电磁感应规律的综合应用课作业

1、直位置时,B点的线速度为v,那么这时AB两端的电压大小XXBavBavB.-6-2BavC. 丁D.Bav解析：摆到竖直位置时， AB切割磁感线的瞬时感应电动势E = B 2a=Bav.由闭第九章第3单元电磁感应规律的综合应用课时作业命题设计难度题号中等稍难目标单目标电磁感应中的力学咨询题64、5电磁感应中的电路咨询题1、3电磁感应中的能量咨询题2、7、8综合目标综合应用9、1011、12、单项选择题（此题共5小题，每题7分，共35分）1.如图1所示，竖直平面内有一金属环，半径为a,总电阻为R（指拉直时两端的电阻）,磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过环平面，在环的最高点A用钱链连接长度为2a、电

2、阻R为R的导体棒AB,AB由水平位置紧贴环面摆下，当摆到竖图6合电路欧姆定律,Uab=m，7=1Bav,应选A.RR433+4答案：A2.如图2所示，用粗细相同的铜丝做成边长分不为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，假设外力对环做的功分不为 Wa、Wb,那么Wa : Wb为X x XA. 1 ： 4B. 1 ： 2C. 1 ： 1D.不能确定解析：依照能量守恒可知，外力做的功等于产生的电能，而产生的电能又全部转化为Wa= Qa =(BLv)2 LRa vWb = Qb =(B 2Lv)2 2LRbv由电阻定律知 Rb=2

3、Ra,故Wa : Wb= 1 : 4.A项正确.答案：A3.如图3所示，两光滑平行金属导轨间距为L,直导线MN垂直跨在导轨上，且与导轨接触良好，整个装置处于垂直纸面向里的 匀强磁场中，磁感应强度为 B.电容器的电容为 C,除电阻R外, 导轨和导线的电阻均不计.现给导线MN 初速度，使导线 MN向右运动，当电路稳固后，MN以速度v向右做匀速运动，那么A.电容器两端的电压为零B.电阻两端的电压为 BLvC.电容器所带电荷量为 CBLvD.为保持MN匀速运动，需对其施加的拉力大小为B2L2vR焦耳热解析：当导线MN匀速向右运动时，导线MN产生的感应电动势恒定，稳固后，电容器既不充电也不放电，无电流产

4、生，故电阻两端无电压，电容器两极板间电压U=E=BLv,所带电荷量Q=CU=CBLv,故A、B错，C对；MN匀速运动时，因无电流而不受安培力，故拉力为零，D错.答案：C4.如图4所示，有一用铝板制成的U型框，将一质量为m的带电小球用绝缘细线悬挂在框中，使整体在匀强磁场中沿垂直于磁场方向向左以速度v匀速运动，悬挂拉力为Ft,那么()A.悬线竖直，Ft=mgB.悬线竖直，FT>mgC.悬线竖直，FT<mgD.无法确定Ft的大小和方向解析：设两板间的距离为L,由于向左运动的过程中竖直板切割磁感线，产生动生电动势，由右手定那么判定下板电势高于上板，动生电动势大小E=BLv,即带电小球一.E

5、BLv处于电势差为BLv的电场中，所受电场力F电=4£电=4=4-=qvB.设小球带正电，那么所受电场力方向向上.同时小球所受洛伦兹力F洛=4丫8,方向由左手定那么判定竖直向下，即F电=5洛，因此Ft=mg.同理分析可知当小球带负电时，Ft=mg.故不管小球带什么电，Ft=mg.选项A正确.答案：A5.（2018扬州模拟）如图5甲所示，光滑导轨水平放置在与水平方向夹角为60。的斜向下的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度B随时刻t的变化规律如图5乙所示（规定斜向下为正方向），导体棒ab垂直导轨放置，除电阻R的阻值外，其余电阻不计，导体棒ab在水平外力F作用下始终处于静止状态.规定a-b的

6、方向为电流的正方向，水平向右的方向为外力F的正方向，那么在0t1时刻内，图6中能正确反映流过导体棒ab的电流i和导体棒ab所受水平外力F随时刻t变化的图象是（）解析：由楞次定律可判定回路中的电流方向始终为bra,由法拉第电磁感应定律可判定回路中电流大小恒定，故A、B错；由F安=81可得F安随B的变化而变化,在0t0时刻内，F安方向向右，故外力F与F安等值反向，方向向左为负值；在t0ti时刻内，F安方向改变，故外力F方向也改变为正值，故C错误，D正确.答案：D、多项选择题（此题共4小题，每题7分，共28分.每题有多个选项符合题意，全部选对的得7分，选对但不全的得3分，错选或不答的得。分）6 .（

7、2018徐州模拟模拟）如图7所示，有两根和水平方向成a角的光滑平行的金属轨道，上端接有可变电阻R,下端足够长，空间有垂直于轨道平面的匀强磁场，磁感应弓11度为B.一根质量为m的金属杆从轨道上速度Vm,那么A.假如B增大,Vm将变大B.假如a变大,Vm将变大C.假如R变大,Vm将变大图7由静止滑下，通过足够长的时刻后，金属杆的速度会趋近于一个最大解析：以金属杆为研究对象，受力如下图.图S盯Ztr（LD.假如Vm将变大依照牛顿第二定律得2B2L2vmgsinaF安=ma,其中F安=r解得Vm=mg,结合此式分析即得B、C选项正确.答案：BC7 .如图8所示的电路中，两根光滑金属导轨平行放置在倾角为

8、斜面上，导轨下端接有电阻R,导轨电阻不计，斜面处在竖直向上的磁感应强度为B的匀强磁场中，电阻可略去不计的金属棒ab质量为m,受到沿斜面向上且与金属棒垂直的恒力F的作用，金属棒沿导轨匀速下滑，那么它在下滑h高度的过程中，以下讲法正确的选项是（）A.作用在金属棒上各力的合力做功为零8 .重力做功将机械能转化为电能C.重力与恒力F做功的代数和等于电阻R上产生的焦耳热D.金属棒克服安培力做功等于重力与恒力F做的总功与电阻R上产生的焦耳热之和解析：由于金属棒匀速下滑，故作用在棒上的各个力的合力做功为零，故A对；克服安培力做功将机械能转化为电能，故B错误；列出动能定理方程Wg-Wf-W安=0,变形可得Wg

9、Wf=W安,可知C正确，D错误.答案：AC8.如图9所示，光滑的''形金属导体框竖直放置，质量为mHL的金属棒MN与框架接触良好.磁感应强度分不为Bi、B2的有1界匀强磁场方向相反，但均垂直于框架平面，分不处在abcd和cdef区域.现从图示位置由静止开释金属棒MN,当金属棒进：*入磁场Bi区域后，恰好做匀速运动.以下讲法中正确的有（）：,A.假设B2=Bi,金属棒进入B2区域后将加速下滑139B.假设B2=Bi,金属棒进入B2区域后仍将保持匀速下滑C.假设B2<Bi,金属棒进入B2区域后可能先加速后匀速下滑D.假设B2>Bi,金属棒进入B2区域后可能先减速后匀速下

10、滑解析：假设B2=Bi,金属棒进入B2区域后，磁场反向，回路电流反向，由左手定2.2那么知：安培力并没有反向，大小也没有变，故金属棒进入B2区域后，mg-B-R-=0,仍将保持匀速下滑，B对；假设B2<Bi,金属棒进入B2区域后，安培力没有反向但大小变小，由F=BIL=8修1=且?知，mg唔v>0,金属棒进入B2RRR区域后可能先加速后匀速下滑，故C也对；同理，假设B2>Bi,金属棒进入B2区域LB2L2V-一、E皿,后mg<0,可能先减速后匀速下滑，故D也对.R答案：BCD9. （2018福建高考）如图10所示，固定放置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d,

11、其右端接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上的磁感应强度大小为B的匀强磁场中.一质量为m（质量分布平均）的导体杆ab垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为山当杆在水平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距离l时，速度恰好达到最大（运动过程中杆始终与导轨保持垂直）.设杆接入电路的电阻为r,导轨电阻不计，重力加速度大g.那么此过A.杆的速度最大值B.流过电阻R的电荷量为BdlR+ r(F mgR B2d,4 I ,AR的电何重为 q =R+ rB ASR+ rBdlR+ rB对；依照动能定理，恒力F、安培力、摩擦力做功的代数和等于杆动能的变化量，由于摩擦力

12、做负功，因此恒力F、安培力做功的代数和大于杆动能的变化量,C.恒力F做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量D.恒力F做的功与安培力做的功之和大于杆动能的变化量B2d2v解析：当杆的速度达到取大时，安培力F安=,杆受力平稳，故F科mgR+r（F科mg（R+r）F安=0,因此v=B2,A错；流过电阻C错，D对.答案：BD三、运算题（此题共3小题，共37分.解答时请写出必要的文字讲明、方程式和重要的演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值运算的题，答案中必须明确写出数值和单位）10. （11分）如图11甲所示，用粗细平均的导线制成的一只圆形金属圈，现被一根绝缘丝线悬挂在竖直平面内处于静止状态，

13、金属圈的质量为m,半径为r,导线的电阻率为p,截面积为S.金属圈的上半部分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随时刻t的变化满足B=kt（k为常量），如图11乙所示.金属圈下半部分在磁场外.假设丝线所能承担的最大拉力FTm=2mg,甲乙求：从t=0时刻起，通过多长时刻丝线会被拉断?解析：设金属圈受重力mg、拉力Ft和安培力F的作用处于静止状态，那么FT=mg+F,又F=2BIr,金属圈中的感应电流i=R,由法拉第电磁感应定律得2AAAB<E=成，7i=/I2,金属圈白电阻R=於,又B=kt,FTm=2mg2答案:2mgpk2Sr211. （12分）（2018皖南*II拟）

14、如图12所示，两平行长直金属导轨置于竖直平面内，间距为L,导轨上端有阻值为R的电阻，质量为m的导体棒垂直跨放在导轨上，并搁在支架上，导轨和导体棒电阻不计，接触良好，且无摩擦.在导轨平面内有一矩形区域的匀强磁场，方向垂直于纸面向里，磁感应强度为B.开始时导体棒静止，当磁场以速度v匀速向上运动时，导体棒也随之开始运动，并专门快达到恒定的速度，现在导体棒仍处在磁场区域内，试求：导体棒的恒定速度；（2）导体棒以恒定速度运动时，电路中消耗的电功率.解析：设棒速为v',有E=BL(vv')F安=BILBLEB2L2(vv，)棒受力平稳有：mg=F安联立得：v'=vmg2BL方向向上E2P=m一_22-联立得：p=m-R.BL小mgRm2g2R答案：（1）vmL）向上（2）m1L212.（14分）（2018临沂模拟）在拆装某种大型电磁设备的过程中，x 5 % k xX X 乂"x XX图13B,如图13所示.开始A,在时刻t内把线圈需将设备内部的处于强磁场中的线圈先闭合，然后再提升直至离开磁场，操作时通过手摇轮轴A和定滑轮O来提升线圈.假设该线圈可简化为水平长为L、上下宽度为d的矩形线圈，其匝数为n,总质量为M,总电阻为R.磁场的磁感应强度为时线圈的上边缘与有界磁场的上边缘平齐，假设转动手摇轮轴从图示位置匀