高二物理专题讲座电磁感应与电路

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1、高二物理专题讲座-电磁感应与电路综合问题3,如图所示,两个互连的金属圆环,粗金属环的电阻为细金属环电 阻的二分之一.磁场垂直穿过粗金属环所在区域.当磁场的磁感应强度随时间均匀变化时,在粗环内产生的感应电动势为 ,则 a、b 两点间的电势差为().(A)(B)(C)(D)1 21 32 34.如图所示,半径为 r 的 n 匝线圈在边长为 l 的止方形 abcd 之外,匀 强磁场充满正方形区域并垂直穿过该区域,当磁场以B/t 的变化率 变化时,线圈产生的感应电动势大小为_ 1（10 分）如图甲示，在周期性变化的匀强磁场区域内有垂直于磁 场的一半径为 r=1m、电阻为 R=3.14 的金属圆形线框，

2、当磁场按图乙所示规律变化 时，线框中有感应电流产生。在图丙中画出感应电流随时间变化的 it 图象（以逆时 针方向为正）1 （10 分） 解：（1）由法拉第电磁感应定律知：方向逆时针，为正；,214. 32,10212 AriStRBri内13S 内，方向顺时针，为负故感应电流随时间变化的图象如右图所示Ai122 横截面积 S=0.2 m2、n=100 匝的圆形线圈 A 处在如图所示的磁场内，磁感应强度变化 率为 0.02 T/s.开始时 S 未闭合，R1=4 ，R2=6，C=30 F，线圈内阻不计，求： （1）闭合 S 后，通过 R2的电流的大小； （2）闭合 S 后一段时间又断开，问 S 断

3、开后通过 R2的电荷量是多少?解：（1）磁感应强度变化率的大小为tB =0.02 T/s，B 逐渐减弱，所以 E=ntBS =1000.020.2 V=0.4 VNSRCabI=644 . 021 RREA=0.04 A，方向从上向下流过 R2.（2）R2两端的电压为 U2=646212 ERRR0.4 V=0.24 V所以 Q=CU2=3010-60.04 C=7.210-6 C. 3(8 分)如图a所示，一个n500 匝的线圈的两端跟R99 的电阻相连接，置于竖直向下的匀强磁场中，线圈的横截面积是S2.010-3m2,线圈的总电阻为r1.0，电容器电容C1.010-5F，磁场的磁感应强度B

4、随时间t的变化规律如图b所示。求(1)磁场的磁感应强度B随时间t的变化率 (2)线圈中产生的感应电动势E和通过电阻R上的电流强度I(3)电容器所带电量Q6 (8 分)由图b知：线圈中的感感应强度均匀增加，其变化率为(T/s) (2 分) 10/041050sTtB由法拉第电磁感应定律可得线圈中的感应电动势E为 (1 分) VVStBntnE101020105004 由闭合电路欧姆定律可得感应电流I大小为(2 分)A.ArREI1019910R 两端的电压 U 的大小为UIR0.199V9.9V (1 分)电容器所带电量 QCU1.010-59.9C9.910-5 C 3、电阻 R、电容 C 与

5、一线圈连 成闭合电路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N 极朝下， 如图所示。现使磁铁开始自由下落，在 N 极接近线圈上 端的过程中，流过 R 的电流方向和电容器极板的带电情况 是 B/Tt/s01 2 3 4 5102030405019 题图题图 a 19 题题 图图 bRBCA从 a 到 b，上极板带正电B从 a 到 b，下极板带正电C从 b 到 a，上极板带正电 D从 b 到 a，下极板带正电 4、（10 分）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

6、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： （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.26.解：(1)由 v-t 图象可知：20.4/vam st 由牛顿第二定律: FFma安FBIL安EBLv （或由图可知，t=10s 时，v=4m/s） EIRvat联立以上各式，代入数据得：0.24N maRvLBF22WREP16. 02 (2) qI t REI tE21 2B SBLat联立以上各式，

7、代入数据得:2 =2C2BLatqRR4如图所示，两根相距 l 的平行直导轨 ab、cd，b、d 间连有一固定电阻 R，导轨电阻可忽略不计MN 为放 ab 和 cd 上的一导体杆，与 ab 垂直，其电阻也为 R整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为 B，磁场方向垂直于导轨所在平面（指向图中纸面内） 现对 MN 施加一力使它沿导轨方向以速度做匀速运动用 U 表示 MN 两端电压大小，则（ A ）AU=Bl/2，流过固定电阻 R 的感应电流由 b 到 dBU=Bl/2，流过固定电阻 R 的感应电流由 d 到 bCU=Bl，流过固定电阻 R 的感应电流由 b 到 d vMdcbaRNFRB图甲t

8、/s15105024v(m/s)图乙DU=Bl，流过固定电阻 R 的感应电流由 d 到 b5.如图所示,导体框内有一垂直于框架平而的匀强磁场,磁场的磁感应强度为 0.12T,框架中的电阻 R1=3,R2=2,其余部分电阻均不计.导体棒 AB 在磁场中的 长度为 0.5m,当 AB 棒以 10ms 速度沿着导体框匀速移动时,所需外力 F=_N,产 生功率 P=_W,通过 R2上的电流 I2=_A.29.如图所示,平行导轨间的距离为 d.一端跨接一个电阻 R,匀强磁 场的磁感应强度为 B,方向垂直于平行金属导轨所在平面.一根足够 长的金属棒与导轨成 角放置,金属棒与导轨的电阻不计,当金属棒 沿垂直

9、于棒的方向滑行时,通过电阻 R 的电流为().(A)(B)RBdv RBdvsin(C)(D)RBdvcos RsinBdv10.如图所示,abcd 是由粗细均匀的电阻丝制成的长方形线框,导体棒 MN 有电阻,可在 ad 边与 bf 边上无摩擦滑动,且接触良好,线框处于垂直纸面向里的匀 强磁场中.当 MN 棒由靠 ab 边处向 cd 边匀速移动的过程中,下列说法中正确的是( ).(A)MN 棒中电流先减小后增大 (B)MN 棒两端电压先增大后减小 (C)MN 棒上拉力的功率先增大后减小 (D)矩形线框中消耗的电功率先减小后增大 11.如图所示,匀强磁场中放置有固定的 abc 金属框架,导体棒

10、ef 在框架 上匀速向右平移,框架和棒所用材料、横截面积均相同,摩擦阻力忽略 不计.那么在 ef,棒脱离框架前,保持一定数值的物理量是().(A)ef 棒所受的拉力(B)电路中的磁通量 (C)电路中的感应电流(D)电路中的感应电动势 14.如图所示,在一个磁感应强度为 B 的匀强磁场中,有一弯成 45角 的金属导轨,且导轨平面垂直磁场方向.导电棒 MN 以速度 v 从导轨的 O 点处开始无摩擦地匀速滑动,迷度 v 的方向与 Ox 方向平行,导电棒与 导轨单位长度的电阻为 r.(1)写出 t 时刻感应电动势的表达式. (2)感应电流的大小如何? (3)写出在 t 时刻作用在导电棒 MN 上的外力

11、瞬时功率的表达式. 17 如图所示,将一个与匀强磁场垂直的正方形多匝线圈从磁场中匀 速拉出的过程中,拉力做功的功率().(A)与线圈匝数成正比 (B)与线圈的边长成正比 (C)与导线的电阻率成正比(D)与导线横截面积成正比3 3如图甲所示，两个垂直纸面的匀强磁场方向相反，磁感应强度的大小均为如图甲所示，两个垂直纸面的匀强磁场方向相反，磁感应强度的大小均为B B，磁场区域，磁场区域的宽度均为的宽度均为a a，一正三角形（高度为，一正三角形（高度为a a）导线框）导线框ABCABC从图示位置沿图示方向匀速穿过两磁场区从图示位置沿图示方向匀速穿过两磁场区域，以逆时针方向为电流的正方向，在图乙中感应电

12、流域，以逆时针方向为电流的正方向，在图乙中感应电流I I与线框移动距离与线框移动距离x x的关系图象正确的关系图象正确的是（的是（ ）4 4一正方形闭合导线框一正方形闭合导线框 abcdabcd，边长为，边长为 0.1m0.1m，各边电阻均为，各边电阻均为L L，bcbc 边位于边位于 x x 轴上，在轴上，在 x x 轴轴原点原点 O O 右方有宽为右方有宽为 0.2m0.2m，磁感强应为，磁感强应为 1T1T 的垂直纸面向里方向的匀强磁场区，如图所示，的垂直纸面向里方向的匀强磁场区，如图所示，当线框以恒定速度当线框以恒定速度 4m/s4m/s 沿沿 x x 轴正方向穿越磁场区过程中，图中哪

13、一个可以正轴正方向穿越磁场区过程中，图中哪一个可以正确表示线框从进入到穿出过程中，确表示线框从进入到穿出过程中，abab 边两端电势差边两端电势差 UabUab 随位置变化的情况随位置变化的情况 （ ）18.把一个放在均匀变化的磁场中的圆形线圈改装后,让线圈的面积、线圈围成的圆半径、 匝数这三个量中的其中一个量按如下改变时,仍放回原处,则(导线中的阻符合电阻定律)：(1)面积增大 1 倍,感应电流是原来的_倍.(2)半径增大 1 倍,感应电流是原来的 _倍.(3)匝数增大 1 倍,感应电流是原来的_倍.20.如图所示,OP1Q1与 OP2Q2是位于同一水平面上的两根金属导轨,处 在沿竖直方向的

14、匀强磁场中,(磁场充满区域)磁感应强度为 B.导轨的OP1段与 OP2段相互乖直,长度相等,交于 O 点.导轨的 P1Q1段与 P2Q2段相互平行,并相距2b.一金属细杆在 t=0 的时刻从 O 点山发,以恒定的速度 v 沿导轨向右滑动.在滑动过程中. 杆始终保持与导的平行段相垂直.速度方向与导轨的平行段相平行,杆与导轨有良好的接触. 假定导轨和金属杆都有电阻,每单位长度的电阻都是 r.(1)金属杆在正交的 OP1、OP2导轨 上滑动时,金属杆上通过的电流多大?(2)当 t=2b/v 时,通过金属杆中的电流又是多少?9、半径为 a 的圆形区域内有均匀磁场，磁感应强度为 B0.2T，磁场方向垂直

15、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 a0.4m，b0.6m，金属环接触良好，棒与环的电阻均忽略不计LL 的电阻均为 2.0(1)、若棒以 V05ms 的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径 OO的瞬间(如图所示)，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sTt/4 率例题 10、 如图所示，长度为 L=0.2m、电阻 r=0.3、质量 m=0.1kg 的金属棒 CD，垂直 跨搁在位于水平面上的两条平行光滑的金属导轨上，导轨间距离也为 L，棒与导轨间接触 良好，导轨电阻不计. 导轨左端接有 R=0.5 的电阻，垂直导轨平面的匀强磁场向下穿过导 轨平面，磁感应强度 B=4T. 现以水平向右的恒定外力 F 使金属棒右移，当金属棒以 v=2m/s 的速度在导轨平面上匀速