電磁感應(yīng)綜合習(xí)題課

1、1.如右圖所示,一圓環(huán)與外切正方形線圈均由相同的有絕緣皮導(dǎo)線制成,并各自形成閉合電路,勻強(qiáng)磁場布滿整個方形線圈,當(dāng)磁場均勻變化時,線圈和圓環(huán)中的感應(yīng)(gnyng)電動勢之比為_;感應(yīng)電流之比為_;若磁場只布滿圓環(huán),則感應(yīng)電動勢之比為_.答案(d n):4: 1:1 1:1共二十二頁2.有兩個用同種材料,同樣粗細(xì)的導(dǎo)線制成的圓環(huán)A和B,其半徑之比rA:rB=2:1,如右圖所示,當(dāng)充滿B環(huán)圓面的勻強(qiáng)磁場隨時間均勻變化時,A與B環(huán)中感應(yīng)電流(gnyng din li)之比為多少?答案(d n):1:2共二十二頁3.如下圖(a)所示的螺線管,匝數(shù)n=1 500匝,橫截面積S=20 cm2,電阻r=1.

2、5 ,與螺線管串聯(lián)(chunlin)的外電阻R1=3.5 ,R2=25 .方向向右,穿過螺線管的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度按下圖(b)所示規(guī)律變化,試計算電阻R2的電功率.（b點的電勢）答案(d n):1.0 W共二十二頁4： 如圖示，平行光滑導(dǎo)軌豎直放置，勻強(qiáng)磁場方向垂直導(dǎo)軌平面，一質(zhì)量為m 的金屬棒沿導(dǎo)軌滑下，電阻R上消耗的最大功率為P（不計棒及導(dǎo)軌電阻），要使R上消耗的最大功率為4P，可行(kxng)的 辦法有： （ ）A. 將磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼?倍B. 將磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼?/2倍C. 將電阻R變?yōu)樵瓉淼?倍D. 將電阻R變?yōu)樵瓉淼? 倍a bR解：穩(wěn)定(wndng)時 mg=F=BIL

3、 =B2 L2vm R vm=mgR B2L2Pm=Fvm=mgvm= m2g2R B2L2 B C共二十二頁5.如右圖所示,一圓環(huán)與外切正方形線圈均由相同的有絕緣皮導(dǎo)線制成,并各自形成閉合電路,勻強(qiáng)磁場布滿整個方形線圈,當(dāng)磁場均勻(jnyn)變化時,線圈和圓環(huán)中的感應(yīng)電動勢之比為_;感應(yīng)電流之比為_;若磁場只布滿圓環(huán),則感應(yīng)電動勢之比為_.答案(d n):4: 1:1 1:1共二十二頁6.如右圖所示,矩形線圈abcd共有n匝,總電阻為R,部分置于有理想邊界的勻強(qiáng)磁場中,線圈平面與磁場垂直,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.讓線圈從圖示位置開始以ab邊為軸勻速轉(zhuǎn)動,角速度為,若線圈ab邊長為L1,ad邊長為

4、L2,在磁場外部(wib)分為 L2,則線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過45時的感應(yīng)電動勢的大小為_.從圖示位置開始轉(zhuǎn)過90的過程中,線圈中的平均感應(yīng)電流為_.(取sin37=0.6,cos37=0.8)共二十二頁7.如右圖所示,粗細(xì)均勻(jnyn)的電阻為r的金屬圓環(huán),放在圖示的勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,圓環(huán)直徑為l;長為l電阻為 的金屬棒ab放在圓環(huán)上,以v0向左運(yùn)動,當(dāng)ab棒運(yùn)動到圖示虛線位置時,金屬棒兩端的電勢差為( )A.0 B.Blv0C.Blv0/2 D.Blv0/3D共二十二頁8.(2009重慶高考)如圖所示為一種早期發(fā)電機(jī)原理示意圖,該發(fā)電機(jī)由固定的圓形線圈和一對用鐵芯連接的圓柱形磁鐵構(gòu)

5、成,兩磁極(cj)相對于線圈平面對稱.在磁極(cj)繞轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動過程中,磁極(cj)中心在線圈平面上的投影沿圓弧 運(yùn)動(O是線圈中心),則( )A.從X到O,電流由E經(jīng)G流向(li xin)F,先增大再減小B.從X到O,電流由F經(jīng)G流向E,先減小再增大C.從O到Y(jié),電流由F經(jīng)G流向E,先減小再增大D.從O到Y(jié),電流由E經(jīng)G流向F,先增大再減小D共二十二頁9.如右圖所示,PQRS為一正方形導(dǎo)線框,它以恒定速度向右進(jìn)入以MN為邊界的勻強(qiáng)磁場(cchng),磁場(cchng)方向垂直于線框平面,邊界MN與線框的邊成45角,EF分別為PS和PQ的中點.關(guān)于線框中的感應(yīng)電流,正確的說法是( )A.當(dāng)E

6、點經(jīng)過(jnggu)邊界MN時,線框中感應(yīng)電流最大B.當(dāng)P點經(jīng)過邊界MN時,線框中感應(yīng)電流最大C.當(dāng)F點經(jīng)過邊界MN時,線框中感應(yīng)電流最大D.當(dāng)Q點經(jīng)過邊界MN時,線框中感應(yīng)電流最大B共二十二頁10.一閉合線圈,放在隨時間均勻變化的磁場中,線圈平面和磁場方向垂直,若想使線圈中的感應(yīng)電流增強(qiáng)一倍,下述方法可行的是( )A.使線圈匝數(shù)增加一倍B.使線圈面積(min j)增加一倍C.使線圈匝數(shù)減少一半D.使磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率增大一倍D共二十二頁11:如右圖所示,半徑為r的金屬環(huán)繞通過其直徑的軸OO以角速度做勻速轉(zhuǎn)動,勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.從金屬環(huán)的平面與磁場方向重合時開始計時,則在轉(zhuǎn)過30的過程

7、(guchng)中,環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的平均值是多大?答案(d n):3Br2共二十二頁12：如圖所示，光滑的平行導(dǎo)軌P、Q相距L=1m，處在同一水平面中，導(dǎo)軌左端接有如圖所示的電路，其中水平放置的平行板電容器C兩極板間距離d=10mm，定值電阻R1=R3=8，R2=2，導(dǎo)軌電阻不計. 磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4T的勻強(qiáng)磁場豎直(sh zh)向下穿過導(dǎo)軌面.當(dāng)金屬棒ab沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動 (開關(guān)S斷開)時，電容器兩板之間質(zhì)量m=110-14kg、帶電量Q=-110-15C的微粒恰好靜止不動；當(dāng)S閉合時，微粒以加速度a=7m/s2向下做勻加速運(yùn)動，取g=10m/s2，求： (1)金屬棒ab運(yùn)動的速度

8、多大?電阻多大? (2)S閉合后，使金屬棒ab做勻速運(yùn)動的外力的功率多大?共二十二頁【解析】(1)帶電微粒在電容器兩極板間靜止時，受向上的電場力和向下的重力(zhngl)作用而平衡，則得到(d do):mg=求得電容器兩極板間的電壓 由于微粒帶負(fù)電，可知上極板電勢高. 由于S斷開，R1上無電流，R2、R3串聯(lián)部分兩端總電壓等于U1，電路中的感應(yīng)電流，即通過R2、R3的電流為:由閉合電路歐姆定律，ab切割磁感線運(yùn)動產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為 E=U1+Ir 其中r為ab金屬棒的電阻 當(dāng)閉合S后，帶電微粒向下做勻加速運(yùn)動，根據(jù)牛頓第二定律，有: mg-U2q/d=ma共二十二頁求得S閉合(b h)后電容器

9、兩極板間的電壓: 根據(jù)閉合電路歐姆定律有 將已知量代入求得E=1.2V，r=2 又因E=BLvv=E/(BL)=1.2/(0.41)m/s=3m/s 即金屬棒ab做勻速運(yùn)動的速度為3m/s，電阻r=2 (2)S閉合后，通過ab的電流(dinli)I2=0.15A，ab所受安培力F2=BI2L=0.410.15N=0.06Nab以速度v=3m/s做勻速運(yùn)動時，所受外力必與安培力F2大小相等、方向相反，即F=0.06N，方向向右(與v同向)，可見外力F的功率為: P=Fv=0.063W=0.18W這時電路中的感應(yīng)電流為: I2=U2/R2=0.3/2A=0.15A共二十二頁vrbca解：設(shè)金屬的電

10、阻率為，導(dǎo)線截面(jimin)為S，圓環(huán)電阻為R，畫出等效電路如圖示，則 R1=R/3 R2=2R/3 cb R1R2E r1R并= 2R/9 = 2/9 2r / S電動勢 E= Brv 內(nèi)阻 r 1= r/S13：如圖所示，用截面均勻的導(dǎo)線彎成一個半徑為r 的閉合圓環(huán)，將其垂直地置于磁感強(qiáng)度為B 的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向(fngxing)垂直紙面向里。用同樣規(guī)格的直導(dǎo)線取一段置于環(huán)上（二者金屬裸露相接），并以速度v 勻速地向右運(yùn)動，當(dāng)它運(yùn)動到bc 位置時（弧 bc=1/2弧 bac）求bc兩點的電勢差是多少？共二十二頁14：如圖，線圈內(nèi)有理想邊界(binji)的勻強(qiáng)磁場，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增加

11、時，有一帶電微粒靜止于水平放置的平行板電容器中間，若線圈的匝數(shù)為n ,線圈的總電阻為r,粒子的質(zhì)量為m，帶電量為q，線圈面積為s，平行板電容器兩板間的距離為d，與電容器并聯(lián)的電阻為R,求磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率。 共二十二頁15：定值電阻R，導(dǎo)體棒ab電阻r，水平光滑導(dǎo)軌間距(jin j) l ，勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，ab棒質(zhì)量為m，開始靜止，當(dāng)受到一個向右恒力F的作用，若ab向右運(yùn)動位移為x時，速度達(dá)到穩(wěn)定，這一過程中回路產(chǎn)生的焦耳熱為多少， ab 產(chǎn)生的焦耳熱又為多少？通過R的電荷量？（若在ab棒再并聯(lián)一電阻R1)FRabr共二十二頁 16： 如圖示：質(zhì)量為m 、邊長為a 的正方形金屬線框自某

12、一高度由靜止下落，依次經(jīng)過B1和B2兩勻強(qiáng)磁場區(qū)域，已知B1 =2B2，且B1 磁場的高度為2a,B2磁場的高度為a，線框在進(jìn)入B1的過程中做勻速運(yùn)動(yns yndng)，速度大小為v1 ，在B1中加速一段時間后又勻速進(jìn)入和穿出B2，進(jìn)入和穿出B2時的速度恒為v2，求： v1和v2之比在整個下落過程中產(chǎn)生的焦耳熱aaB2B1解：v2v1進(jìn)入(jnr)B1時 mg = B1 I1 a= B1 2 a2 v1 / R進(jìn)入B2時 I2 = (B1- B2) a v2 / Rmg = (B1- B2) I2 a = (B1- B2)2 a2 v2 / R v1 /v2 =(B1- B2)2 / B1

13、2 =1/4 由能量守恒定律 Q=3mga2、與能量知識的結(jié)合共二十二頁aaB2B1又解：v2v1v2進(jìn)入(jnr)B1時 mg = B1I1a = B12 a2 v1 / R出B2時 mg = B2I2 a = B22 a2 v2 / R v1 /v2 = B22 / B12 =1/4由能量(nngling)守恒定律 Q=3mga 共二十二頁17如圖，豎直放置的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距L，在M點和P點間接一個阻值為R的電阻，在兩導(dǎo)軌間 OO1O1O 矩形區(qū)域內(nèi)有垂直(chuzh)導(dǎo)軌平面向里、寬為d的勻強(qiáng)磁場，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，與磁場上邊邊界

14、相距d0現(xiàn)使ab棒由靜止開始釋放，棒ab在離開磁場前已經(jīng)做勻速直線運(yùn)動（棒ab與導(dǎo)軌始終保持良好的電接觸且下落過程中始終保持水平，導(dǎo)軌電阻不計),求：（1）棒ab在離開磁場下邊界時的速度;（2）棒ab在通過磁場區(qū)的過程中產(chǎn)生的焦耳熱；（3）試分析討論ab棒在磁場中可能出現(xiàn)的運(yùn)動情況RPMabd0dOBQNO1O1O共二十二頁 （1）設(shè)ab棒離開磁場邊界前做勻速運(yùn)動的速度(sd)為v，產(chǎn)生的電動勢為解：E = BLv電路(dinl)中電流對ab棒，由平衡條件得 mg=IBL解得(2) 由能量守恒定律：解得RPMabd0dOBQNO1O1O（3）三種 可能共二十二頁內(nèi)容摘要1.如右圖所示,一圓環(huán)與外切正方形線圈均由相同的有絕緣皮導(dǎo)線制成,并各自形成閉合電路,勻強(qiáng)磁場布滿整個方形線圈,當(dāng)磁場均勻變化時,線圈和圓環(huán)中的感應(yīng)電動勢之比為_。