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文档简介
1、 每天发布最有价值的高考资源题库49法拉第电磁感应定律及其应用一、选择题1、关于感应电动势大小的下列说法中,正确的是( )A线圈中磁通量变化越大,线圈中产生的感应电动势一定越大B线圈中磁通量越大,产生的感应电动势一定越大C线圈放在磁感强度越强的地方,产生的感应电动势一定越大D线圈中磁通量变化越快,产生的感应电动势越大2、为了利用海洋资源,海洋工作者有时根据水流切割地磁场所产生的感应电动势来测量海水的流速。假设海洋某处的地磁场感应强度竖直分量为0.5×10-4T,水平分量为0.3×10-4T。水流是南北流向,将两个电极一东一西竖直插入此处海水中。若两电
2、极相距10m,与两电极相连的灵敏电压表读数为0.3mv,则海水的流速大小为( )A.6 m/s B.60 cm/s C.1 m/s D.10 cm/s3、(2012云南名校联考)如图,在竖直向下的匀强磁场中,将一水平放置的金属棒水平抛出,在整个过程中不计空气阻力,则金属棒在空中飞行过程中产生的感应电动势大小A.逐渐增大 B.逐渐减小 C.保持不变 D.无法判断。4、如图所示,一金属弯杆处在磁感应强度大小为B、方向垂直纸
3、面向里的匀强磁场中,已知abbcL,当它以速度v向右平动时,a、c两点间的电势差为()ABLvBBLvsinCBLvcos DBLv(lsin)5、线圈通以如图所示的随时间变化的电流,则()A0t1时间内线圈中的自感电动势最大Bt1t2时间内线圈中的自感电动势最大Ct2t3时
4、间内线圈中的自感电动势最大Dt1t2时间内线圈中的自感电动势为零6、一飞机在北半球的上空以速度水平飞行,飞机机身长为,机翼两端点的距离为。该空间地磁场的磁感应强度的水平分量为,竖直分量为。设驾驶员左侧机翼的端点为C,右侧机翼的端点为D,则CD两点间的电势差U为( )A. ,且C点电势低于D点电势 B. ,且C点电势高于D点电势C. ,且C点电势低于D点电势 D. ,且C点电势高于D点电势7、如图所示,用同样的导线制成的两闭合线圈A、B,匝数均为20匝,半径rA=2rB,在线圈B所围区域内有磁感应强度均匀减小的匀强磁场,则线圈A、B中产生感应电动势
5、之比EA:EB和两线圈中感应电流之比IA:IB分别为A1:1,1:2 B1:1,1:1 C1:2,1:2 D1:2,1:18、下列各种情况中的导体切割磁感线产生的感应电动势最大的是( )9、穿过一个电阻为2的闭合线圈的磁通量每秒钟均匀地减少8Wb,则A. 线圈中感应电动势每秒钟增加8V B. 线圈中感应电流每秒钟减少8AC. 线圈
6、中感应电流每秒钟增加4A D. 线圈中感应电流不变,等于4A10、如图中画出的是穿过一个闭合线圈的磁通量随时间的变化规律,以下哪些认识是正确的()A第0.6 s末线圈中的感应电动势是4 VB第0.9 s末线圈中的瞬时电动势比0.2 s末的大C第1 s末线圈的瞬时电动势为零D第0.2 s末和0.4 s末的瞬时电动势的方向相同11、一根弯成直角的导线放在B0.4特的匀强磁场中如图所示导线ab30cm bc=40cm当
7、导线以5m/s的速度做切割磁感线运动时可能产生的最大感应电动势的值为:( )A14伏B10伏C08伏D06伏12、目前中国南极考察队队员正在地球南极考察,设想考察队队员在地球南极附近水平面上驾驶一辆冰车向前行进时,由于地磁场作用,冰车两端会有电势差,设驾驶员左方电势为U1,右方电势为U2,则以下说法正确的是 ( )A向着南极点行进时,U1比U2高
8、0; B背着南极点行进时,U1比U2低C在水平冰面上转圈时,U1比U2高D无论怎样在水平冰面上行进,U1总是低于U2 13、一直升飞机停在南半球某处上空。设该处地磁场的方向竖直向上,磁感应强度为B。直升飞机螺旋桨叶片的长度为l,螺旋桨转动的频率为f,顺着地磁场的方向看螺旋桨,螺旋桨按顺时针方向转动。螺旋桨叶片的近轴端为a,远轴端为b,如图所示。如果忽略到转轴中心线的距离,用E表示每个叶片中的感应电动势,则:AE = fl2B,且a点电势低于b点电势; BE = 2fl2B,且a点电势低于b点电势;CE = fl2B,且a点电势高于b点电势; DE = 2fl2B,且a点电势高于b点电势。14、
9、如图所示,两块水平放置的金属板距离为d,用导线与一个n匝的线圈连接,线圈置于方向竖直向上的变化磁场B中,两板间有一个质量为m、电量为+q的油滴处于静止状态,则线圈中的磁场B的变化情况和磁通量变化率分别是:A、正在增加, B、正在减弱,C、正在增加, D、正在减弱,15、如图所
10、示,平行于y轴的导体棒以速度v向右匀速直线运动,经过半径为R、磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域,导体棒中的感应电动势与导体棒位置x关系的图像是16、如图所示,一个高度为L的矩形线框无初速地从高处落下,设线框下落过程中,下边保持水平向下平动。在线框的下方,有一个上、下界面都是水平的匀强磁场区,磁场区高度为2L,磁场方向与线框平面垂直。闭合线圈下落后,刚好匀速进入磁场区,进入过程中,线圈中的感应电流I0随位移变化的图象可能是 17、穿过某线圈的磁通量随时间的变化关系如图所示,在线圈内产生感应电动势最大值的时间段是A02s B24s
11、0; C46s D610s18、如图所示,长度相等、电阻均为r的三根金属棒AB、CD、EF,用导线相连,不考虑导线电阻。此装置匀速进入匀强磁场的过程(匀强磁场宽度大于AE间距离),AB两端电势差u随时间变化的图像可能是 A B C D19、粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中磁场方向垂直于线框平面,其边界与正方形线框的边平行.现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场,如下图所示,则在移出过程中线框的一边a、b两点间电势差绝对值最大的是
12、; A B C D20、如图所示,同一平面内的三条平行导线串有两个电阻R和r,导体棒PQ与三条导线接触良好;匀强磁场的方向垂直纸面向里导体棒的电阻可忽略当导体棒向左滑动时,下列说法正确的是( )A流过R的电流为由d到c,流过r
13、的电流为由b到aB流过R的电流为由c到d,流过r的电流为由b到aC流过R的电流为由d到c,流过r的电流为由a到bD流过R的电流为由c到d,流过r的电流为由a到b21、如图所示,两平行的虚线间的区域内存在着有界匀强磁场,有一较小的三角形线框abc的ab边与磁场边界平行,现使此线框向右匀速穿过磁场区域,运动过程中始终保持速度方向与ah边垂直则下列各图中哪一个可以定性地表示线框在上述过程中感应电流随时间变化的规律?()22、在倾角为的两平行光滑长直金属导轨的下端,接有一电阻R,导轨自身的电阻可忽略不计,有一匀强磁场与两金属导轨平面垂直,方向垂直于导轨面向上。质量为m,电阻可不计的金属棒ab,在沿着导
14、轨面且与棒垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上滑,上升高度为h,如图所示。则在此过程中()A恒力F在数值上等于mgsinB恒力F对金属棒ab所做的功等于mghC恒力F与重力的合力对金属棒ab所做的功等于电阻R上释放的焦耳热D恒力F与重力的合力对金属棒ab所做的功等于零 23、如图所示,在水平面上有两条光滑平行导轨MN、PQ,导轨间的距离为d,匀强磁场垂直于导轨所在的平面向下,磁场的磁感应强度的大小为B。两根金属杆1、2间隔一定距离摆放在导轨上,且与导轨垂直,它们的电阻均为R,两杆与导轨接触良好,导轨的电阻不计。现让杆2固定、杆1以初速度v滑向杆2,为了使两杆不相碰,则最初摆放两杆时的距离至少为
15、60; A B. C.
16、; D. 24、铁道部副部长胡亚东在早些时候曾宣布,我国铁路将于今年4月18日起,实施第六次大提速。第六次提速后,将首次在中国铁路既有线上开行时速200公里的动车组,其速度目标值、技术含量、提速规模和范围都将超过前五次,标志着中国铁路既有线提速水平跻身世界铁路先进行列。控制中心为了及时了解火车的情况,在铁路上使用一种电磁装置向控制中心传输信号以确定火车的位置,磁铁能产生匀强磁场,被安放在火车首节车厢下面,如图所示(俯视图)。当它经过安放在两铁轨间的线圈时,便会产生
17、一电信号,被控制中心接收。当火车以恒定速度通过线圈时,能表示线圈两端的电压随时间变化关系的图象是下列图中的( )25、如图所示,两根竖直放置的光滑平行导轨,其中一部分处于方向垂直导轨所在平面并且有上下水平边界的匀强磁场中.一根金属杆MN保持水平沿导轨滑下(导轨电阻不计).当金属杆MN进 入磁场区后,其运动的速度随时间变化的图线不可能是图5中的( )26、如图所示,MNPQ为一个电阻可忽略的光滑的导体框架,水平放置,MN与PQ足够长且彼此平行,共处在方向竖直向上的匀强磁场中,另一个金属棒ab与MN、PQ垂直,可在框架上滑动。现在用大小恒
18、定的外力F水平向右拉动ab,使它沿与MN、PQ平行的方向向右运动,则力F做功的功率将A. 一直保持恒定 B. 越来越大最后趋于恒定C. 一直越来越大
19、0; D. 一直越来越小 27、图甲中两条平行虚线之间存在方向垂直纸面向里的匀强磁场,虚线间的距离为2a。一高为a的正三角形导线圈ABC从图示位置沿x轴正方向匀速穿过磁场区域,取顺时针方向为电流的正方向,在表示线圈中产生的感应电流i与线圈移动距离x关系的下列图象中,正确的是( )28、例如图所示,固定于水平绝缘面上的平行金属导轨不光滑,除R外其它电阻均不计,垂直导轨平面有一匀强磁场,当质量为m的金属棒cd在水平力F作用下由静止向右滑动过程中,下列说法正确的是()A水平力F对cd所做的功等
20、于电路中产生的电能B只有在cd棒做匀速运动时,F对cd棒做的功才等于电路中产生的电能C无论cd棒做何种运动,它克服磁场力做的功一定等于电路中产生的电能DR两端的电压始终小于cd棒中感应电动势的值29、如图所示,abcd是由导体做成的框架,其平面与水平面成角,质量为m的导体棒PQ与光滑导轨ab、cd接触良好,回路面积为S。整个装置放在垂直于框架平面的磁场中,磁感应强度随时间变化情况如图所示,PQ始终静止。则下面说法错误的是( )A导体棒PQ所受安培力的大小为mgsinB导体棒PQ所受安培力的方向水平向右C回路中感应电动势的大小为B/tD
21、导体棒中感应电流的方向由P到Q 30、竖直放置的平行光滑金属导轨,其电阻不计,磁场方向如图所示,磁感应强度B=0.5T,有两根相同的导体棒ab及cd,长0.2m,电阻0.1,重0.1N,现用力向上拉动导体ab,使之匀速上升(与导轨接触良好)。此时cd恰好静止不动,下列说法正确的是( )Aab受到的拉力为0.1N Bab向上的速度为2m/s C在2s内,拉力做功产生的电能是0.8JD在2s内,拉力做功为0.6J31、如图所示,用铝板制成“”形框,将一质量为m的带电小球用绝缘细线悬挂在板上方,让整体在垂直于水平方向的匀强磁场中向左以速度匀速
22、运动,悬线拉力为T,则( )A悬线竖直,T = mg B选择合适,可使T = 0C悬线竖直,Tmg D条件不足,不能确定32、如图所示,平行金属轨道间的距离为d,一端跨接一个阻值为R的电阻,匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直于平行导轨所在平面一根长直金属棒与轨道成60°角放置,则当金属棒以垂直于棒的恒定速度v沿金
23、属轨道滑行时,电阻R中的电流强度为(轨道和棒的电阻以及它们的接触电阻均不计)()ABC D 33、图中,A为一个可在水平面内绕轴转动的金属铝盘,B为一个电磁铁,它的两极分别置于铝盘的上、下部分。先让铝盘转动,然后合上开关S,若不计摩擦阻力,铝盘的转速将( )A变快B变慢C不变D由于未标出电源极性,故无法判断 34、光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线,如图所示,抛物线的方程是,下半部处在一个水平方向的匀强磁场中,磁场的上边界是ya的直线(图中的虚线所示)一个小金属块从抛物线上yb(ba)处以速度v沿抛物线下滑假设抛物线足够长,金属块沿抛物线下滑后产生的焦耳热总量是()AmgbB Cmg
24、(ba)D 35、两金属棒和三根电阻丝如图连接,虚线框内存在均匀变化的匀强磁场,三根电阻丝的电阻大小之比R1:R2:R3=1:2:3,金属棒电阻不计。当S1、S2闭合,S3 断开时,闭合的回路中感应电流为I,当S2、S3闭合,S1 断开时,闭合的回路中感应电流为5I,当S1、S3闭合,S2 断开时,闭合的回路中感应电流是A0 B3I C6I
25、60; D7I36、如图竖直平面内有一金属环,半径为a,总电阻为R,匀强磁场B垂直穿过环平面,与环的最高点A铰链连接的长度为2a.电阻为R/2的导体棒AC由水平位置贴环面摆下,当摆到竖直位置时,B点的线速度为v,则这时AC两端的电压大小为A.2Bav B.Bav C.2Bav/3 D.Bav/337、如图所示,两块水平放置的金属板距离为d,用导线、电键K与一个n匝的线圈连接,线圈置于方向竖直向上的变化磁场B中。两板间放一台小压力传感器,压力传感器上表面静止放置一个质量为m、电量为+q的小球。K断开时传感器上
26、有示数,K闭合时传感器上恰好无示数。则线圈中的磁场B的变化情况和磁通量变化率分别是A正在增加, B正在减弱,C正在减弱, D正在增加,38、如图甲所示,光滑导轨水平放置在与水平方向夹角斜向下的匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度B随时间的变化规律如图乙所示(规定斜向下为正方向),导体棒ab垂直导轨放置,除电阻R的阻值外,其余电阻不计,导体棒ab在水平外力作用下始终处于静止状态。规定ab的方向为电流的正方向,水平向右的方向为外力的正方向,则在0t时间内,能正确反映流过导体棒ab的电流i和导体棒ab所受水平外力F随时间t变化的图象是(
27、 ) 39、如图甲所示,有一个等腰直角三角形的匀强磁场区域,其直角边长为L,磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度大小为B。一边长为L、总电阻为R的正方形导线框abcd,从图示位置开始沿x轴正方向以速度匀速穿过磁场区域。取沿的感应电流为正,则图乙中表示线框中电流i随bc边的位置坐标x变化的图象正确的是( )40、一个半径为r、质量为m、电阻为R的金属圆环,用一根长为L的绝缘细绳悬挂于O点,离O点下方L2处有一宽度为L/4,垂直纸面向里的匀强磁场区域,如图所示。现使圆环从与悬点O等高位置A处由静止
28、释放(细绳张直,忽略空气阻力),摆动过程中金属环所在平面始终垂直磁场,则在达到稳定摆动的整个过程中金属环产生的热量是( )(A)mgL (B)mg(L/2+r)(C)mg(3L/4+r (D)mg(L+2r)41、单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,转轴垂直于磁场,若线圈所围面积内磁通量随时间变化的规律如图所示( ) A线圈中D时刻感应电动势为零 B线圈中D时刻感应电动势最大C线圈中O时刻感应电动势为零D线圈中O至D时间内平均感电动势为0.4V42、如图所示,两根平行
29、放置的竖直导电轨道处于匀强磁场中,轨道平面与磁场方向垂直。当接在轨道间的开关S断开时,让一根金属杆沿轨道下滑(下滑中金属杆始终与轨道保持垂直,且接触良好)。下滑一段时间后,闭合开关S。闭合开关后,金属沿轨道下滑的图像不可能为43、如图所示,与x轴夹角为30°的匀强磁场磁感应强度为B,一根长L的金属棒在此磁场中垂直于x轴以速率v向+x轴方向运动时,则金属棒产生的感应电动势为( )A.BLv B.BLvC.BLv D.BL
30、v44、如图所示,在光滑水平面上方,有两个磁感应强度大小均为B、方向相反的水平匀强磁场,如图所示,PQ为两个磁场的边界,磁场范围足够大。一个边长为a ,质量为m,电阻为R的正方形金属线框垂直磁场方向,以速度v从图示位置向右运动,当线框中心线AB运动到PQ重合时,线框的速度为,则A此时线框中的电功率为B此时线框的加速度为C此过程通过线框截面的电量为D此过程回路产生的电能为45、如图甲所示,等离子体气流由左方连续以速度v0射入P1和P2两平行板间的匀强磁场中,磁场的方向垂直纸面向里,直导线ab通过电阻和导线与P1、P2相连接,线圈A通过电阻和导线与直导线cd连接线圈A内有图乙所示的变化磁场,且磁场
31、B的正方向规定为向左,则下列叙述正确的是A01s内ab、cd导线互相排斥 B12s内ab、cd导线互相吸引C23s内ab、cd导线互相吸引 D34s内ab、cd导线互相排斥46、如图所示,光滑的“”型金属导体框竖直放置,质量为m的金属棒MN与框架接触良好。磁感应强度分别为B1、B2的有界匀强磁场方向相反,但均垂直于框架平面,分别处在abcd和cdef区域。现从图示位置由静止释放金属棒MN,当金属棒进入磁场B1区域后,恰好作匀速运
32、动。以下说法中正确的有 ( )A若B2=B1,金属棒进入B2区域后将加速下滑B若B2=B1,金属棒进入B2区域后仍将保持匀速下滑C若B2<B1,金属棒进入B2区域后可能先加速后匀速下滑D若B2>B1,金属棒进入B2区域后可能先减速后匀速下滑47、如图所示,金属直棒AB垂直跨搁在位于水平面上的两条平行光滑导轨上,棒与导轨接触良好,棒AB和导轨电阻可忽略不计。导轨左端接有电阻R垂直于导轨平面的匀强磁场向下穿过平面。现以水平向右的恒定
33、外力F使AB棒向也移动至t秒末,AB棒速度为v,则At秒内恒力的功等于电阻R释放的电热Bt秒内恒力的功大于电阻 R释放的电热Ct秒内恒力的平均功率等于FV/2Dt秒内恒力的平均功率大于FV/248、如图所示,两根足够长的固定平行金属光滑导轨位于同一水平面,导轨上横放着两根相同的导体棒ab、cd与导轨构成矩形回路。导体棒的两端连接着处于压缩状态的两根轻质弹簧,两棒的中间用细线绑住,它们的电阻均为R,回路上其余部分的电阻不计,在导轨平面内两导轨间有一竖直向下的匀强磁场。开始时,导体棒处于静止状态。剪断细线后,导体棒在运动过程中A、回路中有感应电动势B、两根导体棒所受安培力的方向相同C、两根导体棒和
34、弹簧构成的系统动量守恒、机械能守恒D、两根导体棒和弹簧构成的系统动量守恒、机械能不守恒49、2006年7月1日,世界上海拔最高、线路最长的青藏铁路全线通车,青藏铁路多种装置运用了电磁感应原理,有一种电磁装置可以向控制中心传输信号以确定火车的位置和运动状态,原理是将能产生匀强磁场的磁铁安装在火车首节车厢下面,如图甲所示(俯视图),当它经过安放在两铁轨间的线圈时,线圈便产生一个电信号传输给控制中心。线圈长为l1,宽为l2,匝数为n,线圈和传输线的电阻忽略不计。若火车通过线圈时,控制中心接收到线圈两端的电压信号u与时间t的关系如图乙所示(ab、cd均为直线),则火车在t1t2内
35、; ()A、做匀加速直线运动 B、做匀速直线运动C、加速度为 D、平均速度为 50、如图所示,平行金属导轨与水平面成角,导轨与固定电阻R1和R2相连,匀强磁场垂直穿过导轨平面有一导体棒ab,质量为m,导体棒的电阻与固定电阻R1和R2的阻值均相等,与导轨之间的动摩擦因数为,导体棒ab沿导轨向上滑动,当上滑的速度为
36、V时,受到安培力的大小为F此时( )A.电阻R1消耗的热功率为Fv3B.电阻 R1消耗的热功率为 Fv6C.整个装置因摩擦而消耗的热功率为mgvcosD.整个装置消耗的机械功率为(Fmgcos)v51、如图所示,在竖直平面有一个形状为抛物线的光滑轨道,其下半部分处在一个垂直纸面向里的磁场中,磁场的上边界是y=a的直线(图中虚线所示)。一个小金属环从轨道上y=b(b>a)处以速度v沿轨道下滑,假设轨道足够长,且空气阻力不计,小金属环在曲面上运动的整个过程中损失的机械能总量为,则( BC )。A若磁场为匀强磁场,B若磁场
37、为匀强磁场,C若磁场为非匀强磁场,D若磁场为非匀强磁场,52、如图所示,S和P是半径为a的环形导线的两端点,OP间电阻为R,其余电阻不计,匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直环面,当金属棒OQ以角速度绕O点无摩擦匀速转动时,则( )A电阻R两端的电压为Ba2/2B电阻R消耗的功率为B22a4/4RC金属棒受的磁场力为B2a3/2RD外力对OQ做功的功率为B22a4/2R 53、线圈如图所示,在匀强磁场中沿金属框架向右匀速运动()A因穿过的磁通量不变,所以中无电流B因切割磁感线运动,所以中有环形电流C中都有方向相同的电流流过D通过的电流强度
38、相同,都等于通过电流的电流强度的一半54、如图所示,三角形金属导轨EOF上放有一根金属杆ab,在外力作用下,保持ab跟OF垂直,以速度v匀速向右移动,设导轨和金属杆都是用粗细相同的同种材料制成的,ab与导轨接触良好,则下列判断正确的是()A电路中的感应电动势大小不变B电路中的感应电流大小不变C电路中的感应电动势大小逐渐增大D电路中的感应电流大小逐渐增大 55、如图所示,水平光滑的平行金属导轨,左端接有一电阻R,匀强磁场与导轨平面垂直并分布在两导轨之间,磁感应强度为B,质量为m的金属棒垂直于导轨放置,现使金属棒以某一初速度v从a位置向右运动,则金属棒运动到b 位置刚好静止,若金属棒以2
39、v初速度仍从a位置向右运动,则金属棒运动到c位置刚好静止,第二次运动与第一次运动相比 以下说法正确的是( )A通过电阻的电量之比4:1B电阻产生的热量之比4:1C棒运动的距离之比2:1D到达图中的d位置时的加速度相等56、如图所示,间距为L的光滑平行金属导轨弯成“”型,底部导轨面水平,倾斜部分与水平面成角,导轨与固定电阻R相连,整个装置处于竖直向上的大小为B的匀强磁场中有两导体棒ab和cd,质量均为m,两导体棒的电阻与固定电阻R阻值相等(阻值未知),垂直于导轨放置,且与导轨间接触良好,当导体棒cd沿底部导轨向右滑动速度为v时,导体棒a
40、b恰好在倾斜导轨上处于静止状态,则此时(A)导体棒cd受到的安培力为2mgtan (B)导体棒cd的电阻为(C)导体棒ab消耗的热功率为 (D)电阻R消耗的热功率为57、如图所示,空间中存在着竖直向下的匀强磁场,在水平面上固定着平行金属轨道MN和PQ。金属杆ab沿垂直轨道方向放置在两轨道上,且与轨道接触良好。与两轨道连接的电路中两个电阻和的阻值相同,与电阻串联着电容器C。在ab杆沿金属轨道向右匀速运动的过程中,以下说法中不正确的是 ( )A电阻上通过的电流方向为由d向cB电阻上通过的电流方向为由e到fC电
41、阻两端的电压与电阻两端的电压相同D电容器两极板间的电压等于电阻两端的电压一、计算题58、有一个1000匝的线圈,在0.4 s内通过它的磁通量从0.01 Wb增加到0.09 Wb。(1)求线圈中的感应电动势(2)如果线圈的总电阻为 r=10 ,把一个R=990 的电阻连接在线圈的两端如图,求:闭合电键后,通过电阻R的电流59、如图所示,在匀强磁场中竖直放置两条足够长的平行导轨,磁场方向与导轨所在平面垂直,磁感应强度大小为,导轨上端连接一阻值为R的电阻和电键S,导轨电阻不计,两金属棒a和b的电阻都为R,质量分别为和,它们与导轨接触良好,并可沿导轨无摩擦运动,若将b棒固定,电键S断开,用一竖直向上的
42、恒力F拉a棒,稳定后a棒以的速度向上匀速运动,此时再释放b棒,b棒恰能保持静止。(1)求拉力F的大小(2)若将a棒固定,电键S闭合,让b棒自由下滑,求b棒滑行的最大速度(3)若将a棒和b棒都固定,电键S断开,使磁感应强度从随时间均匀增加,经0.1s后磁感应强度增大到2时,a棒受到的安培力大小正好等于a棒的重力,求两棒间的距离h60、两根光滑的足够长直金属导轨MN、MN平行置于竖直面内,导轨间距为l,导轨上端接有阻值为R的电阻,如图所示。质量为m、长度也为l、阻值为r的金属棒ab垂直于导轨放置,且与导轨保持良好接触,其他电阻不计。导轨处于磁感应强度为B、方向水平向里的匀强磁场中,ab由静止释放,
43、在重力作用下向下运动,求:(1)ab运动的最大速度的大小;(2)若ab从释放至其运动达到最大速度时下落的高度为h,此过程中金属棒中产生的焦耳热为多少?61、如图所示,足够长的平行金属导轨MN、PQ平行放置,间距为L,与水平面成角,导轨与固定电阻R1和R2相连,且R1=R2=RR1支路串联开关S,原来S闭合,匀强磁场垂直导轨平面斜向上。有一质量为m的导体棒ab与导轨垂直放置,接触面粗糙且始终接触良好,导体棒的有效电阻也为R,现让导体棒从静止释放沿导轨下滑,当导体棒运动达到稳定状态时速率为v,此时整个电路消耗的电功率为重力功率的3/4。已知当地的重力加速度为g,导轨电阻不计。试求:(1)在上述稳定
44、状态时,导体棒ab中的电流I和磁感应强度B的大小;(2)如果导体棒从静止释放沿导轨下滑距离后运动达到稳定状态,在这一过程中回路产生的电热是多少?(3)断开开关S后,导体棒沿导轨下滑一段距离后,通过导体棒ab的电量为q,求这段距离是多少?62、如下图所示,两根光滑的平行金属导轨MN、PQ处于同一水平面内,相距L=0.5m,导轨的左端用R=3的电阻相连,导轨电阻不计,导轨上跨接一电阻r=1的金属杆ab,质量m=0.2kg,整个装置放在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度B=2T,现对杆施加水平向右的拉力F=2N,使它由静止开始运动,求:(1)杆能达到的最大速度多大?最大加速度为多大?(2)杆的速度达到
45、最大时,a、b两端电压多大?此时拉力的瞬时功率多大?(3)若已知杆从静止开始运动至最大速度的过程中,R上总共产生了10.2J的电热,则此过程中拉力F做的功是多大?此过程持续时间多长?(4)若杆达到最大速度后撤去拉力,则此后R上共产生多少热能?其向前冲过的距离会有多大?63、如图所示,与导轨等宽的导体棒ab放在水平的导轨上,导体棒的质量为2Kg,导轨的宽度L=0.5m,放在磁感应强度B=0.8T的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面,当导体棒中通过5A的电流时,ab刚好向右做匀速运动。求:导体棒受到的安培力有多大?导体棒受到的摩擦力有多大?(3)若导体棒中通过的电流为10A时,导体棒获得的加速度多
46、大?64、如图所示,匀强磁场的磁感强度为0.5T,方向垂直纸面向里,当金属棒ab沿光滑导轨水平向左匀速运动时,电阻R上消耗的功率为2w,已知电阻R=0.5,导轨间的距离,导轨电阻不计,金属棒的电阻r=0.1,求:(1)金属棒ab中电流的方向。 (2)金属棒匀速滑动的速度65、如图所示,半径为、单位长度电阻为的均匀导体圆环固定在水平面上,圆环中心为O匀强磁场垂直水平面方向向下,磁感强度为B平行于直径MON的导体杆,沿垂直于杆的方向向右运动杆的电阻可以忽略不计,杆与圆环接触良好,某时刻,杆的位置如图,aob2,速度为v,求此时刻作用在杆上安培力的大小 66、如图所示,平行金
47、属导轨与水平轨道相连接,轨道光滑且足够长,轨道间宽为L,轨道电阻可忽略。轨道的水平部分有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为B。在轨道的右部,垂直于导轨放置一根长度为L,质量为m,电阻为R的金属棒cd。在左侧的弧形轨道部分,离水平轨道高度为h处,有一根长度为L,质量为m,电阻为R的金属棒ab。ab从静止开始滑下,求(1)ab与cd两棒(始终不相碰)达到稳定状态之后,速度v1和v2各是多少?从下落到达到稳定回路在整个过程中产生的热量有多少?如图所示,其余条件不变,仅把上题中的轨道水平部分右半部的宽度改为L/3,两部分轨道都足够长(且二者始终不相碰),达到稳定后,速度v1和v2各是多少?从下落到达到稳
48、定回路在整个过程中产生的热量有多少?67、如图所示,水平面内有一对平行放置的金属导轨M、N,它们的电阻忽略不计。阻值为2的电阻R连接在M、 N的左端。垂直架在MN上的金属杆ab的阻值r=1,它与导轨的接触电阻可以忽略。整个装置处于竖直向上的匀强磁场之中。给ab一个瞬时冲量,使ab杆得到p=0.25kgm/s的动量,此时它的加速度为a=5m/s2。若杆与轨道间摩擦因数为=0.2,求此时通过电阻R的电流强度。68、如图甲所示,PQNM是表面粗糙的绝缘斜面,abcd是质量m=0.5kg、总电阻R=0.5、边长L=0.5m的正方形金属线框,线框的匝数N=10。将线框放在斜面上,使斜面的倾角由
49、0°开始缓慢增大,当增大到37°时,线框即将沿斜面下滑。假设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,现保持斜面的倾角=37°不变,在OONM的区域加上垂直斜面方向的匀强磁场,使线框的一半处于磁场中,磁场的磁感应强度B随时间t变化的图像如图乙所示。(g取10m/s2,sin37°=0.6) (1)试根据图乙写出B 随时间t变化的函数关系式。 (2)请通过计算判断在t=0时刻线框是否会沿斜面运动?若不运动,请求出从t=0时刻开始经多长时间线框即将发生运动。69、如图所示,平面有垂直于xOy的非匀强磁场,磁感应强度沿x方向的变化规律为B(x)
50、=B0sinx,沿y方向磁应强度不发生变化.xOy平面内有一宽度为L足够长不计电阻的金属导轨MNPQ,电阻为R0导体棒CD以速度v从原点O开始匀速沿x方向运动,求 (1)导体上产生的电流随时间的变化规律. (2)为使导体棒CD做匀速运动,必须在CD上加一外力,则当CD棒位移为2时,外力共做了多少功? 70、图中MN和PQ为竖直方向的两平行长直金属导轨,间距l为040m,电阻不计。导轨所在平面与磁感应强度B为050T的匀强磁场垂直。质量m为6.0×10-3kg电阻为10的金属杆ab始终垂直于导轨,并与其保持光滑接触。导轨两端分别接有滑动变阻器和阻值为30的电阻R1。当杆ab达到稳定状态
51、时以速率v匀速下滑,整个电路消耗的电功率P为027W,重力加速度取10m/s2,试求速率v和滑动变阻器接入电路部分的阻值R2。71、如图所示,光滑水平平行导轨M、N,间距L=0.5m,其电阻不计。导轨间有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B=0.5T。金属棒ab、cd垂直导轨放置,且电阻都是R=100,质量都是m=0.5kg。现给棒ab一个水平向右的冲量,使其具有v0=8ms的初速度。求:(1)cd棒上最大电流的大小和方向。(2)cd棒运动的最大速度。 (3)cd棒上产生的热量。72、如图所示,在xOy平面内存在B=2T的匀强磁场,OA与OCA为置于竖直平面内的光滑金属导轨,OCA导轨形状满足曲线
52、方程x=0.5 siny(m),C为导轨的最右端,导轨OA与OCA相交处的O点和A点分别接有体积可忽略的定值电阻R1=6和R2=12现有一长lm,质量为0.1kg的金属棒在竖直向上的外力F作用下以v=2m/s速度向上匀速运动,设棒与两导轨始终接触良好,除电阻R1、R2外其余电阻不计,求:(1)金属棒在导轨上运动时R2上消耗的最大功率;(2)外力F的最大值; (3)金属棒滑过导轨OCA过程中,整个回路产生的热量73、如图甲所示,光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上,两导轨间距L2.5m,电阻,导轨上放一质量的金属杆,导轨和金属杆的电阻不计,整个装置处于磁感应强度B0.
53、80T的匀强磁场中,磁场方向竖直向下。现用一拉力沿水平方向拉杆,使之由静止开始运动。绘出回路中电流的平方随时间t变化的图线如图乙所示,求5s内(1)金属杆的最大动能;(2)电流的有效值;(3)拉力做的功。74、如图甲所示,不计电阻的光滑导体框架水平放置,框架中间区域有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为B1T。有一导体棒AC横放在框架上,其质量为m0.1 kg,电阻为R4,现用足够长的轻绳拴住导体棒,轻绳的一端通过光滑的定滑轮绕在电动机的转轴上,另一端通过光滑的定滑轮与物体D相连。物体D的质量为M0.3 kg,电动机内阻为r1。接通电路后,电压表的读数恒为U8 V, 电流表的读数恒为Il A,电动
54、机牵引原来静止的导体棒AC平行于EF向右运动;其运动情况如图乙所示,t=1.0s时,导体棒开始匀速运动。(取g10 m/s2)试求:(1)根据图乙求金属棒最终匀速运动的速度;(2)匀强磁场的宽度L;(3)导体棒在变速运动阶段产生的热量。75、如图12所示,平行光滑导轨置于匀强磁场中,磁感应强度大小为B=0.4T垂直于导轨平面,金属杆始终以恒定的速度沿导轨向左匀速运动,导轨宽度L=1m,电阻R1=R3=8,R2=4,导轨电阻不计,平行板电容器水平放置,板间距离为d=10mm,其内有一质量为m=10-4kg,电量q=10-15C的微粒。在电键S断开时微粒处于静止状态;当S闭合后,微粒以a=5m/s
55、2的加速度匀加速下落(g=10m/s2)。求:(1)金属棒的有效内阻和运动时产生的感应电动势;(2)金属棒运动速度的大小;(3)S闭合后作用于棒的外界拉力的功率。76、如下图所示,一个很长的竖直放置的圆柱形磁铁,产生一个中心辐射的磁场(磁场水平向外),其大小为(其中r为辐射半径),设一个与磁铁同轴的圆形铝环,半径为R(大于圆柱形磁铁的半径),而弯成铝环的铝丝其横截面积为S,圆环通过磁场由静止开始下落,下落过程中圆环平面始终水平,已知铝丝电阻率为,密度为0,试求:(1)圆环下落的速度为v时的电功率(2)圆环下落的最终速度(3)当下落高度h时,速度最大,从开始下落到此时圆环消耗的电能。77、如图所
56、示,足够长的金属导轨ABC和FED,二者相互平行且相距为L,其中AB、FE是光滑弧形导轨,BC、ED是水平放置的粗糙直导轨,在矩形区域BCDE内有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为B,金属棒MN质量为m、电阻为r,它与水平导轨间的动摩擦因数为,导轨上A与F、C与D之间分别接有电阻R1、R2,且R1= R2=r,其余电阻忽略不计。现将金属棒MN从弧形导轨上离水平部分高为h处由静止释放,最后棒在导轨水平部分上前进了距离s后静止。(金属棒MN在通过轨道B、E交接处时不考虑能量损失,金属棒MN始终与两导轨垂直,重力加速度为g) 求:(1)金属棒在导轨水平部分运动时的最大加速度;(2)整个过程中
57、电阻R1产生的焦耳热。78、如图所示,在竖直面内有两平行金属导轨AB、CD,间距为L ,金属棒ab可在导轨上无摩擦地滑动。棒与导轨垂直,并接触良好,它们的电阻均可不计。导轨之间有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感强度为B,导轨右边与电路连接。电路中的三个定值电照R1、R2、R3阻值分别为2R、R和0.5R。在BD间接有一水平放置的平行板电容器C,极板间距离为d 。(1)当ab以速度v0匀速向右运动时,电容器中质量为m的带电微粒恰好静止。试判断微粒的带电性质,及带电量的大小。(2)当AB棒以某一速度沿导轨匀速运动时,发现带电微粒从两极板中间由静止开始向下运动,历时t=2×102 s到达下极板
58、,已知电容器两极板间距离d=6×103m,求ab棒的速度大小和方向。(g=10ms2)79、如图(甲)所示,一个足够长的“U”形金属导轨NMPQ固定在水平面内,MN、PQ两导轨间宽L=0.50米,一根质量为m=0.50kg的均匀金属导体棒ab静止在导轨上且接触良好,abMP恰好围成一个正方形。该轨道平面处在磁感应强度大小可以调节的竖直向上的匀强磁场中。ab棒的电阻为R=0.10,其它各部分电阻均不计。开始时,磁感应强度B0=0.50特。(1)若保持磁感应强度B0的大小不变,从t=0时刻开始,给ab棒施加一个水平向右的拉力,使它做匀加速直线运动,此拉力F的大小随时间t的变化关系如图(乙
59、)所示。求匀加速运动的加速度及ab棒与导轨间的滑动摩擦力。如果已知拉力在前2秒作功29焦,求这2秒内通过ab杆电流的有效值。(2)若从t=0开始,调动磁感应强度的大小,使其以的变化率均匀增加,求经过多长时间ab棒开始滑动?此过程中通过ab棒的电量是多少? 80、如图,边长为的正方形金属框abcd(以下简称方框),放在光滑水平地面上,其外侧套着一个与方框边长相同的U形金属框MNPQ(以下简称U形框),U形框与方框之间接触良好且无摩擦。两金属框每边的质量均为m,横向边ab、cd、MN、PQ的电阻不计,纵向边ac、bd、NQ的电阻均为r。金属框的初始位置如图:图中所示的有界磁场的磁感应强度B=kx(
60、k>0)。(1)将方框固定并给U形框以水平向右的初速度V0,当其速度减少到V0/2时,U形框的M、P两端点刚好滑至方框的最右端(未分离),则此时M、P两点的电势差为多大?方框的热功率为多大?(2)将方框固定,给U形框施一水平向右的外力,使之向右以速度V0做匀速运动,则在U形框与方框脱离前通过NQ边的总电量q为多少?(3)若将磁场改为方向相同的匀强磁场(磁感应强度为B)并布满整个xoy平面。在方框不固定的情况下给U形框以向右的初速度V0=8m/s,最终二者分离且分离后经过时间t=2s,方框的最右端与U形框的最左端相距s=2m,若金属框每边的质量m=2kg,则 此过程中安培力对系
61、统做的总功W为多少?81、如图所示,两根很长的光滑平行导轨相距L,放在水平面内,其左端接有电容C、阻值为R1和R2的电阻,整个装置放在磁感应强度为B的匀强磁场中,现用大小为F的水平恒力拉棒ab使它沿垂直于棒的方向向右运动,棒ab与导轨的电阻不计,试求:(1)棒ab运动的最大速度(2)若棒达到最大速度以后突然停止,则电容器放电瞬间棒受到的安培力的大小和方向。82、如图所示,abcd为质量M=2kg的导轨,放在光滑绝缘的水平面上,另有一根质量m=0.6kg的金属棒PQ平行bc放在水平导轨上,PQ棒左边靠着绝缘固定的竖直立柱e、f,导轨处于匀强磁场中,磁场以OO为界,左侧的磁场方向竖直向上,右侧的磁
62、场方向水平向右,磁感应强度均为B=0.8T.导轨的bc段长,其电阻,金属棒的电阻R=0.2,其余电阻均可不计,金属棒与导轨间的动摩擦因数 若在导轨上作用一个方向向左、大小为F=2N的水平拉力,设导轨足够长,取10m/s2,试求:(1)导轨运动的最大加速度;(2)流过导轨的最大电流;(3)拉力F的最大功率.83、如图甲,平行导轨MN、PQ水平放置,电阻不计。两导轨间距d=10cm,导体棒ab、cd放在导轨上,并与导轨垂直。每根棒在导轨间的部分,电阻均为R=1.0.用长为L=20cm的绝缘丝线将两棒系住。整个装置处在匀强磁场中。t=0的时刻,磁场方向竖直向下,丝线刚好处于未被拉伸的自然状态。此后,
63、磁感应强度B随时间t的变化如图乙所示。不计感应电流磁场的影响。整个过程丝线末被拉断。求:(1)02.0s的时间内,电路中感应电流的大小及方向;(2)t=1.0s的时刻丝线的拉力大小。84、如图所示导体棒ab质量为100g,用绝缘细线悬挂后,恰好与宽度为50cm的光滑水平导轨良好接触。导轨上放有质量为200g的另一导体棒cd,整个装置处于竖直向上的磁感强度B=0.2T的匀强磁场中,现将ab棒拉起0.8m高后无初速释放。当ab第一次摆到最低点与导轨瞬间接触后还能向左摆到0.45m高处,求:(1)cd棒获得的速度大小;(2)瞬间通过ab棒的电量;(3)此过程中回路产生的焦耳热。85、如图所示,固定于
64、水平桌面上足够长的两平行导轨PQ、MN,PQ、MN的电阻不计,间距为d=0.5m .P、M两端接有一只理想电压表,整个装置处于竖直向下的磁感强度B=0.2T的匀强磁场中。电阻均为,质量分别为m1=300g和m2=500g的两金属棒L1、L2平行的搁的光滑导轨上,现固定棒L1,L2在水平恒力F=0.8N的作用下,由静止开始作加速运动,试求:(1)当电压表读数为U=0.2V时,棒L2的加速度多大?(2)棒L2能达到的最大速度Vm。(3)若在棒L2达到Vm时撤去外力F,并同时释放棒L1,求棒L2达到稳定时的速度值。(4)若固定L1,当棒L2的速度为,且离开棒L1距离为S的同时,撤去恒力F,为保持棒L2作匀速运动,可以采用将B从原值(B0=0.2T)逐渐减小的方法,则磁感应强度B应怎样随时间变化
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