[所有分类]高中物理课时作业26-30套共50套.doc

第十章交变电流传感器课时作业30交变电流的产生及描述时间：45分钟满分：100分一、选择题(8864)1下图中不属于交变电流的是()解析：根据交变电流的定义，大小和方向都随时间做周期性变化的电流是交变电流，A、B、C图中电流的大小、方向均随时间做周期性变化，是交变电流，D图中电流的方向不变，为直流电答案：D图12(2011广东高考)图1是某种正弦式交变电压的波形图，由图可确定该电压的()A周期是0.01sB最大值是311VC有效值是220VD表达式为u220sin100t(V)解析：由波形图可知：周期T0.02 s，电压最大值Um311 V，所以有效值U220 V，表达式为uUmsint(V)311sin100t(V)，故选项B、C正确，A、D错误答案：BC3如下图中各图面积均为S的线圈均绕其对称轴或中心轴在匀强磁场B中以角速度匀速转动，能产生正弦交变电动势eBSsint的图是()解析：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴(轴在线圈所在平面内)匀速转动，产生的正弦交变电动势为eBSsint，由这一原则判断，A图和C图中感应电动势均为eBSsint；B图中的转动轴不在线圈所在平面内；D图转动轴与磁场方向平行，而不是垂直答案：AC图24如图2所示，矩形线框置于竖直向下的磁场中，通过导线与灵敏电流表相连，线框在磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动，图中线框平面处于竖直面内，下述说法正确的是()A因为线框中产生的是交变电流，所以电流表示数始终为零B线框通过图中位置瞬间，穿过线框的磁通量最大C线框通过图中位置瞬间，通过电流表的电流瞬时值最大D若使线框转动的角速度增大一倍，那么通过电流表电流的有效值也增大一倍解析：本题考查电磁感应现象，基础题线框在匀强磁场中匀速转动时，在中性面即线框与磁感线垂直时，磁通量最大感应电动势最小，而在题中图示位置线框与磁感应线平行时，磁通量最小感应电动势最大，A、B错C对；电流的有效值I，现在其余的量都不变，角速度增大一倍后，电流也增大一倍，D正确答案：CD5一单匝闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动在转动过程中，线框中的最大磁通量为m，最大感应电动势为Em，下列说法中正确的是()A当磁通量为零时，感应电动势也为零B当磁通量减小时，感应电动势也减小C当磁通量等于0.5m时，感应电动势等于0.5EmD角速度等于Em/m解析：根据正弦式电流的产生及其变化规律：当磁通量最大时，感应电动势为零；当磁通量减小时，感应电动势在增大；磁通量减为零时，感应电动势最大由此可知A、B项错误设从线框位于中性面开始计时，则有eEmsint，式中EmBS.因mBS，故角速度，D项正确设e0.5Em，则解出t/6.此时BScosBSm，所以C项错答案：D图36如图3所示，矩形线圈abcd，面积为S，匝数为N，线圈电阻为R，在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P1和P2以相同的角速度匀速转动，(P1以ab边为轴，P2以ad边中点为轴)当线圈平面从与磁场方向平行开始计时，线圈转过90的过程中，绕P1及P2轴转动产生的交流电的电流大小，电荷量及焦耳热分别为I1，q1，Q1及I2，q2，Q2，则下面判断正确的是()A线圈绕P1和P2转动时电流的方向相同，都是abcdBq1q2NBS/2RCI1I2(NBS)/RDQ1，则下列说法中错误的是()A液滴一定做匀变速直线运动B液滴一定带正电C电场线方向一定斜向上D液滴一定做匀速直线运动解析：在电磁场复合区域粒子一般不会做匀变速直线运动，因速度变化洛伦兹力变化，合外力一般变化，如果vB，f洛0，也可以做匀变速运动答案：A图33在某地上空同时存在着匀强的电场与磁场，一质量为m的带正电小球，在该区域内沿水平方向向右做直线运动，如图3所示，关于场的分布情况可能的是()A该处电场方向和磁场方向垂直B电场竖直向上，磁场垂直纸面向里C电场斜向里侧上方，磁场斜向外侧上方，均与v垂直D电场水平向右，磁场垂直纸面向里解析：带电小球在复合场中运动一定受重力和电场力，是否受洛伦兹力需具体分析A选项中若电场、磁场方向与速度方向垂直，则洛伦兹力与电场力垂直，如果与重力的合力为0就会做直线运动B选项中电场力、洛伦兹力都向上，若与重力合力为0，也会做直线运动C选项中电场力斜向里侧上方，洛伦兹力向外侧下方，若与重力的合力为0，就会做直线运动D选项三个力的合力不可能为0，因此选项A、B、C正确答案：ABC图44如图4所示，光滑绝缘杆固定在水平位置上，使其两端分别带上等量同种正电荷Q1、Q2，杆上套着一带正电小球，整个装置处在一个匀强磁场中，磁感应强度方向垂直纸面向里，将靠近右端的小球从静止开始释放，在小球从右到左的运动过程中，下列说法中正确的是()A小球受到的洛伦兹力大小变化，但方向不变B小球受到的洛伦兹力将不断增大C小球的加速度先减小后增大D小球的电势能一直减小解析：Q1、Q2连线上中点处电场强度为零从中点向两侧电场强度增大且方向都指向中点，故小球所受电场力指向中点小球从右向左运动过程中，小球的加速度先减小后增大，C正确；速度先增大后减小，洛伦兹力大小变化，由左手定则知，洛伦兹力方向不变故A正确，B错误；小球的电势能先减小后增大，D错误答案：AC图55(2009广东高考)如图5是质谱仪的工作原理示意图带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E.平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2.平板S下方有强度为B0的匀强磁场下列表述正确的是()A质谱仪是分析同位素的重要工具B速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外C能通过狭缝P的带电粒子的速率等于E/BD粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的荷质比越小解析：粒子先在电场中加速，进入速度选择器做匀速直线运动，最后进入磁场做匀速圆周运动在速度选择器中受力平衡：EqqvB得vE/B，方向由左手定则可知磁场方向垂直纸面向外，B、C正确进入磁场后，洛伦兹力提供向心力，qvB0得，R，所以荷质比不同的粒子偏转半径不一样，所以，A对，D错答案：ABC6在真空中，匀强电场方向竖直向下，匀强磁场方向垂直纸面向里三个油滴带有等量同种电荷，其中a静止，b向右匀速运动，c向左匀速运动，则它们的重力Ga、Gb、Gc的关系为()AGa最大 BGb最大CGc最大 D不能确定解析：由a静止有qEGa，故油滴带负电；对b受力平衡有qEqvBGb；对c受力平衡有qEqvBGc.由此可知三个油滴的重力满足GcGaGb，故选项C正确答案：C图67如图6所示，质量为m、电荷量为q的微粒，在竖直向下的匀强电场、水平指向纸内的匀强磁场以及重力的共同作用下做匀速圆周运动，下列说法中正确的是()A该微粒带负电，电荷量qB若该微粒在运动中突然分成荷质比相同的两个粒子，分裂后只要速度不为零且速度方向仍与磁场方向垂直，它们均做匀速圆周运动C如果分裂后，它们的荷质比相同，而速率不同，那么它们运动的轨道半径一定不同D只要一分裂，不论它们的荷质比如何，它们都不可能再做匀速圆周运动解析：带电微粒在有电场力、洛伦兹力和重力作用的区域能够做匀速圆周运动，说明重力必与电场力大小相等、方向相反，由于重力方向总是竖直向下，故微粒受电场力方向向上，从题图中可知微粒带负电，选项A正确微粒分裂后只要荷质比相同，所受电场力与重力一定平衡(选项A中的等式一定成立)，只要微粒的速度不为零，必可在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，选项B正确、D错误根据半径公式r可知，在荷质比相同的情况下，半径只跟速率有关，速率不同，则半径一定不同，选项C正确答案：ABC图78目前，世界上正在研究一种新型发电机叫磁流体发电机如图7表示了它的原理：将一束等离子体喷射入磁场，在场中有两块金属板A、B，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压如果射入的等离子体速度均为v，两金属板的板长为L，板间距离为d，板平面的面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于速度方向，负载电阻为R，电离气体充满两板间的空间当发电机稳定发电时，电流表示数为I.那么板间电离气体的电阻率为()A.(R) B.(R)C.(R) D.(R)解析：当粒子受的电场力与洛伦兹力平衡时，两板电压即为电动势，即qvBq，得UBdv.又I，r由此可解得(R)，故选项A正确答案：A二、计算题(31236)图89如图8所示，水平向左的匀强电场E4 V/m，垂直纸面向里的匀强磁场B2 T，质量m1 g的带正电的小物块A，从M点沿绝缘粗糙的竖直壁无初速滑下，滑行0.8 m到N点时离开竖直壁做曲线运动，在P点时小物块A瞬时受力平衡，此时速度与水平方向成45.若P与N的高度差为0.8 m，求：(1)A沿壁下滑过程中摩擦力所做的功；(2)P与N的水平距离解析：分清运动过程，应用动能定理列式求解(1)物体在N点时，墙对其弹力为零，水平方向EqqvB，所以v2 m/s，由MN过程据动能定理：mgWfmv20，所以Wf6103 J.图9(2)设在P点速度为v其受力如图9所示，所以Eqmg，qvBEq，得v2 m/s.设N、P水平距离x，竖直距离y，物体由NP过程电场力和重力做功，由动能定理mgyEqxmv2mv2，得x0.6 m.答案：(1)6103 J(2)0.6 m图1010如图10所示，Oxyz坐标系的y轴竖直向上，在坐标系所在的空间存在匀强电场和匀强磁场，电场方向与x轴平行从y轴上的M点(0，H,0)无初速释放一个质量为m、电荷量为q的带负电的小球，它落在xz平面上的N(L,0，b)点(L0，b0)若撤去磁场则小球落在xz平面的P点(L,0,0)已知重力加速度为g.(1)已知匀强磁场方向与某个坐标轴平行，试判断其可能的具体方向；(2)求电场强度E的大小；(3)求小球落至N点时的速率v.解析：(1)用左手定则判断出：磁场方向为x方向或y方向(2)在未加匀强磁场时，带电小球在电场力和重力作用下落到P点，设运动时间为t，小球自由下落，有Hgt2小球沿x轴方向只受电场力作用FEqE小球沿x轴的位移为Lat2小球沿x轴方向的加速度a联立求解，得：E(3)带电小球在匀强磁场和匀强电场共存的区域运动时，洛仑兹力不做功电场力做功为WEqEL重力做功为WGmgH设落到N点速度大小为v，根据动能定理有mgHqELmv2解得v答案：(1)x方向或y方向(2)(3)图1111(2009辽宁/宁夏高考)如图11所示，在第一象限有一匀强电场，场强大小为E，方向与y轴平行；在x轴下方有一匀强磁场，磁场方向与纸面垂直一质量为m、电荷量为q(q0)的粒子以平行于x轴的速度从y轴上的P点处射入电场，在x轴上的Q点处进入磁场，并从坐标原点O离开磁场粒子在磁场中的运动轨迹与y轴交于M点已知OPl，OQ2l.不计重力求：(1)M点与坐标原点O间的距离；(2)粒子从P点运动到M点所用的时间解析：图12(1)带电粒子在电场中做类平抛运动，沿y轴负方向上做初速度为零的匀加速运动，设加速度的大小为a；在x轴正方向上做匀速直线运动，设速度为v0；粒子从P点运动到Q点所用的时间为t1，进入磁场时速度方向与x轴正方向夹角为，则at1v0其中x02l，y0l.又有tan联立式，得30因为M、O、Q点在圆周上，MOQ90，所以MQ为直径从图中的几何关系可知，R2lMO6l(2)设粒子在磁场中运动的速度为v，从Q到M点运动的时间为t2，则有vt2带电粒子自P点出发到M点所用的时间t为tt1t2联立式，并代入数据得t 答案：(1)6l(2) 第九章电磁感应课时作业27电磁感应现象楞次定律时间：45分钟满分：100分一、选择题(8864)图11如图1所示，一个矩形线圈与通有相同大小的电流的平行直导线处于同一平面，而且处在两导线的中央，则()A两电流同向时，穿过线圈的磁通量为零B两电流反向时，穿过线圈的磁通量为零C两电流同向或反向，穿过线圈的磁通量都相等D因两电流产生的磁场是不均匀的，因此不能判定穿过线圈的磁通量是否为零解析：两电流同向时，在线圈范围内，产生的磁场方向相反，大小对称，穿过线圈的磁通量为零，A正确，BCD不正确答案：A图22位于载流长直导线近旁的两根平行铁轨A和B，与长直导线平行且在同一水平面上，在铁轨A、B上套有两段可以自由滑动的导体CD和EF，如图2所示，若用力使导体EF向右运动，则导体CD将()A保持不动B向右运动C向左运动D先向右运动，后向左运动解析：当EF向右运动时，由右手定则，有沿FECD逆时针方向的电流，再由左手定则，得CD受力向右，选B.本题也可以直接由楞次定律判断，由于EF向右，线框CDFE面积变大，感应电流产生的效果是阻碍面积变大，即CD向右运动答案：B图33如图3所示，要使Q线圈产生图示方向的电流，可采用的方法有()A闭合电键KB闭合电键K后，把R的滑片右移C闭合电键K后，把P中的铁心从左边抽出D闭合电键K后，把Q靠近P解析：当闭合电键K时，Q中的磁场由无变有，方向向右，由楞次定律，Q产生的感应电流方向如题图，A正确闭合电键K后，把Q靠近P时，Q中的磁场变强，方向向右，由楞次定律，Q产生的感应电流方向如题图，D正确，B、C不正确答案：AD图44如图4所示，在光滑水平桌面上有两个金属圆环，在它们圆心连线中点正上方有一个条形磁铁，当条形磁铁自由下落时，将会出现的情况是()A两金属环将相互靠拢B两金属环将相互分开C磁铁的加速度会大于gD磁铁的加速度会小于g解析：当条形磁铁自由下落时，金属圆环中的感应电流产生的效果总是阻碍磁通量增大，阻碍磁铁发生相对运动，磁铁加速度小于g，同时，金属圆环向远处运动，有使磁通量变小的趋势，B、D正确答案：BD图55甲、乙两个同心的闭合金属圆环位于同一平面内，甲环中通以顺时针方向电流I，如图5所示，当甲环中电流逐渐增大时，乙环中每段导线所受磁场力的方向是()A指向圆心B背离圆心C垂直纸面向内D垂直纸面向外解析：当甲环中电流逐渐增大时，由楞次定律，感应电流产生的效果是阻碍乙线圈中的磁场变强，使乙线圈面积变小，A正确图6答案：A6如图6所示重现了当初法拉第的一个实验下列说法中正确的是()A右边磁铁S极断开时，有感应电流从a至b通过检流计B右边磁铁S极断开时，有感应电流从b至a通过检流计C左边磁铁N极断开时，有感应电流从a至b通过检流计D左边磁铁N极断开时，有感应电流从b至a通过检流计解析：铁芯中的磁场方向由左向右，右边磁铁S极断开时，铁芯中的磁场变弱，由楞次定律，感应电流从a至b通过检流计，A正确同理C正确答案：AC图77如图7所示为一个圆环形导体，有一个带负电的粒子沿直径方向在圆环表面匀速掠过的过程，环中感应电流的情况是()A无感应电流B有逆时针方向的感应电流C有顺时针方向的感应电流D先逆时针方向后顺时针方向的感应电流解析：带负电的粒子沿直径方向在圆环表面匀速掠过时，相当于有向左的直线电流流过，在圆环中产生的磁场大小上下对称分布，方向相反，产生总磁通量总是零，A正确答案：A图88如图8所示，在一蹄形磁铁两极之间放一个矩形线框abcd.磁铁和线框都可以绕竖直轴OO自由转动若使蹄形磁铁以某角速度转动时，线框的情况将是()A静止B随磁铁同方向转动C沿与磁铁相反方向转动D要由磁铁具体转动方向来决定解析：由楞次定律，线圈中的感应电流总是要阻碍它与磁铁之间的相对运动，即与磁铁同方向转动，B正确答案：B二、计算题(31236)图99面积为S的矩形线框abcd，处在磁感应强度为B的匀强磁场中(磁场区域足够大)，磁场方向与线框平面成角，如图9所示，当线框以ab为轴顺时针转90过程中，穿过abcd的磁通量变化量为多少？解析：设开始穿过线圈的磁通量为正，则在线框转过90过程中，穿过线圈的磁通量是由正向BSsin减小到零，再由零增大到负向BScos.所以，磁通量的变化量为：|21|BScosBSsin|BS(cossin)答案：BS(cossin)图1010如图10所示，固定于水平面上的金属框架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以速度v0向右匀速运动t0时，磁感应强度为B0，此时MN到达的位置恰好使MDEN构成边长为L的正方形，为使MN中无电流，从t0开始，试推导出磁感应强度与时间t的关系式解析：t0与t时刻回路的磁通量不变，导体棒中就无电流，即B0L2B(Lv0t)L，解得BB0.答案：BB0图1111如图11所示是家庭用的“漏电保护器”的关键部分的原理图，其中P是一个变压器铁芯，入户的两根电线(火线和零线)采用双线绕法，绕在铁芯的一侧作为原线圈，然后再接入户内的用电器Q是一个脱扣开关的控制部分(脱扣开关本身没有画出，它是串联在本图左边的火线和零线上，开关断开时，用户的供电被切断)，Q接在铁芯另一侧副线圈的两端a、b之间，当a、b间没有电压时，Q使得脱扣开关闭合，当a、b间有电压时，脱扣开关即断开，使用户断电(1)用户正常用电时，a、b之间有没有电压？(2)如果某人站在地面上，手误触火线而触电，脱扣开关是否会断开？为什么？答案：(1)用户正常用电时，a、b之间没有电压，因为双线绕成的初级线圈两根导线中的电流总是大小相等而方向相反的，穿过铁芯的磁通量总为0，副线圈中不会有感应电动势产生(2)人站在地面上手误触火线，电流通过火线和人体而流向大地，不通过零线，这样变压器的铁芯中就会有磁通量的变化，从而产生感应电动势，脱扣开关就会断开课时作业28法拉第电磁感应定律自感涡流时间：45分钟满分：100分一、选择题(8864)1穿过一个单匝闭合线圈的磁通量始终为每秒均匀增加2 Wb，则()A线圈中感应电动势每秒增加2 VB线圈中感应电动势每秒减少2 VC线圈中感应电动势始终为2 VD线圈中感应电动势始终为一个确定值，但由于线圈有电阻，电动势小于2 V解析：由E知：/t恒定，所以E2 V.答案：C2下列关于感应电动势大小的说法中，正确的是()A线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大B线圈中磁通量越大，产生的感应电动势一定越大C线圈放在磁感应强度越强的地方，产生的感应电动势一定越大D线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势越大解析：由法拉第电磁感应定律En知，感应电动势与磁通量的变化率成正比，与磁通量的大小、磁通量的变化和磁感应强度无关，故只有D项正确答案：D3如图1所示，MN、PQ为两条平行的水平放置的金属导轨，左端接有定值电阻R，金属棒ab斜放在两导轨之间，与导轨接触良好，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面，设金属棒与两导轨接触点之间的距离为L，金属棒与导轨间夹角为60，以速度v水平向右匀速运动，不计导轨和棒的电阻，则流过金属棒中的电流为()图1AIBICI DI解析：因为导体棒匀速运动，所以平均感应电动势的大小等于瞬时感应电动势的大小又因为题中L的有效长度为，故EBv据闭合电路欧姆定律得I.答案：B图24如图2所示是法拉第做成的世界上第一台发电机模型的原理图将铜盘放在磁场中，让磁感线垂直穿过铜盘；图中a、b导线与铜盘的中轴线处在同一平面内；转动铜盘，就可以使闭合电路获得电流若图中铜盘半径为L，匀强磁场的磁感应强度为B，回路总电阻为R，从上往下看逆时针匀速转动铜盘的角速度为.则下列说法正确的是()A回路中有大小和方向作周期性变化的电流B回路中电流大小恒定，且等于C回路中电流方向不变，且从b导线流进灯泡，再从a导线流向旋转的铜盘D若将匀强磁场改为仍然垂直穿过铜盘的按正弦规律变化的磁场，不转动铜盘，灯泡中也会有电流流过解析：铜盘在转动的过程中产生恒定的电流I，A错B对；由右手定则可知铜盘在转动的过程中产生恒定的电流从b导线流进灯泡，再从a导线流向旋转的铜盘，C正确；若将匀强磁场改为仍然垂直穿过铜盘的按正弦规律变化的磁场，不转动铜盘时闭合回路磁通量不发生变化，灯泡中没有电流流过，D错误答案：BC图35一个由电阻均匀的导线绕制成的闭合线圈放在匀强磁场中，如图3所示，线圈平面与磁场方向成60角，磁感应强度随时间均匀变化，用下列哪种方法可使感应电流增加一倍()A把线圈匝数增加一倍B把线圈面积增加一倍C把线圈半径增加一倍D改变线圈与磁场方向的夹角解析：设导线的电阻率为，横截面积为S0，线圈的半径为r，则Isin可见将r增加一倍，I增加1倍，将线圈与磁场方向的夹角改变时，sin不能变为原来的2倍(因sin最大值为1)，若将线圈的面积增加一倍，半径r增加(1)倍，电流增加(1)倍，I与线圈匝数无关答案：C图46如图4所示的电路中，线圈L的自感系数足够大，其直流电阻忽略不计，LA、LB是两个相同的灯泡，下列说法中正确的是()AS闭合后，LA、LB同时发光且亮度不变BS闭合后，LA立即发光，然后又逐渐熄灭CS断开的瞬间，LA、LB同时熄灭DS断开的瞬间，LA再次发光，然后又逐渐熄灭解析：线圈对变化的电流有阻碍作用，开关接通时，LA、LB串联， 同时发光，但电流稳定后线圈的直流电阻忽略不计，使LA被短路，所以A错误，B正确；开关断开时，线圈阻碍电流变小，产生自感电动势，使LA再次发光，然后又逐渐熄灭，所以C错误，D正确答案：BD7.图5如图5所示是高频焊接原理示意图线圈中通以高频变化的电流时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，感应电流通过焊缝产生大量热量，将金属熔化，把工件焊接在一起，而工件其他部分发热很少以下说法正确的是()A电流变化的频率越高，焊缝处的温度升高得越快B电流变化的频率越低，焊缝处的温度升高得越快C工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻小D工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻大解析：在互感现象中产生的互感电动势的大小与电流的变化率成正比，电流变化的频率越高，感应电动势越大，由欧姆定律I知产生的涡流越大，又PI2R，R越大P越大，焊缝处的温度升高得越快答案：AD8(2010浙江高考)半径为r带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接，两板间距为d，如图6甲所示有一变化的磁场垂直于纸面，规定向内为正，变化规律如图6乙所示在t0时刻平板之间中心有一重力不计，电荷量为q的静止微粒则以下说法正确的是()图6A第2秒内上极板为正极B第3秒内上极板为负极C第2秒末微粒回到了原来位置D第2秒末两极板之间的电场强度大小为0.2r2/d解析：根据法拉第电磁感应定律可知感应电动势大小(即电容器两极间电压大小)始终为0.1r2，由楞次定律可判定01 s下极板为正极、13 s上极板为正极，34 s下极板为正极，选项A正确，B、D错误；第2 s末微粒离原位置最远，选项C错误图7答案：A二、计算题(31236)9(2009全国卷)图8如图8，匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里，大小随时间的变化率k，k为负的常量用电阻率为、横截面积为S的硬导线做成一边长为l的方框将方框固定于纸面内，其右半部位于磁场区域中求：(1)导线中感应电流的大小；(2)磁场对方框作用力的大小随时间的变化率解析：(1)导线框的感应电动势为l2B导线框中的电流为I式中R是导线框的电阻，根据电阻率公式有R联立式，将k代入得I(2)导线框所受磁场的作用力的大小为fBIl它随时间的变化率为Il由式得图910(2010山东济宁质检)如图9所示，匀强磁场的磁感应强度B0.1 T，金属棒AD长0.4 m，与框架宽度相同，电阻r1.3 ，框架电阻不计，电阻R12 ，R21 .当金属棒以5 m/s速度匀速向右运动时，求：(1)流过金属棒的感应电流为多大？(2)若图中电容器C为0.3 F，则电容器中储存多少电荷量？解析：(1)棒产生的电动势EBlv0.2 V外电阻R 通过棒的感应电流I0.1 A(2)电容器两板间的电压UIR V带电量QCU2108 C答案：(1)0.1 A(2)2108 C11(2010广州三校联考)如图10甲所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN和PQ固定在同一水平面上，两导轨间距L0.2 m，电阻R0.4 ，导轨上停放一质量m0.1 kg、电阻r0.1 的金属杆，导轨电阻忽略不计，整个装置处在磁感应强度B0.5 T的匀强磁场中，磁场的方向竖直向下，现用一外力F沿水平方向拉杆，使之由静止开始运动，若理想电压表示数U随时间t变化关系如图乙所示求：图10(1)金属杆在5 s末的运动速率；(2)第4 s末时外力F的功率解析：(1)因为：UR，a所以：即：a0.5 m/s2金属棒做匀加速直线运动v5at52.5 m/s(2)v4at42 m/s，此时：I0.4 AF安BIL0.04 N对金属棒：FF安ma，F0.09 N故：PFFv40.18 W答案：(1)2.5 m/s(2)0.18 W课时作业29电磁感应规律的综合应用时间：45分钟满分：100分一、选择题(8864)图11如图1所示，两光滑平行金属导轨间距为L，直导线MN垂直跨在导轨上，且与导轨接触良好，整个装置处于垂直于纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B.电容器的电容为C，除电阻R外，导轨和导线的电阻均不计现给导线MN一初速度，使导线MN向右运动，当电路稳定后，MN以速度v向右做匀速运动时()A电容器两端的电压为零B电阻两端的电压为BLvC电容器所带电荷量为CBLvD为保持MN匀速运动，需对其施加的拉力大小为解析：当导线MN匀速向右运动时，导线MN产生的感应电动势恒定，稳定后，对电容器不充电也不放电，无电流产生，故电阻两端没有电压，电容器两板间的电压为UEBLv，所带电荷量QCUCBLv，C正确，因匀速运动后MN所受合力为0，且此时无电流，故不受安培力即无需拉力便可做匀速运动，D错答案：C2粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框，原先整个置于有界匀强磁场内，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沿四个不同方向匀速平移出磁场，如图2所示，线框移出磁场的整个过程()图2A四种情况下流过ab边的电流的方向都相同B图中流过线框的电量与v的大小无关C图中线框的电功率与v的大小成正比D图中磁场力对线框做的功与v2成正比解析：根据右手定则或楞次定律可知A正确流过线框的电量qItt.故B正确电功率PFvIlBv.P正比于v2.故C不正确磁场力对线框做功WFlIlBl，W正比于v.故D不正确，正确答案为A、B答案：AB图33(2010江苏盐城调研)两金属棒和三根电阻丝如图3连接，虚线框内存在均匀变化的匀强磁场，三根电阻丝的电阻大小之比R1R2R3123，金属棒电阻不计当S1、S2闭合，S3断开时，闭合的回路中感应电流为I，当S2、S3闭合，S1断开时，闭合的回路中感应电流为5I，当S1、S3闭合，S2断开时，闭合的回路中感应电流是()A0B3IC6I D7I解析：当S1、S2闭合，S3断开时，闭合回路中感应电流为I，则回路的感应电动势为I；当S2、S3闭合，S1断开时，闭合回路中感应电流为5I,5I；当S1、S3闭合，S2断开时，闭合的回路中感应电流是I7I，所以D正确答案：D4(2009福建高考)图4如图4所示，固定放置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d，其右端接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B的匀强磁场中一质量为m(质量分布均匀)的导体杆ab垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为.现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距离l时，速度恰好达到最大(运动过程中杆始终与导轨保持垂直)设杆接入电路的电阻为r，导轨电阻不计，重力加速度大小为 g则此过程()A杆的速度最大值为B流过电阻R的电量为C恒力F做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量D恒力F做的功与安培力做的功之和大于杆动能的变化量解析：图5本题考查电磁感应中的电路、力与运动、能量转换及电量计算等知识点；意在考查考生对电磁感应电路的分析，电磁感应中受力分析和运动情况分析以及对电磁感应中功能关系的正确理解和应用A选项中，当杆达到最大速度v时，其受力情况如图5所示，在水平方向受拉力F、安培力F安、滑动摩擦力fmg，三个力的合力为零：Fmg0，解得v；B选项中，平均电动势为，平均电流为，通过的电量qt，而BSBdl，则q；C选项中，由动能定理得WFWfW安Ek；D选项中，由前式可得WFW安EkWfEk.本题正确选项为BD.答案：BD图65如图6所示，有两根和水平面成角的光滑平行的金属轨道，上端有可变电阻R，下端足够长，空间有垂直于轨道平面的匀强磁场，磁感应强度为B.一质量为m的金属杆从轨道上由静止滑下，经过足够长的时间后，金属杆的速度会趋于一个最大速度vm，则()A如果B增大，vm将变大 B如果增大，vm将变大C如果R增大，vm将变大 D如果m变小，vm将变大解析：当金属杆速度达到最大时，其加速度为零，应有：mgsinBL，由此可判断，增大，vm变大，B对R增大，vm变大，C对B增大，vm将变小，A错m变小，vm将变小，D错答案：BC图76如图7所示，固定在水平绝缘平面上足够长的金属导轨不计电阻，但表面粗糙，导轨左端连接一个电阻R，质量为m的金属棒(电阻也不计)放在导轨上，并与导轨垂直，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直用水平恒力F把ab棒从静止起向右拉动的过程中恒力F做的功等于电路产生的电能恒力F和摩擦力的合力做的功等于电路中产生的电能克服安培力做的功等于电路中产生的电能恒力F和摩擦力的合力做的功等于电路中产生的电能和棒获得的动能之和以上结论正确的有()A BC D解析：在此运动过程中做功的力是拉力、摩擦力和安培力，三力做功之和为棒ab动能增加量，其中安培力做功将机械能转化为电能，故选项C正确答案：C图87如图8所示，粗细均匀的电阻丝绕制的矩形导线框abcd处于匀强磁场中，另一种材料的导体棒MN可与导线框保持良好接触并做无摩擦滑动当导体棒MN在外力作用下从导线框左端开始做切割磁感线的匀速运动一直滑到右端的过程中，导线框上消耗的电功率的变化情况可能为()A逐渐增大B先增大后减小C先减小后增大D先增大后减小，再增大再减小解析：导体棒MN在框架上做切割磁感线的匀速运动，相当于电源，其产生的感应电动势相当于电源的电动势E，其电阻相当于电源的内阻r，线框abcd相当于外电路，等效电路如图9所示图9由于MN的运动，外电路的电阻是变化的，设MN左侧电阻为R1，右侧电阻为R2，导线框的总电阻为RR1R2，所以外电路的并联总电阻：R外R1R2/(R1R2)R1R2/R由于R1R2R为定值，故当R1R2时，R外最大在闭合电路中，外电路上消耗的电功率P外是与外电阻R外有关的P外()2R外图10可见，当R外r时，P外有最大值，P外随R外的变化图象如图10所示下面根据题意，结合图象讨论P外变化的情况有：(1)若R外的最大值Rmaxr，且R外的最小值Rminr，则导线框上消耗的电功率是先减小后增大综上所述，B、C、D均可选答案：BCD图118(2010安徽高考)如图11所示，水平地面上方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀