电磁感应练习题解析版

1、电磁感应练习题1如图所示，先后以速度v1和v2匀速把一矩形线圈拉出有界匀强磁场区域，v1=2v2在先后两种情况下A线圈中的感应电流之比为I1I2=21 B线圈中的感应电流之比为I1I2=12C线圈中产生的焦耳热之比Q1Q2=21 D通过线圈某截面的电荷量之比q1q2=12【答案】AC【解析】试题分析：根据电磁感应定律和欧姆定律可知，故可知在两种情况下，线圈中的电流之比2：1，所以选项A正确、B错误；线圈中产生的焦耳热等于克服安培力做的功即，故可知选项C正确；通过某截面的电荷量，与速度无关，故选项D错误；考点：电磁感应定律、欧姆定律2如图所示，磁感应强度均为B的两个匀强磁场，分布在宽度均为a的两

2、个相邻区域中，磁场边界为理想边界，磁场方向垂直纸面，但方向相反。一个中垂线Oc长度为a的等边三角形导线框ABC从图示位置（AB边平行磁场边界）匀速向右运动。规定逆时针方向为电流的正方向，从图中位置开始计时，在线框穿过两磁场区域的过程中，感应电流i随线框的位移x变化的图象正确的是 （ ）【答案】C【解析】试题分析：x在范围，线框穿过两磁场分界线时，BC、AC边在右侧磁场中切割磁感线，有效切割长度逐渐增大，产生的感应电动势增大，AC边在左侧磁场中切割磁感线，产生的感应电动势不变，两个电动势串联，总电动势增大，故A错误；x在范围，线框穿过左侧磁场时，根据楞次定律，感应电流方向为逆时针，为正值，故B错

3、误；x在范围，切割的有效长度均匀增大，故由可知，感应电动势均匀增大，感应电流均匀增大；在，线框穿过左侧磁场时，根据楞次定律，感应电流方向为逆时针，为正值，故C正确，D错误。考点：考查了导体切割磁感线运动3如图甲所示，在光滑水平面上，有一个粗细均匀的单匝正方形闭合线框abcd，边长为L，质量为m，电阻为R。在水平外力的作用下，线框从静止开始沿垂直磁场边界方向做匀加速直线运动，穿过磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向与线圈平面垂直，线框中产生的感应电流i的大小和运动时间t的变化关系如图乙所示。则下列说法正确的是A线框的加速度大小为B线框受到的水平外力的大小C0t1时间内通过线框任一边横截面的电荷量为

4、i1t1D0t3间内水平外力所做的功大于【答案】D【解析】试题分析：A、由乙图读出t1时刻线框中的感应电流为i1，设此刻线框的速度大小为v1，则有：，则得：；线框的加速度为，故A错误B、对于t2-t3时间内，安培力的平均值大小为：由于线框做匀加速运动，拉力必定大于安培力的平均值，故B错误C、0t1时间内通过线框任一边横截面的电荷量为：故C错误D、t3时刻线框的速度为：；0t3间内，根据动能定理得：WF-W克=mv32则得：，所以水平外力所做的功大于，故D正确故选：D考点：法拉第电磁感应定律；牛顿定律及动能定理.4如图甲所示，绝缘板静止在粗糙水平地面上，质量为1kg、边长为1m、电阻为0.l的正

5、方形金属框ABCD位于绝缘板上，E、F分别为BC、AD的中点。某时刻起在ABEF区域内有竖直向下的磁场，其磁感应强度B1的大小随时间变化的规律如图乙所示，AB边恰在磁场边缘以外；FECD区域内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B2=05 T，CD边恰在磁场边缘以内。设金属框受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，两磁场均有理想边界，取g=10m/s2。则（ ）A.金属框中产生的感应电动势大小为1VB.金属框受到向右的安培力大小为5NC.金属框中的感应电流方向沿ADCB方向D.如果金属框与绝缘板间的动摩擦因数为0.3，则金属框可以在绝缘板上保持静止【答案】D【解析】试题分析：根据法拉第电磁感应定律有：，

6、故A错误；则回路中的电流为：，所受安培力的大小为：，根据楞次定律可知，产生感应电流的方向逆时针，即为ABCD，则由左手定则可知，安培力的方向水平向右，故BC错误；若金属框与绝缘板间的动摩擦因数为0.3，根据，大于安培力，则金属框可以在绝缘板上保持静止，故D正确考点：法拉第电磁感应定律；安培力；楞次定律5如图所示，空间存在一有边界的条形匀强磁场区域，磁场方向与竖直平面（纸面）垂直，磁场边界的间距为L。一个质量为m、边长也为L的正方形导线框沿竖直方向运动，线框所在平面始终与磁场方向垂直，且线框上、下边始终与磁场的边界平行。t=0时刻导线框的上边恰好与磁场的下边界重合（图中位置I），导线框的速度为v

7、0。经历一段时间后，当导线框的下边恰好与磁场的上边界重合时（图中位置），导线框的速度刚好为零此后，导线框下落，经过一段时间回到初始位置I（不计空气阻力），则A上升过程中，导线框的加速度逐渐减小B上升过程克服重力做功的平均功率小于下降过程重力的平均功率C上升过程中线框产生的热量比下降过程中线框产生的热量的多D上升过程中合力做的功与下降过程中合力做的功相等【答案】AC【解析】试题分析：上升过程中，线框所受的重力和安培力都向下，线框做减速运动设加速度大小为a，根据牛顿第二定律得：，由此可知，线框速度v减小时，加速度a也减小，故A正确；下降过程中，线框做加速运动，则有，由此可知，下降过程加速度小于上升

8、过程加速度，上升过程位移与下降过程位移相等，则上升时间短，下降时间长，上升过程与下降过程重力做功相同，则上升过程克服重力做功的平均功率大于下降过程重力的平均功率，故B错误；线框产生的焦耳热等于克服安培力做功，对应与同一位置，上升过程安培力大于下降过程安培力，上升与下降过程位移相等，则上升过程克服安培力做功等于下降过程克服安培力做功，上升过程中线框产生的热量比下降过程中线框产生的热量的多，故C正确；在电磁感应现象中，线框中产生电能，根据能量守恒定律可知，线框返回原位置时速率减小，则上升过程动能的变化量大小大于下降过程动能的变化量大小，根据动能定理得知，上升过程中合力做功较大，故D错误。考点：电磁

9、感应、牛顿定律、功能关系.6如图所示，竖直平面内有足够长、不计电阻的两组平行光滑金属导轨，宽度均为L，上方连接一个阻值为R的定值电阻，虚线下方的区域内存在磁感应强度为B的匀强磁场。两根完全相同的金属杆1和2靠在导轨上，金属杆长度与导轨宽度相等且与导轨接触良好、电阻均为r、质量均为m；将金属杆l固定在磁场的上边缘，且仍在磁场内，金属杆2从磁场边界上方h0处由静止释放，进入磁场后恰好做匀速运动。现将金属杆2从离开磁场边界h（h ho）处由静止释放，在金属杆2进入磁场的同时，由静止释放金属杆1，下列说法正确的是（ ）A两金属杆向下运动时，流过电阻R的电流方向为abB回路中感应电动势的最大值为C磁场中

10、金属杆l与金属杆2所受的安培力大小、方向均不相同D金属杆l与2的速度之差为【答案】B【解析】试题分析：根据右手定则判断知金属杆2产生的感应电流方向向右，则流过电阻R的电流方向从ba；故A错误当金属杆2在磁场中匀速下降时，速度最大，产生的感应电动势最大，由平衡条件得：，又，联立得：感应电动势的最大值为故B正确根据左手定则判断得知两杆所受安培力的方向均向上，方向相同，由公式可知安培力的大小也相同故C错误金属杆2刚进入磁场时的速度为；在金属杆2进入磁场后，由于两个金属杆任何时刻受力情况相同，因此任何时刻两者的加速度也都相同，在相同时间内速度的增量也必相同，即：，则得，故D错误考点：考查了导体切割磁感

11、线运动7如图甲所示，abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框，金属线框的质量为m，电阻为R。在金属线框的下方有一匀强磁场区域，MN和MN是匀强磁场区域的水平边界，并与线框的bc边平行，磁场方向与线框平面垂直。现金属线框由距MN的某一高度从静止开始下落，图乙是金属线框由开始下落到完全穿过匀强磁场区域瞬间的速度时间图象，图象中坐标轴上所标出的字母均为已知量。可知A.金属框初始位置的bc边到边界MN的高度为v1t1B.金属框的边长为 C.磁场的磁感应强度为D.在进入磁场过程中金属框产生的热为mgv1（t2-t1） 【答案】D【解析】试题分析：由图知在0-t1时间内金属线框做匀加速运动，金属框初始

12、位置的bc边到边界MN的高度为 故A错误由图象可知，金属框进入磁场过程中是做匀速直线运动，速度为v1，运动时间为t2-t1，故金属框的边长：l=v1（t2-t1）故B错误在金属框进入磁场的过程中，金属框所受安培力等于重力，则得：mg=BIl，又 l=v1（t2-t1），联立解得：，故C错误；金属框在进入磁场过程中金属框产生的热为Q，重力对其做正功，安培力对其做负功，由能量守恒定律得：Q=mgl=mgv1（t2-t1），故D正确。考点：v-t图线；法拉第电磁感应定律；能量守恒定律。8如图甲所示，在竖直方向上有四条间距相等的水平虚线L1、L2、L3、L4，在L1L2之间和L3L4之间存在匀强磁场，

13、磁感应强度B大小均为1T，方向垂直于虚线所在平面。现有一矩形线圈abcd，宽度cdL0.5m，质量为0.1kg，电阻为2，将其从图示位置由静止释放（cd边与L1重合），速度随时间的变化关系如图乙所示，t1时刻cd边与L2重合，t2时刻ab边与L3重合，t3时刻ab边与L4重合，已知t1t2的时间间隔为0.6s，整个运动过程中线圈平面始终处于竖直方向，重力加速度g取10m/s2。则A在0t1时间内，通过线圈的电荷量为0.25CB线圈匀速运动的速度大小为2m/sC线圈的长度为1mD0t3时间内，线圈产生的热量为4.2J【答案】A【解析】试题分析：这段时间内线圈做匀速直线运动，设速度为v根据平衡条件

14、有：联立两式解得：故B错误的时间间隔内线圈一直做匀加速直线运动，知ab边刚进磁场，cd边也刚进磁场设磁场的宽度为d，线圈下降的位移为3d，则有：，代入解得：d=1m，所以线圈的长度为：故C错误在0时间内，cd边从运动到，通过线圈的电荷量为：故A正确0时间内，根据能量守恒得：故D错误考点：考查了导体切割磁感线运动9如图甲所示，、为间距=0.5m足够长的粗糙平行导轨，导轨的电阻均不计。导轨平面与水平面间的夹角=37，间连接有一个的电阻。有一匀强磁场垂直于导轨平面且方向向上，磁感应强度为.将一根质量为=0.05kg、内阻为的金属棒紧靠放置在导轨上，且与导轨接触良好。现由静止释放金属棒，当金属棒滑行至

15、处时刚好达到稳定速度，已知在此过程中通过金属棒截面的电量=0.2C，且金属棒的加速度与速度的关系如图乙所示，设金属棒沿导轨向下运动过程中始终与平行。（取=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8）。求： （1）金属棒的内阻；（2）金属棒滑行至处的过程中，电阻上产生的热量。答案】（1） （2）【解析】试题分析：（1）当时，由牛顿第二定律： 解得当时，由平衡条件 且 联立解得，（2）从静止释放到速度稳定的过程中，电量 解得：由能量守恒 解得电阻R产生的热量考点：本题考查了牛顿第二定律、平衡条件、能量守恒定律、电量和热量、欧姆定律.10如图所示，将边长为a、质量为m、电阻为R的正方形导线

16、框竖直向上抛出，穿过宽度为b、磁感应强度为B的匀强磁场，磁场的方向垂直纸面向里线框向上离开磁场时的速度刚好是进人磁场时速度的一半，线框离开磁场后继续上升一段高度，然后落下并匀速进人磁场整个运动过程中始终存在着大小恒定的空气阻力f且线框不发生转动求： （1）线框在下落阶段匀速进人磁场时的速度V2； (2）线框在上升阶段刚离开磁场时的速度V1； （3）线框在上升阶段通过磁场过程中产生的焦耳热Q 【答案】（1）线框在下落阶段匀速进入磁场瞬间mg = f + 解得v2 = （2）线框从离开磁场至上升到最高点的过程(mg + f ) h = mv1 2 线框从最高点回落至磁场瞬间(mg - f ) h

17、= mv2 2 、 式联立解得v1 = = （3）线框在向上通过通过过程中mv02 - mv12 = Q +（mg + f）(a + b)v0 = 2 v1 Q = m (mg)2 f 2 -（mg + f）(a + b)11如图所示，光滑的定滑轮上绕有轻质柔软细线，线的一端系一质量为3m的重物，另一端系一质量为m、电阻为r的金属杆。在竖直平面内有间距为L的足够长的平行金属导轨PQ、EF，在QF之间连接有阻值为R的电阻，其余电阻不计，磁感应强度为B0的匀强磁场与导轨平面垂直，开始时金属杆置于导轨下端QF处，将重物由静止释放，当重物下降h时恰好达到稳定速度而匀速下降。运动过程中金属杆始终与导轨垂

18、直且接触良好，（忽略所有摩擦，重力加速度为g），求：（1）电阻R中的感应电流方向；（2）重物匀速下降的速度v；（3）重物从释放到下降h的过程中，电阻R中产生的焦耳热QR；（4）若将重物下降h时的时刻记作t=0，速度记为v0，从此时刻起，磁感应强度逐渐减小，若此后金属杆中恰好不产生感应电流，则磁感应强度B怎样随时间t变化（写出B与t的关系式）【答案】(1) Q-R-F (2) (3) (4) 【解析】试题分析：（1）电阻R中的感应电流方向为Q-R-F（2分）(2)对金属棒：受力分析如图 式中：（2分）所以： （2分） （3）设电路中产生的总焦耳热为Q,则有能量守恒关系得：减少的重力势能等于增加的

19、动能和焦耳热Q即： （2分） 所以：电阻R中产生的焦耳热QR为（2分）(4)金属杆中恰好不产生感应电流即磁通量不变（2分）（2分）式中：又：（2分）则磁感应强度B怎样随时间t变化为 （2分）考点：右手定则；法拉第电磁感应定律；能量守恒定律12如图所示，倾角分别为37和53的两足够长绝缘斜面上端以光滑小圆弧平滑对接，左侧斜面光滑，斜面某处存在着矩形匀强磁场区域MNQP，磁场方向垂直于斜面向上，MN平行于斜面底边，。ab与PQ相距0.5m。一不可伸长的绝缘细轻绳跨过斜面顶端，一端连接着可视为质点的带正电薄板，一端连接在单匝正方形金属线框abcd的ab边中点，ab /MN，细绳平行于斜面侧边，线框与

20、薄板均静止在斜面上，ab与PQ相距0.5m。已知薄板电荷量q=1104 C，薄板与线框的质量均为m=0.5kg，薄板与右侧斜面间的动摩擦因数=0.3，线框电阻R=1，线框边长0.5m。（g=10 m/s2，sin37=0.6，斜面固定，不计绳与斜面的摩擦）（1）求薄板静止时受到的摩擦力。（2）现在右侧斜面上方加一场强大小E= 9103 N/C，方向沿斜面向下的匀强电场，使薄板沿斜面向下运动，线框恰能做匀速运动通过磁场；在线框的cd边刚好离开磁场时，将电场方向即刻变为垂直于右侧斜面向下（场强大小不变），线框与薄板做减速运动最后停在各自的斜面上。求磁感应强度大小B和cd边最终与MN的距离x。【答案

21、】（1）1 N 沿右侧斜面向上 （2）x=2. 94 m 【解析】试题分析：(1)设绳的张力大小为T，薄板所受静摩擦力大小为f 对线框由平衡条件有 (2分)对薄板由平衡条件有 (2分)联立以上两式代入数据解得f=1 N (1分)摩擦力方向沿右侧斜面向上 (1分)(2)设线框边长为L，线框做匀速运动时的速率为v，在磁场中受到的安培力为F，电场方向改变前后薄板受到的摩擦力大小分别为f1和f2 在ab进入磁场前的过程中: 由能量守恒定律有 (2分) 代入数据解得v=1 m/s (1分) 线框在磁场中做匀速运动时: (1分) 对线框由平衡条件有 (1分)对薄板由平衡条件有 (1分)联立以上三式代入数据

22、解得B=2 T (1分)在cd穿出磁场后的过程中: (1分)因为，所以绳子不会松弛，将和线框一起做减速运动由能量守恒定律有 (2分)代入数据解得考点：本题考查物体平衡条件、能量守恒定律和安培力。13.如图1所示，匀强磁场的磁感应强度B为0.5T.其方向垂直于倾角为30的斜面向上。绝缘斜面上固定有形状的光滑金属导轨MPN（电阻忽略不计），MP和NP长度均为2.5m，MN连线水平，长为3m。以MN中点O为原点、OP为x轴建立一维坐标系Ox。一根粗细均匀的金属杆CD，长度d为3m、质量m为1kg、电阻R为0.3，在拉力F的作用下，从MN处以恒定的速度v=1m/s，在导轨上沿x轴正向运动（金属杆与导轨接触良好）。g取10m/s2。（1）求金属杆CD运动过程中产生产生的感应电动势E及运动到处电势差；（2）推导金属杆CD从MN处运动到P点过程中拉力F与位置坐标x的关系式，并在图2中画出F-x关系图象；（3）求金属杆CD从MN处运动到