電磁感應中的電路問題專題練習[含答案及解析]

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1、 ..WORD完美格式.. 電磁感應中的電路問題專題練習 1.用均勻導線做成的正方形線圈邊長為l,正方形的一半放在垂直于紙面向里的勻強磁場中,如圖所示,當磁場以ΔBΔt的變化率增強時,則下列說法正確的是(　　) A.線圈中感應電流方向為adbca B.線圈中產生的電動勢E=ΔBΔtl22 C.線圈中a點電勢高于b點電勢 D.線圈中a,b兩點間的電勢差為ΔBΔtl22 2.如圖所示,用粗細相同的銅絲做成邊長分別為L和2L的兩只閉合線框a和b,以相同的速度從磁感應強度為B的勻強磁場區(qū)域中勻速地拉到磁場

2、外,不考慮線框的重力,若閉合線框的電流分別為Ia,Ib,則Ia∶Ib為(　　) A.1∶4 B.1∶2 C.1∶1 D.不能確定 3.在圖中,EF,GH為平行的金屬導軌,其電阻不計,R為電阻,C為電容器,AB為可在EF和GH上滑動的導體棒,有勻強磁場垂直于導軌平面.若用I1和I2分別表示圖中該處導線中的電流,則當AB棒(　D　) A.勻速滑動時,I1=0,I2=0 B.勻速滑動時,I1≠0,I2≠0 C.加速滑動時,I1=0,I2=0 D.加速滑動時,I1≠0,I2≠0 4.如圖所示,導體棒在金屬框架上向右做勻加速運動,在此過程中(　　) A.電容器上電荷量越

3、來越多 B.電容器上電荷量越來越少 C.電容器上電荷量保持不變 D.電阻R上電流越來越大 5.用相同導線繞制的邊長為L或2L的四個閉合導體線框,以相同的速度進入右側勻強磁場,如圖所示.在每個線框進入磁場的過程中,M,N兩點間的電壓分別為Ua,Ub,Uc和Ud.下列判斷正確的是(　　) A.Ua

4、的金屬導線ab垂直導軌放置,并在水平外力F的作用下以速度v向右勻速運動,不計導軌電阻,則(　　) A.通電電阻R的電流方向為P→R→M B.a,b兩點間的電壓為BLv C.a端電勢比b端高 D.外力F做的功等于電路中產生的焦耳熱 7.(多選)如圖所示,電阻為r的均勻金屬圓環(huán)放在圖示的勻強磁場中,磁感應強度為B,圓環(huán)直徑為L,電阻為r2長也為L的金屬棒ab在圓環(huán)上從右向左以v0勻速滑動并保持與環(huán)良好接觸.當ab運動到與環(huán)直徑重合瞬間,棒兩端電勢差大小及電勢高低為(　　) A.電勢差為BLv02 B.電勢差為BLv03 C.a點電勢比b點高 D.b點電勢比a點高 8

5、.(多選)半徑為a右端開小口的導體圓環(huán)和長為2a的導體直桿,單位長度電阻均為R0.圓環(huán)水平固定放置,整個內部區(qū)域分布著豎直向下的勻強磁場,磁感應強度為B,桿在圓環(huán)上以速度v平行于直徑CD向右做勻速直線運動,桿始終有兩點與圓環(huán)良好接觸,從圓環(huán)中心O開始,桿的位置由θ確定,如圖所示.則(　　) A.θ=0時,桿產生的電動勢為2Bav B.θ=π3時,桿產生的電動勢為3Bav C.θ=0時,桿受的安培力大小為2B2av(π+2)R0 D.θ=π3時,桿受的安培力大小為3B2av(5π+3)R0 9.以下各種不同的情況中R=0.1 Ω,運動導線長l=0.05 m,做勻速運動的速度都為v=

6、10 m/s.除電阻R外,其余各部分電阻均不計.勻強磁場的磁感應強度B=0.3 T.試計算各情況中通過每個電阻R的電流大小和方向. 10.面積S=0.2 m2,n=100匝的圓形線圈,處在如圖所示的磁場內,磁感應強度隨時間t變化的規(guī)律是B=0.02t(T),R=3 Ω,C=30 μF,線圈電阻r=1 Ω,求: (1)通過R的電流方向和4 s內通過導線橫截面的電荷量; (2)電容器的電荷量. 11.如圖所示,半徑為L、電阻為R的金屬環(huán)與磁感應強度為B的勻強磁場垂直,長為L、電阻為R4的金屬桿OA一端在圓心,另一端在環(huán)上,并可沿圓環(huán)轉動.阻值為R2的電阻一端與金屬桿的O端相連,

7、另一端與環(huán)上C點相連,若桿以角速度ω逆時針轉動,那么,阻值R2的電阻上的電流在什么范圍內變化? 12.(2016南昌調研)如圖所示,匝數(shù)n=100匝、面積S=0.2 m2、電阻r=0.5 Ω的圓形線圈MN處于垂直紙面向里的勻強磁場內,磁感應強度隨時間按B=0.6+0.02t(T)的規(guī)律變化.處于磁場外的電阻R1= 3.5 Ω,R2=6 Ω,電容C=30 μF,開關S開始時未閉合,求: (1)閉合開關S后,線圈兩端M,N兩點間的電壓UMN和電阻R2消耗的電功率; (2)閉合開關S一段時間后又斷開S,S斷開后通過R2的電荷量. 1、解析:根據(jù)楞次定律可知,選項A錯誤;線圈中產生的

8、電動勢E=SΔBΔt= l22ΔBΔt,選項B正確;線圈中的感應電流沿逆時針方向,所以a點電勢低于b點電勢,選項C錯誤;線圈左邊的一半導線相當于電源,右邊的一半相當于外電路,a,b兩點間的電勢差相當于路端電壓,其大小為U=E2=l24ΔBΔt,選項D錯誤. 2、解析:產生的感應電動勢為E=Blv,由閉合電路歐姆定律得I=BlvR,又 lb=2la,由電阻定律知Rb=2Ra,故Ia∶Ib=1∶1.選項C正確. 3、解析:導體棒水平運動時產生感應電動勢,對整個電路,可把AB棒看做電源,等效電路如圖所示.當棒勻速滑動時,電動勢E不變,故I1≠0,I2=0.當棒加速運動時,電動勢E不斷變大,電容

9、器不斷充電,故I1≠0,I2≠0.選項D正確. 4、解析:導體棒勻加速運動,產生電動勢越來越大,對電容器充電形成 充電電流,電容器帶電荷量均勻增大,充電電流保持不變,故選項A 正確. 5、解析:每個線框進入磁場的過程中,僅有MN邊做切割磁感線運動產生感應電動勢,其余三條邊是外電路,設長度為L的導線電阻為R,邊長為L的導線切割磁感線產生感應電動勢為E,由于以相同速度進入磁場,故邊長為2L的導線切割磁感線產生感應電動勢為2E,則Ua= E4R3R=34E;Ub=E6R5R=56E;Uc=2E8R6R=32E;Ud=2E6R4R=43E,Ua

10、據(jù)楞次定律或右手定則可判斷出,通過電阻R的電流方向為M→R→P,選項A錯誤;導線ab相當于電源,電源電壓E=BLv,內阻r=R2,所以a,b兩點間的電壓為路端電壓,即Uab=2BLv3,選項B錯誤;在電源內部,電流從b→a,所以a端電勢比b端高,選項C正確;因為導線ab在水平外力F的作用下做勻速運動,所以安培力與外力F等大反向,安培力做的功與外力F做的功大小相等,又因為電路中產生的焦耳熱等于安培力做的功,所以電路中產生的焦耳熱也等于外力F做的功,選項D正確. 7、解析:當ab與環(huán)直徑重合時,I=BLv0r2+r4,a,b兩點間電勢差大小U=Ir4,得U=BLv03,由右手定則判斷b點電勢高,

11、選項B,D正確. 8、解析:開始時刻,感應電動勢E1=BLv=2Bav,故選項A正確;θ=π3時, E2=B2acos π3v=Bav,故選項B錯誤;由L=2acos θ,E=BLv, I=ER,R=R0[2acos θ+(π+2θ)a],得在θ=0時,F=B2L2vR=4B2avR0(2+π),故選項C錯誤;θ=π3時F=3B2avR0(5π+3),故選項D正確. 9、解析:題圖(甲)中,兩導線切割磁感線,產生的感應電流相互抵消,流過電阻R的電流為0. 題圖(乙)中,兩導線切割磁感線,均產生順時針方向的電流,流過R的電流方向向右,大小為I=2BlvR=20.30.05100.1 A

12、=3 A. 題圖(丙)中,一導線切割磁感線,兩外電阻并聯(lián),由右手定則知,流過兩電阻R的電流方向向下,大小均為I=12ER總=12BlvR2=120.30.05100.12 A= 1.5 A. 題圖(丁)中,一導線切割磁感線,內阻為R,兩外電阻并聯(lián),由右手定則,流過內阻R的電流方向向上,流過外電阻R的電流方向向下.流過內阻R的電流大小為I=ER總=BlvR+R2=0.30.05100.1+0.05 A=1 A,流過外電阻R的電流均為I2,即 0.5 A. 答案:見解析 10、解析:(1)由法拉第電磁感應定律可得出線圈中的感應電動勢,由歐姆定律可求得通過R的電流.由楞次定律可知電流的方向

13、為逆時針,通過R的電流方向為b→a, q=It=ER+rt=nΔBSt(R+r)t=nΔBSR+r=0.1 C. (2)由E=nΔΦΔt=nSΔBΔt=1000.20.02 V=0.4 V, I=ER+r=0.43+1 A=0.1 A, UC=UR=IR=0.13 V=0.3 V, Q=CUC=3010-60.3 C=910-6 C. 答案:(1)b →a　0.1 C　(2)910-6 C 11、解析:A在C點時金屬圓環(huán)未接入電路中,則外電阻最小,如圖所示,E=BL0+ωL2=12BωL2, Imax=ER2+R4=2BL2ω3R; 當A在C點正上方時環(huán)的電阻最大,外電阻

14、最大, Imin=ER4+R2+R4=BL2ω2R. 答案:BL2ω2R～2BL2ω3R 12、解析:內電路分析:圓形線圈構成內電路, 由B=0.6+0.02t(T)知ΔBΔt=0.02 T/s. 外電路分析:S閉合后,R1,R2串聯(lián),電容器兩端的電壓同R2兩端的電壓,UMN為路端電壓. (1)線圈中的感應電動勢 E=nΔΦΔt=nΔBΔtS=1000.020.2 V=0.4 V, 通過線圈的電流I=ER1+R2+r=0.43.5+6+0.5 A=0.04 A, 線圈兩端M,N兩點間的電壓 UMN=E-Ir=0.4 V-0.040.5 V=0.38 V. 電阻R2消耗的電功率P2=I2R2=0.0426 W=9.610-3 W. (2)閉合開關后,電路穩(wěn)定 UC=UR2=IR2=0.24 V, Q=CUC=7.210-6 C. S斷開后,電容器放電,通過R2的電荷量ΔQ=7.210-6 C. 答案:(1)0.38 V　9.610-3 W　(2)7.210-6 C ..專業(yè)知識編輯整理..