电磁感应规律及其应用练习题

1、D电磁感应规律及其应用练习题1 .如图所示，两根相距为 l的平行直导轨ab、cd, b、d间连有一 ,?,固定电阻R导轨电阻可忽略不计.MM放在ab和cd上的一导体杆，艮灯席U算 X卜1X与ab垂直，其电阻也为 R整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度的大T x x X 乂小为B,磁场万向垂直于导轨所在平面 （垂直纸面向里）.现对MNS力使它沿导轨方向以速度 v水平向右做匀速运动.令U表示MN两端电压的大小，则（）1U= 2Blv,流过固定电阻 R的感应电流由b经R到dU= Blv,流过固定电阻 R的感应电流由d经R到bB2l 2v MN到的安培力大小 Fa=-,方向水平向右2RB2l2v 、，一

2、，MNt到的安培力大小 Fa=万向水平向左R解析：选A.当MN动时，相当于电源.但其两边的电压是外电路的电压，假设导轨没电阻，MNB端的电压也就是电阻 R两端的电压，电路中电动势为I BlV, MN勺电阻相当于- 1电源的内阻，二者加起来为2R则电阻上的电压为-Blv,再由右手定则，拇指指向速度方向，手心被磁场穿过，四指指向即为电流方向，即由N到M那么流过电阻的就是由 b到d. BVv 故A正确，B错误.MNe到的安培力F=BIl =B；由左手定则可知，安培力的方向水平2 R向左；故CD错误.故选A.2.如图所示，两相邻有界匀强磁场的宽度均为L,磁感应强度大小相等、方向相反，均垂直于纸面.有一

3、边长为L的正方形闭合线圈向右匀速通过整个磁场.用i表示线圈中的感应电流，规定逆时针方向为电流正方向，图示线圈所在位置为位移起点，则下列关BLv 解析：选C.线圈进入磁场，在进入磁场的0L的过程中，E= BLv,电流I=f，根据R右手定则判断方向为逆时针方向，为正方向；在L2L的过程中，电动势 E= 2BLv,电流I2Blv2BLV,根据右手定则判断方向为顺时针方向，为负方向；在 R2L3L的过程中，E= BLv, BLv 电流1=-,根据右手定则判断方向为逆时针方向，为正方向；故RABD昔误，C正确；故选C.3.如图所示，表面粗糙的 U形金属线框水平固定，其上横放一根阻值为R的金属棒ab,金属

4、棒与线框接触良好，一通电螺线管竖直放置在线框与金属棒组成的回路中，下列说法正确的是A.当变阻器滑片 P向上滑动时，螺线管内部的磁通量增大B.当变阻器滑片 P向下滑动时，金属棒所受摩擦力方向向右C.当变阻器滑片 P向上滑动时，流过金属棒的电流方向由a到bD.当变阻器滑片 P向下滑动时，流过金属棒的电流方向由a到b77777解析：选C.根据右手螺旋定则可知螺线管下端为N极，而穿过回路的磁通量分为两部分，一部分为螺线管内部磁场，方向竖直向下，一部分为螺线管外部磁场，方向竖直向上，而总的磁通量方向为竖直向下，当变阻器滑片P向上滑动时，滑动变阻器连入电路的电阻增大，螺线管中电流减小， 产生的磁场变弱，即

5、穿过回路的磁通量向下减小，根据楞次定律可得流过金属棒的电流方向由 a到b, A错误C正确；当变阻器滑片 P向下滑动时，滑动变阻 器连入电路的电阻减小，螺线管中电流变大，产生的磁场变强，即穿过回路的磁通量向下增 大，根据楞次定律可得流过金属棒的电流方向由b到a,而导体棒所处磁场方向为竖直向上的，金属棒所受安培力方向向右，故摩擦力方向向左，故BD错误.故选C.4.如图所示，处于竖直面的长方形导线框MNPQ1长分别为L x *和2L, M N间连接两块水平正对放置的金属板，金属板距离为d,卅 -一： 一 一* d X X虚线为线框中轴线，虚线右侧有垂直线框平面向里的匀强磁场.两N g P板间有一个质

6、量为 m电量为q的带正电油滴恰好处于平衡状态，：乂x重力加速度为g,则下列关于磁场磁感应强度大小B的变化情况及其变化率的说法正确的是A.正在增强,C.正在增强,A B mgdA t - qL2A B mgdAr=2qL2B.正在减小,D.正在减小,A B mgdAT= qL2A B mgdAT = 2qL2解析：选B.电荷量为q的带正电的油滴恰好处于静止状态，电场力竖直向上，则电容器的下极板带正电，所以线框下端相当于电源的正极，感应电动势顺时针方向，感应电流的磁场方向和原磁场同向，根据楞次定律，可得穿过线框的磁通量在均匀减小；线框产生的感应电动势：E=3BS=l2;油滴所受电场力：F=E场q,

7、对油滴，根据平衡条件得：qE=At Atrmg所以解得，线圈中的磁通量变化率的大小为：4B= mgd故选B.A t qL5.如图所示，相距为d的两条水平虚线 Li、L2之间是方向水平向 里的匀强磁场，磁感应强度为B,正方形线圈abcd边长为L( L d),质量为m电阻为R,将线圈在磁场上方 h高处静止释放，cd边刚进 入磁场时速度为 Vo, cd边刚离开磁场日寸速度也为 Vo,则线圈穿过磁场 的过程中(从cd边刚进入磁场一直到 ab边离开磁场为止)()A.感应电流所做的功为 3mgdB.线圈的最小速度一定大于mgR B2L2C.线圈的最小速度一定是 。2g (h+L d)D.线圈穿出磁场的过程

8、中，感应电流为逆时针方向解析：选C.据能量守恒，研究从 cd边刚进入磁场到 cd边刚穿出磁场的过程：动能变Q= mgdcd边刚进入磁场时化量为0,重力势能转化为线框进入磁场的过程中产生的热量,速度为vo, cd边刚离开磁场时速度也为vo,所以从cd边刚穿出磁场到 ab边离开磁场的过程，线框产生的热量与从 cd边刚进入磁场到 ab边刚进入磁场的过程产生的热量相等，所以线圈从cd边进入磁场到ab边离开磁场的过程，产生的热量Q =2mgd感应电流做的功为2mgd故A错误.线框可能进入磁场先做减速运动，在完全进入磁场前已做匀速运动，刚完全进入磁场时的速度最小，有:E2L2V、mg= 一丁，斛得可 能的

9、取小速度RmgRB错误.因为mc( h + L) = Q进磁场时要减速，线圈全部进入磁场后做匀加速运动，则知线圈刚全部进入磁场的瞬间速度 最小，线圈从开始下落到线圈刚完全进入磁场的过程，根据能量守恒定律得:2+ /v,斛得取小速度 v= pg （ h+ L d）,故C正确.线圈分出磁场的过程，由岳次te律知，感应电流的方向为顺时针，故 D错误.故选C.如图所示的电路中，三个相同的灯泡a、b、c和电感Li、L2与直流电源连接，电感的电阻忽略不计.电键 S从闭合状态突 然断开时，下列判断正确的 （）a先变亮，然后逐渐变暗b先变亮，然后逐渐变暗c先变亮，然后逐渐变暗b、c都先变亮，然后逐渐变暗解析：

10、选A.电键S闭合时，电感Li中电流等于两倍 L2的电流，断开电键 S的瞬间，由 于自感作用，两个电感线圈相当于两个电源，与三个灯泡构成闭合回路，通过b、c的电流都通过a,故a先变亮，然后逐渐变暗，故 A正确；b、c灯泡由电流i逐渐减小，B、C D错误.故选A.（多选）如图甲所示，宽度为 L的足够长的光滑平行金属导轨固定在水平面上，导轨 左端连接一电容为 C的电容器，将一质量为m的导体棒与导轨垂直放置， 导轨间存在垂直导 轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度为B.用与导轨平行的外力 F向右拉动导体棒，使导体棒由静止开始运动， 作用时间ti后撤去力F,撤去力F前棒内电流变化情况如图乙所示.整 个过程中

11、电容器未被击穿，不计空气阻力.下列说法正确的是 （）A.有外力作用时，导体棒在导轨上做匀速运动.有外力作用时，导体棒在导轨上做匀加速直线运动C.外力F的冲量大小为It i BL+黑CBLD.撤去外力F后，导体棒最终静止在导轨上，电容器中最终储存的电能为零- AQ _ _ iCBLA v解析：选 BC.对电容器 Q= CU 则 AQ= CA U, IA U= A E= BLA v；解得 I = &t= CBLa则导体棒的加速度 a恒定，做匀加速运动，选项 A错误，B正确；根据牛顿第二定律：F BIL=mq则F=BIL + C|l则外力F的冲量大小为 =Fti=It i BL+ 募，选项C 正确；

12、撤去外力F后，导体棒开始时做减速运动，当导体棒产生的感应电动势与电容器两端电压相等时，回路中电流为零，此时安培力为零，导体棒做匀速运动， 此时电容器两端的电压不为零，则最终储存的电能不为零，选项D错误；故选BC.8.（多选）如图所示，在竖直平面内 MN PQW光滑金属轨道平行竖直放置，两导轨上端M P间连接一电阻 R金属小环a、b套在金属轨道上，质量为 m的金属杆固定在金属环上，该装置处在匀强磁场中，磁场方向垂直竖直平面向里.金属杆以初速度V0从图示位置向上滑行，滑行至最高点后又返回到出发点.若运动过程中,金属杆保持水平，两环与导轨接触良好，不计轨道、金属杆、金属环的电阻及空气阻力.金属杆上滑

13、过程和下滑过程相比较，以下说法正确的是（）A.上滑过程所用时间比下滑过程短.上滑过程通过电阻R的电量比下滑过程多C.上滑过程通过电阻R产生的热量比下滑过程大D.上滑过程安培力的冲量比下滑过程安培力的冲量大解析：选AC.如图所示，v-t图斜率代表加速度，其面积表示位移，上滑过程中，做加 速度逐渐减小的减速运动，下滑过程中是加速度逐渐减小的加速运动，由于位移大小相等, ,. A 可知上升时间小于下落时间，故 A正确；由q = 5-,可知上滑过程通过电 R阻R的电量等于下滑过程中电量，故B错误；在相同位置，上滑时的速度大于下滑时的速度，则上滑过程安培力的平均值大于下滑过程安培力的平均值，导致上滑过程

14、中导体棒克服安培力做功多，则上滑过程中电阻 R产生的热量大于下滑过一，一，一一人、4一A ，一、4，一程中产生的热量，故 C正确.安培力冲量I=BLq, q=-,可知上滑过程安培力的冲量等 R于下滑过程安培力的冲量，故D错误.（多选）如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨MNPQ相距为L,导轨平面与水平面的夹角0 =30 ,导轨电阻不计，整个装置处于磁感应强度大小为B、方向垂直导轨平面R的定值电阻.现向上的匀强磁场中.质量为m长为L、电阻为R的金属棒垂直导轨放置，且始终与导轨接触良好. 金属导轨的上端连接一个阻值也为闭合开关K,给金属棒施加一个平行于导轨斜向上、大小为F= 2mg的恒力，使金属

15、棒由静止开始运动.若金属棒上滑距离 s时，金属棒开始匀速运动， 则在金属棒由静止到刚开始匀速运动过程，下列说法中正确的是（重力加速度为g）（）A.金属棒的末速度为3mgRB.金属棒的最大加速度为1.4 gC.D. 3定值电阻上产生的焦耳热为 4mgs-9n3g2R4Btl4解析：选AD.设金属棒匀速运动的速度为 v,则感应电动势、BVv ，安培力F安=81=不-;金属棒匀速时，受力平衡有F= mg,in2RE BLvE= BLv;回路电流I =； 2 R 2R1B2L2V30 +F 安，即 2mg=不mg+F-22R联立解得：v = 3mgF故A正确；金属棒开始运动时，加速度最大，即F- mg

16、,in 30B L1=ma代入数据2mg-2mg= ma解得a=1.5g,故B错误；根据感应电重公式 gA BLsR 2R 1 2 ,一 、.一，故C错误；对金属棒运用动能定理，有Fs- mgsin 30。-mV,其中定值电阻上产生的1 - 39n3g2R2焦耳热为Q= 2g 4mg上zbf,故D正确；故选AD.10.（多选）如图甲所示，光滑且足够长的金属导轨 MN PQ平行地固定在同一水平面上,两导轨间距L=0.2 m两导轨的左端之间连接的电阻R= 0.4 Q,导轨上停放一质量mR0.1kg的金属杆ab,位于两导轨之间的金属杆的电阻r = 0.1 Q ,导轨的电阻可忽略不计.整个装置处于磁感

17、应强度 B= 0.5 T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下.现用一外力F水平向右拉金属杆，使之由静止开始运动，在整个运动过程中金属杆始终与导轨垂直并接触良好，若理想电压表的示数 U随时间t变化的关系如图乙所示.则在金属杆开始运动经 t = 5.0 s时（）BLs通过金属棒的电荷量为方RA.通过金属杆的感应电流的大小为1.0 A ,方向由b指向aB.金属杆的速率为4.0 m/sC.外力F的瞬时功率为1.0 WD. 05.0 s内通过R的电荷量为5.0 C解析：选AC.导体棒向右切割磁感线，由右手定则知电流方向为b指向a,金属杆开始运动经t = 5.0 s,由图象可知电压为 0.4 V,根据闭合电路欧姆定律得I=U= 04 A=1 A,故A.正确；根据法拉第电磁感应定律知E= BLv,根