电磁感应常见题型.doc

《电磁感应常见题型.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电磁感应常见题型.doc（17页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、电磁感应的常见题型一电势高低的判断：方法：找准电源，电源内部电流由负极流到正极 例题：如图所示，两块水平放置的金属板距离为d，用导线与一个 n 匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的变化磁场 B 中，两板间有一个质量为 m、电量为 +q 的油滴 处于静止状态，则线圈中的磁场 B 的变化情况和磁通量变化率分别是（ ）A、正在增加，B、正在减弱，C、正在增加D、正在减弱，判断上下极板电势的高低练习： 2012 年 11 月 24 日，中国的歼 15 战机成功在“辽宁号”航母上起降，使中国真正拥有了自己的 航母由于地磁场的存在，飞机在一定高度水平飞行时，其机翼就会切割磁感线，机翼的两端之间会有一 定的

2、电势差则从飞行员的角度看，机翼左端的电势比右端的电势 （ B ）A低 B 高 C相等 D 以上情况都有可能再次感应问题：例题：如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒 当 PQ 在外力作用下运动时， MN在磁场力作用下向右运动，则 能是（ ）A向右匀加速运动B 向左匀加速运动C向右匀减速运动D 向左匀减速运动练习 1：如图所示，在匀强磁场中，放有一与线圈D 相连接的平行导轨，要使放在线圈 D 中的线圈 A（ A、D 两线圈同心共面）各处受到沿半径方向指向圆 心的力，金属棒 MN 的运动情况可能是（ ）A. 加速向右 B.加速向左 C.减速向右D. 减速向左 练习 2：如图所示，金

3、属导轨上的导体棒 ab 在匀强磁场中沿导轨做下列哪些运动时， 铜制闭合线圈 c 将被螺旋管吸引 （ C ）A. 向右匀速运动B. 向左做匀速运动 C. 向右做减速运动 D. 向右加速运动练习 3：如图所示装置中，cd 杆原来静止 . 当 ab 杆做如下那些运动时，cd 杆将向右移动（A.向右匀速运动C.向左加速运动BD ）B. 向右加速运动D. 向左减速运三电磁感应中电路问题：思路：找电源 画等效电路图 I=E/R+r 求出感应电流 由串并联知识和电学知识求未知物理量 例题 1：水平轨道， B=1T,L=1m ， v=4m/s ，ab 在水平外力的作用下匀速运动， 求：（ 1）感应电动势和感应

4、电流，判断 ab 电势的高低（ 2）外力的大小变式 1：在范围足够大，方向竖直向下的匀强磁场中，B=0.2T.有一水平放置的光滑框架，宽度L=0.4m, 框架上放置一质量为 0.05kg, 电阻为 1 欧的金属杆 cd.框架电阻不计，若杆 cd 以恒定加速度 a=2m/s,由静止开始做匀变速运动，求在水平外力多大？5s 内平均感应电动势是多少？第变式 2：如题 18 图所示，在一磁感应强度 B 0.5T 的匀强磁场中，垂直于磁场方向水平放置 着两根相距为 h 0.1m的平行金属导轨 MN与 PQ，导轨的电阻忽略不计在两根导轨的端点 N、 Q之间连接一阻值 R0.3 的电阻，导轨上跨放着一根长为

5、 L0.2m，每米长电阻 r 2.0 /m 的金属棒 ab，金属棒与导轨正交，交点为 c、d。当金属棒以速度 v4.0m/s 向左做匀速运动 时，试求：（ 1）电阻 R中的电流强度大小和方向；（ 2）使金属棒做匀速运动的外力；（ 3） 金属棒 c、d两端点间的电势差 Ucd和 a、b两端点间的电势差 Uab（4）回路中的发热功率例题 2：半径为 a 的圆形区域内有匀强磁场，磁感应强度为B=0.2 T ，磁场方向垂直纸面向里 . 半径为 b 的金属圆环与磁场同心地放置，磁场与环面垂直，其中a=0.4 m ， b=0.6 m. 金属环上分别接有灯 L1、 L2，两灯的电阻均为 R0=2 .一金属棒

6、 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=5 m/s的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径OO的瞬时（如图所示） MN的感应电动势和流过灯 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°，若此时磁感应强度 随时间均匀变化，其变化率为 B/t=（4/） T/s ，求 L1的功率.R1 和 R2，且 R16，练习：如图所示， PN与 QM两平行金属导轨相距 1m，电阻不计，两端分别接有电阻ab 导体的电阻为 2，在导轨上可无摩擦地滑动，垂直穿过导轨平面的匀强磁场的磁感应强度为1T.现 ab以恒定速度 v

7、3m/s匀速向右移动， 这时 ab杆上消耗的电功率与 R1、R2消耗的电功率之和相等， 求：（1）R2 的阻值 （2） R1与 R2消耗的电功率分别为多少？ （2）拉 ab杆的水平向右的外力 F为多大？答案 (1)3 (2)0.375W 0.75W (3)0.75N例题 3: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断开后通过 R2的电荷量是多少 ?练习：两根光滑

8、的长直金属导轨MN 、M'N' 平行置于同一水平面内，导轨间距为l，电阻不计， M、M'处接有如图所示的电路，电路中各电阻的阻值均为R，电容器的电容为 C。长度为 l、阻值同为 R 的金属棒 ab垂直于导轨放置，导轨处于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中。 ab 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 s 的过程中，整个回路中产生的焦耳热为Q。求：1）金属棒 ab 运动速度 v 的大小；2）电容器所带的电荷量 q。例题 4:如图所示， P、Q 为水平面内平行放置的光滑金属长直导轨，间距为L1，处在竖直向下、磁感应强度大小为 B 1的匀强磁

9、场中。 一导体杆 ef垂直于 P、Q 放在导轨上， 在外力作用下向左做匀速直线运动 质 量为 m、每边电阻均为 r、边长为 L2的正方形金属框 abcd置于竖直平面内，两顶点 a、b 通过细导线与导轨相连，磁感应强度大小为 B2 的匀强磁场垂直金属框向里，金属框恰好处于静止状态不计其余电阻和细导线对 a、b 点的作用力（1）作出等效电路图；（2）通过 ab边的电流 I ab是多大 ?（3）导体杆 ef的运动速度 v是多大 ?例题 5：如图 ，正方形线框 abcd 位于纸面内， 边长为 L，匝数为 N ，过 ab 的中点和 cd 中点的练习 OO恰好位于垂直纸面向里的匀强磁场的右边界上，磁感应强

10、度为通过线圈的感应电量？翻转 180 °？B，将线框翻转 90练习 1：在匀强磁场中有一个半径为 r 的 n 匝圆形线圈，总电阻为 R，线圈与一个电荷量计串联线圈平面与磁感线垂直当线圈由原位置迅速翻转180°过程中，电荷量计显示通过线圈的电荷量为q，则该匀强磁场的磁感应强度 B 的大小为AqRnr 2BqR2 nr 2CqR2 r 2Dqr 22nR练习 2：如图 3 所示，先后两次将同一个矩形线圈由匀强磁场中拉出，两次拉动的速度相同第一次线圈长边与磁场边界平行，将线圈全部拉出磁场区，拉力做功W1、通过导线截面的电荷量为 q1，第二次线圈短边与磁场边界平行，将线圈全部拉出磁

11、场区域，拉力做功为 W2、通过导线截面的电荷量为 q2，则 （）A W1>W2， q1 q2B W1 W2， q1>q2C W1<W2， q1<q2D W1>W2， q1>q2例题 2：如图示，质量为 m，长 L的棒 cd, 磁感应强度为 B，电阻为 R，以 V0向右运动， cd 运动过程中通 过 cd 的电量为 q 求：棒 cd 运动的位移 x（ 2）整个过程中 cd 上产生的热量练习：如图 9 所示，足够长的 U型光滑金属导轨平面与水平面成 角（0< <90°）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

12、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， 为 R，当流过 ab 棒某一横截面的电量为 q 时，棒的速度大小为 v ，则金属棒 这一过程中 （ ）ab 棒接入电路的电阻1qRA运动的平均速度大小为vB下滑的位移大小为2BLB2L2vC产生的焦耳热为 qBLvD受到的最大安培力大小为sin R20cm 的正方形导线框位于纸面内， v=20cm/s 通过磁场区域，在运动过程中，线框中有一边始终与磁场区 b 图线中，正确反映感应电流强度随时间变化规律C.B.以 a=1m/s 2 匀加速通过磁场区域，画出D.it 图象（逆时针方向为正）A.变式 1：若

13、线框从静止开始变式 2: 如图所示，两个相邻的有界匀强磁场区域，方向相反，且垂直纸面，磁感应强度的大小均为B，以四电磁感应中图像问题：思路：（ 1）方向 右手定则或楞次定律判断（2）大小 写出表达式例题 1： 如图所示，一宽 40cm 的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里，一边长为 以垂直于磁场边界的恒定速度 域的边界平行，取它刚进入磁场的时刻 t=0 ，在图 的是（ ）磁场区左边界为 y 轴建立坐标系，磁场区域在 y 轴方向足够长，在 x 轴方向宽度均为 a. 矩形导线框 ABCD的 CD边与 y 轴重合， AD边长为 a. 线框从图示位置水平向右匀速穿过两磁场区域，且线框平面始终保持与磁场

14、垂直，线框中感应电流i 与线框移动距离 x 的关系图象正确的是 （ 以逆时针方向为电流的正方l向)()变式 3：如图所示，宽度为角三角形导线框 abc 位于纸面内，直角边 ab 水平且长为 2l ，线框总电阻为 R。规定沿 abca 方向为感应电 流的正方向。导线框以速度 v 匀速向右穿过磁场的过程中，感应电流随时间变化规律的图象是（ ）的有界匀强磁场的方向垂直纸面向里，磁感应强度的大小为B。闭合等腰直变式 4：如图 3， EOF 和 EOF为空间一匀强磁场的边界，其中EOEO，FO FO，且 EOOF；OO为 EOF 的角平分线， OO间的距离为 l；磁场方 向垂直于纸面向里 一边长为 l

15、的正方形导线框沿 OO 方向匀速通过磁场， t 0 时刻恰好位于图示位置规定导线框中感应电流沿逆时针方向时为正，则感应 电流 i 与时间 t 的关系图线可能正确的是 （ ）变式 5: 如图所示，在 PQ、 QR区域中存在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场，磁场方向均垂直 于纸面 . 一导线框 abcdefa 位于纸面内， 框的邻边都相互垂直， bc 边与磁场的边界 P 重合 . 导线框与磁场区 域的尺寸如图所示 .从 t =0时刻开始，线框匀速横穿两个磁场区域.以 abcdef 为线框中的电动势 E 的正方向，以下四个 E-t 关系示意图中正确的是 （ ）例题 2：在竖直方向的匀强磁场中

16、，水平放置一圆形导体环。规定导体环中电流的正方向如图11（甲）所B 随时间 t 按图（乙）变化时，下列能正确表示导体环中感示，磁场方向竖直向上为正。当磁感应强度应电流随时间变化情况的是（ ）练习：一个圆形闭合线圈固定在垂直纸面的匀强磁场中，线圈平面与磁场方向 垂直，如图 7-5 甲所示。设垂直纸面向里的磁感应强度方向为正，垂直纸面向 外的磁感应强度方向为负。线圈中顺时针方向的感应电流为正，逆时针方向的感应电流为负。已知圆形线圈中感应电流i 随时间变化的图象如图 7-5 乙所示，则线圈所在处的磁场的磁感应强度随时间变化的图象可能是（ ）例题 3：.如图甲所示，竖直放置的螺线管与导线abcd 构成

17、回路，导线所围区域内有一垂直纸面向里的变化的磁场，螺线管下方水平桌面上有一导体圆环，导线abcd 所围区域内磁场的磁感强度按图乙中哪一图线所示的方式随时间变化时， 可使导体圆环对桌面的压力减小（ ）例题 4：如图 （甲） 所示，在水平绝缘的桌面上，一个用电阻丝构成的闭合矩形 线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，磁感应强度B随时间 t 的变化关系如图 （乙）所示。下图中分别是线框中的感应电流 i 随时间 t变化的图线和 ab 边受到的安培力 F 随时间 t 变化的图线，其中可能正确的是 （ ）练习： 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

18、里的匀强磁场中。回路的圆形区域内有垂化的图像如图乙所示。用 F 表示 ab 边受到的安培力，以水平向右为 F的正方向，能正确反映 F 随时间 t变化的图像是（ ）例题5：如图甲所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、 PQ固定在同一水平面上，两导轨间距L=0.30m。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 变导轨电阻忽略不计，其间连接有固定电阻R=0.40 。导轨上停放一质量 m=0.10kg 、电阻 r =0.20 的金属杆 ab，整个装置处于磁感应强度 B=0.50T 的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。用一外力F 沿水平方向拉金属杆 ab，使之由静止开始运动，电压传感器

19、可将R两端的电压 U 即时采集并输入电脑，获得电压U随时间t 变化的关系如图乙所示。（ 1）试证明金属杆做匀加速直线运动，并计算加速度的大小；（2）求第 2s 末外力 F 的瞬时功率；（3）如果水平外力从静止开始拉动杆2s 所做的功 W=0.35J ，求金属杆上产生的焦耳热。电压传RF感器M a NP b Q练习 1: 如图甲所示，一边长 L=2.5m、质量 m=0.5kg 的正方形金属线框，放在光滑绝缘的水平面上，整个装置放在方向竖直向上、磁感应强度作用下由静止开始向左运动，经过 所示，在金属线框被拉出的过程中。B=0.8T 的匀强磁场中，它的一边与磁场的边界MN重合。在水平力 F5s 线框

20、被拉出磁场。测得金属线框中的电流随时间变化的图像如乙图 求通过线框导线截面的电量及线框的电阻； 2s 内物体运动的位移；3）4s 时外力的功率练习 2：如图 7-9 甲所示，一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道间距L=0.20m ，电阻 R=1.0 ，有一导体杆静止放在轨道上，与两轨道垂直，杆及轨道的电阻可忽略不计，整个装置处于磁感强度 B=0.50T 的 匀强磁场中，磁场方向垂直轨道面向下，现用一外力 F 沿轨道方向拉杆，使之做匀加速运动，测得力 F 与 时间 t 的关系如图 7-9 乙所示，求杆的质量 m 和加速度 a.五电磁感应中的力学问题：（ 1）电学研究对象：找电源 画等效电路图

21、I=E/R+r求出感应电流 由串并联知识和电学知识求未知物理量（2） 力学研究对象：受力分析 运动分析 选规律列式求解例题： L=0.2m,R=0.4 欧， rab=0.1 欧，质量 m=0.1kg ，B=0.5T ，外力 F恒为 0.1N,作用于 ab杆，使之静止开 始运动，（1）分析 ab的运动情况（ 2）ab运动的最大速度（ 3）若运动 10m 达到最大速度，该过程中安培 力所做的功？练习 1：水平面内固定一 U形光滑金属导轨， 轨道宽 d =2m，导轨的左端接有 R=0.3 的电阻，导轨上放一阻值为 R0 =0.1 ， m=0.1kg 的导体棒 ab，其余电阻不计，导体棒 ab用水平轻

22、线通 过定滑轮连接处于水平地面上质量M=0.3 kg 的重物，空间有竖直向上的匀强磁场，如图所示已知 t=0时，B=1T，L=1m此时重物上方的连线刚刚被拉直 从 t =0开始，磁场以=0.1 T/s 均匀增加，取 g=10m/s2求：（ 1）经过多长时间 t 物体才被拉离地面（ 2）在此时间 t 内电阻 R上产生 的电热 Q练习 2：如图示水平放置的金属框架 abcd ，宽度为 0.5m ，匀强磁场与框架平面成 30°角，如图所示，磁感应强度为 0.5T ，框架电阻不计， 金属杆 MN置于框架上可以无摩擦地滑动， MN的质量 0.05kg ，电阻 0.2，试求当 MN 的水平速度为

23、多大时，它对框架的压力恰为零，此时水平拉力应为多大例题 2：两根光滑的足够长直金属导轨MN、 MN平行置于竖直面内，导轨间距为l ，导轨上端接有阻值为 R=2欧的电阻，如图所示。质量为 m=1kg长度也为 L=1m、阻值为 r=2 欧的金属棒 ab垂直于导轨放置， 且与导轨保持良好接触，其他电阻不计。导轨处于磁感应强度为B=2T、方向水平向里的匀强磁场中， ab由静止释放，在重力作用下向下运动，求：（1）分析运动过程（ 2）ab 运动的最大速度和最大加速度的大L=10cm ，导轨上端接有小；（3）若 ab 从释放至其运动达到最大速度时下落的高度为h=10m，此过程中安培力所做的功为多少？（ 4

24、）最大速度时 R 上消耗的电功率练习：如图 MN 为金属杆，在竖直平面内贴着光滑金属平行导轨下滑，导轨间距电阻 R=0.5，导轨与金属杆电阻不计，整个装置处于B=0.5T 的与纸面垂直的水平匀强磁场中，已知杆稳定下落时，每秒钟有 0.02J 的热量产生，求杆稳定下落的速度有多大？例题 3：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两点间接有电阻值为 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，磁场方向垂直斜面向下。导 轨和金属杆的电阻可忽略。让 ab 杆沿导轨

25、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。求：（ 1）分析运动情况（ 2）求出最大速度（ 3）最大速度时安培力的功率（ 4）在加速下滑过程中，图 7-7当 ab 杆的速度大小为 v 时杆中的电流及杆的加速度大小变式：上题中倾角为 37°， L=1m,m=0.2kg, 摩擦因素为 0.25，求：（1）静止释放瞬间的加速度（ 2）稳定时 R 上消耗的功率为 8W ，此时的速度为？（ 3）上问中若 R=2 欧，B 的方向未知，要产生 b-a 的电流则 B 的大小和方向例题 4：（双轨道模型） 两根相距为 L 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

26、内，另一边垂直于水平面质量均为 m 的金属细杆 ab、 cd 与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与水平和竖 直导轨之间有相同的动摩擦因数 ，导轨电阻不计， 回路总电阻为 2R，整个装置处于磁感应强度大小为B、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作用下沿导轨向右匀速运动时， cd 杆也正好以某一速度向下做匀速运动，设运动过程中金属细杆ab 、cd 与导轨接触良好，重力加速度为g，求：1）通过 ab 的电流（ 2）ab 杆匀速运动的速度 v1；（3） ab 杆所受拉力 F练习 1：足够长的光滑平行金属导轨 cd和ef 水平放置，在其左端固定一个倾角为的光滑金属导轨，导轨相距均为

27、L , 在水平导轨和倾斜导轨上，各有一根与导轨垂直的金属杆，两金属杆与水平导轨、倾斜导 轨形成闭合回路。 两金属杆质量均为 m 、电阻均为 R, 其余电阻不计， 杆b被销钉固定在倾斜导轨某处。整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度为B ，方向竖直向上。当用水平向右、大小F 3mg 的恒力拉杆a ，使其达到最大速度时，立即撤销销钉，发现杆b 恰好能在原处仍然保持静止。 (重力加速度为 g )1)求杆 a 运动中的最大速度 v。2) 求倾斜导轨的倾角。3)若杆 a 加速过程中发生的位移为s，练习 2：如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨MN 、PQ 间距为 l=0.5 m ，其电阻不计，两导轨及其构

28、成的平面均与水平面成 30 °角，完全相同的两金属棒 ab 、cd 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=0.02 kg ，电阻均为 R=0.1 ，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=0.2 T ，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 恰好能够保持静止。取 g=10 m/s 2 ，问： (1) 通过棒 cd 的电流 I 是多少，方向如何？ (2) 棒 ab 受 到的力F多大？ (3)棒cd每产生Q=0.1 J 的热量，力 F做的功 W是多少六电磁感应中的能量问题：1）思路：受力分析 运动分析 选规律列式求解2）方法：能量守恒：动能定理：3）几种功能关系：4）焦耳热 Q 计算：