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    人教版高中物理选修二2.3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动 同步练习(原卷版)

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    人教版 (2019)选择性必修 第二册3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动课后复习题

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    这是一份人教版 (2019)选择性必修 第二册3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动课后复习题,共10页。试卷主要包含了单选题等内容,欢迎下载使用。


    1.有一种高速磁悬浮列车的设计方案是在每节车厢底部安装强磁铁(磁场方向向下),并在两条铁轨之间沿途平放一系列线圈。下列说法中错误的是( )
    A.当列车运动时,通过线圈的磁通量会发生变化
    B.列车速度越快,通过线圈的磁通量变化越快
    C.列车运动时,线圈中会产生感应电流
    D.线圈中的感应电流的大小与列车速度无关
    2.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
    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
    3.如图所示,平行导轨间的距离为d,一端跨接一个电阻R,匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直于平行金属导轨所在的平面。一根足够长的金属棒与导轨成θ角放置。金属棒与导轨的电阻不计,当金属棒沿垂直于棒的方向滑行时,通过电阻R的电流为( )
    A.eq \f(Bdv,R)B.eq \f(Bdvsin θ,R)
    C.eq \f(Bdvcs θ,R)D.eq \f(Bdv,Rsin θ)
    4.如图所示,在半径为R的虚线圆内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B随时间t变化关系为B=B0+kt。在磁场外距圆心O为2R处有一半径恰为2R的半圆导线环(图中实线),则导线环中的感应电动势大小为( )
    A.0B.kπR2
    C.eq \f(kπR2,2)D.2kπR2
    5.如图甲所示线圈的匝数n=100匝,横截面积S=50 cm2,线圈总电阻r=10 Ω,沿轴线方向有匀强磁场,设图甲中磁场方向为正,磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示,则在开始的0.1 s内( )
    A.磁通量的变化量为0.25 Wb
    B.磁通量的变化率为2.5×102 Wb/s
    C.a、b间电压为0
    D.在a、b间接一个理想电流表时,电流表的示数为0.25 A
    6.如图所示,导线OA长为l,在方向竖直向上,磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω沿图中所示方向绕通过悬点O的竖直轴旋转,导线OA与竖直方向的夹角为θ。OA导线中的感应电动势大小和O、A两点电势高低情况分别是( )
    A.Bl2ω O点电势高
    B.Bl2ω A点电势高
    C.eq \f(1,2)Bl2ωsin2θ O点电势高
    D.eq \f(1,2)Bl2ωsin2θ A点电势高
    7.如图所示,将一根总电阻为R的直导线弯成一半径为a的金属环,放在竖直平面内,磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过环平面,在环的最高点A用铰链连接长度为2a、电阻为eq \f(R,2)的导体棒AB,AB由水平位置紧贴环面摆下,当摆到竖直位置时,B点的线速度为v,则这时AB两端的电压大小为( )
    A.eq \f(Bav,3) B.eq \f(Bav,6)
    C.eq \f(2Bav,3)D.Bav
    8.如图所示,一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路。虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场,方向垂直于回路所在的平面。回路以速度v向右匀速进入磁场,直径CD始终与MN垂直。从D点到达边界开始到C点进入磁场为止,下列结论错误的是( )
    A.感应电流方向不变
    B.CD段直线始终不受安培力
    C.感应电动势最大值E=Bav
    D.感应电动势平均值eq \(E,\s\up6(-))=eq \f(1,4)πBav
    9.如图所示,在竖直向下的匀强磁场中,将一水平放置的金属棒ab以垂直于棒的水平速度v0抛出,设在整个过程中金属棒的方向不变且不计空气阻力,则金属棒运动过程中产生的感应电动势的大小变化情况是( )
    A.保持不变 B.越来越小
    C.越来越大 D.无法判断
    10.如图所示,处在匀强磁场中的线圈,匝数为n,面积为S,磁场方向平行于线圈轴线向右。若在Δt时间内,磁感应强度大小由B1均匀增加到B2,则该段时间内线圈两端a和b之间的电势差φa-φb( )
    A.恒为 eq \f(nS(B2-B1),Δt)
    B.从0均匀变化到 eq \f(nS(B2-B1),Δt)
    C.恒为- eq \f(nS(B2-B1),Δt)
    D.从0均匀变化到- eq \f(nS(B2-B1),Δt)
    11.如图所示,闭合开关S,将条形磁铁两次插入闭合线圈,第一次用0.2 s,第二次用0.4 s,并且两次的起始和终止位置相同,则( )
    A.第一次磁通量变化较大
    B.第一次G的最大偏角较大
    C.第一次经过G的总电荷量较多
    D.若开关S断开,G不偏转,故两次均无感应电动势
    12.在图中,EF、GH为平行的金属导轨,其电阻不计,R为电阻,C为电容器,AB为可在EF和GH上滑动的导体横杆。有匀强磁场垂直于导轨平面。若用I1和I2分别表示图中该处导线中的电流,则当横杆AB( )
    A.匀速滑动时,I1=0,I2=0
    B.匀速滑动时,I1≠0,I2≠0
    C.加速滑动时,I1=0,I2=0
    D.加速滑动时,I1≠0,I2≠0
    13.如图甲所示,两个相邻的有界匀强磁场区,方向相反,且垂直纸面,磁感应强度的大小均为B,以磁场区左边界为y轴建立坐标系,磁场区在y轴方向足够长,在x轴方向宽度均为a。矩形导线框ABCD的CD边与y轴重合,AD边长为a。线框从图示位置水平向右匀速穿过两磁场区域,且线框平面始终保持与磁场垂直。以逆时针方向为电流的正方向,线框中感应电流i与线框移动距离x的关系图像正确的是图乙中的( )

    14.如图所示,空间有一匀强磁场,一直金属棒与磁感应强度方向垂直,当它以速度v沿与棒和磁感应强度都垂直的方向运动时,棒两端的感应电动势大小为E,将此棒弯成两段长度相等且相互垂直的折线,置于与磁感应强度相垂直的平面内。当它沿两段折线夹角的角平分线的方向以速度v运动时,棒两端的感应电动势大小为E′,则eq \f(E′,E)等于( )
    A.eq \f(1,2)B.eq \f(\r(2),2)
    C.1 D.eq \r(2)
    二.多选题:
    15.某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下,大小为4.5×10-5 T。一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸,河宽100 m,该河段涨潮和落潮时有海水(视为导体)流过。设落潮时,海水自西向东流,流速为2 m/s。下列说法正确的是( )
    A.电压表记录的电压为5 mV
    B.电压表记录的电压为9 mV
    C.河北岸的电势较高
    D.河南岸的电势较高
    16.无线电力传输目前取得了重大突破,在日本展出了一种非接触式电源供应系统,这种系统基于电磁感应原理可无线传输电力。两个感应线圈可以放置在左右相邻或上下相对的位置,原理示意图如图所示。下列说法正确的是( )
    A.若甲线圈中输入电流,乙线圈中就会产生感应电动势
    B.只有甲线圈中输入变化的电流,乙线圈中才会产生感应电动势
    C.甲中电流越大,乙中感应电动势越大
    D.甲中电流变化越快,乙中感应电动势越大
    17.如图所示的几种情况中,金属导体中产生的感应电动势为Blv的是( )
    18.如图甲,圆环a和b均由相同的均匀导线制成,a环半径是b环半径的两倍,两环用不计电阻且彼此靠得较近的导线连接。若仅将a环置于图乙所示变化的磁场中,则导线上M、N两点的电势差UMN=0.4 V。下列说法正确的是( )
    A.图乙中,变化磁场的方向垂直纸面向里
    B.图乙中,变化磁场的方向垂直纸面向外
    C.若仅将b环置于图乙所示变化的磁场中,则M、N两端的电势差U′MN=-0.4 V
    D.若仅将b环置于图乙所示变化的磁场中,则M、N两端的电势差U′MN=-0.2 V
    19.半径分别为r和2r的同心半圆导轨MN、PQ固定在同一水平面内,一长为r、电阻为2R、质量为m且质量分布均匀的导体棒AB置于半圆轨道上,BA的延长线通过导轨的圆心O,装置的俯视图如图所示。整个装置处于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中,在N、Q之间接有一阻值为R的电阻。导体棒AB在水平外力作用下,以角速度ω绕O顺时针匀速转动,在转动过程中始终与导轨保持良好接触。设导体棒与导轨间的动摩擦因数为μ,导轨电阻不计,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
    A.导体棒AB两端的电压为 eq \f(3,4) Brω2
    B.电阻R中的电流方向从Q到N,大小为 eq \f(Br2ω,2R)
    C.外力的功率大小为 eq \f(3B2r4ω2,4R) + eq \f(3,2) μmgrω
    D.若导体棒不动,要产生同方向的感应电流,可使竖直向下的磁感应强度增强,且变化得越来越慢
    20.如图甲所示,相距为l=1 m的两条足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ水平放置于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示,导轨的M、P两端连接一阻值为R=0.5 Ω的电阻,金属棒ab垂直于导轨放置且接触良好,aM=bP=1 m,现将水平外力F作用在ab棒上,已知:F=0.02t(N),式中t≤5(s),5 s后F=0.1 N保持不变,金属棒在运动中始终与导轨垂直。测得ab棒沿导轨滑行达到最大速度的过程中,流过电阻R的总电量为q=1.4 C,不计金属棒ab及导轨的电阻,则( )
    A.0~5 s内ab棒始终保持静止
    B.5 s后的一段时间内ab棒做匀加速直线运动
    C.ab棒运动过程中的最大速度vm=0.2 m/s
    D.ab棒从开始运动至获得最大速度的过程中,距导轨MP的最大距离为x=1.4 m
    21.如图甲所示abcd区域有垂直于平面的磁场,磁场变化规律如图乙所示,设垂直abcd面向里的磁场方向为正方向,金属线圈M与导线abcd连接成闭合电路,N为独立的金属小圆环,N环套在穿过M线圈的铁芯上,下列说法正确的是( )
    A.0~t0时间内闭合电路中有abcda方向的电流
    B.t0~2t0时间内闭合电路abcd中有大小恒定方向不变的感应电流
    C.0~t0时间内N环内有自右向左看顺时针方向的电流
    D.2t0~3t0时间内N环向右运动
    22.单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动,穿过线圈的磁通量Φ随时间t变化的图像如图所示,则( )
    A.在t=0时,线圈中磁通量最大,感应电动势也最大
    B.在t=1×10-2 s时,感应电动势最大
    C.在t=2×10-2 s时,感应电动势为零
    D.在0~2×10-2 s时间内,线圈中感应电动势的平均值为零
    计算题:
    23.在如图所示的三维坐标系中,有与x轴同方向的磁感应强度为B的匀强磁场。一矩形导线框,面积为S,电阻为R,其初始位置abcd与xOz平面的夹角为θ,以z轴为转动轴沿顺时针方向匀速转动2θ角到达a′b′cd位置,角速度为ω。求:
    (1)这一过程中导线框中产生的感应电动势的平均值;
    (2)θ为0°时感应电动势的瞬时值。
    24.如图所示,固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中,金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动。t=0时,磁感应强度为B0,此时MN到达的位置使MDEN构成一个边长为l的正方形,为使MN棒中不产生感应电流,从t=0开始,磁感应强度B应怎样随时间t变化?请推导出这种情况下B与t的关系式。
    25.如图所示,倾角为α的光滑导轨上端接入一定值电阻,Ⅰ和Ⅱ是边长都为L的两正方形磁场区域,其区域内的磁场方向都垂直于导轨平面向上,区域Ⅰ中磁场的磁感应强度为B1,恒定不变,区域Ⅱ中磁场随时间按B2=kt变化。一质量为m、电阻为r的金属杆穿过区域Ⅰ垂直地跨放在两导轨上,并恰能保持静止(金属杆所受安培力沿斜面向上)。试求:
    (1)通过金属杆的电流大小;
    (2)定值电阻的阻值为多大?
    26.如图所示,一无限长的光滑金属平行导轨置于匀强磁场B中,磁场方向垂直导轨平面,导轨平面竖直且与地面绝缘,导轨上M、N间接一电阻R,P、Q端接一对沿水平方向的平行金属板,导体棒ab置于导轨上,其电阻为3R,导轨电阻不计,棒长为L,平行金属板间距为d。今导体棒通过定滑轮在一物块拉动下开始运动,稳定后棒的速度为v,不计一切摩擦阻力。此时有一带电量为q的液滴恰能在两板间做半径为r的匀速圆周运动,且速率也为v。求:
    (1)速度v的大小;
    (2)物块的质量m。
    27.如图所示,矩形线圈在0.01 s内由原始位置Ⅰ转落至位置Ⅱ。已知ad=5×10-2 m,ab=20×10-2 m,匀强磁场的磁感应强度B=2 T,R1=R3=1 Ω,R2=R4=3 Ω。求:
    (1)平均感应电动势;
    (2)转落时,通过各电阻的电流。(线圈的电阻忽略不计)

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