楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律習(xí)題及答案

1、v騎行，該處地磁場的水平分量大小為B"方L的金屬平把，下列結(jié)論正確的是一、選擇題1、關(guān)于物理科學(xué)家和他們的貢獻(xiàn)，下列說法中正確的是A.奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，并發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象B.庫侖提出了庫侖定律，并最早用實驗測得元電荷e的數(shù)值C.牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，并通過實驗測出了引力常量D.法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象。2、以下說法不正確是（）A.在伽利略之前的學(xué)者們總是通過思辯性的論戰(zhàn)決定誰是誰非，是他首先采用了以實驗檢驗猜想和假設(shè)的科學(xué)方法TUL中/工=-EnaB.在公式R電壓U和電流I具有因果關(guān)系、公式中中A和E具有因果關(guān)系、同理在，At中AV和a具有因果關(guān)系C.超高壓帶電作業(yè)的工作

2、服是用包含金屬絲的織物制成的，這是為了屏蔽電場D.電磁感應(yīng)原理的廣泛應(yīng)用，人們制成了用于加熱物品的電磁爐3、如圖所示，若套在條形磁鐵上的閉合彈性金屬導(dǎo)線圈由圖示n的位置擴(kuò)大到圖示I位置，則在此過程中，關(guān)于線圈的感應(yīng)電流及其方向（從上往下看）是（）A.有順時針方向的感應(yīng)電流b.有逆時針方向的感應(yīng)電流NC.先逆時針后順時針方向的感應(yīng)電流）D.無感應(yīng)電流4、如圖所示為一個圓環(huán)形導(dǎo)體，有一個帶負(fù)電的粒子沿直徑方向在圓環(huán)表面勻速掠過的過程，環(huán)中感應(yīng)電流的情況是（）A.無感應(yīng)電流B.有逆時針方向的感應(yīng)電流C.有順時針方向的感應(yīng)電流D.先逆時針方向后順時針方向的感應(yīng)電流5、某一學(xué)習(xí)小組在研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象時，

3、利用一根粗細(xì)均勻的金屬絲彎成導(dǎo)軌abcd,db=3）d,導(dǎo)體棒ef的電阻是bc段電阻的兩倍，如圖所示，勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌平面，當(dāng)用平行于導(dǎo)軌的外力F將導(dǎo)體棒ef由靠近bc位置勻速向右移動時，則（）A.導(dǎo)體棒ef兩端的電壓不變B.導(dǎo)體棒ef中的電流變大h”或工工卜*1j片忒V*M3C.拉力F的瞬間功率變小'cD.導(dǎo)軌abcd消耗的電功率一直變小6、如圖甲所示，MN左側(cè)有一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場.現(xiàn)將一邊長為1、質(zhì)量為m、電阻為R的正方形金屬線框置于該磁場中，使線框平面與磁場垂直，且bc邊與磁場邊界MN重合.當(dāng)t=0時，對線框施加一水平拉力F,使線框由靜止開始向右做勻加速直線運(yùn)動；當(dāng)t=t

4、0時，線框的ad邊與磁場邊界MN重合.圖乙為拉力F隨時間變化的圖線，不計摩擦阻力.由以上條件可知，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為（）7、圖所示，北京某中學(xué)生在自行車道上從東往西沿直線以速度向由南向北，豎直分量大小為B2,假設(shè)自行車的車把為長為A.圖示位置中輻條上A點(diǎn)比B點(diǎn)電勢低B.左車把的電勢比右車把的電勢低C.自行車左拐改為南北騎向，輻條A點(diǎn)比B點(diǎn)電勢高D.自行車左拐改為南北騎向，自行車車把兩端電勢差要減小二、填空題8、如圖所示，水平桌面上有一質(zhì)量為m的銅質(zhì)矩形線圈abcd,當(dāng)一豎直放置的條形磁鐵的S極從線圈正上方快速靠近線圈時，流過ab邊的電流方向為（填"b到a"或&quo

5、t;a至1Jb”從b至1Ja；若線圈始終不動，線圈受到的支持力Fn與自身重力間的關(guān)系是Fnmg（選填“>”、或“="）.求：(1)線框進(jìn)入磁場前距磁場下邊界的距離的功是多少線框內(nèi)產(chǎn)生的熱量又是多少H。(2)線框由位置“I”到位置“n”的過程中，恒力9、如圖所示，在邊長為a的等邊三角形區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)磁場B,其方向垂直紙面向外，一個阻值為R、邊長為a的等邊三角形導(dǎo)線框架EFG正好與上述磁場區(qū)域的邊界重合，現(xiàn)使導(dǎo)線框以周期T繞其中心。點(diǎn)在紙面內(nèi)勻速TT轉(zhuǎn)動，經(jīng)過6導(dǎo)線框轉(zhuǎn)到圖中虛線位置，則在這6時間內(nèi)平均感應(yīng)電動勢,*-u.m業(yè).y.士.通過導(dǎo)線框任一截面的電量q=o廿dm.'

6、F£、一一G*三、計算題10、如圖所示，PN與QM兩平行金屬導(dǎo)軌相距1m,電阻不計，兩端分別接有電阻Ri和R2,且Ri=6Q,ab桿的電阻為2Q,在導(dǎo)軌上可無摩擦地滑動，垂直穿過導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為1T,現(xiàn)ab以恒定速度v=3m/s勻速向右移動，這時ab桿上消耗的電功率與Ri、R2消耗的電功率之和相等，求：(1) R2的阻值；(2) R1與R2消耗的電功率分別為多少(3)拉ab桿的水平向右的外力F為多大12、如圖所示，電阻不計的平行的金屬導(dǎo)軌間距為L,下端通過一阻值為R的電阻相連，寬度為X。的勻強(qiáng)磁場垂直導(dǎo)軌平面向上，磁感強(qiáng)度為B.一電阻不計，質(zhì)量為m的金屬棒獲得沿導(dǎo)軌向

7、上的初速度后穿過磁場，離開磁場后繼續(xù)上升一段距離后返回，并勻速進(jìn)入磁場，金屬棒與導(dǎo)軌間的滑動摩擦系數(shù)為心，不計空氣阻力，且整個運(yùn)動過程中金屬棒始終與導(dǎo)軌垂直.(1)金屬棒向上穿越磁場過程中通過R的電量q；(2)金屬棒下滑進(jìn)入磁場時的速度V2；(3)金屬棒向上離開磁場時的速度V1；(4)若金屬棒運(yùn)動過程中的空氣阻力不能忽略，且空氣阻力與金屬棒的速度的關(guān)系式為f=kv,其中k為一常數(shù).在金屬棒向上穿越磁場過程中克服空氣阻力做功W,求這一過程中金屬棒損耗的機(jī)械能E.*I:IIIk m y m圖L211、如圖所示，在高度差h=的平行虛線范圍內(nèi)，有磁感強(qiáng)度B=、方向水平向里的勻強(qiáng)磁場，正方形線框abcd

8、的質(zhì)量m=、邊長L=、電阻R=Q,線框平面與豎直平面平行，靜止在位置“I”時，cd邊跟磁場下邊緣有一段距離?，F(xiàn)用一豎直向上的恒力F=向上提線框，該框由位置“I”無初速度開始向上運(yùn)動，穿過磁場區(qū)，最后到達(dá)位置“n”(ab邊恰好出磁場)，線框平面在運(yùn)動中保持在豎直平面內(nèi)，且cd邊保持水平。設(shè)cd邊剛進(jìn)入磁場時，線框恰好開始做勻速運(yùn)動。(g取10m/s2)參考答案一、選擇題1、D2、B3、B4、A5、考點(diǎn)：導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢；電功、電功率.專題：電磁感應(yīng)與電路結(jié)合.分析：導(dǎo)體棒ef向右切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，相當(dāng)于電源，ef兩端的電壓是外電壓，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律和歐姆定律列式分析ef

9、兩端電壓的變化；由歐姆定律分析電流的變化.導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動時拉力F的功率等于回路中的電功率；abcd消耗的功率是電源的輸出功率，根據(jù)電源的內(nèi)外電阻越接近，電源的輸出功率越大進(jìn)行分析.解答：解：A、設(shè)ef的電阻為r,ebcf的電阻為R,ef長為L,速度為v,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,則導(dǎo)體棒ef產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為：E=BLvRef兩端的電壓為：U=R+lE,E、r不變，R變大，可知U變大.故A錯誤.EB、ef中的電流為：I=R+4E、r不變，R變大，I變小，故B錯誤.鏟C、導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動時拉力F的功率等于回路中的電功率，為P=R",R增大，則P減小，故C正確.D、abcd消耗的功率是電源ef的輸出

10、功率，根據(jù)條件：3b=3匕C,ef的電阻是bc段電阻的兩倍，可知ebcf的電阻先小于ef的電阻，再等于ef的電阻，后大于ef的電阻，所以導(dǎo)軌abcd消耗的電功率先增大后減小，故D錯誤.故選：C.點(diǎn)評：本題是電磁感應(yīng)中電路問題，通過法拉第電磁感應(yīng)定律和歐姆定律、功率公式列式，進(jìn)行分析是解答的本題，要根據(jù)數(shù)學(xué)知識掌握電源的內(nèi)外電阻相等時，電源的輸出功率最大這個結(jié)論，這在電路動態(tài)分析中經(jīng)常用到.6、考點(diǎn)：導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢；安培力.專題：電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題.分析：t=0時刻，感應(yīng)電流為零，線框受到的安培力為零.由牛頓第二定律可求出加速度，并求出t0時刻線框的速率v.當(dāng)t=t0時，由圖讀出

11、拉力，根據(jù)牛頓第二定律列出表達(dá)式，結(jié)合斜率求出B解答：解：t=0時刻，感應(yīng)電動勢E=0,感應(yīng)電流I=0,安培力F安=BIl=0,£o口口由牛頓第二定律得，F(xiàn)0=ma,a=n*,v=at0=mE根據(jù)牛頓第二定律得，F(xiàn)Fsj=ma,又F安=BIl,I=R,E=Blv,得至1JF=3.+ma也B%展J%十t=t。時刻，由圖讀出圖線的斜率k=口=R=Rm1回解得B=-故選：B點(diǎn)評：本題的關(guān)鍵求出安培力，列出牛頓第二定律關(guān)于B的表達(dá)式，考查讀圖的能力.這里，安培力是聯(lián)系力學(xué)與電磁感應(yīng)的橋梁.7、A二、填空題8、【答案】從b到a>【解析】當(dāng)條形磁鐵靠近線圈時，穿過線圈的磁通量增加，根據(jù)楞次

12、定律判斷出線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向為adcba,則ab邊中電流方向為從b到a.若線圈始終不動，線圈受到排斥力作用，則線圈受到的支持力Fn大于線圈的重力?！究键c(diǎn)】楞次定律9、護(hù)2T忑加幻12R三、計算題10、(1)由內(nèi)外電阻消耗功率相等，則內(nèi)外電阻相等DJiD即1解得：H3Q£=?£v=1x1x37=3r總電流ff3-AC.75A電4端電壓U=IR外=X2V=U215aR=即=Q.375用&6U215n_=_I7=0.75ZT(3)F=%=BIL=1x0,75x1=0.752711、(19分)(1)在恒力作用下，線圈開始向上做勻加速直線運(yùn)動，設(shè)線圈的加速度為F-mg=

13、ma(2分)解得a=30m/s211分)從線圈進(jìn)入磁場開始做勻速運(yùn)動，速度為V1,則：cd邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E=BLV(1分)a,據(jù)牛頓第二定律有:線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流為I=E/R1分)線框所受的安培力為F安=BIL(1分)因線框做勻速運(yùn)動，則有F=F安+mg,(2分)聯(lián)立上述幾式，可解得vi=(FR-mgR)/B2L2=24m/s(2分)由V12=2aH解得H=。11分)(2)恒力F做的功W=F(H+L+h)=(3分)從cd邊進(jìn)入磁場到ab邊離開磁場的過程中，拉力所做的功等于線力I增加的重力勢能和產(chǎn)生的熱量Q,即F(L+h)=mg(L+h)+Q(3分)解得：Q=(F-mg)(L+h)=(2

14、分)或Q=I2Rt=(BLv/R)2R(h/v+L/v)=12、考點(diǎn)：導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢；電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化.分析：(1)根據(jù)電量與電流的關(guān)系、法拉第電磁感應(yīng)定律和歐姆定律求解電量.(2)金屬棒下滑進(jìn)入磁場時做勻速運(yùn)動，受力平衡，由平衡條件和安培力與速度的關(guān)系，求解速度V2.(3)對于金屬棒離開磁場的過程，分上滑和下滑兩個過程，分別運(yùn)用動能定理列式，即可求得速度vi.(4)金屬棒損耗的機(jī)械能E等于克服安培力、空氣阻力和摩擦力做功，由安培力與速度的關(guān)系式得到克服安培力做功，即可求得.解答：解：(1)金屬棒向上穿越磁場過程中通過R的電量為：_BL-0q=I4t=尺=R=R(2)導(dǎo)體棒返回磁場處處于平衡狀態(tài)，則有:mgsin0=心mgcos0+BILBL”又i=一聯(lián)立得:V2(3)對于金屬棒離開磁場的過程，設(shè)上滑的最大距離為s,由動能定理得:工m2上滑有：(mgsin8+心mgcos8)s=02112下滑有：(mgsin0-心mgcos0)s=z解得：式丁日+上寫os8卜1口8+|Xcmg9mg(£宜日.Uc口s6)R-RV1=i口-I-5"v2=?卜一一.L.=-，Vsin26-I12gos29；(4)設(shè)金屬棒克服安培力做功為W安.P2T2BL_v因f=kv,F安=R所以f安=kR22則得：w安