电磁感应分类典型例题.doc

1、电磁感应计算题题型一 法拉第电磁感应定律1、一个200匝、面积为20cm2在圆形线圈，放在匀强磁场中，磁场的方向与线圈平面成300角，磁感应强度在0.05s内由0.1T增加到0.5T。在此过程中，穿过线圈的磁通量变化量是多大？磁通量的平均变化率是多大？线圈中感应电动势的大小为少？2、如图10所示，一个圆形线圈的匝数n=1000，线圈面积S=200cm2,线圈的电阻r=1,线圈外接一个阻值R=4的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图所示；求：（1）、前4S内的感应电动势（2）、前5S内的感应电动势R2图甲R1CSB图乙t/sB/T0.220.40.6O

2、1.02.00.81.03、在如图甲所示的电路中，螺线管匝数n = 1500匝，横截面积S = 20cm2。螺线管导线电阻r = 1.0，R1 = 4.0，R2 = 5.0，C=30F。在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按如图乙所示的规律变化。求： （1）求螺线管中产生的感应电动势；E = 1.2V（2）闭合S，电路中的电流稳定后，求电阻R1的电功率；P = 5.7610-2W（3）S断开后，求流经R2的电量。Q = CU = 1.810-5C 4.一个半径r=0.10m的闭合导体圆环，圆环单位长度的电阻R0=1.010-2 Wm-1。如图19甲所示，圆环所在区域存在着匀强磁场，磁场

3、方向垂直圆环所在平面向外，磁感应强度大小随时间变化情况如图19乙所示。（1）分别求在00.3 s和0.3 s0.5s 时间内圆环中感应电动势的大小；（2）分别求在00.3 s和0.3 s0.5s 时间内圆环中感应电流的大小，并在图19丙中画出圆环中感应电流随时间变化的i-t图象（以线圈中逆时针电流为正，至少画出两个周期）；（3）求在010s内圆环中产生的焦耳热。甲rOB乙图19B/10-2Tt/s060.41.00.20.8丙i/At/s01.00.60.40.20.80.65.（1 0分）如图1 9甲所示，在一个正方形金属线圈区域内，存在着磁感应强度B随时间变化的匀强磁场，磁场的方向与线圈平

4、面垂直。金属线圈所围的面积S= 200cm2，匝数n= 1000，线圈电阻r=1.0。线圈与电阻R构成闭合回路，电阻R=4.0。匀强磁场的磁感应强度随时间变化的情况如图19乙所示，求： （1）在t=2.0s时刻，通过电阻R的感应电流大小； （2）在t=5.0s时刻，电阻R消耗的电功率； （3）06.0s内整个闭合电路中产生的热量。题型二 切割磁感线 (匀速切割）1.如图所示，宽度为L=0.20m的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨的一端连接阻值为R=1.0电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B=0.50T。一根导体棒MN放在导轨上与导轨接触良好，导轨和导体棒的电阻均

5、可忽略不计。现用一平行于导轨的拉力拉动导体棒沿导轨向右匀速运动，运动速度v=10m/s，在运动过程中保持导体棒与导轨垂直。求：MRBvN在导轨、导体棒和电阻组成的闭合回路中产生的感应电流。作用在导体棒上的拉力大小。在导体棒移动30cm的过程中，电阻R上产生的热量。2.两根平行光滑金属导轨MN和PQ水平放置，其间距为0.60m，磁感应强度为0.50T的匀强磁场垂直轨道平面向下，两导轨之间连接的电阻R5.0。在导轨上有一电阻为1.0的金属棒ab，金属棒与导轨垂直，如图13所示。在ab棒上施加水平拉力F使其以10m/s的水平速度匀速向右运动。设金属导轨足够长。求：abFBNMPQR图13（1）金属棒

6、ab两端的电压。（2）拉力F的大小。（3）电阻R上消耗的电功率。图10BvL2L1abcd3.（8分）如图10所示，在光滑水平面上有一长为L1、宽为L2的单匝矩形闭合导体线框abcd，处于磁感应强度为B的有界匀强磁场中，其ab边与磁场的边界重合。线框由同种粗细均匀的导线制成，它的总电阻为R。现将用垂直于线框ab边的水平拉力，将线框以速度v向右沿水平方向匀速拉出磁场，此过程中保持线框平面与磁感线垂直，且ab边与磁场边界平行。求线框被拉出磁场的过程中：（1）通过线框的电流；（2）线框中产生的焦耳热；（3）线框中a、b两点间的电压大小。 (7分)如图15所示，边长L=0.20m的正方形导线框ABCD

7、由粗细均匀的同种材料制成，正方形导线框每边的电阻R0=1.0，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=0.20。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)：v图15ABMDOCN（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。RNM图1614. （7分）如图16所示，两根竖直放置的

8、足够长的光滑平行金属导轨间距l0.50m，导轨上端接有电阻R0.80，导轨电阻忽略不计。导轨下部的匀强磁场区有虚线所示的水平上边界，磁感应强度B=0.40T，方向垂直于金属导轨平面向外。电阻r0.20的金属杆MN，从静止开始沿着金属导轨下落，下落一定高度后以v=2.5m/s的速度进入匀强磁场中，金属杆下落过程中始终与导轨垂直且接触良好。已知重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力。（1）求金属杆刚进入磁场时通过电阻R的电流大小；（2）求金属杆刚进入磁场时，M、N两端的电压；（3）若金属杆刚进入磁场区域时恰能匀速运动，则在匀速下落过程中每秒钟有多少重力势能转化为电能？题型三 （加速切割） 1.

9、如 图甲所示，光滑且足够长的金属导轨MN、PQ平行地固定在同一水平面上，两导轨间距L=0.20m，电阻R=0.40，导轨上停放一质量m=0.10kg的金属杆ab，位于两导轨之间的金属杆的电阻r=0.10，导轨的电阻可忽略不计。整个装置处于磁感应强度B=0.50T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。现用一水平外力F水平向右拉金属杆，使之由静止开始运动，在整个运动过程中金属杆始终与导轨垂直并接触良好，若理想电压表的示数U随时间t变化的关系如图乙所示。从金属杆开始运动经t=5.0s时， 求：通过金属杆的感应电流的大小和方向； 金属杆的速度大小； 外力F的瞬时功率。甲VRBFMNQP乙U/Vt/sO0.2

10、0.40.6321456图13abt/s15105024v(m/s)图乙2.如图甲所示,两根足够长的平行光滑金属导轨固定放置在水平面上，间距L0.2m，一端通过导线与阻值为R=1的电阻连接；导轨上放一质量为m0.5kg的金属杆，金属杆与导轨的电阻均忽略不计.整个装置处于竖直向上的大小为B0.5T的匀强磁场中.现用与导轨平行的拉力F作用在金属杆上，金属杆运动的v-t图象如图乙所示.（取重力加速度g=10m/s2）求：FRB图甲（1）t10s时拉力的大小及电路的发热功率.（2）在010s内，通过电阻R上的电量.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

11、；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/s2）（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=0.5；磁感应强度B为多大？（3）由vF图线的截距可求得什么物理量？其值为多少？题型四 最大速度问题1如图甲所示，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，

12、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乙所示，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 2.如图所示，电阻不计且足够长的U形金属框架放置在倾角=37的绝缘斜面上，该装置处于垂直斜面向下的匀强磁场中，磁感应强度大小B=0.5 T.质量m=0.1 kg、电阻R=0.4 的导体棒ab垂直放在框架上，从静止开始沿框架无摩擦下滑，与框架接触良好.框架的质量M=0.2 kg、宽度l=0.4 m，框架与斜面间的动摩擦因数=0.6，与斜面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g=10 m/s2，sin 37=0.6，cos 37=0.8.(1) 若框架固定，求导体棒的最大速度vm.(2) 若框架固定，棒从静止开始下滑6 m时速度v=5 m/s，求此过程回路中产生的热量Q及流过ab棒的电荷量q.