考点训练36 自感现象、日光灯原理 电磁感应中的图象问题.doc

考点训练36 自感现象、日光灯原理 电磁感应中的图象问题一、本题共6小题,每小题9分,共54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9分,选不全的得4分,有错选或不答的得0分.1.(2006北京西城高三期末质量检测)如图是日光灯的电路图.日光灯主要由灯管、镇流器、启动器组成.关于日光灯的原理，下列说法正确的是( )A.日光灯启动，利用了镇流器中线圈的自感现象B.日光灯正常发光时，镇流器起着降压限流的作用C.日光灯正常发光后取下启动器，日光灯仍能正常工作D.日光灯正常发光后取下启动器，日光灯不能正常工作答案：ABC解析：据日光灯工作原理知ABC正确.2.如图所示的电路中，灯泡A1、A2的规格完全相同，自感线圈L的电阻可以忽略.下列说法中正确的是( )A.当接通电路时，A2先亮，A1后亮，最后A2比A1亮B.当接通电路时，A1和A2始终一样亮C.当断开电路时，A1和A2都过一会儿熄灭D.当断开电路时，A2立即熄灭，A1过一会儿熄灭答案：C解析：注意理解通电、断电时的自感现象,答案为C.(请思考整个过程中流过灯A2的电流i2随时间t的变化图象)3.如图甲所示,圆形线圈处于垂直于线圈平面的匀强磁场中,磁感应强度的变化如图乙所示.在t=0时磁感应强度的方向指向纸里,则在0和的时间内,关于环中的感应电流i的大小和方向的说法,正确的是( )A.i大小相等,方向先是顺时针,后是逆时针B.i大小相等,方向先是逆时针,后是顺时针C.i大小不等,方向先是顺时针,后是逆时针D.i大小不等,方向先是逆时针,后是顺时针答案：A解析：由i=S/R=k可知,在0T4和时间内i的大小相等.0和T时磁场分别是垂直纸面向里减小和向外减小,由楞次定律和安培定则可知其方向分别为顺时针和逆时针,正确选项为A.4.如图中的虚线上方空间有垂直线框平面的匀强磁场，直角扇形导线框绕垂直于线框平面的轴O以角速度匀速转动.设线框中感应电流的方向以逆时针为正方向，那么在下图中能正确描述线框从图所示位置开始转动一周的过程中，线框内感应电流随时间变化情况的是（ ）答案：A解析：线圈在进入和转出磁场的过程中磁通量才发生变化,故在这样的两个过程中才有感应电流.进入磁场的过程是磁通量增加,由楞次定律可知电流的方向为逆时针,符合题目要求.由于线框是扇形的且匀速转动,可知磁通量的变化是均匀的,故得到的感应电流是稳定的,所以选项A是正确.5.如图甲所示,abcd为导体做成的框架,其平面与水平面成角.质量为m的导体棒PQ与ab、cd接触良好,回路的总电阻为R;整个装置放在垂直于框架平面的变化的磁场中.磁场的磁感应强度变化情况如图乙所示,PQ始终静止.关于PQ与ab、cd间摩擦力f在0到t1 s内的变化情况的说法中,有可能正确的是( )A.f一直增大 B.f一直减小C.f先减小后增大 D.f先增大后减小答案：AC解析：由i=S/R=kS/R(k为图线斜率)可知,在0t1时间内,i的大小恒定,且F安=Btil先减小后增大.在B正向减小的过程中,PQ棒受安培力沿斜面向上且逐渐减小,如图(a),在B反向增大的过程中,PQ棒受安培力沿斜面向下且逐渐增大,如图(b).前一种情况中PQ棒受静摩擦力可能随F安减小而逐渐减小(当f静沿斜面向下时),也可能随F安减小而逐渐增大(当f静沿斜面向上时).后一种情况PQ棒受静摩擦力随安培力增大而逐渐增大(f静方向一定沿斜面向上).故正确选项为AC.6.(2006北京海淀期末检测)如图所示的电路中,电源电动势为E,内阻r不能忽略.R1和R2是两个定值电阻,L是一个自感系数较大的线圈.开关S原来是断开的.从闭合开关S到电路中电流达到稳定为止的时间内,通过R1的电流I1和通过R2的电流I2的变化情况是A.I1开始较大而后逐渐变小 B.I1开始很小而后逐渐变大C.I2开始很小而后逐渐变大 D.I2开始较大而后逐渐变小答案：AC解析：从S接通到电路中电流达到稳定为止，L产生的感抗RL由大变小，总电流I总由小变大，路端电压由大变小，则I1由大变小.而L中自感电动势的作用是阻碍电流的增加，故I2是逐渐变大的.故AC正确.二、本题共2小题,每小题10分,共20分.按题目要求作答.7.如图所示,abcd为一个闭合矩形金属线框,图中虚线为磁场右边界(磁场的左边界很远),它与线圈的ab边平行,等分bc边,即线圈有一半位于匀强磁场之中,而另一半位于磁场之外,磁感线方向垂直于线框平面向里.线框以ab边为轴匀速转动,t=0时刻线圈的位置如图所示.在下面的坐标系中定性画出转动过程中线圈内感应电流随时间变化的图象(只要求画出一个周期).答案：见解析解析：由i=cos=cost,且在0和TT时间内,回路中磁通量变化量为零,无感应电流,i-t图如下.8.如图甲所示,空间有一宽为2L的匀强磁场区域,磁感应强度为B,方向垂直纸面向外.abcd是由均匀电阻丝做成的边长为L的正方形线框,总电阻值为R.线框以垂直磁场边界的速度v匀速通过磁场区域.在运动过程中,线框ab、cd两边始终与磁场边界平行.设线框刚进入磁场的位置x=0,x轴沿水平方向向右.在下面的乙图中,画出ab两端电势差Uab随距离变化的图象(其中U0=BLv).甲乙答案：见解析解析：由公式E=BLv和电路知识求解,注意a、b两点电势的高低.如下图.三、本题26分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位.9.如图甲所示,一个足够长的U形金属管导轨NMPQ固定在水平面内,MN、PQ两导轨间的宽度为l=0.50 m.一根质量为m=0.50 kg的均匀金属棒ab横跨在导轨上且接触良好,abMP恰好围成一个正方形.该轨道平面处在磁感应强度大小可以调节、竖直向上的匀强磁场中.ab棒与导轨间的最大静摩擦力和滑动摩擦力均为Fm=1.0 N,ab棒的电阻为R=0.10 ,其他各部分电阻均不计.开始时,磁感应强度B0=0.50 T.(1)若从某时刻(t=0)开始,调节磁感应强度的大小,使其以=0.20 T/s的变化率均匀增加，求经过多长时间ab棒开始滑动.此时通过ab棒的电流大小和方向如何?(2)若保持磁感应强度B0的大小不变,从t=0时刻开始,给ab棒施加一个水平向右的拉力,使它以a=4.0 m/s2的加速度匀加速运动，推导出此拉力FT的大小随时间t变化的函数表达式，并在图乙所示的坐标图上作出拉力FT随时间t变化的FT-t图线.答案：(1)17.5 s I=0.5 A 方向从b到a（2）FT=(3+2.5t) N 图线略解析：(1)以ab杆为研究对象,当磁感应强度均匀增大时,闭合电路中有恒定的电流I.以ab杆为研究对象,它受到的安培力逐渐增大,静摩擦力也随之增大.当磁感应强度增大到ab所受安培力F与最大静摩擦力Fm相等时开始滑动.因F=BIl,B=B0+t=(0.5+0.2t) T,I=,E=l2, F=Fm.由以上各式求出,经时间t=17.5 s后ab棒开始滑动,此时通过ab棒