電磁感應(yīng)練習(xí)題解析版(共10頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上電磁感應(yīng)練習(xí)題1如圖所示，先后以速度v1和v2勻速把一矩形線圈拉出有界勻強(qiáng)磁場區(qū)域，v1=2v2在先后兩種情況下A線圈中的感應(yīng)電流之比為I1I2=21 B線圈中的感應(yīng)電流之比為I1I2=12C線圈中產(chǎn)生的焦耳熱之比Q1Q2=21 D通過線圈某截面的電荷量之比q1q2=12【答案】AC【解析】試題分析：根據(jù)電磁感應(yīng)定律和歐姆定律可知，故可知在兩種情況下，線圈中的電流之比2：1，所以選項(xiàng)A正確、B錯誤；線圈中產(chǎn)生的焦耳熱等于克服安培力做的功即，故可知選項(xiàng)C正確；通過某截面的電荷量，與速度無關(guān)，故選項(xiàng)D錯誤；考點(diǎn)：電磁感應(yīng)定律、歐姆定律2如圖所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B的兩個勻強(qiáng)

2、磁場，分布在寬度均為a的兩個相鄰區(qū)域中，磁場邊界為理想邊界，磁場方向垂直紙面，但方向相反。一個中垂線Oc長度為a的等邊三角形導(dǎo)線框ABC從圖示位置（AB邊平行磁場邊界）勻速向右運(yùn)動。規(guī)定逆時針方向?yàn)殡娏鞯恼较?，從圖中位置開始計時，在線框穿過兩磁場區(qū)域的過程中，感應(yīng)電流i隨線框的位移x變化的圖象正確的是 （ ）【答案】C【解析】試題分析：x在范圍，線框穿過兩磁場分界線時，BC、AC邊在右側(cè)磁場中切割磁感線，有效切割長度逐漸增大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢增大，AC邊在左側(cè)磁場中切割磁感線，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢不變，兩個電動勢串聯(lián)，總電動勢增大，故A錯誤；x在范圍，線框穿過左側(cè)磁場時，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流方

3、向?yàn)槟鏁r針，為正值，故B錯誤；x在范圍，切割的有效長度均勻增大，故由可知，感應(yīng)電動勢均勻增大，感應(yīng)電流均勻增大；在，線框穿過左側(cè)磁場時，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r針，為正值，故C正確，D錯誤?？键c(diǎn)：考查了導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動3如圖甲所示，在光滑水平面上，有一個粗細(xì)均勻的單匝正方形閉合線框abcd，邊長為L，質(zhì)量為m，電阻為R。在水平外力的作用下，線框從靜止開始沿垂直磁場邊界方向做勻加速直線運(yùn)動，穿過磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，磁場方向與線圈平面垂直，線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流i的大小和運(yùn)動時間t的變化關(guān)系如圖乙所示。則下列說法正確的是A線框的加速度大小為B線框受到的水平外力的大小C0t1時間內(nèi)通過

4、線框任一邊橫截面的電荷量為i1t1D0t3間內(nèi)水平外力所做的功大于【答案】D【解析】試題分析：A、由乙圖讀出t1時刻線框中的感應(yīng)電流為i1，設(shè)此刻線框的速度大小為v1，則有：，則得：；線框的加速度為，故A錯誤B、對于t2-t3時間內(nèi)，安培力的平均值大小為：由于線框做勻加速運(yùn)動，拉力必定大于安培力的平均值，故B錯誤C、0t1時間內(nèi)通過線框任一邊橫截面的電荷量為：故C錯誤D、t3時刻線框的速度為：；0t3間內(nèi)，根據(jù)動能定理得：WF-W克=mv32則得：，所以水平外力所做的功大于，故D正確故選：D考點(diǎn)：法拉第電磁感應(yīng)定律；牛頓定律及動能定理.4如圖甲所示，絕緣板靜止在粗糙水平地面上，質(zhì)量為1kg、邊

5、長為1m、電阻為0.l的正方形金屬框ABCD位于絕緣板上，E、F分別為BC、AD的中點(diǎn)。某時刻起在ABEF區(qū)域內(nèi)有豎直向下的磁場，其磁感應(yīng)強(qiáng)度B1的大小隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示，AB邊恰在磁場邊緣以外；FECD區(qū)域內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B2=05 T，CD邊恰在磁場邊緣以內(nèi)。設(shè)金屬框受到的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，兩磁場均有理想邊界，取g=10m/s2。則（ ）A.金屬框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小為1VB.金屬框受到向右的安培力大小為5NC.金屬框中的感應(yīng)電流方向沿ADCB方向D.如果金屬框與絕緣板間的動摩擦因數(shù)為0.3，則金屬框可以在絕緣板上保持靜止【答案】D【解析】試題分析：根

6、據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有：，故A錯誤；則回路中的電流為：，所受安培力的大小為：，根據(jù)楞次定律可知，產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向逆時針，即為ABCD，則由左手定則可知，安培力的方向水平向右，故BC錯誤；若金屬框與絕緣板間的動摩擦因數(shù)為0.3，根據(jù)，大于安培力，則金屬框可以在絕緣板上保持靜止，故D正確考點(diǎn)：法拉第電磁感應(yīng)定律；安培力；楞次定律5如圖所示，空間存在一有邊界的條形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場方向與豎直平面（紙面）垂直，磁場邊界的間距為L。一個質(zhì)量為m、邊長也為L的正方形導(dǎo)線框沿豎直方向運(yùn)動，線框所在平面始終與磁場方向垂直，且線框上、下邊始終與磁場的邊界平行。t=0時刻導(dǎo)線框的上邊恰好與磁場的下邊界重合（圖中

7、位置I），導(dǎo)線框的速度為v0。經(jīng)歷一段時間后，當(dāng)導(dǎo)線框的下邊恰好與磁場的上邊界重合時（圖中位置），導(dǎo)線框的速度剛好為零此后，導(dǎo)線框下落，經(jīng)過一段時間回到初始位置I（不計空氣阻力），則A上升過程中，導(dǎo)線框的加速度逐漸減小B上升過程克服重力做功的平均功率小于下降過程重力的平均功率C上升過程中線框產(chǎn)生的熱量比下降過程中線框產(chǎn)生的熱量的多D上升過程中合力做的功與下降過程中合力做的功相等【答案】AC【解析】試題分析：上升過程中，線框所受的重力和安培力都向下，線框做減速運(yùn)動設(shè)加速度大小為a，根據(jù)牛頓第二定律得：，由此可知，線框速度v減小時，加速度a也減小，故A正確；下降過程中，線框做加速運(yùn)動，則有，由此可

8、知，下降過程加速度小于上升過程加速度，上升過程位移與下降過程位移相等，則上升時間短，下降時間長，上升過程與下降過程重力做功相同，則上升過程克服重力做功的平均功率大于下降過程重力的平均功率，故B錯誤；線框產(chǎn)生的焦耳熱等于克服安培力做功，對應(yīng)與同一位置，上升過程安培力大于下降過程安培力，上升與下降過程位移相等，則上升過程克服安培力做功等于下降過程克服安培力做功，上升過程中線框產(chǎn)生的熱量比下降過程中線框產(chǎn)生的熱量的多，故C正確；在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，線框中產(chǎn)生電能，根據(jù)能量守恒定律可知，線框返回原位置時速率減小，則上升過程動能的變化量大小大于下降過程動能的變化量大小，根據(jù)動能定理得知，上升過程中合力做功

9、較大，故D錯誤?？键c(diǎn)：電磁感應(yīng)、牛頓定律、功能關(guān)系.6如圖所示，豎直平面內(nèi)有足夠長、不計電阻的兩組平行光滑金屬導(dǎo)軌，寬度均為L，上方連接一個阻值為R的定值電阻，虛線下方的區(qū)域內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場。兩根完全相同的金屬桿1和2靠在導(dǎo)軌上，金屬桿長度與導(dǎo)軌寬度相等且與導(dǎo)軌接觸良好、電阻均為r、質(zhì)量均為m；將金屬桿l固定在磁場的上邊緣，且仍在磁場內(nèi)，金屬桿2從磁場邊界上方h0處由靜止釋放，進(jìn)入磁場后恰好做勻速運(yùn)動?，F(xiàn)將金屬桿2從離開磁場邊界h（h ho）處由靜止釋放，在金屬桿2進(jìn)入磁場的同時，由靜止釋放金屬桿1，下列說法正確的是（ ）A兩金屬桿向下運(yùn)動時，流過電阻R的電流方向?yàn)閍bB回路中感

10、應(yīng)電動勢的最大值為C磁場中金屬桿l與金屬桿2所受的安培力大小、方向均不相同D金屬桿l與2的速度之差為【答案】B【解析】試題分析：根據(jù)右手定則判斷知金屬桿2產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向向右，則流過電阻R的電流方向從ba；故A錯誤當(dāng)金屬桿2在磁場中勻速下降時，速度最大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大，由平衡條件得：，又，聯(lián)立得：感應(yīng)電動勢的最大值為故B正確根據(jù)左手定則判斷得知兩桿所受安培力的方向均向上，方向相同，由公式可知安培力的大小也相同故C錯誤金屬桿2剛進(jìn)入磁場時的速度為；在金屬桿2進(jìn)入磁場后，由于兩個金屬桿任何時刻受力情況相同，因此任何時刻兩者的加速度也都相同，在相同時間內(nèi)速度的增量也必相同，即：，則得，故D錯

11、誤考點(diǎn)：考查了導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動7如圖甲所示，abcd是位于豎直平面內(nèi)的正方形閉合金屬線框，金屬線框的質(zhì)量為m，電阻為R。在金屬線框的下方有一勻強(qiáng)磁場區(qū)域，MN和MN是勻強(qiáng)磁場區(qū)域的水平邊界，并與線框的bc邊平行，磁場方向與線框平面垂直?，F(xiàn)金屬線框由距MN的某一高度從靜止開始下落，圖乙是金屬線框由開始下落到完全穿過勻強(qiáng)磁場區(qū)域瞬間的速度時間圖象，圖象中坐標(biāo)軸上所標(biāo)出的字母均為已知量?？芍狝.金屬框初始位置的bc邊到邊界MN的高度為v1t1B.金屬框的邊長為 C.磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為D.在進(jìn)入磁場過程中金屬框產(chǎn)生的熱為mgv1（t2-t1） 【答案】D【解析】試題分析：由圖知在0-t1時間內(nèi)金屬線

12、框做勻加速運(yùn)動，金屬框初始位置的bc邊到邊界MN的高度為 故A錯誤由圖象可知，金屬框進(jìn)入磁場過程中是做勻速直線運(yùn)動，速度為v1，運(yùn)動時間為t2-t1，故金屬框的邊長：l=v1（t2-t1）故B錯誤在金屬框進(jìn)入磁場的過程中，金屬框所受安培力等于重力，則得：mg=BIl，又 l=v1（t2-t1），聯(lián)立解得：，故C錯誤；金屬框在進(jìn)入磁場過程中金屬框產(chǎn)生的熱為Q，重力對其做正功，安培力對其做負(fù)功，由能量守恒定律得：Q=mgl=mgv1（t2-t1），故D正確?？键c(diǎn)：v-t圖線；法拉第電磁感應(yīng)定律；能量守恒定律。8如圖甲所示，在豎直方向上有四條間距相等的水平虛線L1、L2、L3、L4，在L1L2之間和

13、L3L4之間存在勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小均為1T，方向垂直于虛線所在平面?，F(xiàn)有一矩形線圈abcd，寬度cdL0.5m，質(zhì)量為0.1kg，電阻為2，將其從圖示位置由靜止釋放（cd邊與L1重合），速度隨時間的變化關(guān)系如圖乙所示，t1時刻cd邊與L2重合，t2時刻ab邊與L3重合，t3時刻ab邊與L4重合，已知t1t2的時間間隔為0.6s，整個運(yùn)動過程中線圈平面始終處于豎直方向，重力加速度g取10m/s2。則A在0t1時間內(nèi)，通過線圈的電荷量為0.25CB線圈勻速運(yùn)動的速度大小為2m/sC線圈的長度為1mD0t3時間內(nèi)，線圈產(chǎn)生的熱量為4.2J【答案】A【解析】試題分析：這段時間內(nèi)線圈做勻速直線運(yùn)

14、動，設(shè)速度為v根據(jù)平衡條件有：聯(lián)立兩式解得：故B錯誤的時間間隔內(nèi)線圈一直做勻加速直線運(yùn)動，知ab邊剛進(jìn)磁場，cd邊也剛進(jìn)磁場設(shè)磁場的寬度為d，線圈下降的位移為3d，則有：，代入解得：d=1m，所以線圈的長度為：故C錯誤在0時間內(nèi)，cd邊從運(yùn)動到，通過線圈的電荷量為：故A正確0時間內(nèi)，根據(jù)能量守恒得：故D錯誤考點(diǎn)：考查了導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動9如圖甲所示，、為間距=0.5m足夠長的粗糙平行導(dǎo)軌，導(dǎo)軌的電阻均不計。導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角=37，間連接有一個的電阻。有一勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌平面且方向向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為.將一根質(zhì)量為=0.05kg、內(nèi)阻為的金屬棒緊靠放置在導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌接觸良好?，F(xiàn)由靜止

15、釋放金屬棒，當(dāng)金屬棒滑行至處時剛好達(dá)到穩(wěn)定速度，已知在此過程中通過金屬棒截面的電量=0.2C，且金屬棒的加速度與速度的關(guān)系如圖乙所示，設(shè)金屬棒沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動過程中始終與平行。（取=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8）。求： （1）金屬棒的內(nèi)阻；（2）金屬棒滑行至處的過程中，電阻上產(chǎn)生的熱量。答案】（1） （2）【解析】試題分析：（1）當(dāng)時，由牛頓第二定律： 解得當(dāng)時，由平衡條件 且 聯(lián)立解得，（2）從靜止釋放到速度穩(wěn)定的過程中，電量 解得：由能量守恒 解得電阻R產(chǎn)生的熱量考點(diǎn)：本題考查了牛頓第二定律、平衡條件、能量守恒定律、電量和熱量、歐姆定律.10如圖所示，將邊長為a、質(zhì)量

16、為m、電阻為R的正方形導(dǎo)線框豎直向上拋出，穿過寬度為b、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，磁場的方向垂直紙面向里線框向上離開磁場時的速度剛好是進(jìn)人磁場時速度的一半，線框離開磁場后繼續(xù)上升一段高度，然后落下并勻速進(jìn)人磁場整個運(yùn)動過程中始終存在著大小恒定的空氣阻力f且線框不發(fā)生轉(zhuǎn)動求： （1）線框在下落階段勻速進(jìn)人磁場時的速度V2； (2）線框在上升階段剛離開磁場時的速度V1； （3）線框在上升階段通過磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q 【答案】（1）線框在下落階段勻速進(jìn)入磁場瞬間mg = f + 解得v2 = （2）線框從離開磁場至上升到最高點(diǎn)的過程(mg + f ) h = mv1 2 線框從最高點(diǎn)回落至磁場瞬

17、間(mg - f ) h = mv2 2 、 式聯(lián)立解得v1 = = （3）線框在向上通過通過過程中mv02 - mv12 = Q +（mg + f）(a + b)v0 = 2 v1 Q = m (mg)2 f 2 -（mg + f）(a + b)11如圖所示，光滑的定滑輪上繞有輕質(zhì)柔軟細(xì)線，線的一端系一質(zhì)量為3m的重物，另一端系一質(zhì)量為m、電阻為r的金屬桿。在豎直平面內(nèi)有間距為L的足夠長的平行金屬導(dǎo)軌PQ、EF，在QF之間連接有阻值為R的電阻，其余電阻不計，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場與導(dǎo)軌平面垂直，開始時金屬桿置于導(dǎo)軌下端QF處，將重物由靜止釋放，當(dāng)重物下降h時恰好達(dá)到穩(wěn)定速度而勻速下降。運(yùn)

18、動過程中金屬桿始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，（忽略所有摩擦，重力加速度為g），求：（1）電阻R中的感應(yīng)電流方向；（2）重物勻速下降的速度v；（3）重物從釋放到下降h的過程中，電阻R中產(chǎn)生的焦耳熱QR；（4）若將重物下降h時的時刻記作t=0，速度記為v0，從此時刻起，磁感應(yīng)強(qiáng)度逐漸減小，若此后金屬桿中恰好不產(chǎn)生感應(yīng)電流，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B怎樣隨時間t變化（寫出B與t的關(guān)系式）【答案】(1) Q-R-F (2) (3) (4) 【解析】試題分析：（1）電阻R中的感應(yīng)電流方向?yàn)镼-R-F（2分）(2)對金屬棒：受力分析如圖 式中：（2分）所以： （2分） （3）設(shè)電路中產(chǎn)生的總焦耳熱為Q,則有能量守恒關(guān)系得

19、：減少的重力勢能等于增加的動能和焦耳熱Q即： （2分） 所以：電阻R中產(chǎn)生的焦耳熱QR為（2分）(4)金屬桿中恰好不產(chǎn)生感應(yīng)電流即磁通量不變（2分）（2分）式中：又：（2分）則磁感應(yīng)強(qiáng)度B怎樣隨時間t變化為 （2分）考點(diǎn)：右手定則；法拉第電磁感應(yīng)定律；能量守恒定律12如圖所示，傾角分別為37和53的兩足夠長絕緣斜面上端以光滑小圓弧平滑對接，左側(cè)斜面光滑，斜面某處存在著矩形勻強(qiáng)磁場區(qū)域MNQP，磁場方向垂直于斜面向上，MN平行于斜面底邊，。ab與PQ相距0.5m。一不可伸長的絕緣細(xì)輕繩跨過斜面頂端，一端連接著可視為質(zhì)點(diǎn)的帶正電薄板，一端連接在單匝正方形金屬線框abcd的ab邊中點(diǎn)，ab /MN，

20、細(xì)繩平行于斜面?zhèn)冗叄€框與薄板均靜止在斜面上，ab與PQ相距0.5m。已知薄板電荷量q=1104 C，薄板與線框的質(zhì)量均為m=0.5kg，薄板與右側(cè)斜面間的動摩擦因數(shù)=0.3，線框電阻R=1，線框邊長0.5m。（g=10 m/s2，sin37=0.6，斜面固定，不計繩與斜面的摩擦）（1）求薄板靜止時受到的摩擦力。（2）現(xiàn)在右側(cè)斜面上方加一場強(qiáng)大小E= 9103 N/C，方向沿斜面向下的勻強(qiáng)電場，使薄板沿斜面向下運(yùn)動，線框恰能做勻速運(yùn)動通過磁場；在線框的cd邊剛好離開磁場時，將電場方向即刻變?yōu)榇怪庇谟覀?cè)斜面向下（場強(qiáng)大小不變），線框與薄板做減速運(yùn)動最后停在各自的斜面上。求磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B和cd邊

21、最終與MN的距離x?！敬鸢浮浚?）1 N 沿右側(cè)斜面向上 （2）x=2. 94 m 【解析】試題分析：(1)設(shè)繩的張力大小為T，薄板所受靜摩擦力大小為f 對線框由平衡條件有 (2分)對薄板由平衡條件有 (2分)聯(lián)立以上兩式代入數(shù)據(jù)解得f=1 N (1分)摩擦力方向沿右側(cè)斜面向上 (1分)(2)設(shè)線框邊長為L，線框做勻速運(yùn)動時的速率為v，在磁場中受到的安培力為F，電場方向改變前后薄板受到的摩擦力大小分別為f1和f2 在ab進(jìn)入磁場前的過程中: 由能量守恒定律有 (2分) 代入數(shù)據(jù)解得v=1 m/s (1分) 線框在磁場中做勻速運(yùn)動時: (1分) 對線框由平衡條件有 (1分)對薄板由平衡條件有 (

22、1分)聯(lián)立以上三式代入數(shù)據(jù)解得B=2 T (1分)在cd穿出磁場后的過程中: (1分)因?yàn)?，所以繩子不會松弛，將和線框一起做減速運(yùn)動由能量守恒定律有 (2分)代入數(shù)據(jù)解得考點(diǎn)：本題考查物體平衡條件、能量守恒定律和安培力。13.如圖1所示，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為0.5T.其方向垂直于傾角為30的斜面向上。絕緣斜面上固定有形狀的光滑金屬導(dǎo)軌MPN（電阻忽略不計），MP和NP長度均為2.5m，MN連線水平，長為3m。以MN中點(diǎn)O為原點(diǎn)、OP為x軸建立一維坐標(biāo)系Ox。一根粗細(xì)均勻的金屬桿CD，長度d為3m、質(zhì)量m為1kg、電阻R為0.3，在拉力F的作用下，從MN處以恒定的速度v=1m/s，在導(dǎo)軌上沿x軸正向運(yùn)動（金屬桿與導(dǎo)軌接觸良好）。g取10m/s2。（1）求金屬桿CD運(yùn)動過程中產(chǎn)生產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E及運(yùn)動到處電勢差；（2）推導(dǎo)金屬桿CD從MN處運(yùn)動到P點(diǎn)過程中拉力F與位置坐標(biāo)x的關(guān)系式，并在圖2中畫出F-x關(guān)系圖象；（3）求金屬桿CD從MN處運(yùn)動到P點(diǎn)的全過程