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河南省洛阳市东方外国语学校高中部2015-2016学年高二上学期月考物理试卷(12月份)


河南省洛阳市东方外国语学校高中部 2015-2016 学年高二(上) 月考物理试卷(12 月份)
一、选择题(本大题共 12 小题,每小题 4 分,共 48 分.每小题至少一个答案正确) 1.在物理学发展过程中,观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用.下列叙 述不符合史实的是( ) A.奥斯特在实验中观察到电流的磁效应,该效应揭示了电和磁之间存在联系 B.安培

根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性,提出了分子电流假说 C.法拉第在实验中观察到,在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中,会出现感应 电流 D.楞次在分析了许多实验事实后提出,感应电流应具有这样的方向,即感应电流的磁场总 要阻碍引起感应电流的磁通量的变化 2.如图所示,绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和开关组成一闭合回路,在铁芯的右 端套有一个表面绝缘的铜环 a,下列各种情况铜环 a 中不产生感应电流的是( )

A.线圈中通以恒定的电流 B.通电时,使变阻器的滑片 P 匀速移动 C.通电时,使变阻器的滑片 P 加速移动 D.将开关突然断开的瞬间 3.如图所示,当导线棒 MN 在外力作用下沿导轨向右运动时,流过 R 的电流方向是( )

A.由 A→B B.由 B→A C.无感应电流

D.无法确定

4.如图所示,一水平放置的圆形通电线圈 1 固定,另一较小的圆形线圈 2 从 1 的正上方下 落,在下落过程中两线圈平面始终保持平行且共轴,则在线圈 2 从正上方下落至 l 的正下方 过程中,从上往下看,线圈 2 中的感应电流应为( )

A.无感应电流 B.有顺时针方向的感应电流 C.先是顺时针方向,后是逆时针方向的感应电流 D.先是逆时针方向,后是顺时针方向的感应电流 5. 一环形线圈放在匀强磁场中, 设在第 1s 内磁场方向垂直于线圈平面向里, 如图甲所示. 若 磁感强度 B 随时间 t 的变化关系如图乙所示,那么在第 2s 内,线圈中感应电流的大小和方 向( )

A.大小恒定,逆时针方向 B.大小恒定,顺时针方向 C.大小逐渐增加,顺时针方向? D.大小逐渐减小,逆时针方向 6.如图所示,闭合线圈 abcd 在磁场中运动到如图所示位置时,ab 边受到的磁场力竖直向 上,此线圈的运动情况可能是( )

A.向右进入磁场 B.向左移出磁场 C.以 ab 为轴转动

D.以 cd 为轴转动

7.如图所示,一个有界匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向外.一个矩形闭合导线框 abcd, 沿纸面由位置 1(左)匀速运动到位置 2(右) .则( )

A.导线框进入磁场时,感应电流方向为 a→b→c→d→a B.导线框离开磁场时,感应电流方向为 a→d→c→b→a C.导线框离开磁场时,受到的安培力方向水平向右 D.导线框进入磁场时.受到的安培力方向水平向左 8.对于如图所示的电流 i 随时间 t 作周期性变化的图象,下列说法中正确的是( )

A.电流大小变化,方向不变,是直流电 B.电流大小、方向都变化,是交流电 C.电流最大值为 0.2A,周期为 0.01s

D.电流大小变化,方向不变,不是直流电,是交流电 9. 面积为 S 的矩形线圈在磁感应强度为 B 的匀强磁场中, 从中性面起以角速度 ω 匀速转动, 在 t 时刻线圈磁通量的瞬时值为( ) A.BS B.BScosωt C.BSsinωt D.

10. 一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动, 产生交流电的图象如图所示, 由图可以知道 (



A.0.01s 时刻线圈处于中性面位置 B.0.01s 时刻穿过线圈的磁通量为零 C.该交流电流有效值为 2A D.该交流电流频率为 50Hz 11.如图所示,一电子以初速度 v 沿与金属板平行方向飞入 MN 极板间,突然发现电子向 M 板偏转,若不考虑磁场对电子运动方向的影响,则产生这一现象的原因可能是( )

A.开关 S 闭合瞬间 B.开关 S 由闭合后断开瞬间 C.开关 S 是闭合的,变阻器滑片 P 向右迅速滑动 D.开关 S 是闭合的,变阻器滑片 P 向左迅速滑动 12.如图所示电路中,L 为自感系数很大的电感线圈,其直流电阻不计,A、B 为两相同灯 泡,则下列说法不正确的是( )

A.合上 S 的瞬间,A、B 同时亮 B.合上 S 的瞬间,A 先亮,B 后亮 C.合上 S 后,A 逐渐变得更亮,B 逐渐变暗直至熄灭 D.断开 S 时,A 立即熄灭,B 重新亮随后逐渐熄灭

二、填空题(每空 2 分,共 14 分) 13.匀强磁场的磁感应强度为 B,方向垂直纸面向里,导体棒 ab 长为 L,垂直磁场放置, ab 棒以 a 端为轴在纸面内以角速度 ω 匀速转动(如图所示) ,则 a、b 两端的电势差 为 , 端电势高.

14.如图所示是一演示实验的电路图.图中 L 是一带铁芯的线圈,A 是一灯泡.起初,开 关处于闭合状态,电路是接通的.现将开关断开,则在开关断开的瞬间,通过灯泡 A 的电 流方向是 .这个实验是用来演示 现象的.

15.当线圈平面位于中性面时,线圈中的磁通量 (选择“最大”或“最小”) ,线 圈中的电流 (选择“有”或“无”) ,且线圈平面经过中性面时, 就 发生改变,故线圈转动一周电流方向改变 次.

三、计算题(本大题共 3 小题,共 38 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) 16.如图(a)所示,一个 500 匝的线圈的两端跟 R=99Ω 的电阻相连接,置于竖直向下的匀 2 强磁场中,线圈的横截面积是 20cm ,电阻为 1Ω,磁场的磁感应强度随时间变化的图象如 图(b)所示.求磁场变化过程中通过电阻 R 的电流为多大.

17.如图所示,水平面上有两根相距 0.5m 的足够长的平行金属导轨 MN 和 PQ,它们的电 阻可忽略不计, 在 M 和 P 之间接有阻值为 R 的定值电阻. 导体棒 ab 长 l=0.5m, 其电阻为 r,

与导轨接触良好.整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度 B=0.4T.现使 ab 以 v=10m/s 的速度向右做匀速运动.求: (1)ab 中的感应电动势多大? (2)若定值电阻 R=3.0Ω,导体棒的电阻 r=1.0Ω,则电路中的电流多大?ab 两端的电压多 大? (3)导体棒 ab 所受的安培力多大?方向如何?

18.一台发电机产生的按正弦规律变化的电动势的峰值为 400V,线圈匀速转动的角速度为 314rad/s, (1)试写出电动势瞬时值的表达式. (2)如果该发电机的外电路只有电阻元件,闭合电路的总电阻为 2 000Ω,则电路中电流的 峰值为多少?电流的瞬时值表达式怎样?

2015-2016 学年河南省洛阳市东方外国语学校高中部高 二(上)月考物理试卷(12 月份)
参考答案与试题解析

一、选择题(本大题共 12 小题,每小题 4 分,共 48 分.每小题至少一个答案正确) 1.在物理学发展过程中,观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用.下列叙 述不符合史实的是( ) A.奥斯特在实验中观察到电流的磁效应,该效应揭示了电和磁之间存在联系 B.安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性,提出了分子电流假说 C.法拉第在实验中观察到,在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中,会出现感应 电流 D.楞次在分析了许多实验事实后提出,感应电流应具有这样的方向,即感应电流的磁场总 要阻碍引起感应电流的磁通量的变化 【考点】物理学史. 【分析】对于物理中的重大发现、重要规律、原理,要明确其发现者和提出者,了解所涉及 伟大科学家的重要成就. 【解答】解: A、1820 年,丹麦物理学家奥斯特在实验中观察到电流的磁效应,揭示了电和磁之间存在联 系,符合史实.故 A 正确. B、安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性,提出了分子电流假说,很好地 解释了软铁磁化现象,符合史实.故 B 正确. C、法拉第在实验中观察到,在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中,不会出现感 应电流.故 C 错误. D、楞次在分析了许多实验事实后提出楞次定律,即感应电流应具有这样的方向,感应电流 的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化.故 D 正确. 本题选不符合史实的,故选:C 【点评】本题关键要记住力学和电学的一些常见的物理学史,需要学生平时加强积累. 2.如图所示,绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和开关组成一闭合回路,在铁芯的右 端套有一个表面绝缘的铜环 a,下列各种情况铜环 a 中不产生感应电流的是( )

A.线圈中通以恒定的电流 B.通电时,使变阻器的滑片 P 匀速移动 C.通电时,使变阻器的滑片 P 加速移动 D.将开关突然断开的瞬间 【考点】感应电流的产生条件.

【分析】 感应电流产生的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化. 根据这个条件分析判断有 没有感应电流产生. 【解答】解: A、线圈中通以恒定的电流时,线圈产生稳恒的磁场,穿过铜环 A 的磁通量不变,没有感应 电流产生.故 A 错误. B、通电时,使变阻器的滑片 P 作匀速滑动时,变阻器接入电路的电阻变化,回路中电流变 化,线圈产生的磁场变化,穿过铜环 A 磁通量变化,产生感应电流,故 B 正确. C、通电时,使变阻器的滑片 P 作加速滑动时,变阻器接入电路的电阻变化,回路中电流变 化,线圈产生的磁场变化,穿过铜环 A 磁通量变化,产生感应电流.故 C 正确. D、 将电键突然断开的瞬间, 线圈产生的磁场从有到无消失, 穿过穿过铜环 A 的磁通量减小, 产生感应电流.故 D 正确. 本题选择不产生感应电流的,故选:A. 【点评】产生感应电流的条件细分有两个:一是电路要闭合;二是磁通量要发生变化,注意 有磁通量与磁通量变化的区别. 3.如图所示,当导线棒 MN 在外力作用下沿导轨向右运动时,流过 R 的电流方向是( )

A.由 A→B B.由 B→A C.无感应电流 D.无法确定 【考点】右手定则. 【专题】电磁感应与电路结合. 【分析】 右手定则的: 右手平展, 使大拇指与其余四指垂直, 并且都跟手掌在一个平面内. 磁 感线垂直进入手心,大拇指指向导线运动方向,则四指所指方向为导线中感应电流的方向. 【解答】解:导线棒 MN 在外力作用下沿导轨向右运动而切割磁感线产生感应电流,根据 右手定则可以判定感应电流的方向为由 A→B. 故 A 正确. 故选 A. 【点评】 本题考查了右手定则, 只要是导体切割磁感线而产生感应电流就可以利用右手定则 判定感应电流的方向. 4.如图所示,一水平放置的圆形通电线圈 1 固定,另一较小的圆形线圈 2 从 1 的正上方下 落,在下落过程中两线圈平面始终保持平行且共轴,则在线圈 2 从正上方下落至 l 的正下方 过程中,从上往下看,线圈 2 中的感应电流应为( )

A.无感应电流 B.有顺时针方向的感应电流 C.先是顺时针方向,后是逆时针方向的感应电流

D.先是逆时针方向,后是顺时针方向的感应电流 【考点】法拉第电磁感应定律;楞次定律. 【专题】电磁感应与电路结合. 【分析】 根据安培定则判断线圈 1 产生的磁场方向. 在线圈 2 从正上方落至 1 的正下方过程 中,分析穿过线圈 2 的磁通量的变化情况和磁场方向,根据楞次定律判断感应电流方向. 【解答】解:根据安培定则判断可知,线圈 1 产生的磁场方向向上.当线圈 2 靠近线圈 1 时,穿过线圈 2 的磁通量增加,根据楞次定律可知,线圈 2 中产生顺时针方向的电流;当线 圈 2 远离线圈 1 时,穿过线圈 2 的磁通量减小,根据楞次定律可知,线圈 2 中产生逆时针方 向的电流. 所以线圈 2 中感应电流的方向先是顺时针方向, 后是逆时针方向. 故 C 正确, A、 B、D 错误. 故选:C. 【点评】楞次定律是关于感应电流方向的普遍规律,运用时关键明确两个条件:一是原磁场 的方向,二是磁通量的变化情况. 5. 一环形线圈放在匀强磁场中, 设在第 1s 内磁场方向垂直于线圈平面向里, 如图甲所示. 若 磁感强度 B 随时间 t 的变化关系如图乙所示,那么在第 2s 内,线圈中感应电流的大小和方 向( )

A.大小恒定,逆时针方向 B.大小恒定,顺时针方向 C.大小逐渐增加,顺时针方向? D.大小逐渐减小,逆时针方向 【考点】法拉第电磁感应定律;楞次定律. 【专题】电磁感应与电路结合. 【分析】变化的磁场产生电磁,均匀变化的磁场产生恒定的电磁,根据楞次定律判断出感应 电流的方向. 【解答】解:由题意可知,第 1s 内磁场方向垂直于线圈平面向里,则在第 2s 内,磁场的方 向垂直于纸面向外,且均匀减小,所以产生恒定的电流,根据楞次定律,感应电流的方向为 逆时针方向,所以 A 正确,BCD 错误. 故选:A 【点评】 解决本题的关键掌握楞次定律判断感应电流的方向, 注意磁场的方向与大小的变化. 6.如图所示,闭合线圈 abcd 在磁场中运动到如图所示位置时,ab 边受到的磁场力竖直向 上,此线圈的运动情况可能是( )

A.向右进入磁场 B.向左移出磁场 C.以 ab 为轴转动 D.以 cd 为轴转动 【考点】导体切割磁感线时的感应电动势;安培力;左手定则.

【分析】由题意知,ab 边受到的磁场力的方向竖直向上,根据左手定则判断出 ab 边中感应 电流的方向,再由右手定则判断 abcd 的运动情况. 【解答】解:A、B 据题,ab 边受到的磁场力的方向竖直向上,根据左手定则判断出 ab 边 中感应电流的方向为 a→b,再由右手定则判断可知,abcd 的运动情况是向左平动.故 A 错 误,B 正确. C、D 以 ab 为轴转动或以 cd 为轴转动时,穿过线圈的磁通量减小,根据楞次定律判断可知, 线圈中产生的感应电流方向沿 abcda,ab 边所受的磁场力方向竖直向上,故 CD 正确. 故选:BCD 【点评】本题是右手定则、左手定则和楞次定律的综合应用.在电磁感应现象中,常常右手 定则、安培定则和左手定则会结合应用,要明确三个定则应用的条件,不能混淆. 7.如图所示,一个有界匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向外.一个矩形闭合导线框 abcd, 沿纸面由位置 1(左)匀速运动到位置 2(右) .则( )

A.导线框进入磁场时,感应电流方向为 a→b→c→d→a B.导线框离开磁场时,感应电流方向为 a→d→c→b→a C.导线框离开磁场时,受到的安培力方向水平向右 D.导线框进入磁场时.受到的安培力方向水平向左 【考点】右手定则. 【分析】线框进入时 bc 边切割磁感线,出来时 ad 边切割磁感线,因此根据右手定则可以判 断出电流方向,注意完全进入时,磁通量不变,无感应电流产生;然后根据左手定则判断安 培力方向.也可以利用楞次定律直接判断电流和受力方向. 【解答】解:线框进入磁场时,磁通量增大,因此感应电流形成磁场方向向里,由安培定则 可知感应电流方向为 a→d→c→b→a,安培力方向水平向左, 同理线框离开磁场时,电流方向为 a→b→c→d→a,安培力方向水平向左,故 ABC 错误,D 正确. 故选:D. 【点评】 本题可以利用楞次定律直接判断电流和受力方向, 也可以利用右手定则先判断电流 向,然后利用左手定则判断受力方向. 8.对于如图所示的电流 i 随时间 t 作周期性变化的图象,下列说法中正确的是( )

A.电流大小变化,方向不变,是直流电 B.电流大小、方向都变化,是交流电 C.电流最大值为 0.2A,周期为 0.01s D.电流大小变化,方向不变,不是直流电,是交流电 【考点】交变电流.

【分析】 电流的大小和方向都随时间成周期性变化的电流为交流电, 由图象可以看出电流的 最大值和周期. 【解答】解:由图象可知:电流的大小变化,方向始终为正,不发生变化变,所以是直流电, 电流最大值为 0.2A,周期为 0.01s,所以 AC 正确,BD 错误. 故选 AC 【点评】 本题主要考查了交流电的定义以及读图的能力, 要求同学们能根据图象读出有效信 息,难度不大,属于基础题. 9. 面积为 S 的矩形线圈在磁感应强度为 B 的匀强磁场中, 从中性面起以角速度 ω 匀速转动, 在 t 时刻线圈磁通量的瞬时值为( ) A.BS B.BScosωt C.BSsinωt D.

【考点】交流发电机及其产生正弦式电流的原理;正弦式电流的图象和三角函数表达式. 【专题】交流电专题. 【分析】首先从中性面开始转动,初始位置磁通量最大,故可知磁通量为余弦式变化. 【解答】解:由初始磁通量为最大可知,磁通量表达式为:?=BScosωt,故 ACD 错误,B 正确. 故选:B. 【点评】 解决本题的关键掌握线圈转动初始位置及对应的特点, 这个表达式取决于其初始位 置. 10. 一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动, 产生交流电的图象如图所示, 由图可以知道 ( )

A.0.01s 时刻线圈处于中性面位置 B.0.01s 时刻穿过线圈的磁通量为零 C.该交流电流有效值为 2A D.该交流电流频率为 50Hz 【考点】正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率. 【专题】交流电专题. 【分析】由 i﹣t 图象可以读出电流的周期、最大值;当感应电动势最大时,线圈与中性面 垂直;当感应电动势最小时,线圈与中性面重合. 【解答】解:A、B、0.01s 时刻感应电流最大,感应电动势最大,故线圈与中性面垂直,磁 通量为零,故 A 错误,B 正确; C、该交流电流的最大值为 6.28A,故有效值为:I= D、该电流的周期为 0.04s,故频率 f= = 故选:B. ,故 C 错误;

=25Hz,故 D 错误;

【点评】本题关键是明确:当线圈位于中性面时,感应电动势最小,为零;当线圈与中性面 垂直时,感应电动势最大. 11.如图所示,一电子以初速度 v 沿与金属板平行方向飞入 MN 极板间,突然发现电子向 M 板偏转,若不考虑磁场对电子运动方向的影响,则产生这一现象的原因可能是( )

A.开关 S 闭合瞬间 B.开关 S 由闭合后断开瞬间 C.开关 S 是闭合的,变阻器滑片 P 向右迅速滑动 D.开关 S 是闭合的,变阻器滑片 P 向左迅速滑动 【考点】法拉第电磁感应定律;通电直导线和通电线圈周围磁场的方向. 【专题】电磁感应与电路结合. 【分析】 电子向 M 偏转, 与两金属板相连的线圈产生的感应电动势与 M 相连的一端电势高, 与 N 板相连的一端电势低,然后应用楞次定律分析答题. 【解答】解:电子向 M 板偏转,说明电子受到向左的电场力,两金属板间的电场由 M 指向 N,M 板电势高,N 板电势低,这说明:与两金属板相连的线圈产生的感应电动势:左端电 势高,与 N 板相连的右端电势低; A、开关 S 闭合瞬间,由安培定则可知,穿过线圈的磁通量向右增加,由楞次定律知在右侧 线圈中感应电流的磁场方向向左,产生左正右负的电动势,电子向 M 板偏振,A 正确; B、开关 S 由闭合后断开瞬瞬间,穿过线圈的磁通量减少,由楞次定律知在右侧线圈中产生 左负右正的电动势,电子向 N 板偏振,B 错误; C、开关 S 是闭合的,变阻器滑片 P 向右迅速滑动,变阻器接入电路的电阻增大,电流减小, 穿过线圈的磁通量减小,由楞次定律知在上线圈中产生左负右正的电动势,电子向 N 偏振, C 错误; D、开关 S 是闭合的,变阻器滑片 P 向左迅速滑动,滑动变阻器接入电路的阻值减小,电流 增大,穿过线圈的磁通量增大,由楞次定律知在上线圈中感应出左正右负的电动势,电子向 M 偏振,D 正确. 故选:AD. 【点评】根据电子偏转方向判断两金属板电势高低,判断出感应电动势电势方向,应用右手 定则与楞次定律即可正确解题. 12.如图所示电路中,L 为自感系数很大的电感线圈,其直流电阻不计,A、B 为两相同灯 泡,则下列说法不正确的是( )

A.合上 S 的瞬间,A、B 同时亮 B.合上 S 的瞬间,A 先亮,B 后亮 C.合上 S 后,A 逐渐变得更亮,B 逐渐变暗直至熄灭 D.断开 S 时,A 立即熄灭,B 重新亮随后逐渐熄灭 【考点】自感现象和自感系数. 【分析】闭合 S,A、B 同时亮,随着 L 中电流增大,线圈 L 直流电阻可忽略不计,分流作 用增大,B 灯逐渐被短路,总电阻减小,再由欧姆定律分析 B 灯亮度的变化. 断开 S,A 灯立即熄灭,线圈中的电流逐渐减小,根据楞次定律判断 B 灯亮度如何变化. 【解答】解: A、B、C 闭合 S 时,电源的电压同时加到两灯上,A、B 同时亮;随着 L 中电流增大,由 于线圈 L 直流电阻可忽略不计, 分流作用增大, B 逐渐被短路直到熄灭, 外电路总电阻减小, 总电流增大,A 灯变亮.故 AC 正确,B 错误. D、断开 S,A 立即熄灭,线圈 L 中电流减小,产生自感电动势,感应电流流过 B 灯,B 闪 亮一下后熄灭.故 D 正确. 故选:ACD 【点评】对于通电与断电的自感现象,它们是特殊的电磁感应现象,可楞次定律分析发生的 现象. 二、填空题(每空 2 分,共 14 分) 13.匀强磁场的磁感应强度为 B,方向垂直纸面向里,导体棒 ab 长为 L,垂直磁场放置, ab 棒以 a 端为轴在纸面内以角速度 ω 匀速转动(如图所示) ,则 a、b 两端的电势差为 BωL
2

, b 端电势高.

【考点】导体切割磁感线时的感应电动势;法拉第电磁感应定律;楞次定律. 【专题】电磁感应与电路结合. 【分析】根据转动切割产生的感应电动势公式求出 a、b 两端的电势差,根据右手定则判断 电势的高低. 【解答】解:ab 棒以 a 端为轴在纸面内以角速度 ω 匀速转动,则 a、b 两端的电势差 . 根据右手定则知,b 端电势高. 故答案为: BωL ,b.
2 2

【点评】解决本题的关键掌握转动切割产生的感应电动势公式 E= BωL ,会运用右手定则 判断电势的高低.

14.如图所示是一演示实验的电路图.图中 L 是一带铁芯的线圈,A 是一灯泡.起初,开 关处于闭合状态,电路是接通的.现将开关断开,则在开关断开的瞬间,通过灯泡 A 的电 流方向是 b 到 a .这个实验是用来演示 自感 现象的.

【考点】自感现象和自感系数. 【分析】线圈的特点是闭合时阻碍电流的增大,断开时产生一自感电动势相当于电源,与 A 组成闭合回路,L 的右端电势高. 【解答】解:在 S 断开前,自感线圈 L 中有向右的电流,断开 S 后瞬间,L 的电流要减小, 于是 L 中产生自感电动势,阻碍自身电流的减小,但电流还是逐渐减小为零.原来跟 L 并 联的灯泡 A,由于电源的断开,向右的电流会立即消失.但此时它却与 L 形成了串联的回 路,L 中维持的正在减弱的电流恰好从灯泡 A 中流过,方向由 b 到 a.因此,灯泡不会立即 熄灭,而是渐渐熄灭. 故答案为:b 到 a,自感 【点评】 做好本类题目的关键是弄清线圈与哪种电器相配, 结合线圈特点分析新组成的闭合 回路的电流流向. 15.当线圈平面位于中性面时,线圈中的磁通量 最大 (选择“最大”或“最小”) ,线圈中 的电流 无 (选择“有”或“无”) ,且线圈平面经过中性面时, 电流 就发生改变,故线 圈转动一周电流方向改变 2 次. 【考点】交流发电机及其产生正弦式电流的原理. 【专题】定性思想;推理法;交流电专题. 【分析】感应电动势方向即为感应电流方向.当线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流时, 线圈平面每经过中性面一次,感应电流与感应电动势方向均改变一次,转动一周,感应电流 方向改变两次,线圈平面经过中性面时磁通量最大,感应电流为零. 【解答】解:线圈平面经过中性面时磁通量最大,感应电流为零; 当线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流时, 线圈平面每经过中性面一次, 感应电流与感应 电动势方向均改变一次,转动一周,感应电流方向改变两次; 故答案为:最大; 无; 电流;2. 【点评】本题考查中性面特点:线圈平面每经过中性面一次,感应电流与感应电动势方向均 改变一次,转动一周,感应电流方向改变两次. 三、计算题(本大题共 3 小题,共 38 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) 16.如图(a)所示,一个 500 匝的线圈的两端跟 R=99Ω 的电阻相连接,置于竖直向下的匀 2 强磁场中,线圈的横截面积是 20cm ,电阻为 1Ω,磁场的磁感应强度随时间变化的图象如 图(b)所示.求磁场变化过程中通过电阻 R 的电流为多大.

【考点】法拉第电磁感应定律;闭合电路的欧姆定律. 【专题】电磁感应——功能问题. 【分析】 由图象 b 的斜率读出磁感应强度 B 的变化率 , 由法拉第电磁感应定律可求得线

圈中的感应电动势.由闭合电路欧姆定律可求得感应电流大小. 【解答】解:由图 b 知:感感应强度 B 均匀增加,其变化率不变,为: = T/s=10T/s

由法拉第电磁感应定律可得线圈中的感应电动势 E 为: E=n =n S=500×10×20×10 V=10V
﹣4

由闭合电路欧姆定律可得感应电流 I 大小为: I= = A=0.1A

答:磁场变化过程中通过电阻 R 的电流为 0.1A. 【点评】本题是感生电动势类型,关键要掌握法拉第电磁感应定律的表达式 E=n 结合闭合电路欧姆定律进行求解. 17.如图所示,水平面上有两根相距 0.5m 的足够长的平行金属导轨 MN 和 PQ,它们的电 阻可忽略不计, 在 M 和 P 之间接有阻值为 R 的定值电阻. 导体棒 ab 长 l=0.5m, 其电阻为 r, 与导轨接触良好.整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度 B=0.4T.现使 ab 以 v=10m/s 的速度向右做匀速运动.求: (1)ab 中的感应电动势多大? (2)若定值电阻 R=3.0Ω,导体棒的电阻 r=1.0Ω,则电路中的电流多大?ab 两端的电压多 大? (3)导体棒 ab 所受的安培力多大?方向如何? ,再

【考点】导体切割磁感线时的感应电动势;电势差. 【专题】电磁感应与电路结合. 【分析】 (1)由法拉第电磁感应定律 E=Blv,求解 ab 中的感应电动势. (2)由闭合电路欧姆定律 I= 求解电路中的电流,由欧姆定律求出 ab 两端的电压.

(3)导体棒 ab 所受的安培力 F=BIL,方向如何由左手定则判断. 【解答】解: (1)由法拉第电磁感应定律得: ab 中的感应电动势 E=Blv=0.4×0.5×10V=2V (2)由闭合电路欧姆定律得:I= = A=0.5A

ab 两端的电压即 R 的电压,则 Uab=IR=0.5×3V=1.5V (3)导体棒所受的安培力大小为 FA=BIl=0.4×0.5×0.5N=0.1N,方向向左. 答: (1)ab 中的感应电动势为 2V. (2)若定值电阻 R=3.0Ω,导体棒的电阻 r=1.0Ω,则电路中的电流为 0.5A,ab 两端的电压 为 1.5V. (3)导体棒 ab 所受的安培力为 0.1N,方向向左. 【点评】本题是电磁感应与电路知识、力学知识的综合,关键掌握法拉第电磁感应定律、欧 姆定律和安培力公式,要注意 ab 的电压是外电压,不是内电压. 18.一台发电机产生的按正弦规律变化的电动势的峰值为 400V,线圈匀速转动的角速度为 314rad/s, (1)试写出电动势瞬时值的表达式. (2)如果该发电机的外电路只有电阻元件,闭合电路的总电阻为 2 000Ω,则电路中电流的 峰值为多少?电流的瞬时值表达式怎样? 【考点】交流发电机及其产生正弦式电流的原理;正弦式电流的图象和三角函数表达式. 【专题】计算题;定量思想;推理法;交流电专题. 【分析】 (1)从中性面开始计算时,线圈中产生正弦式交变电流,表达式为 e=Emsinωt,其 中感应电动势的最大值为 Em,角频率为 ω. (2)再由欧姆定律求解电流的瞬时值表达式. 【解答】解: (1)由交流电的变化规律可推知,从中性面开始计算时,线圈中电动势的瞬时 表达式为: e=Emsinωt=400sin314t V; (2)总电阻为 2000Ω,电路中电流的峰值为:Im= =0.2A;

根据闭合电路欧姆定律得:电流瞬时值的表达式:i=Imsin314t=0.2sin314t A; 答: (1)电动势的瞬时表达式为 e=400sin314t V (2)电路中电流的峰值为 0.2A,电流瞬时值的表达式为 i=0.2sin314t A. 【点评】 此题是正弦交变电流规律的分析与应用问题, 注意从中性面计时交变电流的表达式 才为 e=Emsinωt.


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