电磁感应习题

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1、一.电磁感应的图象问题电磁感应和图象的结合是高考考察电磁感应的常用措施之一，考察的方式重要是两种：一是给出电磁感应过程选出或画出对的图象；二是由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应的物理量。1 平行导轨间有一矩形的匀强磁场区域，细金属棒PQ沿导轨从MN处匀速运动到MN的过程中,棒上感应电动势随时间变化的图示,也许对的的是. 矩形导线框abc固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度随时间变化的规律如图1所示若规定顺时针方向为感应电流I的正方向,图中对的的是( ) 如图.在水平面(纸面)内有三报相似的均匀金属棒b、c和MN,其中、ac在a点接

2、触，构成“”字型导轨。空间存在垂直于纸面的均匀磁场。用力使M向右匀速运动，从图示位置开始计时,运动中MN始终与bc的平分线垂直且和导轨保持良好接触。下列有关回路中电流i与时间的关系图线.也许对的的是在匀强磁场中,一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动,如图1。产生的交变电动势的图像如图2,则A.=.00s时线框的磁通量变化率为零.=.01时线框平面与中性面重叠线框产生的交变电动势有效值为31.线框产生的交变电动势频率为100Z. 如图1所示,两根光滑平行导轨水平放置，间距为,其间有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B。垂直于导轨水平对称放置一根均匀金属棒。从t=0时刻起,棒上有如图2所示的持

3、续交流电流I,周期为T,最大值为Im，图1中I所示方向为电流正方向。则金属棒（ )A.始终向右移动.速度随时间周期性变化受到的安培力随时间周期性变化D.受到的安培力在一种周期内做正功6. 将一段导线绕成图甲所示的闭合电路,并固定在水平面(纸面）内,回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场中。回路的圆形区域内有垂直纸面的磁场,以向里为磁场的正方向,其磁感应强度B随时间t变化的图像如图乙所示。用表达a边受到的安培力，以水平向右为F的正方向,能对的反映F随时间t变化的图像是二 线框磁场问题1. 均匀导线制成的单匝正方形闭合线框bd，每边长为,总电阻为,总质量为m. 将其置于磁感强度为B的水平匀强磁场上

4、方处，如图所示. 线框由静止自由下落，线框平面保持在竖直平面内，且c边始终与水平的磁场边界平行.当c边刚进入磁场时，（1）求线框中产生的感应电动势大小;（2)求cd两点间的电势差大小；（）若此时线框加速度正好为零,求线框下落的高度h所应满足的条件。2. 如图，匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里，大小随时间的变化率， 为负的常量。用电阻率为、横截面积为的硬导线做成一边长为的方框。将方框固定于纸面内，其右半部位于磁场区域中。求 （1)导线中感应电流的大小;（)磁场对方框作用力的大小随时间的变化 如图,一导线弯成半径为的半圆形闭合回路。虚线M右侧有磁感应强度为B的匀强磁场。方向垂直于回路所在的平

5、面。回路以速度v向右匀速进入磁场,直径CD始络与N垂直。从D点达到边界开始到C点进入磁场为止，下列结论对的的是( ) A.感应电流方向不变 B.CD段直线始终不受安培力 C.感应电动势最大值E=v D.感应电动势平均值4. 如图,“凸”字形硬质金属线框质量为m,相邻各边互相垂直,且处在同一竖直平面内，ab边长为l，cd边长为2l,ab与c平行,间距为2l。匀强磁场区域的上下边界均水平,磁场方向垂直于线框所在平面。开始时,cd边到磁场上边界的距离为l，线框由静止释放，从cd边进入磁场直到e、边进入磁场前,线框做匀速运动,在ef、pq边离开磁场后,ab边离开磁场之前,线框又做匀速运动。线框完全穿过

6、磁场过程中产生的热量为Q。线框在下落过程中始终处在原竖直平面内,且ab、cd边保持水平，重力加速度为g;求（1）线框b边将离开磁场时做匀速运动的速度大小是c边刚进入磁场时的 几倍（2）磁场上下边界间的距离H三. 电磁感应力学问题1. 如图，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度= 0.m，一端连接1 的电阻,导轨所在的空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度 B = 1 T,导体棒MN 放在导轨上,其长度正好等于导轨间距,与导轨接触良好。导轨和导体棒的电阻均可忽视不计。在平行于导轨的拉力 作用下，导体棒沿导轨向右匀速运动,速度 v =5 m/s ,求: （ 1 ) 感应电动势 E 和感应电流 I

7、;(2 )在 0.1 s 时间内，拉力的冲量的大小;.如图，两平行金属导轨位于同一水平面上，相距,左端与一电阻R相连;整个系统置于匀强磁场中,磁感应强度大小为，方向竖直向下。一质量为的导体棒置于导轨上,在水平外力作用下沿导轨以速度匀速向右滑动，滑动过程中始终保持与导轨垂直并接触良好。已知导体棒与导轨间的动摩擦因数为,重力加速度大小为g，导轨和导体棒的电阻均可忽视。求()电阻R消耗的功率；（2）水平外力的大小。3.如图所示，abcd为水平放置的平行光滑金属导轨，间距为，导轨间有垂直于导轨平面的均匀磁场，磁感应强度大小为B，导轨电阻不计。已知金属杆N倾斜放置,与导轨成角，单位长度的电阻为r,保持金

8、属杆以速度v沿水平于ed的方向滑动（金属杆滑动过程中与导轨接触良好)。则A.电路中感应电动势为B.电路中感应电流的大小为C.金属杆所受安培力的大小为D金属杆的热功率为4 金属杆ab放在光滑的水平金属导轨上，与导轨构成的闭合矩形回路长.8 m、宽=0.5 m,回路的总电阻R=2，回路处在竖直方向的匀强磁场中,金属杆用水平绳通过定滑轮连接质量M=0.0 kg的木块,木块放在水平地面上,如图所示，磁场的磁感应强度从= T开始随时间均匀增强,s末木块将离开水平地面,不计一切摩擦,g取,求回路中的电流。解法1. 动态分析法：金属棒下滑后,速度v增大感应电动势E增大感应电流增大导体棒受安培力安增大导体棒受

9、合外力合减小加速度a减小,周而复始地循环循环结束时1. 若磁场方向竖直向上,如图2所示. 则终态时感应电动势为?. 如图所示,AB、D是两根足够长的固定平行金属导轨，两导轨间的距离为L,导轨平面与水平面的夹角为，在整个导轨平面内均有垂直于导轨平面斜向上方的匀强磁场,磁感应强度为B,在导轨的AC端连接有一种阻值为R的电阻，一根垂直于导轨的金属棒ab质量为m，从静止开始沿导轨下滑，求a棒的最大速度为多少。（已知金属棒b与导轨间动摩擦因数为，导轨与金属棒的电阻不计,导轨足够长)3.如图所示,两足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距为L,一抱负电流表与两导轨相连,匀强磁场与导轨平面垂直。一质量为m、有效电

10、阻为R的导体棒在距磁场上边界h处静止释放。导体棒进入磁场后,流经电流表的电流逐渐减小，最后稳定为。整个运动过程中，导体棒与导轨接触良好,且始终保持水平，不计导轨的电阻。求: （1） 磁感应强度的大小B;（2） 电流稳定后, 导体棒运动速度的大小v；（3） 流经电流表电流的最大值四.电磁感应力学与能量的综合1. 如图，一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距L0.m,左端接有阻值R=.3的电阻,一质量m=0.1g，电阻=01的金属棒N放置在导轨上,整个装置置于竖直向上的均强磁场中,磁场的磁感应强度B.。棒在水平向右的外力作用下,由静止开始a=m/s2的加速度做均加速运动,当棒的位移x=

11、9m时撤去外力，棒继续运动一段距离后 停下来，已知撤去外力前后回路中产生的焦耳热比Q1：Q2:.导轨足够长且电阻不计，棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触。求(1）棒在匀加速运动过程中,通过电阻R的电荷量q；（)撤去外力后回路中产生的焦耳热Q2;()外力做的功Wf。2 如图，水平面内有一光滑金属导轨,其M、PQ边的电阻不计，MP边的电阻阻值R=1.5，MN与MP的夹角为350， PQ与MP垂直，MP边长度不不小于m.将质量m=2kg，电阻不计的足够长直导体棒搁在导轨上,并与MP平行。棒与、PQ交点G、 H间的距离4m。空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度B0.5T在外力

12、作用下，棒由H处以一定的初速度向左做直线运动，运动时回路中的电流强度始终与初始时的电流强度相等。(1)若初速度1=3m/s，求棒在H处所受的安培力大小F.(2)若初速度=.5m/s，求棒向左移动距离m达到E所需时间t（3）在棒由GH处向左移动2达到EF处的过程中，外力做功=7J,求初速度v33. 两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L，底端接阻值为R的电阻. 将质量为m的金属棒悬挂在一种固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直,如图8所示. 除电阻R外其他电阻不计.现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放。则 ( ）A.释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度.

13、金属棒向下运动时,流过电阻R的电流方向为aC. 金属棒的速度为时,所受的安培力大小为D. 电阻R上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少 两根光滑的长直金属导轨MN、平行置于同一水平面内，导轨间距为,电阻不计,、处接有如图所示的电路，电路中各电阻的阻值均为,电容器的电容为。长度也为、阻值同为R的金属棒ab垂直于导轨放置,导轨处在磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中。b在外力作用下向右匀速运动且与导轨保持良好接触，在ab运动距离为的过程中，整个回路中产生的焦耳热为。求:(）运动速度的大小;（2)电容器所带的电荷量。9 如图所示,处在匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距 ,导轨平面

14、与水平面成角,下端连接阻值为的电阻。匀强磁场方向与导轨平面垂直。质量为0k、电阻不计的金属棒放在两导轨上,棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为0.2。（)求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小；()当金属棒下滑速度达到稳定期,电阻R消耗的功率为，求该速度的大小；（3）在(）中,若R=，金属棒中的电流方向由到b，求磁感应强度的大小与方向。（g取，）11.(8分）如图所示,两根足够长的光滑平行金属导轨N、PQ间距离为l0.5，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成30角。完全相似的两金属棒ab、c分别垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终有良好接触,已知两棒质量均为m=0.2kg，电阻均为=1，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,磁感应强度B=0.2T,棒ab在平行于导轨向上的力F作用下，沿导轨向上匀速运动,而棒cd正好可以保持静止。取g=0m/s2,问(1)通过棒cd的电流I是多少,方向如何?（2）棒b受到的力F多大？（）棒c每产生=0.J的热量，力F做的功W是多少？