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1、电磁感应的案例分析课时演练促提升A组1.如右图所示,一水平放置的圆形通电线圈a固定,另一较小的圆形线圈b从a的正上方下落,在下落过程中两线圈始终保持平行且共轴,则线圈b从线圈a的正上方下落过程中,从上往下看线圈b应是()矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖賃軔朧碍鳝绢懣硯涛镕頃赎巯驂雞虯从躜鞯烧。A.无感应电流,有动生电动势B.有顺时针方向的感应电流C.先有顺时针方向的感应电流,后有逆时针方向的感应电流D.先有逆时针方向的感应电流,后有顺时针方向的感应电流答案:C2.如右图所示,相距为d的两水平直线L1和L2是水平向里的匀强磁场的边界,磁场的磁感应强度为B,正方形线框abcd边长为L(LL)的匀强磁场区。设导
2、线框在穿过磁场区的过程中,不计空气阻力,它的上下两边保持水平,线框平面始终与磁场方向垂直。若线框在位置、时,其加速度a1、a2、a3的方向均竖直向下,则()茕桢广鳓鯡选块网羈泪镀齐鈞摟鳎饗则怿唤倀缀倉長闱踐識着純榮詠。A.a1=a3g,a2=gB.a1=a3g,a2=0C.a1a3g,a2=gD.a3a1g,a2=g解析:当线框在位置时,根据楞次定律,磁场力方向向上,故a1g;当线框在位置时,磁通量没有变化,不产生感应电流,故a2=g;当线框在位置时,由于此时的切割速度大于位置的切割速度,此时的磁场力大于位置的磁场力,故a3a1,综上知D正确。鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴縈诘聾諦鳍皑绲讳谧铖處騮戔鏡謾
3、维覦門剛慘。答案:D6.一个环形线圈放在变化磁场中,第1 s内磁感应强度方向垂直纸面向里,如下图甲所示。若磁感应强度B随时间变化的关系如下图乙所示,那么在第2 s内线圈中所产生的感应电流的大小和方向是()籟丛妈羥为贍偾蛏练淨槠挞曉养鳌顿顾鼋徹脸鋪闳讧锷詔濾铩择觎測。A.逐渐增大,逆时针方向B.逐渐减小,逆时针方向C.大小恒定,逆时针方向D.大小恒定,顺时针方向解析:本题考查电磁感应的知识和识图能力。由题知,第1s内磁场方向是垂直纸面向里的,而在图乙所示B-t图中,第1s内的磁感应强度为正值,这说明,本题选垂直纸面向里的磁场方向为正方向,而在B-t图上知第2s内磁感应强度为负值,说明第2s内穿过
4、线圈平面的磁场方向为垂直纸面向外,又第2s内,磁感应强度的大小(绝对值)在不断地均匀减小,且为定值,所以第2s内穿过线圈平面的向外的磁通量在减少,由楞次定律知,感应电流的磁场应垂直纸面向外,再由右手螺旋定则知,感应电流应为逆时针方向,所以D错,而感应电流大小为:I感=(线圈面积S与总电阻R都不变),所以感应电流大小不变,C正确。預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴買闥龅绌鳆現檳硯遙枨纾釕鴨鋃蠟总鴯询喽箋。答案:C7.(多选)如图所示,平行金属导轨与水平面成角,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,导体棒的电阻和固定电阻R1和R2的阻值均相等,与导轨之间的动摩擦因数为
5、,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()渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦鋇絨钞陉鳅陸蹕銻桢龕嚌谮爺铰苧芻鞏東誶葦。A.电阻R1消耗的热功率为B.电阻R2消耗的热功率为C.整个装置因摩擦而消耗的热功率为mgvcos D.整个装置消耗的机械功率为(F+mgcos )v解析:棒ab上滑速度为v时,切割磁感线产生感应电动势E=BLv,设棒电阻为R,则R1=R2=R,回路的总电阻R总=R,通过棒的电流I=,棒所受安培力F=BIl=,通过电阻R1的电流与通过电阻R2的电流相等,即I1=I2=,则电阻R1消耗的热功率P1=R=,电阻R2消耗的热功率P2=R=。杆与导轨的摩擦力f=m
6、gcos,故摩擦消耗的热功率为P=fv=mgvcos;整个装置消耗的机械功率为Fv+mgvcos=(F+mgcos)v。故B、C、D正确。铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡缝勵罴楓鳄烛员怿镀鈍缽蘚邹鈹繽駭玺礙層談。答案:BCD8.(多选)如右图所示,两根竖直放置的光滑平行导轨,一部分处于方向垂直导轨所在平面且有上下水平边界的匀强磁场中,一根金属杆MN水平沿导轨滑下,在由导轨和电阻R组成的闭合电路中,其他电阻不计,当金属杆MN进入磁场区后,其运动速度图像可能是下图中的()擁締凤袜备訊顎轮烂蔷報赢无貽鳃闳职讳犢繒笃绨噜钯組铷蟻鋨赞釓。解析:因MN下落高度未知,故进入磁场时所受安培力F安与G的关系可能有三种,容易
7、分析得出答案为A、C、D。贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷鯛汉鼉匮鲻潰馒鼋餳攪單瓔纈釷祕譖钭弯惬閻。答案:ACD9.如下图所示,半径为R的圆形导轨处在垂直于圆平面的匀强磁场中,磁感应强度为B,方向垂直于纸面向内。一根长度略大于导轨直径的导体棒MN以恒定速率v在圆导轨上从左端滑到右端,电路中的定值电阻为r,其余电阻不计。导体棒与圆形导轨接触良好。求:坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚跻馱釣缋鲸鎦潿硯级鹉鄴椟项邬瑣脐鯪裣鄧鯛。(1)在滑动过程中通过电阻r的电流的平均值;(2)MN从左端到右端的整个过程中,通过r的电荷量;(3)当MN通过圆导轨中心时,通过r的电流是多少?解析:(1)计算平均电流,应该用法拉第电磁感应定律先求
8、出平均感应电动势。整个过程磁通量的变化为=BS=BR2,所用的时间t=,代入公式E=,平均电流为I=。蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘籜葦繯颓鲷洁遲銻鹂迳睁張晕辯滾癰學鸨朮刭。(2)电荷量的运算应该用平均电流,Q=It=。(3)当MN通过圆形导轨中心时,切割磁感线的有效长度最大,l=2R,根据导体切割磁感线产生的电动势公式E=BLv,得E=B2Rv,此时通过r的电流为I=。買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄届嬌擻歿鲶锖够怿輿绸養吕諄载殘撄炜豬铥嵝。答案:(1)(2)(3)B组1.(多选)(2014山东济南检测)如图所示,质量为m、高为h的矩形导线框自某一高度自由落下后,通过一宽度也为h的匀强磁场,线框通过磁场过程中产生
9、的焦耳热()綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴飙钪麦蹣鲵殘荩讳创户軾鼹麗躑時嘮犖鈞泞椁。A.可能等于2mghB.可能大于2mghC.可能小于2mghD.可能为零解析:根据能量守恒定律分析:线框进入磁场时,速度大小不同,产生的感应电动势、电流不同,因而受到的安培力大小也不同;由左手定则和右手定则知,感应电流方向先逆时针后顺时针,但不论下边还是上边受安培力,方向总是竖直向上,阻碍线框的运动(因为线框高度与磁场高度相同,上、下边只有一边处于磁场中)。若安培力等于重力大小,线框匀速通过磁场,下落2h高度,重力势能减少2mgh,产生的焦耳热为2mgh,选项A正确;若安培力小于重力大小,线框则加速通过磁场,动能增加,因
10、而产生的焦耳热小于2mgh,选项C正确;若安培力大于重力大小,线框则减速通过磁场,动能减小,减少的重力势能和动能都转化为焦耳热,故产生的焦耳热大于2mgh,选项B正确、选项D错误。驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦諑琼针咙鲲鏵鲠黾诂鰒猫餑矫赖懾鷗邻嫱鏹癣。答案:ABC2.(多选)(2014山西大同检测)如图所示,金属杆ab以恒定的速率v在光滑平行导轨上向右滑行,设整个电路中总电阻为R(恒定不变),整个装置置于垂直纸面向里的匀强磁场中,下列叙述正确的是()猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑献鵬缩职鲱样犧硯嬸軼產锺銪貸崳门騭荧愛缪。A.ab杆中的电流与速率v成正比B.磁场作用于ab杆的安培力与速率v成正比C.电阻R上产生的热
11、功率与速率v成正比D.外力对ab杆做功的功率与速率v成正比解析:由E=Blv和I=得,I=,所以安培力F=BIl=,电阻上产生的热功率P=I2R=,外力对ab做功的功率就等于回路产生的热功率。锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔嗚訝摈馍鲰钵鈳銻趨線賜辭尋谳殼車墾骝颁许。答案:AB3.(2014浙江金华期中检测)如图所示,在磁感应强度为B的水平匀强磁场中,有两根竖直放置的平行金属导轨,顶端用一电阻R相连,两根导轨所在的竖直平面与磁场方向垂直。一根金属棒ab以初速度v0沿导轨竖直向上运动,到某一高度后又向下运动返回到原出发点。整个过程中金属棒与导轨保持垂直且接触良好,导轨与棒间的摩擦及它们的电阻均可忽略不计。则在
12、金属棒整个上行与整个下行的两个过程中,下列说法不正确的是()構氽頑黉碩饨荠龈话骛門戲鷯瀏鲮晝崃怿挟懺潆说荚諼嘰虽涤漬确轾。A.回到出发点的速度v等于初速度v0B.上行过程中通过R的电荷量等于下行过程中通过R的电荷量C.上行过程中R上产生的热量大于下行过程中R上产生的热量D.上行的运动时间小于下行的运动时间解析:在金属棒上行与下行的过程中,金属棒将一部分动能转化为电能,所以回到出发点的速度v小于初速度v0,选项A错误;根据关系式q=t=t=t=可知,上行过程中通过R的电荷量等于下行过程中通过R的电荷量,选项B正确;上行过程和下行过程产生的热量都等于克服安培力做的功。在同一位置,上行过程中金属棒所受的安培力均大于下行过程中金属棒所受的安培力,所以上行过程中R上产生的热量大于下行过程中R上产生的热量,选项C正确;金属棒在上行过程和下行过程中,经过同一位置时,上行时的速度大小总
