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物理法拉第电磁感应定律的专项培优练习题(含答案)及答案

物理法拉第电磁感应定律的专项培优练习题(含答案)及答案

物理法拉第电磁感应定律的专项培优练习题(含答案)及答案一、法拉第电磁感应定律1.如图甲所示,一个圆形线圈的匝数n=100,线圈面积S=200cm2,线圈的电阻r=1Ω,线圈外接一个阻值R=4Ω的电阻,把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中,磁感应强度随时间变化规律如图乙所示。

求:(1)线圈中的感应电流的大小和方向;(2)电阻R两端电压及消耗的功率;(3)前4s内通过R的电荷量。

【答案】(1)0﹣4s内,线圈中的感应电流的大小为0.02A,方向沿逆时针方向。

4﹣6s 内,线圈中的感应电流大小为0.08A,方向沿顺时针方向;(2)0﹣4s内,R两端的电压是0.08V;4﹣6s内,R两端的电压是0.32V,R消耗的总功率为0.0272W;(3)前4s内通过R的电荷量是8×10﹣2C。

【解析】【详解】(1)0﹣4s内,由法拉第电磁感应定律有:线圈中的感应电流大小为:由楞次定律知感应电流方向沿逆时针方向。

4﹣6s内,由法拉第电磁感应定律有:线圈中的感应电流大小为:,方向沿顺时针方向。

(2)0﹣4s内,R两端的电压为:消耗的功率为:4﹣6s内,R两端的电压为:消耗的功率为:故R消耗的总功率为:(3)前4s内通过R的电荷量为:2.如图,匝数为N 、电阻为r 、面积为S 的圆形线圈P 放置于匀强磁场中,磁场方向与线圈平面垂直,线圈P 通过导线与阻值为R 的电阻和两平行金属板相连,两金属板之间的距离为d ,两板间有垂直纸面的恒定匀强磁场。

当线圈P 所在位置的磁场均匀变化时,一质量为m 、带电量为q 的油滴在两金属板之间的竖直平面内做圆周运动。

重力加速度为g ,求:(1)匀强电场的电场强度 (2)流过电阻R 的电流(3)线圈P 所在磁场磁感应强度的变化率 【答案】(1)mg q (2)mgdqR(3)()B mgd R r t NQRS ∆+=∆ 【解析】 【详解】 (1)由题意得:qE =mg解得mg qE =(2)由电场强度与电势差的关系得:UE d=由欧姆定律得:U I R=解得mgdI qR=(3)根据法拉第电磁感应定律得到:E Nt∆Φ=∆ BS t t∆Φ∆=∆∆ 根据闭合回路的欧姆定律得到:()E I R r =+解得:()B mgd R r t NqRS∆+=∆3.如图所示,足够长的光滑平行金属导轨MN 、PQ 竖直放置,其宽度L =1 m ,一匀强磁场垂直穿过导轨平面,导轨的上端M 与P 之间连接阻值为R =0.40 Ω的电阻,质量为m =0.01 kg 、电阻为r =0.30 Ω的金属棒ab 紧贴在导轨上.现使金属棒ab 由静止开始下滑,下滑过程中ab 始终保持水平,且与导轨接触良好,其下滑距离x 与时间t 的关系如图所示,图象中的OA 段为曲线,AB 段为直线,导轨电阻不计,g =10 m/s 2(忽略ab 棒运动过程中对原磁场的影响),求:(1) ab 棒1.5 s-2.1s 的速度大小及磁感应强度B 的大小; (2)金属棒ab 在开始运动的1.5 s 内,通过电阻R 的电荷量; (3)金属棒ab 在开始运动的1.5 s 内,电阻R 上产生的热量。

高二物理课后培优分级练(人教版必修第三册)13.3电磁感应现象及应用(原卷版+解析)

高二物理课后培优分级练(人教版必修第三册)13.3电磁感应现象及应用(原卷版+解析)

13.3 电磁感应现象及应用课后培优练培优第一阶——基础过关练1.下列符合..物理学史实的是()A.法拉第发现了电流的磁效应,揭示了电现象和磁现象之间的联系B.楞次总结了感应电流方向的判断定律C.安培发现了电磁感应现象,实现了磁生电的设想D.法拉第提出了著名的分子电流假说,揭示了磁现象的电本质2.下列现象属于电磁感应现象的是()A.通电导线在磁场中受到力的作用,作用力方向由左手定则判定B.闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,导体中就会产生电流C.一些物体在磁体或电流的作用下会显现磁性,如插在通电螺线管中的软铁棒被磁化D.通电导线周围和永磁体周围一样都存在磁场3.下列情况能产生感应电流的是()A.如图(a)所示,导体AB顺着磁感线运动B.如图(b)所示,条形磁铁插入线圈中不动时C.如图(c)所示,小螺线管A插入大螺线管B中不动,开关S一直接通时D.如图(c)所示,小螺线管A插入大螺线管B中不动,开关S一直接通,当改变滑动变阻器阻值时4.如图所示,开始时矩形线圈平面与磁场垂直,且一半在匀强磁场内一半在匀强磁场外,则下列方法在线圈中没有产生感应电流的是()A.以ab为轴转动B.以OO′为轴转动C.以ad为轴转(小于60°)D.以bc为轴转(小于60°)5.“探究影响感应电流方向的因素”的实验装置如图所示,某实验小组在实验中判断出电流从电流计正极(右)流入时,指针向右偏转。

现将磁铁从线圈上方某位置向上拔出线圈时,发现电流计的指针向右偏转,则()A.条形磁铁上极是N极B.线圈内磁通量逐渐减小,感应电流的磁场与原磁场的方向相反C.磁铁在竖直拔出过程中,感应电流在线圈内部磁场的方向向下D.若将磁铁竖直向下插入线圈,电流计指针仍向右偏转6.如图所示,自感线圈较大的线圈L,其直流电阻不计,下列操作中能使电容器C的A板带上正电的是()A.S闭合的瞬间B.S断开的瞬间C.S闭合,电路稳定后D.S闭合,滑动变阻器的滑片移至最右端并保持静止7.如图所示,一个闭合金属圆环用绝缘细线挂于O点,将圆环拉离平衡位置并由静止释放,圆环摆动过程中经过有界的水平方向的匀强磁场区域,A、B为该磁场的竖直边界,磁场方向垂直于圆环所在平面向里,若不计空气阻力,则()A.圆环向右穿过磁场后,还能摆到释放位置B.圆环进入磁场后离平衡位置越近速度越大,感应电流也越大C.在进入和离开磁场时,圆环中均有感应电流D.圆环最终将静止在平衡位置8.(多选)如图所示,环形金属软弹簧所处平面与某一匀强磁场垂直,将弹簧沿半径方向向外拉成圆形,则以下措施不能使该金属弹簧中产生电磁感应现象的是()A.保持该圆的周长不变,将弹簧由圆形拉成方形B.保持该圆的周长不变,将弹簧由圆形拉成三角形C.保持该圆的面积不变,将弹簧由圆形拉成方形D.保持该圆的面积不变,将弹簧由圆形拉成三角形O O是矩形导线框abcd的对称轴,其左方有垂直于纸面向外的匀强磁场。

高中物理电磁感应现象压轴难题培优题附答案解析

高中物理电磁感应现象压轴难题培优题附答案解析

高中物理电磁感应现象压轴难题培优题附答案解析一、高中物理解题方法:电磁感应现象的两类情况1.如图甲所示,相距d 的两根足够长的金属制成的导轨,水平部分左端ef 间连接一阻值为2R 的定值电阻,并用电压传感器实际监测两端电压,倾斜部分与水平面夹角为37°.长度也为d 、质量为m 的金属棒ab 电阻为R ,通过固定在棒两端的金属轻滑环套在导轨上,滑环与导轨上MG 、NH 段动摩擦因数μ=18(其余部分摩擦不计).MN 、PQ 、GH 相距为L ,MN 、PQ 间有垂直轨道平面向下、磁感应强度为B 1的匀强磁场,PQ 、GH 间有平行于斜面但大小、方向未知的匀强磁场B 2,其他区域无磁场,除金属棒及定值电阻,其余电阻均不计,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,当ab 棒从MN 上方一定距离由静止释放通过MN 、PQ 区域(运动过程中ab 棒始终保持水平),电压传感器监测到U -t 关系如图乙所示.(1)求ab 棒刚进入磁场B 1时的速度大小. (2)求定值电阻上产生的热量Q 1.(3)多次操作发现,当ab 棒从MN 以某一特定速度进入MNQP 区域的同时,另一质量为2m ,电阻为2R 的金属棒cd 只要以等大的速度从PQ 进入PQHG 区域,两棒均可同时匀速通过各自场区,试求B 2的大小和方向.【答案】(1)11.5U B d (2)2221934-mU mgL B d;(3)32B 1 方向沿导轨平面向上 【解析】 【详解】(1)根据ab 棒刚进入磁场B 1时电压传感器的示数为U ,再由闭合电路欧姆定律可得此时的感应电动势:1 1.52UE U R U R=+⋅= 根据导体切割磁感线产生的感应电动势计算公式可得:111E B dv =计算得出:111.5Uv B d=. (2)设金属棒ab 离开PQ 时的速度为v 2,根据图乙可以知道定值电阻两端电压为2U ,根据闭合电路的欧姆定律可得:12222B dv R U R R⋅=+计算得出:213Uv B d=;棒ab 从MN 到PQ ,根据动能定理可得: 222111sin 37cos3722mg L mg L W mv mv μ︒︒⨯-⨯-=-安 根据功能关系可得产生的总的焦耳热 :=Q W 总安根据焦耳定律可得定值电阻产生的焦耳热为:122RQ Q R R=+总 联立以上各式得出:212211934mU Q mgL B d=-(3)两棒以相同的初速度进入场区匀速经过相同的位移,对ab 棒根据共点力的平衡可得:221sin 37cos3702B d vmg mg Rμ︒︒--=计算得出:221mgRv B d =对cd 棒分析因为:2sin372cos370mg mg μ︒︒-⋅>故cd 棒安培力必须垂直导轨平面向下,根据左手定则可以知道磁感应强度B 2沿导轨平面向上,cd 棒也匀速运动则有:1212sin 372cos37022B dv mg mg B d R μ︒︒⎛⎫-+⨯⨯⨯= ⎪⎝⎭将221mgRv B d =代入计算得出:2132B B =. 答:(1)ab 棒刚进入磁场1B 时的速度大小为11.5UB d; (2)定值电阻上产生的热量为22211934mU mgL B d-; (3)2B 的大小为132B ,方向沿导轨平面向上.2.如图所示,竖直放置、半径为R 的圆弧导轨与水平导轨ab 、在处平滑连接,且轨道间距为2L ,cd 、足够长并与ab 、以导棒连接,导轨间距为L ,b 、c 、在一条直线上,且与平行,右侧空间中有竖直向上、磁感应强度大小为B 的匀强磁场,均匀的金属棒pq 和gh 垂直导轨放置且与导轨接触良好。

备战高考物理二轮 法拉第电磁感应定律 专项培优附答案

备战高考物理二轮 法拉第电磁感应定律 专项培优附答案

备战高考物理二轮 法拉第电磁感应定律 专项培优附答案一、法拉第电磁感应定律1.如图所示,光滑的长平行金属导轨宽度d=50cm ,导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°,导轨上端电阻R=0.8Ω,其他电阻不计.导轨放在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=0.4T .金属棒ab 从上端由静止开始下滑,金属棒ab 的质量m=0.1kg .(sin37°=0.6,g=10m/s 2)(1)求导体棒下滑的最大速度;(2)求当速度达到5m/s 时导体棒的加速度;(3)若经过时间t ,导体棒下滑的垂直距离为s ,速度为v .若在同一时间内,电阻产生的热与一恒定电流I 0在该电阻上产生的热相同,求恒定电流I 0的表达式(各物理量全部用字母表示).【答案】(1)18.75m/s (2)a=4.4m/s 2(3222mgs mv Rt【解析】【分析】根据感应电动势大小与安培力大小表达式,结合闭合电路欧姆定律与受力平衡方程,即可求解;根据牛顿第二定律,由受力分析,列出方程,即可求解;根据能量守恒求解;解:(1)当物体达到平衡时,导体棒有最大速度,有:sin cos mg F θθ= , 根据安培力公式有: F BIL =, 根据欧姆定律有: cos E BLv I R Rθ==, 解得: 222sin 18.75cos mgR v B L θθ==; (2)由牛顿第二定律有:sin cos mg F ma θθ-= , cos 1BLv I A Rθ==, 0.2F BIL N ==, 24.4/a m s =;(3)根据能量守恒有:22012mgs mv I Rt =+ , 解得: 202mgs mv I Rt -=2.如图(a )所示,一个电阻值为R 、匝数为n 的圆形金属线圈与阻值为2R 的电阻R 1连接成闭合回路,线圈的半径为r 1, 在线圈中半径为r 2的圆形区域存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场,磁感应强度B 随时间t 变化的关系图线如图(b )所示,图线与横、纵轴的截距分别为t 0和B 0,导线的电阻不计.求(1) 0~t 0时间内圆形金属线圈产生的感应电动势的大小E ; (2) 0~t 1时间内通过电阻R 1的电荷量q .【答案】(1)2020n B r E t π=(2)201203n B t r q Rt π=【解析】 【详解】(1)由法拉第电磁感应定律E n tφ∆=∆有2020n B r B E n S t t π∆==∆ ① (2)由题意可知总电阻 R 总=R +2R =3 R ② 由闭合电路的欧姆定律有电阻R 1中的电流EI R =总③ 0~t 1时间内通过电阻R1的电荷量1q It = ④由①②③④式得201203n B t r q Rt π=3.如图所示,两平行光滑的金属导轨MN 、PQ 固定在水平面上,相距为L ,处于竖直向下的磁场中,整个磁场由n 个宽度皆为x0的条形匀强磁场区域1、2、3、…n 组成,从左向右依次排列,磁感应强度的大小分别为B 、2B 、3B 、…nB ,两导轨左端MP 间接入电阻R ,一质量为m 的金属棒ab 垂直于MN 、PQ 放在水平导轨上,与导轨电接触良好,不计导轨和金属棒的电阻。

电磁感应压轴题

电磁感应压轴题

北京数学培训学校高二培优(三)电磁感应综合应用及电磁感应相关问题一、 应用:例1.回旋加速器是加速带电粒子的装置,其核心部分是分别与高频交流电两极相连接的两个D 形金属盒,两盒间的狭缝中形成的周期性变化的匀强电场,使粒子在通过狭缝时都能得到加速,两D 形金属盒处于垂直于盒底面的匀强磁场中,如图所示,设匀强磁场的磁感应强度为B ,D 形金属盒的半径为R ,狭缝间的距离为d ,匀强电场间的加速电压为U ,要增大带电粒子(电荷量为q 、质量为m ,不计重力)射出时的动能,上述物理量B 、R 、d 、v 中,应如何变化?答________________. 总结:1.回旋加速器的原理: 加速, 回旋; D 形金属盒的作用是:2.工作条件:3.粒子获得的最大动能由 决定。

用B 、R 、 m 、q 表示E K =4.粒子每经过狭缝一次,动能增加量为K E ∆= E K =5.粒子从进入磁场到获得最大动能所需时间为t=例题2:、如图所示,以速度为V 0,电荷量为q 的正离子恰能直线飞出离子速度选择器,选择器中磁感应强度为B ,电场强度为E 则:A .若改为电荷量-q 的离子,将往上偏(其它不变);B .如速度变为2V 0将往上(其它不变);C .若改为+2q 的离子将往下偏(其它不变);D .若速度变为21V 0将往下偏(其它不变) 练习1:如图15-6所示为质谱仪测定带电粒子质量的装置的示意图.速度选择器(也称滤速器)中场强E 的方向竖直向下,磁感应强度B 1的方向垂直纸面向里,分离器中磁感应强度B 2的方向垂直纸面向外.在S 处有甲、乙、丙、丁四个一价正离子垂直于E 和B 1入射到速度选择器中,若丁丙乙甲m m m m =<=,丁丙乙甲v v v v <=<,在不计重力的情况下,则分别打在P 1、P 2、P 3、P 4四点的离子分别是 ( )A .甲乙丙丁B .甲丁乙丙C .丙丁乙甲D .甲乙丁丙 例3. 如图所示,是质谱仪的工作原理图。

电磁感应现象压轴题培优题含答案

电磁感应现象压轴题培优题含答案

电磁感应现象压轴题培优题含答案一、高中物理解题方法:电磁感应现象的两类情况1.如图所示,无限长平行金属导轨EF、PQ固定在倾角θ=37°的光滑绝缘斜面上,轨道间距L=1m,底部接入一阻值R=0.06Ω的定值电阻,上端开口,垂直斜面向上的匀强磁场的磁感应强度B=2T。

一质量m=2kg的金属棒ab与导轨接触良好,ab与导轨间的动摩擦因数μ=0.5,ab连入导轨间的电阻r=0.04Ω,电路中其余电阻不计。

现用一质量M=6kg的物体通过一不可伸长的轻质细绳绕过光滑的定滑轮与ab相连.由静止释放物体,当物体下落高度h=2.0m时,ab开始匀速运动,运动中ab始终垂直导轨并与导轨接触良好。

不计空气阻力,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2。

(1)求ab棒沿斜面向上运动的最大速度;(2)在ab棒从开始运动到开始匀速运动的这段时间内,求通过杆的电量q;(3)在ab棒从开始运动到开始匀速运动的这段时间内,求电阻R上产生的焦耳热。

【答案】(1) (2)q=40C (3)【解析】【分析】(1)由静止释放物体,ab棒先向上做加速运动,随着速度增大,产生的感应电流增大,棒所受的安培力增大,加速度减小,棒做加速度减小的加速运动;当加速度为零时,棒开始匀速,速度达到最大。

据法拉第电磁感应定律、闭合电路的欧姆定律、安培力公式、平衡条件等知识可求出棒的最大速度。

(2)本小问是感应电量的问题,据法拉第电磁感应定律、闭合电路的欧姆定律、电流的定义式、磁通量的概念等知识可进行求解。

(3)从ab棒开始运动到匀速运动,系统的重力势能减小,转化为系统增加的动能、摩擦热和焦耳热,据能量守恒定律可求出系统的焦耳热,再由焦耳定律求出电阻R上产生的焦耳热。

【详解】(1)金属棒ab和物体匀速运动时,速度达到最大值,由平衡条件知对物体,有;对ab棒,有又、联立解得:(2) 感应电荷量据闭合电路的欧姆定律据法拉第电磁感应定律在ab 棒开始运动到匀速运动的这段时间内,回路中的磁通量变化联立解得:(3)对物体和ab 棒组成的系统,根据能量守恒定律有:又解得:电阻R 上产生的焦耳热2.如图,光滑金属轨道POQ 、´´´P O Q 互相平行,间距为L ,其中´´O Q 和OQ 位于同一水平面内,PO 和´´P O 构成的平面与水平面成30°。

高考物理 电磁感应现象的两类情况 培优练习(含答案)含详细答案

高考物理 电磁感应现象的两类情况 培优练习(含答案)含详细答案

高考物理 电磁感应现象的两类情况 培优练习(含答案)含详细答案一、电磁感应现象的两类情况1.如图所示,水平放置的两根平行光滑金属导轨固定在平台上导轨间距为1m ,处在磁感应强度为2T 、竖直向下的匀强磁场中,平台离地面的高度为h =3.2m 初始时刻,质量为2kg 的杆ab 与导轨垂直且处于静止,距离导轨边缘为d =2m ,质量同为2kg 的杆cd 与导轨垂直,以初速度v 0=15m/s 进入磁场区域最终发现两杆先后落在地面上.已知两杆的电阻均为r =1Ω,导轨电阻不计,两杆落地点之间的距离s =4m (整个过程中两杆始终不相碰)(1)求ab 杆从磁场边缘射出时的速度大小;(2)当ab 杆射出时求cd 杆运动的距离;(3)在两根杆相互作用的过程中,求回路中产生的电能.【答案】(1) 210m/s v =;(2) cd 杆运动距离为7m ; (3) 电路中损耗的焦耳热为100J .【解析】【详解】(1)设ab 、cd 杆从磁场边缘射出时的速度分别为1v 、2v设ab 杆落地点的水平位移为x ,cd 杆落地点的水平位移为x s +,则有2h x v g =2h x s v g+=根据动量守恒 012mv mv mv =+求得:210m/s v =(2)ab 杆运动距离为d ,对ab 杆应用动量定理1BIL t BLq mv ==V设cd 杆运动距离为d x +∆22BL x q r r ∆Φ∆== 解得 1222rmv x B L ∆=cd 杆运动距离为12227m rmv d x d B L+∆=+= (3)根据能量守恒,电路中损耗的焦耳热等于系统损失的机械能222012111100J 222Q mv mv mv =--=2.某科研机构在研究磁悬浮列车的原理时,把它的驱动系统简化为如下模型;固定在列车下端的线圈可视为一个单匝矩形纯电阻金属框,如图甲所示,MN 边长为L ,平行于y 轴,MP 边宽度为b ,边平行于x 轴,金属框位于xoy 平面内,其电阻为1R ;列车轨道沿Ox 方向,轨道区域内固定有匝数为n 、电阻为2R 的“”字型(如图乙)通电后使其产生图甲所示的磁场,磁感应强度大小均为B ,相邻区域磁场方向相反(使金属框的MN 和PQ 两边总处于方向相反的磁场中).已知列车在以速度v 运动时所受的空气阻力f F 满足2f F kv =(k 为已知常数).驱动列车时,使固定的“”字型线圈依次通电,等效于金属框所在区域的磁场匀速向x 轴正方向移动,这样就能驱动列车前进.(1)当磁场以速度0v 沿x 轴正方向匀速移动,列车同方向运动的速度为v (0v <)时,金属框MNQP 产生的磁感应电流多大?(提示:当线框与磁场存在相对速度v 相时,动生电动势E BLv =相)(2)求列车能达到的最大速度m v ;(3)列车以最大速度运行一段时间后,断开接在“” 字型线圈上的电源,使线圈与连有整流器(其作用是确保电流总能从整流器同一端流出,从而不断地给电容器充电)的电容器相接,并接通列车上的电磁铁电源,使电磁铁产生面积为L b ⨯、磁感应强度为B '、方向竖直向下的匀强磁场,使列车制动,求列车通过任意一个“”字型线圈时,电容器中贮存的电量Q .【答案】(1) 012() BL v v R - (2) 222210122BL B L kR v B L kR +- (3) 24nB Lb R ' 【解析】【详解】解:(1)金属框相对于磁场的速度为:0v v -每边产生的电动势:0()E BL v v =-由欧姆定律得:12E I R =解得:01(2 )BL v v I R -= (2)当加速度为零时,列车的速度最大,此时列车的两条长边各自受到的安培力:B F BIL =由平衡条件得:20B f F F -= ,已知:2f F kv =解得:222210122m BL B L kR v B L v kR +-=(3)电磁铁通过字型线圈左边界时,电路情况如图1所示:感应电动势:n E t φ∆=∆,而B Lb φ∆=' 电流:12E I R = 电荷量:11Q I t =∆ 解得:12nB Lb Q R '= 电磁铁通过字型线圈中间时,电路情况如图2所示:B Lb φ∆=',2222E n I R tφ∆==∆ 22Q I t =∆解得:222nB Lb Q R '=电磁铁通过字型线圈右边界时,电路情况如图3所示:n E tφ∆=∆, B Lb φ∆=',32E I R = 33Q I t =∆ 解得:32nB Lb Q R '=, 总的电荷量:123Q Q Q Q =++ 解得:24nB Lb Q R '=3.电源是通过非静电力做功把其它形式的能转化为电势能的装置,在不同的电源中,非静电力做功的本领也不相同,物理学中用电动势E 来表明电源的这种特性。

高考物理电磁感应培优训练试题(27页)

高考物理电磁感应培优训练试题(27页)

高考物理电磁感应培优训练试题一、单选题1.如图所示,光滑金属导轨AC 、AD 固定在水平面内,并处在方向竖直向下、大小为B 的匀强磁场中.有一质量为m 的导体棒以初速度v 0从某位置开始在导轨上水平向右运动,最终恰好静止在A 点.在运动过程中,导体棒与导轨始终构成等边三角形回路,且通过A 点的总电荷量为Q .已知导体棒与导轨间的接触电阻阻值恒为R ,其余电阻不计.则( )A .该过程中导体棒做匀减速运动B .该过程中接触电阻产生的热量为2018mvC .开始运动时,导体棒与导轨所构成回路的面积为QR S BD .当导体棒的速度为012v 时,回路中感应电流大小为初始时的一半二、多选题2.如图所示,宽为L 的平行金属导轨由光滑的倾斜部分和足够长的粗糙水平部分平滑连接,右端接阻值为R 的电阻c ,矩形区域MNPQ 内有竖直向上、大小为B 的匀强磁场。

在倾斜部分同一高度h 处放置两根细金属棒a 和b ,由静止先后释放,a 离开磁场时b 恰好进入磁场,a 在水平导轨上运动的总距离为s 。

a 、b 质量均为m ,电阻均为R ,与水平导轨间的动摩擦因数均为μ,与导轨始终垂直且接触良好。

导轨电阻不计,重力加速度为g 。

则整个运动过程中A .a 棒中的电流方向会发生改变B .a 棒两端的最大电压为C .电阻c 消耗的电功率一直减小D .电阻c 产生的焦耳热为()3mg h s μ- 3.如图所示,竖直放置的形光滑导轨宽为L ,矩形匀强磁场Ⅰ、Ⅱ的高和间距均为d ,磁感应强度为B .质量为m 的水平金属杆由静止释放,进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等.金属杆在导轨间的电阻为R ,与导轨接触良好,其余电阻不计,重力加速度为g .金属杆( )A .刚进入磁场Ⅰ时加速度方向竖直向下B .穿过磁场Ⅰ的时间大于在两磁场之间的运动时间C .穿过两磁场产生的总热量为4mgdD .释放时距磁场Ⅰ上边界的高度h 可能小于4.如图,水平固定放置的足够长的光滑平行导轨,电阻不计,间距为L ,左端连接的电源电动势为E ,内阻为r ,质量为m 的金属杆垂直静放在导轨上,金属杆处于导轨间部分的电阻为R .整个装置处在磁感应强度大小为B 、方向竖直向下的匀强磁场中,闭合开关,金属杆沿导轨做变加速运动直至达到最大速度,则下列说法正确的是( )A .金属杆的最大速度大小为E BLB .此过程中通过金属杆的电荷量为222mE B LC .此过程中电源提供的电能为222L B mED .此过程中金属杆产生的热量为2222mE B L5.如图所示,一匀强磁场B 垂直于倾斜放置的光滑绝缘斜面斜向上,匀强磁场区域在斜面上虚线ef 与gh 之间.在斜面上放置一质量为m 、电阻为R 的矩形铝框abcd ,虚线ef 、gh 和斜面底边pq 以及铝框边ab 均平行,且eh >bc .如果铝框从ef 上方的某一位置由静止开始运动.则从开始运动到ab 边到达gh 线之前的速度(v )﹣时间(t )图象,可能正确的有( )A .B .C .D . 6.如图所示,两平行光滑导轨竖直固定。

2019-2020学年新培优同步教科版物理选修3-2_第1章 电磁感应 3. 法拉第电磁感应定律

2019-2020学年新培优同步教科版物理选修3-2_第1章 电磁感应 3. 法拉第电磁感应定律

探究一 探究二 探究三
磁通量
Φ
、磁通量的变化量
ΔΦ
、磁通量的变化率
������ ������
的比较
物理量
单位 物理意义
计算公式
表示某时刻或处于某
磁通量 Φ Wb
位置时穿过某一面积 Φ =B·S⊥ 的磁感线条数的多少
磁通量的 变化量 ΔΦ Wb
表示在某一过程中穿 过某一面积的磁通量 ΔΦ =Φ 2-Φ 1 变化的多少
感应电动势不一定为零
探究一 探究二 探究三
对公式E=BLv的理解
(1)该公式可看成法拉第电磁感应定律的一个推论,一般用于导体
各部分切割磁感线的速度相同的情况,当v为瞬时速度时,E为瞬时
感应电动势;若v是平均速度,则E为平均感应电动势.在某些情况下,
如果导体各部分切割磁感线的速度不相等,可取其平均速度求电动
3.法拉第电磁感应定律
1.理解感应电动势的概念. 2.理解法拉第电磁感应定律,并能够运用法拉第电磁感应定律定 量计算感应电动势的大小. 3.能够运用E=BLv或E=BLvsin α计算导体切割磁感线时的感应 电动势.
一、法拉第电磁感应定律
概念:由电磁感应产生的电动势,叫感应电动势
产生条件:不管电路是否闭合,只要穿过电路的
可求得平均感应电动势,
通过闭合电路欧姆定律
可求得电路中的平均电流������
=
������ ������
=
������������ ������������
,
而电路中通过某一截面的
电荷量������
=
������������
=
������������ ������������

电磁感应专题培优

电磁感应专题培优

高三物理电磁感应专题培优训练(建议时间:50分钟)本专题着重设置了电磁感应专题中的图线选择练兵检测,要从题目中拟定物理规律表达式推出数学函数表达式来选择答案;其次在计算题每题组编设置隐含条件不同而考查电磁感应中的动力学、能量守恒问题,要通过本练兵试题的训练摸清这类物理模型的解题规律,也是在高考中得心应手的求解这类考题。

1、如右图所示, 相距为L 的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为θ, 上端接有定值电阻R, 匀强磁场垂直于导轨平面, 磁感应强度为B。

将质量为m 的导体棒由静止释放, 当速度达到v时开始匀速运动, 此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力, 并保持拉力的功率恒为P, 导体棒最终以2 v的速度匀速运动。

导体棒始终与导轨垂直且接触良好, 不计导轨和导体棒的电阻, 重力加速度为g。

下列选项正确的是:()A.P=2m g v s i n θB.P=3m g v s i n θCD.在速度达到2 v以后匀速运动的过程中, R 上产生的焦耳热等于拉力所做的功2、如右图所示, 两平行光滑导轨竖直固定, 边界水平的匀强磁场宽度为h, 方向垂直于导轨平面。

两相同的异体棒a、b中点用长为h的绝缘轻杆相接, 形成“ 工” 字型框架, 框架置于磁场上方, b棒距磁场上边界的高度为h, 两棒与导轨接触良好, 保持a、b棒水平, 由静止释放框架, b棒刚进入磁场即做匀速运动, 不计导轨电阻。

则在框架下落过程中, a棒所受轻杆的作用力F及a棒的机械能E随下落的高度h变化的关系图象, 可能正确的是:( )3、如图所示,三条平行虚线位于纸面内,中间虚线两侧有方向垂直于纸面的匀强磁场,磁感应强度等大反向.菱形闭合导线框ABCD位于纸面内且对角线AC与虚线垂直,磁场宽度与对角线AC长均为d,现使线框沿AC方向匀速穿过过磁场,以逆时针方向为感应电流的正方向,则从C 点进入磁场到A 点离开磁场的过程中,线框中电流i 随时间t 的变化关系,以下可能正确的是:( )4、如图甲所示,在水平桌面上,一个面积为S 、电阻为r 的圆形金属框置于匀强磁场中,线框平面与磁场垂直,磁感应强度B 1随时间t 的变化关系如图乙所示。

高中物理电磁感应现象习题培优题附答案解析

高中物理电磁感应现象习题培优题附答案解析

高中物理电磁感应现象习题培优题附答案解析一、高中物理解题方法:电磁感应现象的两类情况1.如图,在地面上方空间存在着两个水平方向的匀强磁场,磁场的理想边界ef 、gh 、pq 水平,磁感应强度大小均为B ,区域I 的磁场方向垂直纸面向里,区域Ⅱ的磁场方向向外,两个磁场的高度均为L ;将一个质量为m ,电阻为R ,对角线长为2L 的正方形金属线圈从图示位置由静止释放(线圈的d 点与磁场上边界f 等高,线圈平面与磁场垂直),下落过程中对角线ac 始终保持水平,当对角线ac 刚到达cf 时,线圈恰好受力平衡;当对角线ac 到达h 时,线圈又恰好受力平衡(重力加速度为g ).求:(1)当线圈的对角线ac 刚到达gf 时的速度大小;(2)从线圈释放开始到对角线ac 到达gh 边界时,感应电流在线圈中产生的热量为多少?【答案】(1)1224mgR v B L = (2)322442512m g R Q mgL B L=- 【解析】 【详解】(1)设当线圈的对角线ac 刚到达ef 时线圈的速度为1v ,则此时感应电动势为:112E B Lv =⨯感应电流:11E I R=由力的平衡得:12BI L mg ⨯= 解以上各式得:1224mgRv B L =(2)设当线圈的对角线ac 刚到达ef 时线圈的速度为2v ,则此时感应电动势2222E B Lv =⨯感应电流:22E I R=由力的平衡得:222BI L mg ⨯=解以上各式得:22216mgRv B L =设感应电流在线圈中产生的热量为Q ,由能量守恒定律得:22122mg L Q mv ⨯-=解以上各式得:322442512m g R Q mgL B L=-2.如图所示,质量为4m 的物块与边长为L 、质量为m 、阻值为R 的正方形金属线圈abcd 由绕过轻质光滑定滑轮的绝缘细线相连,已知细线与斜面平行,物块放在光滑且足够长的固定斜面上,斜面倾角为300。

物理法拉第电磁感应定律的专项培优练习题附答案

物理法拉第电磁感应定律的专项培优练习题附答案

物理法拉第电磁感应定律的专项培优练习题附答案一、法拉第电磁感应定律1.如图所示,正方形单匝线框bcde边长L=0.4 m,每边电阻相同,总电阻R=0.16 Ω.一根足够长的绝缘轻质细绳跨过两个轻小光滑定滑轮,一端连接正方形线框,另一端连接物体P,手持物体P使二者在空中保持静止,线框处在竖直面内.线框的正上方有一有界匀强磁场,磁场区域的上、下边界水平平行,间距也为L=0.4 m,磁感线方向垂直于线框所在平面向里,磁感应强度大小B=1.0 T,磁场的下边界与线框的上边eb相距h=1.6 m.现将系统由静止释放,线框向上运动过程中始终在同一竖直面内,eb边保持水平,刚好以v =4.0 m/s的速度进入磁场并匀速穿过磁场区,重力加速度g=10 m/s2,不计空气阻力.(1)线框eb边进入磁场中运动时,e、b两点间的电势差U eb为多少?(2)线框匀速穿过磁场区域的过程中产生的焦耳热Q为多少?(3)若在线框eb边刚进入磁场时,立即给物体P施加一竖直向下的力F,使线框保持进入磁场前的加速度匀加速运动穿过磁场区域,已知此过程中力F做功W F=3.6 J,求eb边上产生的焦耳Q eb为多少?【答案】(1)1.2 V(2)3.2 J(3)0.9 J【解析】【详解】(1)线框eb边以v=4.0 m/s的速度进入磁场并匀速运动,产生的感应电动势为:10.44V=1.6 VE BLv==⨯⨯因为e、b两点间作为等效电源,则e、b两点间的电势差为外电压:U eb=34E=1.2 V.(2)线框进入磁场后立即做匀速运动,并匀速穿过磁场区,线框受安培力:F安=BLI根据闭合电路欧姆定律有:I=E R联立解得解得F安=4 N所以克服安培力做功:=2=420.4J=3.2J W F L ⨯⨯⨯安安而Q =W 安,故该过程中产生的焦耳热Q =3.2 J(3)设线框出磁场区域的速度大小为v 1,则根据运动学关系有:22122v v a L -=而根据牛顿运动定律可知: ()M m g a M m-=+ 联立整理得: 12(M+m )( 21v -v 2)=(M-m )g ·2L 线框穿过磁场区域过程中,力F 和安培力都是变力,根据动能定理有:W F -W'安+(M-m )g ·2L =12(M+m )( 21v -v 2) 联立解得:W F -W'安=0而W'安= Q',故Q'=3.6 J又因为线框每边产生的热量相等,故eb 边上产生的焦耳热:Q eb =14Q'=0.9 J. 答:(1)线框eb 边进入磁场中运动时,e 、b 两点间的电势差U eb =1.2 V.(2)线框匀速穿过磁场区域的过程中产生的焦耳热Q =3.2 J.(3) eb 边上产生的焦耳Q eb =0.9J.2.如图所示,竖直平面内两竖直放置的金属导轨间距为L 1,导轨上端接有一电动势为E 、内阻不计的电源,电源旁接有一特殊开关S ,当金属棒切割磁感线时会自动断开,不切割时自动闭合;轨道内存在三个高度均为L 2的矩形匀强磁场区域,磁感应强度大小均为B ,方向如图。

高考物理 法拉第电磁感应定律 培优练习(含答案)含答案解析

高考物理 法拉第电磁感应定律 培优练习(含答案)含答案解析

高考物理 法拉第电磁感应定律 培优练习(含答案)含答案解析一、法拉第电磁感应定律1.如图所示,两根相距为L 的光滑平行金属导轨CD 、EF 固定在水平面内,并处在竖直向下的匀强磁场中,导轨足够长且电阻不计.在导轨的左端接入阻值为R 的定值电阻,将质量为m 、电阻可忽略不计的金属棒MN 垂直放置在导轨上,可以认为MN 棒的长度与导轨宽度相等,且金属棒运动过程中始终与导轨垂直并接触良好,不计空气阻力.金属棒MN 以恒定速度v 向右运动过程中,假设磁感应强度大小为B 且保持不变,为了方便,可认为导体棒中的自由电荷为正电荷.(1)请根据法拉第电磁感应定律,推导金属棒MN 中的感应电动势E ;(2)在上述情景中,金属棒MN 相当于一个电源,这时的非静电力与棒中自由电荷所受洛伦兹力有关.请根据电动势的定义,推导金属棒MN 中的感应电动势E .(3)请在图中画出自由电荷所受洛伦兹力示意图.我们知道,洛伦兹力对运动电荷不做功.那么,金属棒MN 中的自由电荷所受洛伦兹力是如何在能量转化过程中起到作用的呢?请结合图中自由电荷受洛伦兹力情况,通过计算分析说明.【答案】(1)E BLv =;(2)v E BL =(3)见解析 【解析】 【分析】(1)先求出金属棒MN 向右滑行的位移,得到回路磁通量的变化量∆Φ ,再由法拉第电磁感应定律求得E 的表达式;(2)棒向右运动时,电子具有向右的分速度,受到沿棒向下的洛伦兹力,1v f e B =,棒中电子在洛伦兹力的作用下,电子从M 移动到N 的过程中,非静电力做功v W e Bl =,根据电动势定义WE q=计算得出E. (3)可以从微观的角度求出水平和竖直方向上的洛伦兹力做功情况,在比较整个过程中做功的变化状况. 【详解】(1)如图所示,在一小段时间∆t 内,金属棒MN 的位移 x v t ∆=∆这个过程中线框的面积的变化量S L x Lv t ∆=∆=∆ 穿过闭合电路的磁通量的变化量B S BLv t ∆Φ=∆=∆根据法拉第电磁感应定律 E t∆Φ=∆ 解得 E BLv =(2)如图所示,棒向右运动时,正电荷具有向右的分速度,受到沿棒向上的洛伦兹力1v f e B =,f 1即非静电力在f 的作用下,电子从N 移动到M 的过程中,非静电力做功v W e BL =根据电动势定义 W E q= 解得 v E BL =(3)自由电荷受洛伦兹力如图所示.设自由电荷的电荷量为q ,沿导体棒定向移动的速率为u .如图所示,沿棒方向的洛伦兹力1f q B =v ,做正功11ΔΔW f u t q Bu t =⋅=v 垂直棒方向的洛伦兹力2f quB =,做负功22ΔΔW f v t quBv t =-⋅=-所以12+=0W W ,即导体棒中一个自由电荷所受的洛伦兹力做功为零.1f 做正功,将正电荷从N 端搬运到M 端,1f 相当于电源中的非静电力,宏观上表现为“电动势”,使电源的电能增加;2f 做负功,宏观上表现为安培力做负功,使机械能减少.大量自由电荷所受洛伦兹力做功的宏观表现是将机械能转化为等量的电能,在此过程中洛伦兹力通过两个分力做功起到“传递”能量的作用. 【点睛】本题较难,要从电动势定义的角度上去求电动势的大小,并学会从微观的角度分析带电粒子的受力及做功情况.2.如图所示,在倾角30o θ=的光滑斜面上,存在着两个磁感应强度大小相等、方向分别垂直斜面向上和垂直斜面向下的匀强磁场,两磁场宽度均为L 。

最新人教版高中物理必修三培优训练二十 电磁感应现象及应用

最新人教版高中物理必修三培优训练二十 电磁感应现象及应用

二十电磁感应现象及应用【基础全面练】(15分钟32分)选择题(共4小题,每题8分,共32分)1.下列叙述正确的是()A.电磁感应现象最先由洛伦兹发现B.法拉第提出了法拉第电磁感应定律C.发电机就是由电磁感应原理制成的D.楞次最先发现了电流的磁效应【解析】选C。

电磁感应现象最先由法拉第发现,选项A错误;法拉第发现了电磁感应现象,是库柏与韦德总结出了法拉第电磁感应定律,故B错误;发电机就是由电磁感应原理制成的,选项C正确;奥斯特最先发现了电流的磁效应,选项D错误。

2.如图所示,通有电流I的直导线MN固定在竖直位置上,且与导线框abcd在同一平面内,则在下列情况下,导线框中不能产生感应电流的是()A.通过直导线的电流增大B.通过直导线的电流减小C.线框水平向右移动D.线框竖直向下移动【解析】选D。

导线中电流强度变大,则周围的磁感应强度增强,穿过线框的磁通量增大,故可以产生感应电流,故A错误;通过直导线的电流强度减小,则穿过线圈的磁通量减小,故可以产生感应电流,故B错误;线框水平向右移动时,线框中的磁感应强度减小,故磁通量减小,可以产生感应电流,故C错误;线框竖直向下移动时,线框中的磁感应强度不发生变化,故磁通量不变,不会产生感应电流,故D正确。

3.如图,1831年8月29日,法拉第在一个软铁圆环上绕两个互相绝缘的线圈a 和b。

a与电池、开关组成回路,b的两端用导线连接,导线正下方有一枚小磁针。

使法拉第在“磁生电”方面取得突破性进展的现象是()A.闭合开关瞬间,观察到小磁针发生偏转B.闭合开关后,观察到小磁针保持偏转状态C.断开开关瞬间,观察到小磁针不发生偏转D.断开开关后,观察到小磁针保持偏转状态【解析】选A。

闭合开关瞬间,线圈a中电流发生变化,在线圈b中会产生感应电流,可观察到小磁针发生偏转,选项A正确;闭合开关后,线圈a中电流不发生变化,在线圈b中不会产生感应电流,观察到小磁针不偏转,选项B错误;断开开关瞬间,线圈a中电流发生变化,在线圈b中会产生感应电流,观察到小磁针发生偏转,选项C错误;断开开关后,线圈a中电流不发生变化,在线圈b中不会产生感应电流,观察到小磁针不偏转,选项D错误。

电磁感应现象压轴题培优题及答案

电磁感应现象压轴题培优题及答案

电磁感应现象压轴题培优题及答案一、高中物理解题方法:电磁感应现象的两类情况1.如图所示,两根光滑、平行且足够长的金属导轨倾斜固定在水平地面上,导轨平面与水平地面的夹角37θ=︒,间距为d =0.2m ,且电阻不计。

导轨的上端接有阻值为R =7Ω的定值电阻和理想电压表。

空间中有垂直于导轨平面斜向上的、大小为B =3T 的匀强磁场。

质量为m =0.1kg 、接入电路有效电阻r =5Ω的导体棒垂直导轨放置,无初速释放,导体棒沿导轨下滑一段距离后做匀速运动,取g =10m/s 2,sin37°=0.6,求:(1)导体棒匀速下滑的速度大小和导体棒匀速运动时电压表的示数; (2)导体棒下滑l =0.4m 过程中通过电阻R 的电荷量。

【答案】(1)20m/s 7V (2)0.02C 【解析】 【详解】(1)设导体棒匀速运动时速度为v ,通过导体棒电流为I 。

由平衡条件sin mg BId θ=①导体棒切割磁感线产生的电动势为E =Bdv ②由闭合电路欧姆定律得EI R r=+③ 联立①②③得v =20m/s ④由欧姆定律得U =IR ⑤联立①⑤得U =7V ⑥(2)由电流定义式得Q It =⑦由法拉第电磁感应定律得E t∆Φ=∆⑧B ld ∆Φ=⋅⑨由欧姆定律得EI R r=+⑩ 由⑦⑧⑨⑩得Q =0.02C ⑪2.如图所示,光滑的长平行金属导轨宽度d=50cm ,导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°,导轨上端电阻R=0.8Ω,其他电阻不计.导轨放在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=0.4T .金属棒ab 从上端由静止开始下滑,金属棒ab 的质量m=0.1kg .(sin37°=0.6,g=10m/s 2)(1)求导体棒下滑的最大速度;(2)求当速度达到5m/s 时导体棒的加速度;(3)若经过时间t ,导体棒下滑的垂直距离为s ,速度为v .若在同一时间内,电阻产生的热与一恒定电流I 0在该电阻上产生的热相同,求恒定电流I 0的表达式(各物理量全部用字母表示).【答案】(1)18.75m/s (2)a=4.4m/s 2(3222mgs mv Rt【解析】【分析】根据感应电动势大小与安培力大小表达式,结合闭合电路欧姆定律与受力平衡方程,即可求解;根据牛顿第二定律,由受力分析,列出方程,即可求解;根据能量守恒求解;解:(1)当物体达到平衡时,导体棒有最大速度,有:sin cos mg F θθ= , 根据安培力公式有: F BIL =, 根据欧姆定律有: cos E BLv I R Rθ==, 解得: 222sin 18.75cos mgR v B L θθ==; (2)由牛顿第二定律有:sin cos mg F ma θθ-= , cos 1BLv I A Rθ==, 0.2F BIL N ==, 24.4/a m s =;(3)根据能量守恒有:22012mgs mv I Rt =+ , 解得: 202mgs mvI Rt-=3.某兴趣小组设计制作了一种磁悬浮列车模型,原理如图所示,PQ 和MN 是固定在水平地面上的两根足够长的平直导轨,导轨间分布着竖直(垂直纸面)方向等间距的匀强磁场1B 和2B ,二者方向相反.矩形金属框固定在实验车底部(车厢与金属框绝缘).其中ad边宽度与磁场间隔相等,当磁场1B 和2B 同时以速度0m 10sv =沿导轨向右匀速运动时,金属框受到磁场力,并带动实验车沿导轨运动.已知金属框垂直导轨的ab 边长0.1m L =m 、总电阻0.8R =Ω,列车与线框的总质量0.4kg m =,12 2.0T B B ==T ,悬浮状态下,实验车运动时受到恒定的阻力1h N .(1)求实验车所能达到的最大速率;(2)实验车达到的最大速率后,某时刻让磁场立即停止运动,实验车运动20s 之后也停止运动,求实验车在这20s 内的通过的距离;(3)假设两磁场由静止开始向右做匀加速运动,当时间为24s t =时,发现实验车正在向右做匀加速直线运动,此时实验车的速度为m 2s v =,求由两磁场开始运动到实验车开始运动所需要的时间.【答案】(1)m 8s;(2)120m ;(3)2s【解析】 【分析】 【详解】(1)实验车最大速率为m v 时相对磁场的切割速率为0m v v -,则此时线框所受的磁场力大小为2204-B L v v F R=()此时线框所受的磁场力与阻力平衡,得:F f =2m 028m/s 4fRv v B L =-= (2)磁场停止运动后,线圈中的电动势:2E BLv =线圈中的电流:EI R=实验车所受的安培力:2F BIL =根据动量定理,实验车停止运动的过程:m F t ft mv ∑∆+=整理得:224m B L vt ft mv R∑∆+=而v t x ∑∆=解得:120m x =(3)根据题意分析可得,为实现实验车最终沿水平方向做匀加速直线运动,其加速度必须与两磁场由静止开始做匀加速直线运动的加速度相同,设加速度为a ,则t 时刻金属线圈中的电动势 2)E BLat v =-( 金属框中感应电流 2)BL at v I R-=( 又因为安培力224)2B L at v F BIL R(-==所以对试验车,由牛顿第二定律得 224)B L at v f ma R(--=得 21.0m/s a =设从磁场运动到实验车起动需要时间为0t ,则0t 时刻金属线圈中的电动势002E BLat =金属框中感应电流002BLat I R=又因为安培力2200042B L at F BI L R==对实验车,由牛顿第二定律得:0F f =即2204B L at f R= 得:02s t =4.如图所示,两根粗细均匀的金属棒M N 、,用两根等长的、不可伸长的柔软导线将它们连接成闭合回路,并悬挂在光滑绝缘的水平直杆上,并使两金属棒水平。

电磁培优训练习题

电磁培优训练习题

电磁培优训练习题电磁培优训练习题电磁学是物理学中的重要分支,涉及电荷、电场、磁场等概念和现象。

在学习电磁学的过程中,进行培优训练是提高自己理解和掌握电磁学知识的有效方法。

本文将介绍一些电磁培优训练习题,帮助读者在电磁学学习中更上一层楼。

一、电场与电势1. 在电场中,电荷受到的力与电场强度和电荷本身的关系是什么?请用公式表示。

2. 两个相同电荷的电场力线是什么样的形状?为什么?3. 两个异号电荷的电场力线是什么样的形状?为什么?4. 电势能与电势的关系是什么?请用公式表示。

5. 两个电荷之间的电势差与电场强度的关系是什么?请用公式表示。

二、磁场与电流1. 定义安培力的公式是什么?请解释各个符号的含义。

2. 定义洛伦兹力的公式是什么?请解释各个符号的含义。

3. 什么是磁感应强度?它与磁场强度有什么关系?4. 什么是磁通量?它与磁感应强度和面积的关系是什么?5. 什么是法拉第电磁感应定律?请解释其原理和公式。

三、电磁波与光学1. 什么是电磁波?它由哪些物理量组成?2. 电磁波的传播速度是多少?它与真空中的光速有什么关系?3. 什么是光的折射?请解释折射定律。

4. 什么是光的干涉?请解释干涉现象的原理。

5. 什么是光的衍射?请解释衍射现象的原理。

四、电磁学的应用1. 什么是电磁感应炉?它的原理是什么?2. 什么是电磁波炉?它的原理是什么?3. 什么是电磁波辐射?请解释对人体的影响。

4. 什么是电磁波屏蔽?请解释屏蔽的原理。

5. 什么是电磁波的谱?请解释不同频率的电磁波的特点和应用。

通过解答以上电磁培优训练习题,读者可以加深对电磁学知识的理解和掌握。

同时,这些问题涵盖了电场与电势、磁场与电流、电磁波与光学以及电磁学的应用等多个方面,帮助读者全面了解电磁学的基本概念和原理。

在解答问题的过程中,读者可以结合课本知识和相关实验经验,深入思考每个问题的背后原理和逻辑。

同时,可以积极参与讨论,与同学或老师一起交流思考,共同探讨解决问题的方法和思路。

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.1、物理课上,老师做了一个奇妙的“跳环实验”。

如图,她把一个带铁芯的线圈I 、开关S 和电源用导终连接起来后.将一金属套环置于线圈L 上,且使铁芯穿过套环。

闭合开关S 的瞬间,套环立刻跳起。

某司学另找来器材再探究此实验。

他连接好电路,经重复试验,线圈上的套环均末动。

对比老师演示的实验,下列四个选项中.导致套环未动的原因可能是
A.线圈接在了直流电源上.
B.电源电压过高.
C.所选线圈的匝数过多,
D.所用套环的材料与老师的不同
2、如图所示,同一平面内的三条平行导线串有两个电阻R 和r ,导体棒PQ 与三条导线接触良好;匀强磁场的方向垂直纸面向里.导体棒的电阻可忽略.当导体棒向左滑动时,下列说法正确的是 ( )
A .流过R 的电流为由d 到c ,流过r 的电流为由b 到a
B .流过R 的电流为由c 到d ,流过r 的电流为由b 到a
C .流过R 的电流为由d 到c ,流过r 的电流为由a 到b
D .流过R 的电流为由c 到d ,流过r 的电流为由a 到b 3、如图,均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框,半圆直径与磁场边缘重合;磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里,磁感应强度大小为B 0.使该线框从静止开始绕过圆心O 、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周,在线框中产生感应电流。

现使线框保持图中所示位置,磁感应强度大小随时间线性变化。

为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流,磁感应闲磕牙随时间的变化率t
B ∆∆的大小应为 A.πω0
4B B.πω0
2B C.πω0B D.π
ω20B 4、如图所示,在铁芯P 上绕着两个线圈a 和b ,则
A.线圈a 输入正弦交变电流,线圈b 可输入恒定电流
B.线圈a 输入恒定电流,穿过线圈b 的磁通量一定为零
C.线圈b 输出的交变电流不对线圈a 的磁场造成影响
D.线圈a 的磁场变化时,线圈b 中一定有电场
5、如图甲,一圆形闭合铜环由高处从静止开始下落,穿过一
根竖直悬挂的条形磁铁,铜环的中心轴线与条形磁铁的中轴线
始终保持重合。

若取磁铁中心O 为坐标原点,建立竖直向下为正方向的x 轴,则图乙中最能正确反映环中感应电流i 随环心位置坐标x 变化的关系图象是
b
6、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R 0。

圆环水平固定放置,整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场,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,杆始终有两点与圆环良好接触,从圆环中心O 开始,杆的位置由θ确定,如图所示。


A .θ=0时,杆产生的电动势为2Bav
B .3π
θ=
C .θ=0时,杆受的安培力大小为20
3(2)R B av π+ D .3π
θ=时,杆受的安培力大小为203(53)R B av π+ 7、如图,EOF 和E O F '''为空间一匀强磁场的边界,
其中EO ∥E O '',FO ∥F O '',且EO ⊥OF ;OO '为∠EOF 的角平分
析,OO '间的距离为l ;磁场方向垂直于纸面向里。

一边长为l
的正方形导线框沿OO '方向匀速通过磁场,t=0时刻恰好位于
图示位置。

规定导线框中感应电流沿逆时针方向时为正,则感
应电流i 与实践t 的关系图线可能正确的是
8、某同学为了研究断电自感现象,自己找来带铁芯
的线圈L 、小灯泡A 、开关S 和电源E ,用导线将它
们连接成如图所示的电路。

检查电路后,闭合开关
S ,小灯泡发光。

再断开开关S ,小灯泡仅有不明显
的延时发光现象。

虽经多次重复仍未见老师演示时
灯泡闪亮现象,他冥思苦想找不到原因。

你认为最
有可能照成小灯泡未闪亮的原因是:
A 电源内阻偏大
B 小灯泡电阻偏大
C 线圈电阻偏大
D 线圈自感系数偏大。

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