高二物理电磁学综合试题
高二物理牛顿运动定律与电磁学综合试题
高二物理牛顿运动定律与电磁学综合试题1.如图所示，在y＞0的空间中存在匀强电场，场强沿y轴负方向；在y＜0的空间中，存在匀强磁场，磁场方向垂直xOy平面向外．一电荷量为q、质量为m的带正电的运动粒子，经过y轴上y＝b处的点P1时速率为v，方向沿x轴正方向；然后，经过x轴上x＝2b处的P2点进入磁场，并经过y轴上y＝－2b处的P3点，不计粒子重力．求：(1)电场强度的大小；(2)粒子到达P2时速度的大小和方向；(3)磁感应强度的大小．【答案】（1）（2）（3）【解析】（1）粒子在电场、磁场运动的轨迹如图所示，设粒子从到的时间为t,电场强度大小为E，粒子在电场中的加速度为a,由牛顿第二定律及运动学公式有，，解得(2)粒子到达时速度沿x方向的分量仍为以表示速度沿y轴方向分量的大小，v表示速度的大小，表示速度和x轴的夹角，则有，，。
(3)设磁场的磁感应强度为B，在洛仑兹力作用下粒子作匀速圆周运动，由牛顿第二定律有r是圆周的半径，此圆周与x轴和y轴的交点分别为、，因为，，由几何关系可知，连线为圆轨道的直径，由上此可求得，【考点】本题主要考查了带电粒子在混合场中运动的问题，2.（10分）如图所示是说明示波器工作原理的示意图，已知两平行板间的距离为d、板长为．初速度为零的电子经电压为U1的电场加速后从两平行板间的中央处垂直进入偏转电场，设电子质量为m、电荷量为e ．求：（1）经电场加速后电子速度v的大小；（2）要使电子离开偏转电场时的偏转量最大，两平行板间的电压U2应是多大？【答案】（1）（2）【解析】（1）经电场加速后电子的动能（2分）则经电场加速后电子的速度为：（1分）（2）电子离开偏转电场偏转角度最大时的偏转量为电子所受偏转电场的电场力：（1分）由牛顿第二定律（2分）电子沿偏转电场方向作初速度为零的匀加速直线运动：（1分）（1分）联立求解，得 : （2分）【考点】考查了带电粒子在电磁场中的加速偏转问题3.（15分）如图所示，在平面直角坐标系中，直线与轴成30°角，点的坐标为（，0），在轴与直线之间的区域内，存在垂直于平面向里磁感强度为的匀强磁场．均匀分布的电子束以相同的速度从轴上的区间垂直于轴和磁场方向射入磁场．己知从轴上点射入磁场的电子在磁场中的轨迹恰好经过点，忽略电子间的相互作用，不计电子的重力．（1）电子的比荷（）；（2）有一电子，经过直线MP飞出磁场时，它的速度方向平行于y轴，求该电子在y轴上的何处进入磁场；（3）若在直角坐标系的第一象限区域内，加上方向沿轴正方向大小为的匀强电场，在处垂直于轴放置一平面荧光屏，与轴交点为，求：从O点上方最远处进入电场的粒子打在荧光屏上的位置。
高二选考物理 磁场、电磁感应综合训练试题(有答案,经典题)
高二选考物理 磁场、电磁感应综合训练试题本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题），满分110分，测试时间100分钟。
第Ⅰ卷 选择题（共48分）一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。
在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）1．关于磁感应强度的概念，以下说法中正确的有（ ）A ．电流元IL 在磁场中受力为F ，则磁感应强度B 一定等于ILF B ．电流元IL 在磁场中受力为F ，则磁感应强度可能大于或等于ILF C ．磁场中电流元受力大的地方，磁感应强度一定大D ．磁场中某点磁感应强度的方向，与电流元在此点的受力方向相同2．如图，一段导线abcd 位于磁感应强度大小为B 的匀强磁场中，且与磁场方向（垂直于纸面向里）垂直。
线段ab 、bc和cd 的长度均为L ，且∠abc =∠bcd =135°，流经导线的电流为I ，方向如图所示。
导线段abcd 所受到的磁场的作用力的合力（ ）A ．方向沿纸面向上，大小为BIL)12(+B ．方向沿纸面向上，大小为BIL )12(-C ．方向沿纸面向下，大小为BIL)12(+ D ．方向沿纸面向下，大小为BIL )12(-3．如图所示，环形金属软弹簧，套在条形磁铁的中心位置。
若将弹簧沿半径向外拉，使其面积增大，则穿过弹簧所包围面积的磁通量将（ ）A ．增大B ．减小C ．不变D ．无法确定如何变化4．环型对撞机是研究高能粒子的重要装置，带电粒子在电压为U 的电场中加速后注入对撞机的高真空圆形状的空腔内，在匀强磁场中，做半径恒定的圆周运动，且局限在圆环空腔内运动，粒子碰撞时发生核反应，关于带电粒子的比荷mq ，加速电压U 和磁感应强度B 以及粒子运动的周期T 的关系，下列说法正确的是（ ）① 对于给定的加速电压，带电粒子的比荷mq 越大，磁感应强度B 越大 ② 对于给定的加速电压，带电粒子的比荷m q 越大，磁感应强度B 越小 ③ 对于给定的带电粒子，加速电压U 越大，粒子运动的周期T 越小④ 对于给定的带电粒子，不管加速电压U 多大，粒子运动的周期T 都不变A ．①③B ．①④C ．②③D ．②④5．如图所示，MN 为两个匀强磁场的分界面，两磁场的磁感应强度大小的关系为B 1＝2B 2，一带电荷量为＋q 、质量为m 的粒子从O 点垂直MN 进入B 1磁场，则经过多长时间它将向下再一次通过O 点（ ）A ．12qB m π B ．22qB m π C ．)(211B B q m +π D ．)(11B B q m +π 6．质谱仪的两大重要组成部分是加速电场和偏转磁场。
高二物理牛顿运动定律与电磁学综合试题答案及解析
高二物理牛顿运动定律与电磁学综合试题答案及解析1.质量为m的带电液滴，在电场强度为E，方向竖直向上的匀强电场中处于静止状态，试求：（1）该液滴的带电性质和所带的电荷量；（2）当场强方向保持不变，而大小突然减为原来的一半时，求液滴的加速度。
【答案】（1）带正电，且；（2）【解析】（1）液滴处于静止状态，所受电场力竖直向上，电场也竖直向上，所以应带正电荷，由平衡条件得：，得.（2）场强减半后，液滴竖直向下做加速直线运动，由牛顿第二定律，有：，得，方向竖直向下。
【考点】本题考查电场强度、牛顿第二定律、物体的平衡。
2.如下图所示，一个带负电的滑环套在水平且足够长的粗糙的绝缘杆上，整个装置处于方向如图所示的匀强磁场B中．现给滑环一个水平向右的瞬时速度，使其由静止开始运动，则滑环在杆上的运动情况可能是( )A．始终做匀速运动B．开始做减速运动，最后静止于杆上C．先做加速运动，最后做匀速运动D．先做减速运动，最后做匀速运动【答案】ABD【解析】当带负电的环进入磁场时竖直向上的洛伦兹力恰好等于自身的重力时，则环与杆没有相互作用力，所以没有摩擦力存在，因此环做匀速运动．故A正确；当带负电的环进入磁场时的竖直向上的洛伦兹力小于等于自身的重力时，则环与杆有相互作用力，所以有摩擦力存在，因此环在摩擦力作用下，做减速运动，直到停止．故B正确；当带负电的环进入磁场时竖直向上的洛伦兹力，其大小决定环是否受到摩擦力，所以环不可能加速运动．故C错误；当带负电的环进入磁场时竖直向上的洛伦兹力恰好大于自身的重力时，则环与杆有相互作用力，所以有摩擦力存在，因此环做减速运动，导致洛伦兹力大小减小，当其等于重力时，环开始做匀速直线运动．故D正确；【考点】带电粒子在混合场中的运动；洛伦兹力，3.（14分）如图，从阴极K发射的热电子，重力和初速均不计，通过加速电场后，沿图示虚线垂直射入匀强磁场区，磁场区域足够长，宽度为L＝2.5cm。
已知加速电压为U＝182V，磁感应强度B＝9.1×10-4T，电子的电量，电子质量。
高二物理电磁学题库及答案
高二物理电磁学题库及答案一、选择题1、下列关于电场强度的说法中，正确的是（）A 电场强度是描述电场强弱的物理量B 电场中某点的电场强度与试探电荷在该点所受的电场力成正比C 电场中某点的电场强度与试探电荷的电荷量成反比D 电场中某点的电场强度方向就是试探电荷在该点所受电场力的方向答案：A解析：电场强度是描述电场强弱和方向的物理量，A 选项正确；电场中某点的电场强度是由电场本身决定的，与试探电荷在该点所受的电场力以及试探电荷的电荷量均无关，B、C 选项错误；电场中某点的电场强度方向是正试探电荷在该点所受电场力的方向，D 选项错误。
2、真空中两个等量异种点电荷，电荷量数值均为 q，相距为 r，则两点电荷连线中点处的电场强度大小为（）A 0B ＼（k\frac{2q}｛r^2}＼）C ＼（k\frac{4q}｛r^2}＼）D ＼（k\frac{8q}｛r^2}＼）答案：D解析：根据库仑定律，两点电荷在连线中点处产生的电场强度大小相等，方向相同。
一个点电荷在中点处产生的电场强度大小为＼（E ＝ k\frac{q}｛（＼frac{r}｛2}）＾2} ＝ k\frac{4q}｛r^2}＼），则两个点电荷在中点处产生的电场强度大小为＼（2E ＝ k\frac{8q}｛r^2}＼）。
3、下列关于磁场的说法中，正确的是（）A 磁场是一种看不见、摸不着的特殊物质B 磁场只存在于磁极周围C 磁场对放入其中的磁极有力的作用D 磁场对放入其中的电流有力的作用答案：A解析：磁场是一种看不见、摸不着的特殊物质，A 选项正确；磁场存在于磁体和电流周围，B 选项错误；磁场对放入其中的磁极有力的作用，C 选项正确；磁场对放入其中的通电导体有力的作用，D 选项错误。
4、长为 L 的直导线中通有电流 I，在与其垂直的匀强磁场中受到的安培力大小为 F，则磁场的磁感应强度大小为（）A ＼（B ＝＼frac{F}｛IL}＼）B ＼（B ＼geq ＼frac{F}｛IL}＼）C ＼（B ＼leq ＼frac{F}｛IL}＼）D 以上都不对答案：B解析：当导线与磁场垂直时，磁感应强度＼（B ＝＼frac{F}｛IL}＼）；当导线与磁场不垂直时，磁感应强度＼（B ＼geq ＼frac{F}｛IL}＼）。
高二物理电磁学综合复习题
高二物理电磁学综合复习题(一)例题精选:1.质量为5×10-6kg 的带电粒子以2m/s 速度从水平放置的平行金属板A 、B 中央沿水平方向飞入板间，如图所示.已知板长L ＝10cm ，间距d ＝2cm ，当U AB 为1000V 时，带电粒子恰好沿 直线穿过板间，求（1）该粒子带什么电？电量为多少？ （2）当AB 间电压在什么范围内时，此带电粒子能从板间飞出。
（A 板电势高于B 板电势）2.PQ 为一根足够长的绝缘细直杆，处于竖直的平面内，与水平夹角为θ斜放，空间充满磁感应强度B 的匀强磁场，方向水平如图11所示。
一个质量为m ，带有负电荷的小球套在PQ 杆上，小球可沿杆滑动，球与杆之间的摩擦系数为μ（μ<tg θ），小球带电量为q 。
现将小球由静止开始释放，试求小球在沿杆下滑过程中：（1）小球最大加速度为多少？此时小球的速度是多少？（2）下滑过程中，小球可达到的最大速度为多大？3.如图所示，两平行光滑金属导轨宽d ，与电源连通，导轨平面与水平方向的夹角θ角，导轨上放置一质量为m 的金属棒MN 。
当导体棒中通有电流I 时，为使其能静止在导轨上，需在金属棒所在的空间加一匀强磁场。
（1）如果导体棒MN 静止在导轨上且对导轨无压力，则所加的匀强磁场的磁感强度大小和方向如何？（2）若要磁场的磁感应强度最小，所加磁场方向如何？ 磁感应强度最小值为多大？4..如右图所示，一束具有各种速率的带一个基本正电荷的两种铜离子，质量数分别为63和65，水平地经小孔S 进入有匀强电场和匀强磁场的区域。
电场E 方向向下，磁场B 的方向垂直纸面向里。
只有那些路径不发生偏折的离子才能通过另一小孔S '。
为了把从S '射出的两种铜离子分开，再让它们进入另一方向垂直纸面向外的匀强磁场B '中，使两种离子分别沿不同半径的圆形轨道运动，试分别求出两种离子的轨道半径。
题中各量的已知情况如下：E B =⨯=100100405./.伏米，特，B e '..==⨯-050161019特，基本电荷库，质量数为63的铜离子质量m 1276316610=⨯⨯-.千克，质量数为65的铜离子质量m 2276516610=⨯⨯-.千克。
高二物理电磁学综合试题.doc
高二物理电磁学综合试题第Ⅰ卷 选择题一. 选择题：（本题共10小题，每小题3分，共30分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，全对得3分，漏选得1分，错选、不选得0分）１、下列说法不符合．．．物理史事的是（ ） Ａ、赫兹首先发现电流能够产生磁场，证实了电和磁存在着相互联系 Ｂ、安培提出的分子电流假说，揭示了磁现象的电本质Ｃ、法拉第在前人的启发下，经过十年不懈的努力，终于发现电磁感应现象Ｄ、19世纪60年代，麦克斯韦建立了完整的电磁场理论，并预言了电磁波的存在２、图1中带箭头的直线是某电场中的一条电场线，在这条直线上有a 、b 两点，若用E a 、E b 表示a 、b 两点的场强大小，则（ ）Ａ、a 、b 两点的场强方向相同Ｂ、电场线是从ａ指向ｂ，所以有E a ＞E bＣ、若一负电荷从b 点逆电场线方向移到ａ点，则电场力对该电荷做负功 Ｄ、若此电场是由一负点电荷所产生的，则有E a ＜E b３、质量均为ｍ、带电量均为＋ｑ的Ａ、Ｂ小球，用等长的绝缘细线悬在天花板上的同一点，平衡后两线张角为２θ，如图２所示，若Ａ、Ｂ小球可视为点电荷，则Ａ小球所在处的场强大小等于（ ）Ａ、mgsin θ/q Ｂ、mgcos θ/qＣ、mgtg θ/q Ｄ、mgctg θ/q４、如图３所示为某一LC 振荡电路在某时刻的振荡情况，则由此可知，此刻（ ）Ａ、电容器正在充电 Ｂ、线圈中的磁场能正在增加 Ｃ、线圈中的电流正在增加Ｄ、线圈中自感电动势正在阻碍电流增大（ ）A 、它的频率是50H ZＢ、电压的有效值为311VＣ、电压的周期是 0 02sＤ、电压的瞬时表达式是u =311 sin314t v6、将输入电压为220V 、输出电压为6V 的理想变压器改绕成输出电压为24V 的变压器，若原线圈匝数保持不变，副线圈原有30匝，则副线圈应增加的匝数为（ ） A 、90匝 B 、120匝 C 、144匝 D 、150匝7、如图5所示，闭合电键S 并调节滑动变阻器滑片P 的位置，使A 、B 、C 三灯亮度相同，若继续将滑片P 向下移动，则（ ） A 、A 灯变亮 B 、B 灯变亮C 、A 灯最亮D 、C 灯最亮8、如图6所示，开关S 闭合后对软铁棒A 、B 、C 的说法正确的是（ ）A 、软铁棒A 不会被磁化B 、软铁棒A 被磁化后右端是N 极C 、软铁棒B 被磁化后右端是N 极D 、软铁棒C 被磁化后右端是S 极9、如图7所示，导线框abcd 与直导线AB 在同一平面内，直导线AB 中通有恒定的电流I ，当线框由左向右匀速通过直导线的过程中，线框中的感应电流的方向是（ ）A 、先是abcda 再dcbad 后abcdaB 、先是abcda 再dcbadC 、始终是dcbadD 、先是dcbad 再abcda 后dcbad10、超导是当今高科技的热点之一，并对磁体有排斥作用。
高二物理电磁学试题
高二物理电磁学试题1.把长L=0.25m的导体棒置于磁感应强度B=1.0×10﹣2T的匀强磁场中，使导体棒和磁强方向垂直，如图所示．若导体棒的电流I=2.0A，方向向右，求导体棒受到的安培力大小和方向．【答案】导体棒受到的安培力大小为5×10﹣3；安培力的方向向上．【解析】解：长L=0.25m的导体棒垂直置于磁感应强度B=1.0×10﹣2T的匀强磁强中，则导体棒受到的安培力大小为F=BIL=1.0×10﹣2×2×0.25N=5×10﹣3N由左手定则可得：安培力方向竖直向上．答：导体棒受到的安培力大小为5×10﹣3；安培力的方向向上．【考点】安培力；左手定则．【分析】通电导线在磁场中的受到安培力作用，由公式F=BIL求出安培力大小，由左手定则来确定安培力的方向．【点评】学会区分左手定则与右手定则，前者是判定安培力的方向，而后者是判定感应电流的方向．2.半径为R，均匀带正电荷的球体在空间产生球对称的电场；场强大小沿半径分布如图所示，图已知，E﹣r曲线下O﹣R部分的面积等于R﹣2R部分的面积．中E（1）写出E﹣r曲线下面积的单位；（2）己知带电球在r≥R处的场强E=，式中k为静电力常量，该均匀带电球所带的电荷量Q为多大？（3）求球心与球表面间的电势差△U；（4）质量为m，电荷量为q的负电荷在球面处需具有多大的速度可以刚好运动到2R处？【答案】（1）E﹣r曲线下面积的单位为V（2）该均匀带电球所带的电荷量Q为．（3）球心与球表面间的电势差为．（4）质量为m，电荷量为q的负电荷在球面处需具有的速度可以刚好运动到2R处．【解析】解：（1）E﹣r曲线下面积表示电势差，则单位为V．，有，解得Q=．（2）根据R处的场强为E（3）E﹣r曲线下围成的面积表示电势差，则球心与球表面间的电势差△U=．（4）E﹣r曲线下O﹣R部分的面积等于R﹣2R部分的面积，知表面与2R处的电势差大小为根据动能定理得，解得．答：（1）E﹣r曲线下面积的单位为V（2）该均匀带电球所带的电荷量Q为．（3）球心与球表面间的电势差为．（4）质量为m，电荷量为q的负电荷在球面处需具有的速度可以刚好运动到2R处．【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系；电场强度．专题：压轴题；电场力与电势的性质专题．分析：（1）E﹣r曲线下面积是E对r的积分形式，对应的是电势差；（2）通过R处的场强，根据点电荷的场强公式求出均匀带电体所带的电荷量．（3）通过图线围成的面积求出球心与球表面积的电势差．（4）根据动能定理求出负电荷的初速度大小．点评：解决本题的关键知道E﹣r围成的面积表示的含义，可以类比于速度时间图线围成的面积表示位移进行分析．3.将阻值为R1=1Ω、R2=2Ω、R3=3Ω三个电阻并联在电路中，通过R1、R2、R3的电流分别为I1、I 2、I3，则I1：I2：I3等于（）A．1：2：3B．3：2：1C．6：3：2D．2：3：6【答案】C【解析】解：将三个电阻并联在电路中，则电阻两端的电压相等，根据欧姆定律得：I 1：I2：I3==6：3：2，故C正确．故选：C【考点】闭合电路的欧姆定律；欧姆定律．【专题】定性思想；推理法；恒定电流专题．【分析】并联电路电压相等，根据欧姆定律求解电流关系即可．【点评】本题主要考查了欧姆定律得直接应用以及并联电路的特点，知道并联电路电压相等，难度不大，属于基础题．4.关于电子伏（eV），下列说法中正确的是（）A．电子伏是电势的单位B．电子伏是电场强度的单位C．电子伏是能量的单位D．1J =1.60×1019 eV【答案】C【解析】电子伏特是能量的单位，代表一个电子电压改变（增加或减少）单位伏特时其能量的改变量；故AB错误， C正确；1eV=1.60×10-19J，故D错误。
高二物理电磁学试题答案及解析
高二物理电磁学试题答案及解析1.如图所示，理想变压器的原副线圈匝数比n1∶n2=2∶1，原线圈输入端接正弦交流电，副线圈接一电动机，其电阻为R，电流表的读数为I，电动机带动一质量为m的重物以速度v匀速上升，若电动机因摩擦造成的能量损失不计，则图中电压表的读数应为（）A．B．C．D．【答案】A【解析】根据原副线圈电流与匝数成反比得，，所以，根据原副线圈电压与匝数成正比得，，，所以电压表的读数U=故选A2.2008年我国南方遭到了特大冰雪灾害，高压供电线路损坏严重。
在维修重建过程中，除了增加铁塔的个数和铁塔的抗拉强度外，还要考虑尽量减小线路上电能损耗，既不减少输电动率，也不增加导线质量，对部分线路减少电能损耗采取的有效措施是（）A．提高这部分线路的供电电压，减小导线中电流B．在这部分线路两端换用更大匝数比的升压和降压变压器C．在这部分线路上换用更优质的导线，减小导线的电阻率D．多增加几根电线进行分流【答案】ABC【解析】高压输电，电路中电流变小，则损失的电能减小，A正确；换用更大匝数比的升压和降压变压器，仍为提高输电线的电压，B正确；当电路中电阻减小时，由，C正确；多增加几根电线进行分流，既不能减小损失的能量，同时还增加材料等，不现实，D错误。
3.如图所示，在第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场(磁场足够大)，一对正、负电子分别以相同速度沿与x轴成30°角的方向从原点垂直磁场射入，则负电子与正电子在磁场中运动时间之比为(不计正、负电子间的相互作用力) ( )．A．1∶B．2∶1C．∶1D．1∶2【答案】D【解析】正电子进入磁场后，在洛伦兹力作用下向上偏转，而负电子在洛伦兹力作用下向下偏转．由，知两个电子的周期相等．正电子从y轴上射出磁场时，根据几何知识得知，速度与y轴的夹角为60°，则正电子速度的偏向角为θ1=120°，其轨迹对应的圆心角也为120°，则正电子在磁场中运动时间为；同理，知负电子以30°入射，从x轴离开磁场时，速度方向与x轴的夹角为30°，则轨迹对应的圆心角为60°，负电子在磁场中运动时间为．所以负电子与正电子在磁场中运动时间之比为t2：t1=1：2．故选D.【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动.4.如图所示，a、b为两等量异号点电荷，cd为ab连线的中垂线。
高二物理电磁感应综合典型例题
【例 1】电阻为 R 的矩形线框abcd，边长ab=L， ad=h，质量为m，自某一高度自由落下，经过一匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁场地区的宽度为h，如图所示，若线框恰巧以恒定速度经过磁场，线框中产生的焦耳热是_______ ．（不考虑空气阻力）【剖析】线框经过磁场的过程中，动能不变。
依据能的转变和守恒，重力对线框所做的功所有转变为线框中感觉电流的电能，最后又所有转变为焦耳热．所以，线框经过磁场过程中产生的焦耳热为Q=WG=mg—2h=2mgh．【解答】 2mgh。
【说明】此题也能够直接从焦耳热公式Q=I2Rt 进行计算：设线框以恒定速度v 经过磁场，运动时间从线框的 cd 边进入磁场到 ab 边走开磁场的过程中，因切割磁感线产生的感觉电流的大小为cd 边进入磁场时的电流从 d 到 c，cd 边走开磁场后的电流方向从 a 到 b．整个着落过程中磁场对感觉电流产生的安培力方向一直向上，大小恒为据匀速着落的条件，有因线框经过磁场的时间，也就是线框中产生电流的时间，所以据焦耳定律，联立（ l ）、（ 2）、（ 3）三式，即得线框中产生的焦耳热为Q=2mgh．两种解法对比较，因为用能的转变和守恒的看法，只要从全过程考虑，不需波及电流的产生等过程，计算更加简捷．【例 2】一个质量、长，宽、电阻 R=0.1 Ω的矩形线圈，从离匀强磁场上面沿高h1=5m处由静止自由着落．进入磁场后，因为遇到磁场力的作用，线圈恰能做匀速运动（设整个运动过程中线框保持平动），测得线圈下面经过磁场的时间△t=0.15s ，取 g=10m/s 2，求：（1）匀强磁场的磁感强度 B；（2）磁场地区的高度 h2；（3）经过磁场过程中线框中产生的热量，并说明其转变过程．【剖析】线圈进入磁场后遇到向上的磁场力，恰作匀速运动时必知足条件：磁场力 =重力．由此可算出 B 并由运动学公式可算出 h2。
因为经过磁场时动能不变，线圈重力势能的减少完整转变为电能，最后以焦耳热形式放出．【解答】线圈自由着落将进入磁场时的速度（l ）线圈的下面进入磁场后切割磁感线产生感觉电流，其方向从左至右，使线圈遇到向上的磁场力．匀速运动时应知足条件（ 2）从线圈的下面进入磁场起至整个线圈进入磁场做匀速运动的时间此后线圈改做a=g 的匀加快运动，历时所对应的位移所以磁场地区的高度（3）因为仅当线圈的下面在磁场中、线圈做匀速运动过程时线圈内才有感觉电流，此时线圈的动能不变，由线圈着落过程中重力势能的减少转变为电能，最后以焦耳热的形式开释出来，所以线圈中产生的热量【说明】这是力、热、电磁综合题，解题过程要剖析清楚每个物理过程及该过程恪守的物理规律，列方程求解。
高二物理之电磁感应综合题练习(附答案)
电磁感应三十道新题(附答案)一．解答题（共30小题）1．如图所示，MN和PQ是平行、光滑、间距L=0.1m、足够长且不计电阻的两根竖直固定金属杆，其最上端通过电阻R相连接，R=0.5Ω．R两端通过导线与平行板电容器连接，电容器上下两板距离d=lm．在R下方一定距离有方向相反、无缝对接的两个沿水平方向的匀强磁场区域I和Ⅱ，磁感应强度均为B=2T，其中区域I的高度差h1=3m，区域Ⅱ的高度差h2=lm．现将一阻值r=0.5Ω、长l=0．lm的金属棒a紧贴MN和PQ，从距离区域I上边缘h=5m处由静止释放；a进入区域I后即刻做匀速直线运动，在a进入区域I的同时，从紧贴电容器下板中心处由静止释放一带正电微粒A．微粒的比荷=20C/kg，重力加速度g=10m/s2．求（1）金属棒a的质量M；（2）在a穿越磁场的整个过程中，微粒发生的位移大小x；（不考虑电容器充、放电对电路的影响及充、放电时间）2．如图（甲）所示，MN、PQ为水平放置的足够长的平行光滑导轨，导轨间距L为0.5m，导轨左端连接一个阻值为2Ω的定值电阻R，将一根质量为0.2kg的金属棒cd垂直放置在导轨上，且与导轨接触良好，金属棒cd的电阻r=2Ω，导轨电阻不计，整个装置处于垂直导轨平面向下的匀强磁场中，磁感应强度B=2T．若棒以1m/s的初速度向右运动，同时对棒施加水平向右的拉力F作用，并保持拉力的功率恒为4W，从此时开始计时，经过2s金属棒的速度稳定不变，图（乙）为安培力与时间的关系图象．试求：（1）金属棒的最大速度；（2）金属棒的速度为3m/s时的加速度；（3）求从开始计时起2s内电阻R上产生的电热．3．如图（甲）所示的轮轴，它可以绕垂直于纸面的光滑固定水平轴O转动．轮上绕有轻质柔软细线，线的一端系一重物，另一端系一质量为m的金属杆．在竖直平面内有间距为L的足够长的平行金属导轨PQ、EF，在QF之间连接有阻值为R的电阻，其余电阻不计，磁感应强度为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，将质量为M的重物由静止释放，重物最终能匀速下降．运动过程中金属杆始终与导轨垂直且接触良好，忽略所有摩擦．（1）重物匀速下降的速度ν的大小是多少？（2）对一定的磁感应强度B，重物的质量M取不同的值，测出相应的重物做匀速运动时的速度，可得出v﹣M 实验图线．图（乙）中画出了磁感应强度分别为B1和B2时的两条实验图线，试根据实验结果计算B1和B2的比值．（3）若M从静止到匀速的过程中下降的高度为h，求这一过程中R上产生的焦耳热．4．如图，电阻不计且足够长的U型金属框架放置在倾角θ=37°的绝缘斜面上，该装置处于垂直斜面向下的匀强磁场中，磁感应强度大小B=0.5T．质量m=0.1kg、电阻R=0.4Ω的导体棒ab垂直放在框架上，从静止开始沿框架无摩擦下滑，与框架接触良好．框架的质量M=0.2kg、宽度l=0.4m，框架与斜面间的动摩擦因数μ=0.6，与斜面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．（1）若框架固定，求导体棒的最大速度v m；（2）若框架固定，棒从静止开始下滑5.75m时速度v=5m/s，求此过程回路中产生的热量Q及流过ab棒的电量q；（3）若框架不固定，求当框架刚开始运动时棒的速度v1．5．如图所示，竖直平面被分为足够长的I、II两个区域，这两个区域有垂直于竖直平面向里的匀强磁场，磁感应强度均为B．I区固定有竖直放置的平行金属薄板K、K′，极板间距离为d．II区用绝缘装置竖直固定两根电阻可忽略的金属导轨，导轨间距离为l，且接有阻值为R的电阻，导轨与金属板用导线相连．电阻为r、长为l的导体棒与导轨接触良好，在外力作用下沿导轨匀速向上运动．一电荷量为q、质量为m的带负电的小球从靠近金属板K的A处射入I区，射入时速度在竖直平面内且与K板夹角为45°，在板间恰能做直线运动．（重力加速度为g）（1）求导体棒运动的速度v1；（2）若只撤去I区磁场，其它条件不变，要使小球刚好到达K′板上正对A的位置A′，极板间距离d应满足什么条件？6．如图所示，两根水平的金属光滑平行导轨，其末端连接等高光滑的圆弧，其轨道半径为r、圆弧段在图中的cd和ab之间，导轨的间距为L，轨道的电阻不计．在轨道的顶端接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B．现有一根长度稍大于L、电阻不计，质量为m的金属棒，从轨道的水平位置ef开始在拉力作用下，从静止匀加速运动到cd的时间为t0，调节拉力使金属棒接着沿圆弧做匀速圆周运动至ab处，已知金属棒在ef和cd之间运动时的拉力随时间图象如图（其中图象中的F0、t0为已知量），求：（1）金属棒做匀加速的加速度；（2）金属棒从cd沿圆弧做匀速圆周运动至ab的过程中，拉力做的功．7．如图所示，水平面上两平行光滑金属导轨间距为L，左端用导线连接阻值为R的电阻．在间距为d的虚线MN、PQ之间，存在方向垂直导轨平面向下的磁场，磁感应强度大小只随着与MN的距离变化而变化．质量为m、电阻为r的导体棒ab垂直导轨放置，在大小为F的水平恒力作用下由静止开始向右运动，到达虚线MN时的速度为v0．此后恰能以加速度a在磁场中做匀加速运动．导轨电阻不计，始终与导体棒电接触良好．求：（1）导体棒开始运动的位置到MN的距离x；（2）磁场左边缘MN处的磁感应强度大小B；（3）导体棒通过磁场区域过程中，电阻R上产生的焦耳热Q R．8．如图所示，MN、PQ为竖直放置的两根足够长平行光滑导轨，相距为d=0.5m，M、P之间连一个R=1.5Ω的电阻，导轨间有一根质量为m=0.2kg，电阻为r=0.5Ω的导体棒EF，导体棒EF可以沿着导轨自由滑动，滑动过程中始终保持水平且跟两根导轨接触良好．整个装置的下半部分处于水平方向且与导轨平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B=2T．取重力加速度g=10m/s2，导轨电阻不计．（1）若导体棒EF从磁场上方某处沿导轨下滑，进入匀强磁场时速度为v=2m/s，a．求此时通过电阻R的电流大小和方向；b．求此时导体棒EF的加速度大小；（2）若导体棒EF从磁场上方某处由静止沿导轨自由下滑，进入匀强磁场后恰好做匀速直线运动，求导体棒EF开始下滑时离磁场的距离．9．如图甲所示，一对光滑的平行导轨（电阻不计）固定在同一水平面，导轨足够长且间距L=0.5m，左端接有阻值为R=4Ω的电阻，一质量为m=1kg长度也为L的金属棒MN放置在导轨上，金属棒MN的电阻r=1Ω，整个装置置于方向竖直向上的匀强磁场中，金属棒在水平向右的外力F的作用下由静止开始运动，拉力F与金属棒的速率的倒数关系如图乙．求：（1）v=5m/s时拉力的功率；（2）匀强磁场的磁感应强度；（3）若经过时间t=4s金属棒达到最大速度，则在这段时间内电阻R产生的热量为多大？10．如图所示，光滑的长直金属导轨MN，PQ平行固定在同一水平面上，在虚线ab的右侧有垂直于导轨竖直向下的匀强磁场，导轨的间距为L=0.1m，导轨的电阻不计，M，P端接有一阻值为R=0.1Ω的电阻，一质量为m=0.1kg、电阻不计的金属棒EF放置在虚线ab的左侧，现用F=0.5N的水平向右的恒力从静止开始拉金属棒，运动过程中金属棒始终与导轨垂直且接触良好，经过t=2s金属棒进入磁场区域，求：（1）若匀强磁场感应强度大小为B=0.5T，则金属棒刚进入磁场时通过R的电流大小及方向．（2）若水平恒力的最大功率为10W，则磁感应强度应为多大．11．如图甲所示，两根相距L，电阻不计的平行光滑金属导轨水平放置，一端与阻值为R的电阻相连．导轨间x＞0一侧存在沿x方向均匀变化且与导轨平面垂直的磁场，磁感应强度B随x变化如图乙所示．一根质量为m、电阻为r的金属棒置于导轨上，并与导轨垂直．棒在外力作用下从x=0处以速度v0向右做匀速运动．求：（1）金属棒运动到x=x0处时，回路中的感应电流；（2）金属棒从x=0运动到x=x0的过程中，通过R的电荷量．12．（1）如图1所以，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于纸面，在纸面内有一条以O点为圆心、半径为L圆弧形金属导轨，长也为L的导体棒OA可绕O点自由转动，导体棒的另一端与金属导轨良好接触，并通过导线与电阻R构成闭合电路．当导体棒以角速度ω匀速转动时，试根据法拉第电磁感应定律E=，证明导体棒产生的感应电动势为E=BωL2．（2）某同学看到有些玩具车在前进时车轮上能发光，受此启发，他设计了一种带有闪烁灯的自行车后轮，可以增强夜间骑车的安全性．图1所示为自行车后车轮，其金属轮轴半径可以忽略，金属车轮半径r=0.4m，其间由绝缘辐条连接（绝缘辐条未画出）．车轮与轮轴之间均匀地连接有4根金属条，每根金属条中间都串接一个LED灯，灯可视为纯电阻，每个灯的阻值为R=0.3Ω并保持不变．车轮边的车架上固定有磁铁，在车轮与轮轴之间形成了磁感应强度B=0.5T，方向垂直于纸面向外的扇形匀强磁场区域，扇形对应的圆心角θ=30°．自行车匀速前进的速度为v=8m/s（等于车轮边缘相对轴的线速度）．不计其它电阻和车轮厚度，并忽略磁场边缘效应．①在图1所示装置中，当其中一根金属条ab进入磁场时，指出ab上感应电流的方向，并求ab中感应电流的大小；②若自行车以速度为v=8m/s匀速前进时，车轮受到的总摩擦阻力为2.0N，则后车轮转动一周，动力所做的功为多少？（忽略空气阻力，π≈3.0）13．如图所示，无限长金属导轨EF、PQ固定在倾角为θ=53°的光滑绝缘斜面上，轨道间距L=1m，底部接入一阻值为R=0.4Ω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．一质量为m=0.5kg的金属棒ab与导轨接触良好，ab与导轨间动摩擦因数μ=0.2，ab连入导轨间的电阻r=0.1Ω，电路中其余电阻不计．现用一质量为M=2.86kg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M，当M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，并接触良好）．不计空气阻力，sin53°=0.8，cos53°=0.6，取g=10m/s2．求：（1）ab棒沿斜面向上运动的最大速度v m；（2）ab棒从开始运动到匀速运动的这段时间内电阻R上产生的焦耳热Q R和流过电阻R的总电荷量q．14．如图甲所示，在磁感应强度为B的水平匀强磁场中，有两根竖直放置相距为L平行光滑的金属导轨，顶端用一阻直为尺的电阻相连，两导轨所在的竖直平面与磁场方向垂直．一根质量为m的金属棒从静止开始沿导轨竖直向下运动，当金属棒下落龙时，速度达到最大，整个过程中金属棒与导轨保持垂直且接触良好．重力加速度为g，导轨与金属棒的电阻可忽略不计，设导轨足够长．求：（l）通过电阻R的最大电流；（2）从开始到速度最大过程中，金属棒克服安培力做的功W A；（3）若用电容为C的平行板电容器代替电阻R，如图乙所示，仍将金属棒从静止释放，经历时间t的瞬时速度v1．15．如图所示，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上的匀强磁场中，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？（2）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，则此过程中金属杆ab的位移多大？（3）接（2）问，此过程中流过电阻R的电量？经历的时间？16．如图所示，在倾角为θ的斜面上固定两条间距为l的光滑导轨MN、PQ，导轨电阻不计，并且处于垂直斜面向上的匀强磁场中．在导轨上放置一质量为m、电阻为R的金属棒ab，并对其施加一平行斜面向上的恒定的作用力，使其匀加速向上运动．某时刻在导轨上再静止放置质量为2m，电阻为2R的金属棒cd，恰好能在导轨上保持静止，且金属棒ab同时由加速运动变为匀速运动，速度为v．求：（1）匀强磁场的磁感应强度B的大小；（2）平行斜面向上的恒定作用力F的大小及金属棒ab做加速运动时的加速度大小．17．如图所示，表面绝缘、倾角θ=37°的粗糙斜面固定在水平地面上，斜面的顶端固定有弹性挡板，挡板垂直于斜面，并与斜面底边平行．斜面所在空间有一宽度L=0.4m的匀强磁场区域，其边界与斜面底边平行，磁场方向垂直斜面向上，磁场上边界到挡板的距离s=m，一个质量m=0.2kg、总电阻R=2.5Ω的单匝正方形闭合金属框abcd，其边长L=0.4m，放在斜面的底端，其中ab边与斜面底边重合．线框在垂直cd边沿斜面向上大小恒定的拉力F作用下，从静止开始运动，经t=0.5s线框的cd边到达磁场的下边界，此时线框的速度v1=3m/s，此后线框匀速通过磁场区域，当线框ab的边离开磁场区域时撤去拉力，线框继续向上运动，并与挡板发生碰撞，碰后线框等速反弹．已知线框在整个运动过程中始终未脱离斜面，且保持ab边与斜面底边平行，线框与斜面之间的动摩擦因数μ=，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8求：（1）线框受到的恒定拉力F的大小；（2）匀强磁场的磁感应强度B的大小；（3）若线框向下运动过程中最后静止在磁场中的某位置，求线框在斜面上运动的整个过程中产生的焦耳热Q．18．如图所示，质量为M=2kg的足够长的U型金属框架abcd，放在光滑绝缘水平面上，导轨ab边宽度L=1m．电阻不计的导体棒PQ，质量m=1kg，平行于ab边放置在导轨上，并始终与导轨接触良好，棒与导轨间动摩擦因数μ=0.5，棒左右两侧各有两个固定于水平面上的光滑立柱．开始时PQ左侧导轨的总电阻R=1Ω，右侧导轨单位长度的电阻为r0=0.5Ω/m．以ef为界，分为左右两个区域，最初aefb构成一正方形，g取10m/s2．（1）如果从t=0时，在ef左侧施加B=kt（k=2T/s），竖直向上均匀增大的匀强磁场，如图甲所示，多久后金属框架会发生移动（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）．（2）如果ef左右两侧同时存在B=1T的匀强磁场，方向分别为竖直向上和水平向左，如图乙所示．从t=0时，对框架施加一垂直ab边的水平向左拉力，使框架以a=0.5m/s2向左匀加速运动，求t=2s时拉力F多大（3）在第（2）问过程中，整个回路产生的焦耳热为Q=0.6J，求拉力在这一过程中做的功．19．如图所示，U型金属框架质量m2=0.2kg，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数μ=0.2，MM′、NN′相互平行且相距0.4m，电阻不计，且足够长，MN段垂直于MM′，电阻R2=0.1Ω．光滑导体棒ab垂直横放在U型金属框架上，其质量m1=0.1kg、电阻R1=0.3Ω、长度l=0.4m．整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.5T．现垂直于ab棒施加F=2N的水平恒力，使ab棒从静止开始运动，且始终与MM′、NN′保持良好接触，当ab棒运动到某处时，框架开始运动．设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2．（1）求框架刚开始运动时ab棒速度v的大小；（2）从ab棒开始运动到框架刚开始运动的过程中，MN上产生的热量Q=0.1J．求该过程ab棒位移x的大小．20．如图所示，两根半径为r光滑的圆弧轨道间距为L，电阻不计，在其上端连有一阻值为R0的电阻，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B．现有一根长度稍大于L、质量为m、电阻为R的金属棒从轨道的顶端PQ处开始下滑，到达轨道底端MN时对轨道的压力为2mg，求：（1）棒到达最低点时电阻R0两端的电压；（2）棒下滑过程中R0产生的焦耳热；（3）棒下滑过程中通过R0的电量．21．如图所示，足够长的光滑U形导体框架的宽度L=0.40m，电阻忽略不计，其所在平面与水平面所成的角α=37°，磁感应强度B=1.0T的匀强磁场方向垂直于框平面．一根质量为m=0.20kg、有效电阻R=1.0Ω的导体棒MN垂直跨放在U形框架上，导体棒从静止开始沿框架下滑到刚开始匀速运动时，通过导体棒截面电量共为Q=2.0C．（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2）求：（1）导体棒的最大加速度和最大电流强度的大小和方向？（2）导体棒在0.2s内在框架所夹部分可能扫过的最大面积？（3 ）导体棒从开始下滑到刚开始匀速运动这一过程中，导体棒的有效电阻消耗的电功？22．如图所示，倾角为α的光滑固定斜面，斜面上相隔为d的平行虚线MN与PQ间有大小为B的匀强磁场，方向垂直斜面向下．一质量为m，电阻为R，边长为L的正方形单匝纯电阻金属线圈，线圈在沿斜面向上的恒力作用下，以速度v匀速进入磁场，线圈ab边刚进入磁场和cd边刚要离开磁场时，ab边两端的电压相等．已知磁场的宽度d大于线圈的边长L，重力加速度为g．求（1）线圈进入磁场的过程中，通过ab边的电量q；（2）恒力F的大小；（3）线圈通过磁场的过程中，ab边产生的热量Q．23．如图所示，由粗细均匀、同种金属导线构成的正方形线框abcd放在光滑的水平桌面上，线框边长为L，其中ab段的电阻为R．在宽度也为L的区域内存在着磁感应强度为B的匀强磁场，磁场的方向竖直向下．线框在水平拉力的作用下以恒定的速度v通过匀强磁场区域，线框始终与磁场方向垂直且无转动．求：（1）在线框的cd边刚进入磁场时，bc边两端的电压U bc；（2）为维持线框匀速运动，水平拉力的大小F；（3）在线框通过磁场的整个过程中，bc边金属导线上产生的热量Q bc．24．如图甲所示，两条不光滑平行金属导轨倾斜固定放置，倾角θ=37°，间距d=1m，电阻r=2Ω的金属杆与导轨垂直连接，导轨下端接灯泡L，规格为“4V，4W”，在导轨内有宽为l、长为d的矩形区域abcd，矩形区域内有垂直导轨平面均匀分布的磁场，各点的磁感应强度B大小始终相等，B随时间t变化如图乙所示．在t=0时，金属杆从PQ位置静止释放，向下运动直到cd位置的过程中，灯泡一直处于正常发光状态．不计两导轨电阻，sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g=10m/s2．求：（1）金属杆的质量m；（2）0～3s内金属杆损失的机械能△E．25．如图甲所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，两导轨间距L=0.30m．导轨电阻忽略不计，其间接有固定电阻R=0.40Ω．导轨上停放一质量为m=0.10kg、电阻r=30Ω的金属杆ab，整个装置处于磁感应强度B=0.50T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下．利用一外力F沿水平方向拉金属杆ab，使之由静止开始做匀加速直线运动，电压传感器可将R两端的电压U即时采集并输入电脑，并获得U随时间t的关系如图乙所示．求：（1）金属杆加速度的大小；（2）第2s末外力的瞬时功率．26．如图所示，平行光滑金属导轨OD、AC固定在水平的xoy直角坐标系内，OD与x轴重合，间距L=0.5m．在AD间接一R=20Ω的电阻，将阻值为r=50Ω、质量为2kg的导体棒横放在导轨上，且与y轴重合，导轨所在区域有方向竖直向下的磁场，磁感应强度B随横坐标x的变化关系为B=T．现用沿x轴正向的水平力拉导体棒，使其沿x轴正向以2m/s2的加速度做匀加速直线运动，不计导轨电阻，求：（1）t时刻电阻R两端的电压；（2）拉力随时间的变化关系．27．如图所示，两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L导轨平面与水平面夹角为a导轨电阻不计．磁感应强度为B的匀强磁场垂直导轨平面斜向上，长为L的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，金属棒的质量为m 电阻为R．两金属导轨的上端连接右侧电路，电路中R2为一电阻箱，已知灯泡的电阻R L=4R，定值电阻R1=2R，调节电阻箱使R2=12R，重力加速度为g，闭合开关S，现将金属棒由静止释放，求：（1）金属棒下滑的最大速度v m的大小；（2）当金属棒下滑距离为so时速度恰好达到最大，则金属棒由静止开始下滑2so的过程中，整个电路产生的电热．28．如图所示，两根竖直固定的足够长的金属导轨ab和cd相距L=0.2m，另外两根水平金属杆MN和PQ的质量均为m=10kg，可沿导轨无摩擦地滑动，MN杆和PQ杆的电阻均为R=0.2Ω（竖直金属导轨电阻不计），PQ杆放置在水平绝缘平台上，整个装置处于垂直导轨平面向里的磁场中，g取10m/s2（1）若将PQ杆固定，让MN杆在竖直向上的恒定拉力F=0.18N的作用下由静止开始向上运动，磁感应强度B o=1.0T，杆MN的最大速度为多少？（2）若将MN杆固定，MN和PQ的间距为d=0.4m，现使磁感应强度从零开始以=0.5T/s的变化率均匀地增大，经过多长时间，杆PQ对地面的压力为零？29．如图所示，有一足够长的光滑平行金属导轨，电阻不计，间距L=0.5m，导轨沿与水平方向成θ=30°倾斜放置，底部连接有一个阻值为R=3Ω的电阻．现将一根长也为L=0.5m质量为m=0.2kg、电阻r=2Ω的均匀金属棒，自轨道顶部静止释放后沿轨道自由滑下，下滑中均保持与轨道垂直并接触良好，经一段距离后进入一垂直轨道平面的匀强磁场中，如图所示．磁场上部有边界OP，下部无边界，磁感应强度B=2T．金属棒进入磁场后又运动了一段距离便开始做匀速直线运动，在做匀速直线运动之前这段时间内，金属棒上产生了Q r=2.4J的热量，且通过电阻R上的电荷量为q=0.6C，取g=10m/s2．求：（1）金属棒匀速运动时的速v0；（2）金属棒进入磁场后，当速度v=6m/s时，其加速度a的大小及方向；（3）磁场的上部边界OP距导轨顶部的距离S．30．如图所示，光滑水平轨道MN、PQ和光滑倾斜轨道NF、在、N点连接，倾斜轨道倾角为θ，轨道间距均为L．水平轨道间连接着阻值为R的电阻，质量分别为M、m，电阻分别为R、r的导体棒a、b分别放在两组轨道上，导体棒均与轨道垂直，a导体棒与水平放置的轻质弹簧通过绝缘装置连接，弹簧另一端固定在竖直墙壁上．水平轨道所在的空间区域存在竖直向上的匀强磁场，倾斜轨道空间区域存在垂直轨道平面向上的匀强磁场，该磁场区域仅分布在QN和EF所间的区域内，QN、EF距离为d，两个区域内的磁感应强度分别为B1、B2，以QN为分界线且互不影响．现在用一外力F将导体棒a向右拉至某一位置处，然后把导体棒b从紧靠分界线QN处由静止释放，导体棒b在出磁场边界EF前已达最大速度．当导体棒b在磁场中运动达稳定状态，撤去作用在a棒上的外力后发现a棒仍能静止一段时间，然后又来回运动并最终停下来．求：（1）导体棒b在倾斜轨道上的最大速度（2）撤去外力后，弹簧弹力的最大值（3）如果两个区域内的磁感应强度B1=B2且导体棒电阻R=r，从b棒开始运动到a棒最终静止的整个过程中，电阻R上产生的热量为Q，求弹簧最初的弹性势能．参考答案与试题解析一．解答题（共30小题）导体切割磁感线时的感应电动势；电磁感应中的能量转化．1．考点：专题：电磁感应——功能问题．分析：（1）根据平衡条件列方程求金属棒的质量；（2）根据欧姆定律求出两板间的电压，进而得到场强，根据牛顿第二定律和运动学公式求微粒发生的位移大小．解答：解：（1）a下滑h的过程中，由运动学规律有：v2=2gh代入数据解得：v=10m/sa进入磁场Ⅰ后，由平衡条件有：BIL=Mg感应电动势为：E=BLv=2V感应电流为：I==2A解得：M=0.04kg（2）因磁场I、Ⅱ的磁感应强度大小相同，故a在磁场Ⅱ中也做匀速运动，a匀速穿过磁场中的整个过程中，电容器两板间的电压为：U==1V场强为：E′==1V/ma穿越磁场I的过程中经历时间为：t1==0.3s此过程下板电势高，加速度为：a1==10m/s2，方向竖直向上末速度为：v1=a1t1=3m/s向上位移为：x1=a1t12=0.45ma穿越磁场Ⅱ的过程中经历时间为：t2==0.1s此过程中上板电势高，加速度为：a2==30m/s2，方向竖直向下末速度v2=v1﹣a2t2=0，故微粒运动方向始终未变向上位移为：x2=v1t2﹣a2t22=0.15m得：x=x1+x2=0.45+0.15=0.60m答：（1）金属棒a的质量M为0.04kg；（2）在a穿越磁场的整个过程中，微粒发生的位移大小x为0.6m．点评：本题是电磁感应与电路、力学知识的综合，与电路联系的关键点是感应电动势，与力学联系的关键点是静电力．2．导体切割磁感线时的感应电动势；牛顿第二定律；电磁感应中的能量转化．考点：专电磁感应——功能问题．题：。
高二物理试题-电磁学
2023-2024学年度下学期高二物理阶段性测试（1）考试时长：75分钟试卷满分：100分一、选择题:本题共10小题，每小题4分，共40分。
在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求。
全部选对的得4分，选对但不1．下列关于电磁波的说法正确的是（）A ．根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围也一定产生变化的电场B ．在LC 振荡电路中，电容器极板上的电荷量最大时电路中的电流最小C ．在真空中无线电波、红外线、可见光、紫外线的波长依次变短，速度依次变小D ．在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫作调谐2．利用油膜法可粗略地测定分子的大小和阿伏加德罗常数。
若已知n 滴油酸的总体积为V ，一滴油酸形成的油膜面积为S ，油酸的摩尔质量为μ，密度为ρ，则每个油酸分子的直径d和阿伏加德罗常数A N 分别为（球的体积公式343V R π=）（）A ．V d nS =，A n N V μρ=B ．V d nS=，3336A n S N V μπρ=C ．V d S =，3336A n S N V μπρ=D ．V d S=，3336A n S N V μρ=3．如图甲和图乙为两个发电机设备与外接电路，两者仅电刷样式不同，其它部件均完全相同，线圈以相同的角速度在匀强磁场中旋转，从图示位置（该位置线圈平面与中性面垂直）开始计时，在一个周期T 的时间内，下列说法错误的是（）A ．两图中，R 两端的电压有效值、流过R 的电流有效值大小相等B ．在04-T 时间内，两者流过R 的电荷量相等C ．在42-T T 时间内，两者流过R 的电流方向相同D ．在0T -时间内，两者电阻R 上产生的焦耳热相等4．在L C 振荡电路中，t 1时刻和t 2时刻电感线圈中的磁感线和电容器中极板的带电情况分别如图所示，则下列说法中正确的是（）A ．在t 2时刻电容器正在充电B ．在t 1时刻磁场能转化为电场能C ．在t 1时刻电路中的电流处在减小状态D ．在t 2时刻电路中感应电流方向与电路电流方向相反5．如图，甲分子固定在坐标原点O ，乙分子位于x 轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示。
高二物理牛顿运动定律与电磁学综合试题答案及解析
高二物理牛顿运动定律与电磁学综合试题答案及解析1.质量为m的带电液滴，在电场强度为E，方向竖直向上的匀强电场中处于静止状态，试求：（1）该液滴的带电性质和所带的电荷量；（2）当场强方向保持不变，而大小突然减为原来的一半时，求液滴的加速度。
【答案】（1）带正电，且；（2）【解析】（1）液滴处于静止状态，所受电场力竖直向上，电场也竖直向上，所以应带正电荷，由平衡条件得：，得.（2）场强减半后，液滴竖直向下做加速直线运动，由牛顿第二定律，有：，得，方向竖直向下。
【考点】本题考查电场强度、牛顿第二定律、物体的平衡。
2.（12分）如图所示，一束电子的电荷量为e，以速度v垂直左边界射入磁感应强度为B、宽度为d的有界匀强磁场中，穿过磁场时的速度方向与原来电子的入射方向的夹角θ是30°，则电子的质量是多少？电子穿过磁场的时间又是多少？【答案】【解析】电子在匀强磁场中运动时，只受洛伦兹力作用，故其轨道是圆弧的一部分．又因洛伦兹力与速度v垂直，故圆心应在电子穿入和穿出时洛伦兹力延长线的交点上．从图中可以看出，AB弧所对的圆心角θ＝30°＝，OB即为半径r由几何关系可得：r＝＝2d由牛顿第二定律得：qvB＝解得：m＝＝带电粒子通过AB弧所用的时间，即穿过磁场的时间为：t＝T＝×＝＝.【考点】牛顿第二定律洛伦兹力3.如图所示，均匀导线制成的单位正方形闭合线框abcd，每边长为L＝0.2m，总电阻为R＝10Ω，总质量为m＝0.04 kg。
将其置于磁感强度为B=5T的水平匀强磁场上方h＝0.45m处，如图所示。
线框由静止自由下落，线框平面保持在竖直平面内，且cd边始终与水平的磁场边界平行。
当cd边刚进入磁场时，(重力加速度取g＝10 m/s2)（1）求线框中产生的感应电动势大小;（2）求cd两点间的电势差大小;（3）若此时线框加速度恰好为零，求线框下落的高度h。
【答案】（1）（2）（3）【解析】（1）cd边刚进入磁场时，根据自由落体运动线框速度（2分）线框中产生的感应电动势（2分）(2)此时线框中电流（2分）Cd切割磁感线相当于电源，两点间的电势差等于电路外电压，所以又（2分）(3)安培力（2分）根据牛顿第二定律（2分）由解得下落高度满足（1分）【考点】电磁感应定律4.（14分）如图所示，一个质量为m =2.0×10-11kg，电荷量为q=1.0×10-5C的带正电粒子P（重=100V电压加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场，偏转力忽略不计），从静止开始经U1。
2023年高二物理电磁学练习题及答案
2023年高二物理电磁学练习题及答案一、选择题1. 在电磁波中，哪一种波长的电磁波光强最小？A. 紫外线B. 可见光C. 微波D. 射线2. 以下哪一项不是电磁波的基本特性？A. 传播速度快B. 可长距离传播C. 波长和频率成反比D. 没有电荷和质量3. 电磁波传播的传播介质是：A. 真空B. 液体C. 固体D. 气体4. 以下哪一种电磁波具有最高的频率？A. 广播电波B. X射线C. 红外线D. 微波5. 电磁波在真空中的传播速度为：A. 3 × 10^8 m/sB. 1 × 10^8 m/sC. 2 × 10^8 m/sD. 4 × 10^8 m/s二、填空题1. 波长为500 nm的光属于可见光谱中的________范围。
2. 电磁波的传播速度与________和________无关。
3. 电磁波的频率和________成正比关系。
4. X射线属于________电磁波。
5. 电磁波在真空中的传播速度为________ m/s。
三、解答题1. 电磁波的电场和磁场如何垂直相互关联？电磁波的电场和磁场垂直相互关联，即电场的方向垂直于磁场的方向。
当电磁波传播时，电场和磁场同时存在，且二者的方向形成垂直关系。
根据麦克斯韦方程组的推导可知，电场和磁场彼此耦合，变化的电场会激发变化的磁场，反之亦然。
这种垂直相互关联的特性是电磁波传播的基础。
2. 请解释电磁波的偏振现象。
电磁波的偏振现象是指电磁波中的电场在特定方向上振动，而其他方向的振动被抑制或消除的现象。
偏振光是波动方向具有一定规律的光，而未偏振光是波动方向无规律的光。
偏振现象可通过偏振片实现。
偏振片是一种具有特殊结构的光学材料，通过选择性吸收或透过特定方向的光来实现对光波的偏振。
3. 请简要解释反射和折射现象。
反射是指光线在遇到界面时，从入射介质中的某一点反弹回入射介质的现象。
当入射角和反射角相等时，反射现象最为明显。
高二物理电磁学试题答案及解析
高二物理电磁学试题答案及解析1.如图所示，充电后的平行板电容器水平放置，电容为C，极板间的距离为d，上板正中有一小孔。
质量为m、电荷量为+q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落，穿过小孔到达下极板处速度恰为零(空气阻力忽略不计，极板间电场可视为匀强电场，重力加速度为g）.求：(1)小球到达小孔处的速度；(2)极板间电场强度的大小和电容器所带电荷量；(3)小球从开始下落运动到下极板处的时间.【答案】；（2）；；（3）【解析】小球到达小孔前是自由落体运动，根据速度位移关系公式，有：v2=2gh；解得：（2）对从释放到到达下极板处过程运用动能定理列式，有：mg（h+d）-qEd=0解得：电容器两极板间的电压为：U=Ed电容器的带电量为：Q=CU=（3）加速过程：减速过程，有：0=v+at2t=t1+t2联立解得：【考点】带电粒子在复合场中的运动；动能定理【名师】本题主要考查了带电粒子在复合场中的运动、动能定理综合应用。
属于难度较大的题目。
带电粒子在复合场中的加速或减速运动问题用动能定理列方程，更简单，但要注意重力和电场力都做功，不要有遗漏而出错。
2.如图所示，圆形区域内有一垂直纸面的匀强磁场，P为磁场边界上的一点，有无数带有同样电荷，同样质量的粒子在纸面内沿各个方向以相同的速率通过P点进入磁场，这些粒子射出边界的位置均处于边界上的某一段弧上，这段圆弧的弧长是圆周长的1/3，将磁感应强度的大小从原来的变为，结果相应的弧长变为原来的一半，则等于（）A．B．C．2D．3【答案】B【解析】当磁感应强度为时，从P点射入的粒子与磁场边界的最远交点为M，最远的点是轨迹上直径与磁场边界圆的交点，∠POM=120°，如图所示：设圆的半径为r，所以粒子做圆周运动的半径R为：，解得：．磁感应强度为时，相应的弧长变为原来的一半，即弧长为圆的周长的，从P点射入的粒子与磁场边界的最远交点为N，最远的点是轨迹上直径与磁场边界圆的交点，∠PON=60°，如图所示，所以粒子做圆周运动的半径为：，解得：，由带电粒子做圆周运动的半径：，由于v、m、q相等，则得：，故B正确【考点】考查了带电粒子在匀强磁场中的运动【名师】带电粒子在电磁场中的运动一般有直线运动、圆周运动和一般的曲线运动；直线运动一般由动力学公式求解，圆周运动由洛仑兹力充当向心力，一般的曲线运动一般由动能定理求解3.如图所示的装置可以用来测定磁场的磁感应强度，天平右臂下面挂一个矩形线圈，宽为L，共n匝，线圈的下半部分悬在匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面。
高二物理：电场,磁场,电磁感应,交变电流综合题(含参考答案)
高二物理综合练习题一、选择题：本题共8小题，每小题6分。
在每小题给出的四个选项中，第1~6题只有一项符合题目要求，第7~14题有多项符合题目要求。
全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1．如图14所示，实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a 、b 是轨迹上的两点。
若带电粒子在运动中仅受到电场力作用，根据此图可判断出A ．该粒子带正电B ．该粒子在a 的加速度小于在b 的加速度C ．该粒子在a 的速度小于在b 的速度D ．该粒子在a 的电势能小于在b 的电势能2．空间虚线上方存在匀强磁场，磁感应强度为B 。
一群电子以不同速率v 从边界上的P 点以相同的方向射入磁场。
其中某一速率v 0的电子从Q 点射出，如图15所示。
已知电子入射方向与边界夹角为θ，则由以上 条件可判断 A ．该匀强磁场的方向是垂直纸面向外 B ．所有电子在磁场中的轨迹相同C ．速度大的电子在磁场中运动对应的圆心角小D ．所有电子的速度方向都改变了2θ3．有一个小型发电机，机内的矩形线圈匝数为50匝，电阻为5Ω。
线圈在匀强磁场中，以恒定的角速度绕垂直于磁场方向的固定轴转动。
穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间的变化规律如图16所示。
由此可知发电机电动势瞬时值表达式为 A ．e =31.4sin50πt （V ） B ．e =31.4cos50πt （V ）C ．e =157 cos100πt （V ）D ．e =157 sin100πt （V ）4．如图17所示，固定于水平面上的金属架CDEF 处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN 沿框架以速度v 向右做匀速运动。
t =0时，磁感应强度为B ，此时MN 到达的位置使MDEN 构成一个边长为L 的正方形。
为使MN 棒中不产生感应电流，从t =0开始，磁感应强度B 随时间t 变化图象为5．如图，空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上（与纸面平行），磁场方向垂直于纸面向里，三个带正电的微粒a ，b ，c 电荷量相等，质量分别为m a ，m b ，m c ，已知在该区域内，a 在纸面内做匀速圆周运动，b 在纸面内向右做匀速直线运动，c 在纸面内向左做匀速直线运动。
高二物理(电场、直流电路、磁场、电磁感应)综合测试题
一、选择题1．在真空中有甲、乙两个点电荷，其相互作用力为F。
要使它们之间的相互作用力为2F，下列方法可行的是( )A．使甲、乙电荷量都变为原来的2倍B．使甲、乙电荷量都变为原来的1/2C．使甲、乙之间距离变为原来的2倍D．使甲、乙之间距离变为原来的1/22．图中三条实线a、b、c表示三个等势面。
一个带电粒子射入电场后只在电场力作用下沿虚线所示途径由M点运动到N点，由图可以看出( )A．三个等势面的电势关系是ϕa>ϕb>ϕcB．三个等势面的电势关系是ϕa<ϕb<ϕcC．带电粒子在N点的动能较小，电势能较大D．带电粒子在N点的动能较大，电势能较小3.如图所示，MN是某一点电荷电场中的一根电场线，在场线上O点放一负电荷，它将沿电场线向N 点移动，则电场线方向是（）A. 由N指向M，电荷怎样运动由题设条件不能确定。
B. 由N指向M，电荷做加速运动，加速度越来越大C. 由M指向N，电荷做匀加速运动D. 由M指向N，电荷做加速运动，加速度越来越小4．在同一平面内有四根彼此绝缘的通电直导线，如图3－1－8所示，四根导线中电流i4＝i3＞i2＞i1，要使O点的磁场增强，应切断哪一根导线中的电流()A．i1B．i2C．i3D．i45.如图所示，三根长直通电导线中电流大小相同，通电电流方向为：b导线和d导线中电流向纸里，c导线中电流向纸外，a点为b、d两点的连线中点，ac垂直于bd，且ab＝ad＝ac.则a点的磁场方向为()A..垂直纸面指向纸外B．垂直纸面指向纸里C．沿纸面由a指向bD．沿纸面由a指向d6。
一台电动机，额定电压是100 V，电阻是1Ω.正常工作时，通过的电流为5 A，则电动机因发热损失的功率为（）A.500 WB.25 WC.2000 WD.475 W7.如图所示，电路中灯泡L1和L2都不亮，用电压表测得各部分电压为：U ab=0，U bc=U，U dc=0，U da=U.则电路的故障为（）A.变阻器R短路B.变阻器R断路C.灯泡L1断路D.灯泡L1和L2都断路8.如图所示，R1为定值电阻，R2为可变电阻，E为电源电动势，r为电源内阻.以下说法中正确的是（）A.当R2=R1+r时，R2获得最大功率B.当R1=R2+r时，R1获得最大功率C.当R2=0时，R1获得最大功率D.当R2=0时，电源输出功率最大9.用欧姆表测一个电阻R的阻值，选择旋钮置于“×10”挡，测量时指针指在100与200刻度的正中间，可以确定（）A.R=150ΩB.R=1500ΩC.1000Ω<R<1500ΩD.1500Ω<R<2000Ω10．质子和一价钠离子分别垂直进入同一匀强磁场中做匀速圆周运动，如果他们做圆周运动的半径恰好相等，这说明它们在进入磁场时( )A ．速率相等B ．质量和速率的乘积相等C ．动能相等D ．质量相等11．如图11所示的是磁感应强度B 、正电荷速度v 和磁场对电荷的作用力F 三者方向的相互关系图(其中B 垂直于F 与v 决定的平面，B 、F 、v 两两垂直)．其中正确的是( )12．有三束粒子，分别是质子(11H)、氚核(31H)和α粒子束，如果它们以相同的速度沿垂直于磁场方向射入匀强磁场(磁场方向垂直于纸面向里)，在图12所示的四个图中，能正确表示出这三束粒子运动轨迹的是( )二、填空题13.在如图14－11所示的电路中，电流表、电压表的读数如图所示， 则通过R 的电流是__ _A ，加在电阻R 两端的电压是______V ，这个电阻的阻值R =______Ω_.VAV A 051015 01 2314.两根同种材料的电阻丝，长度之比为1∶5，横截面积之比为2∶3，则它们的电阻值之比为______.将它们串联后接入电路中，则它们两端电压之比为______，电流之比为______；如果将它们并联后接入电路中，则它们两端电压之比为______，电流之比为______.15.如图所示，输入电压U AB =200 V ，变阻器R 1标有“150 Ω 3 A ”，负载电阻R 2标有“50 Ω 2 A ”，求输出电压U ab 的变化范围三、计算题16.如图12所示，有彼此平行的A 、B 、C 三块金属板于电源相接，B 、A 间相距为d 1，电压为U 1；B 、C 间相距为d 2，电压为U 2，且U 1<U 2。
高二物理电磁学综合精彩试题
高二物理电磁学综合试题第Ⅰ卷选择题一.选择题：（本题共10小题，每小题3分，共30分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，全对得3分，漏选得1分，错选、不选得0分）１、下列说法不符合．．．物理史事的是（）Ａ、赫兹首先发现电流能够产生磁场，证实了电和磁存在着相互联系Ｂ、安培提出的分子电流假说，揭示了磁现象的电本质Ｃ、法拉第在前人的启发下，经过十年不懈的努力，终于发现电磁感应现象Ｄ、19世纪60年代，麦克斯韦建立了完整的电磁场理论，并预言了电磁波的存在２、图1中带箭头的直线是某电场中的一条电场线，在这条直线上有a、b两点，若用E a、E b表示a、b两点的场强大小，则（）Ａ、a、b两点的场强方向相同Ｂ、电场线是从ａ指向ｂ，所以有E a＞E bＣ、若一负电荷从b点逆电场线方向移到ａ点，则电场力对该电荷做负功Ｄ、若此电场是由一负点电荷所产生的，则有E a＜E b３、质量均为ｍ、带电量均为＋ｑ的Ａ、Ｂ小球，用等长的绝缘细线悬在天花板上的同一点，平衡后两线张角为２θ，如图２所示，若Ａ、Ｂ小球可视为点电荷，则Ａ小球所在处的场强大小等于（）Ａ、mgsinθ/q Ｂ、mgcosθ/qＣ、mgtgθ/q Ｄ、mgctgθ/q４、如图３所示为某一LC振荡电路在某时刻的振荡情况，则由此可知，此刻（）Ａ、电容器正在充电Ｂ、线圈中的磁场能正在增加Ｃ、线圈中的电流正在增加Ｄ、线圈中自感电动势正在阻碍电流增大（）A、它的频率是50H ZＢ、电压的有效值为311VＣ、电压的周期是 002sＤ、电压的瞬时表达式是u=311 sin314t v6、将输入电压为220V 、输出电压为6V 的理想变压器改绕成输出电压为24V 的变压器，若原线圈匝数保持不变，副线圈原有30匝，则副线圈应增加的匝数为（ ） A 、90匝 B 、120匝 C 、144匝 D 、150匝7、如图5所示，闭合电键S 并调节滑动变阻器滑片P 的位置，使A 、B 、C 三灯亮度相同，若继续将滑片P 向下移动，则（ ） A 、A 灯变亮 B 、B 灯变亮C 、A 灯最亮D 、C 灯最亮8、如图6所示，开关S 闭合后对软铁棒A 、B 、C 的说法正确的是（ ）A 、软铁棒A 不会被磁化B 、软铁棒A 被磁化后右端是N 极C 、软铁棒B 被磁化后右端是N 极D 、软铁棒C 被磁化后右端是S 极9、如图7所示，导线框abcd 与直导线AB 在同一平面内，直导线AB 中通有恒定的电流I ，当线框由左向右匀速通过直导线的过程中，线框中的感应电流的方向是（ ）A 、先是abcda 再dcbad 后abcdaB 、先是abcda 再dcbadC 、始终是dcbadD 、先是dcbad 再abcda 后dcbad10、超导是当今高科技的热点之一，并对磁体有排斥作用。
高二物理电磁学专题练习题及答案
高二物理电磁学专题练习题及答案一、选择题1. 当通过一段直导线的电流为2A时，该导线产生的磁感应强度为0.5T，如果将电流增加到4A，该导线产生的磁感应强度将为：A. 0.5TB. 1TC. 2TD. 4T答案：C2. 一段长度为0.5m的直导线位于垂直磁场强度为0.4T的区域内，导线中通过的电流为2A。
求该导线受力的大小为：A. 0.4NB. 0.8NC. 1.2ND. 1.6N答案：B3. 一段导线的长度为0.3m，位于垂直磁场中，磁感应强度为0.2T，当导线中通过的电流为1A时，求该导线受力的大小为：A. 0.06NB. 0.03NC. 0.08ND. 0.15N答案：A二、填空题1. 定义【电磁感应】：_______答案：电磁感应是指磁场中的导体或线圈受磁力作用产生感应电流或电动势的现象。
2. 法拉第电磁感应定律的数学表达式为：_______答案：ε = -dΦ/dt3. 单位时间内通过导线截面的磁通量的变化率等于导线中感应电动势的大小。
这是【法拉第电磁感应定律】的一个重要推论，也称为_______答案：楞次定律三、简答题1. 请解释什么是电磁感应现象？答：电磁感应现象是指当导体或线圈在磁场中运动或磁场发生变化时，导体中会产生感应电流或电动势的现象。
电磁感应可以通过法拉第电磁感应定律进行定量分析，该定律描述了单位时间内通过导线截面的磁通量的变化率等于导线中感应电动势的大小。
2. 请简述电磁感应在实际应用中的重要性。
答：电磁感应在实际应用中具有广泛的重要性。
例如，电磁感应是发电机、变压器等电器设备的基本原理；在自行车灯、电动车充电宝等设备中使用了电磁感应来实现能量的转换和传输；电磁感应也是无线充电技术的基础等等。
电磁感应的应用范围非常广泛，对于现代科技和工业的发展起到了重要的推动作用。
四、计算题1. 一根长为0.5m的导线以10m/s的速度沿与磁感应强度为0.2T的磁场垂直的方向移动，导线的两端电势差为多少伏？答：由法拉第电磁感应定律，感应电动势ε = -dΦ/dt。
高二物理牛顿运动定律与电磁学综合试题
高二物理牛顿运动定律与电磁学综合试题1.（18分）如图所示，空间分布着有理想边界的匀强电场和匀强磁场。
左侧匀强电场的场强大小为E、方向水平向右，电场宽度为L；中间区域匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外。
一个质量为m、电量为q、不计重力的带正电的粒子从电场的左边缘的O点由静止开始运动，穿过中间磁场区域进入右侧磁场区域后，又回到O点，然后重复上述运动过程．求：（1）中间磁场区域的宽度d；（2）带电粒子从O点开始运动到第一次回到O点所用时间t。
【答案】（1）（2）【解析】解析：（1）带电粒子在电场中加速，由动能定理，可得：带电粒子在磁场中偏转，由牛顿第二定律，可得：由以上两式，可得。
可见在两磁场区粒子运动半径相同，如图所示，三段圆弧的圆心组成的三角形△O1O2O3是等边三角形，其边长为2R。
所以中间磁场区域的宽度为。
2（2）在电场中运动时间在中间磁场中运动时间在右侧磁场中运动时间则粒子第一次回到O点的所用时间为。
【考点】本题考查带电粒子在复合场中的运动，意在考查学生的综合分析能力。
2.如图所示，在竖直平面内建立xOy直角坐标系，Oy表示竖直向上的方向。
已知该平面内存在沿x轴负方向的区域足够大的匀强电场，现有一个带电量为2.5×10-4C，质量为0.5kg 的小球从坐标原点O沿y轴正方向以一定的初速度竖直向上抛出，它到达的最高点位置为图中的Q点，不计空气阻力，g取10 m/s2。
试分析求解：(1) 小球带何种电荷；(2) 该匀强电场的电场强度大小；(3) 小球从O点抛出到落回x轴的过程中电势能的改变量；(4) 小球落回x轴时的动能。
【答案】（1）负电（2）104V/m（3）电势能减少了16J（4）32J【解析】（1）小球带负电。
（2）小球在y轴方向上做竖直上抛运动，设小球到达最高点所用的时间为t1，上升的高度为h，电场强度为E在x轴方向上，小球做匀加速运动，水平方向上的位移小球的加速度a联立以上各式，根据图像的数据可得，电场强度E=104V/m（3）小球在运动的过程中总时间t2=2t1小球在x轴运动的位移电场力做的功联立以上各式可得 W=16J在整个过程中小球的电势能减少了16J（4）小球抛出时的速度vv=8m/s小球落回抛出点时沿x轴方向的速度v‘v‘=8m/s小球落回x轴的动能=32J【考点】带电粒子在复合场中的运动功能关系动能定理3.在平面直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B。
高二物理电磁学试题
高二物理电磁学试题1.在应用法拉第电磁感应定律求感应电动势时有两种方法，请你分别写出这两种表达式并指出表达式的应用范围。
【答案】见解析【解析】求感应电动势的大小有两种方法: 即法拉第电磁感应定律, 切割法:1、应用法拉第电磁感应定律，应注意以下几点:(1)要严格区分磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率。
(2)如是由磁场变化引起时，则用来计算,如有回路面积变化引起时.则用来计算。
(3)由E=算出的通常是时间内的平均感应电动势.一般并不等于初态与末态电动势的平均值。
(4)当线圈有n匝时，。
2、用公式求电动势时.应注意以下几点:(1)此公式一般用于匀强磁场(或导体所在位置的各点的B相同)，导体各部分切割磁感线速度相同的情况。
(2)若导体各部分切割磁感线的速度不同.可取其平均速度.求电动势。
(3)公式中的L指有效切割长度，即垂直于B.垂直于v 的直线部分长度。
(4)若切割速度v不变S为恒定值,若切割速度为即时速度，则E为瞬时电动势。
(5)当v与导线虽垂直但与B有夹角θ时。
(6)与是一致的.前者是一般规律，后者是法拉第电磁感应定律在导体切割磁感线时的具体表达式.2.如图甲所示，abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框，金属线框的质量为m，电阻为R，在金属线框的下方有一匀强磁场区域，MN和PQ是匀强磁场区域的水平边界。
并与线框的bc边平行，磁场方向垂直于线框平面向里。
现使金属线框从MN上方某一高度处由静止开始下落，如图乙是金属线框由开始下落到完全穿过匀强磁场区域瞬间的v－t图象，图中字母均为已知量。
重力加速度为g，不计空气阻力。
求：（1）金属线框的边长；（2）金属线框在进入磁场的过程中通过线框截面的电量；（3）金属线框在0～t4时间内安培力做的总功。
【答案】（1）；（2）；（3）【解析】（1）由图象可知，金属框进入磁场过程中是做匀速直线运动，速度为，运动时间为，所以金属框的边长为：。
（2）线框刚进入磁场时作匀速运动，则有：即，边长：，联立解得：，在进入匀强磁场区域过程中流过线框横截面的电荷量：。
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高二物理电磁学综合试题第Ⅰ卷选择题一.选择题：（本题共10小题，每小题3分，共30分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，全对得3分，漏选得1分，错选、不选得0分）１、下列说法不符合．．．物理史事的是（）Ａ、赫兹首先发现电流能够产生磁场，证实了电和磁存在着相互联系Ｂ、安培提出的分子电流假说，揭示了磁现象的电本质Ｃ、法拉第在前人的启发下，经过十年不懈的努力，终于发现电磁感应现象Ｄ、19世纪60年代，麦克斯韦建立了完整的电磁场理论，并预言了电磁波的存在２、图1中带箭头的直线是某电场中的一条电场线，在这条直线上有a、b两点，若用E a、E b表示a、b两点的场强大小，则（）Ａ、a、b两点的场强方向相同Ｂ、电场线是从ａ指向ｂ，所以有E a＞E bＣ、若一负电荷从b点逆电场线方向移到ａ点，则电场力对该电荷做负功Ｄ、若此电场是由一负点电荷所产生的，则有E a＜E b３、质量均为ｍ、带电量均为＋ｑ的Ａ、Ｂ小球，用等长的绝缘细线悬在天花板上的同一点，平衡后两线张角为２θ，如图２所示，若Ａ、Ｂ小球可视为点电荷，则Ａ小球所在处的场强大小等于（）Ａ、mgsinθ/q Ｂ、mgcosθ/qＣ、mgtgθ/q Ｄ、mgctgθ/q４、如图３所示为某一LC振荡电路在某时刻的振荡情况，则由此可知，此刻（）Ａ、电容器正在充电Ｂ、线圈中的磁场能正在增加Ｃ、线圈中的电流正在增加Ｄ、线圈中自感电动势正在阻碍电流增大是（）A、它的频率是50H ZＢ、电压的有效值为311VＣ、电压的周期是 002sＤ、电压的瞬时表达式是u=311 sin314t v图３－311311u/v0 1 2 t/10－2s图４ａｂ图１B 图２Aθθq q6、将输入电压为220V 、输出电压为6V 的理想变压器改绕成输出电压为24V 的变压器，若原线圈匝数保持不变，副线圈原有30匝，则副线圈应增加的匝数为（ ）A 、90匝B 、120匝C 、144匝D 、150匝7、如图5所示，闭合电键S 并调节滑动变阻器滑片P 的位置，使A 、B 、C 三灯亮度相同，若继续将滑片P 向下移动，则（ ） A 、A 灯变亮 B 、B 灯变亮C 、A 灯最亮D 、C 灯最亮8、如图6所示，开关S 闭合后对软铁棒A 、B 、C 的说法正确的是（ ）A 、软铁棒A 不会被磁化B 、软铁棒A 被磁化后右端是N 极C 、软铁棒B 被磁化后右端是N 极D 、软铁棒C 被磁化后右端是S 极9、如图7所示，导线框abcd 与直导线AB 在同一平面内，直导线AB 中通有恒定的电流I ，当线框由左向右匀速通过直导线的过程中，线框中的感应电流的方向是（ ）A 、先是abcda 再dcbad 后abcdaB 、先是abcda 再dcbadC 、始终是dcbadD 、先是dcbad 再abcda 后dcbad10流，并对磁体有排斥作用。
这种排斥力可使磁体悬浮在空中，磁悬浮列车就是采用了这项技术，磁体悬浮的原理是（ ）①超导体电流产生磁场的方向与磁体的磁场方向相同 ②超导体电流产生磁场的方向与磁体的磁场方向相反 ③超导体对磁体的磁力大于磁体的重力 ④超导体对磁体的磁力与磁体的重力相平衡A 、①③B 、①④C 、②③D 、②④第Ⅱ卷二．填空题：（本题共4小题，每小题4分，共16分）11、甲、乙两根用同种材料做成的圆柱形的导体，它们的质量相同，长度之比L 1：L 2=1：2，则它们的电阻之比R 1：R 2= 。
12、一个LC 振荡电路，线圈自感系数L=10mH 电容器电容C=100pF ，这个振荡电路固有周期T= s ，激起电磁波在真空中的波长λ= m.。
13、如图8所示，滑动变阻器M 的最大阻值是200Ω，电阻R 为200Ω，C 、D 间的电压为8V ，当S 断开，滑动片P 移动时，R 两端的电压变化范围是从 V 到 V ； 当S 闭合，滑动片P 移动时，R 两端的电压变化范围是 从 V 到 V 。
14、如图9所示，MN 为金属杆，在竖直平面内贴着光滑金属导轨下滑，导轨的间距L=10㎝，导轨上端接有电阻R=0.5Ω， 导轨与金属杆的电阻不计，整个装置处于B=0.5T 的水平匀 强磁场中。
若杆稳定下落时，每秒钟有0.5J 的重力势能转 化为电能，则MN 杆的下落速度V= m/s 。
三、实验题:( 本题共3小题, 15小题4分，16小题8分，17 小题3分，共15分)15、有一多用电表，它的欧姆档刻度线中心刻度值是12，当用R×10档去测量某待测电阻（阻值约为1000Ω）时，指针的偏转角度较小，为了减小测量误差，应该重新测量，请从下面选出必要的步骤，并排列正确的操作顺序。
A 、将多用表的选择开关扳至交流电压的最高档或"OFF"处 B 、将多用表两表笔短接C 、将多用表的选择开关扳至R×1档D 、将多用表的选择开关扳至R×100档E 、调节调零旋钮，使表头的指针满偏F 、将待测电阻两端分别与两表笔连接，并读出测量数据，再乘以档位得出待测电阻的阻值重新测量的必要的步骤和正确的操作顺序为 （填写字母）16、在测定金属的电阻率的实验中，其实验步骤如下：（1）、用米尺测量金属导线的长度，测量三次求得平均值L ，在导线三个不同的位置用测量导线的直径d （在空格处填写“实验器材名称”）（2）、用伏安法测量金属导线的电阻R ，请试把下列给的实验器材连接成测量R 的合适电路(各电表量程均符合实验要求)。
M 图9 NRAV图8C DSM RU p（3）、用上面测得的导线长度L 、导线直径d 、和导线电阻R ，可根据电阻率的表达式ρ= 。
17、在用“电流表和伏特表测定电源的电动势和内电阻”的实验中，根据测得实验数据作出 的U ——I 图线如图11所示，从图中可知： 电源的电动势ε= V ，电源的内电阻 r= Ω。
四、计算题：（本题共4小题，共计39分。
解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。
只写出最后答案的不能得分，有数值运算的必须明确写出数值和单位）18、如图12所示，电阻R 1=R 2=R 3=1Ω，当电键S 接通时，电压表的读数为1V ，电键S 断开时，电压表的读数为0.8V ，求电源的电动势和内电阻。
(8分)19、把一检验电荷q 放在点电荷Q 所形成的电场中的A 点，若检验电荷的电量为q=－2.0×10－8C ，它所受的电场力F=4.0×10—3N ，方向指向Q ，如图13所示，A 点到Q 的距离为r=0.30m ，已知静电常量K=9×109N·m 2/C2，试求：（1）.A 点的场强大小。
（2分） （2）.点电荷Q 的电量和电性。
（4分）（3）.若将检验电荷q 从电场中的A 点移到B 点，电场力做功为6.0×10－6J ，则A 、B 之间的电势差是多少？（3分）20、如图14为远距离输电示意图，已知发电机的输出功率为100kw ，输出电压为250V ，升压变压器的原、副线圈的匝数比为1：20，降压变压器的原、副线圈的匝数比为20：1，输电线的总电阻R 线=10Ω，求用户得到的电压U 4及用户得到的功率P 用。
（10分）21、如图15所示，AB 、CD 是水平放置的光滑导轨，轨距为L=0.5m ，两轨间接有电阻R=4Ω，另有一金属棒PQ 恰好横跨在导轨上，并与导轨保持良好接触。
已知PQ 棒的电阻为1Ω，其它电阻不计。
若整个装置处在B=0.5T 、方向垂直向里的匀强磁场中，现将PQ 棒以V=10m/s 的速度水平向右作匀速运动。
求：（1）.PQ 棒产生的感应电动势大小εPQ 。
（3分）（2）.维持PQ 棒作匀速运动所需水平外力的大小和方向。
（4分）（3）.若在Δt 的时间内，闭合回路APQC 的磁通量的增量为Δφ，试证明：（5分）Q－q图13图15 Δφ Δt=BLV=εPQ『答案』一、将选择题的答案填入对应的空格内（每小题3分，共30分）题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案AA 、DCBCDACDAADBDCD二、填空题：（本题共4小题，每小题4分，共16分）11、 1 : 4 （4分） 12、6.28×10—6s （2分） 1884 m （2分） 13、 4 V 到 8 V ； 0 V 到8 V （每空1分） 14、 10 m/s （4分） 三、实验题( 本题共3小题, 15小题4分，16小题8分，17 小题3分，共15分) 15、 D 、B 、E 、F 、A （4分） 16、（1）螺旋测微器 或 千分尺（2分）（2）连接电路（4分）（3）ρ= πRd 2/4L （2分） 17、ε=1.0 V （1分） r= 1.25 Ω（2分）四、计算题：（本题共4小题，共计39分。
18题8分,19题9分,20题10分,21题12分）18、解:设电源的电动势为ε，内电阻为r ，当S 断开时R 1、R 2串联接在电源上，电路中的电流I ，则：I=U/R 1=0.8/1A=0.8A 由闭合电路欧姆定律得: ε=I(R 1+R 2+r)=0.8×(1+1+r)=1.6＋0.8r (1) (3分) 当S 闭合时，外电路为R 2和R 3并联后与R 1串联,则外电阻R 为: R=R 1＋R 2R 3/(R 2＋R 3)=1.5Ω+_电源金属导线AV而电流I ´为: I=U ´/R 1=1/1A=1A 所以, ε=I(R+r)=1×(1.5+r)=1.5＋r (2) (3分) 由(1)、(2)得: ε=2V r=0.5Ω (2分)19、解：(1)、A 点的场强为E ，则： E=F/q=4.0×10—3N/2.0×10－8C=2.0×105N/C (2分)（2）、电荷q 与点电荷Q 为相互吸引，所以Q 应带正电 (1分) 由库仑定律F=KQq/r 2得： Q=2.0×10—6C (3分) （3）、设A 、B 之间的电势差U AB 则：U AB =W/q=6.0×10－6/－2.0×10－8V=－300V （3分）20、解：由题意知：发电机的输出功率P=100kw ，输出电压U 1=250V ，升压后的电压为U 2： U 1/U 2=1：20 得：U 2=5000V (2分)而输电线上的电流 I 2=P/U 2=100000/5000A=20A (2分) 输电线上损失的电压 U=I 2×R 线=20×10V=200V降压前的电压 U 3=U 2—U=4800V (2分)用户得到的电压U 4 U 4/U 3=1：20 得：U 4=240V (2分) 用户得到的功率P 用 P 用=P －P 线=100kw －I 22R 线=96kw (2分)21、解：（1）由题意知：PQ 棒产生的感应电动势大小为εPQ ，则： εPQ =B×L×V=0.5×0.5×10v=2.5v (3分) （2）.闭合电路中的电流为I ，则：I=εPQ /（R ＋r ）=2.5/(4＋1)A=0.5A (1分)而金属棒PQ 受到的安培力大小为F ，由公式F=BIL 得： F=0.5×0.5×0.5N=0.125N方向水平向左 (2分)维持PQ 棒作匀速运动的水平外力应与安培力F 大小相等，方向相反.所以，外力的大小为0.125N ，方向水平向右。