電磁感應綜合測試卷(二)

1、電磁感應綜合測試卷（二）1.圖中導體棒ab可以無摩擦地在足夠長的豎直軌道上滑動,整個裝置處于勻強磁場中,電阻不計,則在導體棒ab的下落過程中（ ） A. ab棒的機械能守恒× ×× ×× ×ab B. ab達到穩(wěn)定速度以前,其減少的重力勢能全部為電阻R增加的內(nèi)能 C. ab達到穩(wěn)定速度以前,其減少的重力勢能全部為增加的動能和電阻R增加的內(nèi)能 D. ab達到穩(wěn)定速度以后,其重力勢能的減少全部轉(zhuǎn)化為電阻R增加的內(nèi)能 解：根據(jù)能量守恒定律,ab棒到達穩(wěn)定速度以前,加速運動,其減少的重力勢能等于棒增加的動能和電阻R上的內(nèi)能,達到穩(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進入勻強磁場后,線圈開始作減速運動,直到其上邊cd剛剛穿出磁場時,速度減為剛進入磁場時速度的一半,此勻強磁場的寬度也為L,線框在穿越勻強磁場的過程中發(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邊剛進入磁場時的動能為EK=mv2/2= mgH,在穿越勻強磁場的過程中,減少的機械能轉(zhuǎn)

3、化為焦耳熱.當cd邊剛穿出磁場時,線圈重力勢能減少EP=2mgL,動能減少EK=mv2/2-m(v/2)2/2=3mgH/4,機械能減少E=EP+EK=2mgL+3mgH/4=Q. 選項C正確.A、B、D皆錯.baB3.如圖所示,兩根傾斜放置的平行導電軌道之間用導線連接,處于垂直軌道平面向下的勻強磁場中,軌道上靜止放有一金屬桿.若磁場開始均勻增加，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.當磁場

4、開始增大,由楞次定律得感應電流方向從a流向b,根據(jù)左手定則,桿ab所受磁場力沿斜面向上,且磁場力越來越大,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D正確,A、B、C皆錯.4.如圖所示,質(zhì)量為m的金屬棒ab置于勻強磁場中,可在兩根足夠長的平行導軌上無摩擦地下滑,磁感應強度為B,方向垂直紙面向里,導軌間接有電阻R,其他電阻不計.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ab達到最大速度時,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,當m變?yōu)?倍,P增大到原來的四倍. 選項D正確,A、B、C皆錯.5.如圖所示,勻強磁場磁感應強度為B,方向如圖,長為3L的導體棒AC可無摩擦地在寬為2L的導軌上勻速滑動,導軌左端接有電阻R,AC棒電阻也為R,其余不計，則:× × × × × × BCARA. BC兩點電壓UBC=4BLV/5.B. AC兩點電壓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)生的感應電動勢=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兩點間的電壓等于BC兩點間的電壓.所以A、B皆錯. 作用在AC上的外力等于BC上所受的磁場力FAC=FBC安=BI·2L=12B2L2v/5R. C對,D錯.6在勻強磁場中，水平放置一個金屬平行導軌，且與大螺線管接通，勻強磁場B的方向與平行導軌的位置關系如圖所示。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，開始時棒靜止，那么，跨放在平行導軌上的金屬棒MN將做（ ）N× × × ×× × × ×MBAA 勻加速直線運動；B 變加速直線運動； C 在某一平衡位置附近作周期為4p/的振動；D 在某一平衡位置附近作頻率為/2p的振動。 解：由交流電的表達式可知，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，根據(jù)楞次定律，B中產(chǎn)生同頻率變化的感應電流，流過MN，由左手定則，MN所受安培力以頻率/2p周期性變化，MN應在某一位置附近作頻率為/

8、2p的振動，選項D正確，A、B、C皆錯。CR2· · · ·· · · ·· · · ·· · · ABR1D7.如圖所示,截面積為0.2m2的100匝圓形線圈A處在勻強磁場中,磁場方向垂直線圈截面,其磁感應強度隨時間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。求:（1）電容器C充電時的電壓. （2）電容器C放電時通過R2的電量. 解： （1

9、） 由題給B¾t圖線可知,在01S內(nèi),B為負值,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)生順時針方向的感應電動勢;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)生順時針方向的感應電動勢.從而在02S內(nèi),理想二極管處于導通狀態(tài),線圈A與R1, R2及二極管D將組成閉合回路,回路中有順時針方向的感應電流.此時電容器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)生逆時針方向的感應電動勢;在2.53S內(nèi), B為負值,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)生逆時針方

10、向的感應電動勢.從而在23S內(nèi),理想二極管處于截止狀態(tài),線圈A與R1, R2及二極管D組成的閉合回路中沒有感應電流.此時電容器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. 在以后的時間內(nèi),電容器將周期性地重復上述充電、放電過程. 電容器充電時,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)生順時針方向的感應電動勢;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)生順時針方向的感應電

11、動勢.從而在02S內(nèi),理想二極管處于導通狀態(tài),線圈A與R1, R2及二極管D將組成閉合回路,回路中有順時針方向的感應電流.此時電容器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)生逆時針方向的感應電動勢;在2.53S內(nèi), B為負值,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)生逆時針方向的感應電動勢.從而在23S內(nèi),理想二極管處于截止狀態(tài),線圈A與R1, R2及二極管D組成的閉合回路中沒有感應電流.此時電容器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. 在以后的時間內(nèi),電容器將周期性地重復上述充電,放電過程. 電容

12、器充電時,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，勻強磁場B0.5T，寬為0.2m，當砝碼沿斜面下滑，線圈開始進入磁場時，它恰好做勻速運動不計摩擦力，定滑輪距磁場上邊界足夠高求：(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)的平行導軌(電阻很小,可以不計),a、b間接有一固定電阻,阻值為R,長直細桿MN可以按任意角架在平行導軌上,并以勻速v滑動(平移),v的方向與da平行.桿MN有電阻,每米長的電阻值為R,整個空間充滿磁感應強度為B的勻強磁場,方向如圖.求：(1)固定電阻R上消耗的功率最大時角的值.(2)求桿MN上消耗的電功率最大時角的值.答案:(1)=/2,(2)11m,=arcsin1時p最大,l>1m,=/2時p最大.10如圖所示，兩根平行的光滑金屬導軌組成一個傾角為30°的斜面，B=5T的勻強磁場豎直向上

14、穿過導軌平面在導軌的另一端接上E=12V（內(nèi)阻不計）的電源，將導體桿ab放在兩導軌上(ab垂直于導軌)，桿的質(zhì)量為m=0.1kg，電阻為2歐導軌間距l(xiāng)=0.5m（1）求導體桿ab的最大加速度、最大速度（2）討論速度最大時的能量轉(zhuǎn)換關系(2)導體達最大速度后作勻速運動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軌MN、PQ相距l(xiāng)，在M點和P點間接一個阻值為R的電阻，在兩導軌間OO1、O1O矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導軌平面向下、寬度為d的勻強磁場，磁感應強度為B.一質(zhì)量為m、電阻為r的導體棒ab，垂直置于導軌上，與磁場左邊界相距d0.現(xiàn)用一大小為F的水平向右的恒力拉ab棒，使它由靜止開始運動，在棒ab離開磁場前已經(jīng)做勻速直線運動（棒ab與導軌始終保持良好的接觸，導軌電阻不計）.求：（1）棒ab在離開磁場右邊界時的速度.（2）棒ab通過磁場區(qū)的過程中整個回路所消耗的電能.（3）試分析討論棒ab在磁場中可能的運動情況.解析：（1）.（2）.（3）設ab棒剛進入磁場時速度為v，由得.若，則棒做勻速直線運動；若，則棒先加速后勻速