电动势和动生电动势 同步练习 (2).doc

电动势和动生电动势 同步练习 我夯基 我达标 １.如图4-5-6所示，均匀金属环的电阻为R，其圆心O，半径为L.一金属杆OA，质量可忽略不计，电阻为r，可绕O点转动，A端固定一质量为m的金属球a，球上有孔，套在圆环上可无摩擦滑动，Ob为一导线，整个装置放在与环平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B.现把金属杆OA从水平位置由静止释放运动到竖直位置，球a的速度为v，则OA到竖直位置时产生的电动势为________________；此时OA所受安培力的功率为______________；杆OA由水平位置转到竖直位置这段时间内，电路中转化的内能为________________. 图4-5-6 图4-5-7 思路解析：OA的转动切割磁感线，求运动到最低点时的瞬时电动势和瞬时功率，应用法拉第电磁感应定律时，要运用旋转切割的情况.最后要求的是过程量，应用能量的转化和守恒. 答案：BLv mgL-mv2 2.如图4-5-7所示，矩形线圈一边长为a，另一边长为b，电阻为R，在它以速度v匀速穿过宽度为L、磁感应强度为B的匀强磁场的过程中，若b＞L，产生的电能为__________；通过导体截面的电荷量为__________；若b＜L，产生的电能为__________；通过导体截面的电荷量为__________. 思路解析：当b＞L时，线圈匀速运动产生感应电流的有效位移为2L，即有感应电流的时间为t1=，再根据E=Bav，E电=t1，q=It=t1，可得出答案；当b＜L时，线圈匀速运动产生感应电流的有效位移为2b，即有感应电流的时间为t2=，用同样的方法可求得答案. 答案： 3.如图4-5-8所示，空间有一个方向水平的有界磁场区域，一个矩形线框，自磁场上方某一高度下落，然后进入磁场，进入磁场时，导线框平面与磁场方向垂直.则在进入时导线框不可能（ ） 图4-5-8 A.变加速下落 B.变减速下落 C.匀速下落 D.匀加速下落 思路解析：线框下落时的高度不同，进入磁场时的速度、产生的感应电动势、感应电流、线框所受的安培力不同，可能大于、等于或小于线框重力，故线框的运动可能有三种，只有D是不可能的. 答案：D 4.如图4-5-9所示为两个同心闭合线圈的俯视图，若内线圈中通有图示的电流I1，则当I1增大时，关于外线圈中的感应电流I2的方向及I2受到的安培力F的方向，下列判断正确的是（ ） 图4-5-9 A.I2沿顺时针方向，F沿半径指向圆心 B.I2沿逆时针方向，F沿半径背离圆心 C.I2沿逆时针方向，F沿半径指向圆心 D.I2沿顺时针方向，F沿半径背离圆心 答案：B 5.一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面，规定向里为正方向，在磁场中有一金属圆环，圆环平面位于纸面内，如图4-5-10所示.现令磁感应强度B随时间变化，先按如图所示的Oa图线变化，后来又按照图线bc、cd变化，令E1、E2、E3分别表示这三段变化过程中的感应电动势的大小，I1、I2、I3分别表示对应的感应电流，则（ ） 图4-5-10 A.E1＞E2，I1沿逆时针方向，I2沿顺时针方向 B.E1＜E2，I1沿逆时针方向，I2沿顺时针方向 C.E1＜E2，I2沿顺时针方向，I3沿顺时针方向 D.E3＝E2，I2沿顺时针方向，I3沿逆时针方向 思路解析：bc段与cd段磁场的变化率相等，大于aO的磁场变化率. 答案：BC 6.在平行于水平地面的有界匀强磁场上方，有三个单匝线框A、B、C，从静止开始同时释放，磁感线始终与线框平面垂直.三个线框都是由相同的金属材料做成的相同正方形，其中A不闭合，有个小缺口；B、C都是闭合的，但B导线的横截面积比C的大，如图4-5-11所示.下列关于它们的落地时间的判断正确的是（ ） 图4-5-11 A.A、B、C同时落地 B.A最迟落地 C.B在C之后落地 D.B和C在A之后落地 思路解析：A中无感应电流，在进入和穿出磁场的过程中只受重力作用；B、C在进入和穿出磁场的过程中都有感应电流产生，都受向上的安培力作用，下落的加速度小于重力加速度，所以比A要晚落地；设线圈的边长为l，导线的横截面积为S，材料的密度为δ，电阻率为ρ，进入或穿出时的速度为v，磁感应强度为B，则线圈中产生的感应电动势为E=Blv，感应电流为I=，电阻为R=ρ，安培力为F=BIl，由牛顿第二定律加速度为a=，线圈的质量为m=4δSl.将上述方程整理后得：a=g-.加速度与导线的粗细无关，故B、C同时落地. 答案：D