1995-2005年电磁感应高考试题
1. (95)两根相距d=0.20米的平行金属长导轨固定在同一水平面
内,并处于竖直方向的匀强磁场中,磁场的磁感应强度B=0.2特,导
轨上面横放着两条金属细杆,构成矩形回路,每条金属细杆的电阻
为r=0.25欧,回路中其余部分的电阻可不计.已知两金属细杆在平
行于导轨的拉力的作用下沿导轨朝相反方向匀速平移,速度大小都是v=5.0米/秒,如图13所示.不计导轨上的摩擦.
(1)求作用于每条金属细杆的拉力的大小.
(2)求两金属细杆在间距增加0.40米的滑动过程中共产生的热量.
2. (96)一平面线圈用细杆悬于P点，开始时细杆处于水平位置，释
放后让它在如图所示的匀强磁场中运动。已知线圈平面始终与纸面
垂直，当线圈第一次通过位置Ⅰ和位置Ⅱ时，顺着磁场的方向看去，
线圈中感应电流的方向分别为( )。
位置Ⅰ位置Ⅱ
(A)逆时针方向逆时针方向
(B)逆时针方向顺时针方向
(C)顺时针方向顺时针方向
(D)顺时针方向逆时针方向
3. (96)右图中abcd为一边长为l、具有质量的刚性导线框，位于水平面内，bc边中串接有电阻R，导线的电阻不计。虚线表示一匀强磁场区域的边界，它与线框的ab边平行。磁场区域的宽度为2l，磁感应强度为B，方向竖直向下。线框在一垂直于ab边的水平恒定拉力作用下，沿光滑水平面运动，直到通过磁场区域。已知ab边刚进入磁场时，线框便变为匀速运动，此时通过电阻R的电流的大小为i0，试在右图的i－x坐标上定性画出:从导线框刚进入磁场到完全离开磁场的过程中，流过电阻R的电流i的大小随ab边的位置坐标x变化的曲线。
4．(98上海)如图所示，在一固定的圆柱形磁铁的N极附近置一水
平线圈abcd，磁铁轴线与线圈水平中心线xx′轴重合。下列说法正确的是
A．当线圈刚沿xx ′轴向右平移时，线圈中有感应电流，方向a
b
d
c
x x′
为abcda
B ．当线圈刚绕xx ′轴转动时（ad 向外，bc 向里），线圈中有感应电流，方向为abcda
C ．当线圈刚沿垂直纸面方向向外平移时，线圈中有感应电流，方向为adcba
D ．当线圈刚绕yy ′轴转动时（ab 向里，cd 向外），线圈中有感应电流，方向为abcda 5．(98上海)将一个矩形金属线框折成直角框架abcdefa ，置于倾角为α37°的斜面上，
ab 与斜面的底线MN 平行，如图所示。ab=bc=cd=de=ef=fd=0.2米，线框总电阻为R =0．02欧，ab 边和de 边的质量均为m =0．01千克，其余四边的质量忽略不计。框
架可绕过c 、f 点的固定轴转动。现从t =0时刻开始沿斜面向上加一随时间均匀增加的、范围足够大的匀强磁场，磁感强度与时间的关系为
B =0．5t 特，磁场方向与cdef 面垂直。
(1)求线框中感应电流的大小，并在ab 段导线上画出感应电流的方向。
(2)t 为何值时框架将开始绕其固定轴转动? (cos37°=0.8，sin30°=0.6，g =10米/秒
2)
6．(99)一匀强磁场，磁场方向垂直纸面，规定向里的方向为正在磁场中有一细金属圆环，线圈平面位于纸面内，如图1所示。现令磁感强度B 随时间t 变化，先按图2中所示的Oa 图线变化，后来又按图线bc 和cd 变化，令，分别表示这三段变化过程中感应电动势的大小，l 1，l 2，l 3分别表示对应的感应电流，则
A.ε1＞ε2，I 1沿逆时针方向，I 2沿顺时针方向
B.ε1＜ε2，I 1沿逆时针方向，I 2沿顺时针方向
C.ε1＜ε2，I 2沿顺时针方向，I 3沿逆时针方向
D.ε1=ε2，I 2沿顺时针方向，I 3沿顺时针方向 7、(00上海)如图（a ），圆形线圈P 静止在水平桌面上，其正上方悬挂一相同的线圈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N ，则
（A ）t 1时刻N>G
（B ）t 2时刻N>G
M N
B
a b
c
d e
f
α
（C）t3时刻N 8、(00上海)如图所示，固定于水平桌面上的金属框架cdef，处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒ab搁在框架上，可无摩擦滑动。此时adeb构成一个边长为l的正方形。棒 的电阻为r，其余部分电阻不计。开始时磁感强度为B0。 （1）若从t=0时刻起，磁感强度均匀增加，每秒增加为k，同时保持棒静止。求棒中的感应电流。在图上标出感应电流的方向。 （2）在上述（1）情况中，始终保持静止，当t=t1秒末时需加的垂直于棒的水平拉力为多大？ （3）若从t=0时刻起，磁感强度逐渐减小，当棒以恒定速度v向右作匀速运动时，可使棒中不产生感应电流，则磁感强度应怎样随时间变化（写出B与t的关系式）？9．(00天津)空间存在以ab、cd为边界的匀强磁场区域，磁感 强度大小为B，方向垂直纸面向外，区域宽为 1 l，瑞有一矩形线 框处在图中纸面内，它的短边与ab重合，长度为 2 l，长边的长 度为2 1 l，如图所示，某时刻线框以初速v沿与ab垂直的方向 进入磁场区域，同时某人对线框施以作用力，使它的速度大小 和方向保持不变，设该线框的电阻为R，从线框开始进入磁场 到完全离开磁场的过程中，人对线框作用力所做的功等 于。 10．(00天津)一小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定 的角速度ω绕垂直于磁场方向的固定轴转动，线圈匝数 100 = n，穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间按正弦规律变 化，如图所示，发电机内阻Ω =0.5 r，外电路电阻 Ω =95 R，已知感应电动势的最大值Φ =ω n E m ，其中 m Φ为穿 过每匝线圈磁通量的最大值，求串联在外电路中的交流电流表（内阻不计）的读数。 11．(00广东)空间存在以ab、cd为边界的匀强磁场区域，磁感强度大小为凡方向垂直纸面向外，区域宽为l1、现有一矩形线框处在图中纸面内，它 的短边与ab重合，长度为l2长边的长度为2l1，如图所 示。某时刻线框以初速v沿与ab垂直的方向进入磁场区 域，同时某人对线框施以作用力，使它的速度大小和方向保持不变，设该线框的电阻为R。从线框开始进入磁场到完全离开磁场的过程中，人对线框作用力所做的功等于___________________________. 13．(01上海)如图所示，有两根和水平方向成。角的光滑平行的金属轨道，上端接有可变电阻R，下端足够长，空间有垂直于轨道平面的匀强磁场，磁感强度为及一根质量为m的金属杆从轨道上由静止滑下。经过足够长的时间后，金属杆的速度会趋近于一个最大速度几，则( ) （A）如果B增大，v m将变大 （B）如果α变大，v m将变大 （C）如果R变大，v m将变大 （D）如果m变小，v m将变大 14．(01上海)如图所示是一种延时开关，当S 1闭合时，电磁铁F 将衔铁D吸下，C线路接通。当S1断开时，由于电磁感应作用，D 将延迟一段时间才被释放。则( ) （A）由于A线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用 （B）由于B线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用 （C）如果断开B线圈的电键S2，无延时作用 （D）如果断开B线圈的电键S2，延时将变长 15．(01上海)半径为a的圆形区域内有均匀磁场，磁感强 度为B＝0.2T，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L1、L2，两灯的电阻均为 R0＝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v0＝5m/s的速率在环上向右匀速滑动， 求棒滑过圆环直径OO’的瞬时（如图所示）MN中的电动势和流过灯L1的电流。 （2）撤去中间的金属棒MN将右面的半圆环OL2O’以OO’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 /Ω）T/s，求L1的功率。 16.(01春季)两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内，两导轨间的距离为l。导轨上面横放着两根导体棒cd ab和，构成矩形回路，如图所示．两根.导体棒的质量皆为m，电阻皆为R，回路中其余部分的电阻可不计．在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B．设两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行．开始时，棒cd静止，棒ab有指向棒cd的初速度 v（见图）．若两导体棒在运动中始终不接触，求： （1）在运动中产生的焦耳热最多是多少． （2）当ab 棒的速度变为初速度的 4 3时，cd 棒的加速度是多少？ 17． (01理综)电磁流量计广泛应用于测量可导电流体（如污水）在管中的流量（在单位时间内通过管内横截面的流体的体积）。为了简化，假设流量计是如图所示的横截面为长方形的一段管道，其中空部分的长、宽、高分别为图中的a 、b 、c ，流量计的两端与输送液体的管道相连接（图中虚线）。图中流量计的上下两面是金属材料，前后两面是绝缘材料，现于流量计所在处加磁感强度为B 的匀强磁场，磁场方向垂直于前后两面。当导电液体稳定地流经流量计时，在管外将流量计上、下两表面分别与一串接了电阻R 的电流表的两端连接，I 表示测得的电流值。已知流体的电阻率为ρ，不计电流表的内阻，则可求得流量为 A ．)(a c bR B I ρ + B ． )(c b aR B I ρ + C ． )(b a cR B I ρ + D ． )(a bc R B I ρ + 17(02理综).图中EF 、GH 为平行的金属导轨，其电阻可不 计，R 为电阻器，G 为电容器，AB 为可在EF 和GH 上滑动的导体横杆。有均匀磁场垂直与导轨平面。若用I 1和I 2分别表示图中该处导线中的电流，则当横杆AB A. 匀速滑动时，I 1=0，I 2=0 B. 匀速滑动时，I 1≠0，I 2≠0 C. 加速滑动时，I 1=0，I 2=0 D. 加速滑动时，I 1≠0，I 2≠0 18.(02春季)磁铁在电器中有广泛的应用，如发电机，如图所示，已知一台单和发电机转子导线框共有N 匝，线框长为l 1，宽为l 2，转子的转动角速度为ω，磁极间的磁感强度为B ，试导出发电机的瞬时电动热E 的表达式。现在知道有一种强水磁材料钕铁硼，用它制成发电机的磁极时，磁感强度可增大到原来的K 倍，如果保持发电机结构和尺寸，转子转动角速度，需产生的电动热都不变，那么这时转子上的导线框需要多少匝？ 19.如图所示，半径为R 、单位长度电阻为λ的均匀导电圆环固定在水平面上，圆环中心 为O 。匀强磁场垂直水平方向向下，磁感强度为B 。平行于直径MON 的导体杆，沿垂直于杆的方向向右运动。杆的电阻可以忽略不计，杆与圆环接触良好。某时刻，杆的位置如图，∠aob=2θ，速度为v 。求此时刻作用在杆上的安培力的大小。 20．(03上海)粗细均习的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行。 现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如图所示，则在移出过程中线框的一边a 、b 两点间电势差绝对值最大的是（ ） 21．(03上海)如图所示，OACO 为置于水平面内的光滑闭合金属导轨，O 、C 处分别接 有短 电阻丝（图中粗线表法），R 1= 4Ω、R 2=8Ω（导轨其它部分电阻不计）。导轨OAC 的形 状 满足方程)3 sin( 2x y π =（单位：m ） 。磁感强度B=0.2T 的匀强磁场方向垂直于导轨平面。一足够长的金属棒在 水平外力F 作用下，以恒定的速率v =5.0m/s 水平向右在 导轨上从O 点滑动到C 点，棒与导思接触良好且始终保持与OC 导轨垂直，不计棒的电 阻。求：（1）外力F 的最大值；（2）金属棒在导轨上运动时电阻丝R 1上消耗的最大 × × × × × × × × × × × × × × × × M O θ b a 功率；（3）在滑动过程中通过金属棒的电流I与时间t的关系。 22. (04北京理综)（18分）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 的绝缘斜面上，两导轨间距为L。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2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度的大小； （3）求在下滑过程中，ab杆可以达到的速度最大值。 23．(04甘肃理综)如图所示，在x≤0的区域内存在匀强磁场，磁场的方向垂直于 x y平面（纸面）向里。具有一定电阻的矩形线框a bcd位于x y 平面内，线框的a b边与y轴重合。令线框从t=0的时刻起由静 止开始沿x轴正方向做匀加速运动，则线框中的感应电流I（取 逆时针方向的电流为正）随时间t的变化图线I—t图可能是下 图中的哪一个？ 24．(04吉林理综)一直升飞机停在南半球的地磁极上 B 空。该处地磁场的方向竖直向上， 磁感应强度为B 。直升飞机螺旋桨叶片的长度为l ，螺旋桨转动的频率为f ，顺着地磁场 的方向看螺旋桨，螺旋桨按顺时针方向转动。螺旋桨叶 片的近轴端为a ，远轴端为b ，如图所示。如果忽略a 到转轴中心线的距离，用ε表示每个叶片中的感应电动 势，则 A ．ε＝πfl 2 B ，且a 点电势低于b 点电势 B ．ε＝2πfl 2B ，且a 点电势低于b 点电势 C ．ε＝πfl 2B ，且a 点电势高于b 点电势 D ．ε＝2πfl 2B ，且a 点电势高于b 点电势 25．(04吉林理综)如图所示，在y ＞0的空间中存在匀强电场，场强沿y 轴负方向；在y ＜0的空间中，存在匀强磁场，磁场方向垂直xy 平面（纸面）向外。一电量为q 、质量为m 的带正电的运动粒子，经过y 轴上y ＝h 处的点P 1时速率为v 0，方向沿x 轴正方向；然后，经过x 轴上x ＝2h 处的 P 2点进入磁场，并经过y 轴上y ＝h 2 处的P 3点。不计重力。求 （l ）电场强度的大小。 （2）粒子到达P 2时速度的大小和方向。 （3）磁感应强度的大小。 26． (04山东理综)图中a 1b 1c 1d 1和a 2b 2c 2d 2为在同一 竖直面内的金属导轨，处在磁感应强度为B 的匀强磁 场中，磁场方向垂直导轨所在的平面(纸面)向里。导轨的a 1b 1段与a 2b 2段是竖直的，距 离为l 1；c 1d 1段与c 2d 2段也是竖直的，距离为l 2。x 1y 1与x 2y 2为两根用不可伸长的绝缘 轻 线相连的金属细杆，质量分别为m 1和m 2，它们都垂直于导轨并与导轨保持光滑接触。 两 杆与导轨构成的回路的总电阻为R 。F 为作用于金属杆x 1y 1上的竖直向上的恒力。已知 两 杆运动到图示位置时，已匀速向上运动，求此时作用于两杆的重 力的功率的大小和回路电阻上的热功率。 x v c d 2 2 x y 2 27．(04天津)磁流体发电是一种新型发电方式，图1和图2是其 工作原理示意图。图1中的长方体是发电导管，其中空部分的长、 高、宽分别为l、a、b，前后两个侧面是绝缘体，上下两个侧面是电阻可略的导体电极，这两个电极与负载电阻 R相连。整个发电导管处于图2中磁场线圈产生的匀强磁场里， 1 磁感应强度为B，方向如图所示。发电导管内有电阻率为ρ的高温、高速电离气体沿导管向右流动，并通过专用管道导出。由于运动的电离气体受到磁场作用，产生了电动势。发电导管内电离气体流速随磁场有无而不同。设发电导管内电离气体流速处处相同，且不存在磁场时电离气体流速为 v，电离气体所受摩擦阻力总与流速成正比，发电导管两 端的电离气体压强差p?维持恒定，求： （1）不存在磁场时电离气体所受的摩擦阻力F多大； （2）磁流体发电机的电动势E的大小； （3）磁流体发电机发电导管的输入功率P。 28．(04全国理综)一矩形线圈位于 一随时间t变化的匀强磁场内，磁 场方向垂直线圈所在的平面（纸 面）向里，如图1所示。磁感应强 度B随t的变化规律如图2所示。 以l表示线圈中的感应电流，以图 1中线圈上箭头所示方向的电流为 正，则以下的I—t图中正确的是 （） 29． (04广东)如图，在水平面上有两条平行导电导轨MN 、PQ,导轨间距离为l ，匀强磁场垂直于导轨所在的平面（纸面）向 里，磁感应强度的大小为B ， 两根金属杆1、2摆在导轨上， 与导轨垂直，它们的质量和电 阻分别为12m m 、和1R 2、R , 两杆与导轨接触良好，与导轨间的动摩擦因数为 ，已知：杆1被外力拖动，以恒定的 速度0v 沿导轨运动；达到稳定状态时，杆2也以恒定速度沿导轨运动，导轨的电阻可忽 略，求此时杆2克服摩擦力做功的功率。 30．(04江苏)如图所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外．一个矩形闭 合导线框abcd ，沿纸面由位置1(左)匀速运动到位置2(右)．则 A. 导线框进入磁场时，感应电流方向为a →b →c →d →a B. 导线框离开磁场时，感应电流方向为a →d →c →b →a C. 导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向右 D. 导线框进入磁场时．受到的安培力方向水平向左 31．(04上海)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 ．可能带正电且转速减小。 M 2 1 N v P Q 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。 32．(04上海)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？ 33. (05河北) 图中两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为l ，磁场方向垂直纸面向里。abcd 是位于纸面内的梯形线圈，ad 与bc 间的距离也为l 。t =0时刻，bc 边与磁场区域边界重合（如图）。现令线圈以恒定的速度v 沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域。取沿a →b → c → d →a 的感应电流为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流I 随时间t 变化的图线可能是 a b c d l 2l /v O l /v t I O l /v 2l /v t I 2l /v O l /v t I 2l /v O l /v t I A ． B ． C ． D ． 34. (05吉林)处在匀强磁场中的矩形线圈abcd ，以恒定的角速度绕 ab 边转动，磁场方向平行于纸面并与ab 垂直。在t =0时刻，线圈平 面与纸面重合（如图），线圈的cd 边离开纸面向外运动。若规定由a →b →c →d →a 方向的感应电流为正，则能反映线圈中感应电流I 随 时间t 变化的图线是 A ． B ． C ． D ． 35．(05北京)现将电池组、滑线变阻器、带铁芯的线圈A 、线圈B 、电流计及开关如下 图 连接。在开关闭合、线圈A 放在线圈B 中 的情况下，某同学发现当他将滑线变阻器的滑 动端P 向左加速滑动时，电流计指针向右 偏 转。由此可以判断 Ａ．线圈A 向上移动或滑动变阻器的 滑 动端P 向右加速滑动都能引起电流计指针向左偏转 Ｂ．线圈A 中铁芯向上拔出或断开开关，都能引起电流计指针向右偏转 Ｃ．滑动变阻器的滑动端P 匀速向左或匀速向右滑动，都能使电流计指针静止在中 央 Ｄ．因为线圈A 、线圈B 的绕线方向未知，故无法判断电流计指针偏转的方向 36．(05天津)将硬导线中间一段折成不封闭的正方形，每边长为l ，它在磁感应强度为B 、 方向如图的匀强磁场中匀速转动，转速为n ，导线在a 、b 两处通过电刷与外电路连接， 外电路有额定功率为P 的小灯泡并正常发光，电路中除灯泡外，其余部分的电阻不计， 灯泡的电阻应为 Ａ．(2πl 2nB )2/P I O t I O t I t O I t O a b c d B — + — + 2 2 A B P + b a B l Ｂ．2(πl 2nB )2/P Ｃ．(l 2nB )2/2P Ｄ．(l 2nB )2/P 37．(05天津)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 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。 38．(05广东)如图3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。在导轨平面内两导轨间有一竖直向 下的匀强磁场。开始时，导体棒处于静止状态。剪断细线后，导体棒在运动过 程中 Ａ．回路中有感应电动势 Ｂ．两根导体棒所受安培力的方向相同 Ｃ．两根导体棒和弹簧构成的系统动量守恒，机械能守恒 Ｄ．两根导体棒和弹簧构成的系统动量守恒，机械能不守恒 39．(05广东)如图13所示，一半径为r 的圆形导线框内有一匀强磁场，磁场方向垂直于 导线框所在平面，导线框的左端通过导线接一对水平放置的平行金属板，两板间的距离 为d ，板长为l ，t =0时，磁场的磁感应强度B 从B 0开始均匀增大，同时，在板2的左 端 且非常靠近板2的位置有一质量为m 、带电量为-q 的液滴以初速度v 0水平向右射入两 板 间，该液滴可视为质点。 R 1 a P a c b d 图3 ⑴要使该液滴能从两板间射出，磁感应强度随时间的变化率K 应满足什么条件？ ⑵要使该液滴能从两板间右端的中点射出， 磁感应强度B 与时间t 应满足什么关系？ 40．(05上海)如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1m ，导轨平面与水平面成θ=370角，下端连接阻值为R 的电阻．匀强磁场方向与导轨平面垂直，质量为0.2kg 、电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为0.25． （1）求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小； （2）当金属棒下滑速度达到稳定时，电阻R 消耗的功率为8W ，求该速度的大小； （3）在上问中，若R=2Ω，金属棒中的电流方向由a 到b ，求磁感应强度的大小与方向．（g=10m/s 2，sin370=0.6，c0s370=0.8） B d 1 2 图13 【参考答案】 1.解:(1)当两金属杆都以速度v 匀速滑动时,每条金属杆中产生的感应电动势分别为 ε1=ε=Bdv ①由闭合电路的欧姆定律,回路中的电流强度因拉力与安培力平衡,作用于每根金属杆的拉力的大小为 F 1=F 2=IBd ③由①②③式并代入数据得(2)设两金属杆之间增加的距离为△L,则两金属杆共产生的热量代入数据得 Q=1.28×10-2焦 2.B 3. x (0→l) i ＝i 0 (l →2l) i ＝0 M N B a b c d e f α (2l →3l)如图，且x ＝3l 处i ≥I 0 4、C 5、（1）ε=0.02（伏） I =1.0（安），方向从a 到b （2）f ab =0.1t ，方向垂直斜面向上 M f =f ab ·bc =0.02 t M G =mg ·bc ·cos α+mg ·cd ·sin α=mg ·bc ·（cos α+sin α）=0.028（牛·米） 令M f =m G ，0.02t=0.028，t =1.4（秒） 6. B,D 7、AD 8、（1）感应电动势2 kl t =??= φε ① 感应电流 r kl r 2 == εε ② 方向如图：逆时针方向 （2）t=t 1秒时，B=B 0+kt 1 ③F=Blv ④ 所以r kl ) kt B (F 3 10+= ⑤总磁通量不变Bl(l+vt)=B 0l 2 ⑥所以 vt l l B B 0+= ⑦ 9． 12 2) (2l R B l σ（5分） 5分） 10．已知感应电动势的最大值 m m na E Φ= ○1 设线圈在磁场中转动的周其为T ，则有 T πω2= ○2 根据欧姆定律，电路中电流的最大值为 r R E I m m += ○4 设交流电流表的读数I ，它是电流的有效值，根据有效值与最大值的关系，有 m I I 2 1= ○4 由题给的1-Φ图线可读得 Wb m -2 10 0.1?=Φ ○5 B T 2 10 14.3-?= ○6 解以上各式，并代入数据，得 A I 4.1= ○ 7 11. 12 2) (2L R B L V 13．B 、C 14．B 、C 15解：（1）ε1＝B2av ＝0.2×0.8×5＝0.8V ① I 1＝ε1/R ＝0.8/2＝0.4A ② （2）ε2＝ΔФ/Δt ＝0.5×πa 2×ΔB/Δt ＝0.32V ③ P 1＝(ε2/2)2/R ＝1.28×102W ④ 16. .(01春 17. A 17. D 18.取轴Ox 垂直于磁感强度，线框转角为θ（如图所示），线框长边垂直于纸面，点A 、B 表示线框长边导线与纸面的交点，O 点表示转轴与纸面的交点。线框长边的线速度为 2 2 l v ω= ① 一根长边导线产生的电动势为 2 2 l ω·θsin B ·1l ，一匝导线框所产生的感应电动势为 θωsin 211B l l E = ②N 匝线框产生的电动势应为 t B l Nl NE E N ωωsin 211 == ③磁极换成钕铁硼永磁体时，设匝数为N ＋，则有 t KB l l N E N ωωsin 21'=' ④由N N E E '=可得 K N N = ' ⑤ 19.F = λπR vB 2 2) (sin 2 θπθθ - 20.B 21．（1）金属棒匀速运动 安外F F = BLv =ε ① I=ε/R 总 ② F 外 =BIL=B 2L 2v /R 总 ③ )(22 sin 2max m L ==π ④ )(3/82 121Ω=+= R R R R R 总 ⑤ ∴ )(3.08/30.522.02 2max N F =???= ⑥ （2）)(14/0.522.0//2 2 2 12 2 2 12 1W R v L B R P =??===ε ⑦ （3）金属棒与导轨接触点间的长度随时间变化 ))(3 sin( 2m x L π = 且 ,vt x = BLv =ε，∴ ))(3 5sin( 4 3)3 sin( 2A t vt R Bv R I ππ ε = == = 总 总 22. （1）重力mg ，竖直向下支撑力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Blv E =，此时电路中电流 R Blv R E I == ab 杆受到安培力R v L B BIL F 2 2== 根据牛顿运动定律，有 mR v L B g a R v L B mg F mg ma 2 22 2 sin sin sin - =- =-=θθθ （3）当θsin 2 2 mg R v L B =时，ab 杆达到最大速度m v 2 2 sin L B mgR v m θ = 23. D 24．A 25．（1）粒子在电场、磁场中运动的轨迹如图所示。设粒子从P 1到P 2的时间为t ，电场强度的大小为E ，粒子在电场中的加速度为a ，由牛顿第二定律及运动学公式有 qE ＝ ma ① v 0t ＝ 2h ② h at =2 21 ③ 由①、②、③式解得 qh mv E 220 = ④ （2）粒子到达P 2时速度沿x 方向的分量仍为v 0，以v 1表示速度沿y 方向分量的大小，v 表示速度的大小，θ表示速度和x 轴的夹角，则有 ah v 22 1= ⑤ 2 2 1v v v += ⑥ 0 1tan v v = θ ⑦ 由②、③、⑤式得v 1＝v 0 ⑧ 由⑥、⑦、⑧式得 2v v = ⑨ ? =45θ ⑩ （3）设磁场的磁感应强度为B ，在洛仑兹力作用下粒子做匀速圆周运动，由牛顿第二定律 r v m qvB 2 = ⑾r 是圆周的半径。此圆周与x 轴和y 轴的交点分别 为P 2、P 3。因为OP 2＝OP 3，θ＝45°，由几何关系可知，连线P 2P 3为圆轨道的直径，由此可求得 r ＝ h 2 ⑿ 由⑨、⑾、⑿可得 qh mv B 0 = ⒀ 26．解：设杆向上运动的速度为v ，因杆的运动，两杆与导轨构成的回路的面积减少， 从而磁通量也减少。由法拉第电磁感应定律，回路中的感应电动势的大小 v l l B )(12-=ε ① 回路中的电流 R I ε = ② 电流沿顺时针方向。两金属杆都要受到安培力作用，作用于杆11y x 的安培力为 I Bl f 11= ③ 方向向上，作用于杆22y x 的安培力 I Bl f 22= ④ 方向向下。当杆作为匀速运动时，根据牛顿第二定律有 02121=-+--f f g m g m F ⑤ 解以上各式，得 ) ()(1221l l B g m m F I -+-= ⑥ R l l B g m m F v 2 122 21) ()(-+-= ⑦ 作用于两杆的重力的功率的大小 gv m m P )(21+= ⑧ 电阻上的热功率 R I Q 2 = ⑨ 由⑥、⑦、⑧、⑨式，可得 g m m R l l B g m m F P )() ()(212 122 21+-+-= ⑩ R l l B g m m F Q 2 1221]) ()([ -+-= ○11 27．（1）不存在磁场时，由力的平衡得p ab F ?= （2）设磁场存在时的气体流速为v ，则磁流体发电机的电动势Bav E = 回路中的电流bl a R Bav I L ρ+ = 电流I 受到的安培力bl a R v a B F L ρ+ = 2 2 安 设F '为存在磁场时的摩擦阻力，依题意0 v v F F =' 存在磁场时，由力的平衡得F F p ab '+=?安 根据上述各式解得) (10 20 bl a R p b av B Bav E L ρ+ ?+ = （3）磁流体发电机发电导管的输入功率p abv P ?= 由能量守恒定律得v F EI P '+= 故) (10 2 0bl a R p b av B p abv P L ρ+ ?+ ?= 28. A 29．解法一：设杆2的运动速度为v ，由于两杆运动时，两杆间和导轨构成的回路中的 磁通量发生变化，产生感应电动势 )(0v v Bl -=ε ① 感应电流 2 1R R I += ε ② 杆2作匀速运动，它受到的安培力等于它受到的摩擦力，g m BlI 2μ= ③ 导体杆2克服摩擦力做功的功率 gv m P 2μ= ④ 解得 )]([212 2 202R R l B g m v g m P +- =μμ ⑤ 解法二：以F 表示拖动杆1的外力，以I 表示由杆1、杆2和导轨构成的回路中的电流，达到稳定时，对杆1有 01=--BIl g m F μ ① 对杆2有 02=-g m BIl μ ② 外力F 的功率 0Fv P F = ③ 以P 表示杆2克服摩擦力做功的功率，则有01212 )(gv m R R I P P F μ-+-= ④ 由以上各式得 )]([212 2 02R R l B g m v g m P g +-=μμ ⑤ 30．D 31．BC 32．（1）变速运动（或变加速运动、加速度减小的加速运动，加速运动）。 （2）感应电动势vBL =ε ① 感应电流R I ε = ②安培力R L vB IBL F M 2 2 = = ③ 由图线可知金属杆受拉力、安增力和阻力作用，匀速时合力为零。 f R L vB F += 2 2 ④)(2 2 f F L B R v -= ∴ ⑤ 《电磁感应》高考试题回顾 1.第一个发现电磁感应现象的科学家是: A.奥斯特 B.库仑 C.法拉第 D.安培 2.如图所示，一均匀的扁平条形磁铁与一圆线圈同在一平面内，磁铁中央与圆心O重合．为 了在磁铁开始运动时在线圈中得到一方向如图所示的感应电流i，磁铁的运动方式应为： A.N极向纸内，S极向纸外，使磁铁绕O点转动 B.N极向纸外，S极向纸内，使磁铁绕O点转动 C.使磁铁沿垂直于线圈平面的方向向纸外做平动 D.使磁铁沿垂直于线圈平面的方向向纸内做平动 E.使磁铁在线圈平面内绕O点沿顺时针方向转动 F.使磁铁在线圈平面内绕O点沿逆时针方向转动 3.如图所示，一无限长直导线通有电流I，有一矩形线圈与其共面．当电流I 减小时，矩形线圈将： A.向左平动 B.向右平动 C.静止不动 D.发生转动 4.如图所示，有一固定的超导体圆环，在其右侧放着一条形磁铁，此时圆环中没有电流．当 把磁铁向右方移动时，由于电磁感应，在超导体圆环中产生了一定电流： A.该电流的方向如图中箭头所示．磁铁移走后，这电流很快消 失 B.该电流的方向如图中箭头所示．磁铁移走后，这电流继续维 持 C.该电流的方向与图中箭头方向相反．磁铁移走后，电流很快 消失 D.该电流的方向与图中箭头方向相反．磁铁移走后，电流继续维持 5.如图所示，在水平放置的光滑绝缘杆ab上，挂有两个金属环M和N．两环套在一个通 电密绕长螺线管的中部，螺线管中部区域的管外磁场可以 忽略．当变阻器的滑动触头向左移动时，两环将怎样运 动？ A.两环一起向左运动 B.两环一起向右运动 C.两环互相靠近 D.两环互相离开 6.如图所示，金属圆环放在匀强磁场中，将它从磁场中匀速拉出，下 列哪个说法是正确的？ A.向左拉出和向右拉出，其感应电流方向相反 B.不管向什么方向拉出，环中感应电流方向总是顺时针的 C.不管向什么方向拉出，环中感应电流方向总是逆时针的 D.在此过程中，感应电流大小不变 7.恒定的匀强磁场中有一圆形的闭合导体线圈，线圈平面垂直于磁场方向．当线圈在此 磁场中做下列哪种运动时，线圈中能产生感应电流？ A.线圈沿自身所在的平面做匀速运动 B.线圈沿自身所在的平面做加速运动 C.线圈绕任意一条直径做匀速转动 D.线圈绕任意一条直径做变速转动 8.M和N是绕在一个环形铁心上的两个线圈，绕法和线路如图所 示．现将开关K从a处断开，然后合向b处．在此过程中，通过电 阻R2的电流方向是： A.先由c流向d，后又由c流向d B.先由c流向d，后由d流向c C.先由d流向c，后又由d流向c D.先由d流向c，后由c流向d 9.如图所示，A、B为两个相同的环形线圈，共轴并靠近放置．A线圈中通有如图(a)所示 的交流电i，则： A.在t1到t2时间内A、B两线圈相吸 B.在t2到t3时间内A、B两线圈相斥 C.t1时刻两线圈间作用力为零 D.t2时刻两线圈间作用力最大 10.如图所示，一个N极朝下的条形磁铁竖直下落，恰能穿过水平放置的固定 小方形导线框 A.磁铁经过图中位置⑴时，线框中感应电流沿abcd方向，经过位置⑵时， 沿adcb方向 B.磁铁笋过⑴时，感应电流沿adcb方向，经过⑵时沿abcd方向 C.磁铁经过⑴和⑵时，感应电流都沿adcb方向 D.磁铁经过⑴和⑵时，感应电流都沿abcd方向 11.一平面线圈用细杆悬于P点，开始时细杆处于水平位置，释放后让它在如图所示的匀强 磁场中运动．已知线圈平面始终与纸面垂直，当线圈第一次通过位置I和位置Ⅱ时，顺着磁场的方向看去，线圈中感应电流的方向分别为： A.逆时针方向逆时针方向 B.逆时针方向顺时针方向 C.顺时针方向顺时针方向 2006年高考 电磁感应 1.[重庆卷.21] 两根相距为L 的足够长的金属直角导轨如题21图所示放置，它们各有一边在同一水平 面内，另一边垂直于水平面。质量均为m 的金属细杆ab 、cd 与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数为μ，导轨电阻不计，回路总电阻为2R 。整个装置处于磁感应强度大小为B ，方向竖直向上的匀强磁场中。当ab 杆在平行于水平导轨的拉力F 作用下以速度V 1沿导轨匀速运动时，cd 杆也正好以速率向下V 2匀速运动。重力加速度为g 。以下说法正确的是 A ．ab 杆所受拉力F 的大小为μmg ＋221 2B L V R B ．cd 杆所受摩擦力为零 C . 回路中的电流强度为 12() 2BL V V R D ．μ与大小的关系为μ＝221 2Rmg B L V 2.[全国卷II .20] 如图所示，位于同一水平面内的、两根平行的 光滑金属导轨，处在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨所在 平面，导轨的一端与一电阻相连；具有一定质量的金属杆ab 放在导轨上并与导轨垂直。现用一平行于导轨的恒力F 拉杆ab ，使它由静止开始向右运动。杆和导轨的电阻、感应电流产生的磁场均可不计。用E 表示回路中的感应电动势，i 表示回路中的感应电流，在i 随时间增大的过程中，电阻消耗的功率等于 A ．F 的功率 B ．安培力的功率的绝对值 C ．F 与安培力的合力的功率 D ．iE 3.[上海物理卷.12] 如图所示，平行金属导轨与水平面成θ角，导轨与固定电阻R 1和R 2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R 1和R 2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 （A ）电阻R 1消耗的热功率为Fv ／3． （B ）电阻 R 。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μmgvcosθ． （D ）整个装置消耗的机械功率为（F ＋μmgcosθ）v· 4、[天津卷.20] 在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，规定线圈中感应电流的正方向如图1所示，当磁场的磁感应强度B 随时间t 如图2变化时，图3中正确表示线圈 感应电动势E 变化的是 图1 图2 1、（2011上海(14 分)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=1.5Ω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=0.5Ω，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0.1r Q J =。(取 210/g m s =)求：(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2/v m s =时的加速度a ．3)为求金 属棒下滑的最大速度m v ，有同学解答如下由动能定理21 -=2 m W W mv 重安，……。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。 2、(2011重庆第).（16分）有人设计了一种可测速的跑步机，测速原理如题23图所示，该机底面固定有间距为L 、长度为d 的平行金属电极。电极间充满磁感应强度为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场，且接有电压表和电阻R ,绝缘橡胶带上镀有间距为d 的平行细金属条，磁场中始终仅有一根金属条，且与电极接触良好，不计金属电阻，若橡胶带匀速运动时，电压表读数为U ,求： （1）橡胶带匀速运动的速率；（2）电阻R 消耗的电功率；（3）一根金属条每次经过磁场区域克服安培力做的功。 3、（2010年江苏）．（15分）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 处静止释放．导体棒进入磁场后，流 1、（2011(14 分)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=1.5Ω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=0.5Ω，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0.1r Q J =。(取 210/g m s =)求：(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2/v m s =时的加速度a ．3)为求金 属棒下滑的最大速度m v ，有同学解答如下由动能定理21 -=2 m W W mv 重安，……。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。 2、(2011第).（16分）有人设计了一种可测速的跑步机，测速原理如题23图所示，该机底面固定有间距为L 、长度为d 的平行金属电极。电极间充满磁感应强度为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场，且接有电压表和电阻R ,绝缘橡胶带上镀有间距为d 的平行细金属条，磁场中始终仅有一根金属条，且与电极接触良好，不计金属电阻，若橡胶带匀速运动时，电压表读数为U ,求： （1）橡胶带匀速运动的速率；（2）电阻R 消耗的电功率；（3）一根金属条每次经过磁场区域克服安培力做的功。 3、（2010年）．（15分）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：（1）磁感应强度的大小B； （2）电流稳定后，导体棒运动速度的大小v； （3）流以电流表电流的最大值I m． 4、（2010）（19）如图所示，两条平行的光滑金属导轨固定在倾角为θ的绝缘斜面上，导轨上端连接一个定值电阻。导体棒a和b放在导轨上，与导轨垂直并良好接触。斜面上水平虚线PQ以下区域，存在着垂直穿过斜面向上的匀强磁场。现对a棒施以平行导轨斜向上的拉力，使它沿导轨匀速向上运动，此时放在导轨下端的b棒恰好静止。当a棒运动到磁场的上边界PQ处时，撤去拉力，a棒将继续沿导轨向上运动一小段距离后再向选滑动，此时b棒已滑离导轨。当a 棒再次滑回到磁场边界PQ处时，又恰能沿导轨匀速向下运动。已知a棒、b棒和定值电阻的阻值均为R,b棒的质量为m，重力加速度为g，导轨电阻不计。求 （1）a棒在磁场中沿导轨向上运动的过程中，a棒中的电流强度I，与定值电阻R中的电流强度I R之比； （2）a棒质量m a; （3）a棒在磁场中沿导轨向上运动时所受的拉力F。 5、(2011).如图所示，间距l=0.3m的平行金属导轨a1b1c1和a2b2c2分别固定在两个竖直面，在水平面a1b1b2a2区域和倾 37的斜面c1b1b2c2区域分别有磁感应强度B1=0.4T、方向竖直向上和B2=1T、方向垂直于斜面向上的匀强磁场。角θ=? 电阻R=0.3Ω、质量m1=0.1kg、长为l 的相同导体杆K、S、Q分别放置在导轨上，S杆的两端固定在b1、b2点，K、Q 1994-2013年电磁感应高考试题 1（94）.图19-5中A是一边长为l的方形线框,电阻为R.今维持线框以恒定的速度v沿x轴运动,并穿过图中所示的匀强磁场B区域.若以x轴正方向作为力的正方向,线框在图示位置的时刻作为时间的零点,则磁场对线框的作用力F随时间t的变化图线为图19-6中的图 1. (95)两根相距d=0.20米的平行金属长导轨固定在同一水平面内,并处于竖直方向的匀强磁场中,磁场的 磁感应强度B=0.2特,导轨上面横放着两条金属细杆,构成矩形回路,每条金属细杆的电阻为r=0.25欧,回 路中其余部分的电阻可不计.已知两金属细杆在平行于导轨的拉力的作用下沿导轨朝相反方向匀速平移, 速度大小都是v=5.0米/秒,如图13所示.不计导轨上的摩擦. (1)求作用于每条金属细杆的拉力的大小. (2)求两金属细杆在间距增加0.40米的滑动过程中共产生的热量. 2. (96)一平面线圈用细杆悬于P点，开始时细杆处于水平位置，释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动。已知线圈平面始终与纸面垂直，当线圈第一次通过位置Ⅰ和位置Ⅱ时，顺着磁场的方向看去，线圈中感应电流的方向分别为( )。 位置Ⅰ位置Ⅱ (A)逆时针方向逆时针方向 (B)逆时针方向顺时针方向 (C)顺时针方向顺时针方向 (D)顺时针方向逆时针方向 3. (96)右图中abcd为一边长为l、具有质量的刚性导线框，位于水平面内，bc边中串接有电阻R，导线的电阻不计。虚线表示一匀强磁场区域的边界，它与线框的ab边平行。磁场区域的宽度为2l，磁感应强度为B，方向竖直向下。线框在一垂直于ab边的水平恒定拉力作用下，沿光滑水平面运动，直到通过磁场区域。已知ab边刚进入磁场时，线框便变为匀速运动，此时通过电阻R的电流的大小为i0，试在右图的i－x坐标上定性画出:从导线框刚进入磁场到完全离开磁场的过程中，流过电阻R的电流i的大小随ab边的位置坐标x变化的曲线。 电磁 安培定律 法拉第电磁感应定律 电流的磁效应 电磁感应 右手螺旋定则右手定则 安培力 左手定则1.安培定律：表示电流和电流激发磁场的 磁感线方向间关系的定则，也叫 右手螺旋定则。(1)通电直导线中的安培定则（安培定则一）：用右手握住通电直导线，让大拇指指向电流的方向，那么四指的指向就是磁感线的环绕方向； (2)通电螺线管中的安培定则（安培定则二）：用右手握住通电螺线管，使四指弯曲与电流方向一致 ，那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N 极。 左手反之。 应用：电能转化为磁，可以用于人造磁铁等。 2. 法拉第电磁感应定律：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁 通变化率成正比。 右手定则：使大拇指跟其余四个手指垂直并且都跟手掌在一个平面内，把 右手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，大拇指指向导体运动方向，则其余四指指向产生的感应电流的方向。 应用：将动能转化为电能，发电机。 3．安培力：电流导体在磁场中运动时受力。 左手定则：左手平展，使大拇指与其余四指垂直，并且都跟手掌在一个 平面内。把左手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心（手心对准N极，手背对准S极)，四指指向电流方向（既正电荷运动的方向）则大拇指的方向 就是导体受力方向。 应用：通过磁场对电流的作用，将电磁能转化为机械能：电动机。 1．电磁感应现象：英国的物理学家法拉第在1831年发现了电磁感应现象，即闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感应线的运动时， 导体中就会产生电流，这种现象叫做电磁感应。 2．感应电流：由电磁感应现象产生的电流。 (1)感应电流的方向跟磁场方向和导体切割磁感线 运动的方向有关。 (2)感应电流的产生条件： a.电路必须是闭合电路； b.只是电路的一部分导体在磁场中； c.这部分导体做切割磁感线运动（包括正切、斜切两种情况）。3．交流发电机 （1）原理：发电机是根据电磁感应现象制成的。 （2）能量转化：机械能转化为电能。 （3）构造:交流发电机主要由磁铁（定子）、线圈（转子）、滑环和电刷。 十二、电磁感应 1 .（2007·新课标全国卷·T20）（6分）.电阻R 、电容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。现使磁铁开始自由下落，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（ ） 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 2 .（2008·新课标全国卷·T16）（6分）、如图所示，同一平面内的三条平行导线串有两个电阻R 和r ，导体棒PQ 与三条导线接触良好；匀强磁场的方向垂直纸面向里．导体棒的电阻可忽略．当导体棒向左滑动时，下列说法正确的是 （ ） A ．流过R 的电流为由d 到c ，流过r 的电流为由b 到a B ．流过R 的电流为由c 到d ，流过r 的电流为由b 到a C ．流过R 的电流为由d 到c ，流过r 的电流为由a 到b D ．流过R 的电流为由c 到d ，流过r 的电流为由a 到b 3 .（2009·新课标全国卷·T19）（6分）如图所示，一导体圆环位于纸面内，O 为圆心。环内两个圆心角为90°的扇形区域内分别有匀强磁场，两磁场磁感应强度的大小相等，方向相反且均与纸面垂直。导体杆OM 可绕O 转动，M 端通过滑动触点与圆环良好接触。在圆心和圆环间连有电阻R 。杆OM 以匀角速度逆时针转动，t=0时恰好在图示位置。规定ω从a 到b 流经电阻R 的电流方向为正，圆环和导体杆的电阻忽略不计，则杆从t=0开始转动一周的过程中，电流随变化的图象是t ω 4.（2010·新课标全国卷·T21）（6分）如图所示，两个端面半径同为R 的圆柱形铁芯同轴水平放置，相对的端面之间有一缝隙，铁芯上绕导线并与电源连接，在缝隙中形成 一匀强磁场。一铜质细直棒ab 水平置于缝隙中，且与圆柱 轴线等高、垂直。让铜棒从静止开始自由下落，铜棒下落距 离为0.2R 时铜棒中电动势大小为E 1，下落距离为0.8R 时电 动势大小为E 2，忽略涡流损耗和边缘效应。关于E 1、E 2 的 大小和铜棒离开磁场前两端的极性，下列判断正确的是（ ） A.E 1>E 2，a 端为正 B. E 1>E 2，b 端为正 C. E 1 专题十 电磁感应高考真题汇编（学生版） 1.(单选)(2017?新课标Ⅰ卷T18)扫描对到显微镜(STM)可用来探测样品表面原子尺寸上的形貌．为了有效隔离外界振动对STM 的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小振动，如图所示，无扰动时，按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场；出现扰动后，对于紫铜薄板上下及其左右振动的衰减最有效的方案是（ ） 答案：A 解析：当加恒定磁场后，当紫铜薄板上下及其左右振动时，导致穿过板的磁通量变化，从而产生感应电流，感应磁场进而阻碍板的运动，因此只有A 选项穿过板的磁通量变化，A 正确，BCD 错误. 2.(多选) (2017?新课标Ⅱ卷T20)两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂直.边长为0.1m 、总电阻为0.005Ω的正方形导线框abcd 位于纸面内，cd 边与磁场边界 平行，如图a 所示.已知导线框一直向右做匀速直线 运动，cd 边于t=0时刻进入磁场.线框中感应电动势 随时间变化的图线如图b 所示(感应电流的方向为顺 时针时，感应电动势取正).下列说法正确的是 （ ） A.磁感应强度的大小为0.5T B.导线框运动速度的大小为0.5m/s C.磁感应强度的方向垂直于纸面向外 D.在t=0.4s 至t=0.6s 这段时间内，导线框所受的安培力大小为0.1N 答案：BC 解析：由图象可以看出，0.2～0.4s 没有感应电动势，说明从开始到ab 进入用时0.2s ，导 线框匀速运动的速度为v=L t =0.10.2m/s=0.5m/s ，由E=BLv 可得B=E Lv =0.010.1×0.5 T=0.2T ，A 错误，B 正确；由b 图可知，线框进磁场时，感应电流的方向为顺时针，由楞次定律可知磁感应强 度的方向垂直纸面向外，C 正确；在0.4～0.6s 内，导线框所受的安培力F=ILB=B 2L 2v R =0.22×0.12×0.50.005 N=0.04N ，D 错误． 3.(单选) (2017?新课标Ⅲ卷，T15)如图所示，在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U 形金属导轨，导轨平面与磁场垂直，金属杆PQ 置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS ，一圆环形金属框T 位于回路围成的区域内，线框与导轨共面.现让金属杆PQ 突然向右运动，在运动开始的瞬间，关于感应电流的方向，下列说法正确的是（ ） A.PQRS 中沿顺时针方向，T 中沿逆时针方向 B.PQRS 中沿顺时针方向，T 中沿顺时针方向 C.PQRS 中沿逆时针方向，T 中沿逆时针方向 D.PQRS 中沿逆时针方向，T 中沿顺时针方向 答案：D 解析：PQ 向右运动，导体切割磁感线，由右手定则可知电流由Q 流向P ，即逆时针方向，再 初中物理电磁感 应 一、【教学过程】 （一）复习引入 1. 师问：通过上节的学习，我们知道磁场对通电导线有力的作用，力的方向与什么有关呢？ 生答：导线中电流的方向、磁感线的方向有关。 2. 师问：通过上节的学习，我们得到了电动机的工作原理是什么呢？ 生答：通电线圈在磁场中受力转动。 通过上节课的学习，我们知道：通电导体在磁场中受到力的作用而能够运动起来，那么运动的导体中是否能够产生电呢？本节针对闭合电路的一部分导体在磁场中运动产生感应电流的现象及其能量的转化作一些分析。 （二）教学内容 1．电磁感应现象：英国的物理学家法拉第在1831年发现了电磁感应现象，即闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感应线的运动时，导体中就会产生电流， 这种现象叫做电磁感应。 2．感应电流：由电磁感应现象产生的电流。 (1)感应电流的方向跟磁场方向和导体切割磁感线运动的方 向有关。 (2)感应电流的产生条件： a.电路必须是闭合电路； b.只是电路的一部分导体在磁场中； c.这部分导体做切割磁感线运动（包括正切、斜切两种情况）。 3．交流发电机 （1）原理：发电机是根据电磁感应现象制成的。 （2）能量转化：机械能转化为电能。 （3）构造:交流发电机主要由磁铁（定子）、线圈（转子）、滑环和电刷。 磁铁（定子） 线圈（转子） 滑环 电刷 4. 直流电与交流电： （1）方向不变的电流叫做直流电大小和方向作周期性改变的电流叫做交流电。（2）交流电的周期：电流发生一个周期性变化所用的时间，其单位就是时间的单位秒（s）。 （3）交流电的频率：电流每秒发生周期性变化的次数。其单位是赫兹，符号是Hz。频率和周期的数值互为倒数。 5.电动机与发电机的比较： 电磁感应电路问题 一、平行导轨，匀强磁场 (1990年全国) 32．参考解答:把PQ作为电源,内阻为R,电动势为ε ε=Blv……………1． 评分标准:全题7分.正确列出1．式得1分.正确得出2．、3．、4．、5．式各得1分.正确得出aP段中电流的大小和流向再各得1分. （2005年江苏）34.(7分)如图所示，水平面上有两根相距0.5m的足够长的平行金属导轨MN和PQ，它们的电阻可忽略不计，在M和 P之间接有阻值为R的定值电阻，导体棒ab长l＝0.5m，其电阻为r，与导轨接触良好.整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B＝0.4T.现使ab以v＝10m ／s的速度向右做匀速运动. (1)ab中的感应电动势多大? (2)ab中电流的方向如何? (3)若定值电阻R＝3，OΩ,导体棒的电阻r＝1.O Ω,，则电路电流大? 34.（共7分） （1）ab中的感应电动势为：① 代入数据得：E=2.0V ② （2）ab中电流方向为b→a （3）由闭合电路欧姆定律，回路中的电流E I R r = + ③ 代入数据得：I＝0.5A ④ 评分标准：本题7分，其中第（1）问2分，第二问2分，第三问3分。 第（1）问中①、②各1分。第（2）问中，正确得出ab中电流的方向给2分。第（3）问中，③式给2分，④式给1分。 （2008年全国2卷）24．（19分）如图，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v0。在棒的运动 电磁感应经典高考题 （全国卷1）17.某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下，大小为4.5 10 5T。一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸，河宽100m该河段涨潮和落潮时有海水（视为导体）流过。设落潮时，海水 自西向东流，流速为2m/s。下列说法正确的是 A.河北岸的电势较高 B .河南岸的电势较高 C.电压表记录的电压为9mV D .电压表记录的电压为5mV 【答案】BD 【解析】海水在落潮时自西向东流，该过程可以理解为：自西向东运动的导体棒在切割竖直向下的磁场。根据右手定则，右岸即北岸是正极电势高，南岸电势低，D对C错。根据法拉第电磁感应定律 E BLv 4.5 10 5100 2 9 10 3V, B 对A错。 【命题意图与考点定位】导体棒切割磁场的实际应用题。 （全国卷2）18.如图，空间某区域中有一匀强磁场，磁感应强度方向水平，且垂直于纸面向里，磁场上边界b和下边界d水平。在竖直面内有一矩形金属统一加线圈，线圈上下边的距离很短，下边水平。线圈从水平面a开始下落。已知磁场上下边界之间的距离大于水平面a、b之间的距离。若线圈下边刚通过 圈的上下边的距离很短，所以经历很短的变速运动而进入磁场，以后线圈中磁通量不变不产生感应电流， 在c处不受安培力，但线圈在重力作用下依然加速，因此从d处切割磁感线所受安培力必然大于b处，答案D。 【命题意图与考点定位】线圈切割磁感线的竖直运动，应用法拉第电磁感应定律求解。 （新课标卷）21.如图所示，两个端面半径同为R的圆柱形铁芯同轴水平放置，相对的端面之间有一 缝隙，铁芯上绕导线并与电源连接，在缝隙中形成一匀强磁场 水平面b、c （位于磁场中）和d时，线圈所受到的磁场力的大小分别为F b、F c 和F d，则 A. F d>F c>F b B. C. F c > F b > F d D. F c < F d < F b F F 【答案】D 【解析】线圈从a到b做自由落体运动, 在b点开始进入磁场切割磁感线所有受到安培力F b,由于线 .一铜质细直棒ab水平置于缝隙中，且与圆 初中物理电磁感应 适用学科物理适用年级初中三年级 适用区域人教版课时时长(分钟) 60分钟 知识点 1.电磁感应现象; 2.交流发电机的工作原理与能量转化; 教学目标 1.记忆并理解电磁感应现象; 2.知道交流发电机的工作原理及其能量的转化; 教学重点 1.电磁感应现象的理解与运用; 2、交流发电机的工作原理以及能量的转化。 教学难点运用电磁感应现象解决实际问题。 一、【教学过程】 (一)复习引入 1、师问:通过上节的学习,我们知道磁场对通电导线有力的作用,力的方向与什么有关呢？ 生答:导线中电流的方向、磁感线的方向有关。 2、师问:通过上节的学习,我们得到了电动机的工作原理就是什么呢？ 生答:通电线圈在磁场中受力转动。 通过上节课的学习,我们知道:通电导体在磁场中受到力的作用而能够运动起来,那么运动的导体中就是否能够产生电呢？本节针对闭合电路的一部分导体在磁场中运动产生感应电流的现象及其能量的转化作一些分析。 (二)教学内容 1.电磁感应现象:英国的物理学家法拉第在1831年发现了电磁感应现象,即闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感应线的运动时,导体中就会产生电流,这种现象叫做电磁感应。 2.感应电流:由电磁感应现象产生的电流。 (1)感应电流的方向跟磁场方向与导体切割磁感线运动的方向有关。 (2)感应电流的产生条件: a 、电路必须就是闭合电路; b 、只就是电路的一部分导体在磁场中; c 、这部分导体做切割磁感线运动(包括正切、斜切两种情况)。 3.交流发电机 (1)原理:发电机就是根据电磁感应现象制成的。 (2)能量转化:机械能转化为电能。 (3)构造:交流发电机主要由磁铁(定子)、线圈(转子)、滑环与电刷。 4、 直流电与交流电: (1)方向不变的电流叫做直流电大小与方向作周期性改变的电流叫做交流电。 (2)交流电的周期:电流发生一个周期性变化所用的时间,其单位就就是时间的单位秒(s)。 (3)交流电的频率:电流每秒发生周期性变化的次数。其单位就是赫兹,符号就是Hz 。频率与周期的数值互为倒数。 5、电动机与发电机的比较: 原理 通电导体在磁场中受力转动 电磁感应现象 结构 转子:线圈与换向器 定子:磁体与电刷 转子:线圈与铜环 定子:磁体与电刷 (实际生产中常采用线圈不动、磁极旋转) 能量 把电能转化为机械能 把机械能转化为电能 其她 换向器的作用:改变线圈中电流的方向 线圈在磁场中转动一转,感应电流的方向改变 磁铁(定子) 线圈(转子) 滑环 电刷 《2000年～2004年电磁感应》高考试题 11．(2003年上海综合能力测试理科用)唱卡拉OK用的话筒，内有传感器。其中有一种是动圈式的，它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈，线圈处于永磁体的磁场中，当声波使膜片前后振动时，就将声音信号转变为电信号。下列说法正确的是（） A 该传感器是根据电流的磁效应工作的 B 该传感器是根据电磁感应原理工作的 C 膜片振动时，穿过金属线圈的磁通量不变 D 膜片振动时，金属线圈中不会产生感应电动势 28．(2001年粤豫综合能力测试)有一种高速磁悬浮列车的设计方案是在每节车厢底部安装强磁铁（磁场方向向下），并在两条铁轨之间沿途平放—系列线圈。 下列说法中不正确 ．．．的是（） A 当列车运动时，通过线圈的磁通量会发生变化 B 列车速度越快，通过线圈的磁通量变化越快 C 列车运动时，线圈中会产生感应电流 D 线圈中的感应电流的大小与列车速度无关 15．(2002年上海综合能力测试理科用)右图是 一种利用电磁原理制作的充气泵的结构示 意图。其工作原理类似打点计时器。当电流 从电磁铁的接线柱a流入，吸引小磁铁向下 运动时，以下选项中正确的是（） A．电磁铁的上端为N极，小磁铁的下端为N极 B．电磁铁的上端为S极，小磁铁的下端为S极 C．电磁铁的上端为N极，小磁铁的下端为S极 D．电磁铁的上端为S极，电磁铁的下端为N极 19．(2004全国理综)一直升飞机停在南半球的地磁极上空。该处地磁场的方向竖直向上，磁感应强度为B。直升飞机螺旋桨叶片的长度为l，螺旋桨转动的频率为f，顺着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨按顺时针方向转动。螺旋桨叶片的近轴端为a，远轴端为b，如图所示。如果 B 忽略a到转轴中心线的距离，用ε表示每个 叶片中的感应电动势，则( ) A．ε＝πfl2B，且a点电势低于b点电势 B．ε＝2πfl2B，且a点电势低于b点电势 高考电磁感应经典试题(精选）专题训练 1.（2013全国新课标理综1第25题）如图，两条平行导轨所在平面与水平地面的夹角为θ，间距为L。导轨上端接有一平行板电容器，电容为C。导轨处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向垂直于导轨平面。在导轨上放置一质量为m的金属棒，棒可沿导轨下滑，且在下滑过程中保持与导轨垂直并良好接触。已知金属棒与导轨之间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g。忽略所有电阻。让金属棒从导轨上端由静止开始下滑，求: (1)电容器极板上积累的电荷量与金属棒速度大小的关系； (2)金属棒的速度大小随时间变化的关系。 2.(2012·物理）如图，质量为M的足够长金属导轨abcd放在光滑的绝缘水平面上。一电阻不计，质量为m的导体棒PQ放置在导轨上，始终与导轨接触良好，PQbc构成矩形。棒与导轨间动摩擦因数为μ，棒左侧有两个固定于水平面的立柱。导轨bc段长为L，开始时PQ左侧导轨的总电阻为R，右侧导轨单位 长度的电阻为R0。以ef为界，其左侧匀强磁场方向竖直向上，右侧匀强磁场水平向左，磁感应强度大小均为B。在t=0时，一水平向左的拉力F垂直作用在导轨的bc边上，使导轨由静止开始做匀加速直线运动，加速度为a。 （1）求回路中感应电动势及感应电流随时间变化的表达式； （2）经过多长时间拉力F达到最大值，拉力F的最大值为多少？ （3）某过程中回路产生的焦耳热为Q，导轨克服摩擦力 做功为W，求导轨动能的增加量。 3.（22分）（2012·理综）为了提高自行车夜间行驶的安全性，小明同学设计了一种“闪烁”装置。如图所示，自行车后轮由半径r1=5.0×10-2m的金属圈、半径r2=0.40m的金属外圈和绝缘幅条构成。后轮的、外圈之间等间隔地接有4根金属条，每根金属条的中间均串联有一电阻值为R的小灯泡。在支架上装有磁铁，形成了磁感应强度B=0.10T、方向垂直纸面向外的“扇形”匀强磁场，其半径为r1、外半径为r2、角θ=π/6 。后轮以角速度ω=2πrad/s相对于转轴转动。若不计其它电阻，忽略磁场的边缘效应。 （1）当金属条ab进入“扇形”磁场时，求感应电动势E，并指出ab上的电流方向； （2）当金属条ab进入“扇形”磁场时，画出“闪烁”装置的电路图； （3）从金属条ab进入“扇形”磁场时开始，经计算画出轮子一圈过程中，圈与外圈之间电势差U ab 随时间t变化的U ab-t图象； （4）若选择的是“1.5V、0.3A”的小灯泡，该“闪烁”装置能否正 常工作？有同学提出，通过改变磁感应强度B、后轮外圈半径r2、角速度 ω和角θ等物理量的大小，优化前同学的设计方案，请给出你的评价。 1.[2016·北京卷] 如图1-所示，匀强磁场中有两个导体圆环a 、b ，磁场方向与圆环所在平面垂直．磁感应强度B 随时间均匀增大．两圆环半径之比为2∶1，圆环中产生的感应电动势分别为E a 和E b ，不考虑两圆环间的相互影响．下列说法正确的是( ) 图1- A ．E a ∶E b ＝4∶1，感应电流均沿逆时针方向 B ．E a ∶E b ＝4∶1，感应电流均沿顺时针方向 C ．E a ∶E b ＝2∶1，感应电流均沿逆时针方向 D ． E a ∶E b ＝2∶1，感应电流均沿顺时针方向 答案：B 解析： 由法拉第电磁感应定律可知E ＝n ΔΦΔt ，则E ＝n ΔB Δt πR 2.由于R a ∶R b ＝2∶1，则E a ∶E b ＝4∶1.由楞次定律和安培定则可以判断产生顺时针方向的电流．选项B 正确． 2. [2016·江苏卷] 电吉他中电拾音器的基本结构如图1-所示，磁体附近的金属弦被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生感应电流，电流经电路放大后传送到音箱发出声音，下列说法正确的有( ) A ．选用铜质弦，电吉他仍能正常工作 B ．取走磁体，电吉他将不能正常工作 C ．增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势 D ．磁振动过程中，线圈中的电流方向不断变化 答案：BCD 解析： 选用铜质弦时，不会被磁化，不会产生电磁感应现象，电吉他不能正常工作，选项A 错误；取走磁体时，金属弦磁性消失，电吉他不能正常工作，选项B 正确；根据法拉第电磁感应定律可知，增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势，选项C 正确；根据楞次定律可知，磁振动过程中，线圈中的电流方向不断变化，选项D 正确． 3.[2016·全国卷Ⅱ] 法拉第圆盘发电机的示意图如图1-所示．铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P 、Q 分别与圆盘的边缘和铜轴接触．圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B 中．圆盘旋转时，关于流过电阻R 的电流，下列说法正确的是( ) 分类练习9----电磁感应 一、单选题 1、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，规定磁场的正方向垂直低面向里，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D（08全国1卷） 2、如图，一个边长为l的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀 强磁场；一个边长也为l的正方形导线框所在平面与磁场方向垂 直；虚线框对角线ab与导线框的一条边垂直，ba的延长线平分 导线框．在t=0时，使导线框从图示位置开始以恒定速度沿ab方 向移动，直到整个导线框离开磁场区域．以i表示导线框中感应电流的强度，取逆时针方向为正．下列表示i-t关系的图示中，可能正确的是C（08全国2卷） 3、在沿水平方向的匀强磁场中，有一圆形金属线圈可绕沿其直径的竖直轴自由转动。开始时线圈静止，线圈平面与磁场方向既不平行也不垂直，所成的锐角为α。在磁场开始增强后的一个极短时间内，线圈平面B(08四川卷) A．维持不动B．将向使α减小的方向转动 C．将向使α增大的方向转动D．将转动，因不知磁场方向，不能确定α会增大还是会减小 a b 4、如图，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F N及在水平 方向运动趋势的正确判断是D（08重庆卷） A．F N先小于mg后大于mg,运动趋势向左 B．F N先大于mg后小于mg,运动趋势向左 C．F N先大于mg后大于mg,运动趋势向右 D．F N先大于mg后小于mg,运动趋势向右 5、如图所示，同一平面内的三条平行导线串有两个最阻R和r，导体棒PQ与三条导线接触良好；匀强磁场的方向垂直纸面向里。导体棒的电阻可忽略。 当导体棒向左滑动时，下列说法正确的是B（08宁夏卷） A．流过R的电流为由d到c，流过r的电流为由b到a B．流过R的电流为由c到d，流过r的电流为由b到a C．流过R的电流为由d到c，流过r的电流为由a到b D．流过R的电流为由c到d，流过r的电流为由a到b 6、如图所示，平行于y轴的导体棒以速度v向右匀速直线 运动，经过半径为R、磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域，导体棒中的感应电动势ε与导体棒位置x关系的图像是A （08上海卷） 7、老师做了一个物理小实验让学生观察：一轻质横杆两侧各固定一金属环，横杆克绕中心点自由转动，老师拿一条形磁铁插向其中一个小环，后又取出插向另一个小环，同学们看到的现象是B（08上海卷理科综合） A．磁铁插向左环，横杆发生转动 B．磁铁插向右环，横杆发生转动 C．无论磁铁插向左环还是右环，横杆都不发生转动 D．无论磁铁插向左环还是右环，横杆都发生转动 8、保持导轨之间接触良好，金属导轨的电阻不计。现经历以下四个过程：A (06全国1卷) ①以速度v移动d,使它与ob的距离增大一倍;②再以速率v移动c,使它与 oa的距离减小一半；③然后，再以速率2v移动c,使它回到原处；④最后以 速率2v移动d,使它也回到原处。 设上述四个过程中通过电阻R的电量的大小依次为Q1、Q2、Q3和Q4,则 A．Q1=Q2=Q3=Q4B．Q1=Q2=2Q3=2Q4 C．2Q1=2Q2=Q3=Q4D．Q1≠Q2=Q3≠Q4 9、如图所示，用一根长为L质量不计的细杆与一个上弧长为 l、下弧长为 d的金属线框的中 θ v 0 x y O M a b B N 电磁感应 2006年全国理综 (北京卷) 24．（20分）磁流体推进船的动力来源于电流与磁场间的相互作用。图1是平静海面上某 实验船的示意图，磁流体推进器由磁体、电极和矩形通道（简称通道）组成。 如图2所示，通道尺寸a ＝，b ＝、c ＝。工作时，在通道内沿z 轴正方向加B ＝的匀强磁 场；沿x 轴正方向加匀强电场，使两金属板间的电压U ＝；海水沿y 轴正方向流过通道。已知海水的电阻率ρ＝Ω·m 。 （1）船静止时，求电源接通瞬间推进器对海水推力的大小和方向； （2）船以v s ＝s 的速度匀速前进。若以船为参照物，海水以s 的速率涌入进水口由于通 道的截面积小球进水口的截面积，在通道内海水速率增加到v d ＝s 。求此时两金属板间的感应电动势U 感。 （3）船行驶时，通道中海水两侧的电压U / ＝U －U 感计算，海水受到电磁力的80%可以转 化为对船的推力。当船以v s ＝s 的船速度匀速前进时，求海水推力的功率。 解析24.(20分) （1）根据安培力公式,推力F 1=I 1Bb ，其中I 1= R U ,R ＝ρac b 则F t = 8.796==B p U Bb R U ac N 对海水推力的方向沿y 轴正方向(向右) （2）U 感=Bu 感b= V （3）根据欧姆定律，I 2= 600)('4=-=pb ac b Bv U R U A 安培推力F 2＝I 2Bb ＝720 N 推力的功率P ＝Fv s ＝80%F 2v s ＝2 880 W 2006年全国物理试题（江苏卷） 19．（17分）如图所示，顶角θ=45°，的金属导轨 MON 固定在水平面内，导轨处在方向竖直、磁感应强度为B 的匀强磁场中。一根与ON 垂直的导体棒在水平外力作用下以恒定速度v 0沿导轨MON 向左滑动，导体棒的质量为m ，导轨与导体棒单位长度的电阻均匀为r 。导体棒与导轨接触点的a 和b ，导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触。t =0时，导体棒位于顶角O 处，求： （1）t 时刻流过导体棒的电流强度I 和电流方向。 （2）导体棒作匀速直线运动时水平外力F 的表达式。 （3）导体棒在0～t 时间内产生的焦耳热Q 。 （4）若在t 0时刻将外力F 撤去，导体棒最终在导轨上静止时的坐标x 。 19．（1）0到t 时间内，导体棒的位移 x ＝t t 时刻，导体棒的长度 l ＝x 导体棒的电动势 E ＝Bl v 0 回路总电阻 R ＝(2x ＋2x )r 电流强度 022E I R r ＝＝（＋） 电流方向 b →a （2） F ＝BlI ＝22 02 22E I R r ＝＝（＋） （3）解法一 t 时刻导体的电功率 P ＝I 2 R ＝23 02 22E I R r ＝＝（＋） ∵P ∝t ∴ Q ＝2P t ＝232 02 2(22E I R r ＝＝＋） 解法二 t 时刻导体棒的电功率 P ＝I 2 R 由于I 恒定 R / ＝v 0rt ∝t 电磁感应同步练习 (1) 1．英国物理学家法拉第1831年首先用实验的方法发现了现象，这一重大发现使人类实现了将能转化为能的愿望。 2．电磁感应现象的发现，经历了漫长的实验探究过程，这是因为电磁感应现象的产生必须符合一定的条件，这就是电路中的导体，在中做的运动时，导体中才会有电流产生，这种电流称为。 3．实验表明，感应电流的方向不仅跟方向有关，还跟方向有关，在上述两个因素中，如果其中之一的方向改变，则感应电流的方向将，如果两者的方向都改变，则感应电流的方向将。 4．发电机是根据现象而设计制造的，发电机的诞生实现了能向能的转化。 5．如图所示，两同学甩动与电流表相连的长导线， 发现电流表的指针来回摆动。 （1）这种现象叫做现象，这是由物 理学家最早发现的。 （2）产生感应电流的磁场是由提供的。6．小明学习了电磁感应现象后，就想：产生的感应电 流的大小与什么有关呢？他找了几个要好的同学开始了讨论和猜想：既然运动有快慢之分、磁场有强弱之分，那么感应电流的大小是否与这两者有关呢？ 于是他们开始做实验，首先按照课堂上探究电磁感应的实验装置（如图）重新安装了仪器，并且准备了磁性强弱不同的磁铁，以便改变磁场的强弱，闭合电路后，他先改变导体在磁场中运动的快慢，观察电流表指针摆动幅度的大小。实验发现：导体在磁场中切割磁感线运动的速度越大，电流表指针摆动的幅度越大；然后，他又保持导体运动的快慢不变，换用磁性强的磁铁来做实验，发现磁性越强，电流表指针摆动的幅度越大。对于这么重大的发现，他高兴不已。 （1 （2 （3 （4）请你解释一下为什么手摇发电机的手柄摇得越快，灯泡越亮？ (2) 1．下列情况下，能够产生感应电流的是 （ ） A ．导体在磁场中运动 B ．一段导体在磁场中做切割磁感线运动 C ．使闭合的导体全部在磁场中不动 D ．使闭合回路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动 2 （ ） A ．使导体棒A B 上下运动 B ．使导体棒AB 左右运动 C ．使导体棒AB 前后运动 D ．使导体棒AB 静止不动 3．下列四个图所示的实验装置中，用来研究电磁感应现象的是 （ ） 4．以下哪种物理现象的发现和利用，实现了电能大规模生产，使人们从蒸汽时代进入电气时代 （ ） A ．电磁感应现象 B ．电流通过导体发热 C ．电流的磁效应 D ．通电线圈在磁场中会转动 5．下列电气设备中利用电磁感应现象原理工作的是 （ ） A ．电烙铁 B ．发电机 C ．电动机 D ．电磁起重机 6．下课了，小明和同学们对老师桌子上的手摇发电机产生了极大的兴趣，他们争先恐后的做实验，用手摇发电机发电让小灯泡发光。咦？奇怪的现象发生了：为什么小灯泡有时亮，有时暗呢？灯泡的亮暗与什么因素有关呢？请根据这一现象，确立一个研究课题，并写出研究的全过程。 7．为研究某种植物在恒温下生长的规律，物理兴趣小组的同学，设计制作了一台如图15所示的恒温箱。箱内安装了一根电热丝，按实际需要，电热丝每秒应向箱内提供539J 的热量（设电能全部转化为内能）。经选用合适的材料制成后，用220V 的恒压电源供电，测得该电热丝每秒实际供热1100J 。为使电热丝供热达到设计要求，在不改变电热丝阻值及电源电压的条件下，应在箱外怎样连接一个电阻元件？并通过计算确定这个电阻元件的阻值。 A B C D《电磁感应》历年高考题
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