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高二级物理电磁感应寒假作业

文档名称:高二级物理电磁感应寒假作业
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上传者:zjpgs
添加时间:2019/04/12
内容摘要:
高二级物理电磁感应寒假作业4 第四章 、选择题本题共10小题。15小题为单选题,每小题3分,610小题为多选题,每小题5分,漏选得3分,错选或不选的得0分。共40分 1. 1931年英国物理学家狄拉克从理论上预言:存在只有个磁极的粒子磁单极子。1982年美国物理学家卡布莱拉设计了个寻找磁单极子的实验。设想个只有N极的磁单极子从上向下穿过个超导线圈,如图所示,那么从上向下看 A 超导线圈中将出现先逆时针后顺时针方向的感应电流 B 超导线圈中将出现总是逆时针方向的感应电流 C 超导线圈中产生的感应电动势定恒定不变 D 超导线圈中产生的感应电流不能长期维持下去 2.关于感应电动势大小的下列说法中,正确的是: A.线圈中磁通量变化越大,线圈中产生的感应电动势定越大 B.线圈中磁通量越大,产生的感应电动势定越大 C.线圈放在磁感强度越强的地方,产生的感应电动势定越大 D.线圈中磁通量变化越快,产生的感应电动势越大 3.关于电磁感应,下列说法中正确的是 A、导体相对磁场运动,导体内定会产生感应电流 B、导体作切割磁感线的运动,导体内定会产生感应电流 C、闭合电路在磁场中作切割磁感线运动,电路中定会产生感应电流 D、穿过闭合电路磁通量发生变化,电路中定会产生感应电流 4.个矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴匀速转动,线圈中的感应电动势e随时间t变化如下图所示。则 A.t1时刻通过线圈的磁通量为零 B.t2时刻通过线圈的磁通量绝对值最大 C.t3时刻通过线圈的磁通量变化率绝对值最大 D.每当e变换方向时,通过线圈的磁通量绝对值都最大 5.关于楞次定律,下列说法正确的是 A、感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化 B、闭合电路的部分导体在磁场运动时,必受磁场阻碍作用 C、原磁场穿过闭合回路的磁通量磁增加时,感应电流的磁场与原磁场同向 D、感生电流的磁场总是跟原磁场反向,阻碍原磁场 6.下列对涡流的认识叙述正确的是: 涡流的形成定遵循法拉第电磁感应定律 电磁灶是通过铁锅产生涡流来加热食物 变压器的铁芯用硅钢片叠压而成是为了减小涡流的影响 涡流金属探测器之所以能探测地下的 金属是利用了探测器产生的涡流 7.穿过个电阻为2的闭合线圈的磁通量每秒均匀减小0.4Wb,则线圈中 A、感应电动势为0.4V B、感应电动势每秒减小0.4V C、感应电流恒为0.2A D、感应电流每秒减小0.2A 8.如图所示,通有电流I的直导线和矩形导线框平行放置在同平面上,当线框向哪个方向运动时,才会受到向右的合力 A.向上 B.向下 C.向右 D.向左 9.个柔软的闭合导体线圈放在光滑的绝缘水平板上,如图所示,现将条形磁铁垂直于板面对准闭合导体线圈的中心部位运动,将会发生的现象是: A.如N极在下,则闭合导体线圈将扩张 B.如S极在下,则闭合导体线圈将扩张 C.不论哪个极在下,闭合导体线圈都将扩张 D.以上说法均错误 10、图6中A、B为两个相同的环形线圈,共轴并靠近放置.A线圈中通有如图a所示的交流电i,则 A.在t1到t2时间内A、B两线圈相吸 B.在t2到t3时间内A、B两线圈相斥 C.t1时刻两线圈间作用力为零 D.t2时刻两线圈间吸力最大 二、实验填充题本题共2小题,每小题10分,共20分 11如图,M、N是两块正对的平行金属板,与板平行并与板垂直的匀强磁场的磁感应强度为B,ab是可以紧贴平板边缘滑动的金属棒,能以速度v1匀速向左或向右滑动,现有个电子以速度v2自左向右飞入两块板之间,方向与板平行、与磁场垂直。为使电子在两板间做匀速直线运动,则v1 v2大于、等于、小于 12.如图所示,A1与A2是两只相同的电流表,自感线圈L的直流电阻和R相等,开关S闭合的瞬间,A1的示数 于A2的示 数,S断开的瞬间,A1的示数 于A2的示数。填大、 小、等于。 三、计算题本题共4小题,每小题15分,共60分。请写出必要的文字说明和必需的物理演算过程,只写出最终结果的不得分。 13、如图所示,AB、CD是两根足够长的固定平行金属导轨,两导轨间的距离为L,导轨平面与水平面的夹角为θ,在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面斜向上方的匀强磁场,磁感应强度为B,在导轨的 AC端连接个阻值为 R的电阻,根质量为m、垂直于导轨放置的金属棒ab,从静止开始沿导轨下滑,求此过程中ab棒的最大速度。已知ab与导轨间的动摩擦因数为μ,导轨和金属棒的电阻都不计。 14、水平放置的平行金属框架宽L0.2m,质量为m0.1kg的金属棒ab放在框架上,并且与框架的两条边垂直。整个装置放在磁感应强度B0.5T,方向垂直框架平面的匀强磁场中,如图所示。金属棒ab在F2N的水平向右的恒力作用下由静止开始运动。电路中除R0.05Ω外,其余电阻、摩擦阻力均不考虑。试求当金属棒ab达到最大速度后,撤去外力F,此后感应电流还能产生的热量。设框架足够长 15、如图所示位于竖直平面的正方形平面导线框abcd,边长为L10cm,线框质量为m0.1kg,电阻为R0.5Ω,其下方有匀强磁场区域,该区域上、下两边界间的距离为H H L,磁场的磁感应强度为B5T,方向与线框平面垂直。今线框从距磁场上边界h30cm处自由下落,已知线框的dc边进入磁场后,ab 边到达上边界之前的某时刻线框的速度已达到这阶段的最大值,问从线框开始下落到dc边刚刚到达磁场下边界的过程中,磁场作用于线框的安培力做的总功是多少g10ms2 16、据报道,1992年7月,美国阿特兰蒂斯号航天飞机进行了项卫星悬绳发电实验,实验取得了部分成功.航天飞机在地球赤道上空离地面约3000 km处由东向西飞行,相对地面速度大约6.5103 ms,从航天飞机上向地心方向发射颗卫星,携带根长20 km,电阻为800 Ω的金属悬绳,使这根悬绳与地磁场垂直,做切割磁感线运动.假定这范围内的地磁场是均匀的.磁感应强度为410-5T,且认为悬绳上各点的切割速度和航天飞机的速度相同.根据理论设计,通过电离层由等离子体组成的作用,悬绳可以产生约3 A的感应电流,试求: 1金属悬绳中产生的感应电动势; 2悬绳两端的电压; 3航天飞机绕地球运行圈悬绳输出的电能已知地球半径为6400 km. 第四章 电磁感应答案: 1、B 2、D 3、D 4、D 5、A 6、AB 7、AC 8、C 9、D 10、ABC 11、V1V2 12、大 等于 13、解:ab沿导轨下滑过程中受四个力作用,即重力mg,支持力FN 、摩擦力Ff和安培力F安,如图所示,ab由静止开始下滑后,将是为增大符号,所以这是个变加速过程,当加速度减到a0时,其速度即增到最大vvm,此时必将处于平衡状态,以后将以vm匀速下滑 ab下滑时因切割磁感线,要产生感应电动势,根据电磁感应定律: EBLv ① 闭合电路AC ba中将产生感应电流,根据闭合电路欧姆定律: IER ② 据右手定则可判定感应电流方向为aAC ba,再据左手定则判断它受的安培力F安方向如图示,其大小为: F安BIL ③ 取平行和垂直导轨的两个方向对ab所受的力进行正交分解,应有: FN mgcosθ Ff μmgcosθ 由①②③可得 以ab为研究对象,根据牛顿第二定律应有: mgsinθ μmgcosθ-ma ab做加速度减小的变加速运动,当a0时速度达最大 因此,ab达到vm时应有: mgsinθ μmgcosθ-0 ④ 由④式可解得 14、解: 当金属棒ab所受恒力F与其所受磁场力相等时,达到最大速度vm . 由F 解得:vm10 ms. 此后,撤去外力F,金属棒ab克服磁场力做功,使其机械能向电能转化,进而通过电阻R发热,此过程直持续到金属棒ab停止运动。所以,感应电流在此过程中产生的热量等于金属棒损失的机械能,即Q5J. 15、解:线框达到最大速度之前所受的安培力F随速度v的变化而变化,所以直接求解安培力做的总功较为困难,而用能量守恒的思想便可迎刃而解。 设线框的最大速度为vm ,此后直到ab边开始进入磁场为止,线框做匀速直线运动,此过程中线框的动能不变。由mg  解得 vm 2ms 全部进入后,无安培力,因此只需考虑从开始下落到刚好全部进入时,这段时间内线框因克服安培力做功而损失的机械能为:mgh L-0
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