1、電磁感應(yīng)典型題（2017）1. （多選）邁克爾.法拉第是英國(guó)物理學(xué)家，他在電磁學(xué)方面做出很多重要貢獻(xiàn)。如圖是法拉第做成的世界上第一臺(tái)發(fā)電機(jī)模型的原理圖。將銅盤放在磁場(chǎng)中，讓磁感線垂直穿過(guò)銅盤，在a、b兩處用電刷將導(dǎo)線分別與銅盤的邊緣和轉(zhuǎn)軸良好接觸。逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)銅盤（沿磁場(chǎng)方向看），就可以使閉合電路獲得電流，讓小燈泡發(fā)光。則 Aa端電勢(shì)低，b端電勢(shì)高B如轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也變?yōu)樵瓉?lái)的2倍C如轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，則流過(guò)燈泡的電流變?yōu)樵瓉?lái)的4倍D如順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)銅盤，則小燈泡不會(huì)發(fā)光2. （多選）如圖所示，傾角為的光滑斜面上端放置一矩形導(dǎo)線框abcd ，ab邊的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)1，ad邊的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)2

2、，導(dǎo)線框的質(zhì)量為m，電阻為R，斜面上ef線和gh線(ef、gh平行底邊)之間有垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，ef和gh的距離為L(zhǎng)3 （L3L2）。如果導(dǎo)線框從靜止釋放，恰能加速進(jìn)入磁場(chǎng)，勻速離開磁場(chǎng)，導(dǎo)線 框的ab邊始終平行于底邊。則下列說(shuō)法正確的是 A.導(dǎo)線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中速度增大得越來(lái)越快 B.導(dǎo)線框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中，感應(yīng)電流的方向?yàn)閍bcda C.導(dǎo)線框勻速離開磁場(chǎng)所經(jīng)歷的時(shí)間為 D.導(dǎo)線框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱Q1大于離開磁場(chǎng)過(guò)程 中產(chǎn)生的焦耳熱Q23（2013全國(guó)卷I）如圖，在水平面（紙面）內(nèi)有三根相同的均勻金屬棒ab、ac和MN，其中ab、ac在a點(diǎn)接觸，構(gòu)成“V”字

3、型導(dǎo)軌。空間存在垂直于紙面的均勻磁場(chǎng)。用力使MN向右勻速運(yùn)動(dòng)，從圖示位置開始計(jì)時(shí)，運(yùn)動(dòng)中MN始終與bac的平分線垂直且和導(dǎo)軌保持良好接觸。下列關(guān)于回路中電流i與時(shí)間t的關(guān)系圖線，可能正確的是abcMNitOitOitOitO4如圖，直角三角形金屬框abc放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向平行于ab邊向上。當(dāng)金屬框繞ab邊以角速度逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，a、b、c三點(diǎn)的電勢(shì)分別為Ua、Ub、Uc已知bc邊的長(zhǎng)度為l下列判斷正確的是AUa> Uc，金屬框中無(wú)電流BUb >Uc，金屬框中電流方向沿a-b-c-aC，金屬框中無(wú)電流D，金屬框中電流方向沿a-c-b-a 5紙面內(nèi)兩個(gè)半徑均為R的

4、圓相切于O點(diǎn)，兩圓形區(qū)域內(nèi)分別存在垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相反，且不隨時(shí)間變化。一長(zhǎng)為2R的導(dǎo)體桿OA繞過(guò)O點(diǎn)且垂直于紙面的軸順時(shí)針勻速旋轉(zhuǎn)，角速度為，t0時(shí)，OA恰好位于兩圓的公切線上，如圖所示。若選取從O指向A的電動(dòng)勢(shì)為正，下列描述導(dǎo)體桿中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的圖像可能正確的是tEOAtEOBtEOCtEODOASABMN6（多選）如圖所示，鐵芯上有兩個(gè)線圈A和B線圈A跟電源相連，LED（發(fā)光二極管，具有單向?qū)щ娦裕㎝和N并聯(lián)后接線圈B兩端圖中所有元件均正常，則AS閉合瞬間，A中有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)BS斷開瞬間，A中有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)CS閉合瞬間，M亮一下，N不亮DS斷開瞬間，M和N

5、二者均不亮7.導(dǎo)線環(huán)及圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的半徑均為R，磁場(chǎng)方向與導(dǎo)線環(huán)所在平面垂直。當(dāng)導(dǎo)線環(huán) 從圖示位置沿兩圓心連線勻速穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中，導(dǎo)線環(huán)中感應(yīng)電流i隨時(shí)間t的 變化關(guān)系如圖所示，規(guī)定逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流為正。其中最符合實(shí)際的是8. （多選）如圖所示的正方形線框abcd邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，每邊電阻均為r，在垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞cd軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，c、d兩點(diǎn)與一阻值為r的電阻相連，各表均可視為理想表，導(dǎo)線電阻不計(jì)，則下列說(shuō)法中正確的是 A線框abcd產(chǎn)生的電流為交變電流 B當(dāng)S斷開時(shí)，電壓表的示數(shù)為零 C當(dāng)S斷開時(shí)，電壓表的示數(shù)為 D當(dāng)S閉合時(shí)，電流表的示數(shù)為9.（多選

6、）如圖，單匝矩形導(dǎo)線框abcd與勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直，線框電阻不計(jì)線框繞與cd邊重合的固定轉(zhuǎn)軸以恒定角速度從圖示位置開始勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，理想變壓器匝數(shù)比為n1：n2開關(guān)S斷開時(shí)，額定功率為P的燈泡L1正常發(fā)光，電流表示數(shù)為I，電流表內(nèi)阻不計(jì)，下列說(shuō)法正確的是線框中產(chǎn)生的電流為正弦式交變電流線框從圖中位置轉(zhuǎn)過(guò)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值為燈泡L1的額定電壓等于如果閉合開關(guān)S，則電流表示數(shù)變大10. （2012深圳二模）(18 分)如圖所示，兩根半徑為光滑的圓弧軌道間距為L(zhǎng) ,電阻不計(jì)，在其上端連有一阻值為R0的電阻，整個(gè)裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.現(xiàn)有一根長(zhǎng)度稍大于L、質(zhì)量為m、電阻為R的金屬棒從軌

7、道的頂端PQ處開始下滑，到達(dá)軌道底端MN時(shí)對(duì)軌道的壓力為2mg,求：(1 )棒到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)電阻R0兩端的電壓；(2)棒下滑過(guò)程中產(chǎn)生R0的熱量；(3)棒下滑過(guò)程中通過(guò)R0的電量.11.（12分）如圖所示，水平固定的閉合導(dǎo)軌分別由平行的直軌和同心半圓形導(dǎo)軌構(gòu)成，兩軌間距離均為d，同心圓的內(nèi)圓半徑均為d.兩軌間充滿勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，方向垂直紙面向里，內(nèi)外兩條軌道間用導(dǎo)線和電阻為R的電阻連接，其他電阻可忽略.一根導(dǎo)體棒在兩軌道上滑動(dòng)，棒在平行直軌道上垂直導(dǎo)軌做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度大小為v；棒在圓弧導(dǎo)軌上勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，棒與外圓軌道接觸點(diǎn)的線速度大小為v，運(yùn)動(dòng)中棒的延長(zhǎng)線始終過(guò)圓心O1或O2。求

8、：(1)當(dāng)棒在圓弧導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)時(shí)，電阻R兩端的電壓U；(2)棒在平直導(dǎo)軌上移動(dòng)距離為L(zhǎng)的過(guò)程中，電阻R產(chǎn)生的焦耳熱Q.12（2014廣州一模）（18分）如圖，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直銅環(huán)所在的平面，導(dǎo)體棒a的一端固定在銅環(huán)的圓心O處，另一端緊貼圓環(huán)，可繞O勻速轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)電刷把銅環(huán)、環(huán)心與兩豎直平行金屬板P、Q連接成如圖所示的電路，R1、R2是定值電阻帶正電的小球通過(guò)絕緣細(xì)線掛在兩板間M點(diǎn)，被拉起到水平位置；合上開關(guān)K，無(wú)初速度釋放小球，小球沿圓弧經(jīng)過(guò)M點(diǎn)正下方的N點(diǎn)到另一側(cè)已知：磁感應(yīng)強(qiáng)度為B；a的角速度大小為，長(zhǎng)度為l，電阻為r；R1=R2=2r，銅環(huán)電阻不計(jì)；P、Q兩板間距為d；帶電的質(zhì)量為m、電量為q；

9、重力加速度為g求：（1）a勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的方向； R1NOaKldR2B（2）P、Q間電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小；（3）小球通過(guò)N點(diǎn)時(shí)對(duì)細(xì)線拉力T的大小13（20分）如圖甲所示，在粗糙的水平面上有一滑板，滑板上固定著一個(gè)用粗細(xì)均勻的導(dǎo)線繞成的正方形閉合線圈，匝數(shù)N=10，邊長(zhǎng)L=0.4m，總電阻R=1，滑板和線圈的總質(zhì)量M=2kg，滑板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.5，前方有一長(zhǎng)4L、高L的矩形區(qū)域，其下邊界與線圈中心等高，區(qū)域內(nèi)有垂直線圈平面的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小按如圖乙所示的規(guī)律變化，現(xiàn)給線圈施加一水平外力，使線圈以速度v =0.4m/s勻速通過(guò)矩形磁場(chǎng)，t=0時(shí)刻，線圈右側(cè)恰好開始進(jìn)入磁場(chǎng)重力加速度

10、g=10m/s2求：（1）t=0.5s時(shí)線圈中通過(guò)的電流；（2）線圈全部進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域前的瞬間所需外力的大小；（3）線圈穿過(guò)圖中矩形區(qū)域過(guò)程中外力所做的功0.5013t/sB/T乙甲14、如圖所示，光滑的金屬導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，導(dǎo)軌平面與水平面成角，導(dǎo)軌下端接有阻值為R的電阻，質(zhì)量為m的金屬細(xì)桿ab與絕緣輕彈簧相連靜止在導(dǎo)軌上，彈簧勁度系數(shù)為k，上端固定，彈簧與導(dǎo)軌平面平行，整個(gè)裝置處在垂直于導(dǎo)軌平面斜向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。現(xiàn)給桿一沿導(dǎo)軌向下的初速度v0，桿向下運(yùn)動(dòng)至速度為零后，再沿導(dǎo)軌平面向上運(yùn)動(dòng)達(dá)最大速度，大小為v1，然后減速為零，再沿導(dǎo)軌平面向下運(yùn)動(dòng)一直往復(fù)運(yùn)動(dòng)到靜止（導(dǎo)軌與金屬細(xì)桿

11、的電阻忽略不計(jì)）。試求：（1）細(xì)桿獲得初速度瞬間，通過(guò)R的電流大小；（2）當(dāng)桿速度為v1時(shí)離最初靜止時(shí)位置的距離L1；（3）桿由初速度v0開始運(yùn)動(dòng)直到最后靜止，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q。15、如圖,兩根足夠長(zhǎng)的光滑固定平行金屬導(dǎo)軌與水平面成角,導(dǎo)軌間距為d,兩導(dǎo)體棒a和b與導(dǎo)軌垂直放置,兩根導(dǎo)體棒的質(zhì)量都為m、電阻都為R,回路中其余電阻不計(jì).整個(gè)裝置處于垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B,在時(shí)刻使a沿導(dǎo)軌向上作速度為v的勻速運(yùn)動(dòng),同時(shí)將b由靜止釋放,b經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后也作勻速運(yùn)動(dòng).已知(1)若使導(dǎo)體棒b靜止在導(dǎo)軌上,導(dǎo)體棒a向上運(yùn)動(dòng)的速度v多大?(2)若a在平行于導(dǎo)軌向上的力F作

12、用下,以v1=2m/s的速度沿導(dǎo)軌向上勻速運(yùn)動(dòng),試導(dǎo)出F與b的速率v2的函數(shù)關(guān)系式并求出v2的最大值;(3)在(2)中,當(dāng)t=2s時(shí),b的速度達(dá)到5.06m/s, 2s內(nèi)回路中產(chǎn)生的焦耳熱為13.2J, 求該2s內(nèi)力F做的功(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)123456789ABBCACCABCCACDABD10.解：（1）到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)，設(shè)棒的速度為v，由牛頓第二定律得：得2分2分2分（2）由能量轉(zhuǎn)化和守恒得： 6分（3）電量6分11(12分)解：（1）根據(jù)題意,棒在圓弧軌上滑行角速度為 根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律 由幾何知識(shí)可知 聯(lián)立，得R兩端的電壓 （2）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，棒在直軌上滑行產(chǎn)生的感應(yīng)

13、電動(dòng)勢(shì) 通過(guò)電阻的電流 又 根據(jù)焦耳定律 聯(lián)立，得 評(píng)分參考：式各2分，式各1分。12（18分）解析：（1）依題意，小球從水平位置釋放后，能沿圓弧向下擺動(dòng)，故小球受到電場(chǎng)力的方向水平向右，P板帶正電，Q板帶負(fù)電。由右手定則可知，導(dǎo)體棒a順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。（2分）（2）導(dǎo)體棒a轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線，由法拉第電磁感應(yīng)定律得電動(dòng)勢(shì)大小： （2分，若缺中間推導(dǎo)式只得1分）由閉合電路歐姆定律： （2分）由歐姆定律可知，PQ的電壓為：UPQ （2分）故PQ間勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小： （2分）聯(lián)立，代入R1R22r，可得：（2分）（3）設(shè)細(xì)繩長(zhǎng)度為L(zhǎng)，小球到達(dá)N點(diǎn)時(shí)速度為v，由動(dòng)能定理可得： （2分）又 （2分）由得： （2分）【評(píng)分說(shuō)明：第（1）問(wèn)給2分，若在圖中標(biāo)明方向且正確也可，若答“從圖示位置向上轉(zhuǎn)動(dòng)”或“從圖示位置向右轉(zhuǎn)動(dòng)”也可；各2分。共18分。】13(1)線框切割磁感線V A (2)線框因勻速運(yùn)動(dòng)將要全部進(jìn)入前右邊導(dǎo)線所受向左的總安培力：N 上邊導(dǎo)線所受向下的總安培力：N 滑動(dòng)摩擦力N 故拉力：F= F1+f =10.8N （3