电磁感应易错题
1．如图所示，边长L=0.20m的正方形导线框ABCD由粗细均匀的同种材料制成，正方形导线框每边的电阻R0=Ω，金属棒MN与正方形导线框的对角线长度恰好相等，金属棒MN的电阻r=Ω。导线框放置在匀强磁场中，磁场的磁感应强度B=，方向垂直导线框所在平面向里。金属棒MN与导线框接触良好，且与导线框对角线BD垂直放置在
导线框上，金属棒的中点始终在BD连线上。若金属棒以v=4.0m/s
的速度向右匀速运动，当金属棒运动至AC的位置时，求：(计算
结果保留两位有效数字)
（1）金属棒产生的电动势大小；
（2）金属棒MN上通过的电流大小和方向；
（3）导线框消耗的电功率。
2.如图所示，正方形导线框abcd的质量为m、边长为l，导线框的总电阻为R。导线框从垂直纸面向里的水平有界匀强磁场的上方某处由静止自由下落，下落过程中，导线框始终在与磁场垂直的竖直平面内，cd边保持水平。磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，磁场上、下两个界面水平距离为l。已知cd边刚进入磁场时线框恰好做匀速运动。重力加速度为g。
（1）求cd边刚进入磁场时导线框的速度大小。
（2）请证明：导线框的cd边在磁场中运动的任意瞬间，导线框克服安培力做功的功率等于导线框消耗的电功率。
（3）求从线框cd边刚进入磁场到ab边刚离开磁场的过程中，线框克服安培力所做的功。
a b
d c
l
C
3．如图所示，在高度差h ＝0.50m 的平行虚线范围内，有磁感强度B ＝、方向水平向里的匀强磁场，正方形线框abcd 的质量m ＝0.10kg 、边长L ＝0.50m 、电阻R ＝Ω，线框平面与竖直平面平行，静止在位置“I”时，
cd 边跟磁场下边缘有一段距离。现用一竖直向上的恒力F ＝向上提线框，
该框由位置“Ⅰ”无初速度开始向上运动，穿过磁场区，最后到达位置“Ⅱ”（ab 边恰好出磁场），线框平面在运动中保持在竖直平面内，且cd 边保持水平。设cd 边刚进入磁场时，线框恰好开始做匀速运动。（g 取10m ／s 2
） 求：（1）线框进入磁场前距磁场下边界的距离H 。
（2）线框由位置“Ⅰ”到位置“Ⅱ”的过程中，恒力F 做的功是多少线框内产生的热量又是多少
4.如图所示，水平地面上方的H 高区域内有匀强磁场，水平界面PP '是磁场的上边界，磁感应强度为B ，方向是水平的，垂直于纸面向里。在磁场的正上方，有一个位于竖直平面内的闭合的矩形平面导线框abcd ，ab 长为l 1，bc 长为l 2，H >l 2，线框的质量为m ，电阻为R 。使线框abcd 从高处自由落下，ab 边下落的过程中始终保持水平，已知线框进入磁场的过程中的运动情况是：cd 边进入磁场以后，线框先做加速运动，然后做匀速运动，直到ab 边到达边界PP '为止。从线框开始下落到cd 边刚好到达水平地面的过程中，线框中产生的焦耳热为
Q 。求：
（1）线框abcd 在进入磁场的过程中，通过导线的某一横截面的电量是多少 （2）线框是从cd 边距边界PP'多高处开始下落的
（3）线框的cd 边到达地面时线框的速度大小是多少
5.如图所示，质量为m 、边长为l 的正方形线框，从有界的匀强磁场上方由静止自由下落．线框电阻为R ，匀强磁场的宽度为H （l ＜H ），磁感应强度为B ，线框下落过程中ab 边与磁场边界平行且沿水平方向．已知ab 边刚进入磁场和刚穿出磁场时线框都作减速运动，加速度大小都是3
1
g ．求：
（1）ab 边刚进入磁场时与ab 边刚出磁场时的速度大小． （2）cd 边刚进入磁场时，线框的速度大小． （3）线框进入磁场的过程中，产生的热量．
6.如图所示，竖直平面内有一半径为r 、内阻为R 1、粗细均匀的光滑半圆形金属环，在M 、
N 处与相距为2r 、电阻不计的平行光滑金属轨道ME 、NF 相接，EF 之间接有电阻R 2，已知 R 1＝12R ，R 2＝4R 。在MN 上方及CD 下方有水平方向的匀强磁场I 和II ，磁感应强度大小
均为B 。现有质量为m 、电阻不计的导体棒ab ，从半圆环的最高点A
处由静止下落，在下
落过程中导体棒始终保持水平，与半圆形金属环及轨道接触良好，
高平行轨道中够长。已知
导体棒ab 下落r /2时的速度大小为v 1，下落到MN 处的速度大小为
v 2。
（1）求导体棒ab 从A 下落r /2时的加速度大小;
（2）若导体棒ab 进入磁场II 后棒中电流大小始终不变，求磁场I 和II 之间的距离h 和R 2上的电功率P 2;
（3）若将磁场II 的CD 边界略微下移，导体棒ab 刚进入磁场II 时速度大小为v 3，要使其在外力F 作用下做匀加速直线运动，加速度大小为a ，求所加外力F 随时间变化的关系式。
b
a
d c H
7. 如图所示，空间存在垂直纸面向里的两个匀强磁场区域，磁感应强度大小均为B ，磁场 Ⅰ宽为L ，两磁场间的无场区域为Ⅱ，宽也为L ，磁场Ⅲ宽度足够大。区域中两条平行直光 滑金属导轨间距为l ，不计导轨电阻，两导体棒ab 、cd 的质量均为m ，电阻均为r 。ab 棒静 止在磁场Ⅰ中的左边界处，cd 棒静止在磁场Ⅲ中的左边界处，对ab 棒施加一个瞬时冲量，
ab 棒以速度v 1开始向右运动。
（1）求ab 棒开始运动时的加速度大小；
（2）ab 棒在区域Ⅰ运动过程中，cd 棒获得的最大速度为v 2，求ab 棒通过区域Ⅱ的时间； （3）若ab 棒在尚未离开区域Ⅱ之前，cd 棒已停止运动，求：ab 棒在区域Ⅱ运动过程中产生的焦耳热。
8.如图所示，一正方形平面导线框abcd ，经一条不可伸长的绝缘轻绳与另一正方形平面导线框a 1b 1c 1d 1相连，轻绳绕过两等高的轻滑轮，不计绳与滑轮间的摩擦．两线框位于同一竖直平面内，ad 边和a 1d 1边是水平的．两线框之间的空间有一匀强磁场区域，该区域的上、下边界
MN 和PQ 均与ad 边及a 1d 1边平行，两边界间的距离为h =78.40 cm ．磁场方向垂直线框平面向
里．已知两线框的边长均为l = 40. 00 cm ，线框abcd 的质量为m 1 = 0. 40 kg ，电阻为R 1= 0. 80Ω。线框a 1 b 1 c 1d 1的质量为m 2 = 0. 20 kg ，电阻为R 2 =0. 40Ω．现让两线框在磁场外某处开始释放，两线框恰好同时以速度v =1.20 m/s 匀速地进入磁场区域，不计空气阻力，重力加速度取g =10 m/s 2
.
(1)求磁场的磁感应强度大小．
(2)求ad 边刚穿出磁场时，线框abcd 中电流的大小．
c
d
a b
L
L l Ⅰ
Ⅲ
Ⅱ
9.如图所示,倾角为θ=37o
、电阻不计的、间距L =0.3m 且足够长的平行金属导轨处在磁感
强
度B =1T 、方向垂直于导轨平面的匀强磁场中.导轨两端各接一个阻值R 0=2Ω的电阻.在平行 导轨间跨接一金属棒，金属棒质量m =1kg 电阻r =2Ω，其与导轨间的动摩擦因数μ=。金 属棒以平行于导轨向上的初速度υ0=10m/s 上滑直至上升到最高点的过程中，通过上端电阻 的电量Δq =0.1C （g =10m/s 2）
(1)金属棒的最大加速度；
(2)上端电阻R 0中产生的热量。
10.如图所示，金属框架竖直放置在绝缘地面上，框架上端接有一
电容为C 的电容器，框架上有一质量为m 、长为L 的金属棒平行于地面放置，与框架接触良好无摩擦。离地高为h 、磁感应强度为B 匀强磁场与框架平面相垂直，开始时电容器不带电，自静止起将棒释放，求棒落到地面的时间。不计各处电阻。
11.如图所示，一直导体棒质量为m 、长为l 、电阻为r ，其两端放在位于水平面内间距也为
l 的光滑平行导轨上，并与之密接；棒左侧两导轨之间连接一可控制的负载电阻（图中未画
出）；导轨置于匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B ，方向垂直于导轨所在平面。开始时，给导体棒一个平行于导轨的初速度v 0。在棒的运动速度由v 0减小至v 1的过程中，通过控制负载电阻的阻值使棒中的电流强度I
保持恒定。导体棒一直在磁场中运动。若不计导
轨电阻，求此过程中导体棒上感应电动势的平均值和负载电阻上消耗的平均功率。
12．磁悬浮列车运行的原理是利用超导体的抗磁作用使列车
向上浮起，同时通过周期性变换磁极方向而获得推进动力，其推进原理可简化为如图所示的模型，在水平面上相距L 的两根平行导轨间，有竖直方向且等距离分布的匀强磁场B 1和
B 2，且B 1=B 2=B ，每个磁场的宽度都是l ，相间排列，所有这些磁场都以速度v 向右匀速运动，
这时跨在两导轨间的长为L 宽为l 的金属框abcd （悬浮在导轨上方）在磁场力作用下也将会向右运动，设直导轨间距L = 0.4m ，B = 1T ，磁场运动速度为v = 5 m/s ，金属框的电阻R = 2Ω。试问：（1）金属框为何会运动，若金属框不受阻力时金属框将如何运动（2）当金属框始终受到f = 1N 阻力时，金属框最大速度是多少 （3）当金属框始终受到1N 阻力时，要使金属框维持最大速度，每秒钟需消耗多少能量这些能量是谁提供的
13．图中虚线为相邻两个匀强磁场区域1和2的边界，两个区域的磁场方向相反且都垂直于纸面，磁感应强度大小都为B ，两个区域的高度都为l 。一质量为m 、电阻为R 、边长也为l 的单匝矩形导线框abcd ，从磁场区上方某处竖直自由下落，ab 边保持水平且线框不发生转动。当ab 边刚进入区域1时，线框恰开始做匀速运动；当线框的ab 边下落到区域2的中间位置时，线框恰又开始做匀速运动。求： （1）当ab 边刚进入区域1时做匀速运动的速度v 1；
（2）当ab 边刚进入磁场区域2时，线框的加速度的大小与方向；
B 1
B 2
v
a b
c
d l L
l
L
l a
b
c d
（3）线框从开始运动到ab 边刚要离开磁场区域2时的下落过程中产生的热量Q 。
14．半径为a 的圆形区域内有均匀磁场，磁感强度为B ＝，磁场方向垂直纸面向里，半径为b 的金属圆环与磁场同心地放置，磁场与环面垂直，其中a ＝0.4m ，b ＝0.6m ，金属环上分别接有灯L 1、L 2，两灯的电阻均为R 0＝2Ω，一金属棒MN 与金属环接触良好，棒与环的电阻均忽略不计（1）若棒以v 0＝5m/s 的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径O O '的瞬时（如图所示）MN 中的电动势和流过灯L 1的电流。 （2）撤去中间的金属棒MN 将右面的半圆环O OL '2以O O '为轴向上翻转90o，若此时磁场随时间均匀变化，其变化率为ΔB/Δt ＝（4 /π）T/s ，求L 1的功率。
15．如图所示，在磁感应强度大小为B 、方向竖直向上的匀强磁场中，有一上、下两层均 与水平面平行的“U ”型光滑金属导轨，在导轨面上各放一根完全相同的质量为m 的匀质 金属杆A 1和A 2，开始时两根金属杆位于同一竖直面内且杆与轨道垂直。设两导轨面相距为
H ，导轨宽为L ，导轨足够长且电阻不计，金属杆单位长度的电阻为r 。现有一质量为m /2的
不带电小球以水平向右的速度v 0撞击杆A 1的中点，
撞击后小球反弹落到下层面上的C 点。C 点与杆A 2 初始位置相距为s 。求：⑴回路内感应电流的最大 值；⑵整个运动过程中感应电流最多产生了多少 热量；⑶当杆A 2与杆A 1的速度比为1∶3时，A 2 受到的安培力大小。
B
A 1
A 2
s
v 0 H
L
C
16．如图所示，abcd 为质量m 的U 形导轨，ab 与cd 平行，放在光滑绝缘的水平面上，另有一根质量为m 的金属棒PQ 平行bc 放在水平导轨上，PQ 棒右边靠着绝缘竖直光滑且固定在绝缘水平面上的立柱e 、f,U 形导轨处于匀强磁场中，磁场以通过e 、f 的O 1O 2为界，右侧磁场方向竖直向上，左侧磁场方向水平向左，磁感应强度大小都为B ，导轨的bc 段长度为L ,金属棒PQ 的电阻R ，其余电阻均可不计，金属棒PQ 与导轨间的动摩擦因数为μ，在导轨上作用一个方向向右，大小F =mg 的水平拉力，让U 形导轨从静止开始运动．设导轨足够长．求：
(1)导轨在运动过程中的最大速度υm
(2)若导轨从开始运动到达到最大速度υm 的过程中，流过PQ 棒的总电量为q ，则系统增加的内能为多少
17.在图甲中，直角坐标系0xy 的1、3象限内有匀强磁场，第1象限内的磁感应强度大小为2B ，第3象限内的磁感应强度大小为B ，磁感应强度的方向均垂直于纸面向里.现将半径为l ，圆心角为900
的扇形导线框OPQ 以角速度ω绕O 点在纸面内沿逆时针匀速转动，导线框回路电阻为R .
(1)求导线框中感应电流最大值.
(2)在图乙中画出导线框匀速转动一周的时间内感应电流I 随时间t 变化的图象.(规定与图甲中线框的位置相对应的时刻为t =0)
(3)求线框匀速转动一周产生的热量.
I
t
ω
π
2
图乙
O
2B
x B
y
图甲
┛
ω
P l
Q
18．如图甲所示是某同学设计的一种振动发电装置的示意图，它的结构是一个套在辐向形永久磁铁槽中的半径为r=0.10m 、匝数n=20的线圈，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布（其右视图如图乙所示）。在线圈所在位置磁感应强度B 的大小均为B =，线圈的电阻为R 1=Ω，它的引出线接有R 2=Ω的小电珠L 。外力推动线圈框架的P 端，使线圈沿轴线做往复运动，便有电流通过电珠。当线圈向右的位移x 随时间t 变化的规律如图丙所示时（x 取向右为正）。求：⑴线圈运动时产生的感应电动势E 的大小；⑵线圈运动时产生的感应电流I 的大小，并在图丁中画出感应电流随时间变化的图象，至少画出0~的图象（在图甲中取电流由C 向上通过电珠L 到D 为正）；⑶每一次推动线圈运动过程中作用力F 的大小；⑷该发动机的输出功率P （摩擦等损耗不计）。
19．平行轨道PQ 、MN 两端各接一个阻值R 1=R 2=8Ω的电热丝，轨道间距L =1m ，轨道很长，本身电阻不计. 轨道间磁场按如图所示的规律分布，其中每段垂直纸面向里和向外的磁场区域宽度为2cm ，磁感应强度的大小均为B =1T ，每段无磁场的区域宽度为1cm.导体棒ab 本身电
O
/
丙
O
/
乙
甲
阻r =1Ω，与轨道接触良好. 现让ab 以v =10m/s 的速度向右匀速运动. 求：（1）当ab 处在磁场区域时，ab 中的电流为多大ab 两端的电压为多大ab 所受磁场力为多大
（2）整个过程中，通过ab 的电流是否是交变电流若是，则其有效值为多大并画出通过ab
20．如图所示，一个被x 轴与曲线方程y ＝ sin10 x /3（m ）所围的空间中存在着匀强磁场．磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度B ＝ T ．正方形金属线框的边长是0.40 m ，电阻是
，它的一条边与x 轴重合．在拉力F 的作用下，线框以10.0 m/s 的速度水平向右匀速运
动．试求：（1）拉力F 的最大功率是多少
（2）拉力F 要做多少功才能把线框拉过磁场区
21．某种小发电机的内部结构平面图如图1所示，永久磁体的内侧为半圆柱面形状，它与共轴的 圆柱形铁芯间的缝隙中存在辐向分布、大小近
似均匀的磁场，磁感应强度B = 。磁极间
的缺口很小，可忽略。如图2所示，单匝矩形 导线框abcd 绕在铁芯上构成转子，ab = cd = 0.4m ，bc = 0.2m 。铁芯的轴线OO ′ 在线框所 在平面内，线框可随铁芯绕轴线转动。将线框 的两个端点M 、N 接入图中装置A ，在线框转
无
无
无
1cm R 1
2cm 2cm R 2 P Q
M N
v a b ……
N S
c
图1
O
a
c
d
P
Q
M
N
O ′ A
x
y/m O
F
动的过程中，装置A 能使端点M 始终与P 相连，而端点N 始终与Q 相连。现使转子以ω=200π rad/s 的角速度匀速转动。在图1中看，转动方向是顺时针的，设线框经过图1位置时t = 0。（取π
= 3）
（1）求t = 400
1s 时刻线框产生的感应电动势；
（2）若在 P 、Q 两点之间接一个额定电阻为R =10Ω的灯泡，在图3给出的坐标平面内，画出流过灯泡中的电流随时间变化图线（要求标出横、纵坐标标度，至少画出一个周期，设线圈中电流方向沿dcba 为正方向。）
22．用密度为d 、电阻率为ρ、横截面积为A 的薄金属条制成边长为L 的闭合正方形框abb a ''。 如图所示，金属方框水平放在磁极的狭缝间，方框平面与磁场方向平行。设匀强磁场仅存在于相对磁极之间，其他地方的磁场忽略不计。可认为方框的aa '边和bb '边都处在磁极之间，极间磁感应强度大小为B 。方框从静止开始释放，其平面在下落过程中保持水平（不计空气阻力）。⑴求方框下落的最大速度v m （设磁场区域在数值方向足够长）；
⑵当方框下落的加速度为g /2时，求方框的发热功率P ；
⑶已知方框下落时间为t 时，下落高度为h ，其速度为v t （v t ＜v m ）。若在同一时间t
I 0的表达式。
图3
O
激发磁场的通电线圈
图1 装置纵截面示意图
金属方框
图2 装置俯视示意图
23.如图所示，将边长为a 、质量为m 、电阻为R 的正方形导线框竖直向上抛出，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v 2； (2）线框在上升阶段刚离开磁场时的速度v 1； （3）线框在上升阶段通过磁场过程中产生的焦耳热Q ．
参考答案
1. （1）金属棒产生的电动势大小为
E=B 2Lv =2=
（2）金属棒运动到AC 位置时，导线框左、右两侧电阻并联，其并联电阻大小为 R 并=,根据闭合电路欧姆定律
I=
r
R E
+并=0.47A 根据右手定则，电流方向从N 到M
（3）导线框消耗的功率为：P 框=I 2
R 并=
2.（1）设导线框cd 边刚进入磁场时的速度为v ，则在cd 边进入磁场过程时产生的感应电动势为E =Blv ，
根据闭合电路欧姆定律，导线框的感应电流为I=
R
Blv
导线框受到的安培力为F 安= BIl =R
v
l B 22，因cd 刚进入磁场时导线框做匀速运动，所以
有F 安=mg ，以上各式联立，得：2
2l
B mgR
v =
。
a
（2）导线框cd 边在磁场中运动时，克服安培力做功的功率为：P 安=F 安v
代入（1）中的结果，整理得： P 安=R
v l B 2
22
导线框消耗的电功率为：
P 电=I 2
R=R R v l B 2
2
22=R v l B 222
因此有：P 安= P 电
（3）导线框ab 边刚进入磁场时， cd 边即离开磁场。因此导线框继续作匀速运动。导线框穿过磁场的整个过程中动能不变。设导线框克服安培力做功为W 安，根据动能定理有：
mg 2l-W 安=0
解得：W 安=2mgl 。
3. （1）在恒力作用下，线圈开始向上做匀加速直线运动，设线圈的加速度为a ，据牛顿第二定律有：F-mg=ma
解得a=30m/s 2
从线圈进入磁场开始做匀速运动，速度为v 1，则：
cd 边产生的感应电动势为E=BLv 1线框中产生的感应电流为 I=E/R 线框所受的安培力为 F 安=BIL
因线框做匀速运动，则有F=F 安+mg ，联立上述几式，可解得v 1=（FR-mgR ）/B 2L 2
=24m/s 由v 12
=2aH 解得H=9.6m 。（2）恒力F 做的功 W=F （H+L+h ）=
从cd 边进入磁场到ab 边离开磁场的过程中，拉力所做的功等于线框增加的重力势能和产生的热量Q ，即F （L+h ）=mg （L+h ）+Q
解得：Q=（F-mg ）（L+h ）= 或Q=I 2
Rt=（BLv/R ）2
R （h/v+L/v ）=
4.（1）设线框abcd 进入磁场的过程所用时间为t ，通过线框的平均电流为I ，
平均感应电动势为 ，则
t
I R
εε
?Φ=
?=
12Bl l ?Φ= 可得Rt
l Bl R t I 2
11=
???Φ=
通过导线的某一横截面的电量R
l Bl t I q 2
1=
?= （2）设线框从cd 边距边界PP'上方h 高处开始下落，cd 边进入磁场后，切割磁感线，
产生感应电流，受到安培力。线框在重力和安培力作用下做加速度逐渐减少的加速运动，直到安培力等于重力后匀速下落，速度设为v ，匀速过程一直持续到ab 边进入磁场时结束，有E=Bl 1v I=E/R F 安=BI l 1 F 安=mg
可得
221B l v mg R
= 速度221mgR
v B l = 线框的ab 边进入磁场后，线框中没有感应电流。只有在线框进入磁场的过程中有焦耳热Q 。线框从开始下落到ab 边刚进入磁场的过程中，线框的重力势能转化为线框的动能和电路中的焦耳热2
21()2
mg h l mv Q +=
+ 得32244
1244
1
22m g R QB l h l mgB l +=- （3）线框的ab 边进入磁场后，只有重力作用下，加速下落。有
22
2211()22
mv mv mg H l -=- cd
边到达地面时线框的速度2v =
5. 解：（1）由题意可知ab 边刚进入磁场或刚出磁场时速度相等，设为v 1 ②
线框：ε=Blv 1 I =
R ε F =BIl F –mg =31
mg ∴v 1=2234l
B mgR ③ （2）设cd 边刚进入磁场时速度为v 2，由cd 边进入磁场到ab 边刚出磁场应用动能定理： 21mv 12–21mv 22
=mg (H –l ) ③ ∴v 2=
)(29162
2222l H g l B R g m -- ①
（3）
21mv 12+mgl =2
1
mv 22+Q ③ ∴Q =mgH ① 6. （1）以导体棒为研究对象，棒在磁场I 中切割磁感线，棒中产生产生感应电动势，导体棒ab 从A 下落r /2时，导体棒在策略与安培力作用下做加速运动，由牛顿第二定律，得
mg －BIL ＝ma ，式中l r
1
Blv I R =
总
式中 844844R R R R R R R ?总（＋）
＝
＋（＋）
＝4R
由以上各式可得到221
34B r v a g mR
=－
（2）当导体棒ab 通过磁场II 时，若安培力恰好等于重力，棒中电流大小始终不变，即
222422t t
B r v B r v mg BI r B r R R ??=?=??=
并并
式中 1243124R R
R R R R
?并＝＝＋
解得
22
22
344t mgR mgR
v B r B r
=
=并 导体棒从MN 到CD 做加速度为g 的匀加速直线运动，有22
22t v v gh -=
得 2
222
44
9322v m gr h B r g
=- 此时导体棒重力的功率为2222
34G t m g R
P mgv B r ==
根据能量守恒定律，此时导体棒重力的功率全部转化为电路中的电功率，即
12G P P
P P =+=电＝222234m g R
B r 所以，23
4
G P P =＝2222
916m g R B r （3）设导体棒ab 进入磁场II 后经过时间t 的速度大小为t v '，此时安培力大小为
2243t B r v F R
''=
由于导体棒ab 做匀加速直线运动，有3t v v at '=+ 根据牛顿第二定律，有F ＋mg －F ′＝ma
即 2234()
3B r v at F mg ma R
++-
= 由以上各式解得
22222233444()()333B r v B r B r a
F at v m g a t ma mg R R R
=+--=++-
7. （1）设ab 棒进入磁场Ⅰ区域时产生的感应电动势大小为E ，电路中的电流为I ，
1
1
22Blv E E Blv I r r
==
= 此时ab 棒受到的安培力 F BIl
=安
根据牛顿第二定律 F ma =安
ab 棒进入磁场Ⅰ区域时的加速度 2212B l v a mr
= （2）ab 棒在磁场Ⅰ区域运动过程中，cd 棒经历加速过程，两棒动量守恒，设ab 棒穿出磁场Ⅰ时的速度为v 3，此刻cd 棒具有最大速度v 2，有
123mv mv mv =+
ab 棒在区域Ⅱ中做匀速直线运动，通过区域Ⅱ的时间 3
L t v =
解得 12
L t v v =
- （3）ab 棒在区域Ⅱ运动过程中，cd 棒克服安培力做功，最后减速为零。ab 、cd 棒中产生的总焦耳热为Q ，由能量转化守恒定律可知
22
12
Q mv =
所以： ab 棒中产生的焦耳热为：22124Q mv =
8.解析：(1)在两线框匀速进入磁场区域时，两线框中的
感应电动势均为E Blv =，感应电流分别为
121122,E Blv E Blv
I I R R R R =
===
ad 边及b 1c 1边受到的安培力大小分别为
1122,F BI l F BI l
==
设此时轻绳的拉力为T ，两线框处于平衡状态，有T F g m T F g m =++=2211;
由以上各式得22121212
()
()B l v R R m m g R R +-=
，即 1.67B T ==。
(2)当两线框完全在磁场中时，两线框中均无感应电流，两线框均做匀加速运动，设线框的ad 边b 1 c l 边刚穿出磁场时两线框的速度大小为v '，由机械能守恒定律，得
))((2
1
)()(222221v v m m l h g m m -'+=
-- 代入数据得v '=2.00 m/s. 设ad 边刚穿出磁场时，线框abcd 中的电流I 为1
R v Bl I '
=
=1.67 A 。 9.金属棒在上升的过程，切割磁感线产生的感应电动势为E BL υ=，
回路的总电阻00232
2
R r R R r +=+==Ω，回路中的感应电流E BL I R
R
υ==
金属棒受到平行于导轨向下的安培力22
B B L F IBL R
υ==
金属棒还受到平行于导轨向下的力有mg sin θ、滑动摩擦力cos f mg μθ=
由牛顿运动定律可知22
sin cos B L mg mg ma R
υθμθ++=
(1)金属棒上升过程中的最大加速度对应的是金属棒的最大速度，金属棒上升过程做减速运动，所以金属棒上升过程中的最大加速度就是速度为υ0的瞬间
220max (sin cos )B L a g mR
υθμθ=++
代入数据后得最大加速度a max =10.3m/s 2
(2)金属棒上升到最高点的过程中，通过上端电阻的电量Δq =0.1C ，即金属棒中通过的电量为2Δq ，设金属棒中的平均电流为max E BL s I R
R t
R t
???===?? 通过金属棒的电量
max
2BL s I t q R
??=
=? 金属棒没导轨上升的最大距离max 2R q s BL
??= 代入数据后得max 2m s ?=
上端电阻与下端电阻相等，并联后电阻为1Ω，再与金属棒的电阻r =2Ω串联，外电路是产生的焦耳热为全电路焦耳热的13
，上端电阻的焦耳热Q 又为外电路焦耳热的12
，全
电路产生的焦耳热为6Q 。由能量守恒可知2max 01(sin cos )62
mg s Q m θμθυ++=
2
0max 11(sin cos )126
Q m mg s υθμθ=
-+ 代入数据后得Q =5J 10. mg
L CB m h )
(222+
11.导体棒所受的安培力为BIl F = ○
该力大小不变，棒做匀减速运动，因此在棒的速度从v 0减小到v 1的过程中，平均速度为 )(2
1
10v v v +=
○ 当棒的速度为v 时，感应电动势的大小为 lvB E = ○ 棒中的平均感应电动势为
B v l E = ○ 由○○式得 B v v l E )(2
1
10+=
○ 导体棒中消耗的热功率为
r I p 2
1= ○ 负载电阻上消耗的平均功率为
12P I E P -= ○ 由⑤⑥⑦式得 r I BI v v l P 2102)(2
1
-+=
○ 12．（1）匀强磁场B 1和B 2向右运动时，金属框相对磁场向左运动，于是在金属框abcd 中
产生逆时针方向的感应电流，同时受到向右方向的安培力，所以金属框跟随匀强磁场向右运动，金属框开始受到安培力作用做加速运动。当速度增大到5m/s 时，金属框相对匀强磁场静止，于是后来金属框将处于匀速运动状态。
（2）当金属框始终受到1N 阻力作用时，设金属框最大速度为v 1，我们设磁场不动，相当
于线框以（v －v 1）速度向左运动产生感应电动势，由右手定则可知ad 边和bc 边都产
生感应电动势，相当于串联状态，线框中总感应电动势大小为E = 2BL （v －v 1） 由线框的平衡条件可知 2BIL = f I = 2BL(v-v 1)
R
v 1 = 4B 2L 2
v － fR 4B 2L 2
= 1.875m/s (3)消耗能量由两部分组成，一是转化为abcd 金属框架中的热能，二是克服阻力做功，所以消耗功率 P = I 2
R +fv ， P = 5W
每秒钟消耗的能量为 E =5J 这些能量是由磁场提供的。
13．（1）由mg ＝BIl ＝B 2l 2v 1R ，得v 1＝mgR
B 2l
2 ，
（2）由F 安＝4B 2l 2
v 1
R
＝4mg （1分），F 安－mg ＝ma
则a ＝3g ， 方向竖直向上。
（3）由mg ＝4B 2l 2
v 2R 得v 2＝mgR 4B 2l 2 ＝14 v 1，
2mgl －Q ＝12mv 22－12mv 12，得Q ＝2mgl ＋15m 3g 2R
2
32B 4l 4 .
14．（1）E 1＝B2a v 0＝××5＝ ①
I 1＝E 1/R 0＝2＝0.4A ② （2）E 2＝ΔФ/Δt ＝×πa 2
×ΔB/Δt ＝ ③ P 1＝(E 2/2)2
/R 0＝×10-2
W ④
15．（1）小球撞击杆瞬间动量守恒，之后作平抛运功．设小球碰撞后速度大小为v 1，杆获 得速度大小为v 2 ，则2m v 0＝－2
m
v 1 + mv 2 ① S ＝v l t H ＝
1
2
g t 2 ②
v 2 ＝
1
2
（v 0＋） ③
杆在磁场中运动，其最大电动势为E 1＝BLv 2 ④
最大电流I max ＝
1
2E Lr
I max
⑤
（2）两金属杆在磁场中运动始终满足动量守恒．两杆最终速度相同，设为v ′ mv 2＝2mv ′ ⑥ （1分） Q ＝
12mv 22－1
2×2mv ′2 ⑦ Q ＝
1
16
m (v 0 +S
)2 ⑧
（3）设杆A 2和A 1的速度大小分别为v 和3v
mv 2＝mv + m 3v ⑨
由法拉第电磁感应定律得：E 2＝BL （3 v 一v ） ⑩ I ＝
2
2E Lr
安培力 F ＝BIL
F ＝28B L
r
（v 0＋
） ⑾
16．(1)当导轨的加速度为零时，导轨速度最大为v m 。导轨在水平方向上受到外力F 、水平向左的安培力F 1和滑动摩擦力F 2，则
021=--F F F ，m BL E R
E
I BIL F v ===,,1，即R L B F m v 221=
以PQ 棒为研究对象，PQ 静止，在竖直方向上受重力mg 、竖直向上的支持力N 和安培力F 3，
则N F F F mg F N μ===+2133,,，得)(222R L B mg F m
v -
=μ，将F 1和F 2代入解得 ))(1(022mR L B g m v --=μ，得22L
B mgR
m =v
1、如图（ a）两相距L=0.5m的平行金属导轨固定于水平面上，导轨左端与阻值R=2Ω的电阻连接，导轨间虚线右侧 存在垂直导轨平面的匀强磁场，质量 m=0.2kg的金属杆垂直于导轨上，与导轨接触良好，导轨与金属杆的电阻可忽略， 杆在水平向右的恒定拉力作用下由静止开始运动，并始终与导轨垂直，其v- t 图像如图（b）所示，在15s 时撤去拉力，同时使磁场随时间变化，从而保持杆中电流为0，求： （ 1）金属杆所受拉力的大小为F； （ 2）0-15s 匀强磁场的磁感应强度大小为； （ 3）15-20s 内磁感应强度随时间的变化规律。 2、如图所示，在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨，导轨间距为L=0.2m ，长为 2d， d=0.5m，上半段 d 导轨光滑， 下半段 d 导轨的动摩擦因素为μ=，导轨平面与水平面的夹角为θ=30°．匀强磁场的磁感应强度大小为B=5T，方向与导轨平面垂直．质量为m=0.2kg 的导体棒从导轨的顶端由静止释放，在粗糙的下半段一直做匀速运动，导体棒始终与导轨垂直，接在两导轨间的电阻为R=3Ω，导体棒的电阻为r=1 Ω，其他部分的电阻均不计，重力加速度取 g=10m/s 2，求： （1）导体棒到达轨道底端时的速度大小； （2）导体棒进入粗糙轨道前，通过电阻R 上的电量 q； （3）整个运动过程中，电阻R 产生的焦耳热 Q． 3、如图甲所示，两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距为L1＝1m，导轨平面与水平面成θ＝30角，上端连接阻值＝ 1． 5Ω的电阻；质量为＝ 0． 2kg 、阻值r＝ 0． 5Ω的金属棒 ab 放在两导轨上，距离导轨最上端为L 2＝ 4m，棒与导轨垂直并保持良好接触。整个装置处于一匀强磁场中，该匀强磁场方向与导轨平面垂直，磁感应强度大 小随时间变化的情况如图乙所示。为保持ab 棒静止，在棒上施加了一平行于导轨平面的外力F，g=10m/s 2 求：（1）当t＝ 2s 时，外力F1的大小； （2）当t＝ 3s 前的瞬间，外力F2的大小和方向； （ 3）请在图丙中画出前4s 外力F随时间变化的图像（规定Ｆ方向沿斜面向上为正）；
第11单元电磁感应 [内容和方法] 本单元内容包括电磁感应现象、自感现象、感应电动势、磁通量的变化率等基本概念，以及法拉第电磁感应定律、楞次定律、右手定则等规律。 本单元涉及到的基本方法，要求能够从空间想象的角度理解法拉第电磁感应定律。用画图的方法将题目中所叙述的电磁感应现象表示出来。能够将电磁感应现象的实际问题抽象成直流电路的问题；能够用能量转化和守恒的观点分析解决电磁感应问题；会用图象表示电磁感应的物理过程，也能够识别电磁感应问题的图像。 [例题分析] 在本单元知识应用的过程中，初学者常犯的错误主要表现在：概念理解不准确；空间想象出现错误；运用楞次定量和法拉第电磁感应定律时，操作步骤不规范；不会运用图像法来研究处理，综合运用电路知识时将等效电路图画错。 例1在图11－1中，CDEF为闭合线圈，AB为电阻丝。当滑动变阻器的滑动头向下滑动时，线圈CDEF中的感应电流在G处产生的磁感强度的方向是“·”时，电源的哪一端是正极？ 【错解分析】错解：当变阻器的滑动头在最上端时，电阻丝AB因被短路而无电流通过。由此可知，滑动头下移时，流过AB中的电流是增加的。当线圈CDEF中的电流在G处产生的磁感强度的方向是“·”时，由楞次定律可知AB中逐渐增加的电流在G处产生的磁感强度的方向是“×”，再由右手定则可知，AB中的电流方向是从A流向B，从而判定电源的上端为正极。 楞次定律中“感生电流的磁场总是要阻碍引起感生电流的磁通量的变化”，所述的“磁通量”是指穿过线圈内部磁感线的条数，因此判断感应电流方向的位置一般应该选在线圈的内部。 【正确解答】 当线圈CDEF中的感应电流在G处产生的磁感强度的方向是“·”时，它在线圈内部产生磁感强度方向应是“×”，AB中增强的电流在线圈内部产生的磁感强度方向是“·”，所以，AB中电流的方向是由B流向A，故电源的下端为正极。 【小结】 同学们往往认为力学中有确定研究对象的问题，忽略了电学中也有选择研究对象的问题。学习中应该注意这些研究方法上的共同点。 例2长为a宽为b的矩形线圈，在磁感强度为B的匀强磁场中垂直于磁场的OO′轴以恒定的角速度ω旋转，设t= 0时，线圈平面与磁场方向平行，则此时的磁通量和磁通量的变化率分别是[ ]
3. 如图所示，两根光滑的金属导 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 直的恒力作用下沿导轨匀速上滑，并上升h高度，如图所示。在这过程中 A. 作用于金属捧上的各个力的合力所作的功等于零 B. 作用于金属捧上的各个力的合力所作的功等 于mgh与电阻R上发出的焦耳热之和 C. 恒力F与安培力的合力所作的功等于零 ab,在沿着斜面与棒垂 4. 两根光滑金属导轨平行放置在倾角为0=30。的斜面上，导轨左端接 有电阻R=10 / Q,导轨自身电阻忽略不计。匀强磁场垂直于斜面向上，磁感强度B=0.5T。质量Y 为m=0.1kg ，电阻可不计的金属棒ab静止释放，沿导轨下滑。如图所示，设导轨足够长，导轨宽度L=2m，金属棒ab下滑过程中始终与导轨接触良好，当金属棒下滑h=3m时，速度恰好达到最大速度，求此(1)最大速度(2)从开始到速度达到T h 』 第12讲法拉第电磁感应定律4----能量问题1 能的转化与守恒，是贯穿物理学的基本规律之一。从能量的观点来分析、解决问题，既是学习物理的基本功，也是一 种能力。自然界存在着各种不同形式的能，如； ■-动能 机械能:重力势能 I弹性势能(弹簧) ?热能 1. 如图16-7-6所示，在竖直向上B=0.2T的匀强磁场内固定一水平无电阻的光滑U形金属导轨，轨距50cm。 金属导线ab的质量m=0.1kg，电阻r=0.02 Q且ab垂直横跨导轨。导轨中接入电阻 F=0.1N拉着ab向右匀速平移，贝U (1) ab的运动速度为多大？ (2 )电路中消耗的电功率是多大？ (3)撤去外力后R上还能产生多少热量？ 图16-7-6 2. 相距为d的足够长的两平行金属导轨(电阻不计)固定在绝缘水平面上，导轨间有垂直轨道平面的匀强磁 场，磁感强度为B，导轨左端接有电容为C的电容器，在导轨上放置一金属棒并与导轨接触良好，如图所 示。现用水平拉力使金属棒开始向右运动，拉力的功率恒为P,在棒达到最大速度之前，下列叙述正确的是 R=0.08 Q,今用水平恒力 A.金属棒做匀加速运动 B.电容器所带电量不断增加 C.作用于金属棒的摩擦力的功率恒为P D.电容器a极板带负电
电磁感应易错题 1．如图所示，边长L=0.20m 的正方形导线框ABCD 由粗细均匀的同种材料制成，正方形导线框每边的电阻R 0=1.0Ω，金属棒MN 与正方形导线框的对角线长度恰好相等，金属棒MN 的电阻r=0.20Ω。导线框放置在匀强磁场中，磁场的磁感应强度B =0.50T ，方向垂直导线框所在平面向里。金属棒MN 与导线框接触良好，且与导线框对角线BD 垂直放置在导线框上，金属棒的中点始终在BD 连线上。若金属棒以v =4.0m/s 的速度向右匀速运动，当金属棒运动至AC 的位置时，求：(计算结果保留两位有效数字) （1）金属棒产生的电动势大小； （2）金属棒MN 上通过的电流大小和方向； （3）导线框消耗的电功率。 2.如图所示，正方形导线框abcd 的质量为m 、边长为l ，导线框的总电阻为R 。导线框从垂直纸面向里的水平有界匀强磁场的上方某处由静止自由下落，下落过程中，导线框始终在与磁场垂直的竖直平面内，cd 边保持水平。磁场的磁感应强度大小为B ，方向垂直纸面向里，磁场上、下两个界面水平距离为l 。已知cd 边刚进入磁场时线框恰好做匀速运动。重力加速度为g 。 （1）求cd 边刚进入磁场时导线框的速度大小。 （2）请证明：导线框的cd 边在磁场中运动的任意瞬间，导线框克服安培力做功的功率等于导线框消耗的电功率。 （3）求从线框cd 边刚进入磁场到ab 边刚离开磁场的过程中，线框克服安培力所做的功。 3．如图所示，在高度差h ＝0.50m 的平行虚线范围内，有磁感强度B ＝0.50T 、方向水平向里的匀强磁场，正方形线框abcd 的质量m ＝0.10kg 、边长L ＝0.50m 、电阻R ＝0.50Ω，线框平面与竖直平面平行，静止在位置“I”时，cd 边跟磁场下边缘有一段距离。现用一竖直向上的恒力F ＝4.0N 向上提线框，该框由位置“Ⅰ”无初速度开始向上运动，穿过磁场区，最后到达位置“Ⅱ”（ab 边恰好出磁场），线框平面在运动中保持在竖直平面内，且cd 边保持水平。设cd 边刚进入磁场时，线框恰好开始做匀速运动。（g 取10m ／s 2） 求：（1）线框进入磁场前距磁场下边界的距离H 。 （2）线框由位置“Ⅰ”到位置“Ⅱ”的过程中，恒力F 做的功是多少？线框内产生的热量又是多少 ? a b d c l l
高考物理最新电磁学知识点之电磁感应易错题汇编含答案(2) 一、选择题 1．目前，我国正在大力推行ETC系统，ETC(ElectronicTallCollection)是全自动电子收费系统，车辆通过收费站时无须停车，这种收费系统每车收费耗时不到两秒，其收费通道的通行能力是人工收费通道的5至10倍，如图甲所示，在收费站自动栏杆前，后的地面各自铺设完全相同的传感器线圈A、B，两线圈各自接入相同的电路，如图乙所示，电路a、b端与电压有效值恒定的交变电源连接，回路中流过交变电流，当汽车接近或远离线圈时，线圈的自感系数发生变化，线圈对交变电流的阻碍作用发生变化，使得定值电阻R的c、d两端电压就会有所变化，这一变化的电压输入控制系统，控制系统就能做出抬杆或落杆的动作，下列说法正确的是() A．汽车接近线圈A时，c、d两端电压升高 B．汽车离开线圈A时，c、d两端电压升高 C．汽车接近线圈B时，c、d两端电压升高 D．汽车离开线圈B时，c、d两端电压降低 2．如图所示，闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从如图所示的位置匀速拉出匀强磁场．若第一次用0.3 s时间拉出，外力所做的功为W1，通过导线截面的电荷量为q1；第二次用0.9 s时间拉出，外力所做的功为W2，通过导线截面的电荷量为q2，则( ) A．W1
12．磁悬浮列车运行的原理是利用超导体的抗磁作用使列车向上浮起，同时通过周期性变换磁极方向而获得推进动力，其推进原理可简化为如图所示的模型，在水平面上相距L 的两根平行导轨间，有竖直方向且等距离分布的匀强磁场B 1和B 2，且B 1=B 2=B ，每个磁场的宽度都是l ，相间排列，所有这些磁场都以速度v 向右匀速运动，这时跨在两导轨间的长为L 宽为l 的金属框abcd （悬浮在导轨上方）在磁场力作用下也将会向右运动，设直导轨间距L = 0.4m ，B = 1T ，磁场运动速度为v = 5 m/s ，金属框的电阻R = 2Ω。试问：（1）金属框为何会运动，若金属框不受阻力时金属框将如何运动？（2）当金属框始终受到f = 1N 阻力时，金属框最大速度是多少？ （3）当金属框始终受到1N 阻力时，要使金属框维持最大速度，每秒钟需消耗多少能量？这些能量是谁提供的？ 8.如图所示，一正方形平面导线框abcd ，经一条不可伸长的绝缘轻绳与另一正方形平面导线框a 1b 1c 1d 1相连，轻绳绕过两等高的轻滑轮，不计绳与滑轮间的摩擦．两线框位于同一竖直平面内，ad 边和a 1d 1边是水平的．两线框之间的空间有一匀强磁场区域，该区域的上、下边界MN 和PQ 均与ad 边及a 1d 1边平行，两边界间的距离为h =78.40 cm ．磁场方向垂直线框平面向里．已知两线框的边长均为l = 40. 00 cm ，线框abcd 的质量为m 1 = 0. 40 kg ，电阻为R 1= 0. 80Ω。线框a 1 b 1 c 1d 1的质量为m 2 = 0. 20 kg ，电阻为R 2 =0. 40Ω．现让两线框在磁场外某处开始释放，两线框恰好同时以速度v =1.20 m/s 匀速地进入磁场区域，不计空气阻力，重力加速度取g =10 m/s 2. (1)求磁场的磁感应强度大小． (2)求ad 边刚穿出磁场时，线框abcd 中电流的大小． 5、 (20分）如图所示间距为 L 、光滑的足够长的金属导轨（金属导轨的电阻不计）所在斜面倾角为α两根同材料、长度均为 L 、横截面均为圆形的金属棒CD 、 PQ 放在斜面导轨上.已知CD 棒的质量为m 、电阻为 R , PQ 棒的圆截面的半径是CD 棒圆截面的 2 倍。磁感应强度为 B 的匀强磁场垂直于导轨所在平面向上两根劲度系数均为 k 、相同的弹簧一端固定在导轨的下端另一端连着金属棒CD 开始时金属棒CD 静止，现用一恒力平行于导轨所在平面向上拉金属棒 PQ ．使金属棒 PQ 由静止开始运动当金属棒 PQ 达到稳定时弹簧的形变量与开始时相同，已知金属棒 PQ 开始运动到稳定的过程中通过CD 棒的电量为q,此过程可以认为CD 棒缓慢地移动，已知题设物理量符合 αsin 5 4 mg BL qRk =的关系式，求此过程中(l ）CD 棒移动的距离； (2) PQ 棒移动的距离 (3) 恒力所做的功。 （要求三问结果均用与重力mg 相关的表达式来表示）. v
电磁感应---天津真题 (2005年)．（16分）图中MN 和PQ 为竖直方向的两平行长直金属导轨，间距l 为0.40m ，电阻不计。 导轨所在平面与磁感应强度B 为0.50T 的匀强磁场垂直。质量m 为6.0×10-3kg 、电阻为1.0Ω的金属杆ab 始终垂直于导轨，并与其保持光滑接触。导轨两端分别接有滑动变阻器和阻值为3.0Ω的电阻R 1。当杆ab 达到稳定状态时以速率v 匀速下滑，整个电路消耗的电功率P 为0.27W ，重力加速度取10m/s 2，试求速率v 和滑动变阻器接入电路部分的阻值R 2。 (2007年) 24.（18分）两根光滑的长直金属导轨MN 、M ′N ′平行置于同一水平面内，导轨间距为l ，电阻不计，M 、M ′处接有如图所示的电路，电路中各电阻的阻值均为R ，电容器的电容为C 。长度也为l 、阻值同为R 的金属棒ab 垂直于导轨放置，导轨处于磁感应强度为B 、方向竖直向下的匀强磁场中。ab 在外力作用下向右匀速运动且与导轨保持良好接触，在ab 运动距离为s 的过程中，整个回路中产生的焦耳热为Q 。求 （1）ab 运动速度v 的大小； （2）电容器所带的电荷量q 。 (2010年)11.（18分）如图所示，质量m 1=0.1kg ，电阻R 1=0.3Ω，长度l=0.4m 的导体棒ab 横放在U 型金属框架上。框架质量m 2=0.2kg ，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数μ=0.2，相距0.4m 的MM ’、NN ’相互平行，电阻不计且足够长。电阻R 2=0.1Ω的MN 垂直于MM ’。整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.5T 。垂直于ab 施加F=2N 的水平恒力，ab 从静止开始无摩擦地运动，始终与MM ’、NN ’保持良好接触，当ab 运动到某处时，框架开始运动。设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g 取10m/s 2. (1)求框架开始运动时ab 速度v 的大小； （2）从ab 开始运动到框架开始运动的过程中，MN 上产生的热量Q=0.1J ，求该过程ab 位移x 的大小。 a P
高考物理电磁学知识点之电磁感应易错题汇编含答案 一、选择题 1．如图所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为B．电阻为R、半径为L、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴以角速度ω匀速转动（O轴位于磁场边界）．则线框内产生的感应电流的有效值为 A． 2 2 BL R ω B． 2 2BLωC ． 2 2BLωD ． 2 4 BL R ω 2．如图所示，L是自感系数很大的线圈，但其自身的电阻几乎为零。A和B是两个完全相同的小灯泡。下列说法正确的是（） A．接通开关S瞬间，A灯先亮，B灯不亮 B．接通开关S后，B灯慢慢变亮 C．开关闭合稳定后，突然断开开关瞬间，A灯立即熄灭、B灯闪亮一下 D．开关闭合稳定后，突然断开开关瞬间，A灯、B灯都闪亮一下 3．如图所示，把金属圆环在纸面内拉出磁场，下列叙述正确的是（） A．将金属圆环向左拉出磁场时，感应电流方向为逆时针 B．不管沿什么方向将金属圆环拉出磁场时，感应电流方向都是顺时针 C．将金属圆环向右匀速拉出磁场时，磁通量变化率不变 D．将金属圆环向右加速拉出磁场时，受到向右的安培力 4．如图所示，铁芯P上绕着两个线圈A和B， B与水平光滑导轨相连，导体棒放在水平导轨上。A中通入电流i（俯视线圈A，顺时针电流为正），观察到导体棒向右加速运动，则A中通入的电流可能是（）
A ． B ． C ． D ． 5．如图所示的电路中，电源的电动势为E ，内阻为r ，电感L 的电阻不计，电阻R 的阻值大于灯泡D 的阻值，在0t =时刻闭合开关S ，经过一段时间后，在1t t =时刻断开S ，下列表示灯D 中的电流（规定电流方向A B →为正）随时间t 变化的图像中，正确的是（ ） A ． B ． C ． D ． 6．如图所示，abcd 是边长为L ，每边电阻均相同的正方形导体框，今维持线框以恒定的速度v 沿x 轴运动，并穿过倾角为45°的三角形匀强磁场区域，磁场的磁感应强度为B ，方向垂直纸面向里。线框b 点在O 位置时开始计时，则在2L t v = 时间内，a 、b 两点的电势差U 随时间t 的变化图线为（ ）
电磁感应计算题专题 计算题 （共15小题） 1. 如图13-17所示，两根足够长的固定平行金属导轨位于同一水平面内，导轨间的中距离为L ，导轨上横放着两根导体棒ab 和cd.设两根导体棒的质量皆m ，电阻皆为R ，导轨光滑且电阻不计，在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场，磁感强度为B 。开始时ab 和cd 两导体棒有方向相反的水平初速，初速大小分别为v 0和2v 0，求： （1）从开始到最终稳定回路中产生的焦耳热。 （2）当ab 棒的速度大小变为 4 v 时，回路中消耗的电功率。 2. 如图13-18所示，在空中有一水平方向的匀强磁场区域， 区域的上下边缘间距为h ，磁感强度为B 。有一宽度为b(b ＜h ＝、长度为L ，电阻为R 。质量为m 的矩形导体线圈紧贴磁场区域的上边缘从静止起竖直下落，当线圈的PQ 边到达磁场 下边缘时，恰好开始做匀速运动。求： （1）线圈的MN 边刚好进入磁场时，线圈的速度大小。 （2）线圈从开始下落到刚好完全进入磁场，经历的时间。 3. 水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置，问距为L ，一端通过导线与阻值为R 的电阻连接；导轨上放一质量为m 的金属杆（见右上图），金属杆与导轨的电阻忽略不计；均匀磁场竖直向下.用与导轨平行的恒定拉力F 作用在金属杆上，杆最终将做匀速运动.当改变拉力的大小时，相对应的匀速运动速度v 也会变化，v 与F 的关系如右下图.（取重力加速度g=10m/s 2） （1）金属杆在匀速运动之前做什么运动？ （2）若m=0.5kg,L=0.5m,R=0.5Ω；磁感应强度B 为多大？ （3）由v —F 图线的截距可求得什么物理量？其值为多少？ 4. 如图1所示，两根足够长的直金属导轨MN 、PQ 平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上，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 图13-17 图13-18
第十一章电磁感应错题集 一、主要内容：电磁感应现象、自感现象、感应电动势、磁通量的变化率等基本概念，以及法拉第电磁感应定律、楞次定律、右手定则等规律。 二、基本方法：要求能够从空间想象的角度理解法拉第电磁感应定律。用画图的方法将题目中所叙述的电磁感应现象表示出来。能够将电磁感应现象的实际问题抽象成直流电路的问题；能够用能量转化和守恒的观点分析解决电磁感应问题；会用图象表示电磁感应的物理过程，也能够识别电磁感应问题的图像。 三、错解分析：错误主要表现在：概念理解不准确；空间想象出现错误；运用楞次定量和法拉第电磁感应定律时，操作步骤不规范；不会运用图像法来研究处理，综合运用电路知识时将等效电路图画错。 例1 长为a宽为b的矩形线圈，在磁感强度为B的匀强磁场中垂直于磁场的OO′轴以恒定的角速度ω旋转，设t= 0时，线圈平面与磁场方向平行，则此时的磁通量和磁通量的变化率分别是[] 错解：t=0时，线圈平面与磁场平行、磁通量为零，对应的磁通量的变化率也为零，选A。 错解原因：磁通量Φ=BS⊥BS（S⊥是线圈垂直磁场的面积），磁通量的变化ΔΦ=Φ2-Φ1，两者的物理意义截然不同，不能理解为磁通量为零，磁通量的变化率也为零。 分析解答：实际上，线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴转动时，产生交变电动势e=εm cosωt=Babωcosωt。当t=0时，cosωt=1，虽然磁通量 可知当电动势为最大值时，对应的磁通量的变化率也最大，即 评析：弄清概念之间的联系和区别，是正确解题的前提条件。在电磁感应中要弄清 磁通量Φ、磁通量的变化ΔΦ以及磁通量的变化率ΔΦ/Δt之间的联系和区别。 例2 在图11－1中，CDEF为闭合线圈，AB为电阻丝。当滑动变阻器的滑动头向 下滑动时，线圈CDEF中的感应电流在G处产生的磁感强度的方向是“·”时，电源的 哪一端是正极？
电磁感应计算题复习专题 1 ?阻值为R =4Q 的电阻连接在图甲电路中，并放置于粗糙水平面上。电路有一边长为厶=lm,阻值厂=1 Q 的正方形区域CDEF,放置在边长为2厶的竖直向下正方形磁场中，磁感应强度3大小随时间变化如图 乙所示，线框始终静止不动。其他部分电阻不计。求: t =3s 吋通过电阻R 的电流方向及R 两端的电压U. 2.足够长的、间距为厶=lm 的光滑平行金属导轨CD 、EF 水平放置，导轨间有竖直向下的匀强磁场，磁 感应强 度5=0.5To 质量〃尸0.1kg,电阻为r =1 Q 的金属棒ah 垂直导轨放置且与导轨接触良好。已知电阻 阻值为R=4Q 。金属棒必在水平恒力F 的作用下由静I 上开始向右运动，当金属棒必达到最大速度v 时, 电阻人的电功率P=4Wo 其他部分电阻不计。求： （1）金属棒必的电流方向和最大速度u 的大小。 （2） 水平恒力F 的大小。 （3） 当达到最大速度后撤去水平恒力F,金属棒〃运动直至到停止过 程中 电路产生的热量0。 3.竖直放置的平行金属板M 、N 相距d=0.2m,板长L 0=5m,板间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度3 =0.5T,极 板按如图所示的方式接入电路。足够长的、间距为厶=lm 的光滑平行金属导轨CD 、EF 水平放 置，导轨间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度也为3。电阻为厂=1Q 的金属棒ob 垂直导轨放置且与导 轨接触良好。己知滑动变阻器的总阻值为R=4Q,滑片P 的位置位于变阻器的中点。有一个质量为加=1.0 X10池g 、电荷量为g=+2.0X10叱 的带电粒子，从两板屮间左端以初速度v 0 =10m/5沿中心线水平射入 ---- c C 7 — V D A X X R X X XXX > r D XXX F (1) (2) t =3s 时线框受到的安培力F 的大小和方向。 (3) 0?3s 内整个电路的发热暈Qo X x Dx X X X X B X X X X X x Fx X Ci 乙 Ei
高考物理电磁学知识点之电磁感应易错题汇编附答案解析 一、选择题 1．在水平桌面上，一个圆形金属框置于匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，磁感应强度 B1随时间t的变化关系如图甲所示，0～1 s内磁场方向垂直线框平面向下，圆形金属框与两根水平的平行金属导轨相连接，导轨上放置一根导体棒，且与导轨接触良好，导体棒处于另一匀强磁场B2中，如图乙所示，导体棒始终保持静止，则其所受的摩擦力F f随时间变化的图像是下图中的(设向右的方向为摩擦力的正方向) ( ) A．B． C．D． 2．如图所示，A和B是电阻为R的电灯，L是自感系数较大的线圈，当S1闭合、S2断开且电路稳定时，A、B亮度相同，再闭合S2，待电路稳定后将S1断开，下列说法中，正确的是（） A．B灯逐渐熄灭 B．A灯将比原来更亮一些后再熄灭 C．有电流通过B灯，方向为c→d D．有电流通过A灯，方向为b→a 3．如图所示，闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从如图所示的位置匀速拉出匀强磁场．若第一次用0.3 s时间拉出，外力所做的功为W1，通过导线截面的电荷量为q1；第二次用0.9 s时间拉出，外力所做的功为W2，通过导线截面的电荷量为q2，则( )
A．W1
高二物理计算题专题训练（一）（电磁感应） 1．如图所示，由粗细相同的导线制成的正方形线框边长为L ，每条边的电阻均为R ，其中ab 边材料的密度较大，其质量为m ，其余各边的质量均可忽略不计．线框可绕与cd 边重合的水平轴O O '自由转动，不计空气 阻力及摩擦．若线框从水平位置由静止释放，经历时间t 到达竖直位置，此时ab 边的速度大小为v ．若线框始终处在方向竖直向下、磁感强度为B 的匀强磁场中，重力加速度为g ．求： （1）线框在竖直位置时，ab 边两端的电压及所受安培力的大小； （2）在这一过程中，通过线框导线横截面的电荷量。 2．如图所示PQ 、MN 为足够长的两平行金属导轨,它们之间连接一个阻值 Ω=8R 的电阻;导轨间距为kg m m L 1.0;1==一质量为,电阻Ω=2r ,长约m 1的均 匀金属杆水平放置在导轨上,它与导轨的滑动摩擦因数5 3 = μ,导轨平面的倾角为0 30=θ在垂直导轨平面方向有匀强磁场,磁感应强度为0.5T B =,今让 R B
金属杆AB由静止开始下滑从杆静止开始到杆AB恰好匀速运动的过程中经过杆的电量1C q ,求: (1)当AB下滑速度为s 2时加速度的大小 m/ (2)AB下滑的最大速度 (3)从静止开始到AB匀速运动过程R上产生的热量 3.如图所示，一个很长的竖直放置的圆柱形磁铁，在其外部产生一个中心辐射的磁场（磁场水平向外），其大小为B=k/r（其中r为辐射半径——考察点到圆柱形磁铁中心轴线的距离，k为常数），设一个与磁铁同轴的圆形铝环，半径为R（大于圆柱形磁铁的半径），圆环通过磁场由静止开始下落，下落过程中圆环平面始终水平，已知铝丝电阻为R0，质量为m，当地的重力加速度为g，试求： （1）圆环下落的速度为v时的电功率多大 （2）圆环下落的最终速度v m是多大 （3）如果从开始到下落高度为h时，速度最大，经 历的时间为t，这一过程中圆环中电流的有效值 I是多大
电磁感应计算题专项训练 【注】该专项涉及规律：感应电动势、欧姆定律、牛顿定律、动能定理 1、( 2010重庆卷)法拉第曾提出一种利用河流发电的设想，并进行了实验研究。实验装置 的示意图如图所示，两块面积均为 S 的矩形金属板，平行、正对、竖直地全部浸在河水中, 间距为d 。水流速度处处相同，大小为 v ,方向水平。金属板与水流方向平行。地磁场磁感应强度的竖直分量为 B,水的电阻率为 p 键 K 连接到两金属板上。忽略边缘效应，求: (1) 该发电装置的电动势； (2) 通过电阻R 的电流强度； (3) 电阻R 消耗的电功率 水面上方有一阻值为 R 的电阻通过绝缘导线 和电 2、(2007天津)两根光滑的长直金属导轨 MN MN'平行置于同一水平面内，导轨间距为 I , 电阻不计。M M 处接有如图所示的电路，电路中各电阻的阻值均为 R,电容器的电容为 C 。 现有长度也为I ,电阻同为R 的金属棒ab 垂直于导轨放置，导轨处于磁感应强度为 B 方向 竖直向下的匀强磁场中。ab 在外力作用下向右匀速运动且与导轨保持良好接触，在 ab 在运 动距离为s 的过程中，整个回路中产生的焦耳热为 Q 求：⑴ab 运动速度v 的大小；⑵电容 3、( 2010江苏卷)如图所示，两足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距为 L , 一理想电流表 与两导轨相连，匀强磁场与导轨平面垂直。一质量为 m 有效电阻为R 的导体棒在距磁场上 边界h 处由静止释放。导体棒进入磁场后，流经电流表的电流逐渐减小，最终稳定为 I 。整 个运动过程中，导体棒与导轨接触良好，且始终保持水平，不计导轨的电阻。求： ⑴磁感应强度的大小 B; ⑵ 电流稳定后，导体棒运动速度的大小 v ； ⑶ 流经电流表电流的最大值 I m 器所带的电荷量q 。
高考物理复习法拉第电磁感应定律专项易错题及答案解析 一、法拉第电磁感应定律 1．如图所示，垂直于纸面的匀强磁场磁感应强度为B。纸面内有一正方形均匀金属线框abcd，其边长为L，总电阻为R，ad边与磁场边界平行。从ad边刚进入磁场直至bc边刚要进入的过程中，线框在向左的拉力作用下以速度v匀速运动，求： （1）拉力做功的功率P； （2）ab边产生的焦耳热Q. 【答案】(1)P= 222 B L v R （2）Q= 23 4 B L v R 【解析】 【详解】 （1）线圈中的感应电动势 E=BLv 感应电流 I=E R 拉力大小等于安培力大小 F=BIL 拉力的功率 P=Fv= 222 B L v R （2）线圈ab边电阻 R ab= 4 R 运动时间 t=L v ab边产生的焦耳热 Q=I2R ab t = 23 4 B L v R 2．如图，水平面（纸面）内同距为l的平行金属导轨间接一电阻，质量为m、长度为l的金属杆置于导轨上，t＝0时，金属杆在水平向右、大小为F的恒定拉力作用下由静止开始
运动．0t 时刻，金属杆进入磁感应强度大小为B 、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域，且在磁场中恰好能保持匀速运动．杆与导轨的电阻均忽略不计，两者始终保持垂直且接触良好，两者之间的动摩擦因数为μ．重力加速度大小为g ．求 （1）金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小； （2）电阻的阻值． 【答案】0F E Blt g m μ??=- ??? ； R =220 B l t m 【解析】 【分析】 【详解】 （1）设金属杆进入磁场前的加速度大小为a ，由牛顿第二定律得：ma=F-μmg ① 设金属杆到达磁场左边界时的速度为v ，由运动学公式有：v =at 0 ② 当金属杆以速度v 在磁场中运动时，由法拉第电磁感应定律，杆中的电动势为:E=Blv ③ 联立①②③式可得:0F E Blt g m μ?? =- ??? ④ （2）设金属杆在磁场区域中匀速运动时，金属杆的电流为I ，根据欧姆定律：I=E R ⑤ 式中R 为电阻的阻值．金属杆所受的安培力为：f BIl = ⑥ 因金属杆做匀速运动，由牛顿运动定律得：F –μmg–f=0 ⑦ 联立④⑤⑥⑦式得: R =220 B l t m 3．水平面上平行固定两长直导体导轨MN 和PQ ，导轨宽度L =2m ，空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B =0.5T ，在垂直于导轨方向静止放置两根导体棒1和2，其中1的质量M =4kg,有效电阻R =0.6Ω，2的质量m =1kg ，有效电阻r =0.4Ω，现使1获得平行于导轨的初速度v 0=10m/s ，不计一切摩擦，不计其余电阻，两棒不会相撞．请计算： （1）初始时刻导体棒2的加速度a 大小． （2）系统运动状态稳定时1的速度v 大小． （3）系统运动状态达到稳定的过程中，流过导体棒1某截面的电荷量q 大小．
电磁感应计算题 1、如图所示,两根相距Ｌ平行放置的光滑导电轨道,与水平面的夹角为θ,轨道间有电阻R,处于磁感应强度为Ｂ、方向垂直轨道向上的匀强磁场中,一根质量为m 、电阻为r 的金属杆ab,由静止开始沿导电轨道下滑,设下滑过程中杆ab 始终与轨道保持垂直,且接触良好,导电轨道有足够的长度且电阻不计,求: (1)金属杆的最大速度就是多少; (2)当金属杆的速度刚达到最大时,金属杆下滑的距离为S,求金属杆在此过程中克服安培力做的功; (3)若开始时就给杆ab 沿轨道向下的拉力Ｆ使其由静止开始向下做加速度为a 的匀加速运动(a>gsinθ),求拉力Ｆ与时间t 的关系式？ 2、如图所示,水平面上有两电阻不计的光滑金属导轨平行固定放置,间距d 为0、5 m,左端通过导线与阻值为2 Ω的电阻R 连接,右端通过导线与阻值为4 Ω的小灯泡L 连接,在CDEF 矩形区域内有竖直向上的匀强磁场,CE 长为2 m,CDEF 区域内磁场的磁感应强度B 随时间变化如图所示,在t ＝0时,一阻值为2 Ω的金属棒在恒力F 作用下由静止开始从AB 位置沿导轨向右运动,当金属棒从AB 位置运动到EF 位置过程中,小灯泡的亮度没有发生变化,求: (1)通过小灯泡的电流强度; (2)恒力F 的大小; (3)金属棒的质量。 R B a b θ θ
3.如图甲所示,电阻不计的光滑平行金属导轨相距L=0.5m,上端连接R=0、5Ω的电阻,下端连接着电阻不计的金 属卡环,导轨与水平面的夹角θ=30°.导轨间虚线区域存在方向垂直导轨平面向上的磁场,其上、下边界之间的距离S =10m,磁感应强度的B -t 图如图乙所示。长为L 且质量为m=0.5kg 的金属棒ab 的电阻不计,垂直导轨放置于距离磁场上边界d =2.5m 处,与导轨始终接触良好.在t =0时刻棒由静止释放,滑至导轨底端被环卡住不动,g 取10m/s 2,求: (1)棒运动到磁场上边界的时间; (2)棒进入磁场时受到的安培力; (3)在0—5s 时间内电路中产生的焦耳热。 4如图所示,质量为M 的导体棒ab 的电阻为r ,水平放在相距为l 的竖直光滑金属导轨上.导轨平面处于磁感应强度大小为B 、方向垂直于导轨平面向外的匀强磁场中.左侧就是水平放置、间距为d 的平行金属板.导轨上方与一可变电阻R 连接,导轨电阻不计,导体棒与导轨始终接触良好.重力加速度为g. (1)调节可变电阻的阻值为R 1=3r ,释放导体棒,当棒沿导轨匀速下滑时,将带电量为+q 的微粒沿金属板间的中 心线水平射入金属板间,恰好能匀速通过.求棒下滑的速率v 与带电微粒的质量m . (2)改变可变电阻的阻值为R 2=4r ,同样在导体棒沿导轨匀速下滑时,将该微粒沿原来的中心线水平射入金属板 间,若微粒最后碰到金属板并被吸收.求微粒在金属板间运动的时间t . 乙 t/s 1
电磁感应计算题专题 命题人：蓝杏芳 学号________. 姓名________. 四.计算题 （共15小题） 1. 如图13-17所示，两根足够长的固定平行金属导轨位于同一水平面内，导轨间的中距离为L ，导轨上横放着两根导体棒ab 和cd.设两根导体棒的质量皆m ，电阻皆为R ，导轨光滑且电阻不计，在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场，磁感强度为B 。开始时ab 和cd 两导体棒有方向相反的水平初速，初速大小分别为v 0和2v 0，求： （1）从开始到最终稳定回路中产生的焦耳热。 （2）当ab 棒的速度大小变为4 0v 时，回路中消耗的电功率。 2. 如图13-18所示，在空中有一水平方向的匀强磁场区域，区域的上下边缘间距为h ，磁感强度为B 。有一宽度为b(b ＜h ＝、长度为L ，电阻为R 。质量为m 的矩形导体线圈紧贴磁场区域的上边缘从静止起竖直下落，当线圈的PQ 边到达磁场 下边缘时，恰好开始做匀速运动。求： （1）线圈的MN 边刚好进入磁场时，线圈的速度大小。 （2）线圈从开始下落到刚好完全进入磁场，经历的时间。 3. 水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置，问距为L ， 一端通过导线与阻值为R 的电阻连接；导轨上放一质量为m 的金属杆（见右上图），金属杆与导轨的电阻忽略不计；均匀磁场竖直向下.用与导轨平行的恒定拉力F 作用在金属杆上，杆最终将做匀速运动.当改变拉力的大小时，相对应的匀速运动速度v 也会变化，v 与F 的关系如右下图.（取重力加速度g=10m/s 2） （1）金属杆在匀速运动之前做什么运动？ （2）若m=0.5kg,L=0.5m,R=0.5Ω；磁感应强度B 为多大？ （3）由v —F 图线的截距可求得什么物理量？其值为多少？ 4. 如图1所示，两根足够长的直金属导轨MN 、PQ 平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上，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 图13-17 图13-18
一、法拉第电磁感应定律 1．如图所示，电阻不计的相同的光滑弯折金属轨道MON 与M O N '''均固定在竖直平面内，二者平行且正对，间距为L =1m ，构成的斜面ONN O ''跟水平面夹角均为30α =?，两 侧斜面均处在垂直斜面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小均为B =0.1T ．t =0时，将长度也为L =1m ，电阻R =0.1Ω的金属杆ab 在轨道上无初速释放．金属杆与轨道接触良好，轨道足够长．重力加速度g =10m/s 2；不计空气阻力，轨道与地面绝缘． （1）求t =2s 时杆ab 产生的电动势E 的大小并判断a 、b 两端哪端电势高 （2）在t =2s 时将与ab 完全相同的金属杆cd 放在MOO'M'上，发现cd 杆刚好能静止，求ab 杆的质量m 以及放上cd 杆后ab 杆每下滑位移s =1m 回路产生的焦耳热Q 【答案】(1) 1V ；a 端电势高；(2) 0.1kg ； 0.5J 【解析】 【详解】 解：(1)只放ab 杆在导轨上做匀加速直线运动，根据右手定则可知a 端电势高； ab 杆加速度为：a gsin α= 2s t =时刻速度为：10m/s v at == ab 杆产生的感应电动势的大小：0.1110V 1V E BLv ==??= (2) 2s t =时ab 杆产生的回路中感应电流：1A 5A 220.1 E I R = ==? 对cd 杆有：30mgsin BIL ?= 解得cd 杆的质量：0.1kg m = 则知ab 杆的质量为0.1kg 放上cd 杆后，ab 杆做匀速运动，减小的重力势能全部产生焦耳热 根据能量守恒定律则有： 300.11010.5J 0.5J Q mgh mgs sin ==?=???= 2．如图所示，两根相距为L 的光滑平行金属导轨CD 、EF 固定在水平面内，并处在竖直向下的匀强磁场中，导轨足够长且电阻不计．在导轨的左端接入阻值为R 的定值电阻，将质量为m 、电阻可忽略不计的金属棒MN 垂直放置在导轨上，可以认为MN 棒的长度与导轨宽度相等，且金属棒运动过程中始终与导轨垂直并接触良好，不计空气阻力．金属棒MN 以恒定速度v 向右运动过程中，假设磁感应强度大小为B 且保持不变，为了方便，可认为导体棒中的自由电荷为正电荷．
法拉第电磁感应定律练习题 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、丙会产生感应电流，乙、丁不会产生感应电流 1．关于感应电动势大小的下列说法中，正确的是 [ ] A．线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大 B．线圈中磁通量越大，产生的感应电动势一定越大 C．线圈放在磁感强度越强的地方，产生的感应电动势一定越大 D．线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势越大 2．与x轴夹角为30°的匀强磁场磁感强度为B(图1)，一根长l的金属棒在此磁场中运动时始终与z轴平行，以下哪些情况可在棒中得到方向相同、大小为Blv的电动势 [ ] A．以2v速率向+x轴方向运动 B．以速率v垂直磁场方向运动 4．单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场，若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图3所示 [ ] A．线圈中O时刻感应电动势最大 B．线圈中D时刻感应电动势为零 C．线圈中D时刻感应电动势最大 D．线圈中O至D时间内平均感电动势为0.4V 5．一个N匝圆线圈，放在磁感强度为B的匀强磁场中，线圈平面跟磁感强度方向成30°角，磁感强度随时间均匀变化，线圈导线规格不变，下列方法中可使线圈中感应电流增加一倍的是 [ ]
A．将线圈匝数增加一倍 B．将线圈面积增加一倍 C．将线圈半径增加一倍 D．适当改变线圈的取向 6．如图4所示，圆环a和圆环b半径之比为2∶1，两环用同样粗细的、同种材料的导线连成闭合回路，连接两圆环电阻不计，匀强磁场的磁感强度变化率恒定， 则在a环单独置于磁场中和b环单独置于磁场中两种情况下，M、N两点的 电势差之比为 [ ] A．4∶1 B．1∶4 C．2∶1 D．1∶2 8．如图5所示，相距为l，在足够长度的两条光滑平行导轨上，平行放置着质量和电阻均相同的两根滑杆ab和cd，导轨的电阻不计，磁感强度为B的匀强磁场的方向垂直于导轨平面竖直向下，开始时，ab和cd都处于静止状态，现ab杆上作用一个水平方向的恒力F，下列说法中正确的是 [ ] A．cd向左运动 B．cd向右运动 C．ab和cd均先做变加速运动，后作匀速运动 D．ab和cd均先做交加速运动，后作匀加速运动 9．如图6所示，RQRS为一正方形导线框，它以恒定速度向右 进入以MN为边界的匀强磁场，磁场方向垂直线框平面，MN线与线 框的边成45°角，E、F分别为PS和PQ的中点，关于线框中的感应电流 [ ] A．当E点经过边界MN时，感应电流最大 B．当P点经过边界MN时，感应电流最大 C．当F点经过边界MN时，感应电流最大 D．当Q点经过边界MN时，感应电流最大 10．如图7所示，平行金属导轨的间距为d，一端跨接一阻值为R的电阻，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于平行轨道所在平面。一根长直金属棒与轨道成60°角放置，且接触良好，则当金属棒以垂直于棒的恒定速度v沿金属轨道滑行时，其它电阻不计，电阻R 中的电流强度为 [ ]