题目列表(包括答案和解析)
7.如图所示,在竖直方向的磁感应强度为B的匀强磁场中,金属框架ABC固定在水平面内,AB与BC间夹角为θ,光滑导体棒DE在框架上从B点开始在外力作用下以速度v向右匀速运动,导体棒与框架足够长且构成等腰三角形电路.若框架与导体棒单位长度的电阻均为R,导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触,下列关于电路中电流大小I与时间t,消耗的电功率P与水平移动的距离x变化规律的图象中正确的分别是 ( )
[答案] AD
[解析] 由题意可知,切割磁感线的导体棒的有效长度L=2vt·tan=2xtan,所以它产生的感应电动势与x(vt)成正比;而整个电路的有效电阻R也与x(vt)成正比.所以感应电流为一定值,A正确.电流一定,消耗的电功率与电路电阻成正比,即与x成正比,D正确.
6.(2009·宁夏银川模拟)在右图所示的电路中,两个灵敏电流表和的零点都在刻度盘中央,当电流从“+”接线柱流入时,指针向右摆;电流从“-”接线柱流入时,指针向左摆.在电路接通后再断开的瞬间,下列说法中符合实际情况的是 ( )
A.表指针向左摆,表指针向右摆
B.表指针向右摆,表指针向左摆
C. 、表的指针都向左摆
D. 、表的指针都向右摆
[答案] B
[解析] 电路接通后线圈中电流方向向右,当电路断开时,线圈中电流减小,产生与原方向相同的自感电动势,与和电阻组成闭合回路,所以中电流方向向右,中电流方向向左,即指针向右摆,指针向左摆.
5.(2009·南通中学第二次质检)如图所示,在水平桌面上放置两根相距L的光滑平行金属导轨ab与cd,阻值为R的电阻与导轨的a、c端相连.金属滑杆MN垂直于导轨并可在导轨上滑动.整个装置放于匀强磁场中,磁场的方向竖直向上,磁感应强度的大小为B.金属滑杆与导轨电阻不计,金属滑杆的中点系一不可伸长的轻绳,绳绕过固定在某边的光滑轻滑轮后,与一质量为m的物块相连,拉金属滑杆的绳处于水平拉直状态.现若从静止开始释放物块,用I表示回路中的感应电流,g表示重力加速度,则在物块下落过程中物块的速度可能 ( )
A.小于 B.等于
C.小于 D.大于
[答案] ABC
[解析] MN的最大速度就是安培力等于重力时对应的速度,即BIL=mg,B2L2v/R=mg,v=,故A、B正确.又I=,v=,C正确D错误.
4.(2009·湖南长沙二中质检)如图所示,均匀的长方形金属框从匀强磁场中以匀速v拉出,它的两边固定有带金属滑轮的导电结构,金属框向右运动时能总是与两边良好接触,电阻不可忽略.一理想电压表跨接在PQ两导电结构上,在金属框匀速向右拉出的过程中,电压表的读数:(金属框的长为a,宽为b,磁感应强度为B) ( )
A.恒定不变,读数为Bbv B.恒定不变,读数为Bav
C.读数变大 D.读数变小
[答案] C
[解析] 切割磁感线的边长不变,可外电路的电阻变大,电路电流变小,路端电压变大,电压表示数变大.
3.吉他以其独特的魅力吸引了众多音乐爱好者,然而吉他有许多种,不同吉他的工作原理是不同的.电吉他与普通吉他不同的地方是它的每一根琴弦下面安装了一种叫做拾音器的装置,能将琴弦的振动转化为电信号,电信号经扩音器放大,再经过扬声器就能播出优美音乐声.如图是拾音器的结构示意图,多匝线圈置于永久磁铁与钢制的琴弦(电吉他不能使用尼龙弦)之间,当弦沿着线圈振动时,线圈中就会产生感应电流.关于感应电流,以下说法正确的是 ( )
A.琴弦振动时,线圈中产生的感应电流是恒定的
B.琴弦振动时,线圈中产生的感应电流大小变化,方向不变
C.琴弦振动时,线圈中产生的感应电流大小不变,方向变化
D.琴弦振动时,线圈中产生的感应电流大小和方向都会发生变化
[答案] D
[解析] 由于琴弦在振动,在线圈中的磁通量发生不均匀的变化,时快时慢,线圈中产生的感应电流的大小和方向都要发生变化,故D对.
2.在日光灯电路中接有启动器、镇流器和日光灯管,下列说法中正确的是( )
A.日光灯点燃后,镇流器、启动器都不起作用
B.镇流器在点燃灯管时产生瞬时高压,点燃后起降压限流作用
C.日光灯点亮后,启动器不再起作用,可以将启动器去掉
D.日光灯点亮后,使镇流器短路,日光仍灯能正常发光,并能降低对电能的消耗
[答案] BC
[解析] 日光灯工作时都要经过预热、启动和正常工作三个不同的阶段,它们的工作电流通路如下图所示:
在启动阶段镇流器与启动器配合产生瞬间高压.工作后,电流由灯管经镇流器,不再流过启动器,故启动后启动器不再工作,而镇流器还要起降压限流作用,不能去掉,故选B、C.
1.下列说法正确的是 ( )
A.线圈中磁通量变化越大,线圈中产生的感应电动势一定越大
B.线圈中的磁通量越大,线圈中产生的感应电动势一定越大
C.线圈处在磁场越强的位置,线圈中产生的感应电动势一定越大
D.线圈中磁通量变化得越快,线圈中产生的感应电动势越大
[答案] D
[解析] 对于A、B两项显然违背前面所述,对于C项,磁感应强度越大的线圈的磁通量不一定大,Φ不一定大,ΔΦ也不一定大,更不一定大,故C错,只有D项,磁通量变化得快,即大,由于E=n可知,选项D正确.
13.如图甲所示,平行导轨水平放置固定在磁感应强度为1T的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨所在平面,导轨一端跨接阻值为R=1Ω的定值电阻,质量为0.2kg的金属棒MN可沿水平导轨滑动(其他电阻不计),导轨与棒间的动摩擦因数为0.5,用电动机D牵引MN从
静止开始运动,其运动的位移-时间图象如图乙所示,此后,电压表和电流表示数恒为7V和1A,电动机内阻为1Ω,g取10m/s2.求
(1)匀强磁场的宽度;
(2)金属棒在变速运动过程中R上产生的焦耳热.
[答案] (1)1m (2)2.6J
[解析] (1)由s-t图象看出,金属棒经过1s向右移动s=1.0m时获得稳定速度v,v==m/s=2m/s,设此时绳对棒的拉力为FT,棒所受安培力为F,则
FT-μmg-F=0,F=I1LB,I1=,E=BLv
此时绳拉力的功率PT与电动机的输出功率相等,即
FTv=IU-I2r,联立以上各式得L=1m
(2)由能量守恒定律得(IU-I2r)t=μmgs+mv2+Q
代入数据得Q=4.6J
12.(2009·北京一模)如图(甲)所示,abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框,金属线框的质量为m,电阻为R,在金属线框的下方有一匀强磁场区,MN和M′N′是匀强磁场区域的水平边界,并与线框的bc边平行,磁场方向与线框平面垂直,现金属线框由距MN的某一高度从静止开始下落,图(乙)是金属线框由开始下落到完全穿过匀强磁场区域瞬间的速度-时间图象,图象中坐标轴上所标出的字母均为已知量,求:
(1)金属线框的边长;
(2)磁场的磁感应强度大小;
(3)金属线框在整个下落过程中所产生的热量.
[答案] (1)v1(t2-t1) (2)
(3)2mgv1(t2-t1)+m(v-v)
[解析] (1)金属线框进入磁场过程中做匀速直线运动,速度为v1,运动时间为t2-t1,所以金属线框的边长为L=v1(t2-t1).
(2)在金属线框进入磁场的过程中,金属线框所受安培力等于重力mg=BIL I=
∴B=.
(3)金属线框进入磁场过程中产生热量Q1,出磁场时产生热量Q2
Q1=mgL Q2=mgL+
∴Q总=Q1+Q2=2mgv1(t2-t1)+m(v-v)
11.(2010·潍坊)如图甲所示,平行金属导轨竖直放置,导轨间距为L=1m,上端接有电阻R1=3Ω,下端接有电阻R2=6Ω,虚线OO′下方是垂直于导轨平面的匀强磁场.现将质量m=0.1kg、电阻不计的金属杆ab,从OO′上方某处垂直导轨由静止释放,杆下落0.2m过程中始终与导轨保持良好接触,加速度a与下落距离h的关系图象如图乙所示.求:
(1)磁感应强度B;
(2)杆下落0.2m过程中通过电阻R2的电荷量q.
[答案] (1)2T (2)0.05C
[解析] (1)由图象知,杆自由下落距离是0.05m,当地重力加速度g=10m/s2,则杆进入磁场时的速度v==1m/s①
由图象知,杆进入磁场时加速度a=-g=-10m/s2②
由牛顿第二定律得mg-F安=ma③
回路中的电动势E=BLv④
杆中的电流I=⑤
R并=⑥
F安=BIL=⑦
得B==2T⑧
(2)杆在磁场中运动产生的平均感应电动势=⑨
杆中的平均电流=⑩
通过杆的电荷量Q=·Δt⑪
通过R2的电量q=Q=0.05C⑫
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