在现代,物理学已经成为自然科学中最基础的学科之一。以下是查字典物理网为大家整理的高三必修3物理第三章电磁感应试题汇编,希望可以解决您所遇到的相关问题,加油,查字典物理网一直陪伴您。
8. (16分)[2014重庆卷] 某电子天平原理如题8图所示,E形磁铁的两侧为N极,中心为S极,两极间的磁感应强度大小均为B,磁极宽度均为L,忽略边缘效应,一正方形线圈套于中心磁极,其骨架与秤盘连为一体,线圈两端C、D与外电路连接,当质量为m的重物放在秤盘上时,弹簧被压缩,秤盘和线圈一起向下运动(骨架与磁极不接触),随后外 电路对线圈供电,秤盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止,由此时对应的供电电流I可确定重物的质量,已知线圈匝数为n,线圈电阻为R,重力加速度为g.问
题8图
(1)线圈向下运动过程中,线圈中感应电流是从C端还是从D端流出?
(2) 供电电流I是从C端还是D端流入?求重物质量与电流的关系.
(3)若线圈消耗的最大功率为P,该电子天平能称量的最大质量是多少?
8.[答案] (1)从C端流出 (2)从D端流入 2nBILg
(3)2nBLgPR本题借助安培力来考查力的平衡,同时借助力的平衡来考查受力平衡的临界状态.
[解析] (1)感应电流从C端流出.
(2)设线圈受到的安培力为FA,外加电流从D端流入.
由FA=mg和FA=2nBIL
得m=2nBLgI
(3)设称量最大质量为 m0.
由m=2nBLgI和P=I2R
得m0=2nBLgPR
6. [2014四川卷] 如图所示,不计电阻的光滑U形金属框水平放置,光滑、竖直玻璃挡板H、P固定在框上,H、P的间距很小.质量为0.2 kg的细金属杆CD恰好无挤压地放在两挡板之间,与金属框接触良好并围成边长为1 m的正方形,其有效电阻为0.1 .此时在整个空间加方向与水平面成30角且与金属杆垂直的匀强磁场,磁感应强度随时间变化规律是B=(0.4-0.2t) T,图示磁场方向为 正方 向.框、挡板和杆不计形变.则()
A.t=1 s时,金属杆中感应电流方向从C到D
B.t=3 s时,金属杆中感应电流方向从D到C
C.t=1 s时,金属杆对挡板P的压力大小为0.1 N
D.t=3 s时,金属杆对挡板H的压力大小为0.2 N
6.AC [解析] 由于B=(0.4-0.2 t) T,在t=1 s时穿过平面的磁通量向下并减少,则根据楞次定律可以判断,金属杆中感应电流方向从C到D,A正确.在t=3 s时穿过平面的磁通量向上并增加,则根据楞次定律可以判断,金属杆中感应电流方向仍然是从C到D,B错误.由法拉第电磁感应定律得E=t=BtSsin 30=0.1 V,由闭合电路的欧姆定律得电路电流I=ER=1 A,在t=1 s时,B=0.2 T,方向斜向下,电流方向从C到D,金属杆对挡板P的压力水平向右,大小为FP=BILsin 30=0.1 N,C正确.同理,在t=3 s时,金属杆对挡板H的压力水平向左,大小为FH=BILsin 30=0.1 N,D错误.
15. [2014广东卷] 如图8所示,上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置,小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放,并落至底部,则小磁块()
A.在P和Q中都做自由落体运动
B.在两个下落过程中的机械能都守恒
C.在P中的下落时间比在Q中的长
D.落至底部时在P中的速度比在Q中的大
15.C [解析] 磁块在铜管中运动时,铜管中产生感应电流,根据楞次定律,磁块会受到向上的磁场力,因此磁块下落的加速度小于重力加速度,且机械能不守恒,选项A、B错误;磁块在塑料管中运动时,只受重力的作用,做自由落体运动,机械能守恒,磁块落至底部时,根据直线运动规律和功能关系,磁块在P中的下落时间比在Q中的长,落至底部时在P中的速度比在Q中的小,选项C正确,选项D错误.
20. [2014全国卷] 很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放,形成一很长的竖直圆筒.一条形磁铁沿圆筒的中心轴竖直放置,其下端与圆筒上端开口平齐.让条形磁铁从静止开始下落.条形磁铁在圆筒中的运动速率()
A.均匀增大
B.先增大,后减小
C.逐渐增大,趋于不变
D.先增大,再减小,最后不变
20.C [解析] 本题考查楞次定律、法拉第电磁感应定律.竖直圆筒相当于闭合电路,磁铁穿过闭合电路,产生感应电流,根据楞次定律,磁铁受到向上的阻碍磁铁运动的安培力,开 始时磁铁的速度小,产生的感应电流也小,安培力也小,磁铁加速运动,随着速度的增大,产生的感应电流增大,安培力也增大,直到安培力等于重力的时候,磁铁匀速运动.所以C正确.
L2 法拉第电磁感应定律、自感
L3 电磁感应与电路的综合
16. [2014山东卷] 如图所示,一端接有定值电阻的平行金属轨道固定在水平面内,通有恒定电流的 长直绝缘导线垂直并紧靠轨道固定,导体棒与轨道垂直且接触良好,在向右匀速通过M、N两区的过程中,导体棒所受安培力分别用FM、FN表示.不计轨道电阻.以下叙述正确的是()
A.FM向右 B.FN向左
C.FM逐渐增大 D.FN逐渐减小
16.BCD [解析] 根据安培定则可判断出,通电导线在M区产生竖直向上的磁场, 在N区产生竖直向下的磁场.当导体棒匀速通过M区时,由楞次定律可知导体棒受到的安培力向左.当导体棒匀速通过N区时,由楞次定律可知导体棒受到的安培力也向左.选项B正确.设导体棒的电阻为r,轨道的宽度为L,导体棒产生的感应电流为I,则导体棒受到的安培力F安=BIL=BBLvR+rL=B2L2vR+r,在导体棒从左到右匀速通过M区时,磁场由弱到强,所以FM逐渐增大;在导体棒从左到右匀速通过N区时,磁场由强到弱,所以FN逐渐减小.选项C、D正确.
L4 电磁感应与力和能量的综合
L5 电磁感应综合
24. [2014浙江卷] 某同学设计一个发电测速装置,工作原理如图所示.一个半径为R=0.1 m的圆形金属导轨固定在竖直平面上,一根长为R的金属棒OA,A端与导轨接触良好,O端固定在圆心处的转轴上.转轴的左端有一个半径为r=R3的圆盘,圆盘和金属棒能随转轴一起转动.圆盘上绕有不可伸长的细线,下端挂着一个质量为m=0.5 kg的铝块.在金属导轨区域内存在垂直于导轨平面向右的匀强磁场,磁感应强度B=0.5 T.a点与导轨相连,b点通过电刷与O端相连.测量a、b两点间的电势差U可算得铝块速度.铝块由静止释放,下落h=0.3 m时,测得U=0.15 V.(细线与圆盘间没有滑动,金属棒、导轨、导线及电刷的电阻均不计,重力加速度g取10 m/s2)
第24题图
(1)测U时,与a点相接的是电压表的正极还是负极?
(2)求此时铝块的速度大小;
(3)求此下落过程中铝块机械能的损失.
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