高二物理電磁感應期末復習專練（1） “電磁感應”練習題1.2000年底，我國宣布已研制成功一輛高溫超導磁懸浮高速列車的模型車，該車的車速已達到500km/h，可載5人.如圖所示就是磁懸浮的原理，圖中A是圓柱形磁鐵，B是用高溫超導材料制成的超導圓環(huán).將超導圓環(huán)B水平放在磁鐵A上，它就能在磁力的作用下懸浮在磁鐵A的上方空中，下列說法中正確的是（B）A.在B上放入磁鐵的過程中，B中將產生感應電流.當穩(wěn)定后，感應電流消失B.在B上放入磁鐵的過程中，B中將產生感應電流.當穩(wěn)定后，感應電流仍存在C.如A的N極朝上，B中感應電流的方向如圖所示D.如A的N極朝上，B中感應電流的方向與圖中所示的方向有時相同有時相反acbd2.如圖所示，兩根足夠長的固定平行金屬光滑導軌位于同一水平面，導軌上橫放著兩根相同的導體棒ab、cd與導軌構成矩形回路.導體棒的兩端連接著處于壓縮狀態(tài)的兩根輕質彈簧，兩棒的中間用細線綁住，它們的電阻均為R，回路上其余部分的電阻不計.在導軌平面內兩導軌間有一豎直向下的勻強磁場.開始時，導體棒處于靜止狀態(tài).剪斷細線后，導體棒在運動過程中（AD）A.回路中有感應電動勢B.兩根導體棒所受安培力的方向相同C.兩根導體棒和彈簧構成的系統(tǒng)動量守恒，機械能守恒D.兩根導體棒和彈簧構成的系統(tǒng)動量守恒，機械能不守恒GBAOxl3.如圖所示，A是長直密繞通電螺線管.小線圈B與電流表連接，并沿A的軸線Ox從O點自左向右勻速穿過螺線管A.能正確反映通過電流表中電流I隨x變化規(guī)律的是（C）Oll/2xIOll/2xIOll/2xIOll/2xIABCDaaavBB4.如圖所示，一個邊長為a、電阻為R的等邊三角形線框，在外力作用下，以速度v勻速穿過寬均為a的兩個勻強磁場.這兩個磁場的磁感應強度大小均為B方向相反.線框運動方向與底邊平行且與磁場邊緣垂直.取逆時針方向的電流為正。若從圖示位置開始，線框中產生的感應電流I與沿運動方向的位移x之間的函數(shù)圖象，下面四個圖中正確的是（B）itOitOitOitOA B C D5.如圖所示，閉合金屬導線框放置在豎直向上的勻強磁場中，勻強磁場的磁感應強度的大小隨時間變化。下列說法B當磁感應強度增加時，線框中的感應電流可能減小當磁感應強度增加時，線框中的感應電流一定增大當磁感應強度減小時，線框中的感應電流一定增大當磁感應強度減小時，線框中的感應電流可能不變其中正確的是（D）A.只有正確 B.只有正確C.只有正確 D.只有正確6.一飛機在北半球的上空以速度v水平飛行，飛機機身長為a，翼展為b；該空間地磁場磁感應強度的水平分量為B1，豎直分量為B2；駕駛員左側機翼的端點用A表示，右側機翼的端點用B表示，用E表示飛機產生的感應電動勢，則（D）A.E=B1vb，且A點電勢低于B點電勢B.E=B1vb，且A點電勢高于B點電勢C.E=B2vb，且A點電勢低于B點電勢D.E=B2vb，且A點電勢高于B點電勢NS7.如圖，閉合線圈上方有一豎直放置的條形磁鐵，磁鐵的N極朝下。當磁鐵向下運動時（但未插入線圈內部）（B）A.線圈中感應電流的方向與圖中箭頭方向相同，磁鐵與線圈相互吸引B.線圈中感應電流的方向與圖中箭頭方向相同，磁鐵與線圈相互排斥C.線圈中感應電流的方向與圖中箭頭方向相反，磁鐵與線圈相互吸引D.線圈中感應電流的方向與圖中箭頭方向相反，磁鐵與線圈相互排斥iiTT/2Oi0-i0甲乙8.如圖甲所示，長直導線與閉合金屬線框位于同一平面內，長直導線中的電流i隨時間t的變化關系如圖乙所示.在0-T/2時間內，直導線中電流向上，則在T/2-T時間內，線框中感應電流的方向與所受安培力情況是（C）A.感應電流方向為順時針，線框受安培力的合力方向向左tB.感應電流方向為逆時針，線框受安培力的合力方向向右C.感應電流方向為順時針，線框受安培力的合力方向向右D.感應電流方向為逆時針，線框受安培力的合力方向向左2l/vOl/vtIOl/v2l/vtI2l/vOl/vtI2l/vOl/vtIABCD9.圖中兩條平行虛線之間存在勻強磁場，虛線間的距離為l，磁場方向垂直紙面向里.abcd是位于紙面內的梯形線圈，ad與bc間的距離也為l.t=0時刻，bc邊與磁場區(qū)域邊界重合（如圖）.現(xiàn)令線圈以恒定的速度v沿垂直于磁場區(qū)域邊界的方向穿過磁場區(qū)域.取沿abcda的感應電流為正，則在線圈穿越磁場區(qū)域的過程中，感應電流I隨時間t變化的圖線可能是（B）10.如圖所示電路中，A、B是兩個完全相同的燈泡，L是一個理想電感線圈，當S閉合與斷開時，A、B的亮度情況是（AC）LABRSCA.S閉合時，A立即亮，然后逐漸熄滅B.S閉合時，B立即亮，然后逐漸熄滅C.S閉合足夠長時間后，B發(fā)光，而A不發(fā)光D.S閉合足夠長時間后，B立即熄滅發(fā)光，而A逐漸熄滅11.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.能產生勻強磁場的磁鐵，被安裝在火車首節(jié)車廂下面，如圖(甲)所示(俯視圖).當它經過安放在兩鐵軌間的線圈時，便會產生一電信號，被控制中心接收.當火車通過線圈時，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（B）A.勻速直線運動 B.勻加速直線運動C.勻減速直線運動 D.加速度逐漸增大的變加速直線運動12.圖甲中的a是一個邊長為為L的正方向導線框，其電阻為R.線框以恒定速度v沿x軸運動，并穿過圖中所示的勻強磁場區(qū)域b.如果以x軸的正方向作為力的正方向.線框在圖示位置的時刻作為時間的零點，則磁場對Ft/Lv-1O12345BFt/Lv-1O12345AFt/Lv-1O12345CFt/Lv-1O12345D圖乙線框的作用力F隨時間變化的圖線應為圖乙中的哪個圖？（B）bDAbBCa13.如圖所示，將一個正方形導線框ABCD置于一個范圍足夠大的勻強磁場中，磁場方向與其平面垂直現(xiàn)在AB、CD的中點處連接一個電容器，其上、下極板分別為a、b，讓勻強磁場以某一速度水平向右勻速移動，則（ABC）A.ABCD回路中沒有感應電流B.A與D、B與C間有電勢差C.電容器a、b兩極板分別帶上負電和正電D.電容器a、b兩極板分別帶上正電和負電x3L圖甲abLabcdeg左右圖一 f tO圖二 F tO圖三 F tO F tO F tOABCD14.如圖一所示，固定在水平桌面上的光滑金屬框架cdeg處于方向豎直向下的勻強磁場中，金屬桿ab與金屬框架接觸良好.在兩根導軌的端點d、e之間連接一電阻，其他部分電阻忽略不計.現(xiàn)用一水平向右的外力F作用在金屬桿ab上，使金屬桿由靜止開始向右在框架上滑動，運動中桿ab始終垂直于框架.圖二為一段時間內金屬桿受到的安培力f隨時間t的變化關系，則圖三中可以表示外力F隨時間t變化關系的圖象是（B） 123456ft/sOf123456t/sO123456ft/sO123456ft/sOABCDB1/Tt/sO123456B2B115.在水平桌面上，一個面積為S的圓形金屬框置于勻強磁場中，線框平面與磁場垂直，磁感應強度B1隨時間t的變化關系如圖所示.01s內磁場方向垂直線框平面向下.圓形金屬框與一個水平的平行金屬導軌相連接，導軌上放置一根導體棒，導體棒的長為L、電阻為R，且與導軌接觸良好，導體棒處于另一勻強磁場中，其磁感應強度恒為B2，方向垂直導軌平面向下，如圖所示.若導體棒始終保持靜止，則其所受的靜摩擦力f隨時間變化的圖象是下圖中的（設向右為靜摩擦力的正方向）16.如圖所示，處于勻強磁場中的兩根足夠長、電阻不計的平行金屬導軌相距1m，導軌平面與水平面成=37º角，下端連接阻值為R的電阻.勻強磁場方向與導軌平面垂直.質量為0.2kg，電阻不計的金屬棒放在兩導軌上，棒與導軌垂直并保持良好接觸，它們之間的動摩擦因數(shù)為0.25.求金屬棒沿導軌由靜止開始下滑時的加速度大?。籥bR當金屬棒下滑速度達到穩(wěn)定時，電阻R消耗的功率為8W，求該速度的大??；在上問中，若R=2，金屬棒中的電流方向由a到b，求磁感應強度的大小和方向.（g=10m/s2，sin37º=0.6，cos37º=0.8）答案：4m/s2 10m/s 0.4T，垂直于導軌平面向上.R1R2labMNPQBv17.圖中MN和PQ為豎直方向的兩平行長直金屬導軌，間距l(xiāng)為0.40m，電阻不計.導軌所在平面與磁感應強度B為0.50T的勻強磁場垂直.質量m為6.0×10-3kg、電阻為1.0的金屬桿ab始終垂直于導軌，并與其保持光滑接觸.導軌兩端分別接有滑動變阻器和阻值為3.0的電阻R1.當桿ab達到穩(wěn)定狀態(tài)時以速率v勻速下滑，整個電路消耗的電功率P為0.27W，重力加速度取10m/s2，試求速率v和滑動變阻器接入電路部分的阻值R2.答案：4.5m/s，6.0MNPQabvRB18.如圖所示，水平面上有兩根相距0.5m的足夠長的平行金屬導軌MN和PQ，它們的電阻可忽略不計，在M和P之間接有阻值為R的定值電阻.導體棒ab長l0.5m，其電阻為r，與導軌接觸良好.整個裝置處于方向豎直向上的勻強磁場中，磁感應強度B0.4T.現(xiàn)使ab以v10m/s的速度向右做勻速運動. ab中的感應電動勢多大？ab中電流的方向如何？若定值電阻R3.0，導體棒的電阻r1.0，則電路中的電流多大？答案：2.0V ba 0.5A19.如圖所示，一半徑為r的圓形導線框內有一勻強磁場，磁場方向垂直于導線框所在平面，導線框的左端通過導線接一對水平放置的平行金屬板，兩板間的距離為d，板長為l，t=0時，磁場的磁感應強度B從B0開始均勻增大，同時，在板2的左端且非?？拷?的位置有一質量為m、帶電量為-q的液滴以初速度v0水平向右射入兩板間，該液滴可視為質點.要使該液滴能從兩板間射出，磁感應強度隨時間的變化率K應滿足什么條件？要使該液滴能從兩板間右端的中點射出，磁感應強度B與時間t應滿足什么關系？Bd12答案：20.在圖甲中，直角坐標系0xy的1、3象限內有勻強磁場，第1象限內的磁感應強度大小為2B，第3象限內的磁感應強度大小為B，磁感應強度的方向均垂直于紙面向里.現(xiàn)將半徑為l，圓心角為900的扇形導線框OPQ以角速度繞O點在紙面內沿逆時針勻速轉動，導線框回路電阻為R.(1)求導線框中感應電流最大值.(2)在圖乙中畫出導線框勻速轉動一周的時間內感應電流I隨時間t變化的圖象.(規(guī)定與圖甲中線框的位置相對應的時刻為t=0)(3)求線框勻速轉動一周產生的熱量.O2BxBy圖甲PlQIOt圖乙解:(1)線框從圖甲位置開始(t=0)轉過900的過程中，產生的感應電動勢為: (4分)由閉合電路歐姆定律得，回路電流為： (1分)聯(lián)立以上各式解得: (2分)同理可求得線框進出第3象限的過程中，回路電流為: (2分)故感應電流最大值為: (1分)IOtI1-I1I2-I2(2)It圖象為: (4分)(3)線框轉一周產生的熱量: (2分)又 (1分)解得: (1分)21.如圖所示，兩根相距為d足夠長的平行金屬導軌位于水平的xOy平面內，導軌與x軸平行，一端接有阻值為R的電阻.在x>0的一側存在豎直向下的勻強磁場，一電阻為r的金屬直桿與金屬導軌垂直放置，且接觸良好，并可在導軌上滑動.開始時，金屬直桿位于x=0處，現(xiàn)給金屬桿一大小為v0、方向沿x軸正方向的初速度.在運動過程中有一大小可調節(jié)的平行于x軸的外力F作用在金屬桿上，使金屬桿保持大小為a，方向沿x軸負方向的恒定加速度運動.金屬導軌電阻可忽略不計.求：Rx y v0 B O d金屬桿減速過程中到達x0的位置時，金屬桿的感應電動勢E；回路中感應電流方向發(fā)生改變時，金屬桿在軌道上的位置；若金屬桿質量為m，請推導出外力F隨金屬桿在x軸上的位置（x）變化關系的表達式.答案：E=Bd xm=v02/2a 22.如圖甲，平行導軌MN、PQ水平放置，電阻不計.兩導軌間距d=10cm，導體棒ab、cd放在導軌上，并與導軌垂直.每根棒在導軌間的部分，電阻均為R=1.0.用長為L=20cm的絕緣絲線將兩棒系住.整個裝置處在勻強磁場中.t=0的時刻，磁場方向豎直向下，絲線剛好處于未被拉伸的自然狀態(tài).此后，磁感應強度B隨時間t的變化如圖乙所示.不計感應電流磁場的影響.整個過程絲線未被拉斷.求：02.0s的時間內，電路中感應電流的大小與方向；MNPQabcddL圖甲B圖乙B/Tt/sO0.20.1-0.11.02.03.0t=1.0s的時刻絲線的拉力大小.答案：1.0×10-3A，順時針 1.0×10-5N23.如圖所示，固定在水平桌面上的光滑金屬框架cdef處于豎直向下磁感應強度為B0的勻強磁場中.金屬桿ab與金屬框架接觸良好.此時abed構成一個邊長為l的正方形，金屬桿的電阻為r，其余部分電阻不計.若從t=0時刻起，磁場的磁感應強度均勻增加，每秒鐘增量為k，施加一水平拉力保持金屬桿靜止不動，求金屬桿中的感應電流.在情況中金屬桿始終保持不動，當t= t1秒末時，求水平拉力的大小.abcde f若從t=0時刻起，磁感應強度逐漸減小，當金屬桿在框架上以恒定速度v向右做勻速運動時，可使回路中不產生感應電流.寫出磁感應強度B與時間t的函數(shù)關系式.答案： PQONCDabBF24.一個“ ”形導軌PONQ，其質量為M=2.0kg，放在光滑絕緣的水平面上，處于勻強磁場中，另有一根質量為m=0.60kg的金屬棒CD跨放在導軌上，CD與導軌的動摩擦因數(shù)是0.20，CD棒與ON邊平行，左邊靠著光滑的固定立柱a、b，勻強磁場以ab為界，左側的磁場方向豎直向上（圖中表示為垂直于紙面向外），右側磁場方向水平向右，磁感應強度的大小都是0.80T，如圖所示.已知導軌ON段長為0.50m，電阻是0.40，金屬棒CD的電阻是0.20，其余電不計.導軌在水平拉力作用下由靜止開始以0.20m/s2的加速度做勻加速直線運動，一直到CD中的電流達到4.0A時，導軌改做勻速直線運動.設導軌足夠長，取g=10m/s2.求：導軌運動起來后，C、D兩點哪點電勢較高？導軌做勻速運動時，水平拉力F的大小是多少？導軌做勻加速運動的過程中，水平拉力F的最小值是多少？CD上消耗的電功率為P=0.80W時，水平拉力F做功的功率是多大？答案：C 2.48N 1.6N 6.72WBabcdF25.如圖所示，在與水平面成=30º的平面內放置兩條平行、光滑且足夠長的金屬軌道，其電阻可忽略不計。空間存在著勻強磁場，磁感應強度B=0.20T，方向垂直軌道平面向上.導體棒ab、cd垂直于軌道放置，且與金屬軌道接觸良好構成閉合回路，每根導體棒的質量m=2.0×10-2kg，回路中每根導體棒電阻r=5.0×10-2，金屬軌道寬度l=0.50m.現(xiàn)對導體棒ab施加平行于軌道向上的拉力，使之勻速向上運動.在導體棒ab勻速向上運動過程中，導體棒cd始終能靜止在軌道上.g取10m/s2，求：導體棒cd受到的安培力大小；導體棒ab運動的速度大??；拉力對導體棒ab做功的功率.答案：0.10N 1.0m/s 0.20W26.如圖所示，邊長為L的正方形金屬線框，質量為m、電阻為R，用細線把它懸掛于一個有界的勻強磁場邊緣，金屬框的上半部處于磁場內，下半部處于磁場外，磁場隨時間的變化規(guī)律為B = kt已知細線所能承受的最大拉力為2mg，則從t=0開始，經多長時間細線會被拉斷？解:線框中的感應電流為： I = = = S= （分） 線斷時有2mg = mg + BIL（5分） 解得：t = （分）27.如圖所示，寬度為L的足夠長的平行金屬導軌MN、PQ的電阻不計，垂直導軌水平放置一質量為m電阻為R的金屬桿CD，整個裝置處于垂直于導軌平面的勻強磁場中，導軌平面與水平面之間的夾角為，金屬桿由靜止開始下滑，動摩擦因數(shù)為，下滑過程中重力的最大功率為P，求磁感應強度的大小解：金屬桿先加速后勻速運動，設勻速運動的速度為v，此時有最大功率，金屬桿的電動勢為：E=BLv （3分） 回路電流 I = （3分） 安培力 F = BIL （3分） 金屬桿受力平衡，則有：mgsin= F + mgcos （3分） 重力的最大功率P = mgvsin （3分） 解得：B = (3分)aFbBRcdef28.如圖所示，有兩根足夠長、不計電阻，相距L的平行光滑金屬導軌cd、ef與水平面成角固定放置，底端接一阻值為R的電阻，在軌道平面內有磁感應強度為B的勻強磁場，方向垂直軌道平面斜向上.現(xiàn)有一平行于ce、垂直于導軌、質量為m、電阻不計的金屬桿ab，在沿軌道平面向上的恒定拉力F作用下，從底端ce由靜止沿導軌向上運動，當ab桿速度達到穩(wěn)定后，撤去拉力F，最后ab桿又沿軌道勻速回到ce端.已知ab桿向上和向下運動的最大速度相等.求:拉力F和桿ab最后回到ce端的速度v.FBFFNmgv解:當ab桿沿導軌上滑達到最大速度v時，其受力如圖所示:由平衡條件可知:F-FB-mgsin=0 (4分)又 FB=BIL (2分)而 (2分)聯(lián)立式得: (2分)同理可得，ab桿沿導軌下滑達到最大速度時: (4分) 聯(lián)立兩式解得: (2分) (2分)abcd29.如圖所示導體棒ab質量為100g，用絕緣細線懸掛后，恰好與寬度為50cm的光滑水平導軌良好接觸.導軌上放有質量為200g的另一導體棒cd，整個裝置處于豎直向上的磁感強度B=0.2T的勻強磁場中，現(xiàn)將ab棒拉起0.8m高后無初速釋放.當ab第一次擺到最低點與導軌瞬間接觸后還能向左擺到0.45m高處，求： cd棒獲得的速度大小； 瞬間通過ab棒的電量；此過程中回路產生的焦耳熱.答案：0.5m/s 1C 0.325J30.如圖甲所示，空間有一寬為2L的勻強磁場區(qū)域，磁感應強度為B，方向垂直紙面向外.abcd是由均勻電阻絲做成的邊長為L的正方形線框，總電阻為R.線框以垂直磁場邊界的速度v勻速通過磁場區(qū)域.在運動過程中，線框ab、cd兩邊始終與磁場邊界平行.線框剛進入磁場的位置x=0，x軸沿水平方向向右.求:(1)cd邊剛進入磁場時，ab兩端的電勢差，并指明哪端電勢高；(2)線框穿過磁場的過程中，線框中產生的焦耳熱；(3)在下面的乙圖中，畫出ab兩端電勢差Uab隨距離變化的圖象.其中U0=BLv0.圖乙U0xOUab-U0圖甲dbcva2LL解:(1)dc切割磁感線產生的感應電動勢 E=BLv (2分)回路中的感應電流 (2分)ab兩端的電勢差 b端電勢高 (2分)(2)設線框從dc邊剛進磁場到ab邊剛進磁場所用時間為t由焦耳定律有 (2分) L = vt (2分)求出 (2分)U0xOUab-U0-U0/4L2L3L-3U0/4(3) (6分) 說明:畫對一條給2分.31.如圖所示，固定于水平桌面上足夠長的兩平行導軌PO、MN，PQ、MN的電阻不計，間距為d=0.5m.P、M兩端接有一只理想電壓表，整個裝置處于豎直向下的磁感應強度B=0.2T的勻強磁場中.電阻均為r=0.1，質量分別為m1=300g和m2=500g的兩金屬棒L1、L2平行的擱在光滑導軌上，現(xiàn)固定棒L1，L2在水平恒力F=0.8N的作用下，由靜止開始做加速運動，試求:(1)當電壓表的讀數(shù)為U=0.2V時，棒L2的加速度多大？(2)棒L2能達到的最大速度vm.(3)若在棒L2達到最大速度vm時撤去外力F，并同時釋放棒L1，求棒L2達到穩(wěn)定時的速度值.(4)若固定棒L1，當棒L2的速度為v，且離開棒L1距離為S的同時，撤去恒力F，為保持棒L2做勻速運動，可以采用將B從原值(B0=0.2T)逐漸減小的方法，則磁感應強度B應怎樣隨時間變化(寫出B與時間t的關系式)？L1NFMPQVL2解:(1)L1與L2串聯(lián)流過L2的電流為: (2分)L2所受安培力為:F=BdI=0.2N (2分) (2分)(2)當L2所受安培力F安=F時，棒有最大速度vm，此時電路中電流為Im. 則：F安=BdIm (1分) (1分) F安=F (1分)由得： (2分)(3)撤去F后，棒L2做減速運動，L1做加速運動，當兩棒達到共同速度v共時，L2有穩(wěn)定速度，對此過程有： (2分) (2分)(4)要使L2保持勻速運動，回路中磁通量必須保持不變，設撤去恒力F時磁感應強度為B0，t時刻磁感應強度為Bt，則： B0dS=Btd（S+vt） (3分) (2分)32.物理學的基本原理在生產生活中有著廣泛應用.下面列舉的四種器件中，在工作時利用了電磁感應現(xiàn)象的是（B）A.回旋加速器 B.日光燈 C.質譜儀 D.示波器 + + 022ABP+31.現(xiàn)將電池組、滑線變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流計及開關如下圖連接.在開關閉合、線圈A放在線圈B中的情況下，某同學發(fā)現(xiàn)當他將滑線變阻器的滑動端P向左加速滑動時，電流計指針向右偏轉.由此可以判斷(B)A.線圈A向上移動或滑動變阻器的滑 動端P向右加速滑動都能引起電流計指針向左偏轉B.線圈A中鐵芯向上拔出或斷開開關，都能引起電流計指針向右偏轉C.滑動變阻器的滑動端P勻速向左或勻速向右滑動，都能使電流計指針靜止在中央 D.因為線圈A、線圈B的繞線方向未知，故無法判斷電流計指針偏轉的方向