高三物理专项基础训练 第51练 法拉第电磁感应定律的应用专项基础训练（2）(1).doc

第51练 法拉第电磁感应定律的应用（2）基础过关一、单项选择题（每小题只有一个选项符合题意）1.竖直平面内有一金属环，半径为a，总电阻为r.磁感强度为b的匀强磁场垂直穿过环平面，在环的最高点a用铰链连接长度为2a、电阻为的导体棒ab，由水平位置紧贴环面摆下，如下左图所示.当摆到竖直位置时，b点的线速度为v，则这时ab两端的电压大小为（ ）a.b.c.d.2.物理实验中，常用一种叫做“冲击电流计”的仪器测定通过电路的电荷量.如上右图所示，探测线圈与冲击电流计串联后可用来测定磁场的磁感应强度.已知线圈的匝数为n，面积为s，线圈与冲击电流计组成的回路电阻为r.若将线圈放在被测匀强磁场中，开始线圈平面与磁场垂直，现把探测圈翻转180，冲击电流计测出通过线圈的电荷量为q，由上述数据可测出被测磁场的磁感应强度为（ ）a.b.c.d.3.如图所示，将一个与匀强磁场垂直的正方形多匝线圈从磁场中匀速拉出的过程中，关于拉力做功的功率说法错误的是（ ）a.与线圈匝数成正比b.与线圈的边长成正比c.与导线的电阻率成正比d.与导线横截面积成正比4.一直升机停在南半球的地磁极上空，该处地磁场叶片的长度为l，螺旋桨转动的频率为f，顺着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨按顺时针方向转动.螺旋桨叶片的近轴端为a，远轴端为b，如图所示.如果忽略a到转轴中心的距离，用e表示每个叶片中的感应电动势，则（ ）a.e=fl2b，且a点电势低于b点电势b.e=2fl2b，且a点电势低于b点电势c.e=fl2b，且a点电势高于b点电势d.e=2fl2b，且a点电势高于b点电势5.如图所示，相距为d的两水平虚线l1、l2之间是方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为b，正方形线圈abcd边长为l（ld），质量为m，电阻为r.将线圈在磁场上方高h处由静止释放，ab边刚进入磁场时速度为v0，ab边刚离开磁场时速度也为v0.在线圈全部穿过磁场过程中，下列说法中正确的是（ ）a.线圈克服安培力所做的功为mgdb.线圈克服安培力所做的功为mglc.线圈的最小速度一定为d.线圈的最小速度一定为二、多项选择题（每小题有多个选项符合题意）6.如图所示，竖直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，最后又落回到原处，运动过程中线圈平面保持在竖直面内，不计空气阻力，则（ ）a.上升过程中克服磁场力做的功大于下降过程中克服磁场力做的功b.上升过程中克服磁场力做的功等于下降过程中克服磁场力做的功c.上升过程中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.上升过程中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7.如图所示，光滑导轨宽0.4m，ab金属棒长0.5m，均匀变化的磁场垂直穿过其面，方向如图，磁场的变化如图所示，金属棒ab的电阻为1，导轨电阻不计，自t=0时，ab棒从导轨最左端，以v=1m/s的速度向右匀速运动，则（ ）a.1s末回路中的电动势为1.6vb.1s末棒ab受安培力大小为1.28nc.1s末回路中的电动势为0.8vd.1s末棒ab受安培力大小为0.64n8.如图所示，正方形导线框在水平恒力f作用下向右平移，并将穿过一有界匀强磁场，磁场宽度大于线框边长，ab功进入磁场时，线框的加速度为零，比较线框进入磁场过程与穿出磁场过程（不含全在磁场中的过程），下列说法中正确的是（ ）a.力f做功相等b.线框中感应电流方向相反c.线框所受安培力方向相反d.线框中产生的焦耳热相同9.如图甲所示，在水平绝缘的桌面上，一个用电阻丝构成的闭合矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，磁感应强度b随时间t的变化关系如图乙所示.下列各图中分别是线框中的感应电流i随时间t变化的图线和ab边受到的安培力f随时间t变化的图线，其中可能正确的是（ ）三、计算或论述题10.如图所示，边长为l=2m的正方形导线框abcd和一金属棒mn由粗细相同的同种材料制成，每米长的电阻为r0=1/m，以导线框两条对角线交点o为圆心，半径r=0.5m的圆形匀强磁场区域的磁感应强度为b=0.5t，方向垂直纸面向里且垂直于导线框所在平面.金属棒mn与导线框接触良好且与对角线ac平行放置于导线框上.若棒以v=4m/s的速度沿垂直于ac方向向右匀速运动，当运动至ac位置时，求：（1）棒mn上通过的电流强度的大小方向；（2）棒mn所受安培力的大小和方向.11.如图甲所示，用粗细均匀的导线制成的一只圆形金属圈，现被一根丝线悬挂在竖直平面内处于静止状态，已知金属圈的质量为m，半径为r，导线的电阻率为，截面积为s.金属圈的上半部处在一方向垂直圈面向里的有界匀强磁场中，磁感应强度b随时间t的变化满足b=kt（k为常量），如图乙所示，金属圈下半部分在磁场外.若丝线所能承受的最大拉力tm=2mg，求：从t=0时刻起，经过多长时间丝线会被拉断？12.如图所示，质量为m，边长为l的正方形线框abcd，从垂直纸面向里的水平有界匀强磁场的上方h高度处由静止自由下落，磁场高度为h，线框下落过程中始终在同一竖直平面内且cd边与磁场边界都沿水平方向（1）请证明线框进入磁场的过程中任意时刻线框克服安培力做功的功率等于线框的电功率；（2）若m=0.40kg，l=0.45m，h=0.80m，h=1.45m，且cd边进入磁场时线框刚好做匀速运动，求cd边刚穿出磁场时线框的加速度大小；（g取10m/s）（3）在（2）中，若线框刚进入磁场时对其施加一竖直方向外力f，使其能以a=10.0m/s2的加速度竖直向下做匀加速运动，请在下图中作出线框abcd进入磁场的过程中外力f随时间t变化的图像.能力提升13.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=0.10/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=0.020t/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=6.0s时金属杆所受的安培力.第51练 法拉第电磁感应定律的应用（2）1.d 2.c 解析 得3.c4.a 解析 电风扇是叶片围绕着o点转动，产生的感应电动势为，由右手定则判断出b点电势比a点电势高.5.d 解析 线圈的ab边刚进入磁场时速度为v0，ab边刚离开磁场时速度也为v0，而线圈全部进入磁场时因只受到重力作用而做加速运动，所以线圈的cd边刚进入磁场时速度v和cd边离开磁场时速度相同且速度最小.由得在线圈全部穿过磁场过程中，线圈克服安培力所做的功为：.6.ac 7.ab 8.ab 9.bd10.（1）棒mn运动至ac位置时，棒上感应电动势e=b2rv=2v线路总电阻得mn棒上电流电流方向nm（2）棒mn所受安培力方向垂直于ac向左11.设金属圈受重力mg，拉力t和安培力f的作用处于静止状态，则t=mg+f f=2bir金属圈中的感应电流感应电动势由法拉第电磁感应定律得金属圈的电阻解得12.（1）设磁感应强度为b，导线电阻为r，某时刻线框运动速度为v，则线框中产生的感应电动势e=blv产生的感应电流线框所受安培力克服安培力做功的功率线框中的电功率可得即p=p，克服安培力做功的功率等于线框的电功率.（2）线框进入磁场前速度进入磁场过程中匀速运动则有完全进入磁场后线框以速度g加速下落，刚离开磁场时速度为v2，根据机械能守恒有线框刚离开磁场时，根据牛顿第二定律有上述关系式联立，可解得：a=5m/s2（3）线框在f外力作用下加速进入过程中，经t时刻速度