高中物理：第六讲 安培力与电磁感应

第六讲安培力与电磁感应

题组1电磁感应的基本原理及图像

L管道高频焊机可以对由钢板卷成的圆管的接缝实施焊接。

焊机的原理如图所示，圆管通过一个接有高频交流电

源的线圈，线圈所产生的交变磁场使圆管中产生交变

电流，电流产生的热量使接缝处的材料熔化将其焊接。

焊接过程中所利用的电磁学规律的发现者为

A.库仑B.霍尔C.洛伦兹D.法拉笫

2.如图所示，两匀强磁场的磁感应强度用和与大小相等、方向相反.金属圆环的直径与两磁场的边界重合.

下列变化会在环中产生顺时针方向感应电流的是（）

A.同时增大用减小层

B.同时减小增大段

C.同时以相同的变化率增大凤和约

D.同时以相同的变化率减小片和

3.如图所示，平面直角坐标系的第一和第二象限分别存在磁感应强度大

小相等、方向相反且垂直于坐标平面的匀强磁场，图中虚线方格

为等人正方形。一位于。孙平面内的刚性导体框曲cde在外力作

用下以恒定速度沿），轴正方向运动（不发生转动）。从图示位置

开始计时，4s末反边刚好进入磁场。在此过程中，导体框内感

应电流的大小为/，如边所受安培力的大小为凡力，二者与时间，

的关系图像，可能止确的是

题组2电磁感应现像中安培力的判断

4.如图，水平放置的圆柱形光滑玻璃棒左边绕有一线圈，右边套有一金属圆环。圆环初始时静止。将图中

开关S由断开状态拨至连接状态，电路接通的瞬间，可观察到

A.拨至M端或N端，圆环都向左运动MW

B.拨至M端或N端，圆环都向右运动H一

C.拨至M端时圆环向左运动，拨至N端时向右运动

D.拨至M端时圆环向右运动，拨至N端时向左运动

题组3电磁感应定律的应用一线框模型

5.如图所示，电阻为0.1。的正方形单匝线圈出的边长为0.2m,炉边与匀强磁场边缘重合.磁场的宽度

等于线圈的边长，磁感应强度大小为0.57.在水平拉力作用下，线圈以8〃7/s3.的速度向右穿过磁场区域.

求线圈在上述过程中

(1)感应电动势的大小E；

•xXXX1

(2)所受拉力的人小尸；*彳=XX*1...........................

(3)感应电流产生的热量Q.Lxxxl：

XI

J--------------------JxXX........................-•

;XXXX;

6.

7.如图所示，垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间，均匀变化。正方形硬质金属框时〃放置

在磁场中，金属框平面与磁场方向垂直，电阻R=0.1。，边长/=0.2m。求

(1)在f=0到，=0.1s时间内，金属框中的感应电动势E；

(2)f=0.05s时，金属框而边受到的安培力厂的大小和方向;

(3)在f=0到，=0.1s时间内，金属框中电流的电功率心

8/T

00.050.1t/s

6.如图1所示，在绝缘光滑水平桌面上，以。为原点、水平向右为正方向建立x轴，在。WxWl.Om区域

内存在方向竖直向上的匀强磁场。桌面上有一边长L=0.5m、电阻R=0.25Q的正方形线框abed，

当平行于磁场边界的〃边进入磁场时，在沿x方向的外力广作用下以丫=1.0m/s的速度做匀速运动，

直到ab边进入磁场时撤去外力。若以cd边进入磁场时作为计时起点，在0工ZK1.0s内磁感应强度B

的大小与时间t的关系如图2所示，在。L3s内线框始终做匀速运动。

(1)求外力〃的大小；

(2)在LOsWrWl.3s内存在连续变化的磁场，求磁感应强度8的大小与时间，的关系;

(3)求在OW/WL3s内流过导线横截面的电荷量小

题组3电磁感应定律的应用一滑杆模型

7.如图甲所示，空间存在/3=0.5T、方向竖直向下的匀强磁场，MN、PQ是处于同一水平面内相互平行

的粗糙长直导轨，间距L=0.2m,在导轨一端连接着阻值为R=0.4Q的定值电阻，ab是跨接任导轨上、

质量为w=0.1kg的导体棒.从零时刻开始.通过一小型电动机对(ib棒施加一个牵引力，方向水平向左，

使其从静止开始沿导轨做加速运动，此过程中棒始终保持与导轨垂直且接触良好.图乙是拉力?与导体

棒ab的速率倒数关系图象(刊未知).已知导体棒ab与导轨的动摩擦因数"=0.2,除R外，其余部分

电阻均不计，不计定滑轮的质量却摩擦，g=10m/s2.

(1)求电动机的额定功率；

(2)若导体棒ab在16s内运动了90m并恰好达到最大速度，求在。〜16s内电阻R上产生的焦耳热.

8.如图所示，两根粗细均匀的金属棒M、N,用两根等长的、不可伸长的柔软导线将它们连接成闭合回路，

并悬挂在光滑绝缘的水平直杆上，并使两金属棒水平。在M棒的下方有高为〃、宽度略小于导线间距的

有界匀强磁场，磁感应强度为3,磁场方向垂直纸面向里，此时M棒在磁场外距上边界高力处Ui<H,

且鼠〃均为未知量)，N棒在磁场内紧贴下边界。已知：棒M、N质量分别为3〃?、〃?，棒在磁场中的长度

均为L,电阻均为上将M棒从静止释放后，在它将要进入磁场上边界时，加速度刚好为零；继续运动，

在N棒未离开磁场上边界前已达匀速。导线质量和电阻均不计，重力加速度为g：

(1)求M棒将要进入磁场上边界时回路的电功率；

(2)若已知M棒从静止释放到将要进入磁场的过程中，经历的时间为/，求该过程中M棒上产生的焦耳热Q；

(3府图2坐标系内，已定性画出从静止释放M棒，到其离开磁场的过程中““图像”的部分图线，请你补

画出M棒”从匀速运动结束，到其离•开磁场”的图线，并写出两纵坐标人的值。

9.如图，光滑的平行金属导轨水平放置，导轨间距为L,左侧接一阻值为R的电阻，导轨其余部分电阻不

计，矩形区域abfe内存在垂直轨道平面向下的有界匀强磁场，磁感应强度大小为8,一质量为/〃的金属棒

MN置于导轨上，连人电路部分的电阻为，•，与导轨垂直且接触良好。金属棒受到一个水平拉力作用，从磁

场的左边界由静止开始作匀加速直线