内容正文:
内蒙古(对口招生)机电类《电工技术基础与技能》45分钟专题训练卷专辑,共205份试卷。试卷命题与高考紧密相关,精选具有代表性和典型性的高考常考题。旨在帮助学生系统地复习和巩固机电类理论知识,熟悉高考题型和命题规律,提高解题能力和应试技巧,为高考取得优异成绩打下坚实的基础,本训练卷适用于即将参加机电类高考的学生。
与本专辑配套的还有内蒙古对口招生考试《机械基础》《机械制图》《电器及PLC控制技术》45分钟专题训练卷专辑,欢迎同学和老师们下载使用。
内蒙古(对口招生)机电类 《电工技术基础与技能》
项目六:磁与电
任务八:感应电动势
时间:45分钟 总分:100分
班级____ 姓名____ 学号____ 成绩____
一、单项选择题(本大题共20小题,每题2分,共40分)
1. 长度为 L的导体在磁感应强度为 B的均匀磁场中以速度 v垂直切割磁感线运动,感应电动势大小为( )
A. 0
B. BLv
C. 2BLv
D. 0.5BLv
【答案】B
【解析】导体以速度v垂直切割磁感线运动时,感应电动势大小为e=BLv,故选B。
2. 当一个磁通量随时间的变化率为3 Wb/s时,感应电动势的大小为2 V,线圈的匝数为多少( )
A. 6
B. 2
C. 2/3
D. 1.5
【答案】C
【解析】根据法拉第电磁感应定律,感应电动势大小E=NΔΦ/Δt。已知E=2 V,ΔΦ/Δt=3 Wb/s,因此N=E/(ΔΦ/Δt)=2/3。故选C。
3. 单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,转轴垂直于磁场,若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示,表述错误的是( )
A. 线圈中O时刻感应电动势最大
B. 线圈中D时刻感应电动势为零
C. 线圈中D时刻感应电动势最大
D. 线圈中O至D时间内平均感电动势为0.4V
【答案】C
【解析】由法拉第电磁感应定律知线圈中0至D时间内的平均感应电动势
,D项正确;由感应电动势的物理意义知,感应电动势的大小与磁通量的大小更和磁通量的改变量△Φ均无必然联系,仅由磁通量的变化率△t决定,而任何时刻磁通量的变化率就是Φ-t 图像上该时刻切线的斜率,不难看出0时刻处切线斜率最大,D点处切线斜率最小且为零,故A、B两项正确,C项错误。故选C。
4. 下列哪些情况会增大感应电动势的大小( )
A. 导体运动速度增大
B. 磁场密度减小
C. 导体长度增加
D. 磁场方向改变
【答案】AC
【解析】在导体垂直切割磁感线、其余条件不变时,感应电动势E=BLv。导体运动速度v增大时,E增大;导体有效长度L增加时,E也增大。磁感应强度B减小会使E减小,单纯改变磁场方向不一定改变E的大小。故选A、C。
5. 以下哪种情况会增大电磁感应中的感生电动势?( )
A. 减小磁场的强度
B. 减小导体的长度
C. 增大导体的电阻
D. 增大导体相对于磁场的运动速度
【答案】D
【解析】在导体垂直切割磁感线、其他条件不变时,感生电动势E=BLv,故其大小与导体相对于磁场的运动速度v成正比。减小磁场强度或导体长度都会使电动势减小,增大导体电阻不改变感生电动势。故选D。
6. 一个边长为a的单匝正方形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω匀速转动,感应电动势的最大值为( )
A. Bω
B. 2Bω
C. 0.5Bω
D. 0
【答案】A
【解析】正方形线圈面积S=。线圈匀速转动时,磁通量Φ=BScos(ωt),感应电动势e=NBSωsin(ωt)。单匝线圈N=1,因此最大感应电动势Em=Bω。故选A。
7. 如图所示,一有限范围的匀强磁场宽度为d,若将一个边长为l的正方形导线框以速度v匀速地通过磁场区域,已知d>l,则导线框中无感应电流的时间等于( )
A. d/v
B. (d-1)/v
C. 1/v
D. (d-2l)/v
【答案】B
【解析】正方形导线框通过磁场,穿过导线框的磁通量发生变化时会产生感应电流。则从导线框完全进入磁场到开始离开磁场,磁通量不变,无感应电流,由于导线框匀速通过磁场,时间
。故选B
8. 在电磁感应中,产生感生电动势的必要条件是下列哪项?( )
A. 磁场的存在
B. 穿过闭合回路的磁通量发生变化
C. 导体的形状
D. 导体的电阻
【答案】B
【解析】根据法拉第电磁感应定律,闭合回路中产生感生电动势的条件是穿过回路的磁通量发生变化。仅有磁场存在、改变导体形状或改变导体电阻,均不能保证产生感生电动势。故选B。
9. 在电磁感应中,感生电动势的大小与下列哪个因素成正比?( )
A. 导体的电阻
B. 导体的长度
C. 穿过线圈的磁通量的变化率
D. 导体的材质
【答案】C
【解析】根据法拉第电磁感应定律,感生电动势大小E=n|ΔΦ/Δt|,即与穿过线圈的磁通量变化率成正比。导体电阻和材质主要影响感应电流,不直接决定感生电动势。故选C。
10. 如图所示,放置在磁感应强度为B的磁场当中的单匝线框绕轴以角速度转动,线框面积为S,下列说法正确的是( )
A. ab、cd边的运动不切割磁力线,不产生感应电流
B. 当线框平面与磁力线垂直时,线框中感应电动势最大
C. 当线框平面与磁力线平行时,线框中感应电动势为零
D. 线框中瞬时感应电动势可表示为
【答案】D
11. 下列哪种产生电流的情况不属于电磁感应现象?( )
A. 闭合回路中磁通量变化而产生感应电流
B. 闭合导体在磁场中运动并切割磁感线而产生感应电流
C. 外加电场引起电流
D. 磁场与闭合导体相对运动并使磁通量变化而产生感应电流
【答案】C
【解析】电磁感应是由于穿过闭合回路的磁通量变化而产生感应电动势或感应电流的现象。外加电场直接驱动电荷形成的电流属于普通导电现象,不属于电磁感应。故选C。
12. 当导体相对于磁场的速度增大时,感应电流的方向会:( )
A. 保持不变
B. 变得更强
C. 与磁场方向相反
D. 与导体运动方向相同
【答案】A
【解析】感应电流方向由磁通量变化的方向决定,可用楞次定律或右手定则判断。若导体运动方向和磁场方向均不变,只是速度大小增大,则磁通量变化方向不变,感应电流方向保持不变;仅感应电动势和感应电流的大小增大。故选A。
13. 当导体相对于磁场的速度增大时,感应电流的大小会?( )
A. 增大
B. 减小
C. 保持不变
D. 取决于导体的材料
【答案】A
【解析】在导体垂直切割磁感线且电路总电阻保持不变时,感应电动势E=BLv。速度v增大,感应电动势增大;由欧姆定律I=E/R可知,电路总电阻R不变时,感应电流I增大。故选A。
14. 在图中,当S闭合瞬间,B线圈中 a、b电位的关系为( )
A.
B.
C.
D. 不能确定
【答案】B
【解析】当S闭合瞬间,左侧线圈中电流产生磁场,根据安培定则(右手螺旋定则),用右手握住左侧线圈,四指指向电流方向,大拇指所指方向为磁场方向,可知左侧线圈产生的磁场方向向右,穿过右侧B线圈的磁场方向也是向右 S闭合瞬间,穿过B线圈的磁通量增大,根据楞次定律,感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化,所以B线圈中感应电流的磁场方向向左。 再根据安培定则,由B线圈中感应电流的磁场方向向左,可判断出B线圈中感应电流方向为从b流向a。 在电源(这里B线圈相当于电源)内部,电流从低电位流向高电位,因为B线圈中感应电流从b流向a,所以Va < Vb。 综上,答案是B
15. 电磁感应定律的数学表达式是( )
A. F = ma.
B. E = mc2
C. V = IR
D. ε = -dΦ/dt
【答案】D
【解析】电磁感应定律的数学表达式是ε = -dΦ/dt。
16. 切割磁感线时,感应电动势的方向由以下规则决定( )
A. 安培右手定则
B. 法拉第左手规则
C. 楞次定律
D. 右手螺旋定则
【答案】C
【解析】感应电动势和感应电流的方向由楞次定律确定:感应电流产生的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量变化。因此选C。右手螺旋定则用于判断电流产生的磁场方向。
17. 匀强磁场的方向如图所示,导体中感应电流的方向垂直纸面向里,则导体的运动方向为( )
A. 水平向右
B. 水平向左
C. 垂直向上
D. 垂直向下
【答案】C
【解析】伸开右手,让磁感线穿过手心,大拇指指向感应电流的方向,即垂直纸面向里,此时四指所指的方向就是导体的运动方向,根据右手定则可判断出导体的运动方向为垂直向上。故选C。
18. 闭合线圈置于匀强磁场中,磁场方向垂直于线圈平面。下列操作中,线圈中不会产生感应电动势的是( )
A. 保持线圈朝向不变,沿磁场方向匀速平移
B. 保持线圈位置不变,绕线圈直径匀速转动
C. 保持线圈朝向不变,逐渐减小线圈面积
D. 保持线圈面积不变,缓慢移出磁场区域
【答案】A
【解析】感应电动势产生的条件是穿过线圈的磁通量发生变化。线圈沿磁场方向在匀强磁场中平移时,磁感应强度、线圈面积和夹角均不变,磁通量不变,因此不产生感应电动势。
19. 闭合回路中产生感应电动势的必要条件是( )
A. 回路中持续通有稳定电流
B. 导体的温度持续升高
C. 回路的磁通量发生变化
D. 磁场的方向始终不变
【答案】C
【解析】根据法拉第电磁感应定律,穿过闭合回路的磁通量发生变化时,回路中才会产生感应电动势。稳定电流、温度变化或磁场方向不变都不是产生感应电动势的必要条件。
20. 感应电动势的国际单位是( )
A. 韦伯(Wb)
B. 特斯拉(T)
C. 伏特(V)
D. 安培(A)
【答案】C
【解析】感应电动势属于电压量,其国际单位是伏特。韦伯是磁通量单位,特斯拉是磁感应强度单位,安培是电流单位。
二、填空题(本大题共10小题,每题2分,共20分)
21. 当导体穿过磁场时,感应电动势的大小与导体与磁场的______有关。
【答案】相对速度
【解析】导体切割磁感线时,感应电动势大小可表示为ε=Blv sinθ,其中v为导体与磁场的相对速度。当磁感应强度B、有效长度l和夹角θ一定时,感应电动势与相对速度v成正比。因此填“相对速度”。
22. 如图所示,匀强磁场的磁感应强度,在磁场中有一金属棒ab绕a点做匀速圆周运动,角速度,棒ab长40cm,则棒ab两点间的电压。
【答案】0.8V
【解析】## 已知匀强磁场磁感应强度B=0.5T ,金属棒ab绕a点做匀速圆周运动,角速度ω=20rad/s ,棒长L=40cm=0.4m 。求棒ab两点间的电压,可根据导体切割磁感线产生感应电动势的公式来求解,对于导体棒绕一端点做匀速圆周运动切割磁感线产生感应电动势E=,这里ab两点间的电压就等于该感应电动势。 将B=0.5T ,L=0.4m ,ω=20rad/s代入可得: E =0.8V ,即Uab=0.8V 。
23. 交流发电机产生的______、______、外电路中一段导线上的电压都按正弦规律变化。
【答案】① 感应电动势 ② 感应电流
【解析】在交流发电机中,线圈匀速转动时,穿过线圈的磁通量按正弦规律变化,因此产生的感应电动势也按正弦规律变化。在线路参数稳定的条件下,感应电流及外电路中一段导线上的电压也按正弦规律变化。两空依次填“感应电动势”“感应电流”。
24. 当穿过闭合回路的磁通量发生______时,回路中就会产生感应电动势。
【答案】变化
【解析】感应电动势产生的条件是穿过闭合回路的磁通量发生变化,这是电磁感应现象的本质。有了感应电动势,如果回路闭合才会有感应电流。
25. 如图所示,金属线框abcd中,长为1m、质量为0.2kg的金属杆ab(另外三段金属杆的质量忽略不计)固定并被沿竖直方向的金属丝静止悬于磁感应强度为0.5T、方向垂直于纸面向里的无限大的匀强磁场中,金属杆cd沿轨道可做无摩擦上下匀速运动,整个金属框的电阻为0.1Ω。要使金属丝中的张力为零,通过金属杆ab的电流方向是______,电流大小应为______A。金属杆cd的运动方向是沿轨道向______,匀速运动的速度是______。
【答案】① a指向b ② 4A ③ 上 ④ 0.8m/s
26. 产生电磁感应现象的条件是穿过回路的______发生变化。当电路闭合时,电路中有感应电流,当电路不闭合时,电路中没有感应电流,但仍有______。
【答案】① 磁通 ② 感应电动势
【解析】根据法拉第电磁感应定律可知,感应电动势的大小与穿过该回路的磁通变化率成正比。当回路不闭合时,电路中没有感应电流,但仍有感应电动势。
27. 电磁感应现象是指穿过闭合回路的磁通量发生变化时,回路中产生______。
【答案】感应电动势
【解析】当穿过闭合回路的磁通量发生变化时,回路中会产生感应电动势。若回路闭合,在感应电动势作用下才会形成感应电流。因此填“感应电动势”。
28. 如图所示,光滑固定导轨m、n水平放置,两根导体棒p、q平行放于导轨上,形成一个“井”口形闭合回路。当一条形磁铁从高处下落接近回路时,两根导体棒p、q的运动情况是将互相______。(选填“靠拢”“远离”或“不动”)
【答案】靠拢
29. 感应电流的方向遵循______定则。
【答案】楞次
【解析】感应电流的方向遵循楞次定律:感应电流产生的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量变化。因此填“楞次”。
30. N匝线圈中每匝磁通量在时间Δt内变化了ΔΦ,则线圈中平均感应电动势的大小为______。
【答案】NΔΦ/Δt
【解析】平均感应电动势的大小与线圈匝数和磁通量变化量成正比,与磁通量变化所用时间成反比,因此可按NΔΦ/Δt计算。
三、判断题(本大题共10小题,每题1分,共10分)
31. 电路中感应电动势的大小,跟穿过这个回路的磁通的变化率成正比,这就是法拉第电磁感应定律。( )
【答案】正确
【解析】根据法拉第电磁感应定律,感应电动势的大小与穿过回路的磁通量变化率成正比,故题述正确。
32. 当线圈平面转到与磁感线平行的位置时,此时感应电动势最小( )
【答案】错误
【解析】当线圈平面与磁感线平行时,线圈法线与磁感线垂直,穿过线圈的磁通量为零,但磁通量变化率最大,因此感应电动势最大。当线圈平面与磁感线垂直时,磁通量取最大值或最小值,磁通量变化率为零,因此感应电动势最小,为0。故题述错误。
33. 当穿过线圈的磁通量为零时,感应电动势一定为零。( )
【答案】错误
【解析】感应电动势取决于磁通量的变化率,磁通量为零的瞬间,如果磁通量正在变化,其变化率不为零,感应电动势就不为零。故表述错误。
34. 在应用E=B l v sin ,E为这段时间内感应电动势的平均值。
【答案】错误
【解析】说法不对。公式E=Blv sinθ中的v可以是瞬时速度,也可以是在相应条件下的一段时间内的平均速度。若v为某时刻的瞬时速度,则E为该时刻的瞬时感应电动势;若v为一段时间内的平均速度,且磁场、有效长度和夹角均不变,则E为该时间内感应电动势的平均值。因此,不能笼统地说E一定为这段时间内感应电动势的平均值。
35. 感生电流的效果总是反抗引起感生电流的原因。( )
【答案】正确
【解析】根据楞次定律,感应电流产生的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量变化,故题述正确。
36. 感应电流产生的效果总是反抗引起感应电流的原因。( )
【答案】正确
【解析】根据楞次定律,感应电流产生的效果总是反抗引起感应电流的原因,即阻碍磁通量的变化,故题述正确。
37. 当导体相对于磁场的速度增大时,感应电流的大小也会增大。 ( )
【答案】错误
【解析】感应电流的大小由I=E/R决定。对于长度为l的导体,动生电动势E=Blv sinθ,只有在B、l、θ和回路总电阻R均不变,且回路闭合时,速度v增大才会使感应电流增大。题干未限定这些条件,因此该说法错误。
38. 电磁感应现象是指导体在电场中运动或电场发生变化时,在导体内产生感应电流。 ( )
【答案】错误
【解析】电磁感应现象是指穿过闭合回路的磁通量发生变化时,回路中产生感应电动势;若回路闭合,则会产生感应电流。导体切割磁感线运动或磁场发生变化,都可能引起磁通量变化,而不是导体在电场中运动或电场变化直接产生感应电流。因此题述错误。
39. 电磁感应现象中感应电流所产生的感应磁场方向一定与原磁场方向相反。( )
【答案】错误
【解析】感应磁场的方向总是阻碍原磁通量的变化,并不一定与原磁场方向相反;当原磁场减弱时,感应磁场方向与原磁场方向相同,故题述错误。
40. 线圈两端开路时,只要穿过线圈的磁通量发生变化,线圈中仍可能产生感应电动势。( )
【答案】正确
【解析】感应电动势的产生取决于磁通量是否变化,与回路是否闭合无关。回路开路时可以产生感应电动势,但由于电路不闭合,通常没有持续的感应电流。
四、简答题(本大题共4小题,每题5分,共20分)
41. 一根长度为 1.5 m 的导线以 20 m/s 的速度垂直切割均匀磁场的磁感线,磁场强度为 0.8 T。若导线的两端接入电阻为 5 Ω 的电阻器,求通过电阻器的电流。
【答案】题设未说明导线运动方向与磁场方向的夹角,无法唯一确定电流。若导线垂直切割磁感线,则E=Blv=0.8×1.5×20=24 V,I=E/R=24/5=4.8 A。
【解析】导线垂直切割磁感线时,动生电动势为E=Blv。代入B=0.8 T、l=1.5 m、v=20 m/s,得E=0.8×1.5×20=24 V。忽略导线电阻,回路总电阻R=5 Ω,根据欧姆定律I=E/R=24/5=4.8 A。因此,通过电阻器的电流为4.8 A。
42. 如图所示,一个正方形线圈abcd在不均匀磁场中,以一定速度向右移动,磁感应强度从左向右递减,试问: (1)为什么线圈中能够产生感应电动势? (2)如果边长,整个线圈电阻,移动速度,图中ab处磁感应强度,处磁感应强度,求这一时刻线圈中的感应电流。
【答案】(1)当线圈在不均匀磁场中向右移动时,线圈的边和边产生的感应电动势大小不同,(由指向)大于(由指向);再加上由于通过回路的磁通量减少,根据楞次定律,线圈又产生方向和相同的感应电流。所以线圈中有感应电动势 (2)
【解析】.解:(1)当线圈在不均匀磁场中向右移动时,线圈的边和边产生的感应电动势大小不同,(由指向)大于(由指向);再加上由于通过回路的磁通量减少,根据楞次定律,线圈又产生方向和相同的感应电流。所以线圈中有感应电动势。 (2)
43. 试证明瞬时感应电动势与平均感应电动势的相互关系与成立条件。
【答案】证明:如图导体棒ab沿导轨以v切割磁力线,
44. 把一个条形磁铁的N极,在1.5s内从线圈的顶部一直插到底部,穿过每匝线圈的磁通改变了,线圈的匝数为600匝,求线圈中感应电动势的大小。若线圈与外电路连接成闭合回路,回路的总电阻R为50Ω,求感应电流的大小。
【答案】感应电动势e=3.0×10^-3 V;感应电流I=6.0×10^-5 A。
【解析】由法拉第电磁感应定律,感应电动势的大小为e=NΔΦ/Δt。代入N=600、ΔΦ=7.5×10^-6 Wb、Δt=1.5 s,得e=600×7.5×10^-6/1.5=3.0×10^-3 V。闭合回路中的感应电流为I=e/R=3.0×10^-3/50=6.0×10^-5 A。因此,感应电动势为3.0×10^-3 V,感应电流为6.0×10^-5 A。
五、综合应用题(本大题共1小题,每题10分,共10分)
45. 某自动化生产线采用感应线圈检测铁质工件的接近状态。检测线圈共有200匝,单匝有效面积为0.020 ,线圈平面始终与磁场方向垂直。工件接近时,线圈处磁感应强度在0.25 s内由0.10 T均匀增大到0.60 T。
(1)计算工件接近前后穿过线圈单匝的磁通量,并求磁通量的变化量。
(2)计算该过程中线圈产生的平均感应电动势大小。
(3)若磁场方向从线圈正面指向背面,说明工件接近过程中感应磁场的方向,并说明其依据。
【答案】(1)接近前单匝磁通量为0.002 Wb,接近后单匝磁通量为0.012 Wb,磁通量变化量为0.010 Wb。
(2)平均感应电动势大小为8 V。
(3)感应磁场方向应由线圈背面指向正面。因为原磁场由正面指向背面的磁通量增大,感应磁场应阻碍原磁通量的增大。
【解析】(1)线圈平面与磁场方向垂直时,磁通量可按磁感应强度乘以线圈面积计算。接近前磁通量为0.10 T×0.020 ,接近后磁通量为0.60 T×0.020 ,两者之差为0.010 Wb。
(2)平均感应电动势大小可按线圈匝数乘以磁通量变化量,再除以变化时间计算,即200×0.010 Wb再除以0.25 s,结果为8 V。
(3)依据楞次定律,感应电流产生的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量变化,因此感应磁场方向与原磁场方向相反。
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内蒙古(对口招生)机电类《电工技术基础与技能》45分钟专题训练卷专辑,共205份试卷。试卷命题与高考紧密相关,精选具有代表性和典型性的高考常考题。旨在帮助学生系统地复习和巩固机电类理论知识,熟悉高考题型和命题规律,提高解题能力和应试技巧,为高考取得优异成绩打下坚实的基础,本训练卷适用于即将参加机电类高考的学生。
与本专辑配套的还有内蒙古对口招生考试《机械基础》《机械制图》《电器及PLC控制技术》45分钟专题训练卷专辑,欢迎同学和老师们下载使用。
内蒙古(对口招生)机电类 《电工技术基础与技能》
项目六:磁与电
任务八:感应电动势
时间:45分钟 总分:100分
班级____ 姓名____ 学号____ 成绩____
一、单项选择题(本大题共20小题,每题2分,共40分)
1. 长度为 L的导体在磁感应强度为 B的均匀磁场中以速度 v垂直切割磁感线运动,感应电动势大小为( )
A. 0
B. BLv
C. 2BLv
D. 0.5BLv
2. 当一个磁通量随时间的变化率为3 Wb/s时,感应电动势的大小为2 V,线圈的匝数为多少( )
A. 6
B. 2
C. 2/3
D. 1.5
3. 单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,转轴垂直于磁场,若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示,表述错误的是( )
A. 线圈中O时刻感应电动势最大
B. 线圈中D时刻感应电动势为零
C. 线圈中D时刻感应电动势最大
D. 线圈中O至D时间内平均感电动势为0.4V
4. 下列哪些情况会增大感应电动势的大小( )
A. 导体运动速度增大
B. 磁场密度减小
C. 导体长度增加
D. 磁场方向改变
5. 以下哪种情况会增大电磁感应中的感生电动势?( )
A. 减小磁场的强度
B. 减小导体的长度
C. 增大导体的电阻
D. 增大导体相对于磁场的运动速度
6. 一个边长为a的单匝正方形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω匀速转动,感应电动势的最大值为( )
A. Bω
B. 2Bω
C. 0.5Bω
D. 0
7. 如图所示,一有限范围的匀强磁场宽度为d,若将一个边长为l的正方形导线框以速度v匀速地通过磁场区域,已知d>l,则导线框中无感应电流的时间等于( )
A. d/v
B. (d-1)/v
C. 1/v
D. (d-2l)/v
8. 在电磁感应中,产生感生电动势的必要条件是下列哪项?( )
A. 磁场的存在
B. 穿过闭合回路的磁通量发生变化
C. 导体的形状
D. 导体的电阻
9. 在电磁感应中,感生电动势的大小与下列哪个因素成正比?( )
A. 导体的电阻
B. 导体的长度
C. 穿过线圈的磁通量的变化率
D. 导体的材质
10. 如图所示,放置在磁感应强度为B的磁场当中的单匝线框绕轴以角速度转动,线框面积为S,下列说法正确的是( )
A. ab、cd边的运动不切割磁力线,不产生感应电流
B. 当线框平面与磁力线垂直时,线框中感应电动势最大
C. 当线框平面与磁力线平行时,线框中感应电动势为零
D. 线框中瞬时感应电动势可表示为
11. 下列哪种产生电流的情况不属于电磁感应现象?( )
A. 闭合回路中磁通量变化而产生感应电流
B. 闭合导体在磁场中运动并切割磁感线而产生感应电流
C. 外加电场引起电流
D. 磁场与闭合导体相对运动并使磁通量变化而产生感应电流
12. 当导体相对于磁场的速度增大时,感应电流的方向会:( )
A. 保持不变
B. 变得更强
C. 与磁场方向相反
D. 与导体运动方向相同
13. 当导体相对于磁场的速度增大时,感应电流的大小会?( )
A. 增大
B. 减小
C. 保持不变
D. 取决于导体的材料
14. 在图中,当S闭合瞬间,B线圈中 a、b电位的关系为( )
A.
B.
C.
D. 不能确定
15. 电磁感应定律的数学表达式是( )
A. F = ma.
B. E = mc2
C. V = IR
D. ε = -dΦ/dt
16. 切割磁感线时,感应电动势的方向由以下规则决定( )
A. 安培右手定则
B. 法拉第左手规则
C. 楞次定律
D. 右手螺旋定则
17. 匀强磁场的方向如图所示,导体中感应电流的方向垂直纸面向里,则导体的运动方向为( )
A. 水平向右
B. 水平向左
C. 垂直向上
D. 垂直向下
18. 闭合线圈置于匀强磁场中,磁场方向垂直于线圈平面。下列操作中,线圈中不会产生感应电动势的是( )
A. 保持线圈朝向不变,沿磁场方向匀速平移
B. 保持线圈位置不变,绕线圈直径匀速转动
C. 保持线圈朝向不变,逐渐减小线圈面积
D. 保持线圈面积不变,缓慢移出磁场区域
19. 闭合回路中产生感应电动势的必要条件是( )
A. 回路中持续通有稳定电流
B. 导体的温度持续升高
C. 回路的磁通量发生变化
D. 磁场的方向始终不变
20. 感应电动势的国际单位是( )
A. 韦伯(Wb)
B. 特斯拉(T)
C. 伏特(V)
D. 安培(A)
二、填空题(本大题共10小题,每题2分,共20分)
21. 当导体穿过磁场时,感应电动势的大小与导体与磁场的______有关。
22. 如图所示,匀强磁场的磁感应强度,在磁场中有一金属棒ab绕a点做匀速圆周运动,角速度,棒ab长40cm,则棒ab两点间的电压。
23. 交流发电机产生的______、______、外电路中一段导线上的电压都按正弦规律变化。
24. 当穿过闭合回路的磁通量发生______时,回路中就会产生感应电动势。
25. 如图所示,金属线框abcd中,长为1m、质量为0.2kg的金属杆ab(另外三段金属杆的质量忽略不计)固定并被沿竖直方向的金属丝静止悬于磁感应强度为0.5T、方向垂直于纸面向里的无限大的匀强磁场中,金属杆cd沿轨道可做无摩擦上下匀速运动,整个金属框的电阻为0.1Ω。要使金属丝中的张力为零,通过金属杆ab的电流方向是______,电流大小应为______A。金属杆cd的运动方向是沿轨道向______,匀速运动的速度是______。
26. 产生电磁感应现象的条件是穿过回路的______发生变化。当电路闭合时,电路中有感应电流,当电路不闭合时,电路中没有感应电流,但仍有______。
27. 电磁感应现象是指穿过闭合回路的磁通量发生变化时,回路中产生______。
28. 如图所示,光滑固定导轨m、n水平放置,两根导体棒p、q平行放于导轨上,形成一个“井”口形闭合回路。当一条形磁铁从高处下落接近回路时,两根导体棒p、q的运动情况是将互相______。(选填“靠拢”“远离”或“不动”)
29. 感应电流的方向遵循______定则。
30. N匝线圈中每匝磁通量在时间Δt内变化了ΔΦ,则线圈中平均感应电动势的大小为______。
三、判断题(本大题共10小题,每题1分,共10分)
31. 电路中感应电动势的大小,跟穿过这个回路的磁通的变化率成正比,这就是法拉第电磁感应定律。( )
32. 当线圈平面转到与磁感线平行的位置时,此时感应电动势最小( )
33. 当穿过线圈的磁通量为零时,感应电动势一定为零。( )
34. 在应用E=B l v sin ,E为这段时间内感应电动势的平均值。
35. 感生电流的效果总是反抗引起感生电流的原因。( )
36. 感应电流产生的效果总是反抗引起感应电流的原因。( )
37. 当导体相对于磁场的速度增大时,感应电流的大小也会增大。 ( )
38. 电磁感应现象是指导体在电场中运动或电场发生变化时,在导体内产生感应电流。 ( )
39. 电磁感应现象中感应电流所产生的感应磁场方向一定与原磁场方向相反。( )
40. 线圈两端开路时,只要穿过线圈的磁通量发生变化,线圈中仍可能产生感应电动势。( )
四、简答题(本大题共4小题,每题5分,共20分)
41. 一根长度为 1.5 m 的导线以 20 m/s 的速度垂直切割均匀磁场的磁感线,磁场强度为 0.8 T。若导线的两端接入电阻为 5 Ω 的电阻器,求通过电阻器的电流。
42. 如图所示,一个正方形线圈abcd在不均匀磁场中,以一定速度向右移动,磁感应强度从左向右递减,试问: (1)为什么线圈中能够产生感应电动势? (2)如果边长,整个线圈电阻,移动速度,图中ab处磁感应强度,处磁感应强度,求这一时刻线圈中的感应电流。
43. 试证明瞬时感应电动势与平均感应电动势的相互关系与成立条件。
44. 把一个条形磁铁的N极,在1.5s内从线圈的顶部一直插到底部,穿过每匝线圈的磁通改变了,线圈的匝数为600匝,求线圈中感应电动势的大小。若线圈与外电路连接成闭合回路,回路的总电阻R为50Ω,求感应电流的大小。
五、综合应用题(本大题共1小题,每题10分,共10分)
45. 某自动化生产线采用感应线圈检测铁质工件的接近状态。检测线圈共有200匝,单匝有效面积为0.020 ,线圈平面始终与磁场方向垂直。工件接近时,线圈处磁感应强度在0.25 s内由0.10 T均匀增大到0.60 T。
(1)计算工件接近前后穿过线圈单匝的磁通量,并求磁通量的变化量。
(2)计算该过程中线圈产生的平均感应电动势大小。
(3)若磁场方向从线圈正面指向背面,说明工件接近过程中感应磁场的方向,并说明其依据。
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