专题：电磁感应

1、2013学年度高二物理总复习专题三电磁感应与力学、电学的结合1 如图所示，一个 U形金属导轨水平放置，其上放有一个金属导体棒ab,有一个磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面， 且与竖直方向的夹角为 0 .在下列各过程中，一定能在轨道 回路里产生感应电流的是()文档收集自网络，仅用于个人学习A. ab向右运动，同时使 0减小B. 使磁感应强度 B减小，0角同时也减小C. ab向左运动，同时增大磁感应强度BD. ab向右运动，同时增大磁感应强度B和0角(0 ° < 0 <90° )2.如图所示，为早期制作的发电机及电动机的示意图，A盘和B盘分别是两个可绕固定转

2、轴转动的铜盘，用导线将A盘的中心和B盘的边缘连接起来，用另一根导线将 B盘的中心和A盘的边缘连接起来当A盘在外力作 用下转动起来时，B盘也会转动则下列说法中错误的是()文档收集自网络, 仅用于个人学习A.不断转动A盘就可以获得持续的电流， 其原因是将整个铜盘看成沿径向排列的无数根铜条，它们做切割磁感线运动，产生感应电动势文档收集自网络，仅用于个人学习B.当A盘转动时，B盘也能转动的原因是电流在磁场中受到力的作用，此力对转轴有力矩C. 当A盘顺时针转动时，B盘逆时针转动D. 当A盘顺时针转动时，B盘也顺时针转动3.如图所示，L为一自感系数很大的有铁芯的线圈，电压表与线圈并联接入电路，在下列哪种情

3、况下，有可能使电压表损坏(电压表量程为3 V)()文档收集自网络，仅用于个人学习A.开关S闭合的瞬间B. 开关S闭合电路稳定时C.开关S断开的瞬间D.以上情况都有可能损坏电压表L t11*<i»11*111*11fe*H4|f1 *1 11 * I711 * *11* * * * 111 1二i4边长为L的正方形导线框在水平恒力F作用下运动，穿过方向如图所示的有界匀强磁场区域.磁场区域的宽度为 d (d>L).已知ab边进入磁场时，线框的加速度恰好为零.则线框进入磁场的过程和从磁场另一侧穿出的过程相比较，正确的是 文档收集自网络，仅用于个人学习A. 金属框中产生的感应电流

4、方向相反B. 金属框所受的安培力方向相反C. 进入磁场过程通过导线横截面的电量少于穿出磁场过程通过导线横 截面的电量D. 进入磁场过程的发热量少于穿出磁场过程的发热量5. 在图、(b)、(c)中除导体棒ab可动外，其余部分均固定不动， 图中的电容器C原来不带电，设导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略，导体棒和导轨间的摩擦也不计 .图中装置均在水平面内， 且都处于方向垂直水平面(即纸面)向下的 匀强磁场中，导轨足够长，今给导体棒ab 一个向右的初速度 V0，导体棒的最终运动状态是 ()文档收集自网络，仅用于个人学习A. 三种情况下，导体棒 ab最终都是匀速运动(b)中ab棒最终静止B. 图(a)

5、、(c)中ab棒最终将以不同的速度做匀速运动；图C. 图(a)、(c)中，ab棒最终将以相同的速度做匀速运动D. 三种情况下，导体棒 ab最终均静止6.如图所示，在水平面内固定一个“U'形金属框架，框架上置一金属杆ab,不计它们间的摩擦，在竖直方向有匀强磁场，则A .若磁场方向竖直向上并增大时，杆B. 若磁场方向竖直向上并减小时，杆C. 若磁场方向竖直向下并增大时，杆D. 若磁场方向竖直向下并减小时，杆7. 如图是验证楞次定律实验的示意图，）文档收集自网络，仅用于个人学习ab将向右移动ab将向右移动ab将向右移动ab将向右移动竖直放置的线圈固定不动,将磁铁从线圈上方插入或拔出，线圈和电

6、流表构成的闭合回路中就会产生感应电流 线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况, 仅用于个人学习.各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对 其中表示正确的是（） 文档收集自网络,8. 电阻R电容器C与一线圈连成闭合回路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N极朝下，如图所示，现使磁铁开始下落，在N极接近线圈上端的过程中，流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是（）文档收集自网络，仅用于个人学习A. 从a到b，上极板带正电B. 从a到b，下极板带正电C. 从b到a，上极板带正电D. 从b到a，下极板带正电9. 如图所示，一根长导线弯成“ n”形，通以直流电I，正中间用不计 长度的一段绝缘线悬挂一金

7、属环C,环与导线处于同一竖直平面内，在电流的过程中，下列叙述错误的是（）文档收集自网络，仅用于个人学习A. 金属环C中无感应电流产生B. 金属环C中有沿逆时针方向的感应电流产生C. 悬挂金属环C的竖直线拉力变大I增大D. 金属环C仍能保持静止状态c10. 如图所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向如图.左线圈连着平行导轨 M和N,导轨电阻不计，在导轨垂直方向上放着金属棒ab，金属棒处于垂直纸面向外的匀强磁场中，下列说法中正确的是 （）文档收集自网络，仅用于个人学习A. 当金属棒向右匀速运动时,B. 当金属棒向右匀速运动时,C. 当金属棒向右加速运动时,D. 当金属棒向右加速运动时,a点电势

8、高于b点, b点电势高于a点, b点电势高于a点, b点电势高于a点,c点电势高于d点 c点与d点等电势 c点电势高于d点 d点电势高于c点11. 如图所示，一半圆形铝框处在水平向外的非匀强磁场中，场中各点的磁感应强度为B =Boy+ cy为该点到地面的距离,c为常数，Bo为一定值.铝框平面与磁场垂直，直径ab水平，（空气阻力不计）铝框由静止释放下落的过程中（）文档收集自网络，仅用于个人学习A. 铝框回路磁通量不变，感应电动势为X KffKXXXXXXB. 回路中感应电流沿顺时针方向，直径ab两点间电势差为0C. 铝框下落的加速度大小一定小于重力加速度g12. 一长直铁芯上绕有一固定线圈D.

9、直径ab受安培力向上，半圆弧 ab受安培力向下，铝框下落加速度大小可能等于gM铁芯右端与一木质圆柱密接，木质圆柱上套有一闭合金属环N, N可在木质圆柱上无摩擦移动. M连接在如图所示的 S为单刀双掷开 关.下列情况中，可观测到N向左运动的是（ ）文档收集自网络，仅用于个人学习A. 在S断开的情况下，S向a闭合的瞬间B. 在S断开的情况下，S向b闭合的瞬间C. 在S已向a闭合的情况下，将 R的滑动头向c端移动时D. 在S已向a闭合的情况下，将 R的滑动头向d端移动时13. 如图，磁场垂直于纸面，磁感应强度在竖直方向均匀分布，水平方向非均匀分布。一铜制a摆向b的圆环用丝线悬挂于 0点，将圆环拉至位

10、置 a后无初速释放，在圆环从 过程中文档收集自网络，仅用于个人学习A. 感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针B. 感应电流方向一直是逆时针C. 安培力方向始终与速度方向相反D. 安培力方向始终沿水平方向14. 如图所示，闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从如图10所示位置匀速向右拉出匀强磁场.若第一次用0.3 s拉出，外力所做的功为 W,通过导线横截面的电荷量为q1；第二次用0.9s拉出，外力所做的功为 W,通过导线横截面的电荷量为q2，则（）1xXXX:文档收集自网络，仅用于个人学习1一I卩IXxXxi A.VKW,qqB.WW, 5= q2fp；寰 x x x IC. V>W/, q

11、1 = q?D. V>W, q1>q2二.计算题15. 如图，两根足够长的金属导轨ab、cd竖直放置，导轨间距离为 L电阻不计。在导轨上端并接两个额定功率均为 P、电阻均为 R的小灯泡。整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度方向与导轨所在平面垂直。现将一质量为 m电阻可以忽略的金属棒 MN从图示位置由静止开始释放。金属棒下落过程中保持水平，且与导轨接触良好。已知某时刻后两灯泡保持正常发光。重力加速度为g。求：（1）磁感应强度的大小：文档收集自网络，仅用于个人学习：（2）灯泡正常发光时导体棒的运动速率。| 需 | &16. 位于竖直平面内的矩形平面导线框abdc，ab长L= 1.

12、0 m，bd长L2八=0.5 m，线框的质量 m= 0.2 kg，电阻R= 2 Q .其下方有一匀强磁场区域， 该区域的上、下边界 PP和QQ均与ab平行.两边界间距离为H H>L2，磁| 一 _ |场的磁感应强度 B= 1.0 T，方向与线框平面垂直。如图27所示，令线框的."de边从离磁场区域上边界PP的距离为h= 0.7 m处自由下落.已知线框的"de边进入磁场以后，ab边到达边界PP之前的某一时刻线框的速度已达到这一阶段的最大值.问 从线框开始下落，到 de边刚刚到达磁场区域下边界 QQ的过程中，磁场作用于线框的安培力所做的总功为多少？ （g取10 m/s 2

13、）文档收集自网络，仅用于个人学习17. 如右图所示，两根平行金属导轨固定在同一水平面内，间距 为I，导轨左端连接一个电阻R 根质量为 m电阻为r的金属杆ab垂直放置在导轨上.在杆的右方距杆为d处有一个匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向下，磁感应强度为B.对杆施加一个大小为F、方向平行于导轨的恒力，使杆从静止开始运动，已知杆到达磁 场区域时速度为 V，之后进入磁场恰好做匀速运动.不计导轨的电阻，假定导轨与杆之间存在恒定的阻力.求：文档收集自网络，仅用于个人学习(1) 导轨对杆ab的阻力大小Ff;(2) 杆ab中通过的电流及其方向；(3) 导轨左端所接电阻 R的阻值.18. 如右图所示，两足够长的

14、平行金属导轨水平放置，间距为L,左端接有一阻值为 R的电阻；导轨的电阻忽略不计,所在空间分布有竖直向上，磁感应强度为 B的匀强磁场.有两根导体棒c、d质量均为m电阻均为R相隔一定的距离垂直放置在导轨上与导轨紧密 接触，它们与导轨间的动摩擦因数均为卩.现对c施加一水平向右的外力，使其从静止开始沿导轨以加速度a做匀加速直线运动.(已知导体棒c始终与导轨垂直、紧密接触，导体棒与导轨的最大静摩擦力等于滑动摩擦力， 重力加速度为g)文档收集自网络，仅用于个人学习(1) 经多长时间，导体棒 d开始滑动；(2) 若在上述时间内，导体棒 d上产生的热量为 Q则此时间内水平外力做的功为多少？19. (2011

15、上海)电阻可忽略的光滑平行金属导轨长S=1.15m，两导轨间距 L=0.75 m，导轨倾角为30°，导轨上端ab接一阻值R=1.5 Q的电阻，磁感应强度 B=0.8T的匀强磁场垂直轨道平 面向上。阻值r=0.5 Q，质量m=0.2kg的金属棒与轨道垂直且接触良好，从轨道上端ab处由静止开始下滑至底端， 在此过程中金属棒产生的焦耳热Qr=0.1J。(取g=10m/s2)求：文档收集自网络，仅用于个人学习(1) 金属棒在此过程中克服安培力的功W安;(2) 金属棒下滑速度v=2m/s时的加速度a.(3) 为求金属棒下滑的最大速度Vm，有同学解答如下：由动能定理，1 2 W重-W安 = 一

16、mvm2。由此所得结果是否正确？若正确，说明理由并完成本小题；若不正确，给出正确的解答。其中R为滑动变阻器，E1和E2为直流电源，文档收集自网络，仅用于个人学习答案：1. 【答案】选A.【详解】设此时回路面积为 S,据题意，磁通量 =BScos 0 ,对A, S增大，B减小，cos B增 大，贝U增大，A正确.对B, B减小，0减小，cos 0增大，可能不变，B错.对C, S减小，B 增大，可能不变，C错.对D, S增大，B增大，0增大，cos 0减小，可能不变，D错.故只有A 正确.文档收集自网络，仅用于个人学习2. 答案】选D.【详解】将图中铜盘A所在的一组装置作为发电机模型，铜盘B所在的

17、一组装置作为电动机模型，这样就可以简单地把铜盘等效为由圆心到圆周的一系列“辐条”，处在磁场中的每一根“辐条”都在做切割磁感线运动，产生感应电动势，进而分析可知D错误,A、B、C正确.文档收集自网络，仅用于个人学习3. 答案】选C.详解】开关S闭合瞬间丄在电路中相当于断路，电压表两端的电压为3 V,所以A错；S闭合电路稳定时，L在电路中相当于短路， 电压表两端的电压几乎为 0,所以B错；开关S断开的瞬 间，两端产生很高的电动势，可能损坏电压表所以C正确.文档收集自网络，仅用于个人学习4. 答案：AD5. 答案】选B.详解】图 中，ab棒以vo向右运动的过程中，电容器开始充电，充电后 ab棒就减速

18、，ab棒上的感应电动势减小，当 ab棒上的感应电动势与电容器两端电压相等时，ab棒上无电流，从而做匀速运动；图（b）中，由于电阻R消耗能量，所以ab棒做减速运动，直至停止；图（c）中，当 ab棒向右运动时，产生的感应电动势与原电动势同向，因此作用在ab棒上的安培力使 ab棒做减速运动，速度减为零后，在安培力作用下向左加速运动，向左加速过程中，ab棒产生的感应电动势与原电动势反向，当 ab棒产生的感应电动势与原电动势大小相等时，ab棒上无电流，从而向左匀速运动，所以 B正确文档收集自网络，仅用于个人学习6. 答案：BD7. 答案：选C、D.【详解】先根据楞次定律“来拒去留”判断线圈的N极和S极.

19、A中线圈上端为N极，B中线圈上端为N极，C中线圈上端为S极，D中线圈上端为S极，再根据安培定则确定感应电流的方向， A B错误，C、D正确.文档收集自网络，仅用于个人学习&【答案】选D.【详解】在N极接近线圈上端的过程中，通过线圈的磁感线方向向下，磁通量增大，由楞次定 律可判定流过线圈的电流方向向下，外电路电流由b流向a，同时线圈作为电源，下端应为正极，则电容器下极板电势高，带正电 文档收集自网络，仅用于个人学习9. 【答案】选A.【详解】电流I增大的过程中，穿过金属环 C的磁通量增大，环中出现逆时针的感应电流，故A错，B正确；可以将环等效成一个正方形线框，利用“同向电流相互吸引，异向

20、电流相互排斥”得出环将受到向下的斥力且无转动，所以悬挂金属环C的竖直拉力变大，环仍能保持静止状态，CD正确.文档收集自网络，仅用于个人学习10. 【答案】选B D.【详解】（1）金属棒匀速向右运动切割磁感线时，产生恒定感应电动势，由右手定则判断电流由b， b点电势高于a点，c、d端不产生感应电动势，c点与d点等势，故 A错、B正确文档收集自网络，仅用于个人学习（2）金属棒向右加速运动时，b点电势仍高于a点，感应电流增大，穿过右边线圈的磁通量增大，所以右线圈中也产生感应电流，由楞次定律可判断电流从d流出，在外电路d点电势高于c点，故 C错，D正确文档收集自网络，仅用于个人学习11. 【答案】C【

21、详解】由题意知，y越小，By越大，下落过程中，磁通量逐渐增加，A错误；由楞次定律判断，铝框中电流沿顺时针方向，但UabMQ B错误；直径ab受安培力向上，半圆弧 ab受安培力向下，但直径ab处在磁场较强的位置， 所受安培力较大，半圆弧ab的等效水平长度与直径相等， 但处在磁场较弱的位置，所受安培力较小，这样整个铝框受安培力的合力向上，故C正确D错误文档收集自网络，仅用于个人学习12. 【答案】C【详解】由楞次定律第二种描述可知：只要线圈中电流增强，即穿过N的磁通量增加，则 N受排斥而向右运动，只要线圈中电流减弱，即穿过N的磁通量减少，则 N受吸引而向左运动，故选项C正确.文档收集自网络，仅用于个人学习14. 【答案】A【详解】在x= R左侧，设导体棒与圆的交点和圆心的连线与 x轴正方向成B角，则导体棒切 割有效长度L= 2FSin 0，电动势与有效长度成正比，故在 x= R左侧，电动势与x的关系为正弦 图象关系，由对称性可知在 x = R右侧与左侧的图象对称.故选 A.文档收集自网络，仅用于个人学习15. 【答案】C【详解】设线框长为L1，宽为L2，第一次拉出速度为V1，第二次拉出速度为V2，则V1= 3v2.匀速拉