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1、第 - 1 - 页 共 5 页 热点 10 电磁感应问题分析热点 10 电磁感应问题分析 (建议用时：20 分钟) 1某空间中存在一个有竖直边界的水平方向的匀强磁场区域，现 将一个等腰梯形闭合导线圈从图示位置垂直于磁场方向以速度v匀速 拉过磁场区域，尺寸如图所示，取向右为力的正方向下图中能正确 反映该过程中线圈所受安培力F随时间t变化的图象是( ) 2 (多选)(2019南京高三联考)如图所示，两平行导轨间距为L， 倾斜部分和水平部分长度均为L， 倾斜部分与水平面的夹角为 37，cd 间接电阻R，导轨电阻不计 质量为m的金属细杆静止在倾斜导轨底 端，与导轨接触良好，电阻为r.整个装置处在竖直向
2、上的匀强磁场 中， 磁感应强度随时间变化关系为BB0kt(k0)，在杆运动前，以下说法正确的是( ) A穿过回路的磁通量为 2(B0kt)L2 B流过导体棒的电流方向为由b到a C回路中电流的大小为1.8kL 2 Rr D细杆受到的摩擦力一直减小 3 (多选)(2019江苏四校联考)如图所示，两根足够长的光 滑金属导轨水平平行放置， 间距为l1 m，c、d间，d、e间，c、f间 分别接阻值为R10 的电阻一阻值为R10 的导体棒ab以 速度v4 m/s匀速向左运动，导体棒与导轨接触良好， 导轨所在平 面存在磁感应强度大小为B0.5 T、方向竖直向下的匀强磁场下列说法中正确的是( ) A导体棒a
3、b中电流的方向为由b到a Bc、d两端的电压为 1 V Cd、e两端的电压为 1 V Df、e两端的电压为 1 V 4(多选)用一段横截面半径为r、电阻率为、密度为d的均匀导体材料做成一个半径 为R(rR)的圆环圆环竖直向下落入如图所示的径向磁场中，圆环的圆心始终在 N 极的轴线 上，圆环所在位置的磁感应强度大小均为B.圆环在加速下滑过程中某一时刻的速度为v，忽 略电感的影响，则( ) 第 - 2 - 页 共 5 页 A此时在圆环中产生了(俯视)顺时针方向的感应电流 B圆环因受到了向下的安培力而加速下落 C此时圆环的加速度aB 2v d D如果径向磁场足够长，则圆环的最大速度vmdg B2 5
4、 (多选)如图所示，足够长的光滑水平直导轨的间距为l，电阻不 计，垂直轨道平面有 磁感应强度为B的匀强磁场，导轨上相隔一定距离放置 两根长度均为l的金属棒，a棒质量为m， 电阻为R，b棒质量为 2m， 电阻 为 2R， 现给a棒一个水平向右的初速度v0， 已知a棒在以后的运动过程中没有与b棒发生碰撞， 当a棒的速度减为时，b棒刚好碰到了障碍物立即停止运动，而a棒仍继续运动，则下列说 v0 2 法正确的是( ) Ab棒碰到障碍物前瞬间的速度为v 0 2 B在b棒停止运动前b棒产生的焦耳热为Qbmv 5 24 2 0 Cb棒停止运动后，a棒继续滑行的距离为3mv 0R 2B2l2 Db棒停止运动后
5、，a棒继续滑行的距离为 mv0R 2B2l2 6 (多选)(2019宿迁高三调研)如图所示， 在光滑的水 平面上， 有一质量为M， 边长为l，电阻为R的正方形均匀金属 线框，BC边与虚线PQ平行，PQ右侧有竖直向上的匀强磁 场，磁场宽度大于l，磁感应强度大小为B.线框通过一水平细 线绕过光滑定滑轮悬挂一质量为m的物体，现由静止释放物体， 当线框有一半进入磁场时已匀速运动， 当地的重力加速度为g， 线框从开始运动到AD边刚进入 磁场过程中( ) A刚释放线框的瞬间，线框的加速度为mg M B细绳拉力的最小值为 Mmg Mm 第 - 3 - 页 共 5 页 C线框恰全部进入磁场时，产生的热量等于m
6、gl（mM）m 2g2R2 2B4l4 D线框有一半进入磁场时与线框AD边刚进入磁场时BC两端的电压大小之比为 34 7.(2019江苏学校联盟模拟)如图所示， 边长为l的单匝正方形线 圈放在光滑水平面上，其有一半处于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的 匀强磁场中第一次保持磁场不变， 使线圈在水平向右的拉力作用下，以 恒定速度v向右运动；第二次保持线圈不动，使磁感应强度大小发生 变化若线圈的总电阻为R，则有( ) A若要使两次产生的感应电流方向相同，则第二次时磁感应强度大小必须逐渐增大 B若要使两次产生的感应电流大小相同，则第二次时磁感应强度大小随时间必须均匀变 化，且变化率 B t 2Bv
7、l C第一次时，在线圈离开磁场的过程中，水平拉力做的功为B 2l2v 2R D第一次时，在线圈离开磁场的过程中，通过线圈某一横截面的电荷量为Bl 2 R 8如图甲所示，光滑绝缘水平面上，虚线MN的右侧存在磁感应强度B2 T 的匀强磁场，MN的 左侧有一质量m0.1 kg 的矩形线圈abcd，bc边长L10.2 m，电阻R2 .t0 时，用一恒 定拉力F拉线圈，使其由静止开始向右做匀加速运动，经过 1 s，线圈的bc边到达磁场边界 MN，此时立即将拉力F改为变力，又经过 1 s，线圈恰好完全进入磁场，整个运动过程中， 线 圈中感应电流i随时间t变化的图象如图乙所示则下列说法中正确的是( ) A恒
8、定拉力大小为 0.1 N B线圈在第 2 s 内的加速度大小为 1 m/s2 C线圈ab边长L20.5 m D在第 2 s 内流过线圈的电荷量为 0.2 C 热点 10 电磁感应问题分析 1 解析 ： 选 A.设线圈的电阻为R， 线圈切割磁感线的有效长度为l， 则安培力的大小为F ，方向一直沿x轴负方向在 0 这段时间内，有效长度l增大，所以F增大且Ft图 B2l2v R L v 线的斜率的绝对值增大；在 这段时间内，有效长度lL不变，所以F大小不变且t L v 2L v L v 第 - 4 - 页 共 5 页 时刻F突然变小；在这段时间内，有效长度l增大，所以F增大且Ft图线的斜率的 2L
9、v 3L v 绝对值增大综上所述，A 项正确 2解析：选 BC.由BS效(B0kt)(L2L2cos 37)1.8(B0kt)L2，故 A 错误； 磁感应强度均匀增大，产生的感生电动势，由法拉第电磁感应定律得EnS t B t k(L2L2cos 37)1.8kL2，由闭合电路欧姆定律得I，则 C 正确；由楞次 E Rr 1.8kL2 Rr 定律可得感应电流的方向俯视为顺时针方向，即电流方向为从b到a，B 正确；因感应电流大 小恒定，则细杆所受的安培力FBIL因B逐渐增大而增大，由左手定则知方向水平向右，对 杆，由平衡知识可得mgsin fBILcos ，则摩擦力先向上逐渐减小到零，后向下逐渐
10、增 大，D 错误 3解析：选 BD.由右手定则可知导体棒ab中电流的方向为由a到b，A 错误；感应电动 势EBlv0.514 V2 V， 则c、d两端的电压UcdE1 V， B 正确 ； 由于d、e，c、f间电 R RR 阻中没有电流流过，故UdeUcf0，所以UfeUcd1 V，C 错误，D 正确 4解析：选 AD.由右手定则可以判断感应电流的方向为(俯视)顺时针方向，选项 A 正确； 由左手定则可以判断，此时圆环受到的安培力向上，选项 B 错误；由牛顿第二定律可得加速 度ag，选项 C 错误；当重力等于安培力时速度达到最大，可得vm， mgBIL m B2v d dg B2 选项 D 正确
11、 5解析：选 BC.设b棒碰到障碍物前瞬间的速度为v2，b棒碰到障碍物前两棒组成的系 统动量守恒，则mv0m2mv2，解得v2，所以选项 A 错误；在b棒停止运动前，根据能 v0 2 v0 4 量守恒定律可得a棒和b棒产生的总焦耳热QQaQbmvm 2mvmv，Qb 1 2 2 0 1 2( v0 2) 2 1 2 2 2 5 16 2 0 2Qa，解得Qbmv，所以选项 B 正确；a棒单独向右滑行的过程中，当其速度为v时，所受 5 24 2 0 的安培力大小为F安BIlv，根据动量定理有F安tmv，所以有 B2l2 3R( B2l2 3R vt) (mv)，可得xm，b棒停止运动后a棒继续前
12、进的距离x，所以选项 C 正 B2l2 3R v0 2 3mv0R 2B2l2 确，D 错误 6解析：选BCD.刚释放线框的瞬间，设绳子拉力为T，线框加速度为a.以m为研究对象，mgTma，TMa， 可得a，T.进入磁场后加速度变小，故拉力变大，因此释放瞬间细绳拉力最小值 mg Mm Mmg Mm 为T；当全部进入磁场时，Tmg，TFA， 产生的电动势为EBlv，电路中的电流I ，FABIl， Mmg Mm E R 第 - 5 - 页 共 5 页 可得匀速时速度v.由能量守恒定律，mgl (Mm)v2Q，可得产生的热量Qmgl (M mgR B2l2 1 2 1 2 m)；线框有一半进入磁场时
13、，BC两端的电压UBlv，框AD边刚进入磁场时，电路电流为零，BC m2g2R2 B4l4 3 4 两端的电压UBlv，两次电压大小之比为 34.综上分析，B、C、D 正确 7解析：选 B.根据右手定则可知，线圈中的感应电流方向为顺时针方向，若要使两次产 生的感应电流方向相同， 根据楞次定律， 则第二次时磁感应强度大小必须逐渐减小， 故 A 错误 ； 依据感应电动势公式EBLv及闭合电路欧姆定律求得感应电流大小I， 根据法拉第电磁 Blv R 感应定律，若要使两次产生的感应电流大小相同，那么，则第二次时磁感应强度 B t l2 2 R Blv R 大小随时间必须均匀变化，且变化率，故 B 正确
14、；第一次时，在线圈离开磁场的过 B t 2Bv l 程中，水平拉力做的功为WF ，故 C 错误；第一次时，在线圈离开磁场的 l 2 B2l2v R l 2 B2l3v 2R 过程中，通过线圈某一横截面的电荷量为qIt，故 D 错误 R Bl2 2R 8解析：选 BD.在第 1 s 末，i1 ，EBL1v1，v1a1t1，Fma1，联立得F0.05 N，A 项错 E R 误；在第2 s内，由题图分析知线圈做匀加速直线运动，第2 s末，i2，EBL1v2，v2v1a2t2，解得a21 m/s2， B E R 项正确 ； 在第2 s内，vv2a2L2， 得L21 m， C项错误；q0.2 C，D 项正确 2 22 1 R BL1L2 R