電磁感應單元小結卷

1、電磁感應一、選擇題（每小題6分，共48分，15小題為單選，68小題為多選）1.如圖D1&1所示，一圓形閉合銅環(huán)從高處由靜止開始下落，穿過一根豎直懸掛的條形磁鐵（質(zhì)量為n）,銅環(huán)的中心軸線與條形磁鐵的中軸始終保持重合.則懸掛磁鐵的繩子中拉力 F隨時間t變化的圖像可能是圖 D10-2中的()圖 D10-1圖 D10-2A B在相距很近（但不重疊）的兩平行豎直平面內(nèi)，線框的長2.如圖D103所示，兩個完全相同的矩形導線框邊均處于水平位置.線框A固定且通有恒定電流I,不計阻力，線框 B從足夠高處由靜止釋放至運動到A下方的過程中（）圖D10-3A.穿過線框B的磁通量先變小后變大B.穿過線框B的磁通量先變

2、大后變小C.線框B所受安培力的合力為零D.線框B的機械能一直減小.如圖D10-4所示，一個閉合三角形導線框位于豎直平面內(nèi)，其下方固定一根與線框所在的豎直平面平行且相距很近 （但不重疊）的水平直導線，導線中通以圖示方向的恒定電流.不計阻力,線框從實線位置由靜止釋放至運動到直導線下方虛線位置過程中（）圖D104A.線框中的磁通量為零時其感應電流也為零B.線框中感應電流方向為先順時針后為逆時針C.線框受到安培力的合力方向始終豎直向上D.線框減少的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為電能.如圖D10-5所示，導體桿 OP在作用于OP中點且垂直 OP的力作用下，繞 O點沿以O為圓心、半徑為r的光滑半圓形導軌在勻強磁場中以

3、一定的角速度轉(zhuǎn)動，磁場的磁感應強度為為R的定值電阻，導體桿和導軌電阻不計，回路中的總電功率為P,則（）圖D10-5A.外力的大小為 2Br RB.外力的大小為 Br . PRC.導體桿旋轉(zhuǎn)的角速度大小為_ 2Br2 PD.導體桿旋轉(zhuǎn)的角速度大小為Br2 r5.如圖D106所示，在光滑的水平面上，有一豎直向下的勻強磁場，該磁場分布在寬為L的區(qū)域內(nèi).現(xiàn)有個邊長為a（aL）的正方形閉合線圈以初速度V0垂直磁場邊界滑過磁場后，速度變?yōu)関（vV1B.從ab進入G曲到達MNW JP的中間位置的過程中，機械能守恒C.從ab進入GHE到達MNW JP的中間位置的過程中，有 （W A &）的機械能轉(zhuǎn) 化為電能D

4、.從ab進入GHg到達MNW JP的中間位置的過程中，線框動能的變化量為AR =W W、計算題（第9題14分，第10題18分，第11題20分，共52分，寫出必要的步驟和文字說明 ）.如圖D1O10所示，一對光滑的平行金屬導軌（電阻不計）固定在同一水平面內(nèi)，導軌足夠長且間距為L,左端接有阻值為 R的電阻，一質(zhì)量為 m長度為L的金屬棒MN置在導軌上，棒的電阻為 r,整個裝置置于豎直向上的勻強磁場中，磁場的磁感應強度為B,棒在水平向右的外力作用下，由靜止開始做加速運動，運動過程中始終與P不變，經(jīng)過時間t導體棒最終做勻速運動.求:圖 D10-10導軌垂直且良好接觸.已知外力的功率為（1）導體棒勻速運動

5、時的速度大?。唬?t時間內(nèi)回路中產(chǎn)生的焦耳熱.10.如圖D10-11所示，兩根平行金屬導軌 MNH PQ放在水平面上，左端向上彎曲且光滑，導軌間距為L,電阻不計.水平段導軌所處空間有兩個有界勻強磁場，兩磁場區(qū)域相距一段距離不重疊，磁場I左邊界為水平段導軌的最左端，磁感應強度大小為B,方向豎直向上；磁場n白磁感應強度大小為2B,方向豎直向下.質(zhì)量均為 m電阻均為R的金屬棒a和b垂直導軌放置在其上，金屬棒b置于磁場n的右邊界 CD處.現(xiàn)將金屬棒 a從彎曲導軌上某一高處由靜止釋放，使其沿導軌運動.設兩金屬棒運動過程中始終與導軌垂直且接觸良好.(1)若水平段導軌粗糙，兩金屬棒與水平段導軌間的最大靜摩擦

6、力均為1mg將金屬棒a從距水平面高度h處由5靜止釋放.求：金屬棒a剛進入磁場I時，通過金屬棒b的電流大小；若金屬棒a在磁場I內(nèi)運動過程中，金屬棒 b能在導軌上保持靜止，通過計算分析金屬棒a釋放時的高度h應滿足的條件；(2)若水平段導軌是光滑的，將金屬棒a仍從高度h處由靜止釋放，使其進入磁場I .設兩磁場區(qū)域足夠大，求金屬棒a在磁場I內(nèi)運動過程中，金屬棒b中可能產(chǎn)生的焦耳熱最大值.圖 D10-11參考答案(測評手冊)單元小結卷(十)B 解析當線圈從N極上方下落時，穿過線圈的磁通量增加，根據(jù)楞次定律可知，感應電流的磁場阻礙S極上方下落時，穿其磁通量的增加，故線圈和磁鐵間為斥力作用，此時繩子的拉力大

7、于磁鐵重力；同理當線圈從 過線圈的磁通量減小，根據(jù)楞次定律可知，感應電流的磁場阻礙其磁通量的減小，故線圈和磁鐵間為引力作用，此 時繩子的拉力大于磁鐵重力，故 B正確.D 解析由通電線框 A的磁感線分布，可知穿過線框 B的磁通量變化應是增大一減小一增大一減小一增 大一減小，A、B項錯誤；由楞次定律和左手定則可知線框B始終受到向上的安培阻力，C項錯誤；安培力做負功，使線框的機械能車t化為電能，D項正確.C 解析根據(jù)右手定則，通電直導線的磁場在上方向外，下方向里，離導線近的地方磁感應強度大，離 導線遠的地方磁感應強度小.線框從上向下靠近導線的過程，穿過線框向外的磁通量增加，根據(jù)楞次定律，線框中 產(chǎn)生

8、順時針方向的電流；經(jīng)過導線時，上方向外的磁場和下方向里的磁場疊加，先是向外的磁通量減小至零，之后 變成向里磁通量，并逐漸增大，直至最大，根據(jù)楞次定律，線框中產(chǎn)生逆時針方向的電流.向里的磁通量變成最大 后，繼續(xù)向下運動，向里的磁通量又逐漸減小，這時的線框中電流方向又變成了順時針，且這一過程是連續(xù)的，線 框中始終有感應電流存在，故A、B錯誤；根據(jù)楞次定律，感應電流始終阻礙線框相對磁場的運動，故安培力的方向始終向上，故 C正確；根據(jù)能量守恒定律，線框從實線位置由靜止釋放至運動到虛線位置過程中，減少的重力勢 能轉(zhuǎn)化為電能和自身動能，故D錯誤.C 解析設導體桿轉(zhuǎn)動的角速度為 3,則導體桿轉(zhuǎn)動切割磁感線產(chǎn)

9、生的感應電動勢E=Br，I=,根2R據(jù)題述回路中的總電功率為 P,則P=EI;設維持導體桿勻速轉(zhuǎn)動的外力為F,則有P=F v = r w ,聯(lián)立解得F=選項C正確，選項 A、B、D錯誤.B 解析設線圈電阻為 R完全進入磁場中時的速度為vx.線圈在穿過磁場的過程中所受合外力為安培2力.對于線圈進入磁場的過程，根據(jù)動量定理可得FA t = - BaR=- BaR-=mx-mo,對于線圈穿出磁場的過2,一 ，一 ,一、. 一.A Ba,.一一vo+ v，一，程，據(jù)動重te理可得 F At = Ba r =BarR=mv- mv,由上述二式可得 vx=-才,B選項正確.,平均感應電動勢 E=AtAD

10、解析由題意可知，導線框從開始轉(zhuǎn)過 卜通量減少量為 A=4B8=8（3-一）aB,選項A正確，選項B錯誤；由楞次定律知無論導線框轉(zhuǎn)動方向如何都是穿過導線框的磁通量減少，電流方向都是 卜HH G- F-E,選項C錯誤，選項 D正確.BC 解析由圖乙可知，磁感應強度變化率 號:黃，在to時刻回路中產(chǎn)生的感應電動勢E=3BS= L1L2B0, t toAt to選項A錯誤；在0to時間內(nèi)磁感應強度減小，由楞次定律，回路中產(chǎn)生的感應電流方向為順時針，大小為1=看=2 RLLBo二二，選項B正確，選項D錯誤；由左手定則，ab導體棒所受安培力方向向左，cd導體棒所受安培力方向向右，2Rto-,to 一Bo

11、、,RL2L2E2 一 ，to . J -L2L2E2大小相等，在 彳時刻，磁感應強度為 工,安培力大小為 F= ILi = -,所以在時刻絕緣絲線所受拉力為 二川，2224Rto24Rto選項C正確.8. CD 解析線框的ab邊在GHffl JP之間時，線框做勻速運動，ab進入JP后回路感應電動勢和之前相比增 大，感應電流增大，因此所受安培力增大，安培力阻礙線框下滑，因此 ab邊進入JP后開始做減速運動，感應電動mgin 0相等時，線框以速度 v2做勢和感應電流均減小，安培力減小，當安培力減小到與重力沿斜面向下的分力勻速運動，因此 v2vi, A錯誤；由于有安培力做功，機械能不守恒，B錯誤；

12、線框克服安培力做功，將機械能轉(zhuǎn)化為電能，克服安培力做了多少功，就有多少機械能轉(zhuǎn)化為電能，由動能定理得W W= A&, W= WAE,故C、D正確.9. (1)P (R+ r)BL(2) Pt-mP (&r)2B2L2解析(1)導體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢E= BLv回路中電流導體棒所受安培力 F安=81P=Fv勻速運動時有F= F安聯(lián)立可得v=. BL(2)導體棒由靜止開始加速過程，根據(jù)動能定理W+1mV2其中W=Pt回路中產(chǎn)生的焦耳熱等于克服安培力所做的功,mPr)解得 q= Pt- -2Bv .Q= -Mk10(1) BL1gh hw 1| (2)5mgh 2R50BL 10解析(1)a棒從h高處釋放后在彎曲導軌上滑動時機械能守恒，有12mgh= mv解得vo= 2gha棒剛進入磁場I后產(chǎn)生的感應電動勢為E=BLvo,此時通過a、b的感應電流大小為I =22R解得I %.2Ra棒剛進入磁場I后,為使b棒保持靜止必有b棒受到的安培力大小 F= 2BIL 1F 5mg由以上各式聯(lián)立解得hw康.(2)由題意知當金屬棒 a進入磁場I時，由左手定則判斷知a棒向右做減速運動；b棒向左做加速運動.二者產(chǎn)生的感應電動勢相反，故當二者的感應電動勢大小相等時閉合回路的電流為零，此后二者均做勻速運動,故當金屬棒a、b均勻速運動時，金屬棒