電磁感應(yīng)綜合測(cè)試卷(二)

1、電磁感應(yīng)綜合測(cè)試卷（二）1.圖中導(dǎo)體棒ab可以無摩擦地在足夠長的豎直軌道上滑動(dòng),整個(gè)裝置處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,電阻不計(jì),則在導(dǎo)體棒ab的下落過程中（ ） A. ab棒的機(jī)械能守恒× ×× ×× ×ab B. ab達(dá)到穩(wěn)定速度以前,其減少的重力勢(shì)能全部為電阻R增加的內(nèi)能 C. ab達(dá)到穩(wěn)定速度以前,其減少的重力勢(shì)能全部為增加的動(dòng)能和電阻R增加的內(nèi)能 D. ab達(dá)到穩(wěn)定速度以后,其重力勢(shì)能的減少全部轉(zhuǎn)化為電阻R增加的內(nèi)能 解：根據(jù)能量守恒定律,ab棒到達(dá)穩(wěn)定速度以前,加速運(yùn)動(dòng),其減少的重力勢(shì)能等于棒增加的動(dòng)能和電阻R上的內(nèi)能,達(dá)到穩(wěn)定速度以后,

2、則全部轉(zhuǎn)化為電阻R上的內(nèi)能. C、D選項(xiàng)正確.2.如圖所示,有一邊長為L的正方形線框,質(zhì)量為m,由高H處自由下落,其下邊ab進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)后,線圈開始作減速運(yùn)動(dòng),直到其上邊cd剛剛穿出磁場(chǎng)時(shí),速度減為剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度的一半,此勻強(qiáng)磁場(chǎng)的寬度也為L,線框在穿越勻強(qiáng)磁場(chǎng)的過程中發(fā)出的焦耳熱為（ ）cba· · ·· · ·HdL A. 2mgL B. 2mgL+mgH C. 2mgL+3mgH/4 D. 2mgL+mgH/4 解：線圈由H處自由下落,ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能為EK=mv2/2= mgH,在穿越勻強(qiáng)磁場(chǎng)的過程中,減少的機(jī)械能轉(zhuǎn)

3、化為焦耳熱.當(dāng)cd邊剛穿出磁場(chǎng)時(shí),線圈重力勢(shì)能減少EP=2mgL,動(dòng)能減少EK=mv2/2-m(v/2)2/2=3mgH/4,機(jī)械能減少E=EP+EK=2mgL+3mgH/4=Q. 選項(xiàng)C正確.A、B、D皆錯(cuò).baB3.如圖所示,兩根傾斜放置的平行導(dǎo)電軌道之間用導(dǎo)線連接,處于垂直軌道平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,軌道上靜止放有一金屬桿.若磁場(chǎng)開始均勻增加，則金屬桿受到的靜摩擦力的大小將（ ） A. 逐漸增大 B. 逐漸減小 C. 先逐漸增大,后逐漸減小 D. 先逐漸減小,后逐漸增大 解：原來金屬桿靜止放在軌道上,受到重力，斜面支持力和靜摩擦力,靜摩擦力方向沿斜面向上,與重力沿斜面向下的分力平衡.當(dāng)磁場(chǎng)

4、開始增大,由楞次定律得感應(yīng)電流方向從a流向b,根據(jù)左手定則,桿ab所受磁場(chǎng)力沿斜面向上,且磁場(chǎng)力越來越大,則靜摩擦力先減小到零,后方向由向上變?yōu)橄蛳?并逐漸增大. 選項(xiàng)D正確,A、B、C皆錯(cuò).4.如圖所示,質(zhì)量為m的金屬棒ab置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,可在兩根足夠長的平行導(dǎo)軌上無摩擦地下滑,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直紙面向里,導(dǎo)軌間接有電阻R,其他電阻不計(jì).從靜止釋放金屬棒后,R消耗的最大電功率為P,為使P增大到原來的四倍,保持其他條件不變的情況,可將（ ）× ×× ×× ×ab A. R變?yōu)樵瓉淼?/4 B. R變?yōu)樵瓉淼?倍 C. B變?yōu)樵瓉?/p>

5、的2倍 D. m變?yōu)樵瓉淼?倍 解：當(dāng)ab達(dá)到最大速度時(shí),安培力BIL=mg,重力的功率等于R上消耗的電功率,即 P=I2R=m2g2R/B2L2. 由公式可以看出,在其他條件不變時(shí),當(dāng)m變?yōu)?倍,P增大到原來的四倍. 選項(xiàng)D正確,A、B、C皆錯(cuò).5.如圖所示,勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向如圖,長為3L的導(dǎo)體棒AC可無摩擦地在寬為2L的導(dǎo)軌上勻速滑動(dòng),導(dǎo)軌左端接有電阻R,AC棒電阻也為R,其余不計(jì)，則:× × × × × × BCARA. BC兩點(diǎn)電壓UBC=4BLV/5.B. AC兩點(diǎn)電壓UAC=11BLV/5.C. 作用在AC上的

6、外力為FAC=12B2L2V/5R.D. 作用在AC上的外力為FAC=18B2L2V/5R. 解：AC棒切割磁感線的有效長度為BC部分,產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)=BV·2L,回路總電阻R=R+2R/3=5R/3,回路中的電流I=/R=6BLv/5R.BC兩端的電壓UBC=IR=6BLv/5.AC兩點(diǎn)間的電壓等于BC兩點(diǎn)間的電壓.所以A、B皆錯(cuò). 作用在AC上的外力等于BC上所受的磁場(chǎng)力FAC=FBC安=BI·2L=12B2L2v/5R. C對(duì),D錯(cuò).6在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，水平放置一個(gè)金屬平行導(dǎo)軌，且與大螺線管接通，勻強(qiáng)磁場(chǎng)B的方向與平行導(dǎo)軌的位置關(guān)系如圖所示。在B螺線管內(nèi)同軸放置一小螺線

7、管A，A與一正弦交流電e=EmsintV相連接，開始時(shí)棒靜止，那么，跨放在平行導(dǎo)軌上的金屬棒MN將做（ ）N× × × ×× × × ×MBAA 勻加速直線運(yùn)動(dòng)；B 變加速直線運(yùn)動(dòng)； C 在某一平衡位置附近作周期為4p/的振動(dòng)；D 在某一平衡位置附近作頻率為/2p的振動(dòng)。 解：由交流電的表達(dá)式可知，螺線管A中通有按正弦規(guī)律變化的交流電，頻率為/2p，在螺線管B中產(chǎn)生同頻率變化的磁場(chǎng)，根據(jù)楞次定律，B中產(chǎn)生同頻率變化的感應(yīng)電流，流過MN，由左手定則，MN所受安培力以頻率/2p周期性變化，MN應(yīng)在某一位置附近作頻率為/

8、2p的振動(dòng)，選項(xiàng)D正確，A、B、C皆錯(cuò)。CR2· · · ·· · · ·· · · ·· · · ABR1D7.如圖所示,截面積為0.2m2的100匝圓形線圈A處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直線圈截面,其磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間t的變化規(guī)律如右圖所示,以垂直紙面向外為B的正方向，線圈A上的箭頭為感應(yīng)電流I的正方向,R1=4,R2=6,C=30F,D為理想二極管,線圈電阻不計(jì)。求:（1）電容器C充電時(shí)的電壓. （2）電容器C放電時(shí)通過R2的電量. 解： （1

9、） 由題給B¾t圖線可知,在01S內(nèi),B為負(fù)值,表示其方向向里,B在逐漸減小,由楞次定律可知,線圈中將產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì);在12S內(nèi), B為正值,表示其方向向外,B在逐漸增大,同樣由楞次定律可知線圈中仍將產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).從而在02S內(nèi),理想二極管處于導(dǎo)通狀態(tài),線圈A與R1, R2及二極管D將組成閉合回路,回路中有順時(shí)針方向的感應(yīng)電流.此時(shí)電容器C處于充電狀態(tài). 在22.5S內(nèi),B為正值,表示其方向向外,B在逐漸減小,由楞次定律可知,線圈中將產(chǎn)生逆時(shí)針方向的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì);在2.53S內(nèi), B為負(fù)值,表示其方向向里,B在逐漸增大,同樣由楞次定律可知線圈中仍將產(chǎn)生逆時(shí)針方

10、向的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).從而在23S內(nèi),理想二極管處于截止?fàn)顟B(tài),線圈A與R1, R2及二極管D組成的閉合回路中沒有感應(yīng)電流.此時(shí)電容器C處于放電狀態(tài),原已充電的電容器C將通過電阻R2放電. 在以后的時(shí)間內(nèi),電容器將周期性地重復(fù)上述充電、放電過程. 電容器充電時(shí),由題給B¾t圖線可知B/t=0.02/S, e = n/t =nSB/t = 0.4V （2） 由題給B¾t圖線可知,在01S內(nèi),B為負(fù)值,表示其方向向里,B在逐漸減小,由楞次定律可知,線圈中將產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì);在12S內(nèi), B為正值,表示其方向向外,B在逐漸增大,同樣由楞次定律可知線圈中仍將產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電

11、動(dòng)勢(shì).從而在02S內(nèi),理想二極管處于導(dǎo)通狀態(tài),線圈A與R1, R2及二極管D將組成閉合回路,回路中有順時(shí)針方向的感應(yīng)電流.此時(shí)電容器C處于充電狀態(tài). 在22.5S內(nèi),B為正值,表示其方向向外,B在逐漸減小,由楞次定律可知,線圈中將產(chǎn)生逆時(shí)針方向的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì);在2.53S內(nèi), B為負(fù)值,表示其方向向里,B在逐漸減小,同樣由楞次定律可知線圈中仍將產(chǎn)生逆時(shí)針方向的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).從而在23S內(nèi),理想二極管處于截止?fàn)顟B(tài),線圈A與R1, R2及二極管D組成的閉合回路中沒有感應(yīng)電流.此時(shí)電容器C處于放電狀態(tài),原已充電的電容器C將通過電阻R2放電. 在以后的時(shí)間內(nèi),電容器將周期性地重復(fù)上述充電,放電過程. 電容

12、器充電時(shí),由題給B¾t圖線可知B/t=0.02/S, e=n/t=nSB/t=0.4V 通過R2的電流I=e/(R1+ R2)=0.04A.電容器C上的電壓即R2兩端的電壓, UC=I R2=0.24V. 電容器放電時(shí)通過R2的電量即為充電后電容器上帶的電量, Q=CU C=7.2×10-4C.8如圖所示，正方形線圈邊長為0.2m，質(zhì)量為0.1kg，電阻0.1，傾角為30°光滑斜面上的砝碼0.4kg，勻強(qiáng)磁場(chǎng)B0.5T，寬為0.2m，當(dāng)砝碼沿斜面下滑，線圈開始進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，它恰好做勻速運(yùn)動(dòng)不計(jì)摩擦力，定滑輪距磁場(chǎng)上邊界足夠高求：(1)線圈勻速上升的速度；(2)線圈勻

13、速上升的過程中砝碼對(duì)線圈做的功(3)線圈增加的內(nèi)能9如圖所示,ad、bc為相距l(xiāng)(m)的平行導(dǎo)軌(電阻很小,可以不計(jì)),a、b間接有一固定電阻,阻值為R,長直細(xì)桿MN可以按任意角架在平行導(dǎo)軌上,并以勻速v滑動(dòng)(平移),v的方向與da平行.桿MN有電阻,每米長的電阻值為R,整個(gè)空間充滿磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),方向如圖.求：(1)固定電阻R上消耗的功率最大時(shí)角的值.(2)求桿MN上消耗的電功率最大時(shí)角的值.答案:(1)=/2,(2)11m,=arcsin1時(shí)p最大,l>1m,=/2時(shí)p最大.10如圖所示，兩根平行的光滑金屬導(dǎo)軌組成一個(gè)傾角為30°的斜面，B=5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)豎直向上

14、穿過導(dǎo)軌平面在導(dǎo)軌的另一端接上E=12V（內(nèi)阻不計(jì)）的電源，將導(dǎo)體桿ab放在兩導(dǎo)軌上(ab垂直于導(dǎo)軌)，桿的質(zhì)量為m=0.1kg，電阻為2歐導(dǎo)軌間距l(xiāng)=0.5m（1）求導(dǎo)體桿ab的最大加速度、最大速度（2）討論速度最大時(shí)的能量轉(zhuǎn)換關(guān)系(2)導(dǎo)體達(dá)最大速度后作勻速運(yùn)動(dòng)電池消耗的電能一部分通過電流11如圖所示，光滑平行的水平金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距l(xiāng)，在M點(diǎn)和P點(diǎn)間接一個(gè)阻值為R的電阻，在兩導(dǎo)軌間OO1、O1O矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面向下、寬度為d的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.一質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒ab，垂直置于導(dǎo)軌上，與磁場(chǎng)左邊界相距d0.現(xiàn)用一大小為F的水平向右的恒力拉ab棒，使它由靜止開始運(yùn)動(dòng)，在棒ab離開磁場(chǎng)前已經(jīng)做勻速直線運(yùn)動(dòng)（棒ab與導(dǎo)軌始終保持良好的接觸，導(dǎo)軌電阻不計(jì)）.求：（1）棒ab在離開磁場(chǎng)右邊界時(shí)的速度.（2）棒ab通過磁場(chǎng)區(qū)的過程中整個(gè)回路所消耗的電能.（3）試分析討論棒ab在磁場(chǎng)中可能的運(yùn)動(dòng)情況.解析：（1）.（2）.（3）設(shè)ab棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度為v，由得.若，則棒做勻速直線運(yùn)動(dòng)；若，則棒先加速后勻速