高中物理研究电磁感应现象试题

如图所示，MN与PQ是两条水平放置彼此平行的金属导轨，质量m=0.2kg，电阻r=0.5Ω的金属杆ab垂直跨接在导轨上，匀强磁场的磁感线垂直于导轨平面，导轨左端接阻值R=2Ω的电阻，理想电压表并接在R两端，导轨电阻不计．t=0时刻ab受水平拉力F的作用后由静止开始向右作匀加速运动，ab与导轨间的动摩擦因数=0.2．第4s末，ab杆的速度为v=1m/s，电压表示数U=0.4V．取重力加速度g=10m/s2．

（1）在第4s末，ab杆产生的感应电动势和受到的安培力各为多大？
（2）若第4s末以后，ab杆作匀速运动，则在匀速运动阶段的拉力为多大？整个过程拉力的最大值为多大？
（3）若第4s末以后，拉力的功率保持不变，ab杆能达到的最大速度为多大？
（4）在虚线框内的坐标上画出上述（2）、（3）两问中两种情形下拉力F随时间t变化的大致图线（要求画出0—6s的图线，并标出纵坐标数值）．

如图所示，有一等腰直角三角形的区域，其斜边长为2L，高为L。在该区域内分布着如图所示的磁场，左侧磁场方向垂直纸面向外，右侧磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小均为B。一边长为L、总电阻为R的正方形导线框abcd，从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀z速穿过磁场区域。取沿a→b→c→d→a的感应电流方向为正，由图乙中表示线框中电流i随bc边的位置坐标x变化的图象正确的是（  ）

如图所示，两足够长的平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L="1" m，导轨平面与水平面夹角a=30°，导轨电阻不计．磁感应强度为B1="2" T的匀强磁场垂直导轨平面向上，长为L="1" m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m1="2" kg、电阻为R1="1" Ω．两金属导轨的上端连接右侧电路，电路中通过导线接一对水平放置的平行金属板，两板间的距离和板长均为d="0.5" m，定值电阻为R2="3" Ω，现闭合开关S并将金属棒由静止释放，重力加速度为g="10" m/s2，试求：

⑴金属棒下滑的最大速度为多大？
⑵当金属棒下滑达到稳定状态时，整个电路消耗的电功率P为多少？
⑶当金属棒稳定下滑时，在水平放置的平行金属间加一垂直于纸面向里的匀强磁场B2="3" T，在下板的右端且非常靠近下板的位置有一质量为m2="3×10-4" kg、带电量为q="-1×10-4" C的液滴以初速度v水平向左射入两板间，该液滴可视为质点．要使带电粒子能从金属板间射出，初速度v应满足什么条件？

电阻可忽略的光滑平行金属导轨长S=1.15m，两导轨间距L="0.75" m，导轨倾角为30°，导轨上端ab接一阻值R=1.5Ω的电阻，磁感应强度B=0.8T的匀强磁场垂直轨道平面向上。阻值r=0.5Ω，质量m=0.2kg的金属棒与轨道垂直且接触良好，从轨道上端ab处由静止开始下滑至底端，在此过程中金属棒产生的焦耳热。(取)求：

(1)金属棒在此过程中克服安培力的功；
(2)金属棒下滑速度时的加速度．
(3)为求金属棒下滑的最大速度，有同学解答如下：由动能定理，……。由此所得结果是否正确？若正确，说明理由并完成本小题；若不正确，给出正确的解答。

如图所示，两根平行金属导轨MN,PQ相距为d =1.0m，导轨平面与水平面夹角为a=300导轨上端跨接一定值电阻R=1.6Ω,导轨电阻不计。整个装置处于方向垂直导轨平面向上、磁感应强度大小B=1T的匀强磁场中。金属棒ef垂直于MN、PQ静止放置，且与导轨保持良好接触,其长刚好也为d、质量m=0.1kg、电阻r=0.4Ω,距导轨底端s1=3.75m另一根与金属棒平行放置的绝缘棒gh长度也为d,质量为，从轨道最低点以速度v0=10m/s沿轨道上滑并与金属棒发生正碰（碰撞时间极短），碰后金属棒沿导轨上滑s2=0.2m后再次静止，测得此过程中电阻R上产生的电热为Q=0.2J己知两棒与导轨间的动摩擦因数均为.，g取10m/s2,求：

(1) 碰后瞬问两棒的速度；
(2) 碰后瞬间金属棒的加速度；
(3) 金属棒在导轨上运动的时间。

三根导体棒A、B、C连接方式如图，虚线框内存在磁场，其磁感应强度变化规律为。三根导体棒A、B、C的电阻大小之比R₁:R₂:R₃=1：2：3，其它电阻不计。当S₁、S₂闭合，S₃断开时，电路稳定后闭合回路中的感应电流为I；当S₂、S₃闭合，S₁断开时，电路稳定后闭合回路中的感应电流为5I；当S₁、S₃闭合，S₂断开时，电路稳定后闭合回路中的感应电流为

A．0        B．3I        C．6I        D．7I

粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行。现使线框以图中所示的速度沿四个不同方向平移出磁场，如图所示，则在移出过程中线框一边a、b两点间的电势差绝对值最大的是

电磁感应现象揭示了电与磁之间的内在联系，根据这一发现，发明了许多电器设备。以下电器中，哪些利用了电磁感应原理 (      )

A．变压器

B．白炽灯泡

C．发电机

D．电吹风

如图10所示，宽度、足够长的平行此光滑金属导轨固定在位于竖直平面内的绝缘板上，导轨所在空间存在磁感应强度B=0．50T的匀强磁场，磁场方向跟导轨所在平面垂直。一根导体棒MN两端套在导轨上与导轨接触良好，且可自由滑动，导体棒的电阻值R=l.5Ω，其他电阻均可忽略不计。电源电动势E=3．0V，内阻可忽略不计，重力加速度g取10m／s²。当S₁闭合，S₂断开时，导体棒恰好静止不动。

（1）求S₁闭合，S₂断开时，导体棒所受安培力的大小；
（2）将S₁断开，S₂闭合，使导体棒由静止开始运动，求当导体棒的加速度=5.0m／s²时，导体棒产生感应电动势的大小；
（3）将S₁断开，S₂闭合，使导体棒由静止开始运动，求导体棒运动的最大速度的大小。

如图是电子感应加速器的示意图，上、下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室，电子在真空室中做圆周运动．上图为侧视图，下图为真空室的俯视图，电子从电子枪右端逸出（不计初速度），当电磁铁线圈电流的方向与图示方向一致时，使电子在真空室中沿虚线逆时针加速旋转击中电子枪左端的靶，下列说法中正确的是

A．真空室中磁场方向竖直向上

B．真空室中磁场方向竖直向下

C．电流应逐渐减小

D．电流应逐渐增大

某学生做电磁感应现象的实验，其连线如图所示，当他接通、断开开关时，电流表的指针都没有偏转，其原因是

A．开关位置接错

B．电流表的正、负接线柱接反

C．线圈B的接线柱接反

D．蓄电池的正、负极接反

如图所示，边长为L、不可形变的正方形导线框内有半径为r的圆形磁场区域，其磁感应强度B随时间t的变化关系为B＝kt(常量k＞0)。回路中滑动变阻器R的最大阻值为R₀，滑动片P位于滑动变阻器中央，定值电阻R₁＝R₀、R₂＝。闭合开关S，电压表的示数为U ，不考虑虚线MN右侧导体的感应电动势，则

A．R2两端的电压为

B．电容器的a极板带正电

C．正方形导线框中的感应电动势kL^2

D．滑动变阻器R的热功率为电阻R2的5倍

如图所示，环形导线中通有顺时针方向的电流I，则该环形导线中心处的磁场方向为  (    )

A．水平向右

B．水平向左

C．垂直于纸面向里

D．垂直于纸面向外

(16分)两根光滑的长直金属导轨MN、M′N′平行置于同一水平面内,导轨间距为L,电阻不计,M、M′处接有如图所示的电路,电路中各电阻的阻值均为R,电容器的电容为C，长度也为L、电阻值同为R的金属棒ab垂直于导轨放置,导轨处于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中,ab在外力作用下向右匀速运动且与导轨保持良好接触,在ab运动距离为s的过程中,整个回路中产生的焦耳热为Q,求:

(1)ab运动速度v的大小;
(2)电容器所带的电荷量q.

如图所示，线圈内有理想边界的磁场，当磁场均匀增加时，有一带电微粒静止于平行板（两板水平放置）电容器中间，则此粒子带       电，若线圈的匝数为n，平行板电容器的板间距离为d，粒子质量为m，带电量为q，则磁感应强度的变化率为       （设线圈的面积为s）