高中物理选修32法拉第电磁感应定律与楞次定律练习题.docx
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高中物理选修32法拉第电磁感应定律与楞次定律练习题
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．BLv B．BLvsinθ
C．BLvcosθ D．BLv（l＋sinθ）
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
①0-5s ②5-10s ③10-12s ④12-15s
A．①② B．②③ C．③④ D．④
7、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:
2 B．1:
1，1:
1 C．1:
2，1:
2 D．1:
2，1:
1
8、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8V B.线圈中感应电流每秒钟减少8A
C.线圈中感应电流每秒钟增加4A D.线圈中感应电流不变，等于4A
10、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，
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mg
C.小于环重力mg，并保持恒定 D.大于环重力mg，并保持恒定
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
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
19．如图4所示，圆环a和圆环b半径之比为2∶1，两环用同样粗细的、同种材料的导线连成闭合回路，连接两圆环电阻不计，匀强磁场的磁感强度变化率恒定，则在a环单独置于磁场中和b环单独置于磁场中两种情况下，M、N两点的电势差之比为[]
A．4∶1
B．1∶4
C．2∶1
D．1∶2
20．关于感应电动势大小的下列说法中，正确的是[]
A．线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大
B．线圈中磁通量越大，产生的感应电动势一定越大
C．线圈放在磁感强度越强的地方，产生的感应电动势一定越大
D．线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势越大
21．如图7所示，平行金属导轨的间距为d，一端跨接一阻值为R的电阻，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于平行轨道所在平面。
一根长直金属棒与轨道成60°角放置，且接触良好，则当金属棒以垂直于棒的恒定速度v沿金属轨道滑行时，其它电阻不计，电阻R中的电流强度为[]
Rsin60o
R
R
R
22．如图6所示，RQRS为一正方形导线框，它以恒定速度向右进入以MN为边界的匀强磁场，磁场方向垂直线框平面，MN线与线框的边成45°角，E、F分别为PS和PQ的中点，关于线框中的感应电流[]
A．当E点经过边界MN时，感应电流最大
B．当P点经过边界MN时，感应电流最大
C．当F点经过边界MN时，感应电流最大
D．当Q点经过边界MN时，感应电流最大
21、如图所示，匀强磁场的磁感强度为，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=，导轨间的距离，导轨电阻不计，金属棒的电阻r=，求：
（1）金属棒ab中电流的方向。
（2）金属棒匀速滑动的速度
22、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？
23、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=，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=，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?
24、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
（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h
25、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=Ω的电阻，导轨上放一阻值为R0=Ω，m=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=kg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=T/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．
1、B
2、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 BD
D（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、A
5、答案 B
6、C
7、A
8、C
9、D
10、B
11、C
12、D
13、
14、C
15、 B
16、BC
17、D
18、B
二、计算题
19、⑴a→b ⑵v=6m/s
20、
（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 ②
③
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：
（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）
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=
（4），代入得：
=
，代入得：
S=
23、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
=Mg ⑤（2分）
由①②③④⑤式并代入数据得
t=20s ⑥（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=I2Rt ⑦（2分）
由②⑥⑦式并代入数据得
Q=J ⑧（2分）
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