高二物理第二章电磁感应与电磁场单元测试题(有答案)
高二物理的重点知识点之一就是电磁感应,以下是第二章电磁感应与电磁场单元测试题,请大家认真练习。
一、单项选择题(本题共8小题,每小题4分,共32分.在每小题给出的四个 选项中,只有一个选项正确)
1.下列过程中一定能产生感应电流的是( )
A.导体和磁场做相对运动
B.导体一部分在磁场中做切割磁感线运动
C.闭合导体静止不动,磁场相对导体运动
D.闭合导体内磁通量发生变化
2.关于磁通量的概念,下列说法中正确的是( )
A.磁感应强度越大,穿过闭合回路的磁通量也越大
B.磁感应强度越大,线圈面积越大,穿过闭合回路的磁通量也越大
C.穿过线圈的磁通量为 零时,磁感应强度不一定为零
D.磁通量发生变化时,磁感应强度一定发生变化
3.如图2-3,半径为R的圆形线圈和矩形线圈abcd在同一平面内,且在矩形线圈内有变化的磁场,则( )
图2-3
A.圆形线圈有感应电流,矩形线圈无感应电流
B.圆形线圈无感应电流,矩形线圈有感应电流
C.圆形线圈和矩形线圈都有感应电流
D.圆形线圈和矩形线圈都无感应电流
4.以下叙述不正确的是( )
A.任何电磁波在真空中的传播速度都等于光速
B.电磁波是横波
C.电磁波可以脱离“波源”而独自存在
D.任何变化的磁场都可以产生电磁波
5.德国《世界报》曾报道过个别西方发达国 家正在研制电磁脉冲 波武器——电磁炸弹.若一枚原始脉冲波功率10 kW、频率5千兆赫的电磁炸弹在不到 100 m的高空爆炸,它将使方圆400 m2~500 m2地面范围内电场达到每米数千伏,使得电网设备、通信设施和计算机中的硬盘与软盘均遭到破坏.电磁炸弹有如此破坏力的主要原因是( )
A.电磁脉冲引起的电磁感应现象
B.电磁脉冲产生的动能
C.电磁脉冲产生的高温
D.电磁脉冲产生的强光
6.在图2-4中,理想变压器的原副线圈的匝数比为n1∶n2=2∶1,A、B为完全相同的灯泡,电源电 压为U,则B灯两端的电压有( )
图2-4
A.U/2 B.2U
C.U/5 D.2U5
7.如图2-5所示,理想变压器的副线圈上接有三个灯泡,原线圈与一个灯泡串联接在交流电源上,若四个灯泡完全相同,且都正常发光,则电源两端的电压U1与灯泡两端的电压之比为( )
图2-5
A.1∶1 B.2∶1
C.3∶1 D.4∶1
8.如图2-6所示,通过水平绝缘传送带输送完全相同的铜线圈,线圈均与传送带以相同的速度匀速运动.为了检测出个别未闭合的不合格线圈,让传送带通过一固定匀强磁场区域,磁场方向垂直于传送带,线圈进入磁场前等距离排列,穿过磁场后根据线圈间的距离,就能够检测出不合格线圈,通过观察图形,判断下列说法正确的是( )
图2-6
A.若线圈闭合,进入磁场时,线圈相对传送带向前滑动
B.若线圈不闭合,进入磁场时,线圈相对传送带向后滑动
C.从图中可以看出,第2个线圈是不合格线圈
D.从图中可以看出,第3个线圈是 不合格线圈
二、双项选择题(本题共2小题,每小题6分,共12分.在每小题给出的四个选项中,有两个选项符合题目要求,全选对的得6分,只选1个且正确的得3分,有选错或不答的得0分)
9.下述用电器中,哪些利用了电磁感应现象( )
A.小电动机 B.小变压器
C.日光灯镇流器 D.电磁式电流表
10.关于变压器,以下说法正确的是( )
A.原线圈中的电流随副线圈中输出电流的增大而增大
B.原线圈两端的电压随副线圈中输出电流的增大而增大
C.当副线圈上并联的负载增多时,原线圈中的电流增大
D.当副线圈空载时,副线圈上电压为零
三、非选择题(本题共6小题,共56分.把答案填在题中横线上或按要求作答.解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案 中必须明确写出数值和单位)
11.(8分)如图2-7所示的理想变压器,它的原线圈接在交流电源上,副线圈接一个标有“12 V,100 W”的灯泡,已知变压器原、副线圈的匝数比为18∶1,那么小灯泡正常工作时,图中的电压表的读数为___ ____ _ V,电流表的读数为________ A.
图2-7
12.(8分)一理想变压器,原线圈的匝数n1=1100,接在电压220 V的交流电源上,当它对11只并联的“36 V,60 W”灯泡供电时,灯泡正常发光,由此可知该变压器副线圈的匝数n2=______,通过原线圈的电流I1=________.
13.(8分)如图2-8是法拉第做成的世界上第一个发电机模型,在磁铁两极间放一铜盘,转动铜盘,就可以获得持续的电流,试解释其原理.
图2-8
14.(8分)变压器原理 可以用来测量线圈的匝数:把被测线圈作原线圈,用一个匝数已知的线圈作副线圈,通入交流,测出两线圈的电压,就可以求出被测线圈的匝数.已在副线圈有400匝,把原线圈接到220 V的线路中,测得副线圈的电压是55 V,求原线圈的匝数.
15.(10分)收音机中的变压器,原线圈有1210匝,接在220 V的交流电源上.要得到5 V、6.3 V和350 V三种输出电压,求这三个副线圈的匝数.
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16.(12分)某车间用变压器对40盏“36 V 40 W”电灯供电.设变压器的原线圈为1320匝,接在220 V照明线路上,问:
(1)副线圈应为几匝,才能使40个灯正常发光?此时原、副线圈的电流各为多少?
(2)如只用20盏灯,能否正常发光?原线圈电流变为多少?
参考答案
1.解析:选D.产生感应电流的条件 :①电路闭合;②磁通量变化.A和B选项中电路不一定闭合,A、B错误.C选项中磁场相对导体运动,穿过回路的磁通量不一定变化,也不正确.
2.答案:C
3.答案:C
4.答案:D
5.答案:A
6.解析:选D.B灯泡两端的电压为变压器的输出电压U2,
则变压器的输入电压U1=n1n2U2=21×U2=2U2
设两灯电阻都为R,输入电流和输出电流为I1和I2
则I2=U2R,那么 I1=n2n1I2=12I2
A灯泡两端的电压UA=I1R=I22R=U22
由电路可知U=UA+U1
即U=U22+2U2
∴U2=25U.
7.答案:D
8.解析:选D.若线圈闭合进入磁场时,由于电磁感应现象,由楞次定律可判断线圈相对传送带向后滑动,故A错误;若线圈不闭合,不会产生感应电流,故线圈相对传送带不发生滑动,故B错误;由图知1、2、4、5、6线圈都发生了相对滑动,而第3个线圈没有,则第3个线圈为不合格线圈,选项D正确.
9.答案:BC
10.解析:选AC.原线圈的电流由副线圈决定,副线圈电压由原线圈决定.当负载增多时,变压器的输出功率增大,决定了输入功率也增大,原线圈中的电流增大.
11.解析:由公式U1U2=n1n2得U1=n1n2U2=18×12 V=216 V
由公式I1I2=n2n1得I2=n2n1I1=118×10012 A=0.46 A.
答案:216 0.46
12.解析:由题意可知,11只灯泡并联在副线圈上,那么U2=36 V
由n1n2= U1U2,得
n2=U2U1n1=36220×1100匝=180匝
每只灯泡的电流I0=PU2=6036 A=53 A
那么通过副线圈的电流
I2=11I0=553 A
由n1n2=I2I1得
I1=n2n1I2=1801100×553A=3 A
(可以根据P入=P出得I1U1=11P0,得I1=11P0U1=11×60220 A=3 A).
答案:180 3 A
13.答案:铜盘可以看成是无数根从铜盘圆心到边缘的导体棒组成的,这些导体棒就像自行车的辐条,当圆盘转动时 ,总有幅条在切割磁感线产生感应电动势,相当于电源,如果和外界组成闭合电路,就可以向外界供电,有感应电流.
14.答案:1600匝
15.解析:由U1U2=n1n2可知要得到5 V的电压时n=5×1210220匝≈28匝;要得到6.3 V时n=6.3×1210220匝≈35匝;要得到350 V时n=350×1210220匝≈1925匝.
答案:匝数分别为28、35、1925.
16.解析:(1)变压器副线圈的电压U2=36 V,由U1U2=n1n2,得副线圈匝数n2=U2U1n1=36220×1320 匝=216 匝
副线圈输出的总功率等于40盏电灯功率之和,即
P2=40×40 W=1600 W
所以,副线圈的电流和原线圈的电流分别为
I2=P2U2=160036 A=44.44 A
I1=P1U1=P2U1=1600220 A=7.27 A.
(2)当只用20盏电灯时,副线圈输出功率减少,原线圈输入功率也相应减小,它们均为
P1′=P2′=20×40 W=800 W
所以,原、副线圈的电流变为
I1′=P1′U1=800220 A=3.64 A
I2′=P2′U2=80036 A=22.22 A.
答案:(1)216匝 7.27 A 44.44 A (2)能 3.64 A
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