試卷第=page11頁，共=sectionpages33頁2.4電磁感應(yīng)的案例分析同步練習(xí)一、選擇題（共15題）1．如右圖所示，AB、CD為兩個平行的、不計電阻的水平光滑金屬導(dǎo)軌，處在方向豎直向下，磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中。AB、CD的間距為L，左右兩端均接有阻值為R的電阻．質(zhì)量為m長為L且不計電阻的導(dǎo)體棒MN放在導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌接觸良好，并與輕質(zhì)彈簧組成彈簧振動系統(tǒng)。開始時，彈簧處于自然長度，導(dǎo)體棒MN具有水平向左的初速度v0，經(jīng)過一段時間，導(dǎo)體棒MN第一次運動到最右端，這一過程中AC間的電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為Q，則()A．初始時刻導(dǎo)體棒所受的安培力大小為B．從初始時刻至導(dǎo)體棒第一次到達最左端的過程中，整個回路產(chǎn)生的焦耳熱為C．當(dāng)導(dǎo)體棒第一次到達最右端時，彈簧具有的彈性勢能為－2QD．當(dāng)導(dǎo)體棒再次回到初始位置時，AC間電阻R的熱功率為2．如圖所示，質(zhì)量為m、電阻為r的“U”字形金屬框abcd置于豎直平面內(nèi)，三邊的長度ad=dc=bc=L，兩頂點a、b通過細(xì)導(dǎo)線與M、N兩點間的電源相連，電源電動勢為E。內(nèi)阻也為r。勻強磁場方向垂直金屬框向里，金屬框恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。不計其余電阻和細(xì)導(dǎo)線對a、b點的作用力，重力加速度為g。下列說法正確的是（）A．M點應(yīng)接電源的正極 B．電源的輸出功率為C．磁感應(yīng)強度的大小為mgr D．a(chǎn)d邊受到的安培力大于bc邊受到的安培力3．.如圖所示，A、B為大小、形狀均相同且內(nèi)壁光滑，但用不同材料制成的圓管，豎直固定在相同高度．兩個相同的磁性小球，同時從A、B管上端的管口無初速度釋放，穿過A管的小球比穿過B管的小球先落到地面．下面對于兩管的描述可能正確的是()A．A管是用塑料制成的，B管是用銅制成的B．A管是用鋁制成的，B管是用膠木制成的C．A管是用膠木制成的，B管是用塑料制成的D．均只受重力，同時下落，題干有誤4．如圖所示，均勻金屬圓環(huán)的總電阻為4R，磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場垂直穿過圓環(huán)．金屬桿OM的長為，阻值為R，M端與環(huán)接觸良好，繞過圓心O的轉(zhuǎn)軸以恒定的角速度ω順時針轉(zhuǎn)動．阻值為R的電阻一端用導(dǎo)線和環(huán)上的A點連接，另一端和金屬桿的轉(zhuǎn)軸O處的端點相連接．下列判斷正確的是（

）A．OM兩點間電勢差絕對值的最大值為B．金屬桿OM旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢恒為C．通過電阻R的電流的最小值為，方向從Q到PD．通過電阻R的電流的最大值為，且P、Q兩點電勢滿足5．如圖所示，MN、PQ是間距為L的光滑平行金屬導(dǎo)軌，置于磁感應(yīng)強度為B，方向垂直導(dǎo)線所在平面向里的勻強磁場中，M、P間接有一阻值為R的電阻．一根與導(dǎo)軌接觸良好、有效阻值為r的金屬導(dǎo)線ab垂直導(dǎo)軌放置，并在水平外力F的作用下以速度v向右勻速運動，則（不計導(dǎo)軌電阻）（）A．通過電阻R的電流方向為P→R→MB．a(chǎn)b兩點間的電壓為BLvC．a(chǎn)端電勢比b端高D．外力F做的功等于電阻R上發(fā)出的焦耳熱6．如圖所示是高頻焊接原理示意圖。線圈中通以高頻變化的電流時，待焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流通過焊縫產(chǎn)生大量熱，將金屬熔化，把工件焊接在一起，而工件其他部分發(fā)熱很少，以下說法正確的是（）A．電流變化的頻率越高，焊縫處的溫度升高的越快B．電流變化的頻率越低，焊縫處的溫度升高的越快C．工件上只有焊縫處溫度升的很高是因為焊縫處的電阻小D．工件上只有焊縫處溫度升的很高是因為電壓高7．如圖所示，邊長為的正方形閉合線圈，以垂直于磁場邊界的恒定速度通過寬為（）的勻強磁場．設(shè)線圈的感應(yīng)電動勢為，感應(yīng)電流為，所受安培力為，通過導(dǎo)線橫截面的電荷量為．則下圖中可能正確的是（

）A． B． C． D．8．如圖所示，用粗細(xì)均勻的銅導(dǎo)線制成半徑為r、電阻為4R的圓環(huán)，PQ為圓環(huán)的直徑，在PQ的左右兩側(cè)均存在垂直圓環(huán)所在平面的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小均為B，但方向相反，一根長為2r、電阻為R的金屬棒MN繞著圓心O以角速度順時針勻速轉(zhuǎn)動，金屬棒與圓環(huán)緊密接觸。下列說法正確的是（）A．金屬棒MN兩端的電壓大小為B．金屬棒MN中的電流大小為C．圖示位置金屬棒中電流方向為從N到MD．金屬棒MN轉(zhuǎn)動一周的過程中，其電流方向不變9．如圖所示,在等腰直角三角形abc內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強磁場,三角形efg是與三角形abc形狀相同的導(dǎo)線框,x軸是兩個三角形的對稱軸．現(xiàn)讓導(dǎo)線框efg在紙面內(nèi)沿x軸向右勻速穿過磁揚,規(guī)定逆時針方向為電流的正方向，在導(dǎo)線框通過磁場的過程中，感應(yīng)電流i隨時間t的變化圖像是A． B．C． D．10．如圖所示，在慶祝反法西斯勝利70周年閱兵盛典上，我國預(yù)警機“空警－2000”在通過天安門上空時機翼保持水平，以4.5×102km/h的速度自東向西飛行．該機的翼展（兩翼尖之間的距離）為50m，北京地區(qū)地磁場的豎直分量向下，大小為4.7×10－5T，則（）A．兩翼尖之間的電勢差為2.9VB．兩翼尖之間的電勢差為1.1VC．飛機左方翼尖的電勢比右方翼尖的電勢高D．飛機左方翼尖的電勢比右方翼尖的電勢低11．如圖所示，兩個用同種金屬做成的粗細(xì)均勻、邊長相同的正方形導(dǎo)線框、，已知的質(zhì)量比大．它們都從有理想邊界、垂直于紙面向里的勻強磁場的上邊界處無初速釋放，在它們?nèi)窟M入磁場前，就已經(jīng)達到了各自的穩(wěn)定速度．下列說法正確的是（

）A．的穩(wěn)定速度一定比的穩(wěn)定速度大B．、進入磁場的運動時間相同C．進入磁場全過程通過、線圈截面的電荷量相同D．各自以穩(wěn)定速度下落過程中兩線圈安培力的功率相同12．如圖所示，垂直紙面的勻強磁場分布在正方形虛線區(qū)域內(nèi)，電阻均勻的正方形導(dǎo)線框位于虛線區(qū)域的中央，兩正方形共面且四邊相互平行?，F(xiàn)將導(dǎo)線框先后朝圖示兩個方向以速度、分別勻速拉出磁場，拉出時保持線框不離開紙面且速度垂直線框。比較兩次移出磁場的過程中，以下說法正確的是（）A．線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相反B．邊兩端的電壓之比為C．線框中產(chǎn)生的焦耳熱之比為D．通過導(dǎo)線框某一截面的電荷量之比為13．1831年10月28日，法拉第在一次會議上展示了他發(fā)明的圓盤發(fā)電機．它是利用電磁感應(yīng)的原理制成的，是人類歷史上的第一臺發(fā)電機．如圖是圓盤發(fā)電機的示意圖：銅盤安裝在水平的銅軸上，它的邊緣正好在兩磁極之間，兩塊銅片C、D分別與轉(zhuǎn)動軸和銅盤的邊緣接觸．設(shè)圓盤半徑為r，人轉(zhuǎn)動把手使銅盤以角速度山轉(zhuǎn)動(圖示方向：從左向右看為順時針方向)，電阻R中就有電流通過．(不考慮銅盤的電阻)A．圓盤邊緣D點的電勢低于C點電勢B．電阻R中電流方向向下C．圓盤轉(zhuǎn)動一周過程中，通過R的電荷量為D．人在轉(zhuǎn)動圓盤的過程中所消耗的功率為14．如圖，光滑平行導(dǎo)軌水平放置，電阻不計，MN部分的寬度為2l，PQ部分的寬度為l，金屬棒a和b的質(zhì)量分別為2m和m，其電阻大小分別為2R和R，a和b分別靜止在MN和PQ上，垂直導(dǎo)軌相距足夠遠(yuǎn)，整個裝置處于豎直向下的勻強磁場中，磁感強度為B?，F(xiàn)對a棒施加水平向右恒力F作用，兩棒運動時始終保持平行且a總在MN上運動，b總在PQ上運動，經(jīng)過足夠長時間后，下列說法正確的（）A．回路感應(yīng)電動勢為零B．流過a的電流大小為C．金屬棒a和b均做勻速直線運動D．金屬棒a和b均做加速度相同的勻加速直線運動15．如圖所示，有理想邊界的直角三角形區(qū)域abc內(nèi)部存在著兩個方向相反的垂直紙面的勻強磁場，e是斜邊ac上的中點，be是兩個勻強磁場的理想分界線.現(xiàn)以b點為原點O，沿直角邊bc作x軸，讓在紙面內(nèi)與abc形狀完全相同的金屬線框ABC的BC邊處在x軸上，t=0時導(dǎo)線框C點恰好位于原點O的位置.讓ABC沿x軸正方向以恒定的速度v穿過磁場，現(xiàn)規(guī)定逆時針方向為導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的正方向,在下列四個i-x圖像中，能正確表示感應(yīng)電流隨線框位移變化關(guān)系的是(

)A． B．C． D．二、填空題（共4題）16．當(dāng)導(dǎo)體在______中運動時，感應(yīng)電流會使導(dǎo)體受到安培力，安培力的方向總是______導(dǎo)體的運動，這種現(xiàn)象稱為電磁阻尼。17．如圖所示，水平面上有兩根相距0.5m的足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌MN和PQ，它們的電阻忽略不計，在M和P之間接有阻值R為4Ω的定值電阻，現(xiàn)有一質(zhì)量m為0.5kg的導(dǎo)體棒ab，長L=0.5m，其電阻r為1.0Ω，與導(dǎo)軌接觸良好，整個裝置處于方向豎直向上的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度B=1T，現(xiàn)使導(dǎo)體棒ab以v=8m/s的速度向右做勻速運動。求：(1)導(dǎo)體棒ab中電流的方向_____________；(2)ab兩端電壓U=_____________V；(3)導(dǎo)體棒ab所受的外力大小_____________N。18．如圖所示，矩形線框在豎直平面內(nèi)從靜止開始下落，若線框在進入磁場過程中速度增大，則在該過程中線框下落的加速度______填“增大”、“減小”或“不變”)19．某同學(xué)利用如圖甲裝置研究磁鐵下落過程中的重力勢能與電能之間的相互轉(zhuǎn)化。內(nèi)阻r＝40Ω的螺線管固定在鐵架臺上，線圈與電流傳感器、電壓傳感器和滑動變阻器連接?；瑒幼冏杵髯畲笞柚禐?0Ω，初始時滑片位于正中間20Ω的位置。打開傳感器，將質(zhì)量m＝0.01kg的磁鐵置于螺線管正上方靜止釋放，磁鐵上表面為N極。穿過螺線管后掉落到海綿墊上并靜止（磁鐵下落中受到的阻力遠(yuǎn)小于磁鐵重力，不發(fā)生轉(zhuǎn)動），釋放點到海綿墊高度差h＝0.25m。計算機屏幕上顯示出如圖乙的UI－t曲線。（1）圖乙中坐標(biāo)表示的物理量UI的意義是______，磁鐵穿過螺線管的過程中，UI的峰值約為____W。（保留兩位有效數(shù)字）（2）磁鐵穿過螺線管的過程中，螺線管產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值約為______V。（保留兩位有效數(shù)字）（3）圖乙中UI出現(xiàn)前后兩個峰值，對比實驗過程發(fā)現(xiàn)，這兩個峰值是在磁鐵剛進入螺線管內(nèi)部和剛從內(nèi)部出來時產(chǎn)生的，對這一現(xiàn)象相關(guān)說法正確的是_______。A．線圈中的磁通量經(jīng)歷先增大后減小的過程B．如果僅略減小h，兩個峰值都會減小C．如果僅略減小h，兩個峰值可能會相等D．如果僅移動滑片，增大滑動變阻器阻值，兩個峰值都會增大（4）在磁鐵下降h＝0.25m的過程中，估算重力勢能轉(zhuǎn)化為電能的值是_____J，并估算重力勢能轉(zhuǎn)化為電能的效率是______。（用百分比表示，保留兩位有效數(shù)字）三、綜合題（共4題）20．光滑金屬導(dǎo)軌a、b、c、d相互平行，固定在同一水平面內(nèi)，a、c間距離為L1，b、d間距離為L2，a與b間、c與d間分別用導(dǎo)線連接．導(dǎo)軌所在區(qū)域有方向豎直向下、磁感應(yīng)強度B的勻強磁場．金屬桿MN在垂直于MN的水平外力F1（圖中未畫出）作用下保持靜止，且垂直于a和c；金屬桿GH質(zhì)量為m，在垂直于GH的水平恒力F2作用下從靜止開始向右運動，經(jīng)過水平距離x后，F(xiàn)2對桿GH做功的功率就不再變化保持為P，運動過程中桿GH始終垂直于b和d．金屬桿MN接入電路的電阻為R，其余電阻不計，導(dǎo)軌b、d足夠長．求：（1）外力F1的最大值和恒力F2的大小；（2）在GH桿經(jīng)過水平距離x的過程中，金屬桿MN桿上產(chǎn)生的熱量Q．21．如圖甲所示，水平面內(nèi)固定兩根間距為的長直平行光滑金屬導(dǎo)軌，其右端接有阻值為的電阻，一阻值為、長度為的金屬棒垂直導(dǎo)軌放置于距導(dǎo)軌右端處，且與兩導(dǎo)軌保持良好接觸．整個裝置處在豎直向上的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度的大小隨時間變化的情況如圖乙所示。在內(nèi)在金屬棒的中點施加一水平外力，使金屬棒保持靜止，后金屬棒在水平外力的作用下，從靜止開始向左做加速度為的勻加速直線運動，導(dǎo)軌電阻不計。求：（1）第內(nèi)電阻產(chǎn)生的熱量；（2）時通過金屬棒的電流大小；（3）前內(nèi)通過金屬棒的電荷量。22．為實現(xiàn)火箭回收再利用，有效節(jié)約太空飛行成本，設(shè)計師在返回火箭的底盤安裝了4臺電磁緩沖裝置，工作原理是利用電磁阻尼作用減緩地面對火箭的反沖力。電磁緩沖裝置的主要部件有兩部分：①緩沖滑塊，外部由高強度絕緣材料制成，其內(nèi)部邊緣繞有閉合單匝矩形線圈abcd；②火箭主體，包括絕緣光滑緩沖軌道MN、PQ，緩沖軌道內(nèi)存在穩(wěn)定勻強磁場，方向垂直于整個緩沖軌道平面。當(dāng)緩沖滑塊接觸地面時，滑塊立即停止運動，此后線圈與火箭主體中的磁場相互作用，火箭主體一直做減速運動直至達到軟著陸要求的速度，從而實現(xiàn)緩沖?，F(xiàn)已知緩沖滑塊豎直向下撞向地面時，火箭主體的速度大小為，軟著陸要求的速度不能超過v；4臺電磁緩沖裝置結(jié)構(gòu)相同，如圖所示，為其中一臺電磁緩沖裝置的結(jié)構(gòu)簡圖，線圈的ab邊和cd邊電阻均為R；ad邊和bc邊電阻忽略不計；ab邊長為L，火箭主體質(zhì)量為m，磁感應(yīng)強度大小為B，重力加速度為g，一切摩擦阻力不計。求：（1）緩沖滑塊剛停止運動時，流過線圈ab邊的電流；（2）為了著陸速度不超過v，磁感強度B的最小值（假設(shè)緩沖軌道足夠長，線圈足夠高）；（3）若火箭主體的速度大小從減到v的過程中，經(jīng)歷的時間為t，求該過程中每臺電磁緩沖裝置中產(chǎn)生的焦耳熱。23．如圖所示，導(dǎo)體棒b在勻強磁場中向右運動，請標(biāo)出導(dǎo)體棒中的感應(yīng)電流方向及導(dǎo)體棒在磁場中所受安