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1、1法拉第电磁感应定律应用法拉第电磁感应定律应用题组一题组一1 如图 13-45 所示，在一均匀磁场中有一 U 形导线框 abcd，线框处于水 平面内，磁场与线框平面垂直，R为一电阻，ef 为垂直于 ab 的一根导体杆， 它可在 ab、cd 上无摩擦地滑动.杆 ef 及线框中导线的电阻都可不计.开始时， 给 ef 一个向右的初速度，则（ ） A.ef 将减速向右运动，但不是匀减速 B.ef 将匀减速向右运动，最后停止 C.ef 将匀速向右运动 D.ef 将往返运动 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（纸面）向里，如图 13-50 所 示.以I表示线圈中的感
2、应电流，以图中的线圈上所示方向 的电流为正，则图 13-51 的I-t图正确的是（ ）图 13-50图13- 51 3 某实验小组用如图 13-38 所示的实验装置来验证楞次定律.当条形磁铁 自上而下穿过固定的线圈时，通过电流计的感应电流方向是（ ） A.aGb B.先 aGb，后 bGa C.bGa D.先 bGa,后 aGb4如图所示，足够长的两条光滑水平导轨平行放置在匀强磁场中，磁场垂直于导轨所在平面，金属棒可沿导轨自由ab滑动，导轨一端跨接一定值电阻，其他电阻不计。现将金属棒沿导轨由静止向右拉，第一次保持拉力恒定，经时间后金属棒速度为，加速度为，最终1tv1a金属棒以速度做匀速运动，第
3、二次保持拉力的功率恒定，经时间后金属棒速度也为，加速v22tv度为，最终也以做匀速运动，则（ ）2av2A B C D12tt 2t1t122aa aa32 5如图所示，水平放置的 U 形导电框架上接有电阻 R，导线 ab 能在框架上无 摩擦地滑动，竖直向上的匀强磁场竖直穿过框架平面，当 ab 匀速向右移动时， 以下判断错误的是：A导线 ab 除受拉力作用外，还受到磁场力的作用Bab 移动速度越大，所需拉力也越大 ab2Cab 移动速度一定，若将电阻增大些，则拉动 ab 的力可小些D只要使 ab 运动并达到某一速度后，撤去外力，ab 也能在框架上维持匀速直线运动 6 如图所示，闭合矩形线圈 a
4、bcd 从静止开始竖直下落，穿过一个 匀强磁场区域，此磁场 区域竖直方向的长度远大于矩形线圈 bc 边 的长度，不计空气阻力则： A从线圈 dc 边进入磁场到 ab 边刚穿出磁场的整个过程中， 线圈中始终有感应电流 B从线圈 dC 边进入磁场到 ab 边刚穿出磁场的整个过程中， 有一个阶段线圈的加速度等于重力加速度 cdC 边刚进入磁场时线圈内感应电流的方向与 dc 边刚穿出 磁场时感应电流的方向相同 Ddc 边刚进入磁场时线圈内感应电流的大小与 dc 边刚穿出磁场时感应电流的大小一定相等 7 如图所示，PQRS 为一正方形导线框，它以恒定速度向右进入以 MN 为边界的匀强磁场，磁场方向垂 直
5、线框平面，MN 直线与水平成 450角E、F 分别为 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，线框中感应电流最人 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8如图，一个半径为 L 的半圆形硬导体 AB 以速度 v，在水平 U 型框架上匀速滑动，匀强磁场的磁感应强度为 B，回路电阻为 R0 半圆形硬导体 AB 的电阻为 r，其余电阻不计,则半圆形导体 AB 切割磁感线产生感应电动势的大小及 AB 之间的电势差分别为：A. rRBL
6、vRBLv00; B. BLvBLv;2C. BLvBLv 2 ; D. rRBLvRBLv002;211 如图所示，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R的电阻.一根质量为 m 的均匀直金属杆 ab 放在两导轨上，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，磁场方向的垂直斜面向下.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 13-46 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
7、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. abcdE FPQRSMN450R0R0AB3题组二题组二 1如图所示，在O点正下方有一个具有理想边界的磁场，铜环在A点由静止释放向右摆至最高 点B不考虑空气阻力，则下列说法正确的是（ ） AA、B两点在同一水平线 BA点高于B点 CA点低于B点 D铜环将做等幅摆动2如图 1239 所示，虚线框abcd内为一矩形匀强磁场区域，ab2bc，磁场方向垂直于纸面；实线框abcd是一正方形导线框，ab边与ab边平行若将导线框匀速地拉离磁场区域，以 W1表示沿平行
8、于ab的方向拉出过程中外力所做的功，W2表示以同样速率沿平行于b c的方向拉出过程中外力所做的功，则AW1W2BW22W1CW12W2DW24W1图 12393光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图 12320 所示，抛物线的方程是yx2，下半部处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是ya的直线（图中的虚线所示）一个小金属块从抛物线上yb（ba）处以速度v沿抛物线下滑假设抛物线足够长，金属块沿抛物线下滑后产生的焦耳热总量是图 12320Amgb B21mv2Cmg（ba）Dmg（ba） 21mv24 如图所示，闭合小金属环从高 h 的光滑曲面上端无初速滚下，沿曲面的另一侧上升，曲面在磁场中
9、 （ ）A 若是非匀强磁场，环在左侧滚上的高度小于 hB. 若是匀强磁场，环在左侧滚上的高度等于 hc.若是非匀强磁场，环在左侧滚上的高度等于 h h4D.若是匀强磁场，环在左侧滚上的高度小于 h5 竖直放置的平行光滑导轨，其电阻不计，磁场方向如图 3-9-16 所示，磁感强度 B=0.5T，导体 ab 及 cd 长均为 0.2m，电阻均为 0.1，重均为 0.1N，现用力向上推动导体 ab，使之匀速上升（与导 轨接触良好），此时，cd 恰好静止不动，那么 ab 上升时，下列说法正确的是 Aab 受到的推力大小为 2NBab 向上的速度为 2m/sC在 2s 内，推力做功转化的电能是 0.4J
10、D在 2s 内，推力做功为 0.6J6 6（20122012 山东卷）山东卷）.如图所示，相距为 L 的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为 ，上端接有定值电阻，匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为 B。将质量为 m 的导体棒由静止释放，当速度达到 v 时开始匀速运动，此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力，并保持拉力的功率为 P，导体棒最终以2v的速度匀速运动。导体棒始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨和导体棒的电阻，重力加速度为 g，下列选项正确的是A2sinPmg B3sinPmg C当导体棒速度达到2v时加速度为sin2g D在速度达到2v以后匀速运动的过程中，R 上产生的焦耳热
11、等于拉力所做的功题组三题组三51磁感应强度为 B 的匀强磁场中，有一根弯成 450的金属线 POQ，其所在平面与磁场垂直，如 图，长直导线 MN 与金属线紧密接触，起始时 Ob=L0米，且 MNOQ，所有导线单位长度电阻均为 r， 当 MN 以速度 v，平行于 OQ 向右匀速滑动时，求： (1)闭合电路 aOb 中感应电流的大小和方向 (2)驱使 MN 作匀速运动的外力随时间变化的规律 (3)导线上产生的热功率随时间变化的规律2 半径为 a 的圆形区域内有均匀磁场，磁感应强度为B =0.2T，磁场方向垂直纸面向里，半径 为 b 的金属圆环与磁场同心放置，磁场与环面垂直，其中 a =0.4m，b
12、 =0.6m，金属环上分别接有灯 L1、L2，两灯的电阻均匀为R02，一金属棒MN与金属环接触良好，棒与环的电阻均忽略不计. （1）若棒以 v0=5m/s 的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径00的瞬间（如图 13-43 所示）MN中的电动势和流过灯L1的电流. （2）撤去中间的金属棒MN，将右面的半圆环OL2O以OO为轴向上翻转 90，若此时磁场随时间均匀变化，其变化率为，求L1的功率.sTtB/)/4(/NaPoQMbBv63 有一面积为S =100cm2金属环，电阻为R =0.1，环中磁场变化规律如图 13-41 所示，且磁 场方向垂直环面向里，在t1到t2时间内，环中感应电流的方
13、向如何？通过金属环的电量为多少？图 13-414 如图(甲)所示，一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道间距L0. .20 m，电阻R10 ，有一质量为 1kg 的导体棒平放在轨道上并与两轨道垂直，导体棒及轨道的电阻皆可忽略不计，整个装置处于垂直轨道平面向下的匀强磁场中。现从 t=0 开始，用一水平向右的外力F沿轨道方向拉动导体棒，使之做初速度为零的匀加速直线运动，F与时间t的关系如图(乙)所示，试求：（1）导体棒运动的加速度a。（2）磁场的磁感应强度B。（3）导体棒运动到第 20s 时，电阻R的电功率。（4）若改为恒定拉力作用，但仍要导体棒以该加速度做匀加速运动，在其它条件不变的情况下，简要
14、说明磁场的磁感应强度必须满足的条件。B（甲）RFF/N3210 1015 20 25 30 t/s4535 575 相距为 L=0.20m 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=0.1kg 的金属细杆 ab、cd 与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为 ，导轨电阻不计，回路总电阻为 R=1.0。整个装置处于磁感应强度大小为B=0.50T，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 F 作用下从静止开始沿导轨匀加速运动时，cd 杆也同时从静止开始沿导轨向下运动。测得拉力 F 与时间 t 的关系如图所示
15、。g=10m/s2，求：（1）杆 ab 的加速度 a 和动摩擦因数 ；（2）杆 cd 从静止开始沿导轨向下运动达到最大速度所需的时间 t0；（3）画出杆 cd 在整个运动过程中的加速度随时间变化 at 图像，要求标明坐标值（不要求写出推导过程）。6 如图甲所示，空间存在 B=0.5T，方向竖直向下的匀强磁场，MN、PQ 是处于同一水平面内相互平行的粗糙长直导轨，间距 L=0.2m，R 是连在导轨一端的电阻，ab 是跨接在导轨上质量 m=0.1kg的导体棒。从零时刻开始，通过一小型电动机对 ab 棒施加一个牵引力 F，方向水平向左，使其从静止开始沿导轨做加速运动，此过程中棒始终保持与导轨垂直且接触良好。图惭是棒的 vt图象，其中 OA 段是直线，AC 是曲线，DE 是曲线图象的渐近线，小型电动机在 12s 末达到额定功率
