楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律習(xí)題及答案

1、一、選擇題1、關(guān)于物理科學(xué)家和他們的貢獻(xiàn)，下列說法中正確的是A. 奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，并發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象B. 庫侖提出了庫侖定律，并最早用實(shí)驗(yàn)測得元電荷e的數(shù)值C. 牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，并通過實(shí)驗(yàn)測出了引力常量D. 法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象。2、以下說法不正確是（）A. 在伽利略之前的學(xué)者們總是通過思辯性的論戰(zhàn)決定誰是誰非，是他首先采用了以實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)猜想和假設(shè)的科學(xué)方法U匸他丄=匕= B. 在公式 R電壓U和電流I具有因果關(guān)系、公式一 At中和E具有 因果關(guān)系、同理在二瓦中AV和a具有因果關(guān)系C. 超高壓帶電作業(yè)的工作服是用包含金屬絲的織物制成的，這是為了屏蔽電場D. 電磁感應(yīng)原理的

2、廣泛應(yīng)用，人們制成了用于加熱物品的電磁爐3、如圖所示，若套在條形磁鐵上的閉合彈性金屬導(dǎo)線匱.-月 圖示丨位置，則在此過程中，關(guān)于線圈的感應(yīng)電流及( )A. 有順時針方向的感應(yīng)電流B. 有逆時針方向的感應(yīng)電流C. 先逆時針后順時針方向的感應(yīng)電流D. 無感應(yīng)電流4、如圖所示為一個圓環(huán)形導(dǎo)體，有一個帶負(fù)電的粒子沿直徑方向在圓環(huán)表面勻速掠過的過程，環(huán)中感應(yīng)電流的情況是()A. 無感應(yīng)電流B. 有逆時針方向的感應(yīng)電流C. 有順時針方向的感應(yīng)電流D. 先逆時針方向后順時針方向的感應(yīng)電流5、某一學(xué)習(xí)小組在研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象時，利用一根粗細(xì)均勻的金屬絲彎成導(dǎo)軌abed, ab=3bc,導(dǎo)體棒ef的電阻是be段電

3、阻的兩倍，如圖所示，勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌平面，當(dāng)用平行于導(dǎo)軌的外力F將導(dǎo)體棒ef由靠近be位置勻速向右移動時，則（)A. 導(dǎo)體棒ef兩端的電壓不變B. 導(dǎo)體棒ef中的電流變大C.拉力F的瞬間功率變小D.導(dǎo)軌abed消耗的電功率一直變小A.口一丄（2inR衣 乂X X6、如圖甲所示，MN左側(cè)有一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場.現(xiàn)將一邊長為I、質(zhì)量 為m、電阻為R的正方形金屬線框置于該磁場中，使線框平面與磁場垂直，且 be邊與磁場邊界MN重合.當(dāng)t二0時，對線框施加一水平拉力F,使線框由靜止 開始向右做勻加速直線運(yùn)動；當(dāng)t二t。時，線框的ad邊與磁場邊界MN重合.圖 乙為拉力F隨時間變化的圖線，不計摩擦阻力

4、.由以上條件可知，磁場的磁感 應(yīng)強(qiáng)度B的大小為（）D.7、圖所示，北京某中學(xué)生在自行車道上從東往西沿直線以速度v騎行，該處地 磁場的水平分量大小為方向由南向北，豎直分量大小為3,假設(shè)自行車的 車把為長為厶的金屬平把，下列結(jié)論正確的是A. 圖示位置中輻條上/I點(diǎn)比3點(diǎn)電勢低B. 左車把的電勢比右車把的電勢低C. 自行車左拐改為南北騎向，輻條力點(diǎn)比3點(diǎn)電勢高D. 自行車左拐改為南北騎向，自行車車把兩端電勢差要減小二、填空題8、如圖所示，水平桌面上有一質(zhì)量為m的銅質(zhì)矩形線圏abed,的條形磁 鐵的S極從線圈正上方快速靠近線圏時，流過ab邊的電流方向?yàn)椋ㄌ?“b到a”或“a到b”從b到a;若線圈始終不

5、動，線圈受到的支持力戸與自身重力間的關(guān)系是殲 mg (選填 “”、“V” 或“二).9、如圖所示，在邊長為a的等邊三角形區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)磁場B,其方向垂直紙面向外，一個阻值為R、邊長為a的等邊三角形導(dǎo)線框架EFG正好與上述磁場區(qū) 域的邊界重合，現(xiàn)使導(dǎo)線框以周期T繞其中心0點(diǎn)在紙面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動，鍥矗導(dǎo) 匸- 丁攔線框轉(zhuǎn)到圖中虛線位置，則在這6時間內(nèi)平均感應(yīng)電動勢E= 八久 * 通過導(dǎo)線框任一截面的電量q二三、計算題10、如圖所示，刖與兩平行金屬導(dǎo)軌相距1/77,電阻不計，兩端分別接有電阻斤和用，且/?, =60,力桿的電阻為20,在導(dǎo)軌上可無摩擦捕潛劫 圣古家過導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)z茲場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為1人

6、現(xiàn)力以恒定速度 移動，這時 力桿上消耗的電功率與用、用消耗的電功率之和扌(1)用的阻值;(2) 尺與用消耗的電功率分別為多少(3) 拉力桿的水平向右的外力F為多大11. 如圖所示，在高度差=的平行虛線范圍內(nèi)，有磁感強(qiáng)度 4、方向水平向 里的勻強(qiáng)磁場，正方形線框的質(zhì)量心、邊長L=、電阻R=Q,線框平面與豎直平面平行，靜止在位置“I”時，cd邊跟磁場下邊緣有一段距離。 現(xiàn)用一豎直向上的恒力F=向上提線框，該框由位置“I ”無初速度開始向 上運(yùn)動，穿過磁場區(qū)，最后到達(dá)位置“II ”(力邊恰好出磁場)，線框平面 在運(yùn)動中保持在豎直平面內(nèi)，且Gd邊保持水平。設(shè)Gd邊剛進(jìn)入磁場時，線 框恰好開始做勻速運(yùn)動

7、。(g取10m/s2)求：(1)線框進(jìn)入磁場前距磁場下邊界的距離Ho (2)線框由位置“ I ”到位置“ II ”的過程中，恒力F做的功是多少線框內(nèi)產(chǎn)生的熱量又是多少？12、如圖所示，電阻不計的平行的金屬導(dǎo)軌間距為L,下端通過一阻值為R的 電阻相連，寬度為X。的勻強(qiáng)磁場垂直導(dǎo)軌平面向上，磁感強(qiáng)度為B. 電阻不 計，質(zhì)量為m的金屬棒獲得沿導(dǎo)軌向上的初速度后穿過磁場，離開磁場后繼續(xù) 上升一段距離后返回，并勻速進(jìn)入磁場，金屬棒與導(dǎo)軌間的滑動摩擦系數(shù)為口， 不計空氣阻力，且整個運(yùn)動過程中金屬棒始終與字軌垂直.(1) 金屬棒向上穿越磁場過程中通過R的電量q;(2) 金屬棒下滑進(jìn)入磁場時的速度V2；(3)

8、金屬棒向上離開磁場時的速度w;(4) 若金屬棒運(yùn)動過程中的空氣阻力不能忽略，且空氣阻力與金屬棒的速度的 關(guān)系式為仁kv,其中k為一常數(shù).在金屬棒向上穿越磁場過程中克服空氣阻力 做功W,求這一過程中金屬棒損耗的機(jī)械能AE.【解析】當(dāng)條形磁鐵靠近線圈時，穿過線圈的磁通量增加，根據(jù)楞次定律判斷出線圈中 產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)閍dcba,則ab邊中電流方向?yàn)閺腷到a.若線圈始終不 動，線圈受到排斥力作用，則線圈受到的支持力h大于線圈的重力。【考點(diǎn)】楞次定律三、計算題10、(1)由內(nèi)外電阻消耗功率相等，則內(nèi)外電阻相等- = R即純+ %解得：R2=3Q(2) S = 5v=lxlx3r = 3rE 3Z

9、= -=0.75總電流 %4端電壓U二IR尸X2V二羅 1 52= = IF = 0.375rRi 6護(hù) 1 52R =一 =肛仍護(hù)尺23(3) ”二倫二B也二lxO.75xlM二0/75姑11. (19分)(1)在恒力作用下，線圈開始向上做勻加速直線運(yùn)動，設(shè)線圈的加速度為 a , 據(jù)牛頓第二定律有：(2分)F-mg=ma（1分）解得 a-=30m/s2從線圈進(jìn)入磁場開始做勻速運(yùn)動，速度為，則：g邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E二BLv、 （1分）線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流為匸E/R（1分）線框所受的安培力為F滬BIL （1分）因線框做勻速運(yùn)動，則有F=F尹噸, （2分）聯(lián)立上述幾式，可解得圻二（FR-mgR

10、） /2=24m/s （2分）由EaH解得H二。（1分）（2）恒力 F做的功 W二F JH+L+H） = （3分）從cd邊進(jìn)入磁場到 力邊離開磁場的過程中，拉力所做的功等于線框增加的重力勢能和產(chǎn)生的熱量0,即FL+h）二mg lL+h） +0 （3分）(2分)解得：Q= (Fwg) (L+h)=或 O=l2Rt= iBLv/朗 2R (h/v+L/v)=12、考點(diǎn)：導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢；電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化.分析：(1)根據(jù)電量與電流的關(guān)系、法拉第電磁感應(yīng)定律和歐姆定律求解電量.(2) 金屬棒下滑進(jìn)入磁場時做勻速運(yùn)動，受力平衡，由平衡條件和安培力與速 度的關(guān)系，求解速度V2(3) 對于

11、金屬棒離開磁場的過程，分上滑和下滑兩個過程，分別運(yùn)用動能定理 列式，即可求得速度論(4) 金屬棒損耗的機(jī)械能AE等于克服安培力、空氣阻力和摩擦力做功，由安 培力與速度的關(guān)系式得到克服安培力做功，即可求得.解答： 解：(1)金屬棒向上穿越磁場過程中通過R的電量為：_ EAt BLq=lAt= R 二 R 二 R ;(2)導(dǎo)體棒返回磁場處處于平衡狀態(tài)，則有：mgs in 9 = u mgcos 9 +BILBLv2 又匸Tmg (sin 6 - cos 9 ) R 聯(lián)立得：v2=B2L2(3) 對于金屬棒離開磁場的過程，設(shè)上滑的最大距離為s,由動能定理得:丄丫 2上滑有：-(mgsine + um

12、gcose) s=0 - 2m，z 1丄 2下滑有：(mgs i n 9 - u mgcos 9 ) 8=2/2sinB + 卩 cos 8j sin8 +1cos 8解 得 ：vF Vsin 0 - 1 cos 9v2= Ysin。- P- cos 9mg (sin8 卩 cos 8 ) R 閘 B2L2=B2L27sin2 e - A 2cas2 0 ；(4) 設(shè)金屬棒克服安培力做功為W宀b2lA因 f 二kv, F .*= RB2L?f所以F .*= kRbl?則得：w妥二卞_w根據(jù)功能關(guān)系得金屬棒損耗的機(jī)械能為：E二 i mgcos 9 x0+W 左+W二 n mgcos 9 x0+ kR W+WBLxq答：(1)金屬棒向上