广东电磁感应强化训练

电磁感应作业2
不定项选择
1．如图2－3－10所示，让线圈由位置1通过一个匀强磁场的区域运动到位置2，下列说法中正确的是(　 )．[来源:21世纪教育网]
A．在线圈进入匀强磁场区域的过程中，线圈中有感应电流，而且进入时的速度越大，感应电流越大
B．整个线圈在匀强磁场中匀速运动时，线圈中有感应电流，而且电流是恒定的
C．整个线圈在匀强磁场中加速运动时，线圈中有感应电流，而且电流越来越大
D．在线圈穿出匀强磁场区域的过程中，线圈中有感应电流，而且穿出时的速度越大，感应电流越大
2．如图，足够长的光滑金属导轨固定在竖直平面内，匀强磁场垂直导轨所在的平面．金属棒ab与导轨垂直且接触良好．ab由静止释放后( )
A．速度一直增大
B．加速度一直保持不变
C．电流方向沿棒由a向b
D．安培力的最大值与其重力等大
3.．(2013届青海湟川中学模拟)矩形线圈abcd，长ab＝20 cm，宽bc＝10 cm，匝数n＝200，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9－2－16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0.2 A
C．当t＝0.3 s时，线圈的ab边所受的安培力大小为0.016 N
D．在1 min内线圈回路产生的焦耳热为48 J
4．如图9－3－11所示，平行导轨间有一矩形的匀强磁场区域，细金属棒PQ沿导轨从MN处匀速运动到M′N′的过程中，棒上感应电动势E随时间t变化的图象，可能正确的是(　 )
5、如图，一闭合直角三角形线框以速度v向右匀速穿过匀强磁场区域。从BC边进入磁场区开始计时，到A点离开磁场区止的过程中，线框内感应电流的情况(以逆时针方向为电流的正方向)是如图所示中的（ ）
6．为了诊断病人的心脏功能和动脉血液黏稠情况，需测量血管中血液的流量，如图9－2－14所示为电磁流量计示意图，将血管置于磁感应强度为B的磁场中，测得血管两侧a、b两点间电压为U，已知血管的直径为d，则血管中血液的流量Q(单位时间内流过的体积)为(　 )
A.　　　 B. 　　　C.　 　　D.
7、如图，匀强磁场存在于虚线框内，矩形线圈竖直下落。如果线圈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、a1＞a2＞a3＞a4 B、a1=a3 >a2>a4
C、a1=a3＞a4＞a2 D、a4=a2＞a3＞a1
8、如图所示，闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从图示位置匀速拉出匀强磁场.若第一次用0.3 s时间拉出，外力做的功为W1，通过导线截面的电荷量为q1；第二次用0.9 s时间拉出，外力所做的功为W2，通过导线截面的电荷量为q2,则（ ）
A、W1B、W1C、W1>W2,q1=q2
D、W1>W2,q1>q2
9.如图8所示，用恒力F将闭合线圈自静止开始(不计摩擦)从图示位置向左加速拉出有界匀强磁场，则在此过程中( )
A.线圈向左做匀加速直线运动
B.线圈向左运动且速度逐渐增大
C.线圈向左运动且加速度逐渐减小
D.线圈中感应电流逐渐减小
10．如图所示，两根相距l的平行直导轨ab、cd，b、d间连有一固定电阻R，导轨电阻可忽略不计．MN为放ab和cd上的一导体杆，与ab垂直，其电阻也为R．整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，磁场方向垂直于导轨所在平面（指向图中纸面内）．现对MN施加一力使它沿导轨方向以速度υ做匀速运动．用U表示MN两端电压大小，则（ ）
A．U=Blυ/2，流过固定电阻R的感应电流由b到d
B．U=Blυ/2，流过固定电阻R的感应电流由d到b
C．U=Blυ，流过固定电阻R的感应电流由b到d
D．U=Blυ，流过固定电阻R的感应电流由d到b
11． 如图所示，两根竖直放置的光滑平行导轨，其中一部分处于方向垂直导轨所在平面并且有上下水平边界的匀强磁场中。一根金属杆MN保持水平并沿导轨滑下（导轨电阻不计），当金属杆MN进入磁场区后，其运动的速度随时间变化的图线不可能的是：（ ）
12． 处在非匀强磁场中的闭合金属环从曲面上h高处滚下，又沿曲面的另一侧上升到最大高度，设环的初速度为零，摩擦不计，曲面处在图8所示的磁场中，则此过程中（ ）
A．环滚上的高度小于h
B．环滚上的高度等于h
C．环中无感应电流产生
D．环损失的机械能等于环产生的焦耳热
班别： 姓名： 学号：
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13(2010·高考江苏卷)如图所示，两足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距为L，一理想电流表与两导轨相连，匀强磁场与导轨平面垂直．一质量为m、有效电阻为R的导体棒在距磁场上边界h处静止释放．导体棒进入磁场后，流经电流表的电流逐渐减小，最终稳定为I，整个运动过程中，导体棒与导轨接触良好，且始终保持水平，不计导轨的电阻．求：
(1)磁感应强度的大小B；
(2)电流稳定后，导体棒运动速度的大小v；
(3)流经电流表电流的最大值Im.
14(2011·高考天津卷)如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距为l＝0.5 m，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成30°角．完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终有良好接触，已知两棒质量均为m＝0.02 kg，电阻均为R＝0.1 Ω，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度B＝0.2 T，棒ab在平行于导轨向上的力F作用下，沿导轨向上匀速运动，而棒cd恰好能够保持静止．取g＝10 m/s2，问
(1)通过棒cd的电流I是多少，方向如何？
(2)棒ab受到的力F多大？
(3)棒cd每产生Q＝0.1 J的热量，力F做的功W是多少？
15．如图所示，电阻不计的平行金属导轨MN和OP放置在水平面内，MO间接有阻值为R＝3 Ω的电阻，导轨相距d＝1 m，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B＝0.5 T。质量为m＝0.1 kg、电阻为r＝1 Ω的导体棒CD垂直于导轨放置，并接触良好。用平行于MN的恒力F＝1 N向右拉动CD，CD受的摩擦阻力Ff恒为0.5 N。求：
(1)CD运动的最大速度的大小。
(2)当CD达到最大速度后，电阻R消耗的电功率是多少？
(3)当CD的速度为最大速度的一半时，CD的加速度的大小。
16．均匀导线制成的单匝正方形闭合线框abcd，每边长为L，总电阻为R，总质量为m。将其置于磁感应强度为B的水平匀强磁场上方h处，如图所示。线框由静止自由下落，线框平面保持在竖直平面内，且cd边始终与水平的磁场边界面平行。当cd边刚进入磁场时，
(1)求线框中产生的感应电动势大小；
(2)求cd两点间的电势差大小；
(3)若此时线框加速度恰好为零，求线框下落的高度h所应满足的条件。
17 .如图所示，有两根足够长、不计电阻，相距L的平行光滑金属导轨cd、ef与水平面成θ角固定放置，底端接一阻值为R的电阻，在轨道平面内有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直轨道平面斜向上.现有一平行于ce、垂直于导轨、质量为m、电阻不计的金属杆ab，在沿轨道平面向上的恒定拉力F作用下，从底端ce由静止沿导轨向上运动，当ab杆速度达到稳定后，撤去拉力F，最后ab杆又沿轨道匀速回到ce端.已知ab杆向上和向下运动的最大速度相等.求:拉力F和杆ab最后回到ce端的速度v.
18.如图甲所示，空间有一宽为2L的匀强磁场区域，磁感应强度为B，方向垂直纸面向外.abcd是由均匀电阻丝做成的边长为L的正方形线框，总电阻为R.线框以垂直磁场边界的速度v匀速通过磁场区域.在运动过程中，线框ab、cd两边始终与磁场边界平行.线框刚进入磁场的位置x=0，x轴沿水平方向向右.求:21世纪教育网
(1)cd边刚进入磁场时，ab两端的电势差，并指明哪端电势高；
(2)线框穿过磁场的过程中，线框中产生的焦耳热；
(3)在下面的乙图中，画出ab两端电势差Uab随距离变化的图象.其中U0=BLv0.
电磁感应作业2答案
1
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6
7
8
9
10
11
12
AD
CD
D
A
A
C
B
C
BC
A
B
AD
13：(1)电流稳定后，导体棒做匀速运动，则有
BIL＝mg① 解得B＝.②
(2)感应电动势E＝BLv③ 感应电流I＝④ 由②③④式解得v＝.
(3)由题意知，导体棒刚进入磁场时的速度最大，设为vm
由机械能守恒定律得mv＝mgh 感应电动势的最大值Em＝BLvm
感应电流的最大值Im＝ 解得Im＝.
14：(1)棒cd受到的安培力 Fcd＝IlB①
棒cd在共点力作用下平衡，则 Fcd＝mgsin30°②
由①②式，代入数据解得I＝1 A
根据楞次定律可知，棒cd中的电流方向由d至c.
(2)棒ab与棒cd受到的安培力大小相等 Fab＝Fcd
对棒ab，由共点力平衡条件知
F＝mgsin30°＋IlB
代入数据解得 F＝0.2 N.
(3)设在时间t内棒cd产生Q＝0.1 J的热量，由焦耳定律知Q＝I2Rt
设棒ab匀速运动的速度大小为v，其产生的感应电动势 E＝Blv
由闭合电路欧姆定律知 I＝
由运动学公式知，在时间t内棒ab沿导轨的位移 s＝vt
力F做的功W＝Fs
综合上述各式，代入数据解得 W＝0.4 J.
15：(1)设导体棒的运动速度为v，则产生的感应电动势为：
E＝BDv
根据闭合电路欧姆定律有：I＝
则安培力为： F0＝BDI
据题意分析，当v最大时，有：F－F0－Ff＝0
联立以上各式得：
vm＝＝8 m/s
(2)棒CD速度最大时，同理有：
Em＝BDvm　Im＝
而PRm＝I·R
联立得：
PRm＝＝3 W
(3)当CD速度为vm时有：
E′＝　I＝　F′＝BID
据牛顿第二定律有：
F－F′－Ff＝ma
联立得：
a＝2.5 m/s2
16答案：(1)BL　(2)BL　(3)
解析：(1)CD边刚进入磁场时，线框速度v＝，
线框中产生的感应电动势E＝BLv＝BL。
(2)此时线框中的电流I＝，
CD两点间的电势差U＝I＝E＝BL。
(3)安培力F＝BIL＝，
根据牛顿第二定律mg－F＝ma，因a＝0
解得线框下落高度h＝
17.解:当ab杆沿导轨上滑达到最大速度v时，其受力如图所示:
由平衡条件可知:
F-FB-mgsinθ=0 ① (4分)
又 FB=BIL ② (2分)
而 ③ (2分)
联立①②③式得: ④ (2分)
同理可得，ab杆沿导轨下滑达到最大速度时: ⑤ (4分)
联立④⑤两式解得: (2分)
(2分)
18.解:(1)dc切割磁感线产生的感应电动势 E=BLv (2分)
回路中的感应电流 (2分)
ab两端的电势差 b端电势高 (2分)
(2)设线框从dc边刚进磁场到ab边刚进磁场所用时间为t
由焦耳定律有 (2分)
L = vt (2分)
求出 (2分)
(3)