考點訓練36自感現(xiàn)象、日光燈原理電磁感應中的圖象問題

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1、考點訓練36 自感現(xiàn)象、日光燈原理 電磁感應中的圖象問題 一、本題共6小題,每小題9分,共54分.在每小題給出的四個選項中有的小題只有一個選項正確,有的小題有多個選項正確.全部選對的得9分,選不全的得4分,有錯選或不答的得0分. 1.(2006北京西城高三期末質量檢測)如圖是日光燈的電路圖.日光燈主要由燈管、鎮(zhèn)流器、啟動器組成.關于日光燈的原理，下列說法正確的是( ) A.日光燈啟動，利用了鎮(zhèn)流器中線圈的自感現(xiàn)象 B.日光燈正常發(fā)光時，鎮(zhèn)流器起著降壓限流的作用 C.日光燈正常發(fā)光后取下啟動器，日光燈仍能正常工作 D.日光燈正常發(fā)光后取下啟動器，日光燈不能正常工作 答

2、案：ABC 解析：據(jù)日光燈工作原理知ABC正確. 2.如圖所示的電路中，燈泡A1、A2的規(guī)格完全相同，自感線圈L的電阻可以忽略.下列說法中正確的是( ) A.當接通電路時，A2先亮，A1后亮，最后A2比A1亮 B.當接通電路時，A1和A2始終一樣亮 C.當斷開電路時，A1和A2都過一會兒熄滅 D.當斷開電路時，A2立即熄滅，A1過一會兒熄滅 答案：C 解析：注意理解通電、斷電時的自感現(xiàn)象,答案為C.(請思考整個過程中流過燈A2的電流i2隨時間t的變化圖象) 3.如圖甲所示,圓形線圈處于垂直于線圈平面的勻強磁場中,磁感應強度的變化如圖乙所示.在t=0時磁感應強度的方向

3、指向紙里,則在0—和—的時間內,關于環(huán)中的感應電流i的大小和方向的說法,正確的是( ) A.i大小相等,方向先是順時針,后是逆時針 B.i大小相等,方向先是逆時針,后是順時針 C.i大小不等,方向先是順時針,后是逆時針 D.i大小不等,方向先是逆時針,后是順時針 答案：A 解析：由i==·S/R∝=k可知,在0—T4和—時間內i的大小相等.0—和—T時磁場分別是垂直紙面向里減小和向外減小,由楞次定律和安培定則可知其方向分別為順時針和逆時針,正確選項為A. 4.如圖中的虛線上方空間有垂直線框平面的勻強磁場，直角扇形導線框繞垂直于線框平面的軸O以角速度ω勻速轉動.設線框中感

4、應電流的方向以逆時針為正方向，那么在下圖中能正確描述線框從圖所示位置開始轉動一周的過程中，線框內感應電流隨時間變化情況的是（ ） 答案：A 解析：線圈在進入和轉出磁場的過程中磁通量才發(fā)生變化,故在這樣的兩個過程中才有感應電流.進入磁場的過程是磁通量增加,由楞次定律可知電流的方向為逆時針,符合題目要求.由于線框是扇形的且勻速轉動,可知磁通量的變化是均勻的,故得到的感應電流是穩(wěn)定的,所以選項A是正確. 5.如圖甲所示,abcd為導體做成的框架,其平面與水平面成θ角.質量為m的導體棒PQ與ab、cd接觸良好,回路的總電阻為R;整個裝置放在垂直于框架平面的變化的磁場中.磁場的磁感應

5、強度變化情況如圖乙所示,PQ始終靜止.關于PQ與ab、cd間摩擦力f在0到t1 s內的變化情況的說法中,有可能正確的是( ) A.f一直增大 B.f一直減小 C.f先減小后增大 D.f先增大后減小 答案：AC 解析：由i==S/R=kS/R(k為圖線斜率)可知,在0—t1時間內,i的大小恒定,且F安=Btil先減小后增大.在B正向減小的過程中,PQ棒受安培力沿斜面向上且逐漸減小,如圖(a),在B反向增大的過程中,PQ棒受安培力沿斜面向下且逐漸增大,如圖(b).前一種

6、情況中PQ棒受靜摩擦力可能隨F安減小而逐漸減小(當f靜沿斜面向下時),也可能隨F安減小而逐漸增大(當f靜沿斜面向上時).后一種情況PQ棒受靜摩擦力隨安培力增大而逐漸增大(f靜方向一定沿斜面向上).故正確選項為AC. 6.(2006北京海淀期末檢測)如圖所示的電路中,電源電動勢為E,內阻r不能忽略.R1和R2是兩個定值電阻,L是一個自感系數(shù)較大的線圈.開關S原來是斷開的.從閉合開關S到電路中電流達到穩(wěn)定為止的時間內,通過R1的電流I1和通過R2的電流I2的變化情況是 A.I1開始較大而后逐漸變小 B.I1開始很小而后逐漸變大 C.I2開始很小而后

7、逐漸變大 D.I2開始較大而后逐漸變小 答案：AC 解析：從S接通到電路中電流達到穩(wěn)定為止，L產生的感抗RL由大變小，總電流I總由小變大，路端電壓由大變小，則I1由大變小.而L中自感電動勢的作用是阻礙電流的增加，故I2是逐漸變大的.故AC正確. 二、本題共2小題,每小題10分,共20分.按題目要求作答. 7.如圖所示,abcd為一個閉合矩形金屬線框,圖中虛線為磁場右邊界(磁場的左邊界很遠),它與線圈的ab邊平行,等分bc邊,即線圈有一半位于勻強磁場之中,而另一半位于磁場之外,磁感線方向垂直于線框平面向里.線框以ab邊為軸勻速轉動,t=0時刻線圈的位置

8、如圖所示.在下面的坐標系中定性畫出轉動過程中線圈內感應電流隨時間變化的圖象(只要求畫出一個周期). 答案：見解析 解析：由i==cosθ=cost,且在0—和T—T時間內,回路中磁通量變化量ΔΦ為零,無感應電流,i-t圖如下. 8.如圖甲所示,空間有一寬為2L的勻強磁場區(qū)域,磁感應強度為B,方向垂直紙面向外.abcd是由均勻電阻絲做成的邊長為L的正方形線框,總電阻值為R.線框以垂直磁場邊界的速度v勻速通過磁場區(qū)域.在運動過程中,線框ab、cd兩邊始終與磁場邊界平行.設線框剛進入磁場的位置x=0,x軸沿水平方向向右. 在下面的乙圖中,畫出ab兩端電勢差Uab隨距離變化的圖象(

9、其中U0=BLv). 甲 乙 答案：見解析 解析：由公式E=BLv和電路知識求解,注意a、b兩點電勢的高低.如下圖. 三、本題26分.解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟,只寫出最后答案的不能得分.有數(shù)值計算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位. 9.如圖甲所示,一個足夠長的U形金屬管導軌NMPQ固定在水平面內,MN、PQ兩導軌間的寬度為l=0.50 m.一根質量為m=0.50 kg的均勻金屬棒ab橫跨在導軌上且接觸良好,abMP恰好圍成一個正方形.該軌道平面處在磁感應強度大小可以調節(jié)、豎直向上的勻強磁場中.ab棒與導軌間的最大靜摩擦力和滑動摩擦力均為Fm=1

10、.0 N,ab棒的電阻為R=0.10 Ω,其他各部分電阻均不計.開始時,磁感應強度B0=0.50 T. (1)若從某時刻(t=0)開始,調節(jié)磁感應強度的大小,使其以=0.20 T/s的變化率均勻增加，求經過多長時間ab棒開始滑動.此時通過ab棒的電流大小和方向如何? (2)若保持磁感應強度B0的大小不變,從t=0時刻開始,給ab棒施加一個水平向右的拉力,使它以a=4.0 m/s2的加速度勻加速運動，推導出此拉力FT的大小隨時間t變化的函數(shù)表達式，并在圖乙所示的坐標圖上作出拉力FT隨時間t變化的FT-t圖線. 答案：(1)17.5 s I=0.5 A 方向從b到a （2）FT=(

11、3+2.5t) N 圖線略 解析：(1)以ab桿為研究對象,當磁感應強度均勻增大時,閉合電路中有恒定的電流I.以ab桿為研究對象,它受到的安培力逐漸增大,靜摩擦力也隨之增大.當磁感應強度增大到ab所受安培力F與最大靜摩擦力Fm相等時開始滑動.因F=BIl,B=B0+t=(0.5+0.2t) T,I=,E==l2, F=Fm.由以上各式求出,經時間t=17.5 s后ab棒開始滑動,此時通過ab棒的電流大小為I=0.5 A,由楞次定律可判斷出,電流方向為從b到a. (2)當ab勻加速運動時,根據(jù)牛頓第二定律有：FT-Fm-F=ma.因F=B0Il,I=B0lv/R,v=at.聯(lián)立上述各式,并代入數(shù)據(jù),可解得：FT=Fm+ma+B02l2at/R=(3+2.5t) N.由此可畫出FT-t關系圖象如圖所示