44法拉第電磁感應(yīng)定律同步練習(xí)12

1、.一銅制圓環(huán)用）第四章：電磁感應(yīng)4.4法拉第電磁感應(yīng)定律同步練習(xí)121. 如圖所示，磁場(chǎng)垂直于紙面，磁感應(yīng)強(qiáng)度在豎直方向均勻分布，水平方向非均勻分布絲線懸掛于。點(diǎn)，將圓環(huán)拉至位置a后無初速釋放，在圓環(huán)從a擺向b的過程中（A. 感應(yīng)電流方向先逆時(shí)針后順時(shí)針再逆時(shí)針B. 感應(yīng)電流方向一直是逆時(shí)針C. 安培力方向始終與速度方向相反D. 安培力方向始終沿水平方向答案：AD4a角，已知sina=-,回路面積為5解析：圓環(huán)從位置a運(yùn)動(dòng)到磁場(chǎng)分界線前，磁通量向里增大，感應(yīng)電流為逆時(shí)針；跨越分界線過程中,磁通量由向里最大變?yōu)橄蛲庾畲?，感?yīng)電流為順時(shí)針；再擺到b的過程中，磁通量向外減小，感應(yīng)電流為逆時(shí)針，所以選

2、A;由于圓環(huán)所在處的磁場(chǎng)，上下對(duì)稱，所受安培力豎直方向平衡，因此總的安培力沿水平方向，故D正確.如圖所示，矩形線框abcd放置在水平面內(nèi)，磁場(chǎng)方向與水平方向成()()()B.4BS53D-BS4S,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,則通過線框的磁通量為A. BS3C-BS5答案：B解析：在磁通量®=BS公式中，B與S必須垂直，若B與S不垂直，則S要轉(zhuǎn)化為垂直于B的有效面積，也可以將B轉(zhuǎn)化為垂直于S的垂直分量，故必=BSsina=?BS.3. 如圖所示，固定的水平長(zhǎng)直導(dǎo)線中通有電流行.線框由靜止釋放，在下落過程中（）I,矩形線框與導(dǎo)線在同一豎直平面內(nèi)，且一邊與導(dǎo)線平A. 穿過線框的磁通量保持不變B. 線

3、框中感應(yīng)電流方向保持不變C. 線框所受安培力的合力為零D. 線框的機(jī)械能不斷增大答案：B解析：線框下落過程中，穿過線框的磁通量減小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由楞次定律可判斷出感應(yīng)電流方向一直沿順時(shí)針方向，選項(xiàng)B正確；線框受到的安培力的合力豎直向上，但小于重力，則合力不為零，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；在下落過程中，安培力對(duì)線框做負(fù)功，則其機(jī)械能減小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.如圖（a）,線圈ab、cd繞在同一軟鐵芯上.在ab線圈中通以變化的電流，用示波器測(cè)得線圈cd間電壓如圖（b）所示，已知線圈內(nèi)部的磁場(chǎng)與流經(jīng)線圈的電流成正比，則下列描述線圈ab中電流隨時(shí)間變化關(guān)系的圖中，可能正確的是（）答案：C解析：根據(jù)題圖（b）可知：cd兩端在0

4、0.5s產(chǎn)生恒定的電壓，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，穿過線圈的磁通量均勻變化，即號(hào)恒定不變，故選項(xiàng)C正確，A、B、D錯(cuò)誤.如圖所示，水平面內(nèi)兩光滑的平行金屬導(dǎo)軌，左端與電阻R相連接，勻強(qiáng)磁場(chǎng)B豎直向下分布在導(dǎo)軌所在的空間內(nèi)，質(zhì)量一定的金屬棒垂直于導(dǎo)軌并與導(dǎo)軌接觸良好.今對(duì)金屬棒施加一個(gè)水平向右的外力F,使金屬棒從a位置開始向右做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，依次通過位置b和c.若導(dǎo)軌與金屬棒的電阻不計(jì)，ab與bc的距離相等，關(guān)于金屬棒在運(yùn)動(dòng)過程中的有關(guān)說法正確的是A. 金屬棒通過b、c兩位置時(shí)，電阻R的電功率之比為1：2B. 金屬棒通過b、c兩位置時(shí)，外力F的大小之比為1：也C. 從a到b和從b到c的兩

5、個(gè)過程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量之比為1：1D. 從a到b和從b到c的兩個(gè)過程中，通過金屬棒橫截面的電荷量之比為1：1答案：AD解析：由題意知vc=>/2vb,所以Ec=J2Eb,Ic=V2lb，電阻R消耗的功率P=I2R,所以APcIc2正確；所需的外力F=旦*+ma,而金屬棒所受的安培力爭(zhēng)=迎=-1，因加速度未知，B錯(cuò)誤；金屬棒從RFcVc2a到b和從b到c的兩個(gè)過程中外力做功Wi<W2，由動(dòng)能定理可知?jiǎng)幽艿脑黾恿縀ki=AEk2,由能量守恒定律可知Qi<Q2,C錯(cuò)誤；E=芳，I=R,q=It,所以q=，因金屬棒從a到b和從b到c的兩個(gè)過程中，磁通量的改變量相同，則通過金屬棒

6、橫截面的電荷量之比為1：1,D正確.另：C選項(xiàng)暫時(shí)沒求出來4. 一航天飛機(jī)下有一細(xì)金屬桿，桿指向地心.若僅考慮地磁場(chǎng)的影響，則當(dāng)航天飛機(jī)位于赤道上空（）A. 由東向西水平飛行時(shí)，金屬桿中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向一定由上向下B. 由西向東水平飛行時(shí)，金屬桿中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向一定由上向下C. 沿經(jīng)過地磁極的那條經(jīng)線由南向北水平飛行時(shí)，金屬桿中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向一定由下向上沿經(jīng)過地磁極的那條經(jīng)線由北向南水平飛行時(shí)，金屬桿中一定沒有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)答案：AD解析：如圖，設(shè)觀察方向?yàn)槊嫦虮狈剑笪饔覗|，則地磁場(chǎng)方向平行赤道表面向北，若飛機(jī)由東向西飛行時(shí)，由右手定則可判斷出電動(dòng)勢(shì)方向?yàn)橛缮舷蛳?，若飛機(jī)由西向東飛行時(shí)，由右

7、手定則可判斷出電動(dòng)勢(shì)方向?yàn)橛上孪蛏希珹對(duì)，B錯(cuò)；沿著經(jīng)過地磁極的那條經(jīng)線運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度方向平行于磁場(chǎng)，金屬桿中一定沒有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，C錯(cuò)，D對(duì).如圖所示，在豎直方向的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬框架ABCD固定在水平面內(nèi)，AB與CD平行且足夠長(zhǎng)，BC與CD夾角0（9<90°），光滑導(dǎo)體棒EF（垂直于CD）在外力作用下以垂直于自身的速度v向右勻速運(yùn)動(dòng)，框架中的BC部分與導(dǎo)體棒單位長(zhǎng)度的電阻均為R,AB與CD的電阻不計(jì)，導(dǎo)體棒在滑動(dòng)過程中始終保持與導(dǎo)軌良好接觸，經(jīng)過C點(diǎn)瞬間作為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，下列關(guān)于電路中電流大小I與時(shí)間t、消耗的電功率P與導(dǎo)體棒水平移動(dòng)的距離x變化規(guī)律的圖象中正確的是

8、（）答案：AD解析：本題考查電磁感應(yīng)的相關(guān)規(guī)律：電路的分析、電動(dòng)勢(shì)大小的計(jì)算、方向的判斷以及安培力的方向大小及能量的轉(zhuǎn)化情況.導(dǎo)體棒在BC導(dǎo)軌間運(yùn)動(dòng)時(shí)E=Bvttan0v=Bv2ttan。，回路中電阻R總=vttan0蚌（vt/cos（）R回路中電流I=、B面?-是定值R總1+sin0R導(dǎo)體棒在AB、導(dǎo)體棒在AB、CD平行導(dǎo)軌間運(yùn)動(dòng)時(shí)E'=BLvR'=LR+尢R,I'=導(dǎo),=一是定值，A對(duì)，B錯(cuò).導(dǎo)體棒未離開BC時(shí)電路中消耗的電功率sin。'R1+sin0RP=I2R總=I2（tan0+士）Rx,P與x成正比關(guān)系.cos導(dǎo)體棒在AB、CD平行導(dǎo)軌間運(yùn)動(dòng)時(shí)，消耗電

9、功率P'=I2R總，I一定，R總一定，P是定值，C錯(cuò)，D對(duì)，選A、D.5. 如圖所示，兩根平行光滑導(dǎo)軌豎直放置，相距L=0.1m,處于垂直軌道平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=10T,質(zhì)量m=0.1kg,電阻為R=2Q的金屬桿ab接在兩導(dǎo)軌間，在開關(guān)S斷開時(shí)讓ab自由下落，ab下落過程中，始終保持與導(dǎo)軌垂直并與之接觸良好，設(shè)導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)且電阻不計(jì)，取g=10m/s2,當(dāng)下落h=0.8m時(shí)，開關(guān)S閉合.若從開關(guān)S閉合時(shí)開始計(jì)時(shí)，貝Uab下滑的速度v隨時(shí)間t變化的圖象是圖中的解析：開關(guān)S閉合時(shí)，金屬桿的速度v=2gh=4m/s.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLv，感應(yīng)電流I=E/R,安培力F=BLI，聯(lián)立解

10、出F=2N.因?yàn)镕>mg=1N,及ab桿做減速直線運(yùn)動(dòng)，速度減小，安培力也減小，加速度越來越小，最后加速度減為零時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng)，故D正確.答案：D如圖所示，豎直平行金屬導(dǎo)軌M、N,上端接有電阻R,金屬桿ab質(zhì)量為m,跨在平行導(dǎo)軌上，垂直導(dǎo)軌平面的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)為B,不計(jì)ab及導(dǎo)軌的電阻，不計(jì)摩擦，且ab與導(dǎo)軌接觸良好，若ab桿在豎直向上的外力F作用下勻速上升，貝U以下說法正確的是（）A. 拉力F所做的功等于電阻R上產(chǎn)生的熱B. 拉力F與重力做功的代數(shù)和等于電阻R上產(chǎn)生的熱C. 拉力F所做的功等于電阻R上產(chǎn)生的熱及桿ab勢(shì)能的增加量之和D. 桿ab克服安培力做的功等于電阻R上產(chǎn)生的熱答案：BC

11、D解析：由能量守恒得拉力F所做的功將轉(zhuǎn)化成電阻R上產(chǎn)生的熱和導(dǎo)體棒增加的重力勢(shì)能，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)C正確；由動(dòng)能定理可得拉力F與重力做功的代數(shù)和等于克服安培力所做的功，等于電阻R上產(chǎn)生的熱，選項(xiàng)B、D正確.矩形導(dǎo)線框abcd固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感線的方向與導(dǎo)線框所在平面垂直，規(guī)定磁場(chǎng)的正方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖甲所示.若規(guī)定順時(shí)針方向?yàn)楦袘?yīng)電流i的正方向，下列各圖（圖乙）中正確的是（）甲答案：D解析：本題利用楞次定律可判斷感應(yīng)電流的方向.01s內(nèi)B垂直紙面向里均勻增大，則由楞次定律判斷出感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向夕卜，根據(jù)安培定則知感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針，即電流的方向?yàn)樨?fù)

12、，排除A、C選項(xiàng)；23s內(nèi)，B垂直紙面向外均勻增大，同理可得線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向，排除B選項(xiàng)，D正確.如圖所示，由7根長(zhǎng)度都是L的金屬桿連接成的一個(gè)日”字形的矩形金屬框abcdef,放在紙面所在面向里，金屬桿af、be、cd的電阻都為把金屬框從磁場(chǎng)的左邊界水平向右拉，從面向里，金屬桿af、be、cd的電阻都為把金屬框從磁場(chǎng)的左邊界水平向右拉，從面向里，金屬桿af、be、cd的電阻都為把金屬框從磁場(chǎng)的左邊界水平向右拉，從的平面內(nèi).有一個(gè)寬度也為L(zhǎng)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)邊界跟cd桿平行，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小是B,方向垂直于紙r,其他各桿的電阻不計(jì)，各桿端點(diǎn)間接觸良好.現(xiàn)以速度v勻速地cd桿剛

13、進(jìn)入磁場(chǎng)瞬間開始計(jì)時(shí)，求：(1)cd桿在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的過程中，通過XMX葛用賦乂:XMXX：XXXJi：XMXX；af桿的電流；(2)從開始計(jì)時(shí)到金屬框全部通過磁場(chǎng)的過程中，金屬框中電流所產(chǎn)生的總熱量半啡3lI在日”字形矩形金屬框穿過磁場(chǎng)的過程中，cd、be和af依次切割磁感線作為電源對(duì)其他兩段導(dǎo)af桿中的電流和產(chǎn)生的電熱Q可用歐姆定律和電熱公式求解.cd桿作為電源，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為E=BLvE2BLvr3r2+rQ.答案:解析：體供電，(1)cd桿在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),由歐姆定律，回路中的電流I=r"r內(nèi)通過af中的電流Ii=1=邸(2)在線框穿過磁場(chǎng)的過程中，三桿依次充當(dāng)電源，但電路的連接

14、關(guān)系不變22BLv3L2B2L3V由焦耳7E律Q=IRt=IEt=一3廠BLv=r.6. 均勻?qū)Ь€制成的正方形閉合線框abcd，每邊邊長(zhǎng)為L(zhǎng),總電阻為R,總質(zhì)量為m.將其置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)上方h處，如圖所示，線框由靜止自由下落，線框平面保持在豎直平面內(nèi)，且cd邊始終與水平的磁場(chǎng)邊界平行.當(dāng)cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí).XXXXXXXXxxxXXXxxxxxx(1) 求線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大??；(2) 求c、d兩點(diǎn)間的電勢(shì)差大??；(3) 若此時(shí)線框加速度恰好為零，求線框下落的高度h所應(yīng)滿足的條件.答案：(1)BL2gh3BL2gh(3)h=羅算42BL解析：cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，切割磁感線

15、相當(dāng)于電源，所以cd兩點(diǎn)間的電勢(shì)差大小等于電源的路端電壓(1) 線框下落h的過程中做自由落體運(yùn)動(dòng)，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得，cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線框速度v=寸禎剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)cd邊切割磁感線，所以線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLv=BL寸頸.由歐姆定律知，此時(shí)線框中電流I=ER33cd兩點(diǎn)間的電壓U=IBLmh.b2l2.頑(3) 女培力F=BIL=一津-R根據(jù)牛頓第二定律mgF=ma,由a=0解得下落高度滿足h=二非4.2BL7. 如圖所示，兩根相距L平行放置的光滑導(dǎo)電軌道，與水平面的夾角均為a,軌道間有電阻R,處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一根質(zhì)量為m、電阻為r的金屬桿ab,由靜止開始沿

16、導(dǎo)電軌道下滑.設(shè)下滑過程中桿ab始終與軌道保持垂直，且接觸良好，導(dǎo)電軌道有足夠的長(zhǎng)度，且電阻不計(jì).(1) 桿ab將做什么運(yùn)動(dòng)？(2) 若開始時(shí)就給ab沿軌道向下的拉力F使其由靜止開始向下做加速度為a的勻加速運(yùn)動(dòng)(a>gsina),求拉力F與時(shí)間t的關(guān)系式.答案：(1)見解析(2)F=m(a-gsina)+Bacosa解析：(1)金屬桿受力如圖所示，當(dāng)金屬桿向下滑動(dòng)時(shí)，速度越來越大，安培力F安變大，金屬桿加速度變小.隨著速度的變大，加速度越來越小，ab做加速度越來越小的加速運(yùn)動(dòng)，最終加速度變?yōu)榱悖饘贄U做勻速運(yùn)動(dòng).一，一BLvcosa(2)經(jīng)過時(shí)間t,桿ab速度v=at,感應(yīng)電流I=,由牛

17、頓第二定律F+mgsinaBILcosa=maB2L2acos2aF=m(agsino)+函"一t.8. 如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌固定在傾角0=30。的斜面上，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，間距L=0.4m.導(dǎo)軌所在空間被分成區(qū)域i和n,兩區(qū)域的邊界與斜面的交線為mn,I中的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直斜面向下，中的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直斜面向上，兩磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B=0.5T.在區(qū)域I中，將質(zhì)量m=0.1kg,電阻Ri=0.1Q的金屬條ab放在導(dǎo)軌上，ab剛好不下滑.然后，在區(qū)域II中將質(zhì)量m?=0.4kg,電阻R?=0.1Q的光滑導(dǎo)體棒cd置于導(dǎo)軌上，由靜止開始下滑.cd在滑動(dòng)過程中始終處于區(qū)域n的磁場(chǎng)中，ab、cd始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸，取g=10m/s2.問：ab中的電流方向；,cd的速度v多大；ab剛要向上滑動(dòng)的過程中,b(2)5m/s(3)1.3Jb.(1) cd下滑的過程中，(2) ab剛要向上滑動(dòng)時(shí)，cd滑動(dòng)的距離x=3.8m,此過程中ab上產(chǎn)生的熱量Q(3) 從cd開始下滑到，是多少.答案：(1)由a流向