电磁感应专题复习答案.doc

优质文本电磁感应专题练习1如下图，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。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如图做匀速运动。令U表示MN两端电压的大小，那么 A流过固定电阻R的感应电流由b到dB流过固定电阻R的感应电流由d到bC流过固定电阻R的感应电流由b到dD流过固定电阻R的感应电流由d到b2如下图，空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为B，方向相反且垂直纸面，MN、PQ为其边界，OO为其对称轴一导线折成边长为l的正方形闭合回路abcd，回路在纸面内以恒定速度v0向右运动，当运动到关于OO对称的位置时 A穿过回路的磁通量为零B回路中感应电动势大小为2Blv0C回路中感应电流的方向为顺时针方向D回路中ab边与cd边所受安培力方向相同3在物理学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了奉献。关于科学家和他们的奉献，以下说法不正确的选项是A安培首先发现了电流磁效应B安培提出了分子电流假说C卡文迪许首先通过实验测出万有引力常量D法拉第首先发现了电磁感应现象4如下图，一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上，细线从一水平金属圆环中穿过。现将环从位置释放，环经过磁铁到达位置。设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为T1和T2，重力加速度大小为g，那么 AT1>mg，T2>mg BT1<mg，T2<mgCT1>mg，T2<mg DT1<mg，T2>mg评卷人得分二、多项选择题5位于光滑水平面的小车上放置一螺线管，一个比螺线管长的条形磁铁沿着螺线管的轴线以初速度v水平穿过，如下图，在此过程中 A磁铁做匀速直线运动B磁铁做减速运动C小车向右做加速运动D小车先加速后减速6如图a所示，一个500匝的线圈的两端跟R99 的电阻相连接，置于竖直向下的匀强磁场中，线圈的横截面积是20 cm2，电阻为1 ，磁场的磁感应强度随时间变化的图像如图b所示。求磁场变化过程中通过电阻R的电流为多大。7一根电阻R=06的导线弯成一个圆形线圈，圆半径r=1m，圆形线圈质量m=1kg，此线圈放在绝缘光滑的水平面上，在y轴右侧有垂直线圈平面的磁感应强度B=05T的匀强磁场，如下图假设线圈以初动能Ek0=5J沿x轴方向滑进磁场，当进入磁场05m时，线圈中产生的电能为E=3J求：1此时线圈的运动速度的大小；2此时线圈与磁场左边缘两交接点间的电压；3此时线圈加速度的大小8如下列图所示，固定在匀强磁场中的水平导轨ab、cd的间距L105m，金属棒ad与导轨左端bc的距离L208m，整个闭合回路的电阻为R02，匀强磁场的方向竖直向下穿过整个回路。ad杆通过细绳跨过定滑轮接一个质量为m004kg的物体，不计一切摩擦，现使磁感应强度从零开始以02T/s的变化率均匀地增大，求经过多长时间物体m刚好能离开地面？g取10m/s29如下图,质量为m、边长为L的正方形线框，在竖直平面内从有界的匀强磁场上方由静止自由下落线框电阻为R,匀强磁场的宽度为HL<H,磁感应强度为B线框下落过程中ab边始终与磁场边界平行且水平ab边刚进入磁场和刚穿出磁场时线框都立即做减速运动,且瞬时加速度大小都是,求：1ab边刚进入磁场与ab边刚出磁场时的速度大小；2线框进入磁场的过程中产生的热量10如下图，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度L=04m一端连接R=1的电阻。导线所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B=1T。导体棒MN放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。在平行于导轨的拉力作用下，导体棒沿导轨向右匀速运动，速度v=5m/s。求：1感应电动势E和感应电流I；2拉力F的大小；3假设将MN换为电阻r=1的导体棒，其他条件不变，求导体棒两端的电压U。11均匀导线制成的单匝正方形闭合线框abcd，每边长为L，总电阻为R，总质量为m。将其置于磁感强度为B的水平匀强磁场上方h处，如下图线框由静止自由下落，线框平面保持在竖直平面内，且cd边始终与水平的磁场边界面平行当cd边刚进入磁场时：1求线框中产生的感应电动势大小。2求cd两点间的电势差大小。3假设此时线框加速度恰好为零,求线框下落的高度h所应满足的条件。12如下图，在匀强磁场中倾斜放置的两根平行光滑的金属导轨，它们所构成的导轨平面与水平面成30角，平行导轨间距 L=10 m。匀强磁场方向垂直于导轨平面向下，磁感应强度 B=020T。 两根金属杆 ab 和 cd 可以在导轨上无摩擦地滑动。两金属杆的质量均为 m=020 kg， 电阻均为 R=020。 假设用与导轨平行的拉力作用在金属杆 ab 上， 使 ab 杆沿导轨匀速上滑并使 cd 杆在导轨上保持静止，整个过程中两金属杆均与导轨垂直且接触良好。金属导轨的电阻可忽略不计，取重力加速度 g=10m/s2。 求：1cd 杆受安培力 F 安的大小；2通过金属杆的感应电流 I；3作用在金属杆 ab13如下图，两平行金属导轨之间的距离L为06m，两导轨所在平面与水平面之间的夹角为37°，一质量m为01kg，电阻R为02的导体棒横放在导轨上，整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度B为05 T，方向垂直导轨平面斜向上，导体棒与金属导轨间的动摩擦因数为03，电阻R的阻值为08，今由静止释放导体棒，导体棒沿导轨下滑s为3m时开始做匀速直线运动 sin37°=06,cos37°=08， g=10m/s2求：1导体棒匀速运动的速度；2导体棒开始下滑至匀速运动时，整个电路中产生的热能。14如下图，以MN为下边界的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外， MN上方有一单匝矩形导线框abcd，其质量为m，电阻为R，ab边长为l1，bc边长为l2，cd边离MN的高度为h现将线框由静止释放，线框下落过程中ab边始终保持水平，且ab边离开磁场前已做匀速直线运动，求线框从静止释放到完全离开磁场的过程中1ab边离开磁场时的速度v；2通过导线横截面的电荷量q；3导线框中产生的热量Q6 / 12优质文本参考答案【答案】A【解析】试题分析：当MN运动时，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，MN两端的电压也就是电阻R两端的电压，电路中电动势为，MN的电阻相当于电源的内阻，二者加起来为，那么电阻上的电压为，再由右手定那么，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，故A正确，B、C、D错误。考点：导体切割磁感线时的感应电动势、右手定那么【名师点睛】能够把电磁感应和电路知识结合起来解决问题，会用右手定那么判断电流的方向。2ABD【解析】试题分析：穿过线圈的磁通量为合磁通量，此时线圈中有一半面积磁场垂直线圈向外，一半面积磁场垂直线圈向内，因此磁通量为零，故A正确；ab切割磁感线产生的感应电流由a到b端，cd切割磁感线产生的感应电流由c到d端，因此两电动势串联，回路电动势为，故B正确；根据右手定那么可知线框向右运动的过程中，ab切割磁感线产生的感应电流由a到b端，cd切割磁感线产生的感应电流由c到d端，所以回路中的感应电流方向为逆时针，故C错误；根据左手定那么可知，回路中ab边电流的方向向下，磁场的方向向外，所以安培力的方向向左；同理，cd边电流的方向向上，磁场的方向向里，所受安培力方向向左，方向相同，故D正确所以ABD正确，C错误。考点：磁通量、安培定那么、安培力【名师点睛】此题主要考查了线框产生电动势，从而产生感应电流进而受到安培力。根据磁通量的定义可以判断此时磁通量的大小，如下图时刻有两根导线切割磁感线，根据右手定那么可判断两根导线切割磁感线产生电动势的方向，求出回路中的总电动势，然后即可求出回路中的电流和安培力变化情况。3A【解析】试题分析：奥斯特首先发现了电流磁效应，选项A错误；安培提出了分子电流假说，选项B正确；卡文迪许首先通过实验测出万有引力常量，选项C正确；法拉第首先发现了电磁感应现象，选项D正确；此题选择不正确的选项，应选A考点：物理学史【名师点睛】对于物理学上重大发现和著名理论，要加强记忆，牢固掌握，这是小高考经常考查的内容。【答案】A【解析】由楞次定律推论可知，圆环在磁铁上端和下端附近时，均受到磁铁向上的安培力作用，由牛顿第三定律可知，圆环对磁铁的作用力均向下，故T1>mg，T2>mg，A项正确。【答案】BC【解析】磁铁水平穿入螺线管时，管中将产生感应电流，由楞次定律的扩展知产生的相互作用力阻碍磁铁的运动。同理，磁铁穿出时产生的相互作用力也阻碍磁铁的运动，故整个过程中，磁铁做减速运动，选项B是正确的；而对于小车上螺线管来说，在此过程中，螺线管受到的安培力都是水平向右，这个安培力使小车向右运动，且一直做加速运动，C项对。【答案】【解析】试题分析：由图b知：感感应强度B均匀增加，其变化率不变，为：由法拉第电磁感应定律可得线圈中的感应电动势E为：由闭合电路欧姆定律可得感应电流I大小为：。考点：法拉第电磁感应定律、闭合电路的欧姆定律【名师点睛】此题是感生电动势类型，关键要掌握法拉第电磁感应定律的表达式，再结合闭合电路欧姆定律进行求解。712m/s 2 325m/s2【解析】试题分析：1线圈的初动能为5J,进入磁场05m时的末动能为3J。设此时线圈的运动的速度为v,由能量守恒定律得： 代入数据解得：2线圈进入磁场x=05m时，切割磁感线的有效长度由几何关系可得：那么感应电动势： 由几何知识可得圆弧所对应的圆心角为：=120°线圈在磁场外的电阻为：线圈与磁场左边缘两交接点间的电压：3线圈受到的安培力：由牛顿第二定律得：代入数据解得：考点：导体切割磁感线时的感应电动势、闭合电路的欧姆定律、牛顿第二定律【名师点睛】此题考查了法拉第电磁感应和欧姆定律的综合运用，由能量守恒定律可以求出线圈产生的电能；由E=BLv求出感应电动势，由欧姆定律可以求出电压，线圈与磁场左边缘两交接点间的电压是外电压，不是感应电动势由安培力公式和牛顿第二定律结合可以求出加速度810s【解析】物体刚要离开地面时，其受到的拉力F等于它的重力mg，而拉力F等于棒ad所受的安培力，即mgBIl1其中B·t感应电流由变化的磁场产生I·联立可解得t10s91 2【解析】试题分析：1设ab进入磁场和离开磁场时线框的速度为，那么 ， 由牛顿第二定律：得：2研究ab进入磁场到离开磁场过程，根据能量守恒易知动能没变，所以热量等于减少的重力势能，即：热量为考点：导体切割磁感线时的感应电动势；电磁感应中的能量转化【名师点睛】1由题，ab边刚穿出磁场时线框恰好做匀速运动，安培力与重力平衡，由平衡条件和安培力公式，可求出此时线框的速度，cd边进入磁场后到ab边刚穿出磁场过程，线框的磁通量不变，没有感应电流产生，不受安培力而匀加速运动，由运动学公式求出cd边刚进入磁场时线框的速度；2从线框开始下落到整个线框全部穿出磁场的过程，线框的重力势能减小转化为线框的动能和电路的内能，由能量守恒定律求解焦耳热10120A208N310V【解析】试题分析：1根据动生电动势公式得E=BLv = 1T ×04m ×5m /s =20 V故感应电流I=2金属棒匀速运动过程中，所受的安培力大小为= BIL =08N因为是匀速直线运动，所以导体棒所受拉力F =08N3导体棒两端电压U=考点：考查了导体切割磁感线运动【名师点睛】此题是电磁感应知识与力平衡、欧姆定律简单的综合，掌握电磁感应的根本规律：法拉第电磁感应定律、欧姆定律和安培力是关键，会根据右手定那么判断感应电流的方向，由左手定那么判断安培力的方向11123【解析】试题分析：1cd边刚进入磁场时，线框速度线框中产生的感应电动势2此时线框中的电流，cd两点间的电势差3安培力根据牛顿第二定律，由解得下落高度满足考点：考查了电磁感应与力学、电路知识的综合【名师点睛】注意区分cd电压是外电压还是内电压安培力与速度的关系要会推导线框先自由下落，由高度h求得速度v，由求解感应电动势的大小cd两点间的电势差大小等于外电压，等于3假设此时线框加速度恰好为零，线框所受的安培力与重力平衡，推导出安培力表达式，由平衡条件求解h12110N； 250A ；320W【解析】试题分析：1金属杆 cd 静止在金属导轨上，所受安培力方向与导轨平面平行向上。那么 F 安= mgsin30°解得： F 安=10N2F 安=BIL 解得： I=50A3金属杆 ab 所受安培力方向与导轨平面平行向下，金属杆 ab 在拉力 F、安培力 F 安和重力 mg 作用下匀速上滑，那么 F=BIL+ mgsin30°根据电磁感应定律，金属棒 ab 上产生的感应电动势为 E 感 = BLv根据闭合电路欧姆定律，通过金属杆 ab 的电流根据功率公式： P=Fv解得： P =20W考点：电磁感应定律；闭合电路欧姆定律【名师点睛】此题考查了法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律以及安培力的求解；关键是分析金属棒的受力情况，结合E = BLv、F=BIL列方程求解1312Q热=028J【解析】试题分析：1导体棒受到的安培力：，导体棒做匀速直线运动，处于平衡状态，由平衡条件得：，解得：；2在导体棒下滑的过程中，由能量守恒定律得：，解得，产生的电能Q热=028J；考点：考查了导体切割磁感线运动【名师点睛】对电磁感应电源的理解1电源的正负极可用右手定那么或楞次定律判定，要特别注意在内电路中电流由负极到正极。2电磁感应电路中的电源与恒定电流的电路中的电源不同，前者是由于导体切割磁感线产生的，公式为EBLv，其大小可能变化，变化情况可根据其运动情况判断；而后者的电源电动势在电路分析中认为是不变的。3在电磁感应电路中，相当于电源的导体或线圈两端的电压与恒定电流的电路中电源两端的电压一样，等于路端电压，而不等于电动势。除非切割磁感线的导体或线圈电阻为零14123【解析】试题分析：1线框匀速运动时， 由联立：2导线框穿过磁场的过程中， 3导线框穿过磁场的过程中，利用能量守恒定律，考点：法拉第电磁感应定律；能量守恒定律