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【鞏固練習(xí)】一、選擇題1.穿過(guò)一個(gè)單匝線圈的磁通量始終保持每秒鐘均勻地減少2Wb,則()A.線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)每秒鐘增加2VB.線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)每秒鐘減少2VC.線圈中無(wú)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)D.線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)保持不變2.閉合回路的磁通量隨時(shí)間t變化圖象分別如圖所示,關(guān)于回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的下列論述,其中正確的是()A.圖甲回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定不變B.圖乙回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定不變C.圖丙回路中0~t1,時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)小于t1~t2時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)D.圖丁回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)先變大后變小3.在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有一個(gè)接有電容器的導(dǎo)線回路,如圖所示,已知電容C=30μF,回路的長(zhǎng)和寬分別為=5cm,=8cm,磁場(chǎng)變化率為5×10-2T/s,則()A.電容器帶電荷量為2×10-9CB.電容器帶電荷量為4×10-9CC.電容器帶電荷量為6×10-9CD.電容器帶電荷量為8×10-9C4.(2015哈爾濱校級(jí)期中)粗細(xì)均勻的電阻絲圍成圖所示的線框,置于正方形有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直于線框平面,圖中ab=bc=2cd=2de=2ef=2fa=2L?,F(xiàn)使線框以同樣大小的速度v勻速沿四個(gè)不同方向平動(dòng)進(jìn)入磁場(chǎng),并且速度方向始終與線框先進(jìn)入磁場(chǎng)的那條邊垂直,則在通過(guò)如圖所示位置時(shí),下列說(shuō)法中正確的是()A.a(chǎn)b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差圖①中最大B.a(chǎn)b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差圖②中最大C.回路電流圖③中最大D.回路電流圖④中最小5.環(huán)形線圈放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,設(shè)在第1s內(nèi)磁場(chǎng)方向垂直于線圈平面向里,如圖甲所示。若磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示,那么在第2s內(nèi),線圈中感應(yīng)電流的大小和方向是()A.大小恒定,逆時(shí)針?lè)较駼.大小恒定,順時(shí)針?lè)较駽.大小逐漸增加,順時(shí)針?lè)较駾.大小逐漸減小,逆時(shí)針?lè)较?.如圖所示,一正方形線圈的匝數(shù)為n,邊長(zhǎng)為a,線圈平面與勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直,且一半處在磁場(chǎng)中。在Δt時(shí)間內(nèi),磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向不變,大小由B均勻地增大到2B。在此過(guò)程中,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為A.B.C.D.7.物理實(shí)驗(yàn)中常用一種叫做“沖擊電流計(jì)”的儀器測(cè)定通過(guò)電路的電荷量,如圖所示,探測(cè)線圈與沖擊電流計(jì)串聯(lián)后可用來(lái)測(cè)定磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。已知線圈匝數(shù)為n,面積為S,線圈與沖擊電流計(jì)組成的回路電阻為R。若將線圈放在被測(cè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,開(kāi)始線圈平面與磁場(chǎng)垂直,現(xiàn)把探測(cè)線圈翻轉(zhuǎn)180°,沖擊電流計(jì)測(cè)出通過(guò)線圈的電荷量為q,由上述數(shù)據(jù)可測(cè)出被測(cè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為()A.B.C.D.8.(2016張家口模擬)如圖甲所示,導(dǎo)體棒MN置于水平導(dǎo)軌上,PQMN所圍的面積為S,PQ之間有阻值為R的電阻,不計(jì)導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻。導(dǎo)軌所在區(qū)域內(nèi)存在沿豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng),規(guī)定磁場(chǎng)方向豎直向上為正,在0~2t0時(shí)間內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化情況如圖乙所示,導(dǎo)體棒MN始終處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說(shuō)法正確的是()A.在0~t0和t0~2t0時(shí)間內(nèi),導(dǎo)體棒受到的導(dǎo)軌的摩擦力方向相同B.在0~t0時(shí)間內(nèi),通過(guò)導(dǎo)體棒的電流方向?yàn)镹到MC.在t0~2t0時(shí)間內(nèi),通過(guò)電阻R的電流大小為eq\f(SB0,Rt0)D.在0~2t0時(shí)間內(nèi),通過(guò)電阻R的電荷量為eq\f(SB0,2R)二、填空題9.如圖所示,A、B兩個(gè)閉合線圈用同樣的導(dǎo)線制成,匝數(shù)都為10匝,半徑RA=2RB,圖示區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻減小的勻強(qiáng)磁場(chǎng),則A、B線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比為EA∶EB=________,線圈中的感應(yīng)電流之比為IA∶IB=________。10.如圖所示,長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)線下懸一小球,在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做圓錐擺運(yùn)動(dòng),圓錐的偏角為θ,擺球的角速度為ω,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,則金屬導(dǎo)線中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為_(kāi)_______。三、解答題11.(2016內(nèi)蒙古自主招生)如圖所示,在水平面內(nèi)固定著足夠長(zhǎng)且光滑的平行金屬軌道,軌道間距L=0.40m,軌道左側(cè)連接一定值電阻R=0.80Ω。將一金屬直導(dǎo)線ab垂直放置在軌道上形成閉合回路,導(dǎo)線ab的質(zhì)量m=0.10kg、電阻r=0.20Ω,回路中其余電阻不計(jì)。整個(gè)電路處在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,B的方向與軌道平面垂直。導(dǎo)線ab在水平向右的拉力F作用下,沿力的方向以加速度a=2.0m/s2由靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),求:(1)5s末的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大?。唬?)5s末通過(guò)R電流的大小和方向;(3)5s末,作用在ab金屬桿上的水平拉力F的大小。12.如圖所示,導(dǎo)體圓環(huán)半徑為a,導(dǎo)體棒OC可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),C端與環(huán)接觸良好且無(wú)摩擦,圓環(huán)的電阻不計(jì),導(dǎo)體棒OC的電阻為r,定值電阻的阻值為R,現(xiàn)使OC繞O以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng),求電阻R兩端的電壓和驅(qū)動(dòng)OC棒轉(zhuǎn)動(dòng)的外力功率。13.如圖所示,光滑導(dǎo)軌MN和PQ固定在同一水平面上,兩導(dǎo)軌距離為L(zhǎng),兩端分別接有阻值均為R的定值電阻R1和R2,兩導(dǎo)軌間有一邊長(zhǎng)為eq\f(L,2)的正方形區(qū)域abcd,該區(qū)域內(nèi)有方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。一質(zhì)量為m的金屬桿與導(dǎo)軌接觸良好并靜止于ab處,現(xiàn)用一恒力F沿水平方向拉桿,使之由靜止向右運(yùn)動(dòng),若桿出磁場(chǎng)前已做勻速運(yùn)動(dòng),不計(jì)導(dǎo)軌及金屬桿的電阻。求:(1)金屬桿出磁場(chǎng)前的瞬間流過(guò)R1的電流大小和方向;(2)金屬桿做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速率;(3)金屬桿穿過(guò)整個(gè)磁場(chǎng)過(guò)程中R1上產(chǎn)生的電熱。【答案與解析】一、選擇題1.【答案】D【解析】由題意知:,故,保持不變。2.【答案】B【解析】因,則可據(jù)圖象斜率判斷知圖甲中,即電動(dòng)勢(shì)E為0;圖乙中為恒量,即電動(dòng)勢(shì)E為一恒定值;圖丙中E前>E后;圖丁中圖象斜率先減后增,即回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)先減后增,故只有B選項(xiàng)正確。3.【答案】C【解析】回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等于電容器兩板間的電壓,。電容器的電荷量為q=CU=CE=30×10-6×2×10-4C=6×10-9C,C選項(xiàng)正確。4.【答案】A【解析】設(shè)ab段電阻為r,圖①中ab兩點(diǎn)間的電勢(shì)差U=3Ir,圖②中ab兩點(diǎn)間的電勢(shì)差U=Ir,圖③中ab兩點(diǎn)間的電勢(shì)差U=Ir/2,圖④中ab兩點(diǎn)間的電勢(shì)差U=Ir,所以ab兩點(diǎn)間的電勢(shì)差圖①中最大,選項(xiàng)A正確B錯(cuò)誤?;芈冯娏鲌D③中最小,其他回路電流相等,選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。5.【答案】A【解析】由圖乙可知,第2s內(nèi)為定值,由知,線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為定值,所以感應(yīng)電流大小恒定。第2S內(nèi)磁場(chǎng)方向向外,穿過(guò)線圈的磁通量減少,由楞次定律判斷知感應(yīng)電流為逆時(shí)針?lè)较?,A項(xiàng)正確。6.【答案】B【解析】當(dāng)磁場(chǎng)增強(qiáng)時(shí)線圈中產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì):,B項(xiàng)正確7.【答案】A【解析】,所以。8.【答案】B【解析】導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌圍成的線框面積不變,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得,t0~2t0時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=eq\f(ΔΦ,Δt)=Seq\f(ΔB,Δt)=eq\f(2SB0,t0),所以感應(yīng)電流I=eq\f(E,R)=eq\f(2SB0,Rt0),選項(xiàng)C錯(cuò)。0~t0時(shí)間內(nèi)豎直向上的磁通量減小,根據(jù)楞次定律知感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向豎直向上,感應(yīng)電流的方向?yàn)镹到M,選項(xiàng)B對(duì)。0~t0時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體棒有向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),摩擦力水平向左,t0~2t0時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體棒有向左運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),摩擦力水平向右,選項(xiàng)A錯(cuò)。在0~2t0時(shí)間內(nèi),通過(guò)電阻R的電荷量Q=eq\x\to(I)×Δt=eq\f(E,R)×Δt=Seq\f(ΔB,ΔtR)×Δt=eq\f(SΔB,R)=eq\f(SB0,R),選項(xiàng)D錯(cuò)。二、填空題9.【答案】1∶11∶2【解析】A、B兩環(huán)中磁通量變化率相同,線圈匝數(shù)相同,由可得EA∶EB=1∶1,又因?yàn)椋蔙A∶RB=2∶1,所以IA∶I1=1∶2。10.【答案】【解析】導(dǎo)體在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng),導(dǎo)線本身與磁場(chǎng)不垂直,應(yīng)考慮切割磁感線的有效長(zhǎng)度。導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度為,據(jù)知,電動(dòng)勢(shì)。三、解答題11.【答案】(1)2V;(2)2A,方向;(3)0.6N【解析】(1)由于導(dǎo)體棒ab做勻加速直線運(yùn)動(dòng),設(shè)它在第5s末速度為v,所以根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律:(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律:
,方向(3)因?yàn)榻饘僦睂?dǎo)線ab做勻加速直線運(yùn)動(dòng),故其中:所以12.【答案】【解析】OC產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為,電路中電流,R兩端電壓,外力功率等于電路的熱功率。13.【答案】(1)eq\f(F,BL),方向從M到P;(2)eq\f(2FR,B2L2);(3)eq\f(1,4)FL-eq\f(mF2R2,B4L4)?!窘馕觥?1)設(shè)流過(guò)金屬桿中的電流為I,由平衡條件得:F=BI·eq\f(L,2)解得I=eq\f(2F,BL)因R1=R2,所以流過(guò)R1的電流大小為I1=eq\f(I,2)
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