高二物理 电磁感应与电路问题综合同步练习 教科版

1、高二物理教育科学版电磁感应与电路问题综合同步练习（答题时间：45分钟） 1. 如图所示，金属环半径为a，总电阻为R，匀强磁场磁感应强度为B，垂直穿过环所在平面。电阻为的导体杆AB沿环表面以速度v向右滑至环中央时，杆的端电压为（ ） A. BavB. C. D. 2、如图所示为一圆环发电装置，用电阻R=4的导体棒弯成半径L=0.2m的闭合圆环，圆心为O，COD是一条直径，在O、D间接有负载电阻R1=1。整个圆环中均有B=0.5T的匀强磁场垂直环面穿过。电阻r=1的导体棒OA贴着圆环做匀速运动，角速度，则当OA到达OC处时（ ）A 圆环的电功率为1WB. 圆环的电功率为2WC. 全电路的电功率最大

2、，为3WD. 全电路的电功率最大，为4.5W 3. 如图圆形线圈质量m=0.1kg，电阻R=0.8，半径r=0.1m，此线圈放在绝缘光滑的水平面上，在y轴右侧有垂直于线圈平面B=0.5T的匀强磁场。若线圈以初动能沿x轴方向进入磁场，运动一段时间后，当线圈中产生的电能E=3J时，线圈恰好有一半进入磁场，则此时线圈的速率为_m/s，磁场力的功率为_W。 4. 把总电阻为2R的均匀电阻丝焊成一个半径为a的圆环，水平固定放置在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，如图所示。一长度为2a，电阻等于R粗细均匀的金属棒MN放在圆环上，它与圆环始终保持良好的接触，当金属棒以恒定速度v向右移动，经过环心O时，求

3、：（1）棒上电流的大小和方向及棒两端的电势差；（2）在圆环和金属棒上消耗的总的热功率。 5. 如图所示，光滑的平行导轨P、Q相距l=1m，处在同一水平面中，导轨的左端接有如图所示的电路，其中水平放置的电容器两极板相距d=10mm，定值电阻R1=R3=8，R2=2，导轨的电阻不计。磁感应强度B=0.4T的匀强磁场竖直向下穿过导轨面。当金属棒ab沿导轨向右匀速运动（开关S断开）时，电容器两极板之间质量、带电量的微粒恰好静止不动；当S闭合后，微粒以加速度向下做匀加速运动，取g=10m/s2。求：（1）金属棒ab运动的速度多大？电阻多大？（2）S闭合后，使金属棒ab做匀速运动的外力的功率多大？ 6.

4、如图所示，OACO为置于水平面内的光滑闭合金属导轨，O、C处分别接有短电阻丝（图中用粗线表示），R1=4、R2=8（导轨其他部分电阻不计）。导轨OAC的形状满足方程（单位：m）。磁感强度B=0.2T的匀强磁场方向垂直于导轨平面。一足够长的金属棒在水平外力F作用下，以恒定的速率v=5.0m/s水平向左在导轨上从O点滑动到C点，棒与导轨接触良好且始终保持与OC导轨垂直，不计棒的电阻，求：（1）外力F的最大值；（2）金属棒在导轨上运动时电阻丝R1上消耗的最大功率；（3）在滑动过程中通过金属棒的电流I与时间t的关系。【试题答案】 1. C【提示】导体杆滑到环中央时，外电阻为，为杆的电阻的一半，杆相当于

5、电源，路端电压为电动势的三分之一。 2. A、D【提示】当OA到达OC处时，圆环的电阻为1，与R1串联接入电源，外电阻为2，杆转动过程中产生的感应电动势，圆环上分压为1V，所以圆环上的电功率为1W；当OA到达OD处时，圆环中的电阻为零，此时内外电路总电阻最小，而电动势不变，所以电功率最大为。 3. 【提示】设线圈一半进入磁场时的速度为v，据能量守恒定律，此时安培力F为，功率为。 4. 解析：解答本题的关键是画出等效电路。MN切割磁感线产生感应电动势，在闭合电路中MN相当于电源部分，左、右两个半圆环的电阻均为R，它们并联组成外电路，其等效电路如下图所示。（1）MN切割磁感线产生的感应电动势为：E

6、=B2av。外电路总电阻为：通过MN的感应电流大小为。通过MN棒的电流方向由N指向M，棒两端电势差：（2）闭合电路中总的热功率为 5. 解：（1）带电微粒在电容器两极空间静止时，。由此式可以求得电容器两极板间的电压为。（由于微粒带负电，可知上板电势高。）由于S断开，R1、R2的电压和等于电容器两端电压U1，R3上无电流通过，可知电路中的感应电流，即通过R1、R2的电流为。根据闭合电路的知识，可知ab切割磁感线运动产生的感应电动势为E=U1+I1rS闭合时，带电微粒向下做匀加速运动，其运动方程为可以求得S闭合时电容器两极板间的电压为，这时电路中的感应电流为根据闭合电路的知识，可列方程将已知量代入、式，可以求得。由E=Blv，可得：。即导体棒ab匀速运动的速度v=3m/s，电阻r=2。（2）S闭合时，通过ab的电流I2=0.15A，ab所受磁场力为；ab以速度v=3m/s做匀速运动，所受