高二物理选修3-2电磁感应经典练习.pdf

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1、Czz-zys选修 3-2电磁感觉电磁感应经典练习1绕有线圈的铁芯直立在水平桌面上，铁芯上套着一个铝环，线圈与电源、电键相连，如下图线圈上端与电源正极相连，铁芯铝闭合电键的瞬时，电铝环向上跳起若保持电键闭合，则（）线圈A铝环不停高升B铝环逗留在某一高度C铝环跳起到某一高度后将回落D假如电源的正、负极对换，察看到的现象不变2如下图，矩形闭台线圈搁置在水平薄板上，有一块蹄形磁铁如下图置于平板的正下方(磁极间距略大于矩形线圈的宽度)当磁铁匀速向右经过线圈时，线圈仍静止不动，那么线圈遇到薄扳的摩擦力方向和线圈中产生感觉电流的方向(从上向下看)是（）A 摩擦力方向向来向左B 摩擦力方向先向左、后向或右C

2、感觉电流的方向顺时针逆时针逆时针顺时针 D感觉电流的方向顺时针逆时针3如下图，A 为水平搁置的橡胶圆盘，在其侧面带有负电荷 Q，在 A 正上方用丝线悬挂一个金属圆环 B（丝线未画出），使 B 的环面在水平面上与圆盘平行，其轴线与橡胶盘 A 的轴线 O1 O2重合。现使橡胶盘 A 由静止开始绕其轴线 O1O2按图中箭头方向加快转动，则（）A金属圆环 B 有扩大部分径的趋向，丝线遇到拉力增大B金属圆环 B 有减小半径的趋向，丝线遇到拉力减小C金属圆环 B 有扩大部分径的趋向，丝线遇到拉力减小-1-Czz-zys选修 3-2电磁感觉D金属圆环 B 有减小半径的趋向，丝线遇到拉力增大v3v2v134如

3、下图，一矩形线框竖直向长进入有水平边2v4v5界的匀强磁场，1磁场方向垂直纸面向里，线框在磁场中运动时只受重力和磁场力，线框平面一直与磁场方向垂直。向上经过图中1、2、3地点时的速率准时间挨次为v1、v2、v3，向v4、v5，以下说法中必定正确的选项是下经过图中 2、1 地点时的速率准时间挨次为（）Av1v2Bv2v3Cv2v4Dv4v55如下图,两圆滑平行导轨水平搁置在匀强磁场中,磁场垂直导轨所在平面 ,金属棒ab可沿导轨自由滑动 .导轨一端连结一个定值电阻R,导轨电阻可忽视不计 .现将金属棒沿导轨由v静止向右拉.若保持拉力恒定 ,当速度为时,加快2v以速度做匀速运动;若保持拉力的功率恒定,

4、当2v加快度为2,最后也以速度做匀速运动,则(a)a=4a21度为1,最后v速度为时,aA.a=a21B.2a=2a1C.a=3a21D.6如下图,平行导轨水平搁置,匀强磁场的方平面,向垂直于导轨ab两金属棒、和轨道构成闭合电路,用水平恒a力 F 向右拉,使af、分别以a和b的速度向右匀速运动,若 棒与轨道间的滑动摩擦力为,则回路中感bvva)b应电流的功率为(A.FvaB.FvC.(Ff)vaD.(Ff)(va vb)7如下图，足够长的圆滑平行金属导轨cd 和 ef，水平搁置且相距 L，在其左端各固定一个半径为r 的四分之三金属圆滑圆环，两圆环面平行且竖直。在水平导轨和-2-Czz-zys选

5、修 3-2电磁感觉圆环上各有一根与导轨垂直的金属杆，两金属杆与水平导轨、金属圆环形成闭合回路，两金属杆质量均为m，电阻均为R，其余电阻不计。整个装置放在磁感觉强度F=3 mg 拉细杆 a，大小为 B、方向竖直向上的匀强磁场中。当用水平向右的恒力达到匀速运动时，杆b 恰巧静止在圆环上某处，试求：（1）杆 a 做匀速运动时，回路中的感觉电流；（2）杆 a 做匀速运动时的速度；（3）杆 b 静止的地点距圆环最低点eBacfFdr的高度。8如下图，竖直搁置的圆滑平行金b属导轨 MN、PQ 相OO1O1 O 矩形地区距 L，在 M 点和 P 点间接一个阻值为R 的电阻，在两导轨间内有垂直导轨平面向里、宽

6、为d 的匀强磁场，磁 感 应强 度为B一质量为 m，电阻为 r 的导体棒 ab 垂直搁场上面界限相距d0现使 ab 棒由静止开始释PaRMb在导轨上，与磁放，棒 ab 在离d0开磁场前已经做匀速直线运动（棒 ab 与导轨始电接触且着落过程中一直保持水平，导轨电阻odBoo1终 保 持良 好的不计）求：1（1）棒 ab 在走开磁场下界限时的速度；oN热；（2）棒 ab 在经过磁场区的过程中产生的焦耳Q（3）试剖析议论ab 棒在磁场中可能出现的运动状况。9如图甲所示的轮轴,它能够绕垂直于纸面的圆滑固定水平轴 O 转动.轮上绕有轻质柔嫩细线,线的一端系一重物,另一端系一质量为的金属杆.在竖直平面内有

7、间距为 L 的足够长的平行金属导轨 PO、EF,在 QF 之间连结有阻值为 R 的电阻,其余电阻不计.磁感觉强度为 B 的匀强磁场与导轨平面垂直.开始时金属杆置于导轨下端,将重物由静止开释,重物最后能匀速降落.运动过程中金属杆一直与导轨垂直且接触优秀,忽视全部摩擦。m-3-Czz-zys选修 3-2电磁感觉v(1)若重物的质量为 M,则重物匀速降落的速度为多大?(2)对必定的磁感觉强度 B,重物的质量 M 取不一样的值,测出相应的重物做匀速运B1v-M动时的速度,可得出实验图线.图乙中画出了磁感觉强度分别为和时的两条2B实验图线,试依据实验结果计算B1与的比值。2B10 如下图，两足够长平行圆

8、滑的金属导轨MN、PQ 相距为 L，导轨平面与水平面夹角=30，导轨电阻不计磁感觉强度为 B 的匀强磁场垂直导轨平面向上，长为 L 的金属棒 ab 垂直于 MN、PQ 搁置在导轨上，且一直与导轨电接触优秀，金属棒的质量为 m、电阻为 R两金属导轨的上端连结右端电路，灯泡的电阻RL=4R，定值电阻 R1=2R，电阻箱电阻调到使R2=12R，重力加快度为g，现将金属棒由静止开释，试求：（1）金属棒下滑的最大速度为多大？（2）R2为什么值时，其耗费的功率最大？耗费的最大功率为多少？NSQBR1211 如图甲所示，水平面上的两圆滑金属导轨平行固定搁置，间距d 0.5 m，电阻Ra的电阻连结，右端经过导

9、线与阻值不计，左端经过导线与阻值R 2MPbRLRL4 的小灯泡 L 连结在 CDEF 矩形地区内有竖直向上的匀强磁场，CE 长 l=2 m，有一阻值 r=2的金属棒 PQ 搁置在凑近磁场界限CD 处CDEF 地区内磁场的磁感觉强度B 随时间变化如图乙所示在t 0 至 t 4s 内，金属棒 PQ 保持静止，在 t 4s 时使金属棒 PQ 以某一速度进入磁场地区并保持匀速运动已知从t 0 开始到金属棒运动到磁场界限EF 处的整个过程中，小灯泡的亮度没有发生变化，求：（1）经过小灯泡的电流（2）金属棒 PQ 在磁场地区中运动的速度大小CPEB T2-4-LRdQt/sCzz-zys选修 3-2电磁

10、感觉12 两根相距为 L 的足够长的金属直角导轨如下图搁置，它们各有一边在同一水平面内，另一边直于水平面。质量均为m 的金属细杆ab、cd 与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与水平易竖直导轨之间有相同的动摩擦因数，导轨电阻不计，回为 B，方向竖直向路总电阻为2R。整个装置处于磁感觉强度大小上的匀强磁场中。当ab 杆在平行于水平导轨的拉力作用下沿导轨匀速运动时，cd 杆也正好以某一速度向下做匀速运动。设运动过程中金属细杆 ab、cd 与导轨接触优秀，重力加快度为 g。求：(1)ab 杆匀速运动的速度v1；(2)ab 杆所受拉力 F；(3)若测得 cd 杆匀速运动的速度为 v2，则在 cd 杆向下运动

11、行程为 h 过程中，整个回路中产生的焦耳热为多少?13 如下图，abcd 为质量 M=2 kg 的导轨，放在圆滑绝缘的水平面上，还有一根重量 m=0.6 kg 的金属棒 PQ 平行于 bc 放在水平导轨上，PQ 棒左边靠着绝缘的竖直立柱 ef（竖直立柱圆滑，且固定不动），导轨处于匀强磁场中，磁场以 cd为界，左边的磁场方向竖直向上，右边的磁场方向水平向右，磁感觉强度B 大小都为 0.8 T.导轨的 bc 段长 L=0.5 m，其电阻 r=0.4，金属棒 PQ 的电阻 R=0.2，其余电阻均可不计.金属棒与导轨间的动摩擦因数=0.2.若在导轨上作用一个方向2向左、大小为 F=2 N 的水平拉力，

12、设导轨足够长，重力加快度 g 取 10 m/s，试求：（1）导轨运动的最大加快度；-5-Czz-zys选修 3-2电磁感觉（2）导轨的最大速度；（3）定性画出回路中感觉电流随时间变化的图线。14 圆滑的平行金属导轨长L=2.0m，两导轨间距离d=0.5m，导轨平面与水平面的夹角为30，导轨上端接一阻值为R=0.5的电阻，其余电阻不计，轨道所在空间有垂直轨道平面的匀强磁场，磁感觉强度质量为 m=0.5kgB=1T，如下图。有一不计电阻、的金属棒 ab，放在导轨最上端且与导轨垂直。当金属棒 ab 由静止开始自由下滑究竟端离开轨道的过程中，电阻 R 上产生的热量为 Q=1J，g=10m/s2，则：（

13、1）指出金属棒 ab 中感觉电流的方向。（2）棒在下滑的过程中达到的最大速度是（3）当棒的速度为 v=2 m s 时，它的加答案：多少？速度是多大1【分析】若保持电键闭合，磁通量不变，感觉电流消逝，所以铝环跳起到某一高度后将回落；正、负极对换，相同磁通量增添，由楞次定律，铝环向上跳起【答案】CD2【分析】是楞次定律能够判断选项AC 正确【答案】AC3【分析】橡胶盘 A 在加快转动时，产生的磁场在不停增添，穿过B 的磁通量不停增添，依据楞次定律可知B 正确。【答案】B4【分析】矩形线框向长进入匀强磁场时，遇到向下的重力和磁场力，以致速度减小，所以 v1v2，A 正确；进入磁场后上涨阶段从地点2

14、到地点 3，无磁场力，重力做负功，-6-Czz-zys选修 3-2电磁感觉所以 v2v3，B 错误；从地点 2 上涨至最高点后再返回至地点2，无磁场力，重力做功为零，所以v2v4，C 正确；着落走开磁场的过程中，遇到向下的重力和向上的磁场力，两个力大小没法确立，所以v4与 v5没法比较，D 错误。【答案】ACF-B2 L2 vRa1=F-BIL=5【分析】当拉力恒准时 ,mmF=BIL=2B2 L2 va=B2 L2 v12v最后以的速度做匀速运动,则R，代入1的表达式中得amRPa=v-B2 L2 vR=P-B2L2 vmvmR当功率恒准时,2mP=F?2vBIL?2v4B2 L2 v22v

15、最后以的速度做匀速运动,则Ra=3B2 L2 v=3a1代入的表达式中得2a2mR【答案】Cab6【分析】对、棒受力剖析如下图 ,从能的转变af出发,可推知外力 F 战胜棒所受的摩擦力a做功直接与守恒角度将其余形式F=F-f的能转变为内能,而 F 战胜安培阻力A a做的功将其余形式的能转变为电能,其功率为 P电=(F-f)Va,故感觉电流做功的功率也为(Ff)vf a,C 项正确.此题易错选D,实质b上它是回路的总电能的一部分。在功率bb棒上经过FB战胜做功转变为棒与轨道的内能,bPbFvfv(F f)v.这时b棒与相当于电动机经过感觉电流而运动Bbbb,把电能通过战胜fb做功转变为内能.电能

16、的另一部分,由电流的热效应转变为电路的内能(F f)v(F f)v(F f)(v v)ab,电能的另一部分,由电流的热效应转变为电路的内能,其功率为感觉电流做功的总功率减去 b棒上输,即出的功率ab,故D项所指正是这部分功率而-7-Czz-zys选修 3-2电磁感觉非感觉电流做功的总功率.【答案】C7【分析】匀速时，拉力与安培力均衡，F=BILI3mg得：BL金属棒 a 切割磁感线，产生的电动势E=BLvIEv2 3mgR回路电流2R联立得：B2L2均衡时，棒和圆心的连线与竖直方向的夹角为，tanF3mg得：=60 I3mg2 3mgRrvhr(1 cos)【答案】（1）BL（2）B2L2（3

17、）28【分析】（1）设 ab 棒走开磁场界限前做匀速运动的速度为 v，产生的电动势为BLvE电路中电流 I=Rr对 ab 棒，由均衡条件得 mg BIL=0mg(R r)解得 v=B2L21(2)由能量守恒定律：mg(d0+d)=E电22 +2mvE(R r)2电mg(d0d)m3 gErm3 g2(R r)2棒电 mg(d0d)解得2B4 L4，R r2B4L41（3）设棒刚进入磁场时的速度为v0，由 mgd0=2 mv02，得 v2gd00=mg(R r)棒在磁场中匀速时速度为 v=B2L2，则-8-E=Czz-zys选修 3-2电磁感觉m2 g(R r)22B4L41当 v0=v，即 d

18、0=时，棒进入磁场后做匀速直线运m2 g(Rr)22B4L42当 v0 v，即 d0 时，棒进入磁场后做先加快后匀速直线运动m2 g(Rr)22B4 L43当 v0v，即 d0时，棒进入磁场后做先减速后匀速直线运动E棒电rm3 g2(R r)2 mg(d0 d)4mg(R r)mg(Rr)B L（3）【答案】（）2L21（2）2B LR r4ME=BLv9【分析】(1)匀速降落时,金属杆匀速上涨,回路中产生的感觉电动势为:BLv2 2BF安=BIL=B L则RMg=F合+mgv=(M-m)gRB2 L2对 M、m整体有：由以上式子解得：v=gRM-mgR(2)由(1)得:B2L21B2L22由

19、 v-M图象可知:Bk=1.6,k=0.90.9=31.64B1=k2=所以解得:2k1v=(M-m)gRB2B1=k2=0.9=31.6 4【答案】（1）L2（2）B2k110【分析】（1）当金属棒匀速下滑时速度最大，设最大速度为有mgsin=F安IF安ILBBLvmR总此中B2L2vmR总6Rvmvm，达到最大时则3mgR22所以mgsin=R总解得最大速度-9-B L并Czz-zys选修 3-2 电磁感觉p2U2R2BLvR（2）R2上耗费的功率此中U IR并3RR并R并4RR24R R2mg sinB2 L2v又pm2 g2 sin2B2 L23 RR并16R2R24R R22解以上方

20、程组可得m2 g2 sin216 R2B2 L216R28R R2R2当RR2L4Rvmm2 g2 R时，R2耗费的功率最大3mgRB2L2Pmm2 g2 R2L24B最大功率Pm4B2 L2【答案】（1）（2）11【分析】（1）在 t 0 至 t 4s 内，金属棒 PQ 保持静止，磁场变化以致电路中产生感觉电动势电路为 r 与 R 并联，再与 RL串连，电路的总电阻R总RLRrRr5 此时感觉电动势EdlBtt=0.5 2 0.5V=0.5VIE经过小灯泡的电流为：R总0.1A（2）当棒在磁场地区中运动时，由导体棒切割磁感线产生电动势，电路为并联，再与 r 串连，此时电路的总电阻R 与 RL

21、R总 rRRLR4 210RL24+23因为灯泡中电流不变，所以灯泡的电流IL=0.1A，则流过棒的电流为I ILIRILRLILR0.3AI R总 Blv-10-电动势ECzz-zys选修 3-2 电磁感觉解得棒 PQ 在磁场地区中 v=1m/s【答案】（1）0.1A（2）运动的速度大小 v=1m/s12【分析】(1)ab 杆向右运动时，ab 杆中产生的感觉电动势方向为a b，大小为E=BLv1，耐杆中的感觉电流方向为F安 BILBLd c.cd 杆遇到的安培力方向水平向右BLv1B2 L2 v1安培力大小为2R2Rv12Rmg解、两式，ab 杆匀速运动的速度为2B2L2mg（2F安mgB

22、L v12R12）mg(2)ab 杆所受拉力 F=(3)设 cd 杆以 v2速度向下运动 h 过程中，ab 杆匀速运动了 s 距离整个回路中产生的焦耳热等于战胜安培力所做的功Q F安 sB2 L2 v1hv12Rv2mg2(mg)2 hR2 v2 B2L2v12R m g2222F安mgB L v12Rmg（12）mg【答案】（1）Q F安 sB L（2）（3）B2 L2 v1hv12Rv2mg2(mg)2 hR2 v2 B2 L213【分析】导轨在外力作用下向左加快运动，因为切割磁感线，在回路中要产生感觉电流，导轨的 bc 边及金属棒 PQ 均要遇到安培力作用 PQ 棒遇到的支持力要随电流的

23、变化而变化，导轨遇到 PQ 棒的摩擦力也要变化，所以导轨的加快度要发生改变导轨向左切割磁感线时，感觉电动势E=BLvIER r感觉电流IBLv导轨遇到向右的安培力F1=BIL，金属棒 PQ 遇到向上f(mg BIL)，的安培力 F2=BIL，导轨遇到 PQ 棒对它的摩擦力即R r-11-Czz-zys选修 3-2 电磁感觉依据牛顿第二定律，有F BIL(mgBIL)Ma（1）当刚拉动导轨时，v=0，由式可知 I=0 时有最大加快度 am，即amFMmg0.4m/s2（2）跟着导轨速度 v 增大感觉电流 I 增大而加快度 a 减小，当 a=0最大速度 vm，从式可得Im时，导轨有Fmg)BL2.

24、5(1A将 mvmI2.5 A 代入式，得3.75Im(R r)BLm/s（3）从刚拉动导轨开始计时，t=0时，v=0，I=0，当 t=t1时，v 达到最大，I 达到 2.5 A，电流 I 随时间 t 的变化图线如下图所示【答案】（1）amFMvmmg0.4m/s23.75Im(R r)BL（2）m/s（3）如下图 26 所示14【分析】（1）由右手定章，棒中感觉电流方向由 b 指向 a定律得（2）棒做加快度渐渐减小的变加快运动，棒抵达底端时速度最大，由能量守恒mgL sin1 mvm2Q2解得vm 4m/s（3）当棒的速度为v 时，感觉电动势 E=Bdv-12-Czz-zys选修 3-2电磁感觉IEB2 d2 vR感觉电流R棒所受安培力 F=BId当棒的速度为 v=2 m s 时，F=1 N解得棒的加快度a 3m/s2由牛顿第二定律得mg sinFma【答案】（1）由 b 指向 a；（2）vm4 m/s；（3）a 3m/s2-13-