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2015-2016高考物理电路与电磁感应专题练习

编辑:sx_liujy

2016-02-19

电磁感应指放在变化磁通量中的导体,会产生电动势,下面是精品学习网整理的电路与电磁感应专题练习,精品学习网预祝大家取得优异的成绩。

一、选择题

1.如图,倾角为α的斜面上放置着光滑平行导轨,导轨下端连有一定值电阻R,金属棒KN垂直放置于导轨上,在ab左侧存在有界匀强磁场B,磁场方向垂直斜面向上,在cd左侧的无磁场区域cdPM内有一半径很小的金属圆环L,圆环也放置在斜面上.当金属棒KN在重力作用下从磁场右边界ab处由静止开始沿导轨向下运动后,下列说法正确的是(  )

A.圆环有收缩趋势

B.圆环有扩张趋势

C.圆环内产生的感应电流变大

D.圆环内产生的感应电流不变

解析:由于金属棒KN在重力的作用下向下运动,则KNMP回路中产生逆时针方向(垂直斜面向下看)的感应电流,则在圆环处产生垂直于斜面向上的磁场,随着金属棒做加速运动,圆环的磁通量将增大,依据楞次定律可知,圆环将有收缩的趋势以阻碍圆环的磁通量增大;又由于金属棒沿导轨向下运动的加速度减小,单位时间内磁通量的变化率减小,所以在圆环中产生的感应电流不断减小,A正确.

答案:A

2.(多选)1824年,法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”.实验中将一铜圆盘水平放置,在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针,如图所示.实验中发现,当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时,磁针也随着一起转动起来,但略有滞后.下列说法正确的是(  )

A.圆盘上产生了感应电动势

B.圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动

C.在圆盘转动的过程中,磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化

D.圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流,此电流产生的磁场导致磁针转动

解析:当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时,圆盘的半径切割磁感线产生感应电动势和感应电流,选项A正确;圆盘内的涡电流产生的磁场对磁针施加磁场力作用,导致磁针转动,选项B正确;由于圆盘中心正上方悬挂小磁针,在圆盘转动过程中,磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量不变,选项C错误;圆盘中自由电子随圆盘一起运动形成的电流的磁场,由安培定则可判断出在中心方向竖直向下,其他位置关于中心对称,此磁场不会导致磁针转动,选项D错误.

答案:AB

3.(多选)如图a所示为放在同一水平面内的两个闭合同心圆形线圈A、B,线圈A中通入如图b所示的电流,t=0时电流方向为顺时针(如图中箭头所示),则下列说法中正确的是(  )

图(a)图(b)

A.在t1~t2时间段内,线圈B内有顺时针方向的电流,线圈B有扩张的趋势

B.在t1~t2时间段内,线圈B内感应电流产生的磁场方向垂直纸面向里

C.在0~t1时间段内,线圈B内有逆时针方向的电流

D.在0~t1时间段内,线圈B有收缩的趋势

解析:在t1~t2时间段内,线圈A中的电流为逆时针方向,产生的磁场垂直纸面向外且是增大的,由此可判定线圈B中的电流为顺时针方向,产生的磁场方向垂直纸面向里,线圈A、B中电流方向相反,相互排斥,线圈B有扩张趋势,故A、B正确;在0~t1时间段内,线圈A中的电流为顺时针方向,产生的磁场垂直纸面向里且是减小的,线圈B内有顺时针方向的感应电流,线圈A、B相互吸引,线圈B有收缩的趋势,C错误,D正确.

答案:ABD

4.如图,由某种粗细均匀的总电阻为3R的金属条制成的矩形线框abcd,固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场B中.一接入电路电阻为R的导体棒PQ,在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v匀速滑动,滑动过程PQ始终与ab垂直,且与线框接触良好,不计摩擦.在PQ从靠近ad处向bc滑动的过程中(  )

A.PQ中电流先增大后减小

B.PQ两端电压先减小后增大

C.PQ上拉力的功率先减小后增大

D.线框消耗的电功率先减小后增大

解析:PQ切割磁感线运动产生感应电动势,与线框形成闭合回路,等效电路图如图所示.由题意,PQ运动过程中,E不变,r=R.PQ左侧线框电阻R1增大,PQ右侧线框电阻R2减小,且R1+R2=3R.电流I=,R并=,在R1=R2时,R并最大,因此电流先减小后增大,A错误.由U=E-Ir可知,PQ两端电压先增大后减小,B错误.拉力的功率P=Fv=BILv,先减小后增大,C正确.R并最大时R1=R2,此时R并=0.75R

答案:C5.如图所示,在光滑的水平面上,一质量为m,半径为r,电阻为R的均匀金属环,以v0的初速度向一磁感应强度大小为B、方向竖直向下的有界匀强磁场滑去(磁场宽度d>2r).圆环的一半进入磁场历时t秒,这时圆环上产生的焦耳热为Q,则t秒末圆环中感应电流的瞬时功率为(  )

A. B.

C. D.

解析:t秒末圆环中感应电动势为E=B·2r·v,由能量守恒知,减少的动能全部转化为焦耳热,Q=mv-mv2,t秒末圆环中感应电流的功率为P=EI==.

答案:B

6.如图,空间有一匀强磁场,一直金属棒与磁感应强度方向垂直,当它以速度v沿与棒和磁感应强度都垂直的方向运动时,棒两端的感应电动势大小为ε;将此棒弯成两段长度相等且相互垂直的折线,置于与磁感应强度相垂直的平面内,当它沿两段折线夹角平分线的方向以速度v运动时,棒两端的感应电动势大小为ε′,则等于(  )

A. B.

C.1 D.

解析:设金属棒长度为l,匀强磁场的磁感应强度为B,根据电磁感应定律得ε=Blv.金属棒弯折后,切割磁感线运动的有效长度变为l,故ε′=Blv.因此=,B正确.

答案:B

7.图为无线充电技术中使用的受电线圈示意图,线圈匝数为n,面积为S.若在t1到t2时间内,匀强磁场平行于线圈轴线向右穿过线圈,其磁感应强度大小由B1均匀增加到B2,则该段时间线圈两端a和b之间的电势差φa-φb(  )

A.恒为

B.从0均匀变化到

C.恒为-

D.从0均匀变化到-

解析:根据E=,ΔΦ=(B2-B1)S,知E=,根据楞次定律可判断电流由a流向b,电源内部由低电势流向高电势,所以φb>φa,A、B错误.磁感应强度均匀增加,产生恒定电动势,C正确,D错误.

答案:C

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