电磁感应单元练习题-计算题题专练

1、广州市越秀外国语学校高三物理备课组高三物理复习资料电磁感应计算题专练班级 学号 姓名21在如图甲所示的电路中，螺线管匝数n = 1500匝，横截面积S = 20cm。螺线管导线电阻r = 1.0，R1 = 4.0，R2 = 5.0，C=30F。在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按如图乙所示的规律变化。求：（1）求螺线管中产生的感应电动势；（2）闭合S，电路中的电流稳定后，求电阻R1的电功率；（3）S断开后，求流经R2的电量。22面积S = 0.2m、n = 100匝的圆形线圈，处在如图所示的磁场内，磁感应强度随时间t变化的规律是B = 0.02t，R = 3，C = 30F，线圈电阻

2、r = 1，求：（1）通过R的电流大小和方向（2）电容器的电荷量。3如图所示，在光滑绝缘的水平面上有一个用一根均匀导体围成的正方形线框abcd，其边长为L，总电阻为R，放在磁感应强度为B方向竖直向下的匀强磁场的左边，图中虚线MN为磁场的左边界。线框在大小为F的恒力作用下向右运动，其中ab边保持与MN平行。当线框以速度v0进入磁场区域时，它恰好做匀速运动。在线框进入磁场的过程中，（1）线框的ab边产生的感应电动势的大小为E 为多少？（2）求线框a、b两点的电势差。（3）求线框中产生的焦耳热。高三物理复习资料-电磁感应计算题专练 第1页 （共7页）广州市越秀外国语学校高三物理备课组4如图所示，两根

3、足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置R的电阻。一根质量为m 的均直金属斜面上，两导轨间距为L0M、P两点间接有阻值为R的电阻。一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下。导轨和金属杆的电阻可忽略。让ab杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦。（1）由b向a方向看到的装置如图9-14所示，请在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图；（2）在加速下滑过程中，当ab杆的速度大小为v时，求此时ab杆中的电流及其加速的大小；（3）求在下滑过程中，ab杆可以达到的速度最大值。5如图所示，在方向竖直向

4、上的磁感应强度为B的匀强磁场中，有两条足够长的平行金属导轨，其电阻不计，间距为L，导轨平面与磁场方向垂直。ab、cd为两根垂直导轨放置的、电阻都为R、质量都为m的金属棒。棒cd用能承受最大拉力为T0的水平细线拉住，棒cd与导轨间的最大静摩擦力为f 。棒ab与导轨间的摩擦不计，在水平拉力F的作用下以加速度a由静止开始向右做匀加速直线运动，求：（1）线断以前水平拉力F随时间t的变化规律；（2）经多长时间细线将被拉断。高三物理复习资料-电磁感应计算题专练 第2页 （共7页） db广州市越秀外国语学校高三物理备课组6光滑平行金属导轨水平面内固定，导轨间距L=0.5m，导轨右端接有电阻RL=4小灯泡，导

5、轨电阻不计。如图甲，在导轨的MNQP矩形区域内有竖直向上的磁场，MN、PQ间距d=3m，此区域磁感应强度B随时间t变化规律如图乙所示，垂直导轨跨接一金属杆，其电阻r=1,在t=0时刻，用水平恒力F拉金属杆，使其由静止开始自GH位往右运动，在金属杆由GH位到PQ位运动过程中，小灯发光始终没变化，求：（1）小灯泡发光电功率；（2）水平恒力F大小；（3）金属杆质量m.7正方形金属线框abcd，每边长l=0.1m，总质量m=0.1kg，回路总电阻R 0.02，用细线吊住，线的另一端跨过两个定滑轮，挂着一个质量为M=0.14kg的砝码。线框上方为一磁感应强度B=0.5T的匀强磁场区，如图，线框abcd在

6、砝码M的牵引下做加速运动，当线框上边ab进入磁场2后立即做匀速运动。接着线框全部进入磁场后又做加速运动（g=10m/s）。问：（1）线框匀速上升的速度多大？此时磁场对线框的作用力多大？（2）线框匀速上升过程中，重物M做功多少？其中有多少转变为电能？8如图，光滑平行的水平金属导轨MN、PQ相距l，在M点和P点间接一个阻值为R的电阻，在两导轨间OO1O1O矩形区域内有垂直导轨平面竖直向下、宽为d的匀强磁场，磁感强度为B。一质量为m，电阻为r的导体棒ab，垂直搁在导轨上，与磁场左边界相距d0。现用一大小为F、水平向右的恒力拉ab棒，使它由静止开始运动，棒ab在离开磁场前已经做匀速直线运动（棒ab与导

7、轨始终保持良好的接触，导轨电阻不计）。求：（1）棒ab在离开磁场右边界时的速度；（2）棒ab通过磁场区的过程中整个回路所消耗的电能；（3）试分析讨论ab棒在磁场中可能的运动情况。高三物理复习资料-电磁感应计算题专练 第3页 （共7页）广州市越秀外国语学校高三物理备课组9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，v17、水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放

8、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/s）（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vF图线的截距可求得什么物理量？其值为多少？10如图所示，足够长的光滑平行金属导轨cd和ef，水平放置且相距L，在其左端各固定一个半径为r的四分之三金属光滑圆环，两圆环面平行且竖直。在水

9、平导轨和圆环上各有一根与导轨垂直的金属杆，两金属杆与水平导轨、金属圆环形成闭合回路，两金属杆质量均为m，电阻均为R，其余电阻不计。整个装置放在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中。当用水平向右的恒力F=3 mg拉细杆a，达到匀速运动时，杆b恰好静止在圆环上某处，试求：（1）杆a做匀速运动时，回路中的感应电流；（2）杆a做匀速运动时的速度；（3）杆b静止的位置距圆环最低点的高度。高三物理复习资料-电磁感应计算题专练 第4页 （共7页） 2广州市越秀外国语学校高三物理备课组1解：(1)根据法拉第电磁感应定律E=nt=nSBt求出 E = 1.2V （2）根据全电路欧姆定律 I=ER1+R2

10、+r=0.12A根据 P=I2R1求出 P = 5.76×10-2W（3）S断开后，流经R2的电量即为S闭合时C板上所带的电量Q电容器两端的电压 U = IR20.6V流经R2的电量 Q = CU = 1.8×10-5C2解：(1)由楞次定律知，变大，线圈的感应电流方向为逆时针，所以通过R的电流方向为ba， (2)由E=nt=nSBt=1000.20.02V=0.4V，I=ER+r=0.43+1A=0.1A，UC=UR=IR=0.13V=0.3Q=CU=3010-6V，-6C0.3C=910C3解析：（1）E = BLv0（2）a、b两点的电势差相当于电源的外电压Uab=E

11、-Irab=BLv0-BLv0RR4=34BLv0（3）解法一：由于线圈在恒力F作用下匀速进入磁场区，恒力F所做的功等于线圈中产生的焦耳热，所以线圈中产生的热量为Q = W = FL解法二：线圈进入磁场区域时产生的感应电动势为E = BLv0电路中的总电功率为P=Lv0E2R线圈中产生的热量Q=Pt=P联解可得：Q=BLv0R234(1)如图9-13重力mg，竖直下支撑力N，垂直斜面向上 安培力F，沿斜面向上(2)当ab杆速度为v时，感应电动势E=BLv，此时电路中电流I=ER=BLvRab杆受到安培力F=BIL=BLvR22图9-13高三物理复习资料-电磁感应计算题专练 第5页 （共7页）广

12、州市越秀外国语学校高三物理备课组根据牛顿运动定律，有ma=mg-F=mgsin-22BLvR22a=gain-BLvmR22当a=0时，即gain=BLvmR时 ，杆达到最大速度vm m=mgRsinBL225（1）在时刻t，棒的速度 va t棒中感应电动势为 EB L vB L a t棒中的感应电流为 IBLat2R由牛顿第二定律 FBILma 得 F=B2L2a2Rt+ma（2）细线拉断时满足BIL=f +T 02BL2a2Rt=f+T0t=2R(f+T0)B2L2a6解析：（1）E=（L·d）B/t=0.5×3×2/4=0.75VI=E/(R+r)=0.75

13、/5=0.15A P=I2·Rl=0.152×4=0.09w(2)由题分析知：杆在匀强磁场中匀速运动，插入磁场区域之前匀加速运动F=F安=ILB=0.15×0.5×2=0.15N (3)E=I(R+r)=0.15×5=0.75V E=BLVV=0.75/(2×0.5)=0.75m/sF=ma V=at m=F/a=0.15/(0.75/4)=0.8kg8解（1）ab棒离开磁场右边界前做匀速运动，速度为vm，则有： E=Blvm I=ER+r对ab棒 FBIl0 解得 v)m=F(R+rB2l2（2）由能量守恒可得：F(d120+d)=W电+2mvm高三物理复习资料-电磁感应计算题专练 第6页 （共7页）（4分）（4分）3分）（4分）（广州市越秀外国语学校高三物理备课组解得： W电=F(d0+d)-mF(R+r)2Bl4422 （3）设棒刚进入磁场时速度为v由： Fd0可得：v=12mv2 棒在进入磁场前做匀加速直线运动，在磁场中运动可分三种情况讨论：=F(R+r)Bl22（或F=2d0Bl442m(R+r)），则棒做匀速直线运动；<F(R+r)