电磁感应复习题及答案1

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1、电磁感应习题一、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，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确全部选对的得4 分，选不全的得2 分，有选错或不答的得0 分1如图 12-1 所示，平行导轨间距为 d，一端跨接一个电阻为R，匀强磁场的磁感强度为 B，方向与导轨所在平面垂直。一根足够长的金属棒与导轨成角放置，金属棒与导轨的电阻不计。当金属棒沿垂直于棒的方向以速度v 滑行时，通过电阻 R的电流强度是（）aA BdvB BdvsinRRRvdC Bdv cosD BdvbR sinR图 12-12如图 12-2 ，甲、乙两图为与匀强磁场垂直放置的两个金属框架，乙图

2、除了一个电阻为零、 自感系数为 L 的线圈外， 其他部分与甲图都相同，导体 AB以相同的加速度向右做匀加速直线运动。若位移相同，则（）A甲图中外力做功多B两图中外力做功相同C乙图中外力做功多D无法判断3如图 12-3 所示，在光滑水平面上的直线MN左侧有垂直M于纸面向里的匀强磁场， 右侧是无磁场空间。 将两个大小相同的Bv铜质矩形闭合线框由图示位置以同样的速度v 向右完全拉出匀强磁场。已知制作这两只线框的铜质导线的横截面积之比是1:2.图 12-3N则拉出过程中下列说法中正确的是（）A所用拉力大小之比为 2:1B通过导线某一横截面的电荷量之比是1:1C拉力做功之比是 1:4D线框中产生的电热之

3、比为1:2L 14两个相同的白炽灯L1 和 L2 ，接到如图12-4 所示的电路中，灯L1 与电容器串联，灯L2 与电感线圈串联，当、b处接L2a电压最大值为Um、频率为 f 的正弦交流电源时，两灯都发光，图 12-41且亮度相同。更换一个新的正弦交流电源后，灯L 的亮度大于大于灯L的亮度。新电源的12电压最大值和频率可能是（）A最大值仍为 Um，而频率大于fmfB最大值仍为 U，而频率小于C最大值大于 Um，而频率仍为 fD最大值小于 Um，而频率仍为 f5如图 12-5 所示，条形磁铁用细线悬挂在O点。 O点正下方固定一个水平放置的铝线圈。让磁铁在竖直面内摆动，下列说法中正确的是O （）A

4、在磁铁摆动一个周期内，线圈内感应电流的方向改变2 次SB磁铁始终受到感应电流磁铁的斥力作用NC磁铁所受到的感应电流对它的作用力始终是阻力D磁铁所受到的感应电流对它的作用力有时是阻力有时是图 12-5动力6一架飞机，在北京上空做飞行表演当它沿西向东方向做飞行表演时( 如图 12-6) ，飞行员左右两机翼端点哪一点电势高()A飞行员右侧机翼电势低，左侧高图 12-6B飞行员右侧机翼电势高，左侧电势低C两机翼电势一样高D条件不具备，无法判断7如图 12-7 所示，设套在条形磁铁上的弹性金属导线圈突然缩小为线圈，则关于线圈的感应电流及其方向( 从上往下看 )应是 ()A有顺时针方向的感应电流B有逆时针

5、方向的感应电流图 12-7C有先逆时针后顺时针方向的感应电流D无感应电流8如图 12-8 所示， a、b 是同种材料的等长导体棒，静止于水平面内的足够长的光滑平行导轨上，b 棒的质量是 a 棒的两倍。bv0匀强磁场竖直向下。 若给 a 棒以 4.5J的初动能， 使之向左运动，a不计导轨的电阻，则整个过程a 棒产生的最大热量是（）图 12-8A2JB1.5JC3JD4.5J29内壁光滑，水平放置的玻璃圆环内，有一直径略小于环口直B径的带正电小球， 以速度 v0 沿逆时针方向匀速转动，如图 12-9 所示，若在此空间突然加上方向竖直向上、磁感应强度B 随时间成正比增加v0的变化磁场，设运动过程中小

6、球带电量不变，则正确的是（）A小球对玻璃环的压力一定不断增大B小球受到的磁场力一定不断增大图 12-9C小球先沿逆时针方向减速运动一段时间后沿顺时针方向加速运动D磁场力对小球先做负功后做正功10如图 12-10 所示，在磁感应强度为 B的匀强磁场中有固定的金属框架ABC，已知B=，导体棒DE在框架上从B 点开始在外力作用下，沿垂直DE方向以速度v 匀速向右平移，使导体棒和框架构成等腰三角形回路。设框架和导体棒材料相同，其单位长度的电阻均为 R，框架和导体棒均足够长，不计摩擦及接触电阻。关于回路中的电流I 和电功率P随时间 t 变化的下列四个图中可能正确的是（）第卷（非选择题共 110 分）二、

7、本题共2 小题，共20 分。把答案填在题中的横线上或按要求作图.11（ 10 分） (1) 如图 11 所示是日光灯的电路图，它主要是由灯管、镇流器和起动器组成的，镇流器是一个带铁芯的线圈，起动器的构造如图8为了便于起动，常在起动器两极并上一纸质电容器C. 某班教室的一盏日光灯出现灯管两端亮而中间不亮的故障，经检查发现灯管是好的，电压正常，镇流器无故障，其原因可能是，你能用什么简易方法使日光灯正常发光？。图 12-11L 直流电阻的（2）如图 12-12是测定自感系数很大的线圈电路，L两端并联一只电压表（电压表的内阻V 很大），用来测电感线圈的直流电压，在R3测量完毕后将电路解体时. 若先断开

8、S1 时，则( 填电压表或电流表) 能损坏。图 12-13图 12-1212（ 10 分）图 12-13为“研究电磁感应现象”的实验装置.(1) 将图中所缺的导线补接完整 .(2) 如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上电键后可能出现的情况有：a将原线圈迅速插入副线圈时，灵敏电流计指针将_.b原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，灵敏电流计指针将_.三、本题共 6 小题， 90 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和主要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值与单位。aLb13（ 14 分）在磁感应强度 B=0.5T 的匀强磁场

9、中有一个B正方形金属线圈 abcd，边长 L=0.2m。线圈的 ad 边与磁场的c左侧边界重合，如图 12-14所示，线圈的电阻R=0.4 . 用外d力把线圈从磁场中移出有两种方法：一种是用外力把线圈从图 12-14左侧边界匀速平移出磁场；另一种是以 ad 边为轴，用力使线圈匀速转动移出磁场，两种过程所用时间都是t =0.1s 。求（ 1）线圈匀速平移出磁场的过程中，外力对线圈所做的功。（ 2）线圈匀速转动移出磁场的过程中，外力对线圈所做的功。414（ 14 分）已知某一区域的地下埋有一根与地表面平行的直线电缆，电缆中通有变化的电流，在其周围有变化的磁场，因此可以通过在地面上测量闭合试探小线圈

10、中的感应电动势来探测电缆的确切位置、走向和深度。当线圈平面平行地面测量时，在地面上a、c两处测得试探线圈中的电动势为零，b、 d 两处线圈中的电动势不为零；当线圈平面与地面成 30夹角时，在b、 d 两处测得试探线圈中的电动势为零。经过测量发现，a、 b、c、 d恰好位于边长为L=1m的正方形的四个顶角上，如图12-15 所示。据此可以判定: 地下电缆在哪两点连线的正下方？并求出地下电缆离地表面的深度h。图 12-1515（ 15 分）如图 12-16 所示，横截面为矩形的管道中，充满了水银，管道的上下两壁为绝缘板，前后两壁为导体板（图中斜线部分），两导体板被一导线cd 短路。管道的高度为a，

11、宽度为 b，长度为L。当加在管道两端截面上的压强差为P，水银沿管道方向自左向右流动时，作用在这段水银上的粘滞阻力f 与速度成正比，即：f =kv.(1)水银的稳定流速 v1 为多大？(2)将管道置于一匀强磁场中，磁场与绝缘壁垂直，磁感应强度为B，方向向上，此时水银的稳定流速 v2 又是多大 ?( 已知水银的电阻率为，磁场只存在于管道所在的区域，不考虑管道两端之外水银对电路的影响。)BbcdavL图 12-16516（15 分）如图 12-17 所示，一质量为 m=0.016kg 、长 L=0.5m、宽 d=0.1m、电阻 R=0.1 的矩形线圈，从 h1=5m的高处由静止开始下落，然后进入匀强

12、磁场，当下边进入磁场时，由于磁场力的作用，线圈正好作匀速运动。（1）求匀强磁场的磁感应强度B。（2）如果线圈的下边通过磁场所经历的时间t =0.15s ，求磁场区域的高度h2 .（3）求线圈的下边刚离开磁场的瞬间，线圈的加速度的大小和方向。（4）从线圈的下边进入磁场开始到线圈下边离开磁场的时间内，在线圈中产生的焦耳热是多少？dLh1h2图 12-1717（ 16 分）如图12-18 所示是一种测量通电螺线管中磁场的装置，把一个很小的测量线圈 A 放在待测处，线圈与测量电量的冲击电流计G串联，当用双刀双掷开关S 使螺线管的电流反向时，测量线圈中就产生感应电动势，从而引起电荷的迁移，由表G测出电量

13、Q，就可以算出线圈所在处的磁感应强度B。已知测量线圈共有N 匝，直径为d，它和表 G串联电路的总电阻为R，则被测处的磁感强度B 为多大？AGS图 12-18618（ 16 分）如图 12-19 所示，磁场的方向垂直于xy 平面向里。磁感强度B 沿 y 方向没有变化，沿 x 方向均匀增加 , 每经过 1cm增加量为 1.0 10 4B4T，即1.010 T / cm 。x有一个长 L=20cm，宽 h=10cm的不变形的矩形金属线圈，以 v=20cm/s 的速度沿 x 方向运动。问：（ 1）线圈中感应电动势 E 是多少？（ 2）如果线圈电阻 R=0.02 ，线圈消耗的电功率是多少？（ 3）为保持

14、线圈的匀速运动，需要多大外力？机械功率是多少？yLhvxO图 12-1978答案1.D2.A3.D4.A5.C6A7.A 8.A9.C10.AD11 (1) 电容器 C 击穿而短路或起动器被短路。将电容器C撤除或更换起动器等。（ 2）电压表12解： (1) 如图 20 所示 .(2)a. 右偏转一下b. 向左偏转一下13解：（1）使线圈匀速平动移出磁场时，bc 边切割磁感线而产生恒定感应电动势= . 而= . （ 2图 20E BLvv L/t分）外力对线圈做的功等于线圈中消耗的电能，即E 2B 2 L41 t0.01 J （ 4 分）RRt(2) 线圈以 ad 边为轴匀速转出磁场时，线圈中产

15、生的感应电动势和感应电流都是按正弦规W律变化的，感应电动势和感应电流的最大值为: Em BS ,（4 分）2t外力对线圈做的功等于线圈中消耗的电能，即Em22 B 2 L4（ 4 分）W2t8Rt0.012 J2R14解：当线圈平面平行地面测量时，在地面上a、 c 两处测得试探线圈中的电动势为零，b、d 两处线圈中的电动势不为零；所以可以判定：地下电缆在 ac 两点连线的正下方O 30 b. （ 6 分）依题意可知：电缆离地表面的深度hh= 2L.tan 60 0 =6 m（ 8 分）2215解：（ 1） P =Kv， v=P / k（4 分）ab11ab(2) 感应电动势由欧姆定律可得EBb

16、v2 ，（ 2 分）电阻 Rb （2 分），aLIBaLv 2 。（ 2 分）由平衡条件可得： Pab=BIb+kv，（ 3 分）所以 v2Pab。（2分）2kB 2 abL16解：（ 1）设线圈刚进入磁场时的速度为v0 ，则据机械能守恒定律可得：mgh11 mv02（ 2 分）29根据平衡条件可得mgB 2d 2 v0 （ 2分），解得 B=0.4T（ 1分）R(2)因为线圈的下边进入磁场后先做匀速运动，用时t 0=0.05s ，（ 1分）所以线圈做加速运动的时间t 1 =0.1s ， h2Lv0 t11 gt121.55m （ 2 分）2(3)线圈的下边刚离开磁场的瞬间的速度=0+gt1=

17、11m/s;（ 2 分）V v线圈的加速度的大小B 2 d 2v mgR1m / s2，方向向上。（ 3 分）amR(4)= =0.08J（ 3分）Q mgL17解：当双刀双掷开关S 使螺线管的电流反向时，测量线圈中就产生感应电动势，根据法拉第电磁感应定律可得：EN2B(d / 2) 2（ 5 分）Ntt由欧姆定律得：IQE（ 5 分）tR由上述二式可得：B2QR（6 分）.Nd 218解： (1) 设线圈向右移动一距离S，则通过线圈的磁通量变化为：hSB L ，而所需时间为tS ，（2分）xvB根据法拉第电磁感应定律可感应电动势力为EhvL410 5 V. （3 分）Etx(2) 根据欧姆定律可得感应电流I210 8 A，（ 3 分）R电功率 =8 108W（4 分）P IE(3) 电流方向是沿逆时针方向的，导线 dc 受到向左的力， 导线 ab 受到向右的力。 线圈做匀速运动，所受合力应为零。根据能量守恒得机械功率P 机 =P=8108（4分）W.10