石家庄市复兴中学高中物理同步测试：电磁感应中的电路问题

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精4。5。4电磁感应与电路限时练习题一．选择题（本题共15个小题，其中为7、8、9、10、13、14、15小题为多选)1。【马玉龙】用均匀导线做成的正方形线框每边长为0。2m，正方形一半放在和纸面垂直向里的匀强磁场中，如图所示，当磁场以10T/s的变化率增强时，线框中a、b两点电势差是（）A.Uab＝0。1V B。Uab＝－0.1V C.Uab＝0。2VD。Uab＝－0。2V2．【马玉龙】穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒钟均匀地减少2Wb，则(）A．线圈中感生电动势每秒钟增加2VB．线圈中感生电动势每秒钟减少2VC．线圈中无感生电动势D．线圈中感生电动势保持不变3．【马玉龙】如图所示,闭合电路中一定长度的螺线管可自由伸缩，通电时灯泡有一定的亮度,若将一软铁棒从螺线管一端迅速插入螺线管内,则在插入过程中（)A．灯泡变亮,螺线管缩短B．灯泡变暗，螺线管缩短C．灯泡变亮，螺线管伸长D．灯泡变暗,螺线管伸长4．【武剑龙】如图，MN、GH为平行导轨，AB、CD为跨在导轨上的两根横杆,导轨和横杆均为导体．有匀强磁场垂直于导轨所在平面,方向如图．I表示回路中的电流（)A．当AB不动而CD向右滑动时，I≠0且沿顺时针方向B．当AB向左而CD向右滑动且速度大小相等时，I＝0C．当AB、CD都向右滑动且速度大小相等时,I＝0D．当AB、CD都向右滑动，且AB速度大于CD时,I≠0且沿逆时针方向5．【武剑龙】如图所示，平行金属导轨间距为d，一端跨接电阻R，匀强磁场磁感应强度为B，方向垂直于导轨平面，一根长金属棒与导轨成θ角放置,棒与导轨电阻不计,当棒沿垂直于棒的方向以恒定速率v在导轨上滑行时,通过电阻的电流是（)A。eq\f(Bdv,Rsinθ）B。eq\f（Bdv，R）C.eq\f（Bdvsinθ，R） D。eq\f（Bdvcosθ,R)6．【武剑龙】如图所示，水平导轨的电阻忽略不计，金属棒ab和cd的电阻多别为Rab和Rcd，且Rab＞Rcd，处于匀强磁场中.金属棒cd在力F的作用下向右匀速运动。ab在外力作用下处于静止状态，下面说法正确的是

A．Uab＞UcdB．Uab=UcdC．Uab＜UcdD．无法判断7．【武剑龙】某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下，大小为4。5×10－5T．一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸，河宽100m，该河段涨潮和落潮时有海水(视为导体)流过．设落潮时,海水自西向东流，流速为2m/s.下列说法中正确的是(）A．电压表记录的电压为5mVB．电压表记录的电压为9mVC．河南岸的电势较高D．河北岸的电势较高8．【牛志军】在方向水平的、磁感应强度为0。5T的匀强磁场中,有两根竖直放置的导体轨道cd、ef，其宽度为1m，其下端与电动势为12V、内电阻为1Ω的电源相接,质量为0。1kg的金属棒MN的两端套在导轨上可沿导轨无摩擦地滑动，如图所示，除电源内阻外，其他一切电阻不计,g=10m/s2，从S闭合直到金属棒做匀速直线运动的过程中A.电源所做的功等于金属棒重力势能的增加B.电源所做的功等于电源内阻产生的焦耳热C。匀速运动时速度为20m/sD.匀速运动时电路中的电流强度大小是2A9．【牛志军】两根光滑的金属导轨，平行放置在倾角为θ的斜面上，导轨的左端接有电阻R，导轨自身的电阻可忽略不计。斜面处在匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向上.质量为m、电阻可不计的金属棒ab,在沿着斜面与棒垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上滑，并上升h高度。如图所示，在这过程中A.作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于零B.作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于mgh与电阻R上发出的焦耳热之和C。恒力F与安培力的合力所做的功等于零D。恒力F与重力的合力所做的功等于电阻R上发出的焦耳热10．【牛志军】两根足够长的光滑导轨竖直放置,间距L、底端接阻值为R的电阻．将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧的下端,金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，如图所示,除电阻R外其余电阻不计．现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放．则（)A．释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度gB．金属棒向下运动时，流过电阻R的电流方向为a→bC．金属棒的速度为v时，所受安培力F＝eq\f(B2L2v,R)D．电阻R上产生的总热量等于金属棒重力势能的减小11．【牛志军】如图所示，竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R，质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦，棒与导轨的电阻均不计，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，棒在竖直向上的恒力F作用下加速上升的一段时间内，力F做的功与安培力做的功的代数和等于（）A．棒的机械能增加量 B．棒的动能增加量C．棒的重力势能增加量D．电阻R上放出的热量12．【牛志军】如图所示,粗细均匀的、电阻为r的金属圆环,放在图示的匀强磁场中，磁感应强度为B,圆环直径为l；长为l、电阻为eq\f（r，2)的金属棒ab放在圆环上，以v0向左运动，当ab棒运动到图示虚线位置时，金属棒两端的电势差为（)A．0B．Blv0C．Blv0/2D．Blv0/313．【陈力竟】如图所示，MN、PQ是间距为L的平行光滑金属导轨，置于磁感强度为B，方向垂直导轨所在平面向里的匀强磁场中,M、P间接有一阻值为R的电阻．一根与导轨接触良好、有效阻值为eq\f（R，2）的金属导线ab垂直导轨放置，并在水平外力F的作用下以速度v向右匀速运动，不计导轨电阻，则（）A．通过电阻R的电流方向为P→R→MB．ab两点间的电压为BLvC．a端电势比b端高D．外力F做的功等于电路中产生的焦耳热14．【陈力竟】如图所示，两个线圈套在同一个铁芯上,线圈的绕向在图中已经表示．左线圈连着平行导轨M和N，导轨电阻不计，在导轨垂直方向上放着金属棒ab，金属棒处于垂直于纸面向外的匀强磁场中，下列说法中正确的是()A．当金属棒向右匀速运动时，a点电势高于b点,c点电势高于d点B．当金属棒向右匀速运动时，b点电势高于a点，c、d点为等电势C．当金属棒向右加速运动时，b点电势高于a点，c点电势高于d点D．当金属棒向右加速运动时，b点电势高于a点，d点电势高于c点15．【陈力竟】如图所示,一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路．虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于回路所在的平面．回路以速度v向右匀速进入磁场,直径CD始终与MN垂直．从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论正确的是（）A．感应电流方向不变B．CD段直导线始终不受安培力C．感应电动势最大值Em＝BavD．感应电动势平均值eq\o（E，\s\up6（－)）＝eq\f(1，4）πBav二、计算题17．【靳开彬】把总电阻为2R的均匀电阻丝焊接成一半径为a的圆环，水平固定在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中,如图4410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：(1）棒上电流的大小和方向及棒两端的电压UMN;(2)圆环消耗的热功率和在圆环及金属棒上消耗的总热功率．18。【靳开彬】如图所示,小灯泡的规格为“2V,4W",接在光滑水平导轨上，轨距0.1m，电阻不计．金属棒ab垂直搁置在导轨上，电阻1Ω.整个装置处于磁感应强度B＝1T的匀强磁场中，求:（1)为使小灯泡正常发光,ab的滑行速度应为多大？（2）拉动金属棒ab的外力功率多大?19．【靳开彬】如图所示，平行导轨置于磁感应强度为B的匀强磁场中(方向向里），间距为L，左端电阻为R，其余电阻不计，导轨右端接一电容为C的电容器。现有一长2L的金属棒ab放在导轨上,ab以a为轴顺时针转过90°的过程中，通过R的电量为多少？20．【马玉龙】如图所示,水平面内有一平行金属导轨,导轨光滑且电阻不计,阻值为R的导体棒垂直于导轨放置,且与导轨接触良好。导轨所在空间存在匀强磁场，匀强磁场与导轨平面垂直,t=0时，将开关S由1掷向2，分别用q、i、v和a表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、棒的速度大小和加速度大小,则如图所示的图像中正确的是（）21．【马玉龙】如图(甲），一圆形闭合铜环由高处从静止开始下落,穿过一根竖直悬挂的条形磁铁，铜环的中心轴线与条形磁铁的中轴线始终保持重合.若取磁铁中心O为坐标原点，建立竖直向下为正方向的x轴,则图(乙）中最能正确反映环中感应电流i随环心位置坐标x变化的关系图像是（）22．【马玉龙】如图所示,竖直平面内有一金属环,半径为a,总电阻为R（指拉直时两端的电阻)，磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过环平面，在环的最高点A用铰链连接长度为2a、电阻为R2的导体棒AB，AB由水平位置紧贴环面摆下,当摆到竖直位置时，B点的速度为v,则这时AB两端的电压大小为（A.Bav3B.Bav6C。2Bav3D.BavⅡ卷班级：姓名：小组：组号：分数：17．18．19．电磁感应与电路限时练习题参考答案1.答案:B2.解析感应电动势等于磁通量的变化率，即E＝eq\f（ΔΦ,Δt)＝eq\f(2,1）V＝2V．故D选项正确．答案D3。解析加上软铁棒，使螺线管磁场变强，则螺线管产生自感电动势来阻碍磁场的变强,使原电流减小，故灯泡变暗，螺线管变长．答案D4。解析当AB不动而CD向右滑动时，I≠0，电流方向沿逆时针，故A选项错误．当AB向左,CD向右滑动时，两杆产生的电动势同向，故I≠0，B选项错误．当AB、CD都向右滑动时，且速度大小相等，则两杆产生的电动势等值反向，故I＝0，即C选项正确．当AB、CD都向右滑动，且AB速度大于CD时，I≠0，但方向是顺时针，故D选项错误．答案C5。【答案】A6．A、cd向右运动，ab不动，穿过回路的磁通量增加，原磁场方向向里,根据楞次定律得知,通过ab的电流是a到b．故A错误．B、C、D、cd切割磁感线产生感应电动势,相当于电源，ab是外电路，由于导轨电阻不计,ab两端的电压等于cd两端的电压．即得：Uab=Ucd．故B正确,CD错误．故选：B7．【解析】可以将海水视为垂直河岸方向放置的导体，而电压表记录的电压应为导体平动切割地磁场的磁感线而产生的感应电动势，由E＝Blv＝9mV知B选项正确；由右手定则可知，感应电流方向由南向北，故河北岸的电势较高，D选项正确．【答案】BD8．答案CD9．答案：AD10.解析释放瞬间导体棒的速度为零，故仅受重力，其加速度为重力加速度．故A选项正确；当导体棒向下运动切割磁感线时，由右手定则，可知电流方向是由b→a，故B选项错误；当导体棒速度为v时，感应电动势E＝BLv，感应电流I＝eq\f(E,R）,则安培力F＝BIL＝eq\f（B2L2v，R).故C选项正确；导体棒的重力势能减少量等于R上产生的焦耳热和导体棒增加的动能与弹簧弹性势能之和,故D选项错误．答案AC11.解析棒受重力G，拉力F和安培力FA的作用，由动能定理WF＋WG＋WFA＝ΔEk，得WF＋WFA＝ΔEk＋mgh，即拉力与安培力做功的代数和等于机械能的增量，故A选项正确．答案A12.解析切割磁感线的金属棒ab相当于电源，其电阻相当于电源内阻，当运动到虚线位置时,两个半圆相当于并联，可画出如图所示的等效电路图R外＝R并＝eq\f（r，4)，I＝eq\f（E，R外＋\f(r,2）)＝eq\f(Blv0,\f（3,4）r)＝eq\f（4Blv0,3r)。金属棒两端电势差相当于路端电压Uab＝IR外＝eq\f(4Blv0,3r)×eq\f(r，4)＝eq\f（1，3)Blv0.答案D13.CD【解析】根据楞次定律或右手定则判断出，通过电阻R的电流方向为M→R→P,选项A错误；导线ab相当于电源，电源电压E＝BLv，内阻r＝eq\f（R,2)，所以，ab两点间的电压为路端电压,即Uab＝2BLv/3，选项B错误;在电源内部，电流从b→a,所以a端电势比b端高，选项C正确;因为ab在水平外力F的作用下做匀速运动,所以安培力与外力F等大反向，安培力做的功与外力F做的功大小相等，又因为电路中产生的焦耳热等于安培力做的功,所以电路中产生的焦耳热也等于外力F做的功，选项D正确．本题答案为CD.14。BD【解析】本题考查了楞次定律及右手定则，当金属棒向右匀速运动而切割磁感线时,金属棒产生恒定感应电动势，由右手定则判断电流方向为a→b，根据电流从电源(ab相当于电源）正极流出沿外电路回到电源负极的特点，可以判断b点电势高于a点．又左线圈中的感应电动势恒定，则感应电流也恒定，所以穿过右线圈的磁通量保持不变,不产生感应电流．当ab向右做加速运动时，由右手定则可推断φb＞φa，电流沿逆时针方向，又由E＝Blv可知ab导体两端的E不断增大,那么左边电路中的感应电流也不断增大，由安培定则可判断它在铁芯中的磁感线方向是沿逆时针方向的,并且磁感应强度不断增强,所以右边电路线圈中向上的磁通量不断增加,由楞次定律可判断右边电路的感应电流方向应沿逆时针，而在右线圈组成的电路中,感应电动势仅产生在绕在铁芯上的那部分线圈上，把这个线圈看做电源，由于电流是从c沿内电路（即右线圈)流向d，因此d点电势高于c点．15.ACD【解析】根据楞次定律可判定闭合回路中产生的感应电流方向始终不变，A正确；CD段电流方向是D指向C，根据左手定则可知，CD段受到安培力,且方向竖直向下,B错误；当有一半进入磁场时，产生的感应电动势最大，Em＝Bav，C正确；由法拉第电磁感应定律得E＝eq\f（ΔΦ，Δt）＝eq\f（πBav，4），D正确．二、计算题1．解：求金属棒上的瞬时电流,需先求得