电磁感应综合测试卷(二)

1、电磁感应综合测试卷（二）1.图中导体棒ab可以无摩擦地在足够长的竖直轨道上滑动,整个装置处于匀强磁场中,电阻不计,则在导体棒ab的下落过程中（ ） A. ab棒的机械能守恒 ab B. ab达到稳定速度以前,其减少的重力势能全部为电阻R增加的内能 C. ab达到稳定速度以前,其减少的重力势能全部为增加的动能和电阻R增加的内能 D. ab达到稳定速度以后,其重力势能的减少全部转化为电阻R增加的内能 解：根据能量守恒定律,ab棒到达稳定速度以前,加速运动,其减少的重力势能等于棒增加的动能和电阻R上的内能,达到稳定速度以后,则全部转化为电阻R上的内能. C、D选项正确.2.如图所示,有一边长为L的正

2、方形线框,质量为m,由高H处自由下落,其下边ab进入匀强磁场后,线圈开始作减速运动,直到其上边cd刚刚穿出磁场时,速度减为刚进入磁场时速度的一半,此匀强磁场的宽度也为L,线框在穿越匀强磁场的过程中发出的焦耳热为（ ）cba HdL A. 2mgL B. 2mgL+mgH C. 2mgL+3mgH/4 D. 2mgL+mgH/4 解：线圈由H处自由下落,ab边刚进入磁场时的动能为EK=mv2/2= mgH,在穿越匀强磁场的过程中,减少的机械能转化为焦耳热.当cd边刚穿出磁场时,线圈重力势能减少EP=2mgL,动能减少EK=mv2/2-m(v/2)2/2=3mgH/4,机械能减少E=EP+EK=2

3、mgL+3mgH/4=Q. 选项C正确.A、B、D皆错.baB3.如图所示,两根倾斜放置的平行导电轨道之间用导线连接,处于垂直轨道平面向下的匀强磁场中,轨道上静止放有一金属杆.若磁场开始均匀增加，则金属杆受到的静摩擦力的大小将（ ） A. 逐渐增大 B. 逐渐减小 C. 先逐渐增大,后逐渐减小 D. 先逐渐减小,后逐渐增大 解：原来金属杆静止放在轨道上,受到重力，斜面支持力和静摩擦力,静摩擦力方向沿斜面向上,与重力沿斜面向下的分力平衡.当磁场开始增大,由楞次定律得感应电流方向从a流向b,根据左手定则,杆ab所受磁场力沿斜面向上,且磁场力越来越大,则静摩擦力先减小到零,后方向由向上变为向下,并逐

4、渐增大. 选项D正确,A、B、C皆错.4.如图所示,质量为m的金属棒ab置于匀强磁场中,可在两根足够长的平行导轨上无摩擦地下滑,磁感应强度为B,方向垂直纸面向里,导轨间接有电阻R,其他电阻不计.从静止释放金属棒后,R消耗的最大电功率为P,为使P增大到原来的四倍,保持其他条件不变的情况,可将（ ） ab A. R变为原来的1/4 B. R变为原来的2倍 C. B变为原来的2倍 D. m变为原来的2倍 解：当ab达到最大速度时,安培力BIL=mg,重力的功率等于R上消耗的电功率,即 P=I2R=m2g2R/B2L2. 由公式可以看出,在其他条件不变时,当m变为2倍,P增大到原来的四倍. 选项D正确

5、,A、B、C皆错.5.如图所示,匀强磁场磁感应强度为B,方向如图,长为3L的导体棒AC可无摩擦地在宽为2L的导轨上匀速滑动,导轨左端接有电阻R,AC棒电阻也为R,其余不计，则: BCARA. BC两点电压UBC=4BLV/5.B. AC两点电压UAC=11BLV/5.C. 作用在AC上的外力为FAC=12B2L2V/5R.D. 作用在AC上的外力为FAC=18B2L2V/5R. 解：AC棒切割磁感线的有效长度为BC部分,产生的感应电动势=BV2L,回路总电阻R=R+2R/3=5R/3,回路中的电流I=/R=6BLv/5R.BC两端的电压UBC 作用在AC上的外力等于BC上所受的磁场力FAC=F

6、BC安=BI2L=12B2L2v/5R. C对,D错.6在匀强磁场中，水平放置一个金属平行导轨，且与大螺线管接通，匀强磁场B的方向与平行导轨的位置关系如图所示。在B螺线管内同轴放置一小螺线管A，A与一正弦交流电e=EmsintV相连接，开始时棒静止，那么，跨放在平行导轨上的金属棒MN将做（ ）N MBAA 匀加速直线运动；B 变加速直线运动； C 在某一平衡位置附近作周期为4p/的振动；D 在某一平衡位置附近作频率为/2p的振动。 解：由交流电的表达式可知，螺线管A中通有按正弦规律变化的交流电，频率为/2p，在螺线管B中产生同频率变化的磁场，根据楞次定律，B中产生同频率变化的感应电流，流过MN

7、，由左手定则，MN所受安培力以频率/2p周期性变化，MN应在某一位置附近作频率为/2p的振动，选项D正确，A、B、C皆错。CR2 ABR1D7.如图所示,截面积为0.2m2的100匝圆形线圈A处在匀强磁场中,磁场方向垂直线圈截面,其磁感应强度随时间t的变化规律如右图所示,以垂直纸面向外为B的正方向，线圈A上的箭头为感应电流I的正方向,R1=4,R2=6,C=30F,D为理想二极管,线圈电阻不计。求:（1）电容器C充电时的电压. （2）电容器C放电时通过R2的电量. 解： （1） 由题给Bt图线可知,在01S内,B为负值,表示其方向向里,B在逐渐减小,由楞次定律可知,线圈中将产生顺时针方向的感应

8、电动势;在12S内, B为正值,表示其方向向外,B在逐渐增大,同样由楞次定律可知线圈中仍将产生顺时针方向的感应电动势.从而在02S内,理想二极管处于导通状态,线圈A与R1, R2及二极管D将组成闭合回路,回路中有顺时针方向的感应电流.此时电容器C处于充电状态. 在22.5S内,B为正值,表示其方向向外,B在逐渐减小,由楞次定律可知,线圈中将产生逆时针方向的感应电动势;在2.53S内, B为负值,表示其方向向里,B在逐渐增大,同样由楞次定律可知线圈中仍将产生逆时针方向的感应电动势.从而在23S内,理想二极管处于截止状态,线圈A与R1, R2及二极管D组成的闭合回路中没有感应电流.此时电容器C处于

9、放电状态,原已充电的电容器C将通过电阻R2放电. 在以后的时间内,电容器将周期性地重复上述充电、放电过程. 电容器充电时,由题给Bt图线可知B/t=0.02/S, e = n/t =nSB/t = 0.4V （2） 由题给Bt图线可知,在01S内,B为负值,表示其方向向里,B在逐渐减小,由楞次定律可知,线圈中将产生顺时针方向的感应电动势;在12S内, B为正值,表示其方向向外,B在逐渐增大,同样由楞次定律可知线圈中仍将产生顺时针方向的感应电动势.从而在02S内,理想二极管处于导通状态,线圈A与R1, R2及二极管D将组成闭合回路,回路中有顺时针方向的感应电流.此时电容器C处于充电状态. 在22

10、.5S内,B为正值,表示其方向向外,B在逐渐减小,由楞次定律可知,线圈中将产生逆时针方向的感应电动势;在2.53S内, B为负值,表示其方向向里,B在逐渐减小,同样由楞次定律可知线圈中仍将产生逆时针方向的感应电动势.从而在23S内,理想二极管处于截止状态,线圈A与R1, R2及二极管D组成的闭合回路中没有感应电流.此时电容器C处于放电状态,原已充电的电容器C将通过电阻R2放电. 在以后的时间内,电容器将周期性地重复上述充电,放电过程. 电容器充电时,由题给Bt图线可知B/t=0.02/S, e=n/t=nSB/t=0.4V 通过R2的电流I=e/(R1+ R22两端的电压, UC=I R2=0

11、.24V. 电容器放电时通过R2的电量即为充电后电容器上带的电量, Q=CU C=7.210-4C.8如图所示，正方形线圈边长为0.2m，质量为0.1kg，电阻0.1，倾角为30光滑斜面上的砝码0.4kg，匀强磁场B0.5T，宽为0.2m，当砝码沿斜面下滑，线圈开始进入磁场时，它恰好做匀速运动不计摩擦力，定滑轮距磁场上边界足够高求：(1)线圈匀速上升的速度；(2)线圈匀速上升的过程中砝码对线圈做的功(3)线圈增加的内能9如图所示,ad、bc为相距l(m)的平行导轨(电阻很小,可以不计),a、b间接有一固定电阻,阻值为R,长直细杆MN可以按任意角架在平行导轨上,并以匀速v滑动(平移),v的方向与

12、da平行.杆MN有电阻,每米长的电阻值为R,整个空间充满磁感应强度为B的匀强磁场,方向如图.求：(1)固定电阻R上消耗的功率最大时角的值.(2)求杆MN上消耗的电功率最大时角的值.答案:(1)=/2,(2)11m,=arcsin1时p最大,l1m,=/2时p最大.10如图所示，两根平行的光滑金属导轨组成一个倾角为30的斜面，B=5T的匀强磁场竖直向上穿过导轨平面在导轨的另一端接上E=12V（内阻不计）的电源，将导体杆ab放在两导轨上(ab垂直于导轨)，杆的质量为m=0.1kg，电阻为2欧导轨间距l=0.5m（1）求导体杆ab的最大加速度、最大速度（2）讨论速度最大时的能量转换关系(2)导体达最

13、大速度后作匀速运动电池消耗的电能一部分通过电流11如图所示，光滑平行的水平金属导轨MN、PQ相距l，在M点和P点间接一个阻值为R的电阻，在两导轨间OO1、O1O矩形区域内有垂直导轨平面向下、宽度为d的匀强磁场，磁感应强度为B.一质量为m、电阻为r的导体棒ab，垂直置于导轨上，与磁场左边界相距d0.现用一大小为F的水平向右的恒力拉ab棒，使它由静止开始运动，在棒ab离开磁场前已经做匀速直线运动（棒ab与导轨始终保持良好的接触，导轨电阻不计）.求：（1）棒ab在离开磁场右边界时的速度.（2）棒ab通过磁场区的过程中整个回路所消耗的电能.（3）试分析讨论棒ab在磁场中可能的运动情况.解析：（1）.（2）.（3）设ab棒刚进入磁场时速度为v，由得.若，则棒做匀速直线运动；若，则棒先加速后匀速直线运动；若，则棒先减速后匀速直线运动；1