高二物理下冊同步課時訓練題(含答案和解釋)

編輯: 逍遙路 關鍵詞: 高二 來源: 高中學習網
一、單項
1.要想提高磁電式電流表的靈敏度,不可采用的辦法有(  )
A.增加線圈匝數(shù)
B.增加永久性磁鐵的磁感應強度
C.減少線圈面積
D.減小轉軸處摩擦
解析:當給電流表通入電流I時,通電線圈就在磁力矩作用下轉動,同時螺旋彈簧即游絲就產生一個反抗力矩,二力矩平衡時,電流表的指針就停在某一位置.于是有NBIS=kθ,故θ=NBSkI.可見,電流表靈敏度將隨著線圈匝數(shù)N、線圈面積S及磁感應強度B的增大而提高,隨著螺旋彈簧扭轉系數(shù)k(即轉過1°所需外力矩的大小)的增大而降低.另外,減小摩擦也有利于靈敏度的提高.故選C.
答案:C
2.如圖3414所示,固定的長直導線豎直放置,通以豎直向上的直流電.現(xiàn)在在導線右側放一可以自由移動的矩形通電線框,它們在同一平面內,則線框的運動情況是(  )
圖3414
A.線框平動,遠離直導線
B.線框平動,靠近直導線
C.從上向下看線框順時針轉動,并靠近直導線
D.從上向下看線框逆時針轉動,并遠離直導線
解析:解答本題的關鍵就在于要了解直線電流的磁場的特點.根據(jù)安培定則可知,在導線右方區(qū)域的磁場的磁感線分布情況如右圖所示.由左手定則可知ad邊所受的安培力向上,bc邊所受的安培力向下,這兩個力是一對平衡力,相互抵消.ab邊所受的安培力向左,cd邊所受的安培力向右,但由于ab邊所在位置的磁場比cd邊所在位置的磁場強,所以ab邊所受的向左的安培力大于cd邊所受的向右的安培力.所以整個線框所受的合力向左.
答案:B
3.如圖3415所示,在傾角為α的光滑斜面上,垂直紙面放置一根長為L,質量為m的直導體棒.當導體棒中的電流I垂直紙面向里時,欲使導體棒靜止在斜面上,可將導體棒置于勻強磁場中,當外加勻強磁場的磁感應強度B的方向在紙面內由豎直向上逆時針至水平向左的過程中,關于B的大小的變化,正確的說法是(  )
圖3415
A.逐漸增大 B.逐漸減小
C.先減小后增大 D.先增大后減小
解析:通電導線在斜面上受到重力、支持力和磁場力,當磁場方向豎直向上時,導線受到的磁場力方向水平向右.當磁場方向水平向左時,磁場力的方向豎直向上,把重力、支持力和磁場力放在一個三角形中進行研究,可知磁場力先減小后增大,所以磁感應強度先減小后增大.
答案:C
4.如圖中①②③所示,在勻強磁場中,有三個通電線圈處于如下圖中所示的位置,則(  )
A.三個線圈都可以繞OO′軸轉動
B.只有②中的線圈可以繞OO′軸轉動
C.只有①②中的線圈可以繞OO′軸轉動
D.只有②③中的線圈可以繞OO′軸轉動
解析:①線圈中導線受力在水平方向;②線圈中導線受一轉動力矩;③線圈中導線不受力.
答案:B
二、雙項
5.磁電式電流表的蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場是均勻地輻射分布的,目的是(  )
A.使磁場成圓柱形,以便線圈轉動
B.使線圈平面在水平位置時與磁感線平行
C.使線圈平面始終與磁感線平行
D.使線圈受電磁力矩始終最大
解析:線圈平面始終和磁感線平行,可使線圈在轉動過程中所受電磁力矩始終最大,M=NBIS,以保證轉動效果,若磁場是勻強磁場,則當線圈轉至和磁場垂直時,磁力矩為零.
答案:CD
6.電流表中蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場是均勻地輻射分布,當線圈中通入恒定電流時,線圈將發(fā)生轉動,電流表的指針也隨著偏轉,最后停在某一偏角位置上,則在偏轉過程中,隨著偏轉角度的增大(  )
A.線圈受到的安培力的力矩將逐漸增大
B.線圈所受安培力的力矩將逐漸減小
C.線圈所受安培力的力矩不變
D.電流表中螺旋彈簧所產生的阻礙線圈轉動的力矩將逐漸增大
解析:由M=NBIS知,安培力矩保持不變,但螺旋彈簧的扭力矩M=kθ隨θ角的增大而增大.
答案:CD
7.超導電磁鐵相斥式磁懸浮列車,列車能夠懸浮的原理是(  )
A.超導體的電阻為零
B.超導體的磁性很強
C.超導體電流的磁場方向與軌道上磁場方向相反
D.超導體電流產生的磁力與列車重力平衡
解析:列車能夠浮起,必定受到了向上的力,這個力就是車上超導體電磁鐵形成的磁場與軌道上線圈中電流形成的磁場之間所產生的相斥力,這個力與列車重力平衡,列車才能懸。虼藘纱艌龇较虮厝幌喾矗蔆、D兩項正確.超導體中無電流時,即使電阻為零,也不能產生磁場,因此列車也不能懸浮,則A、B兩項錯.
答案:CD
8.我國第一艘導電磁推進船HEMS1原理如圖3416所示,強磁場方向豎直,在垂直于船身方向兩邊安裝正負電極,電極都在海水里.當電源接通時海水中產生垂直于船體方向的強電流,推動船體運動,如果磁感應強度為5 T(看作勻強磁場),水通道0.5 m,產生推力50 N,則圖中船的運動方向和船上蓄電池中的電流分別為(  )
圖3416
A.船向左運動
B.船向右運動
C.蓄電池中的電流為20 A
D.蓄電池中的電流為10 A
解析:由左手定則可判斷出水流向左運動,根據(jù)牛頓第三定律,則船受力向右,由F=BIL得I=FBL=20 A.
答案:BC
9.如圖3417所示,一根通電的直導體放在傾斜的粗糙導軌上,置于圖示方向的勻強磁場中,處于靜止狀態(tài).現(xiàn)增大電流,導體棒仍靜止,則在增大電流過程中,導體棒受到的摩擦力的大小變化情況可能是(  )
圖3417
A.一直增大 B.先減小后增大
C.先增大后減小 D.始終為零
解析:若F安mgsinα,摩擦力向下,隨F安增大而一直增大,A對.
答案:AB
三、非選擇題
10.已知磁電式電流表的線圈匝數(shù)為N=1 000匝,線圈面積S=11.7×11.5 mm2,前后兩根彈簧的總力矩系數(shù)k=2.8×10-6 N?m/1°,磁鐵與磁芯間隙中的磁感應強度B=0.16 T,求線圈做滿刻度(90°)偏轉時通過線圈的電流是多大?
解析:由力矩平衡得M1=M2,即NIBS=kθ,則電流I=kθNBS=2.8×10-6×901 000×0.16×11.7×11.5×10-6 A=1.30×10-4A.
答案:1.30×10-4A
11.如圖3418所示,水平放置的兩導軌P、Q間的距離L=0.5m,垂直于導軌平面的豎直向上的勻強磁場的磁感應強度B=2 T,垂直于導軌放置的ab棒的質量m=1 kg,系在ab棒中點的水平繩跨過定滑輪與重量G=3 N的物塊相連.已知ab棒與導軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,電源的電動勢E=10 V、內阻r=0.1 Ω,導軌的電阻及ab棒的電阻均不計.要想ab棒處于靜止狀態(tài),R應在哪個范圍內取值?(g取10 m/s2)
圖3418
解析:依據(jù)物體的平衡條件可得,ab棒恰不右滑時:
G-μmg-BI1L=0
ab棒恰不左滑時:G+μmg-BI2L=0
依據(jù)閉合電路歐姆定律可得:E=I1(R1+r),
E=I2(R2+r)
由以上各式代入數(shù)據(jù)可解得,R1=9.9 Ω,R2=1.9 Ω
所以R的取值范圍為1.9 Ω≤R≤9.9 Ω.
答案:1.9 Ω≤R≤9.9 Ω
12.如圖3419所示是一個可以用來測量磁感應強度的裝置:一長方體絕緣容器內部高為L,厚為d,左右兩管等高處裝有兩根完全相同的開口向上的管子a、b,上、下兩端裝有電極C(正極)和D(負極)并經開關S與電源連接,容器中注滿能導電的液體,液體的密度為ρ;將容器置于一勻強磁場中,磁場方向垂直紙面向里,當開關斷開時,豎直管子a、b中的液面高度相同,開關S閉合后,a、b管中液面將出現(xiàn)高度差.若當開關S閉合后,a、b管中液面將出現(xiàn)高度差為h,電路中電流表的讀數(shù)為I,求磁感應強度B的大。
圖3419
解析:開關S閉合后,導電液體中有電流從C到D,由左手定則知導電液體受到向右的安培力F,在液體中產生附加壓強p,這樣,ab管中液面就會出現(xiàn)高度差,在液體中產生的附加壓強p=FS=BILLd=BId=ρgh,所以B=ρghdI.


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