电磁感应总复习(含答案-详解).doc

电磁感应复习课1在磁感应强度为B = 0 .2T的匀强磁场中，有一面积为S=30cm2的矩形线框，线框平面与磁场方向垂直，这时穿过线框的磁通量为 Wb。若从图示位置开始绕垂直于磁场方向的OO轴转过600角，这时穿过线框平面的磁通量为 Wb。从图示位置开始，在转过1800角的过程中，穿过线框平面的磁通量的变化为 Wb。 答案：，2如图所示，a、b是平行金属导轨，匀强磁场垂直导轨平面，c、d是分别串有电压表和电流表金属棒，它们与导轨接触良好，当c、d以相同速度向右运动时，下列正确的是A.两表均有读数B.两表均无读数C.电流表有读数，电压表无读数D.电流表无读数，电压表有读数3如图所示，有一固定的超导体圆环，在其右侧放一条形磁铁，此时圆环中没有电流。当把磁铁向右方移走时，由于电磁感应，在超导体圆环中产生了一定的电流，则这时的感应电流A方向如图所示，将很快消失B方向如图所示，能继续维持C方向与图示相反，将很快消失D方向与图示相反，将继续维持答案：D4如图所示，ab是一个可绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形导线框，当滑动变阻器R的滑片P自左向右滑动时，线框ab将A保持静止不动B逆时针转动C顺时针转动D发生转动，但电源极性不明，无法确定转动方向答案C5取两个完全相同的磁电式仪表A、B，按图所示方式用导线连接起来。在把电流表A的指针向左边拨动的过程中，电流表B的指针将A向左摆动B向右摆动C静止不动D发生摆动，但无法判断摆动方向，因为不知道电流表的内部结构情况。答案：B6如图所示，固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动t0时，磁感应强度为B0，此时MN到达的位置使MDEN构成一个边长为l的正方形为使MN棒中不产生感应电流，从t0开始，磁感应强度B应怎样随时间t变化？请推导出这种情况下B与t的关系式解析：要使MN棒中不产生感应电流，应使穿过线圈平面的磁通量不发生变化在t0时刻 ，穿过线圈平面的磁通量1B0SB0l2设t时刻的磁感应强度为B，此时磁通量为2Bl(lvt)由12得B.答案：B随t减小，B7匀强磁场的磁感强度B0.8T；矩形线圈abcd的面积S=0.5m2，B与S垂直，线圈的一半在磁场中（如图所示），当线图从图示位置开始以角速度=60rad/s,绕ab边匀速转动。问：（l）线圈转过0、30、60、90、180时的磁通量分别是多大？（2）线圈转动一周内，产生感应电流的时间是多少？（3）写出线圈中感应电动势的表达式。8如图所示，竖直放置的螺线管与导线abcd构成回路，导线所围区域内有一垂直纸面向里的匀强磁场，螺线管下方水平桌面上有一导体圆环为使圆环受到向上的磁场力作用，导线abcd中的磁感应强度B随时间t的变化应是右图中的答案：A9如图所示，匀强磁场方向垂直于线圈平面，先后两次将线框从同一位置匀速地拉出磁场。第一次速度v1 = v，第二次速度v2 = 2v，求在先、后两次过程中（1）线圈中感应电流之比；（2）拉力之比；（3）线圈中产生热量之比（4）沿运动方向作用在线框上的外力功率之比（5）流过任一横截面的电量之比 10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)，Rl=4、R2=8(导轨其他部分电阻不计)导轨OAC的形状满足方程(单位：m)磁感强度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Rl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的关系分析 金属棒切割磁感线的有效长度L是先变大后变小，在时L达最大值，此时感应电动势和感应电流也达最大值，回路的总电阻为R1与R2并联，恒定不变，故此时R1的功率也为最大。由E=BLv和I=E/R总即可求得I与t的关系。解答（1）金属棒匀速运动，所以外力F=F安棒中产生的感应电动势E=BLv，感应电流为I=E/R总所以要加的外力为 F=BIL=B2L2v/R总式中L为金属棒切割磁感线的有效长度，与位置坐标x有关。当时，L有最大值： 电路的总电阻 所以外力F的最大值为 Fm=B2Lm2v/R总=0.22225.03/8=0.3N(2)当L有最大值Lm时，电路中电流最大，R1上消耗的功率也最大。 P1=E2/R1=B2L2v2/R1=0.22225.02/4=1W(3)金属棒与导轨接触点间的长度随时间变化，满足 又因为有 x=vt E=BLv联立可解得 11如图所示，固定于水平桌面上的金属框架cdef，处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒ab搁在框架上，可无摩擦滑动。此时adeb构成一个边长为l的正方形。棒的电阻为r，其余部分电阻不计。开始时磁感应强度为B0。（1）若从t = 0时刻起，磁感应强度均匀增加，每秒增加为k，同时保持棒静止，求棒中感应电流。在图上标出感应电流的方向。（2）在上述（1）情况中，始终保持棒静止，求时刻t需加的垂直于棒的水平拉力为多大？（3）若从t0时刻起，磁感强度随时间均匀增加 每秒增量为k，同时棒以恒定速度v向右作匀速运动，经过时间t，求此时棒中的电流强度大小。答案：（1）k l 2 / r ，方向逆时针在棒中由ba （2）（B0 + k t1）k l 3 / r 12如图甲所示，让闭合导线框abcd从高处自由下落一定高度后进入水平方向的匀强磁场，以cd边开始进入到ab边刚进入磁场这段时间内，如图乙中表示线框运动的速度时间图像中有可能的是13如图所示，光滑水平导轨间距为L，与导轨平面垂直的匀强磁场的磁感应强度为B，在导轨左端接有电容为C的电容器，质量为m的金属棒MN，在导轨上由静止开始，受水平向右的拉力以加速度a作匀加速运动。问经过时间t，电容器的带电量为多少?此时的拉力多大？导轨和金属棒的电阻不计。14如图所示，两根平行金属导轨固定在水平桌面上，每根导轨每米的电阻为r00.10/m，导轨的端点P、Q用电阻可忽略的导线相连，两导轨间的距离l0.20m。有随时间变化的匀强磁场垂直于桌面，已知磁感强度B与时间t的关系为Bkt，比例系数k0.020T/s，一电阻不计的金属杆可在导轨上无摩擦地滑动，在滑动过程中保持与导轨垂直，在t0时刻，金属杆紧靠在P、Q端，在外力作用下，杆以恒定的加速度从静止开始向导轨的另一端滑动，求在t6.0s时金属杆所受的安培力。15如图所示，abcd为一边长为l、具有质量的刚性导线框，位于水平面内，bc边中串接有电阻R，导线的电阻不计，虚线表示一匀强磁场区域的边界，它与线框ab边平行，磁场区域的宽度为2l，磁场的磁感应强度为B，方向竖直向下，线框在一垂直于ab边的水平恒定拉力作用下，沿光滑水平面运动，直到通过磁场区域，已知ab边刚进入磁场时，线框便变为匀速运动，此时通过电阻R的电流的大小为i0，试在图2的ix坐标上定性画出：从导线框刚进入磁场到完全离开磁场的过程中，流过电阻R的电流i的大小随ab边的位置坐标x变化的曲线。 图1 图216如图甲所示，一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道间距l = 0.20m，电阻R = 1.0；有一导体杆静止地放在轨道上，与两轨道垂直，杆及轨道的电阻皆可忽略不计，整个装置处于磁感应强度B = 0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道面向下。现在一外力F沿轨道方向拉杆，使之做匀加速运动，测得力F与时间t的关系如图乙所示。求杆的质量m和加速度a。17如图甲所示，一个电阻值为R、匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路线圈的半径为r1，在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图乙所示图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0，导线的电阻不计求0至t1时间内：(1)通过电阻R1上的电流大小和方向；(2)通过电阻R1上的电荷量q及电阻R1上产生的热量解析：(1)由图象分析可知，0至t1时间内由法拉第电磁感应定律有EnnS，而Sr由闭合电路欧姆定律有I1联立以上各式解得通过电阻R1上的电流大小为I1由楞次定律可判断通过电阻R1上的电流方向为从b到a.(2)通过电阻R1上的电荷量qI1t1电阻R1上产生的热量QIR1t1.答案：见解析18如图所示，一个水平放置的“”形光滑导轨固定在磁感应强度为B的匀强磁场中，ab是粗细、材料与导轨完全相同的导体棒，导体棒与导轨接触良好在外力作用下、导体棒以恒定速度v向右平动，以导体棒在图中所示位置的时刻为计时起点，则回路中感应电动势E、感应电流I、导体棒所受外力的功率P和回路中产生的焦耳热Q随时间t变化的下列图象中正确的是解析：选AC.设“”形导轨的夹角为，经过时间t，导体棒的水平位移为xvt，导体棒切割磁感线的有效长度Lvttan ，所以回路中感应电动势EBLvBv2ttan，感应电动势与时间t成正比，A正确；相似三角形的三边长之比为定值，故组成回路的三角形导轨总长度与时间成正比，故感应电流大小与时间无关，B错误；导体棒匀速移动，外力F与导体棒所受安培力为平衡力，故回路的外力的功率PFvBILvBIv2ttan，与时间成正比，故C正确；回路产生的焦耳热QI2Rt，式中电流不变，回路电阻与t成正比，故焦耳热Q与t2成正比，D错误19如图所示，固定放置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d，其右端接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B的匀强磁场中一质量为m(质量分布均匀)的导体杆ab垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为.现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距离l时，速度恰好达到最大(运动过程中杆始终与导轨保持垂直)设杆接入电路的电阻为r，导轨电阻不计，重力加速度大小为g.则此过程A杆的速度最大值为B流过电阻R的电量为C恒力F做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量D恒力F做的功与安培力做的功之和大于杆动能的变化量解析：选BD.A选项中，当杆达到最大速度v时，其受力情况如图所示，在水平方向受拉力F、安培力F安、滑动摩擦力Ffmg，三个力的合力为零：Fmg0，解得v；B选项中，平均电动势为E，平均电流为I，通过的电量qIt，而BSBdl，则q；C选项中，由动能定理得WFWFfW安Ek；D选项中，由前式可得WFW安EkWFfEk.本题正确选项为BD.20如图所示，光滑金属导轨AC、AD固定在水平面内，并处在方向竖直向下、大小为B的匀强磁场中有一质量为m的导体棒以初速度v0从某位置开始在导轨上水平向右运动，最终恰好静止在A点在运动过程中，导体棒与导轨始终构成等边三角形回路，且通过A点的总电荷量为Q.已知导体棒与导轨间的接触电阻阻值恒为R，其余电阻不计则()A该过程中导体棒做匀减速运动B该过程中接触电阻产生的热量为mvC开始运动时，导体棒与导轨所构成回路的面积为SD当导体棒的速度为v0时，回路中感应电流大小为初始时的一半解析：选C.由于导体棒在向右运动切割磁感线产生感应电流，同时受到水平向左的安培力，所以导体棒速度逐渐减小，速度减小又使得感应电动势、感应电流、安培力均减小，所以导体棒做加速度逐渐减小的变减速运动，A错误；由能量守恒可知整个运动过程中导体棒损失的动能全部转化为内能，故B错误；设开始运动时，导体棒和导轨构成的回路的面积为S，运动时间为t，则整个过程中回路中的平均感应电动势为EBS/t；平均感应电流为IE/R，则运动过程中通过A点的电荷量为QIt.联立式可得S，故C正确；导体棒在运动过程中切割磁感线的有效长度逐渐减小，当速度为v0时，产生的感应电动势小于开始运动时产生的感应电动势的一半，此时感应电流小于开始时的一半，故D错误21如图所示，用质量为m、电阻为R的均匀导线做成边长为l的单匝正方形线框MNPQ，线框每一边的电阻都相等将线框置于光滑绝缘的水平面上在线框的右侧存在竖直方向的有界匀强磁场，磁场边界间的距离为2l，磁感应强度为B.在垂直MN边的水平拉力作用下，线框以垂直磁场边界的速度v匀速穿过磁场在运动过程中线框平面水平，且MN边与磁场的边界平行求：(1)线框MN边刚进入磁场时，线框中感应电流的大小；(2)线框MN边刚进入磁场时，M、N两点间的电压UMN；(3)在线框从MN边刚进入磁场到PQ边刚穿出磁场的过程中，水平拉力对线框所做的功W.解析：(1)线框MN边在磁场中运动时，感应电动势EBlv线框中的感应电流I.(2)M、N两点间的电压UMNEBlv.(3)只有MN边在磁场中时，线框运动的时间t此过程线框中产生的焦耳热Q1I2Rt只有PQ边在磁场中运动时线框中产生的焦耳热Q2根据能量守恒定律得水平外力做的功WQ1Q2.22如图所示，质量m10.1 kg，电阻R10.3 ，长度l0.4 m的导体棒ab横放在U形金属框架上框架质量m20.2 kg，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数0.2.相距0.4 m的MM、NN相互平行，电阻不计且足够长电阻R20.1 的MN垂直于MM.整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B0.5 T垂直于ab施加F2 N的水平恒力，ab从静止开始无摩擦地运动，始终与MM、NN保持良好接触当ab运动到某处时，框架开始运动设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑