高二物理選修電磁感應(yīng)練習(xí)

1、電磁感應(yīng)經(jīng)典練習(xí)線(xiàn)圈鐵芯鋁環(huán)電源1繞有線(xiàn)圈的鐵芯直立在水平桌面上，鐵芯上套著一個(gè)鋁環(huán)，線(xiàn)圈與電源、電鍵相連，如圖所示線(xiàn)圈上端與電源正極相連，閉合電鍵的瞬間，鋁環(huán)向上跳起若保持電鍵閉合，則 （ ）A鋁環(huán)不斷升高 B鋁環(huán)停留在某一高度C鋁環(huán)跳起到某一高度后將回落D如果電源的正、負(fù)極對(duì)調(diào)，觀(guān)察到的現(xiàn)象不變 2如圖所示，矩形閉臺(tái)線(xiàn)圈放置在水平薄板上，有一塊蹄形磁鐵如圖所示置于平板的正下方(磁極間距略大于矩形線(xiàn)圈的寬度)當(dāng)磁鐵勻速向右通過(guò)線(xiàn)圈時(shí)，線(xiàn)圈仍靜止不動(dòng)，那么線(xiàn)圈受到薄扳的摩擦力方向和線(xiàn)圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向(從上向下看)是（ ）A摩擦力方向一直向左B摩擦力方向先向左、后向或右C感應(yīng)電流的方向順時(shí)

2、針逆時(shí)針逆時(shí)針順時(shí)針D感應(yīng)電流的方向順時(shí)針逆時(shí)針 3如圖所示，A為水平放置的橡膠圓盤(pán)，在其側(cè)面帶有負(fù)電荷Q，在A正上方用絲線(xiàn)懸掛一個(gè)金屬圓環(huán)B（絲線(xiàn)未畫(huà)出），使B的環(huán)面在水平面上與圓盤(pán)平行，其軸線(xiàn)與橡膠盤(pán)A的軸線(xiàn)O1O2重合?，F(xiàn)使橡膠盤(pán)A由靜止開(kāi)始繞其軸線(xiàn)O1O2按圖中箭頭方向加速轉(zhuǎn)動(dòng)，則（ ）A金屬圓環(huán)B有擴(kuò)大半徑的趨勢(shì)，絲線(xiàn)受到拉力增大B金屬圓環(huán)B有縮小半徑的趨勢(shì)，絲線(xiàn)受到拉力減小C金屬圓環(huán)B有擴(kuò)大半徑的趨勢(shì)，絲線(xiàn)受到拉力減小D金屬圓環(huán)B有縮小半徑的趨勢(shì)，絲線(xiàn)受到拉力增大123v1v2v3v4v54如圖所示，一矩形線(xiàn)框豎直向上進(jìn)入有水平邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，線(xiàn)框在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)

3、時(shí)只受重力和磁場(chǎng)力，線(xiàn)框平面始終與磁場(chǎng)方向垂直。向上經(jīng)過(guò)圖中1、2、3位置時(shí)的速率按時(shí)間依次為v1、v2、v3，向下經(jīng)過(guò)圖中2、1位置時(shí)的速率按時(shí)間依次為v4、v5，下列說(shuō)法中一定正確的是（ ）Av1v2 Bv2v3 Cv2v4 Dv4v55如圖所示,兩光滑平行導(dǎo)軌水平放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)垂直導(dǎo)軌所在平面,金屬棒可沿導(dǎo)軌自由滑動(dòng).導(dǎo)軌一端連接一個(gè)定值電阻R,導(dǎo)軌電阻可忽略不計(jì).現(xiàn)將金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止向右拉.若保持拉力恒定,當(dāng)速度為時(shí),加速度為,最終以速度做勻速運(yùn)動(dòng);若保持拉力的功率恒定,當(dāng)速度為時(shí),加速度為,最終也以速度做勻速運(yùn)動(dòng),則( )A.B.C.D. 6如圖所示,平行導(dǎo)軌水平放置,勻強(qiáng)

4、磁場(chǎng)的方向垂直于導(dǎo)軌平面,兩金屬棒、和軌道組成閉合電路,用水平恒力F向右拉,使、分別以和的速度向右勻速運(yùn)動(dòng),若棒與軌道間的滑動(dòng)摩擦力為,則回路中感應(yīng)電流的功率為( ) A.B.C. D. 7如圖所示，足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌cd和ef，水平放置且相距L，在其左端各固定一個(gè)半徑為r的四分之三金屬光滑圓環(huán)，兩圓環(huán)面平行且豎直。在水平導(dǎo)軌和圓環(huán)上各有一根與導(dǎo)軌垂直的金屬桿，兩金屬桿與水平導(dǎo)軌、金屬圓環(huán)形成閉合回路，兩金屬桿質(zhì)量均為m，電阻均為R，其余電阻不計(jì)。整個(gè)裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。當(dāng)用水平向右的恒力F=mg拉細(xì)桿a，達(dá)到勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，桿b恰好靜止在圓環(huán)上某處，試求：

5、（1）桿a做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，回路中的感應(yīng)電流；（2）桿a做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度；（3）桿b靜止的位置距圓環(huán)最低點(diǎn)的高度。 8如圖所示，豎直放置的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距L，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 OO1O1O 矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面向里、寬為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垂直擱在導(dǎo)軌上，與磁場(chǎng)上邊邊界相距d0現(xiàn)使ab棒由靜止開(kāi)始釋放，棒ab在離開(kāi)磁場(chǎng)前已經(jīng)做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)（棒ab與導(dǎo)軌始終保持良好的電接觸且下落過(guò)程中始終保持水平，導(dǎo)軌電阻不計(jì)）求：RPMabd0dooo1o1BQN（1）棒ab在離開(kāi)磁場(chǎng)下邊界時(shí)的速度；（2）棒ab在通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)

6、的過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱； （3）試分析討論ab棒在磁場(chǎng)中可能出現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)情況。 9如圖甲所示的輪軸,它可以繞垂直于紙面的光滑固定水平軸O轉(zhuǎn)動(dòng).輪上繞有輕質(zhì)柔軟細(xì)線(xiàn),線(xiàn)的一端系一重物,另一端系一質(zhì)量為的金屬桿.在豎直平面內(nèi)有間距為L(zhǎng)的足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌PO、EF,在QF之間連接有阻值為R的電阻,其余電阻不計(jì).磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌平面垂直.開(kāi)始時(shí)金屬桿置于導(dǎo)軌下端,將重物由靜止釋放,重物最終能勻速下降.運(yùn)動(dòng)過(guò)程中金屬桿始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,忽略所有摩擦。(1)若重物的質(zhì)量為M,則重物勻速下降的速度為多大? (2)對(duì)一定的磁感應(yīng)強(qiáng)度B,重物的質(zhì)量M取不同的值,測(cè)出相應(yīng)的重物做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的

7、速度,可得出實(shí)驗(yàn)圖線(xiàn).圖乙中畫(huà)出了磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為和時(shí)的兩條實(shí)驗(yàn)圖線(xiàn),試根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果計(jì)算與的比值。10如圖所示，兩足夠長(zhǎng)平行光滑的金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距為L(zhǎng)，導(dǎo)軌平面與水平面夾角=30，導(dǎo)軌電阻不計(jì)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直導(dǎo)軌平面向上，長(zhǎng)為L(zhǎng)的金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導(dǎo)軌上，且始終與導(dǎo)軌電接觸良好，金屬棒的質(zhì)量為m、電阻為R兩金屬導(dǎo)軌的上端連接右端電路，燈泡的電阻RL=4R，定值電阻R1=2R，電阻箱電阻調(diào)到使R2=12R，重力加速度為g，現(xiàn)將金屬棒由靜止釋放，試求：（1）金屬棒下滑的最大速度為多大？（2）R2為何值時(shí)，其消耗的功率最大？消耗的最大功率為多少？MPQBaNbR2R1

8、SRL11如圖甲所示，水平面上的兩光滑金屬導(dǎo)軌平行固定放置，間距d0.5 m，電阻不計(jì)，左端通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)與阻值R 2 W的電阻連接，右端通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)與阻值RL 4 W的小燈泡L連接在CDEF矩形區(qū)域內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，CE長(zhǎng)l =2 m，有一阻值r =2 W的金屬棒PQ放置在靠近磁場(chǎng)邊界CD處CDEF區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化如圖乙所示在t0至t4s內(nèi)，金屬棒PQ保持靜止，在t4s時(shí)使金屬棒PQ以某一速度進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域并保持勻速運(yùn)動(dòng)已知從t0開(kāi)始到金屬棒運(yùn)動(dòng)到磁場(chǎng)邊界EF處的整個(gè)過(guò)程中，小燈泡的亮度沒(méi)有發(fā)生變化，求：（1）通過(guò)小燈泡的電流 （2）金屬棒PQ在磁場(chǎng)區(qū)域中運(yùn)動(dòng)的速度大小圖乙圖甲1

9、2兩根相距為L(zhǎng)的足夠長(zhǎng)的金屬直角導(dǎo)軌如圖所示放置，它們各有一邊在同一水平面內(nèi)，另一邊直于水平面。質(zhì)量均為m的金屬細(xì)桿ab、cd與導(dǎo)軌垂直接觸形成閉合回路，桿與水平和豎直導(dǎo)軌之間有相同的動(dòng)摩擦因數(shù)，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，回路總電阻為2R。整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。當(dāng)ab桿在平行于水平導(dǎo)軌的拉力作用下沿導(dǎo)軌勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，cd桿也正好以某一速度向下做勻速運(yùn)動(dòng)。設(shè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中金屬細(xì)桿ab、cd與導(dǎo)軌接觸良好， 重力加速度為g。求： (1)ab桿勻速運(yùn)動(dòng)的速度v1； (2)ab桿所受拉力F； (3)若測(cè)得cd桿勻速運(yùn)動(dòng)的速度為v2，則在cd桿向下運(yùn)動(dòng)路程為h過(guò)程中，整個(gè)回路中產(chǎn)生的焦

10、耳熱為多少?13如圖所示，abcd為質(zhì)量M=2 kg的導(dǎo)軌，放在光滑絕緣的水平面上，另有一根重量m=0.6 kg的金屬棒PQ平行于bc放在水平導(dǎo)軌上，PQ棒左邊靠著絕緣的豎直立柱ef（豎直立柱光滑，且固定不動(dòng)），導(dǎo)軌處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)以cd為界，左側(cè)的磁場(chǎng)方向豎直向上，右側(cè)的磁場(chǎng)方向水平向右，磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小都為0.8 T.導(dǎo)軌的bc段長(zhǎng)L=0.5 m，其電阻r=0.4，金屬棒PQ的電阻 R=0.2，其余電阻均可不計(jì).金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.2.若在導(dǎo)軌上作用一個(gè)方向向左、大小為F=2 N的水平拉力，設(shè)導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，重力加速度g取 10 m/s2，試求：（1）導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)的最大加速度；（2

11、）導(dǎo)軌的最大速度；（3）定性畫(huà)出回路中感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖線(xiàn)。 14光滑的平行金屬導(dǎo)軌長(zhǎng)L=2.0m，兩導(dǎo)軌間距離d=0.5m，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為，導(dǎo)軌上端接一阻值為R=0.5的電阻，其余電阻不計(jì)，軌道所在空間有垂直軌道平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T，如圖所示。有一不計(jì)電阻、質(zhì)量為m=0.5kg的金屬棒ab，放在導(dǎo)軌最上端且與導(dǎo)軌垂直。當(dāng)金屬棒ab由靜止開(kāi)始自由下滑到底端脫離軌道的過(guò)程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量為Q=1J，g=10m/s2，則： （1）指出金屬棒ab中感應(yīng)電流的方向。（2）棒在下滑的過(guò)程中達(dá)到的最大速度是多少？ （3）當(dāng)棒的速度為v=2 ms時(shí)，它的加速度是多大2008

12、0523 答案：1【解析】若保持電鍵閉合，磁通量不變，感應(yīng)電流消失，所以鋁環(huán)跳起到某一高度后將回落；正、負(fù)極對(duì)調(diào)，同樣磁通量增加，由楞次定律，鋁環(huán)向上跳起【答案】CD2【解析】 是楞次定律可以判斷選項(xiàng)AC正確 【答案】AC3【解析】橡膠盤(pán)A在加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的磁場(chǎng)在不斷增加，穿過(guò)B的磁通量不斷增加，根據(jù)楞次定律可知B正確。【答案】B4【解析】矩形線(xiàn)框向上進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，受到向下的重力和磁場(chǎng)力，致使速度減小，所以v1v2，A正確；進(jìn)入磁場(chǎng)后上升階段從位置2到位置3，無(wú)磁場(chǎng)力，重力做負(fù)功，所以v2v3，B錯(cuò)誤；從位置2上升至最高點(diǎn)后再返回至位置2，無(wú)磁場(chǎng)力，重力做功為零，所以v2v4，C正確；下落

13、離開(kāi)磁場(chǎng)的過(guò)程中，受到向下的重力和向上的磁場(chǎng)力，兩個(gè)力大小無(wú)法確定，所以v4與v5無(wú)法比較，D錯(cuò)誤?！敬鸢浮緼C5【解析】當(dāng)拉力恒定時(shí), 最終以的速度做勻速運(yùn)動(dòng),則，代入的表達(dá)式中得當(dāng)功率恒定時(shí),最終以的速度做勻速運(yùn)動(dòng),則代入的表達(dá)式中得【答案】C6【解析】對(duì)、棒受力分析如圖所示,從能的轉(zhuǎn)化與守恒角度出發(fā),可推知外力F克服棒所受的摩擦力做功直接將其他形式的能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,而F克服安培阻力做的功將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能,其功率為P電=(F-f)Va,故感應(yīng)電流做功的 功率也為,C項(xiàng)正確.本題易錯(cuò)選D,實(shí)際上它是回路的總電能的一部分。在棒上通過(guò)克服做功轉(zhuǎn)化為棒與軌道的內(nèi)能,功率.這時(shí)棒與相當(dāng)于電動(dòng)機(jī)

14、通過(guò)感應(yīng)電流而運(yùn)動(dòng),把電能通過(guò)克服做功轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.電能的另一部分,由電流的熱效應(yīng)轉(zhuǎn)化為電路的內(nèi)能,電能的另一部分,由電流的熱效應(yīng)轉(zhuǎn)化為電路的內(nèi)能,其功率為感應(yīng)電流做功的總功率減去棒上輸出的功率,即,故D項(xiàng)所指正是這部分功率而非感應(yīng)電流做功的總功率.【答案】C7【解析】勻速時(shí)，拉力與安培力平衡，F(xiàn)=BIL 得： 金屬棒a切割磁感線(xiàn)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)E=BLv 回路電流 聯(lián)立得：平衡時(shí)，棒和圓心的連線(xiàn)與豎直方向的夾角為， 得：=60【答案】（1） （2） （3）8【解析】（1）設(shè)ab棒離開(kāi)磁場(chǎng)邊界前做勻速運(yùn)動(dòng)的速度為v，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為E = BLv電路中電流 I = 對(duì)ab棒，由平衡條件得 mgBIL

15、 = 0解得 v = (2) 由能量守恒定律：mg(d0 + d) = E電 + mv2解得 ，（3）設(shè)棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為v0，由mgd0 = mv02，得v0 = 棒在磁場(chǎng)中勻速時(shí)速度為v = ，則 當(dāng)v0=v，即d0 = 時(shí)，棒進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速直線(xiàn)運(yùn) 當(dāng)v0 v，即d0 時(shí)，棒進(jìn)入磁場(chǎng)后做先加速后勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng) 當(dāng)v0v，即d0時(shí)，棒進(jìn)入磁場(chǎng)后做先減速后勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)【答案】（1） （2） （3）9【解析】(1)勻速下降時(shí),金屬桿勻速上升,回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為:則對(duì)、整體有：由以上式子解得：(2)由(1)得: 由圖象可知:所以解得:【答案】（1） （2）10【解析】（1）當(dāng)金屬棒勻速下

16、滑時(shí)速度最大，設(shè)最大速度為vm，達(dá)到最大時(shí)則有mgsin=F安 F安ILB 其中R總6R 所以 mgsin= 解得最大速度 （2）R2上消耗的功率 其中 又 解以上方程組可得 當(dāng)時(shí)，R2消耗的功率最大 最大功率 【答案】（1） （2） 11【解析】（1）在t0至t4s內(nèi)，金屬棒PQ保持靜止，磁場(chǎng)變化導(dǎo)致電路中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)電路為r與R并聯(lián)，再與RL串聯(lián)，電路的總電阻5 此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)=0.520.5V=0.5V 通過(guò)小燈泡的電流為：0.1A （2）當(dāng)棒在磁場(chǎng)區(qū)域中運(yùn)動(dòng)時(shí)，由導(dǎo)體棒切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，電路為R與RL并聯(lián)，再與r串聯(lián)，此時(shí)電路的總電阻2 由于燈泡中電流不變，所以燈泡的電流IL=0

17、.1A，則流過(guò)棒的電流為0.3A 電動(dòng)勢(shì) 解得棒PQ在磁場(chǎng)區(qū)域中v=1m/s 【答案】（1） 0.1A （2）運(yùn)動(dòng)的速度大小v=1m/s12【解析】(1)ab桿向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，ab桿中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向?yàn)閍b，大小為E=BLv1， 耐桿中的感應(yīng)電流方向?yàn)閐c.cd桿受到的安培力方向水平向右 安培力大小為 解、兩式，ab桿勻速運(yùn)動(dòng)的速度為 (2)ab桿所受拉力F=(3)設(shè)cd桿以v2速度向下運(yùn)動(dòng)h過(guò)程中，ab桿勻速運(yùn)動(dòng)了s距離 整個(gè)回路中產(chǎn)生的焦耳熱等于克服安培力所做的功 【答案】（1） （2） （3） 13【解析】導(dǎo)軌在外力作用下向左加速運(yùn)動(dòng)，由于切割磁感線(xiàn)，在回路中要產(chǎn)生感應(yīng)電流，導(dǎo)軌的bc邊及金屬棒PQ均要受到安培力作用PQ棒受到的支持力要隨電流的變化而變化，導(dǎo)軌受到PQ棒的摩擦力也要變化，因此導(dǎo)軌的加速度要發(fā)生改變導(dǎo)軌向左切割磁感線(xiàn)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E=BLv 感應(yīng)電流 即 導(dǎo)軌受到向右的安培力F 1= BIL，金屬棒PQ受到向上的安培力F2= BIL，導(dǎo)軌受到PQ棒對(duì)它的摩擦力， 根據(jù)牛頓第二定律，有 （1）當(dāng)剛拉動(dòng)導(dǎo)軌時(shí)，v=0，由式可知I=0時(shí)有最大加速度am，即m/s2 （2）隨著導(dǎo)軌速度v增大感應(yīng)電流I增大而加速度a減小，當(dāng)a=0時(shí)，導(dǎo)軌有最大速度vm，從式可得A 將A代入式，得 m/s 20080523（3）從剛拉動(dòng)導(dǎo)軌開(kāi)