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第四章《電磁感應(yīng)》測(cè)試題
一、單選題(共15小題)
1.電吉他是利用電磁感應(yīng)原理工作的一種樂(lè)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(gè)連接到放大器的螺線管.一條形磁鐵固定在管內(nèi),當(dāng)撥動(dòng)金屬弦后,螺線管內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,經(jīng)一系列轉(zhuǎn)化后可將電信號(hào)轉(zhuǎn)為聲音信號(hào).若由于金屬弦的振動(dòng),螺線管內(nèi)的磁通量隨時(shí)間的變化如圖b所示,則對(duì)應(yīng)感應(yīng)電流的變化為( )
A.
B.
C.
D.
2.物理學(xué)中的許多規(guī)律是通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的,下列說(shuō)法中符合史實(shí)的是( )
A. 法拉第通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象
B. 牛頓通過(guò)理想斜面實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來(lái)維持
C. 奧斯特通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了電流的熱效應(yīng)
D. 卡文迪許通過(guò)扭秤實(shí)驗(yàn)測(cè)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(dòng),整個(gè)裝置處于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,如圖所示,當(dāng)外力使Oa順時(shí)針?lè)较蚣铀俎D(zhuǎn)動(dòng)時(shí),在Oa追上Ob之前,Ob將( )
A. 順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)
B. 逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)
C. 先順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng),后逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)
D. 先逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng),后順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)
4.如圖所示的電路中,電源的電動(dòng)勢(shì)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(jìn)入水平軌道時(shí),即金屬棒在x=0處,感應(yīng)電流最大.
20.【答案】(1)線框中感應(yīng)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(yīng)電流的方向:逆時(shí)針?lè)较?即a→d→c→b→a);
(2)根據(jù)左手定則,結(jié)合感應(yīng)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(shì));
(3)根據(jù)平衡條件,結(jié)合安培力表達(dá)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(shè)某時(shí)刻棒MN交線框于P、S點(diǎn),令PS長(zhǎng)為l,此時(shí)電動(dòng)勢(shì)E=Blv
MN左側(cè)電阻R1=lr
MN右側(cè)電阻R2=(4a-l)r
則R并==
故:I==
因?qū)Ь€框ABCD關(guān)于AC對(duì)稱,所以通MN的電流大小也具有對(duì)稱性,所以
當(dāng)l=0時(shí),電流最小值Imin=
當(dāng)l=a時(shí),電流最大值Imax=
(2)設(shè)MN到達(dá)B的時(shí)間為t0,則t0=,到達(dá)D點(diǎn)用時(shí)2t0,
當(dāng)0≤t≤t0時(shí),由I=代入得:
I=(其中vt=l)
代入F=BIl得:F=
當(dāng)t0≤t≤2t0時(shí),將l=2(a-vt)代入④式得:
I=
代入F=BIl得:F=
(3)導(dǎo)線框進(jìn)入矩形磁場(chǎng)后,由牛頓第二定律得:BIL=ma
=ma
取任意Δt時(shí)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(jì)算磁通量時(shí),一定要注意公式中的S為磁場(chǎng)穿過(guò)線圈的有效面積,本題中S=πr2,所以穿過(guò)線圈的磁通量為ΔΦ=BS=Bπr2.
23.【答案】斷開(kāi)瞬間 斷開(kāi)瞬間產(chǎn)生瞬間高壓
【解析】當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合后,鎮(zhèn)流器與同學(xué)們并聯(lián),由于電源為1.5 V的新干電池,所以電流很?。?dāng)斷開(kāi)時(shí),鎮(zhèn)流器電流發(fā)生變化,導(dǎo)致鎮(zhèn)流器產(chǎn)生很強(qiáng)的電動(dòng)勢(shì),從而使同學(xué)們有觸電的感覺(jué).
24.【答案】(1)BC (2)感應(yīng)電場(chǎng)的電場(chǎng)力 機(jī)械能 (3)負(fù)
【解析】(1)將線圈A放在線圈B中,由于磁通量不變化,故不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,也不會(huì)引起電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn),選項(xiàng)A錯(cuò)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(yīng)電流越大,電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)的角度越大,選項(xiàng)B正確;滑動(dòng)變阻器的滑片P滑動(dòng)越快,電流的變化率越大,磁通量的變化率越大,則感應(yīng)電流越大,電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)的角度越大,選項(xiàng)C正確;滑動(dòng)變阻器的滑片P勻速滑動(dòng)時(shí),電流發(fā)生變化,磁通量變化,也會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,故電流計(jì)指針也會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn),選項(xiàng)D錯(cuò)誤.故選BC.
(2)這個(gè)“電源”內(nèi)的非靜電力是感應(yīng)電場(chǎng)的電場(chǎng)力.如果是因?yàn)榫€圈A插入或拔出線圈B,導(dǎo)致電流計(jì)指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn).這時(shí)是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能.
(3)根據(jù)楞次定律可知,通過(guò)電流計(jì)的電流從負(fù)極流入,故靈敏電流計(jì)指針向其負(fù)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(chǎng),變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生感生電場(chǎng),感生電場(chǎng)在鐵塊中產(chǎn)生感應(yīng)電流,它的形狀像水中的旋渦,所以把它叫做渦電流,簡(jiǎn)稱渦流.
【解析】變化的電流產(chǎn)生變化的磁場(chǎng),變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生感生電場(chǎng),感生電場(chǎng)在鐵塊中產(chǎn)生感應(yīng)電流,它的形狀像水中的旋渦,所以把它叫做渦電流,簡(jiǎn)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(yīng)電流磁場(chǎng)的方向向外,由安培定則,外環(huán)中感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)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(yīng)電流磁場(chǎng)的方向向外,由安培定則,外環(huán)中感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針.
27.【答案】S閉合瞬間,b線圈中產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻碾娏鳎籗斷開(kāi)瞬間,b線圈中產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻碾娏鳎?
【解析】當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合的瞬間,a線圈中有電流I通過(guò),由安培定則可知其將在a線圈周?chē)a(chǎn)生磁場(chǎng),該磁場(chǎng)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(yīng)電流,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向應(yīng)與a線圈中電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向相反即垂直紙面向里,再由安培定則可判定b中感應(yīng)電流方向應(yīng)是順時(shí)針?lè)较颍?dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)的瞬間,電流I所產(chǎn)生的磁場(chǎng)穿過(guò)b線圈的磁通量減少,這時(shí)b線圈內(nèi)將產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同,即垂直紙面向外,再由安培定則可判定b中感應(yīng)電流方向應(yīng)是逆時(shí)針的.
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