電磁感應習題

1、一.電磁感應的圖象問題電磁感應和圖象的結合是高考考查電磁感應的常見方法之一，考查的方式主要是兩種：一是給出電磁感應過程選出 或畫出正確圖象；二是由給定的有關圖象分析電磁感應過程，求解相應的物理量。1. 平行導軌間有一矩形的勻強磁場區(qū)域，細金屬棒PQ沿導軌從MN處勻速運動到 MN的過程中，棒上感應電動勢E隨時間t變化的圖示，可能正確的是QL_2.矩形導線框abcd固定在勻強磁場中，磁感線的方向與導線框所在平面垂直, 磁感應強度B隨時間變化的規(guī)律如圖 1所示.若規(guī)定順時針方向為感應電流規(guī)定磁場的正方向垂直紙面向里，I的正方向，圖2中正確的是 （）*/f/Tx X X X X XXX x y x X

2、XXft圖23.如圖.在水平面（紙面）內有三報相同的均勻金屬棒ab、ac和MN其中空間存在垂直于紙面的均勻磁場。用力使MN向右勻速運動，從圖示位置開始計時，運動中MN始終與/ bac的平分線垂直且和導軌保持良好接觸。下列關于回路中電流i與時間t的關系圖線.可能正確的是ab、ac在a點接觸，構成“ V”字型導軌。4.在勻強磁場中,A.B.C.D.矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉軸勻速轉動，如圖 t=0. 005s時線框的磁通量變化率為零t=0. 01s時線框平面與中性面重合 線框產生的交變電動勢有效值為311V線框產生的交變電動勢頻率為100HZ1。產生的交變電動勢的圖像如圖2,則B。垂直于導5.

3、 如圖1所示，兩根光滑平行導軌水平放置，間距為L,其間有豎直向下的勻強磁場，磁感應強度為軌水平對稱放置一根均勻金屬棒。從t=0時刻起，棒上有如圖 2所示的持續(xù)交流電流I，周期為T,最大值為Im,圖1中I所示方向為電流正方向。則金屬棒（A. 直向右移動B. 速度隨時間周期性變化C. 受到的安培力隨時間周期性變化D. 受到的安培力在一個周期內做正功6. 將一段導線繞成圖甲所示的閉合電路，并固定在水平面(紙面)內，回路的ab邊置于垂直紙面向里的勻強磁場I中?；芈返膱A形區(qū)域內有垂直紙面的磁場n,以向里為磁場n的正方向，其磁感應強度B隨時間t變化的圖像如圖乙所示。用F表示ab邊受到的安培力，以水平向右為

4、F的正方向，能正確反映 F隨時間t變化的圖像是叵甲二.線框磁場問題1.均勻導線制成的單匝正方形閉合線框abed,每邊長為L,總電阻為R,總質量為m.將其置于磁感強度為B的水平勻強磁場上方h處，如圖所示.線框由靜止自由下落， 線框平面保持在豎直平面內, 界平行.當ed邊剛進入磁場時，(1) 求線框中產生的感應電動勢大??；(2) 求ed兩點間的電勢差大小；(3) 若此時線框加速度恰好為零，求線框下落的高度h所應滿足的條件。且ed邊始終與水平的磁場邊X K JC X X x M K2.如圖，勻強磁場的磁感應強度方向垂直于紙面向里，大小隨時間的變化率k , k為負的常量。用電阻率求XXXXXX、橫截面

5、積為S的硬導線做成一邊長為I的方框。將方框固定于紙面內,(1) 導線中感應電流的大??；(2) 磁場對方框作用力的大小隨時間的變化3. 如圖，一導線彎成半徑為 a的半圓形閉合回路。虛線 MN右側有磁感應強度為 B的勻強磁場。方向垂直于回路所在的平面?；芈芬运俣葀向右勻速進入磁場,直徑CD始絡與MN垂直。從D點到達邊界開始到 C點進入磁場為止,F列結論正確的是()A. 感應電流方向不變XXXB. CD段直線始終不受安培力C.感應電動勢最大值E= BavD.感應電動勢平均值 E 1 Bav44. 如圖，“凸”字形硬質金屬線框質量為m，相鄰各邊互相垂直，且處于同一豎直平面內，ab邊長為I, cd邊長為

6、2I，ab與cd平行，間距為21。勻強磁場區(qū)域的上下邊界均水平，磁場方向垂直于線框所在平面。開始時，cd邊到磁場上邊界的距離為 2I，線框由靜止釋放，從cd邊進入磁場直到ef、pq邊進入磁場前，線框做勻速運動，在ef、pq邊離開磁場后，ab邊離開磁場之前，線框又做勻速運動。線框完全穿過磁場過程中產生的熱量為Q。線框在下落過程中始終處于原豎直平面內，且 ab、cd邊保持水平，重力加速度為g;求(1) 線框ab邊將離開磁場時做勻速運動的速度大小是cd邊剛進入磁場時的幾倍(2) 磁場上下邊界間的距離H2/飆場區(qū)三.電磁感應力學問題1. 如圖，足夠長的平行光滑金屬導軌水平放置，寬度L = 0.4 m

7、，一端連接R=1 Q的電阻，導軌所在的空間存在X IXXXXVXR *XBXXXXX卸f XXF作用下，導體棒沿導軌向右勻速運動，速度K*X - - XK豎直向下的勻強磁場，磁感應強度B=1T,導體棒 MN放在導軌上，其長度恰好等于導軌間距，與導軌接觸良好。導軌和導體棒的電阻均可忽略不計。在平行于導軌的拉力v = 5 m/s，求：(1) 感應電動勢 E和感應電流I;(2 )在0.1 s時間內，拉力的沖量的大小；2. 如圖，兩平行金屬導軌位于同一水平面上，相距l(xiāng)，左端與一電阻 R相連；整個系統置于勻強磁場中，磁感應強度大小為B，方向豎直向下。一質量為m的導體棒置于導軌上，在水平外力作用下沿導軌以

8、速度v勻速向右滑動,，重力加速度大小為g,滑動過程中始終保持與導軌垂直并接觸良好。已知導體棒與導軌間的動摩擦因數為 和導體棒的電阻均可忽略。求(1) 電阻R消耗的功率；(2) 水平外力的大小。3. 如圖所示，abcd為水平放置的平行光滑金屬導軌，間距為 I，導軌間有垂直于導軌平面的均勻磁場，磁感應強度大小為B,導軌電阻不計。已知金屬桿MN頃斜放置，與導軌成角，單位長度的電阻為r,保持金屬桿以速度水平于ed的方向滑動(金屬桿滑動過程中與導軌接觸良好)。則A.電路中感應電動勢為衛(wèi)丫sinB.電路中感應電流的大小為Bv sinC.金屬桿所受安培力的大小為2B lvsinBo=l=0.2M=0.04

9、kg的木塊，木塊放在水平地面T開始隨時間均勻增強，5解法1.動態(tài)分析法：金屬棒下滑后，速度 T導體棒受安培力 F安增大T導體棒受合外力v增大T感應電動勢 E增大T感應電流I增大F合減小t加速度 a減小t，周而復始地B2|v2D.金屬桿的熱功率為 r sin4. 金屬桿ab放在光滑的水平金屬導軌上， 與導軌組成的閉合矩形回路長 ，回路處在豎直方向的勻強磁場中，金屬桿用水平繩通過定滑輪連接質量 上，如圖所示，磁場的磁感應強度從 取10m/s2，求回路中的電流。a 0循環(huán)t循環(huán)結束時F合 0v最大1.若磁場方向豎直向上，如圖2所示.則終態(tài)時感應電動勢為?L,導軌平面與水平面的夾角為，B,在導軌的AC

10、端連接有一個阻值為 R ab棒的最大速度為多少。(已知金屬4 A2. 如圖所示，AB、CD是兩根足夠長的固定平行金屬導軌，兩導軌間的距離為 在整個導軌平面內都有垂直于導軌平面斜向上方的勻強磁場，磁感應強度為的電阻，一根垂直于導軌的金屬棒ab質量為m，從靜止開始沿導軌下滑，求導軌足夠長)B棒ab與導軌間動摩擦因數為，導軌與金屬棒的電阻不計，3 如圖所示，兩足夠長的光滑金屬導軌豎直放置，相距為 直。一質量為 m、有效電阻為 R的導體棒在距磁場上邊界 漸減小，(1)(2)(3)L, 一理想電流表與兩導軌相連，勻強磁場與導軌平面垂 h處靜止釋放。導體棒進入磁場后，流經電流表的電流逐 最終穩(wěn)定為I。整個

11、運動過程中，導體棒與導軌接觸良好，且始終保持水平，不計導軌的電阻。求： 磁感應強度的大小 B;電流穩(wěn)定后，導體棒運動速度的大小v；流經電流表電流的最大值Im11Ji1JtXMNN四.電磁感應力學與能量的綜合1 .如圖，一對光滑的平行金屬導軌固定在同一水平面內，導軌間距L=0.5m,左端接有阻值 R=0.3Q的電阻，一質量m=0.1kg，電阻r=0.1 Q的金屬棒 MN放置在導軌上，整個裝置置于豎直向上的均強磁場中，磁場的磁感應強度 B=0.4T。棒在水平向右的外力作用下，由靜止開始a=2m/s2的加速度做均加速運動，當棒的位移x=9m時撤去外力，棒繼續(xù)運動一段距離后停下來，已知撤去外力前后回路

12、中產生的焦耳熱比Q:Q2=2:1.導軌足夠長且電阻不計，棒在運動過程中始終與導軌垂直且兩端與導軌保持良好接觸。求(1)(2)(3)棒在勻加速運動過程中，通過電阻 撤去外力后回路中產生的焦耳熱 外力做的功W。R的電荷量q;Q;MN PQ邊的電阻不計，MP邊的電阻阻值 R=1.5Q, MN與 MP的夾角為1m將質量n=2kg，電阻不計的足夠長直導體棒擱在導軌上，并與MP平L=4m空間存在垂直于導軌平面的勻強磁場，磁感應強度B=.5T .在外2.如圖，水平面內有一光滑金屬導軌，135, PQ與MP垂直，MP邊長度小于行。棒與MN PQ交點G H間的距離力作用下，棒由GH處以一定的初速度向左做直線運動

13、，運動時回路中的電流強度始終與初始時的電流強度相等。(1)若初速度V1=3m/s，求棒在GH處所受的安培力大小 Fa.若初速度V2=1.5m/s，求棒向左移動距離 2m到達EF所需時間芒t .W=7J求初速度V3.(3)在棒由GH處向左移動2m到達EF處的過程中，外力做功XXKZcXXXX片XXX QR的電阻將質量為m的金屬棒懸掛在一個固定的 8所示.除電阻R外B的勻強磁場垂直，如圖 ( )3. 兩根足夠長的光滑導軌豎直放置，間距為 L,底端接阻值為 輕彈簧下端，金屬棒和導軌接觸良好，導軌所在平面與磁感應強度為 其余電阻不計.現將金屬棒從彈簧原長位置由靜止釋放。則A.B.C.釋放瞬間金屬棒的加

14、速度等于重力加速度g金屬棒向下運動時，流過電阻R的電流方向為金屬棒的速度為v時，所受的安培力大小為 FbB2I2vR電阻R上產生的總熱量等于金屬棒重力勢能的減少4.兩根光滑的長直金屬導軌MN、M N平行置于同一水平面內，導軌間距為I，電阻不計，G長度也為I、阻值同為R的金屬棒 ab在外力作用下向右勻速運動且與導軌保持良好接觸，在D.示的電路，電路中各電阻的阻值均為 R,電容器的電容為 導軌處于磁感應強度為 B、方向豎直向下的勻強磁場中。M、 M處接有如圖所 ab垂直于導軌放置，ab運動距離為s的過程中，整個回路中產生的焦耳熱為Q。求:1M X|X X : wf8X X X XV.(1) ab運

15、動速度v的大??；(2) 電容器所帶的電荷量 q。9.如圖所示，處于勻強磁場中的兩根足夠長、電阻不計的平行金屬導軌相距1 m，導軌平面與水平面成37角,下端連接阻值為 R的電阻。勻強磁場方向與導軌平面垂直。質量為0.2kg、電阻不計的金屬棒放在兩導軌上，棒與導軌垂直并保持良好接觸，它們之間的動摩擦因數為0.25。(1) 求金屬棒沿導軌由靜止開始下滑時的加速度大??；(2) 當金屬棒下滑速度達到穩(wěn)定時，電阻R消耗的功率為8W，求該速度的大小;(3) 在(2)中，若R=2 ，金屬棒中的電流方向由 a到b,求磁感應強度的大小 與方向。(g取 l0m/s2，sin370.6 )11 .( 18分)如圖所示

16、，兩根足夠長的光滑平行金屬導軌MN、PQ間距離為l=0.5m，其電阻不計，兩導軌及其構成的平面均與水平面成30角。完全相同的兩金屬棒ab、cd分別垂直導軌放置，每棒兩端都與導軌始終有良好接觸，已知兩棒質量均為m=0.02kg，電阻均為R=0.1 ，整個裝置處在垂直于導軌平面向上的勻強磁場中，磁感應強度 B=0.2T,棒ab在平行于導軌向上的力 F作用下，沿導軌向上勻速運動，而棒cd恰好能夠保持靜止。取 g=10m/s2，問(1) 通過棒cd的電流I是多少，方向如何？(2) 棒ab受到的力F多大？11.如圖所示，兩根足夠長的平行金屬導軌固定在傾角 間被分成區(qū)域I和n,兩區(qū)域的邊界與斜面的交線為(

17、3) 棒cd每產生Q=0.1J的熱量，力F做的功 W是多少？=30的斜面上，導軌電阻不計，間距L=0.4m。導軌所在空mn , I中的勻強磁場方向垂直斜面向下，n中的勻強磁場方向垂直斜面向上，兩磁場的磁場感應度大小均為B=0.5T,在區(qū)域I中，將質量m1=0.1kg，電阻R1=0.1的金屬條abm2=0.4kg，電阻F2=0.1的光滑導體棒 cd置于導軌上，由ytcd始終與軌道垂直且兩端與軌道保持良好接觸放在導軌上，ab剛好不下滑。然后，在區(qū)域n中將質量靜止開始下滑，cd在滑動過程中始終處于區(qū)域n的磁場中，ab、取 g=10m/s2，問(1) cd下滑的過程中，ab中的電流方向；(2) ab將

18、要向上滑動時，cd的速度v多大；(3) 從cd開始下滑到ab剛要向上滑動的過程中，cd滑動 的距離x=3.8m，此過程中ab上產生的熱量 Q是多少。24.如圖所示，間距l(xiāng)=0.3m的平行金屬導軌 aibici和a2b2C2分別固定在兩個豎直面內，在水平面aibib2a2區(qū)域內和傾角 =37的斜面Cibib2C2區(qū)域內分別有磁感應強度Bi=0.4T、方向豎直向上和 B2=1T、方向垂直于斜面向上的勻強磁場。電阻R=0.3 、質量mi=o.ikg、長為|的相同導體桿 K、S、Q分別放置在導軌上，S桿的兩端固定在bi、b2點, K、Q桿可沿導軌無摩擦滑動且始終接觸良好。一端系于K桿中點的輕繩平行于導

19、軌繞過輕質滑輪自然下垂，繩上穿有質量m2=0.05kg的小環(huán)。已知小環(huán)以 a=6 m/s2的加速度沿繩下滑，K桿保持靜止，Q桿在垂直于桿且沿斜面向 下的拉力F作用下勻速運動。不計導軌電阻和滑輪摩擦，繩不可伸長。取g=10 m/s2，sin37 =0.6， cos37 =0.8。求(1)(2)小環(huán)所受摩擦力的大??；Q桿所受拉力的瞬時功率11.如圖所示，金屬導軌 MNC和PQD MN與 PQ平行且間距為L,所在平面與水平面夾角為 a , N Q連線與MN垂 直，MP間接有阻值為R的電阻；光滑直導軌 NC和QD在同一水平面內，與 NQ的夾角都為銳角。均勻金屬棒ab和ef質量均為m,長均為L, ab棒

20、初始位置在水平導軌上與 NQ重合；ef棒垂直放在傾斜導軌上，與導軌間的動摩 擦因數為 ( 較小)，由導軌上的小立柱1和2阻擋而靜止。空間有方向豎直的勻強磁場 (圖中未畫出)。兩金屬棒與導軌保持良好接觸。不計所有導軌和ab棒的電阻，ef棒的阻值為R,最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等，忽略感應電流產生的磁場，重力加速度為g。(1) 若磁感應強度大小為 B,給ab棒一個垂直于 NQ水平向右的速度 v1 , 在水平導軌上沿運動方向滑行一段距離后停止，ef棒始終靜止，求此過程ef棒上產生的熱量；(2) 在(1)問過程中，ab棒滑行距離為d,求通過ab棒某橫截面的電量；(3) 若ab棒以垂直于NQ的速度v2在水平導軌上向右勻速運動，并在NQ位置時取走小立柱 1和2,且運動過程中ef棒始終靜