电磁感应现象易错题专项复习及答案

电磁感应现象易错题专项复习及答案

一、高中物理解题方法：电磁感应现象的两类情况

1．如图所示，足够长的光滑平行金属导轨MN 、PQ 倾斜放置，两导轨间距离为L ，导轨平面与水平面间的夹角θ，所处的匀强磁场垂直于导轨平面向上，质量为m 的金属棒

ab 垂直于导轨放置，导轨和金属棒接触良好，不计导轨和金属棒ab 的电阻，重力加速度为g ．若在导轨的M 、P 两端连接阻值R 的电阻，将金属棒ab 由静止释放，则在下滑的

过程中，金属棒ab 沿导轨下滑的稳定速度为v ，若在导轨M 、P 两端将电阻R 改接成电容为C 的电容器，仍将金属棒ab 由静止释放，金属棒ab 下滑时间t ，此过程中电容器没有被击穿，求：

（1）匀强磁场的磁感应强度B 的大小为多少？ （2）金属棒ab 下滑t 秒末的速度是多大？ 【答案】（1）2sin mgR B L v

θ=2）sin sin t gvt v v CgR θθ=+ 【解析】

试题分析：（1）若在M 、P 间接电阻R 时，金属棒先做变加速运动，当加速度为零时做匀速运动，达到稳定状态．则感应电动势E BLv =，感应电流E

I R

=

，棒所受的安培力F BIL =

联立可得22B L v F R =，由平衡条件可得F mgsin θ=，解得2

mgRsin B L v

θ

（2）若在导轨 M 、P 两端将电阻R 改接成电容为C 的电容器，将金属棒ab 由静止释放，产生感应电动势，电容器充电，电路中有充电电流，ab 棒受到安培力． 设棒下滑的速度大小为v '，经历的时间为t

则电容器板间电压为 U E BLv ='= 此时电容器的带电量为

Q CU = 设时间间隔△t 时间内流经棒的电荷量为Q

则电路中电流

Q C U CBL v i t t t ∆∆∆===∆∆∆，又v

a t

∆=∆，解得i CBLa = 根据牛顿第二定律得mgsin BiL ma θ-=，解得22mgsin gvsin a m B L C v CgRsin θθ

θ

=

=++

所以金属棒做初速度为0的匀加速直线运动，ts 末的速度gvtsin v at v CgRsin θ

θ

'==

+．

考点：导体切割磁感线时的感应电动势；功能关系；电磁感应中的能量转化

【名师点睛】本题是电磁感应与电路、力学知识的综合，关键要会推导加速度的表达式，通过分析棒的受力情况，确定其运动情况．

2．如图所示，两平行长直金属导轨(不计电阻)水平放置，间距为L ，有两根长度均为L 、电阻均为R 、质量均为m 的导体棒AB 、CD 平放在金属导轨上。其中棒CD 通过绝缘细绳、定滑轮与质量也为m 的重物相连，重物放在水平地面上，开始时细绳伸直但无弹力，棒CD 与导轨间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，忽略其他摩擦和其他阻力，导轨间有一方向竖直向下的匀强磁场1B ，磁场区域的边界满足曲线方程：

sin

(0y L x x L L

π

=≤≤，单位为)m 。CD 棒处在竖直向上的匀强磁场2B 中。现从0t =时

刻开始，使棒AB 在外力F 的作用下以速度v 从与y 轴重合处开始沿x 轴正方向做匀速直线运动,在运动过程中CD 棒始终处于静止状态。

（1）求棒AB 在运动过程中，外力F 的最大功率；

（2）求棒AB 通过磁场区域1B 的过程中，棒CD 上产生的焦耳热；

（3）若棒AB 在匀强磁场1B 中运动时，重物始终未离开地面,且满足：2124B B L v

mg R

μ=，

求重物所受支持力大小随时间变化的表达式。

【答案】（1）222

12B L v R

（2）2318B L v R

（3）①当 0

6L

v

时，F N =mg ②当6L v

sin x L π ③当

56L v ≤t

v

时， F N =mg

【解析】 【详解】

（1）当棒AB 运动到2

L

x =

处时，棒AB 的有效切割长度最长，安培力最大，则外力F 最大，功率也最大，此时：

F =B 1IL =2211122B Lv B L v

B L R R

=

，P m =Fv 解得：

P m =22212B L v R

；

(2) 棒AB 在匀强磁场区域B 1的运动过程中，产生的感应电动势为：

E =B 1Lv sin

L

πx 则感应电动势的有效值为：

E

有效，I 有效t =L v 可以得到：

Q = 2

I 有效

Rt =2318B L v

R

；

(3)当CD 棒所受安培力F 安=μmg 时，设棒AB 所在位置横坐标为x 0，对棒CD 受力分析可得：

122B B Lyv R =μmg y =L sin L

π

x 0 解得：

x 0=

6L ，x 1=5

6

L 则：

t 1=

06x L v v =，t 2=156x L v v

= ①当 0

v

时， 则：

F N =mg

②当

6L v

时，则： F N =mg +μmg -

122B B Lyv

R

即：

F N =(1+μ)mg -2122B B L v R

sin x

L

③当

56L v ≤t

v

时，则： F N =mg 。

3．电源是通过非静电力做功把其它形式的能转化为电势能的装置，在不同的电源中，非静电力做功的本领也不相同，物理学中用电动势E 来表明电源的这种特性。在电磁感应现象中，感应电动势分为动生电动势和感生电动势两种。产生感应电动势的那部分导体就相当于“电源”，在“电源”内部非静电力做功将其它形式的能转化为电能。

（1）如图1所示，固定于水平面的U 形金属框架处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B ，金属框两平行导轨间距为l 。金属棒MN 在外力的作用下，沿框架以速度v 向右做匀速直线运动，运动过程中金属棒始终垂直于两平行导轨并接触良好。已知电子的电荷量为e 。请根据电动势定义，推导金属棒MN 切割磁感线产生的感应电动势E 1；

（2）英国物理学家麦克斯韦认为，变化的磁场会在空间激发感生电场，感生电场与静电场不同，如图2所示它的电场线是一系列同心圆，单个圆上的电场强度大小处处相等，我们把这样的电场称为涡旋电场。在涡旋电场中电场力做功与路径有关，正因为如此，它是一种非静电力。如图3所示在某均匀变化的磁场中，将一个半径为x 的金属圆环置于半径为r 的圆形磁场区域，使金属圆环与磁场边界是相同圆心的同心圆，从圆环的两端点a 、b 引出两根导线，与阻值为R 的电阻和内阻不计的电流表串接起来，金属圆环的电阻为

2

R

，圆环两端点a 、b 间的距离可忽略不计，除金属圆环外其他部分均在磁场外。已知电子的电荷量为e ，若磁感应强度B 随时间t 的变化关系为B =B 0+kt （k >0且为常量）。 a ．若x ＜r ，求金属圆环上a 、b 两点的电势差U ab ；

b ．若x 与r 大小关系未知，推导金属圆环中自由电子受到的感生电场力2F 与x 的函数关系式，并在图4中定性画出F 2-x 图像。

【答案】（1）见解析（2）a. 2ab 2k πU =3x ； b.2

2 F =

2ker x

；图像见解析 【解析】 【分析】 【详解】

（1）金属棒MN 向右切割磁感线时，棒中的电子受到沿棒向下的洛仑兹力，是这个力充当了非静电力。非静电力的大小

1F Bev =

从N 到M 非静电力做功为

=W Bevl 非

由电动势定义可得

1W E Blv q

=

=非

（2）a.由01B B kt =+可得

B

k t

∆=∆ 根据法拉第电磁感应定律

2B S

E kS t t ∆Φ∆⋅=

==∆∆ 因为x r <，所以

2=πS x

根据闭合电路欧姆定律得

2

/2

E I R R =

+

ab U I R =⋅

联立解得

2

2π=3

ab k x U b.在很短的时间内电子的位移为s ∆，非静电力对电子做的功为2F s ∆ 电子沿着金属圆环运动一周，非静电力做的功

222πW F s F x ∆=∑=非

根据电动势定义

2W E e

=

非

当x r <时，联立解得

22

kex

F =

当x r >时，磁通量有效面积为

2S r π=

联立解得

2

2ker 2F x

= 由自由电子受到的感生电场力2F 与x 的函数关系式 可得F 2-x 图像

4．如图甲所示，MN 、PQ 两条平行的光滑金属轨道与水平面成=30θ︒角固定，N 、Q 之间接电阻箱R ，导轨所在空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度为B =0.5T ，质量为m 的金属杆ab 水平放置在轨道上，其接入电路的电阻位为r 。现从静止释放杆ab ，测得最大速度为v M ，改变电阻箱的阻值R ，得到v M 与R 之间的关系如图乙所示。已知导轨间距为L =2m ，重力加速度g =10m/s 2，轨道足够长且电阻不计。求： (1)当R =0时，杆ab 匀速下滑过程中产生感应电动势E 的大小及杆中的电流方向； (2)金属杆的质量m 及阻值r ；

(3)当R =4Ω时，回路瞬时电功率每增加1W 的过程中合外力对杆做的功W 。

【答案】(1)3V E =，杆中电流方向从b →a ；(2)0.2kg m =，3r =Ω；(3)0.7J W = 【解析】 【分析】 【详解】

(1)由图可知，当R =0时，杆最终以v =3m/s 匀速运动，产生电动势

E =BLv =0.5×2×3V=3V

电流方向为由b 到a

(2)设最大速度为v ，杆切割磁感线产生的感应电动势E =BLv ，由闭合电路的欧姆定律：

E

I R r

=

+ 杆达到最大速度时满足

sin 0mg BIL θ-=

解得

22

()sin mg R r v B L θ

+=

由图像可知：斜率为

62

m /(s Ω)1m /(Ω)3

s k -=

⋅=⋅ 纵截距为

v 0=3m/s

得到：

022sin mgr v B L θ

=

22

sin mg k B L

θ

= 解得

m =0.2kg ，r =3Ω

(3)由题意：E =B Lv ，2

E P R r

=+，得

222

P L v P R r

=

+ 则

222222

21P L v P L v P R r R r

∆=-

++ 由动能定理得

22211122

W mv mv =

- 联立解得

22

()

2m R r W P B L +=

∆

W =0.7J 【点睛】

5．如图所示，在倾角θ=10°的绝缘斜面上固定着两条粗细均匀且相互平行的光滑金属导轨DE 和GH ，间距d =1m ，每条金属导轨单位长度的电阻r 0=0.5Ω/m ，DG 连线水平，且DG 两端点接了一个阻值R =2Ω的电阻。以DG 中点O 为坐标原点，沿斜面向上平行于GH 方向建立x 轴，在DG 连线沿斜面向上的整个空间存在着垂直于斜面向上的磁场，且磁感应强度大小B 与坐标x 满足关系B =（0.6+0.2x ）T ，一根长l =2m ，电阻r =2Ω，质量m =0.1kg 的粗细均匀的金属棒MN 平行于DG 放置，在拉力F 作用下以恒定的速度v =1m/s 从x =0处沿x 轴正方向运动，金属棒与两导轨接触良好。g 取10m/s 2，sin10°=0.18，不计其它电阻。（提示：可以用F -x 图象下的“面积”代表力F 所做的功）求： (1)金属棒通过x =1m 处时的电流大小； (2)金属棒通过x =1m 处时两端的电势差U MN ；

(3)金属棒从x =0到x =2m 过程中，外力F 做的功。

【答案】(1)0.2A ；(2)1.4V ；(3)0.68J 【解析】 【分析】 【详解】

(1)金属棒连入电路部分产生的感应电动势为

11(0.60.21)11V=0.8V E B dv ==+⨯⨯⨯

根据闭合电路欧姆定律可得电流大小

1

10

0.2A

2E I d R r xr l

=

=++ (2)解法一：根据欧姆定律可得金属棒通过1m x =处时两端的电势差

101(2)() 1.4V MN U I R xr B l d v =++-=

解法二：根据闭合电路欧姆定律可得金属棒通过1m x =处时两端的电势差

11

1

(0.60.21)210.22V 1.4V 2

MN d U B lv I r l =-=+⨯⨯⨯-⨯⨯= (3)金属棒做匀速直线运动，则有

sin F mg BdI θ=+

其中

0(0.60.2)11

A 0.2A

32Bdv x I d x R r xr l

+⨯⨯=

==+++ 可得

0.300.04F x =+

金属棒从x =0到x =2m 过程中，外力F 做的功

0.300.38

2J 0.68J 2

W Fx +==

⨯=

6．“801所”设计的磁聚焦式霍尔推进器可作为太空飞船的发动机，其原理如下：系统捕获宇宙中大量存在的等离子体(由电量相同的正、负离子组成)经系统处理后，从下方以恒定速率v 1向上射入有磁感应强度为B 1、垂直纸面向里的匀强磁场区域Ⅰ内．当栅极MN 、PQ

间形成稳定的电场后，自动关闭区域Ⅰ系统(关闭粒子进入通道、撤去磁场B 1)．区域Ⅱ内有磁感应强度大小为B 2、垂直纸面向外的匀强磁场，磁场右边界是直径为D 、与上下极板相切的半圆(圆与下板相切于极板中央A )．放在A 处的放射源能够向各个方向均匀发射速度大小相等的氙原子核，氙原子核经过该区域后形成宽度为D 的平行氙粒子束，经过栅极MN 、PQ 之间的电场加速后从PQ 喷出，在加速氙原子核的过程中探测器获得反向推力(不计氙原子核、等离子体的重力，不计粒子之间相互作用于相对论效应)．已知极板长RM =2D ，栅极MN 和PQ 间距为d ，氙原子核的质量为m 、电荷量为q ，求：

(1)氙原子核在A 处的速度大小v 2； (2)氙原子核从PQ 喷出时的速度大小v 3；

(3)因区域Ⅱ内磁场发生器故障，导致区域Ⅱ中磁感应强度减半并分布在整个区域Ⅱ中，求能进入区域Ⅰ的氙原子核占A 处发射粒子总数的百分比．

【答案】（1）

22B Dq m （2222

1122

84B v qdm B D q

m +（3）090FAN ∠= 13 【解析】 【分析】 【详解】

（1）离子在磁场中做匀速圆周运动时：2

2

22v B qv m r

=

根据题意，在A 处发射速度相等，方向不同的氙原子核后，形成宽度为D 的平行氙原子核束，即2

D r = 则：222B Dq

v m

=

（2）等离子体由下方进入区域I 后，在洛伦兹力的作用下偏转，当粒子受到的电场力等于洛伦兹力时，形成稳定的匀强电场，设等离子体的电荷量为q ' ，则11Eq B v q ='' 即11E B v =

氙原子核经过区域I 加速后，离开PQ 的速度大小为3v ，根据动能定理可知：

22321122

Uq mv mv =

- 其中电压11U Ed B v d ==

联立可得22

2

11232

84B v qdm B D q

v m

+= （3）根据题意，当区域Ⅱ中的磁场变为2

B '之后，根据2

mv

r B q =''可知，2r r D '==

①根据示意图可知，沿着AF 方向射入的氙原子核，恰好能够从M 点沿着轨迹1进入区域I ，而沿着AF 左侧射入的粒子将被上极板RM 挡住而无法进入区域I ．

该轨迹的圆心O 1，正好在N 点，11AO MO D ==，所以根据几何关系关系可知，此时

090FAN ∠=；

②根据示意图可知，沿着AG 方向射入的氙原子核，恰好从下极板N 点沿着轨迹2进入区域I ，而沿着AG 右侧射入的粒子将被下极板SN 挡住而无法进入区域I ．

22AO AN NO D ===，所以此时入射角度030GAN ∠=．

根据上述分析可知，只有060FAG ∠=这个范围内射入的粒子还能进入区域I ．该区域的

粒子占A 处总粒子束的比例为00601

==1803

η

7．如图所示，两条相距d 的平行金属导轨位于同一水平面内，其右端接一阻值为R 的电阻．质量为m 的金属杆静置在导轨上，其左侧的矩形匀强磁场区域MNPQ 的磁感应强度大小为B 、方向竖直向下．当该磁场区域以速度v 0匀速地向右扫过金属杆后，金属杆的速度变为v ．导轨和金属杆的电阻不计，导轨光滑且足够长，杆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）MN 刚扫过金属杆时，杆中感应电流的大小I ； （2）MN 刚扫过金属杆时，杆的加速度大小a ； （3）PQ 刚要离开金属杆时，感应电流的功率P ．

【答案】（1）0Bdv R ；（2）220B d v mR ；（3）222

0()B d v v R

-； 【解析】

【分析】

本题的关键在于导体切割磁感线产生电动势E =Blv ，切割的速度（v ）是导体与磁场的相对速度，分析这类问题，通常是先电后力，再功能．

（1）根据电磁感应定律的公式可得知产生的电动势，结合闭合电路的欧姆定律，即可求得MN 刚扫过金属杆时，杆中感应电流的大小I ；

（2）根据第一问求得的电流，利用安培力的公式，结合牛顿第二定律，即可求得MN 刚扫过金属杆时，杆的加速度大小a ；

（3）首先要得知，PQ 刚要离开金属杆时，杆切割磁场的速度，即为两者的相对速度，然后结合感应电动势的公式以及功率的公式即可得知感应电流的功率P ．

【详解】

（1）感应电动势 0E Bdv = 感应电流E I R = 解得0Bdv I R

= （2）安培力 F BId = 牛顿第二定律 F ma = 解得220B d v a mR

= （3）金属杆切割磁感线的速度0=v v v '-，则

感应电动势 0()E Bd v v =- 电功率2

E P R

= 解得2220()B d v v P R -= 【点睛】 该题是一道较为综合的题，考查了电磁感应，闭合电路的欧姆定律以及电功电功率．对于法拉第电磁感应定律是非常重要的考点，经常入选高考物理压轴题，平时学习时要从以下几方面掌握．

（1）切割速度v 的问题

切割速度的大小决定了E 的大小；切割速度是由导体棒的初速度与加速度共同决定的．同时还要注意磁场和金属棒都运动的情况，切割速度为相对运动的速度；不难看出，考电磁感应的问题，十之八九会用到牛顿三大定律与直线运动的知识．

（2）能量转化的问题

电磁感应主要是将其他形式能量（机械能）转化为电能，可由于电能的不可保存性，很快又会想着其他形式能量（焦耳热等等）转化．

（3）安培力做功的问题

电磁感应中，安培力做的功全部转化为系统全部的热能，而且任意时刻安培力的功率等于系统中所有电阻的热功率．

（4）动能定理的应用

动能定理当然也能应用在电磁感应中，只不过同学们要明确研究对象，我们大多情况下是通过导体棒的．固定在轨道上的电阻，速度不会变化，显然没有用动能定理研究的必要．

8．如图所示，两根间距为L 的光滑金属导轨CMM ′P ′P 、DNN ′Q ′Q 固定放置，导轨MN 左侧部分向上弯曲，右侧水平。在导轨水平部分的左右两端分布着两个匀强磁场区域MM ′N ′N 、P ′PQQ ′，区域长度均为d ，磁感应强度大小均为B ，Ⅰ区方向竖直向上，Ⅱ区方向竖直向下，金属棒b 静止在区域Ⅱ的中央，b 棒所在的轨道贴一较小的粘性纸片（其余部分没有），它对b 棒的粘滞力为b 棒重力的k 倍，现将a 棒从高度为h 0处静止释放，a 棒刚一进入区域Ⅰ时b 棒恰好可以开始运动，已知a 棒质量为m ，b 棒质量为2m ，a 、b 棒均与导轨垂直，电阻均为R ，导轨电阻不计，重力加速度为g ，则

(1)h 0应为多少？

(2)将a 棒从高度小于h 0的某处静止释放，使其以速度v 1（v 1为已知量）进入区域Ⅰ，且能够与b 棒发生碰撞。求从开始释放a 棒到a 、b 两棒刚要发生碰撞的过程中，a 棒产生的焦耳热。

(3)调整两磁场区域间的距离使其足够远（区域大小不变），将a 棒从高度大于h 0的某处静止释放，使其以速度v 2（v 2为已知量）进入区域Ⅰ，经时间t 0后从区域Ⅰ穿出，穿出时的速度为12v 2，请在同一直角坐标系中画出“从a 棒进入磁场开始，到a 、b 两棒相碰前”的过程中，两棒的速度—时间图象（必须标出t 0时刻b 棒的速度，规定向右为正方向）。

【答案】（1）222448R k m g B L （2）222213388B L d B L d v R mR ⎛⎫- ⎪⎝

⎭（3）

【解析】

【详解】 (1)设a 棒刚进入区域Ⅰ时的速度为0v ，由机械能守恒得：

20012

mgh mv =

由b 棒恰好开始运动时受力平衡得 22022B L v mgk BLI R

== 解得：

2220448R k m g h B L

= (2)设a 棒穿出区域Ⅰ时的速度为1v '，与b 棒相碰前的速度为v ，则有：

11111mv mv BL t BLq I -='=

1222mv mv BLI t BLq ='-=

12q BLd R = 24q BLd R

=

联立可得： 22134B L d mv mv R

-= a 棒产生的焦耳热：

22112(1)4

a Q Q m v v -==

可得： 2222133()88a B L d B L d v R

Q R =- (3)①判断0t 时刻b 棒能否穿出区域Ⅱ，假定b 不能穿出区域Ⅱ，并设0t 时的速度大小为b v ，00t 阶段a 、b 棒受到的冲量相等，有：

221()22

b m v v mv -= 解得：

214b v v =

因22

21a b v v v >=，故有： 12b a v v < 12

b x d < 所以假设成立，即在a 棒穿出Ⅰ区时b 棒尚在Ⅱ区；

②判断0t 后，b 棒能否穿出区域Ⅱ，假定b 棒不能穿出区域Ⅱ 因10222b BLI t mv BLI t ==，则有：

1022I t I t =

即：

12q q =

所以： 022(2)a b b BL v v t v t R R -=

设在0t 前后b 棒在区域Ⅱ中走过的距离分别为1x 、2x ，则有：

10b x v t =

220()b a b x v t v v t =-=

解得：

12000(12

)b a b a x x v t v v t v t d d ==+=+->

所以假设不成立，即b 棒能穿出区域Ⅱ且速度不为零；

两棒的速度-时间图象如图所示：

9．如图所示，竖直平面存在宽度均为0.2m L =的匀强电场和匀强磁场区域，电场方向竖直向上，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小0.5T B =．电场的下边界与磁场的上边界相距也为L ．电荷量42.510C -=⨯q 、质量0.02kg m =的带正电小球（视为质点）通过长度为3.5L 的绝缘轻杆与边长为L 、电阻0.01ΩR =的正方形线框相连，线框质量0.08kg M =．开始时，线框下边与磁场的上边界重合，现将该装置由静止释放，当线框下边刚离开磁场时恰好做匀速运动；当小球刚要运动到电场的下边界时恰好返回．装置在运动过程中空气阻力不计，求：

(1)线框下边刚离开磁场时做匀速运动的速度大小；

(2)线框从静止释放到线框上边匀速离开磁场所需要的时间；

(3)经足够长时间后，小球能到达的最低点与电场上边界的距离；

(4)整个运动过程中线框内产生的总热量．

【答案】(1)1m/s ；(2) 0.5s t =；(3)0.133m ； (4) 0.4J Q =

【解析】

【详解】

(1)设线框下边离开磁场时做匀速直线运动的速度为0v ，则有：

0E BLv =，E I R = ，220A B L v F BIL R

== 根据平衡条件：

220)A B L v F M m g R

==+( 可解得：

022

)1m/s M m Rg v B L +=

=( (2)由动量定理得： 0()()m m gt BILt M m v +-=+

其中：

2

2BL q It R

== 由以上两式代入数据解得：

0.5s t =

(3)从线框刚离开磁场区域到小球刚运动到电场的下边界的过程中，由动能定理得：

20()(11502

.)()qEL m m g L M m v =+--++ 解得：

3710N/C E =⨯

设经足够长时间后，线框最终不会再进入磁场，即运动的最高点是线框的上边与磁场的下

边界重合，小球做上下往复运动．

设小球运动的最低点到电场上边界的距离为x，从图中“1”位置到“2”位置由动能定理得：

M m g L x qEx

++-=

()(0.5)0

可得：

2

x==

m0.133m

15

(4)从开始状态到最终稳定后的最高点（线框的上边与磁场的下边界重合处）

由能量守恒得：

()2

=+

Q M m g L

代入数值求得：

Q=

0.4J

10．如图所示，足够长的光滑金属导轨EF、PQ固定在竖直面内，轨道间距L =1m ，底部接入一阻值为R = 0.15Ω的定值电阻，上端开口，处于垂直导轨面向内的磁感应强度为B = 0.5T 的匀强磁场中一质量为m = 0.5kg 的金属棒ab与导轨接触良好，ab连入导轨间的电阻r = 0.1Ω，电路中其余电阻不计，不可伸长的轻质细绳绕过光滑的定滑轮与ab相连，在电键 S 打开的情况下，用大小为9N 的恒力 F从静止开始向下拉绳子的自由端，当自由端下落高度h =1.0m 时细绳突然断了,此时闭合电键S.运动中ab始终垂直导轨，并接触良好，不计空气阻力，取g =10m / s2试问：

(1)当绳子自由端下落高度大小h =1.0m 时，ab 上的电流方向如何？此时ab 棒速度的大小；

(2)请说明细绳突然断后 ab 棒的大致运动情况；

(3)当 ab 棒速度最大时，定值电阻 R 的发热功率。

【答案】(1) 4m/s(2)ab 棒先向上做加速度减小的减速运动，当速度减为零时再向下做加速度减小的加速运动，最终匀速运动(3)15W

【解析】

【详解】

(1)由右手定则可知，ab 上的电流方向为b 到a ；

对于ab 棒在力F 作用下的运动过程，其受力图如图所示

根据牛顿第二定律有：

F mg ma -=

229-0.510=m/s =8m/s 0.5

F mg a m -⨯= 由速度位移公式得： 212v ah =，

12=281m/s=4m/s v ah =⨯⨯

(2)ab 棒先向上做加速度减小的减速运动，当速度减为零时再向下做加速度减小的加速运动，最终匀速运动。

(3)对于ab 棒向下作匀速运动的状态,其受力图如图所示

A F mg =

安培力为：

2222A BLv B L v F BIL B L R r R r

==⋅=++ 根据平衡条件有：

222B L v mg R r

=+ ()

()222220.5100.150.1m/s=5m/s 0.51mg R r v B L +⨯⨯+==⨯

因为21v v >，所以ab 棒的最大运动速度为5m/s

2v 0.515A=10A 0.15+0.1

BL I R r ⨯⨯==+， 22100.15W=15W P I R ==⨯；

高考物理电磁学知识点之电磁感应易错题汇编含答案解析

高考物理电磁学知识点之电磁感应易错题汇编含答案解析 一、选择题 1．目前，我国正在大力推行ETC系统，ETC(ElectronicTallCollection)是全自动电子收费系统，车辆通过收费站时无须停车，这种收费系统每车收费耗时不到两秒，其收费通道的通行能力是人工收费通道的5至10倍，如图甲所示，在收费站自动栏杆前，后的地面各自铺设完全相同的传感器线圈A、B，两线圈各自接入相同的电路，如图乙所示，电路a、b端与电压有效值恒定的交变电源连接，回路中流过交变电流，当汽车接近或远离线圈时，线圈的自感系数发生变化，线圈对交变电流的阻碍作用发生变化，使得定值电阻R的c、d两端电压就会有所变化，这一变化的电压输入控制系统，控制系统就能做出抬杆或落杆的动作，下列说法正确的是() A．汽车接近线圈A时，c、d两端电压升高 B．汽车离开线圈A时，c、d两端电压升高 C．汽车接近线圈B时，c、d两端电压升高 D．汽车离开线圈B时，c、d两端电压降低 2．如图所示，一带铁芯线圈置于竖直悬挂的闭合铝框右侧，与线圈相连的导线abcd内有水平向里变化的磁场．下列哪种变化磁场可使铝框向左偏离 ( ) A．B．

C ． D ． 3．如图所示为地磁场磁感线的示意图，在北半球地磁场的竖直分量向下。一飞机在北半球的上空以速度v 水平飞行，飞机机身长为a ，翼展为b ；该空间地磁场磁感应强度的水平分量为B 1，竖直分量为B 2；驾驶员左侧机翼的端点用A 表示，右侧机翼的端点用B 表示，用E 表示飞机产生的感应电动势，则 A ．E = B 2vb ，且A 点电势高于B 点电势 B ．E =B 1vb ，且A 点电势高于B 点电势 C ．E =B 2vb ，且A 点电势低于B 点电势 D ． E =B 1vb ，且A 点电势低于B 点电势 4．在倾角为θ的两平行光滑长直金属导轨的下端，接有一电阻R ，导轨自身的电阻可忽略不计，有一匀强磁场与两金属导轨平面垂直，方向垂直于导轨面向上。质量为m ，电阻可不计的金属棒ab ，在沿着导轨面且与棒垂直的恒力F 作用下沿导轨匀速上滑，上升高度为h ，如图所示，则在此过程中（ ） A ．恒力F 在数值上等于mgsin θ B ．恒力F 对金属棒ab 所做的功等于mgh C ．恒力F 与重力的合力对金属棒ab 所做的功等于电阻R 上释放的焦耳热 D ．恒力F 与重力的合力对金属棒ab 所做的功等于零 5．如图所示，A 、B 两闭合圆形线圈用同样导线且均绕成100匝。半径A B 2R R =，内有以B 线圈作为理想边界的匀强磁场。若磁场均匀减小，则A 、B 环中感应电动势A B :E E 与产生的感应电流A B :I I 分别是（ ）

电磁感应现象易错题专项复习及答案

电磁感应现象易错题专项复习及答案 一、高中物理解题方法：电磁感应现象的两类情况 1．如图所示，足够长的光滑平行金属导轨MN 、PQ 倾斜放置，两导轨间距离为L ，导轨平面与水平面间的夹角θ，所处的匀强磁场垂直于导轨平面向上，质量为m 的金属棒 ab 垂直于导轨放置，导轨和金属棒接触良好，不计导轨和金属棒ab 的电阻，重力加速度为g ．若在导轨的M 、P 两端连接阻值R 的电阻，将金属棒ab 由静止释放，则在下滑的 过程中，金属棒ab 沿导轨下滑的稳定速度为v ，若在导轨M 、P 两端将电阻R 改接成电容为C 的电容器，仍将金属棒ab 由静止释放，金属棒ab 下滑时间t ，此过程中电容器没有被击穿，求： （1）匀强磁场的磁感应强度B 的大小为多少？ （2）金属棒ab 下滑t 秒末的速度是多大？ 【答案】（1）2sin mgR B L v θ=2）sin sin t gvt v v CgR θθ=+ 【解析】 试题分析：（1）若在M 、P 间接电阻R 时，金属棒先做变加速运动，当加速度为零时做匀速运动，达到稳定状态．则感应电动势E BLv =，感应电流E I R = ，棒所受的安培力F BIL = 联立可得22B L v F R =，由平衡条件可得F mgsin θ=，解得2 mgRsin B L v θ （2）若在导轨 M 、P 两端将电阻R 改接成电容为C 的电容器，将金属棒ab 由静止释放，产生感应电动势，电容器充电，电路中有充电电流，ab 棒受到安培力． 设棒下滑的速度大小为v '，经历的时间为t 则电容器板间电压为 U E BLv ='= 此时电容器的带电量为 Q CU = 设时间间隔△t 时间内流经棒的电荷量为Q 则电路中电流 Q C U CBL v i t t t ∆∆∆===∆∆∆，又v a t ∆=∆，解得i CBLa = 根据牛顿第二定律得mgsin BiL ma θ-=，解得22mgsin gvsin a m B L C v CgRsin θθ θ = =++

初中物理电与磁易错题精选经典

初中物理电与磁易错题精选经典 一、电与磁选择题 1．如图所示，是某保密室的防盗报警电路，当有人闯入保密室时会使开关S闭合．下列说法正确的是（） A. 电磁继电器与发电机工作原理相同 B. 电磁继电器与电动机工作原理相同 C. 电磁铁工作时，上端为S极 D. 当有人闯入保密室时，b灯亮 【答案】D 【解析】【解答】解： AB、电磁继电器是利用电流的磁效应工作的，发电机是利用电磁感应原理制成的，电动机是根据通电线圈在磁场中受力而转动工作的，故AB错误； C、根据安培定则可知，电磁铁工作时，上端为N极，故C错误； D、当有人闯入保密室时会使开关S闭合，电磁铁有磁性，吸引衔铁，电灯b所在电路接通，b灯亮，故D正确． 故选D． 【分析】（1）电磁继电器是利用电流的磁效应工作的，发电机是利用电磁感应原理制成的，电动机是根据通电线圈在磁场中受力而转动；（2）根据安培定则判断电磁铁的NS 极；（3）电磁继电器的工作原理，当控制电路接通时，电磁铁有磁性，衔铁被吸下；当控制电路断开时，电磁铁无磁性，衔铁在弹簧的作用下被拉起，结合实际情况进行分析． 2．如图所示，通电导线a、b固定不动，左磁体对a的作用力为F a，右磁体对b的作用力为F b，下列说法正确的是（） A. B. C. D. 【答案】 A 【解析】【解答】A、B通电导线a、b所处的磁场方向相同，但电流方向相反，其受力方

向相反，A符合题意，B不符合题意； C、通电导线a、b所处的磁场方向相反，且电流方向相反，其受力方向相同，C不符合题意； D、通电导线a、b所处的磁场方向相同，但电流方向相反，其受力方向相反，D不符合题意。 故答案为：A。 【分析】通电导体在磁场中受力的作用，所受力的方向与磁场方向、电流方向有关。3．如图所示，闭合开关，导体M就会运动起来，下列说法正确的是（） A. 发电机是利用这一原理工作的 B. 在此过程中，机械能转化为电能 C. 此实验说明磁场对通电导体有力的作用 D. 同时改变电流方向和磁场方向，可以改变导体M的运动方向 【答案】 C 【解析】【解答】当闭合开关时，导体中有电流通过，导线会动，说明通电导体在磁场中受力的作用，C符合题意。 故答案为：C. 【分析】通电导体在磁场中受力的作用而运动。 4．下图中是探究电磁铁磁性强弱与电流大小关系的是（） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】【解答】解： A、图中是奥斯特实验的装置，说明了电流周围存在磁场，故A不符合题意； B、图中没有电源，但有灵敏电流计，是探究电磁感应现象的装置，故B不符合题意； C、图中有电源，是研究磁场对电流作用的装置，故C不符合题意； D、图中电磁铁和滑动变阻器串联，通过调节滑片改变电路中的电流，即研究电磁铁的磁

法拉第电磁感应定律易错题复习题附答案

法拉第电磁感应定律易错题复习题附答案 一、高中物理解题方法：法拉第电磁感应定律 1．如图所示，两条平行的金属导轨相距L =lm ，金属导轨的倾斜部分与水平方向的夹角为37°，整个装置处在竖直向下的匀强磁场中．金属棒MN 和PQ 的质量均为m =0.2kg ，电阻分别为R MN =1Ω和R PQ =2Ω．MN 置于水平导轨上，与水平导轨间的动摩擦因数μ=0.5，PQ 置于光滑的倾斜导轨上，两根金属棒均与导轨垂直且接触良好．从t =0时刻起，MN 棒在水平外力F 1的作用下由静止开始以a =1m /s 2的加速度向右做匀加速直线运动，PQ 则在平行于斜面方向的力F 2作用下保持静止状态．t =3s 时，PQ 棒消耗的电功率为8W ，不计导轨的电阻，水平导轨足够长，MN 始终在水平导轨上运动．求： （1）磁感应强度B 的大小； （2）t =0～3s 时间内通过MN 棒的电荷量； （3）求t =6s 时F 2的大小和方向； （4）若改变F 1的作用规律，使MN 棒的运动速度v 与位移s 满足关系：v =0.4s ，PQ 棒仍然静止在倾斜轨道上．求MN 棒从静止开始到s =5m 的过程中，系统产生的焦耳热． 【答案】（1）B = 2T ；（2）q = 3C ；（3）F 2=-5.2N （负号说明力的方向沿斜面向下）（4） 203 Q J 【解析】 【分析】 t =3s 时，PQ 棒消耗的电功率为8W ，由功率公式P =I 2R 可求出电路中电流，由闭合电路欧姆定律求出感应电动势．已知MN 棒做匀加速直线运动，由速度时间公式求出t =3s 时的速度，即可由公式E =BLv 求出磁感应强度B ；根据速度公式v =at 、感应电动势公式E =BLv 、闭合电路欧姆定律和安培力公式F =BIL 结合，可求出PQ 棒所受的安培力大小，再由平衡条件求解F 2的大小和方向；改变F 1的作用规律时，MN 棒做变加速直线运动，因为速度v 与位移x 成正比，所以电流I 、安培力也与位移x 成正比，可根据安培力的平均值求出安培力做功，系统产生的热量等于克服安培力，即可得解． 【详解】 （1）当t =3s 时，设MN 的速度为v 1，则v 1=at =3m/s 感应电动势为：E 1=BL v 1 根据欧姆定律有：E 1=I (R MN + R PQ ) 根据P =I 2 R PQ 代入数据解得：B =2T (2)当t ＝6 s 时，设MN 的速度为v 2，则 速度为：v 2＝at ＝6 m/s

初中物理电与磁易错题精选

初中物理电与磁易错题精选 一、电与磁选择题 1．下列作图中，错误的是（） A. 凹透镜对光的作用 B. 平面镜成 像 C. 动力F1的力臂 D. 通电螺线管的磁场 【答案】 C 【解析】【解答】解： A、平行于主光轴的入射光线经凹透镜后，折射光线的反向延长线经过焦点，故A正确； B、此图描述了平面镜成像的规律，物像对称，故B正确； C、力臂应该是支点到力作用线的垂线段，如图，故C错误； D、通电螺线管的外部磁场，磁感线从N极到S极，D正确． 故选C． 【分析】A、平行于主光轴的入射光线经凹透镜后，折射光线的反向延长线经过焦点． B、根据平面镜成像的特点（物像对称）判断． C、根据力臂的画法进行分析，力臂是支点到力作用线的垂线段． D、根据右手螺旋定则先判断出螺线管的N、S极． 2．如图所示，闭合开关，导体M就会运动起来，下列说法正确的是（） A. 发电机是利用这一原理工作的 B. 在此过程中，机械能转化为电能 C. 此实验说明磁场对通电导体有力的作用

D. 同时改变电流方向和磁场方向，可以改变导体M的运动方向 【答案】 C 【解析】【解答】当闭合开关时，导体中有电流通过，导线会动，说明通电导体在磁场中受力的作用，C符合题意。 故答案为：C. 【分析】通电导体在磁场中受力的作用而运动。 3．下列现象中，电能转化为机械能的是（） A. 磁场对电流作用 B. 通电导体具有磁性 C. 把声信息转换成电信息 D. 电磁感应现象 【答案】 A 【解析】【解答】A.磁场对电流有力的作用，即通有电流的导体在磁场中受力运动，因此将电能转化为机械能，故A符合题意； B.通电导体有磁性，这是电流的磁效应，将电能转化为磁能，故B不合题意； C.把声信息转化为电信息，是将机械能转化为电能，故C不合题意； D.电磁感应现象将机械能转化为电能，故D不合题意。 故选A。 【分析】分析各个选项中的能量变化，哪个与题目要求相同，哪个就是正确选项。 4．如图所示，处于光滑水平面的小车上放有一条形磁铁，左侧有一螺线管，闭合开关S，下列判断正确的是（）

备战高考物理知识点过关培优 易错 难题训练∶电磁感应现象的两类情况附详细答案

备战高考物理知识点过关培优 易错 难题训练∶电磁感应现象的两类情况附详 细答案 一、电磁感应现象的两类情况 1．如图甲所示，相距d 的两根足够长的金属制成的导轨，水平部分左端ef 间连接一阻值为2R 的定值电阻，并用电压传感器实际监测两端电压，倾斜部分与水平面夹角为37°.长度也为d 、质量为m 的金属棒ab 电阻为R ，通过固定在棒两端的金属轻滑环套在导轨上，滑环与导轨上MG 、NH 段动摩擦因数μ＝ 1 8 (其余部分摩擦不计)．MN 、PQ 、GH 相距为L ，MN 、PQ 间有垂直轨道平面向下、磁感应强度为B 1的匀强磁场，PQ 、GH 间有平行于斜面但大小、方向未知的匀强磁场B 2，其他区域无磁场，除金属棒及定值电阻，其余电阻均不计，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，当ab 棒从MN 上方一定距离由静止释放通过MN 、PQ 区域(运动过程中ab 棒始终保持水平)，电压传感器监测到U －t 关系如图乙所示． （1）求ab 棒刚进入磁场B 1时的速度大小． （2）求定值电阻上产生的热量Q 1. （3）多次操作发现，当ab 棒从MN 以某一特定速度进入MNQP 区域的同时，另一质量为2m ，电阻为2R 的金属棒cd 只要以等大的速度从PQ 进入PQHG 区域，两棒均可同时匀速通过各自场区，试求B 2的大小和方向． 【答案】（1）11.5U B d （2）2 221934-mU mgL B d ；（3）32B 1 方向沿导轨平面向上 【解析】 【详解】 (1)根据ab 棒刚进入磁场B 1时电压传感器的示数为U ,再由闭合电路欧姆定律可得此时的感应电动势： 1 1.52U E U R U R =+ ?= 根据导体切割磁感线产生的感应电动势计算公式可得： 111E B dv = 计算得出:111.5U v B d = . (2)设金属棒ab 离开PQ 时的速度为v 2，根据图乙可以知道定值电阻两端电压为2U ，根据闭合电路的欧姆定律可得： 12 222B dv R U R R ?=+

2021届高考物理二轮复习易错题型专项练习(10)电磁感应+word版含解析

2021届高考物理二轮复习易错题型专项练习（10） 电磁感应 1.利用所学物理知识,可以初步了解常用的公交一卡通(IC 卡)的工作原理及相关问题.IC 卡内部有一个由电感线圈L 和电容器C 构成的LC 振荡电路.公交车上的读卡机(刷卡时“嘀”的响一声的机器)向外发射某一特定频率的电磁波.刷卡时,IC 卡内的线圈L 中产生感应电流,给电容器C 充电,达到一定的电压后,驱动卡内芯片进行数据处理和传输.下列说法正确的是( ) A.IC 卡工作所需要的能量来源于卡内的电池 B.仅当读卡机发射该特定频率的电磁波时,IC 卡才能有效工作 C.若读卡机发射的电磁波偏离该特定频率,则线圈L 中不会产生感应电流 D.IC 卡只能接收读卡机发射的电磁波,而不能向读卡机传输自身的数据信息 2.如图所示,单匝闭合金属线框abcd 在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO '匀速转动,设穿过线框的最大磁通量为m Φ，线框中产生的最大感应电动势为m E ,从线框平面与磁场平行时刻(图示位置)开始计时,下列说法正确的是( ) A.线框转动的角速度为 m m E Φ B.线框中的电流方向在图示位置发生变化 C.当穿过线框的磁通量为m Φ时,线框中的感应电动势为m E D.若线框的转动周期减小一半,线框中的感应电动势也减小一半 3.半径为a 、右端开小口的导体圆环和长为2a 的导体直杆，单位长度电阻均为0R .圆环水平固定放置，整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B .杆在圆环上以速度v 平行于直径CD 向右做匀速直线运动，杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心O 开始，杆的位置由θ确定，如图所示.则( )

新高考物理考试易错题易错点24电磁感应中的电路和图像问题附答案

易错点24 电磁感应中的电路和图像问题 易错总结以及解题方法 一、电磁感应中的电路问题 处理电磁感应中的电路问题的一般方法 1．明确哪部分电路或导体产生感应电动势，该部分电路或导体就相当于电源，其他部分是外电路． 2．画等效电路图，分清内、外电路． 3．用法拉第电磁感应定律E ＝n ΔΦ Δt 或E ＝Blv sin θ确定感应电动势的大小，用楞次定律或右 手定则确定感应电流的方向．注意在等效电源内部，电流方向从负极流向正极． 4．运用闭合电路欧姆定律、串并联电路特点、电功率等公式联立求解． 二、电磁感应中的电荷量问题 闭合回路中磁通量发生变化时，电荷发生定向移动而形成感应电流，在Δt 内通过某一截面的电荷量(感应电荷量)q ＝I ·Δt ＝E R 总·Δt ＝n ΔΦΔt ·1R 总·Δt ＝n ΔΦ R 总 . (1)由上式可知，线圈匝数一定时，通过某一截面的感应电荷量仅由回路电阻和磁通量的变化量决定，与时间无关． (2)求解电路中通过的电荷量时，I 、E 均为平均值． 三、电磁感应中的图像问题 1．问题类型 (1)由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图像． (2)由给定的图像分析电磁感应过程，求解相应的物理量． 2．图像类型 (1)各物理量随时间t 变化的图像，即B －t 图像、Φ－t 图像、E －t 图像和I －t 图像． (2)导体做切割磁感线运动时，还涉及感应电动势E 和感应电流I 随导体位移变化的图像，即E －x 图像和I －x 图像． 3．解决此类问题需要熟练掌握的规律：安培定则、左手定则、楞次定律、右手定则、法拉第电磁感应定律、欧姆定律等．判断物理量增大、减小、正负等，必要时写出函数关系式，进行分析． 【易错跟踪训练】 易错类型1：挖掘隐含条件、临界条件不够 1．（2021·湖北孝感高中高三月考）如图所示，在天花板下用细线悬挂一个闭合金属圆环，圆环处于静止状态。上半圆环处在垂直于环面的水平匀强磁场中，规定垂直于纸面向外的方

新高考物理考试易错题易错点22电磁感应现象楞次定律附答案

易错点22 电磁感应现象楞次定律易错总结 一、磁通量的变化 磁通量的变化大致可分为以下几种情况： (1)磁感应强度B不变，有效面积S发生变化．如图(a)所示． (2)有效面积S不变，磁感应强度B发生变化．如图(b)所示． (3)磁感应强度B和有效面积S都不变，它们之间的夹角发生变化．如图(c)所示． 二、感应电流的产生条件 当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中就产生感应电流． 三、对楞次定律的理解 1．楞次定律中的因果关系 楞次定律反映了电磁感应现象中的因果关系，磁通量发生变化是原因，产生感应电流是结果．2．对“阻碍”的理解 问题结论 谁阻碍谁感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁场(原磁场)的磁通量的变化 为何阻碍(原)磁场的磁通量发生了变化 阻碍什么阻碍的是磁通量的变化，而不是阻碍磁通量本身 如何阻碍当原磁场磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反；当原磁场磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同，即“增反减同” 结果如何阻碍并不是阻止，只是延缓了磁通量的变化，这种变化将继续进行，最终结果不受影响 从磁通量变化的角度看：感应电流的效果是阻碍磁通量的变化．从相对运动的角度看：感应电流的效果是阻碍相对运动．解题方法 楞次定律的应用 应用楞次定律判断感应电流方向的步骤 (1)明确所研究的闭合回路，判断原磁场方向． (2)判断闭合回路内原磁场的磁通量变化．

(3)依据楞次定律判断感应电流的磁场方向． (4)利用右手螺旋定则(安培定则)判断感应电流的方向． 【易错跟踪训练】 易错类型1：对物理概念理解不透彻 1．（2020·江苏姜堰中学）学习物理除了知识的学习外，还要领悟并掌握处理物理问题的思想与方法。下列关于物理学中的思想方法叙述正确的是（） A．伽利略在研究自由落体运动时采用了微元法 B．法拉第在研究电磁感应现象时利用了理想实验法 C．在探究求合力方法的实验中使用了等效替代的思想 D．在探究加速度与力、质量的关系实验中使用了理想化模型的思想方法 【答案】C 【详解】 A．伽利略在研究自由落体运动时采用了实验和逻辑推理的方法。A错误； B．法拉第在研究电磁感应现象时利用了归纳法，B错误； C．合力与分力的关系是等效与替代，所以在探究求合力方法的实验中使用了等效替代的思想。C正确； D．在探究加速度与力、质量的关系实验中使用了控制变量的思想方法，D错误。 故选C。 2．（2021·全国高三专题练习）在匀强磁场中，a、b是两条平行金属导轨，而c、d为连接有电流表、电压表的两金属棒，如图所示，两棒以相同的速度向右匀速运动，则以下结论正确的是（） A．电压表有读数，电流表没有读数B．电压表有读数，电流表也有读数 C．电压表无读数，电流表有读数D．电压表无读数，电流表也无读数 【答案】D 【详解】 以a、b、c、d四根导线围成的回路为研究对象，在两棒匀速运动时，回路磁通量没有变化，故电流表A、电压表V中没有电流，均无读数。

江苏百校大联考高中物理电磁感应现象压轴题易错题

江苏百校大联考高中物理电磁感应现象压轴题易错题 一、高中物理解题方法：电磁感应现象的两类情况 1．如图所示空间存在有界匀强磁场，磁感应强度B =5T ，方向垂直纸面向里，上下宽度为d =0.35m.现将一边长L =0.2m 的正方形导线框自磁场上边缘由静止释放经过一段时间，导线框到达磁场下边界，之后恰好匀速离开磁场区域.已知导线框的质量m =0.1kg ，电阻 2R =Ω.（g 取10m/s 2)求: （1）导线框匀速穿出磁场的速度； （2）导线框进入磁场过程中产生的焦耳热； （3）若在导线框进入磁场过程对其施加合适的外力F 则可以使其匀加速地进入磁场区域，且之后的运动同没施加外力F 时完全相同。请写出F 随时间t 变化的函数表达式. 【答案】(1)2m/s (2)0.15J (3)F =0.75-1.25t (0

2012 L at = 得：t 0=0.4s 取向下为正方向有：22' 'B L v mg F mav at R --== 得：F =0.75-1.25t (0

上海市封浜高中高中物理电磁感应现象压轴题易错题

上海市封浜高中高中物理电磁感应现象压轴题易错题 一、高中物理解题方法：电磁感应现象的两类情况 1．如图，光滑金属轨道POQ 、´´´P O Q 互相平行，间距为L ，其中´´O Q 和OQ 位于同一水 平面内，PO 和´´P O 构成的平面与水平面成30°。正方形线框ABCD 边长为L ，其中AB 边 和CD 边质量均为m ，电阻均为r ，两端与轨道始终接触良好，导轨电阻不计。BC 边和AD 边为绝缘轻杆，质量不计。线框从斜轨上自静止开始下滑，开始时底边AB 与OO ´相距L 。 在水平轨道之间，´´MNN M 长方形区域分布着有竖直向上的匀强磁场， ´OM O N L =>，´´N M 右侧区域分布着竖直向下的匀强磁场，这两处磁场的磁感应强度 大小均为B 。在右侧磁场区域内有一垂直轨道放置并被暂时锁定的导体杆EF ，其质量为m 电阻为r 。锁定解除开关K 与M 点的距离为L ，不会阻隔导轨中的电流。当线框AB 边经过开关K 时，EF 杆的锁定被解除，不计轨道转折处OO ´和锁定解除开关造成的机械能损耗。 （1）求整个线框刚到达水平面时的速度0v ； （2）求线框AB 边刚进入磁场时，AB 两端的电压U AB ； （3）求CD 边进入磁场时，线框的速度v ； （4）若线框AB 边尚未到达´´M N ，杆EF 就以速度23123B L v mr =离开M ´N ´右侧磁场区域， 求此时线框的速度多大？ 【答案】（132gL 2）16BL gL 3）23 323B L gL mr ；（4）233223B L gL mr 【解析】 【分析】 【详解】 （1）由机械能守恒 2 01sin 302sin 30022 mgL mg L mv += ︒︒- 可得 032 v gL =

高中物理法拉第电磁感应定律易错题知识点及练习题附答案解析

高中物理法拉第电磁感应定律易错题知识点及练习题附答案解析 一、高中物理解题方法：法拉第电磁感应定律 1．如图所示,在磁感应强度B =1.0 T 的有界匀强磁场中(MN 为边界)，用外力将边长为L =10 cm 的正方形金属线框向右匀速拉出磁场，已知在线框拉出磁场的过程中，ab 边受到的磁场力F 随时间t 变化的关系如图所示，bc 边刚离开磁场的时刻为计时起点(即此时t =0).求: (1)将金属框拉出的过程中产生的热量Q ; (2)线框的电阻R . 【答案】（1）2.0×10-3 J （2）1.0 Ω 【解析】 【详解】 (1)由题意及图象可知，当0t =时刻ab 边的受力最大，为： 10.02N F BIL == 可得： 10.02A 0.2A 1.00.1 F I BL = ==⨯ 线框匀速运动，其受到的安培力为阻力大小即为1F ，由能量守恒： Q W =安310.020.1J 2.010J F L -==⨯=⨯ (2) 金属框拉出的过程中产生的热量： 2Q I Rt = 线框的电阻： 3 22 2.010Ω 1.0Ω0.20.05 Q R I t -⨯===⨯ 2．如图（a ）所示，间距为l 、电阻不计的光滑导轨固定在倾角为θ的斜面上。在区域I 内有方向垂直于斜面的匀强磁场，磁感应强度为B ；在区域Ⅱ内有垂直于斜面向下的匀强磁场，其磁感应强度B t 的大小随时间t 变化的规律如图（b ）所示。t ＝0时刻在轨道上端的金属细棒ab 从如图位置由静止开始沿导轨下滑，同时下端的另一金属细棒cd 在位于区域I 内的导轨上由静止释放。在ab 棒运动到区域Ⅱ的下边界EF 处之前，cd 棒始终静止不动，两棒均与导轨接触良好。已知cd 棒的质量为m 、电阻为R ，ab 棒的质量、阻值均未知，区域Ⅱ沿斜面的长度为2l ，在t ＝t x 时刻（t x 未知）ab 棒恰进入区域Ⅱ，重力加速度为g 。求：

易错点11 电磁感应 —易错题

易错点11 电磁感应 易错题【01】对电磁感应现象理解不到位 一、磁通量 1．概念：在磁感应强度为B的匀强磁场中，与磁场方向垂直的面积S与B的乘积叫做穿过这个面积的磁通量。 2．公式：Φ＝BS，单位符号是Wb。[注1] 3．适用条件： (1)匀强磁场。 (2)S为垂直于磁场的有效面积。 4．物理意义：相当于穿过某一面积的磁感线的条数。 二、电磁感应现象 1．定义：当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中有感应电流产生，这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应。 2．感应电流的产生条件 (1)表述一：闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线的运动。 (2)表述二：穿过闭合电路的磁通量发生变化。 3．实质 产生感应电动势，如果电路闭合，则有感应电流。如果电路不闭合，则只有感应电动势而无感应电流。 三、感应电流方向的判定 1．楞次定律 (1)内容：感应电流的磁场总要阻碍[注2]引起感应电流的磁通量的变化。 (2)适用范围：一切电磁感应现象。 1

2 2．右手定则[注3] (1)内容：如图，伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内；让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导线运动的方向，这时四 指所指的方向就是感应电流的方向。 (2)适用情况：导线切割磁感线产生感应电流。 易错题【02】对法拉第电磁感应定律理解有误 一、法拉第电磁感应定律 1．感应电动势 (1)概念：在电磁感应现象中产生的电动势。 (2)产生条件：穿过回路的磁通量发生改变，与电路是否闭合无关。 (3)方向判断：感应电动势的方向用楞次定律或右手定则判断。[注1] 2．法拉第电磁感应定律 (1)内容：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。[注2] (2)公式：E ＝n ΔΦΔt ，其中n 为线圈匝数。[注3] 3．导体切割磁感线的情形 (1)垂直切割：E ＝Blv 。 (2)倾斜切割：E ＝Blv sin_θ，其中θ为v 与B 的夹角。 (3)旋转切割(以一端为轴)：E ＝12 Bl 2ω。 二、自感和涡流 1．自感现象 由于通过导体自身的电流发生变化而产生的电磁感应现象。 2．自感电动势

高中物理法拉第电磁感应定律易错题知识归纳总结附答案

高中物理法拉第电磁感应定律易错题知识归纳总结附答案 一、高中物理解题方法：法拉第电磁感应定律 1．如图所示,在磁感应强度B =1.0 T 的有界匀强磁场中(MN 为边界)，用外力将边长为L =10 cm 的正方形金属线框向右匀速拉出磁场，已知在线框拉出磁场的过程中，ab 边受到的磁场力F 随时间t 变化的关系如图所示，bc 边刚离开磁场的时刻为计时起点(即此时t =0).求: (1)将金属框拉出的过程中产生的热量Q ; (2)线框的电阻R . 【答案】（1）2.0×10-3 J （2）1.0 Ω 【解析】 【详解】 (1)由题意及图象可知，当0t =时刻ab 边的受力最大，为： 10.02N F BIL == 可得： 10.02A 0.2A 1.00.1 F I BL = ==⨯ 线框匀速运动，其受到的安培力为阻力大小即为1F ，由能量守恒： Q W =安310.020.1J 2.010J F L -==⨯=⨯ (2) 金属框拉出的过程中产生的热量： 2Q I Rt = 线框的电阻： 3 22 2.010Ω 1.0Ω0.20.05 Q R I t -⨯===⨯ 2．如图，水平面（纸面）内同距为l 的平行金属导轨间接一电阻，质量为m 、长度为l 的金属杆置于导轨上，t ＝0时，金属杆在水平向右、大小为F 的恒定拉力作用下由静止开始运动．0t 时刻，金属杆进入磁感应强度大小为B 、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域，且在磁场中恰好能保持匀速运动．杆与导轨的电阻均忽略不计，两者始终保持垂直且接触良好，两者之间的动摩擦因数为μ．重力加速度大小为g ．求

（1）金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小； （2）电阻的阻值． 【答案】0F E Blt g m μ⎛⎫=- ⎪⎝⎭ ； R =220 B l t m 【解析】 【分析】 【详解】 （1）设金属杆进入磁场前的加速度大小为a ，由牛顿第二定律得：ma=F-μmg ① 设金属杆到达磁场左边界时的速度为v ，由运动学公式有：v =at 0 ② 当金属杆以速度v 在磁场中运动时，由法拉第电磁感应定律，杆中的电动势为:E=Blv ③ 联立①②③式可得:0F E Blt g m μ⎛⎫ =- ⎪⎝⎭ ④ （2）设金属杆在磁场区域中匀速运动时，金属杆的电流为I ，根据欧姆定律：I=E R ⑤ 式中R 为电阻的阻值．金属杆所受的安培力为：f BIl = ⑥ 因金属杆做匀速运动，由牛顿运动定律得：F –μmg–f=0 ⑦ 联立④⑤⑥⑦式得: R =220 B l t m 3．如图所示，光滑的长平行金属导轨宽度d=50cm ，导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°，导轨上端电阻R=0.8Ω，其他电阻不计．导轨放在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.4T ．金属棒ab 从上端由静止开始下滑，金属棒ab 的质量m=0.1kg ．（sin37°=0.6，g=10m/s 2） （1）求导体棒下滑的最大速度； （2）求当速度达到5m/s 时导体棒的加速度； （3）若经过时间t ，导体棒下滑的垂直距离为s ，速度为v ．若在同一时间内，电阻产生的热与一恒定电流I 0在该电阻上产生的热相同，求恒定电流I 0的表达式（各物理量全部用字母表示）．

高考物理最新电磁学知识点之电磁感应易错题汇编含答案(3)

高考物理最新电磁学知识点之电磁感应易错题汇编含答案(3) 一、选择题 1．如图所示的电路中，1A 和2A 是完全相同的两只灯泡，线圈L 的电阻可以忽略，下面说法中正确的是 A ．合上开关S 接通电路时，1A 和2A 同时亮 B ．合上开关S 接通电路时，2A 先亮，1A 后亮 C ．断开开关S 切断电路时，2A 先灭，1A 后灭 D ．断开开关S 切断电路时，1A 先灭，2A 后灭 2．如图所示，用粗细均匀的铜导线制成半径为r 、电阻为4R 的圆环，PQ 为圆环的直径，在PQ 的左右两侧均存在垂直圆环所在平面的匀强磁场，磁感应强度大小均为B ，但方向相反，一根长为2r 、电阻为R 的金属棒MN 绕着圆心O 以角速度ω顺时针匀速转动，金属棒与圆环紧密接触。下列说法正确的是（ ） A ．金属棒MN 两端的电压大小为2 B r ω B ．金属棒MN 中的电流大小为2 2B r R ω C ．图示位置金属棒中电流方向为从N 到M D ．金属棒MN 转动一周的过程中，其电流方向不变 3．如图所示，A 、B 是相同的白炽灯，L 是自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈。下面说法正确的是（ ）

A ．闭合开关S 瞬间，A 、 B 灯同时亮，且达到正常 B ．闭合开关S 瞬间，A 灯比B 灯先亮，最后一样亮 C ．断开开关S 瞬间，P 点电势比Q 点电势低 D ．断开开关S 瞬间，通过A 灯的电流方向向左 4．如图所示，两块水平放置的金属板间距离为d ，用导线与一个n 匝线圈连接，线圈置于方向竖直向上的磁场B 中。两板间有一个质量为m 、电荷量为+q 的油滴恰好处于平衡状态，则线圈中的磁场B 的变化情况和磁通量变化率分别是（ ） A ．正在增强；t φ∆∆dmg q = B ．正在减弱； dmg t nq φ∆=∆ C ．正在减弱； dmg t q φ∆=∆ D ．正在增强；dmg t nq φ∆=∆ 5．如图甲所示，一根电阻R ＝4 Ω的导线绕成半径d ＝2 m 的圆，在圆内部分区域存在变化的匀强磁场，中间S 形虚线是两个直径均为d 的半圆，磁感应强度随时间变化如图乙所示(磁场垂直于纸面向外为正，电流逆时针方向为正)，关于圆环中的感应电流—时间图象，下列选项中正确的是( ) A ． B ．

湖南常德芷兰实验学校高中物理电磁感应现象压轴题易错题

湖南常德芷兰实验学校高中物理电磁感应现象压轴题易错题 一、高中物理解题方法：电磁感应现象的两类情况 1．如图()a ，平行长直导轨MN 、PQ 水平放置，两导轨间距0.5L m =，导轨左端MP 间 接有一阻值为0.2R =Ω的定值电阻，导体棒ab 质量0.1m kg =，与导轨间的动摩擦因数 0.1μ=，导体棒垂直于导轨放在距离左端 1.0d m =处，导轨和导体棒电阻均忽略不计.整 个装置处在范围足够大的匀强磁场中，0t =时刻，磁场方向竖直向下，此后，磁感应强度B 随时间t 的变化如图()b 所示，不计感应电流磁场的影响.当3t s =时，突然使ab 棒获得向右的速度08/v m s =，同时在棒上施加一方向水平、大小可变化的外力F ，保持ab 棒具有大小为恒为24/a m s =、方向向左的加速度，取210/g m s =． ()1求0t =时棒所受到的安培力0F ； ()2分析前3s 时间内导体棒的运动情况并求前3s 内棒所受的摩擦力f 随时间t 变化的关系 式； ()3从0t =时刻开始，当通过电阻R 的电量 2.25q C =时，ab 棒正在向右运动，此时撤去 外力F ，此后ab 棒又运动了2 6.05s m =后静止.求撤去外力F 后电阻R 上产生的热量Q ． 【答案】(1)0 0.025F N =，方向水平向右(2) ()0.01252?f t N =-(3) 0.195J 【解析】 【详解】 解：()1由图b 知： 0.2 0.1T /s 2 B t == 0t =时棒的速度为零，故回路中只有感生感应势为： 0.05V B E Ld t t Φ= == 感应电流为：0.25A E I R = = 可得0t =时棒所受到的安培力： 000.025N F B IL ==，方向水平向右； ()2ab 棒与轨道间的最大摩擦力为：00.10.025N m f mg N F μ==>= 故前3s 内导体棒静止不动，由平衡条件得： f BIL = 由图知在03s -内，磁感应强度为：00.20.1B B kt t =-=-

九年级物理电与磁易错题(Word版 含答案)

九年级物理电与磁易错题（Word版含答案） 一、三物理电与磁易错压轴题（难） 1．小刚学习了电磁铁的知识后，想知道电磁铁周围的磁场强弱与通入电磁铁的电流大小和距电磁铁的距离是否有关。查阅资料知道，磁场强弱即磁感应强度（用B表示）的单位是T（特斯拉）。图甲和图乙中电源电压均为6 V且恒定不变，图乙中R是磁敏电阻，其阻值随磁感应强度B的变化关系如图丙所示。 （1）由图丙可知，磁感应强度越大，R阻值越_____；小刚设计的图甲、乙组成的实验装置是通过________来判断R所处位置的磁感应强度。 （2）利用图甲、乙装置，保持_________相同时，闭合S1、S2后移动滑动变阻器的滑片，发现滑片P向左滑动时，灵敏电流计的示数不断变小，说明R所处位置的磁感应强度不断________（选填“增大”或“减小”）。 （3）当闭合S1、S2，保持滑片位置不变，沿电磁铁轴线方向移动R，测出R距离电磁铁的距离L和灵敏电流计的示数I，结合图丙计算出磁感应强度B的数值如下表. L/cm12345 I/mA1015203050 B/T0.680.6___0.360.14 ①当L＝3 cm时，将此时磁感应强度B数值填在上表中对应位置。 ②分析以上数据可以得出，通入电磁铁的电流一定时，距电磁铁越远，磁感应强度B越______． ③综合（2）和（3）的实验结论可知，电磁铁周围的磁感应强度B与通入电磁铁的电流大小和距电磁铁的距离________（选填“有关”或“无关”）。 【答案】大灵敏电流计示数R距电磁铁的距离增大0.5小有关 【解析】 【分析】 【详解】 (1)[1]由图丙可知，磁感应强度越大，R阻值越大。

高考物理复习法拉第电磁感应定律专项易错题含答案解析

高考物理复习法拉第电磁感应定律专项易错题含答案解析 一、法拉第电磁感应定律 1．如图所示，面积为0.2m 2的100匝线圈处在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面。已知磁感应强度随时间变化的规律为B =（2+0.2t ）T ，定值电阻R 1=6 Ω，线圈电阻R 2=4Ω求： （1）磁通量变化率，回路的感应电动势。 （2）a 、b 两点间电压U ab 。 【答案】（1）0.04Wb/s 4V （2）2.4V 【解析】 【详解】 （1）由B =（2+0.2t ）T 得磁场的变化率为 0.2T/s B t ∆=∆ 则磁通量的变化率为： 0.04Wb/s B S t t ∆Φ∆==∆∆ 根据E n t ∆Φ =∆可知回路中的感应电动势为： 4V B E n nS t t ∆Φ∆===∆∆ （2）线圈相当于电源，U ab 是外电压，根据电路分压原理可知： 112 2.4V ab E R R R U =+= 答：（1）磁通量变化率为0.04Wb/s ，回路的感应电动势为4V 。 （2）a 、b 两点间电压U ab 为2.4V 。 2．如下图所示，MN 、PQ 为足够长的光滑平行导轨，间距L =0.5m.导轨平面与水平面间的夹角θ= 30°，NQ 丄MN ，N Q 间连接有一个3R =Ω的电阻，有一匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为01B T =，将一根质量为m =0.02kg 的金属棒ab 紧靠NQ 放置在导轨上，且与导轨接触良好，金属棒的电阻1r =Ω，其余部分电阻不计，现由静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ 平行，当金属棒滑行至cd 处时速度大小开始保持不变，cd 距离NQ 为 s=0.5 m ，g =10m/s 2。

历年高考物理易错题汇编-法拉第电磁感应定律练习题及详细答案

一、法拉第电磁感应定律 1．如图甲所示，一个电阻值为R，匝数为n的圆形金属线圈与阻值为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乙所示，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上的电流大小及方向。 (2)通过电阻R1上的电荷量q。 【答案】(1) 2 02 3 n B r Rt π 电流由b向a通过R1(2) 2 021 3 n B r t Rt π 【解析】【详解】 (1)由法拉第电磁感应定律得感应电动势为 2 202 2 n B r B E n n r t t t π π ∆Φ∆ === ∆∆ 由闭合电路的欧姆定律，得通过R1的电流大小为 2 02 33 n B r E I R Rt π == 由楞次定律知该电流由b向a通过R1。 (2)由 q I t =得在0至t1时间内通过R1的电量为: 2 021 1 3 n B r t q It Rt π == 2．光滑平行的金属导轨MN和PQ,间距L=1.0m,与水平面之间的夹角α=30°,匀强磁场磁感应强度B=2.0T,垂直于导轨平面向上,MP间接有阻值R=2.0Ω的电阻,其它电阻不计,质量 m=2.0kg的金属杆ab垂直导轨放置,如图(a)所示．用恒力F沿导轨平面向上拉金属杆ab,由静止开始运动,v−t图象如图(b)所示.g=10m/s2，导轨足够长．求： (1)恒力F的大小； (2)金属杆速度为2.0m/s时的加速度大小； (3)根据v−t图象估算在前0.8s内电阻上产生的热量．