电磁感应综合练习题（基本题型）
一、选择题：
1．下面说法正确的是
A．自感电动势总是阻碍电路中原来电流增加
B．自感电动势总是阻碍电路中原来电流变化
C．电路中的电流越大，自感电动势越大
D．电路中的电流变化量越大，自感电动势越大
【答案】 B
2．如图 9-1 所示，M1N1与 M2N2是位于同一水平面内的两条平行金属导轨，导轨间距为 L 磁感应强度为 B 的匀强磁场与导轨所在平面垂直，ab 与 ef 为两根金属杆，与导轨垂直且可在导轨上滑动，金属杆 ab 上有一伏特表，除伏特表外，其他部分电阻可以不计，则下列说法正确的是（）
A ．若 ab 固定 ef 以速度 v 滑动时，伏特表读数为BLv
B．若 ab 固定 ef 以速度 v 滑动时， ef 两点间电压为零
C．当两杆以相同的速度v 同向滑动时，伏特表读数为零
D．当两杆以相同的速度v 同向滑动时，伏特表读数为2BLv 【答案】 AC
3．如图 9-2 所示，匀强磁场存在于虚线框内，矩形线圈竖直下落。（）
1、2、3、 4
如果线圈中受到的磁场力总小于其重力，则它在
位置时的加速度关系为（）
A ．a ＞ a ＞a ＞a
4
B． a = a = a = a
1 2 3 1 2 3 4
C．a1 = a2＞a3＞a4 D． a4 = a2＞ a3＞a1
图 9-2 图 9-3
图 9-4
【答案】 C
4．如图 9-3 所示，通电螺线管两侧各悬挂一个小铜环，铜环平面与
螺线管截面平行，当电键 S 接通一瞬间，两铜环的运动情况是（）A．同时向两侧推开
B．同时向螺线管靠拢
C．一个被推开，一个被吸引，但因电源正负极未知，无法具体判断D．同时被推开或同时向螺线管靠拢，但因电源正负极未知，无法具体判断【答案】 A
图9-1
5．如图 9-4 所示，在 U 形金属架上串入一电容器，金属棒 ab 在金属架上无摩擦地以速度v 向右运动一段距离后突然断开开关，并使ab 停在金属架上，停止后， ab 不再受外力作用。现合上开关，则
金属棒的运动情况是（）
A．向右做初速度为零的匀加速运动
B．在某位置附近来回振动
C．向右做初速度为零的加速运动，后又改做减速运动
D．向右做变加速运动，后改做匀速运动
【答案】
图9-5
图 9-6
6．如图 9-5，电路中，L 为一自感线圈，两支路电阻相等，则（）A．闭合开关 S 时，稳定前电流表 A 1的示数小于电流表 A 2的示数B．闭合开关 S 时，稳定前电流表 A 1的示数等于电流表A2的示数C．闭合开关 S 时，稳定前电流表 A 1的示数大于电流表A2的示数D．断开开关 S 时，稳定前电流表 A 1的示数等于电流表 A 2的示数【答案】 D 7．如图 9-6，把金属圆环匀速拉出磁场，下面叙述正确的是（）A．向左拉出和向右拉出所产生的感应电流方向相反
B．不管向什么方向拉出，只要产生感应电流方向都是顺时针
C．向右匀速拉出时，感应电流大小不变
D．要将金属环匀速拉出，拉力大小要改变
【答案】 BD
8．如图 9-7 所示，在一根软铁棒上绕有一个线圈，a、b 是线圈的两端， a、b 分别与平行导轨M 、N 相连，有匀强磁场与导轨面垂直，一根导体棒横放在两导轨上，要使 a 点的电势均比 b 点的电势高，则导体棒在两根平行的导轨上应该（）
A ．向左加速滑动B．向左减速滑动
C．向右加速滑动D．向右减速滑动
【答案】 CD
图 9-7图9-8
二、填空
1．水平面中的平行导轨P、Q 相距 L，它们的右端与电容为 C 的电
容器的两块极板分别相连如图9-8 所示，直导线ab 放在 P、 Q 上与导轨垂直相交，磁感应强度为 B 的匀强磁场竖直向下穿过导轨面。若发现与导轨P 相连的电容器极板上带负电荷，则ab 向沿导轨滑动；如电容器的带电荷量为Q，则 ab 滑动的速度 v = .
【答案】左v
Q BLC
2 在图 9-9 中，当导线 ab 向右运动时，cd 所受磁场力的方向是 ___；ab 棒上 ________端相当于电源的正极．
【答案】向下； b
图 9-10 图 9-11
图 9-9
3．磁电式电表在没有接入电路（或两接线柱是空闲）时，由于微
扰指针摆动很难马上停下来，而将两接线柱用导线直接相连，摆动
着的指针很快停下，这是因为。
【答案】转动的线圈产生I，它受到阻碍其运动的安培力4.在图 9-10 中①将条形磁铁按图所示方向插入闭合线圈．在磁铁插
入的过程中，灵敏电流表示数 ____________．②磁铁在线圈中保持静止不动，灵敏电流表示数 ______．③将磁铁从线圈上端拔出的过程中，灵敏电流表示数 ________．( 以上各空均填“为零”或“不为零” )
【答案】①不为零②为零③不为零
5.在图 9-11 绕在同一铁芯上的线圈Ⅰ、Ⅱ按图所示方法连接，判
断在以下各情况中，线圈Ⅱ中是否有感应电流产生．
①闭合电健 K 的瞬时 ___________________．②保持电
键 K 闭合的时候 ________________________．
③断开电键 K 的瞬时 _______________________．
④电键 K 闭合将变阻器 R O的滑动端向左滑动时： _______________．【答案】①有②无③有④有
三、计算题
1．如图 9-12 所示，匀强磁场B
2 T ，方向竖直向下，正方形线
2
框每边长为 0.4m，总电阻为 0.16Ω。 ad、 dc、cb 三边为细金属线，质量可忽略。其中 dc 边固定不动， ab 边质量为 100g，将线框拉至水平后释放， ab 边经 0.4s 到达最低位置， ab 边达最低位置时速度
为 2m/s，与 MN 平行。当线框以速度 v0进入磁场区域时，它恰好做匀速运动。（1）求此过程中产生的热量；在线框进入磁场的过程中，
（2）若通以直流电要达到同样的热效应，则电流多大？（1）线框的 ab 边产生的感应电动势的大小为 E 为多少？
（2）求线框 a、b 两点的电势差。
（3）求线框中产生的焦耳热。
图9-12
解析：（1）线框以 dc 边为轴从水平位置转到竖直位置的过程中，
能量发生了转化 ab 边的重力势能一部分转化为动能，另一部分由
于线圈中磁通量的变化转变为电能，根据能量守恒，E势E k E电即 1 2 电∴ E mgL 1 mv2 0.2J ， Q E电0.2J
mgL mv 电
2 E 2
（2）Q I 2 R t ，∴I Q 1.77 A
R t
2．如图 9-13 所示，在光滑绝缘的水平面上有一个用一根均匀导体
围成的正方形线框abcd，其边长为 L，总电阻为 R，放在磁感应强度为 B．方向竖直向下的匀强磁场的左边，图中虚线MN 为磁场的左边界。线框在大小为 F 的恒力作用下向右运动，其中ab 边保持
图9-13
解析：（1）E = BLv 0
（2）a、b 两点的电势差相当于电源的外电压
∴ U ab E I r ab
BLv0 R 3
BLv0
4
BLv0
R 4
（3）解法一：由于线圈在恒力 F 作用下匀速进入磁场区，恒力 F 所做的功等于线圈中产生的焦耳热，所以线圈中产生的热量为Q = W = FL
解法二：线圈进入磁场区域时产生的感应电动势为 E = BLv 0电路中
的总电功率为 P
E 2 线圈中产生的热量 Q Pt P L
联解可得：
R
v 0
B 2 L 3
v 0
Q
R
．面积
S = 0.2m 2
、n = 100 匝的圆形线圈，处在如图 9-14 所示的 3
磁场内，磁感应强度随时间 t 变化的规律是 B = 0.02t ，R = 3Ω，C =
30μF ，线圈电阻 r = 1Ω，求：
（1）通过 R 的电流大小和方向
（2）电容器的电荷量。
图 9-14
(1)由楞次定律知， Φ变大，线圈的感应电流方向为逆时针，所以通
过 R 的电流方向为 b →a，
(2) 由 E
n nS B
100 0.2
0.02
t
t
V 0.4V ， I
E r
0.4 A 0.1A ，
R 3 1
U C
U R IR 0.1 3 V 0.3V ，
Q CU C
30 10 6
0.3C
9 10 6 C
4.如图 9-15 所示，两根足够长的直金属导轨 MN 、 PQ 平行放置 R
的电阻。一根质量为 m 的均直金属斜面上，两导轨间距为
L 0 M 、
P 两点间接有阻值为 R 的电阻。一根质量为 m 的均匀直金属杆 ab 放
在两导轨上，并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为
B 的匀强
磁场中，磁场方向垂直斜面向下。 导轨和金属杆的电阻可忽略。 让 ab 杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦。
（1）由 b 向 a 方向看到的装置如图 9-16 所示，请在此图中画出 ab 杆
下滑过程中某时刻的受力示意图；
（2）在加速下滑过程中，当 ab 杆的速度大小为 v 时，求此时 ab 杆
中的电流及其加速的大小；
（ 3）求在下滑过程中， ab 杆可以达到的速度最大值。
图 9-15 图 9-16
图 9-17
解析： (1) 如图 9-17 重力 mg ，竖直下
支撑力 N ，垂直斜面向上
安培力 F ，沿斜面向上
(2)当 ab 杆速度为v时，感应电动势 E BLv ，此时电路中电流
E BLv ab
B 2 L2 v 杆受到安培力 F BIL
I
R
R R
B 2 L2v 根据牛顿运动定律，有 ma mg F mg sin
R
a gain B2 L2 v mR
(3) 当 a=0 时，即 gain B 2 L2 v 时，杆达到最大速度 v m
mR
mgRsin
m B2 L2
一、电磁感应现象的练习题 一、选择题： 1．闭合电路的一部分导线ab处于匀强磁场中，图1中各情况下导线都在纸面内运动，那么下列判断中正确的是[ ] A．都会产生感应电流 B．都不会产生感应电流 C．甲、乙不会产生感应电流，丙、丁会产生感应电流 D．甲、丙、丁会产生感应电流，乙不会产生感应电流 2．如图2所示，矩形线框abcd的一边ad恰与长直导线重合(互相绝缘)．现使线框绕不同的轴转动，能使框中产生感应电流的是[ ] A．绕ad边为轴转动 B．绕oo′为轴转动 C．绕bc边为轴转动 D．绕ab边为轴转动 3．关于产生感应电流的条件，以下说法中错误的是[ ] A．闭合电路在磁场中运动，闭合电路中就一定会有感应电流 B．闭合电路在磁场中作切割磁感线运动，闭合电路中一定会有感应电流 C．穿过闭合电路的磁通为零的瞬间，闭合电路中一定不会产生感应电流 D．无论用什么方法，只要穿过闭合电路的磁感线条数发生了变化，闭合电路中一定会有感应电流
4．垂直恒定的匀强磁场方向放置一个闭合圆线圈，能使线圈中产生感应电流的运动是[ ] A．线圈沿自身所在的平面匀速运动 B．线圈沿自身所在的平面加速运动 C．线圈绕任意一条直径匀速转动 D．线圈绕任意一条直径变速转动 5．一均匀扁平条形磁铁与一线圈共面，磁铁中心与圆心O重合(图3)．下列运动中能使线圈中产生感应电流的是[ ] A．N极向外、S极向里绕O点转动 B．N极向里、S极向外，绕O点转动 C．在线圈平面内磁铁绕O点顺时针向转动 D．垂直线圈平面磁铁向纸外运动 6．在图4的直角坐标系中，矩形线圈两对边中点分别在y轴和z轴上。匀强磁场与y轴平行。线圈如何运动可产生感应电流[ ] A．绕x轴旋转 B．绕y轴旋转 C．绕z轴旋转 D．向x轴正向平移 7．如图5所示，绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和电键组成 闭合回路，在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环A，下列各种情 况中铜环A中没有感应电流的是[ ] A．线圈中通以恒定的电流 B．通电时，使变阻器的滑片P作匀速移动 C．通电时，使变阻器的滑片P作加速移动 D．将电键突然断开的瞬间 8．如图6所示，一有限范围的匀强磁场宽度为d，若将一个边长为l的正方形导线框以速度v匀
电磁感应综合问题 电磁感应综合问题，涉及力学知识（如牛顿运动定律、功、动能定 理、动量和能量守恒定律等）、电学知识（如电磁感应定律、楞次定律、 直流电路知识、磁场知识等）等多个知识点，其具体应用可分为以下 两个方面： （1）受力情况、运动情况的动态分析。思考方向是：导体受力运动产生感应电动势→感应电流→通电导体受安培力→合外力变化→加速度变化→速度变化→感应电动势变化→……，周而复始，循环结束时，加速度等于零，导体达到稳定运动状态。要画好受力图，抓住a=0时，速度v达最大值的特点。 （2）功能分析，电磁感应过程往往涉及多种能量形势的转化。例 如：如图所示中的金属棒ab沿导轨由静止下滑时，重力势能减小，一 部分用来克服安培力做功转化为感应电流的电能，最终在 R上转转化为焦耳热，另一部分转化为金属棒的动能．若 导轨足够长，棒最终达到稳定状态为匀速运动时，重力势 能用来克服安培力做功转化为感应电流的电能，因此，从 功和能的观点人手，分析清楚电磁感应过程中能量转化的关系，往往 是解决电磁感应问题的重要途径． 【例1】如图1所示，矩形裸导线框长边的长度为2l，短边的长度 为l，在两个短边上均接有电阻R，其余部分电阻不计，导线框一长边
及x 轴重合，左边的坐标x=0，线框内有一垂直于线框平面的磁场，磁场的感应强度满足关系)sin(l x B B 20π=。一光滑导体棒AB 及短边平行且 及长边接触良好，电阻也是R ，开始时导体棒处于x=0处，从t=0时刻起，导体棒AB 在沿x 方向的力F 作用下做速度为v 的匀速运动，求： （1）导体棒AB 从x=0到x=2l 的过程中力F 随时间t 变化的规律； （2）导体棒AB 从x=0到x=2l 的过程中回路产生的热量。 答案：（1）)()(sin v l t R l vt v l B F 203222220≤≤=π （2）R v l B Q 32320= 【例2】 如图2所示，两条互相平行的光滑金属导 轨位于水平面内，它们之间的距离为l =0.2m ，在导轨的一端接有阻值为R=0.5Ω的电阻，在x ≥0处有一及水平面垂直的均匀磁场，磁感强度B=0.5T 。一质量为m=01kg 的金属杆垂直放置在导轨上，并以v 0=2m/s 的初速度进入磁场，在安培力和一垂直于杆的水平外力F 的共同作用下作匀变速直线运动，加速度大小为a=2m/s 2，方向及初速度方向相反，设导轨和金属杆的电阻都可以忽略，且接触良好。求： （1）电流为零时金属杆所处的位置； （2）电流为最大值的一半时施加在金属杆上外力F 的大小和方向； （3）保持其他条件不变，而初速度v 0取不同值，求开始时F 的方
第十二章电磁感应章末自测 时间：90分钟满分：100分 第Ⅰ卷选择题 一、选择题(本题包括10小题，共40分，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不选的得0分) 图1 1．如图1所示，金属杆ab、cd可以在光滑导轨PQ和RS上滑动，匀强磁场方向垂直纸面向里，当ab、cd分别以速度v1、v2滑动时，发现回路感生电流方向为逆时针方向，则v1和v2的大小、方向可能是() A．v1>v2，v1向右，v2向左B．v1>v2，v1和v2都向左 C．v1＝v2，v1和v2都向右D．v1＝v2，v1和v2都向左 解析：因回路abdc中产生逆时针方向的感生电流，由题意可知回路abdc的面积应增大，选项A、C、D错误，B正确． 答案：B 图2 2．(2009年河北唐山高三摸底)如图2所示，把一个闭合线圈放在蹄形磁铁两磁极之间(两磁极间磁场可视为匀强磁场)，蹄形磁铁和闭合线圈都可以绕OO′轴转动．当蹄形磁铁匀速转动时，线圈也开始转动，当线圈的转动稳定后，有() A．线圈与蹄形磁铁的转动方向相同 B．线圈与蹄形磁铁的转动方向相反 C．线圈中产生交流电 D．线圈中产生为大小改变、方向不变的电流 解析：本题考查法拉第电磁感应定律、楞次定律等考点．根据楞次定律的推广含义可知A正确、B错误；最终达到稳定状态时磁铁比线圈的转速大，则磁铁相对
图3 线圈中心轴做匀速圆周运动，所以产生的电流为交流电． 答案：AC 3．如图3所示，线圈M和线圈P绕在同一铁芯上．设两个线圈中的电流方向与图中所标的电流方向相同时为正．当M中通入下列哪种电流时，在线圈P中能产生正方向的恒定感应电流() 解析：据楞次定律，P中产生正方向的恒定感应电流说明M中通入的电流是均匀变化的，且方向为正方向时应均匀减弱，故D正确． 答案：D 图4 4．(2008年重庆卷)如图4所示，粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈，当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时，若线圈始终不动，则关于线圈受到的支持力N及在水平方向运动趋势的正确判断是() A．N先小于mg后大于mg，运动趋势向左 B．N先大于mg后小于mg，运动趋势向左 C．N先小于mg后大于mg，运动趋势向右 D．N先大于mg后小于mg，运动趋势向右 解析：由题意可判断出在条形磁铁等高快速经过线圈时，穿过线圈的磁通量是先增加后减小，根据楞次定律可判断：在线圈中磁通量增大的过程中，线圈受指向右下方的安培力，在线圈中磁通量减小的过程中，线圈受指向右上方的安培力，故线圈受到的支持力先大于mg 后小于mg，而运动趋势总向右，D正确． 答案：D 5．如图5(a)所示，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方悬挂一相同线圈Q，P和Q 共轴，Q中通有变化电流，电流随时间变化的规律如图(b)所示，P所受的重力为G，桌面对P的支持力为F N，则() 图5 A．t1时刻F N＞G B．t2时刻F N>G C．t3时刻F N 高二物理同步测试（5）—电磁感应 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分．满分100分，考试用时60分钟． 第Ⅰ卷（选择题，共40分） 一、选择题（每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项是正确 的，全部选对得4分，对而不全得2分。） 1．在电磁感应现象中，下列说法正确的是 （） A．感应电流的磁场总是跟原来的磁场方向相反 B．闭合线框放在变化的磁场中一定能产生感应电流 C．闭合线框放在匀强磁场中做切割磁感线运动，一定产生感应电流 D．感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化 2. 为了利用海洋资源，海洋工作者有时根据水流切割地磁场所产生的感应电动势来测量 海水的流速．假设海洋某处的地磁场竖直分量为B＝×10－4T，水流是南北流向，如图将两个电极竖直插入此处海水中，且保持两电极的连线垂直水流方向．若 两极相距L＝10m，与两电极相连的灵敏电压表的读数为U＝2mV，则海水 的流速大小为（） A．40 m／s B．4 m／s C． m／s D．4×10－3m／s 3．日光灯电路主要由镇流器、起动器和灯管组成，在日光灯正常工作的情况下，下列说法正确的是（） A．灯管点燃后，起动器中两个触片是分离的 B．灯管点燃后，镇流器起降压和限流作用 C．镇流器在日光灯开始点燃时，为灯管提供瞬间高压 D．镇流器的作用是将交变电流变成直流电使用 4．如图所示，磁带录音机既可用作录音，也可用作放音，其主要部件为 可匀速行进的磁带a 和绕有线圈的磁头b ，不论是录音或放音过程，磁带或磁隙软铁会存在磁化现象，下面对于它们在录音、放音过程中主要工作原理的说法，正确的是 （ ） A ．放音的主要原理是电磁感应，录音的主要原理是电流的磁效应 B ．录音的主要原理是电磁感应，放音的主要原理是电流的磁效应 C ．放音和录音的主要原理都是磁场对电流的作用 D ．放音和录音的主要原理都是电磁感应 5．两圆环A 、B 置于同一水平面上，其中A 为均匀带电绝缘环，B 为导 体环，当A 以如图所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时，B 中产生如图所示方向的感应电流。则（ ） A ．A 可能带正电且转速减小 B ．A 可能带正电且转速增大 C ．A 可能带负电且转速减小 D ．A 可能带负电且转速增大 6．为了测出自感线圈的直流电阻，可采用如图所示的电路。在测量完毕后将电路解体时应该（ ） A ．首先断开开关S 1 B ．首先断开开关S 2 C ．首先拆除电源 D ．首先拆除安培表 7．如图所示，圆形线圈垂直放在匀强磁场里，第1秒内磁场方向指向纸里，如图（b ）．若磁感应强度大小随时间变化的关系如图（a ），那么，下面关于线圈中感应电流的说法正确的是 （ ） A ．在第1秒内感应电流增大，电流方向为逆时针 B ．在第2秒内感应电流大小不变，电流方向为顺时针 C ．在第3秒内感应电流减小，电流方向为顺时针 D ．在第4秒内感应电流大小不变，电流方向为顺时针 8．如图所示，xoy 坐标系第一象限有垂直纸面向外的匀强磁 场，第 x y o a b 专题训练电磁感应（三）力学综合 1．如图所示，平行金属导轨与水平面成θ角，导轨与固定电阻R1和R2相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面．有一导体棒ab，质量为m，导体棒的电阻与固定电阻R1和R2的阻值均相等，与导轨之间的动摩擦因数为μ，导体棒ab沿导 轨向上滑动，当上滑的速度为v时，受到安培力的大小 为F．此时（BCD ） A．电阻R1消耗的热功率为Fv／3 B．电阻R2消耗的热功率为Fv／6 C．整个装置因摩擦而消耗的热功率为μmgv cosθ D．整个装置消耗的机械功率为（F＋μmg cosθ）v 2．如图所示，足够长的导轨框abcd固定在竖直平面，bc段电阻为R， 其它电阻不计，ef是一电阻不计的水平放置的质量为m的导体杆， 杆的两端分别与ab、cd接触良好，又能沿框架无摩擦地下滑，整个 装置放在与框架平面垂直的匀强磁场中，当ef从静止开始下滑，经 过一段时间后，闭合开关S，则在闭合开关S后( A ) A．ef加速度的数值有可能大于重力加速度 B．如果改变开关闭合的时刻，ef先后两次获得的最大速度一定相同 （有一种是加速度减小的减速 运动，最大速度是闭合开关瞬间） C．如果ef最终做匀速运动，这时电路消耗的电功率也因开关闭合时 刻的不同而不同 D．ef两次下滑过程中，系统机械能的改变量等于电路消耗的电能与转化的能之和3．如图所示，接有灯泡L的平行金属导轨水平放置在匀强磁 场中，一导体杆与两导轨良好接触并做往复运动，其运动 情况与弹簧振子做简谐运动的情况相同．图中O位置对 应于弹簧振子的平衡位置，P、Q两位置对应于弹簧振子 的最大位移处．若两导轨的电阻不计，则( D ) A．杆由O到P的过程中，电路中电流变大 B．杆由P到Q的过程中，电路中电流一直变大 C．杆通过O处时，电路中电流方向将发生改变 D．杆通过O处时，电路中电流最大 4．如图所示，两根光滑的金属导轨，平行放置在倾角为θ的斜面上，导轨的左端接有电阻R，导轨的电阻可忽略不计。斜面处在一匀强磁场中，磁场方 向垂直于斜面向上。质量为m、电阻可不计的金属棒ab，在沿着斜面与棒垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上滑，并上升h 高度。在这过程中( AD ) A．作用在金属棒上的各个力的合力所做的功等于零 B．作用在金属棒上的各个力的合力所做的功等于mgh与电阻R上发出的焦耳热之和 C．恒力F与安培力的合力所做的功等于零 D．恒力F与重力的合力所做的功等于电阻R上发出的焦耳热 B F R a b h θ a b d c e f R S 电磁感应三十道新题(附答案) 一．解答题（共30小题） 1．如图所示，MN和PQ是平行、光滑、间距L=0.1m、足够长且不计电阻的两根竖直固定金属杆，其最上端通过电阻R相连接，R=0.5Ω．R两端通过导线与平行板电容器连接，电容器上下两板距离d=lm．在R下方一定距离有方向相反、无缝对接的两个沿水平方向的匀强磁场区域I和Ⅱ，磁感应强度均为B=2T，其中区域I的高度差h1=3m，区域Ⅱ的高度差h2=lm．现将一阻值r=0.5Ω、长l=0．lm的金属棒a紧贴MN和PQ，从距离区域I上边缘h=5m处由静止释放；a进入区域I后即刻做匀速直线运动，在a进入区域I的同时，从紧贴电容器下板中心处由静止释放 一带正电微粒A．微粒的比荷=20C/kg，重力加速度g=10m/s2．求 （1）金属棒a的质量M； （2）在a穿越磁场的整个过程中，微粒发生的位移大小x； （不考虑电容器充、放电对电路的影响及充、放电时间） 2．如图（甲）所示，MN、PQ为水平放置的足够长的平行光滑导轨，导轨间距L为0.5m，导轨左端连接一个阻值为2Ω的定值电阻R，将一根质量为0.2kg的金属棒cd垂直放置在导轨上，且与导轨接触良好，金属棒cd的电阻r=2Ω，导轨电阻不计，整个装置处于垂直导轨平面向下的匀强磁场中，磁感应强度B=2T．若棒以1m/s的初速度向右运动，同时对棒施加水平向右的拉力F作用，并保持拉力的功率恒为4W，从此时开始计时，经过2s金属棒的速度稳定不变，图（乙）为安培力与时间的关系图象．试求： （1）金属棒的最大速度； （2）金属棒的速度为3m/s时的加速度； （3）求从开始计时起2s内电阻R上产生的电热． 电磁感应 课标导航 课程容标准： 1.收集资料，了解电磁感应现象的发现过程，体会人类探索自然规律的科学态度和科学精神。 2.通过实验，理解感应电流的产生条件，举例说明电磁感应在生活和生产中的应用。 3.通过探究，理解楞次定律。理解法拉第电磁感应定律。 4.通过实验，了解自感现象和涡流现象。举例说明自感现象和涡流现象在生活和生产中的应用。 复习导航 本章容是两年来高考的重点和热点，所占分值比重较大，复习时注意把握： 1.磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率的区别与联系。 2.楞次定律的应用和右手定则的应用，理解楞次定律中“阻碍”的具体含义。 3.感应电动势的定量计算，以及与电磁感应现象相联系的电路计算题（如电流、电压、功 率等问题）。 4.滑轨类问题是电磁感应的综合问题，涉及力与运动、静电场、电路结构、磁场及能量、 动量等知识、要花大力气重点复习。 5.电磁感应中图像分析、要理解E-t、I-t等图像的物理意义和应用。 第1课时电磁感应现象、楞次定律 1、高考解读 真题品析 知识：安培力的大小与方向 例1. （09年物理）13．如图，金属棒ab置于水平放置的U形光滑导轨上，在ef右侧存在有界匀强磁场B，磁场方向垂直导轨平面向下，在ef左侧的无磁场区域cdef有一半径很小的金属圆环L，圆环与导轨在同一平面当金属棒ab在水平恒力F作用下从磁场左边界ef处由静止开始向右运动后，圆环L有__________（填收缩、扩）趋势，圆环产生的感应电流_______________（填变大、变小、不变）。 解析：由于金属棒ab在恒力F的作用下向右运动，则abcd回路中产生逆时针方向的感应电 电磁感应基础练习题： 1、面积是0.5m 2的导线环，放在某一匀强磁场中，环面与磁场垂直，穿过导线的磁通量是Wb 2100.1-?，则该磁场的磁感应强度是（ ） Ａ、T 2105.0-? Ｂ、T 2105.1-? Ｃ、T 2101-? Ｄ、T 2102-? 2、关于电磁感应现象，下列说法正确的是（ ） Ａ、只要磁通量穿过电路，电路中就有感应电流 Ｂ、只要穿过闭合导体回路的磁通量足够大，电路中就有感应电流 Ｃ、只要闭合导体回路在切割磁感线运动，电路中就有感应电流 Ｄ、只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，电路中就有感应电流 3、如图所示，套在条形磁铁外的三个线圈，其面积321S S S =>，穿过各线圈的磁通量依次为1Φ、2Φ、3Φ，则它们的大小关系是（ ） A 、32 1 Φ>Φ>Φ B 、321Φ=Φ>Φ C 、321Φ=Φ<Φ D 、321Φ<Φ<Φ 4、关于电磁感应，下列说法正确的是（ ） A 、穿过线圈的磁通量越大，感应电动势就越大 B 、穿过线圈的磁通量为零，感应电动势一定为零 C 、穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大 D 、穿过线圈的磁通量变化越大，感应电动势越大 5、如图所示，在《探究产生感应电流的条件》的实验中，开关断开时，条形 磁铁插入或拔出线圈的过程中，电流表指针不动；开关闭合时，磁铁静止在 线圈中，电流表指针也不动；开关闭合时，将磁铁插入或拔出线圈的过程中， 电流表指针发生偏转．由此得出，产生感应电流的条件是：电路必须 ， 穿过电路的磁通量发生 ． 6、如图所示是探究感应电流与磁通量变化关系的实验．下列操作会产生感应 电流的有 ． ①闭合开关的瞬间； ②断开开关的瞬间； ③闭合开关，条形磁铁穿过线圈； ④条形磁铁静止在线圈中 此实验表明：只要穿过闭合导体回路的磁通量发生 闭合导体回路中就有感应电流产生． 1、关于电磁感应，下列说法正确的是（ ） A 、穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大 B 、穿过线圈的磁通量为零，感应电动势为零 C 、穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大 D 、穿过线圈的磁通量变化越大，感应电动势越大 2、关于感应电动势的大小，下列说法正确的是（ ） A 、跟穿过闭合导体回路的磁通量有关 S 高三第二轮物理专题复习学案 ——电磁感应中的力学问题 电磁感应中中学物理的一个重要“节点”，不少问题涉及到力和运动、动量和能量、电路和安培力等多方面的知识，综合性强，也是高考的重点和难点，往往是以“压轴题”形式出现．因此，在二轮复习中，要综合运用前面各章知识处理问题，提高分析问题、解决问题的能力． 本学案以高考题入手，通过对例题分析探究，让学生感知高考命题的意图，剖析学生分析问题的思路，培养能力． 例1.【2003年高考江苏】如右图所示，两根平行金属导P、Q用电阻可忽略的导线相连，两导轨间的距离=0.20 m．有随时间变化的匀强磁场垂直于桌面，已知B与时间t的关系为B=kt，比例系数k020 T／s．一电阻不计的金属杆可在导轨上无摩擦地滑t=0时刻，m的电阻为r10Ω／m，导轨的P、Q端，在外力作用下，杆恒定的加速度t＝6.0 s时金属 [解题思路] 以示金属杆运动的加速度，在L＝at2 此时杆的速度vat 这时，杆与导轨构成的回路的面积S=L回路中的感应电动势ES＋Blv 而 回路的总 R＝2Lr0 回路中的感应电流， 作用于杆的安培力FBlI 解得代入数据为F1.44×10-3N 例2． (2000年高考试)如右图所示，一对平行光滑RL＝0.20 m，电阻R1.0 Ω；有一导体杆静止地放在轨道上，与两轨道垂直，B＝0.50T的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道面向下．F沿轨道方向拉杆，使之做匀加速运动．测F与时间 t的关系如下图所示．求杆的质量m和a． 解析：导体杆在轨道上做匀加速直线运t表示时间，则有at ① 杆切割磁感线，将产生感应电动势EBLv ② 在杆、轨道和电阻的闭合回路中产生电流I=E/R 杆受到的安培力为F安=IBL ⑥ 由图线上各点代入⑥式，可解得 a＝10m/s2，m＝0.1kg 例3． (2003年高考新课程理综)两根平行的B＝0.05T的匀强磁场与导轨所在平面垂直，导轨的电阻很小，可忽略不计．导轨间的距离l＝0.20 m．两根质量均为m10 kg的平行金属杆甲、乙可R＝0.50Ω．在t时刻，两杆都处于静止20 N的恒力F作用t＝5.0s，金属杆甲的加速度为a＝1.37 m／s，问此时两金属杆的? 本题综合了法拉第电磁感应定律、安 设任一时刻t，两金属杆甲、乙之间x，速度分别为l和2，经过很短的时间△t，1△t，杆乙移动距离t，回路面积改变 S＝[(x一2△t)+ν1△t]l—lχ＝(ν1-ν2) △t 由法拉第电磁感应定律，回路中的感应电动势 B△S/△t＝Bι(νl一2) 回路中的电流 ／2 R 杆甲的运动方程 F—Bi＝ma 由于作用于杆甲和杆乙的安培力总是大小相等、方向相反，所以两杆的动量(时为)等于外力F的冲量． mνl＋mν2 联立以 ν1＝[Ft/m＋2R(F一)／B22]／2 2＝[Ft／m一2(F一)／B22]／2 代入数据得移l＝8.15 m／s，2＝1.85 m／s ．如图l，ab和cd是位于水平面内的平行金属轨道，其电阻可忽略不计．af之间连接一阻值为Ref为一垂直于ab和cd的金属杆，它与ab和cd接触良好并可沿轨道方向无摩擦地滑动．ef长为，B，当施外力使杆ef以v向右匀速运动时，杆ef所受的安培力为( )． 图1 图2 2、如图所示·两条水平虚线之间有垂直于纸面向里、宽度为d、磁感应强度为B的匀强磁场．质量为m、电阻为R的正方形线圈边长为L(L 电磁感应综合练习题（基本题型） 一、选择题： 1．下面说法正确的是 （ ） A ．自感电动势总是阻碍电路中原来电流增加 B ．自感电动势总是阻碍电路中原来电流变化 C ．电路中的电流越大，自感电动势越大 D ．电路中的电流变化量越大，自感电动势越大 【答案】B 2．如图9-1所示，M 1N 1与M 2N 2是位于同一水平面内的两条平行金属导轨，导轨间距为L 磁感应强度为B 的匀强磁场与导轨所 在平面垂直，ab 与ef 为两根金属杆，与导轨垂直且可在导轨上滑 动，金属杆ab 上有一伏特表，除伏特表外，其他部分电阻可以不计，则下列说法正确的是 （ ） A ．若ab 固定ef 以速度v 滑动时，伏特表读数为BLv B ．若ab 固定ef 以速度v 滑动时，ef 两点间电压为零 C ．当两杆以相同的速度v 同向滑动时，伏特表读数为零 D ．当两杆以相同的速度v 同向滑动时，伏特表读数为2BLv 【答案】AC 3．如图9-2所示，匀强磁场存在于虚线框内，矩形线圈竖直下落。 如果线圈中受到的磁场力总小于其重力，则它在1、2、3、4位置 时的加速度关系为 （ ） A ．a 1＞a 2＞a 3＞a 4 B ．a 1 = a 2 = a 3 = a 4 C ．a 1 = a 2＞a 3＞a 4 D ．a 4 = a 2＞a 3＞a 1 【答案】C 4．如图9-3所示，通电螺线管两侧各悬挂一个小铜环，铜环平面与螺线管截面平行，当电键S 接通一瞬间，两铜环的运动情况是（ ） A ．同时向两侧推开 B ．同时向螺线管靠拢 C ．一个被推开，一个被吸引，但因电源正负极未知，无法具体判断 D ．同时被推开或同时向螺线管靠拢，但因电源正负极未知，无法具体判断 【答案】 A 图9-2 图9-3 图9-4 图9-1 电磁感应中的动力学和能量问题（计算题专练） 1、如图所示，在倾角θ＝37°的光滑斜面上存在一垂直斜面向上的匀强磁场区域MNPQ，磁感应强度B的大小为5 T，磁场宽度d＝0.55 m，有一边长L＝0.4 m、质量m1＝0.6 kg、电阻R＝2 Ω的正方形均匀导体线框abcd通过一轻质细线跨过光滑的定滑轮与一质量为m2＝0.4 kg的物体相连，物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.4，将线框从图示位置由静止释放，物体到定滑轮的距离足够长．(取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)求： (1)线框abcd还未进入磁场的运动过程中，细线中的拉力为多少？ (2)当ab边刚进入磁场时，线框恰好做匀速直线运动，求线框刚释放时ab边距磁场MN边界的距离x多大？ (3)在(2)问中的条件下，若cd边恰离开磁场边界PQ时，速度大小为2 m/s，求整个运动过程中ab边产生的热量为多少？ 解析(1)m1、m2运动过程中，以整体法有 m1g sin θ－μm2g＝(m1＋m2)a a＝2 m/s2 以m2为研究对象有F T－μm2g＝m2a(或以m1为研究对象有m1g sin θ－F T＝m1a) F T＝2.4 N (2)线框进入磁场恰好做匀速直线运动，以整体法有 m1g sin θ－μm2g－B2L2v R ＝0 v＝1 m/s ab到MN前线框做匀加速运动，有 v2＝2ax x＝0.25 m (3)线框从开始运动到cd边恰离开磁场边界PQ时： m1g sin θ(x＋d＋L)－μm2g(x＋d＋L)＝1 2 (m1＋m2)v21＋Q 解得：Q＝0.4 J 所以Q ab＝1 4 Q＝0.1 J 答案(1)2.4 N (2)0.25 m (3)0.1 J 2、如图所示，足够长的金属导轨MN、PQ平行放置，间距为L，与水平面成θ角，导轨与定值电阻R1和R2相连，且R1＝R2＝R，R1支路串联开关S，原来S闭合．匀强磁场垂直导轨平面向上，有一质量为m、有效电阻也为R的导体棒ab与导轨垂直放置，它与导轨粗糙接触且始终接触良好．现将导体棒ab从静止释放，沿导轨下滑，当导体棒运动达到稳定状 态时速率为v，此时整个电路消耗的电功率为重力功率的3 4 .已知 重力加速度为g，导轨电阻不计，求： (1)匀强磁场的磁感应强度B的大小和达到稳定状态后导体棒ab 中的电流强度I； (2)如果导体棒ab从静止释放沿导轨下滑x距离后达到稳定状态，这一过程回路中产生的电热是多少？ (3)导体棒ab达到稳定状态后，断开开关S，从这时开始导体棒ab下滑一段距离后，通过导 第十二章 电磁感应章末自测 时间：90分钟 满分：100分 第Ⅰ卷 选择题 一、选择题(本题包括10小题，共40分，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不选的得0分 ) 图1 1．如图1所示，金属杆ab 、cd 可以在光滑导轨PQ 和RS 上滑动，匀强磁场方向垂直纸面向里，当ab 、cd 分别以速度v 1、v 2滑动时，发现回路感生电流方向为逆时针方向，则v 1和v 2的大小、方向可能是( ) A ．v 1>v 2，v 1向右，v 2向左 B ．v 1>v 2，v 1和v 2都向左 C ．v 1＝v 2，v 1和v 2都向右 D ．v 1＝v 2，v 1和v 2都向左 解析：因回路abdc 中产生逆时针方向的感生电流，由题意可知回路abdc 的面积应增大，选项A 、C 、D 错误，B 正确． 答案： B 图2 2．(2009年河北唐山高三摸底)如图2所示，把一个闭合线圈放在蹄形磁铁两磁极之间(两磁极间磁场可视为匀强磁场)，蹄形磁铁和闭合线圈都可以绕OO ′轴转动．当蹄形磁铁匀速转动时，线圈也开始转动，当线圈的转动稳定后，有( ) A ．线圈与蹄形磁铁的转动方向相同 B ．线圈与蹄形磁铁的转动方向相反 C ．线圈中产生交流电 D ．线圈中产生为大小改变、方向不变的电流 解析：本题考查法拉第电磁感应定律、楞次定律等考点．根据楞次定律的推广含义可知A 正确、B 错误；最终达到稳定状态时磁铁比线圈的转速大，则磁铁相对 图3 线圈中心轴做匀速圆周运动，所以产生的电流为交流电． 答案：AC 3．如图3所示，线圈M和线圈P绕在同一铁芯上．设两个线圈中的电流方向与图中所标的电流方向相同时为正．当M中通入下列哪种电流时，在线圈P中能产生正方向的恒定感应电流( ) 解析：据楞次定律，P中产生正方向的恒定感应电流说明M中通入的电流是均匀变化的，且方向为正方向时应均匀减弱，故D正确． 答案： D 图4 4．(2008年重庆卷)如图4所示，粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈，当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时，若线圈始终不动，则关于线圈受到的支持力N及在水平方向运动趋势的正确判断是( ) A．N先小于mg后大于mg，运动趋势向左 B．N先大于mg后小于mg，运动趋势向左 C．N先小于mg后大于mg，运动趋势向右 D．N先大于mg后小于mg，运动趋势向右 解析：由题意可判断出在条形磁铁等高快速经过线圈时，穿过线圈的磁通量是先增加后减小，根据楞次定律可判断：在线圈中磁通量增大的过程中，线圈受指向右下方的安培力，在线圈中磁通量减小的过程中，线圈受指向右上方的安培力，故线圈受到的支持力先大于mg后小于mg，而运动趋势总向右，D正确． 答案：D 5．如图5(a)所示，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方悬挂一相同线圈Q，P和Q共轴，Q中通有变化电流，电流随时间变化的规律如图(b)所示，P所受的重力为G，桌面对P的支持力为F N，则( ) 图5 A．t1时刻F N＞G B．t2时刻F N>G C．t3时刻F N 电磁感应 课标导航 课程内容标准： 1.收集资料，了解电磁感应现象的发现过程，体会人类探索自然规律的科学态度和科学精神。 2.通过实验，理解感应电流的产生条件，举例说明电磁感应在生活和生产中的应用。 3.通过探究，理解楞次定律。理解法拉第电磁感应定律。 4.通过实验，了解自感现象和涡流现象。举例说明自感现象和涡流现象在生活和生产中的应用。 复习导航 本章内容是两年来高考的重点和热点，所占分值比重较大，复习时注意把握： 1.磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率的区别与联系。 2.楞次定律的应用和右手定则的应用，理解楞次定律中“阻碍”的具体含义。 3.感应电动势的定量计算，以及与电磁感应现象相联系的电路计算题（如电流、电压、功 率等问题）。 4.滑轨类问题是电磁感应的综合问题，涉及力与运动、静电场、电路结构、磁场及能量、 动量等知识、要花大力气重点复习。 5.电磁感应中图像分析、要理解E-t、I-t等图像的物理意义和应用。 第1课时电磁感应现象、楞次定律 1、高考解读 真题品析 知识：安培力的大小与方向 例1. （09年上海物理）13．如图，金属棒ab置于水平 放置的U形光滑导轨上，在ef右侧存在有界匀强磁场B， 磁场方向垂直导轨平面向下，在ef左侧的无磁场区域cdef 内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导轨在同一平面内当金属棒ab在水平恒力F作用下从磁场左边界ef处由静止开始向右运动后，圆环L有__________（填收缩、扩张）趋势，圆环内产生的感应电流_______________（填变大、变小、不变）。 解析：由于金属棒ab在恒力F的作用下向右运动，则abcd回路中产生逆时针方向的感应电流，则在圆环处产生垂直于只面向外的磁场，随着金属棒向右加速运动，圆环的磁通量将增大，依据楞次定律可知，圆环将有收缩的趋势以阻碍圆环的磁通量将增大；又由于金属棒向右运动的加速度减小，单位时间内磁通量的变化率减小，所以在圆环中产生的感应电流不断减小。 答案：收缩，变小 点评：深刻领会楞次定律的内涵 热点关注 知识：电磁感应中的感应再感应问题 例8、如图所示水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒 PQ、MN,当PQ在外力作用下运动时,MN在磁场力作用下向右运动. 则PQ所做的运动可能是 A.向右匀速运动 B.向右加速运动 C.向左加速运动 D.向左减速运动 专题四电磁感应与力学综合 一、选择题(本题共10小题每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一 个选项正确，有的小题有多个选项正确．全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分) 1．弹簧上端固定，下端挂一只条形磁铁，使磁铁上下做简谐运动，若在振动过程中把线圈靠近磁铁，如图4—29所示，观察磁铁的振幅，将会发现( ) A．S闭合时振幅逐渐减小，S断开时振幅不变 B．S闭合时振幅逐渐增大，S断开时振幅不变 C．S闭合或断开时，振幅的变化相同 D．S闭合或断开时，振幅不会改变 2．平面上的光滑平行导轨MN，PQ上放着光滑导体棒ab，cd，两棒用细线系住，匀强磁场的面方向如图4—30(甲)所示，而磁感应强度B随时间．t的变化图线如图4—30(乙)所示，不计ab,cd 间电流的相互作用，则细线中的张力( ) A．0到t0时间内没有张力C．t0到t时间内没有张力 C．0到t0时间内张力变大D．t0到t时间内张力变大 3．如图4—31所示，一块薄的长方形铝板水平放置在桌面上，铝板右端拼 接一根等厚的条形磁铁，一闭合铝环以初速度v从板的左端沿中线向右 滚动，下列说法正确的是 ①铝环的滚动动能越来越小； ②铝环的滚动动能保持不变； ③铝环的运动方向偏向条形磁铁的N极或S极； ④铝环的运动方向将不发生改变． A．①③B．②④C．①④D．②③ 4．如图4—32所示，有界匀强磁场垂直于纸面，分布在虚线所示的矩形abcd 内，用超导材料制成的矩形线圈1和固定导线圈2处在同一平面内，超导 线圈1正在向右平动，离开磁场靠近线圈2，线圈2中产生的感应电流的方 向如图所示，依据这些条件 A．可以确定超导线圈1中产生的感应电流的方向 B．可以确定abcd范围内有界磁场的方向 C．可以确定超导线圈1受到线圈2对它的安培力‘‘合力方向 D．无法做出以上判断，因为不知道超导线圈1的运动情况 5．如图4—33所示，两根足够长的固定平行金属光滑导轨位于同一水平 面，导轨上横放着两根相同的导体棒ab，cd与导轨构成矩形回路．导 高二物理（理班）电磁感应的八种典型案例 【案例1】感应电动势的计算 （1）导体棒平动切割磁感线产生的感应电动势 练习1.如图所示，导轨与电流表相连，导轨的宽度为d，处于向里的大小为B的匀强磁场中,一根导线沿着导轨以速度v向右运动,求导线上产生的感应电动势. （2）导体棒转动产生的感应电动势 练习2.若导体棒半径为r，处于匀强磁场B中，以角速度ω匀速转动，则导线产生的感应电动势的大小是多少？ （3）磁场变化产生的感生电动势 练习3.正方形线框边长为L、质量为m、电阻为R，线框的上半部 处于匀强磁场中，磁场的磁感应强度按B=kt的规律均匀增强，细 线能承受的最大拉力为T=2mg，从t=0起经多少时间绳被拉断？ 【案例2】感应电流大小计算问题 练习4.由两个同种材料,同样粗细的导线制成圆环a、b已知其半径之比为2：1，在B中充满了匀强磁场，当匀强磁场随着时间均匀变化时，圆环a、b的感应电流之比为多少？ 【案例３】阻碍“磁通量的变化” 练习5.判定下列各种情况下灯泡中是否有感应电流，若有则写明在ab 处感应电流的方向 （1）导体棒匀速向右运动 （ （2）导体棒匀加速向右运动 （ （3 ）导体棒匀减速向右运动 （ （4）导体棒匀减速向左运动 （ 练习6. （1）当线圈a 中有电流，电流方向为逆时针且大小均匀增加时，线圈b 中的感应电流方向应为（ ）。 （2）若线圈b 中有电流，电流方向为逆时针且大小均匀增加时，线 圈a 中的感应电流方向应为（ ）。 【案例４】阻碍导体的相对运动——“跟着走” 练习7.线圈A 闭合，线圈B 开口，当条形磁铁插入线圈的过程中，线圈A 、 B 如何运动？ 【案例５】电磁感应的能量问题 练习8.如图所示，导体棒向右匀速运动切割磁感线，已知匀 强磁场为B ，轨道宽度为L ，切割速度为v ，外电阻为R ，导体棒的电阻为R ’，求：安培力及t 时间内所做的功。 电磁感应测试题 一、选择题 1.用如图所示的实验装置研究电磁感应现象．当有电流从电流表的正极流入时，指针 向右偏转．下列说法哪些是正确的： （ ） A ．当把磁铁N 极向下插入线圈时，电流表指针向右偏转 B ．当把磁铁N 极从线圈中拔出时，电流表指针向左偏转 C ．保持磁铁在线圈中静止，电流表指针不发生偏转 D ．磁铁插入线圈后，将磁铁和线圈一起以同一速度向上运动，电流表指针向左偏 2.现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A 、线圈B 、电流计及电键如图所示连接．下列说法中正确的是( )． A ．电键闭合后，线圈A 插入或拔出都会引起电流计指针偏转 B ．线圈A 插入线圈B 中后，电键闭合和断开的瞬间电流计指针均不会偏转 C ．电键闭合后，滑动变阻器的滑片P 匀速滑动，会使电流计指针静止在中央零刻度 D ．电键闭合后，只有滑动变阻器的滑片P 加速滑动，电流计指针才能偏转 3.如图所示的电路电路中，A1和A2是完全相同的灯泡，线圈L 的电阻可以忽略，下列说法中正确的是：（ ） A 、合上开关S 接通电路时，A 2先亮A 1后亮，最后一样亮。 B 、合上开关S 接通电路时，A 1和A 2始终一样亮。 C 、断开开关S 切断电路时，A 2立刻熄灭，A 1过一会熄灭。 D 、断开开关S 切断电路时，A 2突然闪亮一下，然后A 1和A 2一起缓缓熄灭。 4.矩形导线框abcd 固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场垂直纸面向里的方向为正方向，磁感应强度B 随时间变化的规律如图所示.若规定顺时针方向为感应电流i 的正方向，下列各图中正确的是 I 0 －I 0 i /A t /s 1 2 3 4 A B I 0 －I 0 i /A t /s 1 2 3 4 C I 0 －I 0 i /A t /s 1 2 3 4 D I 0 －I 0 i /A t /s 1 2 3 4 N S － ＋ 第3讲 法拉第电磁感应定律及其应用 一、感应电流的产生条件 1、回路中产生感应电动势和感应电流的条件是回路所围面积中的磁通量变化，因此研究磁通量的变化是关键，由磁通量的广义公式中φθ=B S ·sin （θ是B 与S 的夹角）看，磁通量的变化?φ可由面积的变化?S 引起；可由磁感应强度B 的变化?B 引起；可由B 与S 的夹角θ的变化?θ引起；也可由B 、S 、θ中的两个量的变化，或三个量的同时变化引起。 2、闭合回路中的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动时，可以产生感应电动势，感应电流，这是初中学过的，其本质也是闭合回路中磁通量发生变化。 3、产生感应电动势、感应电流的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化。 二、法拉第电磁感应定律 公式一： t n E ??=/φ 注意: 1)该式普遍适用于求平均感应电动势。 2)E 只与穿过电路的磁通量的变化率??φ/t 有关, 而与磁通的产生、磁通的大小及变化方式、电路是否闭合、电路的结构与材料等因素无关。 公式t n E ??=φ 中涉及到磁通量的变化量?φ的计算, 对?φ的计算, 一般遇到有两种情况: 1)回路与磁场垂直的面积S 不变, 磁感应强度发生变化, 由??φ=BS , 此时S t B n E ??=, 此式中的 ??B t 叫磁感应强度的变化率, 若 ??B t 是恒定的, 即磁场变化是均匀的, 那么产生的感应电动势是恒定电动势。 2)磁感应强度B 不变, 回路与磁场垂直的面积发生变化, 则??φ=B S ·, 线圈绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动产生交变电动势就属这种情况。 严格区别磁通量φ, 磁通量的变化量?φB 磁通量的变化率 ??φ t , 磁通量φ=B S ·, 表示穿过研究平面的磁感线的条数, 磁通量的变化量?φφφ=-21, 表示磁通量变化的多少, 磁通量的变化率??φ t 表示磁通量变化的快慢, 公式二: θsin Blv E = 要注意: 1)该式通常用于导体切割磁感线时 , 且导线与磁感线互相垂直(l B )。 2)θ为v 与B 的夹角。l 为导体切割磁感线的有效长度(即l 为导体实际长度在垂直于B 方向上的投影)。 公式Blv E =一般用于导体各部分切割磁感线的速度相同, 对有些导体各部分切割磁感线的速度不相同的情况, 如何求感应电动势？ 如图1所示, 一长为l 的导体杆AC 绕A 点在纸面内以角速度ω匀速转动, 转动的区域的有垂直纸面向里的匀强磁场, 磁感应强度为B , 求AC 产生的感应电动势, 显然, AC 各部分切割磁感线的速度不相等, v v l A C ==0,ω, 且AC 上各点的线速度大小与半径成 正比, 所以AC 切割的速度可用其平均切割速v v v v l A C C =+== 222ω, 故2 21l B E ω=。 ω2 2 1BL E = ——当长为L 的导线，以其一端为轴，在垂直匀强磁场B 的平面内，以角速度ω匀速转动时，其两端感应电动势为E 。 公式三：ω···S B n E m =——面积为S 的纸圈，共n 匝，在匀强磁场B 中，以角速度ω匀速转坳，其转轴与磁 高二物理《电磁感应》测试题（一） 1．关于磁通量的概念，下面说法正确的是 （ ） A ．磁感应强度越大的地方，穿过线圈的磁通量也越大 B ．磁感应强度大的地方，线圈面积越大，则穿过线圈的磁通量也越大 C ．穿过线圈的磁通量为零时，磁通量的变化率不一定为零 D ．磁通量的变化，不一定由于磁场的变化产生的 2．下列关于电磁感应的说法中正确的是 （ ） A ．只要闭合导体与磁场发生相对运动，闭合导体内就一定产生感应电流 B ．只要导体在磁场中作用相对运动，导体两端就一定会产生电势差 C ．感应电动势的大小跟穿过回路的磁通量变化成正比 D ．闭合回路中感应电动势的大小只与磁通量的变化情况有关而与回路的导体材料无关 5．如图1所示，一闭合金属圆环用绝缘细绳挂于O 点，将圆环拉离平衡位置并释放， 圆环摆动过程中经过匀强磁场区域，则（空气阻力不计） （ ） A ．圆环向右穿过磁场后，还能摆至原高度 B ．在进入和离开磁场时，圆环中均有感应电流 C ．圆环进入磁场后离平衡位置越近速度越大，感应电流也越大 D ．圆环最终将静止在平衡位置 6．如图（2），电灯的灯丝电阻为2Ω，电池电动势为2V ，内阻不计，线圈匝数足够多，其直流电阻为3Ω．先合上电键K ，稳定后突然断开K ，则下列说法正确的是（ ） A ．电灯立即变暗再熄灭，且电灯中电流方向与K 断开前方向相同 B ．电灯立即变暗再熄灭，且电灯中电流方向与K 断开前方向相反 C ．电灯会突然比原来亮一下再熄灭，且电灯中电流方向与K 断开前方向相同 D ．电灯会突然比原来亮一下再熄灭，且电灯中电流方向与K 断开前方向相反 7．如果第6题中，线圈电阻为零，当K 突然断开时，下列说法正确的是（ ） A ．电灯立即变暗再熄灭，且电灯中电流方向与K 断开前方向相同 B ．电灯立即变暗再熄灭，且电灯中电流方向与K 断开前方向相反 C ．电灯会突然比原来亮一下再熄灭，且电灯中电流方向与K 断开前相同 D ．电灯会突然比原来亮一下再熄灭，且电灯中电流方向与K 断开前相反 8．如图（3），一光滑的平面上，右方有一条形磁铁，一金属环以初速度V 沿磁铁的中线向右滚动，则以下说法正确的是（ ） A 环的速度越来越小 B 环保持匀速运动 C 环运动的方向将逐渐偏向条形磁铁的N 极 D 环运动的方向将逐渐偏向条形磁铁的S 极 9．如图（4）所示，让闭合矩形线圈abcd 从高处自由下落一段距离后进入匀强磁场，从bc 边开始进入磁场到ad 边刚进入磁场的这一段时间里，图（5）所示的四个V 一t 图象中，肯定不能表示线圈运动情况的是 （ ） 10 R ，轨道所在处有竖直向下的匀强磁场，金属棒 ab 横跨导轨，它在外力的作用下向右匀速运动，速度为v 。若将金属棒的运动速度变为2v ， （除 R 外，其余电阻不计，导轨光滑）则 （ ） A ．作用在ab 上的外力应增大到原来的2倍 B ．感应电动势将增大为原来的4倍 C ．感应电流的功率将增大为原来的2倍 D ．外力的功率将增大为原来的4倍 11．如图（7）两根足够长的固定平行金属光滑导轨位于同一水平面，导轨上横放着两根相同的导体棒ab 、cd 与导轨构成矩形回路。导体棒的两端连接着处于压缩状态的两根轻质弹簧，两棒的中间用细线绑住，它们的电阻均为R ，回路上其余部分的电阻不计。在导高二物理电磁感应测试题及答案
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