高中物理 模块十 电磁感应 考点4_5 电磁感应定律应用之由于磁场变化产生电动势类问题试题1.doc

考点4.5由于磁场变化产生电动势类问题1. 法拉第电磁感应定律公式：En2当仅由B的变化引起时，则En；当仅由S的变化引起时，则En；当由B、S的变化同时引起时，则Enn.3磁通量的变化率是t图象上某点切线的斜率【例题】(多选)如图所示，不计电阻的光滑U形金属框水平放置，光滑、竖直玻璃挡板H、P固定在框上，H、P的间距很小质量为0.2 kg的细金属杆CD恰好无挤压地放在两挡板之间，与金属框接触良好并围成边长为1 m的正方形，其有效电阻为0.1 .此时在整个空间加方向与水平面成30角且与金属杆垂直的匀强磁场，磁感应强度随时间变化规律是B(0.40.2t) T，图示磁场方向为正方向框、挡板和杆不计形变则()At1 s时，金属杆中感应电流方向从C到DBt3 s时，金属杆中感应电流方向从D到CCt1 s时，金属杆对挡板P的压力大小为0.1 NDt3 s时，金属杆对挡板H的压力大小为0.2 N【答案】AC【解析】根据楞次定律可判断感应电流的方向总是从C到D，故A正确，B错误；由法拉第电磁感应定律可知：Esin 300.212 V0.1 V，故感应电流为I1 A，金属杆受到的安培力F安BIL，t1 s时，F安0.211 N0.2 N，此时金属杆受力分析如图甲所示，由平衡条件可知F1F安cos 600.1 N，F1为挡板P对金属杆施加的力t3 s时，磁场反向，此时金属杆受力分析如图乙所示，此时挡板H对金属杆施加的力向右，大小F3BILcos 600.211 N0.1 N故C正确，D错误1. 如图甲所示线圈的匝数n100匝，横截面积S50 cm2，线圈总电阻r10 ，沿轴向有匀强磁场，设图示磁场方向为正，磁场的磁感应强度随时间作如图乙所示变化，则在开始的0.1 s内(BD)A. 磁通量的变化量为0.25 WbB. 磁通量的变化率为2.5102Wb/sC. Ca、b间电压为0D. 在a、b间接一个理想电流表时，电流表的示数为0.25 A2. 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4518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【答案】(1)，从b到a (2)3. 小明同学设计了一个“电磁天平”，如图所示，等臂天平的左臂为挂盘，右臂挂有矩形线圈，两臂平衡线圈的水平边长L0.1 m，竖直边长H0.3 m，匝数为N1.线圈的下边处于匀强磁场内，磁感应强度B01.0 T，方向垂直线圈平面向里线圈中通有可在02.0 A范围内调节的电流I.挂盘放上待测物体后，调节线圈中电流使天平平衡，测出电流即可测得物体的质量(重力加速度取g10 m/s2)(1) 为使电磁天平的量程达到0.5 kg，线圈的匝数N1至少为多少？(2) 进一步探究电磁感应现象，另选N2100匝、形状相同的线圈，总电阻R10 .不接外电流，两臂平衡如图6所示，保持B0不变，在线圈上部另加垂直纸面向外的匀强磁场，且磁感应强度B随时间均匀变大，磁场区域宽度d0.1 m当挂盘中放质量为0.01 kg的物体时，天平平衡，求此时磁感应强度的变化率.【答案】(1)25匝(2)0.1 T/s4. 如下图甲所示，在水平面上固定有长为L2 m、宽为d1 m的金属“U”型导轨，在“U”型导轨右侧l0.5 m范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间变化规律如下图乙所示在t0时刻，质量为m0.1 kg的导体棒以v01 m/s的初速度从导轨的左端开始向右运动，导体棒与导轨之间的动摩擦因数为0.1，导轨与导体棒单位长度的电阻均为0.1/m，不计导体棒与导轨之间的接触电阻及地球磁场的影响(取g10 m/s2)(1) 通过计算分析4 s内导体棒的运动情况；(2) 计算4 s内回路中电流的大小，并判断电流方向；(3) 计算4 s内回路产生的焦耳热【答案】(1)略(2)0.2 A沿顺时针方向(3)0.04 J5. 如图所示，匀强磁场的磁感应强度方向竖直向上，大小为B0，用电阻率为、横截面积为S的导线做成的边长为l的正方形线框abcd水平放置，OO为过ad、bc两边中点的直线，线框全部都位于磁场中现把线框右半部分固定不动，而把线框左半部分以OO为轴向上转动60，如图中虚线所示(1) 求转动过程中通过导线横截面的电荷量；(2) 若转动后磁感应强度随时间按BB0kt变化(k为常量)，求出磁场对线框ab边的作用力大小随时间变化的关系式【答案】(1)(2)F(B0kt)6. 如图所示，金属杆ab放在光滑的水平金属导轨上，与导轨组成闭合矩形电路，长l10.8m，宽l20.5m，回路总电阻R0.2，回路处在竖直方向的磁场中，金属杆用水平绳通过定滑轮连接质量M0.04kg的木块，磁感应强度从B01T开始随时间均匀增加，5s末木块将离开水平面，不计一切摩擦，g取10m/s2，求回路中的电流大小【答案】0.4 A7. 如图，匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里，大小随时间的变化率k，k为负的常量用电阻率为、横截面积为S的硬导线做成一边长为l的方框将方框固定于纸面内，其右半部位于磁场区域中求：(1)导线中感应电流的大小；(2)磁场对方框作用力的大小随时间的变化率【答案】(1)(2)8. 一个由电阻均匀的导线绕制成的闭合线