44法拉第电磁感应定律同步练习12

1、.一铜制圆环用）第四章：电磁感应4.4法拉第电磁感应定律同步练习121. 如图所示，磁场垂直于纸面，磁感应强度在竖直方向均匀分布，水平方向非均匀分布丝线悬挂于。点，将圆环拉至位置a后无初速释放，在圆环从a摆向b的过程中（A. 感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针B. 感应电流方向一直是逆时针C. 安培力方向始终与速度方向相反D. 安培力方向始终沿水平方向答案：AD4a角，已知sina=-,回路面积为5解析：圆环从位置a运动到磁场分界线前，磁通量向里增大，感应电流为逆时针；跨越分界线过程中,磁通量由向里最大变为向外最大，感应电流为顺时针；再摆到b的过程中，磁通量向外减小，感应电流为逆时针，所以选

2、A;由于圆环所在处的磁场，上下对称，所受安培力竖直方向平衡，因此总的安培力沿水平方向，故D正确.如图所示，矩形线框abcd放置在水平面内，磁场方向与水平方向成()()()B.4BS53D-BS4S,磁感应强度为B,则通过线框的磁通量为A. BS3C-BS5答案：B解析：在磁通量®=BS公式中，B与S必须垂直，若B与S不垂直，则S要转化为垂直于B的有效面积，也可以将B转化为垂直于S的垂直分量，故必=BSsina=?BS.3. 如图所示，固定的水平长直导线中通有电流行.线框由静止释放，在下落过程中（）I,矩形线框与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平A. 穿过线框的磁通量保持不变B. 线

3、框中感应电流方向保持不变C. 线框所受安培力的合力为零D. 线框的机械能不断增大答案：B解析：线框下落过程中，穿过线框的磁通量减小，选项A错误；由楞次定律可判断出感应电流方向一直沿顺时针方向，选项B正确；线框受到的安培力的合力竖直向上，但小于重力，则合力不为零，选项C错误；在下落过程中，安培力对线框做负功，则其机械能减小，选项D错误.如图（a）,线圈ab、cd绕在同一软铁芯上.在ab线圈中通以变化的电流，用示波器测得线圈cd间电压如图（b）所示，已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比，则下列描述线圈ab中电流随时间变化关系的图中，可能正确的是（）答案：C解析：根据题图（b）可知：cd两端在0

4、0.5s产生恒定的电压，根据法拉第电磁感应定律，穿过线圈的磁通量均匀变化，即号恒定不变，故选项C正确，A、B、D错误.如图所示，水平面内两光滑的平行金属导轨，左端与电阻R相连接，匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在的空间内，质量一定的金属棒垂直于导轨并与导轨接触良好.今对金属棒施加一个水平向右的外力F,使金属棒从a位置开始向右做初速度为零的匀加速运动，依次通过位置b和c.若导轨与金属棒的电阻不计，ab与bc的距离相等，关于金属棒在运动过程中的有关说法正确的是A. 金属棒通过b、c两位置时，电阻R的电功率之比为1：2B. 金属棒通过b、c两位置时，外力F的大小之比为1：也C. 从a到b和从b到c的两

5、个过程中，电阻R上产生的热量之比为1：1D. 从a到b和从b到c的两个过程中，通过金属棒横截面的电荷量之比为1：1答案：AD解析：由题意知vc=>/2vb,所以Ec=J2Eb,Ic=V2lb，电阻R消耗的功率P=I2R,所以APcIc2正确；所需的外力F=旦*+ma,而金属棒所受的安培力争=迎=-1，因加速度未知，B错误；金属棒从RFcVc2a到b和从b到c的两个过程中外力做功Wi<W2，由动能定理可知动能的增加量Eki=AEk2,由能量守恒定律可知Qi<Q2,C错误；E=芳，I=R,q=It,所以q=，因金属棒从a到b和从b到c的两个过程中，磁通量的改变量相同，则通过金属棒

6、横截面的电荷量之比为1：1,D正确.另：C选项暂时没求出来4. 一航天飞机下有一细金属杆，杆指向地心.若仅考虑地磁场的影响，则当航天飞机位于赤道上空（）A. 由东向西水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由上向下B. 由西向东水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由上向下C. 沿经过地磁极的那条经线由南向北水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由下向上沿经过地磁极的那条经线由北向南水平飞行时，金属杆中一定没有感应电动势答案：AD解析：如图，设观察方向为面向北方，左西右东，则地磁场方向平行赤道表面向北，若飞机由东向西飞行时，由右手定则可判断出电动势方向为由上向下，若飞机由西向东飞行时，由右

7、手定则可判断出电动势方向为由下向上，A对，B错；沿着经过地磁极的那条经线运动时，速度方向平行于磁场，金属杆中一定没有感应电动势，C错，D对.如图所示，在竖直方向的磁感应强度为B的匀强磁场中，金属框架ABCD固定在水平面内，AB与CD平行且足够长，BC与CD夹角0（9<90°），光滑导体棒EF（垂直于CD）在外力作用下以垂直于自身的速度v向右匀速运动，框架中的BC部分与导体棒单位长度的电阻均为R,AB与CD的电阻不计，导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触，经过C点瞬间作为计时起点，下列关于电路中电流大小I与时间t、消耗的电功率P与导体棒水平移动的距离x变化规律的图象中正确的是

8、（）答案：AD解析：本题考查电磁感应的相关规律：电路的分析、电动势大小的计算、方向的判断以及安培力的方向大小及能量的转化情况.导体棒在BC导轨间运动时E=Bvttan0v=Bv2ttan。，回路中电阻R总=vttan0蚌（vt/cos（）R回路中电流I=、B面?-是定值R总1+sin0R导体棒在AB、导体棒在AB、CD平行导轨间运动时E'=BLvR'=LR+尢R,I'=导,=一是定值，A对，B错.导体棒未离开BC时电路中消耗的电功率sin。'R1+sin0RP=I2R总=I2（tan0+士）Rx,P与x成正比关系.cos导体棒在AB、CD平行导轨间运动时，消耗电

9、功率P'=I2R总，I一定，R总一定，P是定值，C错，D对，选A、D.5. 如图所示，两根平行光滑导轨竖直放置，相距L=0.1m,处于垂直轨道平面的匀强磁场中，磁感应强度B=10T,质量m=0.1kg,电阻为R=2Q的金属杆ab接在两导轨间，在开关S断开时让ab自由下落，ab下落过程中，始终保持与导轨垂直并与之接触良好，设导轨足够长且电阻不计，取g=10m/s2,当下落h=0.8m时，开关S闭合.若从开关S闭合时开始计时，贝Uab下滑的速度v随时间t变化的图象是图中的解析：开关S闭合时，金属杆的速度v=2gh=4m/s.感应电动势E=BLv，感应电流I=E/R,安培力F=BLI，联立解

10、出F=2N.因为F>mg=1N,及ab杆做减速直线运动，速度减小，安培力也减小，加速度越来越小，最后加速度减为零时做匀速运动，故D正确.答案：D如图所示，竖直平行金属导轨M、N,上端接有电阻R,金属杆ab质量为m,跨在平行导轨上，垂直导轨平面的水平匀强磁场为B,不计ab及导轨的电阻，不计摩擦，且ab与导轨接触良好，若ab杆在竖直向上的外力F作用下匀速上升，贝U以下说法正确的是（）A. 拉力F所做的功等于电阻R上产生的热B. 拉力F与重力做功的代数和等于电阻R上产生的热C. 拉力F所做的功等于电阻R上产生的热及杆ab势能的增加量之和D. 杆ab克服安培力做的功等于电阻R上产生的热答案：BC

11、D解析：由能量守恒得拉力F所做的功将转化成电阻R上产生的热和导体棒增加的重力势能，故选项A错误，选项C正确；由动能定理可得拉力F与重力做功的代数和等于克服安培力所做的功，等于电阻R上产生的热，选项B、D正确.矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度B随时间变化的规律如图甲所示.若规定顺时针方向为感应电流i的正方向，下列各图（图乙）中正确的是（）甲答案：D解析：本题利用楞次定律可判断感应电流的方向.01s内B垂直纸面向里均匀增大，则由楞次定律判断出感应电流的磁场方向向夕卜，根据安培定则知感应电流的方向为逆时针，即电流的方向为负

12、，排除A、C选项；23s内，B垂直纸面向外均匀增大，同理可得线圈中产生的感应电流方向为顺时针方向，排除B选项，D正确.如图所示，由7根长度都是L的金属杆连接成的一个日”字形的矩形金属框abcdef,放在纸面所在面向里，金属杆af、be、cd的电阻都为把金属框从磁场的左边界水平向右拉，从面向里，金属杆af、be、cd的电阻都为把金属框从磁场的左边界水平向右拉，从面向里，金属杆af、be、cd的电阻都为把金属框从磁场的左边界水平向右拉，从的平面内.有一个宽度也为L的匀强磁场，磁场边界跟cd杆平行，磁感应强度的大小是B,方向垂直于纸r,其他各杆的电阻不计，各杆端点间接触良好.现以速度v匀速地cd杆刚

13、进入磁场瞬间开始计时，求：(1)cd杆在磁场中运动的过程中，通过XMX葛用赋乂:XMXX：XXXJi：XMXX；af杆的电流；(2)从开始计时到金属框全部通过磁场的过程中，金属框中电流所产生的总热量半啡3lI在日”字形矩形金属框穿过磁场的过程中，cd、be和af依次切割磁感线作为电源对其他两段导af杆中的电流和产生的电热Q可用欧姆定律和电热公式求解.cd杆作为电源，产生的电动势为E=BLvE2BLvr3r2+rQ.答案:解析：体供电，(1)cd杆在磁场中运动时,由欧姆定律，回路中的电流I=r"r内通过af中的电流Ii=1=邸(2)在线框穿过磁场的过程中，三杆依次充当电源，但电路的连接

14、关系不变22BLv3L2B2L3V由焦耳7E律Q=IRt=IEt=一3厂BLv=r.6. 均匀导线制成的正方形闭合线框abcd，每边边长为L,总电阻为R,总质量为m.将其置于磁感应强度为B的水平匀强磁场上方h处，如图所示，线框由静止自由下落，线框平面保持在竖直平面内，且cd边始终与水平的磁场边界平行.当cd边刚进入磁场时.XXXXXXXXxxxXXXxxxxxx(1) 求线框中产生的感应电动势的大小；(2) 求c、d两点间的电势差大小；(3) 若此时线框加速度恰好为零，求线框下落的高度h所应满足的条件.答案：(1)BL2gh3BL2gh(3)h=罗算42BL解析：cd边刚进入磁场时，切割磁感线

15、相当于电源，所以cd两点间的电势差大小等于电源的路端电压(1) 线框下落h的过程中做自由落体运动，由运动学公式得，cd边刚进入磁场时，线框速度v=寸祯刚进入磁场时cd边切割磁感线，所以线框中产生的感应电动势E=BLv=BL寸颈.由欧姆定律知，此时线框中电流I=ER33cd两点间的电压U=IBLmh.b2l2.顽(3) 女培力F=BIL=一津-R根据牛顿第二定律mgF=ma,由a=0解得下落高度满足h=二非4.2BL7. 如图所示，两根相距L平行放置的光滑导电轨道，与水平面的夹角均为a,轨道间有电阻R,处于磁感应强度为B、方向竖直向上的匀强磁场中，一根质量为m、电阻为r的金属杆ab,由静止开始沿

16、导电轨道下滑.设下滑过程中杆ab始终与轨道保持垂直，且接触良好，导电轨道有足够的长度，且电阻不计.(1) 杆ab将做什么运动？(2) 若开始时就给ab沿轨道向下的拉力F使其由静止开始向下做加速度为a的匀加速运动(a>gsina),求拉力F与时间t的关系式.答案：(1)见解析(2)F=m(a-gsina)+Bacosa解析：(1)金属杆受力如图所示，当金属杆向下滑动时，速度越来越大，安培力F安变大，金属杆加速度变小.随着速度的变大，加速度越来越小，ab做加速度越来越小的加速运动，最终加速度变为零，金属杆做匀速运动.一，一BLvcosa(2)经过时间t,杆ab速度v=at,感应电流I=,由牛

17、顿第二定律F+mgsinaBILcosa=maB2L2acos2aF=m(agsino)+函"一t.8. 如图所示，两根足够长的平行金属导轨固定在倾角0=30。的斜面上，导轨电阻不计，间距L=0.4m.导轨所在空间被分成区域i和n,两区域的边界与斜面的交线为mn,I中的匀强磁场方向垂直斜面向下，中的匀强磁场方向垂直斜面向上，两磁场的磁感应强度大小均为B=0.5T.在区域I中，将质量m=0.1kg,电阻Ri=0.1Q的金属条ab放在导轨上，ab刚好不下滑.然后，在区域II中将质量m?=0.4kg,电阻R?=0.1Q的光滑导体棒cd置于导轨上，由静止开始下滑.cd在滑动过程中始终处于区域n的磁场中，ab、cd始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，取g=10m/s2.问：ab中的电流方向；,cd的速度v多大；ab刚要向上滑动的过程中,b(2)5m/s(3)1.3Jb.(1) cd下滑的过程中，(2) ab刚要向上滑动时，cd滑动的距离x=3.8m,此过程中ab上产生的热量Q(3) 从cd开始下滑到，是多少.答案：(1)由a流向