J006ZWL法拉第电磁感应定律自感和涡流.doc

每天积累一点点，每天进步一点点起点教育法拉第电磁感应定律自感和涡流测试试卷 2011-8-7命题人：冯安龙 发放人： 限时： 40min 满分：100分 完成日期： 月 日 姓名：_ 得分： 学管评价： 一、选择题（本题共10小题，每小题7分，每题只有一个答案正确，共70分）1.穿过闭合回路的磁通量随时间t变化的图象分别如图所示，下列关于回路中产生的感应电动势的论述，正确的是（ ）A.图中，回路产生的感应电动势恒定不变B.图中，回路产生的感应电动势一直在变大C.图中，回路在0t1时间内产生的感应电动势小于在t1t2时间内产生的感应电动势D.图中，回路产生的感应电动势先变小再变大2.(2010宁波模拟)如图甲所示，长直导线与矩形线框abcd处在同一平面中固定不动，长直导线中通以大小和方向随时间做周期性变化的电流i,i-t图象如图乙所示，规定图中箭头所指的方向为电流正方向，则在T/43T/4时间内，矩形线框中感应电流的方向和大小，下列判断正确的是（ ）A.始终沿逆时针方向且增大B.始终沿顺时针方向，先增大后减小C.先沿逆时针方向然后沿顺时针方向，先减小后增大D.先沿顺时针方向然后沿逆时针方向，先增大后减小3.如图所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路.虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场.方向垂直于回路所在的平面.回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直.从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论错误的是（ ）A.感应电流方向不变B.CD段直线始终不受安培力C.感应电动势最大值EBavD.感应电动势平均值E=(1/4)Bav4.如图所示是法拉第做成的世界上第一台发电机模型的原理图.将铜盘放在磁场中，让磁感线垂直穿过铜盘；图中a、b导线与铜盘的中轴线处在同一平面内；转动铜盘，就可以使闭合电路获得电流.若图中铜盘半径为L，匀强磁场的磁感应强度为B，回路总电阻为R，从上往下看逆时针匀速转动铜盘的角速度为.则下列说法正确的是（ ）A.回路中有大小和方向做周期性变化的电流B.回路中电流大小恒定，且等于BL2/RC.回路中电流方向不变，且从b导线流进灯泡，再从a导线流向旋转的铜盘D.若将匀强磁场改为仍然垂直穿过铜盘的按正弦规律变化的磁场，不转动铜盘灯泡中也会有电流流过5.如图所示，一宽为40 cm的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里，一边长为20 cm的正方形导线框位于纸面内，以垂直于磁场边界的恒定速度v20 cm/s，通过磁场区域，在运动过程中，线框有一边始终与磁场区域的边界平行，取它刚进入磁场时刻t0时，则选项中能正确反映感应电流强度随时间变化规律的是（ ）6.如图甲所示，n=50匝的圆形线圈M，它的两端点a、b与内阻很大的电压表相连，线圈中磁通量的变化规律如图乙所示，则ab两点的电势高低与电压表的读数为（ ）A.UaUb，20 V B.UaUb，10 VC.UaUb，20 V D.UaUb，10 V7.如图所示，两块水平放置的金属板距离为d，用导线、开关K与一个n匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的均匀变化的磁场B中.两板间放一台小压力传感器，压力传感器上表面绝缘，在其上表面静止放置一个质量为m、电量为+q的小球.K断开时传感器上有示数，K闭合时传感器上的示数变为原来的一半.则线圈中磁场B的变化情况和磁通量变化率分别是（）A.正在增加，/t=mgd/2q B.正在增加，/t=mgd/2nqC.正在减弱，/t=mgd/2q D.正在减弱，/t=mgd/2nq8.如图所示，长为L的金属导线弯成一圆环，导线的两端接在电容为C的平行板电容器上，P、Q为电容器的两个极板，磁场垂直环面向里，磁感应强度以B=B0+Kt(K0)随时间变化，t=0时，P、Q两板电势相等.两板间的距离远小于环的半径，经时间t电容器P板（ ）A.不带电 B.所带电荷量与t成正比C.带正电，电荷量是KL2C/4 D.带负电，电荷量是KL2C/49.（改编题）如图所示，电路原来接通，在t0时刻断开开关，则R中电流随时间变化的情况可能是图中的( )A. B. C. D. 10.在如图所示的电路中，A1和A2是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈，其直流电阻值与R相等.在开关K接通和断开时，灯泡A1和A2亮暗的顺序是（ ）A.接通时，A1先达到最亮，断开时，A1后暗B.接通时，A2先达到最亮，断开时，A2后暗C.接通时，A1先达到最亮，断开时，A2先暗D.接通时，A2先达到最亮，断开时，A2先暗二、计算题（本题共2小题，共30分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位）11.（2009全国）（15分）如图，匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里，大小随时间的变化率B/t=k,k为负的常量.用电阻率为、横截面积为S的硬导线做成一边长为l的方框.将方框固定于纸面内，其右半部位于磁场区域中.求:（1）导线中感应电流的大小. （2）磁场对方框作用力的大小随时间的变化率.12.(15分)如图所示，平行导轨置于磁感应强度为B的匀强磁场中（方向垂直于纸面向里），间距为L，左端电阻为R,其余电阻不计，导轨右端接一电容为C的电容器.现有一长2L的金属棒ab放在导轨上，ab以a为轴顺时针以角速度转过90的过程中，通过R的电荷量为多少？法拉第电磁感应定律自感和涡流1.解析：由产生感应电动势的条件可知，回路中磁通量发生变化才能产生感应电动势，图中穿过回路的磁通量是一恒定值，所以回路中不产生感应电动势，选项A错误；图中穿过闭合回路的磁通量随时间t均匀变化，即/t是一恒量，由法拉第电磁感应定律产生的感应电动势与磁通量变化率成正比，可知回路产生的感应电动势是一恒定值，选项B错误；图中穿过回路的磁通量在0t1时间内的变化率/t大于在t1t2时间内的变化率，所以回路在0t1时间内产生的感应电动势大于在t1t2时间内产生的感应电动势，选项C错误；图中穿过回路的磁通量变化率/t先变小后变大，所以回路产生的感应电动势先变小再变大，选项D正确.答案：D2.解析：长直导线中的电流变化情况与线框abcd中的磁场变化情况相同，由楞次定律可判定线框中的电流始终沿顺时针方向；又因长直导线中的电流变化率先增大后减小，故线框中的磁感应强度的变化率先增大后减小，由E/t=BtS，可判定感应电动势先增大后减小，即感应电流先增大后减小，B项正确.答案:B3.解析：在闭合电路进入磁场的过程中，通过闭合电路的磁通量逐渐增大，根据楞次定律可知感应电流的方向为逆时针方向不变，A正确.根据左手定则可以判断，CD段受安培力向下，B错误.当半圆闭合回路进入磁场一半时，即这时等效长度最大为a，这时感应电动势最大E=Bav，C正确.感应电动势平均值E/t=B（1/2）a2/（2a/v）=（1/4）Bav,D正确.答案为B.答案:B4.解析：铜盘在转动的过程中产生恒定的电流I=BL2/2R,A错误，B错误；由右手定则可知铜盘在转动的过程中产生恒定的电流从b导线流进灯泡，再从a流向旋转的铜盘，C正确；若将匀强磁场改为仍然垂直穿过铜盘的按正弦规律变化的磁场，不转动铜盘时闭合回路磁通量不发生变化，灯泡中没有电流流过，D错误.答案：C5.解析：由感应电流产生的条件可知，线框只有一条竖直边在磁场中时，穿过线框的磁通量才是变化的，回路中才有感应电流，因为线圈运动速度恒定，所以感应电动势、感应电流大小是恒定的，由此可知答案为C.答案：C6.解析：由楞次定律可知UaUb，又根据E=n/t=5080.01/（40.1 V）=10 V.选项B正确.答案：B7.解析：由题意可知K闭合时传感器上的示数变为原来的一半，说明上极板带负电，所受的电场力为F=qE=mg/2，因此两极板之间的电势差为U=Ed=mgd/2q，再根据法拉第电磁感应定律有U=n/t，由此可解得/t=mgd/2nq.答案：B8.解析：磁感应强度以B=B0+Kt(K0)随时间变化，由法拉第电磁感应定律E=/t=SB/t=KS,而SL2/4,经时间t电容器P板所带电荷量Q=EC=KL2C/4;由楞次定律可知电容器P板带负电，故选项D正确.答案：D9.解析：断开开关瞬间，流过R的电流大小等于断开开关前线圈中的电流，方向与R中原来的电流方向相反，由于线圈的直流电阻可能大于R，也可能小于R，故断开开关前，线圈中电流可能小于R中的电流，也可能大于R中的电流.、正确.故选项B正确.答案：B10.解析：当电流发生变化时，线圈电路中将产生自感电动势，自感电动势起阻碍电流变化的作用在K接通时，线圈中将产生自感电动势，从而使通过线圈L的电流只能从零逐渐地增大等效地看，在K接通时相当于L表现为很大的电阻，故A1先达到最亮当K切断的瞬间，通过A2和R的电流立即消失，而在线圈L中将产生阻碍电流减小的自感电动势，线圈L与A1组成闭合电路，通过A1的电流强度与通过L的电流强度相等，所以A1后暗.选项A正确答案:A11. 解析：(1)线框中产生的感应电动势E=/t=BS/t=（1/2）l2k, 在线框产生的感应电流I=E/R R=4l/S, 联立得I=klS/8.(2)导线框所受磁场力的大小为FBIl,它随时间的变化率为F/t=IlB/t,由以上各式联立可得F/t=k2l2S/8.12.解析：设ab棒以a为轴旋转到b端刚脱离导轨的过程中，通过R的电荷量为Q1.根据法拉第电磁感应定律和闭合电路的欧姆定律得E=/t=BS/t,I=E/R=BS/Rt,S=（1/2）LL=（/2）L2,由电流定义I=Q/t,得Q1=/R=L2