高二物理電磁感應(yīng)練習(xí)題及答案
高二物理電磁感應(yīng)練習(xí)題及答案
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高二物理電磁感應(yīng)練習(xí)題：
一、單項(xiàng)選擇：
1、如圖所示，導(dǎo)線框abcd與導(dǎo)線在同一平面內(nèi) ，直導(dǎo)線通恒定電流I，當(dāng)線框由左向右勻速通過直導(dǎo)線時(shí)，線框中感應(yīng)電流方向是： ( )
A、先abcd，后dcba，再abcd ;
B、先abcd，后dcba ;
C、始終沿dcba ;
D、先dcba ，后abcd ，再dcba 。
2、如圖所示，閉合導(dǎo)線框的質(zhì)量可以忽略不計(jì)，將它從如圖所示的位置勻速拉出勻強(qiáng)磁場(chǎng)。若第一次用0.3s時(shí)間拉出，外力所做的功為W1，通過導(dǎo)線截面的電量為q1;第二次用 時(shí)間拉出，外力所做的功為W2，通過導(dǎo)線截面的電量為q2，則( )
A. B.
C. D.
3、如圖所示，平行金屬導(dǎo)軌間距為d，一端跨接電阻為R，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感強(qiáng)度為B，方向垂直平行導(dǎo)軌平面，一根長金屬棒與導(dǎo)軌成θ角放置，棒與導(dǎo)軌的電阻不計(jì)，當(dāng)棒沿垂直棒的方向以恒定速度v在導(dǎo)軌上滑行時(shí)，通過電阻的電流是 ( )
A.Bdv/(Rsinθ) B.Bdv/R
C.Bdvsinθ/R D.Bdvcosθ/R
4、如圖11-5所示，水平導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)，金屬棒ab和cd的電阻多別為Rab和Rcd，且Rab>Rcd，處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。金屬棒cd在力F的作用下向右勻速運(yùn)動(dòng)。ab在外力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，下面說法正確的是 [ ]
A.Uab>Ucd
B.Uab=Ucd
C.Uab
D. 無法判斷
5、如圖所示，固定在水平絕緣平面上足夠長的金屬導(dǎo)軌不計(jì)電阻，但表面粗糙，導(dǎo)軌左端連接一個(gè)電阻R，質(zhì)量為m的金屬棒(電阻也不計(jì))放在導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直，整個(gè)裝置放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直，用水平恒力F把a(bǔ)b棒從靜止起向右拉動(dòng)的過程中①恒力F做的功等于電路產(chǎn)生的電能;②恒力F和摩擦力的合力做的功等于電路中產(chǎn)生的電能;③克服安培力做的功等于電路中產(chǎn)生的電能;④恒力F和摩擦力的合力做的功等于電路中產(chǎn)生的電能和棒獲得的動(dòng)能之和以上結(jié)論正確的有 ( )
A.①② B.②③ C.③④ D.②④
6、如圖4所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直于軌道平面傾斜向下，當(dāng)磁場(chǎng)從零均勻增大時(shí)，金屬桿ab始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，則金屬桿受到的靜摩擦力將 ( ).
A.逐漸增大 B.逐漸減小
C.先逐漸增大，后逐漸減小
D.先逐漸減小，后逐漸增大
二、多項(xiàng)選擇：
7、如圖所示，有兩根和水平方向成 角的光滑平行的金屬軌道，上端接有可變電阻R，下端足夠長，空間有垂直于軌道平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感強(qiáng)度為 ，一根質(zhì)量為m的金屬桿從軌道上由靜止滑下。經(jīng)過足夠長的時(shí)間，金屬桿的速度趨近于一個(gè)最大速度vm，則：( )
A.如果 增大，vm將變大 B.如果 變大，vm將變大
C.如果R變大，vm將變大 D.如果m變大，vm將變大
8、如右圖所示，把金屬環(huán)勻速拉出磁場(chǎng)，下面的的說法中正確的是：( )
A.向左拉出和向右拉出所產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相反;
B.不管向什么方向拉出，只要產(chǎn)生感應(yīng)電流時(shí)，方向都是順時(shí)針;
C.向右勻速拉出時(shí)，感應(yīng)電流大小不變;
D.要將金屬環(huán)勻速拉出，拉力大小要改變.
9、如圖所示，為地磁場(chǎng)磁感線的示意圖，在北半球地磁場(chǎng)的堅(jiān)直分量向下。飛機(jī)在我國上空勻逐巡航。機(jī)翼保持水平，飛行高度不變。由于地磁場(chǎng)的作用，金屬機(jī)翼上有電勢(shì)差。設(shè)飛行員左方機(jī)翼未端處的電勢(shì)為U1，右方機(jī)翼未端處的電勢(shì)力U2，則：( )
A.若飛機(jī)從西往東飛，U1比U2高
B.若飛機(jī)從東往西飛，U2比U1高
C.若飛機(jī)從南往北飛，U1比U2高
D.若飛機(jī)從北往南飛，U2比U1高
10、如圖10-3-12所示，CDEF是固定的、水平放置的、足夠長的“U”型金屬導(dǎo)軌，整個(gè)導(dǎo)軌處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，在導(dǎo)軌上架著一個(gè)金屬棒ab，給它一個(gè)初速度使它開始運(yùn)動(dòng)，最后又靜止在導(dǎo)軌上，則ab棒在運(yùn)動(dòng)過程中，就導(dǎo)軌是光滑和粗糙兩種情況相比較。(兩次初速度相同)：( )
A、安培力對(duì)ab棒做的功相等
B、電流通過整個(gè)回路所做的功相等
C、整個(gè)回路產(chǎn)生的總熱量不同
D、通過ab棒的電量不同
11、兩根足夠長的光滑導(dǎo)軌豎直放置，間距為L ，底端接阻值為R 的電阻。將質(zhì)量為m的金屬棒懸掛在一個(gè)固定的輕彈簧下端，金屬棒和導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌所在平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直，如圖所示。除電阻R 外其余電阻不計(jì)?，F(xiàn)將金屬棒從彈簧原長位置由靜止釋放.則( )
A.重力、安培力、彈簧彈力做功的代數(shù)和等于金屬棒的動(dòng)能增量
B.金屬棒向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，流過電阻R 的電流方向?yàn)閍→b
C.金屬棒靜止時(shí)，彈簧上積累的彈性勢(shì)能與此過程中產(chǎn)生的
內(nèi)能之和等于金屬棒重力勢(shì)能的減少量
D.電阻R 上產(chǎn)生的總熱量等于導(dǎo)體棒克服安培力所做的功
三、填空題：
12、如圖所示，沿水平面放G一寬50cm的U形光滑金屬框架.電路中電阻 R=2.0Ω，其余電阻不計(jì)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)B=0.8T，方向垂直于框架平面向上，金屬棒MN質(zhì)量為30g，它與框架兩邊垂直，MN的中點(diǎn)O用水平的繩跨過定滑輪系一個(gè)質(zhì)量為20g的砝碼，自靜止釋放砝碼后，電阻R能得到的最大功率為 w.
13、如圖所示，正方形金屬框ABCD邊長L=20cm，質(zhì)量m=0.1kg，電阻R=0.1 Ω，吊住金屬框的細(xì)線跨過兩定滑輪后，其另一端掛著一個(gè)質(zhì)量為M=0.14kg的重物，重物拉著金屬框運(yùn)動(dòng)，當(dāng)金屬框的AB邊以某一速度進(jìn)入磁感強(qiáng)度B=0.5T的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)后，即以該速度v做勻速運(yùn)動(dòng)，取g= 10m/s2，則金屬框勻速上升的速度v= m/s，在金屬框勻速上升的過程中，重物M通過懸線對(duì)金屬框做功 J，其中有 J的機(jī)械能通過電流做功轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.
14、如圖所示，邊長為L、匝數(shù)為 的正方形金屬線框，它的質(zhì)量為m、電阻為R，用細(xì)線把它懸掛于一個(gè)有界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)邊緣。金屬框的上半部處于磁場(chǎng)內(nèi)，下半部處于磁場(chǎng)外，磁場(chǎng)隨時(shí)間的變化規(guī)律為B = kt.已知細(xì)線所能承受的最大拉力為2mg，則從t=0開始，經(jīng)過 (填時(shí)間)細(xì)線會(huì)被拉斷。
四、計(jì)算題：
15、如圖40所示，位于豎直平面內(nèi)的矩形導(dǎo)線框，ab邊長為L1，bd邊長為L2，線框的質(zhì)量為 ，電阻為R，其下方有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，該區(qū)域的上、下邊界PP/和QQ/均與ab邊平行，兩邊界間的距離H，H>L2，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向與線框平面垂直，如圖40所示，令線框的dc邊進(jìn)入磁場(chǎng)以后，ab邊到達(dá)邊界 之間的某一時(shí)刻線框的速度已達(dá)到這一階段的最大值，從離開磁場(chǎng)區(qū)域上邊界PP\的距離為h處自由下落，問從線框的dc邊開始下落到dc邊剛剛到達(dá)磁場(chǎng)區(qū)域下邊界QQ/的過程中，線框中產(chǎn)生的電熱為多少?
16、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(chǎng)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(jì)。金屬桿在垂直于桿的水平恒力F作用下向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，電阻R上消耗的電功率為P，從某一時(shí)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(shí)，金屬桿的加速度大小和方向。(2)電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱。
附加題：(磁場(chǎng)問題一道)
如圖所示，水平放置的兩塊長平行金屬板a、b相距d=0.10m，a、b間的電場(chǎng)強(qiáng)度為E=5.0×105N/C，b板下方整個(gè)空間存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=6.0T，方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，今有一質(zhì)量為m=4.8×10-25kg，電荷量為q=1.6×10-18C的帶正電的粒子(不計(jì)重力)，從貼近a板的左端以v0=1.0×106m/s的初速度水平射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，剛好從狹縫P穿過b板而垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，最后粒子回到b板的Q(圖中未標(biāo)出)處，求P、Q之間的距離L.
參考答案：
一、 單項(xiàng)選擇：
1 2 3 4 5 6
D C A B C D
二、 多項(xiàng)選擇：
7 8 9 10 11
BCD BD AC CD ACD
三、 填空題：
12、0.5
13、 4 0.28 0.08
14、t =
四、計(jì)算題：
15、答案：
16、(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大小F安=BIL=F.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(shí)，通過R的電流I'=I/2，則金屬桿受到的安培力F’安=BI'L=F/2，方向水平向左，由牛頓第二定律得，
.方向水平向左.
(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(dòng)直到停下。設(shè)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)金屬桿的速度為v，則I2(R+r)=Fv，又P=I2R，解得
由能量守恒可得，撤去F后，整個(gè)電路產(chǎn)生的熱量
則電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱
17、解:粒子a板左端運(yùn)動(dòng)到P處，由動(dòng)能定理得
代入有關(guān)數(shù)據(jù)，解得
，代入數(shù)據(jù)得θ=300
粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，圓心為O，半徑為r，如圖.由幾何關(guān)系得
又
聯(lián)立求得
代入數(shù)據(jù)解得 L=5.8cm
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