《法拉第電磁感應(yīng)定律》同步練習(xí)10

1、法拉第電磁感應(yīng)定律(二 )一、單項(xiàng)選擇題1 如圖所示，粗糙水平桌面上有一質(zhì)量為m的銅質(zhì)矩形線圈 當(dāng)一豎直放置的條形磁鐵從線圈中線AB正上方等高快速經(jīng)過時，若線圈始終不動，則關(guān)于線圈受到的支持力FN 及在水平方向的運(yùn)動趨勢判斷正確的是()A F N先小于B FN先大于C F N先小于D F N先大于mg后大于 mg，運(yùn)動趨勢向左mg后小于 mg，運(yùn)動趨勢向左mg后大于 mg，運(yùn)動趨勢向右mg后小于 mg，運(yùn)動趨勢向右解析： 當(dāng)磁鐵向右移動時磁通量增大，線圈中有順時針電流而排斥，F(xiàn) N大于 mg，線圈受安培力向右，運(yùn)動趨勢向右；經(jīng)過中間后，當(dāng)磁鐵向右移動時磁通量減小，線圈中有順時針電流而吸引，F(xiàn)

2、N小于 mg，線圈受安培力向右，運(yùn)動趨勢向右答案： D2. 如右圖，均勻磁場中有一由半圓弧及其直徑構(gòu)成的導(dǎo)線框，半圓直徑與磁場邊緣重合；磁場方向垂直于半圓面(紙面 )向里， 磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0.使該線框從靜止開始繞過圓心O、垂直于半圓面的軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動半周， 在線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流現(xiàn)使線框保持圖中所示位置，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時間線性變化為了產(chǎn)生與線框轉(zhuǎn)動半周過程中同樣大小的電流，磁感B應(yīng)強(qiáng)度隨時間的變化率t 的大小應(yīng)為 ()4B02B0A.B. B0B0C.D. 2解析： 勻速轉(zhuǎn)動時感應(yīng)電動勢與磁場變化時感應(yīng)電動勢相同即可勻速轉(zhuǎn)動時感應(yīng)電122 ，式中 R為半徑磁場變化時感應(yīng)電動勢B R動勢

3、 E 2BREt ·2 .二者相等可得答案答案：C3如右圖所示，質(zhì)量為 m，電量為 q的帶電粒子從平行板電容器左側(cè)一端的中點(diǎn)處以速度v0沿垂直于電場線方向進(jìn)入電容器，恰能從下邊緣處飛出，飛出時速度大小為v1，若其他條件不變，而在電容器內(nèi)加上垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，則帶電粒子恰能從上極板邊緣處飛出，飛出時速度大小為 v 2，不計(jì)粒子的重力，則以下速度大小的關(guān)系正確的是()A 2v 0 v 1 v 2B v 0 C v0 v 1v2D v0 <v1 v 2解析： 粒子在向下偏的過程中做類平拋運(yùn)動，粒子在向上偏的過程中做復(fù)雜的曲線運(yùn)動，洛倫茲力不做功，解以上兩式可得B正確答案： B4

4、鐵路上使用一種電磁裝置向控制中心傳輸信號以確定火車的位置能產(chǎn)生勻強(qiáng)磁場的磁鐵，被安裝在火車首節(jié)車廂下面，如圖甲所示(俯視圖 )當(dāng)它經(jīng)過安放在兩鐵軌間的線圈時，便會產(chǎn)生一電信號，被控制中心接收當(dāng)火車通過線圈時，若控制中心接收到的線圈兩端的電壓信號為圖乙所示，則說明火車在做()A 勻速直線運(yùn)動B勻加速直線運(yùn)動C 勻減速直線運(yùn)動D 加速度逐漸增大的變加速直線運(yùn)動解析： 從圖中產(chǎn)生的為直線可知速度均勻增加，所以做勻加速直線運(yùn)動答案： B二、雙項(xiàng)選擇題5如右圖所示，閉合金屬環(huán)從曲面上h高處滾下，又沿曲面的另一側(cè)上升，設(shè)環(huán)的初速度為零，摩擦不計(jì)，曲面處在圖示磁場中，則()A 若是勻強(qiáng)磁場，環(huán)滾上的高度小于

5、hB若是勻強(qiáng)磁場，環(huán)滾上的高度等于hC 若是非勻強(qiáng)磁場，環(huán)滾上的高度等于hD 若是非勻強(qiáng)磁場，環(huán)滾上的高度小于h解析： 勻強(qiáng)磁場時線圈磁通量沒有變化，沒有感應(yīng)電流，所以沒有熱量產(chǎn)生，環(huán)滾上的高度等于 h；非勻強(qiáng)磁場時，線圈磁通量有變化，有感應(yīng)電流，所以有熱量產(chǎn)生，環(huán)滾上的高度小于 h.答案： BD6兩根光滑的金屬導(dǎo)軌，平行放置在傾角為的斜面上，導(dǎo)軌的左端接有電阻R，導(dǎo)軌的電阻可忽略不計(jì)斜面處在一勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于斜面向上，質(zhì)量為m、電阻可不計(jì)的金屬棒ab，在沿著斜面與棒垂直的恒力F 作用下沿導(dǎo)軌勻速上滑，上升h高度如右圖所示，在這過程中()A 作用在金屬棒上的各個力的合力所做的功等于零

6、B作用在金屬棒上的各個力的合力所做的功等于mgh與電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱之和C 恒力F與安培力的合力所做的功等于零D 恒力F與重力的合力所做的功等于電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱解析： 導(dǎo)軌勻速上滑，動能不變，合外力做功等于零，恒力F 與重力的合力所做的功等于安培力所做的功，克服安培力做功轉(zhuǎn)化成焦耳熱答案： AD7有一豎直“”形金屬框架置于水平勻強(qiáng)磁場中，滑桿MN 可沿框架無摩擦滑動(如下圖 )，回路中除 R外其他電阻不計(jì)，空氣阻力不計(jì)當(dāng)MN 由靜止釋放后()A 它受到的磁場力不可能大于它的重力B它的加速度可能大于重力加速度C 它的動能增加等于它減少的重力勢能D 當(dāng)框架豎直雙桿足夠長時，它最后將做勻速運(yùn)動

7、解析： 滑桿做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動，最后勻速運(yùn)動，D 對，開始時加速度最大為 g， B錯，重力勢能的減小等于動能與內(nèi)能之和，C 錯答案： AD8如圖所示，金屬桿ab以恒定的速率v在光滑的平行導(dǎo)軌上向右滑行，設(shè)整個電路中總電阻為 R(恒定不變 )，整個裝置置于垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，下列說法正確的是()A ab桿中的電流與速率v成正比B磁場作用于ab桿的安培力與速率v 成正比C 電阻 R上產(chǎn)生的電熱功率與速率v成正比D 外力對 ab桿做功的功率與速率v成正比解析： 電流強(qiáng)度安培力 F BIL 電熱 Q電功率 P答案： AB三、非選擇題 (按題目要求作答 解答題應(yīng)寫出必要的文字說明、 方程

8、和重要演算步驟，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位 )9如圖所示，兩根足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN 、 PQ 間距為 l 0.5 m，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，已知兩棒質(zhì)量均為m 0.02 kg，電阻均為R 0.1，整個裝置處在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B 0.2 T ，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，而棒cd恰好能夠保持靜止取 g 10 m/s2，問：(1) 通過棒 cd的電流 I 是多少，方向如何？(2) 棒 ab受到的力 F 多大？

9、(3) 棒 cd每產(chǎn)生 Q 0.1 J的熱量，力 F 做的功 W是多少？解析： (1) 棒 cd受到的安培力為：F cd IlB 棒 cd在共點(diǎn)力作用下平衡，則：F cd mgsin 30°由 式，代入數(shù)據(jù)解得：I 1 A根據(jù)楞次定律可知，棒cd中的電流方向由d至 c(2) 棒 ab與棒 cd受到的安培力大小相等，即：F ab F cd對棒 ab，由共點(diǎn)力平衡知：F mgsin 30° IlB代入數(shù)據(jù)解得：F 0.2 N(3) 設(shè)在時間 t內(nèi)棒 cd產(chǎn)生 Q 0.1 J熱量，由焦耳定律知：Q I 2Rt設(shè)棒 ab勻速運(yùn)動的速度大小為v，其產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為：E BlvE由閉

10、合電路歐姆定律知：I2R由運(yùn)動學(xué)公式知在時間t內(nèi)，棒 ab沿導(dǎo)軌的位移為：x v t力 F 做的功為： WFx綜合上述各式，代入數(shù)據(jù)解得：W 0.4 J答案： 見解析10如右圖所示， 電阻不計(jì)的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN 和 OP水平放置， MO 間接有阻值為R的電阻，兩導(dǎo)軌相距為L ，其間有豎直向下的勻強(qiáng)磁場質(zhì)量為m，長度為L ，電阻為R0的導(dǎo)體棒CD 垂直于導(dǎo)軌放置，并接觸良好用平行于MN 向右的水平力拉動CD從靜止開始運(yùn)動，拉力的功率恒為P，經(jīng)過時間t導(dǎo)體棒CD達(dá)到最大速度v0.(1) 求出磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度 B的大??？(2) 求出該過程中電阻 R上所產(chǎn)生的電熱？解析： (1) 最大速度時拉力與安

11、培力合力為零Pv 0 BIL 0且 E BL v0EIR R0P RR0由 得： B22.Lv0(2) 由能量關(guān)系，產(chǎn)生總電熱 Q：電阻 R上所產(chǎn)生的電熱：答案： (1)(2)11如圖所示，兩根足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌相距為L，導(dǎo)軌平面與水平面成角，上端通過導(dǎo)線連接阻值為R的電阻，阻值為r的金屬棒 ab放在兩導(dǎo)軌上，棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，整個裝置處在垂直導(dǎo)軌平面向上的磁場中，若所加磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小恒為 B，使金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止向下運(yùn)動，金屬棒運(yùn)動的v t圖象如圖 (b) 所示，當(dāng) t t0時，物體下滑距離為s.已知重力加速度為g.試求：(1) 金屬棒 ab勻速運(yùn)動時電流強(qiáng)度 I 的大小和方向；(2) 求導(dǎo)體棒質(zhì)量 m的大??；(3) 在 t0時間內(nèi)電阻