高二物理 電磁感應(yīng)與電路問題綜合同步練習(xí) 教科版

1、高二物理教育科學(xué)版電磁感應(yīng)與電路問題綜合同步練習(xí)（答題時間：45分鐘） 1. 如圖所示，金屬環(huán)半徑為a，總電阻為R，勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，垂直穿過環(huán)所在平面。電阻為的導(dǎo)體桿AB沿環(huán)表面以速度v向右滑至環(huán)中央時，桿的端電壓為（ ） A. BavB. C. D. 2、如圖所示為一圓環(huán)發(fā)電裝置，用電阻R=4的導(dǎo)體棒彎成半徑L=0.2m的閉合圓環(huán)，圓心為O，COD是一條直徑，在O、D間接有負(fù)載電阻R1=1。整個圓環(huán)中均有B=0.5T的勻強(qiáng)磁場垂直環(huán)面穿過。電阻r=1的導(dǎo)體棒OA貼著圓環(huán)做勻速運動，角速度，則當(dāng)OA到達(dá)OC處時（ ）A 圓環(huán)的電功率為1WB. 圓環(huán)的電功率為2WC. 全電路的電功率最大

2、，為3WD. 全電路的電功率最大，為4.5W 3. 如圖圓形線圈質(zhì)量m=0.1kg，電阻R=0.8，半徑r=0.1m，此線圈放在絕緣光滑的水平面上，在y軸右側(cè)有垂直于線圈平面B=0.5T的勻強(qiáng)磁場。若線圈以初動能沿x軸方向進(jìn)入磁場，運動一段時間后，當(dāng)線圈中產(chǎn)生的電能E=3J時，線圈恰好有一半進(jìn)入磁場，則此時線圈的速率為_m/s，磁場力的功率為_W。 4. 把總電阻為2R的均勻電阻絲焊成一個半徑為a的圓環(huán)，水平固定放置在豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，如圖所示。一長度為2a，電阻等于R粗細(xì)均勻的金屬棒MN放在圓環(huán)上，它與圓環(huán)始終保持良好的接觸，當(dāng)金屬棒以恒定速度v向右移動，經(jīng)過環(huán)心O時，求

3、：（1）棒上電流的大小和方向及棒兩端的電勢差；（2）在圓環(huán)和金屬棒上消耗的總的熱功率。 5. 如圖所示，光滑的平行導(dǎo)軌P、Q相距l(xiāng)=1m，處在同一水平面中，導(dǎo)軌的左端接有如圖所示的電路，其中水平放置的電容器兩極板相距d=10mm，定值電阻R1=R3=8，R2=2，導(dǎo)軌的電阻不計。磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4T的勻強(qiáng)磁場豎直向下穿過導(dǎo)軌面。當(dāng)金屬棒ab沿導(dǎo)軌向右勻速運動（開關(guān)S斷開）時，電容器兩極板之間質(zhì)量、帶電量的微粒恰好靜止不動；當(dāng)S閉合后，微粒以加速度向下做勻加速運動，取g=10m/s2。求：（1）金屬棒ab運動的速度多大？電阻多大？（2）S閉合后，使金屬棒ab做勻速運動的外力的功率多大？ 6.

4、如圖所示，OACO為置于水平面內(nèi)的光滑閉合金屬導(dǎo)軌，O、C處分別接有短電阻絲（圖中用粗線表示），R1=4、R2=8（導(dǎo)軌其他部分電阻不計）。導(dǎo)軌OAC的形狀滿足方程（單位：m）。磁感強(qiáng)度B=0.2T的勻強(qiáng)磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面。一足夠長的金屬棒在水平外力F作用下，以恒定的速率v=5.0m/s水平向左在導(dǎo)軌上從O點滑動到C點，棒與導(dǎo)軌接觸良好且始終保持與OC導(dǎo)軌垂直，不計棒的電阻，求：（1）外力F的最大值；（2）金屬棒在導(dǎo)軌上運動時電阻絲R1上消耗的最大功率；（3）在滑動過程中通過金屬棒的電流I與時間t的關(guān)系?！驹囶}答案】 1. C【提示】導(dǎo)體桿滑到環(huán)中央時，外電阻為，為桿的電阻的一半，桿相當(dāng)于

5、電源，路端電壓為電動勢的三分之一。 2. A、D【提示】當(dāng)OA到達(dá)OC處時，圓環(huán)的電阻為1，與R1串聯(lián)接入電源，外電阻為2，桿轉(zhuǎn)動過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，圓環(huán)上分壓為1V，所以圓環(huán)上的電功率為1W；當(dāng)OA到達(dá)OD處時，圓環(huán)中的電阻為零，此時內(nèi)外電路總電阻最小，而電動勢不變，所以電功率最大為。 3. 【提示】設(shè)線圈一半進(jìn)入磁場時的速度為v，據(jù)能量守恒定律，此時安培力F為，功率為。 4. 解析：解答本題的關(guān)鍵是畫出等效電路。MN切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，在閉合電路中MN相當(dāng)于電源部分，左、右兩個半圓環(huán)的電阻均為R，它們并聯(lián)組成外電路，其等效電路如下圖所示。（1）MN切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為：E

6、=B2av。外電路總電阻為：通過MN的感應(yīng)電流大小為。通過MN棒的電流方向由N指向M，棒兩端電勢差：（2）閉合電路中總的熱功率為 5. 解：（1）帶電微粒在電容器兩極空間靜止時，。由此式可以求得電容器兩極板間的電壓為。（由于微粒帶負(fù)電，可知上板電勢高。）由于S斷開，R1、R2的電壓和等于電容器兩端電壓U1，R3上無電流通過，可知電路中的感應(yīng)電流，即通過R1、R2的電流為。根據(jù)閉合電路的知識，可知ab切割磁感線運動產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E=U1+I1rS閉合時，帶電微粒向下做勻加速運動，其運動方程為可以求得S閉合時電容器兩極板間的電壓為，這時電路中的感應(yīng)電流為根據(jù)閉合電路的知識，可列方程將已知量代入、式，可以求得。由E=Blv，可得：。即導(dǎo)體棒ab勻速運動的速度v=3m/s，電阻r=2。（2）S閉合時，通過ab的電流I2=0.15A，ab所受磁場力為；ab以速度v=3m/s做勻速運動，所受