高中物理电磁感应习题及答案解析

黄平 电磁感应复习题 1 1 图 12 2 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 直线运动 若位移相同 则 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 2 图 12 1 平行导轨间距为d 一端跨接一电阻为R 匀强磁场磁感强度为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 A B Bdv R sinBdv R C D cosBdv R sin Bdv R 3 图 12 3 在光滑水平面上的直线MN左侧有垂直于纸面向里的匀强磁场 右侧是无磁 场空间 将两个大小相同的铜质矩形闭合线框由图示位置以同样的速度v向右完全拉出匀 强磁场 已知制作这两只线框的铜质导线的横截面积之比是 1 2 则拉 出过程中下列说法中正确的是 A 所用拉力大小之比为 2 1 B 通过导线某一横截面的电荷量之比是 1 1 C 拉力做功之比是 1 4 D 线框中产生的电热之比为 1 2 4 图 12 5 条形磁铁用细线悬挂在O点 O点正下方固定一个水平放置的铝线圈 让磁 铁在竖直面内摆动 下列说法中正确的是 A 在磁铁摆动一个周期内 线圈内感应电流的方向改变 2 次 B 磁铁始终受到感应电流磁铁的斥力作用 C 磁铁所受到的感应电流对它的作用力始终是阻力 D 磁铁所受到的感应电流对它的作用力有时是阻力有时是动力 5 图 12 7 设套在条形磁铁上的弹性金属导线圈 突然缩小为 线圈 则关于线圈的感应电流及其方向 从上往下看 应是 A 有顺时针方向的感应电流 B 有逆时针方向的感应电流 Rv a b d 图 12 1 S N O 图 12 5 图 12 7 M N v B 图 12 3 黄平 电磁感应复习题 2 C 有先逆时针后顺时针方向的感应电流 D 无感应电流 6 图 12 8 a b是同种材料的等长导体棒 静止于水平面内 的足够长的光滑平行导轨上 b棒的质量是a棒的两倍 匀强磁 场竖直向下 若给a棒以 4 5J 的初动能 使之向左运动 不计 导轨的电阻 则整个过程a棒产生的最大热量是 A 2J B 1 5J C 3J D 4 5J 7 内壁光滑 水平放置的玻璃圆环内 有一直径略小于环口直 径的带正电小球 以速度v0沿逆时针方向匀速转动 如图 12 9 所示 若在此空间突然加上方向竖直向上 磁感应强度B随时 间成正比增加的变化磁场 运动过程中小球带电量不变 正确的是 A 小球对玻璃环的压力一定不断增大 B 小球受到的磁场力一定不断增大 C 小球先沿逆时针方向减速运动一段时间后沿顺时针方向加 速运动 D 磁场力对小球先做负功后做正功 8 图 12 10 在磁感应 强度为B的匀强磁场中有固定的金属框架ABC 已知 B 导体 棒DE在框架上从B点开始在外力作用下 沿垂直DE方向以速度v匀速向右平移 使导体 棒和框架构成等腰三角形回路 设框架和导体棒材料相同 其单位长度的电阻均为R 框 架和导体棒均足够长 不计摩擦及接触电阻 关于回路中的电流I和电功率P随时间t变 化的下列四个图中可能正确的是 9 14 分 在磁感应强度B 0 5T 的匀强磁场中有一个正方 形金属线圈abcd 边长L 0 2m 线圈的ad边与磁场的左侧 边界重合 如图 12 14 所示 线圈的电阻R 0 4 用外力 把线圈从磁场中移出有两种方法 一种是用外力把线圈从左 侧边界匀速平移出磁场 另一种是以 ad 边为轴 用力使线 圈匀速转动移出磁场 两种过程所用时间都是t 0 1s 求 1 线圈匀速平移出磁场的过程中 外力对线圈所 v0 a b 图 12 8 B v0 图 12 9 L ab c d B 图 12 14 D 黄平 电磁感应复习题 3 做的功 2 线圈匀速转动移出磁场的过程中 外力对线圈所做的功 10 15 分 如图 12 17 所示 一质量为m 0 016kg 长L 0 5m 宽d 0 1m 电阻 R 0 1 的矩形线圈 从h1 5m 的高处由静止开始下落 然后进入匀强磁场 当下边进入 磁场时 由于磁场力的作用 线圈正好作匀速运动 1 求匀强磁场的磁感应强度B 2 如果线圈的下边通过磁场所经历的时间t 0 15s 求磁场区域的高度h2 3 求线圈的下边刚离开磁场的瞬间 线圈的加速度的大小和方向 4 从线圈的下边进入磁场开始到线圈下边离开磁场的时间内 在线圈中产生的焦 耳热是多少 11 图中虚线为相邻两个匀强磁场区域 1 和 2 的边界 两个区域的磁场方向相反且都垂直于 纸面 磁感应强度大小都为 B 两个区域的高度都为 l 一质量为 m 电阻为 R 边长也为 l 的单匝矩形导线框 abcd 从磁场区上方某处竖直自由下落 ab 边保持水平且线框不发生 转动 当 ab 边刚进入区域 1 时 线框恰开始做匀速运动 当线框的 ab 边下落到区域 2 的 中间位置时 线框恰又开始做匀速运动 求 1 当 ab 边刚进入区域 1 时做匀速运动的速度 v1 2 当 ab 边刚进入磁场区域 2 时 线框的加速度的大小与方向 3 线框从开始运动 到 ab 边刚要离开磁场区域 2 时的下落过程中产 生的热量 Q 12 如图所示 两根足够长的光滑金属导轨MN PQ间距为l 0 5m 其电阻不计 两导轨及 其构成的平面均与水平面成 30 角 完全相同的两金属棒ab cd分别垂直导轨放置 每棒 两端都与导轨始终有良好接触 已知两棒的质量均为 0 02kg 电阻均为R 0 1 整个装置 处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中 磁感应强度为B 0 2T 棒ab在平行于导轨向上的 力F作用下 沿导轨向上匀速运动 而棒cd恰好能保持静止 取g 10m s2 问 1 通过cd棒的电流I是多少 方向如何 3 棒cd每产生Q 0 1J 的热量 力F做的功W是多少 h1 h2 L d 图 12 17 黄平 电磁感应复习题 4 13 如图 17 所示 质量为M的导体棒ab 垂直放在相距为l的平行光滑金属轨道上 导轨 平面与水平面的夹角为 并处于磁感应强度大小为B 方向垂直与导轨平面向上的匀强磁 场中 左侧是水平放置 间距为d的平行金属板 R和Rx分别表示定值电阻和滑动变阻器的 阻值 不计其他电阻 1 调节Rx R 释放导体棒 当棒沿导轨匀速下滑时 求通过棒的电流I及棒的速率 v 2 改变Rx 待棒沿导轨再次匀速下滑后 将质量为m 带电量为 q的微粒水平射入金 属板间 若它能匀速通过 求此时的Rx 黄平 电磁感应复习题 5 答案答案 1 A 2 D 3 D 4 C 5 A 6 A 7 C 8 AD 9 解 1 使线圈匀速平动移出磁场时 bc边切割 磁感线而产生恒定感应电动势 E BLv 而v L t 2 分 外力对线圈做的功等于线圈中消耗的电能 即 J 4 分 01 0 422 1 Rt LB t R E W 2 线圈以 ad 边为轴匀速转出磁场时 线圈中产生的感应电动势和感应电流都是按正弦规 律变化的 感应电动势和感应电流的最大值为 4 分 t BSEm 2 外力对线圈做的功等于线圈中消耗的电能 即 J 4 分 012 0 82 422 2 2 Rt LB t R E W m 10 解 1 设线圈刚进入磁场时的速度为v0 则据机械能守恒定律可得 2 分 2 01 2 1 mvmgh 根据平衡条件可得 2 分 解得B 0 4T 1 分 R vdB mg 0 22 2 因为线圈的下边进入磁场后先做匀速运动 用时t0 0 05s 1 分 所以线圈做加速运动的时间t1 0 1s 2 分 mgttvLh55 1 2 1 2 1102 3 线圈的下边刚离开磁场的瞬间的速度V v0 gt1 11m s 2 分 线圈的加速度的大小 方向向上 3 分 2 22 1sm mR mgRvdB a 4 Q mgL 0 08J 3 分 11 1 由 mg BIl B2l2v1 R 得 v1 mgR B2l2 2 由 F 安 4B2l2v1 R 4mg 1 分 F 安 mg ma 则 a 3g 方向竖直向上 3 由 mg 4B2l2v2 R 得 v2 mgR 4B2l2 1 4v1 2mgl Q 12mv22 12mv12 得 Q 2mgl 15m3g2R2 32B4l4 黄平 电磁感应复习题 6 sin sin2 sin2sin sin 2 1 22 qM mBld R U U R R RR mg d U q IRUR BIlMg lB MgR v Bl Mg I BIlMgab R E IBlvE Iv x R Rx x Rx R x 解得 串联分压关系 由 带电微粒匀速运动 两端电压定值电阻 棒再次匀速下滑 对导体棒 感应电流感应电动势 通过棒的电流 设导体棒速率解 JWNFAI QW