专题 电磁感应易错题.docx

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专题电磁感应易错题

专题4电磁感应易错题

学校:

___________姓名：

___________班级：

___________考号：

___________

基础知识自主梳理：

要点一电路中产生感应电流的条件

1、只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就会产生感应电流。

这就是说产生感应电流的条件有两个：

和。

若电路不闭合，则电路中就只产生。

要点二楞次定律的理解和应用

1、楞次定律解决的问题是问题，它涉及到两个磁场，_____________和____________，前者和后者的关系不是“同向”和“反向”的简单关系，而是前者“”后者“”的关系。

2、对“阻碍”意义的理解

（1）阻碍原磁场的变化。

“阻碍”不是，而是，感应电流的磁场不会阻止原磁场的变化。

（2）阻碍不是相反，当原磁通量减小时，感应电流的磁场与原磁场方向，以阻碍其；当磁体远离导体运动时，导体运动将和磁体运动方向，以阻碍其___________。

（3）由于“阻碍”，为了维持原磁场的变化，必须有外力克服这一“阻碍”而做功，从而导致___________转化为_____，因而楞次定律正是_____________和_____________在电磁感应中的体现。

要点三法拉第电磁感应定律及其应用

公式

E＝n

E＝BLVsinθ

研究对象

物理意义

适用范围

一、选择题

1．长为a宽为b的矩形线圈，在磁感强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场的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

A.0,0B.0，

C.

D.Bab，

2．如图所示，水平导轨的电阻忽略不计，金属棒ab和cd的电阻多别为Rab和Rcd，且Rab＞Rcd，处于匀强磁场中。

金属棒cd在力F的作用下向右匀速运动。

ab在外力作用下处于静止状态，下面说法正确的是

A．Uab＞UcdB．Uab=Ucd

C．Uab＜UcdD．无法判断

3．如图所示，一闭合金属圆环用绝缘细线挂于O点，将圆环拉离平衡位置并释放，圆环摆动过程中经过有界的水平匀强磁场区域，A，B为该磁场的竖直边界，若不计空气阻力，则[]

A．圆环向右穿过磁场后，还能摆至原来的高度。

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。

4．如图所示，A、B是两个完全相同的灯泡，L是自感系数较大的线圈，其直流电阻忽略不计。

当电键K闭合时，下列说法正确的是    （）

A．A比B先亮，然后A熄灭

B．B比A先亮，然后B逐渐变暗，A逐渐变亮

C．AB一齐亮，然后A熄灭

D．AB一齐亮．然后A逐渐变亮．B的亮度不变

5．在平行与水平面的匀强磁场上方有三个线圈，从同一高度由静止下落，三个线圈都是的材料相同、边长一样的正方形，A线圈有一个缺口，B、C线圈闭合，但B线圈的导线比C线圈的粗，则（）

A.三个线圈同时落地

B.A线圈最先落地

C.C线圈最后落地

D.B、C线圈同时落地

6．如图所示，A是长直密绕通电螺线管，小线圈B与电流表连接，并沿A的轴线Ox从O点自左向右匀速穿过螺线管人能正确反映通过电流表中电流I随x变化规律的是（）

二、填空题

7．原始的电话机将听筒和话筒串联成一个电路，当自己对着话筒讲话时，会从听筒中听到自己的声音，导致听觉疲劳而影响通话。

现代的电话将听筒电路与话筒电路分开，改进的电路原理示意图如图所示，图中线圈I与线圈Ⅱ匝数相等，R0=1．2kΩ，R=3．6kΩ，R为可变电阻。

当R调到某一值时，从听筒中就听不到话筒传出的声音了。

这时Rx=________kΩ

8．一个共有10匝的闭合矩形线圈，总电阻为10Ω、面积为0.04m2，置于水平面上。

若线框内的磁感强度在0.02s内，由垂直纸面向里，从1.6T均匀减少到零，再反向均匀增加到2.4T。

则在此时间内，线圈内导线中的感应电流大小为______A，从上向下俯视，线圈中电流的方向为______时针方向。

3、计算题

9．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6．0×10-3ks、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3．0n的电阻R1。

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户为0．27W，重力加速度取10m/s2，试求速率和滑动变阻器接人电路部分的阻值R2。

10．如图所示，以边长为50cm的正方形导线框，放置在B=0.40T的匀强磁场中。

已知磁场方向与水平方向成37°角，线框电阻为0.10Ω，求线框绕其一边从水平方向转至竖直方向的过程中通过导线横截面积的电量。

11．如图所示，竖直平面内有足够长的金属导轨，轨距0.2m，金属导体ab可在导轨上无摩擦地上下滑动，ab的电阻为0.4Ω，导轨电阻不计，导轨ab的质量为0.2g，垂直纸面向里的匀强磁场的磁应强度为0.2T，且磁场区域足够大，当ab导体自由下落0.4s时，突然接通电键K，则：

（1）试说出K接通后，ab导体的运动情况。

（2）ab导体匀速下落的速度是多少？

（g取10m/s2）

12．在如图所示的水平导轨上（摩擦、电阻忽略不计），有竖直向下的匀强磁场，磁感强度B，导轨左端的间距为L1=4l0，右端间距为l2=l0。

今在导轨上放置AC、DE两根导体棒，质量分别为m1=2m0，m2=m0，电阻R1=4R0，R2=R0。

若AC棒以初速度v0向右运动，求AC棒运动的过程中产生的总焦耳热QAC，以及通过它们的总电量q。

13．如图所示，长为6m的导体AB在磁感强度B=0.1T的匀强磁场中，以AB上的一点O为轴，沿着顺时针方向旋转。

角速度ω=5rad/s，O点距A端为2m，求AB的电势差。

14．如图所示光滑平行金属轨道abcd，轨道的水平部分bcd处于竖直向上的匀强磁场中，bc部分平行导轨宽度是cd部分的2倍，轨道足够长。

将质量相同的金属棒P和Q分别置于轨道的ab段和cd段。

P棒位于距水平轨道高为h的地方，放开P棒，使其自由下滑，求P棒和Q棒的最终速度。

15．如图所示，在跟匀强磁场垂直的平面内放置一个折成锐角的裸导线MON，∠MON=α。

在它上面搁置另一根与ON垂直的导线PQ，PQ紧贴MO，ON并以平行于ON的速度V，从顶角O开始向右匀速滑动，设裸导线单位长度的电阻为R0，磁感强度为B，求回路中的感应电流。

16．如图所示，直角三角形导线框ABC，处于磁感强度为B的匀强磁场中，线框在纸面上绕B点以匀角速度ω作顺时针方向转动，∠B=60°，∠C=90°，AB=l，求A，C两端的电压UAC。

17．用均匀导线弯成正方形闭合金属线框abcd，线框每边长80cm，每边的电阻为0.01Ω。

把线框放在磁感强度B=0.05T的匀强磁场中，并使它绕轴OO′以ω=100rad/s的角速度匀角速度旋转，旋转方向如图所示。

已知OO’在线框平面内，并且垂直于B，

，

，当线框转至和B平行的瞬间，求

（1）每条边产生的感应动势大小；

（2）线框内感应电流的大小；

（3）e，f分别是ab和cd的中点，ef两点间的电势差。

18．共有100匝的矩形线圈，在磁感强度为0.1T的匀强磁场中以角速度ω=10rad/s绕线圈的中心轴旋转。

已知线圈的长边a=20cm，短边b=10cm，线圈总电阻为2Ω。

求

（1）线圈平面转到什么位置时，线圈受到的电磁力矩最大？

最大力矩有多大？

（2）线圈平面转到与磁场方向夹角60°时，线圈受到的电磁力矩。

19．如图所示，在磁感强度B=2T的匀强磁场中，有一个半径r=0.5m的金属圆环。

圆环所在的平面与磁感线垂直。

OA是一个金属棒，它沿着顺时针方向以20rad/s的角速度绕圆心O匀速转动。

A端始终与圆环相接触OA棒的电阻R=0.1Ω，图中定值电阻R1=100Ω，R2=4.9Ω，电容器的电容C=100pF。

圆环和连接导线的电阻忽略不计，求：

（1）电容器的带电量。

哪个极板带正电。

（2）电路中消耗的电功率是多少？

20．如图所示，一个U形导体框架，其宽度L=1m，框架所在平面与水平面的夹用α=30°。

其电阻可忽略不计。

设匀强磁场与U形框架的平面垂直。

匀强磁场的磁感强度B＝0.2T。

今有一条形导体ab，其质量为m＝0.5kg，有效电阻R=0.1Ω，跨接在U形框架上，并且能无摩擦地滑动，求:

（1）由静止释放导体，导体ab下滑的最大速度vm；

（2）在最大速度vm时，在ab上释放的电功率。

（g=10m/s2）。

21．如图所示装置，导体棒AB，CD在相等的外力作用下，沿着光滑的轨道各朝相反方向以0.lm/s的速度匀速运动。

匀强磁场垂直纸面向里，磁感强度B=4T，导体棒有效长度都是L=0.5m，电阻R=0.5Ω，导轨上接有一只R′=1Ω的电阻和平行板电容器，它的两板间距相距1cm，试求：

（l）电容器及板间的电场强度的大小和方向；

（2）外力F的大小。

22．如图所示，磁场方向垂直于xOy平面向里，磁感应强度B沿y没有变化，沿x轴方向均匀增加，每经过1cm增加10-4T，即

10-T/cm，有一个长为L=20cm，宽h=10cm的矩形金属框以v=20cm/s的速度沿x轴方向运动，求：

（1）框中感应电动势E是多少?

（2）如果线框电阻R=0．02Ω，它消耗的电功率是多大?

（3）为保持框匀速运动，需要多大外力?

机械功率是多大?

参考答案

1．B【解析】【错解分析】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。

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。

【正解】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=εmcosωt=Babωcosωt。

当t=0时，cosωt=1，虽然磁通量

，但是电动势有最大值，根据法拉第电磁感应定律

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

，正确的选项为B。

【点评】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。

2．B

【解析】【错解分析】错解：

因导轨的电阻不计，金属棒ah和cd可以等效为两个电阻串联，而串联电路中，电压的分配跟电阻成正比。

因为Rab＞Red，所以Uab＞Ucd，故选A。

cd金属棒在F的作用下，做切割磁感线运动，应视为电源。

Ucd为电源的端电压，而不是内电压。

所以Ucd≠IRcd，Ucd=ε-IRcd，不能将abcd等效为两个外电阻的串联。

【正解】金属棒在力F的作用下向右作切割磁感线的运动应视为电源，而c、d分别等效为这个电源的正、负极，Ucd是电源两极的路端电压，不是内电压。

又因为导轨的电阻忽略不计，因此金属棒ab两端的电压Uab也等于路端电压，即Ucd=Uab，所以正确的答案应选B。

【点评】电源是将非静电能转换成电能的装置。

本题中是通过电磁感应将机械能转化成为电能。

cd的作用是电源。

ab则是外电路中的电阻。

画出等效电路图，如图所示。

然后再运用恒定电流的知识进行计算。

电磁感应的问题中经常用到这样的化简为直流电路的等效方法。

3．B

【解析】【错解分析】错解：

当圆环从1位置开始下落，进入磁场和摆出磁场时（即2位置和3位置），由于有磁通量变化，圆环上产生感应电流，选项B正确。

由于金属圆环自身存在内阻，所以必然有热量产生（既有能量损失）。

因此，圆环不会再摆到4位置。

选项A错。

当圆环进入