沪科版 高二（下）第十一章 B2.导线切割磁感线时感应电动势大小 课后练习

一、填空题

1. 难度：简单

一根长为的导线在磁感应强度的匀强磁场中，以的速度做垂直切割磁感线运动，则导线上产生的感应电动势大小为______V；如果使导线中产生的感应电动势，则导线的速度大小为______.

2. 难度：简单

一导体棒在匀强磁场中垂直磁场方向做切割磁感线运动，若导线长为，磁感应强度为，速度大小为，则棒中产生的感应电动势为______V；若速度方向与磁场方向不垂直，则棒中产生的感应电动势将______（选填“大于”“等于”或小于”）这一值；若速度方向与磁场方向平行，则感应电动势为______V.

3. 难度：中等

如图所示，磁感应强度的匀强磁场，方向垂直纸面向里，导电导轨、间距，光滑且电阻不计.左端接一电阻，导线电阻不计，以速度向右匀速滑动时，回路中感应电动势大小是______V，感应电流大小是______A，方向______.这时使匀速运动所需的外力大小是______N.

4. 难度：简单

如图所示，空间存在一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，在竖直平面中的正方形线框边长为l，质量为m，电阻为R，下落到图中位置时，加速度为零，那么这时线圈速度为___________.

二、解答题

5. 难度：中等

如图所示，金属棒在平行导轨上向右匀速运动，与导轨平面垂直的匀强磁场的磁感应强度，电路中标有“”的灯泡恰能正常发光，若已知导轨间距，棒电阻，灯泡标有“”，试求：

（1）通过的电流大小和方向.（2）棒运动的速度大小.（3）的实际功率大小.

三、多选题

6. 难度：简单

如图所示，闭合矩形线圈从静止开始竖直下落，穿过一个匀强磁场区域此磁场长度远大于线圈长度，不计空气阻力，则此线圈从边进入磁场到边出磁场为止，以下说法中正确的是（    ）.

A.始终有一个向下的速度 B.始终有一个向下的加速度

C.某一时刻加速度可能为零 D.某一时刻加速度可能向上

四、解答题

7. 难度：简单

如图所示，足够长的平行导轨处在足够大的匀强磁场中，匀强磁场垂直于导轨平面，在导轨上搁了一根导体棒，导体棒与导轨之间接触良好，导体棒的电阻为R，其余电阻不计.现在导体棒上施加一个恒定的水平向右的拉力F，试分析导体棒的运动情况及稳定后的速度大小.

8. 难度：中等

如图所示，两平行固定光滑的金属导轨M、N，上面搁有两根金属棒、，它们接触处导电良好，现给棒一个向右的初速度υ，试分析金属棒和所受的安培力的方向，以及两棒的运动情况.

9. 难度：困难

如图所示，OACO为置于水平面内的光滑闭合金属导轨，O、C处分别接有短电阻丝（图中用粗线表示），R₁=4Ω、R₂=8Ω（导轨其它部分电阻不计）．导轨OAC的形状满足（单位：m）．磁感应强度B=0.2T的匀强磁场方向垂直于导轨平面．一足够长的金属棒在水平外力F作用下，以恒定的速率v=5.0m/s水平向右在导轨上从O点滑动到C点，棒与导轨接触良好且始终保持与OC导轨垂直，不计棒的电阻．求：

（1）外力F的最大值；

（2）金属棒在导轨上运动时电阻丝R₁上消耗的最大功率；

（3）在滑动过程中通过金属棒的电流I与时间t的关系．

五、填空题

10. 难度：简单

如图所示，两平行金属导轨上有一个导体棒，导与导体棒电阻均不计，导轨间接有一个阻值为的电R，匀强磁场方向与导轨平面垂直.现用力向拉导体棒，使其以的速度匀速运动时，电路中的感电流大小为______A，外力的功率为______W.

11. 难度：中等

如图所示，已知水平放置的光滑金属导轨宽度为l，处在与导轨平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，导轨两端各接有一电阻R，其余电阻不计，导体棒在导轨上以速度υ匀速向右运动，则棒中感应电流方向为______，维持棒做匀速运动的外力的大小为___________.

12. 难度：中等

如图所示，竖直平行放置的足够长的光滑导轨，相距，电阻不计，上端接有阻值为的电阻，下面连有一根接触良好的能自由运动的水平导体棒，重力，电阻为，在导轨间有与导轨平面垂直的匀强磁场，磁感应强度为.现使导体棒在重力的作用下向下运动，则导体棒下落的最大速度为_______；导体棒两端的最大电压为__________V；上端电阻的最大功率_____W.

13. 难度：简单

如图所示，一导线框长是宽的2倍，一次以速度匀速拉进磁场，另一次以速度v匀速拉进磁场，两次线框放法如图所示，则两次线框中产生的最大感应电动势之比为_______；两次线框从第一根边进入磁场到全部进入磁场过程中线框中产生的平均感应电动势之比为_______；两次维持线框匀速运动所需外力的功率之比为__________；两次外力所做的功之比为___________.

14. 难度：简单

如图所示，“日”字形线框质量为m，长短边长分别为、l，短边电阻为r，竖直边电阻不计.当它的下边刚落进宽度为l的匀强磁场B时，即做匀速运动，则线框穿过磁场的时间为___________.

15. 难度：中等

如图所示，竖直平面内有一个很长的金属导轨处于的水平匀强磁场中，导轨中串有电阻为、额定功率为的灯泡.质量、导轨间距的金属棒可沿导轨做无摩擦滑动，则棒以速度为_______向上运动时，灯泡能正常发光；若让棒自由下落，当速度达到稳定后，灯泡__________（选填“能”或“不能”）正常发光.

16. 难度：中等

如图所示，空间存在一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，磁场宽度为l，在竖直平面中的正方形线框边长也为l，质量为m，电阻为R离磁场上边的距离为h.若线框自由下落后恰能匀速通过磁场区域，则线框下落的高度________；线框通过磁场区域的时间___________.

六、单选题

17. 难度：中等

如图所示，匀强磁场区域内有一根金属棒在外力作用下在水平的光滑导电导轨上匀速运动.当它的速度从v变为时，下列说法中正确的是（    ）.

A.作用力应增加到原来的4倍

B.感应电流的功率增加到原来的4倍

C.感应电流的大小增加为原来的4倍

D.a、b间的电压增加为原来的4倍

18. 难度：中等

如图所示，将线框从匀强磁场中匀速拉出的过程中，第一次拉出速率为v，第二次拉出速率为，则两次拉出时外力与及外力做功和的关系是（    ）.

A.， B.，

C.， D.，

19. 难度：困难

如图所示,匀强磁场中放置有固定的abc金属框架,导体棒ef在框架上匀速向右平移,框架和棒所用材料、横截面积均相同,摩擦阻力忽略不计.那么在ef,棒脱离框架前,保持一定数值的物理量是(        )

A.ef棒所受的拉力 B.电路中的磁通量

C.电路中的感应电流 D.电路中的感应电动势

七、解答题

20. 难度：中等

如图所示，水平平行光滑导电导轨，电阻不计，左端接有一个电阻，导轨间距，处于匀强磁场中，磁感应强度，导体棒电阻不计，质量为，搁在导轨上，受水平向右的拉力作用由静止起运动.

（1）标出棒中产生感应电流的方向.

（2）棒的加速度和速度如何变化？

（3）求棒匀速运动时的速度.

（4）当拉力F拉着棒由静止起运动时，棒的速度为，则此过程中电路中消耗的电能为多大？

21. 难度：中等

如图所示，长为l、电阻、质量的金属棒垂直跨搁在位于水平面上的两条平行光滑金属导轨上，两导轨间距也是l，棒与导轨间接触良好，导轨电阻不计，导轨左端接有的电阻，量程为的电流表串接在一条导轨上，量程为的电压表接在电阻R的两端，匀强磁场垂直穿过导轨平面现以向右恒定外力F使金属棒右移，当金属棒以的速度在导轨平面上匀速滑动时，观察到电路中的一个电表正好满偏，另一个电表未满偏.问：

（1）此满偏的电表是什么表？说明理由.

（2）拉动金属棒的外力F多大？