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文档简介
1、精选文档超越考试联盟电磁感应经典练习(含答案) 线圈铁芯铝环电源1绕有线圈的铁芯直立在水平桌面上,铁芯上套着一个铝环,线圈与电源、电键相连,如图所示线圈上端与电源正极相连,闭合电键的瞬间,铝环向上跳起若保持电键闭合,则 ( )A铝环不断升高 B铝环停留在某一高度C铝环跳起到某一高度后将回落D如果电源的正、负极对调,观察到的现象不变 2如图所示,矩形闭台线圈放置在水平薄板上,有一块蹄形磁铁如图所示置于平板的正下方(磁极间距略大于矩形线圈的宽度)当磁铁匀速向右通过线圈时,线圈仍静止不动,那么线圈受到薄扳的摩擦力方向和线圈中产生感应电流的方向(从上向下看)是( )A摩擦力方向一直向左B摩擦力方向先向
2、左、后向或右C感应电流的方向顺时针逆时针逆时针顺时针D感应电流的方向顺时针逆时针 3如图所示,A为水平放置的橡胶圆盘,在其侧面带有负电荷Q,在A正上方用丝线悬挂一个金属圆环B(丝线未画出),使B的环面在水平面上与圆盘平行,其轴线与橡胶盘A的轴线O1O2重合。现使橡胶盘A由静止开始绕其轴线O1O2按图中箭头方向加速转动,则( )A金属圆环B有扩大半径的趋势,丝线受到拉力增大B金属圆环B有缩小半径的趋势,丝线受到拉力减小C金属圆环B有扩大半径的趋势,丝线受到拉力减小D金属圆环B有缩小半径的趋势,丝线受到拉力增大123v1v2v3v4v54如图所示,一矩形线框竖直向上进入有水平边界的匀强磁场,磁场方
3、向垂直纸面向里,线框在磁场中运动时只受重力和磁场力,线框平面始终与磁场方向垂直。向上经过图中1、2、3位置时的速率按时间依次为v1、v2、v3,向下经过图中2、1位置时的速率按时间依次为v4、v5,下列说法中一定正确的是( )Av1v2 Bv2v3 Cv2v4 Dv4v55如图所示,两光滑平行导轨水平放置在匀强磁场中,磁场垂直导轨所在平面,金属棒可沿导轨自由滑动.导轨一端连接一个定值电阻R,导轨电阻可忽略不计.现将金属棒沿导轨由静止向右拉.若保持拉力恒定,当速度为时,加速度为,最终以速度做匀速运动;若保持拉力的功率恒定,当速度为时,加速度为,最终也以速度做匀速运动,则( )A.B.C.D. 6
4、如图所示,平行导轨水平放置,匀强磁场的方向垂直于导轨平面,两金属棒、和轨道组成闭合电路,用水平恒力F向右拉,使、分别以和的速度向右匀速运动,若棒与轨道间的滑动摩擦力为,则回路中感应电流的功率为( ) A.B.C. D. 7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=mg拉细杆a,达到匀速运动时,
5、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。 8如图所示,竖直放置的光滑平行金属导轨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向里、宽为d的匀强磁场,磁感应强度为B一质量为m,电阻为r的导体棒ab垂直搁在导轨上,与磁场上边边界相距d0现使ab棒由静止开始释放,棒ab在离开磁场前已经做匀速直线运动(棒ab与导轨始终保持良好的电接触且下落过程中始终保持水平,导轨电阻不计)求:RPMabd0dooo1o1BQN(1)棒ab在离开磁场下边界时
6、的速度;(2)棒ab在通过磁场区的过程中产生的焦耳热; (3)试分析讨论ab棒在磁场中可能出现的运动情况。 9如图甲所示的轮轴,它可以绕垂直于纸面的光滑固定水平轴O转动.轮上绕有轻质柔软细线,线的一端系一重物,另一端系一质量为的金属杆.在竖直平面内有间距为L的足够长的平行金属导轨PO、EF,在QF之间连接有阻值为R的电阻,其余电阻不计.磁感应强度为B的匀强磁场与导轨平面垂直.开始时金属杆置于导轨下端,将重物由静止释放,重物最终能匀速下降.运动过程中金属杆始终与导轨垂直且接触良好,忽略所有摩擦。(1)若重物的质量为M,则重物匀速下降的速度为多大? (2)对一定的磁感应强度B,重物的质量M取不同的
7、值,测出相应的重物做匀速运动时的速度,可得出实验图线.图乙中画出了磁感应强度分别为和时的两条实验图线,试根据实验结果计算与的比值。10如图所示,两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L,导轨平面与水平面夹角=30,导轨电阻不计磁感应强度为B的匀强磁场垂直导轨平面向上,长为L的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上,且始终与导轨电接触良好,金属棒的质量为m、电阻为R两金属导轨的上端连接右端电路,灯泡的电阻RL=4R,定值电阻R1=2R,电阻箱电阻调到使R2=12R,重力加速度为g,现将金属棒由静止释放,试求:(1)金属棒下滑的最大速度为多大?(2)R2为何值时,其消耗的功率最大?消耗的最大功
8、率为多少?MPQBaNbR2R1SRL 11如图甲所示,水平面上的两光滑金属导轨平行固定放置,间距d0.5 m,电阻不计,左端通过导线与阻值R 2 W的电阻连接,右端通过导线与阻值RL 4 W的小灯泡L连接在CDEF矩形区域内有竖直向上的匀强磁场,CE长l =2 m,有一阻值r =2 W的金属棒PQ放置在靠近磁场边界CD处CDEF区域内磁场的磁感应强度B随时间变化如图乙所示在t0至t4s内,金属棒PQ保持静止,在t4s时使金属棒PQ以某一速度进入磁场区域并保持匀速运动已知从t0开始到金属棒运动到磁场边界EF处的整个过程中,小灯泡的亮度没有发生变化,求:(1)通过小灯泡的电流 (2)金属棒PQ在
9、磁场区域中运动的速度大小图乙图甲12两根相距为L的足够长的金属直角导轨如图所示放置,它们各有一边在同一水平面内,另一边直于水平面。质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路,杆与水平和竖直导轨之间有相同的动摩擦因数,导轨电阻不计,回路总电阻为2R。整个装置处于磁感应强度大小为B,方向竖直向上的匀强磁场中。当ab杆在平行于水平导轨的拉力作用下沿导轨匀速运动时,cd杆也正好以某一速度向下做匀速运动。设运动过程中金属细杆ab、cd与导轨接触良好, 重力加速度为g。求: (1)ab杆匀速运动的速度v1; (2)ab杆所受拉力F; (3)若测得cd杆匀速运动的速度为v2,则在cd杆向下运动
10、路程为h过程中,整个回路中产生的焦耳热为多少?13如图所示,abcd为质量M=2 kg的导轨,放在光滑绝缘的水平面上,另有一根重量m=0.6 kg的金属棒PQ平行于bc放在水平导轨上,PQ棒左边靠着绝缘的竖直立柱ef(竖直立柱光滑,且固定不动),导轨处于匀强磁场中,磁场以cd为界,左侧的磁场方向竖直向上,右侧的磁场方向水平向右,磁感应强度B大小都为0.8 T.导轨的bc段长L=0.5 m,其电阻r=0.4,金属棒PQ的电阻 R=0.2,其余电阻均可不计.金属棒与导轨间的动摩擦因数=0.2.若在导轨上作用一个方向向左、大小为F=2 N的水平拉力,设导轨足够长,重力加速度g取 10 m/s2,试求
11、:(1)导轨运动的最大加速度;(2)导轨的最大速度;(3)定性画出回路中感应电流随时间变化的图线。 14光滑的平行金属导轨长L=2.0m,两导轨间距离d=0.5m,导轨平面与水平面的夹角为,导轨上端接一阻值为R=0.5的电阻,其余电阻不计,轨道所在空间有垂直轨道平面的匀强磁场,磁感应强度B=1T,如图所示。有一不计电阻、质量为m=0.5kg的金属棒ab,放在导轨最上端且与导轨垂直。当金属棒ab由静止开始自由下滑到底端脱离轨道的过程中,电阻R上产生的热量为Q=1J,g=10m/s2,则: (1)指出金属棒ab中感应电流的方向。(2)棒在下滑的过程中达到的最大速度是多少? (3)当棒的速度为v=2
12、 ms时,它的加速度是多大20080523 答案:1【解析】若保持电键闭合,磁通量不变,感应电流消失,所以铝环跳起到某一高度后将回落;正、负极对调,同样磁通量增加,由楞次定律,铝环向上跳起【答案】CD2【解析】 是楞次定律可以判断选项AC正确 【答案】AC3【解析】橡胶盘A在加速转动时,产生的磁场在不断增加,穿过B的磁通量不断增加,根据楞次定律可知B正确。【答案】B4【解析】矩形线框向上进入匀强磁场时,受到向下的重力和磁场力,致使速度减小,所以v1v2,A正确;进入磁场后上升阶段从位置2到位置3,无磁场力,重力做负功,所以v2v3,B错误;从位置2上升至最高点后再返回至位置2,无磁场力,重力做
13、功为零,所以v2v4,C正确;下落离开磁场的过程中,受到向下的重力和向上的磁场力,两个力大小无法确定,所以v4与v5无法比较,D错误。【答案】AC5【解析】当拉力恒定时, 最终以的速度做匀速运动,则,代入的表达式中得当功率恒定时,最终以的速度做匀速运动,则代入的表达式中得【答案】C6【解析】对、棒受力分析如图所示,从能的转化与守恒角度出发,可推知外力F克服棒所受的摩擦力做功直接将其他形式的能转化为内能,而F克服安培阻力做的功将其他形式的能转化为电能,其功率为P电=(F-f)Va,故感应电流做功的 功率也为,C项正确.本题易错选D,实际上它是回路的总电能的一部分。在棒上通过克服做功转化为棒与轨道
14、的内能,功率.这时棒与相当于电动机通过感应电流而运动,把电能通过克服做功转化为内能.电能的另一部分,由电流的热效应转化为电路的内能,电能的另一部分,由电流的热效应转化为电路的内能,其功率为感应电流做功的总功率减去棒上输出的功率,即,故D项所指正是这部分功率而非感应电流做功的总功率.【答案】C7【解析】匀速时,拉力与安培力平衡,F=BIL 得: 金属棒a切割磁感线,产生的电动势E=BLv 回路电流 联立得:平衡时,棒和圆心的连线与竖直方向的夹角为, 得:=60【答案】(1) (2) (3)8【解析】(1)设ab棒离开磁场边界前做匀速运动的速度为v,产生的电动势为E = BLv电路中电流 I =
15、对ab棒,由平衡条件得 mgBIL = 0解得 v = (2) 由能量守恒定律:mg(d0 + d) = E电 + mv2解得 ,(3)设棒刚进入磁场时的速度为v0,由mgd0 = mv02,得v0 = 棒在磁场中匀速时速度为v = ,则 当v0=v,即d0 = 时,棒进入磁场后做匀速直线运 当v0 v,即d0 时,棒进入磁场后做先加速后匀速直线运动 当v0v,即d0时,棒进入磁场后做先减速后匀速直线运动【答案】(1) (2) (3)9【解析】(1)匀速下降时,金属杆匀速上升,回路中产生的感应电动势为:则对、整体有:由以上式子解得:(2)由(1)得: 由图象可知:所以解得:【答案】(1) (2
16、)10【解析】(1)当金属棒匀速下滑时速度最大,设最大速度为vm,达到最大时则有mgsin=F安 F安ILB 其中R总6R 所以 mgsin= 解得最大速度 (2)R2上消耗的功率 其中 又 解以上方程组可得 当时,R2消耗的功率最大 最大功率 【答案】(1) (2) 11【解析】(1)在t0至t4s内,金属棒PQ保持静止,磁场变化导致电路中产生感应电动势电路为r与R并联,再与RL串联,电路的总电阻5 此时感应电动势=0.520.5V=0.5V 通过小灯泡的电流为:0.1A (2)当棒在磁场区域中运动时,由导体棒切割磁感线产生电动势,电路为R与RL并联,再与r串联,此时电路的总电阻2 由于灯泡
17、中电流不变,所以灯泡的电流IL=0.1A,则流过棒的电流为0.3A 电动势 解得棒PQ在磁场区域中v=1m/s 【答案】(1) 0.1A (2)运动的速度大小v=1m/s12【解析】(1)ab杆向右运动时,ab杆中产生的感应电动势方向为ab,大小为E=BLv1, 耐杆中的感应电流方向为dc.cd杆受到的安培力方向水平向右 安培力大小为 解、两式,ab杆匀速运动的速度为 (2)ab杆所受拉力F=(3)设cd杆以v2速度向下运动h过程中,ab杆匀速运动了s距离 整个回路中产生的焦耳热等于克服安培力所做的功 【答案】(1) (2) (3) 13【解析】导轨在外力作用下向左加速运动,由于切割磁感线,在回路中要产生感应电流,导轨的bc边及金属棒PQ均要受到安培力作用PQ棒受到的支持力要随电流的变化而变化,导轨受到PQ棒的摩擦力也要变化,因此导轨的加速度要发生改变导轨向左切割磁感线时,感应电动势 E=BLv 感应电流 即 导轨受到向右的安培力F 1= BIL,金属棒PQ受到向上的安培力F2= BIL,导轨受到PQ棒对它的摩擦力, 根据牛顿第二定律,有 (1)当刚拉动导轨时,v=0,由式可知I=0时有最大加速度am,即m/s2 (2)随着导轨速度v增大感应电流I增大而加速度a减小,当a=0时,导轨有最大速度vm,从式可得 A 将A代入式,得 m/s 20080523(3)从刚拉动导轨开始计
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