电磁感应精选.docx

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电磁感应精选

电磁感应习题精选

1.如图所示，A是长直密绕通电螺线管，小线圈B与电流表连接，并沿A轴线Ox从O点自左向右匀速穿过螺线管A，能正确反映通过电流表中电流I随x变化规律的是（）

C

2.在研究电磁感应现象实验中，

（1）为了明显地观察到实验现象，请在如图所示的实验器材中，选择必要的器材，在图中用实线连接成相应的实物电路图；

（2）将原线圈插入副线圈中，闭合电键，副线圈中感应电流与原线圈中电流的绕行方向

（填“相同”或“相反”）

（3）将原线圈拔出时，副线圈中的感应电流与原线圈中电流的绕行方向（填“相同”或“相反”）

解答：

（1）如右图

（2）相反（3）相同

3：

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的方向平移出磁场，如图所示，则在移出过程中线框的一边a、b两点间电势差绝对值最大的是

解答：

B

4：

如图所示，用一根长为L质量不计的细杆与一个上弧长为l0、下弧长为d0的金属线框的中点联结并悬挂于O点，悬点正下方存在一个上弧长为2l0、下弧长为2d0的方向垂直纸面向里的匀强磁场，且d0

L．先将线框拉开到如图所示位置，松手后让线框进入磁场，忽略空气阻力和摩擦。

下列说法正确的是

A．金属线框进入磁场时感应电流的方向为

B．金属线框离开磁场时感应电流的方向为

C．金属线框dc边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小总是相等

D．金属线框最终将在磁场内做简谐运动

解答：

D

5：

两圆环A、B置于同一水平面上，其中A为均匀带电绝缘环，B为导体环．当A以如图所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时，B中产生如图所示方向的感应电流，则

A．A可能带正电且转速减小

B．A可能带正电且转速增大

C．A可能带负电且转速减小

D．A可能带负电且转速增大

解答：

BC

6：

在图甲所示区域（图中直角坐标系Oxy的1、3象限）内有匀强磁场，磁感应强度方向垂直于图面向里，大小为B半径为l，圆心角为60o的扇形导线框OPQ以角速度ω绕O点在图面内沿逆时针方向匀速转动，导线框回路电阻为R。

（1）求线框中感应电流的最大值I0和交变感应电流的频率f。

（2）在图乙中画出线框转一周的时间内感应电流I随时间t变化的图像。

（规定与图甲中线框的位置相应的时刻为t＝0）

（1）

（2）图线如图丙所示：

7：

如图所示，OACO为置于水平面内的光滑闭合金属导轨，O、C处分别接有短电阻丝（图中用粗线表示），R1＝4Ω、R2＝8Ω（导轨其他部分电阻不计）．导轨OAC的形状满足方程

（单位：

m）．磁感应强度B＝的匀强磁场方向垂直于导轨平面．一足够长的金属棒在水平外力F作用下，以恒定的速率v＝5.0m/s水平向右在导轨上从O点滑动到C点，棒与导轨接触良好且始终保持与OC导轨垂直，不计棒的电阻．求：

（1）外力F的最大值；

（2）金属棒在导轨上运动时电阻丝R1上消耗的最大功率；

（3）在滑动过程中通过金属棒的电流I与时间t的关系．

分析：

由于金属棒匀速运动，产生的感应电流与金属棒接入的长度成正比，当接入的长度最大时，感应电流最大，此时安培力也达到最大，要维持匀速运动，外力必然也达到最大；电流最大时，电阻消耗的功率也达到最大；根据金属棒接入长度L与x的关系，通过电磁感应的相关公式，就可得出I与t的关系．

解答：

（1）Fmax＝

（2）

W

（3）

（A）

8：

如图所示，两根平行金属导轨固定在水平桌面上，每根导轨每米的电阻为r0＝Ω/m，导轨的端点P、Q用电阻可忽略的导线相连，两导轨间的距离l＝0.20m，有随时间变化的匀强磁场垂直于桌面，已知磁感强度B与时间t的关系为B＝kt，比例系数k＝s，一电阻不计的金属杆可在导轨上无摩擦地滑动，在滑动过程中保持与导轨垂直，在t＝0时刻，金属杆紧靠在P、Q端，在外力作用下，杆以恒定的加速度从静止开始向导轨的另一端滑动，求在t＝时金属杆所受的安培力.

F＝×10－3N

9：

如图所示，两根足够长的固定平行金属光滑导轨位于同一水平面，道轨上横放着两根相同的导体棒ab、cd与导轨构成矩形回路．导体棒的两端连接着处于压缩状态的两根轻质弹簧，两棒的中间用细线绑住，它们的电阻均为R，回路上其余部分的电阻不计．在导轨平面内两导轨间有一竖直向下的匀强磁场．开始时，导体棒处于静止状态．剪断细线后，导体棒在运动过程中

A.回路中有感应电动势

B．两根导体棒所受安培力的方向相同

C．两根导体棒和弹簧构成的系统动量守恒、机械能守恒

D．两根导体棒和弹簧构成的系统动量守恒、机械能不守恒

AD

10：

如图所示，两条互相平行的光滑导轨位于水平面内，距离为l＝0.2m，在导轨的一端接有阻值为R＝Ω的电阻，在x≥0处有一水平面垂直的均匀磁场，磁感应强度B＝．一质量为m＝0.1kg的金属直杆垂直放置在导轨上，并以v0＝2m/s的初速度进入磁场，在安培力和一垂直于直杆的水平外力F的共同作用下做匀变速直线运动，加速度大小为a＝2m/s2、方向与初速度方向相反．设导轨和金属杆的电阻都可以忽略，且连接良好．求：

（1）电流为零时金属杆所处的位置；

（2）电流为最大值的一半时施加在金属杆上外力F的大小和方向；

（3）保持其他条件不变，而初速度v0取不同值，求开始时F的方向与初速度v0取得的关系．

（1）

1m

（2）

向右运动时F＝ma－f＝方向与x正向相反

向左运动时F＝ma＋f＝方向与x正向相反

（3）

当v0＜

＝10m/s时，F＞0方向与x正向相反

当v0＞

＝10m/s时，F＜0方向与x正向相同

11：

水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置，间距为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，如图所示；金属杆与导轨的电阻忽略不计，匀强磁场竖直向下．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和F的关系如图．（取重力加速度g＝10m/s2）

（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＝Ω；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）加速度越来越小的加速直线运动

（2）

T（3）f＝2N]

12：

如图所示，在磁感应强度大小为B、方向垂直向上的匀强磁场中，有一上、下两层均与水平面平行的“U”型光滑金属导轨，在导轨面上各放一根完全相同的质量为m的匀质金属杆A1和A2，开始时两根金属杆位于同一竖起面内且杆与轨道垂直。

设两导轨面相距为H，导轨宽为L，导轨足够长且电阻不计，金属杆单位长度的电阻为r。

现有一质量为

的不带电小球以水平向右的速度v0撞击杆A1的中点，撞击后小球反弹落到下层面上的C点。

C点与杆A2初始位置相距为S。

求：

（1）回路内感应电流的最大值；

（2）整个运动过程中感应电流最多产生了多少热量；

（3）当杆A2与杆A1的速度比为1:

3时，A2受到的安培力大小。

分析：

碰撞模型是动量守恒定律应用的基本模型，题目所展现的物理过程首先是小球碰撞。

（1）Imax＝

　　　　　　　　　　　　　　⑤

（2）

Q＝

m（v0+S

）2　　　　　　　　　　⑧

（3）

F＝

（v0＋S

）　　　　　　　　　　⑾

13：

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1m，导轨平面与水平面成θ＝37o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．

（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＝2Ω，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．（g＝10m/s2，sin37o＝，cos37o＝）

[1）a＝4m/s2

（2）

m/s（3）

T]

14.图所示，平行金属导轨与水平面成θ角，导轨与固定电阻R1和R2相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面．有一导体棒ab，质量为m，导体棒的电阻与固定电阻R1和R2的阻值均相等，与导轨之间的动摩擦因数为μ，导体棒ab沿导轨向上滑动，当上滑的速度为v时，受到安培力的大小为F．此时

A．电阻R1消耗的热功率为Fv/3

B．电阻R2消耗的热功率为Fv/6

C．整个装置因摩擦而消耗的热功率为μmgvcosθ

D．整个装置消耗的机械功率为（F＋μmgcosθ）v

解答：

BCD

15：

如图所示，将边长为a、质量为m、电阻为R的正方形导线框竖直向上抛出，穿过宽度为b、磁感应强度为B的匀强磁场，磁场的方向垂直纸面向里．线框向上离开磁场时的速度刚好是进人磁场时速度的一半，线框离开磁场后继续上升一段高度，然后落下并匀速进人磁场．整个运动过程中始终存在着大小恒定的空气阻力f且线框不发生转动．求：

（1）线框在下落阶段匀速进人磁场时的速度v2；

（2）线框在上升阶段刚离开磁场时的速度v1；

（3）线框在上升阶段通过磁场过程中产生的焦耳热Q．

（1）

（2）

（3）