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1、2016军考复习资料一一电磁感应、交变电流一、填空题1、某空间有匀强磁场，一面积为0.1m2匝数为100 的闭合线圈垂直于磁场放置，在0.4s 内匀强磁场的磁Wb,线圈中产生的感应强度从0.02 T 均匀增加到0.08 T，则线圈中磁通量的变化量为感应电动势为V .2、 交流电压图象如图所示，该电压的最大值是 伏，有效值是 伏；该交流电周期是 s，频率是Hz,43、 某电厂要将电能输送到较远的用户，输送的总功率为9.8 X 10 W电厂输出电压仅为350 V,为减少输送功率损失，先用一理想升压变 压器将电压升高到 2800V再输出，之后用降压变压器降压到220V给用户使用，已知输电线路的总电阻
2、为4 Q,则损失的电功率为w，降压变压器的原、畐U线圈的匝数之比为。4、某小型水电站输出功率是 20KW输电线路总电阻是 为A,输电线路损耗功率为 6Q。若采用5000V高压输电，输电线上的电流强度W、选择题5、在电磁感应现象中，下列说法中正确的是（）A. 感应电流的磁场总是跟原来的磁场方向相反B .闭合线框放在变化的磁场中一定能产生感应电流C. 闭合线框放在匀强磁场中做切割磁感线运动，一定能产生感应电流D. 感应电流的磁场总是阻碍原来磁场磁通量的变化6、关于感应电动势的大小，下列说法正确的是（）A. 穿过闭合电路的磁通量最大时，其感应电动势一定最大B. 穿过闭合电路的磁通量为零时，其感应电动
3、势一定为零C. 穿过闭合电路的磁通量由不为零变为零时，其感应电动势一定为零D. 穿过闭合电路的磁通量由不为零变为零时，其感应电动势一定不为零7、如图所示，线圈两端与电阻相连构成闭合回路，在线圈上方有一竖 直放置的条形磁铁，磁铁的S极朝下.在将磁铁的 S极插入线圈的过程中（A. 通过电阻的感应电流的方向由B. 通过电阻的感应电流的方向由C. 通过电阻的感应电流的方向由D. 通过电阻的感应电流的方向由b到a,线圈与磁铁相互排斥 b到a,线圈与磁铁相互吸引 a到b,线圈与磁铁相互排斥 a到b,线圈与磁铁相互吸引矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，产生的交变电动势的图象如图所示，则（e= 50si n10
4、0列表述正确的是D.周期是0.02 sA.电流表的示数为C.电压表的示数为电压的有效值B.原、副线圈匝数比为1 : 2D.原线圈中交变电压的频率为100 HzA. 交变电流的频率是 4n HzB. 当t=0时，线圈平面与磁感线垂直C. 当t= ns时，e有最大值D. 交流电的周期是ns9、某小型发电机产生的交变电动势( )A.最大值是匚丁B.频率是100 Hz C.有效值是50V10、一交流电流的图象如图所示，由图可知()A. 用电流表测该电流其示数为14.1 AB. 该交流电流的频率为50HzC. 该交流电流通过 10 Q电阻时，电阻消耗的电功率为 1000 WD. 该交流电流瞬时值表达式为
5、i = 14.1sin314 t A11、图甲左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中R=55Q ,A、V为理想电流表和电压表，若原线圈接入如图乙所示的正弦交变电压，电压表的示数为110V,下列表述正确的是12、如图所示，理想变压器副线圈通过输电线接两个相同的灯泡L1和L2.输电线的等效电阻为 R开始时,电键S断开，当S闭合时，下列说法中正确的是()A.副线圈两端的输出电压减小B .通过灯泡L1的电流减小C.原线圈中的电流减小D.变压器的输入功率不变三、计算题13、如图所示，水平放置的U形导轨足够长，处于磁感应强度B=5 T的匀强磁场中，导轨宽度L=0.4 m导体棒a b质量m=2.0 kg
6、,电阻R=1Q，与导轨的动摩擦系数为其余电阻可忽略不计。现在导体棒a b在水平外力F=10 N的作用下，由静止开始运动了s=40 cm后，速度达到最大。求：(1) 导体棒ab运动的最大速度是多少？当导体棒ab的速度为最大速度的一半时，棒ab的加速度是多少？ 导体棒ab由静止达到最大速度过程中，棒ab上产生的热量是多少？14、如图所示，光滑金属直轨道 MN和PC固定在同一水平面内，MNPC平行且足够长，两轨道间的宽度L=0.5m, 轨道左端接一阻值 R=0.50 Q的电阻轨道处于磁感应强度大小B=0.4T，方向竖直向下的匀强磁场中质量m=0.5kg，电阻r=0.5 Q的导体棒ab垂直于轨道放置.
7、导体棒在沿着轨道方向向右的力F作用下，以速度v=5.0m/s做匀速直线运动，导体棒与轨道始终接触良好并且相互垂直.不计轨道的电阻，不计空气阻力.求:(1) ab棒产生的感应电动势 E;(2) 电阻R上消耗的功率 P;(3 )保持导体棒做匀速运动的拉力F的大小.NFXQ15、图所示，固定于水平桌面上足够长的两平行光滑导轨PQ MN其电阻不计，间距 d=0. 5m P、M两端接有一只理想电压表，整个装置处于竖直向下的磁感应强度B0= 0. 2T的匀强磁场中，两金属棒 L1、L2平行地搁在导轨上，其电阻均为 r = 0.1 Q,质量分别为 M仁0. 3kg和M2= 0. 5kg。固定棒L1,使L2在
8、水平 恒力F=0. 8N的作用下，由静止开始运动。试求：(1) 当电压表读数为 U=0. 2V时，棒L2的加速度为多大； 棒L2能达到的最大速度 vm.16、如图所示，有一磁感强度B=0.1T的水平匀强磁场，垂直匀强磁场放置一很长的金属框架，框架上有一导体ab保持与框架边垂直、由静止开始下滑.已知ab长100cm,质量为0.1kg，电阻为0.1 Q,框架电阻不计，取g=10m/s2，求：(1) ab中电流的方向如何？(2) 导体ab下落的最大速度；(3) 导体ab在最大速度时产生的电功率.17、如图所示，矩形导线框abcd，质量m=0.02kg，导线框电阻r=0.16 Q,边长Lab=10cm
9、 Lad=8cmt在线框下方距cd边102cm处有一个仅有水平上边界的匀强磁场，磁感应强度B=0.8T，方向垂直纸面向里。现在使线框从静止开始下落进入磁场，且线框始终处于平动状态，在ab边进入磁场前的某一时刻，线框开始匀速运动，整个过程中，始终存在着大小恒定的空气阻力f=0.04N。tl(1 )求整个线框进入磁场时的瞬时速度；(2 )定性描述线框在磁场外、进入磁场的过程中线框的运动情况；(3) 求整个线框开始下落到全部进入磁场的过程中线框中的电流所做的功。*“犬+ 乂父.X X X XX X X X乂一 X18、如图所示，两根足够长、电阻不计的平行光滑金属导轨处于磁感应强度大小为B=0.5T的
10、匀强磁场中,导轨平面与水平面成B =30°角，下端连接“ 2.5V , 0.5W'的小电珠，磁场方向与导轨平面垂直，质量为 m=0.02kg、电阻不计的光滑金属棒与导轨垂直并保持良好接触，金属棒由静止开始释放，下滑速度达到稳2定时，小电珠正常发光，取g=10m/s，求：(1) 金属棒沿轨道下滑时对轨道的压力大小;(2) 金属导轨的宽度；(3) 金属棒稳定下滑时的速度大小.19、如图所示，MN PQ为足够长的平行金属导轨，间距L=0.50m,导轨平面与水平面间夹角B =37°, N、Q间连接一个电阻 R=5.0 Q,匀强磁场垂直于导轨平面向上，磁感应强度B=1.0T
11、将一根质量 m=0.050kg的金属棒放在导轨的 ab位置，金属棒及导轨的电阻不计现由静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过程 中始终与导轨垂直，且与导轨接触良好已知金属棒与导轨间的动摩擦因数卩=0.50，当金属棒滑行至 cd处时，其速度大小开始保持不变，位置cd与ab之间的距离s=2.0m.已知g=10m/s , sin37 ° =0.60 , cos37°=0.80 .求：(1) 金属棒沿导轨开始下滑时的加速度大小；(2) 金属棒达到cd处的速度大小；(3) 金属棒由位置 ab运动到cd的过程中，电阻 R产生的热量.20、如图所示，两根足够长相距为L的平行金属导轨 MN
12、 PQ与水平面的夹角=53° ,导轨处在竖直向上- 八，现将棒ab由静止释放，棒ab刚的有界匀强磁场中，有界匀强磁场的宽度 氏='朋，导轨上端连一阻值 r=1Q的电阻。质量m=kg、电阻r=1Q的细金属棒ab垂直放置在导轨上，开始时与磁场上边界距离进入磁场时恰好做匀速运动。棒度 g = 10m/s 2。求：ab在下滑过程中与导轨始终接触良好，导轨光滑且电阻不计，取重力加速(1 )棒ab刚进入磁场时的速度 v；(2) 磁场的磁感应强度B；(3) 棒ab穿过过磁场的过程中电阻R产生的焦耳热 Q 。21、如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距Im，导轨平面
13、与水平面成B=37°角，下端连接阻值为R的电阻匀强磁场方向与导轨平面垂直质量为0.2kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为0.25 求：(1 )求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小；(2) 当金属棒下滑速度达到稳定时，电阻R消耗的功率为8W求该速度的大小；(3) 在上问中，若 R=2Q，金属棒中的电流方向由a到b，求磁感应强度的大小与方向.2(g=10rn/s , sin37 ° =0.6 , cos37 ° =0.8 )22、如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨MN PQ间距离L=0.5m，其电阻不计，两导
14、轨及其构成的平面与水平面成30°角。完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置，且都与导轨始终有良好接触。已知两金属棒质量均为 m=0.02kg，电阻相等且不可忽略。整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁 感应强度B=0.2T，金属棒ab在平行于导轨向上的力 F作用下，沿导轨向上匀速运动，而金属棒cd恰好能够保持静止。取 g=10m/s，求：(1) 通过金属棒cd的电流大小、方向；(2) 金属棒ab受到的力F大小；(3) 若金属棒cd的发热功率为0.1W,金属棒ab的速度。参考答案一、填空题1、 0.0061.52、 (1)10(2)7.07(3)0.08(4)12.53、
15、4900133:114、496二、选择题5、D 6、D7、A8、B 9、D 10、C11、C12、B二、计算题解（1）当导体樺加湮度肯零时速度盘丈”设毘大速度为¥豁则,F=SIL+ H 叱 C2 長） I=Blv /K（ 1 rich ）Vl.Sn/sC 1 知由牛顿第二走律育：7- 42分）=£劈”庶1分a=l 5m/s 2 （1 分）13、丄 根据能量守恒定律有：FS和mgS+Q+ m V （3分）Q=0.15J （1分）14、 解：（1）导体棒匀速运动，感应电动势E=BLv=0.4 X 0.5 X 5.0=1.0V ;E 1.0（2） 导体棒上通过的感应电流i= r+
16、R=0. 5+0. 5 =1.oa ；2 2电阻R上消耗的功率 P=I R=1 X 0.5=0.5W ;（3）导体棒匀速，受力平衡 F=F安 此时，F BIL解得：F=0.2N;2A15、解流过L2的电流L2所受的安培力FB = Brd=02x2x0 5 = 0 2U对L2得一 L '所以L2的加速度二-一匸-：；（2）当安培力F安与恒力F平衡时，棒L2速度达到最大，此时电路电流为Im ,匚_盟陷则一 二、"2Jr吟=Q O = 1 tai / s得。16、 解：(1)根据右手定则判断出感应电流的方向由a f b;(2 )根据导体ab下落的最大速度时，加速度为零，作匀速直线运
17、动. 即mg=F安E L灯则有：F BIL=mgR CL1X10X0.1E2（BL”）；p=IE= =：所以 v= ' =i0m/s(3 )速度达到最大时，此时电功率也达到最大.则有最大的电功率为:（CL 1单0 ） ?=10Wg-f +17、（1）（2 分）=4m/ s（2 分）(2)进入磁场前：匀加速(1分)进入磁场的过程中：先做加速度减小的减速运动；(2分)后做匀速运动(1分)（3） mgh=fh+mV/2+Q （2 分）02 1.1004 1 1-b + G-Q=0.016J （ 2 分）18、解：(1)金属棒沿轨道下滑时，受重力mg导轨的支持力N和安培力F作用，在垂直于导轨方
18、向有:N=mgcos0根据牛顿第三定律可知，金属棒对轨道的压力N ' =N联立解得 N ' = V N=0.173N(2) 当金属棒匀速下滑时，其下滑速度达到稳定，因此在沿导轨方向上，有：mgsin 0 =F设稳定时回路中电流为I，金属导轨的宽度为 d，根据安培力公式有 F=Bld£电珠正常发光，有i=-联立得d=1m(3) 由于电路中其它部分的电阻不计，因此，金属棒切割磁感线产生的感应电动势E=U根据E=Bdv得U 2.5金属棒稳定下滑时的速度大小v= 1 -= ： - =5m/s19、解:(1)设金属杆的加速度大小为a，则mgs in 0- mgcosB =maa
19、=2.0m/s 2(2)设金属棒达到cd位置时速度大小为 v、电流为I，金属棒受力平衡，有 mgs in 0 =BIL+ 卩 mgcos0(3)设金属棒从ab运动到cd的过程中，电阻mgs*ginS二噴皿貯亠十Hngmso日日+Q解得 Q=O.1OJR上产生的热量为 Q由能量守恒，有20、解:1聊歹口 sin 二一胡由动能定理有：-（2解得 ' -':'=4m/s（2分） 棒ab产生的感应电动势 -=SZv:(:;二（2分）（1分）回路中感应电流棒ab匀速运动,有：-< -1 -1亠（2分）B 解得（2分）潮呂（卫+严）sin肚10Z3vcos2 a 3由能量守恒
20、定律有、'-（2 分）（1 分）（1 分）21解：(1)金属棒开始下滑的初速为零，根据牛顿第二定律:2 2解得 a=10X( 0.6 0.25 X 0.8 ) m/s =4m/s(2)设金属棒运动达到稳定时，速度为v,所受安培力为mgsin 0 口 mgcos 0 一 F=0此时金属棒克服安培力做功的功率等于电路中电阻F,mgsin 0 口 mgcos 0 =ma棒在沿导轨方向受力平衡R消耗的电功率：P=Fv 由、两式解得故当金属棒下滑速度达到稳定时，棒的速度大小为10m/s.(3)设电路中电流为I，两导轨间金属棒的长为I，磁场的磁感应强度为B2P=I R由、两式解得:vl 1OX1T
21、=0. 41磁场方向垂直导轨平面向上.故磁感应强度的大小为0.4T，方向垂直导轨平面向上.22、解： 棒cd受到的安培力为：Fcd=BIL棒cd在共点力作用下平衡，则：Fcd=mgsin30 °由式，代入数据解得：1=1 A根据楞次定律可知，棒 cd中的电流方向由d至c棒ab与棒cd受到的安培力大小相等，即：Fab=Fcd对棒ab,由共点力平衡知：F=mgsin30 ° +BIL代入数据解得：F=0.2 N 设在时间t内棒cd产生Q=0.1 J热量，由焦耳定律知： Q=l2Rt 设棒ab匀速运动的速度大小为 v，其产生的感应电动势为： E=BLv由闭合电路欧姆定律知:E2R由运动学公式知在时间 t内，棒ab沿导轨的位移为：x=vt力F做的功为：W=Fx综合上述各式，代入数据解得：W=0.4 J