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1、电磁感应1(多选)如图1所示，a、b、c为三只完全相同的灯泡，L为直流电阻不计的线圈，电源内阻不计下列判断正确的是()图1AS闭合的瞬间，b、c两灯亮度相同BS闭合足够长时间后，b、c两灯亮度相同 CS断开的瞬间，a、c两灯立即熄灭DS断开后，b灯先突然闪亮后再逐渐变暗熄灭来源:学科网2(多选)如图2所示，足够长的U形光滑金属导轨平面与水平面成角(090)，其中MN与PQ平行且间距为L，导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，导轨电阻不计金属棒ab由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且良好接触，ab棒接入电路的电阻为R，当流过ab棒某一横截面的电荷量为q时，棒的速度大小为v，则金属棒a
2、b在这一过程中()图2A产生的焦耳热为qBLvBab棒中的电流方向从a到bC下滑的位移大小为D运动的平均速度大于v3如图3甲所示，用一根横截面积为S、电阻率为的硬质导线做成一个半径为r的圆环，ab为圆环的直径在ab的右侧存在一个足够大的匀强磁场，t0时刻磁场方向垂直于竖直圆环平面向里，磁场磁感应强度B随时间t变化的关系图象如图乙所示，则0t1时间内()图3A圆环中产生感应电流的方向为逆时针B圆环中产生感应电流的方向先顺时针后是逆时针C圆环一直具有扩张的趋势D圆环中感应电流的大小为4(多选)如图4甲所示，线圈两端a、b与一电阻R相连，线圈内有垂直于线圈平面向里的磁场，t0时起，穿过线圈的磁通量按
3、图乙所示的规律变化，下列说法正确的是()图4来源:学,科,网Z,X,X,KA0.5t0时刻，R中电流方向为由a到bB1.5t0时刻，R中电流方向为由a到bC0t0时间内R的电流小于t02t0时间内R的电流D0t0时间内R的电流大于t02t0时间内R的电流5如图5所示，两足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ相距L0.5 m，导轨平面与水平面夹角为30，导轨顶端跨接一阻值为R0.4 的定值电阻距导轨顶端MP的距离为d0.5 m的CD(CDMP)下方有方向垂直于导轨平面向上、磁感应强度大小为B01 T的匀强磁场现将金属棒从CD处由静止释放取金属棒的质量m0.2 kg、电阻为r0.1 ，在运动过程中金属
4、棒始终与CD保持平行，且与导轨接触良好当金属棒沿导轨下滑距离d时(图中EF的位置)速度刚好达到最大重力加速度g10 m/s2.试求：图5(1)金属棒速度达到的最大值vm的大小和从CD下滑到EF的过程中金属棒上产生的焦耳热Q；(2)为了使金属棒经EF后回路中不再产生感应电流，可使磁场的磁感应强度B的大小发生变化试写出磁感应强度B随时间变化的表达式(从金属棒到EF处时开始计时)6如图6甲所示，一边长L2.5 m、质量m0.5 kg的正方形金属线框，放在光滑绝缘的水平面上，整个装置处在方向竖直向上、磁感应强度B0.8 T的匀强磁场中，它的一边与磁场的边界MN重合在水平力F作用下由静止开始向左运动，经
5、过5 s线框被拉出磁场测得金属线框中的电流随时间变化的图象如图乙所示，在金属线框被拉出的过程中，图6(1)求通过线框导线截面的电荷量及线框的总电阻；(2)分析线框运动性质并写出水平力F随时间变化的表达式；(3)已知在这5 s内力F做功1.92 J，那么在此过程中，线框产生的焦耳热是多少7 .如图7甲所示，一水平放置的线圈，匝数n100匝，横截面积S0.2 m2，电阻r1 ，线圈处于水平向左的均匀变化的磁场中，磁感应强度B1随时间t变化关系图象如图乙所示线圈与足够长的竖直光滑导轨MN、PQ连接，导轨间距l20 cm，导体棒ab与导轨始终接触良好，ab棒接入电路的电阻R4 ，质量m5 g，导轨的电
6、阻不计，导轨处在与导轨平面垂直向里的匀强磁场中，磁感应强度B20.5 Tt0时，导体棒由静止释放，g取10 m/s2，求：图7(1)t0时，线圈内产生的感应电动势的大小；(2)t0时，导体棒ab两端的电压和导体棒的加速度大小；(3)导体棒ab到稳定状态时，导体棒所受重力的瞬时功率8如图8(a)所示，间距L0.5 m的两根光滑平行长直金属导轨倾斜放置，轨道平面倾角30.导轨底端接有阻值R0.8 的电阻，导轨间有、两个矩形区域，其长边都与导轨垂直，两区域的宽度均为d20.4 m，两区域间的距离d10.4 m，区域内有垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小B01 T，区域内的磁感应强度B随时间t
7、变化如图(b)所示，规定垂直于导轨平面向上的磁感应强度方向为正方向t0时刻，把导体棒MN无初速度地放在区域下边界上己知导体棒的质量m0.1 kg，导体棒始终与导轨垂直并接触良好，且导体棒在磁场边界时都认为处于磁场中，导体棒和导轨电阻不计，取重力加速度g10 m/s2.求：图8(1)0.1 s内导体棒MN所受的安培力；(2)t0.5 s时回路中的电动势和流过导体棒MN的电流方向；(3)0.5 s时导体棒MN的加速度大小参考答案1.答案AD2.答案CD3.答案D解析磁通量先向里减小再向外增加，由楞次定律“增反减同”可知，线圈中的感应电流方向一直为顺时针，故A、B错误；由楞次定律的“来拒去留”可知，
8、0t0时间内为了阻碍磁通量的减小，线圈有扩张的趋势，t0t1时间内为了阻碍磁通量的增大，线圈有缩小的趋势，故C错误；由法拉第电磁感应定律得E，感应电流I，故D正确4.答案AC解析由楞次定律可知0t0时间内线圈中的感应电流方向为逆时针方向，t02t0时间内线圈中感应电流的方向为顺时针方向，故A正确，B错误；根据法拉第电磁感应定律：En，可知0t0时间内感应电动势是t02t0时间内的，感应电流为：I，所以0t0时间内R中的电流是t02t0时间内电流的，故C正确，D错误5.答案(1)2 m/s0.02 J(2)B来源:学*科*网Z*X*X*K解析(1)当金属棒所受的合力为零时速度最大，根据闭合电路的
9、欧姆定律得：I根据平衡条件得：mgsin B0IL联立解得vm2 m/s由能量守恒定律得，该过程中系统产生的焦耳热为Q总mgdsin mv m20.1 J其中金属棒中产生的焦耳热QQ总0.02 J(2)由于回路中没有感应电流，所以金属棒将做匀加速运动，经过时间t其位移为xvmtgt2sin 2t2.5t2为了使回路中不再产生感应电流，则回路中的磁通量不发生变化t0即：B(xd)LB0dL解得：B6.答案见解析解析(1)根据qt，由It图象得，q1.25 C又根据得R4 .(2)由题图乙可知，感应电流随时间变化的规律：I0.1t由感应电流I，可得金属框的速度随时间也是线性变化的，v0.2t线框做
10、匀加速直线运动，加速度a0.2 m/s2.线框在外力F和安培力F安作用下做匀加速直线运动，FF安ma又F安BIL得F(0.2t0.1) N(3)t5 s时，线框从磁场中拉出时的速度v5at1 m/s由能量守恒得：WQmv52线框中产生的焦耳热QWmv521.67 J7.答案(1)2 V(2)1.6 V2 m/s2(3)0.25 W解析(1)由题图乙可知，线圈内磁感应强度变化率：0.1 T/s由法拉第电磁感应定律可知：E1nnS2 V(2)t0时，回路中电流：I0.4 A来源:Zxxk.Com导体棒ab两端的电压UIR1.6 V设此时导体棒的加速度为a，则由： mgB2Ilma来源:学.科.网得
11、：ag2 m/s2(3)当导体棒ab达到稳定状态时，满足：mgB2IlI得：v5 m/s此时，导体棒所受重力的瞬时功率Pmgv0.25 W.8.答案(1) 0.5 N(2)0.4 VNM(3)7 m/s2解析(1)t10.1 s时间内感应电动势E1d2L，4 T/s，I101 s内安培力F1B0I1L，解得F10.5 N(2)因F1mgsin ，故导体棒第0.1 s内静止，从0.1 s末开始加速，设加速度为a1：mgsin ma1，d1a1t12，v1a1t1，解得：t10.4 s，v12 m/st0.5 s时，导体棒刚滑到区域上边界，此时B20.8 T，切割磁感线产生的电动势E2B2Lv10.8 Vt0.5 s时，因磁场变化而产生的感应电动势E3d2L，6 T/s，解得E31.2 Vt0.5 s时的总电动势EE3E20.4 V导体棒电流方向：NM(3)设0.5 s时导体棒的加速度为a，有Fmgsin ma，又I，FB2IL，解得a7 m/s2.
