题目列表(包括答案和解析)
1.(★★★★)在如图14-1电路中,电键S1、S2、S3、S4均闭合.C是极板水平放置的平行板电容器,板间悬浮着一油滴P,断开哪一个电键后P会向下运动
A.S1 B.S2 C.S3 D.S4
图14-1 图14-2
6.(★★★★★)在磁感应强度为B=0.4 T的匀强磁场中放一个半径r0=50 cm的圆形导轨,上面搁有互相垂直的两根导体棒,一起以角速度ω=103 rad/s逆时针匀速转动.圆导轨边缘和两棒中央通过电刷与外电路连接,若每根导体棒的有效电阻为R0=0.8 Ω,外接电阻R=3.9 Ω,如所示,求:
(1)每半根导体棒产生的感应电动势.
(2)当电键S接通和断开时两电表示数(假定RV→∞,RA→0).
5.(★★★★)如图15-10所示,AB和CD是足够长的平行光滑导轨,其间距为l,导轨平面与水平面的夹角为θ.整个装置处在磁感应强度为B的,方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中.AC端连有电阻值为R的电阻.若将一质量M,垂直于导轨的金属棒EF在距BD端s处由静止释放,在EF棒滑至底端前会有加速和匀速两个运动阶段.今用大小为F,方向沿斜面向上的恒力把EF棒从BD位置由静止推至距BD端s处,突然撤去恒力F,棒EF最后又回到BD端.求:
(1)EF棒下滑过程中的最大速度.
(2)EF棒自BD端出发又回到BD端的整个过程中,有多少电能转化成了内能(金属棒、导轨的电阻均不计)?
4.(★★★★★)如图15-9所示,放在绝缘水平面上的两条平行金属导轨MN和PQ之间的宽度为l,置于磁感应强度值为B的匀强磁场中,B的方向垂直于导轨平面,导轨左端接有电阻为R,其他电阻不计,导轨右端接有电容为C的电容器,长为2l的金属棒ab放在导轨上与导轨垂直且接触良好,其a端绞链在导轨PQ上,现将棒以角速度ω绕a点沿水平导轨平面顺时针旋转90°角,求这个过程中通过R的总电量是多少?
3.(★★★★★)如图15-8所示,空间存在垂直于纸面的均匀磁场,在半径为a的圆形区域内、外,磁场方向相反,磁感应强度的大小均为B.一半径为b,电阻为R的圆形导线环放置在纸面内,其圆心与圆形区域的中心重合.在内、外磁场同时由B均匀地减小到零的过程中,通过导线截面的电量Q=_________.
变换物理模型,是将陌生的物理模型与熟悉的物理模型相比较,分析异同并从中挖掘其内在联系,从而建立起熟悉模型与未知现象之间相互关系的一种特殊解题方法.巧妙地运用“类同”变换,“类似”变换,“类异”变换,可使复杂、陌生、抽象的问题变成简单、熟悉、具体的题型,从而使问题大为简化.
解决电磁感应电路问题的关键就是借鉴或利用相似原型来启发理解和变换物理模型,即把电磁感应的问题等效转换成稳恒直流电路,把产生感应电动势的那部分导体等效为内电路.感应电动势的大小相当于电源电动势.其余部分相当于外电路,并画出等效电路图.此时,处理问题的方法与闭合电路求解基本一致,惟一要注意的是电磁感应现象中,有时导体两端有电压,但没有电流流过,这类似电源两端有电势差但没有接入电路时,电流为零.
●歼灭难点训练
1.(★★★★)在方向水平的、磁感应强度为0.5 T的匀强磁场中,有两根竖直放置的导体轨道cd、ef,其宽度为1 m,其下端与电动势为12 V、内电阻为1 Ω的电源相接,质量为0.1 kg的金属棒MN的两端套在导轨上可沿导轨无摩擦地滑动,如图15-6所示,除电源内阻外,其他一切电阻不计,g=10 m/s2,从S闭合直到金属棒做匀速直线运动的过程中
A.电源所做的功等于金属棒重力势能的增加
B.电源所做的功等于电源内阻产生的焦耳热
C.匀速运动时速度为20 m/s
D.匀速运动时电路中的电流强度大小是2 A
2.(★★★★)两根光滑的金属导轨,平行放置在倾角为θ的斜面上,导轨的左端接有电阻R,导轨自身的电阻可忽略不计.斜面处在匀强磁场中,磁场方向垂直于斜面向上.质量为m、电阻可不计的金属棒ab,在沿着斜面与棒垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上滑,并上升h高度.如图15-7所示,在这过程中
A.作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于零
B.作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于mgh与电阻R上发出的焦耳热之和
C.恒力F与安培力的合力所做的功等于零
D.恒力F与重力的合力所做的功等于电阻R上发出的焦耳热
对电磁感应电路的考查命题,常以学科内综合题目呈现,涉及电磁感应定律、直流电路、功、动能定理、能量转化与守恒等多个知识点,突出考查考生理解能力、分析综合能力,尤其从实际问题中抽象概括构建物理模型的创新能力.
7.(★★★★)(2001年科研,7)2000年底,我国宣布已研制成功一辆高温超导磁悬浮高速列车的模型车,该车的车速已达到每小时500千米,可载5人.如图16-12所示就是磁悬浮的原理,图中A是圆柱形磁铁,B是用高温超导材料制成的超导圆环.将超导圆环B水平放在磁铁A上,它就能在磁力的作用下悬浮在磁铁A上方的空中
A.在B放入磁场的过程中,B中将产生感应电流.当稳定后,感应电流消失
B.在B放入磁场的过程中,B中将产生感应电流.当稳定后,感应电流仍存在
C.如A的N极朝上,B中感应电流的方向如图中所示
D.如A的N极朝上,B中感应电流的方向与图中所示的相反
6.(★★★★)如图16-11所示,光滑平行的两导轨水平放置,两根导体棒ab和cd平行地跨放在导轨上形成一个闭合回路,当一条形磁铁从回路正上方迅速插入回路时,导体ab和cd的运动情况
A.互相远离 B.相互靠拢
C.都不动 D.都向右运动
图16-11 图16-12
5.(★★★★)如图16-10所示,A、B为大小形状均相同且内壁光滑,但用不同材料制成的圆管,竖直固定在相同高度.两个相同的磁性小球,同时从A、B管上端管口无初速释放,穿过A管的小球比穿过B管的小球先落到地面.下面对于两管的描述中可能正确的是
A.A管是用塑料制成的,B管是用铜制成的
B.A管是用铝制成的,B管是用胶木制成的
C.A管是用胶木制成的,B管是用塑料制成的
D.A管是用胶木制成的,B管是用铝制成的
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