高中物理電磁感應(yīng)習(xí)題及答案解析.doc

1圖12-2，甲、乙兩圖為與勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直放置的兩個(gè)金屬框架，乙圖除了一個(gè)電阻為零、自感系數(shù)為L的線圈外，其他部分與甲圖都相同，導(dǎo)體AB以相同的加速度向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。若位移相同，則（ ）A甲圖中外力做功多B兩圖中外力做功相同C乙圖中外力做功多D無法判斷Rvabd圖12-12圖12-1，平行導(dǎo)軌間距為d，一端跨接一電阻為R，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感強(qiáng)度為B，方向與導(dǎo)軌所在平面垂直。一根足夠長的金屬棒與導(dǎo)軌成角放置，金屬棒與導(dǎo)軌的電阻不計(jì)。當(dāng)金屬棒沿垂直于棒的方向以速度v滑行時(shí)，通過電阻R的電流強(qiáng)度是（ ）ABC D MNvB圖12-33圖12-3，在光滑水平面上的直線MN左側(cè)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，右側(cè)是無磁場(chǎng)空間。將兩個(gè)大小相同的銅質(zhì)矩形閉合線框由圖示位置以同樣的速度v向右完全拉出勻強(qiáng)磁場(chǎng)。已知制作這兩只線框的銅質(zhì)導(dǎo)線的橫截面積之比是1:2.則拉出過程中下列說法中正確的是（ ）A所用拉力大小之比為2:1B通過導(dǎo)線某一橫截面的電荷量之比是1:1C拉力做功之比是1:4D線框中產(chǎn)生的電熱之比為1:24 SNO圖12-5圖12-5，條形磁鐵用細(xì)線懸掛在O點(diǎn)。O點(diǎn)正下方固定一個(gè)水平放置的鋁線圈。讓磁鐵在豎直面內(nèi)擺動(dòng)，下列說法中正確的是（ ）A在磁鐵擺動(dòng)一個(gè)周期內(nèi)，線圈內(nèi)感應(yīng)電流的方向改變2次B磁鐵始終受到感應(yīng)電流磁鐵的斥力作用C磁鐵所受到的感應(yīng)電流對(duì)它的作用力始終是阻力D磁鐵所受到的感應(yīng)電流對(duì)它的作用力有時(shí)是阻力有時(shí)是動(dòng)力圖12-75圖12-7，設(shè)套在條形磁鐵上的彈性金屬導(dǎo)線圈突然縮小為線圈，則關(guān)于線圈的感應(yīng)電流及其方向(從上往下看)應(yīng)是()A有順時(shí)針方向的感應(yīng)電流B有逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流C有先逆時(shí)針后順時(shí)針方向的感應(yīng)電流D無感應(yīng)電流v0ab圖12-86圖12-8，a、b是同種材料的等長導(dǎo)體棒，靜止于水平面內(nèi)的足夠長的光滑平行導(dǎo)軌上，b棒的質(zhì)量是a棒的兩倍。勻強(qiáng)磁場(chǎng)豎直向下。若給a棒以4.5J的初動(dòng)能，使之向左運(yùn)動(dòng)，不計(jì)導(dǎo)軌的電阻，則整個(gè)過程a棒產(chǎn)生的最大熱量是（ ）Bv0圖12-9A2J B1.5JC3J D4.5J7內(nèi)壁光滑，水平放置的玻璃圓環(huán)內(nèi)，有一直徑略小于環(huán)口直徑的帶正電小球，以速度v0沿逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖12-9所示，若在此空間突然加上方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間成正比增加的變化磁場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)過程中小球帶電量不變，正確的是（ ）A小球?qū)ΣＡЛh(huán)的壓力一定不斷增大B小球受到的磁場(chǎng)力一定不斷增大C小球先沿逆時(shí)針方向減速運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后沿順時(shí)針方向加 速運(yùn)動(dòng)D磁場(chǎng)力對(duì)小球先做負(fù)功后做正功8圖12-10，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有固定的金屬框架ABC，已知B=，導(dǎo)體棒DE在框架上從B點(diǎn)開始在外力作用下，沿垂直DE方向以速度v勻速向右平移，使導(dǎo)體棒和框架構(gòu)成等腰三角形回路。設(shè)框架和導(dǎo)體棒材料相同，其單位長度的電阻均為R，框架和導(dǎo)體棒均足夠長，不計(jì)摩擦及接觸電阻。關(guān)于回路中的電流I和電功率P隨時(shí)間t變化的下列四個(gè)圖中可能正確的是 （ ）DLabcdB圖12-149（14分）在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)正方形金屬線圈abcd，邊長L=0.2m。線圈的ad邊與磁場(chǎng)的左側(cè)邊界重合，如圖12-14所示，線圈的電阻R=0.4.用外力把線圈從磁場(chǎng)中移出有兩種方法：一種是用外力把線圈從左側(cè)邊界勻速平移出磁場(chǎng)；另一種是以ad邊為軸，用力使線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)移出磁場(chǎng)，兩種過程所用時(shí)間都是t=0.1s。求 （1）線圈勻速平移出磁場(chǎng)的過程中，外力對(duì)線圈所做的功。 （2）線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)移出磁場(chǎng)的過程中，外力對(duì)線圈所做的功。10（15分）如圖12-17所示，一質(zhì)量為m=0.016kg、長L=0.5m、寬d=0.1m、電阻R=0.1的矩形線圈，從h1=5m的高處由靜止開始下落，然后進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，當(dāng)下邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，由于磁場(chǎng)力的作用，線圈正好作勻速運(yùn)動(dòng)。（1）求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B。（2）如果線圈的下邊通過磁場(chǎng)所經(jīng)歷的時(shí)間t=0.15s，求磁場(chǎng)區(qū)域的高度h2.（3）求線圈的下邊剛離開磁場(chǎng)的瞬間，線圈的加速度的大小和方向。h1h2Ld圖12-17 （4）從線圈的下邊進(jìn)入磁場(chǎng)開始到線圈下邊離開磁場(chǎng)的時(shí)間內(nèi)，在線圈中產(chǎn)生的焦耳熱是多少？11.圖中虛線為相鄰兩個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域1和2的邊界，兩個(gè)區(qū)域的磁場(chǎng)方向相反且都垂直于紙面，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小都為B，兩個(gè)區(qū)域的高度都為l。一質(zhì)量為m、電阻為R、邊長也為l的單匝矩形導(dǎo)線框abcd，從磁場(chǎng)區(qū)上方某處豎直自由下落，ab邊保持水平且線框不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)ab邊剛進(jìn)入?yún)^(qū)域1時(shí)，線框恰開始做勻速運(yùn)動(dòng)；當(dāng)線框的ab邊下落到區(qū)域2的中間位置時(shí)，線框恰又開始做勻速運(yùn)動(dòng)。求：（1）當(dāng)ab邊剛進(jìn)入?yún)^(qū)域1時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng)的速度v1；（2）當(dāng)ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域2時(shí)，線框的加速度的大小與方向；（3）線框從開始運(yùn)動(dòng)到ab邊剛要離開磁場(chǎng)區(qū)域2時(shí)的下落過程中產(chǎn)生的熱量Q。12.如圖所示，兩根足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ間距為l=0.5m，其電阻不計(jì)，兩導(dǎo)軌及其構(gòu)成的平面均與水平面成30角。完全相同的兩金屬棒ab、cd分別垂直導(dǎo)軌放置，每棒兩端都與導(dǎo)軌始終有良好接觸，已知兩棒的質(zhì)量均為0.02kg，電阻均為R=0.1，整個(gè)裝置處在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.2T，棒ab在平行于導(dǎo)軌向上的力F作用下，沿導(dǎo)軌向上勻速運(yùn)動(dòng)，而棒cd恰好能保持靜止。取g=10m/s2，問：（1）通過cd棒的電流I是多少，方向如何？（3）棒cd每產(chǎn)生Q=0.1J的熱量，力F做的功W是多少？13.如圖17所示，質(zhì)量為M的導(dǎo)體棒ab，垂直放在相距為l的平行光滑金屬軌道上。導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為，并處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直與導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，左側(cè)是水平放置、間距為d的平行金屬板，R和Rx分別表示定值電阻和滑動(dòng)變阻器的阻值，不計(jì)其他電阻。（1）調(diào)節(jié)Rx=R，釋放導(dǎo)體棒，當(dāng)棒沿導(dǎo)軌勻速下滑時(shí)，求通過棒的電流I及棒的速率v。（2）改變Rx，待棒沿導(dǎo)軌再次勻速下滑后，將質(zhì)量為m、帶電量為+q的微粒水平射入金屬板間，若它能勻速通過，求此時(shí)的Rx。答案1.A 2.D 3.D 4.C 5.A 6.A 7.C 8.AD 9解：（1）使線圈勻速平動(dòng)移出磁場(chǎng)時(shí)，bc邊切割 磁感線而產(chǎn)生恒定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLv.而v=L/t. （2分）外力對(duì)線圈做的功等于線圈中消耗的電能，即J （4分）(2)線圈以ad邊為軸勻速轉(zhuǎn)出磁場(chǎng)時(shí)，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流都是按正弦規(guī)律變化的，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的最大值為: （4分）外力對(duì)線圈做的功等于線圈中消耗的電能，即J （4分）10解：（1）設(shè)線圈剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為v0，則據(jù)機(jī)械能守恒定律可得： （2分）根據(jù)平衡條件可得（2分） ，解得B=0.4T （1分）(2)因?yàn)榫€圈的下邊進(jìn)入磁場(chǎng)后先做勻速運(yùn)動(dòng)，用時(shí)t0=0.05s， （1分）所以線圈做加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t1=0.1s， （2分）(3) 線圈的下邊剛離開磁場(chǎng)的瞬間的速度V=v0+gt1=11m/s; （2分）線圈的加速度的大小 ，方向向上。（3分）(4)Q=mgL=0.0