电磁感应补充综合练习-田(含答案)

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电磁感应精讲精练:电磁感应综合应用典型习题 Word版含答案

电磁感应精讲精练:电磁感应综合应用典型习题 Word版含答案

1.如图所示,上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置,小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放,并落至底部,则小磁块()A.在P和Q中都做自由落体运动B.在两个下落过程中的机械能都守恒C.在P中的下落时间比在Q中的长D.落至底部时在P中的速度比在Q中的大解析:选C.小磁块下落过程中,在塑料管Q中只受到重力,而在铜管P中还受到向上的磁场力,即只在Q中做自由落体运动,故选项A、B错误;小磁块在P中加速度较小,故在P中下落时间较长,落至底部时在P中的速度较小,选项C正确,D错误.2.(多选)如图所示,竖直平面内的虚线上方是一匀强磁场B,从虚线下方竖直上抛一正方形线圈,线圈越过虚线进入磁场,最后又落回原处,运动过程中线圈平面保持在竖直平面内,不计空气阻力,则()A.上升过程克服磁场力做的功大于下降过程克服磁场力做的功B.上升过程克服磁场力做的功等于下降过程克服磁场力做的功C.上升过程克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力的平均功率D.上升过程克服重力做功的平均功率等于下降过程中重力的平均功率解析:选AC.线圈上升过程中,加速度增大且在减速,下降过程中,运动情况比较复杂,有加速、减速或匀速等,把上升过程看成反向的加速,可以比较当运动到同一位置时,线圈速度都比下降过程中相应的速度要大,可以得到结论:上升过程中克服安培力做功多;上升过程时间短,所以上升过程克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力的平均功率,故正确选项为A、C.3.如图所示,有两个相邻的有界匀强磁场区域,磁感应强度的大小均为B,磁场方向相反,且与纸面垂直,磁场区域在x轴方向宽度均为a,在y轴方向足够宽.现有一高为a的正三角形导线框从图示位置开始向右沿x轴方向匀速穿过磁场区域.若以逆时针方向为电流的正方向,在以下选项中,线框中感应电流i 与线框移动的位移x的关系图象正确的是()解析:选C.线框从开始进入到全部进入第一个磁场过程,磁通量向里增大,则由楞次定律可知,电流方向为逆时针方向,故B一定错误;因切割的有效长度均匀增大,故由E=BL v可知,电动势也均匀增加,而在全部进入第一个磁场时,磁通量达最大,该瞬间变化率为零,故电动势也为零,故A错误;当线框开始进入第二个磁场时,线框中磁通量向里减小,则可知电流方向为顺时针方向,故D错误;而进入第二个磁场后,分处两磁场的线框两部分产生的电流相同,且有效长度是均匀变大的,当将要全部进入第二个磁场时,线框中电流达最大2I0.故C正确.4.(多选)如图所示,电阻不计、间距为l的光滑平行金属导轨水平放置于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中,导轨左端接一定值电阻R.质量为m、电阻为r 的金属棒MN 置于导轨上,受到垂直于金属棒的水平外力F 的作用由静止开始运动,外力F 与金属棒速度v 的关系是F =F 0+k v (F 0、k 是常量),金属棒与导轨始终垂直且接触良好.金属棒中感应电流为i ,受到的安培力大小为F A ,电阻R 两端的电压为U R ,感应电流的功率为P ,它们随时间t 变化图象可能正确的有( )解析:选BC.经受力分析和电路分析知,i =Bl v R +r ,F A =Bil =B 2l 2R +r v ,U R =iR =BlRR +r v ,P =i 2(R +r )=B 2l 2R +r v 2,因此i ∝F A ∝U R ∝P ∝v ,i -t 、F A -t 、U R -t 图象的形状与v -t 图象相同.对金属棒由牛顿第二定律得F -F A =ma ,得F 0+⎝ ⎛⎭⎪⎫k -B 2l 2R +r v =ma .若k =B 2l 2R +r ,则a =0,金属棒做匀加速运动,A 错误.若k >B 2l 2R +r ,a 逐渐增大,B 正确.若k <B 2l 2R +r ,a 逐渐减小,最后趋向于零,C 正确.由以上分析知P -t 图象形状与B 或C 相似,D 错误.5.(多选)如图所示,光滑金属导轨AC 、AD 固定在水平面内,并处在方向竖直向下、大小为B 的匀强磁场中.有一质量为m 的导体棒以初速度v 0从某位置开始在导轨上水平向右运动,最终恰好静止在A 点.在运动过程中,导体棒与导轨始终构成等边三角形回路,且通过A 点的总电荷量为Q .已知导体棒与导轨间的接触电阻阻值恒为R ,其余电阻不计.则( )A .该过程中导体棒做匀减速运动B .该过程中接触电阻产生的热量为12m v 20C .开始运动时,导体棒与导轨所构成回路的面积为S =QR BD .当导体棒的速度为12v 0时,回路中感应电流大小为初始时的一半解析:选BC.该过程中l 、v 均在减小,故加速度a 减小,选项A 错误.由能量守恒定律可知Q 热=12m v 20,选项B 正确.I =E R =ΔΦR Δt ,ΔΦ=BS ,Q =I Δt ,联立得S =QR B ,选项C 正确.当v =12v 0时,l <l 0,由I =E R =Bl v R 知,I <I 02,选项D错误.6.如图所示,足够长平行金属导轨倾斜放置,倾角为37°,宽度为0.5 m ,电阻忽略不计,其上端接一小灯泡,电阻为1 Ω.一导体棒MN 垂直于导轨放置,质量为0.2 kg ,接入电路的电阻为1 Ω,两端与导轨接触良好,与导轨间的动摩擦因数为0.5.在导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度为0.8 T .将导体棒MN 由静止释放,运动一段时间后,小灯泡稳定发光,此后导体棒MN 的运动速度以及小灯泡消耗的电功率分别为(重力加速度g 取10 m/s 2,sin 37°=0.6)( )A .2.5 m/s 1 WB .5 m/s 1 WC .7.5 m/s 9 WD .15 m/s 9 W解析:选B.小灯泡稳定发光说明棒做匀速直线运动.此时:F 安=B 2l 2v R 总,对棒满足:mg sin θ-μmg cos θ-B 2l 2vR 棒+R 灯=0因为R 灯=R 棒则:P 灯=P 棒再依据功能关系:mg sin θ·v -μmg cos θ·v =P 灯+P 棒联立解得v =5 m/s ,P 灯=1 W ,所以B 项正确.[综合应用题组]7.两根足够长的光滑导轨竖直放置,间距为L ,底端接阻值为R 的电阻.将质量为m 的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端,金属棒和导轨接触良好,导轨所在平面与磁感应强度为B 的匀强磁场垂直,如图所示.除电阻R 外其余电阻均不计.现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放.则( )A .金属棒将做往复运动,动能、弹性势能与重力势能的总和保持不变B .金属棒最后将静止,静止时弹簧的伸长量为mg kC .金属棒最后将静止,电阻R 上产生的总热量为mg ·mg kD .金属棒第1次达到最大速度时金属棒的伸长量为mg k解析:选 B.金属棒在往复运动的过程中不断克服安培力做功产生电能,并转化成焦耳热,机械能不断减少,最终静止,静止时弹力等于金属棒的重力,A错误、B 正确.由能量守恒定律可得mg ·mg k =Q +E 弹,C 错误.当金属棒第1次达到最大速度时,加速度为零,则mg =kx +F 安,D 错误.8.(多选)如图甲所示,abcd 是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框,金属线框的质量为m ,电阻为R ,在金属线框的下方有一匀强磁场区域,MN 和PQ 是匀强磁场区域的水平边界,并与线框的bc 边平行,磁场方向垂直于线框平面向里.现使金属线框从MN 上方某一高度处由静止开始下落,如图乙是金属线框由开始下落到bc 刚好运动到匀强磁场PQ 边界的v -t 图象,图中数据均为已知量.重力加速度为g ,不计空气阻力.下列说法正确的是( )A .金属线框刚进入磁场时感应电流方向沿adcba 方向B .磁场的磁感应强度为1v 1(t 2-t 1) mgR v 1C .金属线框在0~t 3时间内所产生的热量 为mg v 1(t 2-t 1)D .MN 和PQ 之间的距离为v 1(t 2-t 1)解析:选BC.根据楞次定律可知,线框刚进入磁场时,感应电流的方向为abcda 方向,选项A 错误;由于bc 边进入磁场时线框匀速运动,则mg =B 2l 2v 1R ,而线框边长l =v 1(t 2-t 1),联立可得B =1v 1(t 2-t 1) mgR v 1,选项B 正确;金属线框在0~t 3时间内,只有在t 1~t 2时间内才产生热量,此过程中安培力与重力大小相等,因此所产生的热量为mg v 1(t 2-t 1),选项C 正确;MN 和PQ 之间的距离为v 1(t 2-t 1)+v 1+v 22(t 3-t 2),选项D 错误.9.(多选)如图所示,边长为L 、不可形变的正方形导线框内有半径为r 的圆形磁场区域,其磁感应强度B 随时间t 的变化关系为B =kt (常量k >0).回路中滑动变阻器R 的最大阻值为R 0,滑动片P 位于滑动变阻器中央,定值电阻R 1=R 0、R 2=R 02.闭合开关S ,电压表的示数为U ,不考虑虚线MN 右侧导体的感应电动势,则()A .R 2两端的电压为U 7B .电容器的a 极板带正电C .滑动变阻器R 的热功率为电阻R 2的5倍D .正方形导线框中的感应电动势为kL 2解析:选AC.由法拉第电磁感应定律E =n ΔΦΔt =n ΔB Δt S 有E =k πr 2,D 错误;因k >0,由楞次定律知线框内感应电流沿逆时针方向,故电容器b 极板带正电,B 错误;由题图知外电路结构为R 2与R 的右半部并联,再与R 的左半部、R 1相串联,故R 2两端电压U 2=R 02×12R 0+R 02+R 02×12U =U 7,A 正确;设R 2消耗的功率为P=IU 2,则R 消耗的功率P ′=2I ×2U 2+IU 2=5P ,故C 正确.10.如图,水平面(纸面)内间距为l 的平行金属导轨间接一电阻,质量为m 、长度为l 的金属杆置于导轨上.t =0时,金属杆在水平向右、大小为F 的恒定拉力作用下由静止开始运动.t 0时刻,金属杆进入磁感应强度大小为B 、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域,且在磁场中恰好能保持匀速运动.杆与导轨的电阻均忽略不计,两者始终保持垂直且接触良好,两者之间的动摩擦因数为μ.重力加速度大小为g .求(1)金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小;(2)电阻的阻值.解析:(1)设金属杆进入磁场前的加速度大小为a ,由牛顿第二定律得ma =F -μmg ①设金属杆到达磁场左边界时的速度为v ,由运动学公式有v =at 0②当金属杆以速度v 在磁场中运动时,由法拉第电磁感应定律,杆中的电动势为E =Bl v ③联立①②③式可得E =Blt 0⎝ ⎛⎭⎪⎫F m -μg ④ (2)设金属杆在磁场区域中匀速运动时,金属杆中的电流为I ,根据欧姆定律I =E R ⑤式中R 为电阻的阻值.金属杆所受的安培力为F A =BlI ⑥因金属杆做匀速运动,由牛顿运动定律得F -μmg -F A =0⑦联立④⑤⑥⑦式得R =B 2l 2t 0m ⑧答案:(1)Blt 0⎝ ⎛⎭⎪⎫F m -μg (2)B 2l 2t 0m 11.如图,两条相距l 的光滑平行金属导轨位于同一水平面(纸面)内,其左端接一阻值为R 的电阻;一与导轨垂直的金属棒置于两导轨上;在电阻、导轨和金属棒中间有一面积为S 的区域,区域中存在垂直于纸面向里的均匀磁场,磁感应强度大小B1随时间t的变化关系为B1=kt,式中k为常量;在金属棒右侧还有一匀强磁场区域,区域左边界MN(虚线)与导轨垂直,磁场的磁感应强度大小为B0,方向也垂直于纸面向里.某时刻,金属棒在一外加水平恒力的作用下从静止开始向右运动,在t0时刻恰好以速度v0越过MN,此后向右做匀速运动.金属棒与导轨始终相互垂直并接触良好,它们的电阻均忽略不计.求:(1)在t=0到t=t0时间间隔内,流过电阻的电荷量的绝对值;(2)在时刻t(t>t0)穿过回路的总磁通量和金属棒所受外加水平恒力的大小.解析:(1)在金属棒越过MN之前,t时刻穿过回路的磁通量为Φ=ktS①设在从t时刻到t+Δt的时间间隔内,回路磁通量的变化量为ΔΦ,流过电阻R的电荷量为Δq.由法拉第电磁感应定律有E=ΔΦΔt②由欧姆定律有i=E R③由电流的定义有i=Δq Δt④联立①②③④式得|Δq|=kSRΔt⑤由⑤式得,在t=0到t=t0的时间间隔内,流过电阻R的电荷量q的绝对值为|q|=kt0S R⑥(2)当t>t0时,金属棒已越过MN.由于金属棒在MN右侧做匀速运动,有f=F⑦式中,f 是外加水平恒力,F 是匀强磁场施加的安培力.设此时回路中的电流为I ,F 的大小为F =B 0Il ⑧此时金属棒与MN 之间的距离为s =v 0(t -t 0)⑨匀强磁场穿过回路的磁通量为Φ′=B 0ls ○10 回路的总磁通量为Φt =Φ+Φ′⑪式中,Φ仍如①式所示.由①⑨○10⑪式得,在时刻t (t >t 0)穿过回路的总磁通量为Φt =B 0l v 0(t -t 0)+kSt ⑫在t 到t +Δt 的时间间隔内,总磁通量的改变ΔΦt 为ΔΦt =(B 0l v 0+kS )Δt ⑬由法拉第电磁感应定律得,回路感应电动势的大小为E t =⎪⎪⎪⎪⎪⎪ΔΦt Δt ⑭ 由欧姆定律有I =E t R ⑮联立⑦⑧⑬⑭⑮式得f =(B 0l v 0+kS )B 0l R ⑯答案:(1)kt 0S R (2)B 0l v 0(t -t 0)+kSt (B 0l v 0+kS )B 0l R12.如图甲所示,平行长直导轨MN 、PQ 水平放置,两导轨间距L =0.5 m ,导轨左端M 、P 间接有一阻值R =0.2 Ω的定值电阻,导体棒ab 的质量m =0.1 kg ,与导轨间的动摩擦因数μ=0.1,导体棒垂直于导轨放在距离左端d =1.0 m 处,导轨和导体棒始终接触良好,电阻均忽略不计.整个装置处在范围足够大的匀强磁场中,t =0时刻,磁场方向竖直向下,此后,磁感应强度B 随时间t 的变化如图乙所示,不计感应电流产生的磁场的影响.取重力加速度g =10 m/s 2.(1)求t=0时棒所受到的安培力F0;(2)分析前3 s时间内导体棒的运动情况并求前3 s内棒所受的摩擦力F f随时间t变化的关系式;(3)若t=3 s时,突然使ab棒获得向右的速度v0=8 m/s,同时垂直棒施加一方向水平、大小可变化的外力F,使棒的加速度大小恒为a=4 m/s2、方向向左.求从t=3 s到t=4 s的时间内通过电阻的电荷量q.解析:(1)t=0时棒的速度为零,故回路中只有感生电动势,由法拉第电磁感应定律知E=ΔΦΔt=ΔBΔt Ld感应电流I=E Rt=0时棒所受到的安培力F0=B0IL代入数据解得F0=0.025 N(2)ab棒与导轨间的最大静摩擦力F fm=μmg=0.1 N>F0=0.025 N所以在t=0时刻棒静止不动,加速度为零,在0~3 s内磁感应强度B都小于B0,棒所受的安培力都小于最大静摩擦力,故前3 s内导体棒静止不动,电流恒为I=0.25 A在0~3 s内,磁感应强度B=B0-kt=0.2-0.1t T因导体棒静止不动,ab棒在水平方向受安培力和摩擦力,二力平衡,则有F f=BIL=(B0-kt)IL代入数据可得F f=0.012 5(2-t)N(t<3 s)(3)3~4 s内磁感应强度大小恒为B2=0.1 T,ab棒做匀变速直线运动,Δt1=4 s-3 s=1 s设t=4 s时棒的速度为v,第4 s内的位移为x,则v=v0-aΔt1=4 m/sx=v0+v2Δt1=6 m在这段时间内的平均感应电动势E=ΔΦΔt1通过电阻的电荷量q=IΔt1=ERΔt1=B2LxR=1.5 C答案:(1)0.025 N(2)静止不动F f=0.012 5(2-t)N(t<3 s)(3)1.5 C。

高中物理选修二第二章《电磁感应》测试卷(含答案解析)

高中物理选修二第二章《电磁感应》测试卷(含答案解析)

一、选择题1.(0分)[ID:128587]如图甲是磁电式表头的结构示意图,其中线圈是绕在一个与指针、转轴固连的铝框骨架(图中未指出)上,关于图示软铁、螺旋弹簧、铝框和通电效果,下列表述中正确的是()A.线圈带动指针转动时,通电电流越大,安培力越大,螺旋弹簧形变也越大B.与蹄形磁铁相连的软铁叫做极靴,其作用是使得磁极之间产生稳定的匀强磁场C.铝框的作用是为了利用涡流,起电磁驱动作用,让指针快速指向稳定的平衡位置D.乙图中电流方向a垂直纸面向外,b垂直纸面向内,线框将逆时针转动。

2.(0分)[ID:128582]如图所示,几位同学在学校的操场上做“摇绳发电”实验:把一条较长电线的两端连在一个灵敏电流计上的两个接线柱上,形成闭合回路。

两个同学分别沿东西方向站立,女生站在西侧,男生站在东侧,他们沿竖直方向迅速上下摇动这根电线。

假设图中所在位置地磁场方向与地面平行,由南指向北。

下列说法正确的是()A.当电线到最低点时,感应电流最大B.当电线向上运动时,B点电势高于A点电势C.当电线向上运动时,通过灵敏电流计的电流是从A经过电流计流向BD.两个同学沿南北方向站立时,电路中能产生更大的感应电流3.(0分)[ID:128577]如图所示,在同一个水平而内的彼此绝缘的两个光滑圆环A、B,大圆环A中还有顺时针方向的恒定电流I。

小圆环B的一半面积在环A内、一半面积在环A 外,下列说法正确的是()A.穿过环B的磁通量为0B.环B中有持续的感应电流C.若增大环A内的电流,则环B会向右移动。

D.若减小环A内的电流,则环B会产生道时针方向的电流4.(0分)[ID:128572]如图所示,两条光滑金属导轨平行固定在斜面上,导轨所在区域存在t 时,一导体棒由静止开始沿导轨垂直于斜面向上的匀强磁场,导轨上端连接一电阻。

0下滑,下滑过程中导体棒与导轨接触良好,且始终与导轨垂直。

不计导轨电阻,则导体棒下滑过程受到的安培力F、位移x、速度v、通过电阻的电流i随时间t变化的关系图中,可能正确的是()A.B.C.D.5.(0分)[ID:128571]如图所示,一正四边形导线框恰好处于匀强磁场的边缘,如果将导线框以某一速度匀速向右拉出磁场,则在此过程中,下列说法正确的是()A.如果导线框的速度变为原来的2倍,则外力做的功变为原来的4倍B.如果导线框的速度变为原来的2倍,则电功率变为原来的2倍C .如果导线框的材料不变,而边长变为原来的2倍,则外力做的功变为原来的2倍D .如果导线框的材料不变,而边长变为原来的2倍,则电功率变为原来的2倍 6.(0分)[ID :128563]如图所示,竖直平面内有一半径为a ,总电阻为R 的金属环,磁感应强度为B 的匀强磁场垂直穿过环平面,在环的最高点用金属铰链连接长度为2a 、电阻为2R 的导体棒MN 。

电磁感应精讲精练电磁感应综合应用典型习题 含答案

电磁感应精讲精练电磁感应综合应用典型习题 含答案

1.如图所示,上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置,小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放,并落至底部,则小磁块()A.在P和Q中都做自由落体运动B.在两个下落过程中的机械能都守恒C.在P中的下落时间比在Q中的长D.落至底部时在P中的速度比在Q中的大解析:选C。

小磁块下落过程中,在塑料管Q中只受到重力,而在铜管P中还受到向上的磁场力,即只在Q中做自由落体运动,故选项A、B错误;小磁块在P中加速度较小,故在P中下落时间较长,落至底部时在P中的速度较小,选项C正确,D错误.2.(多选)如图所示,竖直平面内的虚线上方是一匀强磁场B,从虚线下方竖直上抛一正方形线圈,线圈越过虚线进入磁场,最后又落回原处,运动过程中线圈平面保持在竖直平面内,不计空气阻力,则()A.上升过程克服磁场力做的功大于下降过程克服磁场力做的功B.上升过程克服磁场力做的功等于下降过程克服磁场力做的功C.上升过程克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力的平均功率D.上升过程克服重力做功的平均功率等于下降过程中重力的平均功率解析:选AC。

线圈上升过程中,加速度增大且在减速,下降过程中,运动情况比较复杂,有加速、减速或匀速等,把上升过程看成反向的加速,可以比较当运动到同一位置时,线圈速度都比下降过程中相应的速度要大,可以得到结论:上升过程中克服安培力做功多;上升过程时间短,所以上升过程克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力的平均功率,故正确选项为A、C。

3.如图所示,有两个相邻的有界匀强磁场区域,磁感应强度的大小均为B,磁场方向相反,且与纸面垂直,磁场区域在x轴方向宽度均为a,在y轴方向足够宽.现有一高为a的正三角形导线框从图示位置开始向右沿x轴方向匀速穿过磁场区域.若以逆时针方向为电流的正方向,在以下选项中,线框中感应电流i与线框移动的位移x的关系图象正确的是()解析:选C。

线框从开始进入到全部进入第一个磁场过程,磁通量向里增大,则由楞次定律可知,电流方向为逆时针方向,故B一定错误;因切割的有效长度均匀增大,故由E=BLv可知,电动势也均匀增加,而在全部进入第一个磁场时,磁通量达最大,该瞬间变化率为零,故电动势也为零,故A错误;当线框开始进入第二个磁场时,线框中磁通量向里减小,则可知电流方向为顺时针方向,故D 错误;而进入第二个磁场后,分处两磁场的线框两部分产生的电流相同,且有效长度是均匀变大的,当将要全部进入第二个磁场时,线框中电流达最大2I0。

高中物理电磁感应练习题及答案

高中物理电磁感应练习题及答案

高中物理电磁感应练习题及答案一、选择题1、在电磁感应现象中,下列说法正确的是:A.感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化B.感应电流的磁场方向总是与原磁场的方向相反C.感应电流的磁场方向总是与原磁场的方向相同D.感应电流的磁场方向与原磁场方向无关答案:A.感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化。

2、一导体在匀强磁场中匀速切割磁感线运动,产生感应电流。

下列哪个选项中的物理量与感应电流大小无关?A.磁感应强度B.导体切割磁感线的速度C.导体切割磁感线的长度D.导体切割磁感线的角度答案:D.导体切割磁感线的角度。

二、填空题3、在电磁感应现象中,当磁通量增大时,感应电流的磁场方向与原磁场方向_ _ _ _ ;当磁通量减小时,感应电流的磁场方向与原磁场方向 _ _ _ _。

答案:相反;相同。

31、一根导体在匀强磁场中以速度v运动,切割磁感线,产生感应电动势。

如果只增大速度v,其他条件不变,则产生的感应电动势将_ _ _ _ ;如果保持速度v不变,只减小磁感应强度B,其他条件不变,则产生的感应电动势将 _ _ _ _。

答案:增大;减小。

三、解答题5、在电磁感应现象中,有一闭合电路,置于匀强磁场中,接上电源后有电流通过,现将回路断开,换用另一电源重新接上,欲使产生的感应电动势增大一倍,应采取的措施是()A.将回路绕原路转过90°B.使回路长度变为原来的2倍C.使原电源的电动势增大一倍D.使原电源的电动势和回路长度都增大一倍。

答案:A.将回路绕原路转过90°。

法拉第电磁感应定律是电磁学中的重要规律之一,它描述了变化的磁场产生电场,或者变化的电场产生磁场的现象。

这个定律是法拉第在1831年发现的,它为我们打开了一个全新的领域——电磁学,也为我们的科技发展提供了强大的理论支持。

在高中物理中,法拉第电磁感应定律主要通过实验和理论推导来展示,让学生们能够更直观地理解这个重要的规律。

高中的学生们已经对电场和磁场的基本概念有了一定的了解,他们已经掌握了电场线和磁场线的概念,以及安培定则等基本知识。

(典型题)高中物理选修二第二章《电磁感应》测试卷(含答案解析)

(典型题)高中物理选修二第二章《电磁感应》测试卷(含答案解析)

一、选择题1.(0分)[ID :128579]如图,A 、B 是两个完全相同的灯泡,L 是自感线圈,自感系数很大,电阻可以忽略,则以下说法正确的是( )A .当K 闭合时,A 灯先亮,B 灯后亮B .当K 闭合时,B 灯先亮C .当K 闭合时,A 、B 灯同时亮,随后B 灯更亮,A 灯熄灭D .当K 闭合时,A 、B 灯同时亮,随后A 灯更亮,B 灯亮度不变2.(0分)[ID :128575]科学家发现一种新型合金材料N 45Co5n40Sn10i M (),只要略微加热该材料下面的铜片,这种合金就会从非磁性合金变成强磁性合金。

将两个相同的条状新型合金材料竖直放置,在其正上方分别竖直、水平放置两闭合金属线圈,如图甲、乙所示。

现对两条状新型合金材料下面的铜片加热,则( )A .甲图线圈有收缩的趋势B .乙图线圈有收缩的趋势C .甲图线圈中一定产生逆时针方向的感应电流D .乙图线圈中一定产生顺时针方向的感应电流3.(0分)[ID :128569]如图所示,MPQN 是边长为L 和2L 的矩形,由对角线MQ 、NP 与MN 、PQ 所围的两个三角形区域内充满磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场。

边长为L 的正方形导线框,在外力作用下水平向右匀速运动,右边框始终平行于MN 。

设导线框中感应电流为i 且逆时针流向为正。

若0t =时右边框与MN 重合,1t t =时右边框刚好到G 点,则右边框由MN 运动到PQ 的过程中,下列i t -图像正确的是( )A.B.C.D.4.(0分)[ID:128567]如图所示灯A L,B L完全相同,带铁芯的线圈L的电阻可忽略。

则()A.S闭合瞬间,A L,B L都不立即亮B.S闭合瞬间,A L不亮,B L立即亮C.S闭合的瞬间,A L,B L同时发光,接着A L变暗,B L更亮,最后A L熄灭D.稳定后再断开S的瞬间,B L熄灭,A L比B L(原先亮度)更亮5.(0分)[ID:128557]关于物理学史,正确的是()A.安培根据通电螺线管磁场与条形磁铁磁场极为相似提出分子电流假设,揭示磁现象的本质B.奥斯特发现电流可以使周围的小磁针发生偏转,称为电磁感应C.法拉第通过电磁感应的实验总结出法拉第电磁感应定律D.楞次通过实验研究总结出楞次定律,可以判定通电直导线产生的磁场方向6.(0分)[ID:128534]在空间存在着竖直向上的各处均匀的磁场,将一个不变形的单匝金属圆线圈放入磁场中,规定线圈中感应电流方向如图甲所示的方向为正.当磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示时,图丙中能正确表示线圈中感应电流随时间变化的图线是()A.B.C.D.7.(0分)[ID:128530]如图所示的电路中,A1和A2是完全相同的灯泡,线圈L的电阻可以忽略。

高考物理电磁感应现象压轴难题综合题含答案

高考物理电磁感应现象压轴难题综合题含答案

高考物理电磁感应现象压轴难题综合题含答案一、高中物理解题方法:电磁感应现象的两类情况1.如图所示,光滑的长平行金属导轨宽度d=50cm ,导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°,导轨上端电阻R=0.8Ω,其他电阻不计.导轨放在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=0.4T .金属棒ab 从上端由静止开始下滑,金属棒ab 的质量m=0.1kg .(sin37°=0.6,g=10m/s 2)(1)求导体棒下滑的最大速度;(2)求当速度达到5m/s 时导体棒的加速度;(3)若经过时间t ,导体棒下滑的垂直距离为s ,速度为v .若在同一时间内,电阻产生的热与一恒定电流I 0在该电阻上产生的热相同,求恒定电流I 0的表达式(各物理量全部用字母表示).【答案】(1)18.75m/s (2)a=4.4m/s 2(3222mgs mv Rt【解析】【分析】根据感应电动势大小与安培力大小表达式,结合闭合电路欧姆定律与受力平衡方程,即可求解;根据牛顿第二定律,由受力分析,列出方程,即可求解;根据能量守恒求解;解:(1)当物体达到平衡时,导体棒有最大速度,有:sin cos mg F θθ= , 根据安培力公式有: F BIL =, 根据欧姆定律有: cos E BLv I R Rθ==, 解得: 222sin 18.75cos mgR v B L θθ==; (2)由牛顿第二定律有:sin cos mg F ma θθ-= ,cos 1BLv I A Rθ==, 0.2F BIL N ==, 24.4/a m s =;(3)根据能量守恒有:22012mgs mv I Rt =+ , 解得: 202mgs mv I Rt -=2.如图甲所示,相距d 的两根足够长的金属制成的导轨,水平部分左端ef 间连接一阻值为2R 的定值电阻,并用电压传感器实际监测两端电压,倾斜部分与水平面夹角为37°.长度也为d 、质量为m 的金属棒ab 电阻为R ,通过固定在棒两端的金属轻滑环套在导轨上,滑环与导轨上MG 、NH 段动摩擦因数μ=18(其余部分摩擦不计).MN 、PQ 、GH 相距为L ,MN 、PQ 间有垂直轨道平面向下、磁感应强度为B 1的匀强磁场,PQ 、GH 间有平行于斜面但大小、方向未知的匀强磁场B 2,其他区域无磁场,除金属棒及定值电阻,其余电阻均不计,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,当ab 棒从MN 上方一定距离由静止释放通过MN 、PQ 区域(运动过程中ab 棒始终保持水平),电压传感器监测到U -t 关系如图乙所示.(1)求ab 棒刚进入磁场B 1时的速度大小. (2)求定值电阻上产生的热量Q 1.(3)多次操作发现,当ab 棒从MN 以某一特定速度进入MNQP 区域的同时,另一质量为2m ,电阻为2R 的金属棒cd 只要以等大的速度从PQ 进入PQHG 区域,两棒均可同时匀速通过各自场区,试求B 2的大小和方向.【答案】(1)11.5U B d (2)2221934-mU mgL B d;(3)32B 1 方向沿导轨平面向上 【解析】 【详解】(1)根据ab 棒刚进入磁场B 1时电压传感器的示数为U ,再由闭合电路欧姆定律可得此时的感应电动势:1 1.52UE U R U R=+⋅= 根据导体切割磁感线产生的感应电动势计算公式可得:111E B dv =计算得出:111.5Uv B d=. (2)设金属棒ab 离开PQ 时的速度为v 2,根据图乙可以知道定值电阻两端电压为2U ,根据闭合电路的欧姆定律可得:12222B dv R U R R⋅=+ 计算得出:213Uv B d=;棒ab 从MN 到PQ ,根据动能定理可得: 222111sin 37cos3722mg L mg L W mv mv μ︒︒⨯-⨯-=-安根据功能关系可得产生的总的焦耳热 :=Q W 总安根据焦耳定律可得定值电阻产生的焦耳热为:122RQ Q R R =+总联立以上各式得出:212211934mU Q mgL B d=-(3)两棒以相同的初速度进入场区匀速经过相同的位移,对ab 棒根据共点力的平衡可得:221sin 37cos3702B d vmg mg Rμ︒︒--=计算得出:221mgRv B d =对cd 棒分析因为:2sin372cos370mg mg μ︒︒-⋅>故cd 棒安培力必须垂直导轨平面向下,根据左手定则可以知道磁感应强度B 2沿导轨平面向上,cd 棒也匀速运动则有:1212sin 372cos37022B dv mg mg B d R μ︒︒⎛⎫-+⨯⨯⨯= ⎪⎝⎭将221mgRv B d =代入计算得出:2132B B =. 答:(1)ab 棒刚进入磁场1B 时的速度大小为11.5UB d; (2)定值电阻上产生的热量为22211934mU mgL B d -;(3)2B 的大小为132B ,方向沿导轨平面向上.3.如图所示,一阻值为R 、边长为l 的匀质正方形导体线框abcd 位于竖直平面内,下方存在一系列高度均为l 的匀强磁场区,与线框平面垂直,各磁场区的上下边界及线框cd 边均磁场方向均与线框平面垂水平。

高中物理 选修二(2019)第二章 电磁感应 第2节法拉第电磁感应定律 基础练习(含答案)

法拉第电磁感应定律 基础练习学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________一、单选题1.将多匝线圈置于磁感应强度大小随时间变化的磁场中,关于线圈中产生的感应电动势,下列说法正确的是( )A .感应电动势与线圈的匝数无关B .通过线圈的磁通量越大,感应电动势越大C .通过线圈的磁通量变化越快,感应电动势越大D .通过线圈的磁通量为0,感应电动势一定也为02.下列关于电磁感应说法正确的是( )A .只要磁通量发生变化,就会产生感应电流B .穿过闭合回路磁通量最大时,感应电流也一定最大C .穿过闭合回路磁通量为零时,感应电流也为零D .感应电流激发的磁场总是阻碍线圈中磁通量的变化3.如图所示,导体直导轨OM 和PN 平行且OM 与x 轴重合,两导轨间距为d ,两导轨间垂直纸面向里的匀强磁场沿y 轴方向的宽度按sin 2y d x d π=的规律分布,两金属圆环固定在同一绝缘平面内,外圆环与两导轨接触良好,与两导轨接触良好的导体棒从OP 开始始终垂直导轨沿x 轴正方向以速度v 做匀速运动,规定内圆环a 端电势高于b 端时,a 、b 间的电压u ab 为正,下列u ab -x 图像可能正确的是( )A .B.C.D.4.如图所示,导体棒ab沿水平面内的光滑导线框向右做匀速运动,速度v=6.0m/s.线框宽度L=0.3m,处于垂直纸面向下的匀强磁场中,磁感应强度B=0.1T.则感应电动势E的大小为A.0.18V B.0.20 V C.0.30V D.0.40V5.如图所示,xOy坐标系第一象限有垂直纸面向外的匀强磁场,第三象限有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小均为B,第二、四象限内没有磁场.一个围成四分之一圆弧形的导体环Oab,其圆心在原点O,开始时导体环在第四象限,从t=0时刻起绕O点在xOy坐标平面内逆时针匀速转动.若以逆时针方向的电流为正,下列表示环内感应电流i随时间t变化的图象中,正确的是()A.B.C.D.6.关于电场和磁场的有关问题,下列说法中正确的是()A.电场是电荷周围空间实际存在的物质B.由FEq=可知,电场中某点的场强E与q成反比,与F成正比C.导体切割磁感线产生的电动势为E=BLvD.根据公式FBIL=可知,通电导线受磁场力为零的地方磁感应强度一定为零7.如图所示的情况中,金属导体中产生的感应电动势为Blv的是()A.丙和丁B.甲、乙、丁C.甲、乙、丙、丁D.只有乙二、多选题8.如图甲所示,水平放置的平行金属导轨连接一个平行板电容器C和电阻R,导体棒MN放在导轨上且接触良好,整个装置放于垂直导轨平面的磁场中,磁感应强度B的变化情况如图乙所示(图示磁感应强度方向为正),MN始终保持静止,则20t-时间内()A.流过电阻R的电流方向始终没变B.电容器C的a板一直带正电C.1t时刻电容器C的带电量为零D.MN所受安培力的方向始终没变9.半径分别为r和2r的同心半圆光滑导轨MN、PQ固定在同一水平面内,一长为r、电阻为2R、质量为m且质量分布均匀的导体棒AB置于半圆轨道上面,BA的延长线通过导轨的圆心O,装置的俯视图如图所示.整个装置位于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中.在N、Q之间接有一阻值为R的电阻.导体棒AB在水平外力作用下,以角速度ω绕O顺时针匀速转动,在转动过程中始终与导轨保持良好接触.设导体棒与导轨间的动摩擦因数为μ,导轨电阻不计,重力加速度为g,则下列说正确的是( )A.导体棒AB两端的电压为34Brω2B.电阻R中的电流方向从Q到N,大小为2 2 Br RωC.外力的功率大小为24234B rRω+32μmgrωD.若导棒不动要产生同方向的感应电流,可使竖直向下的磁感应强度增加,且变化得越来越慢10.下列关于物理学家的贡献,说法正确的是()A.法拉第最早发现了电流的磁效应,并提出电磁感应定律B.库仑通过实验提出库仑定律,并在实验室测出静电常量kC.美国物理学家密立根发明的回旋加速器能在实验室中产生大量的高能粒子D.牛顿用“月—地检验”证实了万有引力定律的正确性11.在水平光滑绝缘桌面上有一边长为l的正方形线框ABCD,被限制在沿AB方向的水平直轨道自由滑动.BC边右侧有一直角三角形匀强磁场区域Efg,直角边Ef等于l,边gE小于l,Ef边平行AB边,磁场方向竖直向下,其俯视图如图所示,线框在水平拉力F作用下向右匀速穿过磁场区,若图示位置为t =0时刻,设逆时针方向为电流的正方向,水平向右的拉力为正.则感应电流i-t和F-t图象正确的是(时间单位为l/v,A、B、C图象为线段,D为抛物线)A.B.C.D.12.闭合线圈中感应电流大小与穿过线圈的磁通量之间的关系的下列说法,可能的是()A.穿过线圈的磁通量很大而感应电流为零B.穿过线圈的磁通量很小而感应电流很大C.穿过线圈的磁通量变化而感应电流不变D.穿过线圈的磁通量变化而感应电流为零三、解答题13.如图(俯视图),虚线右侧有竖直向下的磁感应强度为B=0.5T的匀强磁场,边长为L=0.4m,质量为m=0.5kg的正方形导线框起初静止在光滑水平地面上.从t=0时刻起,用水平恒力F向右拉线框从图示位置开始运动,此后线框运动的v-t图像如右图所示.求:(1)恒力F的大小;(2)线框进入磁场过程中感应电流的大小;(3)线框进入磁场过程中线框产生的热量.14.如图所示,光滑平行导轨置于磁感应强度B=0.1T的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨所在平面。

法拉第电磁感应定律练习(含答案)

法拉第电磁感应定律练习(含答案)A。

穿过线圈的磁通量越大,感应电动势越大;C。

穿过线圈的磁通量变化越大,感应电动势越大;D。

线圈中磁通量变化越快,产生的感应电动势越大。

改写:根据法拉第电磁感应定律,当磁通量穿过线圈越大时,感应电动势也越大;当穿过线圈的磁通量变化越大时,感应电动势也越大;线圈中磁通量变化越快,产生的感应电动势也越大。

3、如图所示,在一匀强磁场中有一U形导线框abcd,线框处于水平面内,磁场与线框平面垂直,R为一电阻,ef为垂直于ab的一根导体杆,它可以在ab、cd上无摩擦地滑动.杆ef及线框中导线的电阻都可不计.开始时,给ef一个向右的初速度,则ef将往返运动。

改写:在一匀强磁场中,有一U形导线框abcd,线框位于水平面内,磁场与线框平面垂直。

R是一个电阻,ef是一根垂直于ab的导体杆,它可以在ab、cd上无摩擦地滑动。

忽略杆ef和线框中导线的电阻。

当给ef一个向右的初速度时,ef 将开始往返运动。

4、如图(a)、(b)所示的电路中,电阻R和自感线圈L的电阻值都很小,且小于灯A的电阻,接通S,使电路达到稳定,灯泡A发光,则在电路(a)中,断开S后,A将逐渐变暗。

改写:在图(a)、(b)所示的电路中,电阻R和自感线圈L的电阻值都很小,且小于灯A的电阻。

接通S,使电路达到稳定,灯泡A发光。

当断开S后,在电路(a)中,灯A将逐渐变暗。

5、如图8中,闭合矩形线框abcd位于磁感应强度为B的匀强磁中,ab边位于磁场边缘,线框平面与磁场垂直,ab边和bc边分别用L1和L2.若把线框沿v的方向匀速拉出磁场所用时间为△t,则通过框导线截面的电量是b。

改写:在图8中,闭合矩形线框abcd位于磁感应强度为B的匀强磁场中,其中ab边位于磁场边缘,线框平面与磁场垂直,ab边和bc边分别用L1和L2表示。

若把线框沿v的方向匀速拉出磁场所用时间为△t,则通过框导线截面的电量是b。

3Ω。

金属棒以匀速v=2m/s向右滑动,垂直于框架和磁场。

电磁感应典型题目(含答案)

电磁感应的典型计算1 如图所示,一与水平面夹角为θ=37°的倾斜平行金属导轨,两导轨足够长且相距L=0.2m,另外两根水平金属杆MN和PQ的质量均为m=0.01kg,可沿导轨无摩擦地滑动,MN杆和PQ杆的电阻均为R=0.2Ω(倾斜金属导轨电阻不计),MN杆被两个垂直于导轨的绝缘立柱挡住,整个装置处于匀强磁场内,磁场方向垂直于导轨平面向上,磁感应强度B=1.0T.PQ杆在恒定拉力F作用下由静止开始向上加速运动,拉力F垂直PQ杆沿导轨平面向上,当运动位移x=0.1 m时PQ杆达到最大速度,此时MN杆对绝缘立柱的压力恰好为零(g取10m/s2,sin 37°=0.6 ,cos 37°=0.8).求:(1) PQ杆的最大速度v m, (2)当PQ杆加速度时,MN杆对立柱的压力;(3)PQ杆由静止到最大速度过程中回路产生的焦耳热Q.解:(1)PQ达到最大速度时,关于电动势为:E m=BLv m,感应电流为:I m=REm2,根据MN杆受力分析可得:mg sinθ=BI m L,联立解得:v m=22sin2LBRmg=0.6m/s;(2)当PQ的加速度a=2 m/s2 时,对PQ根据牛顿第二定律可得:F-mg sinθ-BIL=ma,对MN根据共点力的平衡可得:BIL+F N-mg sinθ=0,PQ达到最大速度时,有:F-mg sinθ-BI m L=0,联立解得:F N=0.02N,根据牛顿第三定律可得对立柱的压力F N=0.02N;(3)PQ由静止到最大速度的过程中,根据功能关系可得:F x =221mmv+mgx sinθ+Q,解得:Q=4.2×10-3 J.答:(1)PQ杆的最大速度为0.6m/s;(2)当PQ杆加速度a=2m/s2时,MN杆对立柱的压力为0.02N (3)PQ杆由静止到最大速度回路产生的焦耳热为4.2×10-3 J.2 如图所示,平行金属导轨与水平面间夹角均为θ=37°,导轨间距为lm,电阻不计,导轨足够长.两根金属棒 ab 和a′b′的质量都是0.2kg,电阻都是1Ω,与导轨垂直放置且接触良好,金属棒a′b′和导轨之间的动摩擦因数为0.5,设金属棒a′b′受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力.金属棒ab和导轨无摩擦,导轨平面PMKO处存在着垂直轨道平面向上的匀强磁场,导轨平面PMNQ处存在着沿轨道平面向上的匀强磁场,磁感应强度B的大小相同.用外力让a′b′固定不动,将金属棒ab由静止释放,当ab下滑速度达到稳定时,整个回路消耗的电功率为18W.求:(1)ab 棒达到的最大速度;(2)ab棒下落了 30m 高度时,其下滑速度已经达到稳定,此过程中回路电流产生的焦耳热Q;(3)在ab棒下滑过程中某时刻将a′b′固定解除,为确保a′b′始终保持静止,则a′b′固定解除时ab棒的速度大小满足什么条件?( g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8 )解:(1)ab 棒达到最大速度时做匀速运动,其重力功率等于整个回路消耗的电功率,则有:mg sinθ•v m=P电,则得:ab棒的最大速度为:v m==m/s=15m/s;由P电==,得:B==T=0.4T(2)根据能量守恒得:mgh=Q+则得:Q=mgh-=0.2×10×30J-×0.2×152 =37.5 J(3)将a′b′固定解除,为确保a′b′始终保持静止,则对于a′b′垂直于斜面方向有:N=mg cos37°+BIL,平行于斜面方向有:mg sin37°≤f m=μN解得:I ≥2A对于ab棒:E=I•2R,E=BLv,则得:v=≥m/s=10m/s故ab的速度应满足的条件是:10m/s≤v≤15m/s答:(1)ab 棒达到的最大速度是15m/s;(2)ab棒下落了30m 高度时,其下滑速度已经达到稳定,此过程中回路电流产生的焦耳热Q是37.5J;(3)在ab棒下滑过程中某时刻将a′b′固定解除,为确保a′b′始终保持静止,则a′b′固定解除时ab棒的速度大小满足的条件是10m/s≤v≤15m/s3 如图所示,两电阻不计的足够长光滑平行金属导轨与水平面夹角为θ,导轨间距为L,所在平面的正方形区域abcd内存在有界匀强磁场,磁感应强度为B,方向垂直斜面向上.将甲乙两电阻阻值相同、质量均为m的相同金属杆如图放置在导轨上,甲金属杆处在磁场的上边界,甲乙相距L.静止释放两金属杆的同时,在甲金属杆上施加一个沿着导轨向下的外力F,使甲金属杆在运动过程中始终做沿导轨向下的匀加速直线运动,加速度大小g sinθ,乙金属杆刚进入磁场时,发现乙金属杆作匀速运动.(1)求乙刚进入磁场时的速度(2)甲乙的电阻R为多少;(3)乙刚释放时t=0,写出从开始释放到乙金属杆离开磁场,外力F随时间t的变化关系;(4 )若从开始释放到乙金属杆离开磁场,乙金属杆中共产生热量Q,试求此过程中外力F对甲做的功.解:⑴在乙尚未进入磁场中的过程中,甲、乙的加速度相同,设乙刚进入磁场时的速度v乙刚进入磁场时,对乙由根据平衡条件得(2)设乙从释放到刚进入磁场过程中做匀加速直线运动所需要的时间为设乙从进入磁场过程至刚离开磁场的过程中做匀速直线运动所需要的时间为设乙离开磁场时,甲的速度设甲从开始释放至乙离开磁场的过程中的位移为x根据能量转化和守恒定律得:4 如图所示,倾斜角θ=30°的光滑倾斜导体轨道(足够长)与光滑水平导体轨道连接。

高中物理电磁感应精选练习题及答案

【例1】 (2004,上海综合)发电的基本原理是电磁感应。

发现电磁感应现象的科学家是( )A .安培B .赫兹C .法拉第D .麦克斯韦解析:该题考查有关物理学史的知识,应知道法拉第发现了电磁感应现象。

答案:C【例2】发现电流磁效应现象的科学家是___________,发现通电导线在磁场中受力规律的科学家是__________,发现电磁感应现象的科学家是___________,发现电荷间相互作用力规律的的科学家是___________。

解析:该题考查有关物理学史的知识。

答案:奥斯特 安培 法拉第 库仑☆☆对概念的理解和对物理现象的认识【例3】下列现象中属于电磁感应现象的是( )A .磁场对电流产生力的作用B .变化的磁场使闭合电路中产生电流C .插在通电螺线管中的软铁棒被磁化D .电流周围产生磁场解析:电磁感应现象指的是在磁场产生电流的现象,选项B 是正确的。

答案:B★巩固练习 1. )A .磁感应强度越大的地方,磁通量越大B .穿过某线圈的磁通量为零时,由B =SΦ可知磁通密度为零 C .磁通密度越大,磁感应强度越大D .磁感应强度在数值上等于1 m 2的面积上穿过的最大磁通量解析:B 答案中“磁通量为零”的原因可能是磁感应强度(磁通密度)为零,也可能是线圈平面与磁感应强度平行。

答案:CD 2. )A .Wb/m 2B .N/A ·mC .kg/A ·s 2D .kg/C ·m解析:物理量间的公式关系,不仅代表数值关系,同时也代表单位.答案:ABC 3. )A .只要穿过线圈的磁通量发生变化,线圈中就一定有感应电流B .只要闭合导线做切割磁感线运动,导线中就一定有感应电流C .若闭合电路的一部分导体不做切割磁感线运动,闭合电路中一定没有感应电流D .当穿过闭合电路的磁通量发生变化时,闭合电路中一定有感应 电流答案:D4.在一长直导线中通以如图所示的恒定电流时,套在长直导线上的闭合线环(环面与导线垂直,长直导线通过环的中心),当发生以 )A .保持电流不变,使导线环上下移动B .保持导线环不变,使长直导线中的电流增大或减小C .保持电流不变,使导线在竖直平面内顺时针(或逆时针)转动D .保持电流不变,环在与导线垂直的水平面内左右水平移动解析:画出电流周围的磁感线分布情况。

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电磁感应补充综合练习1.粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中,磁场方向垂直于线框平面,其边界与正方形线框的边平行。

现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场,如图所示,则在移出过程中线框一边a 、b 两点间的电势差绝对值最大的是( B )2.一正方形闭合导线框abcd ,边长为L =0.1m ,各边的电阻均为0.1Ω,bc 边位于x 轴上且b 点与坐标原点O 重合。

在x 轴原点O 的右侧有宽度0.2m 、方向垂直纸面向里的匀强磁场区域,磁场的磁感强度为1.0T ,如图所示。

当线框以4.0m/s 的速度沿x 轴正方形匀速运动穿过磁场区域时,图的的图象表示的是线框从进入磁场到穿出磁场的过程中,ab 边两端电势差U ab 随位置变化的情况,其中正确的是( B )3.如图所示,单匝矩形线框放在光滑水平面上,线框的ab 边长cm 201=l ,bc 边长cm 102=l ,线框总电阻Ω=0.2R 。

在垂直线框平面方向加一磁感应强度T 30.0=B 的有界匀强磁场,并使ab 边恰好处于磁场边缘。

若用外力拉动线框,使线框沿图中箭头所示方向以m/s 10=v 的速度做匀速直线运动。

求:(1)外力的大小。

(2)把线框拉出磁场的过程中,ad 的电压大小 (3)把整个线框拉出磁场的过程中,外力所做的功。

A. B. C. D.b cA(4)把整个线框拉出磁场的过程中,流过导体横截面的电量是多少?(1)N 105.421001.009.03222-⨯=⨯⨯===R v l B F F 安(2)V 100.56101.03.022-⨯=⨯⨯==v Bl R R U ad ad(3)J 100.92.0105.4431--⨯=⨯⨯==Fl W(4)C R l Bl v l R v Bl It q 32112100.30.21.02.030.0-⨯=⨯⨯==== 4.先后以速度v 和2v 匀速地把同一线圈从同一磁场中的同一位置拉出有界的匀强磁场的过程中,如图所示。

那么,在先后两种情况下,以下说法正确的是( AB )A .线圈中感应电流的大小之比为1:2B .线圈中产生的热量之比为1:2C .线圈中某一横截面上流过的电荷量之比为1:2D .沿运动方向作用在线圈上的外力的功率之比为1:25.一个边长为L 、匝数为N 的正方形线圈的总电阻为R ,以恒定的速率v 通过磁感应强度为B 的匀强磁场区域,线圈平面与磁场方向垂直,磁场宽度为b ,如图12所示,整个线圈通过磁场。

试用能量转化思想分析计算在下列两种情况下:(1) L <b ;(2) L >b ,线圈产生的热量各是多少?答案:(1) R vL B NQ 3222=;(2)Rbv L B N W Q 2222==6.如图,边长为20cm 的正方形线圈,圈数100匝,线圈两端接在电容为2μF 的电容器a 、b 两板上,匀强磁场竖直向上穿过线圈,线圈平面与磁力线成30°角,当磁感强度B 以每秒0.2T均匀增加时,电容器所带电量为 8×10-7C ,其中a 板带 负 电。

7.如图所示,金属杆ab 以恒定的速率v 在平行导轨上向右滑行,杆与导轨接触良好,a B整个装置处在垂直导轨平面向内的匀强磁场B 中,除电阻R 外,其它电阻不计,在ab 运动过程中,下面所给的物理量中与金属杆运动的速率v 成正比的是( ABD ) A 、ab 中的电流 B 、作用ab 上的向右的拉力C 、拉力对ab 杆做功的功率D 、回路中磁通量的变化率8.如图所示,导体棒ab 可以无摩擦地沿足够长的竖直导轨滑动,整个装置处于匀强磁场中。

磁场方向垂直导轨平面向里,除电阻R 外,其它电阻均不计,在导体棒ab 下落的过程中,下面说法正确的是( CD )A .ab 下落的过程中,机械能守恒B .ab 达到稳定速度以前,其减少的重力势能全部转化为电阻R 上增加的内能C .ab 达到稳定速度以前,其减少的重力势能等于增加的动能和电阻R 上增加的内能之和D .ab 达到稳定速度以后,其减少的重力势能全部转化为电阻R 上增加的内能9.如图所示,边长为L 、电阻为R 、质量为m 、匝数为N 的正方形线框位于磁感应强度B 的匀强磁场上方,由静止开始下落,若要它在进入磁场时的加速度减小21,则线框开始下落时距磁场的高度h = 。

10.如图所示,一个质量m 的闭合矩形线圈,长为l ,高为h 。

由静止开始下落,进入一个有界匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度大小为B ,磁场的边界为水平,磁场的宽度也为h 。

线圈开始下落时距磁场上边界高度为3h ,下落过程中线圈始终保持在竖直平面内,且不发生转动。

已知线圈在磁场中运动时做的是匀速运动。

求:(1)线圈的电阻R 是多大?(2)线圈在穿过磁场的过程中有多少电能转化为内能?(1)R =(2)2Q mgh =11.如图的左图所示,面积为B ⨯ ⨯ ⨯ ⨯ ⨯⨯⨯⨯⨯⨯Bh 224448m gR B N LB0 s50cm 2的圆形闭合线圈共100匝,总电阻为15.0Ω,放在匀强磁场中。

磁场方向垂直于线圈平面,磁场的磁感应强度B 随时间t 的变化图像如右图所示,在t=0时刻磁场方向垂直纸面向外。

在1min 内线圈发出的热量为__4.5×10-2__J 。

12.如图所示,在与水平成 角的矩形导体框架abcd 范围内有垂直框架向上的匀强磁场,磁感应强度为B ,框架ad和bc 部分电阻不计。

ab 和cd 部分长度为L ,电阻均为R 。

一根质量为m 、电阻为2R 的金属棒无摩擦地平行ab 沿框架向上冲,上升的最大高度为h (未出框架),在此过程中ab 共发热Q ,求ab 发热的最大功率。

22max210()25ab B L QP gh R m=+ 13.如图所示,在匀强磁场中倾斜放置两根平行金属导轨,导轨与水平面夹角为θ,磁场方向垂直导轨平面向下,磁感强度的大小为B ,平行导轨间距为L 。

两根金属杆ab 和cd 可以在导轨上无摩擦地滑动。

两金属杆的质量均为m ,电阻均为R 。

导轨的电阻不计。

若用与导轨平面平行的拉力F 作用在金属杆ab 上,使ab 匀速上滑并使cd 杆在导轨上保持静止。

求: (1)拉力F 的大小;(2)ab 杆上滑的速度大小; (3)拉力F 做功的功率。

(1) 由于ab 棒和cd 棒均处于平衡状态, B I L mg F +θsin =对cd 棒受力分析, BIL mg =θsin 联立以上两式,得: θsin 2mg F = (2)根据法拉第电磁感应定律, BLv E =感应电流为: RB L vR E I 22==结合(2)式可得: 22sin 2LB Rmg v θ= (3)作用在ab 棒上的拉力恒定,ab 棒匀速运动,拉力F 的功率 Fv P =得 22222sin 4LB g Rm P θ=。

1. 水平放置于匀强磁场中的光滑导轨上,有一根导体棒ab ,用恒力F 作用在ab 上,由静止开始运动,回路总电阻为R ,分析ab 的运动情况,并求ab 的最大速度。

cv m=FR / B2L22. 在磁感应强度为B的水平匀强磁场中,竖直放置一个冂形金属框ABCD,框面垂直于磁场,宽度BC=L。

质量m的金属杆PQ用光滑金属套连接在框架AB和CD上,如图。

金属杆PQ电阻为R,当杆自静止开始沿框架下滑时:(1) 开始下滑的加速度为多少? a=g(2) 框内感应电流的方向怎样?方向顺时针(3) 金属杆下滑的最大速度是多少? v m=mgR / B2L2(4) 从开始下滑到达到最大速度过程中重力势能转化为什么能量减小的重力势能转化为PQ的动能和内能3. 如图所示,AB、CD是两根足够长的固定平行金属导轨,两导轨间的距离为L,导轨平面与水平面的夹角是θ。

在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面斜向上方的匀强磁场,磁感应强度为B。

在导轨的AC端连接一个阻值为R的电阻。

一根垂直于导轨放置的金属棒ab,质量为m,从静止开始沿导轨下滑,已知ab与导轨间的滑动摩擦系数μ,导轨和金属棒的电阻都不计。

求ab棒的最大速度。

v m= mg (sinθ- μcosθ)R/ B2L24. 如图所示,螺线管匝数n=4,横截面积S=0.1m2,管内匀强磁场B1以10T/s 的变化率逐渐增强。

螺线管两端分别与两根竖直平面内的平行光滑直导轨相接,垂直导轨的水平匀强磁场B 2=2T 。

现在导轨上垂直放置一根质量m =0.02kg ,长l =0.1m 的铜棒,回路总电阻为R =5Ω,试求铜棒从静止下落的最大速度。

(g=10m/s 2)v m =5m/s5. 水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置,问距为L ,一端通过导线与阻值为R 的电阻连接;导轨上放一质量为m 的金属杆(见图甲),金属杆与导轨的电阻忽略不计;均匀磁场竖直向下.用与导轨平行的恒定拉力F 作用在金属杆上,杆最终将做匀速运动。

当改变拉力的大小时,相对应的匀速运动速度v 也会变化,v 与F 的关系如乙图。

(g =10m/s 2)(1)金属杆在匀速运动之前做什么运动?(2)若m =0.5kg ,L =0.5m ,R =0.5Ω,磁感应强度B 为多大? (3)由v -F 图线的截距可求得什么物理量? 其值为多少?(1)变速运动(或变加速运动、加速度减小的加速运动,加速运动(3)由直线的截距可以求得金属杆受到的阻力f , f =2 N ;若金属杆受到的阻力仅为滑动摩擦力,由截距可求得动摩擦因数 μ=0.46. (04京)如图1所示,两根足够长的直金属导轨MN 、PQ 平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上,两导轨间距为L , M 、P 两点间接有阻值为R 的电阻。

一根质量为m 的均匀直金属杆ab 放在两导轨上,并与导轨垂直。

整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,(2) 1T B ==磁场方向垂直斜面向下,导轨和金属杆的电阻可忽略。

让ab 杆沿导轨由静止开始下滑,导轨和金属杆接触良好,不计它们之间的摩擦。

(1)由b 向a 方向看到的装置如图2所示,请在此图中画出ab 杆下滑过程中某时刻的受力示意图;(2)在加速下滑过程中,当ab 杆的速度大小为v 时,求此时ab 杆中的电流及其加速度的大小;(3)求在下滑过程中,ab 杆可以达到的速度最大值。

22 ; sin BLv B L v I a g R mRθ==-22sin m mgR v B Lθ=。

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