第九章電磁感應(yīng)章末

1、第九章 章末檢測(cè)1如圖1所示，導(dǎo)線框abcd與通電直導(dǎo)線在同一平面內(nèi)，兩者彼此絕緣，直導(dǎo)線通有恒定電流并通過(guò)ad和bc的中點(diǎn)，當(dāng)線框向右運(yùn)動(dòng)的瞬間，則()圖1A線框中有感應(yīng)電流，且按順時(shí)針?lè)较駼線框中有感應(yīng)電流，且按逆時(shí)針?lè)较駽線框中有感應(yīng)電流，但方向難以判斷D由于穿過(guò)線框的磁通量為零，所以線框中沒(méi)有感應(yīng)電流解析由安培定則可判知通電直導(dǎo)線周圍磁場(chǎng)如圖所示當(dāng)ab導(dǎo)線向右做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，由右手定則判斷感應(yīng)電流為ab，同理可判斷cd導(dǎo)線中的感應(yīng)電流方向?yàn)閏d，ad、bc兩邊不做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，所以整個(gè)線框中的感應(yīng)電流是逆時(shí)針?lè)较虻拇鸢窧2邊長(zhǎng)為a的閉合金屬正三角形框架，完全處于垂直于框架平面的勻

2、強(qiáng)磁場(chǎng)中，現(xiàn)把框架勻速拉出磁場(chǎng)，如圖2所示，則選項(xiàng)圖中電動(dòng)勢(shì)、外力、外力功率與位移圖象規(guī)律與這一過(guò)程相符合的是()圖2解析框架勻速拉出過(guò)程中，有效長(zhǎng)度l均勻增加，由EBlv知，電動(dòng)勢(shì)均勻變大，A錯(cuò)、B對(duì)；因勻速運(yùn)動(dòng)，則F外F安BIl，故外力F外隨位移x的增大而非線性增大，C錯(cuò)；外力功率PF外v，v恒定不變，故P也隨位移x的增大而非線性增大，D錯(cuò)答案B3.如圖3所示，金屬棒ab置于水平放置的金屬導(dǎo)體框架cdef上，棒ab與框架接觸良好從某一時(shí)刻開(kāi)始，給這個(gè)空間施加一個(gè)斜向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，并且磁場(chǎng)均勻增加，ab棒仍靜止，在磁場(chǎng)均勻增加的過(guò)程中，關(guān)于ab棒受到的摩擦力，下列說(shuō)法正確的是()圖3A摩擦力

3、大小不變，方向向右B摩擦力變大，方向向右C摩擦力變大，方向向左D摩擦力變小，方向向左解析由法拉第電磁感應(yīng)定律和安培定則知，ab中產(chǎn)生的電流的大小恒定，方向由b到a，由左手定則，ab受到的安培力方向向左下方，F(xiàn)BIL，由于B均勻變大，F(xiàn)變大，F(xiàn)的水平分量Fx變大，靜摩擦力FfFx變大，方向向右，B正確答案B4如圖4甲所示，光滑導(dǎo)軌水平放置在與水平方向夾角為60°的斜向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示(規(guī)定斜向下為正方向)，導(dǎo)體棒ab垂直導(dǎo)軌放置，除電阻R的阻值外，其余電阻不計(jì)，導(dǎo)體棒ab在水平外力F作用下始終處于靜止?fàn)顟B(tài)規(guī)定ab的方向?yàn)殡娏鞯恼较?，?/p>

4、平向右的方向?yàn)橥饬的正方向，則在0t1時(shí)間內(nèi)，能正確反映通過(guò)導(dǎo)體棒ab的電流i和導(dǎo)體棒ab所受水平外力F隨時(shí)間t變化的圖象是()圖4解析由楞次定律可判定回路中的電流方向始終為ba，由法拉第電磁感應(yīng)定律可判定回路中電流大小恒定，故A、B錯(cuò)；由F安BIL可得F安隨B的變化而變化，在0t0時(shí)間內(nèi)，F(xiàn)安方向斜向右下，故外力F與F安的水平分力等值反向，方向向左為負(fù)值；在t0t1時(shí)間內(nèi)，F(xiàn)安的水平分力方向改變，故外力F方向也改變?yōu)檎?，故C錯(cuò)誤，D正確答案D5在光滑的水平面上方，有兩個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，方向相反的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖5所示PQ為兩個(gè)磁場(chǎng)的邊界，磁場(chǎng)范圍足夠大一個(gè)邊長(zhǎng)為a、質(zhì)量為m、電阻

5、為R的金屬正方形線框，以速度v垂直磁場(chǎng)方向從如圖實(shí)線位置開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)線框運(yùn)動(dòng)到分別有一半面積在兩個(gè)磁場(chǎng)中時(shí)，線框的速度為v/2，則下列說(shuō)法正確的是()圖5A此過(guò)程中通過(guò)線框截面的電荷量為B此時(shí)線框的加速度為C此過(guò)程中回路產(chǎn)生的電能為mv2D此時(shí)線框中的電功率為解析對(duì)此過(guò)程，由能量守恒定律可得，回路產(chǎn)生的電能Emv2m×v2mv2，選項(xiàng)C正確；線圈磁通量的變化Ba2，則由電流定義和歐姆定律可得q，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；此時(shí)線框產(chǎn)生的電流I，由牛頓第二定律和安培力公式可得加速度a1，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由電功率定義可得PI2R，選項(xiàng)D正確答案CD6如圖6所示，PN與QM兩平行金屬導(dǎo)軌相距1 m，電阻不

6、計(jì)，兩端分別接有電阻R1和R2，且R16 ，ab導(dǎo)體的電阻為2 ，在導(dǎo)軌上可無(wú)摩擦地滑動(dòng)，垂直穿過(guò)導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為1 T現(xiàn)ab以恒定速度v3 m/s勻速向右移動(dòng)，這時(shí)ab桿上消耗的電功率與R1、R2消耗的電功率之和相等，求：圖6(1)R2的阻值(2)R1與R2消耗的電功率分別為多少？(3)拉ab桿的水平向右的外力F為多大？解析(1)內(nèi)外功率相等，則內(nèi)外電阻相等，2，解得R23 .(2)EBLv1×1×3 V3 V，總電流I A0.75 A，路端電壓UIR外0.75×2 V1.5 V，P1 W0.375 W，P2 W0.75 W.(3)FBIL1&#

7、215;0.75×1 N0.75 N.答案(1)3 (2)0.375 W；0.75 W(3)0.75 N7如圖7所示，abcd是一個(gè)質(zhì)量為m，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形金屬線框如從圖示位置自由下落，在下落h后進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)，恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，該磁場(chǎng)的寬度也為L(zhǎng).在這個(gè)磁場(chǎng)的正下方hL處還有一個(gè)未知磁場(chǎng)，金屬線框abcd在穿過(guò)這個(gè)磁場(chǎng)時(shí)也恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，那么下列說(shuō)法正確的是()圖7A未知磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是2BB未知磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是BC線框在穿過(guò)這兩個(gè)磁場(chǎng)的過(guò)程中產(chǎn)生的電能為4mgLD線框在穿過(guò)這兩個(gè)磁場(chǎng)的過(guò)程中產(chǎn)生的電能為2mgL解析設(shè)線圈剛進(jìn)入第一個(gè)磁場(chǎng)時(shí)速度大小為v1，那么

8、mghmv，v1.設(shè)線圈剛進(jìn)入第二個(gè)磁場(chǎng)時(shí)速度大小為v2，那么vv2gh，v2v1.根據(jù)題意還可得到，mg，mg整理可得出Bx B，A、B兩項(xiàng)均錯(cuò)穿過(guò)兩個(gè)磁場(chǎng)時(shí)都做勻速運(yùn)動(dòng)，把減少的重力勢(shì)能都轉(zhuǎn)化為電能，所以在穿過(guò)這兩個(gè)磁場(chǎng)的過(guò)程中產(chǎn)生的電能為4mgL，C項(xiàng)正確、D項(xiàng)錯(cuò)答案C8如圖8-甲所示，一邊長(zhǎng)L2.5 m、質(zhì)量m0.5 kg的正方形金屬線框，放在光滑絕緣的水平面上，整個(gè)裝置放在方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.8 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，它的一邊與磁場(chǎng)的邊界MN重合，在水平力F作用下由靜止開(kāi)始向左運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)5 s線框被拉出磁場(chǎng)，測(cè)得金屬線框中的電流隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示在金屬線框被拉出的過(guò)程中圖

9、8-(1)求通過(guò)線框截面的電荷量及線框的電阻(2)寫出水平力F隨時(shí)間變化的表達(dá)式(3)已知在這5 s內(nèi)力F做功1.92 J，那么在此過(guò)程中，線框產(chǎn)生的焦耳熱是多少？解析(1)根據(jù)qt，由It圖象得：q1.25 C又根據(jù)，得R4 .(2)由電流圖象可知，感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的規(guī)律：I0.1t由感應(yīng)電流I，可得金屬線框的速度隨時(shí)間也是線性變化的，v0.2t線框做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度a0.2 m/s2線框在外力F和安培力FA作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)FAma所以水平力F隨時(shí)間變化的表達(dá)式為F(0.2t0.1) N.(3)當(dāng)t5 s時(shí)，線框從磁場(chǎng)中拉出時(shí)的速度v5at1 m/s線框中產(chǎn)生的焦耳熱為QW

10、mv1.67 J.答案(1)1.25 C4 (2)F(0.2t0.1) N(3)1.67 J9如圖9-所示，水平放置的平行金屬導(dǎo)軌寬度為d1 m，導(dǎo)軌間接有一個(gè)阻值為R2 的燈泡，一質(zhì)量為m1 kg的金屬棒跨接在導(dǎo)軌之上，其電阻為r1 ，且和導(dǎo)軌始終接觸良好整個(gè)裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向下現(xiàn)對(duì)金屬棒施加一水平向右的拉力F，使金屬棒從靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)求：圖9(1)若金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，施加的水平恒力為F10 N，則金屬棒達(dá)到的穩(wěn)定速度v1是多少？(2)若金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，施加的水平力功率恒為P6 W，則金屬棒達(dá)到的穩(wěn)定速度v2是多少？(3)若金屬棒與導(dǎo)軌間是光滑的，施加的水平力功率恒為P20 W，經(jīng)歷t1 s的過(guò)程中燈泡產(chǎn)生的熱量為QR12 J，則此時(shí)金屬棒的速度v3是多少？解析(