电磁感应习题及参考答案

电磁感应参习题练习一、单选题1．如图所示的电路中，自感线圈的电阻不计、自感系数很大,A、B是完全相同的灯泡．当开关S闭合时，下面所述情况中正确的是（）A．A比B先亮，然后A熄灭B．B比A先亮，然后B逐渐变暗C．A、B一起亮，然后A熄灭D．A、B一起亮，然后B熄灭2．边长为h的正方形金属导线框，从如图所示位置由静止开始下落通过一匀强磁场区城磁场方向水平且垂直于线框平面磁场区高度为H，上、下边界如图中虚线所示，Hh从线框开始下落到完全穿过磁场区的全过程中（）A.线框中总有感应电流存在B.线框中感应电流方向是先顺时针后逆时针C.线框中感应电流方向是先逆时针后顺时针D.线框受到磁场力的方向有时向上，有时向下3．如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中有半径为r的光滑半圆形导体框，OC为一能绕O在框架上滑动的导体棒，O、b之间连一电阻R，导体框与导体棒的电阻均不计，要使OC能以角速度w匀速转动，则外力做功的功率是（）A．B．C．D．4．根据电、磁场对运动电荷的作用规律我们知道,电场可以使带电粒子加(或减)速,磁场可以控制带电粒子的运动方向.回旋加速器,图示的质谱仪都是利用以上原理制造出来的高科技设备,如图中的质谱仪是把从S1出来的带电量相同的粒子先经过电压U使之加速,然后再让他们进入偏转磁场B,这样质量不同的粒子就会在磁场中分离.下述关于回旋加速器，质谱仪的说法中错误的是A．经过回旋加速器加速的同种带电粒子，其最终速度大小与高频交流电的电压无关B．经过回旋加速器加速的同种带电粒子，其最终速度大小与D型盒上所加磁场强弱有关C．图示质谱仪中，在磁场中运动半径大的粒子，其质量也大.D．图示质谱仪中，在磁场中运动半径大的粒子，其电荷量也大.1、钚(Pu)是一种放射性元素。钚的一种同位素23894Pu会发生α衰变，其半衰期为87.7年，衰变方程可写为2389442XPeuH(X为表示衰变后新核的符号），下列说法中正确的是A.10个23894Pu经过87.7年后一定还剩余5个B.1mol23894Pu经过175.4年还剩余0.75molC.X原子核中含有142个中子D.衰变发出的γ射线是波长很短的电磁波，具有很强的电离能力2、嫦娥五号探测器是我国自行研制的首个实施无人月面取样返回式航天器，预计于2017年11月进行发射，完成月面样品采集，并从月球起飞，返回地球。已知月球半径为R,若“嫦娥五号”在距月球表面高度为17Rh的圆轨道上飞行，周期为T,万有引力常量为G,下列说法中正确的是A.月球质量为2324RGTB.月球密度为23GTC.月球第一宇宙速度为3617RTD.月球表面重力加速度为232418()17RT5.在负点电荷Q形成的电场中有一点A,当一个电荷量为q的负检验电荷从电场中的A点移动到无限远处时，静电力做的功为W,则检验电荷在A点的电势能及电场中A点的电势分别为A.,PAAWEWqB.,PAAWEWqC.,PAAWEWqD.,PAAWEWq6.将质点A以初速度v0水平抛出，甲图中的虚线是A做平抛运动的轨迹，乙图中的曲线是一光滑轨道，轨道的形状与甲图中的虚线相同。让质点B从轨遺顶端无初速度下滑，B下滑过程中没有脱离轨道。则下列说法中正确的是A.A、B两质点从开始运动到落地所用时间相等B.A、B两质点落地时的速度大小相等C.A、B两质点落地时竖直分速度大小相等D.A、B两质点落地时的速度方向相同【物理——选修3-3】（15分）(1)(5分）如图所示，汽缸G和活塞N都绝热，汽缸左端封闭右端开口并与大气相通，汽缸中间有一个固定的导热性良好的隔板M，隔板和活塞将汽缸内部分为两部分，分别封闭着一定量的理想气体A和B，原来活塞处于静止状态。现加热气体A,使活塞达到新的平衡，不计活塞与汽缸壁间的摩擦，外界压强保持不变，则下列说法正确的是。（填正确答案标号，选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）A.气体A吸热，内能增加B.气体B吸热，对外做功，内能不变C.气体A和气体B分子的平均动能都增大D.气体A和气体B内每个分子的动能增大E.气体B分子单位时间内对器壁单位面积碰撞总次数减少二、多选题5．如图甲所示，一个固定的矩形线圈abcd的匝数n＝500，线圈面积S＝100cm2，线图的总电阻r＝1Ω，线图外接一个阻值R＝4Ω的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示。则下列说法确的是（）A.线圈中的感应电流方向为逆时针方向B.矩形线圈ad边受到的安培力保持不变C.前2s内，电阻R产生的热量为0.72JD.第ls末，R两端的电压为1.5V6．如图，水平放置的金属导体框abcd，ab、cd边平行、间距为l，导体框内均有垂直于框面、磁感应强度大小为B的匀强磁场，一单位长度电阻为r的金属杆MN，与导轨成θ角，以速度v沿平行于cd的方向匀速滑动，金属杆滑动过程中与导轨接触良好，导轨框电阻不计，则()A.M点电势低于N点电势B.闭合回路中磁通量的变化率为BlvC.金属杆所受安培力的方向与运动方向相反D.金属杆所受安培力的大小为7．如图所示，一质量为m、边长为L、电阻为R的正方形金属线框在绝缘水平地面上向一磁感应强度大小为B、方向竖直向下的有界匀强磁场滑去（磁场宽度dL)，ab边刚进入磁场时，线框abef的速度大小为。己知线框abef与地面间的动摩擦因数为，线框abef恰好能完全进入磁场。下列说法正确的是A.线框abef进入磁场过程中的加速度不断减小B.线框abef进入磁场过程中所产生的焦耳热为C.整个过程中线框abef损失的机械能等于线框abef克服安培力所做的功D.通过以上数据不能求出线框abef进入磁场所用的时间8．如图所示，在磁感强度为B的匀强磁场中，有半径为的光滑半圆形导体框架，OC为一能绕O在框架上转动的导体棒，Oa之间连一个电阻，导体框架与导体棒的电阻均不计，若使OC能以角速度匀速转动，则()A．导体棒OC的O端的电势高于C端的电势B．流经电阻R的电流大小为C．导体棒受到的安倍力是D．外力做功的功率是9．如图所示，OM和ON都在纸面内，且相互垂直，只在MON区域内有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B．在OM上的P点由一质量为m、电荷量为-q的带电粒子以一速度沿与OM成=45°角方向射入磁场，O、P间距离为L，粒子所受重力不计，则A．带电粒子在磁场中的运动时间可能为53mqBB．带电粒子在磁场中的运动时间可能为35mqBC．带电粒子经过ON的位置到O的距离可能为32LD．带电粒子经过ON的位置到O的距离可能为23L三、解答题10．如图所示，两条足够长的光滑平行金属导轨所在平面与水平面的夹θ＝37，间距d＝0.5m。导轨处于磁感应强度B＝2T、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。导轨上端连接一阻值R＝2Ω的电阻，垂直导放置的质量m＝0.5kg、电阻r＝1Ω的金属棒ab在水平外力F的作用下沿导轨匀速向下运动，电压表的示数为U＝2V，导轨电阻不计，重力加速度g取10m/s2，sin37＝0.6，cos37＝0.8，求：(1)金属棒的速度大小；(2)画出金属棒的受力分析图并求出水平外力F；(3)金属棒沿导轨下滑x＝1m的过程中，电阻R上产生的热量。11．如图甲所示，倾角为足够长的倾斜导体轨道与光滑水平轨道平滑连接。轨道宽度，电阻忽略不计。在水平轨道平面内有水平向右的匀强磁场，倾斜轨道平面内有垂直于倾斜轨道向下的匀强磁场，大小都为B，现将质量、电阻的两个相同导体棒ab和cd，垂直于轨道分别置于水平轨道上和倾斜轨道的顶端，同时由静止释放。导体cd下滑过程中加速度a和速度v的关系如图乙所示。cd棒从开始运动到最大速度的过程中流过cd棒的电荷量（，，），则：，（1）cd和倾斜轨道之间的动摩擦因数是多少；（2）ab和水平轨道之间的最大压力是多少；（3）cd棒从开始运动到速度最大的过程中ab棒上产生的焦耳热是多少．12．如图所示，两条足够长的平行金属导轨倾斜放置(导轨电阻不计)，倾角为30°，导轨间距为0.5m，匀强磁场垂直导轨平面向下，B=0.2T，两根材料相同的金属棒a、b与导轨构成闭合回路，a、b金属棒的质量分别为3kg、2kg，两金属棒的电阻均为R=1Ω，刚开始两根金属棒都恰好静止，假设最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力．现对a棒施加一平行导轨向上的恒力F=60N，经过足够长的时间后，两金属棒都达到了稳定状态．(1)求金属棒与导轨间的动摩擦因数；(2)当两金属棒都达到稳定状态时，求b棒所受的安培力大小．(3)设当a金属棒从开始受力到向上运动5m时，b金属棒向上运动了2m，且此时a的速度为4m/s，b的速度为1m/s，求此过程中回路中产生的电热及通过a金属棒的电荷量．13．如图所示，倾角为30°的光滑斜面上，有一垂直于斜面向下的有界匀强磁场区域PQNM，磁场区域宽度L=0.1m。将一质量m=0.02kg、边长L=0.1m、总电阻R=0.4的单匝正方形闭合线圈abcd由静止释放，释放时ab边水平，且到磁场上边界PQ的距离也为L，当ab边刚进入磁场时，线圈恰好匀速运动，g=10m/s2，求：（1）ab边刚进入磁场时，线圆所受安培力的大小F安方向；（2）ab边刚进入磁场时，线圈的速度及磁场磁感应强度B的大小；（3）线圈穿过磁场过程产生的热量Q。14．轻质细线吊着一质量为m＝0.42kg、边长为L＝1m、匝数n＝10的正方形线圈，其总电阻为r＝1Ω.在线圈的中间位置以下区域分布着磁场，如图甲所示.磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示.(g＝10m/s2)(1)磁感应强度为多少时，细线的拉力刚好为0?(2)求6s内通过线圈横截面的电荷量？1．B闭合开关的瞬间，由于线圈中产生自感电动势将阻碍电流的增大，则B灯先亮，A灯后亮。由于电感器的电阻不计，电路逐渐稳定时，自感电动势减小，通过A的电流逐渐增大，A灯变亮。外电路电流变大时，路端电压U=E-Ir减小，B灯变暗。故B正确，ACD错误。2．CA.因为Hh，当线框全部处于磁场区域内时线框内磁通量不变线框中无感应电流．故选项A不符合题意．BC.根据右手定则可知，线框进人磁场时感应电流是逆时针，线框离开磁场时感应电流是顺时针．故选项C符合题意，选项B不符合题意．D.在C的基础上结合左手定则可知线框在进出磁场过程中受到磁场力的方向总是向上．故选项D不符合题意．3．C导体棒匀速转动，说明处于受力平衡状态，外力的功率和电阻的发热的功率大小相等，求出电阻发热的功率即可。因为OC是匀速转动的，根据能量的守恒可得，P外=P电=，又因为，联立解得：外，故C正确。故应选：C。4．D根据2mvqvBr，解得qBrvm，则粒子的最终速度与交流电压无关，与D形盒上所加的磁场强弱有关。故AB正确。根据2mvqvBr得mvrqB，根据qU＝12mv2得，2qUvm，则22mUrqB，则在磁场中运动半径大的粒子，其电荷量小，其质量大；故C正确，D错误。本题选错误的，故选D。5．ACA.由图可知，穿过线圈的磁通量变大，由楞次定律可得：线圈产生的感应电流逆时针，A项与题意相符；B.根据法拉第电磁感应定律可知，磁通量的变化率恒定，所以电动势恒定，则流过线圈的感应电流恒定，但磁场逐渐增大，线圈ad边受到的安培力逐渐增大，故B项与题意不相符；D.由法拉第电磁感应定律有：则R两端的电压是路端电压，小于1.5V，故D项与题意不相符。C.由闭合电路欧姆定律可知，电路中的电流为：，前2s内，线圈电阻R产生的热量为：Q＝I2Rt＝0.32×4×2W＝0.72W，故C项与题意相符。6．BDA.由右手定则可知M点电势高于N点电势，故A不合题意．B.根据法拉第电磁感应定律可得，故B符合题意．C.由左手定则知，金属杆所受安培力方向垂直于MN斜向上，故C不合题意．D.由，，，，解得，7．ABA.根据牛顿第二定律可得线框abef进入磁场过程中速度减小，则加速度不断减小，故A项