第九章電磁感應(yīng)

1、電磁感應(yīng)1(多選) 如圖9­1­9所示，光滑固定的金屬導(dǎo)軌M、N水平放置，兩根導(dǎo)體棒P、Q平行放置在導(dǎo)軌上，形成一個閉合回路，一條形磁鐵從高處下落接近回路時()AP、Q將相互靠攏BP、Q將相互遠離C磁鐵的加速度仍為gD磁鐵的加速度小于g2.如圖9­1­10所示，導(dǎo)軌間的磁場方向垂直于紙面向里，當(dāng)導(dǎo)線MN在導(dǎo)軌上向右加速滑動時，正對電磁鐵A的圓形金屬環(huán)B中()圖9­1­10A有感應(yīng)電流，且B被A吸引B無感應(yīng)電流C可能有，也可能沒有感應(yīng)電流D有感應(yīng)電流，且B被A排斥3.如圖9­1­11所示，圓環(huán)形導(dǎo)體線圈a平放在水平桌

2、面上，在a的正上方固定一豎直螺線管b，二者軸線重合，螺線管與電源和滑動變阻器連接成如圖所示的電路。若將滑動變阻器的滑片P向下滑動，下列表述正確的是()圖9­1­11A線圈a中將產(chǎn)生俯視順時針方向的感應(yīng)電流B穿過線圈a的磁通量變小C線圈a有擴張的趨勢D線圈a對水平桌面的壓力FN將增大5.(2015·青島測試)多年來物理學(xué)家一直設(shè)想用實驗證實自然界中存在“磁單極子”。磁單極子是指只有S極或只有N極的磁性物質(zhì)，其磁感線分布類似于點電荷的電場線分布。如圖5所示的實驗就是用于檢測磁單極子的實驗之一，abcd為用超導(dǎo)材料圍成的閉合回路。設(shè)想有一個N極磁單極子沿abcd軸線從左

3、向右穿過超導(dǎo)回路，那么在回路中可能發(fā)生的現(xiàn)象是()圖5A回路中無感應(yīng)電流B回路中形成持續(xù)的abcda流向的感應(yīng)電流C回路中形成持續(xù)的adcba流向的感應(yīng)電流8.(2015·懷化模擬)如圖8所示，幾位同學(xué)在做“搖繩發(fā)電”實驗：把一條長導(dǎo)線的兩端連在一個靈敏電流計的兩個接線柱上，形成閉合回路。兩個同學(xué)迅速搖動AB這段“繩”。假設(shè)圖中情景發(fā)生在赤道，地磁場方向與地面平行，由南指向北。圖中搖“繩”同學(xué)是沿東西站立的，甲同學(xué)站在西邊，手握導(dǎo)線的A點，乙同學(xué)站在東邊，手握導(dǎo)線的B點。下列說法正確的是()圖8A當(dāng)“繩”搖到最高點時，“繩”中電流最大B當(dāng)“繩”搖到最低點時，“繩”受到的安培力最大C當(dāng)

4、“繩”向下運動時，“繩”中電流從A流向BD在搖“繩”過程中，A點電勢總是比B點電勢高11.如圖10所示，均勻帶正電的絕緣圓環(huán)a與金屬圓環(huán)b同心共面放置，當(dāng)a繞O點在其所在平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)時，b中產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流，且具有收縮趨勢，由此可知，圓環(huán)a()圖10A順時針加速旋轉(zhuǎn)B順時針減速旋轉(zhuǎn)C逆時針加速旋轉(zhuǎn)D逆時針減速旋轉(zhuǎn)16(2015·蘇北聯(lián)考)如圖15所示，一條形磁鐵從左向右勻速穿過線圈，當(dāng)磁鐵經(jīng)過A、B兩位置時，線圈中()圖15A感應(yīng)電流方向相同，感應(yīng)電流所受作用力的方向相同B感應(yīng)電流方向相反，感應(yīng)電流所受作用力的方向相反C感應(yīng)電流方向相反，感應(yīng)電流所受作用力的方向相同D感應(yīng)電流方

5、向相同，感應(yīng)電流所受作用力的方向相反典例如圖9­2­1甲所示，一個電阻值為R，匝數(shù)為n的圓形金屬線圈與阻值為2R的電阻R1連接成閉合回路。線圈的半徑為r1。在線圈中半徑為r2的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直于線圈平面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B隨時間t變化的關(guān)系圖線如圖乙所示。圖線與橫、縱軸的截距分別為t0和B0，導(dǎo)線的電阻不計。求0至t1時間內(nèi)圖9­2­1(1)通過電阻R1上的電流大小和方向；(2)通過電阻R1上的電荷量q及電阻R1上產(chǎn)生的熱量。1(2014·江蘇高考)如圖9­2­2所示，一正方形線圈的匝數(shù)為n，邊長為a，線圈平面與勻

6、強磁場垂直，且一半處在磁場中。在t時間內(nèi)，磁感應(yīng)強度的方向不變，大小由B均勻地增大到2B。在此過程中，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為()圖9­2­2A.B.C. D.2(2014·安徽高考)英國物理學(xué)家麥克斯韋認為，磁場變化時會在空間激發(fā)感生電場。如圖9­2­3所示，一個半徑為r的絕緣細圓環(huán)水平放置，環(huán)內(nèi)存在豎直向上的勻強磁場B，環(huán)上套一帶電荷量為q的小球。已知磁感應(yīng)強度B隨時間均勻增加，其變化率為k，若小球在環(huán)上運動一周，則感生電場對小球的作用力所做功的大小是()圖9­2­3A0 B.r2qkC2r2qk Dr2qk3(2015

7、·湖北重點中學(xué)高三聯(lián)考)如圖9­2­4甲所示，一個圓形線圈的匝數(shù)n100，線圈面積S200 cm2，線圈的電阻r1 ，線圈外接一個阻值R4 的電阻，把線圈放入一方向垂直線圈平面向里的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度隨時間變化規(guī)律如圖乙所示。下列說法中正確的是()圖9­2­4A線圈中的感應(yīng)電流方向為順時針方向B電阻R兩端的電壓隨時間均勻增大C線圈電阻r消耗的功率為4×104 WD前4 s內(nèi)通過R的電荷量為4×104 C典例1(2013·全國卷)如圖9­2­7所示，在水平面(紙面)內(nèi)有3根相同的均勻金屬棒ab

8、、ac和MN，其中ab、ac在a點接觸，構(gòu)成“V”字形導(dǎo)軌?？臻g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(dǎo)軌保持良好接觸。下列關(guān)于回路中電流i與時間t的關(guān)系圖線，可能正確的是()圖9­2­7圖9­2­8 典例2(多選)如圖9­2­9所示是圓盤發(fā)電機的示意圖；銅盤安裝在水平的銅軸上，它的邊緣正好在兩磁極之間，兩塊銅片C、D分別與轉(zhuǎn)動軸和銅盤的邊緣接觸。若銅盤半徑為L，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，回路的總電阻為R，從左往右看，銅盤以角速度沿順時針方向勻速轉(zhuǎn)動。則()圖9&#

9、173;2­9A由于穿過銅盤的磁通量不變，故回路中無感應(yīng)電流B回路中感應(yīng)電流大小不變，為C回路中感應(yīng)電流方向不變，為CDRCD回路中有周期性變化的感應(yīng)電流2.(2015·山西高三四校聯(lián)考)青藏鐵路刷新了一系列世界鐵路的歷史紀錄，青藏鐵路火車上多種傳感器運用了電磁感應(yīng)原理，有一種電磁裝置可以向控制中心傳輸信號以確定火車位置和運動狀態(tài)，原理是將能產(chǎn)生勻強磁場的磁鐵，安裝在火車首節(jié)車廂下面，俯視如圖甲所示，當(dāng)它經(jīng)過安放在兩鐵軌間的線圈時，便產(chǎn)生一個電信號，被控制中心接收到，當(dāng)火車通過線圈時，若控制中心接收到的線圈兩端的電壓信號為圖乙所示，則說明火車在做()圖9­2

10、73;11A勻速直線運動B勻加速直線運動C勻減速直線運動D加速度逐漸增大的變加速直線運動3(2015·武漢檢測)豎直面內(nèi)有兩圓形區(qū)域內(nèi)分別存在水平的勻強磁場，其半徑均為R且相切于O點，磁感應(yīng)強度大小相等、方向相反，且不隨時間變化。一長為2圖9­2­12R的導(dǎo)體桿OA繞O點且垂直于紙面的軸順時針勻速旋轉(zhuǎn)，角速度為，t0時，OA恰好位于兩圓的公切線上，如圖9­2­12所示，若選取從O指向A的電動勢為正，下列描述導(dǎo)體桿中感應(yīng)電動勢隨時間變化的圖像可能正確的是圖9­2­134(2012·全國卷)如圖9­2

11、3;14所示，均勻磁場中有一由半圓弧及其直徑構(gòu)成的導(dǎo)線框，半圓直徑與磁場邊緣重合；磁場方向垂直于半圓面(紙面)向里，磁感應(yīng)強度大小為B0。使該線框從靜止開始繞過圓心O、垂直于半圓面的軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動半周，在線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流?，F(xiàn)使線框保持圖中所示位置，磁感應(yīng)強度大小隨時間線性變化。為了產(chǎn)生與線框轉(zhuǎn)動半周過程中同樣大小的電流，磁感應(yīng)強度隨時間的變化率的大小應(yīng)為()圖9­2­14A. B.C. D.1(多選)(2015·深圳南山期末)如圖9­2­15，A、B是相同的白熾燈，L是自感系數(shù)很大、電阻可忽略的自感線圈。下面說法正確的是()圖9­

12、;2­15A閉合開關(guān)S時，A、B燈同時亮，且達到正常B閉合開關(guān)S時，B燈比A燈先亮，最后一樣亮C閉合開關(guān)S時，A燈比B燈先亮，最后一樣亮D斷開開關(guān)S時，A燈與B燈同時慢慢熄滅2.(2015·江蘇常州檢測)如圖9­2­16所示，電路中A、B是兩個完全相同的燈泡，L是一個自感系數(shù)很大、電阻可忽略的自感線圈，C是電容很大的電容器。當(dāng)S閉合與斷開時，A、B燈泡的發(fā)光情況是()圖9­2­16AS剛閉合后，A亮一下又逐漸熄滅，B逐漸變亮BS剛閉合后，B亮一下又逐漸變暗，A逐漸變亮CS閉合足夠長時間后，A和B一樣亮2.(多選)(2015·

13、唐山摸底)如圖2甲所示，水平放置的平行金屬導(dǎo)軌連接一個平行板電容器C和電阻R，導(dǎo)體棒MN放在導(dǎo)軌上且接觸良好，整個裝置放于垂直導(dǎo)軌平面的磁場中，磁感應(yīng)強度B的變化情況如圖乙所示(圖示磁感應(yīng)強度方向為正)，MN始終保持靜止，則0t2時間()圖2A電容器C的電荷量大小始終沒變B電容器C的a板先帶正電后帶負電CMN所受安培力的大小始終沒變DMN所受安培力的方向先向右后向左3(2015·山西高三四校聯(lián)考)如圖3所示，勻強磁場的方向垂直紙面，規(guī)定向里的方向為正，在磁場中有一細金屬圓環(huán)，線圈平面位于紙面內(nèi)，現(xiàn)令磁感應(yīng)強度B隨時間t變化，先按如圖所示的Oa圖線變化，后來又按bc和cd變化，令E1、

14、E2、E3分別表示這三段變化過程中感應(yīng)電動勢的大小，I1、I2、I3分別表示對應(yīng)的感應(yīng)電流，則下列判斷正確的是()圖3AE1E2，I1沿逆時針方向，I2沿順時針方向BE1E2，I1沿順時針方向，I2沿逆時針方向CE2E3，I2沿逆時針方向，I3沿順時針方向DE2E3，I2沿逆時針方向，I3沿順時針方向4如圖4甲所示，導(dǎo)體棒MN置于水平導(dǎo)軌上，PQMN所圍的面積為S，PQ之間有阻值為R的電阻，不計導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻。導(dǎo)軌所在區(qū)域內(nèi)存在沿豎直方向的勻強磁場，規(guī)定磁場方向豎直向上為正，在02t0時間內(nèi)磁感應(yīng)強度的變化情況如圖乙所示，導(dǎo)體棒MN始終處于靜止狀態(tài)。下列說法正確的是()圖4A在0t0和t0

15、2t0時間內(nèi)，導(dǎo)體棒受到的導(dǎo)軌的摩擦力方向相同B在0t0時間內(nèi)，通過導(dǎo)體棒的電流方向為N到MC在t02t0時間內(nèi)，通過電阻R的電流大小為D在02t0時間內(nèi)，通過電阻R的電荷量為5粗細均勻的電阻絲圍成圖5所示的線框，置于正方形有界勻強磁場中，磁感應(yīng)強度為B，方向垂直于線框平面，圖中abbc2cd2de2ef2fa2L?，F(xiàn)使線框以同樣大小的速度v勻速沿四個不同方向平動進入磁場，并且速度方向始終與線框先進入磁場的那條邊垂直，則在通過如圖所示位置時，下列說法中正確的是()圖5Aab兩點間的電勢差圖中最大Bab兩點間的電勢差圖中最大C回路電流圖中最大D回路電流圖中最小6(多選)如圖6所示，空間存在兩個磁

16、場，磁感應(yīng)強度大小均為B，方向相反且垂直紙面，MN、PQ為其邊界，OO為其對稱軸。一導(dǎo)線折成邊長為l的正方形閉合回路abcd，回路在紙面內(nèi)以恒定速度v0向右運動，當(dāng)運動到關(guān)于OO對稱的位置時()圖6A穿過回路的磁通量為零B回路中感應(yīng)電動勢大小為2Blv0C回路中感應(yīng)電流的方向為順時針方向D回路中ab 邊與cd邊所受安培力方向相同7(2015·青島質(zhì)檢)如圖7所示，虛線區(qū)域內(nèi)有一垂直紙面向里的勻強磁場，磁場寬度為L，磁感應(yīng)強度大小為B。總電阻為R的直角三角形導(dǎo)線框，兩條直角邊邊長分別為2L和L，在該線框以垂直于磁場邊界的速度v勻速穿過磁場的過程中，下列說法正確的是()圖7A線框中的感應(yīng)

17、電流方向始終不變B線框中的感應(yīng)電流一直在增大C線框所受安培力方向始終相同D當(dāng)通過線框的磁通量最大時，線框中的感應(yīng)電動勢為零8(2015·濟南外國語學(xué)校測試)如圖8所示，正方形閉合導(dǎo)線框的質(zhì)量可以忽略不計，將它從如圖所示的位置勻速拉出勻強磁場。若第一次用0.3 s時間拉出，外力所做的功為W1；第二次用0.9 s時間拉出，外力所做的功為W2，則()圖8AW1W2BW1W2CW13W2 DW19W29(2015·南通模擬)如圖9所示，A、B、C是3個完全相同的燈泡，L是一個自感系數(shù)較大的線圈(直流電阻可忽略不計)。則()圖9AS閉合時，A燈立即亮，然后逐漸熄滅BS閉合時，B燈立即

18、亮，然后逐漸熄滅C電路接通穩(wěn)定后，3個燈亮度相同D電路接通穩(wěn)定后，S斷開時，C燈立即熄滅10.如圖10所示，電源的電動勢為E，內(nèi)阻r不能忽略。A、B是兩個相同的小燈泡，L是一個自感系數(shù)相當(dāng)大的線圈。關(guān)于這個電路的以下說法正確的是()圖10A開關(guān)閉合到電路中電流穩(wěn)定的時間內(nèi)， A燈立刻亮，而后逐漸變暗，最后亮度穩(wěn)定B開關(guān)閉合到電路中電流穩(wěn)定的時間內(nèi)，B燈立刻亮，而后逐漸變暗，最后亮度穩(wěn)定C開關(guān)由閉合到斷開瞬間，A燈閃亮一下再熄滅D開關(guān)由閉合到斷開瞬間，電流自左向右通過A燈11(2015·萬州區(qū)模擬)如圖11甲所示，光滑導(dǎo)軌寬0.4 m，ab為金屬棒，均勻變化的磁場垂直穿過軌道平面，磁場

19、的變化情況如圖乙所示，金屬棒ab的電阻為1 ，導(dǎo)軌電阻不計。t0時刻，ab棒從導(dǎo)軌最左端，以v1 m/s的速度向右勻速運動，求1 s末回路中的感應(yīng)電流及金屬棒ab受到的安培力。圖112(多選)(2015·江蘇宿遷第一次調(diào)研)用一根橫截面積為S、電阻率為的硬質(zhì)導(dǎo)線做成一個半徑為r的圓環(huán)，ab為圓環(huán)的一條直徑。如圖9­3­3所示，在ab的左側(cè)存在一個勻強磁場，磁場垂直圓環(huán)所在平面，方向如圖，磁感應(yīng)強度大小隨時間的變化率k(k0)。則()圖9­3­3A圓環(huán)中產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流B圓環(huán)具有擴張的趨勢C圓環(huán)中感應(yīng)電流的大小為D圖中a、b兩點間的電勢差

20、Uab3(2015·安徽師大附中第一次模擬)如圖9­3­4所示，固定的光滑金屬導(dǎo)軌間距為L，導(dǎo)軌電阻不計，上端a、b間接有阻值為R的電阻，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為，且處在磁感應(yīng)強度大小為B、方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場中。質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒與固定彈簧相連后放在導(dǎo)軌上。初始時刻，彈簧恰處于自然長度，導(dǎo)體棒具有沿軌道向上的初速度v0。整個運動過程中導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，彈簧的中心軸線與導(dǎo)軌平行。圖9­3­4(1)求初始時刻通過電阻R的電流I的大小和方向；(2)當(dāng)導(dǎo)體棒第一次回到初始位置時，速度變?yōu)関，求此時導(dǎo)體棒的加速度大

21、小a。 典例1(2013·山東高考)將一段導(dǎo)線繞成圖9­3­5甲所示的閉合回路，并固定在水平面(紙面)內(nèi)?；芈返腶b邊置于垂直紙面向里的勻強磁場中?；芈返膱A環(huán)區(qū)域內(nèi)有垂直紙面的磁場，以向里為磁場的正方向，其磁感應(yīng)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F的正方向，能正確反映F隨時間t變化的圖像是()圖9­3­5圖9­3­6 典例2(2013·全國卷)如圖9­3­7，在光滑水平桌面上有一邊長為L、電阻為R的正方形導(dǎo)線框；在導(dǎo)線框右側(cè)有一寬度為d(dL)的條形勻強

22、磁場區(qū)域，磁場的邊界與導(dǎo)線框的一邊平行，磁場方向豎直向下。導(dǎo)線框以某一初速度向右運動。t0時導(dǎo)線框的右邊恰與磁場的左邊界重合，隨后導(dǎo)線框進入并通過磁場區(qū)域。下列v ­t圖像中，可能正確描述上述過程的是()圖9­3­7圖9­3­8 典例3(2013·浙江高考)磁卡的磁條中有用于存儲信息的磁極方向不同的磁化區(qū)，刷卡器中有檢測線圈。當(dāng)以速度v0刷卡時，在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，其E­t關(guān)系如圖9­3­9所示。如果只將刷卡速度改為，線圈中的E­t關(guān)系圖可能是()圖9­3­9圖9

23、3;3­10 典例4(2015·濟南外國語學(xué)校測試)如圖9­3­11所示，一直角三角形金屬框，向左勻速地穿過一個方向垂直于紙面向內(nèi)的勻強磁場，磁場僅限于虛線邊界所圍的區(qū)域內(nèi)，該區(qū)域的形狀與金屬框完全相同，且金屬框的下邊與磁場區(qū)域的下邊在一條直線上。若取順時針方向為電流的正方向，則金屬框穿過磁場過程的感應(yīng)電流i隨時間t變化的圖像是下圖所示的()圖9­3­11圖9­3­12 典例5邊長為a的閉合金屬正三角形框架，左邊豎直且與磁場右邊界平行，完全處于垂直框架平面向里的勻強磁場中。現(xiàn)把框架勻速水平向右拉出磁場，如圖9

24、73;3­13所示，則下列圖像與這一過程相符合的是()圖9­3­13圖9­3­141.如圖1所示，兩光滑平行金屬導(dǎo)軌間距為L，直導(dǎo)線MN垂直跨在導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌接觸良好，整個裝置處在垂直于紙面向里的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度為B。電容器的電容為C，除電阻R外，導(dǎo)軌和導(dǎo)線的電阻均不計?，F(xiàn)給導(dǎo)線MN一初速度，使導(dǎo)線MN向右運動，當(dāng)電路穩(wěn)定后，MN以速度v向右做勻速運動時()圖1A電容器兩端的電壓為零B電阻兩端的電壓為BLvC電容器所帶電荷量為CBLvD為保持MN勻速運動，需對其施加的拉力大小為2.(2015·鄭州一模)半徑為a、右端開小口的導(dǎo)

25、體圓環(huán)和長為2a的導(dǎo)體直桿，單位長度電阻均為R0。圓環(huán)水平固定放置，整個內(nèi)部區(qū)域分布著豎直向下的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B。桿在圓環(huán)上以速度v平行于直徑CD向右做勻速直線運動，桿始終有兩點與圓環(huán)良好接觸，從圓環(huán)中心O開始，桿的位置由確定，如圖2所示。則()圖2A0時，桿產(chǎn)生的電動勢為2BavB時，桿產(chǎn)生的電動勢為BavC0時，桿受的安培力大小為D時，桿受的安培力大小為3.(2015·湖南懷化高三期末)如圖3所示，光滑平行的金屬導(dǎo)軌MN和PQ，間距L1.0 m，與水平面之間的夾角30°，勻強磁場磁感應(yīng)強度B2.0 T，垂直于導(dǎo)軌平面向上，MP間接有阻值R2.0 的電阻，其它電阻

26、不計，質(zhì)量m2.0 kg的金屬桿ab垂直導(dǎo)軌放置，用變力F沿導(dǎo)軌平面向上拉金屬桿ab，若金屬桿ab以恒定加速度a2 m/s2，由靜止開始做勻變速運動，則：(g10 m/s2)圖3(1)在5 s內(nèi)平均感應(yīng)電動勢是多少？(2)第5 s末，回路中的電流多大？(3)第5 s末，作用在ab桿上的外力F多大？4.(2015·茂名二模)如圖4所示，一個有矩形邊界的勻強磁場區(qū)域，磁場方向垂直紙面向里。一個三角形閉合導(dǎo)線框，由位置1(左)沿紙面勻速運動到位置2(右)。取線框剛到達磁場邊界的時刻為計時起點(t0)，規(guī)定逆時針方向為電流的正方向，則圖6中能正確反映線框中電流與時間關(guān)系的是()圖4圖55(2

27、015·常德二模)如圖6所示，一半徑為R，圓心角為240°的扇形單匝線圈可繞著磁場邊界線上的O點以角速度沿逆時針方向轉(zhuǎn)動，磁場的磁感應(yīng)強度大小為B，方向垂直紙面向里。則從圖示位置開始計時，能正確反映線圈中感應(yīng)電流隨時間變化的關(guān)系圖像是(以順時針方向為電流的正向)()圖6圖76(2015·福建質(zhì)檢)如圖8甲所示，正三角形硬導(dǎo)線框abc固定在磁場中，磁場方向與線框平面垂直。圖乙表示該磁場的磁感應(yīng)強度B隨時間t變化的關(guān)系，t0時刻磁場方向垂直紙面向里。在04t0時間內(nèi)，線框ab邊受到該磁場對它的安培力F隨時間t變化的關(guān)系圖為(規(guī)定垂直ab邊向左為安培力的正方向)()圖8

28、圖97(2013·福建高考)如圖10，矩形閉合導(dǎo)體線框在勻強磁場上方，由不同高度靜止釋放，用t1、t2分別表示線框ab邊和cd邊剛進入磁場的時刻。線框下落過程形狀不變，ab邊始終保持與磁場水平邊界線OO平行，線框平面與磁場方向垂直。設(shè)OO下方磁場區(qū)域足夠大，不計空氣影響，則下列哪一個圖像不可能反映線框下落過程中速度v隨時間t變化的規(guī)律()圖10圖118(2015·合肥二模)如圖12甲所示，一個匝數(shù)n100的圓形導(dǎo)體線圈，面積S10.4 m2 ，電阻r1 。在線圈中存在面積S20.3 m2的垂直線圈平面向外的勻強磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強度B隨時間t變化的關(guān)系如圖乙所示。有一個R2

29、的電阻，將其兩端a、b分別與圖甲中的圓形線圈相連接，b端接地，則下列說法正確的是()圖12A圓形線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E6 VB在04 s時間內(nèi)通過電阻R的電荷量q8 CC設(shè)b端電勢為零，則a端的電勢a3 VD在04 s時間內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q18 J9.如圖13所示，水平面上固定一個間距L1 m的光滑平行金屬導(dǎo)軌，整個導(dǎo)軌處在豎直方向的磁感應(yīng)強度B1 T的勻強磁場中，導(dǎo)軌一端接阻值R9 的電阻。導(dǎo)軌上有質(zhì)量m1 kg、電阻r1 、長度也為1 m的導(dǎo)體棒，在外力的作用下從t0開始沿平行導(dǎo)軌方向運動，其速度隨時間的變化規(guī)律是v2，不計導(dǎo)軌電阻。求：圖13(1)t4 s時導(dǎo)體棒受到的安培力的大

30、??；(2)請在如圖14所示的坐標系中畫出電流平方與時間的關(guān)系(I2­t)圖像。圖14 典例(2014·天津高考)如圖9­4­1所示，兩根足夠長的平行金屬導(dǎo)軌固定在傾角30°的斜面上，導(dǎo)軌電阻不計，間距L0.4 m。導(dǎo)軌所在空間被分成區(qū)域和，兩區(qū)域的邊界與斜面的交線為MN，中的勻強磁場方向垂直斜面向下，中的勻強磁場方向垂直斜面向上，兩磁場的磁感應(yīng)強度大小均為B0.5 T。在區(qū)域中，將質(zhì)量m10.1 kg，電阻R10.1 的金屬條ab放在導(dǎo)軌上，ab剛好不下滑。然后，在區(qū)域中將質(zhì)量m20.4 kg，電阻R20.1 的光滑導(dǎo)體棒cd置于導(dǎo)軌上，由靜止

31、開始下滑。cd在滑動過程中始終處于區(qū)域的磁場中，ab、cd始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸，取g10 m/s2。問：圖9­4­1(1)cd下滑的過程中，ab中的電流方向；(2)ab剛要向上滑動時，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x3.8 m，此過程中ab上產(chǎn)生的熱量Q是多少。1 (2015·江蘇省徐州市一模)如圖9­4­4所示，相距為L的兩條足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌，MN、PQ與水平面的夾角為，N、Q兩點間接有阻值為R的電阻。整個裝置處于磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向下。

32、將質(zhì)量為m、阻值也為R的金屬桿ab垂直放在導(dǎo)軌上，桿ab由靜止釋放，下滑距離x時達到最大速度。重力加速度為g，導(dǎo)軌電阻不計，桿與導(dǎo)軌接觸良好。求：圖9­4­4(1)桿ab下滑的最大加速度；(2)桿ab下滑的最大速度；(3)上述過程中，桿上產(chǎn)生的熱量。 典例(2014·江蘇高考)如圖9­4­5所示，在勻強磁場中有一傾斜的平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距為L，長為3d，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為，在導(dǎo)軌的中部刷有一段長為d的薄絕緣涂層。勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小為B，方向與導(dǎo)軌平面垂直。質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒從導(dǎo)軌的頂端由靜止釋放，在滑上涂層之前已經(jīng)做勻速運動，并一直

33、勻速滑到導(dǎo)軌底端。導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直，且僅與涂層間有摩擦，接在兩導(dǎo)軌間的電阻為R，其他部分的電阻均不計，重力加速度為g。求：圖9­4­5(1)導(dǎo)體棒與涂層間的動摩擦因數(shù)；(2)導(dǎo)體棒勻速運動的速度大小v；(3)整個運動過程中，電阻產(chǎn)生的焦耳熱Q。2.如圖9­4­7所示，足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ豎直放置，一勻強磁場垂直穿過導(dǎo)軌平面，導(dǎo)軌的上端M與P間連接阻值為R0.40 的電阻，質(zhì)量為m0.01 kg、電阻為r0.30 的金屬棒ab緊貼在導(dǎo)軌上?，F(xiàn)使金屬棒ab由靜止開始下滑，其下滑距離與時間的關(guān)系如下表所示，導(dǎo)軌電阻不計，重力加速度g取10 m

34、/s2。試求：圖9­4­7時間t(s)00.10.20.30.40.50.60.7下滑距離s(m)00.10.30.71.42.12.83.5(1)當(dāng)t0.7 s時，重力對金屬棒ab做功的功率；(2)金屬棒ab在開始運動的0.7 s內(nèi)，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱；(3)從開始運動到t0.4 s的時間內(nèi)，通過金屬棒ab的電荷量。 典例1(2015·泰安模擬)如圖9­4­8所示，間距為L，電阻不計的足夠長平行光滑金屬導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌左端用一阻值為R的電阻連接，導(dǎo)軌上橫跨一根質(zhì)量為m，電阻也為R的金屬棒，金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好。整個裝置處于豎直向上、磁感應(yīng)

35、強度為B的勻強磁場中?，F(xiàn)使金屬棒以初速度v0沿導(dǎo)軌向右運動，若金屬棒在整個運動過程中通過的電荷量為q。下列說法正確的是()圖9­4­8A金屬棒在導(dǎo)軌上做勻減速運動B整個過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為C整個過程中金屬棒在導(dǎo)軌上發(fā)生的位移為 典例2如圖9­4­9所示，長平行導(dǎo)軌PQ、MN光滑，相距l(xiāng)0.5 m，處在同一水平面中，磁感應(yīng)強度B0.8 T的勻強磁場豎直向下穿過導(dǎo)軌面。橫跨在導(dǎo)軌上的直導(dǎo)線ab的質(zhì)量m0.1 kg、電阻R0.8 ，導(dǎo)軌電阻不計。導(dǎo)軌間通過開關(guān)S將電動勢E1.5 V、內(nèi)電阻r0.2 的電池接在M、P兩端，試計算分析：圖9­4&

36、#173;9(1)導(dǎo)線ab的加速度的最大值和速度的最大值是多少？(2)在閉合開關(guān)S后，怎樣才能使ab以恒定的速度v7.5 m/s 沿導(dǎo)軌向右運動？試描述這時電路中的能量轉(zhuǎn)化情況(通過具體的數(shù)據(jù)計算說明)。 典例3(多選)(2015·懷化檢測)如圖9­4­10，在水平桌面上放置兩條相距為l的平行光滑導(dǎo)軌ab與cd，阻值為R的電阻與導(dǎo)軌的a、c端相連。質(zhì)量為m、電阻也為R的導(dǎo)體棒垂直于導(dǎo)軌放置并可沿導(dǎo)軌自由滑動。整個裝置放于勻強磁場中，磁場的方向豎直向上，磁感應(yīng)強度的大小為B。導(dǎo)體棒的中點系一不可伸長的輕繩，繩繞過固定在桌邊的光滑輕滑輪后，與一個質(zhì)量也為m的物塊相連，

37、繩處于拉直狀態(tài)?，F(xiàn)若從靜止開始釋放物塊，用h表示物塊下落的高度(物塊不會觸地)，g表示重力加速度，其他電阻不計，則()圖9­4­10A電阻R中的感應(yīng)電流方向由c到aB物塊下落的最大加速度為gC若h足夠大，物塊下落的最大速度為D通過電阻R的電荷量為 典例4(2015·常州檢測)如圖9­4­11所示，水平面內(nèi)有兩根足夠長的平行導(dǎo)軌L1、L2，其間距d0.5 m，左端接有容量C2 000 F的電容。質(zhì)量m20 g的導(dǎo)體棒可在導(dǎo)軌上無摩擦滑動，導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌的電阻不計。整個空間存在著垂直導(dǎo)軌所在平面的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B2 T?，F(xiàn)用一沿導(dǎo)軌方向向右的恒

38、力F10.44 N作用于導(dǎo)體棒，使導(dǎo)體棒從靜止開始運動，經(jīng)t時間后到達B處，速度v5 m/s。此時，突然將拉力方向變?yōu)檠貙?dǎo)軌向左，大小變?yōu)镕2，又經(jīng)2t時圖9­4­11間后導(dǎo)體棒返回到初始位置A處，整個過程電容器未被擊穿。求(1)導(dǎo)體棒運動到B處時，電容C上的電量；(2)t的大??；(3)F2的大小。對點訓(xùn)練：電磁感應(yīng)中的動力學(xué)問題1(多選)如圖1所示，兩足夠長平行金屬導(dǎo)軌固定在水平面上，勻強磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向下，金屬棒ab、cd與導(dǎo)軌構(gòu)成閉合回路且都可沿導(dǎo)軌無摩擦滑動，兩金屬棒ab、cd的質(zhì)量之比為21。用一沿導(dǎo)軌方向的恒力F水平向右拉金屬棒cd，經(jīng)過足夠長時間以后()

39、圖1A金屬棒ab、cd都做勻速運動B金屬棒ab上的電流方向是由b向aC金屬棒cd所受安培力的大小等于D兩金屬棒間距離保持不變2(2015·北京朝陽期末)如圖2所示，一剛性矩形銅制線圈從高處自由下落，進入一水平的勻強磁場區(qū)域，然后穿出磁場區(qū)域()圖2A若線圈進入磁場過程是勻速運動，則離開磁場過程一定是勻速運動B若線圈進入磁場過程是加速運動，則離開磁場過程一定是加速運動C若線圈進入磁場過程是減速運動，則離開磁場過程一定是加速運動D若線圈進入磁場過程是減速運動，則離開磁場過程一定是減速運動3(多選)(2015·紹興模擬)兩根足夠長的平行光滑導(dǎo)軌豎直固定放置，頂端接一電阻R，導(dǎo)軌所

40、在平面與勻強磁場垂直。將一金屬棒與下端固定的輕彈簧的上端拴接，金屬棒和導(dǎo)軌接觸良好，重力加速度為g，如圖3所示。現(xiàn)將金屬棒從彈簧原長位置由靜止釋放，則()圖3A金屬棒在最低點的加速度小于gB回路中產(chǎn)生的總熱量等于金屬棒重力勢能的減少量C當(dāng)彈簧彈力等于金屬棒的重力時，金屬棒下落速度最大D金屬棒在以后運動過程中的最大高度一定低于靜止釋放時的高度4如圖4所示，在粗糙絕緣水平面上有一正方形閉合線框abcd，其邊長為l，質(zhì)量為m，金屬線框與水平面的動摩擦因數(shù)為。虛線框abcd內(nèi)有一勻強磁場，磁場方向豎直向下。開始時金屬線框的ab邊與磁場的dc邊重合?，F(xiàn)使金屬線框以初速度v0沿水平面滑入磁場區(qū)域，運動一段

41、時間后停止，此時金屬線框的dc邊與磁場區(qū)域的dc邊距離為l。在這個過程中，金屬線框產(chǎn)生的焦耳熱為()圖4A.mvmglB.mvmglC.mv2mgl D.mv2mgl5.(2015·北京東城檢測)如圖5所示，兩根足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行放置，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為，導(dǎo)軌的下端接有電阻。當(dāng)導(dǎo)軌所在空間沒有磁場時，使導(dǎo)體棒ab以平行導(dǎo)軌平面的初速度v0沖上導(dǎo)軌平面，ab上升的最大高度為H；當(dāng)導(dǎo)軌所在空間存在方向與導(dǎo)軌平面垂直的勻強磁場時，再次使ab以相同的初速度從同一位置沖上導(dǎo)軌平面，ab上升的最大高度為h。兩次運動中ab始終與兩導(dǎo)軌垂直且接觸良好。關(guān)于上述情景，下列說法中正

42、確的是()圖5A兩次上升的最大高度比較，有HhB兩次上升的最大高度比較，有H<hC無磁場時，導(dǎo)軌下端的電阻中有電熱產(chǎn)生D有磁場時，導(dǎo)軌下端的電阻中有電熱產(chǎn)生6(多選)(2015·江蘇名校質(zhì)檢)如圖6所示，平行金屬導(dǎo)軌與水平面間的傾角為，導(dǎo)軌電阻不計，與阻值為R的定值電阻相連，勻強磁場垂直穿過導(dǎo)軌平面，磁感應(yīng)強度為B。有一質(zhì)量為m、長為l的導(dǎo)體棒從ab位置獲得平行于斜面的、大小為v的初速度向上運動，最遠到達ab的位置，滑行的距離為s，導(dǎo)體棒的電阻也為R，與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為。則()圖6A上滑過程中導(dǎo)體棒受到的最大安培力為B上滑過程中電流做功發(fā)出的熱量為mv2mgs(sin c

43、os )C上滑過程中導(dǎo)體棒克服安培力做的功為mv2D上滑過程中導(dǎo)體棒損失的機械能為mv2mgssin 8(多選)兩根足夠長的光滑導(dǎo)軌豎直放置，間距為L，頂端接阻值為R的電阻。質(zhì)量為m、電阻為r的金屬棒在距磁場上邊界某處靜止釋放，金屬棒和導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌所在平面與磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場垂直，如圖9所示，不計導(dǎo)軌的電阻， 重力加速度為g，則()圖9A金屬棒在磁場中運動時，流過電阻R的電流方向為abB金屬棒的速度為v時，金屬棒所受的安培力大小為C金屬棒的最大速度為D金屬棒以穩(wěn)定的速度下滑時，電阻R的熱功率為2R9(2015·淮南二模)如圖10所示，光滑斜面PMNQ的傾角為，斜面上放置一

44、矩形導(dǎo)體線框abcd，其中ab邊長為L1，bc邊長為L2，線框質(zhì)量為m、電阻為R，有界勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，方向垂直于斜面向上，ef為磁場的邊界，且efMN。線框在恒力F作用下從靜止開始運動，其ab邊始終保持與底邊MN平行，恒力F沿斜面向上且與斜面平行。已知線框剛進入磁場時做勻速運動，則下列判斷不正確的是()圖10A線框進入磁場前的加速度為B線框剛進入磁場時的速度為C線框進入磁場時有abcda方向的感應(yīng)電流D線框進入磁場的過程中產(chǎn)生的熱量為(Fmgsin )L110(2013·上海高考)如圖11所示，兩根相距l(xiāng)0.4 m、電阻不計的平行光滑金屬導(dǎo)軌水平放置，一端與阻值R0.15

45、的電阻相連。導(dǎo)軌間x0一側(cè)存在沿x方向均勻增大的穩(wěn)恒磁場，其方向與導(dǎo)軌平面垂直，變化率k0.5 T/m，x0處磁場的磁感應(yīng)強度B00.5 T。一根質(zhì)量m0.1 kg、電阻r0.05 的金屬棒置于導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直。棒在外力作用下從x0處以初速度v02 m/s沿導(dǎo)軌向右運動，運動過程中電阻上消耗的功率不變。求：圖11(1)回路中的電流；(2)金屬棒在x2 m處的速度；(3)金屬棒從x0運動到x2 m過程中安培力做功的大?。?4)金屬棒從x0運動到x2 m過程中外力的平均功率。高頻考點二：法拉第電磁感應(yīng)定律5.(多選)(2014·江蘇高考)如圖4所示，在線圈上端放置一盛有冷水的金屬杯，

46、現(xiàn)接通交流電源，過了幾分鐘，杯內(nèi)的水沸騰起來。若要縮短上述加熱時間，下列措施可行的有()A增加線圈的匝數(shù)B提高交流電源的頻率C將金屬杯換為瓷杯D取走線圈中的鐵芯6(2013·北京高考)如圖5，在磁感應(yīng)強度為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場中，金屬桿MN在平行金屬導(dǎo)軌上以速度v向右勻速滑動， MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E1；若磁感應(yīng)強度增為2B，其他條件不變，MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢變?yōu)镋2。則通過電阻R的電流方向及E1與E2之比E1E2分別為()Aca,21Bac,21Cac,12 Dca,129(2012·全國卷)如圖8，一載流長直導(dǎo)線和一矩形導(dǎo)線框固定在同一平面內(nèi)，線框在長直導(dǎo)線右側(cè)，且其長邊與長直導(dǎo)線平行。已知在t0到tt1的時間間隔內(nèi)，直導(dǎo)線中電流i發(fā)生某種變化，而線框中的感應(yīng)電流總是沿順時針方向；線框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右。設(shè)電流i正方向與圖中箭頭所示方向相同，則i隨時間t變化的圖線可能是()圖910(2012·重慶高考)如圖10所示，正方形區(qū)域MNPQ內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場。在外力作用下，一正方形閉合剛性導(dǎo)線框沿QN方向勻速運動，t0時