电磁感应典型题(2017).docx

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电磁感应典型题（2017）

1.（多选）迈克尔.法拉第是英国物理学家，他在电磁学方面做出很多重要贡献。

如图是法拉第做成的世界上第一台发电机模型的原理图。

将铜盘放在磁场中，让磁感线垂直穿过铜盘，在a、b两处用电刷将导线分别与铜盘的边缘和转轴良好接触。

逆时针转动铜盘（沿磁场方向看），就可以使闭合电路获得电流，让小灯泡发光。

则

A．a端电势低，b端电势高

B．如转速变为原来的2倍，则感应电动势也变为原来的2倍

C．如转速变为原来的2倍，则流过灯泡的电流变为原来的4倍

D．如顺时针转过铜盘，则小灯泡不会发光

2.（多选）如图所示，倾角为θ的光滑斜面上端放置一矩形导线框abcd，ab边的边长为L1，ad边的边长为L2，导线框的质量为m，电阻为R，斜面上ef线和gh线（ef、gh平行底边）之间有垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度为B，ef和gh的距离为L3（L3＞L2）。

如果导线框从静止释放，恰能加速进入磁场，匀速离开磁场，导线

框的ab边始终平行于底边。

则下列说法正确的是

A.导线框进入磁场的过程中速度增大得越来越快

B.导线框进入磁场过程中，感应电流的方向为abcda

C.导线框匀速离开磁场所经历的时间为

D.导线框进入磁场过程中产生的焦耳热Q1大于离开磁场过程

中产生的焦耳热Q2

3．（2013全国卷I）如图，在水平面（纸面）内有三根相同的均匀金属棒ab、ac和MN，其中ab、ac在a点接触，构成“V”字型导轨。

空间存在垂直于纸面的均匀磁场。

用力使MN向右匀速运动，从图示位置开始计时，运动中MN始终与∠bac的平分线垂直且和导轨保持良好接触。

下列关于回路中电流i与时间t的关系图线，可能正确的是

a

b

c

M

N

i

t

O

i

t

O

i

t

O

i

t

O

4．如图，直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向平行于ab边向上。

当金属框绕ab边以角速度ω逆时针转动时，a、b、c三点的电势分别为Ua、Ub、Uc．已知bc边的长度为l．下列判断正确的是

A．Ua>Uc，金属框中无电流

B．Ub>Uc，金属框中电流方向沿a-b-c-a

C．，金属框中无电流

D．，金属框中电流方向沿a-c-b-a

5．纸面内两个半径均为R的圆相切于O点，两圆形区域内分别存在垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度大小相等、方向相反，且不随时间变化。

一长为2R的导体杆OA绕过O点且垂直于纸面的轴顺时针匀速旋转，角速度为ω，t＝0时，OA恰好位于两圆的公切线上，如图所示。

若选取从O指向A的电动势为正，下列描述导体杆中感应电动势随时间变化的图像可能正确的是

t

E

O

A

t

E

O

B

t

E

O

C

t

E

O

D

O

A

ω

S

A

B

M

N

6．（多选）如图所示，铁芯上有两个线圈A和B．线圈A跟电源相连，LED（发光二极管，具有单向导电性）M和N并联后接线圈B两端．图中所有元件均正常，则

A．S闭合瞬间，A中有感应电动势

B．S断开瞬间，A中有感应电动势

C．S闭合瞬间，M亮一下，N不亮

D．S断开瞬间，M和N二者均不亮

7.导线环及圆形匀强磁场区域的半径均为R，磁场方向与导线环所在平面垂直。

当导线环

从图示位置沿两圆心连线匀速穿过磁场区域的过程中，导线环中感应电流i随时间t的

变化关系如图所示，规定逆时针方向的感应电流为正。

其中最符合实际的是

8.（多选）如图所示的正方形线框abcd边长为L，每边电阻均为r，在垂直于纸面向里，磁感应强度为B的匀强磁场中绕cd轴以角速度ω匀速转动，c、d两点与一阻值为r的电阻相连，各表均可视为理想表，导线电阻不计，则下列说法中正确的是

A．线框abcd产生的电流为交变电流

B．当S断开时，电压表的示数为零

C．当S断开时，电压表的示数为

D．当S闭合时，电流表的示数为

9.（多选）如图，单匝矩形导线框abcd与匀强磁场垂直，线框电阻不计．线框绕与cd边重合的固定转轴以恒定角速度从图示位置开始匀速转动，理想变压器匝数比为n1：

n2．开关S断开时，额定功率为P的灯泡L1正常发光，电流表示数为I，电流表内阻不计，下列说法正确的是

Ａ．线框中产生的电流为正弦式交变电流

Ｂ．线框从图中位置转过时，感应电动势瞬时值为

Ｃ．灯泡L1的额定电压等于

Ｄ．如果闭合开关S，则电流表示数变大

10.（2012深圳二模） （18分）

如图所示，两根半径为光滑的圆弧轨道间距为L,电阻不计，在其上端连有一阻值为R0的电阻，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B.现有一根长度稍大于L、质量为m、电阻为R的金属棒从轨道的顶端PQ处开始下滑，到达轨道底端MN时对轨道的压力为2mg,求：

（1）棒到达最低点时电阻R0两端的电压；

（2）棒下滑过程中产生R0的热量；

（3）棒下滑过程中通过R0的电量.

11.（12分）如图所示，水平固定的闭合导轨分别由平行的直轨和同心半圆形导轨构成，两轨间距离均为d，同心圆的内圆半径均为d.两轨间充满匀强磁场，磁感应强度的大小为B，方向垂直纸面向里，内外两条轨道间用导线和电阻为R的电阻连接，其他电阻可忽略.一根导体棒在两轨道上滑动，棒在平行直轨道上垂直导轨做匀速直线运动，速度大小为v；棒在圆弧导轨上匀速转动，棒与外圆轨道接触点的线速度大小为v，运动中棒的延长线始终过圆心O1或O2。

求：

（1）当棒在圆弧导轨上运动时，电阻R两端的电压U；

（2）棒在平直导轨上移动距离为L的过程中，电阻R产生的焦耳热Q.

12．（2014广州一模）（18分）如图，匀强磁场垂直铜环所在的平面，导体棒a的一端固定在铜环的圆心O处，另一端紧贴圆环，可绕O匀速转动．通过电刷把铜环、环心与两竖直平行金属板P、Q连接成如图所示的电路，R1、R2是定值电阻．带正电的小球通过绝缘细线挂在两板间M点，被拉起到水平位置；合上开关K，无初速度释放小球，小球沿圆弧经过M点正下方的N点到另一侧．

已知：

磁感应强度为B；a的角速度大小为ω，长度为l，电阻为r；R1=R2=2r，铜环电阻不计；P、Q两板间距为d；带电的质量为m、电量为q；重力加速度为g．求：

（1）a匀速转动的方向；

R1

N

O

a

K

l

d

R2

B

（2）P、Q间电场强度E的大小；

（3）小球通过N点时对细线拉力T的大小．

13．（20分）如图甲所示，在粗糙的水平面上有一滑板，滑板上固定着一个用粗细均匀的导线绕成的正方形闭合线圈，匝数N=10，边长L=0.4m，总电阻R=1Ω，滑板和线圈的总质量M=2kg，滑板与地面间的动摩擦因数μ=0.5，前方有一长4L、高L的矩形区域，其下边界与线圈中心等高，区域内有垂直线圈平面的水平匀强磁场，磁感应强度大小按如图乙所示的规律变化，现给线圈施加一水平外力，使线圈以速度v=0.4m/s匀速通过矩形磁场，t=0时刻，线圈右侧恰好开始进入磁场．重力加速度g=10m/s2．求：

（1）t=0.5s时线圈中通过的电流；

（2）线圈全部进入磁场区域前的瞬间所需外力的大小；

（3）线圈穿过图中矩形区域过程中外力所做的功．

0.5

0

1

3

t/s

B/T

乙

甲

14、如图所示，光滑的金属导轨间距为L，导轨平面与水平面成α角，导轨下端接有阻值为R的电阻，质量为m的金属细杆ab与绝缘轻弹簧相连静止在导轨上，弹簧劲度系数为k，上端固定，弹簧与导轨平面平行，整个装置处在垂直于导轨平面斜向上的匀强磁场中，磁感应强度为B。

现给杆一沿导轨向下的初速度v0，杆向下运动至速度为零后，再沿导轨平面向上运动达最大速度，大小为v1，然后减速为零，再沿导轨平面向下运动……一直往复运动到静止（导轨与金属细杆的电阻忽略不计）。

试求：

（1）细杆获得初速度瞬间，通过R的电流大小；

（2）当杆速度为v1时离最初静止时位置的距离L1；

（3）杆由初速度v0开始运动直到最后静止，电阻R上产生的焦耳热Q。

15、如图,两根足够长的光滑固定平行金属导轨与水平面成角,导轨间距为d,两导体棒a和b与导轨垂直放置,两根导体棒的质量都为m、电阻都为R,回路中其余电阻不计.整个装置处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,磁感应强度的大小为B,在时刻使a沿导轨向上作速度为v的匀速运动,同时将b由静止释放,b经过一段时间后也作匀速运动.已知

（1）若使导体棒b静止在导轨上,导体棒a向上运动的速度v多大?

（2）若a在平行于导轨向上的力F作用下,以v1=2m/s的速度沿导轨向上匀速运动,试导出F与b的速率v2的函数关系式并求出v2的最大值;

（3）在

（2）中,当t=2s时,b的速度达到5.06m/s,2s内回路中产生的焦耳热为13.2J,求该2s内力F做的功（结果保留三位有效数字）

1

2

3

4

5

6

7

8

9

AB

BC

A

C

C

ABC

C

ACD

ABD

10.解：

（1）到达最低点时，设棒的速度为v，

由牛顿第二定律得：

得………2分

………2分

………2分

（2）由能量转化和守恒得：

………6分

（3）电量………6分

11．（12分）解：

（1）根据题意,棒在圆弧轨上滑行角速度为

根据法拉第电磁感应定律

由几何知识可知

联立，得R两端的电压

（2）根据法拉第电磁感应定律，棒在直轨上滑行产生的感应电动势

通过电阻的电流

又

根据焦耳定律

联立，得

评分参考：

式各2分，式各1分。

12．（18分）

解析：

（1）依题意，小球从水平位置释放后，能沿圆弧向下摆动，故小球受到电场力的方向水平向右，P板带正电，Q板带负电。

由右手定则可知，导体棒a顺时针转动。

（2分）

（2）导体棒a转动切割磁感线，由法拉第电磁感应定律得电动势大小：

＝①（2分，若缺中间推导式只得1分）

由闭合电路欧姆定律：

②（2分）

由欧姆定律可知，PQ的电压为：

UPQ＝③（2分）

故PQ间匀强电场的电场强度大小：

④（2分）

联立①②③④，代入R1＝R2＝2r，可得：

⑤（2分）

（3）设细绳长度为L，小球到达N点时速度为v，由动能定理可得：

⑥（2分）又⑦（2分）

由⑤⑥⑦得：

⑧（2分）

【评分说明：

第

（1）问给2分，若在图中标明方向且正确也可，若答“从图示位置向上转动”或“从图示位置向右转动”也可；①②③④⑤⑥⑦⑧各2分。

共18分。

】

13．

（1）线框切割磁感线V…………