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电磁感应


1、

(2007 山东高考)用相同导线绕绕制的边长为 L 或 2L 的四个闭合导体线框、以相同的速度匀速进入

右侧匀强磁场,如图所示。在每个线框进入磁场的过程中,M、N 两点间的电压分别为 Ua、Ub、Uc 和 Ud。 下列判断正确的是

A. Ua<Ub<Uc<Ud C. Ua=Ub=Uc=Ud

/>B. D.

Ud<Ub<Ua<Uc Ub<Ua<Ud<Uc

2、

(2007 全国二卷)如图所示,在 PO、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 a→b→c→d→e →f 为线框中的电动势ε 的正方向,以下四个ε -t 关系示意图中正确的是

3、 (2008

山东高考) .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 的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端, 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, 如图所示。除电阻 R 外其余电阻不计。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 g B.金属棒向下运动时,流过电阻 R 的电流方向为 a→b C.金属棒的速度为 v 时.所受的安培力大小为 F ?

B 2 L2v R

D.电阻 R 上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少

4、 (2008 全国二卷) (19

分) 如图,一直导体棒质量为 m、长为 l、电阻为 r,其两端放在位于水平面内

间距也为 l 的光滑平行导轨上,并与之密接:棒左侧两导轨之间连接一可控制的负载电阻(图中未画出) ; 导轨置于匀强磁场中,磁场的磁感应强度大小为 B,方向垂直于导轨所在平面。开始时,给导体棒一个平 行于导轨的初速度 v0 在棒的运动速度由 v0 减小至 v1 的过程中,通过控制负载电阻的阻值使棒中的电流强

度 I 保持恒定。导体棒一直在磁场中运动。若不计导轨电阻,求此过程中导体棒上感应电动势的平均值和 负载电阻上消耗的平均功率。

5、


(2009 全国二卷).(15 分) 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

?B ? k , k 为负的常量。用电阻率为 ? 、横截面积为 S 的硬导线做成一边长为 l 的方框。将方框固定 ?t

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; (2) 磁场对方框作用力的大小随时间的变化

6、

(2009 宁夏高考) 如图所示,一导体圆环位于纸面内,O 为圆心。环内两个圆心角为 90°的扇形

区域内分别有匀强磁场,两磁场磁感应强度的大小相等,方向相反且均与纸面垂直。导体杆 OM 可绕 O

转动,M 端通过滑动触点与圆环良好接触。在圆心和圆环间连有电阻 R。杆 OM 以匀角速度 ? 逆时针转 动,t=0 时恰好在图示位置。规定从 a 到 b 流经电阻 R 的电流方向为正,圆环和导体杆的电阻忽略不 计,则杆从 t=0 开始转动一周的过程中,电流随 ?t 变化的图象是

7、 (2009 山东高考)如图所示,一导线弯成半径为 a 的半圆形闭合回路。虚线 MN 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面。回路以速度 v 向右匀速进入磁场,直径 CD 始络与 MN 垂直。从 D 点到达边界开始到 C 点进入磁场为止,下列结论正确的是( )

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=Bav D.感应电动势平均值 E ?

1 ?Bav 4
如图 18(a)所示,一个电阻值为 R,匝数为 n 的圆形金属线圈与阻值为

8、 (2009 广东高考) (15 分)

2R 的电阻 R1 连接成闭合回路,线圈的半径为 r1,在线圈中半径为 r2 的圆形区域内存在垂直于线圈平面向 里的匀强磁场,磁感应强度 B 随时间 t 变化的关系图线如图 18(b)所示,图线与横、纵轴的截距分别为 t0 和 B0 导线的电阻不计,求 0 至 t1 时间内 (1)通过电阻 R1 上的电流大小和方向; (2)通过电阻 R1 上的电量 q 及电阻 R1 上产生的热量. B a R b1 (a ) 图 18 B0 O ( b) t1 t0 t

9、 (2009 海南高考)一长直铁芯上绕有一固定线圈 M,铁芯右端与一木质圆柱密接,木质圆柱上套有一
闭合金属环 N, N 可在木质圆柱上无摩擦移动。 M 连接在如图所示的电路中, 其中 R 为滑线变阻器,E1 和 E2 为直流电源,S 为单刀双掷开关。下列情况中,可观测到 N 向左运动的是

A.在 S 断开的情况下,S 向 a 闭合的瞬间 B.在 S 断开的情况下,S 向 b 闭合的瞬间 C.在 S 已向 a 闭合的情况下,将 R 的滑动头向 c 端移动时 D.在 S 已向 a 闭合的情况下,将 R 的滑动头向 d 端移动时

10、 (2010 全国一卷) .如图所示,两个端面半径同为 R 的圆 柱形铁芯同轴水平放置,相对的端面之间有
一缝隙,铁芯上绕导线并与电源连接,在缝隙中形成一匀强磁场。一铜质细直棒 ab 水平置于缝隙中,且 与圆柱轴线等高、垂直。让铜棒从静止开始自由下落,铜棒下落距离为 0.2R 时铜棒中电动势大小为,下 落距离为 0.8R 时电 E1E2 RT R1R2 RL 60 F1 30 F2 2 ? 3 ? 1
0 0

3 1 ? 动势大小为 E。忽略涡流损耗和边缘效 2 2

应。关于 E1 、 E2 的大小和铜棒离开磁场前两端的极性,下列判断正确的是

A. E1 > E2 ,a 端为正

B. E1 > E2 ,b 端为正 C. E1 < E2 ,a 端为正

D. E1 < E2 ,b 端为正

11、 (2010山东理综).如图所示,空间存在两个磁场,磁感应强度大小均为B,方向相反且垂直纸面,
MN、PQ为其边界,OO′为其对称轴。一导线折成边长为l的正方形闭合回路abcd,回路在纸面内以恒 定速度v0向右运动,当运动到关于OO′对称的位置时

A.穿过回路的磁通量为零

B.回路中感应电动势大小为2Blv0

C.回路中感应电流的方向为顺时针方向

D.回路中ab边与cd边所受安培力方向相同

12、 (2010 天津高考) (18 分)如图所示,质量 m1=0.1kg,电阻 R1=0.3Ω ,长度 l=0.4m 的导体棒 ab 横放
在 U 型金属框架上。框架质量 m2=0.2kg,放在绝缘水平面上,与水平面间的动摩擦因数μ =0.2,相距 0.4m 的 MM’、NN’相互平行,电阻不计且足够长。电阻 R2=0.1Ω 的 MN 垂直于 MM’。整个装置处于竖直向上的 匀强磁场中,磁感应强度 B=0.5T。垂直于 ab 施加 F=2N 的水平恒力,ab 从静止开始无摩擦地运动,始终 与 MM’、NN’保持良好接触,当 ab 运动到某处时,框架开始运动。设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑 动摩擦力,g 取 10m/s2. (1)求框架开始运动时 ab 速度 v 的大小; (2)从 ab 开始运动到框架开始运动的过程中,MN 上产生的热量 Q=0.1J,求该过程 ab 位移 x 的大小。

13、 (2011

广东高考).将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中,线圈平面与磁场方向垂直,关于线

圈中产生的感应电动势和感应电流,下列表述正确的是 A.感应电动势的大小与线圈的匝数无关 B.穿过线圈的磁通量越大,感应电动势越大 C.穿过线圈的磁通量变化越快,感应电动势越大 D.感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同

14、 (2011 全国一卷)如图,两根足够长的金属导轨 ab、cd 竖直放置,导轨间距离为 L,电阻不计。在
导轨上端并接两个额定功率均为 P、电阻均为 R 的小灯泡。整个系统置于匀强磁场中,磁感应强度 方向与导轨所在平面垂直。现将一质量为 m、电阻可以忽略的金属棒 MN 从图示位置由静止开始释 放。金属棒下落过程中保持水平,且与导轨接触良好。已知某时刻后两灯泡保持正常发光。重力加 速度为 g。求: (1)磁感应强度的大小: (2)灯泡正常发光时导体棒的运动速率。

15、 (2011 海南高考)

如图,ab 和 cd 是两条竖直放置的长直光滑金属导轨,MN 和 M ' N ' 是两根用细

线连接的金属杆,其质量分别为 m 和 2m。竖直向上的外力 F 作用在杆 MN 上,使两杆水平静止, 并刚好与导轨接触; 两杆的总电阻为 R, 导轨间距为 l 。 整个装置处在磁感应强度为 B 的匀强磁场中, 磁场方向与导轨所在平面垂直。导轨电阻可忽略,重力加速度为 g。在 t=0 时刻将细线烧断,保持 F 不变,金属杆和导轨始终接触良好。求

(1)细线烧断后,任意时刻两杆运动的速度之比; (2)两杆分别达到的最大速度。

16、 (2011 海南高考)如图,EOF 和 E ?O ?F ? 为空间一匀强磁场的边界,其中 EO∥ E ?O ? ,
FO∥ F ?O ? ,且 EO⊥OF; 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 的正方形 导线框沿 O ?O 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

18、 (2011 四川高考) (19 分)

如图所示,间距 l=0.3m 的平行金属导轨 a1b1c1 和 a2b2c2 分别固定在两个

竖直面内,在水平面 a1b1b2a2 区域内和倾角 ? = 37 ? 的斜面 c1b1b2c2 区域内分别有磁感应强度 B1=0.4T、方向 竖直向上和 B2=1T、方向垂直于斜面向上的匀强磁场。电阻 R=0.3 ? 、质量 m1=0.1kg、长为 l 的相同导体 杆 K、S、Q 分别放置在导轨上,S 杆的两端固定在 b1、b2 点,K、Q 杆可沿导轨无摩擦滑动且始终接触良 好。一端系于 K 杆中点的轻绳平行于导轨绕过轻质滑轮自然下垂,绳上穿有质量 m2=0.05kg 的小环。已知 小环以 a=6 m/s2 的加速度沿绳下滑,K 杆保持静止,Q 杆在垂直于杆且沿斜面向下的拉力 F 作用下匀速运

动。不计导轨电阻和滑轮摩擦,绳不可伸长。取 g=10 m/s2,sin 37 ? =0.6,cos 37 ? =0.8。求 (1)小环所受摩擦力的大小; (2)Q 杆所受拉力的瞬时功率

19、 (2012 新课标卷).如图,一载流长直导线和一矩形导线框固定在同一平面内,线框在长直导线右侧,
且其长边与长直导线平行。已知在 t=0 到 t=t1 的时间间隔内,直导线中电流 i 发生某种变化,而线框中感 应电流总是沿顺时针方向;线框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右。设电流 i 正方向与图中箭 头方向相同,则 i 随时间 t 变化的图线可能是

20、 (2012 新课标卷) 如图, 均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框, 半圆直径与磁场边缘重合;
磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里,磁感应强度大小为 B0.使该线框从静止开始绕过圆心 O、垂直于 半圆面的轴以角速度 ω 匀速转动半周,在线框中产生感应电流。现使线框保持图中所示位置,磁感应 强度大小随时间线性变化。为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流,磁感应强度随时间的变 化率

?B 的大小应为 ?t

A.

4?B0

?

B.

2?B0

?

C.

?B0 ?

D.

?B0 2?

21、 (2012 山东理综)

如图所示,相距为 L 的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为θ ,上

端接有定值电阻 R,匀强磁场垂直于导轨平面,磁感应强度为 B。将质量为 m 的导体棒由静止释放,当速 度达到 v 时开始匀速运动,此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力,并保持拉力的功率恒为 P,导体 棒最终以 2v 的速度匀速运动。导体棒始终与导轨垂直且接触良好,不计导轨和导体棒的电阻,重力加速

度为 g。下列选项正确的是

A.P=2mgv sinθ B.P=3mgv sinθ C.当导体棒速度达到

v g 时加速度大小为 sin ? 2 2

D.在速度达到 2v 以后匀速运动的过程中,R 上产生的焦耳 热等于拉力所做的功

22、 (2012 天津高考) (18 分) 如图所示, 一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内, 导轨间距 L=0.5m,
左端接有阻值 R=0.3Ω 的电阻,一质量 m=0.1kg,电阻 r=0.1Ω 的金属棒 MN 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=0.4T。棒在水平向右的外力作用下,由静止开始 a=2m/s2 的 加速度做均加速运动,当棒的位移 x=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=2:1.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; (2)撤去外力后回路中产生的焦耳热 Q2; (3)外力做的功 Wf。


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