2018年高考物理第二轮复习第19讲电磁感应中的电容课后练习6

1、第19讲电磁感应中的电容题一：电阻R、电容C与一线圈连成闭合电路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N极朝下，如图所示。现使磁铁开始自由下落， 在N极接近线圈上端的过程中， 流过R的电流方向和电 容器极板的带电情况是（）A.从a到b,上极板带正电 B.从a到b,下极板带正电 C.从b到a,上极板带正电 D.从b到a,下极板带正电题二：如图甲所示，等离子气流由左边连续以V0射入R和P2两板间的匀强磁场中，ab直导线与R、P2连接，线圈A与直导线cd连接。线圈 的正方向规定为向左。则下列说法正确的是（图甲图乙题三：如图所示，水平面内有两根足够长的平行导轨Li、L2 ,其间距d =0.5m ,导轨左A内有

2、随图乙所示的变化磁场，且磁场 ）A. 01 s内ab、cd导线互相排斥B. 12 s内ab、cd导线互相排斥C. 23 s内ab、cd导线互相排斥D. 34 s内ab、cd导线互相排斥 端接有电容C =2 000式的电容器。质量 m = 20g的导体棒可在导轨上无摩擦滑动，导体棒和导轨的电阻不计。 整个空间存在着垂直导轨所在平面的匀强磁场，磁感应强度B = 2 T。现用一沿导轨方向向右的恒力F =0.22 N作用于导体棒，使导体棒从静止开始运动，经过段时间t,速度达到v=5m/s ,则（）匚厂X F x x 1 C U -AA.此时电容器两端电压为 10 VB.此时电容器所带电荷量为 1 10

3、“ C2C.导体棒做匀加速运动，且加速度为20 m/sD.时间 t =0.4s题四：如图所示，在空间存在着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为 区一水平放置的长度 为L的金属杆ab与圆弧形金属导轨 P、Q紧密接触，P、Q之间接有电容为 C的电容器。若 ab杆绕a点以角速度 3沿逆时针方向匀速转动，则下列说法正确的是（）A.电容器与a相连的极板带正电B.电容器与b相连的极板带正电2C.电容器的带电荷量是D.电容器的带电荷量是题五：在磁感应强度为CB . L22CB L22L的金属杆aQ已B的匀强磁场中，有一与磁场方向垂直、长度为L知ab=bc=cO=W，a、C与磁场中以O为圆心的同心圆（都为部分圆弧

4、）金属轨道始终 3接触良好。一电容为C的电容器接在轨道上， 如图所示，当金属杆在与磁场垂直的平面内以O为轴，以角速度 3顺时针匀速转动时（）A U ac = 2u boB, U ac - 2U abC.电容器带电荷量Q = 4 BL2，C9D.若在eO间连接一个电压表，则电压表示数为零X XX Xxx x x x 公r>/x Xx A1乂7 乂 X Xx x x x x题六：如图甲所示，在竖直向下的磁感应强度为 B的匀强磁场中，两根足够长的平行光滑金 属轨道MN PQ固定在水平面内，相距为 L。一质量为 m的导体棒ab垂直于MN PQ放在轨 道上，与轨道接触良好。 轨道和导体棒的电阻均不

5、计。若轨道左端接一电容器，电容器的电 容为C,导体棒在水平拉力的作用下从静止开始向右运动。电容器两极板电势差随时间变化 的图象如图乙所示，已知 ti时刻电容器两极板间的电势差为 U。求导体棒运动过程中受到 的水平拉力大小。屈X乂;乂X，XX，川XXMX箕算KMDXXXXXXXXXXXXXXXIQP XXX X x x甲题七：图中Mh#n PQ为竖直方向的两平行足够长的光滑金属导轨，间距为L,电阻不计。导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，两端分别接阻值为2R的电阻R和电容为C的电容器。质量为 m、电阻为R的金属杆ab始终垂直于导轨，并与其保持良好接触。杆ab由静止开始下滑，在下滑过程中最

6、大的速度为 v,整个电路消耗的最大电功率为P,则（）A.电容器右极板带正电B.电容器的最大带电量为CBLvC.卞f ab的最大速度v等于 mg,一一、， PD.卞f ab所受安培力的最大功率为 -3题八：如图所示，水平固定的平行金属导轨 (电阻不计)，间距为l ,置于磁感应强度为 B、 方向垂直导轨所在平面的匀强磁场中，导轨左侧接有一阻值为R的电阻和电容为 C的电容器。一根与导轨接触良好的金属导体棒垂直导轨放置，导体棒的质量为m,阻值为r。导体棒在平行于轨道平面且与导体棒垂直的恒力F的作用下由静止开始向右运动。(1)若开关S与电阻相连接，当位移为 x时，导体棒的速度为 v,求此过程中电阻 R上

7、产 生的热量以及F作用的时间。(2)若开关S与电容器相连接，求经过时间 t导体棒上产生的热量。(电容器未被击穿)题九：如图所示，两条平行导轨所在平面与水平面的夹角为。，间距为L,导轨上端接有一平行板电容器，电容为 Co导轨处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B,方向垂直于导轨平面。在导轨上放置一质量为 m的金属棒，棒可沿导轨下滑，且在下滑过程中保持与导轨垂直 并良好接触。已知金属棒与导轨之间的动摩擦因数为科，重力加速度大小为 go忽略所有电阻，让金属棒从导轨上端由静止开始下滑，求：(1)电容器极板上积累的电荷量与金属棒速度大小的关系；(2)金属棒的速度大小随时间变化的关系。题十：如图所示，一无限长

8、的光滑金属平行导轨置于匀强磁场B中，磁场方向垂直导轨平面，导轨平面竖直且与地面绝缘，导轨上M N间接一电阻 R P、Q端接一对沿水平方向的平行金属板，导体棒 ab置于导轨上，其电阻为 3R,导轨电阻不方t,棒长为 L,平行金属板间距 为do今导体棒通过定滑轮在一物块拉动下开始运动，稳定后棒的速度为v,不计一切摩擦阻力。此时有一带电量为 q的液滴恰能在两板间做半径为r的匀速圆周运动，且速率也为vo重力加速度取go求：(1)棒向右运动的速度大小；(2)物块的质量mP M a电磁感应中的电容 题一: D详解：当磁铁N极向下运动时，向下穿过线圈的磁通量增大，由楞次定律可得，感应磁场方向与原来磁场方向相

9、反， 再由安培定则可得感应电流方向沿线圈盘旋而下，由于线圈相当于电源，线圈下端相当于电源正极，则流过 R的电流方向是从b到a,电容器下极板带正电， 故D正确。题二：CD详解：由题图甲左侧电路可以判断ab中电流方向为由a到b,由题图甲右侧电路及题图乙可以判断，02 s内cd中电流方向为由c到d,跟ab中的电流同向，因此ab、cd相互吸引， 选项A、B错误；24 s内cd中电流方向为由d到c,与ab中电流方向相反，因此 ab、cd 相互排斥，选项 C D正确。题三：B 详解：当棒运动速度达到 v =5 m/s时，产生的感应电动势 E = Bdv = 5 V ,此时电容器两 端电压等于电动势 E,即

10、U = E = 5V ,选项A错误。电容器的带电荷量Q =CU =2000m10“m5c=1W0'C,选项 B 正确。由牛顿第二定律有 F _ Bid = ma ,F2m CB2dLqlv又i=5 %=皿, AU=BdAv,”石，联立解得a =因此导体棒做匀加速运动，加速度题四：ADa=10m/s2,时间 t=v=0.5s,选项 G D错误。a12详解：若ab杆绕a点以角速度 沿逆时针万向匀速转动，广生的感应电动势为 E=BL8,2Q口- - CBL2 - -一，一由C =一,解得电容器的带电荷量是 Q =,选项C错误，选项D正确；根据右手定U2则可判断出感应电动势的方向由b指向a,电

11、容器与a相连的极板带正电，选项 A正确，选项B错误。题五：AC详解：金属杆转动切割磁感线产生的感应电动势大小为E = - BL20 ,21 2L 222UbO =B(2L)，=2 BL欠，2391 21L 24 2U的=，BL20 -B(-)2© = - BL2© , ac 2239Uac：UbO =2:1 ,故 A正确。Uab =； BL2与一白父弓L)2223电容器带电荷量为 Q=CU群ac52- - - BL1842 -=BL，C , 9，Uac ：Uab =8:5,故 B错误。故C正确。UeO =Uco =0,故 D错误。题六:BLCU1 mU1t1BLt1详解：感

12、应电动势与电容器两极板间的电势差相等，即BLv =U。由电容器的U-1图可知U =U1t,导体棒的速度随时间变化的关系为t1v= jBLt1可知导体棒做匀加速直线运动，其加速度CU CU1tiO由牛顿第二定律得U1 Q ,a =，又 C = , IBLt1UBLCU1=F安 +ma =t mU1 -1t1BLt1题七：AC详解：根据右手定则，感应电动势的方向为度达到最大时，感应电动势最大，为 Ema-b,故右板带正电荷，A正确；当金属杆的速=BLv ,路端电压的最大值为2R Em =-Em ,故电容器的最大带电量为 Q =CU = 2cBiv ,故b错误；金属2R R 33杆速度最大时，重力与

13、安培力平衡，克服安培力所做的功的功率等于整个电路消耗的功率,P 所以有P =Fv =mgv,解得最大速度v =，故c正确，D错误。 mg题八:(1)(Fx -mv2),2mv十F2.2B l xF(R r)(CBlF2 2)2rtm CB l详解:(1)根据功能关系有 Fx二mv2 +Q ,所以电阻2R上产生的热量c RQ =(Fx -mv2),2在F作用过程中根据牛顿第二定律有F -BIl =ma,对于极短时间内有 F -B-ql m, :t.:tBl x在纯电阻电路中 Aq = I At =B,R r R r2.2mv B l x联立解得t =十。F F(R r)(2)在F作用过程中根据牛

14、顿第二定律有F -BIl =ma,由1:部二号詈=的屋可得入cb212解得导体棒的加速度为即导体棒做匀加速运动,一 Fa _2 2，m CB2l2电路中有恒定的充电电流所以，导体棒上产生的热量为 Q =( CB：。m CB2l2)2rt 0题九：(1) Q =CBLv (2) v =m(sin【-1' cosr)mB2L2Cgt详解：(1)设金属棒下滑的速度大小为 v,则产生的感应电动势为 E = BLv , 平行板电容器两极板之间的电势差为U = E ,设此时电容器极板上积累的电荷量为Q则有C解得 Q =CBLv。t,通过金属棒的电流为i。金属棒受到的(2)设金属棒的速度大小为 v时，经历的时间为 安培力方向沿导轨向上，大小为展=BLi。设在t|_ t +At时间内流经金属棒的电荷量为AQ,则有i =竺，.寸Q也是平行板电容器两极板在 t t十At时间内增加的电荷量，则 AQ = CBLZW。根据加速度的定义有 a =丝，金属棒受到的滑动摩擦力方向沿导轨向上，大小为f = RN ,：t式中，N是金属棒对导轨的正压力的大小，有 N =mgcos6,金属棒在时刻t的加速度方向沿斜面向下，设其大小为a,根据牛顿第二定律有mg sin 8 F安一 f = ma ,联立各式解得 a =m(sin 二-cos