電磁感應(yīng)精講精練電磁感應(yīng)綜合應(yīng)用典型習(xí)題含答案

1、學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精1以下列圖，上下張口、內(nèi)壁圓滑的銅管P和塑料管Q豎直放置，小磁塊先后在兩管中從相同高度處由靜止釋放，并落至底部，則小磁塊（)A在P和Q中都做自由落體運動B在兩個下落過程中的機械能都守恒C在P中的下落時間比在Q中的長D落至底部時在P中的速度比在Q中的大解析:選C。小磁塊下落過程中,在塑料管Q中只碰到重力,而在銅管P中還碰到向上的磁場力，即只在Q中做自由落體運動，故選項A、B錯誤；小磁塊在P中加速度較小，故在P中下落時間較長,落至底部時在P中的速度較小，選項C正確,D錯誤2（多項選擇)以下列圖，豎直平面內(nèi)的虛線上方是一勻強磁場B，從虛線下方豎直上拋一正方形線圈,線圈高出虛

2、線進入磁場，最后又落回原處，運動過程中線圈平面保持在豎直平面內(nèi)，不計空氣阻力，則（）A上升過程戰(zhàn)勝磁場力做的功大于下降過程戰(zhàn)勝磁場力做的功學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精B上升過程戰(zhàn)勝磁場力做的功等于下降過程戰(zhàn)勝磁場力做的功C上升過程戰(zhàn)勝重力做功的平均功率大于下降過程中重力的平均功率上升過程戰(zhàn)勝重力做功的平均功率等于下降過程中重力的平均功率解析：選AC。線圈上升過程中,加速度增大且在減速，下降過程中，運動情況比較復(fù)雜，有加速、減速或勻速等,把上升過程看作反向的加速，可以比較當(dāng)運動到同一地址時，線圈速度都比下降過程中相應(yīng)的速度要大，可以獲得結(jié)論：上升過程中戰(zhàn)勝安培力做功多；上升過程時間短，因此上升過程

3、戰(zhàn)勝重力做功的平均功率大于下降過程中重力的平均功率，故正確選項為A、C。3以下列圖，有兩個相鄰的有界勻強磁場所區(qū)，磁感覺強度的大小均為B，磁場方向相反,且與紙面垂直，磁場所區(qū)在x軸方向?qū)挾染鶠閍，在y軸方向足夠?qū)挰F(xiàn)有一高為a的正三角形導(dǎo)線框從圖示地址開始向右沿x軸方向勻速穿過磁場所區(qū)若以逆時針方向為電流的正方向，在以下選項中，線框中感覺電流i與線框搬動的位移x的關(guān)系圖象正確的選項是（）學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精解析：選C。線框從開始進入到全部進入第一個磁場過程，磁通量向里增大,則由楞次定律可知，電流方向為逆時針方向,故B一定錯誤；因切割的有效長度平均增大,故由EBLv可知，電動勢也平均增加，而

4、在全部進入第一個磁場時，磁通量達最大,該剎時變化率為零，故電動勢也為零,故A錯誤；當(dāng)線框開始進入第二個磁場時，線框中磁通量向里減小，則可知電流方向為順時針方向,故D錯誤;而進入第二個磁場后，分處兩磁場的線框兩部分產(chǎn)生的電流相同，且有效長度是平均變大的,當(dāng)將要全部進入第二個磁場時,線框中電流達最大2I0。故C正確4（多項選擇）以下列圖，電阻不計、間距為l的圓滑平行金屬導(dǎo)軌水平放置于磁感覺強度為B、方向豎直向下的勻強磁場中，導(dǎo)軌左端接必然值電阻R。質(zhì)量為m、電阻為r的金屬棒MN置于導(dǎo)軌上，碰到垂直于金屬棒的水平外力F的作用由靜止開始運動,外力F學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精與金屬棒速度v的關(guān)系是FF0

5、kv（F0、k是常量)，金屬棒與導(dǎo)軌向來垂直且接觸優(yōu)異金屬棒中感覺電流為i，碰到的安培力大小為FA，電阻R兩端的電壓為UR,感覺電流的功率為P,它們隨時間t變化圖象可能正確的有（）解析：選BC。經(jīng)受力解析和電路解析知，i錯誤!，F(xiàn)ABil錯誤!v，URiR錯誤!v，Pi2(Rr)錯誤!v2,因此iFAUR錯誤!v，it、FAt、URt圖象的形狀與vt圖象相同對金屬棒由牛頓第二定律得FFAma,得F0錯誤!vma。若k錯誤!，則a0,金屬棒做勻加速運動，A錯誤若k錯誤!,a逐漸增大，B正確若k錯誤!，a逐漸減小，最后趨向于零,C正確由以上解析知Pt圖象形狀與B或C相似，D錯誤5(多項選擇)以下列

6、圖，圓滑金屬導(dǎo)軌AC、AD固定在水平面內(nèi)，并處在方向豎直向下、大小為B的勻強磁場中有一質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒以初速度v0從某地址開始在導(dǎo)軌上水平向右運動，最后恰好靜止在A點在運動過程中，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌向來構(gòu)成等邊三角形回學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精路，且經(jīng)過A點的總電荷量為Q。已知導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的接觸電阻阻值恒為R,其余電阻不計則（）A該過程中導(dǎo)體棒做勻減速運動B該過程中接觸電阻產(chǎn)生的熱量為錯誤!mv錯誤!C開始運動時，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌所構(gòu)成回路的面積為S錯誤!D當(dāng)導(dǎo)體棒的速度為錯誤!v0時,回路中感覺電流大小為初始時的一半解析:選BC.該過程中l(wèi)、v均在減小，故加速度a減小，選項A錯誤由能量守恒定律可知Q

7、熱錯誤!mv錯誤!，選項B正確I錯誤!錯誤!，BS，QIt，聯(lián)立得S錯誤!，選項C正確當(dāng)v錯誤!v0時，ll0，由I錯誤!錯誤!知，I錯誤!，選項D錯誤6以下列圖，足夠長平行金屬導(dǎo)軌傾斜放置，傾角為37,寬度為0.5m，電阻忽略不計，其上端接一小燈泡,電阻為1.一導(dǎo)體棒MN垂直于導(dǎo)軌放置,質(zhì)量為0。2kg，接入電路的電阻為1，兩端與導(dǎo)軌接觸優(yōu)異，與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為0。5.在導(dǎo)軌間存在著垂直于導(dǎo)軌平面的勻強磁場，磁感覺強度為0.8T將導(dǎo)體棒MN由靜止釋放，運動一段時間后，小燈泡牢固發(fā)光，此后導(dǎo)體棒學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精MN的運動速度以及小燈泡耗資的電功率分別為（重力加速度g取10m/s2

8、，sin370。6)（）A2。5m/s1WB5m/s1WC7.5m/s9WD15m/s9W解析：選B.小燈泡牢固發(fā)光說明棒做勻速直線運動此時：F安錯誤!，對棒滿足：mgsinmgcos錯誤!0由于R燈R棒則：P燈P棒再依照功能關(guān)系:mgsinvmgcosvP燈P棒聯(lián)立解得v5m/s，P燈1W,因此B項正確綜合應(yīng)用題組7兩根足夠長的圓滑導(dǎo)軌豎直放置，間距為L，底端接阻值為R的電阻將質(zhì)量為m的金屬棒懸掛在一個固定的輕彈簧下端，金屬棒和導(dǎo)軌接觸優(yōu)異，導(dǎo)軌所在平面與磁感覺強度為B的勻強磁場學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精垂直，以下列圖除電阻R外其余電阻均不計現(xiàn)將金屬棒從彈簧原長地址由靜止釋放則（)A金屬棒將

9、做往來運動，動能、彈性勢能與重力勢能的總和保持不變B金屬棒最后將靜止，靜止時彈簧的伸長量為錯誤!C金屬棒最后將靜止，電阻R上產(chǎn)生的總熱量為mg錯誤!D金屬棒第1次達到最大速度時金屬棒的伸長量為錯誤!解析：選B。金屬棒在往來運動的過程中不斷戰(zhàn)勝安培力做功產(chǎn)生電能，并轉(zhuǎn)變?yōu)榻苟鸁?，機械能不斷減少，最后靜止，靜止時彈力等于金屬棒的重力，A錯誤、B正確由能量守恒定律可得mg錯誤!QE彈，C錯誤當(dāng)金屬棒第1次達到最大速度時，加速度為零,則mgkxF安，D錯誤8（多項選擇）如圖甲所示，abcd是位于豎直平面內(nèi)的正方形閉合金屬線框，金屬線框的質(zhì)量為m,電阻為R,在金屬線框的下方有一勻強磁場所區(qū)，MN和PQ是

10、勻強磁場所區(qū)的水平界線，并與線框的bc邊平行，磁場方向垂直于線框平面向里現(xiàn)使金屬線框從MN上方某一高度處由靜止開始下落，如圖乙是金屬線框由開始下落到bc恰好運動到勻強磁場PQ界線的v。t圖象，圖中數(shù)據(jù)均為已知量重力加速度為g,不計空氣阻力以下說法正確的選項是（）學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精A金屬線框剛進入磁場時感覺電流方向沿adcba方向B磁場的磁感覺強度為錯誤!錯誤!C金屬線框在0t3時間內(nèi)所產(chǎn)生的熱量為mgv1(t2t1）DMN和PQ之間的距離為v1(t2t1）解析:選BC.依照楞次定律可知，線框剛進入磁場時，感覺電流的方向為abcda方向，選項A錯誤；由于bc邊進入磁場時線框勻速運動，則m

11、g錯誤!，而線框邊長lv1(t2t1），聯(lián)立可得B錯誤!錯誤!，選項B正確；金屬線框在0t3時間內(nèi)，只有在t1t2時間內(nèi)才產(chǎn)生熱量,此過程中安培力與重力大小相等,因此所產(chǎn)生的熱量為mgv1(t2t1)，選項C正確;MN和PQ之間的距離為v1（t2t1）錯誤!(t3t2），選項D錯誤9（多項選擇）以下列圖，邊長為L、不可以形變的正方形導(dǎo)線框內(nèi)有半徑為r的圓形磁場所區(qū)，其磁感覺強度B隨時間t的變化關(guān)系為Bkt(常量k0)回路中滑動變阻器R的最大阻值為R0，滑動片P位于滑動變阻器中央，定值電阻R1R0、R2錯誤!。閉合開關(guān)S，電壓表的示數(shù)為U,不考慮虛線MN右側(cè)導(dǎo)體的感覺電動勢，則學(xué)必求其心得，業(yè)必

12、貴于專精（）UAR2兩端的電壓為7B電容器的a極板帶正電C滑動變阻器R的熱功率為電阻R2的5倍D正方形導(dǎo)線框中的感覺電動勢為kL2解析：選AC。由法拉第電磁感覺定律En錯誤!n錯誤!S有Ekr2,D錯誤；因k0,由楞次定律知線框內(nèi)感覺電流沿逆時針方向，故電容器b極板帶正電，B錯誤；由題圖知外電路結(jié)構(gòu)為R2與R的右半部并聯(lián)，再與R的左半部、R1相串通，故R2兩端電壓U2錯誤!U錯誤!，A正確;設(shè)R2耗資的功率為PIU2，則R耗資的功率P2I2U2IU25P,故C正確10如圖，水平面(紙面)內(nèi)間距為l的平行金屬導(dǎo)軌間接一電阻，質(zhì)量為m、長度為l的金屬桿置于導(dǎo)軌上t0時,金屬桿在水平向右、大小為F的

13、恒定拉力作用下由靜止開始運動t0時刻，金屬桿進入磁感覺強度大小為B、方向垂直于紙面向里的勻強磁場所區(qū),學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精且在磁場中恰好能保持勻速運動桿與導(dǎo)軌的電阻均忽略不計,兩者向來保持垂直且接觸優(yōu)異，兩者之間的動摩擦因數(shù)為.重力加速度大小為g.求(1)金屬桿在磁場中運動時產(chǎn)生的電動勢的大小;（2)電阻的阻值解析：（1)設(shè)金屬桿進入磁場前的加速度大小為a，由牛頓第二定律得maFmg設(shè)金屬桿到達磁場左界線時的速度為v，由運動學(xué)公式有vat0當(dāng)金屬桿以速度v在磁場中運動時，由法拉第電磁感覺定律,桿中的電動勢為EBlv聯(lián)立式可得EBlt0錯誤!（2）設(shè)金屬桿在磁場所區(qū)中勻速運動時，金屬桿中的

14、電流為,依照歐姆定律學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精EIR式中R為電阻的阻值金屬桿所受的安培力為FABlI因金屬桿做勻速運動，由牛頓運動定律得FmgFA0聯(lián)立式得R錯誤!答案：（1)Blt0錯誤!(2)錯誤!11如圖，兩條相距l(xiāng)的圓滑平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面(紙面）內(nèi)，其左端接一阻值為R的電阻；一與導(dǎo)軌垂直的金屬棒置于兩導(dǎo)軌上；在電阻、導(dǎo)軌和金屬棒中間有一面積為S的地域，地域中存在垂直于紙面向里的平均磁場，磁感覺強度大小B1隨時間t的變化關(guān)系為B1kt，式中k為常量;在金屬棒右側(cè)還有一勻強磁場地域，地域左界線MN(虛線)與導(dǎo)軌垂直，磁場的磁感覺強度大小為B0,方向也垂直于紙面向里某時刻，金屬棒在一

15、外加水平恒力的作用下從靜止開始向右運動，在t0時刻恰好以速度v0高出MN，此后向右做勻速運動金屬棒與導(dǎo)軌向來相互垂直并接觸優(yōu)異，它們的電阻均忽略不計求：學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精（1）在t0到tt0時間間隔內(nèi)，流過電阻的電荷量的絕對值；(2)在時刻t（tt0)穿過回路的總磁通量和金屬棒所受外加水平恒力的大小解析:（1）在金屬棒高出MN從前，t時刻穿過回路的磁通量為ktS設(shè)在從t時刻到tt的時間間隔內(nèi)，回路磁通量的變化量為,流過電阻R的電荷量為q。由法拉第電磁感覺定律有E錯誤!E由歐姆定律有iR由電流的定義有i錯誤!聯(lián)立式得q|錯誤!t由式得，在t0到tt0的時間間隔內(nèi)，流過電阻R的電荷量q的絕

16、對值為|q錯誤!(2)當(dāng)tt0時，金屬棒已高出MN.由于金屬棒在MN右側(cè)做勻速運動，有學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精fF式中,f是外加水平恒力，F(xiàn)是勻強磁場施加的安培力設(shè)此時回路中的電流為I，F(xiàn)的大小為FB0Il此時金屬棒與MN之間的距離為sv0(tt0)勻強磁場穿過回路的磁通量為B0ls錯誤!回路的總磁通量為t?式中,仍如式所示由錯誤!?式得，在時刻t（tt0）穿過回路的總磁通量為tB0lv0(tt0)kSt?在t到tt的時間間隔內(nèi)，總磁通量的改變t為t（B0lv0kS)t?由法拉第電磁感覺定律得，回路感覺電動勢的大小為Et錯誤!?由歐姆定律有I錯誤!?聯(lián)立?式得f(B0lv0kS)錯誤!?kt

17、0S答案：（1)R（2）B0lv0（tt0）kSt（B0lv0kS)錯誤!學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精12如圖甲所示，平行長直導(dǎo)軌MN、PQ水平放置，兩導(dǎo)軌間距L0.5m，導(dǎo)軌左端M、P間接有一阻值R0.2的定值電阻，導(dǎo)體棒ab的質(zhì)量m0.1kg，與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)0。1,導(dǎo)體棒垂直于導(dǎo)軌放在距離左端d1.0m處，導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒向來接觸良好，電阻均忽略不計整個裝置處在范圍足夠大的勻強磁場中，t0時刻,磁場方向豎直向下，此后，磁感覺強度B隨時間t的變化如圖乙所示，不計感覺電流產(chǎn)生的磁場的影響取重力加速度g10m/s2.(1)求t0時棒所碰到的安培力F0；(2）解析前3s時間內(nèi)導(dǎo)體棒的運動情況并求前

18、3s內(nèi)棒所受的摩擦力Ff隨時間t變化的關(guān)系式；3)若t3s時，突然使ab棒獲得向右的速度v08m/s，同時垂直棒施加一方向水平、大小可變化的外力F，使棒的加速度大小恒為a4m/s2、方向向左求從t3s到t4s的時間內(nèi)經(jīng)過電阻的電荷量q.解析：(1）t0時棒的速度為零，故回路中只有感生電動勢,學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精由法拉第電磁感覺定律知Et錯誤!Ld感覺電流I錯誤!t0時棒所碰到的安培力F0B0IL代入數(shù)據(jù)解得F00。025N（2）ab棒與導(dǎo)軌間的最大靜摩擦力Ffmmg0.1NF00。025N因此在t0時刻棒靜止不動，加速度為零,在03s內(nèi)磁感覺強度B都小于B0,棒所受的安培力都小于最大靜摩擦力，故前3s內(nèi)導(dǎo)體棒靜止不動，電流恒為I0.25A在03s內(nèi),磁