电磁感应模拟题汇编.doc

组题一 1 如图所示 电源的电动势为 E 内阻 r 不能忽略 A B 是两个相同的小灯泡 L 是一 个自感系数相当大的线圈 关于这个电路的以下说法正确的是 A A 开关闭合到电路中电流稳定的时间内 A 灯立刻亮 而后逐渐变暗 最后亮度稳定 B 开关闭合到电路中电流稳定的时间内 B 灯立刻亮 而后逐渐变 暗 最后亮度稳 定 C 开关由闭合到断开瞬间 A 灯闪亮一下再熄灭 D 开关由闭合到断开瞬间 电流自左向右通过 A 灯 2 如图所示 带电金属小球用绝缘丝线系住 丝线上端固定 形成一个单摆 如果在 摆球经过的区域加上如图所示的磁场 不计摩擦及空气阻力 下列说法中正确的是 AD A 单摆周期不变 B 单摆周期变大 C 单摆的振幅逐渐减小 D 摆球在最大位移处所受丝线的拉力大小不变 3 如图 平行导轨间距为d 一端跨接一个电阻为R 磁场的磁感强度为B 方向 与导轨所在平面垂直 一根足够长的金属棒与导轨成 角放置 金属棒与导轨的 电阻不计 当金属棒沿垂直于棒的方向以速度v滑行时 通过电阻R的电流强度是 D A B C D R Bdv R Bdv sin R Bdv cos sinR Bdv 4 如图所示 两平行导轨 M N 水平固定在一个磁感应强度为 B 方向竖直向上的匀 强磁场中 两根相同的导体棒 垂直于导轨放置 它们的质量都为 m 电阻都为 R 导体棒与导轨接触良好 导轨电阻不计 导体棒与导轨间的动库擦因数均为 开 始时两导体棒处于静止状态 现对 棒施加一平行于导轨的恒力 F 方向如图所示 使 I 棒运动起来 关于两棒的最终的运动状态 下列说法可能正确的是 ACD A 棒最终做匀速运动而 棒静止 B 两棒最终都以相同的速度做匀速运动 C 两棒最终都匀速 不为零 运动 但 棒的速度较大 D 两棒最终都以相同的加速度 不为零 运动 5 水平固定放置的足够长的 U 形金属导轨处于竖直向上的匀强磁场中 在导轨上放着 金属棒ab 开始时ab棒以水平初速度v0向右运动 最后静止在导轨上 就导轨光 滑和粗糙两种情况比较 这个过程 AC A 安培力对ab棒所做的功不相等 B 电流所做的功相等 C 产生的总内能相等 D 通过ab棒的电量相等 6 路上使用 种电磁装置向控制中心传输信号以确定火车的位置和速度 安放在火 车首节车厢下面的磁铁能产生匀强磁场 如图 俯视图 当它经过安放在两铁轨 间的线圈时 便会产一电信号 被控制中心接收 当火车以恒定速度通过线时 表 示线圈两端的电压 Uab随时间变化关系的图像是 C 7 如图所示 在磁感强度为B的匀强磁场中 有半径为 r 的光滑半圆形导体框架 OC 为一能绕 O 在框架上滑动的导体棒 OC 之间连一个电阻R 导体框架与导体棒的电阻均不计 若要使 OC 能以 S 到控制中心到控制中心 角速度 匀速转动 则外力做功的功率是 C A B C D 224 Br R 224 2 Br R 224 4 Br R 224 8 Br R 8 如图所示 垂直纸面向里的匀强磁场的区域宽度为 2 磁感应强度的大小a 为 B 一边长为 a 电阻为 4R 的正方形均匀导线框 ABCD 从图示位置沿水平向右方向以速度 v 匀速 穿过两磁场区域 在下图中线框 A B 两端电压 UAB与线框移动距离的关系图象正确的是 x C 9 如图 线圈 L1 铁芯 M 线圈 L2都可自由移动 S 合上后使 L2中有感应电流且流过电阻 R 的电流 方向为 a b 可采用的办法是 AC A 使 L2迅速靠近 L1B 断开电源开关 S C 将铁芯 M 插入 D 将铁芯 M 抽出 10 如图甲所示 一个闭合矩形金属线圈 abcd 从一定高度释放 且在下落过程中线圈平面始终在竖 直平面上 在它进入一个有直线边界的足够大的匀强磁场的过程中 取线圈 dc 边刚进磁场时 t 0 则描述其运动情况的图线可能是图乙中的 ABC 11 如图 线圈 M 和线圈 N 绕在同一铁芯上 M 与电源 开关 滑动变阻器相连 P 为滑动变阻器 的滑动端 开关 S 处于闭合状态 N 与电阻 R 相连 下列说法正确的是 AD A 当 P 向右移动 通过 R 的电流为 b 到 a B 当 P 向右移动 通过 R 的电流为 a 到 b C 断开 S 的瞬间 通过 R 的电流为 b 到 a D 断开 S 的瞬间 通过 R 的电流为 a 到 b 12 如图 甲 乙两图为与匀强磁场垂直放置的两个金属框 架 乙图除了一个电阻为零 自感系数为L的线圈外 其他 部分与甲图都相同 导体 AB 以相同的加速度向右做匀加速 A 3Bav 4 B 3a a 2a O x C x 3aa 2a O Bav UAB 3a a 2a O x Bav 4 3Bav 4 Bav 4 UAB UAB Bav 4 UAB 3a a 2a O x Bav 4 3Bav 4 Bav D vvv t o v t DAB B ooo tt C 乙 甲 ab R 直线运动 若位移相同 则 A A 甲图中外力做功多 B 两图中外力做功相同 C 乙图中外力做功多D 无法判断 二 填空题13 如图所示 竖直放置的足够长的光滑平行金属导轨 间距为 l 0 50m 导轨上端接有电阻 R 0 80 导轨电阻忽略不计 空间有一水平方向的有 上边界的匀强磁场 磁感应强度大小为 B 0 40T 方向垂直于金属导轨平面向外 质量 为 m 0 02kg 电阻 r 0 20 的金属杆 MN 从静止开始沿着金属导轨下滑 下落一定 高度后以 v 2 5m s 的速度进入匀强磁场中 在磁场下落过程中金属杆始终与导轨垂直 且接触良好 已知重力加速度为 g 10m s2 不计空气阻力 求在磁场中 1 金属杆 刚进入磁场区域时加速度 2 若金属杆在磁场区域又下落 h 开始以 v0匀速运 动 v0 答案 1 a 5m s2 向下 2 v0 5m s 14 作用在导电液体上的安培力能起到推动液体流动的作用 这样的装置称为电磁泵 它在医学技术上有多种应用 血液含有离子 在人工心肺机里的电磁泵就可作为输 送血液的动力 某电磁泵及尺寸如图所示 矩形截面的水平管道上下表面是导体 它与磁感强度为 B 的匀强磁场垂直 并有长为 l 的部分在磁场中 当管内充满血液并 通以横穿管子的电流时血液便能向前流动 为使血液在管内不流动时能产生向前压 强 P 电流强度应调节为 由于血液的特殊性 在电流方向上单位截面承受 的电流强度不能超过 I 若其他条件不变 匀强磁场的宽度 l 至少为 答案 由得 pabBIb BI P B ap 15 如图所示 宽度为 L 0 20 m 的足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上 导 轨的一端连接阻值为 R 1 0 的电阻 导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场 磁感应强 度大小为 B 0 50 T 一根质量为 m 10g 的导体棒 MN 放在导轨上与导轨接触良好 导轨 和导体棒的电阻均可忽略不计 现用一平行于导轨的拉力拉动导体棒沿导轨向右匀速运 动 运动速度 v 10 m s 在运动过程中保持导体棒与导轨垂直 求 1 在闭合回路中产生的感应电流的大小 2 作用在导体棒上的拉力的大小 3 当导体棒移动 30cm 时撤去拉力 求整个过程中电阻 R 上产生的热量 解析 1 感应电动势为 E BLv 1 0V 感应电流为 1 0 A R E I 2 导体棒匀速运动 安培力与拉力平衡即有 F BIL 0 1N 3 导体棒移动 30cm 的时间为 0 03s 根据焦耳定律 Q1 I2R t 0 03J 或 v l t Q1 Fs 0 03J 根据能量守恒 Q2 0 5J 电阻 R 上产生的热量 Q Q1 Q2 53 J 2 2 1 mv 16 如图所示 电阻忽略不计的 两根两平行的光滑金属导轨竖直放置 其上端接一 阻值为 的定值电阻 R 在水平虚线 L1 L2间有一与导轨所在平面垂直的匀强磁 场 B 磁场区域的高度为 d 0 5m 导体棒 a 的质量 ma 0 2kg 电阻 Ra 3 导体棒 b 的质量 mb 0 1kg 电阻 Rb 6 它们分别从图中 M N 处同时由静止开始在导轨 上无摩擦向下滑动 且都能匀速穿过磁场区域 当 b 刚穿出磁场时 a 正好进入磁场 设重力加速度为 g 10m s2 不计 a b 之间的作用 求 1 在整个过程中 a b 两棒克服安培力分别做的功 2 M 点和 N 点距 L1的高度 R NM v B R M N R a b M N 1 L 2 L d B 解析 1 Wa magd 1 0J Wb mbgd 0 5J 2 b 在磁场中匀速运动时 速度为 总电阻 R1 7 5 b b 中的电流 由以上各式得 同理 a 棒 1 R BL I b b gm R LB b b 1 22 由以上各式得 gm R LB a a 2 22 4 3 a b gh2 2 16 9 a b h h gt ba 由 得 Ha Hb m td b m 3 4 4 3 17 如图 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 MN 和是匀强磁场区域的水平边界 并与线框的 bc 边平行 NM 磁场方向与线框平面垂直 现金属线框由距 MN 的某一高度从静止开始下落 下图 2 是金属线框由 开始下落到完全穿过匀强磁场区域瞬间的速度一时间图象 图象中坐标轴上所标出的字母均为已 知量 求 1 金属框的边长 2 磁场的磁感应强度 3 金属线框在整个下落过程中 所产生的热量 1 金属框进入磁场过程中做匀速直线运动 速度为 v1 运动时间为 t2 t1 所以金属框的边长 121 ttvl 2 在金属框进入磁场的过程中 金属框所受安培力等于重力 BILmg R BLv I 1121 1 V mgR ttV B 3 金属框进入磁场过程中产生热量 Q1 出磁场时产生热量 Q2 mgLQ 1 2 2 2 32 2 1 2 1 mVmVmgLQ 2 2 2 312121 2 1 2vvmttmgvQQQ 总 18 如图 甲 所示 边长为 L 2 5m 质量 m 0 50kg 的正方形绝缘金属线框 平放在光滑的水平桌面上 磁感应强度 B 0 80T 的匀强磁场方向竖直向上 金属 线框的一边 ab 与磁场的边界 MN 重合 在力 F 作用 下金属线框由静止开始向左运动 在 5 0s 内从磁场 中拉出 测得金属线框中的电流随时间变化的图象如 0 t s I A 123456 0 1 0 2 0 4 0 3 0 5 乙 M N B 甲 a bc d 左 图 乙 所示 已知金属线框的总电阻为 R 4 0 1 试判断金属线框从磁场中拉出的过程中 线框中的感应电流方向 2 t 2 0s 时 金属线框的速度 3 已知在 5 0s 内力 F 做功 1 92J 那么 金属框从磁场拉出过程线框中产生的焦耳热是多少 解析 1 由楞次定律 或右手定则 线框中感应电流的方向为逆时针 或abcda 2 设t 2 0s 时的速度为v 据题意有 BLv IR 解得m s 0 4m s 5 280 0 0 42 0 BL IR v 3 设t 5 0s 时的速度为v 整个过程中线框中产生的焦耳热为 Q 则有 BLv I R 由上述两式解得 J 1 67J 2 2 1 vmWQ F 22 5 280 0 0 45 0 5 0 2 1 92 1 2 1 BL RI mWQ F 题组二 选择题 1 在竖直方向的匀强磁场中 水平放置一圆形导体环 规定导体环中电流的正方向如图 1 所示 磁 场向上为正 当磁感应强度 B 随时间 t 按图 2 变化时 下列能正确表示导体环中感应电流变化 情况的是 C 2 电阻 电容与一线圈连成闭合电路 条形磁铁静止于线圈的正上方 RC 极朝下 如图所示 现使磁铁自由下落 在极接近线圈上端的过程中 流NN 过的电流方向和电容器极板的带电情况是 D R 从到 上极板带正电 从到 下极板带正电 AabBab 从到 上极板带正电 从到 下极板带正电 CbaDba 3 矩形导线框 abcd 放在匀强磁场中 在外力控制下处于静止状态 如图 甲 所示 磁感线方向与导线框所在平面垂直 磁感应强度 B 随时间变 化的图象如图 乙 所示 t 0 时刻 磁感应强度的方向垂直导线框平面 向里 在 0 4s 时间内 导线框 ad 边所受安培力随时间变化的图象 规定 以向左为安培力正方向 可能是下了选项中的 D 4 如图所示 铁芯右边绕有一个线圈 线圈两端与滑动变阻器 电池组连成回路 左 边的铁芯上套有一个环面积为 0 02m2 电阻为 0 1 欧的金属环 铁芯的横截面积为 0 01m2 且假设磁场全部集中在铁芯中 金属环与铁芯截面垂直 调节滑动变阻器的 滑动头 使铁芯中的磁感应强度每秒均匀增加 0 2T 则从上向下看 C A 金属环中感应电流方向是逆时针方向 感应电动势大小为 4 0 10 3V B 金属环中感应电流方向是顺时针方向 感应电动势大小为 4 0 10 3V C 金属环中感应电流方向是逆时针方向 感应电动势大小为 2 0 10 3V I I A i 0 0 0 t s 12345 A I I A i 0 0 0 t s 12345 C I I A i 0 0 0 t s 12345 D I I A i 0 0 0 t s 12345 B 4 A F安 t 24 0 t 0 B F安 2 C F安 24 0 D F安 t 24 0 tt a d b c 甲 0 乙 B t 24 U A R D 金属环中感应电流方向是顺时针方向 感应电动势大小为 2 0 10 3V 5 穿过闭合回路的磁通量 随时间 t 变化的图像分别如下图 所示 下列关于回路中产生的感 应电动势的论述中正确的是 D A 图 中回路产生的感应电动势恒定不变 B 图 中回路产生的感应电动势一直在变大 C 图 中回路 0 t1时间内产生的感应电动势小于在 t1 t2时间内产生的感应电动势 D 图 中回路产生的感应电动势先变小再变大 6 如图 有一理想变压器 原副线圈的匝数比为 n 原线圈接正弦交流电压 U 输出端接有一个交流电流表和一个电动机 电动机线圈电阻为 R 当输入端接通 电源后 电流表读数为 I 电动机带动一重物匀速上升 下列判断正确的是 B A 原线圈中的电流为 nI B 变压器的输入功率为 UI n C 电动机输出的总功率为 I2R D 电动机两端电压为 IR 7 一矩形线圈位于一随时间 t 变化的匀强磁场内 磁场方向垂直线圈所在的平面 纸面 向里 如 图 1 所示 磁感应强度 B 随 t 的变化规律如图 2 所示 以 I 表示线圈中的感应电流 以图 1 中线圈上 箭头所示方向的电流为正 则以下的 I t 图中正确的是 A 8 如图所示 一质量为 m 的金属杆 ab 以一定的初速度 v0从一光滑平行金属轨道 的底端向上滑行 轨道平面与水平面成 角 两导轨上端用一电阻 R 相连 磁场方 向垂直轨道平面向上 轨道与金属杆 ab 的电阻不计并接触良好 金属杆向上滑行 到某一高度后又返回到底端 在此过程中 B A 上滑过程通过电阻 R 的电量比下滑过程多 B 上滑过程金属杆受到的合外力的冲量比下滑过程大 C 上滑过程金属杆受到的安培力的冲量比下滑过程大 D 上滑过程和下滑过程金属杆的加速度的最小值出现在同一位置 9 平面上的光滑平行导轨 MN PQ 上放着光滑导体棒 ab cd 两棒用细线系住 开始时匀强磁场 的方向如图甲所示 而磁感应强度 B 随时间 t 的变化如图乙所示 不计 ab cd 间电流的相互作用 则细线中张力 BD A 由 0 到 t0时间内细线中的张力逐渐增大 t tt t1t2 t ooo o B R a b M a c N B 0 t0 t t P b d Q 甲 乙 B 由 0 到 t0时间内两杆靠近 细线中的张力消失 C 由 0 到 t0时间内细线中张力不变 D 由 t0到 t 时间内两杆靠近 细线中的张力消失 10 足够长的光滑金属导轨 水平平行固定 置于竖直向上的匀强磁场中 在导轨上放两MNPQ 条金属杆 两杆平行且与导轨垂直接触良好 设导轨电阻不计 两杆的电阻为定值 从abcd 某时刻起给施加一与导轨平行方向向右的恒定拉力作用 则abF 以下说法正确的是 BD A 向左做加速运动cd B 受到的安培力始终向左ab C 一直做匀加速直线运动ab D 均向右运动 运动后的速度始终不会相等 但最终速度差为一定值abcd 11 制做精密电阻时 为了消除在使用中由于电流的变化引起的自感现象 用电阻丝 绕制电阻时采用如图所示的双线绕法 其道理是 C A 电路电流变化时 两根线中产生的自感电动势相互抵消 B 电路电流变化时 两根线中产生的自感电流相互抵消 C 电路电流变化时 两根线圈中的磁通量相互抵消 D 以上说法都不正确 12 如图所示 电路中A B是规格相同的灯泡 L是电阻可忽略不计的电感线圈 那么 AD A 合上 S A B 一起亮 然后 A 变暗后熄灭 B 合上 S B 先亮 A 逐渐变亮 最后 A B 一样亮 C 断开 S A 立即熄灭 B 由亮变暗后熄灭 D 断开 S B 立即熄灭 A 闪亮一下后熄灭 13 竖直放置的平行金属板 M N 相距 d 0 2m 板间有竖直向下的匀强磁场 磁感应强度 B 0 5T 极板按如图所示的方式接入电路 足够长的 间距为 L 1m 的光滑平行金属导轨 CD EF 水平放置 导轨间有竖直向下的匀强磁场 磁感应强度也为 B 电阻为 r 1的金属棒 ab 垂直导轨放置且与 导轨接触良好 已知滑动变阻器的总阻值为 R 4 滑片 P 的位置位于变阻器的中点 有一个质 量为 m 1 0 10kg 电荷量为 q 2 0 10C 的带电粒子 从两板中间左端沿中心线水平射入场 8 5 区 不计粒子重力 1 若金属棒 ab 静止 求粒子初速度 v0多大时 可 以垂直打在金属板上 2 当金属棒 ab 以速度 v 匀速运动时 让粒子仍以相 同初速度 v0射入 而从两板间沿直线穿过 求金属棒 ab 运动速度 v 的大小和方向 答案 1 100 m s 2 50 m s 水平向右 解析 1 金属棒 ab 静止时 粒子在磁场中做匀速圆周运动 设轨迹半径为 则 0 r 垂直打在金属板上 则 解得 0 2 0 0 r mv qBv 2 0 d r m Bqd v 2 0 代入数据得 100 m s 2 当金属棒 ab 匀速运动时 感应电动势 0 vBLvE 板间电压 粒子沿直线穿过板间 则粒子受电场力 洛仑兹力平衡 做匀 2 R rR E U 速直线运动 解得 d U qqBv 0 RL vrRd v 0 2 代入数据得 50 m s 1 分 由左手定则知 粒子所受洛仑兹力方向垂直 M 板 故粒子所 v 受电场力应该垂直于 N 板 由右手定则知 ab 棒应水平向右运动 14 如图甲所示 光滑且足够长的平行金属导轨 MN PQ 固定在同一水平面上 两导轨间距 L 0 30m 导轨电阻忽略不计 其间连接有固定电阻 R 0 40 导轨上停放一质量 m 0 10kg 电阻 r 0 20 的金属杆 ab 整个装置处于磁感应强度 B 0 50T 的匀强磁场中 磁场方向竖直向下 用一 外力 F 沿水平方向拉金属杆 ab 使之由静止开始运动 电压传感器可将 R 两端的电压 U 即时采集 并输入电脑 获得电压 U 随时间 t 变化的关系如图乙所示 1 试证明金属杆做匀加速直线运动 并计算加速度的大小 2 求第 2s 末外力 F 的瞬时功率 3 如果水平外力从静止开始拉动杆 2s 所做的功 W 0 35J 求金属杆上产生的焦耳热 解析 1 设路端电压为 U 金属杆的运动速度为 v 则感应电动势 E BLv 通过电阻 R 的电流 电阻 R 两端的电压 U 由图乙可得 U kt k 0 10V s rR E I rR BLvR IR 解得 因为速度与时间成正比 所以金属杆做匀加速运动 加速度 t BLR rRk v 用其他方法证明也可以 2 m s0 1 BLR rRk a 2 在 2s 末 速度 v2 at 2 0m s 电动势 E BLv2 通过金属杆的电流金属杆受安培力 rR E I 解得 F安 7 5 10 2N 设 2s 末外力大小为 F2 由牛顿第二定律 rR vBL BILF 2 2 安 解得 F2 1 75 10 2N 故 2s 末时 F 的瞬时功率 P F2v2 0 35W maFF 安2 3 设回路产生的焦耳热为 Q 由能量守恒定律 W Q 解得 Q 0 15J 2 2 2 1 mv 甲乙 a M b Q N FR P 电 压 传 感 器 接 电 脑 t s U V 0 0 5 1 0 1 5 2 0 0 1 0 2 电阻 R 与金属杆的电阻 r 串联 产生焦耳热与电阻成正比所以 r R Q Q r R 运用合比定理 而故在金属杆上产生的焦耳热 r rR Q QQ r rR QQQ rR rR Qr Qr 解得 Qr 5 0 10 2J 15 在竖直面内有两平行金属导轨 AB CD 间距为 L 金属棒 ab 可在导轨上无摩擦地滑动 棒与 导 轨垂直 并接触良好 它们的电阻均可不计 导轨之间有垂直纸面向外的匀强磁场 磁感强 度为 B 导轨右边与电路连接 电路中的三个定值电照 R1 R2 R3阻值分别为 2R R 和 0 5R 在 BD 间接有一水平放置的平行板电容器 C 极板间距离为 d 1 当 ab 以速度 v0匀速向左运动时 电容器中质量为 m 的带电微粒 恰好静止 试判断微粒的带电性质 及带电量的大小 2 当 AB 棒以某一速度沿导轨匀速运动时 发现带电微粒从两极板 中间由静止开始向下运动 历时 t 2 10 2 s 到达下极板 已知电容 器两极板间距离 d 6 10 3m 求 ab 棒的速度大小和方向 g 10m s2 解析 1 棒匀速向左运动 感应电流为顺时针方向 电容器上板带正电 微粒受力平衡 电场力向上 场强