电磁感应与电磁学练习

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1、 电磁感应与电磁学练习电磁感应与电磁学练习能力测试能力测试 一、选择题（至少有一个选项符合题意）一、选择题（至少有一个选项符合题意） 1.下列说法正确的是（ ） A.感应电流的磁场总是与原磁场方向相反 B.线圈的自感作用是阻碍通过线圈的电流 C.当穿过线圈的磁通量为零时，感生电动热一定为零 D.自感电动势的方向可以与原电流方向相同2.日光灯电路主要由镇流器、启动器和灯管组成，在日光灯正常工作时（ ） A.灯管正常发光后，启动器两上触片是连接的 B.灯管正常发光后，启动器起降压作用 C.日光灯开始发光时，镇流器提供瞬时高压 D.灯管正常发光后，镇流器将交流电变成直流电3.如图 7-13-14，三

2、角形线框与长直导线彼此绝缘，线框被导线分成面积相等的两部 分，在 M 接通图示方向电流的瞬间，线框中感应电流的方向是（ ） A.无感应电流B.ABCC.CBAD.条件不足，无法判 断4.如图 7-13-15，水平直导线通以恒定电流 I，在其正下方有一竖直放置的闭合线圈 abcd，线圈从静止开始释放，则线圈在下落过程中（ ） A.没有感应电流产生 B.有电流，方向是 adcba C.下落加速度小于重力加速度 D.下落过程中，线圈机械能守恒5.如图 7-13-16，所示是观察自感现象的电路图，为了观察到断开开关的瞬间灯泡有 明显的闪烁现象，除增大线圈的自感系数外，还要考虑线圈电阻 RL和小灯泡电阻

3、 R，它们 之间应满足的关系是（ ） A.RLRB.RL=RC.RLR6.如图 7-13-17，ABCD 是固定的水平放置的足够长 U 型金属导轨，整个导轨处于竖直 向上的匀强磁场中，在导轨上放一金属棒 ab，给 ab 一个水平向右的冲量，使它以初速 v0 运动起来，最后静止在导轨上，在导轨是光滑和粗糙两种情况下（ ） A.安培力对 ab 所做的功相等 B.电流通过整个回路做功相等 C.整个回路产生的热量相等 D.到停止运动时，两棒运动距离相等7.如图 7-13-18，导体棒 ab 在金属导轨上向右做匀加速运动，在此过程中（ ） A.电容器上电量越来越多 B.电容器上电量保持不变 C.电阻 R

4、 上无电流 D.电阻 R 上有电流通过二、填空题二、填空题 8.如图 7-13-19（a） ，边长为 20cm 的正方形线框，电阻为 0.1,线框中存在着垂直框 平面的匀强磁场,磁感强度随时间变化规律如图 7-13-19（b）,由图可知,在 t1t2时间内 通过线框导线某截面的电量大小为 C(规定向里方向为正方向)。9.如图 7-13-20，一根通有稳恒电流的长直导线的右侧，有一金属棒 AB 可绕其中点 O沿顺时旋转，转动面与直导线在同一平面内，当转到水平位置 AB 和竖直位置 AB两位 置时，两端电势高低关系：UA UB，UA UB。10.如图 7-13-21 所示，相距为 d 的两水平线虚

5、线 L1和 L2之间是方向水平向里的匀强 磁场，磁强感度 B，线框 abcd 边长为 l(ld)，质量为 m,电阻为 R。将线框在磁场上方向 h 处由静止释放，ab 刚进磁场时速度为 v0，ab 边刚穿出磁场时速度也为 v0，在线框全部穿 过磁场的过程中，感应电流所做功为 ，线框最小速度为 。11.如图 7-13-22 所示，闭合电路中一定长度的螺线管可自由伸缩，通电时灯泡有一定 的亮度，若将一软铁棒由螺线管的一端迅速扦入螺线管内，则插入过程中灯泡变 ， 螺线管长度变 。三、计算与论述题三、计算与论述题 12.如图 7-13-23 是生产中常用一种延时继电器的示意图，铁芯上有两个线圈 A 和

6、B， 线圈 A 跟电源相连，线圈 B 的两端接在一起，构成一个闭合电路。在开关 S 断开的时候， 弹簧 K 并不能立即将衔铁 D 拉起，从而使触头 C（连接工作电路）不立即离开，过一段时 间后触头 C 才能离开；延时继电器就是这样得名的，试说明这种继电器的原理。13.如图 7-13-24，把总电阻为 2R 的均匀电阻丝焊接成一半径为 a 的圆环，水平固定 在竖直向下的磁感强度为 B 的匀强磁场中，一长度为 2a，电阻等于 R，粗细均匀的金属棒 MN 放在圆环上，它与圆环始终保持良好的接触，当金属棒以恒定速度 v 向右移动，经过环 心 O 时，求：（1）棒上电流的大小和方向及棒两端电压 UMN。

7、 （2）圆环和金属棒上消耗的 总功率。14.如图 7-13-25，倾角 =30，宽度 L=1m 的足够长的 U 形平行光滑金属导轨，固定 在磁感强度 B=1T，范围充分大的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，用平行于导轨、 功率恒为 6W 和牵引力 F 牵引一根质量为 m=0.2kg，电阻 R=1 放在导轨上的金属棒 ab，由 静止开始沿导轨向上移动（ab 始终与导轨接触良好且垂直） ，当 ab 棒移动 2.8m 时，获得 稳定速度，在此过程中，金属棒产生的热量为 5.8J（不计导轨电阻及一切摩擦，取 g=10m/s2） ，求：（1）ab 棒的稳定速度。 （2）ab 棒从静止开始达到稳定速度所

8、需时间。15.如图 7-13-26 所示，固定于水平桌面上的金属框 cdef，处在竖直向下的匀强磁场 中，金属棒 ab 搁在框架上，可无摩擦滑动，此时 adeb 构成一个边长为 L 的正方形，棒的 电阻为 r，其余部分电阻不计，开始时磁感强度为 B。（1）若从 t=0 时刻起，磁感强度均匀增加，每秒增量为 k，同时保持棒静止。求棒中 的感应电流。在图上标出感应电流的方向。 （2）在上述（1）情况中，始终保持棒静止，当 t=t1末时需加的垂直于棒的水平拉力 为多大？ （3）若从 t=0 时刻起，磁感强度逐渐减小，当棒以恒定速度 v 向右做匀速运动时，可 使棒中不产生感应电流，则磁感强度应怎样随时

9、间变化（写出 B 与 t 的关系式）？综合测试综合测试一、选择题（至少有一个选项符合题意）一、选择题（至少有一个选项符合题意） 1.如图 7-1（a） ，圆形线圈 P 静止在水平桌面上，其正上方悬挂一相同的线圈 Q，P 和 Q 共轴，Q 中通有变化的电流，电流随时间变化的规律如图 7-1（b）所示，P 所受的重力为 G，桌面对 P 的支持力为 N，则（ ） A.t1时刻 NGB.t2时刻 NGC.t3时刻 NGD.t4时刻N=G2.如图 7-2，光滑绝缘水平面上，有一矩形线圈冲入一匀强磁场，线圈全部进入磁场 区域时，其动能恰好等于它在磁场外面时的一半，设磁场宽度大于线圈宽度，那么（ ） A.线

10、圈恰好在刚离开磁场的地方停下 B.线圈在磁场中某位置停下 C.线圈在未完全离开磁场时即已停下 D.线圈完全离开磁场以后仍能继续运动，不会停下来3.如图 7-3 所示，导线 ab 沿金属导轨运动使电容器充电，设磁场是匀强磁场，且右边 电路电阻不变，若使电容器带电量恒定且上板带正电，则 ab 运动情况是（ ） A.匀速运动B.匀加速向右运动 C.变加速向左运动D.变加速向右运动4.如图 7-4 所示，a、b 是平行金属导轨，匀强磁场垂直导轨平面，c、d 是分别串有电 压表和电流表金属棒，它们与导轨接触良好，当 c、d 以相同速度向右运动时，下列正确的 是（ ） A.两表均有读数B.两表均无读数 C

11、.电流表有读数，电压表无读数D.电流表无读数，电压表有读数5.如图 7-5 所示，四边完全相同的正方形线圈置于一个有界匀强磁场中，磁场垂直线 圈平面，磁场边界与对应的线圈边平行，今在线圈平面内分别以大小相等、方向与正方形 各边垂直的速度，沿四个不同的方向把线圈拉出场区，则能使 ab 间电势差最大的是（ ） A.向上拉B.向下拉C.向左拉D.向右拉6.如图 7-6 所示，是测定自感系数很大的线圈 L 直流电阻的电路，L 两端并有一只电 压表，用来测定自感线圈的直流电压，测量完毕将电路解体时（ ） A.先断 K1B.先断 K2C.先拆除电流表D.先拆除电 阻 R7.如图 7-7 所示，固定于水平绝

12、缘面上的平等金属导轨不光滑，除 R 外其它电阻均不 计，垂直导轨平面有一匀强磁场，当质量为 m 的金属棒 cd 在水平力 F 作用下由静止向右滑 动过程中，下列说法中，正确的是（ ） A.水平力 F 对 cd 所做功等于电路中产生的电能 B.只有在 cd 棒做匀速运动时，F 对 cd 棒做的功才等于电路中产生的电能 C.无论 cd 棒做何种运动，它克服磁场力做的功一定等于电路中产生的电能 D.R 两端电压始终小于 cd 棒中感应电动势的值二、填空题二、填空题 8.如图 7-8 所示，水平面上有足够长的光滑导轨，匀强磁场 B 垂直导轨平面，相同的 金属棒 ab,cd 质量均为 m，长为 L，开始

13、时 ab 静止，cd 初速为 v0，则最后 ab 的速度大小 为，整个过程回路中产生的热量为 。9.如图 7-9 所示，正三角形导线框 abc 的边长为 L，在磁感强度为 B 的匀强磁场中， 以平行于 bc 边的速度 v 向右匀速运动，则电压表示数为 ，a、b 两点间的电 势差为 。10.一线圈共 1000 匝，流入图 7-10 所示电流，第 1 秒内线圈产生的自感电动势为 1V，则线圈的自感系数为 H，3 秒末线圈中自感电动势为 。11.如图 7-11 所示，有两电阻 2R 和 R，其余电阻不计，电容器电容为 C，匀强磁场 B 垂直纸面向里，当 MN 以速度 2v 向右、PQ 以速度 v 向

14、右运动时，电容器极板带电量为 ，且左板带 电（轨宽为 L） 。三、计算与论述题三、计算与论述题 12.用水平力 F 将矩形线框 abcd 水平向左以速度 v 匀速拉出磁场，开始时 ab 边和磁场 边缘对齐，如图 7-12 所示，设匀强磁场的磁感强度为 B，方向垂直纸面向里，试针对这一 过程，用能量转化为守恒定律导出法拉第电磁感应定律。13.如图 7-13 所示，质量 M=100g 的闭合铝框，用较长细线悬挂起来，静止铝框的中央 距地面 h=0.8m，今有一质量 m=200g 的磁铁以水平速度 v0=10m/s 射入并穿过铝框，落在距 铝框原位置水平距离 S=3.6m 处。在磁铁穿过铝框后，求：

15、 （1）铝框向哪边偏转？能上升多高？ （2）在磁铁穿过铝框的整个过程中，框中产生了多少电能？14.如图 7-14 所示，直线 MN 的上方有一个磁感强度 B=1T 的匀强磁场。有一张角为 /2 的扇形回路 OAB，其顶点 O 在直线 MN 上，扇形回路绕 O 沿水平面以 =2rad/s 逆时 针方向转动，设扇形半径 r=1m，回路电阻 R=2，试求： （1）若从 OA 最初与 MN 重合的瞬间开始观察，电流沿 OABO 方向流动为正，作出一个 周期内回路中电流强度 I 随时间 t 的变化图像。 （2）回路转动一周，产生多少电能。15.如图 7-15 所示，电动机牵引的是一根原来静止的长 L=1m，质量 m=0.1kg 的金属棒 MN，棒电阻 R=1，MN 架在处于磁感强度 B=1T 的水平匀强磁场中的竖直放置的固定框架上， 磁场方向与框架平面垂直，当导体棒上升 h=3.8m 时获得稳定速度，其产生的焦耳热 Q=2J，电动机牵引棒时，伏特表、安培表的读数分别为 7V、1A，已知电动机的内阻 r=1，不计框架电阻及一切摩擦，g 取 10m/s2，求： （1）金属棒所达到的稳定速度大小。 （2）金属棒从静止开始运动到达稳定速度所需的时间。参考答案参考答案 第第 1313 讲讲 电磁感应与电磁学综合电磁感应与电磁学综合