2022年Student版-Tutorstart高二法拉第电磁感应综合练习

1、学习必备欢迎下载高二法拉第电磁感应小练习1. 如图所示， 半径为 r 且水平放置的光滑绝缘的环形管道内，有一个电荷量为e， 质量为m的电子。此装置放在匀强磁场中，其磁感应强度随时间变化的关系为式b=b0+kt（k0）。根据麦克斯韦电磁场理论，均匀变化的磁场将产生稳定的电场，该感应电场对电子将有沿圆环切线方向的作用力，使其得到加速。设t=0 时刻电子的初速度大小为v0，方向顺时针，从此开始运动一周后的磁感应强度为b1，则此时电子的速度大小为amreb1bmkerv2202cmreb0dmkerv22022. 如图甲所示， 一个电阻为r，面积为 s的矩形导线框abcd，水平旋转在匀强磁场中，磁场的

2、磁感应强度为b，方向与ad边垂直并与线框平面成45角，o 、o 分别是ab和cd边的中点。现将线框右半边o bc o 绕o o 逆时针 90到图乙所示位置。在这一过程中，导线中通过的电荷量是a22bsr b2bsrcbsr d 0 4.（2004 上海）水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置，问距为l，一端通过导线与阻值为 r的电阻连接；导轨上放一质量为m 的金属杆（见右上图） ，金属杆与导轨的电阻忽略不计； 均匀磁场竖直向下。用与导轨平行的恒定拉力f作用在金属杆上，杆最终将做匀速运动。当改变拉力的大小时，相对应的匀速运动速度v 也会变化， v与 f的关系如右下图。 （取重力加速度g=10m

3、/s2）v0精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页，共 4 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页，共 4 页 - - - - - - - - -学习必备欢迎下载（1）金属杆在匀速运动之前做什么运动？（2）若 m=0.5kg，l=0.5m， r=0.5；磁感应强度b 为多大？（3）由 v f 图线的截距可求得什么物理量？其值为多少？5.如图所示，两根相距为l 的足够长的平行金属导轨，位于水平的xy 平面内，一端接有阻值为 r 的电阻。在0

4、 x的一侧存在沿竖直方向的均匀磁场，磁感应强度b 随 x 的增大而增大， b=kx，式中的k是一常量。一金属杆与金属导轨垂直，可在导轨上滑动。当t=0 时金属杆位于 x=0处，速度为0v，方向沿 x 轴的正方向。在运动过程中，有一大小可调节的外力f作用于金属杆以保持金属杆的加速度恒定，大小为a，方向沿 x 轴正方向。除电阻r 以外其余电阻都可以忽略不计。求：（1）当金属杆的速度大小为v时，回路中的感应电动势有多大？（2）若金属杆的质量为m，施加于金属杆上的外力与时间的关系如何？6.如图所示， abcd 为质量 m=2kg 的导轨， 放在光滑绝缘的水平面上，另有一根质量m=0.6kg的金属棒pq

5、平行 bc 放在水平导轨上，pq 棒左边靠着绝缘固定的竖直立柱e、f，导轨处于匀强磁场中，磁场以oo为界，左侧的磁场方向竖直向上，右侧的磁场方向水平向右，磁感应强度均为b=0.8t.导轨的 bc 段长ml5.0，其电阻4. 0r，金属棒的电阻r=0.2，其余电阻均可不计， 金属棒与导轨间的动摩擦因数.2.0若在导轨上作用一个方向向左、大小为 f=2n的水平拉力，设导轨足够长，g取 10m/s2，试求：（1）导轨运动的最大加速度；x 0 b o y r 精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页，共 4 页 - - - - - - - -

6、-精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页，共 4 页 - - - - - - - - -学习必备欢迎下载（2）流过导轨的最大电流；（3）拉力 f的最大功率 . 7.相距为 l 的足够长光滑平行金属导轨水平放置，处于磁感应强度为b，方向竖直向上的匀强磁场中。导轨一端连接一阻值为r 的电阻，导轨本身的电阻不计，一质量为m，电阻为 r的金属棒ab 横跨在导轨上，如图所示。现对金属棒施一恒力f，使其从静止开始运动。求：（1）运动中金属棒的最大加速度和最大速度分别为多大？（2）计算下列两个状态下电阻r上消耗电功率的大小：金属棒的加速度为最大加速

7、度的一半时；金属棒的速度为最大速度的四分之一时。8.一个“ii”形导轨 ponq，其质量为 m=2.0kg，放在光滑绝缘的水平面上，处于匀强磁场中，另有一根质量为m=0.60kg 的金属棒 cd跨放在导轨上，cd与导轨的动摩擦因数是0.20，cd棒与 on 边平行，左边靠着光滑的固定立柱a、b 匀强磁场以ab 为界，左侧的磁场方向竖直向上（图中表示为垂直于纸面向外）， 右侧磁场方向水平向右，磁感应强度的大小都是0.80t，如图所示。已知导轨on 段长为 0.50m，电阻是 0.40，金属棒 cd的电阻是0.2，其余电阻不计。导轨在水平拉力作用下由静止开始以0.2m/s2的加速度做匀加速直线运动

8、，一直到cd中的电流达到4a 时，导轨改做匀速直线运动。设导轨足够长，取g=10m/s2。求：（1）导轨运动起来后，c、d 两点哪点电势较高？（2）导轨做匀速运动时，水平拉力f 的大小是多少？（3）导轨做匀加速运动的过程中，水平拉力f的最小值是多少？（4）cd上消耗的电功率为p=0.8w 时，水平拉力f做功的功率是多大？r b f b a d f b e b a c b o o f f b c a b d p q o n 精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 3 页，共 4 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d

9、f - - - - - - - - - - - - - - 第 3 页，共 4 页 - - - - - - - - -学习必备欢迎下载9.如图，在水平面上有两条平行导电导轨mn、pq，导轨间距离为l，匀强磁场垂直于导轨所在的平面（纸面）向里，磁感应强度的大小为b，两根金属杆1、2 摆在导轨上，与导轨垂直，它们的质量和电阻分别为12mm、和 r1、r2，两杆与导轨接触良好，与导轨间的动摩擦因数为，已知：杆 1 被外力拖动，以恒定的速度0v沿导轨运动；达到稳定状态时，杆2也以恒定速度沿导轨运动，导轨的电阻可忽略，求此时杆2 克服摩擦力做功的功率。10. 如图 13 所示， 一半径为r的圆形导线框内有一匀强磁场，磁场方向垂直于导线框所在平面， 导线框的左端通过导线接一对水平放置的平行金属板，两板间的距离为d，板长为l，t=0 时，磁场的磁感应强度b从b0开始均匀增大，同时，在板2 的左端且非常靠近板 2 的位置有一质量为m、带电量为 -q的液滴以初速度v0水平向右射入两板间，该液滴可视为质点。要使该液滴能从两板间射出，磁感应强度随时间的变化率k应满足什么条件？要使该液滴能从两板间右端的中点射出，磁感应强度b与时间t应满足什么关系？m2 1 nvb d 1