物理二輪復習專題十六-電磁感應中的電路問題（測試）

學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精專題測試 1、如圖1所示，在跟勻強磁場垂直的平面內(nèi)放置一個折成銳角的裸導線MON,∠MON=.在它上面擱置另一根與ON垂直的導線PQ，PQ緊貼MO和ON并以垂直于ON的速度v，從頂角O開始向右勻速滑動，設(shè)裸導線單位長度的電阻為，磁感應強度為B，求回路中的感應電流。圖1解析：設(shè)PQ從頂點O開始向右運動的時間為△t，,，回路中?；芈分须娮铻?。回路中感應電流。2、如圖2所示，豎直向上的勻強磁場，磁感應強度B=0.5T,并且以在變化，水平軌道電阻不計，且不計摩擦阻力，寬的導軌上放一電阻的導體棒，并用水平線通過定滑輪吊著質(zhì)量的重物,軌道左端連接的電阻，圖中的L=0.8m,求至少經(jīng)過多長時間才能吊起重物。圖2解析：由法拉第電磁感應定律可求出回路感應電動勢為 ①由閉合電路歐姆定律可求出回路中電流 ②由于安培力方向向左，應用左手定則可判斷出電流方向為順時針方向（由上往下看），則在t時刻磁感應強度為 ③此時安培力為 ④由受力分析可知 ⑤由①②③④⑤式并代入數(shù)據(jù)解得t=495s。3、如圖3所示，邊長為L的矩形導體閉合線圈,在外力作用下，勻速向右通過寬為d的勻強磁場（d〉L)，設(shè)穿過線圈的磁通量為，感應電動勢大小為E，線圈所受磁場力為F，通過線圈的電荷量為Q，則在圖4所示中正確的是(）圖4解析：四個圖像分別表示的是磁通量、電動勢、磁場力、電荷量隨時間變化的關(guān)系。線圈在進入磁場階段，磁通量均勻增加，線圈在離開磁場階段，磁通量均勻減少，由楞次定律知，這兩個階段均產(chǎn)生感應電動勢，且方向相反。由左手定則知線圈所受磁場力均向左，兩個階段電荷量都隨時間均勻增加，線圈全部在磁場中時，磁通量最大，感應電動勢為零,電流為零.故選ABD項。4、如圖5所示，寬40cm的勻強磁場區(qū)域,磁場方向垂直紙面向里,一邊長為20cm的正方形導線框位于紙面內(nèi)，以垂直于磁場邊界的恒定速度通過磁場區(qū)域,在運動過程中,線圈始終有一邊與磁場的邊界平行，取它剛進入磁場的時刻t=0,在圖6所示的圖像中正確反映電流隨時間變化規(guī)律的是（）解析：線圈進入磁場，線圈中磁通量先增加后減少，磁場方向不變,故線圈中產(chǎn)生的感應電流方向相反，故BD項錯誤；當線框全部進入磁場中后，回路中磁通量不變，無感應電流產(chǎn)生，A項錯誤。故選C項.圖15、在圖1所示電路中，電源電動勢為，內(nèi)阻為，和是兩相同的燈泡,當滑動變阻器觸片由中點向端移動時，財()圖1A．eq\o\ac（○，A）表示數(shù)變大，eq\o\ac（○，V）表示數(shù)變小B．eq\o\ac（○，A）表示數(shù)變小,eq\o\ac（○，V）表示數(shù)變小C．變亮，變暗D．變暗，變亮解析:當滑動片從變阻器的中點向端移動時,電路總電阻變小，干路中電流變大，eq\o\ac(○，A）表示數(shù)變大.路端電壓，變小，eq\o\ac(○,V）表示數(shù)變小，A正確。因路端電壓U變小,燈所在支路的電阻又增大，通過燈的電流減小,燈亮度變暗；又因干路中電流增大,減小，通過的電流增大，燈亮度變亮，C正確.故選項AC正確.6、三只燈泡L1、L2和L3的額定電壓分別為1.5V、1.5V和2。5V，它們的額定電流都為0.3A.若將它們連接成如圖3和如圖4所示電路，且燈泡都正常發(fā)光,試求圖3電路的總電流和電阻R2消耗的電功率；分別計算兩電路電源提供的電功率,并說明哪個電路更節(jié)能。圖3圖3L1L2L3SR1R2R=0.5ΩE=3.0V圖4L2L3L1E/=6.0VR/=0.5ΩR3S【解析】（1）由題意，在圖3電路中:電路的總電流:I總＝IL1+IL2+IL3=0。9A=E-I總R=2。55VUR2=U路程—UL3=0。05VIR2=I總=0.9A電阻R2消耗功率PR2=IR2UR2=0.045W（2)圖3電源提供的電功率：P總=I總E=0。9×3W=2.7W圖4電源提供的電功率:P′總=I′總E′＝0。3×6W＝1。8W由于燈泡都正常發(fā)光，兩電路有用功率相等，而P′總<P總所以圖4電路比題電路節(jié)能7、圖5中電源電動勢E=12V，內(nèi)電阻r＝0。5。將一盞額定電壓為8V,額定功率為16W的燈泡與一只線圈電阻為0。5的直流電動機并聯(lián)后和電源相連，燈泡剛好能正常發(fā)光,則電源的總功率為W，電動機輸出的機械功率為W?！窘馕觥繜襞菡０l(fā)光，兩端電壓為，干路中電流為，電源的總功率為，燈泡的電流為,電動機上的電流為,其發(fā)熱功率為，電動機輸出的機械功率為8、如圖7所示的電路中，兩平行金屬板A、B水平放置,兩板間的距離d=40cm.電源電動勢E=24V，內(nèi)電阻R=1Ω，電阻R=15Ω.閉合開關(guān)S，待電路穩(wěn)定后,將一帶正電的小球從B板小孔以初速度v0=4m/s豎直向上射入板間。若小球帶電量為q=1×10-2C，質(zhì)量為m=2×10-2kg，不考慮空氣阻力。那么，滑動變阻器接入電路的阻值為多大時,小球恰能到達A板？此時,電源的輸出功率是多大？（取g=10m/s圖7圖79、保護自然環(huán)境,開發(fā)綠色能源，實現(xiàn)旅游與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。某植物園的建筑屋頂有太陽能發(fā)電系統(tǒng)，用來滿足園內(nèi)用電需要。已知該發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率為1。0×105W,輸出電壓為220V.求：①按平均每天太陽照射6小時計，該發(fā)電系統(tǒng)一年（365天計）能輸出多少電能？②該太陽能發(fā)電系統(tǒng)除了向10臺1000W的動力系統(tǒng)正常供電外，還可以同時供園內(nèi)多少盞功率為100W，額定電壓為220V的照明燈正常工作？③由于發(fā)電系統(tǒng)故障，輸出電壓降為110V，此時每盞功率為100W、額定電壓為220V的照明燈消耗的功率等是其正常工作時的多少倍？【解析】（2）①P＝1.0×105Wt＝365×6hE＝Pt＝kW·h或E＝7.884×011J①②900盞②③設(shè)P1和U1分別為照明燈正常工作的功率和電壓，P2和U2分別為供電系統(tǒng)發(fā)生故障后照明燈的實際功率和電壓P1＝③P2＝④10、電阻、電容C與一線圈連成閉合回路，條形磁鐵靜止于線圈的正上方，N極朝下,如圖所示現(xiàn)使磁鐵開始自由下落，在N極接近線圈上端的過程中。流過R的電流方向和電容器極板的帶電情況是()A．從到，上極板帶正電B．從到，下極板帶正電C．從到，上極板帶正電D．從到，下極板帶正電【解析】在N極接近線圈上端的過程中，通過線圈的磁感線方向向下，磁通量增大，由楞次定律可判定流過線圈的電流方向向下，即線圈下端相當于電源正極,故可知D正確。11、兩根光滑的長直金屬導軌導軌MN、M'N’平行置于同一水平面內(nèi)，導軌間距為l，電阻不計，M、M'處接有如圖所示的電路,電路中各電阻的阻值均為R，電容器的電容為C。長度也為l、阻值同為R的金屬棒ab垂直于導軌放置，導軌處于磁感應強度為B、方向豎直向下的勻強磁場中。ab在外力作用下向右勻速運動且與導軌保持良好接觸，在ab運動距離為s的過程中，整個回路中產(chǎn)生的焦耳熱為Q.求:（1）ab運動速度v的大小；（2）電容器所帶的電荷量q。解析：（1）設(shè)ab上產(chǎn)生的感應電動勢為E，回路中電流為I，ab運動距離s所用的時間為t，則有：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）設(shè)電容器兩極板間的電勢差為U，則有：U=IR電容器所帶電荷量q=CU解得q=eq\f(CQR，Bls)9、如圖21所示，將邊長為a、質(zhì)量為m、電阻為R的正方形導線框豎直向上拋出，穿過寬度為B、磁感應強度為B的勻強磁場，磁場的方向垂直紙面向里．線框向上離開磁場時的速度剛好是進人磁場時速度的一半，線框離開磁場后繼續(xù)上升一段高度，然后落下并勻速進人磁場．整個運動過程中始終存在著大小恒定的空氣阻力f且線框不發(fā)生轉(zhuǎn)動．求：baB圖21（1baB圖21(2）線框在上升階段剛離開磁場時的速度v1；（3)線框在上升階段通過磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q．【解析】（1)由于線框勻速進入磁場，則合力為零.有mg＝f＋解得:v＝（2）設(shè)線框離開磁場能上升的最大高度為h,則從剛離開磁場到剛落回磁場的過程中（mg＋f）×h＝（mg－f）×h＝解得：v1＝＝（3)在線框向上剛進入磁場到剛離開磁場的過程中,根據(jù)能量守恒定律可得:解得：Q＝圖2710、如圖27所示，一矩形線圈面積為400cm2，匝數(shù)為100匝，繞線圈的中心軸線以角速度勻速轉(zhuǎn)動，勻強磁場的磁感強度，轉(zhuǎn)動軸與磁感線垂直，線圈電阻為,,，其余電阻不計，電鍵K斷開，當線圈轉(zhuǎn)到線圈平面與磁感線平行時,線圈所受磁場力矩為.求：圖27（1）線圈轉(zhuǎn)動的角速度。（2)感應電動勢的最大值.（3）電鍵K閉合后，線圈的輸出功率?！窘馕觥慨斁€圈平面與磁感線平行