电磁感应单元小结卷

1、电磁感应一、选择题（每小题6分，共48分，15小题为单选，68小题为多选）1.如图D1&1所示，一圆形闭合铜环从高处由静止开始下落，穿过一根竖直悬挂的条形磁铁（质量为n）,铜环的中心轴线与条形磁铁的中轴始终保持重合.则悬挂磁铁的绳子中拉力 F随时间t变化的图像可能是图 D10-2中的()图 D10-1图 D10-2A B在相距很近（但不重叠）的两平行竖直平面内，线框的长2.如图D103所示，两个完全相同的矩形导线框边均处于水平位置.线框A固定且通有恒定电流I,不计阻力，线框 B从足够高处由静止释放至运动到A下方的过程中（）图D10-3A.穿过线框B的磁通量先变小后变大B.穿过线框B的磁通量先变

2、大后变小C.线框B所受安培力的合力为零D.线框B的机械能一直减小.如图D10-4所示，一个闭合三角形导线框位于竖直平面内，其下方固定一根与线框所在的竖直平面平行且相距很近 （但不重叠）的水平直导线，导线中通以图示方向的恒定电流.不计阻力,线框从实线位置由静止释放至运动到直导线下方虚线位置过程中（）图D104A.线框中的磁通量为零时其感应电流也为零B.线框中感应电流方向为先顺时针后为逆时针C.线框受到安培力的合力方向始终竖直向上D.线框减少的重力势能全部转化为电能.如图D10-5所示，导体杆 OP在作用于OP中点且垂直 OP的力作用下，绕 O点沿以O为圆心、半径为r的光滑半圆形导轨在匀强磁场中以

3、一定的角速度转动，磁场的磁感应强度为为R的定值电阻，导体杆和导轨电阻不计，回路中的总电功率为P,则（）图D10-5A.外力的大小为 2Br RB.外力的大小为 Br . PRC.导体杆旋转的角速度大小为_ 2Br2 PD.导体杆旋转的角速度大小为Br2 r5.如图D106所示，在光滑的水平面上，有一竖直向下的匀强磁场，该磁场分布在宽为L的区域内.现有个边长为a（aL）的正方形闭合线圈以初速度V0垂直磁场边界滑过磁场后，速度变为v（vV1B.从ab进入G曲到达MNW JP的中间位置的过程中，机械能守恒C.从ab进入GHE到达MNW JP的中间位置的过程中，有 （W A &）的机械能转 化为电能D

4、.从ab进入GHg到达MNW JP的中间位置的过程中，线框动能的变化量为AR =W W、计算题（第9题14分，第10题18分，第11题20分，共52分，写出必要的步骤和文字说明 ）.如图D1O10所示，一对光滑的平行金属导轨（电阻不计）固定在同一水平面内，导轨足够长且间距为L,左端接有阻值为 R的电阻，一质量为 m长度为L的金属棒MN置在导轨上，棒的电阻为 r,整个装置置于竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B,棒在水平向右的外力作用下，由静止开始做加速运动，运动过程中始终与P不变，经过时间t导体棒最终做匀速运动.求:图 D10-10导轨垂直且良好接触.已知外力的功率为（1）导体棒匀速运动

5、时的速度大小；） t时间内回路中产生的焦耳热.10.如图D10-11所示，两根平行金属导轨 MNH PQ放在水平面上，左端向上弯曲且光滑，导轨间距为L,电阻不计.水平段导轨所处空间有两个有界匀强磁场，两磁场区域相距一段距离不重叠，磁场I左边界为水平段导轨的最左端，磁感应强度大小为B,方向竖直向上；磁场n白磁感应强度大小为2B,方向竖直向下.质量均为 m电阻均为R的金属棒a和b垂直导轨放置在其上，金属棒b置于磁场n的右边界 CD处.现将金属棒 a从弯曲导轨上某一高处由静止释放，使其沿导轨运动.设两金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好.(1)若水平段导轨粗糙，两金属棒与水平段导轨间的最大静摩擦

6、力均为1mg将金属棒a从距水平面高度h处由5静止释放.求：金属棒a刚进入磁场I时，通过金属棒b的电流大小；若金属棒a在磁场I内运动过程中，金属棒 b能在导轨上保持静止，通过计算分析金属棒a释放时的高度h应满足的条件；(2)若水平段导轨是光滑的，将金属棒a仍从高度h处由静止释放，使其进入磁场I .设两磁场区域足够大，求金属棒a在磁场I内运动过程中，金属棒b中可能产生的焦耳热最大值.图 D10-11参考答案(测评手册)单元小结卷(十)B 解析当线圈从N极上方下落时，穿过线圈的磁通量增加，根据楞次定律可知，感应电流的磁场阻碍S极上方下落时，穿其磁通量的增加，故线圈和磁铁间为斥力作用，此时绳子的拉力大

7、于磁铁重力；同理当线圈从 过线圈的磁通量减小，根据楞次定律可知，感应电流的磁场阻碍其磁通量的减小，故线圈和磁铁间为引力作用，此 时绳子的拉力大于磁铁重力，故 B正确.D 解析由通电线框 A的磁感线分布，可知穿过线框 B的磁通量变化应是增大一减小一增大一减小一增 大一减小，A、B项错误；由楞次定律和左手定则可知线框B始终受到向上的安培阻力，C项错误；安培力做负功，使线框的机械能车t化为电能，D项正确.C 解析根据右手定则，通电直导线的磁场在上方向外，下方向里，离导线近的地方磁感应强度大，离 导线远的地方磁感应强度小.线框从上向下靠近导线的过程，穿过线框向外的磁通量增加，根据楞次定律，线框中 产生

8、顺时针方向的电流；经过导线时，上方向外的磁场和下方向里的磁场叠加，先是向外的磁通量减小至零，之后 变成向里磁通量，并逐渐增大，直至最大，根据楞次定律，线框中产生逆时针方向的电流.向里的磁通量变成最大 后，继续向下运动，向里的磁通量又逐渐减小，这时的线框中电流方向又变成了顺时针，且这一过程是连续的，线 框中始终有感应电流存在，故A、B错误；根据楞次定律，感应电流始终阻碍线框相对磁场的运动，故安培力的方向始终向上，故 C正确；根据能量守恒定律，线框从实线位置由静止释放至运动到虚线位置过程中，减少的重力势 能转化为电能和自身动能，故D错误.C 解析设导体杆转动的角速度为 3,则导体杆转动切割磁感线产

9、生的感应电动势E=Br，I=,根2R据题述回路中的总电功率为 P,则P=EI;设维持导体杆匀速转动的外力为F,则有P=F v = r w ,联立解得F=选项C正确，选项 A、B、D错误.B 解析设线圈电阻为 R完全进入磁场中时的速度为vx.线圈在穿过磁场的过程中所受合外力为安培2力.对于线圈进入磁场的过程，根据动量定理可得FA t = - BaR=- BaR-=mx-mo,对于线圈穿出磁场的过2,一 ，一 ,一、. 一.A Ba,.一一vo+ v，一，程，据动重te理可得 F At = Ba r =BarR=mv- mv,由上述二式可得 vx=-才,B选项正确.,平均感应电动势 E=AtAD

10、解析由题意可知，导线框从开始转过 卜通量减少量为 A=4B8=8（3-一）aB,选项A正确，选项B错误；由楞次定律知无论导线框转动方向如何都是穿过导线框的磁通量减少，电流方向都是 卜HH G- F-E,选项C错误，选项 D正确.BC 解析由图乙可知，磁感应强度变化率 号:黄，在to时刻回路中产生的感应电动势E=3BS= L1L2B0, t toAt to选项A错误；在0to时间内磁感应强度减小，由楞次定律，回路中产生的感应电流方向为顺时针，大小为1=看=2 RLLBo二二，选项B正确，选项D错误；由左手定则，ab导体棒所受安培力方向向左，cd导体棒所受安培力方向向右，2Rto-,to 一Bo

11、、,RL2L2E2 一 ，to . J -L2L2E2大小相等，在 彳时刻，磁感应强度为 工,安培力大小为 F= ILi = -,所以在时刻绝缘丝线所受拉力为 二川，2224Rto24Rto选项C正确.8. CD 解析线框的ab边在GHffl JP之间时，线框做匀速运动，ab进入JP后回路感应电动势和之前相比增 大，感应电流增大，因此所受安培力增大，安培力阻碍线框下滑，因此 ab边进入JP后开始做减速运动，感应电动mgin 0相等时，线框以速度 v2做势和感应电流均减小，安培力减小，当安培力减小到与重力沿斜面向下的分力匀速运动，因此 v2vi, A错误；由于有安培力做功，机械能不守恒，B错误；

12、线框克服安培力做功，将机械能转化为电能，克服安培力做了多少功，就有多少机械能转化为电能，由动能定理得W W= A&, W= WAE,故C、D正确.9. (1)P (R+ r)BL(2) Pt-mP (&r)2B2L2解析(1)导体棒切割磁感线产生的感应电动势E= BLv回路中电流导体棒所受安培力 F安=81P=Fv匀速运动时有F= F安联立可得v=. BL(2)导体棒由静止开始加速过程，根据动能定理W+1mV2其中W=Pt回路中产生的焦耳热等于克服安培力所做的功,mPr)解得 q= Pt- -2Bv .Q= -Mk10(1) BL1gh hw 1| (2)5mgh 2R50BL 10解析(1)a棒从h高处释放后在弯曲导轨上滑动时机械能守恒，有12mgh= mv解得vo= 2gha棒刚进入磁场I后产生的感应电动势为E=BLvo,此时通过a、b的感应电流大小为I =22R解得I %.2Ra棒刚进入磁场I后,为使b棒保持静止必有b棒受到的安培力大小 F= 2BIL 1F 5mg由以上各式联立解得hw康.(2)由题意知当金属棒 a进入磁场I时，由左手定则判断知a棒向右做减速运动；b棒向左做加速运动.二者产生的感应电动势相反，故当二者的感应电动势大小相等时闭合回路的电流为零，此后二者均做匀速运动,故当金属棒a、b均匀速运动时，金属棒