解析】變化的電流產(chǎn)生變化的磁場,變化的磁場產(chǎn)生感生電場,感生電場在鐵塊中產(chǎn)生感應電流,它的形狀像水中的旋渦,所以把它叫做渦電流,簡稱渦流.
26.【答案】由于磁感線是閉合曲線,內(nèi)環(huán)內(nèi)部向里的磁感線條數(shù)和內(nèi)環(huán)外向外的所有磁感線條數(shù)相等,所以外環(huán)所圍面積內(nèi)的總磁通量向里、增大,所以外環(huán)中感應電流磁場的方向向外,由安培定則,外環(huán)中感應電流方向為逆時針.
【解析】由于磁感線是閉合曲線,內(nèi)環(huán)內(nèi)部向里的磁感線條數(shù)和內(nèi)環(huán)外向外的所有磁感線條數(shù)相等,所以外環(huán)所圍面積內(nèi)的總磁通量向里、增大,所以外環(huán)中感應電流磁場的方向向外,由安培定則,外環(huán)中感應電流方向為逆時針.
27.【答案】S閉合瞬間,b線圈中產(chǎn)生順時針方向的電流;S斷開瞬間,b線圈中產(chǎn)生逆時針方向的電流.
【解析】當開關S閉合的瞬間,a線圈中有電流I通過,由安培定則可知其將在a線圈周圍產(chǎn)生磁場,該磁場從b線圈內(nèi)垂直紙面穿出,使b線圈中的磁通量增大,由楞次定律可知b線圈中將產(chǎn)生感應電流,感應電流的磁場方向應與a線圈中電流產(chǎn)生的磁場方向相反即垂直紙面向里,再由安培定則可判定b中感應電流方向應是順時針方向.當開關S斷開的瞬間,電流I所產(chǎn)生的磁場穿過b線圈的磁通量減少,這時b線圈內(nèi)將產(chǎn)生感應電流,感應電流的磁場方向與原磁場方向相同,即垂直紙面向外,再由安培定則可判定b中感應電流方向應是逆時針的.
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