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1、課時·知能·訓(xùn)練
(時間:40分鐘 滿分:100分)
一、單項選擇題(本題共5小題,每小題5分,共計25分.每小題只有一個選項符合題意.)
圖9-1-13
1.(2020·鎮(zhèn)江檢測)如圖9-1-13所示為一個圓環(huán)形導(dǎo)體,圓心為O,有一個帶正電的粒子沿圖中的直線從圓環(huán)表面勻速飛過,則環(huán)中的感應(yīng)電流情況是( )
A.沿逆時針方向
B.沿順時針方向
C.先沿逆時針方向后沿順時針方向
D.先沿順時針方向后沿逆時針方向
2.
圖9-1-14
如圖9-1-14所示,光滑導(dǎo)電圓環(huán)軌道豎直固定在勻強磁場中,磁場方向與軌道所在平面垂直,導(dǎo)體棒ab的兩端可始終不離開軌道無摩擦地滑
2、動,當ab由圖示位置釋放,直到滑到右側(cè)虛線位置的過程中,關(guān)于ab棒中的感應(yīng)電流情況,正確的是( )
A.先有從a到b的電流,后有從b到a的電流
B.先有從b到a的電流,后有從a到b的電流
C.始終有從b到a的電流
D.始終沒有電流產(chǎn)生
3.如圖9-1-15所示,絕緣水平面上有兩個離得很近的導(dǎo)體環(huán)a、b.將條形磁鐵沿它們的正中向下移動(不到達該平面),a、b將如何移動( )
圖9-1-15
A.a(chǎn)、b將相互遠離 B.a(chǎn) 、b將相互靠近
C.a(chǎn)、b將不動 D.無法判斷
4.(2020·濱海檢測)如圖9-1-16所示,虛線框a′b′c′d′
3、內(nèi)有一勻強磁場區(qū)域,磁場方向豎直向下.矩形閉合金屬線框abcd以一定的速度沿光滑絕緣水平面向磁場區(qū)域運動.下圖中所給出的是金屬框的四個可能達到的位置,則金屬框的速度不可能為零的位置是( )
圖9-1-16
圖9-1-17
5.如圖9-1-17,一磁鐵用細線懸掛,一個很長的銅管固定在磁鐵的正下方,開始時磁鐵上端與銅管上端相平.燒斷細線,磁鐵落入銅管的過程中,下列說法正確的是( )
①磁鐵下落的加速度先增大,后減小
②磁鐵下落的加速度恒定
③磁鐵下落的加速度一直減小最后為零
④磁鐵下落的速度先增大后減小
⑤磁鐵下落的速度逐漸增大,最后勻速運動
A.只有②正確
4、 B.只有①④正確
C.只有①⑤正確 D.只有③⑤正確
二、多項選擇題(本題共4小題,每小題7分,共計28分.每小題有多個選項符合題意.全部選對的得7分,選對但不全的得4分,錯選或不答的得0分.)
6.(2020·合肥模擬)繞有線圈的鐵芯直立在水平桌面上,鐵芯上套著一個鋁環(huán),線圈與電源、電鍵相連,如圖9-1-18所示,線圈上端與電源正極相連,閉合電鍵的瞬間,鋁環(huán)向上跳起.則下列說法中正確的是( )
圖9-1-18
A.若保持電鍵閉合,則鋁環(huán)不斷升高
B.若保持電鍵閉合,則鋁環(huán)停留在某一高度
C.若保持電鍵閉合,則鋁環(huán)跳起到某一高度后將回落
D.如果電源的正、負極對調(diào),觀
5、察到的現(xiàn)象不變
7.如圖9-1-19所示,一個金屬薄圓盤水平放置在豎直向上的勻強磁場中,下列做法中能使圓盤中產(chǎn)生感應(yīng)電流的是( )
圖9-1-19
A.圓盤繞過圓心的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動
B.圓盤以某一水平直徑為軸勻速轉(zhuǎn)動
C.圓盤在磁場中向右勻速平移
D.磁場均勻增加
8.(2020·宿遷模擬)如圖9-3-20所示是一種延時開關(guān).S2閉合,當S1閉合時,電磁鐵F將銜鐵D吸下,將C線路接通.當S1斷開時,由于電磁感應(yīng)作用,D將延遲一段時間才被釋放,則( )
圖9-1-20
A.由于A線圈的電磁感應(yīng)作用,才產(chǎn)生延時釋放D的作用
B.由于B線圈的電磁感應(yīng)作用,才產(chǎn)生延時釋
6、放D的作用
C.如果斷開B線圈的電鍵S2,無延時作用
D.如果斷開B線圈的電鍵S2,延時將變長
9.如圖9-1-21所示,在條形磁鐵的中央位置的正上方水平固定一銅質(zhì)圓環(huán),以下判斷中正確的是( )
圖9-1-21
A.釋放圓環(huán),環(huán)下落時環(huán)的機械能守恒
B.釋放圓環(huán),環(huán)下落時磁鐵對桌面的壓力比磁鐵受的重力大
C.給磁鐵水平向右的初速度,磁鐵滑動時做減速運動
D.給磁鐵水平向右的初速度,圓環(huán)產(chǎn)生向左運動的趨勢
三、非選擇題(本題共3小題,共47分.要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計算的要注明單位.)
10.(14分)如圖9-1-22所示,勻強磁場區(qū)域?qū)挒閐,一正方形線框
7、abcd的邊長為l,且l>d,線框以速度v通過磁場區(qū)域,從線框進入到完全離開磁場的時間內(nèi),線框中沒有感應(yīng)電流的時間是多少?
圖9-1-22
圖9-1-23
11.(2020·揚州檢測)(16分)面積S=0.2 m2、n=100匝的圓形線圈,處在如圖9-1-23所示的勻強磁場內(nèi),磁感應(yīng)強度B隨時間t變化的規(guī)律是B=0.02t T.電阻R與電容器C并聯(lián)后接在線圈兩端,電阻R=3 Ω,電容C=30 μF,線圈電阻r=1 Ω.求:
(1)通過R的電流的大小和方向;
(2)電容器所帶的電荷量.
12.
圖9-1-24
(17分)如圖9-1-24所示,固定于水平面上的金屬架CD
8、EF處在豎直向下的勻強磁場中,金屬棒MN沿框架以速度v向右做勻速運動.t=0時,磁感應(yīng)強度為B0,此時MN到達的位置使MDEN構(gòu)成一個邊長為l的正方形.為使MN棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流,從t=0開始,磁感應(yīng)強度B應(yīng)怎樣隨時間t變化?請推導(dǎo)出這種情況下B與t的關(guān)系式.
答案及解析
1.【解析】 由于帶正電的粒子沒有沿直徑運動,所以它產(chǎn)生的磁場的磁感線穿過圓環(huán)時不能抵消,所以穿過圓環(huán)的磁通量開始時向外增加,然后向外減少,根據(jù)楞次定律,圓環(huán)中感應(yīng)電流的方向先沿順時針方向,后沿逆時針方向,故D正確.
【答案】 D
2.【解析】 ab與被其分割開的每個圓環(huán)構(gòu)成的回路,在ab棒運動過程中,磁通量都保
9、持不變,無感應(yīng)電流產(chǎn)生.故D對.
【答案】 D
3.【解析】 根據(jù)Φ=BS,磁鐵向下移動過程中B增大,所以穿過每個環(huán)中的磁通量都有增大的趨勢.由于S不可改變,為阻礙增大,導(dǎo)體環(huán)應(yīng)該盡量遠離磁鐵,所以a、b將相互遠離.A項正確.
【答案】 A
4.【解析】 當線框完全處于磁場中時,線框中無感應(yīng)電流產(chǎn)生,線框不受力,將做勻速直線運動,其速度不可能為零,故C對.
【答案】 C
5.【解析】 剛燒斷細線時,磁鐵只受重力,向下加速運動,銅管中產(chǎn)生感應(yīng)電流,對磁鐵的下落產(chǎn)生阻力,故磁鐵速度增大,加速度減小,當阻力和重力相等時,磁鐵加速度為零,速度達到最大,可見D正確.
【答案】 D
6
10、.【解析】 若保持電鍵閉合,磁通量不變,感應(yīng)電流消失,所以鋁環(huán)跳起到某一高度后將回落,A、B錯,C對;正、負極對調(diào),同樣磁通量增加,由楞次定律知,鋁環(huán)向上跳起,現(xiàn)象不變,D正確.
【答案】 CD
7.【解析】 圓盤繞過圓心的豎直軸轉(zhuǎn)動和在磁場中勻速平移,都不會使其
磁通量發(fā)生變化,故不會有電磁感應(yīng)現(xiàn)象,A、C錯誤;圓盤繞水平軸轉(zhuǎn)動或磁場均勻增加,都會使圓盤中的磁通量發(fā)生變化,故有感應(yīng)電流產(chǎn)生,B、D正確.
【答案】 BD
8.【解析】 S1斷開時,A線圈中電流消失,磁通量減少,B線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流,阻礙線圈中磁通量的減少,A錯,B對;若斷開S2,B線圈無感應(yīng)電流,磁通量立即減為零,不
11、會有延時作用,C對,D錯.
【答案】 BC
9.【解析】 由條形磁鐵磁場分布特點可知,穿過其中央位置正上方的圓環(huán)的合磁通量為零,所以在環(huán)下落的過程中,磁通量不變,沒有感應(yīng)電流,圓環(huán)只受重力,則環(huán)下落時機械能守恒,A對,B錯;給磁鐵水平向右的初速度,由楞次定律可知,圓環(huán)的運動總是阻礙自身磁通量的變化,所以環(huán)要受到向右的作用力,由牛頓第三定律可知,磁鐵要受到向左的作用力而做減速運動(或據(jù)“總阻礙相對運動”的推論得出),故C對D錯.
【答案】 AC
10.【解析】 從線框進入到完全離開磁場的過程中,當線框bc邊運動至磁場右邊緣至ad邊運動至磁場左邊緣過程中無感應(yīng)電流.
此過程位移為:l
12、-d
故t=.
【答案】
11.【解析】 (1)通過圓形線圈的磁通量Φ變大,由楞次定律和安培定則知,線圈中感應(yīng)電流的方向為逆時針,所以通過R的電流方向為由b到a.由法拉第電磁感應(yīng)定律,線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為
E===100×0.2×0.02 V=0.4 V
由閉合電路歐姆定律,通過R的電流為
I== A=0.1 A.
(2)電容器兩端的電壓等于電阻R兩端的電壓,即
UC=UR=IR=0.1×3 V=0.3 V
電容器所帶的電荷量為
Q=CUC=30×10-6×0.3 C=9×10-6 C.
【答案】 (1)0.1 A,方向b→R→a (2)9×10-6 C
12.【解析】 要使MN棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流,應(yīng)使穿過線圈平面的磁通量不發(fā)生變化
在t=0時刻,穿過線圈平面的磁通量
Φ1=B0S=B0l2
設(shè)t時刻的磁感應(yīng)強度為B,此時磁通量為
Φ2=Bl(l+vt)
由Φ1=Φ2得B=.
【答案】 B=