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素能进阶集训(一)
易/ 错/ 疑/ 难/ 题/ 组
1.如图所示,一个有弹性的金属圆环被一根橡皮绳吊于通电直导线的正下方,直导线与圆环在同一竖直面内,当通电直导线中电流增大时,弹性圆环的面积S和橡皮绳的长度l将 ( )
A.S增大,l变大 B.S减小,l变短
C.S增大,l变短 D.S减小,l变长
解析 当通电直导线中电流增大时,穿过金属圆环的磁通量增大,金属圆环中产生感应电流,根据楞次定律,感应电流要阻碍磁通量的增大,一是用缩小面积的方式进行阻碍,二是用远离直导线的方式进行阻碍,故D正确。
答案 D
2.(多选)如图所示,闭合小金属环从高h的光滑曲面上端无初速度滚下,又沿曲面的另一侧上升,则( )
A.若是匀强磁场,环在左侧滚上的高度小于h
B.若是匀强磁场,环在左侧滚上的高度等于h
C.若是非匀强磁场,环在左侧滚上的高度等于h
D.若是非匀强磁场,环在左侧滚上的高度小于h
解析 若是匀强磁场,环在磁场中运动的过程中磁通量不变,不会有感应电流产生,小金属环机械能守恒,仍能上升到h高处,故B正确;若是非匀强磁场,环在磁场中运动,磁通量发生变化,有感应电流产生,环的机械能将减少,上升高度将小于h,故D正确。
答案 BD
3.如图所示,足够长平行金属导轨倾斜放置,倾角为37°,宽度为0.5 m,电阻忽略不计,其上端接一小灯泡,电阻为1 Ω。一导体棒MN垂直于导轨放置,质量为0.2 kg,接入电路的电阻为1 Ω,两端与导轨接触良好,与导轨间的动摩擦因数为0.5。在导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度为0.8 T。将导体棒MN由静止释放,运动一段时间后,小灯泡稳定发光,此后导体棒MN的运动速度以及小灯泡消耗的电功率分别为(重力加速度g取10 m/s2,sin37°=0.6)( )
A.2.5 m/s 1 W B.5 m/s 1 W
C.7.5 m/s 9 W D.15 m/s 9 W
解析 本题考查电磁感应现象中的力学问题和能量问题。当灯泡稳定发光后,导体棒做匀速运动,根据平衡条件,有mgsinθ-μmgcosθ=,解得v=5 m/s,I==1 A,P=I2R=1 W。B选项正确。
答案 B
4.如图所示,一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上,细线从一水平金属圆环中穿过。现将环从位置Ⅰ释放,环经过磁铁到达位置Ⅱ。设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为FT1和FT2,重力加速度大小为g,则( )
A.FT1>mg,FT2>mg B.FT1<mg,FT2<mg
C.FT1>mg,FT2<mg D.FT1<mg,FT2>mg
解析 当圆环经过磁铁上端时,磁通量增大,根据楞次定律可知,磁铁要把圆环向上推,根据牛顿第三定律可知,圆环要给磁铁一个向下的磁场力,因此有FT1>mg。当圆环经过磁铁下端时,磁通量减小,根据楞次定律可知,磁铁要把圆环向上吸,根据牛顿第三定律可知,圆环要给磁铁一个向下的磁场力,因此有FT2>mg,所以只有A正确。
答案 A
5.如图所示,两轻质闭合金属圆环,穿挂在一根光滑水平绝缘直杆上,原来处于静止状态。当条形磁铁的N极自右向左插入圆环时,两环的运动情况是( )
A.同时向左运动,两环间距变大
B.同时向左运动,两环间距变小
C.同时向右运动,两环间距变大
D.同时向右运动,两环间距变小
解析 磁铁向左运动,穿过两环的磁通量均增加。根据楞次定律,感应电流的磁场将阻碍原磁通量增加,所以两环都向左运动。另外,两环产生的感应电流方向相同,依据安培定则和左手定则可以判断两个环之间是相互吸引的,所以选项A、C、D错误,B正确。
答案 B
6.(多选)如图是某电磁冲击钻的原理图,若突然发现钻头M向右运动,则可能是( )
A.开关S闭合瞬间
B.开关S由闭合到断开的瞬间
C.开关S已经是闭合的,滑动变阻器滑片P向左迅速滑动[来源:Z+xx+k.Com]
D.开关S已经是闭合的,滑动变阻器滑片P向右迅速滑动
解析 当开关突然闭合时,左线圈上有了电流,产生磁场,而对于右线圈来说,磁通量增加,产生感应电流,使钻头M向右运动,同理可知,开关由闭合到断开瞬间,钻头M向左运动,故A项正确,B项错误;当开关S已经闭合时,只有左侧线圈电流增大才会导致钻头M向右运动,故C项正确,D项错误。
答案 AC
7.在匀强磁场中,a、b是两条平行金属导轨,而c、d为串有电流表、电压表的两金属棒,如图所示,两棒以相同的速度向右匀速运动,则以下结论正确的是( )
A.电压表有读数,电流表没有读数
B.电压表有读数,电流表也有读数[来源:Zxxk.Com]
C.电压表无读数,电流表有读数
D.电压表无读数,电流表也无读数
解析 以a、b、c、d四根导线围成的回路为研究对象,在两棒匀速运动时,回路磁通量没有变化,