高中物理研究电磁感应现象试题

一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e随时间t的变化规律如图12-58所示.则下列说法中正确的是（   ）

图12-58

A．t1时刻通过线圈的磁通量为零

B．t2时刻通过线圈磁通量的绝对值最大

C．t3时刻通过线圈磁通量的变化率的绝对值最大

D．每当感应电动势e变换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大

如图12-57所示，一正方形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动.沿着OO′观察，线圈沿逆时针方向转动.已知匀强磁场的磁感应强度为B，线圈匝数为n，边长为l，电阻为R，转动的角速度为ω.则当线圈转至图示位置时（   ）

图12-57

A．线圈中感应电流的方向为abcda	B．线圈中的感应电流为
C．穿过线圈的磁通量为0	D．穿过线圈磁通量的变化率为0

如图12-54所示，闭合金属导线框水平放置在竖直向上的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度增加时，则（   ）

图12-54

A．线框中的感应电流一定增大

B．线框中的感应电流可能减小

C．线框中的感应电流方向从上向下看一定沿顺时针方向

D．线框中的感应电流方向从上向下看可能沿逆时针方向

如图12-63所示，ef、gh为水平放置的足够长的平行光滑导轨，导轨间距为L＝1 m，导轨左端连接一个R＝2 Ω的电阻，将一根质量为0.2 kg的金属棒cd垂直地放置导轨上，且与导轨接触良好，导轨与金属棒的电阻均不计，整个装置放在磁感应强度为B＝2 T的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下.现对金属棒施加一水平向右的拉力F，使棒从静止开始向右运动.试解答以下问题.

图12-63
（1）若施加的水平外力恒为F＝8 N，则金属棒达到的稳定速度v₁是多少？
（2）若施加的水平外力的功率恒为P＝18 W，则金属棒达到的稳定速度v₂是多少？
（3）若施加的水平外力的功率恒为P＝18 W，则从金属棒开始运动到速度v₃＝2 m/s的过程中电阻R产生的热量为8.6 J，则该过程所需的时间是多少？

如图12-59所示，MN、PQ是两根足够长固定的平行金属导轨，其间距为L，导轨平面与水平面的夹角为α.在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面斜向上方向的匀强磁场，磁感应强度为B，在导轨的M、P端连接一阻值为R的电阻，一根垂直于导轨放置的金属棒ab，质量为m，从静止释放沿导轨下滑，已知ab与导轨间的动摩擦因数为μ.

图12-59
（1）分析ab棒下滑过程中的运动性质，画出其受力示意图.
（2）求ab棒的最大速度.

恒定的匀强磁场中有一圆形闭合导线圈，线圈平面垂直于磁场方向，当线圈在磁场中做下列哪种运动时，线圈中能产生感应电流（　　）

A．线圈沿自身所在平面运动

B．沿磁场方向运动

C．线圈绕任意一直径做匀速转动

D．线圈绕任意一直径做变速转动

如图9-3-25所示，在竖直方向的磁感应强度为B的匀强磁场中，金属框架ABC固定在水平面内，AB与BC间夹角为θ，光滑导体棒DE在框架上从B点开始在外力作用下以速度v向右匀速运动，导体棒与框架足够长且构成等腰三角形电路.若框架与导体棒单位长度的电阻均为r，导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触.下列关于电路中电流大小I与时间t、消耗的电功率P与水平移动的距离x变化规律的图象中正确的是（　　）

图9-3-25

图9-3-26           

如图9-3-22所示，宽0.5 m的导轨上放一电阻R₀＝0.1 Ω的导体棒，并用水平线通过定滑轮吊着质量M＝0.2 kg的重物，轨道左端连接的电阻R＝0.4 Ω，图中的l＝0.8 m.竖直向上的匀强磁场的磁感应强度B＝0.5 T，并且以在变化.水平导轨电阻不计，且不计摩擦阻力.求至少经过多长时间才能吊起重物？

图9-3-22

如图所示,平行水平面放置的导轨上连有电阻R,处于垂直轨道平面的匀强磁场中.今从静止起用力拉金属棒ab,若拉力恒定,经过时间t₁后ab速度为v,加速度为a₁,最终速度可达2v;若改用功率恒定的拉力作用,经过时间t₂后ab的速度也为v,加速度为a₂,最终速度也可达2v.求a₁∶a₂的值.(导轨光滑,摩擦不计)

如图,虚线框abcd内为一矩形匀强磁场区域,ab=2bc,a′b′c′d′是一正方形导线框,a′b′与ab平行.若将导线框匀速地拉离磁场区域,以W₁表示沿平行于ab方向拉出过程中外力所做的功,W₂表示以同样速率沿平行于bc的方向拉出过程中所做的功,则W₁=___________W₂.

弹簧的上端固定,下端悬挂一根质量为m的磁铁,在磁铁下端放一个固定的闭合金属线圈.将磁铁抬到弹簧原长处由静止开始释放,使磁铁上下振动时穿过线圈.已知弹簧的劲度系数为k,弹簧的伸长量x与弹性势能的关系式为E_p=kx²/2,则线圈产生的焦耳热的总量是__________.

如图所示,固定的正方形闭合导线框abcd处于垂直线框平面向里的匀强磁场中,一根金属杆ef靠近ab平行放置在导线框上,在垂直ef杆且沿线框平面的拉力F作用下,ef杆沿导线框向cd边匀速滑动,滑动中ef杆始终与ab边平行,且与导线框接触良好.若ef杆与导线框间的摩擦不计,ef杆与导线框每个边的电阻都相同,则在匀速滑动过程中(    )

A．ef杆中的电流先变大后变小

B．ef杆两端电势差先变小后变大

C．拉力F的瞬时功率先变大后变小

D．导线框abcd消耗的电功率先变大后变小

如图所示,两根水平放置的相互平行的金属导轨ab、cd,表面光滑,处在竖直向上的匀强磁场中,金属棒PQ垂直导轨放在上面,以速度v向右匀速运动.欲使棒PQ停下来,下面的措施可行的是(导轨足够长,棒PQ有电阻)(    )

A．在PQ右侧垂直于导轨再放上一根同样的金属棒

B．在PQ右侧垂直于导轨再放上一根质量和电阻均比棒PQ大的金属棒

C．将导轨的a、c两端用导线连接起来

D．将导轨的a、c两端和b、d两端分别用导线连接起来

如下图所示,一根足够长的水平滑杆SS′上套有一质量为m的光滑金属圆环,在滑杆的正下方与其平行放置一足够长的光滑水平的木制轨道PP′,PP′穿过金属环的圆心.现使质量为M的条形磁铁以水平速度v₀沿木制轨道向右运动,设磁铁与圆环的最后速度分别为v_M和v_m,则(    )

A．磁铁穿过金属环后,两者将先后停下来

B．圆环可能获得的最大速度为

C．一定有vM>vm

D．可能有vM<vm

如图所示,有两根和水平方向成α角的光滑平行的金属轨道,上端接有可变电阻R,下端足够长.空间有垂直于轨道平面的匀强磁场,磁感应强度为B.一根质量为m的金属杆从轨道上由静止滑下,经过足够长的时间后,金属杆的速度会趋近于一个最大速度v_m,则(    )

A.如果B增大,v_m将变大                   B.如果α增大,v_m将变大
C.如果R变大,v_m将变大                   D.如果m变大,v_m将变大