电磁感应练习.doc

电磁感应(时间45分钟满分100分)一、选择题(每小题7分，共56分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确。全部选对的得7分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分)1物理学的基本原理在生产生活中有着广泛应用。下面列举的四种器件中，利用电磁感应原理工作的是()。A回旋加速器 B电磁炉 C质谱仪 D示波管2如图所示，金属杆MN以恒定的速率v在光滑平行导轨上向右滑行，设整个电路总电阻为R(恒定不变)，整个装置置于垂直纸面向里的匀强磁场中，下列叙述正确的是()。AMN杆中的电流大小与速率v成正比B磁场作用于MN杆的安培力与速率v成正比C电阻R上产生的电热功率与速率v成正比D外力对MN杆做功的功率与速率v成正比3(2010四川理综)如图所示，电阻不计的平行金属导轨固定在一绝缘斜面上，两相同的金属导体棒a、b垂直于导轨静止放置，且与导轨接触良好，匀强磁场垂直穿过导轨平面。现用一平行于导轨的恒力F作用在a的中点，使其向上运动。若b始终保持静止，则它所受摩擦力可能()。A变为0 B先减小后不变C等于F D先增大再减小4如图所示，一直角三角形金属框向左匀速地穿过一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁场仅限于虚线边界所围的区域内，该区域的形状与金属框完全相同，且金属框的下边与磁场区域的下边在一直线上。若取顺时针方向为电流的正方向，则金属框穿过磁场过程的感应电流i随时间t变化的图象是()。5如图所示，用粗细相同的铜丝做成边长分别为L和2L的两只闭合线框a和b，以相同的速度从磁感应强度为B的匀强磁场区域中匀速地拉到磁场外，不考虑线框的动能变化，若外力对环做的功分别为Wa、Wb，则WaWb为()。A14 B12 C11 D不能确定6如图所示电路中，电源电动势为E，线圈L的电阻不计。以下判断正确的是()。A闭合S，稳定后，电容器两端电压为EB闭合S，稳定后，电容器的a极板带正电C断开S的瞬间，电容器的a极板将带正电D断开S的瞬间，电容器的a极板将带负电7如图所示，均匀金属圆环总电阻为2R，磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过圆环。金属杆OM长为l，电阻为，M端与环紧密接触，金属杆OM绕过圆心的转轴O以恒定的角速度转动，当电阻为R的一段导线一端和环连接，另一端与金属杆的转轴O相连接时，下列结论中正确的是()。A通过导线R电流的最大值为B通过导线R电流的最小值为COM中产生的感应电动势恒为D导线中通过的电流恒为8两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外其余电阻不计。现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，则()。A释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度gB金属棒向下运动时，流过电阻R的电流方向为MNC金属棒的速度为v时，所受的安培力大小为FD电阻R上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少量二、计算题(共2个小题，共44分)9(22分)边长l0.1 m的正方形金属线框MNPQ，质量m0.1 kg，总电阻R0.02 ，从高为h0.2 m处自由下落(MNPQ始终在竖直平面内且MN水平)，线框下有一水平的有界匀强磁场，竖直宽度l0.1 m，磁感应强度B1.0 T，方向如图所示(取g10 m/s2)。求：(1)线框穿越磁场过程中发出的热；(2)全程通过M点截面的电荷量；(3)在坐标系中画出线框从开始下落到QP边穿出磁场的速度与时间的图象。10(22分)(2011南京一模)如图甲所示，两条足够长的光滑平行金属导轨竖直放置，导轨间距为l1 m，两导轨的上端间接有电阻，阻值R2 。虚线OO下方是垂直于导轨平面向里的匀强磁场，磁场磁感应强度为2 T。现将质量m0.1 kg、电阻不计的金属杆MN，从OO上方某处由静止释放，金属杆在下落的过程中与导轨保持良好接触，且始终保持水平，不计导轨的电阻，已知金属杆下落0.3 m的过程中加速度a与下落距离h的关系图象如图乙所示。求：甲乙(1)金属杆刚进入磁场时速度为多大？下落了0.3 m时速度为多大；(2)金属杆下落0.3 m的过程中，在电阻R上产生多少热量。答案与解析1B2AB解析：由法拉第电磁感应定律得EBlv，I，FBIl，PFv，只有A、B选项正确。3AB4C解析：三角形金属框向左运动到重合位置之前，切割磁感线的长度线性增大，由右手定则知，感应电流方向为逆时针，从重合位置再向左运动，切割磁感线长度呈线性减小，由右手定则知感应电流方向为顺时针，选项C正确。5A解析：根据能量的转化和守恒可知，外力做功等于产生的电能，而电能又全部转化为焦耳热，WaQa，WbQb；由电阻定律知Rb2Ra。故WaWb14。6C7.ABC8AC解析：释放瞬间，金属棒只受重力作用，所以其加速度等于重力加速度。金属棒向下切割磁感线，产生的电流由NM流经R，当速度为v时，感应电流I，则安培力FBIl。从能量守恒方面看，重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量与电阻R上产生的总热量之和。综上应选A、C。9答案：(1)0.2 J(2)1 C(3)见解析图解析：(1)因为线框MNPQ进入磁场时，v12 m/s产生的电动势EBlv10.2 V安培力FABIlBl1 NFAmg，故线框在磁场中匀速运动，由能量关系可知发出热量为Qmg2l0.11020.1 J0.2 J。(2)因为MN与QP切割磁感线产生的电动势和电流是EBlv1，I所以通过M点电荷量QIt1 C。(3)由(1)可知，线框自由下落的时间t10.2 s在磁场内做匀速运动vv1时间t20.1 s图象如下图所示。10答案：(1)1 m/s0.5 m/s(2)0.29 J解析：(1)刚进入磁场时，a010 m/s2，方向竖直向上由牛顿第二定律有BI0lmgma0若进入磁场时的速度为v0，有I0，E0Blv0得v0代入数值有：v0 m/s1 m/s