物理二轮复习专题十六-电磁感应中的电路问题（测试）

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精专题测试 1、如图1所示，在跟匀强磁场垂直的平面内放置一个折成锐角的裸导线MON,∠MON=.在它上面搁置另一根与ON垂直的导线PQ，PQ紧贴MO和ON并以垂直于ON的速度v，从顶角O开始向右匀速滑动，设裸导线单位长度的电阻为，磁感应强度为B，求回路中的感应电流。图1解析：设PQ从顶点O开始向右运动的时间为△t，,，回路中。回路中电阻为。回路中感应电流。2、如图2所示，竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B=0.5T,并且以在变化，水平轨道电阻不计，且不计摩擦阻力，宽的导轨上放一电阻的导体棒，并用水平线通过定滑轮吊着质量的重物,轨道左端连接的电阻，图中的L=0.8m,求至少经过多长时间才能吊起重物。图2解析：由法拉第电磁感应定律可求出回路感应电动势为 ①由闭合电路欧姆定律可求出回路中电流 ②由于安培力方向向左，应用左手定则可判断出电流方向为顺时针方向（由上往下看），则在t时刻磁感应强度为 ③此时安培力为 ④由受力分析可知 ⑤由①②③④⑤式并代入数据解得t=495s。3、如图3所示，边长为L的矩形导体闭合线圈,在外力作用下，匀速向右通过宽为d的匀强磁场（d〉L)，设穿过线圈的磁通量为，感应电动势大小为E，线圈所受磁场力为F，通过线圈的电荷量为Q，则在图4所示中正确的是(）图4解析：四个图像分别表示的是磁通量、电动势、磁场力、电荷量随时间变化的关系。线圈在进入磁场阶段，磁通量均匀增加，线圈在离开磁场阶段，磁通量均匀减少，由楞次定律知，这两个阶段均产生感应电动势，且方向相反。由左手定则知线圈所受磁场力均向左，两个阶段电荷量都随时间均匀增加，线圈全部在磁场中时，磁通量最大，感应电动势为零,电流为零.故选ABD项。4、如图5所示，宽40cm的匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向里,一边长为20cm的正方形导线框位于纸面内，以垂直于磁场边界的恒定速度通过磁场区域,在运动过程中,线圈始终有一边与磁场的边界平行，取它刚进入磁场的时刻t=0,在图6所示的图像中正确反映电流随时间变化规律的是（）解析：线圈进入磁场，线圈中磁通量先增加后减少，磁场方向不变,故线圈中产生的感应电流方向相反，故BD项错误；当线框全部进入磁场中后，回路中磁通量不变，无感应电流产生，A项错误。故选C项.图15、在图1所示电路中，电源电动势为，内阻为，和是两相同的灯泡,当滑动变阻器触片由中点向端移动时，财()图1A．eq\o\ac（○，A）表示数变大，eq\o\ac（○，V）表示数变小B．eq\o\ac（○，A）表示数变小,eq\o\ac（○，V）表示数变小C．变亮，变暗D．变暗，变亮解析:当滑动片从变阻器的中点向端移动时,电路总电阻变小，干路中电流变大，eq\o\ac(○，A）表示数变大.路端电压，变小，eq\o\ac(○,V）表示数变小，A正确。因路端电压U变小,灯所在支路的电阻又增大，通过灯的电流减小,灯亮度变暗；又因干路中电流增大,减小，通过的电流增大，灯亮度变亮，C正确.故选项AC正确.6、三只灯泡L1、L2和L3的额定电压分别为1.5V、1.5V和2。5V，它们的额定电流都为0.3A.若将它们连接成如图3和如图4所示电路，且灯泡都正常发光,试求图3电路的总电流和电阻R2消耗的电功率；分别计算两电路电源提供的电功率,并说明哪个电路更节能。图3图3L1L2L3SR1R2R=0.5ΩE=3.0V图4L2L3L1E/=6.0VR/=0.5ΩR3S【解析】（1）由题意，在图3电路中:电路的总电流:I总＝IL1+IL2+IL3=0。9A=E-I总R=2。55VUR2=U路程—UL3=0。05VIR2=I总=0.9A电阻R2消耗功率PR2=IR2UR2=0.045W（2)图3电源提供的电功率：P总=I总E=0。9×3W=2.7W图4电源提供的电功率:P′总=I′总E′＝0。3×6W＝1。8W由于灯泡都正常发光，两电路有用功率相等，而P′总<P总所以图4电路比题电路节能7、图5中电源电动势E=12V，内电阻r＝0。5。将一盏额定电压为8V,额定功率为16W的灯泡与一只线圈电阻为0。5的直流电动机并联后和电源相连，灯泡刚好能正常发光,则电源的总功率为W，电动机输出的机械功率为W。【解析】灯泡正常发光，两端电压为，干路中电流为，电源的总功率为，灯泡的电流为,电动机上的电流为,其发热功率为，电动机输出的机械功率为8、如图7所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置,两板间的距离d=40cm.电源电动势E=24V，内电阻R=1Ω，电阻R=15Ω.闭合开关S，待电路稳定后,将一带正电的小球从B板小孔以初速度v0=4m/s竖直向上射入板间。若小球带电量为q=1×10-2C，质量为m=2×10-2kg，不考虑空气阻力。那么，滑动变阻器接入电路的阻值为多大时,小球恰能到达A板？此时,电源的输出功率是多大？（取g=10m/s图7图79、保护自然环境,开发绿色能源，实现旅游与环境的协调发展。某植物园的建筑屋顶有太阳能发电系统，用来满足园内用电需要。已知该发电系统的输出功率为1。0×105W,输出电压为220V.求：①按平均每天太阳照射6小时计，该发电系统一年（365天计）能输出多少电能？②该太阳能发电系统除了向10台1000W的动力系统正常供电外，还可以同时供园内多少盏功率为100W，额定电压为220V的照明灯正常工作？③由于发电系统故障，输出电压降为110V，此时每盏功率为100W、额定电压为220V的照明灯消耗的功率等是其正常工作时的多少倍？【解析】（2）①P＝1.0×105Wt＝365×6hE＝Pt＝kW·h或E＝7.884×011J①②900盏②③设P1和U1分别为照明灯正常工作的功率和电压，P2和U2分别为供电系统发生故障后照明灯的实际功率和电压P1＝③P2＝④10、电阻、电容C与一线圈连成闭合回路，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．从到，上极板带正电B．从到，下极板带正电C．从到，上极板带正电D．从到，下极板带正电【解析】在N极接近线圈上端的过程中，通过线圈的磁感线方向向下，磁通量增大，由楞次定律可判定流过线圈的电流方向向下，即线圈下端相当于电源正极,故可知D正确。11、两根光滑的长直金属导轨导轨MN、M'N’平行置于同一水平面内，导轨间距为l，电阻不计，M、M'处接有如图所示的电路,电路中各电阻的阻值均为R，电容器的电容为C。长度也为l、阻值同为R的金属棒ab垂直于导轨放置，导轨处于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中。ab在外力作用下向右匀速运动且与导轨保持良好接触，在ab运动距离为s的过程中，整个回路中产生的焦耳热为Q.求:（1）ab运动速度v的大小；（2）电容器所带的电荷量q。解析：（1）设ab上产生的感应电动势为E，回路中电流为I，ab运动距离s所用的时间为t，则有：E=BLvI=eq\f（E，4R）t=eq\f（s,t)Q=I2(4R）t由上述方程得：v=eq\f(4QR,B2l2s）（2）设电容器两极板间的电势差为U，则有：U=IR电容器所带电荷量q=CU解得q=eq\f(CQR，Bls)9、如图21所示，将边长为a、质量为m、电阻为R的正方形导线框竖直向上抛出，穿过宽度为B、磁感应强度为B的匀强磁场，磁场的方向垂直纸面向里．线框向上离开磁场时的速度刚好是进人磁场时速度的一半，线框离开磁场后继续上升一段高度，然后落下并匀速进人磁场．整个运动过程中始终存在着大小恒定的空气阻力f且线框不发生转动．求：baB图21（1baB图21(2）线框在上升阶段刚离开磁场时的速度v1；（3)线框在上升阶段通过磁场过程中产生的焦耳热Q．【解析】（1)由于线框匀速进入磁场，则合力为零.有mg＝f＋解得:v＝（2）设线框离开磁场能上升的最大高度为h,则从刚离开磁场到刚落回磁场的过程中（mg＋f）×h＝（mg－f）×h＝解得：v1＝＝（3)在线框向上刚进入磁场到刚离开磁场的过程中,根据能量守恒定律可得:解得：Q＝图2710、如图27所示，一矩形线圈面积为400cm2，匝数为100匝，绕线圈的中心轴线以角速度匀速转动，匀强磁场的磁感强度，转动轴与磁感线垂直，线圈电阻为,,，其余电阻不计，电键K断开，当线圈转到线圈平面与磁感线平行时,线圈所受磁场力矩为.求：图27（1）线圈转动的角速度。（2)感应电动势的最大值.（3）电键K闭合后，线圈的输出功率。【解析】当线圈平面与磁感线平行