【物理】2020届一轮复习人教版第九章电磁感应中的电路问题作业

【物理】2020届一轮复习人教版第九章电磁感应中的电路问题作业

‎(六十四) 电磁感应中的电路问题 作业 ‎1.如图所示，MN、PQ是间距为L的平行光滑金属导轨，置于磁感应强度为B、方向垂直导轨所在平面向里的匀强磁场中，导轨固定不动，M、P间接有一阻值为R的电阻。一根与导轨接触良好、接入电路的电阻为的金属导线ab垂直导轨放置，并在水平外力F的作用下以速度v向右匀速运动，则(不计导轨电阻)(　　)‎ A．通过电阻R的电流方向为P→R→M B．a、b两点间的电压为BLv C．a端电势比b端电势高 D．外力F做的功等于电阻R上产生的焦耳热 解析：选C　由右手定则可知通过电阻R的电流方向为M→R→P，A错误；金属导线ab相当于电，电内部电流从电势低的一端流向电势高的一端，所以a端电势高于b端电势，C正确；由法拉第电磁感应定律可知，E＝BLv，由闭合电路欧姆定律得a、b两点间的电压为Uab＝·R＝BLv，B错误；由于金属导线ab做匀速直线运动，外力F做的功等于克服安培力做的功，等于整个电路产生的焦耳热，并非电阻R上产生的焦耳热，D错误。‎ ‎2.(2019·河南灵宝月考)如图所示，由均匀导线制成的半径为R的圆环，以速度v匀速进入一磁感应强度大小为B的有界匀强磁场，边界如图中虚线所示。当圆环运动到图示位置(∠aOb＝90°)时，a、b两点间的电势差为(　　)‎ A．BRv　　　　　　　　　 B．BRv C．BRv D．BRv 解析：选D　圆环的ab段切割磁感线产生的感应电动势为E＝BRv；由欧姆定律得a、b两点间的电势差为Uab＝E－Irab＝BRv－·＝，选项D正确。‎ ‎3. (多选)如图所示，两根足够长的光滑金属导轨水平平行放置，间距为l＝‎1 m，cd间、de间、cf间分别接着阻值R＝10 Ω的电阻。一阻值R＝10 Ω的导体棒ab以速度v＝‎4 m/s匀速向左运动，导体棒ab与导轨接触良好。导轨所在平面存在磁感应强度大小B＝0.5 T、方向竖直向下的匀强磁场。下列说法正确的是(　　) ‎ A．导体棒ab中电流的方向为由b到a B．cd两端的电压为1 V C．de两端的电压为1 V D．fe两端的电压为1 V 解析：选BD　由右手定则可知导体棒ab中电流的方向为由a到b，A错误；导体棒ab切割磁感线产生的感应电动势E＝Blv，导体棒ab为电，cd间电阻R为外电路负载，de和cf间电阻中无电流，de和cf间无电压，因此cd和fe两端电压相等，即U＝×R＝＝1 V，B、D正确，C错误。‎ ‎4.(2019·温州模拟)如图所示，一足够长的平行金属导轨倾斜放置，倾角为37°，宽度为‎0.5 m，电阻忽略不计，其上端接一小灯泡，电阻为1 Ω。一导体棒MN垂直于导轨放置，质量为‎0.2 kg，接入电路的电阻为1 Ω，两端与导轨接触良好，与导轨间的动摩擦因数为0.5。在导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为0.8 T。将导体棒MN由静止释放，运动一段时间后，小灯泡稳定发光，此后导体棒MN的运动速度大小以及小灯泡消耗的电功率分别为(重力加速度g取‎10 m/s2，sin 37°＝0.6)(　　)‎ A．‎2.5 m/s,1 W B．‎5 m/s,1 W C．‎7.5 m/s,9 W D．‎15 m/s,9 W 解析：选B　小灯泡稳定发光时，导体棒MN做匀速直线运动，处于平衡状态，由平衡条件得：mgsin 37°＝μmgcos 37°＋，解得v＝‎5 m/s；导体棒MN产生的感应电动势E＝BLv，电路电流I＝，小灯泡消耗的功率P＝I2R，解得P＝1 W，故选项B正确。‎ ‎5.如图所示，导体杆OP在作用于OP中点且垂直于OP的力作用下，绕O轴沿半径为r的光滑的半圆形框架在匀强磁场中以一定的角速度转动。磁场的磁感应强度为B，AO间接有电阻R，导体杆和框架电阻不计，回路中的总电功率为P，则(　　)‎ A．外力的大小为2Br B．外力的大小为Br C．导体杆旋转的角速度为 D．导体杆旋转的角速度为 解析：选C　设导体杆转动的角速度为ω，则导体杆转动切割磁感线产生的感应电动势E＝Br2ω，I＝，根据题述回路中的总电功率为P，则P＝EI；设维持导体杆匀速转动的外力为F，则有P＝，v＝rω，联立解得F＝Br，ω＝，选项C正确，A、B、D错误。‎ ‎6.(2019·广东模拟)如图所示，在一磁感应强度B＝0.5 T的匀强磁场中(磁场方向垂直纸面向上)，垂直于磁场方向水平固定着两根相距为L＝‎0.1 m的平行金属导轨MN和PQ ‎，导轨电阻忽略不计，在两根导轨的端点N、Q之间连接一阻值R＝0.3 Ω的电阻。垂直两根导轨放置一金属棒ab，且良好接触，其接入电路的电阻r＝0.2 Ω。当金属棒ab在水平拉力作用下以速度v＝‎4.0 m/s向左做匀速运动时(　　)‎ A．金属棒ab所受安培力大小为0.02 N B．N、Q间电压为0.2 V C．a端电势比b端电势低 D．回路中感应电流大小为‎1 A 解析：选A　金属棒ab产生的电动势E＝BLv＝0.2 V，回路中的感应电流大小I＝＝‎0.4 A，金属棒ab所受的安培力大小F＝BIL＝0.02 N，A正确，D错误；N、Q之间的电压U＝IR＝0.12 V，B错误；由右手定则得a端电势较高，C错误。‎ ‎7．(多选)有一半径为R，电阻率为ρ，密度为d的均匀圆环落入磁感应强度为B的径向磁场中，圆环的截面半径为r(r≪R)，如图(a)、(b)所示。当圆环在加速下落时某一时刻的速度为v，则(　　)‎ A．此时整个圆环的电动势E＝2Bvπr B．忽略电感的影响，此时圆环中的电流I＝ C．此时圆环的加速度a＝ D．如果径向磁场足够长，则圆环的最大速度vm＝ 解析：选BD　此时整个圆环垂直切割径向磁感线，电动势E＝2BvπR，选项A错误；此时圆环中的电流I＝＝，选项B正确；对圆环根据牛顿第二定律得mg－F安＝ma，F安＝BI·2πR＝，m＝dπr2·2πR，则a＝g－，选项C错误；如果径向磁场足够长，当a＝0时圆环的速度最大，即g－＝0，解得vm＝，选项D正确。‎ ‎8．(多选)在如图所示的甲、乙、丙中除导体棒ab可动外，其余部分均固定不动。甲图中的电容器C原不带电，设导体棒、导轨和直流电的电阻均可忽略，导体棒和导轨间的摩擦不计。图中装置均在水平面内，且都处于方向垂直水平面(即纸面)向下的匀强磁场中，导轨足够长，今给导体棒一个向右的初速度v0，导体棒的最终运动状态是(　　)‎ A．三种情况下，导体棒最终均静止 B．图甲、丙中导体棒最终将以不同的速度做匀速运动；图乙中导体棒最终静止 C．图甲、丙中，导体棒最终将以相同的速度做匀速运动 D．甲、乙两种情况下，电阻R上产生的焦耳热一定不同 解析：选BD　题图甲中，导体棒向右运动切割磁感线产生感应电流而使电容器充电，当电容器极板间电压与导体棒产生的感应电动势相等时，电路中没有电流，导体棒不受安培力，其向右做匀速运动；题图乙中，导体棒向右运动切割磁感线产生感应电流，通过电阻R转化为内能，导体棒速度减小，当导体棒的动能全部转化为内能时，导体棒静止；题图丙中，导体棒先受到向左的安培力作用向右做减速运动，速度减为零后再在安培力作用下向左做加速运动，当导体棒产生的感应电动势与电的电动势相等时，电路中没有电流，导体棒向左做匀速运动，故A、C错误，B正确；题图甲中，导体棒的部分动能转化为内能，题图乙中，导体棒的动能全部转化为内能，故有Q甲

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