假期作业,是为防止学生忘记过去一年学过的知识,为此,小编准备了2018年高二物理暑假作业,具体请看以下内容。
一、选择题(本题共6道小题) 1.如图所示,直导线MN竖直放置并通以向上的电流I,矩形线圈abcd与MN处在同一水平面内,ab边与MN平行,则下列的判断中错误的是
A.线框向左平移时,线框中有感应电流
B.MN中电流变化时,线框中没有感应电流
C.线框竖直向上平移时,线框中没有感应电流
D.线框以MN为轴转动时,线框中没有感应电流
2.如图所示,把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近,磁铁的轴线穿过线圈的圆心,且垂直于线圈平面,当线圈中通入如图方向的电流后,线圈的运动情况是()
A. 线圈向左运动 B. 线圈向右运动 C. 从上往下看顺时针转动 D. 从上往下看逆时针转动 3.空间存在着沿竖直方向的各处均匀的磁场,将一个不变形的单匝金属圆线圈放入磁场中,如图甲所示,设甲图中线圈中磁感应强度的方向和感应电流的方向为正方向.要想在线圈中产生如图乙所示的感应电流,图丙中能正确表示线圈中磁感应强度随时间变化的图线是()
A. B.
C. D.
4.如图所示,质量为m的铜质小闭合线圈静置于粗糙水平桌面上,当一个竖直放置的条形磁铁贴近线圈,沿线圈中线由左至右从线圈正上方等高、匀速经过时,线圈始终保持不动.则关于线圈在此过程中受到的支持力FN和摩擦力f的情况,以下判断正确的是 ()
A. FN先大于mg,后小于mg B. FN一直大于mg
C. f先向左,后向右 D. 线圈中的电流方向始终不变
5.如图所示,空间存在着与圆台母线垂直向外的磁场,各处的磁感应强度大小均为B,圆台母线与竖直方向的夹角为θ,一个质量为m、半径为r的匀质金属环位于圆台底部.环中维持恒定的电流I不变,圆环由静止向上运动,经过时间t后撤去该恒定电流并保持圆环闭合,圆环全程上升的最大高度为H.已知重力加速度为g,磁场的范围足够大.在圆环向上运动的过程中,下列说法正确的是()
A. 在时间t内安培力对圆环做功为mgH
B. 圆环先做匀加速运动后做匀减速运动
C. 圆环运动的最大速度为﹣gt
D. 圆环先有收缩后有扩张的趋势
6.今将同一根条形磁铁缓慢地或迅速地全部插入一闭合线圈中,试比较在上述两过程中,相同的物理量是()
A. 磁通量的变化量 B. 外力所做的功
C. 感应电动势的平均值 D. 通过线圈导线横截面的电量
二、实验题(本题共2道小题) 7.下图是做探究电磁感应的产生条件实验的器材及示意图。
①在图中用实线代替导线把它们连成实验电路。
②由哪些操作可以使电流表的指针发生偏转
Ⅰ________________________________________
Ⅱ________________________________________
③假设在开关闭合的瞬间,灵敏电流计的指针向左偏转,则当螺线管A向上拔出的过程中,灵敏电流计的指针向_______偏转。(“左”、“右” )
8.在探究磁场产生电流的条件时,做了下面实验(下右图):由线圈,电流表构成的闭合回路。条形磁铁提供磁场。请填写观察到现象:(8分)
由这个实验可以得出磁场产生电流的条件是: 。
三、计算题(本题共3道小题) 9.如图1所示,两根足够长的平行金属导轨MN、PQ相距为L,导轨平面与水平面夹角为,金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上,且始终与导轨接触良好,金属棒的质量为m,导轨处于匀强磁场中,磁场的方向垂直于导轨平面斜向上,磁感应强度大小为B,金属导轨的上端与开关S、定值电阻R1和电阻箱R2相连。不计一切摩擦,不计导轨、金属棒的电阻,重力加速度为g,现闭合开关S,将金属棒由静止释放。
(1)判断金属棒ab中电流的方向;
(2)若电阻箱R2接入电路的阻值为R2=2 R1,当金属棒下降高度为h时,速度为v,求此过程中定值电阻R1上产生的焦耳热Q1;
(3)当B=0.40T,L=0.50m,37°时,金属棒能达到的最大速度vm随电阻箱R2阻值的变化关系如图2所示。取g= 10m/s2,sin37°= 0.60,cos37°= 0.80。求定值电阻的阻值R1和金属棒的质量m。
10.(08年南京市质检)(10分)如图(a),面积S=0.2m2的线圈,匝数n=630匝,总电阻r=1.0Ω,线圈处在变化的磁场中,磁感应强度B随时间t按图(b)所示规律变化,方向垂直线圈平面。图(a)中传感器可看成一个纯电阻R,并标有“3V、0.9W”,滑动变阻器R0上标有“10Ω、1A”,试回答下列问题:
(1)设磁场垂直纸面向外为正方向,试判断通过电流表的电流方向。
(2)为了保证电路的安全,求电路中允许通过的最大电流。
(3)若滑动变阻器触头置于最左端,为了保证电路的安全,图(b)中的t0最小值是多少
11.如图所示,用铝板制成的“”型板框,将一质量为m的带电小球用绝缘细杆悬挂在框中。杆与竖直线成30°夹角。现使整体在匀强磁场B中沿垂直于磁场方向以加速度a向左做匀加速直线运动。求框加速过程中杆对小球的拉力。(设框中的磁场强度B始终保持不变,球在框的中央)
试卷答案
1.B
2.解:根据右手螺旋定则,环形电流可以等效为小磁针,小磁针的N极指向右,根据异性相吸,知线圈向左运动.故A正确,B、C、D错误.
故选A.
3.解:由图乙所示可知,在0﹣1s内,电流是正的,即从上向下看,沿顺时针方向,电流大小是定值,则磁感应强度均匀变化,在1﹣2s内,感应电流为零,则磁感应强度不变,在2﹣4s内,感应电流是负的,即沿逆时针方向,电流大小不变,则磁感应强度随时间均匀变化;
A、根据图示图象,由楞次定律可知,0﹣1s内感应电流感应电流沿顺时针方向(从上向下看),在1﹣2s内磁感应强度不变,穿过线圈的磁通量不变,感应电流为零,在2﹣4s内,由楞次定律可知,感应电流沿逆时针方向,符合题意,故A正确;B错误;
C、由图示图示可知,在1﹣2s内,磁感应强度是变化的,穿过线圈的磁通量是变化的,线圈中有感应电流,不符合题意,故C错误;
D、根据图示图象,由楞次定律可知,0﹣1s内感应电流感应电流逆时针方向(从上向下看),在1﹣2s内磁感应强度不变,穿过线圈的磁通量不变,感应电流为零,在2﹣4s内,由楞次定律可知,感应电流沿顺时针方向,不符合题意,故D错误;
故选:A.
4.解:A、B、当磁铁靠近线圈时,穿过线圈的磁通量增加,线圈中产生感应电流,线圈受到磁铁的安培力作用,根据楞次定律可知,线圈受到的安培力斜向右下方,则线圈对桌面的压力增大,即N大于mg.线圈相对桌面有向右运动趋势,受到桌面向左的静摩擦力.故A正确,B错误.
C、当磁铁远离线圈时,穿过线圈的磁通量减小,线圈中产生感应电流,线圈受到磁铁的安培力作用,根据楞次定律可知,线圈受到的安培力斜向右上方,则线圈对桌面的压力减小,即N小于mg.线圈相对桌面有向右运动趋势,受到桌面向左的静摩擦力.故C错误,
D、当磁铁靠近线圈时,穿过线圈的磁通量增加,线圈中产生感应电流从上向下看是逆时针方向;当磁铁远离线圈时,穿过线圈的磁通量减小,线圈中产生感应电流从上向下看是顺时针方向,故D错误.
故选:A.
5.CD 楞次定律.
解:环中通以恒定电流I后,圆环所受安培力为BI 2πr,则在竖直方向的分力为2πrBIcosθ,
AC、由牛顿第二定律,可得:BI2πrcosθ﹣mg=ma,则圆环向上的加速度为a=﹣g,竖直向上,
在电流未撤去时,圆环将做匀加速直线运动,经过时间t,速度会达到最大值,由v=at得v=﹣gt,故C项正确;
在时间t内,上升的高度h=,则安培力对圆环做功为W=Fh=πrBIt2cosθ(﹣g),故A错误;
B、电流撤去后,由于惯性,圆环继续向上运动,在磁场中切割磁感线而做变减速运动,故B项错误;
D、圆环通电流时,电流方向为顺时针,安培力分量指向圆心,有收缩的趋势,撤去电流后,切割产生的感应电流为逆时针,则安培力分量背离圆心,则有扩张的趋势,故D正确.
故选:CD.
6.解:A、当条形磁铁插入线圈的瞬间,穿过线圈的磁通量增加,产生感应电流.条形磁铁第一次缓慢插入线圈时,磁通量增加慢.条形磁铁第二次迅速插入线圈时,磁通量增加快,但磁通量变化量相同.故A正确;
B、根据法拉第电磁感应定律=
第二次线圈中产生的感应电动势大,感应电流:I= 也大,外力做的功转化为内能:W=Q=I2Rt=t=t= 所以外力做的功与所用的时间成反比,即速度越快,外力做的功越多.故B错误;
C、根据法拉第电磁感应定律=
第二次线圈中产生的感应电动势大,故C错误;
D、根据法拉第电磁感应定律分析感应电动势的大小,由欧姆定律分析感应电流的大小.再由q=It可确定导体某横截面的电荷量等于磁通量的变化与电阻的比值,由于磁通量变化量相同,电阻不变,所以通过导体横截面的电荷量不变,故D正确;
故选:AD.
7.①(连错一条线则得0分)
② Ⅰ.将开关闭合(或者断开);
Ⅱ.将螺线管A插入(或拔出)螺线管B
右
8.
9.(1)ab中的电流方向为b到a(2) (3)R 1 =2.0Ω m=0.1kg
(1)由右手定则,金属棒ab中的电流方向为b到a (2)由能量守恒,金属棒减小的重力势能等于增加的动能和电路中产生的焦耳热解得: (3)设最大速度为v,切割磁感线产生的感应电动势 由闭合电路的欧姆定律: 从b端向a端看,金属棒受力如图:金属棒达到最大速度时满足 由以上三式得: 由图像可知:斜率为 ,纵截距为v 0 =30m/s,得到: 解得:R 1 =2.0Ω m=0.1kg 点评:本题考察了常见的电磁感应类的问题,通过受力分析弄清物体运动过程,并结合能量守恒定律求出电阻发热等问题。
10.解析:(1)向右
(2)传感器正常工作时的电阻
工作电流
由于滑动变阻器工作电流是1A,所以电路允许通过的最大电流为I=0.3A
(3)滑动变阻器触头位于最左端时外电路的电阻为R外=20Ω,故电源电动势的最大值E=I(R外+r)=6.3V
由法拉第电磁感应定律
解得t0=40s
11.解:设竖直板的长度为L,小球带电量为q
F杆的方向与水平方向成角
以上2018年高二物理暑假作业由查字典物理网提供,祝同学们学习进步,学业有成。
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