(经典必练)高中物理修3-2法拉第电磁感应定律与楞次定律练习题(有详细答案)

-1-法拉第电磁感应定律与楞次定律练习题1、下列图中能产生感应电流的是2、关于电磁感应现象，下列说法中正确的是()A．闭合线圈放在变化的磁场中，必然有感应电流产生B．穿过闭合线圈的磁通量变化时，线圈中有感应电流C．闭合线圈在匀强磁场中垂直磁感线运动，必然产生感应电流D．穿过闭合电路的磁感线条数发生变化时，电路中有感应电流3、一飞机在北半球的上空以速度v水平飞行，飞机机身长为a，机翼两端的距离为b。该空间地磁场的磁感应强度的水平分量为B1，竖直分量为B2；设驾驶员左侧机翼的端点为C，右侧机翼的端点为D，则CD两点间的电势差U为A．U=B1vb，且C点电势低于D点电势B．U=B1vb，且C点电势高于D点电势C．U=B2vb，且C点电势低于D点电势D．U=B2vb，且C点电势高于D点电势4、某实验小组用如图所示的实验装置来验证楞次定律。在线圈由图示位置自上而下穿过固定的条形磁铁的过程中，从上向下看，线圈中感应电流方向是A．先顺时针方向，后逆时针方向B．先逆时针方向，后顺时针方向c．一直是顺时针方向D．一直是逆时针方向5、如图所示，一金属弯杆处在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，已知ab＝bc＝L，当它以速度v向右平动时，a、c两点间的电势差为()A．BLvB．BLvsinθC．BLvcosθD．BLv(l＋sinθ)-2-6、穿过某线圈的磁通量随时间变化的Φ-t图象，如图所示，下面几段时间内，产生感应电动势最大的是①0-5s②5-10s③10-12s④12-15sA．①②B．②③C．③④D．④7、如图所示，用同样的导线制成的两闭合线圈A、B，匝数均为20匝，半径rA=2rB，在线圈B所围区域内有磁感应强度均匀减小的匀强磁场，则线圈A、B中产生感应电动势之比EA：EB和两线圈中感应电流之比IA：IB分别为A．1:1，1:2B．1:1，1:1C．1:2，1:2D．1:2，1:18、下列各种情况中的导体切割磁感线产生的感应电动势最大的是（）9、穿过一个电阻为2Ω的闭合线圈的磁通量每秒钟均匀地减少8Wb，则A.线圈中感应电动势每秒钟增加8VB.线圈中感应电流每秒钟减少8AC.线圈中感应电流每秒钟增加4AD.线圈中感应电流不变，等于4A10、如图所示，两块水平放置的金属板距离为d，用导线与一个n匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的变化磁场B中，两板间有一个质量为m、电量为+q的油滴处于静止状态，则线圈中的磁场B的变化情况和磁通量变化率分别是：A、正在增加，B、正在减弱，C、正在增加，D、正在减弱，-3-11、如图所示，在一匀强磁场中有一U形导线框abcd，线框处于水平面内，磁场与线框平面垂直，R为一电阻，ef为垂直于ab的一根导体杆，它可以在ab、cd上无摩擦地滑动．杆ef及线框中导线的电阻都可不计．开始时，给ef一个向右的初速度，则A．ef将匀速向右运动B．ef将往返运动C．ef将减速向右运动，但不是匀减速D．ef将加速向右运动12、如图所示，一个高度为L的矩形线框无初速地从高处落下，设线框下落过程中，下边保持水平向下平动。在线框的下方，有一个上、下界面都是水平的匀强磁场区，磁场区高度为2L，磁场方向与线框平面垂直。闭合线圈下落后，刚好匀速进入磁场区，进入过程中，线圈中的感应电流I0随位移变化的图象可能是13、（上海市十三校2012届高三第二次联考物理试卷）如图所示，质量为m的金属环用线悬挂起来，金属环有一半处于水平且与环面垂直的匀强磁场中，从某时刻开始，磁感应强度均匀减小，则在磁感应强度均匀减小的过程中，关于线拉力大小的下列说法中正确的是（）A.大于环重力mg，并逐渐减小B.始终等于环重力mgC.小于环重力mg，并保持恒定D.大于环重力mg，并保持恒定-4-14、在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一圆形导体环。规定导体环中电流的正方向如图11（甲）所示，磁场方向竖直向上为正。当磁感应强度B随时间t按图（乙）变化时，下列能正确表示导体环中感应电流随时间变化情况的是15、如图所示，两轻质闭合金属圆环，穿挂在一根光滑水平绝缘直杆上，原来处于静止状态。当条形磁铁的N极自右向左插入圆环时，两环的运动情况是：A．同时向左运动，两环间距变大；B．同时向左运动，两环间距变小；C．同时向右运动，两环间距变大；D．同时向右运动，两环间距变小。16、如图所示，金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时，铜制线圈c中将有感应电流产生且被螺线管吸引A．向右做匀速运动B．向左做减速运动C．向右做减速运动D．向右做加速运动-5-17、矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直。规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感线应强度B随时间变化的规律如图所示。若规定顺时针方向为感应电流i的正方向。下列i-t图中正确的是18、如图，平行导轨足够长，右端和电容相接，一根金属杆横放其上，以速度v匀速运动，不计摩擦和电阻。若突然把金属杆的速度减为零后，又立即释放，则此后滑线的运动情况是A．先向左作加速运动，再作向左的减速运动，直到最后停止B．先向左作加速运动，再作向左的匀速运动C．先向右作加速运动，再作向右的减速运动，直到最后停止D．先向右作加速运动，再作向右的匀速运动-6-19、如图所示，匀强磁场的磁感强度为0.5T，方向垂直纸面向里，当金属棒ab沿光滑导轨水平向左匀速运动时，电阻R上消耗的功率为2w，已知电阻R=0.5，导轨间的距离，导轨电阻不计，金属棒的电阻r=0.1，求：（1）金属棒ab中电流的方向。（2）金属棒匀速滑动的速度20、两根光滑的足够长直金属导轨MN、M′N′平行置于竖直面内，导轨间距为l，导轨上端接有阻值为R的电阻，如图所示。质量为m、长度也为l、阻值为r的金属棒ab垂直于导轨放置，且与导轨保持良好接触，其他电阻不计。导轨处于磁感应强度为B、方向水平向里的匀强磁场中，ab由静止释放，在重力作用下向下运动，求：（1）ab运动的最大速度的大小；（2）若ab从释放至其运动达到最大速度时下落的高度为h，此过程中金属棒中产生的焦耳热为多少？21、如图所示，在匀强磁场中竖直放置两条足够长的平行导轨，磁场方向与导轨所在平面垂直，磁感应强度大小为，导轨上端连接一阻值为R的电阻和电键S，导轨电阻不计，两金属棒a和b的电阻都为R，质量分别为和，它们与导轨接触良好，并可沿导轨无摩擦运动，若将b棒固定，电键S断开，用一竖直向上的恒力F拉a棒，稳定后a棒以的速度向上匀速运动，此时再释放b棒，b棒恰能保持静止。（1）求拉力F的大小（2）若将a棒固定，电键S闭合，让b棒自由下滑，求b棒滑行的最大速度-7-（3）若将a棒和b棒都固定，电键S断开，使磁感应强度从随时间均匀增加，经0.1s后磁感应强度增大到2时，a棒受到的安培力大小正好等于a棒的重力，求两棒间的距离h22、如下图所示，两根光滑的平行金属导轨MN、PQ处于同一水平面内，相距L=0.5m，导轨的左端用R=3Ω的电阻相连，导轨电阻不计，导轨上跨接一电阻r=1Ω的金属杆ab，质量m=0.2kg，整个装置放在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B=2T，现对杆施加水平向右的拉力F=2N，使它由静止开始运动，求：（1）杆能达到的最大速度多大?最大加速度为多大?（2）杆的速度达到最大时，a、b两端电压多大?此时拉力的瞬时功率多大?（3）若已知杆从静止开始运动至最大速度的过程中，R上总共产生了10.2J的电热，则此过程中拉力F做的功是多大?此过程持续时间多长?（4）若杆达到最大速度后撤去拉力，则此后R上共产生多少热能?其向前冲过的距离会有多大?23、18．（16分）水平面内固定一U形光滑金属导轨，轨道宽d=2m，导轨的左端接有R=0.3Ω的电阻，导轨上放一阻值为R0=0.1Ω，m=0.1kg的导体棒ab，其余电阻不计，导体棒ab用水平轻线通过定滑轮连接处于水平地面上质量M=0.3kg的重物，空间有竖直向上的匀强磁场，如图所示．已知t=0时，B=1T，，此时重物上方的连线刚刚被拉直．从t=0开始，磁场以=0.1T/s均匀增加，取g=10m/s2．求：（1）经过多长时间t物体才被拉离地面．（2）在此时间t内电阻R上产生的电热Q．-8-1、B2、解析穿过闭合线圈的磁通量发生变化，线圈中有感应电流产生，选项C错误；若线圈平面与磁场平行，则磁通量始终为零，选项A错误、B、D正确．答案BDD（提示：飞机水平飞行，相当于只切割磁感线的竖直分量3、B2。）4、A5、答案B6、C7、A8、C9、D10、B11、C12、D13、14、C15、B16、BC17、D18、B二、计算题-9-19、⑴a→b⑵v=6m/s20、（1）设ab上产生的感应电动势为E，回路中的电流为I，电路总电阻为R+r，则最后ab以最大速度匀速运动，有①由闭合电路欧姆定律有②③由①②③方程解得④（2）设在下滑过程中整个电路产生的焦耳热为Q1，ab棒上产生的焦耳热为Q2，则由能量守恒定律有：⑤又有⑥联立④⑤⑥解得：21、（1）棒作切割磁感线运动，产生感应电动势，有：-10-（1）棒与棒构成串联闭合电路，电流强度为（2）棒、棒受到的安培力大小为（3）依题意，对棒有（4）对棒有（5）解得也可用整体法直接得（2）棒固定、电键S闭合后，当棒以速度下滑时，棒作切割磁感线运动，产生感应电动势，有：（6）棒与电阻R并联，再与棒构成串联闭合电路，电流强度为（7）棒受到的安培力与棒重力平衡，有（8）-11-由（1）―（5）可解得：（9）解（6）―（9），得（3）电键S断开后，当磁场均匀变化时，产生的感应电动势为（10）（11）依题意，有（12）由（10）―（12）及（9）解得：22、（1）由题意得：F=BIL，，V=8m/s，（2），（3），代入得：S=10m，代入得：t=2.05s（4），代入得：=4.8J-12-，代入得：S=6.4m23、18．（16分）参考解答：（1）由法拉第电磁感应定律可求出回路感应电动势E=①（2分）由闭合电路欧姆定律可求出回路中电流I＝②（2分）在t时磁感应强度为B′＝（B＋・t）③（2分）此时安培力为④（2分）物体被拉动的临界条件为=Mg⑤（2分）由①②③④⑤式并代入数据得t=20s⑥（2分）所以经过t=20s物体能被拉动.（2）在此时间t内电阻R上产生的电热Q=I2Rt⑦（2分）由②⑥⑦式并代入数据得Q=1.5J⑧（2分）