电磁感应综合

1、知识整合 演练高考题型1 感应电流的产生和方向【例1】（2008·全国·20）矩形导线框abcd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B随时间变化的规律如图所示.若规定顺时针方向为感应电流i的正方向,下列各图中正确的是（ ）答案 D题型2 自感现象问题【例2】（2008·江苏·8）如图所示的电路中,三个相同的灯泡a、b、c和电感L1、L2与直流电源连接,电感的电阻忽略不计,开关S从闭合状态突然断开时,下列判断正确的有（ ）A.a先变亮,然后逐渐变暗B.b先变亮,然后逐渐变暗C.c先变亮,然后逐渐变暗D

2、.b、c都逐渐变暗答案 AD题型3 电磁感应与恒定电路综合问题【例3】（2008·广东·18）如图（a）所示,水平放置的两根平行金属导轨,间距L=0.3 m,导轨左端连接R=0.6的电阻.区域abcd内存在垂直于导轨平面B=0.6 T的匀强磁场,磁场区域宽D=0.2 m.细金属棒A1和A2用长为2D=0.4 m的轻质绝缘杆连接,放置在导轨平面上,并与导轨垂直,每根金属棒在导轨间的电阻均为r=0.3,导轨电阻不计.使金属棒以恒定速度v=1.0 m/s沿导轨向右穿越磁场,计算从金属棒A1进入磁场（t=0）到A2离开磁场的时间内,不同时间段通过电阻R的电流强度,并在图（b）中画出

3、.答案 00.2 s内,I1=0.12 A;0.2 s0.4 s内,I2=0 A;0.4 s0.6 s内,I3=0.12 A.如下图所示题型四 电磁感应与力学结合的综合问题【例4】（2008·北京·22）均匀导线制成的单匝正方形闭合线框abcd,每边长为L,总电阻为R,总质量为m.将其置于磁感强度为B的水平匀强磁场上方h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cd边始终与水平的磁场边界面平行.当cd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.（3）若此时线框加速度恰好为零,求线框下落的高度h所应满足的条件.答案

4、（1）BL（2）（3）1.（2008·全国·21）如图所示,一个边长为l的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场;一个边长也为l的正方形导线框所在平面与磁场方向垂直;虚线框对角线ab与导线框的一条边垂直,ba的延长线平分导线框.在t=0时,使导线框从图示位置开始以恒定速度沿ab方向移动,直到整个导线框离开磁场区域.以i表示导线框中感应电流的强度,取逆时针方向为正.下列表示it关系的图示中,可能正确的是（ ）答案 C2.（2008·四川·17）在沿水平方向的匀强磁场中,有一圆形金属线圈可绕沿其直径的竖直轴自由转动.开始时线圈静止,线圈平面与磁场方向既不平

5、行也不垂直,所成的锐角为.在磁场开始增强后的一个极短时间内,线圈平 面 （ ）A.维持不动B.将向使减小的方向转动C.将向使增大的方向转动D.将转动,因不知磁场方向,不能确定会增大还是会减小答案 B3.（2008·宁夏·16）如图所示,同一平面内的三条平行导线串有两个电阻R和r,导体棒PQ导体棒向左滑动时,下列说法正确的是（ ）A.流过R的电流为由d到c,流过r的电流为由b到aB.流过R的电流为由c到d,流过r的电流为由b到aC.流过R的电流为由d到c,流过r的电流为由a到bD.流过R的电流为由c到d,流过r的电流为由a到b答案 B4.（2008·山东·

6、22）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gB.金属棒向下运动时,流过电阻R的电流方向为abC.金属棒的速度为v时,所受的安培力大小为F=D.电阻R上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少答案 AC5.（2008·重庆·18）如图所示,粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈,当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快

7、速经过时,若线圈始终不动,则关于线圈受到的支持力FN及在水平方向运动趋势的正确判断是（ ）A.FN先小于mg后大于mg,运动趋势向左B.FN先大于mg后小于mg,运动趋势向左C.FN先小于mg后大于mg,运动趋势向右D.FN先大于mg后小于mg,运动趋势向右答案 D6.（2008·海南·10）一航天飞机下有一细金属杆,杆指向地心.若仅考虑地磁场的影响,则当航天飞机位于赤道上 空 （ ）A.由东向西水平飞行时,金属杆中感应电动势的方向一定由上向下B.由西向东水平飞行时,金属杆中感应电动势的方向一定由上向下C.沿经过地磁极的那条经线由南向北水平飞行时,金属杆中感应电动势的方向一

8、定由下向上D.沿经过地磁极的那条经线由北向南水平飞行时,金属杆中一定没有感应电动势答案 AD7.（2008·全国·24）如图所示,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阻上消耗的平均功率.答案 章末检测一、选择题（共8小题,每小题6分,共48分）1.如图所示,E为电池,

9、L是电阻可忽略不计、自感系数足够大的线圈,D1、D2是两个规格相同的灯泡,S是控制电路的开关.对于这个电路,下列说法中正确的是 （ ）A.刚闭合S的瞬间,通过D1、D2的电流大小相等B.刚闭合S的瞬间,通过D1、D2的电流大小不等C.闭合S待电路达到稳定后,D1熄灭,D2比S刚闭合时亮D.闭合S待电路达到稳定后,再将S断开的瞬间,D1不立即熄灭,D2立即熄灭答案 ACD2.如图所示,将一个正方形导线框ABCD置于一个范围足够大的匀强磁场中,磁场方向与其平面垂直.现在AB、CD的中点处连接一个电容器,其上、下极板分别为a、b,让导线框在匀强磁场中以某一速度水平向右匀速移动,则 （ ）A.ABCD

10、回路中没有感应电流B.A与D、B与C间有电势差C.电容器的a、b两极板分别带负电和正电D.电容器的a、b两极板分别带正电和负电答案 ABD3.两根水平平行光滑金属导轨上放置两根与导轨接触良好的金属杆,两金属杆质量相同,滑动过程中与导轨保持垂直.整个装置放在竖直向下的匀强磁场中,如图所示.给金属杆A向右一瞬时冲量使它获得初动量p0,在金属杆A沿水平导轨向右运动的过程中,下列动量大小p随时间变化的图象正确的是（ ）答案 A4.如图甲所示,一矩形线圈位于随时间t变化的匀强磁场中,磁感应强度B随t的变化规律如图乙所示.以i表示线圈中的感应电流,以图甲中线圈上箭头所示方向为电流正方向,以垂直纸面向里的磁

11、场方向为正,则以下的it图象中正确的是（ ）答案 A线垂直穿过铜盘;图中a、b导线与铜盘的中轴线处在同一平面内;转动铜盘,就可以使闭合电路获得电流.若图中铜盘半径为L,匀强磁场的磁感应强度为B,回路总电阻为R,从上往下看逆时针匀速转动铜盘的角速度为.则下列说法正确的是（ ）A.回路中有大小和方向做周期性变化的电流B.回路中电流大小恒定,且等于C.回路中电流方向不变,且从b导线流进灯泡,再从a导线流向旋转的铜盘D.若将匀强磁场改为仍然垂直穿过铜盘的按正弦规律变化的磁场,不转动铜盘,灯泡中也会有电流流过答案 C6.图中电磁线圈L的直流电阻为RL,小灯泡的电阻为R,小量程电流表G1、G2的内阻不计.

12、当开关S闭合且稳定后,电流表G1、G2的指针均偏向右侧（电流表的零刻度在表盘的中央）,则当开关S断开时,下列说法中正确的是（ ）A.G1、G2的指针都立即回到零点B.G1缓慢回到零点,G2立即左偏,然后缓慢回到零点C.G1立即回到零点,G2缓慢回到零点D.G2立即回到零点,G1缓慢回到零点答案 B7.如图所示,线圈M和线圈P绕在同一铁芯上.设两个线圈中的电流方向与图中所标的电流方向相同时为正.当M中通入下列哪种电流时,在线圈P中能产生正方向的恒定感应电流 （ ）答案 D8.如图所示,AOC是光滑的金属轨道,AO沿竖直方向,OC沿水平方向,PQ是一根金属直杆立在导轨上,直杆从图示位置由静止开始在

13、重力作用下运动,运动过程中Q端始终在OC上,P端始终在AO上,直到完全落在OCPQ棒滑动的过程中,下列结论正确的是（ ）A.感应电流的方向始终是由PQB.感应电流的方向先是PQ,再是QPC.PQ受磁场力的方向垂直棒向左D.PQ受磁场力的方向垂直棒先向右后向左答案 B二、计算论述题（共4小题,共52分,其中9、10小题各12分,11、12小题各14分）9.如图所示,把总电阻为2R的均匀电阻丝焊接成一半径为a的圆环,水平固定在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中,一长度为2a、电阻等于R、粗细均匀的金属棒MN放在圆环上,与圆环始终保持良好的接触.当金属棒以恒定速度v向右移动,且经过圆心时,求:（1

14、）棒上电流的大小和方向及棒两端的电压UMN.（2）在圆环和金属棒上消耗的总功率.答案 （1） NM Bav （2）10.一个质量为m、直径为d、电阻为R的金属圆环,在范围足够大的磁场中竖直向下落,磁场的分布情况如图所示.已知磁感应强度竖直方向分量By的大小只随高度y变化,其随高度y变化关系为By=B0（1+ky）（此处k为比例常数,且k0）,其中沿圆环轴线的磁场方向始终竖直向上.金属圆环在下落过程中的环面始终保持水平,速度越来越大,最终稳定为某一数值,称为收尾速度.求:（1）圆环中感应电流方向.（2）圆环收尾速度的大小.答案 （1）顺时针（俯视观察） （2）11.如图甲所示,在匀强磁场中,放置一边长L=10 cm、电阻r=1、共100匝的正方形线圈,与它相连的电路中,电阻R1=4,R2=5,电容C=10 F.磁场方向与线圈平面成30°角,磁感应强度变化如图乙所示,开关K在t0=0时闭合,在t2=1.5 s时又断开.求:（1）t1=1 s时,R2中电流强度的大小及方向.（2）K断开后,通过R2的电荷量.答案 （1）0.025 A 方向从右向左 （2）1.25×10-6 C12.如