《電磁感應(yīng)》訓(xùn)練題正式版

1、電磁感應(yīng)訓(xùn)練題1 .如圖所示，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度b =0.1金屬棒ad長0.4m,與框架寬度相同,金屬棒以5m/s速度勻速向右運(yùn)動時，求:(1)流過金屬棒的感應(yīng)電流為多大？電阻r =1/3。，框架電阻不計，電阻 r=2c , r2=1 q ,當(dāng)(2)若圖中電容器c為0.3 nf,則電容器中儲存多少電荷量2 .如圖所示，在磁感弓ii度為b、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，有一豎直放置的光滑導(dǎo) 電軌道，軌道間接有電阻 r,套在軌道上的水平金屬桿 ab,長為l、質(zhì)量為m、電阻為r,ab桿從靜止開始沿軌道下滑h時，速度為v (軌道電阻不計)。求:(1)此時ab桿兩端電壓u的大小。(2)此時ab桿受安培

2、力的瞬時功率 p(3) ab桿從靜止開始沿軌道下滑h,求整個回路消耗的電能3 .如圖所示，兩根固定在水平面上的光滑平行金屬導(dǎo)軌mn和pq 一端接有阻值為 r的電阻，處于方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中。在導(dǎo)軌上垂直導(dǎo)軌跨放質(zhì)量為m的金屬直桿，金屬桿的電阻為r,金屬桿與導(dǎo)軌接觸良好、導(dǎo)軌足夠長且電阻不計。金屬桿在垂直于桿的水平恒力f作用下向右勻速運(yùn)動時，電阻r上消耗的電功率為 p,從某一時刻開始撤去水平恒力f去水平力后：(1)當(dāng)電阻r上消耗的功率為 p/4時，桿的加速度大小和方向。(2)電阻r上產(chǎn)生的焦耳熱。4 .如圖所示，金屬桿 a從離地h高處由靜止開始沿光滑平行的弧形軌道下滑，軌道的水平部分有豎直向

3、上的勻強(qiáng)磁場b,水平軌道上原來放有一金屬桿b,已知a桿的質(zhì)量為ma,且與桿b的質(zhì)量之比為 ma : mb=3 : 4,水平軌道足夠長，不計摩擦，求：(1) a和b的最終速度分別是多大？(2)整個過程中回路釋放的電能是多少？(3)若已知a、b桿的電阻之比 ra : rb=3 : 4,其余部分的電阻不計，整個過程中桿 a、b上產(chǎn)生的熱量分別是多少？5.光滑金屬導(dǎo)軌如圖所示，水平平行導(dǎo)軌mn、st相距l(xiāng) =0.5m,豎直半圓軌道 np、tq直徑均為 d = 0.8m,軌道左端用阻值 r= 0.4 的電阻相連.水平導(dǎo)軌的某處有一 豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度 b= 0.06t的勻強(qiáng)磁場.光滑金屬桿ab質(zhì)量m=

4、0.2kg、電阻r= 0.1 q ,當(dāng)它以5m/s的初速度沿水平導(dǎo)軌從左端沖入磁場后恰好能到達(dá)豎直半圓軌 道的最高點(diǎn)p、q.設(shè)金屬桿ab與軌道接觸良好，并始終與導(dǎo)軌垂直，導(dǎo)軌電阻忽略 不計.取g= 10m/s2,求金屬桿：(1)剛進(jìn)入磁場時，通過金屬桿的電流大小和方向；(2)到達(dá)p、q時的速度大小；(3)沖入磁場至到達(dá) p、q點(diǎn)的過程中，電路中產(chǎn)生的焦耳熱.g 上，也，)s *t6 .如圖甲所示，相距為 l的光滑平行金屬導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌一部分處在以oo為右邊界勻強(qiáng)磁場中，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為b,方向垂直導(dǎo)軌平面向下，導(dǎo)軌右側(cè)接有定值電阻r,導(dǎo)軌電阻忽略不計.在距邊界oo也為l處垂直導(dǎo)軌

5、放置一質(zhì)量為m電阻r的金屬桿ab.若ab桿在恒力作用下由靜止開始向右運(yùn)動3l距離，其速度一位移的關(guān)系圖象如圖乙所示(圖中所示量為已知量).求此過程中電阻 r上產(chǎn)生白焦耳 q及ab桿在剛要離開磁場時的加速度大小a.1 v/m-c-17 .豎直放置的平行金屬板 m、n相距d=0.2m,板間有豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度b=0.5t,極板按如圖所示的方式接入電路。足夠長的、間距為 l=1m的光滑平行金屬導(dǎo)軌cd、ef水平放置，導(dǎo)軌間有豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度也為bo電阻為r=lc的金屬棒ab垂直導(dǎo)軌放置且與導(dǎo)軌接觸良好。已知滑動變阻器的總阻值為r=4c ,滑片p的位置位于變阻器的中點(diǎn)。有一個

6、質(zhì)量為 m=1.0x 10kg、電荷量為q=+2.0x 10,c的帶電粒子，從兩板中間左端沿中心線水平射入場區(qū)。不計粒子重力。(1)若金屬棒ab靜止，求粒子初速度 vo多大時，可以垂直打在金屬板上？(2)當(dāng)金屬棒ab以速度v勻速運(yùn)動時，讓粒子仍以相同初速度vo射入，而從兩板間沿直線穿過，求金屬棒 ab運(yùn)動速度v的大小和方向。m ，8 .如圖所示，直線形擋板pip2p3與半徑為r的圓弧形擋板p3p4p5平滑連接并安裝在水h面 bib2b3b4上，擋板與臺面均固定不動。線圈cic2c3的匝數(shù)為n,其端點(diǎn)ci、c3通過導(dǎo)線分別與電阻ri和平行板電容器相連，電容器兩極板間的距離為 d,電阻ri的阻值是

7、線圈cic2c3阻值的2倍，其余電阻不計，線圈 cic2c3面積為si 。線圈cic2c3內(nèi)有一面積為 s2、方向垂直于 線圈平面向上的勻強(qiáng)磁場，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度b隨時間均勻增大。質(zhì)量為m的小滑塊帶正電，電荷量始終保持為 q,在水平臺面上以初速度 vo從pi位置出發(fā)，沿?fù)醢暹\(yùn)動并通過p5位置。pi、p2在電場外，間距為 l,pip2間小滑塊與臺面的動摩擦因數(shù)為科，其余部分的摩擦不計，重力加速度為 g.求：(i)小滑塊通過p2位置時的速度大小。(2)電容器兩極板間由線圈磁場變化而引起的電場強(qiáng)度的取值范圍。(3)經(jīng)過時間t,磁感應(yīng)強(qiáng)度變化量的取值范圍。1.電磁感應(yīng)訓(xùn)練題參考答案斛：1訃棒產(chǎn)生的電動

8、勢后二國& = 6外電胤曝口.通過棒的電流/=集；=024(2)電容器兩板間的電壓u-ir=條vj q帶電量 qcjj-4 xic-8c（2分）2分）2.解：(1)桿兩端的電壓是路端電壓， 則由閉合電路歐姆定律得:u ab = ； b b1vr r r r(2)由于金屬桿勻速運(yùn)動，則有： f=mg ibl = f=mg 二mgr r2. 2b l vr r2.22.2 2，、，ib l vb l v（3）由公式 p =fv =（mg ）v = mgvr rr r(4)由熱功率公式得：p = i2r=( blv )2rr r3 .解(1)撤去f之前，設(shè)通過電阻r的電流為i ,則金屬桿受到的安培力

9、大小 f=bil (2分) 撤去f之后，由p=i2r知，當(dāng)電阻r上消耗的電功率為 p/4時，通過r的電流i= i/2,則 金屬桿受到的安培力 f= bi l= f/2 ,方向水平向左，(3分)由牛頓第二定律得,用 2m. 方向水平向左.(2分)(2)撤去f后，金屬桿在與速度方向相反的安培力作用下，做減速運(yùn)動直到停下。設(shè)勻速運(yùn)動時金屬桿的速度為v,則 i*（r+t）=fv,又 xfr ,解得（4分）由能量守恒可得，撤去 f后，整個電路產(chǎn)生的熱量（4分）則電阻r上產(chǎn)生的焦耳熱（2分）4 . (1) a下滑過程中機(jī)械能守恒 magh = ；mav。2a進(jìn)入磁場后，回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，a、b都受安培力

10、作用，a做減速運(yùn)動，b做加速0,運(yùn)動，經(jīng)過一段時間，a、b速度達(dá)到相同，之后回路的磁通量不發(fā)生變化，感應(yīng)電流為 安培力為0,二者勻速運(yùn)動.勻速運(yùn)動的速度即為 a.b的最終速度，設(shè)為 v.由于所組成的系統(tǒng)所受合外力為0,故系統(tǒng)的動量守恒 mav0=(ma+mb)v由以上兩式解得最終速度 va=vb=v= . j2gh(2)由能量守恒得知，回路中產(chǎn)生的電能應(yīng)等于a、b系統(tǒng)機(jī)械能的損失，所以e=magh- ; (ma+mb)v2= ； maghra與rb串(3)由能的守恒與轉(zhuǎn)化定律，回路中產(chǎn)生的熱量應(yīng)等于回路中釋放的電能等于系統(tǒng)損失的機(jī)械能，即 qa+qb=e.在回路中產(chǎn)生電能的過程中，電流不恒定，

11、但由于聯(lián)，通過的電流總是相等的，所以應(yīng)有qqb2i2rati2rbt 一 12.所以 qa = magh qba 49b16.magh 495.解：(1)感應(yīng)電動勢：e= blv電路中的電流：i=0.3a 2 分代入數(shù)據(jù) i = blv j06 0.5 5 ar r 0.4 0.1(2)恰能到達(dá)豎直軌道最高點(diǎn)，金屬桿所受的重力提供向心力v = g d. 2 = 10 0.4 m. s = 2m s1(3) (6分)根據(jù)能量守恒定律，電路中廣生的焦耳熱q =1 mv(21212q 0.2 50.2 2 -0.2 10 0.8 =0.5(j)226解析：(1) ab桿離起起始位置的位移從 l到3l

12、的過程中，由動能定理可得122f(3l -l) =2m(v2 -vf)(2 分)ab桿在磁場中由起始位置發(fā)生位移l的過程，根據(jù)功能關(guān)系，恒力f做的功等于ab桿桿增加的動能與回路產(chǎn)生的焦耳熱之和，則12-fl = mv1 + q 總（2 分）聯(lián)立解得q j； 一3.） , （1分）r上產(chǎn)生熱量qr = rm（v2 3v2）（1分）心 44（r r）ab桿剛要離開磁場時，水平向上受安培力f總和恒力f作用，2 2安培力為:（2分）b l v1r r由牛頓第二定律可得：f 5安=ma （1分）222 . 2v2 一5b l v1解得a =l -（1分）4l m（r r）7. （1）金屬棒ab靜止時，粒

13、子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動，設(shè)軌跡半徑為r0,則2qbvo =-（2 分）r。d垂直打在金屬板上，則 r0 =（2分）2解得v0 = bqd（2分）2m代入數(shù)據(jù)得v。=100 m/s （1分）（2）當(dāng)金屬棒ab勻速運(yùn)動時，感應(yīng)電動勢 e = blv（2分）e r板間電壓：u =1（2分）r r 2粒子沿直線穿過板間，則粒子受電場力、洛侖茲力平衡，做勻速直線運(yùn)動qbv。= q上（2分） d2d（r r）v0解得：v =（2分）rl代入數(shù)據(jù)得v =50 m/s（1分）由左手定則知，粒子所受洛侖茲力方向垂直m板，故粒子所受電場力應(yīng)該垂直于n板，由右手定則知，ab棒應(yīng)水平向右運(yùn)動。(2分)12128.解析：(1)小滑塊運(yùn)動到位置 p2時速度為v1,由動能te理有：umg-mvimvo22解得：vi= . v； -2ugl(2)由題意可知，電場方向如圖，若小滑塊能通過位置p,則小滑塊可沿?fù)醢暹\(yùn)動且通過位置p5,設(shè)小滑塊在位置 p的速度為v,受到的板的彈力為n,勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度為 e,由動能定理有：1 212一umgl 2reqs = mv( mv0 2 22當(dāng)滑塊在位置p時，由牛頓第二定律有：n+eq= mv-r由題意有