高考物理一轮复习随堂练习时法拉第电磁感应定律自感 4页

法拉第电磁感应定律专题 图9－2－10‎ ‎1．如图9－2－10所示，MN、PQ为两条平行的水平放置的金属导轨，左端接有定值电阻R，金属棒ab斜放在两导轨之间，与导轨接触良好，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面，设金属棒与两导轨接触点之间的距离为L，金属棒与导轨间夹角为60°，以速度v水平向右匀速运动，不计导轨和棒的电阻，则流过金属棒中的电流为(　　)‎ A．I＝ B．I＝ C．I＝ D．I＝ ‎2.‎ 图9－2－11‎ ‎(2010·陕西省西安市统考)如图9－2－11所示，Q是单匝金属线圈，MN是一个螺线管，它的绕线方法没有画出，Q的输出端a、b和MN的输入端c、d之间用导线相连，P是在MN的正下方水平放置的用细导线绕制的软弹簧线圈．若在Q所处的空间加上与环面垂直的变化磁场，发现在t1至t2时间段内弹簧线圈处于收缩状态，则所加磁场的磁感应强度的变化情况可能是(　　)‎ 图9－2－12‎ ‎3．(2009·全国Ⅱ，24)如图9－2－12所示，匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里，大小随时间的变化率＝k，k为负的常量．用电阻率为ρ、横截面积为S的硬导线做成一边长为l的方框．将方框固定于纸面内，其右半部分位于磁场区域中，求：‎ ‎(1)导线中感应电流的大小；‎ ‎(2)磁场对方框作用力的大小随时间的变化率．‎ 图9－2－13‎ ‎4．如图9－2－13所示，在一倾角为37°的粗糙绝缘斜面上，静止地放置着一个匝数n＝10匝的圆形线圈，其总电阻R＝3.14 Ω、总质量m＝‎0.4 kg、半径r＝‎0.4 m．如果向下轻推一下此线圈，则它刚好可沿斜面匀速下滑．现在将线圈静止放在斜面上后．在线圈的水平直径以下的区域中，加上垂直斜面方向的，磁感应强度大小按如图9－2－14所示规律变化的磁场(提示：通电半圆导线受的安培力与长为直径的直导线通同样大小的电流时受的安培力相等)问：‎ ‎(1)刚加上磁场时线圈中的感应电流大小I＝？‎ ‎(2)从加上磁场开始到线圈刚要运动，线圈中产生的热量Q＝？(最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取‎10 m/s2.)‎ ‎5.‎ 图9－2－14‎ 在国庆焰火联欢晚会中，天空中出现了如图9－2－14所示的雪域天路巨幅烟花画，现场观众均为我国交通运输的发展而兴高采烈．铁路运输的原理是：将能够产生匀强磁场的磁铁安装在火车首节车厢的下面，如图9－2－16甲(俯视图)所示，当它经过安放在两铁轨之间的矩形线圈时，线圈会产生一个电信号传输给控制中心．已知矩形线圈的长为L1，宽为L2，匝数为n.若安装在火车首节车厢下面的磁铁产生的匀强磁场的宽度大于L2，当火车通过安放在两铁轨之间的矩形线圈时，控制中心接收到线圈两端的电压信号u随时间t变化的关系如图9－2－15乙所示．不计线圈电阻，据此计算：‎ 图9－2－15‎ ‎(1)火车的加速度；‎ ‎(2)火车在t1～t2时间内的平均速度和安装在火车首节车厢下面的磁铁产生的匀强磁场宽度．‎ 图9－2－16‎ ‎6．如图9－2－16中半径为r的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场B中，绕O轴以角速度ω沿逆时针方向匀速转动，则通过电阻R的电流的大小和方向是(金属圆盘的电阻不计)(　　)‎ A．由c到d，I＝Br2ω/R B．由d到c，I＝Br2ω/R C．由c到d，I＝Br2ω/(2R) D．由d到c，I＝Br2ω/(2R)‎ ‎7.‎ 图9－2－18‎ 如图9－2－18所示，多匝电感线圈L的电阻不计，两个电阻的阻值都是R，电键S原来打开，通过电源的电流I0＝，合上电键，线圈中有自感电动势，这个电动势将(　　)‎ A．有阻碍电流的作用，最后电流由I0减小到零 B．有阻碍电流的作用，最后电流小于I0‎ C．有阻碍电流增大的作用，因而电流I0保持不变 D．有阻碍电流增大的作用，但最后电流还是增大到2I0‎ 答案：D 图9－2－20‎ ‎8．如图9－2－20甲所示，固定在水平桌面上的光滑金属框架cdeg处于方向竖直向下的匀强磁场中，金属杆ab与金属框架接触良好．在两根导轨的端点d、e之间连接一电阻R，其他部分电阻忽略不计．现用一水平向右的外力F作用在金属杆ab上，使金属杆由静止开始向右在框架上滑动，运动中杆ab始终垂直于框架．图乙为一段时间内金属杆中的电流I随时间t的变化关系图象，则下列选项中可以表示外力F 随时间t变化关系的图象是(　　)‎ 图9－2－21‎ ‎9．如图9－2－21所示在虚线空间内有一对彼此平行的金属导轨，宽为L，与水平面的夹角为θ，导轨电阻不计，在虚线空间内分布着垂直导轨平面向上的磁感应强度为B的匀强磁场．导轨的下端接一定值电阻R，上端通过导线与一对竖直放置的平行金属板相连接，两板间距为d，其间固定着一光滑绝缘直杆，它与水平面也成θ角，杆上套一带电小球．当一电阻也为R的光滑导体棒ab沿导轨以速度v匀速下滑时，小球恰好静止在绝缘直杆上．则由此可以判断小球的电性并能求出其荷质比为(　　)‎ A．正电荷，2dgtan θ/BLvcos θ B．正电荷，2dgtan θ/BLv C．负电荷，2dgtan θ/BLvcos θ D．负电荷，2dgtan θ/BLv 图9－2－22‎ ‎10．(2009·郑州调研)如图9－2－22(甲)所示，面积S＝‎0.2 m2‎的线圈，匝数n＝630匝，总电阻r＝1.0 Ω，线圈处在变化的磁场中，设磁场垂直纸面向外为正方向，磁感应强度B随时间t按图(乙)所示规律变化，方向垂直线圈平面，图(甲)中传感器可看成一个纯电阻R，并标有“3 V、0.9 W”，滑动变阻器R0上标有“10 Ω，‎1 A”，则下列说法正确的是(　　)‎ A．电流表的电流方向向左 B．为了保证电路的安全，电路中允许通过的最大电流为‎1 A C．线圈中产生的感应电动势随时间在变化 D．若滑动变阻器的滑片置于最左端，为了保证电路的安全，图9－2－23(乙)中的t0最小值为40 s 图9－2－23‎ ‎11．如图9－2－23所示，一无限长的光滑金属平行导轨置于匀强磁场B中，磁场方向垂直导轨平面，导轨平面竖直且与地面绝缘，导轨上M、N间接一电阻R，P、Q端接一对沿水平方向的平行金属板，导体棒ab置于导轨上，其电阻为3R，导轨电阻不计，棒长为L，平行金属板间距为d.今导体棒通过定滑轮在一物块拉动下开始运动，稳定后棒的速度为v，不计一切摩擦阻力．此时有一带电量为q的液滴恰能在两板间做半径为r的匀速圆周运动，且速率也为v.求：‎ ‎(1)棒向右运动的速度v；‎ ‎(2)物块的质量m.‎ 图9－2－24‎ ‎12．如图9－2－24所示，足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置，一个磁感应强度B＝0.50 T的匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的上端M与P间连接阻值为R＝0.30 Ω的电阻，长为L＝‎0.40 m、电阻为r＝0.20 Ω的金属棒ab紧贴在导轨上．现使金属棒ab由静止开始下滑，通过传感器记录金属棒ab下滑的距离，其下滑距离与时间的关系如下表所示，导轨电阻不计．(g＝‎10 m/s2)求：‎ 时间t(s)‎ ‎0‎ ‎0.10‎ ‎0.20‎ ‎0.30‎ ‎0.40‎ ‎0.50‎ ‎0.60‎ ‎0.70‎ 下滑距 离s(m)‎ ‎0‎ ‎0.10‎ ‎0.30‎ ‎0.70‎ ‎1.20‎ ‎1.70‎ ‎2.20‎ ‎2.70‎ ‎(1)在前0.4 s的时间内，金属棒ab电动势的平均值；,‎ ‎(2)金属棒的质量；,‎ ‎(3)在前0.7 s的时间内，电阻R上产生的热量.‎ 图9－2－25‎ ‎13．如图9－2－25所示，矩形导线圈边长分别为L1、L2，共有N匝，内有一匀强磁场，磁场方向垂直于线圈所在平面向里，线圈通过导线接一对水平放置的平行金属板，两板间的距离为d，板长为L0.t＝0时，磁场的磁感应强度B从B0开始均匀变化，同时一带电荷量为＋q、质量为m的粒子从两板间的中点以水平初速度v0向右进入两板间，不计重力，若该粒子恰能从上板的右端射出，则：‎ ‎(1)磁感应强度随时间的变化率k多大？‎ ‎(2)磁感应强度B与时间t应满足什么关系？‎ ‎(3)两板间电场对带电粒子做的功为多少？‎ 图9－2－26‎ ‎14．如图9－2－26所示，电阻不计的平行金属导轨MN和OP放置在水平面内．MO间接有阻值为R＝3 Ω的电阻．导轨相距d＝‎1 m，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B＝0.5 T．质量为m＝‎0.1 kg，电阻为r＝1 Ω的导体棒CD垂直于导轨放置，并接触良好．用平行于MN的恒力F＝1 N向右拉动CD.CD受摩擦阻力f恒为0.5 N．求：‎ ‎(1)CD运动的最大速度是多少？‎ ‎(2)当CD到最大速度后，电阻R消耗的电功率是多少？‎ ‎(3)当CD的速度为最大速度的一半时，CD的加速度是多少？‎