(完整版)电磁感应综合练习题(基本题型,含答案)
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电磁感应综合练习题(基本题型)一、选择题: 1.下面说法正确的是( )A .自感电动势总是阻碍电路中原来电流增加B .自感电动势总是阻碍电路中原来电流变化C .电路中的电流越大,自感电动势越大D .电路中的电流变化量越大,自感电动势越大【答案】B2.如图9-1所示,M 1N 1与M 2N 2是位于同一水平面内的两条平行金属导轨,导轨间距为L 磁感应强度为B 的匀强磁场与导轨所 在平面垂直,ab 与ef 为两根金属杆,与导轨垂直且可在导轨上滑 动,金属杆ab 上有一伏特表,除伏特表外,其他部分电阻可以不计,则下列说法正确的是 ( ) A .若ab 固定ef 以速度v 滑动时,伏特表读数为BLvB .若ab 固定ef 以速度v 滑动时,ef 两点间电压为零C .当两杆以相同的速度v 同向滑动时,伏特表读数为零D .当两杆以相同的速度v 同向滑动时,伏特表读数为2BLv【答案】AC3.如图9-2所示,匀强磁场存在于虚线框内,矩形线圈竖直下落。
如果线圈中受到的磁场力总小于其重力,则它在1、2、3、4位置 时的加速度关系为 ( ) A .a 1>a 2>a 3>a 4 B .a 1 = a 2 = a 3 = a 4C .a 1 = a 2>a 3>a 4D .a 4 = a 2>a 3>a 1【答案】C4.如图9-3所示,通电螺线管两侧各悬挂一个小铜环,铜环平面与螺线管截面平行,当电键S 接通一瞬间,两铜环的运动情况是( ) A .同时向两侧推开 B .同时向螺线管靠拢C .一个被推开,一个被吸引,但因电源正负极未知,无法具体判断D .同时被推开或同时向螺线管靠拢,但因电源正负极未知,无法具体判断 【答案】 A图9-2图9-3图9-4图9-15.如图9-4所示,在U形金属架上串入一电容器,金属棒ab在金属架上无摩擦地以速度v向右运动一段距离后突然断开开关,并使ab停在金属架上,停止后,ab不再受外力作用。
《电磁感应》综合练习题1.如图所示,在光滑水平面上有一个竖直向上的匀强磁场,分布在宽度为l 的区域内。
现有一个边长为a 的正方形闭合导线框(a < l ),以初速度v 0垂直于磁场边界沿水平面向右滑过该磁场区域,滑出时的速度为v 。
下列说法中正确的是A.导线框完全进入磁场中时,速度大于(v 0+ v )/2B.导线框完全进入磁场中时,速度等于(v 0+ v )/2C.导线框完全进入磁场中时,速度小于(v 0+ v )/2D.以上三种都有可能2.如图所示,位于一水平面内的、两根平行的光滑金属导轨,处在匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨所在的平面,导轨的一端与一电阻相连;具有一定质量的金属杆ab 放在导轨上并与导轨垂直。
现用一平行于导轨的恒力F 拉ab ,使它由静止开始向右运动。
杆和导轨的电阻、感应电流产生的磁场均可不计。
用E 表示回路中的感应电动势,i 表示回路中的感应电流,在i 随时间增大的过程中,电阻消耗的功率 A.等于F 的功率 B.等于安培力的功率的绝对值 C.等于F 与安培力合力的功率 D.小于iE3.如图所示,两根足够长的固定平行金属光滑导轨位于同一水平面,导轨上横放着两根相同的导体棒ab 、cd 与导轨构成矩形回路。
导体棒的两端连接着处于压缩状态的两根轻质弹簧,两棒的中间用细线绑住,它们的电阻均为R ,回路上其余部分的电阻不计。
在导轨平面内两导轨间有一竖直向下的匀强磁场。
开始时,导体棒处于静止状态。
剪断细线后,导体棒在运动过程中 A.两根导体棒和导轨形成的回路中将产生持续的交变电流 B.两根导体棒所受安培力的方向总是相同的C.两根导体棒和弹簧构成的系统动量守恒,机械能守恒D.两根导体棒和弹簧构成的系统动量守恒,机械能不守恒4.两根相距为L 的足够长的金属直角导轨如图所示放置,它们各有一边在同一水平面内,另一边垂直于水平面。
质量均为m 的金属细杆ab 、cd 与导轨垂直接触形成闭合回路,杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ,导轨电阻不计,回路总电阻为2R 0。
电磁感应现象习题综合题附答案一、高中物理解题方法:电磁感应现象的两类情况1.如图所示,光滑的长平行金属导轨宽度d=50cm ,导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°,导轨上端电阻R=0.8Ω,其他电阻不计.导轨放在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=0.4T .金属棒ab 从上端由静止开始下滑,金属棒ab 的质量m=0.1kg .(sin37°=0.6,g=10m/s 2)(1)求导体棒下滑的最大速度;(2)求当速度达到5m/s 时导体棒的加速度;(3)若经过时间t ,导体棒下滑的垂直距离为s ,速度为v .若在同一时间内,电阻产生的热与一恒定电流I 0在该电阻上产生的热相同,求恒定电流I 0的表达式(各物理量全部用字母表示).【答案】(1)18.75m/s (2)a=4.4m/s 2(3222mgs mv Rt【解析】【分析】根据感应电动势大小与安培力大小表达式,结合闭合电路欧姆定律与受力平衡方程,即可求解;根据牛顿第二定律,由受力分析,列出方程,即可求解;根据能量守恒求解;解:(1)当物体达到平衡时,导体棒有最大速度,有:sin cos mg F θθ= , 根据安培力公式有: F BIL =, 根据欧姆定律有: cos E BLv I R Rθ==, 解得: 222sin 18.75cos mgR v B L θθ==; (2)由牛顿第二定律有:sin cos mg F ma θθ-= ,cos 1BLv I A Rθ==, 0.2F BIL N ==, 24.4/a m s =;(3)根据能量守恒有:22012mgs mv I Rt =+ , 解得: 202mgs mv I Rt -=2.如图甲所示,MN 、PQ 两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ = 30°角固定,M 、P 之间接电阻箱R ,导轨所在空间存在匀强磁场,磁场方向垂直于轨道平面向上,磁感应强度为B = 1T .质量为m 的金属杆ab 水平放置在轨道上,其接入电路的电阻值为r ,现从静止释放杆ab ,测得最大速度为v m .改变电阻箱的阻值R ,得到v m 与R 的关系如图乙所示.已知轨距为L = 2m ,重力加速度g 取l0m/s 2,轨道足够长且电阻不计.求:(1)杆ab 下滑过程中流过R 的感应电流的方向及R =0时最大感应电动势E 的大小; (2)金属杆的质量m 和阻值r ;(3)当R =4Ω时,求回路瞬时电功率每增加2W 的过程中合外力对杆做的功W . 【答案】(1)电流方向从M 流到P ,E =4V (2)m =0.8kg ,r =2Ω (3)W =1.2J 【解析】本题考查电磁感应中的单棒问题,涉及动生电动势、闭合电路欧姆定律、动能定理等知识.(1)由右手定则可得,流过R 的电流方向从M 流到P 据乙图可得,R=0时,最大速度为2m/s ,则E m = BLv = 4V (2)设最大速度为v ,杆切割磁感线产生的感应电动势 E = BLv 由闭合电路的欧姆定律EI R r=+ 杆达到最大速度时0mgsin BIL θ-= 得 2222sin sin B L mg mg v R r B Lθθ=+ 结合函数图像解得:m = 0.8kg 、r = 2Ω(3)由题意:由感应电动势E = BLv 和功率关系2E P R r =+得222B L V P R r=+则22222221B L V B L V P R r R r∆=-++ 再由动能定理22211122W mV mV =- 得22()1.22m R r W P J B L +=∆=3.图中装置在水平面内且处于竖直向下的匀强磁场中,足够长的光滑导轨固定不动。
电磁感应综合练习题1.磁悬浮列车是一种高速低耗的新型交通工具。
它的驱动系统简化为如下模型,固定在列车下端的动力绕组可视为一个矩形纯电阻金属框,电阻为R,金属框置于xOy平面内,长边MN长为l,平行于y轴,宽为d的NP边平行于x轴,如图1所示。
列车轨道沿Ox方向,轨道区域内存有垂直于金属框平面的磁场,磁感应强度B沿Ox方向按正弦规律分布,其空间周期为λ,最大值为B0,如图2所示,金属框同一长边上各处的磁感应强度相同,整个磁场以速度v0沿Ox方向匀速平移。
设在短暂时间内,MN、PQ边所在位置的磁感应强度随时间的变化能够忽略,并忽略一切阻力。
列车在驱动系统作用下沿Ox方向加速行驶,某时刻速度为v(v<v0)。
(1)简要叙述列车运行中获得驱动力的原理;(2)为使列车获得最大驱动力,写出MN、PQ边应处于磁场中的什么位置及λ与d之间应满足的关系式:(3)计算在满足第(2)问的条件下列车速度为v时驱动力的大小。
xB磁场区域1磁场区域2磁场区域3磁场区域4磁场区域5 BBB Bθd1d2d1d2d1d1d2d1B棒棒2.如图所示,间距为L的两条充足长的平行金属导轨与水平面的夹角为θ,导轨光滑且电阻忽略不计.场强为B的条形匀强磁场方向与导轨平面垂直,磁场区域的宽度为d1,间距为d2.两根质量均为m、有效电阻均为R的导体棒a和b放在导轨上,并与导轨垂直.(设重力加速度为g)(1)若a进入第2个磁场区域时,b以与a同样的速度进入第1个磁场区域,求b穿过第1个磁场区域过程中增加的动能△E k;(2)若a进入第2个磁场区域时,b恰好离开第1个磁场区域;此后a离开第2个磁场区域时,b又恰好进入第2个磁场区域.且a.b在任意一个磁场区域或无磁场区域的运动时间均相.求b穿过第2个磁场区域过程中,两导体棒产生的总焦耳热Q;(3)对于第(2)问所述的运动情况,求a穿出第k个磁场区域时的速率v。
3.如图所示,竖直平面内有一半径为r、内阻为R1、粗细均匀的光滑半圆形金属球,在M、N处与相距为2r、电阻不计的平行光滑金属轨道ME、NF相接,EF之间接有电阻R2,已知R1=12R,R2=4R。
初中电磁感应专题练习(含详细答案)
一、选择题
1. 一个导线在磁场中匀速向右移动,感应电动势的方向如何?
A. 由左向右
B. 由右向左
C. 没有感应电动势
D. 无法确定
答案:B
2. 带电粒子在磁场中匀速运动,运动轨迹如何?
A. 直线运动
B. 圆形运动
C. 抛物线运动
D. 双曲线运动
答案:B
二、计算题
1. 一个弯曲的导线长为10cm,导线中有一个电流I=2A,若在
导线处有一个磁感应强度为B=3T的磁场,求电动势的大小为多少?
解答:
$\mathcal{E}=Blv=\frac{1}{2}Blv=\frac{1}{2}Blsin\theta=\frac{1}{2} \times 3 \times 0.1 \times 2=\frac{3}{20}$V。
三、简答题
1. 什么是电磁感应?
电磁感应是指导体中的电子受到磁场的作用从而在导体两端产
生的电动势。
2. 什么是法拉第电磁感应定律?
法拉第电磁感应定律指出,当导体中的磁力线发生变化时,沿
着导体的任意闭合回路中就会产生感应电动势,其大小与磁通量的
变化率成正比,方向满足楞次定律。
3. 什么是楞次定律?
楞次定律指出,当导体内有感应电流时,该电流所发出的磁场的方向是这样的,即它所引起的磁通量的变化总是阻碍引起这种变化的原因。
4. 什么情况下会产生感应电流?
当导体在磁场中发生运动或被磁场线穿过而发生变化时,就会在导体中产生感应电流。
电磁感应中的各种题型一.电磁感应中的“双杆问题”电磁感应中“双杆问题”是学科内部综合的问题,涉及到电磁感应、安培力、牛顿运动定律和动量定理、动量守恒定律及能量守恒定律等1.“双杆”向相反方向做匀速运动:当两杆分别向相反方向运动时,相当于两个电池正向串联。
[例1] 两根相距d=0.20m的平行金属长导轨固定在同一水平面内,并处于竖直方向的匀强磁场中,磁场的磁感应强度B=0.2T,导轨上面横放着两条金属细杆,构成矩形回路,每条金属细杆的电阻为r=0.25Ω,回路中其余部分的电阻可不计。
已知两金属细杆在平行于导轨的拉力的作用下沿导轨朝相反方向匀速平移,速度大小都是v=5.0m/s,如图所示,不计导轨上的摩擦。
(1)求作用于每条金属细杆的拉力的大小。
(2)求两金属细杆在间距增加0.40m的滑动过程中共产生的热量。
2.“双杆”同向运动,但一杆加速另一杆减速:当两杆分别沿相同方向运动时,相当于两个电池反向串联。
[例2] 两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内,两导轨间的距离为L。
导轨上面横放着两根导体棒ab和cd,构成矩形回路,如图所示。
两根导体棒的质量皆为m,电阻皆为R,回路中其余部分的电阻可不计。
在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为B。
设两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行。
开始时,棒cd静止,棒ab有指向棒cd 的初速度v0。
若两导体棒在运动中始终不接触,求:(1)在运动中产生的焦耳热最多是多少。
(2)当ab棒的速度变为初速度的3/4时,cd棒的加速度是多少?3. “双杆”中两杆都做同方向上的加速运动。
:“双杆”中的一杆在外力作用下做加速运动,另一杆在安培力作用下做加速运动,最终两杆以同样加速度做匀加速直线运动。
[例3](2003年全国理综卷)如图所示,两根平行的金属导轨,固定在同一水平面上,磁感应强度B=0.50T的匀强磁场与导轨所在平面垂直,导轨的电阻很小,可忽略不计。
导轨间的距离l=0.20m。
电磁感应现象习题综合题含答案解析一、高中物理解题方法:电磁感应现象的两类情况1.如图,水平面(纸面)内同距为l 的平行金属导轨间接一电阻,质量为m 、长度为l 的金属杆置于导轨上,t =0时,金属杆在水平向右、大小为F 的恒定拉力作用下由静止开始运动.0t 时刻,金属杆进入磁感应强度大小为B 、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域,且在磁场中恰好能保持匀速运动.杆与导轨的电阻均忽略不计,两者始终保持垂直且接触良好,两者之间的动摩擦因数为μ.重力加速度大小为g .求(1)金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小; (2)电阻的阻值.【答案】0F E Blt g m μ⎛⎫=- ⎪⎝⎭ ; R =220B l t m【解析】 【分析】 【详解】(1)设金属杆进入磁场前的加速度大小为a ,由牛顿第二定律得:ma=F-μmg ① 设金属杆到达磁场左边界时的速度为v ,由运动学公式有:v =at 0 ②当金属杆以速度v 在磁场中运动时,由法拉第电磁感应定律,杆中的电动势为:E=Blv ③ 联立①②③式可得:0F E Blt g m μ⎛⎫=-⎪⎝⎭④ (2)设金属杆在磁场区域中匀速运动时,金属杆的电流为I ,根据欧姆定律:I=ER⑤ 式中R 为电阻的阻值.金属杆所受的安培力为:f BIl = ⑥ 因金属杆做匀速运动,由牛顿运动定律得:F –μmg–f=0 ⑦联立④⑤⑥⑦式得: R =220B l t m2.如图所示,两平行长直金属导轨(不计电阻)水平放置,间距为L ,有两根长度均为L 、电阻均为R 、质量均为m 的导体棒AB 、CD 平放在金属导轨上。
其中棒CD 通过绝缘细绳、定滑轮与质量也为m 的重物相连,重物放在水平地面上,开始时细绳伸直但无弹力,棒CD 与导轨间的动摩擦因数为μ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,忽略其他摩擦和其他阻力,导轨间有一方向竖直向下的匀强磁场1B ,磁场区域的边界满足曲线方程:sin(0y L x x L Lπ=≤≤,单位为)m 。
高中物理《电磁感应》练习题(附答案解析)学校:___________姓名:___________班级:___________一、单选题1.社会的进步离不开科学发现,每一步科学探索的过程倾注了科学家的才智和努力,以下关于科学家的贡献说法不正确的是()A.安培提出了分子电流假说,解释了磁现象B.奥斯特首先发现了电流的磁效应C.法拉第发现了电磁感应现象D.库仑测出了电子的电量2.如图甲所示,300匝的线圈两端A、B与一个理想电压表相连。
线圈内有指向纸内方向的匀强磁场,线圈中的磁通量在按图乙所示规律变化。
下列说法正确的是()A.A端应接电压表正接线柱,电压表的示数为150VB.A端应接电压表正接线柱,电压表的示数为50.0VC.B端应接电压表正接线柱,电压表的示数为150VD.B端应接电压表正接线柱,电压表的示数为50.0V3.如图所示,在匀强磁场中做各种运动的矩形线框,能产生感应电流的是()A.图甲中矩形线框向右加速运动B.图乙中矩形线框匀速转动C.图丙中矩形线框向右加速运动D.图丁中矩形线框斜向上运动4.下列物理学史材料中,描述正确的是()A.卡文迪什通过扭秤实验测量出静电引力常量的数值B.为了增强奥斯特的电流磁效应实验效果,应该在静止的小磁针上方通以自西向东的电流C.法拉第提出了“电场”的概念,并制造出第一台电动机D.库仑通过与万有引力类比,在实验的基础上验证得出库仑定律5.如图所示,将一个闭合铝框放在蹄形磁铁的两个磁极之间,铝框可以绕竖直轴OO'自由转动,蹄形磁铁在手摇的控制下可以绕竖直轴OO'转动。
初始时,铝框和蹄形磁铁均是静止的。
现通过不断手摇使蹄形磁铁转动起来,下列关于闭合铝框的说法正确的是()A.铝框仍保持静止B.铝框将跟随磁极同向转动且一样快C.铝框将跟随磁极同向转动,转速比磁铁小D.铝框将朝着磁极反向转动,转速比磁铁小6.如图所示,a、b是用同种规格的铜丝做成的两个同心圆环,两环半径之比为2:3,其中仅在a环所围成区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场。
高中物理电磁感应基础练习题(含答案)一、单选题1.如图所示,导体ab是金属线框的一个可动边,ab边长L=0.4m,磁场的磁感应强度B=0.1T,当ab边以速度v=5m/s向右匀速移动时,下列判断正确的是()A.感应电流的方向由a到b,感应电动势的大小为0.2VB.感应电流的方向由a到b,感应电动势的大小为0.4VC.感应电流的方向由b到a,感应电动势的大小为0.2VD.感应电流的方向由b到a,感应电动势的大小为0.4V2.某同学用粗细均匀的金属丝弯成如图所示的图形,两个正方形的边长均为L,A、B t∆223.如图所示,在水平桌面上有一金属圆环,在它圆心正上方有一条形磁铁(极性不明),当条形磁铁下落时,可以判定()A.环中将产生俯视顺时针的感应电流B.环对桌面的压力将增大C.环有面积增大的趋势D.磁铁将受到竖直向下的电磁作用力4.如图所示,闭合线圈abcd 在磁场中运动到如图所示位置时,bc 边的电流方向由b →c ,此线圈的运动情况是( )A .向右进入磁场B .向左移出磁场C .向上移动D .向下移动5.如图所示,通电导线旁边同一平面有矩形线圈abcd ,则( )A .当线圈向导线靠近时,其中感应电流方向是a →b →c →dB .若线圈竖直向下平动,有感应电流产生C .若线圈向右平动,其中感应电流方向是a →b →c →dD .当线圈以导线边为轴转动时,其中感应电流方向是a →b →c →d6.如图所示,在磁感应强度大小为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场中,长为L 的金属杆MN 在平行金属导轨上以速度v 向右匀速滑动。
金属导轨电阻不计,金属杆与导轨的夹角为θ,电阻为2R ,ab 间电阻为R ,M 、N 两点间电势差为U ,则M 、N 两点电势BLv7.如图所示,先后以速度1v 和2v 匀速把一矩形线圈水平拉出有界匀强磁场区域,122v v =,则在先后两种情况下( )A .线圈中的感应电动势之比为21:1:2E E =B .线圈中的感应电流之比为12:1:2I I =C .线圈中产生的焦耳热之比12:2:1Q Q =D .通过线圈某截面的电荷量之比122:1q q =:8.粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中,磁场方向垂直于线框平面,其边界与正方形线框的边平行。
新编《电磁感应》精选练习题(含答案)1、选择题:1.正确答案为(D)。
2.正确答案为(D)。
3.正确答案为(B)。
4.正确答案为(B)。
5.正确答案为(A)。
6.正确答案为(D)。
7.正确答案为(A)。
2、文章改写:本文是一篇电磁感应单元测试题。
在选择题部分,需要根据题目要求选择正确答案。
其中包括关于线圈中磁通量变化、自感现象、金属棒的旋转、匀强磁场中的固定金属框架和导体棒等问题。
在每个问题中,需要根据问题描述和图示来判断正确答案。
对于第一题,正确答案是(D),即线圈中磁通量变化越快,线圈中产生的感应电动势越大。
第二题的正确答案是(D),即对于同一线圈,当电流变化较快时,线圈中的自感电动势电较大。
第三题的正确答案是(B),即金属棒内电场强度等于零。
第四题的正确答案是(B),即在导体棒ef还未脱离框架前,电路中的磁通量保持不变。
第五题的正确答案是(A),即刚一闭合S2,A灯就立即亮,而B灯则延迟一段时间才亮。
第六题的正确答案是(D),即无法判断线圈中的感应电流方向,也无法判断线圈所受磁场力的方向。
最后一题的正确答案是(A),即在拉出正方形多匝线圈的过程中,拉力做功的功率与线圈匝数成正比。
本文需要读者根据问题描述和图示来判断正确答案。
在文章改写时,需要修正问题描述和图示的格式错误,同时删除明显有问题的段落,并进行小幅度的改写。
和L2同时达到最亮,断开时同时灭D.接通时L1和L2都不亮,断开时也都不灭8、在斜面上,金属棒沿着导轨匀速上滑,且上升一定高度。
根据能量守恒定律,作用于金属棒上的各力的合力所做的功等于mgh与电阻R上发出的焦耳热之和。
其中,作用于金属棒上的合力包括恒力F和安培力的合力。
9、一电子以初速度v沿金属板平行方向飞入XXX极板间,若突然发现电子向M板偏转,则可能是电键S由闭合到断开瞬间。
10、磁带录音机既可用作录音,也可用作放音。
其主要的部件为可匀速行进的磁带和绕有线圈的磁头。
不论是录音或放音过程,磁带或磁隙软铁会存在磁化现象。
电磁感应题型专题一、电磁感应中的电路问题1.如图9-3-1所示,在磁感应强度为0.2 T的匀强磁场中,有一长为0.5 m、电阻为1.0 Ω的导体AB在金属框架上以10 m/s的速度向右滑动,R1=R2=2.0 Ω,其他电阻不计,求流过导体AB的电流I.2、如图9-3-7(a)所示,水平放置的两根平行金属导轨,间距L=0.3 m.导轨左端连接R=0.6 Ω的电阻.区域abcd内存在垂直于导轨平面的B=0.6 T的匀强磁场,磁场区域宽D=0.2 m.细金属棒A1和A2用长为2D=0.4 m的轻质绝缘杆连接,放置在导轨平面上,并与导轨垂直,每根金属棒在导轨间的电阻均为r=0.3 Ω,导轨电阻不计,使金属棒以恒定速度v=1.0 m/s沿导轨向右穿越磁场,计算从金属棒A1进入磁场(t=0)到A2离开磁场的时间内,不同时间段通过电阻R的电流大小,并在图(b)中画出.二、电磁感应中的动力学问题2.在匀强磁场中,磁场垂直于纸面向里,竖直放置的导轨宽0.5 m,导轨中接有电阻为0.2 Ω、额定 功率为5 W的小灯泡,如图9- 3-2所示.一质量为50 g的金属棒可沿导轨无摩擦下滑(导轨与棒接触良好,导轨和棒的电阻不计),若棒的速度达到稳定后,小灯泡正 常发光.求:(g取10 m/s2)(1)匀强磁场的磁感应强度;(2)此时棒的速度.4、如右图所示,两根平行金属导端点P、Q用电阻可忽略的导线相连,两导轨间的距离l=0.20 m.有随时间变化的匀强磁场垂直于桌面,已知磁感应强度B与时间t的关系为B=kt,比例系数k=0.020 T/s.一电阻不计的金属杆可在导轨上无摩擦地滑动,在滑动过程中保持与导轨垂直.在t=0时刻,轨固定在水平桌面上,每根导轨每m的电阻为r0=0.10Ω/m,导轨的金属杆紧靠在P、Q端,在外力作用下,杆恒定的加速度从静止开始向导轨的另一端滑动,求在t=6.0 s时金属杆所受的安培力.5、(10分)如图9-3-9甲所示,一对平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道间距l=0.20 m,电阻R=1.0 Ω;有一导体杆静止地放在轨道上,与两轨道垂直,杆及轨道的电阻皆可忽略不计,整个装置处于磁感应强度B=0.50 T的匀强磁场中,磁场方向垂直轨道面向下.现用一外力F沿轨道方向拉杆,使之做匀加速运动,测得力F与时间t的关系如图乙所示.求杆的质量m和加速度a.三、电磁感应中的能量问题6.(2009·天津高考)如图9-3-3所示, 竖直放置的两根平行金属导轨之间 接有定值电阻R,质量不能忽略的 金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦,棒与导轨的电阻 均不计,整个装置放在匀强磁场中, 磁场方向与导轨平面垂直,棒在竖直向上的恒力F作用下加速上升的一段时间内,力F做的功与安培力做的功的代数和等于 ( )A.棒的机械能增加量 B.棒的动能增加量C.棒的重力势能增加量 D.电阻R上放出的热量7、如图 16-7-2所示,正方形线圈abcd 边长L=0.20m,质量m=0.10kg ,电阻R=0.1Ω,砝码质量M= 0.14kg ,匀强磁场B=0.50T.当M 从某一位置下降,线圈上升到ab 边进入匀强磁场时开始匀速运动,直到线圈全部进入磁场.问线圈运动过程中产生的热量多大?(g=10m/s 2)8、如图9-3-8所示,固定的水平光滑金属导轨,间距为L ,左端接有阻值为R 的电阻,处在方向竖直、磁感应强度为B 的匀强磁场中,质量为m 的导体棒与固定弹簧相连,放在导轨上,导轨与导体棒的电阻均可忽略.初始时刻,弹簧恰处于自然长度,导体棒具有水平向右的初速度v 0.在沿导轨往复运动的过程中,导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触. (1)求初始时刻导体棒受到的安培力.(2)若导体棒从初始时刻到速度第一次为零时,弹簧的弹性势能为E p ,则这一过程中安培力所做的功W 1和电阻R 上产生的焦耳热Q 1分别为多少?(3)导体棒往复运动,最终将静止于何处?从导体棒开始运动到最终静止的过程中,电阻R 上产生的焦耳热Q 为多少?四、电磁感应中的图象问题9.单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动,穿过线圈的磁通 量Φ随时间t 变化的关系如 图9-3-4所示,则( )A .在t =0时刻,线圈中磁通量最大,感应电动势也最大B .在t =1×10-2 s 时刻,感应电动势最大C .在t =2×10-2 s 时刻,感应电动势为零D .在0~2×10-2 s 时间内,线圈中感应电动势的平均值为零图16-7-210、如图9-3-5甲所示,矩形导线框abcd 固定在匀强磁场中,磁感线的方向与导线框所在平面垂直.规定磁场的正方向垂直于纸面向里,磁感应强度B 随时间变化的规律如图9-3-5乙所示,若规定顺时针方向为感应电流i 的正方向,图9-3-6所示的i -t 图中正确的是( )五、电磁感应现象中的线框问题11、 如图4所示,匀强磁场的方向垂直纸面向外,而且有理想的边界,用力将长为b ,宽为a 的矩的矩形线形线形线框匀框匀框匀速拉速拉速拉出出匀强磁匀强磁场,场,场,以下以下以下关于关于关于拉力拉力拉力做功做功做功的说法正确的是(的说法正确的是()A .拉线圈的速度越大,拉力做功越多B .线圈边长a 越大,拉力做功越多C .线圈的电阻越大,拉力做功越多D .磁感应强度增大,拉力做功越多12、磁感应强度为B 的匀强磁场仅存在于边长为3L 的正方形范围内,有一个电阻为R 、边长为L 的正方形导线框abcd ,沿垂直于磁感线方向,以速度v 匀速通过磁场,如图所示,从ab 边进入磁场算起,求:边进入磁场算起,求:(1)画出穿过线框的磁通量随时间变化的图线。
电磁感应基础知识试题题库(有答案)一、选择题1.下列与电磁感应有关的四幅图中说法正确的是()A.甲图,变化的磁场激发出感生电场,自由电荷在感生电场的作用下定向移动,从而形成感应电流B.乙图,磁块在没有裂缝的铝管中由静止开始下落做的是自由落体运动C.丙图,是麦克斯韦验证了电磁波存在的实验装置D.丁图,断开开关的瞬间,因原线圈中没有电流,所以副线圈中也没有电流【答案】A【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件;涡流、电磁阻尼、电磁驱动;电磁场与电磁波的产生;电磁感应现象中的感生电场2.如图所示,A、B两闭合线圈用同样的导线绕成,A有10匝,B有20匝,两线圈半径之比为2∶1。
均匀磁场只分布在B线圈内,当磁场随时间均匀增强时()A.A中无感应电流B.B中无感应电流C.A中磁通量总是等于B中磁通量D.A中磁通量总是大于B中磁通量【答案】C【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件;磁通量3.如图所示,闭合线圈平面与条形磁铁的轴线垂直,现保持条形磁铁不动,使线圈由A位置沿轴线移动到B位置。
在此过程中()A.穿过线圈的磁通量将增大,线圈中有感应电流B.穿过线圈的磁通量将减小,线圈中有感应电流C.穿过线圈的磁通量先减小,后增大,线圈中无感应电流D.穿过线圈的磁通量先增大,后减小,线圈中无感应电流【答案】B【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件4.关于电磁场和电磁波,下列说法正确的是()A.麦克斯韦首先预言了电磁波的存在并通过实验进行了证实B.变化的电场周围一定产生变化的磁场,变化的磁场周围也一定产生变化的电场C.电磁波波长越长,其能量子的能量越小D.闭合导线的一部分在磁场中运动一定会产生感应电流【答案】C【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件;电磁场与电磁波的产生5.如图所示,OO′是矩形导线框abcd的对称轴,线框左半部分处于垂直纸面向外的匀强磁场中。
下列说法正确的是()A.将线框abcd向右匀减速平移,线框中产生的感应电流方向为abcdaB.将线框abcd向纸面外平移,线框中产生的感应电流方向为abcdaC.将线框abcd以ad为轴向外转动60°,线框中产生的感应电流方向为adcbaD.将线框abcd以OO′为轴ad向里转动,线框中产生的感应电流方向为adcba【答案】D【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件;楞次定律【解析】【解答】A.根据楞次定律可知,线框中产生的感应电流方向为adcba,故A错误;B.穿过线圈的磁通量保持不变,线框中不会产生感应电流,故B错误;C.穿过线圈的磁通量保持不变,线框中不会产生感应电流,故C错误;D.将线框abcd以OO′为轴ad向里转动,穿过线圈的磁通量向外减小,根据楞次定律可知,线框中产生的感应电流方向为adcba,故D正确。
《电磁感应》练习题高二级_______班姓名______________ _______________号1.B 2. A 3. A4.B 5. BCD6.CD7. D8. C一.选择题1.下面说法正确的是()A.自感电动势总是阻碍电路中原来电流增加B.自感电动势总是阻碍电路中原来电流变化. C.电路中的电流越大,自感电动势越大D.电路中的电流变化量越大,自感电动势越大2. 如图所示,一个矩形线圈与通有相同大小电流的平行直导线在同一平面,而且处在两导线的中央,则( A )A.两电流方向相同时,穿过线圈的磁通量为零B.两电流方向相反时,穿过线圈的磁通量为零C.两电流同向和反向时,穿过线圈的磁通量大小相等D.因两电流产生的磁场不均匀,因此不能判断穿过线圈的磁通量是否为零3. 一矩形线圈在匀强磁场中向右做加速运动如图所示, 设磁场足够大, 下面说法正确的是( A )A. 线圈中无感应电流, 有感应电动势B .线圈中有感应电流, 也有感应电动势C. 线圈中无感应电流, 无感应电动势D. 无法判断4.如图所示,AB为固定的通电直导线,闭合导线框P与AB在同一平面内。
当P远离AB做匀速运动时,它受到AB的作用力为( B )A.零B.引力,且逐步变小C.引力,且大小不变D.斥力,且逐步变小5. 长0.1m的直导线在B=1T的匀强磁场中,以10m/s的速度运动,导线中产生的感应电动势:( )A.一定是1V B.可能是0.5V C.可能为零D.最大值为1V6.如图所示,在一根软铁棒上绕有一个线圈,a、b是线圈的两端,a、b分别与平行导轨M、N相连,有匀强磁场与导轨面垂直,一根导体棒横放在两导轨上,要使a点的电势均比b点的电势高,则导体棒在两根平行的导轨上应该(BCD )A.向左加速滑动B.向左减速滑动C.向右加速滑动D.向右减速滑动7.关于感应电动势,下列说法正确的是()A.穿过闭合电路的磁感强度越大,感应电动势就越大B.穿过闭合电路的磁通量越大,感应电动势就越大C.穿过闭合电路的磁通量的变化量越大,其感应电动势就越大D.穿过闭合电路的磁通量变化的越快,其感应电动势就越大4题5题8.恒定的匀强磁场中有一圆形的闭合导体线圈,线圈平面垂直于磁场方向,要使线圈中能产生感应电流,线圈在磁场中应做 ( ) A .线圈沿自身所在的平面做匀速运动 B .线圈沿自身所在的平面做匀加速运动 C .线圈绕任意一条直径转动 D .线圈沿磁场方向平动9.将一磁铁缓慢或迅速地插到闭和线圈中的同一位置,两次发生变化的物理量不同的是( )A 、磁通量的变化量B 、磁通量的变化率C 、感应电流的电流强度D 、消耗的机械功率10.如图所示,一长直导线在纸面内,导线一侧有一矩形线圈,且线圈一边M 与通电导线平行,要使线圈中产生感应电流,下列方法可行的是( ) A 、保持M 边与导线平行线圈向左移动 B 、保持M 边与导线平行线圈向右移动C 、线圈不动,导线中电流减弱D 、线圈不动,导线中电流增强E 、线圈绕M 边转动 F11. 如图所示,将一线圈放在一匀强磁场中,线圈平面平行于磁感线,则线圈中有感应电流产生的是( )A 、当线圈做平行于磁感线的运动B 、当线圈做垂直于磁感线的平行运动C 、当线圈绕M 边转动D 、当线圈绕N 边转动12.如图所示,虚线所围的区域内有一匀强磁场,闭和线圈从静止开始运动,此时如果使磁场对线圈下边的磁场力方向向下,那么线圈应( ) A 、向右平动 B 、向左平动 C 、以M 边为轴转动D 、以上都不对13.竖直放置的金属框架处于水平的匀强磁场中,如图所示,一长直金属棒AB 可沿框自由运动,当AB 由静止开始下滑一段时间后合上S ,则AB 将做( )A 、 匀速运动B 、加速运动C 、减速运动D 、无法判定14.如图所示,边长为h 的矩形线框从初始位置由静止开始下落,进入一水平的匀强磁场,且磁场方向与线框平面垂直。
《电磁感应》基础练习精选1、发电的基本原理是电磁感应。
发现电磁感应现象的科学家是()A.安培 B.赫兹C.法拉第 D.麦克斯韦2、发现电流磁效应现象的科学家是___________,发现通电导线在磁场中受力规律的科学家是__________,发现电磁感应现象的科学家是___________,发现电荷间相互作用力规律的的科学家是___________。
3、下列现象中属于电磁感应现象的是()A.磁场对电流产生力的作用B.变化的磁场使闭合电路中产生电流C.插在通电螺线管中的软铁棒被磁化D.电流周围产生磁场4.根据楞次定律知感应电流的磁场一定是()A.阻碍引起感应电流的磁通量B.与引起感应电流的磁场反向C.阻碍引起感应电流的磁通量的变化D.与引起感应电流的磁场方向相同5.如图所示,通电导线旁边同一平面有矩形线圈abcd.则()A.若线圈向右平动,其中感应电流方向是a→b→c→dB.若线圈竖直向下平动,无感应电流产生C.当线圈以ab边为轴转动时,其中感应电流方向是a→b→c→dD.当线圈向导线靠近时,其中感应电流方向是a→b→c→d6.如图所示,一水平放置的矩形闭合线框abcd,在细长磁铁的N极附近竖直下落,保持bc边在纸外,ad边在纸内,如图中的位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ,位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ,在这个过程中,线圈中感应电流()A.沿abcd流动B.沿dcba流动C.由Ⅰ到Ⅱ是沿abcd流动,由Ⅱ到Ⅲ是沿dcba流动D.由Ⅰ到Ⅱ是沿dcba流动,由Ⅱ到Ⅲ是沿abcd流动7.如图所示,两个相同的铝环套在一根光滑杆上,将一条形磁铁向左插入铝环的过程中两环的运动情况是()A.同时向左运动,间距增大B.同时向左运动,间距不变C.同时向左运动,间距变小D.同时向右运动,间距增大8.如图所示,匀强磁场垂直于圆形线圈指向纸里, a、b、c、d为圆形线圈上等距离的四点,现用外力作用在上述四点,将线圈拉成正方形.设线圈导线不可伸长,且线圈仍处于原先所在的平面内,则在线圈发生形变的过程中()A.线圈中将产生abcd方向的感应电流B.线圈中将产生adcb方向的感应电流C.线圈中产生感应电流的方向先是abcd,后是adcbD.线圈中无感应电流产生9.如图所示,一平面线圈用细杆悬于P点,开始时细杆处于水平位置,释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动.已知线圈平面始终与纸面垂直,当线圈第一次通过位置Ⅰ和位置Ⅱ时,顺着磁场方向看去,线圈中感应电流的方向分别为()A.逆时针方向,逆时针方向B.逆时针方向,顺时针方向C.顺时针方向,顺时针方向D.顺时针方向,逆时针方向10、法拉第电磁感应定律可以这样表述:闭合电路中感应电动势的大小()A.跟穿过这一闭合电路的磁通量成正比B.跟穿过这一闭合电路的磁感应强度成正比C.跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化率成正比D.跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化量成正比11.一个矩形线圈,在匀强磁场中绕一个固定轴做匀速运动,当线圈处于如图所示位置时,此线圈()A.磁通量最大,磁通量变化率最大,感应电动势最小B.磁通量最大,磁通量变化率最大,感应电动势最大C.磁通量最小,磁通量变化率最大,感应电动势最大D.磁通量最小,磁通量变化率最小,感应电动势最小12.如图所示,C是一只电容器,先用外力使金属杆ab贴着水平平行金属导轨在匀强磁场中沿垂直磁场方向运动,到有一定速度时突然撤销外力.不计摩擦,则ab以后的运动情况可能是A.减速运动到停止B.来回往复运动C.匀速运动D.加速运动13、如图所示,一个闭合电路静止于磁场中,由于磁场强弱的变化,而使电路中产生了感应电动势,下列说法中正确的是()磁场变强A.磁场变化时,会在在空间中激发一种电场B.使电荷定向移动形成电流的力是磁场力C.使电荷定向移动形成电流的力是电场力D.以上说法都不对14.穿过一个电阻为l Ω的单匝闭合线圈的磁通量始终是每秒钟均匀地减少2 Wb,则()A.线圈中的感应电动势一定是每秒减少2 VB.线圈中的感应电动势一定是2 VC.线圈中的感应电流一定是每秒减少2 AD.线圈中的感应电流一定是2 A15.如图所示,面积为0.2 m2的100匝线圈处在匀强磁场中,磁场方问垂直于线圈平面,已知磁感应强度随时间变化的规律为B=(2+0.2t)T,定值电阻R1=6Ω,线圈电阻R2=4Ω,求:(1)磁通量变化率,回路的感应电动势;(2)a、b两点间电压U ab16如图所示,电路甲、乙中,电阻R和自感线圈L的电阻值都很小,接通S,使电路达到稳定,灯泡D发光。
电磁感应一、选择题(本题共10小题,每小题4分,在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求的,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)1.(2016届郑州联考)在电磁学发展过程中,许多科学家做出了贡献.下列说法正确的是()A.安培发现了电流磁效应;法拉第发现了电磁感应现象B.麦克斯韦预言了电磁波;楞次用实验证实了电磁波的存在C.库仑提出了电场线;密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值D.感应电流遵从楞次定律所描述的方向,这是能量守恒定律的必然结果解析:奥斯特发现了电流磁效应,法拉第发现了电磁感应现象,A选项错误;麦克斯韦预言了电磁波,赫兹用实验证实了电磁波的存在,B选项错误;法拉第提出了电场线,C选项错误;楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象中的具体体现,D选项正确.答案:D2.(2016届浦东新区一模)如图所示,一根条形磁铁自左向右穿过一个闭合线圈,则流过灵敏电流计的感应电流方向是()A.先向左,再向右 B.先向右,再向左C.始终向右 D.始终向左解析:条形磁铁从左向右进入螺线管的过程中,闭合线圈向左的磁通量增加,根据楞次定律可知,感应电流的磁场向右,根据安培定则可知,感应电流从右向左通过电流计.磁铁从左向右离开螺线管的过程中,闭合线圈向左的磁通量减少,根据楞次定律可知,感应电流的磁场向左,根据安培定则可知,感应电流从左向右通过电流计,A选项正确.答案:A3.(2016届温州十校联考)等腰直角三角形OPQ区域内存在匀强磁场.另有一等腰直角三角形导线框ABC以恒定的速度沿如图所示方向穿过磁场.关于线框中的感应电流,以下说法中正确的是()A.开始进入磁场时感应电流沿顺时针方向B.开始进入磁场时感应电流一定最大C.开始穿出磁场时感应电流一定最大D.开始穿出磁场时感应电流一定最小解析:导线框开始进入磁场时,根据楞次定律可知,闭合回路向下的磁通量增加,感应电流方向沿逆时针方向,A选项错误;根据导体切割磁感线可知,E=BLv,导线框刚进入磁场时有效切割长度最大,产生的感应电动势最大,感应电流最大,B选项正确;由于不知道两个三角形边长关系,故无法判断开始穿出磁场时有效切割长度的变化情况,C、D选项错误.答案:B4.(2016届南京模拟)有7个完全相同的金属框,表面涂有绝缘层.如图所示,A是一个框,B是两个框并列捆在一起,C是两个框上下叠放捆在一起,D是两个框前后叠放捆在一起.将他们同时从同一高度由静止释放,穿过水平向里的匀强磁场,最后落到水平地面.关于金属框的运动,以下说法正确的是()A.D最先落地 B.C最后落地C.A、B、D同时落地 D.B最后落地解析:设每一个金属框的质量为m,边长为L,电阻值为R,刚刚进入磁场时的速度为v,A图中,感应电动势为E=BLv,感应电流为I=,安培力为F=BIL=,根据牛顿第二定律得,aA==g-;同理,B图中,安培力为2F=,aB==g-;C图中,安培力为是F=,aC==g-; D图中,安培力为2F=,aD==g-;A、B、D三个金属框在进入磁场的过程中的加速度相等,运动的情况是完全相同的,同时落地,C选项正确.答案:C5.(多选)(2016届广东省阳江市高三期中)矩形线圈abcd,长ab=20 cm 宽bc=10 cm,匝数n=200匝,线圈回路总电阻R=5 Ω,整个线圈平面内均有垂直于线圈平面的匀强磁场穿过.若匀强磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图所示,则()A.线圈回路中感应电动势随时间均匀变化B.线圈回路中产生的感应电流为0.4 AC.当t=0.3 s时,线圈的ab边所受的安培力大小为0.016 ND.在1 min内线圈回路产生的焦耳热为48 J解析:根据法拉第电磁感应定律可知,E=n=n·S=2 V,感应电动势恒定不变,A选项错误;根据欧姆定律得,I==0.4 A,B选项正确;分析图象可知,t=0.3 s时,磁感应强度B=0.2 T,安培力为F=nBIL=3.2 N,C选项错误;1 min内线圈回路产生的焦耳热为Q=I2Rt=48 J,D选项正确.答案:BD6.(多选)(2016届赣南州三校联考)如图所示,竖直光滑导轨上端接入一定值电阻R,C1和C2是半径都为a的两圆形磁场区域,其区域内的磁场方向都垂直于导轨平面向外,区域C1中磁场的磁感强度随时间按B1=b+kt(k>0)变化,C2中磁场的磁感强度恒为B2,一质量为m、电阻为r、长度为L的金属杆AB穿过区域C2的圆心C2垂直地跨放在两导轨上,且与导轨接触良好,并恰能保持静止.则()A.通过金属杆的电流大小为B.通过金属杆的电流方向为从B到AC.定值电阻的阻值为R=-rD.整个电路中产生的热功率P=解析:金属杆处于平衡状态,mg=B2I·2a,解得I=,A选项错误;安培力竖直向上,根据左手定则可知,电流方向从B到A,B选项正确;根据法拉第电磁感应定律得,E==·πa2=kπa2,根据闭合电路欧姆定律得,R=-r,C选项正确;整个电路中产生的热功率P=IE=,D选项正确.答案:BCD7.(2016届河北“五个一联盟”质检 )如图,闭合铜环由高处从静止开始下落,穿过一根竖直悬挂的条形磁铁,铜环的中心轴线与条形磁铁的中轴线始终保持重合.若取磁铁中心O为坐标原点,建立竖直向下为正方向的x轴,则下图中最能正确反映环中感应电流i随环心位置坐标x变化的关系图象是()解析:闭合铜环穿过磁铁的过程中,环中磁通量变化不均匀,产生的感应电流不是线性变化,A选项错误;铜环在下落过程中,下落到磁铁顶端的速度小于底端的速度,故铜环下落到磁铁顶端产生的感应电流小于底端的感应电流,C选项错误;根据楞次定律可知,圆环靠近磁体的过程中向上的磁通量最大,而离开磁体的过程中向上的磁通量减小,磁通量的变化相反,感应电流的方向相反,D选项错误,B选项正确.答案:B8.(多选)(2016届长宁区一模)如图所示,有五根完全相同的金属杆,其中四根连在一起构成正方形闭合框架,固定在绝缘水平桌面上,另一根金属杆ab搁在其上且始终接触良好.匀强磁场垂直穿过桌面,不计ab杆与框架的摩擦,当ab杆在外力F作用下匀速沿框架从最左端向最右端运动过程中()A.外力F先减小后增大B.桌面对框架的水平作用力保持不变C.ab杆的发热功率先减小后增大D.正方形框架的发热功率总是小于ab杆的发热功率解析:ab杆匀速切割磁感线,产生恒定的感应电动势,闭合框架的左右部分并联,当ab杆运动到中央位置时,外电阻最大,根据欧姆定律可知,此时感应电流最小,故感应电流先减小再增大,外力和安培力平衡,故外力先减小再增大,A选项正确;电流流过框架,框架受到安培力作用,水平作用力和安培力平衡,安培力先减小再增大,故水平作用力先减小再增大,B选项错误;ab杆的发热功率Pr=I2r,先减小后增大,C选项正确;当ab在框架的中央时,内、外电阻相等,正方形框架的发热功率等于ab杆的发热功率,D选项错误.答案:AC9.(2016届河北联考)如图所示,在平面直角坐标系的第一象限分布着非匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,沿y轴方向磁场分布是不变的,沿x轴方向磁感应强度与x满足关系B=kx,其中k是一恒定的正数,正方形线框ADCB边长为a,A处有一极小开口AE,由粗细均匀的同种规格导线制成,整个线框放在磁场中,且AD边与y轴平行,AD边与y轴距离为a,线框AE两点与一电源相连,稳定时流入线框的电流为I,关于线框受到的安培力情况,下列说法正确的是()A.整个线框受到的合力方向与BD连线垂直B.整个线框沿y轴方向所受合力为0C.整个线框在x轴方向所受合力为ka2I,沿x轴正向D.整个线框在x轴方向所受合力为ka2I,沿x轴正向解析:分析题意可知,AD边所在位置的磁感应强度B1=ka,AD边受到的安培力大小为FAD=B1IL=ka2I,根据左手定则知,方向沿x轴负方向;BC边所在位置的磁感应强度B2=2ka,BC边受到的安培力大小为FBC=B2IL=2ka2I,根据左手定则知,方向沿x轴正方向;沿y轴方向磁场分布是不变的,故AB和CD边受到的安培力等大反向,相互抵消,整个线框受到的合力为FBC-FAD=ka2I,方向沿x轴正方向,B选项正确.答案:B10.(2016届本溪市二模)如图所示,灯泡A、B与固定电阻的阻值均为R,L是带铁芯的理想线圈,电源的内阻不计.开关S1、S2均闭合且电路达到稳定.已知电路中的各种元件均在安全范围之内.下列判断中正确的是()A.灯泡A中有电流通过,方向为a→bB.将S1断开的瞬间,灯泡A、B同时熄灭C.将S1断开的瞬间,通过灯泡A的电流最大值要比原来通过灯泡B的电流大D.将S2断开,电路达到稳定,灯泡A、B的亮度相同解析:理想线圈的电阻为零,电路稳定后,灯泡A被短路,没有电流流过,A选项错误;将S1断开的瞬间,线圈L发生自感现象,相当于电源,电流流过灯泡A,灯泡B被短路,B选项错误;根据自感现象的规律可知,流过L的电流是流过灯泡B与电阻R上电流之和,故通过灯泡A的电流最大值要比原来通过灯泡B的电流大,C选项正确;将S2断开,电路达到稳定,灯泡A的亮度低于灯泡B的亮度,D选项错误.答案:C第Ⅱ卷(非选择题,共60分)二、实验题(本题共1小题,共8分)11.(8分)(2016届新级模拟)某实验小组设计了如图(a)的实验电路,通过调节电源可在原线圈中产生变化的电流,用磁传感器可记录原线圈中产生的磁场B的变化情况,用电压传感器可记录副线圈中感应电动势E的变化情况,二者的变化情况可同时显示在计算机显示屏上.某次实验中得到的B-t、E-t图象如图(b)所示.(1)试观察比较这两组图象,可得出的定性结论是(请写出两个结论):________________________________________________________________________;________________________________________________________________________.(2)该实验小组利用两组图象求出六组磁感应强度变化率和对应的感应电动势E的数据,并建立坐标系,描出的六个点如图(c)所示.请在图(c)中绘出E-的图线.(3)在该实验中,若使用的副线圈的匝数为100匝,则由图线可求得该副线圈的横截面积为________cm2.(保留3位有效数字)解析:(1)分析图(b)可知,当磁感应强度B恒定时,感应电动势E为零,而磁感应强度B均匀变化,产生恒定的感应电动势E,并且磁感应强度B的变化率越大,产生的感应电动势E 越大.(2)连线如图所示:(3)根据法拉第电磁感应定律得,E=n=n·S,当线圈面积S和匝数n一定时,电动势与磁场的变化率成正比,E∝.分析图象可知,E-图象的斜率大小表示匝数n与线圈横截面积S的乘积,S=2.77(2.75~2.82)cm2.答案:(1)当磁感应强度B恒定时,感应电动势E为零,而磁感应强度B均匀变化,产生恒定的感应电动势E;磁感应强度B的变化率越大,产生的感应电动势E越大(2)见解析(3)2.77(2.75~2.82)三、计算题(本题共4小题,共52分)12.(12分)(2016届广东模拟)如图甲所示,半径为r、匝数为n的线圈,其两极分别与固定水平放置的平行金属板A、B连接,线圈处在匀强磁场中,磁场方向垂直线圈平面,磁感应强度随时间变化规律如图乙所示.在t=0时刻,将一质量为m、带电荷量为+q、重力不计的粒子从平行金属板中心位置由静止释放,发现在第一个周期内粒子未与金属板相撞.求:(1)平行金属板间的距离d应满足的条件;(2)在满足(1)的前提下,在T时间内粒子的最大动能为多大?解析:(1)前半个周期内,根据法拉第电磁感应定律得感应电动势U=n=n·πr2,金属板A、B 间产生匀强电场,场强E=,粒子在电场力作用下,加速运动;后半个周期内,感应电动势反向,粒子减速运动,在第一个周期内粒子未与金属板相撞,则≥2×·2 解得d≥ .(2)当平行板间距刚好等于d,且粒子运动时间为时,粒子的速度达到最大,则动能也最大,根据动能定理得,q=Ekm-0,解得,Ekm=.答案:(1)d≥ (2)13.(14分)(2016届开封高三联考)如图1,abcd为质量M的导轨,放在光滑绝缘的水平面上,另有一根质量为m的金属棒PQ平行bc放在水平导轨上,PQ棒左边靠着绝缘固定的竖直立柱e、f,导轨处于匀强磁场中,磁场以OO′为界,左侧的磁场方向竖直向上,右侧的磁场方向水平向右,磁感应强度均为B.导轨bc段长l,其电阻为r,金属棒电阻为R,其余电阻均可不计,金属棒与导轨间的动摩擦因数μ.若在导轨上作用一个方向向左、大小恒为F的水平拉力,设导轨足够长,PQ棒始终与导轨接触.试求:(1)导轨运动的最大加速度amax;(2)流过导轨的最大感应电流Imax;(3)在如图2中定性画出回路中感应电流I随时间t变化的图象,并写出分析过程.解析:(1)导轨刚开始运动时,加速度最大,根据牛顿第二定律得,F-μmg=Mamax,解得amax=.(2)随着导轨速度增加,bc边切割磁感线,感应电流增大,当加速度为零时,速度最大,感应电流最大,F-BImaxl-μ(mg-BImaxl)=0,联立解得Imax=.(3)画出图象如下:从刚拉动开始计时,t=0时,v=0,I=0;t=t1时,a=0,v最大,I=Im;0~t1之间,导轨做加速度减小的加速运动,a=0时,v保持不变,I保持不变.答案:(1)(2)(3)见解析。
电磁感应综合练习题(基本题型)一、选择题: 1.下面说法正确的是( )A .自感电动势总是阻碍电路中原来电流增加B .自感电动势总是阻碍电路中原来电流变化C .电路中的电流越大,自感电动势越大D .电路中的电流变化量越大,自感电动势越大【答案】B2.如图9-1所示,M 1N 1与M 2N 2是位于同一水平面内的两条平行金属导轨,导轨间距为L 磁感应强度为B 的匀强磁场与导轨所 在平面垂直,ab 与ef 为两根金属杆,与导轨垂直且可在导轨上滑 动,金属杆ab 上有一伏特表,除伏特表外,其他部分电阻可以不计,则下列说法正确的是 ( ) A .若ab 固定ef 以速度v 滑动时,伏特表读数为BLvB .若ab 固定ef 以速度v 滑动时,ef 两点间电压为零C .当两杆以相同的速度v 同向滑动时,伏特表读数为零D .当两杆以相同的速度v 同向滑动时,伏特表读数为2BLv【答案】AC3.如图9-2所示,匀强磁场存在于虚线框内,矩形线圈竖直下落。
如果线圈中受到的磁场力总小于其重力,则它在1、2、3、4位置 时的加速度关系为 ( ) A .a 1>a 2>a 3>a 4 B .a 1 = a 2 = a 3 = a 4C .a 1 = a 2>a 3>a 4D .a 4 = a 2>a 3>a 1【答案】C4.如图9-3所示,通电螺线管两侧各悬挂一个小铜环,铜环平面与螺线管截面平行,当电键S 接通一瞬间,两铜环的运动情况是( ) A .同时向两侧推开 B .同时向螺线管靠拢C .一个被推开,一个被吸引,但因电源正负极未知,无法具体判断D .同时被推开或同时向螺线管靠拢,但因电源正负极未知,无法具体判断 【答案】 A图9-2图9-3图9-4图9-15.如图9-4所示,在U形金属架上串入一电容器,金属棒ab在金属架上无摩擦地以速度v向右运动一段距离后突然断开开关,并使ab停在金属架上,停止后,ab不再受外力作用。
现合上开关,则金属棒的运动情况是()A.向右做初速度为零的匀加速运动B.在某位置附近来回振动C.向右做初速度为零的加速运动,后又改做减速运动D.向右做变加速运动,后改做匀速运动【答案】6.如图9-5,电路中,L为一自感线圈,两支路电阻相等,则()A.闭合开关S时,稳定前电流表A1的示数小于电流表A2的示数B.闭合开关S时,稳定前电流表A1的示数等于电流表A2的示数C.闭合开关S时,稳定前电流表A1的示数大于电流表A2的示数D.断开开关S时,稳定前电流表A1的示数等于电流表A2的示数【答案】D 7.如图9-6,把金属圆环匀速拉出磁场,下面叙述正确的是()A.向左拉出和向右拉出所产生的感应电流方向相反B.不管向什么方向拉出,只要产生感应电流方向都是顺时针C.向右匀速拉出时,感应电流大小不变D.要将金属环匀速拉出,拉力大小要改变【答案】BD8.如图9-7所示,在一根软铁棒上绕有一个线圈,a、b是线圈的两端,a、b分别与平行导轨M、N相连,有匀强磁场与导轨面垂直,一根导体棒横放在两导轨上,要使a点的电势均比b点的电势高,则导体棒在两根平行的导轨上应该()A.向左加速滑动B.向左减速滑动C.向右加速滑动D.向右减速滑动【答案】CD二、填空1.水平面中的平行导轨P、Q相距L,它们的右端与电容为C 的电图9-5图9-6图9-7 图9-8容器的两块极板分别相连如图9-8所示,直导线ab 放在P 、Q 上与导轨垂直相交,磁感应强度为B 的匀强磁场竖直向下穿过导轨面。
若发现与导轨P 相连的电容器极板上带负电荷,则ab 向 沿导轨滑动;如电容器的带电荷量为Q ,则ab 滑动的速度v = . 【答案】左 BLCQv =2 在图9-9中,当导线ab 向右运动时,cd 所受磁场力的方向是___;ab 棒上________端相当于电源的正极. 【答案】向下;b3.磁电式电表在没有接入电路(或两接线柱是空闲)时,由于微扰指针摆动很难马上停下来,而将两接线柱用导线直接相连,摆动着的指针很快停下,这是因为 。
【答案】转动的线圈产生I ,它受到阻碍其运动的安培力4. 在图9-10中①将条形磁铁按图所示方向插入闭合线圈.在磁铁插入的过程中,灵敏电流表示数____________.②磁铁在线圈中保持静止不动,灵敏电流表示数______. ③将磁铁从线圈上端拔出的过程中,灵敏电流表示数________.(以上各空均填“为零”或“不为零”) 【答案】 ①不为零 ②为零 ③不为零5. 在图9-11绕在同一铁芯上的线圈Ⅰ、Ⅱ按图所示方法连接,判断在以下各情况中,线圈Ⅱ中是否有感应电流产生. ①闭合电健K 的瞬时___________________.②保持电键K 闭合的时候________________________. ③断开电键K 的瞬时_______________________.④电键K 闭合将变阻器R O 的滑动端向左滑动时:_______________. 【答案】①有 ②无 ③有 ④有三、计算题1.如图9-12所示,匀强磁场T B 22=,方向竖直向下,正方形线框每边长为0.4m ,总电阻为0.16Ω。
ad 、dc 、cb 三边为细金属线,质量可忽略。
其中dc 边固定不动,ab 边质量为100g ,将线框拉至水平后释放,ab 边经0.4s 到达最低位置,ab 边达最低位置时速度图9-9图9-10图9-11为2m/s ,(1)求此过程中产生的热量;(2)若通以直流电要达到同样的热效应,则电流多大?解析:(1)线框以dc 边为轴从水平位置转到竖直位置的过程中,能量发生了转化ab 边的重力势能一部分转化为动能,另一部分由于线圈中磁通量的变化转变为电能,根据能量守恒,电势E E E k +=即电E mv mgL +=221∴J mv mgL E 2.0212=-=电,JE Q 2.0==电(2)t R I Q ∆=2,∴A tR QI 77.1=∆=2.如图9-13所示,在光滑绝缘的水平面上有一个用一根均匀导体围成的正方形线框abcd ,其边长为L ,总电阻为R ,放在磁感应强度为B .方向竖直向下的匀强磁场的左边,图中虚线MN 为磁场的左边界。
线框在大小为F 的恒力作用下向右运动,其中ab 边保持与MN 平行。
当线框以速度v 0进入磁场区域时,它恰好做匀速运动。
在线框进入磁场的过程中,(1)线框的ab 边产生的感应电动势的大小为E 为多少? (2)求线框a 、b 两点的电势差。
(3)求线框中产生的焦耳热。
解析:(1)E = BLv 0(2)a 、b 两点的电势差相当于电源的外电压∴000434BLv R R BLv BLv r I E U ab ab =⋅-=⋅-= (3)解法一:由于线圈在恒力F 作用下匀速进入磁场区,恒力F 所做的功等于线圈中产生的焦耳热,所以线圈中产生的热量为Q = W = FL解法二:线圈进入磁场区域时产生的感应电动势为E = BLv 0电路中图9-12图9-13的总电功率为R E P 2=线圈中产生的热量0v LP Pt Q ==联解可得:Rv L B Q 032=3.面积S = 0.2m 2、n = 100匝的圆形线圈,处在如图9-14所示的磁场内,磁感应强度随时间t 变化的规律是B = 0.02t ,R = 3Ω,C = 30μF ,线圈电阻r = 1Ω,求:(1)通过R 的电流大小和方向 (2)电容器的电荷量。
(1)由楞次定律知,Φ变大,线圈的感应电流方向为逆时针,所以通过R 的电流方向为b→a , (2) 由02.02.0100⨯⨯=∆∆=∆∆=tBnS t nE φ V 4.0=V ,134.0+=+=r R E I A 1.0=A ,31.0⨯===IR U U R C V 3.0=V ,C C CU Q C 661093.01030--⨯=⨯⨯==4.如图9-15所示,两根足够长的直金属导轨MN 、PQ 平行放置R 的电阻。
一根质量为m 的均直金属斜面上,两导轨间距为0L M 、P 两点间接有阻值为R 的电阻。
一根质量为m 的均匀直金属杆ab 放在两导轨上,并与导轨垂直。
整套装置处于磁感应强度为B 的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向下。
导轨和金属杆的电阻可忽略。
让ab 杆沿导轨由静止开始下滑,导轨和金属杆接触良好,不计它们之间的摩擦。
(1)由b 向a 方向看到的装置如图9-16所示,请在此图中画出ab 杆下滑过程中某时刻的受力示意图;(2)在加速下滑过程中,当ab 杆的速度大小为v 时,求此时ab 杆中的电流及其加速的大小;(3)求在下滑过程中,ab 杆可以达到的速度最大值。
图9-14图9-15图9-16图9-17解析:(1) 如图9-17重力mg ,竖直下 支撑力N ,垂直斜面向上 安培力F ,沿斜面向上(2)当ab 杆速度为v 时,感应电动势BLv E =,此时电路中电流RBLv R E I == ab 杆受到安培力R v L B BIL F 22== 根据牛顿运动定律,有RvL B mg F mg ma 22sin -=-=θθmRvL B gain a 22-=θ(3)当a =0时,即mRvL B gain 22=θ时 ,杆达到最大速度m v22sin L B mgR m θν=。