高三物理磁感应强度试题答案及解析
高三物理磁感应强度试题答案及解析
1. 如图甲所示,质量为m、通有电流I的导体棒ab置于倾角为θ、宽度为d的光滑平行导轨上,图乙是从b向a方向观察时的平面视图.欲使导体棒ab能静止在导轨上,可在导轨所在的空间加一个垂直于导体棒ab的匀强磁场,图乙中水平、竖直或平行导轨、垂直导轨的①②③④⑤五个箭头分别表示磁场的可能方向.关于该磁场的大小及方向,下列说法中正确的是( )
A.磁场磁感应强度的最小值为
B.磁场磁感应强度的最小值为
C.磁场的方向不可能是方向①②⑤
D.磁场的方向可能是方向③④⑤
【答案】BD
【解析】对导体棒进行受力分析,如图所示,由图知,当安培力与斜面平行时,安培力最小,磁感应强度也最小,根据物体的平衡可得BId=mgsinθ,故,所以A错误;B正确;
根据左手定则可判断,当磁场的方向是方向①时,安培力竖直向下,不可能平衡;磁场的方向是方向②时,安培力垂直向下,也不可能平衡;磁场的方向是方向⑤时,安培力竖直向上,当F=mg时,导体棒是平衡的,所以C错误;磁场的方向是方向③时,安培力水平向右,可能平衡;磁场的方向是方向④时,安培力平行斜面向上,也可能平衡;磁场的方向是方向⑤时,安培力竖直向上,当F=mg时,导体棒是平衡的,所以D正确;
【考点】本题考查物体的平衡、安培力
2. 欧姆在探索通过导体的电流、电压、电阻的关系时因无电源和电流表,他利用金属在冷水和热水中产生电动势代替电源,用小磁针的偏转检测电流,具体做法是:在地磁场作用下处于水平静止的小磁针上方,平行于小磁针水平放置一直导线,当该导线中通有电流时,小磁针会发生偏转;当通过该导线电流为I时,小磁针偏转了30°,问当他发现小磁针偏转了60°,通过该直导线的电流为(直导线在某点产生的磁场与通过直导线的电流成正比)
A.2I B.3I C.I D.无法确定
【答案】B
【解析】设地磁场磁感应强度为B地,当通过电流为I,根据题意可知:地磁场、电流形成磁场、合磁场之间的关系为:
当夹角为30°时,有:B1=kI=B地tan30° ①
当夹角为60°时,有:B2=kI1=B地tan60° ② 由①②解得:I1=3I,故B正确.
【考点】矢量合成的平行四边形定则
3. 有一小段通电导线,长为1 cm,电流强度5 A,把它置于磁场中某点,受到的安培力为0.1 N,则该点的磁感应强度B一定是( )
A.B=2 T B.B≤ 2 T
C. D.以上情况均可能
【答案】C
【解析】长为1cm,电流强度为5A,把它置入某磁场中某点,受到的磁场力为0.1N,
当垂直放入磁场时,则公式得:,
若不是垂直放入磁场时,则磁感应强度比2T还要大.即
故选:C
【考点】磁感应强度.
点评:磁感应强度的定义式可知,是属于比值定义法,且导线垂直放入磁场中.即B与F、I、L均没有关系,它是由磁场的本身决定.例如:电场强度一样.同时还要注意的定义式是有条件的.
4. 在磁场中某处,有一小段通电导体,下面说法中正确的是( )
A.通电导体在该处所受力为零,该处的磁感应强度必为零
B.该处磁感应强度的大小,与这段导体的电流成正比
C.若该处磁感应强度不为零,而这段导体受力为零,表明导体中的电流方向一定与磁场方向平行
D.若通电导体受力不为零,则导体中的电流方向一定与该处磁场方向垂直
【答案】C
【解析】磁场的强弱是由磁场本身决定,与其他因素等无关,因此AB说法错误。根据磁感应强度的定义,当电流元与磁场垂直时,电流元受力与电流元的比值为磁感应强度即。当电流元与磁场不垂直,成某一夹角时,电流元有受力,因此D说法不对。当电流元与磁场平行时,电流元不受力,因此C说法对。
【考点】磁感应强度的理解
点评:此类题型考察了对磁感应强度的理解,它是由磁场本身性质决定,只是通过电流元的受力大小及方向来定义磁场强弱及方向。
5. 在等边三角形的三个顶点a,b,c处,各有一条长直导线垂直穿过纸面,导线中通有大小相等的恒定电流,方向如图.过c点的导线所受安培力的方向( )
A.与ab边平行,竖直向上
B.与ab边平行,竖直向下
C.与ab边垂直,指向左边
D.与ab边垂直,指向右边 【答案】C
【解析】由右手可判断导线a、b产生的磁场在导线c处的磁感应强度方向的合方向是竖直向下,再由左手可判得导线c受安培力方向为向左并与ab边垂直,所以C正确,A、B、D错误.
6. 科学研究表明,地球自西向东的自转速度正在变慢,假如地球的磁场是由地球表面带电引起的,则可以断定( )
A.地球表面带正电,由于地球自转变慢,地磁场将变弱
B.地球表面带正电,由于地球自转变慢,地磁场将变强
C.地球表面带负电,由于地球自转变慢,地磁场将变弱
D.地球表面带负电,由于地球自转变慢,地磁场将变强
【答案】C
【解析】地球的磁场可类比成一个通电螺线管,在地理北极附近是地磁场的S极.由安培定则可知电流方向是自东向西,所以地球自转方向是电流的反方向,所以地球表面带负电,而由于地球自转变慢,电流变小,地磁场将变弱,选项C正确.
7. 在等边三角形的三个顶点a、b、c处,各有一条长直导线垂直穿过纸面,导线中通有大小相等的恒定电流,方向如图4所示,过c点的导线所受安培力的方向( )
A.与ab边平行,竖直向上
B.与ab边平行,竖直向下
C.与ab边垂直,指向左边
D.与ab边垂直,指向右边
【答案】C
【解析】a处导线在c处产生的磁场B1的方向垂直于ac连线向左下方,b处导线在c处产生的磁场B2的方向垂直于bc连线向右下方,B1和B2的合磁场B的方向竖直向下,由左手定则可判断出过c点的导线所受安培力的方向与ab边垂直,指向左边,C正确.
8. 关于磁感应强度,下列说法正确的是( )
A.一小段通电导线放在B为零的位置,那么它受到的磁场力也一定为零
B.通电导线所受的磁场力为零,该处的磁感应强度也一定为零
C.放置在磁场中1 m长的通电导线,通过1 A的电流,受到的磁场力为1 N,则该处的磁感应强度就是 1 T
D.磁场中某处的B的方向跟电流在该处受到的磁场力F的方向相同
【答案】选A.
【解析】根据磁感应强度的定义,A选项对.B选项通电导线(电流I)与磁场方向平行时,磁场力为零,磁感应强度不为零,B选项错. C选项只有通电导线(电流I)与磁场方向垂直时,该处磁感应强度大小才为1 T,C选项错. D选项B与F方向一定垂直,D选项错.
9. 在实验精度要求不高的情况下,可利用罗盘来测量电流产生磁场的磁感应强度,具体做法是:在一根南北方向放置的直导线的正下方10cm处放一个罗盘。导线没有通电时罗盘的指针(小磁针的N极)指向北方;当给导线通入电流时,发现罗盘的指针偏转一定角度,根据偏转角度即可测定电流磁场的磁感应强度。现已测出此地的地磁场水平分量B=5.0x10-5 T,通电后罗盘指针停在北偏东60°的位置,如图所示。由此测出该通电直导线在其正下方10 cm处产生磁场的磁感应强度大小为
A.5.0X10-5 T B.1.Ox10-4T
C.8.66xl0-5 T D.7.07xl0-5 T
【答案】C
【解析】略
10. 有两根长直导线a、b互相平行放置,图8所示为垂直于导线的截面图。在图示的平面内,O点为两根导线连线的中点,M、N为两根导线附近的两点,它们在两导线的中垂线上,且与O点的距离相等。若两导线中通有大小相等、方向相同的恒定电流I,则关于线段M N上各点的磁感应强度的说法中正确的是 ( )
A.M点和N点的磁感应强度大小相等,方向相同
B.M点和N点的磁感应强度大小相等,方向相反
C.在线段M N上各点的磁感应强度都不可能为零
D.在线段M N上只有一点的磁感应强度为零
【答案】BD
【解析】ab两根通电导线在平面内产生的磁场都为逆时针环绕导线,连接aM,aN,bM,bN,做切线,合成可得N点的磁场方向竖直向上,M点的磁场方向竖直向下,根据对称性可得MN两点的合磁场大小相等,故B正确,连接Oa,Ob,a在O点的磁场方向水平向右,b在O点的磁场方向水平向左,大小相等,故O点的磁场为零,由对称性可知,只有这一点的磁场为零,所以D正确。
11. 关于磁感应强度B,正确的说法是
A.根据定义式,磁场中某点的磁感应强度B与F成正比,与IL成反比;
B.根据定义式,方向与F的方向相同;
C.磁场中某点磁感应强度的方向与通过该点的磁感线的切线方向相同;
D.沿磁感线方向,磁感应强度B越来越小.
【答案】C
【解析】定义式是比值定义的,磁感应强度B既不与F成正比,也不与IL成反比,仅是它们两个的比值,F垂直于B,故AB都错,磁场中某点磁感应强度的方向与通过该点的磁感线的切线方向相同,C对。磁感线的疏密程度可以描述出磁感应强度的大小,D错
12. 如图,一水平导轨处在方向斜向左上方、与水平方向成60°的磁场中,磁场作用下一根通有恒定电流的金属棒在导轨上向右做匀速滑动,现将磁场方向顺时针缓慢转动30°,在此过程中金属棒始终保持向右匀速运动,则磁感应强度B的大小变化情况可能是
A.一直变大 B.一直变小 C.先变大后变小 D.先变小后变大
【答案】AD
【解析】磁场力等于,其中L为金属棒的长度,电流与金属棒的长度不变,磁场力在竖直方向上的分力,在水平方向上的分力,又由于金属棒在水平方向上向右匀速滑动,所以水平方向上受力平衡,。随着角度角度增大,要使等式继续成立,F必须改变,,因为,当动摩擦因数较大时,顺时针缓慢转动30度时,是减函数,所以F必须一直增大,当滑动摩擦因数较小时,先增大后减小,所以F先减小后增大,所以B先减小后增大。所以选AD。
13. 某小组同学利用磁传感器探究通电螺线管轴线上不同位置的磁感应强度,如图甲所示.将传感器探头沿螺线管轴线移动时,测得磁感应强度B的大小随位置x的变化关系如图乙所示.图乙中a、b两点对应位置分别处在( )
A.螺线管内、螺线管内 B.螺线管内、螺线管外
C.螺线管外、螺线管外 D.螺线管外、螺线管内
【答案】D
【解析】磁感线的疏密表示磁场的强弱,所有磁感线都从通电螺线管内部通过,即内部磁场强,且除边缘外可看作匀强磁场,所以a、b两点对应位置分别处在螺线管外、螺线管内,D对。
14. 如图所示,质量为为m、电量为q的带电粒子,经电压为U的加速电场加速后,垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场后到达图中D点,求A、D间的距离和粒子在磁场中运动的时间。
【答案】AD= t="T/2="
【解析】粒子经加速电场加速,Uq = mv2/2 所以 v =
粒子进入匀强磁场后做匀速圆周运动,洛伦兹力产生向心力:qvB = mv2/R
R = =" " = AD =" 2R" =
运动时间:t="T/2=" =
15. 实验室需要用电子打击静止在P点的粒子,先让电子在直线加速器中经过电压U加速,再从小孔O沿’方向水平飞出。已知OP的距离为d,OP与的夹角为θ,电子的质量为m,电量为
电磁感应计算题总结(易错题型)
电磁感应易错题
1.如图所示,边长L=0.20m的正方形导线框ABCD由粗细均匀的同种材料制成,正方形导线框每边的电阻R0=1.0Ω,金属棒MN与正方形导线框的对角线长度恰好相等,金属棒MN的电阻r=0.20Ω。导线框放置在匀强磁场中,磁场的磁感应强度B=0.50T,方向垂直导线框所在平面向里。金属棒MN与导线框接触良好,且与导线框对角线BD垂直放置在导线框上,金属棒的中点始终在BD连线上。若金属棒以v=4.0m/s的速度向右匀速运动,当金属棒运动至AC的位置时,求:(计算结果保留两位有效数字)
(1)金属棒产生的电动势大小;
(2)金属棒MN上通过的电流大小和方向;
(3)导线框消耗的电功率。
2.如图所示,正方形导线框abcd的质量为m、边长为l,导线框的总电阻为R。导线框从垂直纸面向里的水平有界匀强磁场的上方某处由静止自由下落,下落过程中,导线框始终在与磁场垂直的竖直平面内,cd边保持水平。磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里,磁场上、下两个界面水平距离为l。已知cd边刚进入磁场时线框恰好做匀速运动。重力加速度为g。
(1)求cd边刚进入磁场时导线框的速度大小。
(2)请证明:导线框的cd边在磁场中运动的任意瞬间,导线框克服安培力做功的功率等于导线框消耗的电功率。
(3)求从线框cd边刚进入磁场到ab边刚离开磁场的过程中,线框克服安培力所做的功。
3.如图所示,在高度差h=0.50m的平行虚线范围内,有磁感强度B=0.50T、方向水平向里的匀强磁场,正方形线框abcd的质量m=0.10kg、边长L=0.50m、电阻R=0.50Ω,线框平面与竖直平面平行,静止在位置“I”时,cd边跟磁场下边缘有一段距离。现用一竖直向上的恒力F=4.0N向上提线框,该框由位置“Ⅰ”无初速度开始向上运动,穿过磁场区,最后到达位置“Ⅱ”(ab边恰好出磁场),线框平面在运动中保持在竖直平面内,且cd边保持水平。设cd边刚进入磁场时,线框恰好开始做匀速运动。(g取10m/s2) a b
高二物理电磁感应练习题
1 高二物理电磁感应练习题
一、选择题:(每小题至少有一个选项是正确的,请把正确的答案填入答题卡中,每小题4分,共52分,漏选得2分,错选和不选得零分)
1.下列说法正确的是 ( )
A.磁通量越大,磁通量的变化也越大
B.磁通量变化越大,磁通量的变化率也越大
C.磁通量变化越快,磁通量的变化率越大
D.磁通量等于零时,磁通量的变化率也为零
2.如图所示的电路中,一个N极朝下的条形磁铁竖直下落,恰能穿过水平放置的方形导线框,下列判断正确的是 ( )
A.磁铁经过图中位置1时,线框中感应电流沿abcd方向,
经过位置2时沿adcb方向
B.磁铁经过图中位置1时,线框中感应电流沿adcb方向,
经过位置2时沿abcd方向
C.磁铁经过位置1和2时,感应电流都沿abcd方向
D.磁铁经过位置1和2时,感应电流都沿adcb方向
3.如图所示,一个环形线圈放在均匀磁场中,设在第一秒内磁感线垂直于线圈平面向里,如图(a),磁感应强度B随时间t而变化的关系如图(b),
那么在第二秒内线圈中感应电流的大小和方向是( )
A.逐渐增加,逆时针方向 B.逐渐减小,顺时针方向
C.大小恒定,顺时针方向 D.大小恒定,逆时针方向
4.如图所示,Q为用毛皮摩擦过的橡胶圆盘.由于它的转动使金属环P中产生了如图所示的所感应电流,则Q盘的转动情况是 ( )
A.顺时针加速转动 B.逆时针加速转动
C.顺时针减速转动仪 D.逆时针减
5.如图24—6甲,圆形线圈P静止在水平桌面上,其正上方悬挂一相同的线圈Q,P和Q共轴。Q中通有变化电流,电流随时间变化的规律如图乙所示。P所受的重力为G,桌面对P的支持力为N,则( )
A.t1时刻,N>G
B.t2时刻,N>G
C.t3时刻,N<G
D.t4时刻,N=G
高三物理电磁感应中切割类问题试题答案及解析
高三物理电磁感应中切割类问题试题答案及解析
1. (17分)如图所示,置于同一水平面内的两平行长直导轨相距,两导轨间接有一固定电阻和一个内阻为零、电动势的电源,两导轨间还有图示的竖直方向的匀强磁场,其磁感应强度.两轨道上置有一根金属棒MN,其质量,棒与导轨间的摩擦阻力大小为,金属棒及导轨的电阻不计,棒由静止开始在导轨上滑动直至获得稳定速度v。求:
(1)导体棒的稳定速度为多少?
(2)当磁感应强度B为多大时,导体棒的稳定速度最大?最大速度为多少?
(3)若不计棒与导轨间的摩擦阻力,导体棒从开始运动到速度稳定时,回路产生的热量为多少?
【答案】(1)10m/s;(2);18m/s;(3)7J.
【解析】(1)对金属棒,由牛顿定律得:
① ② ③
当a=0时,速度达到稳定,
由①②③得稳定速度为:
(2)当棒的稳定运动速度
当时,即时,V最大.
得
(3) 对金属棒,由牛顿定律得:
得
即
得
由能量守恒得:
得
【考点】牛顿定律;法拉第电磁感应定律以及能量守恒定律.
2. 如图甲所示是某人设计的一种振动发电装置,它的结构是一个套在辐向形永久磁铁槽中的半径为r=0.1 m、匝数n=20的线圈,磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布(其右视图如图乙所示)。在线圈所在位置磁感应强度B的大小均为0.2 T,线圈的电阻为2 Ω,它的引出线接有8 Ω的小电珠L(可以认为电阻为定值)。外力推动线圈框架的P端,使线圈沿轴线做往复运动,便有电流通过电珠。当线圈向右的位移x随时间t变化的规律如图丙所示时(x取向右为正),求:
(1)线圈运动时产生的感应电流I的大小,并在图丁中画出感应电流随时间变化的图像(在图甲中取电流由C向上流过电珠L到D为正);
(2)每一次推动线圈运动过程中作用力F的大小;
(3)该发电机的输出功率P(摩擦等损耗不计);
高考物理电磁感应复习题及答案
黄平—电磁感应复习题
1 电磁感应复习题
一、本题共10小题,每小题4分,共40分.在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确.全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分.
1.如图12-1所示,平行导轨间距为d,一端跨接一个电阻为R,匀强磁场的磁感强度为B,方向与导轨所在平面垂直。一根足够长的金属棒与导轨成θ角放置,金属棒与导轨的电阻不计。当金属棒沿垂直于棒的方向以速度v滑行时,通过电阻R的电流强度是 ( )
A.BdvR B.sinBdvR
C.cosBdvR D.sinBdvR
2.如图12-2,甲、乙两图为与匀强磁场垂直放置的两个金属框架,乙图除了一个电阻为零、自感系数为L的线圈外,其他部分与甲图都相同,导体AB以相同的加速度向右做匀加速直线运动。若位移相同,则 ( )
A.甲图中外力做功多
B.两图中外力做功相同
C.乙图中外力做功多
D.无法判断
3.如图12-3所示,在光滑水平面上的直线MN左侧有垂直于纸面向里的匀强磁场,右侧是无磁场空间。将两个大小相同的铜质矩形闭合线框由图示位置以同样的速度v向右完全拉出匀强磁场。已知制作这两只线框的铜质导线的横截面积之比是1:2.则拉出过程中下列说法中正确的是 ( )
A.所用拉力大小之比为2:1
B.通过导线某一横截面的电荷量之比是1:1
C.拉力做功之比是1:4
D.线框中产生的电热之比为1:2
4.两个相同的白炽灯L1和L2,接到如图12-4所示的电路中,灯L1与电容器串联,灯L2与电感线圈串联,当a、b处接电压最大值为Um、频率为f的正弦交流电源时,两灯都发光,R v a
b θ d
图12-1
M
N v B
图12-3
L1
L2
图12-4 黄平—电磁感应复习题
2 且亮度相同。更换一个新的正弦交流电源后,灯L1的亮度大于大于灯L2的亮度。新电源的电压最大值和频率可能是 ( )
高三物理磁场基本性质常见磁场试题答案及解析
高三物理磁场基本性质常见磁场试题答案及解析
1. 如图,两根平行长直导线相距2l,通有大小相等、方向相同的恒定电流:a、b、c是导线所在平面内的三点,左侧导线与它们的距离分别为、l和3l。关于这三点处的磁感应强度,下列判断正确的是
A.a处的磁感应强度大小比c处的大
B.b、c两处的磁感应强度大小相等
C.a、c两处的磁感应强度方向相同
D.b处的磁感应强度为零
【答案】AD
【解析】由右手定则可以判断,a、c两处的磁场是两电流在a、c处产生的磁场相加,但a距离两导线比c近,故a处的磁感应强度大小比c处的大,A对;b、c与右侧电流距离相同,故右侧电流对此两处的磁场要求等大反向,但因为左侧电流要求此两处由大小不同、方向相同的磁场,故b、c两处的磁感应强度大小不相等,B错;由右手定则可知,a处磁场垂直纸面向里,c处磁场垂直纸面向外,C错;b与两导线距离相等,故两磁场叠加为零,D对。
【考点】磁场叠加、右手定则
2. 彼此绝缘、相互垂直的两根通电直导线与闭合线圈共面,下图中穿过线圈的磁通量可能为零的是
【答案】AB
【解析】由安培定则可以判断,A中I1在线圈位置产生的磁场方向垂直纸面向里,I2在线圈位置产生的磁场方向向外,穿过线圈的磁通量可能为零,同理可以判断B中,I1在线圈位置产生的磁场方向垂直纸面向外,I2在线圈位置产生的磁场方向垂直纸面向里,穿过线圈的磁通量可能为零,A、B正确;C中I1、I2在线圈位置产生的磁场方向都垂直纸面向里,D中I1,I2在线圈位置产生的磁场方向都垂直纸面向外,C、D中穿过线圈的磁通量不可能为零.
【考点】通电直导线周围磁场的方向。
3. 如图所示,两根长直导线m、n竖直插在光滑绝缘水平桌面上的小孔P、Q中,O为P、Q连线的中点,连线上a、b两点关于O点对称,导线中通有大小、方向均相同的电流I.下列说法正确的是
A.O点的磁感应强度为零 B.a、b两点磁感应强度的大小Ba>Bb
高中物理电磁感应专题复习
高考综合复习——电磁感应专题复习一
电磁感应基础知识、自感和互感
编稿:郁章富 审稿:李井军 责编:郭金娟
总体感知
知识网络
考纲要求
内容 要求
电磁感应现象
磁通量
法拉第电磁感应定律
楞次定律
自感、涡流 I
I
II
II
I
命题规律
1.从近五年的高考试题可以看出,本专题内容是高考的重点,每年必考,命题频率较高的知识点有:感应电流的产生条件、方向判断和感应电动势的计算;电磁感应现象与磁场、电路、力学、能量等知识相联系的综合题及感应电流(或感应电动势)的图象问题,在高考中时常出现。
2.本专题在高考试卷中涉及的试题题型全面,有选择题、填空题和计算题,选择题和填空题多为较简单的题目,计算题试题难度大,区分度高,能很好地考查学生的能力,备受命题专家的青睐。
今后高考对本专题内容的考查可能有如下倾向:
①判断感应电流的有无、方向及感应电动势的大小计算仍是高考的重点,但题目可能会变得更加灵活。
②力学和电学知识相结合且涉及能量转化与守恒的电磁感应类考题将继续扮演具有选拔性功能的压轴题。
复习策略 1.左手定则与右手定则在使用时易相混,可采用“字形记忆法”:
(1)通电导线在磁场中受安培力的作用,“力”字的最后一撇向左,用左手定则;
(2)导体切割磁感线产生感应电流,“电”字最后一钩向右,用右手定则;
总之,可简记为力“左”电“右”。
2.矩形线框穿越有界匀强磁场问题,涉及楞次定律(或右手定则)、法拉第电磁感应定律、磁场对电路的作用力、含电源电路的计算等知识,综合性强,能力要求高,这也是命题热点。
3.电磁感应图象问题也是高考常见的题型之一;滑轨类问题是电磁感应中的典型综合性问题,涉及的知识多,与力学、静电场、电路、磁场及能量等知识综合,能很好的考察考生的综合分析能力。本章知识在实际中应用广泛,如日光灯原理、磁悬浮原理、电磁阻尼、超导技术应用等,有些问题涉及多学科知识,不可轻视。
高二物理《电磁感应》测试题(一)
1 高二物理《电磁感应》测试题(一)
1.关于磁通量的概念,下面说法正确的是 ( )
A.磁感应强度越大的地方,穿过线圈的磁通量也越大
B.磁感应强度大的地方,线圈面积越大,则穿过线圈的磁通量也越大
C.穿过线圈的磁通量为零时,磁通量的变化率不一定为零
D.磁通量的变化,不一定由于磁场的变化产生的
2.下列关于电磁感应的说法中正确的是 ( )
A.只要闭合导体与磁场发生相对运动,闭合导体内就一定产生感应电流
B.只要导体在磁场中作用相对运动,导体两端就一定会产生电势差
C.感应电动势的大小跟穿过回路的磁通量变化成正比
D.闭合回路中感应电动势的大小只与磁通量的变化情况有关而与回路的导体材料无关
5.如图1所示,一闭合金属圆环用绝缘细绳挂于O点,将圆环拉离平衡位置并释放, 圆环摆动过程中经过匀强磁场区域,则(空气阻力不计) ( )
A.圆环向右穿过磁场后,还能摆至原高度
B.在进入和离开磁场时,圆环中均有感应电流
C.圆环进入磁场后离平衡位置越近速度越大,感应电流也越大
D.圆环最终将静止在平衡位置
6.如图(2),电灯的灯丝电阻为2Ω,电池电动势为2V,内阻不计,线圈匝数足够多,其直流电阻为3Ω.先合上电键K,稳定后突然断开K,则下列说法正确的是( )
A.电灯立即变暗再熄灭,且电灯中电流方向与K断开前方向相同
B.电灯立即变暗再熄灭,且电灯中电流方向与K断开前方向相反
C.电灯会突然比原来亮一下再熄灭,且电灯中电流方向与K断开前方向相同
D.电灯会突然比原来亮一下再熄灭,且电灯中电流方向与K断开前方向相反
7.如果第6题中,线圈电阻为零,当K突然断开时,下列说法正确的是( )
A.电灯立即变暗再熄灭,且电灯中电流方向与K断开前方向相同
B.电灯立即变暗再熄灭,且电灯中电流方向与K断开前方向相反
高三物理电磁感应与电路试题答案及解析
高三物理电磁感应与电路试题答案及解析
1. 如图所示,足够长的光滑U型导轨宽度为L,其所在平面与水平面的夹角为,上端连接一个阻值为R的电阻,置于磁感应强度大小为B,方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,今有一质量为、有效电阻的金属杆沿框架由静止下滑,设磁场区域无限大,当金属杆下滑达到最大速度时,运动的位移为,则
A.金属杆下滑的最大速度
B.在此过程中电阻R产生的焦耳热为
C.在此过程中电阻R产生的焦耳热为
D.在此过程中流过电阻R的电量为
【答案】 B
【解析】
感应电动势为 ①
感应电流为 ②
安培力为 ③
根据平恒条件得
解得:
由能量守恒定律得:
又因
所以
由法拉第电磁感应定律得通过R的电量为
所以选项B正确
2. 如图所示,间距为L、电阻不计的足够长平行光滑金属导轨水平放置,导轨左端用一阻值为R的电阻连接,导轨上横跨一根质量为m、电阻也为R的金属棒,金属棒与导轨接触良好。整个装置处于竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中。现使金属棒以初速度沿导轨向右运动,若金属棒在整个运动过程中通过的电荷量为。下列说法正确的是
A.金属棒在导轨上做匀减速运动 B.整个过程中金属棒在导轨上发生的位移为
C.整个过程中金属棒克服安培力做功为
D.整个过程中电阻R上产生的焦耳热为
【答案】C
【解析】A、金属棒切割产生感应电动势,产生感应电流,从而受到向左的安培力,做减速运动,由于速度减小,电动势减小,则电流减小,安培力减小,根据牛顿第二定律知,加速度减小,做加速度逐渐减小的减速运动.故A错误.
B、根据,则金属棒在导轨上发生的位移.故B错误.
C、根据动能定律得,−WA=0−mv2,则金属棒克服安培力做功为mv2.故C正确.
D、根据能量守恒得,动能的减小全部转化为整个回路产生的热量,则电阻R产生的热量
高二物理之电磁感应综合题练习(附答案)
电磁感应三十道新题(附答案)
一.解答题(共30小题)
1.如图所示,MN和PQ是平行、光滑、间距L=0.1m、足够长且不计电阻的两根竖直固定金属杆,其最上端通过电阻R相连接,R=0.5Ω.R两端通过导线与平行板电容器连接,电容器上下两板距离d=lm.在R下方肯定距离有方向相反、无缝对接的两个沿水平方向的匀强磁场区域I和Ⅱ,磁感应强度均为B=2T,其中区域I的高度差h1=3m,区域Ⅱ的高度差h2=lm.现将一阻值r=0.5Ω、长l=0.lm的金属棒a紧贴MN和PQ,从距离区域I上边缘h=5m处由静止释放;a进入区域I后即刻做匀速直线运动,在a进入区域I的同时,从紧贴电容器下板中心处由静止释放一带正电微粒A.微粒的比荷=20C/kg,重力加速度g=10m/s2.求
(1)金属棒a的质量M;
(2)在a穿越磁场的整个过程中,微粒发生的位移大小x;
(不考虑电容器充、放电对电路的影响及充、放电时间)
2.如图(甲)所示,MN、PQ为水平放置的足够长的平行光滑导轨,导轨间距L为0.5m,导轨左端连接一个阻值为2Ω的定值电阻R,将一根质量为0.2kg的金属棒cd垂直放置在导轨上,且与导轨接触良好,金属棒cd的电阻r=2Ω,导轨电阻不计,整个装置处于垂直导轨平面对下的匀强磁场中,磁感应强度B=2T.若棒以1m/s的初速度向右运动,同时对棒施加水平向右的拉力F作用,并保持拉力的功率恒为4W,从今时起先计时,经过2s金属棒的速度稳定不变,图(乙)为安培力与时间的关系图象.试求:
(1)金属棒的最大速度;
(2)金属棒的速度为3m/s时的加速度;
(3)求从起先计时起2s内电阻R上产生的电热.
3.如图(甲)所示的轮轴,它可以绕垂直于纸面的光滑固定水平轴O转动.轮上绕有轻质松软细线,线的一端系一重物,另一端系一质量为m的金属杆.在竖直平面内有间距为L的足够长的平行金属导轨PQ、EF,在QF之间连接有阻值为R的电阻,其余电阻不计,磁感应强度为B的匀强磁场与导轨平面垂直.起先时金属杆置于导轨下端,将质量为M的重物由静止释放,重物最终能匀速下降.运动过程中金属杆始终与导轨垂直且接触良好,忽视全部摩擦.
高三物理粒子在有界磁场中运动试题答案及解析
高三物理粒子在有界磁场中运动试题答案及解析
1. 一个重力不计的带电粒子垂直进入匀强磁场,在与磁场垂直的平面内做匀速圆周运动.则下列能表示运动周期 T 与半径R之间的图像是( )
【答案】D
【解析】带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,根据,,联立可求粒子做圆周运动的周期为,周期与轨道半径r无关,所以A、B、C错误;D正确。
【考点】本题考查带电粒子在磁场中的运动
2. 如图所示,在xOy平面内存在着磁感应强度大小为B的匀强磁场,第一、二、四象限内的磁场方向垂直纸面向里,第三象限内的磁场方向垂直纸面向外.P(- L,0)、Q(0,-L)为坐标轴上的两个点.现有一电子从P点沿PQ方向射出,不计电子的重力,则.
A.若电子从P点出发恰好经原点O第一次射出磁场分界线,则电子运动的路程一定为
B.若电子从P点出发经原点O到达Q点,则电子运动的路程一定为πL
C.若电子从P点出发经原点O到达Q点,则电子运动的路程可能为2πL
D.若电子从P点出发经原点O到达Q点,则nπL(n为任意正整数)都有可能是电子运动的路程
【答案】AC
【解析】若电子从P点出发恰好经原点O第一次射出磁场分界线,则有运动轨迹如图所示,
由几何关系知:半径R=L,则微粒运动的路程为圆周的,即为,A正确;若电子从P点出发经原点O到达Q点,运动轨迹可能如图所示,
因此则微粒运动的路程可能为πL,也可能为2πL,BD错误C正确;
【考点】本题考查带电粒子在磁场中的运动。
3. 如图是某离子速度选择器的原理示意图,在一半径为R 的绝缘圆柱形筒内有磁感应强度为B的匀强磁场,方向平行于轴线.在圆柱形筒上某一直径两端开有小孔M、N,现有一束速率不同、比荷均为k的正、负离子,从M孔以α角入射,一些具有特定速度的离子未与筒壁碰撞而直接从N孔射出(不考虑离子间的作用力和重力).则从N孔射出的离子( )
A.是正离子,速率为kBR/cos α
B.是正离子,速率为kBR/sin α
