电磁感应同步练习二(含详解答案)doc

1、内化提升1如图14 所示的电路中，A1 和 A2 是完全相同的灯泡，线圈L 的电阻可以忽略下列说法中正确的是()合上开关合上开关C断开开关断开开关图 14S 接通电路时， A2 先亮， A1 后亮，最后一样亮 S 接通电路时， A1 和 A2 始终一样亮S 切断电路时， A2 立即熄灭， A1 过一会儿才熄灭 S 切断电路时， A1 和 A2 都要过一会儿才熄灭解析： 本题考查了对通电自感和断电自感现象的理解，以及纯电感线圈在电流稳定时相当于一根短路导线通电瞬间， L 中有自感电动势产生，与 L 在同一支路的灯A1 要逐渐变亮，而 A2 和电源构成回路则立即亮；稳定后，A1 与 A2 并联，两

2、灯一样亮断开开关瞬间，L 中有自感电动势，相当于电源，与A1 、A2 构成回路，所以两灯都过一会儿才熄灭答案： AD图 152如图 15 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，导线电阻可忽略不计MN 为放在 ab 和 cd 上的一导体杆，与ab 垂直，其电阻也为R.整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，磁场方向垂直于导轨所在平面(指向图中纸面内) 现对 MN 施力使它沿导轨方向以速度v(如图 19)做匀速运动令U 表示 MN 两端电压的大小，则 ()1A U 2Blv，流过固定电阻R 的感应电流由b 到 d1B U 2Blv，流过固定电阻R 的感应电流

3、由d 到 bC U Blv，流过固定电阻R 的感应电流由b 到 dD U Blv，流过固定电阻R 的感应电流由d 到 b解析： MN 切割磁感线产生感应电动势E Blv，由于 MN 两端电压指路端电压，而导体1杆电阻也为R，故 U 2Blv；由右手定则可判定流过R 电阻的电流由b 到 d，因此 A 正确答案： A3如图 16 中半径为r 的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场B 中，绕 O 轴以角速度沿逆时针方向匀速转动，则通过电阻R 的电流的大小和方向是(金属圆盘的电阻不计)()图 16A 由 c 到 d， I Br 2/R2B 由 d 到 c， I Br /RD 由 d 到 c， I Br2/(

4、2R)解析： 金属圆盘在匀强磁场中匀速转动，可以等效为无数根长为r 的导体棒绕 O 点做匀速圆周运动，其产生的感应电动势大小为E Br2/2，由右手定则可知其方向由外指向圆心，故通过电阻 R 的电流 IBr2/(2R)，方向由 d 到 c，故选 D 项答案： D图 174 (2009 年济宁一中月考 )如图 17 所示，平行导轨间距为d，一端跨接一个电阻R，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于平行金属导轨所在平面一根金属棒与导轨成角放置，金属棒与导轨的电阻均不计当金属棒沿垂直于棒的方向以恒定的速度v 在金属导轨上滑行时，通过电阻 R 的电流是 ()BdvBdvsinA. RB.RBdvcosB

5、dvC.RD.Rsin解析： 电流应等于感应电动势除以电阻R，问题在于感应电动势应如何计算能够引起感应电流的电动势是MN 间产生的电动势，所以有效切割长度应为MN .而 MN 用已知参数表示应为d ，所以有效切割长度l d .则 E BlvBdvBdv，IE，所以选项 D 正确sinsinsinR Rsin答案： D5如图 18 所示，两块竖直放置的金属板间距为d，用导线与一匝数为n 的线圈连接 线圈内部分布有方向水平向左的匀强磁场两板间有一个一定质量、电荷量为q 的油滴在与水平方向成 30角斜向右上方的恒力F 的作用下恰好处于平衡状态则线圈内磁场的变化情况和磁通量的变化率分别是 ()图 18

6、3dFA 磁场正在增强，t2q3dFB 磁场正在减弱，t 2nq3dFC磁场正在减弱，t2q3dFD 磁场正在增强，t2nq解析： 本题涉及带电粒子在电场中的平衡及感应电动势两个问题由于直流电不能通过电容器，因此，电容器两极板间电压为线圈上感应电动势的大小，带电油滴所受重力竖直向下，恒力F 与水平方向成30 斜向右上方，且带电油滴恰好处于平衡状态，则可知油滴所受电场力方向水平向左，电容器右极板带正电，由楞次定律可知磁场正在减弱；由带电粒子水平方向受力平衡可得Fcos30 n3dF.q，得tdt2nq答案： B图 196如图 19 所示是日光灯的结构示意图，若按图示的电路连接，关于日光灯发光的情

7、况，下列叙述中正确的是()A S1 接通， S2、 S3 断开，日光灯就能正常发光B S1、 S2 接通， S3 断开，日光灯就能正常发光C S3 断开，接通S1、 S2 后，再断开S2，日光灯就能正常发光D 当日光灯正常发光后，再接通S3，日光灯仍能正常发光解析： 当 S1 接通， S2、 S3 断开时，电源电压220 V 直接加在灯管两端，达不到灯管启动的高压值，日光灯不能发光，选项 A 错误当 S1、S2 接通， S3 断开时，灯丝两端被短路，电压为零， 日光灯不能发光， 选项 B 错误当日光灯正常发光后， 再接通 S3，则镇流器被短路，灯管两端电压过高， 会损坏灯管， 选项 D 错误只

8、有当 S1 、S2 接通，灯丝被预热， 发出电子，再断开 S2，镇流器中产生很大的自感电动势，和原电压一起加在灯管两端，使气体电离，日光灯正常发光，故选项C 正确答案： C图 207两块水平放置的金属板间的距离为d，用导线与一个n 匝线圈相连，线圈电阻为r ，线圈中有竖直方向的磁场，电阻R 与金属板连接，如图20 所示，两板间有一个质量为m、电荷量 q 的油滴恰好处于静止则线圈中的磁感应强度B 的变化情况和磁通量的变化率分别是() dmgA 磁感应强度B 竖直向上且正增强，tnqB 磁感应强度 B 竖直向下且正增强， dmgtnqC磁感应强度 B 竖直向上且正减弱， dmg(R r)tnRqD

9、 磁感应强度 B 竖直向下且正减弱，dmgr(R r)tnRq解析： 油滴静止说明电容器下极板带正电，线圈中电流自上而下(电源内部 )，由楞次定律可以判断，线圈中的磁感应强度B 为向上的减弱或向下的增强又 E ntURR ER rqU R mg mgd(R r)由 式可解得：tnRq答案： C图 218如图 21 所示，一边长为L 的正方形金属框，质量为m，电阻为R，用细线把它悬挂在一个有界的磁场边缘金属框的上半部处于磁场内，下半部处于磁场外，磁场随时间均匀变化且满足 Bkt 规律，已知细线所能承受的最大拉力 T 2mg，求从 t 0 时刻起，经多长时间细线会被拉断解析： 2mg mg BIL

10、E依全电路欧姆定律，得I RBS kL2依法拉第电磁感应定律，得Et t 22mgR又 B kt，由以上各式，得t k2L3答案：2mgR2 3k L图 229如图 22 所示，在相距为L 的水平光滑导轨MN 、PQ 间，存在有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B，导轨上放着两根质量均为m、电阻均为 R 的金属棒a、b.开始时， b 棒静止，a 棒以初速度v0 向右运动设两棒始终不相碰，求在运动过程中通过a 棒上的总电荷量解析： 设棒稳定运动后的共同速度为v，对系统从a 棒开始运动到两棒达到共同速度的过程，应用动量守恒定律有：mv0 2mv设回路中的平均电流为I，再对 a 棒在上述过程中，应用冲

11、量定理有：BIL tmv mv0又 Q I tmv0解得 Q 2BLmv0答案： 2BL10(2009 年许昌模拟 )如图 23 甲所示为某同学研究自感现象的实验电路图，用电流传感器显示各时刻通过线圈L 的电流电路中电灯的电阻R16.0 ，定值电阻 R 2.0 ，AB 间电压 U 6.0 V，开关S 原来闭合，电路处于稳定状态，在t1 1.0 103s 时刻断开开关 S，此时刻前后电流传感器显示的电流随时间变化的图线如图乙所示图 23求出线圈 L 的直流电阻 RL .在图甲中用箭头标出断开开关后通过电灯的电流方向在 t2 1.6 10 3 s 时刻线圈 L 中的感应电动势的大小是多少？解析：

12、(1)由图读出，开始时流过电感线圈L 的电流I 01.5 A由欧姆定律I 0URL RU解得： RLI0R2.0 R1 中电流方向向左由图读出， t 1.6 103 s 时刻线圈 L 的电流 I 0.30 A线圈 L 此时是一个电源，由全电路欧姆定律E I(RL R R1)解得 E3.0 V.答案： (1)2.0 (2) 向左 (3)3.0 V图 2411如图 24 所示，空间存在垂直于纸面的均匀磁场，在半径为a 的圆形区域内外，磁场方向相反，磁感应强度的大小均为B.一半径为 b，电阻为 R 的圆形导线环放置在纸面内，其圆心与圆形区域的中心重合，在内、外磁场同时由B 均匀地减小到零的过程中，通

13、过导线截面的电荷量 q 为多少？解析： 据法拉第电磁感应定律，圆环中的感应电动势为E，据全电路欧姆定律，圆t环中的电流强度为I E，据电流强度的定义， 有 I q ，由以上三式解得通过导线截面RRtt的电荷量为 qI t R在 t时间内穿过圆环的合磁通量变化量为2222 B(2a b )或 B(b 2a )222 2a2B(2a b )或 qB(b)解得通过导线截面的电荷量qRR2222答案： B(2ab )或 B(b 2a )RR图 2512如图 25 所示，在磁感应强度B 2 T 的匀强磁场中，有一个半径r 0.5 m 的金属圆环，圆环所在的平面与磁感线垂直OA 是一个金属棒，它沿着顺时针

14、方向以20 rad/s 的角速度绕圆心 O 匀速转动，且 A 端始终与圆环相接触 OA 棒的电阻 R 0.1 ，图中定值电阻 R1 100 ， R24.9 ，电容器的电容 C100 pF，圆环和连接导线的电阻忽略不计，则：图 26电容器的带电荷量是多少？哪个极板带正电？电路中消耗的电功率是多少？解析： (1)画出等效电路图，如图26 所示导体棒 OA 产生的感应电动势为rE BL v Br25 VE5I R R25 A1A则 q CIR24.9 1010 C根据右手定则，感应电流的方向由O A，但导体棒切割磁感线相当于电源，在电源内部电流从电势低处流向电势高处，故 A 点电势高于O 点电势，

15、又由于电容器上极板与A 点相接即为正极，电容器上极板带正电电路中消耗的电功率P 消 I 2(RR2) 5 W答案： (1)4.9 10 10C上极板(2)5 W图 2713半径为 a 的圆形区域内有匀强磁场，磁感应强度B 0.2 T ，磁场方向垂直纸面向里，半径为 b 的金属圆环与磁场同心地放置，磁场与环面垂直，如图27 所示，其中a 0.4 m，b 0.6 m金属环上分别接有灯L 1、L2，两灯的电阻均为R0 2 .一金属棒 MN 与金属环接触良好，棒与环的电阻均不计(1) 若棒以 v0 5 m/s 的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径OO的瞬时， MN中的电动势和流过 L1 的电流撤去中间的金属棒 MN ，将右面的半圆环 OL 2O以 OO为轴向上翻转 90，若此时B 4磁场随时间均匀变化，其变化率为T/s，求 L1 的功率t 解析： (1) 棒滑过圆环直径OO 的瞬时，垂直切割磁感线的有效长度为2a，故