电磁感应综合训练.docx

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电磁感应综合训练

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知识精要+经典题目

一产生感应电流的条件和法拉第电磁感应定律

不论用什么方法，只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有电流产生．这种利用磁场产生电流的现象叫电磁感应，产生的电流叫感应电流

（1）右手定则——判断感应电流的方向

（2）左手定则——判定磁场对电流的作用力方向

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量的变化率成正比．公式：

E=n△Φ/△t

导体做切割磁感线运动时产生感应电动势大小表达式：

E＝Blv（L为有效长度）

导体做旋转切割磁感线运动时产生感应电动势大小表达式：

E＝1/2Blv=1/2Bwl2

计算通过闭合回路的电量常用推导式：

q=△Φ/R

1如图所示，虚线框和实线框在同一水平面内．虚线框内有矩形匀强磁场区，矩形的长是宽的2倍．磁场方向垂直于纸面向里．实线框abcd是一个正方形导线框．若将导线框以相

同的速率匀速拉离磁场区域，第一次沿ab方向拉出，

第二次沿ad方向拉出，两次外

力做的功分别为W1、W2，则

A.W1=W2B.W1=2W2C.W2=2W1D.W2=4W1

2、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I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（）

ABCD

3、如图，在匀强磁场中固定放置一根串接一电阻R的直角形金属导轨aob（在纸面内），磁场方向垂直于纸面朝里，另有两根金属导轨c、d分别平行于oa、ob放置。

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：

①以速率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

4、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。

下列说法中错误的是

A.此时电阻R1消耗的热功率为Fv/6

B.此时电阻R2消耗的热功率为Fv/3

C.此时整个装置因摩擦而消耗的热功率为μmgvcosθ

D.此时整个装置消耗的机械功率为（F+μmgcosθ）v

5、如图所示，电阻为R的金属棒ab，从图示位置分别以速度v1、v2沿电阻不计的光滑轨道匀速滑到虚线处.若v1∶v2=1∶2，则两次移动棒的过程中（）

A.回路中感应电流之比I1∶I2=1∶2

B.回路中产生热量之比Q1∶Q2=1∶2

C.外力做功的功率之比P1∶P2=1∶2

D.回路中通过截面的总电荷量之比q1∶q2=1∶2

6、如图所示，C是一只电容器，先用外力使金属杆ab贴着水平平行金属导轨在匀强磁场中沿垂直磁场方向运动，到有一定速度时突然撤销外力.不计摩擦，则ab以后的运动情况可能是（）

A.减速运动到停止B.来回往复运动

C.匀速运动D.加速运动

7、如图所示，PQRS为一正方形导线框，它以恒定速度向右进人以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分别是PS和PQ的中点.关于线框中的感应电流，正确的说法是（）

A.当E点经过边界MN时，线框中感应电流最大

B.当P点经过边界MN时，线框中感应电流最大

C.当F点经过边界MN时，线框中感应电流最大

D.当Q点经过边界MN时，线框中感应电流最大

二楞次定律

1楞次定律：

感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

（四个字“增反减同”）

2从磁铁与线圈的相对运动来看，感应电流总要阻碍相对运动。

（“来拒去留”。

2、从相互作用来看：

新磁场对原磁场做负功，原磁场对新磁场做正功。

符合能量守恒定律。

1、如图

（1）所示，闭合线圈放置在变化的磁场中，线圈平面跟纸面平行，磁场线垂直于纸面。

要使线圈有扩张的趋势，应使磁场（）

A．不断增强，方向垂直纸面向里；

B．不断减弱，方向垂直纸面向外；

C．不断增强，方向垂直纸面向外；

D．不断减弱，方向垂直纸面向里。

2、如图

（2）所示，一闭合的金属环从静止开始由高处下落通过条形磁铁后继

续下落，空气阻力不计，则在圆环的运动过程中，下列说法正确的是：

（）

A．在磁铁的上方时，圆环的加速度小于g，在下方时大于g；

B．圆环在磁铁上方时，加速度小于g，在下方时也小于g；

C．圆环在磁铁的上方时，加速度小于g，在下方时等于g；

D．圆环在磁铁的上方时，加速度大于g，在下方时小于g。

3、如图所示，在匀强磁场中放有平行铜导轨，它与大线圈M相连接。

要使小线圈N获得逆时针方向的感应电流，则放在导轨上的裸金属棒ab的运动情况是（两线圈共面放置）（）

A．向右匀速运动　　　　B．向左加速运动

C．向右减速运动　　　　D．向右加速运动

4、如图所示，导线框abcd与导线AB在同一平面内，直导线中通有恒定的电流I，当线框由左向右匀速通过直导线的过程中，线框中感应电流的方向是（）

A．先abcda，再dcbad，后abcda

B．先abcda，再dcbad

C．始终是dcbad

D．先dcbad，再abcda，后dcbad

5、两个线圈A和B平行放置，分别通有如图所示方向的电流，欲使线圈B中的电流能在某一瞬时有所增大，则可以采取的措施是（）

A．保持线圈的相对位置不变，增大线圈A中的电流

B．保持线圈的相对位置不变，减小线圈A中的电流

C．保持线圈A中的电流不变，将线圈A向右平移

D．保持线圈A中的电流不变，将线圈A向上平移

6、1931年英国物理学家狄拉克从理论上预言：

存在只有一个磁极的粒子，即“磁单极子”。

1982年，美国物理学家卡布莱设计了一个寻找磁单极子的实验。

他设想，如果一个只有N极的磁单极子从上向下穿过如图所示的超导线圈，那么，从上向下看，超导线圈将出现（）

A．先是逆时针方向的感应电动势，然后是顺时针方向的感应电流

B．先是顺时针方向的感应电动势，然后是逆时针方向的感应电流

C．顺时针方向持续流动的感应电流

D．逆时针方向持续流动的感应电流

7、如题图，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FN及在水平方向运动趋势的正确判断是（）

A、FN先小于mg后大于mg,运动趋势向左

B、FN先大于mg后小于mg,运动趋势向左

C、FN先大于mg后大于mg,运动趋势向右

D、FN先大于mg后小于mg,运动趋势向右

8、Ｍ和Ｎ是绕在一个环形铁芯上的两个线圈，绕法和线路如图．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

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、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，如图甲所示。

现令磁感应强度B随时间t变化，先按图乙中所示的Oa图象变化，后来又按图象bc和cd变化，令E1、E2、E3分别表示这三段变化过程中感应电动势的大小，I1，I2，I3分别表示对应的感应电流，则（）

A．E1>E2，I1沿逆时针方向，I2沿顺时针方向

B．E1

C．E1

D．E2=E3，I2沿顺时针方向，I3沿顺时针方向

10、如下右图所示，竖直放置的螺线管与导线abcd构成回路。

导线所围区域内有一个垂直纸面向里的变化的匀强磁场。

螺线管下方水平桌面上有一导体圆环，导线abcd所围区域内磁场的磁感应强度按下面哪一图线所表示的方式随时间变化时，导体圆环将受到向上的磁场作用力（）

A.B.C.D.

三、自感现象和日光灯

自感现象是指当线圈自身电流发生变化时，在线圈中引起的电磁感应现象，当线圈中的电流增加时，自感电流的方向与原电流方向相反；当线圈中电流减小时，自感电流的方向与原电流的方向相同．自感电动势的大小与电流的变化率成正比．

1、如右图所示的电路,L是自感系数较大的线圈,在滑动变阻器的滑动片P从A端迅速滑向B端的过程中,经过AB中点C时通过线圈的电流为I1;P从B端迅速滑向A端的过程中,经过C点时通过线圈的电流为I2;P固定在C点不动,达到稳定时通过线圈的电流为I0,则（）

A.I1=I2=I0B.I1＞I0＞I2

C.I1=I2＞I0D.I1＜I0＜I2

2、如右图所示电路中,S是闭合的,此时流过线圈L的电流为i1,流过灯泡A的电流为i2,且i1＞i2.在t1时刻将S断开,那么流过灯泡的电流随时间变化的图象是下图中的哪一个（）

3、如图所示的电路中，A1和A2是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可以忽略不计，下列说法中正确的是（）

A．合上开关S接通电路时，A2先亮A1后亮，最后一样亮

B．合上开关S接通电路时，A1和A2始终一样亮

C．断开开关S切断电路时，A2立即熄灭，A1过一会熄灭

D．断开开关S切断电路时，A1和A2都要过一会才熄灭

4、如图所示，电阻R和电感线圈L的值都较大，电感线圈的电阻不计，A、B是两只完全相同的灯泡，当开关S闭合时　，下面能发生的情况是（）

A．B比A先亮，然后B熄灭

B．A比B先亮，然后A熄灭　

C．A、B一起亮，然后A熄灭

D．A、B一起亮，然后B熄灭

5、在制作精密电阻时，为消除使用过程中由于电流的变化而引起的自感现象，采取了双线绕法，如图所示.其理由是（）

A.当电路中电流变化时，两股导线产生的自感电动势互相抵消

B.当电路中电流变化时，两股导线中的感应电流互相抵消

C.当电路中电流变化时，两股导线产生的磁通量互相抵消

D.当电路中电流变化时，电流的变化量互相抵消

6如图所示为日光灯示意电路，L为镇流器，S为起动器.下列操作中，观察到的现象正确的是（）

A.接通S1、S2接a、S3断开，灯管正常发光

B.灯管正常发光时，将S2由a迅速接到b，灯管将不再正常发光

C.断开S1、S3，令S2接b，待灯管冷却后再接通S1，可看到S闪光，灯管不能起辉

D.取下S，令S2接a，再接通S1、S3，接通几秒后迅速断开S3，灯管可正常发光

四电磁感应中的图像问题

电磁感应中常涉及磁感应强度B、磁通量Φ、感应电动势E和感应电流I随时间t变化的图像，即B-t图像、Φ-t图像、E-t图像和I-t图像等。

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。

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的感应电流方向为正，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（）

2、如图所示，LOO’L’为一折线，它所形成的两个角∠LOO′和∠OO′L′均为450。

折线的右边有一匀强磁场，其方向垂直于纸面向里.一边长为l的正方形导线框沿垂直于OO′的方向以速度v作匀速直线运动，在t=0时刻恰好位于图中所示的位置。

以逆时针方向为导线框中电流的正方向，在下面四幅图中能够正确表示电流—时间（I—t）关系的是（时间以l/v为单位）（）

3、如图所示，在PQ、QR区域存在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场，磁场方向均垂直于纸面，bc边与磁场的边界P重合。

导线框与磁场区域的尺寸如图所示。

从t＝0时刻开始线框匀速横穿两个磁场区域。

以a→b→c→d→e→f为线框中电动势的正方向。

以下四个ε-t关系示意图中正确的是）

4、如图所示，虚线上方空间有匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，直角扇形导线框绕垂直于纸面的轴O以角速度

匀速逆时针转动。

设线框中感应电流的方向以逆时针为正，线框处于图示位置时为时间零点。

那么，在下图中能正确表明线框转动一周感应电流变化情况的是（）

5、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（）

6、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

如图2变化时，图3中正确表示线圈中感应电动势E变化的是（）

7、一磁棒自远处匀速沿一圆形线圈的轴线运动，并穿过线圈向远处而去，如图所示。

下列四个图中较正确反映线圈中I与时间t关系的是（线圈中电流以图示箭头为正方向）（）

8、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（）

五电磁感应中的力学问题和能量问题

1如图所示，两条互相平行的光滑金属导轨位于水平面内，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处有一与水平面垂直的均匀磁场，磁感强度B＝0.5T。

一质量为m＝0.1kg的金属直杆垂直放置在导轨上，并以v0＝2m/s的初速度进人磁场，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/s2，方向与初速度方向相反。

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）保持其他条件不变，而初速度v0取不同值，求开始时F的方向与初速度v0取值的关系。

2、如图，在水平面上有两条平行导电导轨MN、PQ,导轨间距离为

，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

和

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

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。

3、两根相距为L的足够长的金属直角导轨如图所示放置，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，杆与水平和竖直导轨之间有相同的动摩擦因数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作用下沿导轨匀速运动时，cd杆也正好以某一速度向下做匀速运动。

设运动过程中金属细杆ab、cd与导轨接触良好。

重力加速度为g。

求：

（1）ab杆匀速运动的速度v1；

（2）ab杆所受拉力F，

（3）ab杆以v1匀速运动时，cd杆以v2（v2已知）匀速运动，则在cd杆向下运动h过程中，整个回路中产生的焦耳热为多少？

4如图所示，两根足够长的固定的平行金属导轨位于倾角θ=30°的斜面上，导轨上、下端各接有阻值R=10Ω的电阻，导轨自身电阻忽略不计，导轨宽度L=2m，在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度B=0.5T．质量为m=0.1kg，电阻r=5Ω的金属棒ab在较高处由静止释放，金属棒ab在下滑过程中始终与导轨垂直且与导轨接触良好．当金属棒ab下滑高度h=3m时，速度恰好达到最大值v=2m/s．求：

（1）金属棒ab在以上运动过程中机械能的减少量．

（2）金属棒ab在以上运动过程中导轨下端电阻R中产生的热量．（g=10m/s2）