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1、第二節(jié) 法拉第電磁感應定律
建議用時
實際用時
滿分
實際得分
90分鐘
100分
一、 選擇題(本題包括12小題,每小題給出的四個
選項中,有的只有一個選項正確,有的有多個選
項正確,全部選對的得4分,選對但不全的得2
分,有選錯或不選的得0分,共40分)
1.關于電路中感應電動勢的大小,下列說法中正確的是( )
A.穿過電路的磁通量越大,感應電動勢就越大
B.電路中磁通量的改變量越大,感應電動勢就越大
C.電路中磁通量改變越快,感應電動勢就越大
D.若電路中某時刻磁通量為零,則該時刻感應電流一定為零
2.如圖3-2-1所示,將條形磁鐵從相
2、同的高度分別以速度和2插入線圈,電流表指針偏轉角度較大的是( )
圖3-2-1
A.以速度插入
B.以速度2插入
C.一樣大
D.無法確定
3.當線圈中的磁通量發(fā)生變化時,則( )
A.線圈中一定有感應電流
B.線圈中一定有感應電動勢
C.感應電動勢的大小與線圈的電阻無關
D.磁通量變化越大,產生的感應電動勢越大
4.在電磁感應現象中,下列說法中正確的是( )
A.穿過線圈的磁通量為零時,感應電動勢也一定為零
B.穿過線圈的磁通量均勻變化時,感應電動勢也均勻變化
C.穿過線圈的磁通量越大,產生的感應電動勢也越大
D.穿過線圈的磁通量變化越快,產生的感應電
3、動勢越大
5.穿過一個電阻為1 Ω的單匝閉合線圈的磁通量始終是每秒鐘均勻地減少2 Wb,則( )
A.線圈中感應電動勢一定是每秒減少2 V
B.線圈中感應電動勢一定是2 V
C.線圈中感應電流一定是每秒減少2 A
D.以上說法均不正確
6.如圖3-2-2所示,閉合開關S,將條形磁鐵插入閉合線圈,第一次用0.2 s,第二次用0.4 s,并且兩次的起始和終止位置相同,則( )
圖3-2-2
A.第一次磁通量變化較大
B.第一次的最大偏角較大
C.第一次經過的總電荷量較多
D.若斷開S,不偏轉,故無感應電動勢
7.穿過一個電阻為1 Ω的單匝線圈的磁通量發(fā)生變化:在Δ時
4、間內是每秒均勻地減小2 Wb,在Δ時間內是每秒均勻地增大2 Wb.則( )
A.線圈中產生的感應電動勢在Δ時間內比在
Δ時間內大2 V
B.線圈中產生的感應電動勢在Δ時間內和在
Δ時間內一定都大于2 V
C.線圈中產生的感應電流在Δ時間內和在Δ時間內一定都是2 A,只是方向相反
D.以上選項都不對
8.穿過某線圈的磁通量隨時間的變化關系如圖3-2-3所示,在線圈內產生感應電動勢最大值的時間是( )
圖3-2-3
A.0 s~2 s
B.2 s~4 s
C.4 s~6 s
D.6 s~10 s
9.如圖3-2-4所示,用力將矩形線圈勻速拉出有界的勻強磁場,下列說
5、法中正確的是( )
圖3-2-4
A.速度越大,線框中的電流越大
B.速度越小,線框中的電流越大
C.無論速度大小如何,產生的電流相同
D.無法確定
10.如圖3-2-5所示,在豎直向下的勻強磁場中,將一水平放置的金屬棒以水平初速度拋出,設在整個過程中棒的方向不變且不計空氣阻力,則在金屬棒運動過程中產生的感應電動勢大小變化情況是( )
圖3-2-5
A.越來越大
B.越來越小
C.保持不變
D.無法判斷
11.如圖3-2-6所示,單匝線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉動,穿過線圈的磁通量隨時間的關系可用圖象表示,則( )
圖3-2-6
A.在0
6、時刻,線圈中磁通量最大,感應電動勢也最大
B.在× s時刻,感應電動勢最大
C.在 s時刻,感應電動勢為零
D.在0~2× s時間內,線圈中感應電動勢的平均值為零
12.如圖3-2-7所示,在、區(qū)域中存在著磁感應強度大小相等、方向相反的勻強磁場,磁場方向均垂直于紙面.一導線框位于紙面內,框的鄰邊都相互垂直,邊與磁場的邊界重合.導線框與磁場區(qū)域的尺寸如圖所示.從0時刻開始,線框勻速橫穿兩個磁場區(qū)域,以為線框中的電動勢的正方向,以下四個關系示意圖中正確的 是( )
圖3-2-7
圖3-2-8
二、計算題(本題共小題,共分.解答時應寫出必要的文字說明、方程式和
7、重要的演算步驟,只寫出最后答案的不能得分.有數值計算的題,答案中必須明確寫出數值和單位)
13.(10分)如圖3-2-9所示,在光滑絕緣的水平桌面上有匝半徑為的金屬線圈,線圈電阻為,求:
(1)如果垂直于線圈的磁場以Δ/Δ均勻變化時, 線圈產生的感應電動勢多大?通過線圈的電流為多少?
圖3-2-9
(2)如果磁場與圓環(huán)夾角為,且磁場仍以 Δ/Δ變化,則圓環(huán)產生的感應電動勢和形成的電流分別為多少?
14.(10分)如圖3-2-10(a)所示的螺線管,匝數1 500匝,橫截面積2
8、0 ,電阻1.5 Ω,與螺線管串聯(lián)的外電阻3.5 Ω,=25 Ω,方向向右、穿過螺線管的勻強磁場的磁感應強度按圖3-2-10(b)所示規(guī)律變化,試計算電阻的電功率和兩點的電勢(設點電勢為零).
O
圖3-2-10
15.(10分)如圖3-2-11所示,水平放置的平行金屬導軌,相距0.50 m,左端接一電阻0.20 Ω,磁感應強度0.40 T的勻強磁場方向垂直于導軌平面,導體棒垂直放在導軌上,并能無摩擦地沿導軌滑動,導軌和導體棒的電阻均可忽略不計,當以4.0 m/s的速度水平向右勻速滑動時,求:
圖3-2-11
(1)棒中感應
9、電動勢的大??;
(2)回路中感應電流的大?。?
(3)維持棒做勻速運動的水平外力的大小.
16.(10分)如圖3-2-12所示,置于水平面上兩根平行導軌間距離為0.5 m,金屬細桿置于導軌一端;跨在兩導軌之間,它與每根導軌之間的最大靜摩擦力為=0.2 N,導軌另一端用直導線相連,形成一個恰是矩形的回路.導軌長0.8 m,電阻不計,桿的電阻0.2 Ω,整個裝置置于磁場方向豎直向下的勻強磁場中,如果磁感應強度從1 T瞬間開始,以0.2 T/s的變化率均勻地增大,求:
圖3-2-12
(1
10、)經過多長時間后,桿開始運動?
(2)桿運動前回路中產生的熱量是多少?
17.(12分)圖3-2-13中和為豎直方向的兩平行長直金屬導軌,間距為0.40 m,電阻不計,導軌所在平面與磁感應強度為0.50 T的勻強磁場垂直.質量為6.0× kg、電阻為
1.0 Ω的金屬桿始終垂直于導軌,并與其保持光滑接觸.導軌兩端分別接有滑動變阻器和阻值為3.0 Ω的電阻.當桿達到穩(wěn)定狀態(tài)時以速率勻速下滑,整個電路消耗的電功率為
0.27 ,重力加速度取10 m/,試求速率和滑動變
11、阻器接入電路部分的阻值.
圖3-2-13
第二節(jié) 法拉第電磁感應定律
得分:
一、 選擇題
題號
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
題號
11
12
答案
二、計算題
13.
14.
15.
16.
17.
12、
第二節(jié) 法拉第電磁感應定律 參考答案
一、 選擇題
1.C 解析:根據法拉第電磁感應定律,`感應電動勢正比于磁通量的變化率,C項中磁通量變化越快,則磁通量的變化率越大,故C選項正確,A、B選項錯誤.某時刻的磁通量為零,但該時刻磁通量的變化率不一定為零,所以感應電流也就不一定為零,D選項錯誤,故選C.
點評:感應電動勢和磁通量的變化率成正比,不能與磁通量、磁通量的改變量混為一談,磁通量為零時,其變化率不一定為零.
2.B 解析:磁鐵從相同的高度插入,速度越大,磁通量的變化越快,產生的感應電動勢越大,電流表指針的偏轉角度就越大.
3.BC
4.D
5.B 解析
13、:磁通量均勻地減少,說明磁通量是變化的,線圈中一定有感應電動勢,且磁通量在相同的時間內變化相同,即磁通量的變化率為一常數.由法拉第電磁感應定律可知,產生的感應電動勢大小不變.
點評:磁通量的變化率即為單位時間內的磁通量的變化量,磁通量均勻變化,也就是磁通量的變化率恒定.
6.B 解析:由于兩次條形磁鐵插入線圈的起始和終止位置相同,因此磁通量的變化Δ相同,故A錯.根據可知,第一次磁通量變化較快,所以感應電流也較大,故B正確.
通過的電荷量,故兩次通過的電荷量相同,C不對.
若S斷開,雖然電路不閉合,沒有感應電流,但感應電動勢仍存在,所以D不對.
7.C 解析:根據法拉第電磁感
14、應定律,則2 A.
8.C 解析:越大,感應電動勢就越大.
9.A 解析:在線圈的電阻一定的情況下,產生感應電流的大小和感應電動勢的大小成正比,線圈運動的速度越大,穿過線圈的磁通量的變化就越快,產生的感應電動勢越大.
10.C 解析:金屬棒水平拋出后,在垂直于磁場方向上的速度不變,由知,感應電動勢不變,故C正確.
11.BC 解析:0和× s時刻最大,但磁通量的變化率=0,故=0.
12.C 解析:開始時邊切割磁感線,由右手定則可判斷電流方向為順時針方向,故D項錯誤;當邊也進入磁場時,與邊切割磁感線產生感應電動勢相互抵消,回路中無電流,故A錯誤;當邊進入磁場時,邊已出
15、磁場,與邊切割磁感線在回路中都產生逆時針方向的電流,故C對B錯.
二、 計算題
13.
當磁場與線圈夾角為時,可將磁場沿平行于線圈和垂直于線圈分解,則有效磁場
14.
解析:穿過螺線管的磁通量均勻增加,螺線管中感應電流磁場方向向左.在外部感應電流從流向,端電勢高于端電勢.把螺線管視為電源,由閉合電路歐姆定律可求出通過螺線管回路電流,從而求出消耗的電功率及、兩點的電勢.
.
15.
16.
17.