电磁感应中的力电综合问题(提高)

物理总复习：电磁感应中的力电综合问题

【巩固练习】

一、选择题

1、(2015 梅州调研) 如图所示，在O点正下方有一个具有理想边界的磁场，铜球在A点静止释放，向右摆至最高点B，不考虑空气阻力，则下列说法正确的是( )

A．A、B两点在同一水平线上

B．A点高于B点

C．A点低于B点

D．铜球将做等幅摆动

2、如图所示，电阻为R的金属棒ab，从图示位置分别以速度v1、v2沿电阻不计的光滑轨道匀速滑到虚线处。若v1∶v2＝1∶2，则两次移动棒的过程中( )

A．回路中感应电流之比I1∶I2＝1∶2

B．回路中产生热量之比Q1∶Q2＝1∶2

C．外力做功的功率之比P1∶P2＝1∶2

D．回路中通过截面的总电荷量之比q1∶q2＝1∶2

3、一质量为m的金属杆a b，以一定的初速度v0从一光滑平行金属导轨底端向上滑行，导轨平面与水平面成300角，两导轨上端用一电阻R相连，如图所示，磁

场垂直斜面向上，导轨与杆的电阻不计，金属杆向上滑行到某一高度

之后又返回到底端，则在此全过程中（）

A．向上滑行的时间大于向下滑行的时间

B．电阻R上产生的热量向上滑行时大于向下滑行时

C．通过电阻R的电量向上滑行时大于向下滑行时

D．杆a b受到的磁场力的冲量向上滑行时大于向下滑行时

4、如图所示，闭合矩形导体线框abcd从高处自由下落，在ab边开始进入匀强磁场到cd边刚进入磁场这段时间内，线框的速度v随时间t变化的图象可能是图中的

5、甲、乙两个完全相同的铜环可绕固定轴OO＇旋转，当给以相同的初速度开始转动后，由于阻力，经相同的时间后便停止；若将环置于磁感应强度B大小相同的匀强磁场中，甲环的转轴与磁场方向平行，乙环的转轴与磁场方向垂直，如图

所示，当甲、乙两环同时以相同的初速度开始转动后，则下列

判断正确的是（）

A．甲环先停B．乙环先停

C．两环同时停下D．无法判断两环停止的先后

6、如图所示，闭合金属环从高h的曲面右端自由滚下，又滚上曲面的左端，环平面与运动方向均垂直于非匀强磁场，环在运动过程中摩擦阻力不计，则( )

A．环滚上的高度小于h

B．环滚上的高度等于h

C．运动过程中环内无感应电流

D．运动过程中环内有感应电流

7、如图所示，两粗细相同的铜、铁导线，围成半径相同的线圈，放在同一变化的磁场中，以下判断正确的是（）

A．两线圈内产生的感应电动势大小相等

B．两线圈内产生的感应电流大小相等

C．在相同时间内，铜导线产生的电热较多

D．在相同时间内，通过铜导线某一截面的电量较多

8、如图所示，有一边长为L的正方形导线框，质量为m，由高H处自由下落，其下边a b 进入匀强磁场区后，线圈开始做减速运动，直到其上边cd刚刚穿出磁场时，速度减为a b 边进入磁场时速度的一半，此匀强磁场的宽度也是L，线框在穿越匀强磁场过程中发出的焦耳热为（）

A．2mgL

B．2mgL+mgH

C．

3

2

4 mgL mgH

+

D．

1

2

4 mgL mgH

+

9、如图所示，金属杆ab以恒定的速度v在光滑的平行导轨上向下滑行。

设整个电路中总电阻为R(恒定不变)。整个装置置于垂直于导轨平面的匀强磁场中。杆ab 下滑的过程中，下列说法正确的是( )

A．杆ab的重力势能不断减少

B．杆ab的动能不断增加

C．电阻R上产生的热量不断增加

D．电阻R上消耗的电功率保持不变

10、如图，足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成θ角（0＜θ＜90°),其中MN平行且间距为L，导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，导轨电阻不计。金属棒ab由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且良好接触，ab棒接入电路的电阻为R，当流过ab棒某一横截面的电量为q时，棒的速度大小为v，则金属棒ab在这一过程中

A.棒运动的平均速度大小为

1

2

ν

B.平滑位移大小为

qR

BL

C.产生的焦耳热为qBLν

D.受到的最大安培力大小为

22

sin

B L

R

ν

θ

二、填空题

1、如图，把线圈从匀强磁场中匀速拉出来，第一次以速率v拉出，第二次以2v的速率拉出.如果其它条件都相同。设前后两次外力大小之比F1：F2 = ______；产生的热量之比Q1：Q2 = _______；通过线框导线截面的电量之比q1：q2 =_______。

2、如图所示，矩形导线框竖直边边长为L，质量为m，从某一高度竖直落入磁感应强度为B 的水平匀强磁场中，磁场高度为d，且d＞L。线框ab边进入磁场时恰好匀速，线框c d边刚要离开磁场时又恰好匀速，则线框全过程中产生的电能为________。

3、正方形导线框处于匀强磁场中，磁场方向垂直框平面，磁感应强度随时间均匀增加，变化率为k。导体框质量为m、边长为l，总电阻为R，在恒定外力F

作用下由静止开始运动。导体框在磁场中的加速度大小为

__________，导体框中感应电流做功的功率为_______________。

⨯⨯⨯⨯⨯B

F

⨯⨯⨯⨯⨯

三、计算题

1、（2015 浙江卷）小明同学设计了一个“电磁天平”，如图1所示，等臂天平的左臂为挂盘，右臂挂有矩形线圈，两臂平衡。线圈的水平边长L =0.1m ，竖直边长H =0.3m ，匝数为N 1。线圈的下边处于匀强磁场内，磁感应强度B 0=1.0T ，方向垂直线圈平面向里。线圈中通有可在0~2.0A 范围内调节的电流I 。挂盘放上待测物体后，调节线圈中电流使得天平平衡，测出电流即可测得物体的质量。（重力加速度取2

10/g m s =）

（1）为使电磁天平的量程达到0.5kg ，线圈的匝数N 1至少为多少

（2）进一步探究电磁感应现象，另选N 2=100匝、形状相同的线圈，总电阻R =10Ω，不接外电流，两臂平衡，如图2所示，保持B 0不变，在线圈上部另加垂直纸面向外的匀强磁场，且磁感应强度B 随时间均匀变大，磁场区域宽度d =0.1m 。当挂盘中放质量为0.01kg 的物体时，天平平衡，求此时磁感应强度的变化率

B

t

∆∆。 2、(2015 汕头二模) 如图所示，两根平行金属导轨固定在同一水平面内，间距为l ，导轨左端连接一个电阻．一根质量为m 、电阻为r 的金属杆ab 垂直放置在导轨上．在杆的右方距杆为d 处有一个匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向下，磁感应强度为B .对杆施加一个大小为F 、方向平行于导轨的恒力，使杆从静止开始运动，已知杆到达磁场区域时速度为v ，之后进入磁场恰好做匀速运动．不计导轨的电阻，假定导轨与杆之间存在恒定的阻力．求：