电磁感应中的电路问题专题练习(含答案).pdf

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1、.电磁感应中的电路问题专题练习1.用均匀导线做成的正形线圈边长为 l,正形的一半放在垂直于纸面向里的匀强磁场中,如图所示,当磁场以 的变化率增强时,则下列说确的是()A.线圈中感应电流向为 adbcaB.线圈中产生的电动势 E=C.线圈中 a 点电势高于 b 点电势D.线圈中 a,b 两点间的电势差为 2.如图所示,用粗细相同的铜丝做成边长分别为 L 和 2L 的两只闭合线框a和b,以相同的速度从磁感应强度为B的匀强磁场区域中匀速地拉到磁场外,不考虑线框的重力,若闭合线框的电流分别为 Ia,Ib,则 IaIb为()A.14B.12C.11D.不能确定3.在图中,EF,GH 为平行的金属导轨,其

2、电阻不计,R 为电阻,C 为电容器,AB 为可在 EF 和 GH 上滑动的导体棒,有匀强磁场垂直于导轨平面.若用 I1和 I2分别表示图中该处导线中的电流,则当 AB 棒(D)Word 资料.A.匀速滑动时,I1=0,I2=0B.匀速滑动时,I10,I20C.加速滑动时,I1=0,I2=0D.加速滑动时,I10,I204.如图所示,导体棒在金属框架上向右做匀加速运动,在此过程中()A.电容器上电荷量越来越多B.电容器上电荷量越来越少C.电容器上电荷量保持不变D.电阻 R 上电流越来越大5.用相同导线绕制的边长为 L 或 2L 的四个闭合导体线框,以相同的速度进入右侧匀强磁场,如图所示.在每个线

3、框进入磁场的过程中,M,N两点间的电压分别为 Ua,Ub,Uc和 Ud.下列判断正确的是()A.UaUbUcUdB.UaUbUdUcC.Ua=Ub=Uc=UdD.UbUaUdUcWord 资料.6.(多选)如图所示,MN,PQ 是间距为 L 的平行光滑金属导轨,置于磁感应强度为 B、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 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.通电电阻 R 的电流向为 PRMB.a,b 两点间的电压为 BLvC.a 端电势比 b 端高D.外力 F

4、 做的功等于电路中产生的焦耳热7.(多选)如图所示,电阻为 r 的均匀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,电阻为 长也为 L 的金属棒 ab 在圆环上从右向左以v0匀速滑动并保持与环良好接触.当ab运动到与环直径重合瞬间,棒两端电势差大小及电势高低为()A.电势差为B.电势差为C.a 点电势比 b 点高 D.b 点电势比 a 点高8.(多选)半径为a右端开小口的导体圆环和长为2a的导体直杆,单位长度电阻均为 R0.圆环水平固定放置,整个部区域分布着竖直向下的匀强Word 资料.磁场,磁感应强度为B,杆在圆环上以速度v平行于直径CD 向右做匀速直线运动,杆始终有两点与

5、圆环良好接触,从圆环中心 O 开始,杆的位置由确定,如图所示.则()A.=0 时,杆产生的电动势为 2BavB.=时,杆产生的电动势为BavC.=0 时,杆受的安培力大小为D.=时,杆受的安培力大小为9.以下各种不同的情况中 R=0.1 ,运动导线长 l=0.05 m,做匀速运动的速度都为 v=10 m/s.除电阻 R 外,其余各部分电阻均不计.匀强磁场的磁感应强度 B=0.3 T.试计算各情况过每个电阻 R 的电流大小和向.10.面积 S=0.2 m2,n=100 匝的圆形线圈,处在如图所示的磁场,磁感应强度随时间t变化的规律是B=0.02t(T),R=3,C=30 F,线圈电阻r=1,求:

6、Word资料.(1)通过 R 的电流向和 4 s 通过导线横截面的电荷量;(2)电容器的电荷量.11.如图所示,半径为 L、电阻为 R 的金属环与磁感应强度为 B 的匀强磁场垂直,长为 L、电阻为 的金属杆 OA 一端在圆心,另一端在环上,并可沿圆环转动.阻值为 的电阻一端与金属杆的 O 端相连,另一端与环上 C 点相连,若杆以角速度逆时针转动,那么,阻值 的电阻上的电流在什么围变化?12.(2016 调研)如图所示,匝数 n=100 匝、面积 S=0.2 m2、电阻 r=0.5 的圆形线圈 MN 处于垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度随时间按B=0.6+0.02t(T)的规律变化.处于磁场外

7、的电阻 R1=3.5,R2=6,电容 C=30 F,开关 S 开始时未闭合,求:(1)闭合开关 S 后,线圈两端 M,N 两点间的电压 UMN和电阻 R2消耗的电功率;(2)闭合开关 S 一段时间后又断开 S,S 断开后通过 R2的电荷量.1、解析:根据楞次定律可知,选项 A 错误;线圈中产生的电动势 E=Word 资料.,选项 B 正确;线圈中的感应电流沿逆时针向,所以 a 点电势低于 b点电势,选项C错误;线圈左边的一半导线相当于电源,右边的一半相当于外电路,a,b 两点间的电势差相当于路端电压,其大小为 U=,选项 D 错误.2、解析:产生的感应电动势为 E=Blv,由闭合电路欧姆定律得

8、 I=,又lb=2la,由电阻定律知 Rb=2Ra,故 IaIb=11.选项 C 正确.3、解析:导体棒水平运动时产生感应电动势,对整个电路,可把 AB 棒看做电源,等效电路如图所示.当棒匀速滑动时,电动势 E 不变,故 I10,I2=0.当棒加速运动时,电动势 E 不断变大,电容器不断充电,故 I10,I20.选项 D 正确.4、解析:导体棒匀加速运动,产生电动势越来越大,对电容器充电形成充电电流,电容器带电荷量均匀增大,充电电流保持不变,故选项 A正确.5、解析:每个线框进入磁场的过程中,仅有 MN 边做切割磁感线运动产生感应电动势,其余三条边是外电路,设长度为 L 的导线电阻为 R,边长

9、为L的导线切割磁感线产生感应电动势为E,由于以相同速度进入磁场,故边长为 2L 的导线切割磁感线产生感应电动势为 2E,则 Ua=3R=E;Ub=5R=E;Uc=6R=E;Ud=4R=E,UaUbUdUc,选项 B 正确.Word 资料.6、解析:根据楞次定律或右手定则可判断出,通过电阻 R 的电流向为 MRP,选项 A 错误;导线 ab 相当于电源,电源电压 E=BLv,阻 r=,所以a,b两点间的电压为路端电压,即Uab=,选项B错误;在电源部,电流从ba,所以 a 端电势比 b 端高,选项 C 正确;因为导线 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

10、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.7、解析:当 ab 与环直径重合时,I=得 U=,a,b 两点间电势差大小 U=I,由右手定则判断 b 点电势高,选项 B,D 正确.8、解析:开始时刻,感应电动势 E1=BLv=2Bav,故选项 A 正确;=时,E2=B2acosv=Bav,故选项 B 错误;由 L=2acos,E=BLv,I=,R=R02acos+(+2)a,得在=0 时,F=时 F=,故选项 D 正确.=,故选项 C 错误;9、解析:题图(甲)中,两导线切割磁感线,产生的感应电流相互抵

11、消,流过电阻 R 的电流为 0.题图(乙)中,两导线切割磁感线,均产生顺时针向的电流,流过 R 的电流向向右,大小为 I=A=3 A.Word 资料.题图(丙)中,一导线切割磁感线,两外电阻并联,由右手定则知,流过两电阻 R 的电流向向下,大小均为 I=1.5 A.题图(丁)中,一导线切割磁感线,阻为 R,两外电阻并联,由右手定则,流过阻 R 的电流向向上,流过外电阻 R 的电流向向下.流过阻 R 的电流大小为 I=A=1 A,流过外电阻 R 的电流均为,即 0.5 A.=A=答案:见解析10、解析:(1)由法拉第电磁感应定律可得出线圈中的感应电动势,由欧姆定律可求得通过 R 的电流.由楞次定

12、律可知电流的向为逆时针,通过R 的电流向为 ba,q=It=t=nt=n=0.1 C.(2)由 E=n=nS=1000.20.02 V=0.4 V,I=A=0.1 A,UC=UR=IR=0.13 V=0.3 V,Q=CUC=3010-60.3 C=910-6 C.答案:(1)b a0.1 C(2)910-6 C11、解析:A 在 C 点时金属圆环未接入电路中,则外电阻最小,如图所示,E=BL=BL2,Word 资料.Imax=;当 A 在 C 点正上时环的电阻最大,外电阻最大,Imin=答案:=.12、解析:电路分析:圆形线圈构成电路,由 B=0.6+0.02t(T)知=0.02 T/s.外电

13、路分析:S 闭合后,R1,R2串联,电容器两端的电压同 R2两端的电压,UMN为路端电压.(1)线圈中的感应电动势E=n=n S=1000.020.2 V=0.4 V,通过线圈的电流 I=A=0.04 A,线圈两端 M,N 两点间的电压UMN=E-Ir=0.4 V-0.040.5 V=0.38 V.电阻 R2消耗的电功率 P2=I2R2=0.6 W=9.610-3 W.(2)闭合开关后,电路稳定UC=UR2=IR2=0.24 V,Q=CUC=7.210-6 C.Word 资料.S 断开后,电容器放电,通过 R2的电荷量Q=7.210-6 C.答案:(1)0.38 V9.610-3 W(2)7.210-6 CWord 资料