高中物理研究电磁感应现象试题

如图所示，水平放置的U形光滑导轨足够长，处在磁感应强度B="5" T的匀强磁场中，导轨宽度l="0.2" m，可动导体棒ab质量m="2.0" kg，电阻R="0.1" Ω，其余电阻可忽略.现在水平外力F="10" N的作用下，由静止开始运动了s="40" cm后，速度达到最大.求棒ab由静止达到最大速度过程中，棒ab上所产生的热量Q=__________.

一根质量为m的条形磁铁,在光滑的水平塑料板上向右运动，穿过一个固定着的金属环，如图所示.如果它通过位置A时的速度是v₁，通过位置B时的速度是v₂，那么在磁铁经过AB这段过程中，金属环中电流产生的热量为__________.

甲为某同学研究自感现象的实验电路图，用电流传感器显示各时刻通过线圈L的电流.电路中电灯的电阻R₁="6.0" Ω，定值电阻R="2.0" Ω，AB间电压U="6.0" V.开关S原来闭合，电路处于稳定状态.在t₁=1.0×10^-3 s时刻断开开关S，此时刻前后电流传感器显示的电流随时间变化图线如图乙所示.

图甲

图乙
(1)求出线圈L的直流电阻R_L；
(2)在图甲中用箭头标出断开开关后瞬间通过电灯R₁的电流方向；
(3)在t₂=1.6×10^-3 s时刻，线圈L中的感应电动势的大小是多少？

电磁流量计如图所示，用非磁性材料做成的圆管道，外加一匀强磁场，当管中导电液体流过此区域时，测出管壁上a、b两点间的电动势为E，就可以知道管中液体的流量Q，即单位时间内流过管道横截面的液体体积(m³/s).已知管道直径为D，磁感应强度为B，试说明液体的流量Q与电动势E间的关系__________.

把一个矩形线圈从有理想边界的匀强磁场中匀速拉出(如图所示)，第一次速度为v₁，第二次速度为v₂，且v₂=2v₁，则两种情况下拉力的功之比=__________，拉力的功率之比为 =__________，线圈中产生的焦耳热之比=__________.

矩形导线框abcd放在匀强磁场中，磁感线方向与线圈平面垂直，磁感应强度B随时间变化的图象如图甲所示，t=0时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里，由于电磁感应现象，线框在磁场中要受到安培力的作用，在0—4 s时间内，线框的ab边所受安培力随时间变化的图象为图乙中的(规定ab边受安培力的方向向上为正方向)(   )

图甲

图乙

如下图，在水平面上有两条平行导电导轨MN、PQ，导轨间距离为l.匀强磁场垂直于导轨所在的平面（纸面）向里，磁感应强度的大小为B.两根金属杆1、2摆在导轨上，与导轨垂直，它们的质量和电阻分别为m₁、m₂和R₁、R₂.两杆与导轨接触良好，与导轨间的动摩擦因数皆为μ.已知杆1被外力拖动，以恒定的速度v₀沿导轨运动；达到稳定状态时，杆2也以恒定速度沿导轨运动，导轨的电阻可忽略.求此时杆2克服摩擦力做功的功率.

唱卡拉OK用的话筒内有传感器，其中有一种是动圈式的，它的工作原理是在弹性膜片后面黏接一个轻小的金属线圈，线圈处于永磁体的磁场中，当声波使膜片前后振动时，就将声音信号转变为电信号.该传感器是根据__________________原理工作的.

半径为a的圆形区域内有均匀磁场，磁感应强度为B="0.2" T，磁场方向垂直纸面向里，半径为b的金属圆环与磁场同心放置，磁场与环面垂直，其中a="0.4" m，b="0.6" m，金属环上分别接有灯L₁、L₂，两灯的电阻均为R₀="2" Ω，一金属棒MN与金属环接触良好，棒与环的电阻均忽略不计.
(1)若棒以v₀="5" m/s的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径OO′的瞬间(如下图所示)MN中的电动势和流过灯L₁的电流；

(2)撤去中间的金属棒MN，将右面的半圆环OL₂O′以OO′为轴向上翻转90°，若此时磁场随时间均匀变化，其变化率为，求L₁的功率.

如图所示，A、B为大小、形状、匝数、粗细均相同但用不同材料制成的线圈，两线圈平面位于竖直方向且高度相同.匀强磁场方向位于水平方向并与线圈平面垂直.同时释放A、B线圈，穿过匀强磁场后两线圈都落到水平地面，但A线圈比B线圈先到达地面.下面对两线圈的描述中可能正确的是(   )

A.A线圈是用塑料制成的，B线圈是用铜制成的
B.A线圈是用铝制成的，B线圈是用胶木制成的
C.A线圈是用铜制成的，B线圈是用塑料制成的
D.A线圈是用胶木制成的，B线圈是用铝制成的

如图所示，两根足够长的固定平行金属光滑导轨位于同一水平面，导轨上横放着两根相同的导体棒ab、cd，与导轨构成矩形回路，导体棒的两端连接着处于压缩状态的两根轻质弹簧，两棒的中间用细线绑住，它们的电阻为R，回路上其余部分的电阻不计，在导轨平面内两导轨间有一竖直向下的匀强磁场.开始时，导体棒处于静止状态，剪断细线后，导体棒在运动过程中(   )

A．回路中有感应电动势

B．两根导体棒所受安培力的方向相同

C．两根导体棒和弹簧构成的系统动量守恒，机械能守恒

D．两根导体棒和弹簧构成的系统动量守恒、机械能不守恒

如图所示，闭合矩形铜框的两条长边与一闭合铜环相切，环可沿矩形铜框的长边滑动，整个装置处于匀强磁场中，磁场方向垂直于框和环所在的平面，并指向纸里.当环沿框的长边向右匀速运动时(环与框的长边始终接触)，则下列说法中正确的应是(   )

A．因铜环所围面积磁通量不变化，所以铜环中无电流

B．铜环中有电流，逆时针方向

C．铜环中有电流，顺时针方向

D．以上说法均不正确

如图3-6-14所示，在倾角为30°的斜面上，固定两条无限长的平行光滑导轨，一个匀强磁场垂直于斜面向上，磁感应强度B="0.4" T，导轨间距L="0.5" m.两根金属棒ab、cd平行地放在导轨上，金属棒质量m_ab="0.1" kg,m_cd="0.2" kg，两金属棒总电阻r="0.2" Ω，导轨电阻不计.现使金属棒ab以v="1.5" m/s的速度沿斜面向上匀速运动，求:

图3-6-14
（1）金属棒cd的最大速度；
（2）在cd有最大速度时，作用在金属棒ab上的外力做功的功率.

如图3-6-11所示,QPMN是固定的足够长的U形导轨,整个导轨处于方向竖直向上的匀强磁场中,在导轨上架着一根金属棒ab,在极短时间内给ab一个水平向右的速度,ab棒开始运动,最后又静止在导轨上.则ab在运动过程中,就导轨光滑和粗糙两种情况相比较 (    )

图 3-6-11

A．整个回路产生的总热量相等	B．安培力对ab棒做的功相等
C．安培力对ab棒的冲量相等	D．电流通过整个回路做的功相等

如图甲所示，两个垂直纸面的匀强磁场方向相反，磁感应强度的大小均为B，磁场区域的宽度均为a,一正三角形（高度为a）导线框ABC从图示位置沿图示方向匀速穿过两磁场区域，以逆时针方向为电流的正方向，在图乙中感应电流I与线框移动距离x的关系图象正确的是（   ）

图甲

图乙