L单元电磁感应
电磁感应现象、楞次定律
14．[2014·新课标全国卷Ⅰ] 在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是()
A．将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化
B．在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化
C．将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表的变化
D．绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化
14．D[解析] 本题考查了感应电流产生的条件．产生感应电流的条件是：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中就会产生感应电流．本题中的A、B选项都不会使电路中的磁通量发生变化，不满足产生感应电流的条件，故不正确．C选项虽然在插入条形磁铁瞬间电路中的磁通量发生变化，但是当人到相邻房间时，电路已达到稳定状态，电路中的磁通量不再发生变化，故观察不到感应电流．在给线圈通电、断电瞬间，会引起闭合电路磁通量的变化，产生感应电流，因此D选项正确．
8．(16分)[2014·重庆卷] 某电子天平原理如题8图所示，E形磁铁的两侧为N极，中心为S极，两极间的磁感应强度大小均为B，磁极宽度均为L，忽略边缘效应，一正方形线圈套于中心磁极，其骨架与秤盘连为一体，线圈两端C、D与外电路连接，当质量为m的重物放在秤盘上时，弹簧被压缩，秤盘和线圈一起向下运动(骨架与磁极不接触)，随后外电路对线圈供电，秤盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止，由此时对应的供电电流I可确定重物的质量，已知线圈匝数为n，线圈电阻为R，重力加速度为g.问
题8图
(1)线圈向下运动过程中，线圈中感应电流是从C 端还是从D 端流出？
(2)供电电流I 是从C 端还是D 端流入？求重物质量与电流的关系．
(3)若线圈消耗的最大功率为P ，该电子天平能称量的最大质量是多少？
8．[答案] (1)从C 端流出 (2)从D 端流入
2nBIL g
(3)2nBL g P R 本题借助安培力来考查力的平衡，同时借助力的平衡来考查受力平衡的临界状态．
[解析] (1)感应电流从C 端流出．
(2)设线圈受到的安培力为F A ，外加电流从D 端流入．
由F A ＝mg 和F A ＝2nBIL
得m ＝2nBL g
I (3)设称量最大质量为 m 0.
由m ＝2nBL g
I 和P ＝I 2R 得m 0＝2nBL g P R
15．、[2014·广东卷] 如图8所示，上下开口、内壁光滑的铜管P 和塑料管Q 竖直放置，小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部，则小磁块( )
A ．在P 和Q 中都做自由落体运动
B ．在两个下落过程中的机械能都守恒
C ．在P 中的下落时间比在Q 中的长
D ．落至底部时在P 中的速度比在Q 中的大
15．C [解析] 磁块在铜管中运动时，铜管中产生感应电流，根据楞次定律，磁块会受到向上的磁场力，因此磁块下落的加速度小于重力加速度，且机械能不守恒，选项A 、B 错误；磁块在塑料管中运动时，只受重力的作用，做自由落体运动，机械能守恒，磁块落至底部时，根据直线运动规律和功能关系，磁块在P 中的下落时间比在Q 中的长，落至底部时在P 中的速度比在Q 中的小，选项C 正确，选项D 错误．
20．[2014·全国卷] 很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放，形成一很长的竖直圆筒．一
条形磁铁沿圆筒的中心轴竖直放置，其下端与圆筒上端开口平齐．让条形磁铁从静止开始下落．条形磁铁在圆筒中的运动速率()
A．均匀增大
B．先增大，后减小
C．逐渐增大，趋于不变
D．先增大，再减小，最后不变
20．C[解析] 本题考查楞次定律、法拉第电磁感应定律．竖直圆筒相当于闭合电路，磁铁穿过闭合电路，产生感应电流，根据楞次定律，磁铁受到向上的阻碍磁铁运动的安培力，开始时磁铁的速度小，产生的感应电流也小，安培力也小，磁铁加速运动，随着速度的增大，产生的感应电流增大，安培力也增大，直到安培力等于重力的时候，磁铁匀速运动．所以C
正确．
3．（2014·浙江效实中学摸底）如图X21-2所示，闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度随时间变化，下列说法正确的是()
图X21-2
A．当磁感应强度增加时，线框中的感应电流可能减小
B．当磁感应强度增加时，线框中的感应电流一定增大
C．当磁感应强度减小时，线框中的感应电流一定增大
D．当磁感应强度减小时，线框中的感应电流可能不变
3．AD[解析] 由法拉第电磁感应定律可知，感应电流的大小取决于磁通量的变化率，与磁感应强度的增与减无关，选项A、D正确．
4．（2014·石家庄二检）法拉第发明了世界上第一台发电机——法拉第圆盘发电机．如图X21-3所示，用紫铜做的圆盘水平放置在竖直向下的匀强磁场中，圆盘圆心处固定一个摇柄，边缘和圆心处各与一个黄铜电刷紧贴，用导线将电刷与电流表连接起来形成回路．转动摇柄，使圆盘逆时针匀速转动，电流表的指针发生偏转．下列说法正确的是()
图X21-3
A ．回路中电流的大小变化，方向不变
B ．回路中电流的大小不变，方向变化
C ．回路中电流的大小和方向都周期性变化
D ．回路中电流的方向不变，从b 导线流进电流表
4．D [解析] 圆盘辐向垂直切割磁感线，由E ＝12
Br 2ω可得，电动势的大小一定，则电流的大小一定；由右手定则可知，电流方向从圆盘边缘流向圆心，电流从b 导线流进电流表，选项D 正确．
5．（2014·浙江六校联考）如图X21-4所示，A 为多匝线圈，与开关、滑动变阻器相连后接入M 、N 间的交流电源，B 为一个接有小灯珠的闭合多匝线圈，下列关于小灯珠发光情况的说法正确的是( )
图X21-4
A ．闭合开关后小灯珠可能发光
B ．若闭合开关后小灯珠发光，则再将B 线圈靠近A ，则小灯珠更亮
C ．闭合开关瞬间，小灯珠才能发光
D ．若闭合开关后小灯珠不发光，将滑动变阻器的滑片左移后，小灯珠可能会发光
5．AB [解析] 闭合开关后，A 产生交变磁场，穿过B 的磁通量发生变化，小灯珠通电后可能发光，选项A 正确，选项C 错误；闭合开关后再将B 靠近A ，穿过B 的磁通量的变化率增大，产生的感应电动势增大，小灯珠更亮，选项B 正确；闭合开关后小灯珠不发光，将滑动变阻器的滑片左移后，A 中的电流减小，穿过B 的磁通量的变化率减小，小灯珠不会发光，选项D 错误．
法拉第电磁感应定律、自感
6． [2014·四川卷] 如图所示，不计电阻的光滑U 形金属框水平放置，光滑、竖直玻璃挡板H 、P 固定在框上，H 、P 的间距很小．质量为0.2 kg 的细金属杆CD 恰好无挤压地放在两挡板之间，与金属框接触良好并围成边长为1 m 的正方形，其有效电阻为0.1 Ω.此时在整个空间加方向与水平面成30°角且与金属杆垂直的匀强磁场，磁感应强度随时间变化规律是B ＝(0.4－0.2t ) T ，图示磁场方向为正方向．框、挡板和杆不计形变．则( )
A ．t ＝1 s 时，金属杆中感应电流方向从C 到D
B ．t ＝3 s 时，金属杆中感应电流方向从D 到C
C ．t ＝1 s 时，金属杆对挡板P 的压力大小为0.1 N
D ．t ＝3 s 时，金属杆对挡板H 的压力大小为0.2 N
6．AC [解析] 由于B ＝(0.4－0.2 t ) T ，在t ＝1 s 时穿过平面的磁通量向下并减少，则根据楞次定律可以判断，金属杆中感应电流方向从C 到D ，A 正确．在t ＝3 s 时穿过平面的磁通量向上并增加，则根据楞次定律可以判断，金属杆中感应电流方向仍然是从C 到D ，B
错误．由法拉第电磁感应定律得E ＝ΔΦΔt ＝ΔB Δt
S sin 30°＝0.1 V ，由闭合电路的欧姆定律得电路电流I ＝E R
＝1 A ，在t ＝1 s 时，B ＝0.2 T ，方向斜向下，电流方向从C 到D ，金属杆对挡板P 的压力水平向右，大小为F P ＝BIL sin 30°＝0.1 N ，C 正确．同理，在t ＝3 s 时，金属杆对挡板H 的压力水平向左，大小为F H ＝BIL sin 30°＝0.1 N ，D 错误．
2．[2014·江苏卷] 如图X21-1所示，一正方形线圈的匝数为n ，边长为a ，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中．在Δt 时间内，磁感应强度的方向不变，大小由B 均匀地增大到2B .在此过程中，线圈中产生的感应电动势为( )
图X21-1
A.Ba 22Δt
B.nBa 22Δt
C.nBa 2Δt
D.2nBa 2
Δt
2．B [解析] 根据法拉第电磁感应定律知E ＝n ΔΦΔt ＝n ΔB ·S Δt
，这里的S 指的是线圈在磁场中的有效面积，即S ＝a 22，故E ＝n （2B －B ）S Δt ＝nBa 22Δt
，因此B 项正确． 7．（2014·吉林九校联考）如图X21-7所示，磁场垂直于纸面向外，磁场的磁感应强度随x 按B ＝B 0＋kx (x ＞0，B 0、k 为常量)的规律均匀增大．位于纸面内的正方形导线框abcd 处于磁场中，在外力作用下始终保持dc 边与x 轴平行向右匀速运动．若规定电流沿a →b →c →d →a 的方向为正方向，则从t ＝0到t ＝t 1的时间间隔内，图X21-8中关于该导线框中产生的电流i 随时间t 变化的图像正确的是( )
图X21-7
7．A [解析] 线框abcd 向右匀速运动，穿过线框的磁通量均匀增加，由法拉第电磁感应定律知线框中产生恒定电流，由楞次定律知产生顺时针方向的电流，选项A 正确．
电磁感应与电路的综合
16．[2014·山东卷] 如图所示，一端接有定值电阻的平行金属轨道固定在水平面内，通有恒定电流的长直绝缘导线垂直并紧靠轨道固定，导体棒与轨道垂直且接触良好，在向右匀速通过M 、N 两区的过程中，导体棒所受安培力分别用F M 、F N 表示．不计轨道电阻．以下叙述正确的是( )
A ．F M 向右
B ．F N 向左
C ．F M 逐渐增大
D ．F N 逐渐减小
16．BCD [解析] 根据安培定则可判断出，通电导线在M 区产生竖直向上的磁场，在N 区产生竖直向下的磁场．当导体棒匀速通过M 区时，由楞次定律可知导体棒受到的安培力向左．当导体棒匀速通过N 区时，由楞次定律可知导体棒受到的安培力也向左．选项B 正确．设导体棒的电阻为r ，轨道的宽度为L ，导体棒产生的感应电流为I ′，则导体棒受到
的安培力F 安＝BI ′L ＝B BLv R ＋r L ＝B 2L 2v R ＋r
，在导体棒从左到右匀速通过M 区时，磁场由弱到强，所以F M 逐渐增大；在导体棒从左到右匀速通过N 区时，磁场由强到弱，所以F N 逐渐减小．选
项C 、D 正确．
电磁感应与力和能量的综合
3. （2014·深圳一模） 图X22-3甲为列车运行的俯视图，列车首节车厢下面安装一块电磁铁，电磁铁产生垂直于地面的匀强磁场，列车经过放在铁轨间的线圈时，线圈产生的电脉冲信号传到控制中心，如图乙所示．则列车的运动情况可能是( )
图X22-3
A ．匀速运动
B ．匀加速运动
C ．匀减速运动
D ．变加速运动
3．C [解析] 当列车通过线圈时，线圈的左边或右边切割磁感线，由E ＝BLv 可得电动势的大小由速度v 决定，由图像可得线圈产生的感应电动势均匀减小，则列车做匀减速运动，选项C 正确．
8．（2014·广州一模）如图X22-9所示，匀强磁场垂直于铜环所在的平面，导体棒a 的一端固定在铜环的圆心O 处，另一端紧贴圆环，可绕O 匀速转动．通过电刷把铜环、环心与两块竖直平行金属板P 、Q 连接成如图所示的电路，R 1、R 2是定值电阻．带正电的小球通过绝缘细线挂在两板间的M 点，被拉起到水平位置；合上开关S ，无初速度释放小球，小
球沿圆弧经过M 点正下方的N 点到另一侧．已知磁感应强度为B ，a 的角速度为ω，长度为l ，电阻为r ，R 1＝R 2＝2r ，铜环的电阻不计，P 、Q 两板的间距为d ，小球的质量为m 、带电荷量为q ，重力加速度为g .求：
(1)a 匀速转动的方向；
(2)P 、Q 间电场强度E 的大小；
(3)小球通过N 点时对细线拉力F 的大小．
图X22-9
8. (1)导体棒a 沿顺时针方向转动 (2)Bωl 2
5d
(3)3mg －2Bqωl 2
5d
[解析] (1)依题意可知，P 板带正电，Q 板带负电．由右手定则可知，导体棒a 沿顺时针方向转动．
(2)导体棒a 转动切割磁感线，由法拉第电磁感应定律得电动势的大小
ε＝ΔΦΔt ＝12Bl 2ωΔt Δt ＝12
Bl 2ω 由闭合电路的欧姆定律有I ＝εR 1＋R 2＋r
由欧姆定律可知，PQ 间的电压U PQ ＝IR 2
故PQ 间匀强电场的电场强度E ＝U PQ d
由以上各式解得E ＝Bωl 2
5d
. (3)设细绳的长度为L ，小球到达N 点时速度为v ，由动能定理可得
mgL －EqL ＝12
mv 2 又F －mg ＝mv 2L
由以上各式解得F ＝3mg －2Bqωl 2
5d
. 2．（2014·广州四校联考）如图X23-2所示，金属棒ab 、cd 与足够长的水平光滑金属导轨垂直且接触良好，匀强磁场的方向竖直向下．则ab 棒在恒力F 作用下向右运动的过程中，有( )
图X23-2
A ．安培力对ab 棒做正功
B ．安培力对cd 棒做正功
C ．abdca 回路的磁通量先增加后减少
D ．F 做的功等于回路产生的总热量和系统动能的增量之和
2．BD [解析] ab 棒向右运动产生感应电流，电流通过cd 棒，cd 棒受向右的安培力作用随之向右运动．设ab 、cd 棒的速度分别为v 1、v 2，运动刚开始时，v 1>v 2，回路的电动势
E ＝BL （v 1－v 2）R
，电流为逆时针方向，ab 、cd 棒所受的安培力方向分别向左、向右，安培力分别对ab 、cd 棒做负功、正功，选项A 错误，选项B 正确；导体棒最后做加速度相同、速度不同的匀加速运动，且v 1>v 2，abdca 回路的磁通量一直增加，选项C 错误；对系统，由动能定理可知， F 做的功和安培力对系统做的功的代数和等于系统动能的增量，而安培力对系统做的功等于回路中产生的总热量，选项D 正确．
3. （2014·孝感模拟）如图X23-3所示，两根等高光滑的14
圆弧轨道半径为r 、间距为L ，轨道的电阻不计．在轨道的顶端连有阻值为R 的电阻，整个装置处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B .现有一根长度稍大于L 、电阻不计的金属棒从轨道的最低位置cd 开始，在拉力作用下以速度v 0向右沿轨道做匀速圆周运动至ab 处，则该过程中( )
图X23-3
A ．通过R 的电流方向为由内向外
B ．通过R 的电流方向为由外向内
C ．R 上产生的热量为πrB 2L 2v 04R
D ．通过R 的电荷量为πBLr 2R
3．BC [解析] 由右手定则可知，电流方向为逆时针方向，选项B 正确；通过R 的电
荷量q ＝ΔΦR ＝BLr R ，选项D 错误；金属棒产生的瞬时感应电动势E ＝BLv 0cos v 0r
t ，有效值E 有＝BLv 02
，R 上产生的热量Q ＝E 2有R t ＝B 2L 2v 202R ·πr 2v 0＝πrB 2L 2v 04R ，选项C 正确．
电磁感应综合
24．[2014·浙江卷] 某同学设计一个发电测速装置，工作原理如图所示．一个半径为R ＝0.1 m 的圆形金属导轨固定在竖直平面上，一根长为R 的金属棒OA ，A 端与导轨接触良
好，O 端固定在圆心处的转轴上．转轴的左端有一个半径为r ＝R 3
的圆盘，圆盘和金属棒能随转轴一起转动．圆盘上绕有不可伸长的细线，下端挂着一个质量为m ＝0.5 kg 的铝块．在金属导轨区域内存在垂直于导轨平面向右的匀强磁场，磁感应强度B ＝0.5 T ．a 点与导轨相连，b 点通过电刷与O 端相连．测量a 、b 两点间的电势差U 可算得铝块速度．铝块由静止释放，下落h ＝0.3 m 时，测得U ＝0.15 V ．(细线与圆盘间没有滑动，金属棒、导轨、导线及电刷的电阻均不计，重力加速度g 取10 m/s 2)
第24题图
(1)测U 时，与a 点相接的是电压表的“正极”还是“负极”？
(2)求此时铝块的速度大小；
(3)求此下落过程中铝块机械能的损失．
24．[答案] (1)正极 (2)2 m/s (3)0.5 J
[解析] 本题考查法拉第电磁感应定律、右手定则等知识和分析综合及建模能力．
(1)正极
(2)由电磁感应定律得U ＝E ＝ΔΦΔt
ΔΦ＝12BR 2Δθ U ＝12
BωR 2 v ＝rω＝13
ωR 所以v ＝2U 3BR
＝2 m/s (3)ΔE ＝mgh －12
mv 2 ΔE ＝0.5 J
25．[2014·新课标Ⅱ卷] 半径分别为r 和2r 的同心圆形导轨固定在同一水平面内，一长为r 、质量为m 且质量分布均匀的直导体棒AB 置于圆导轨上面，BA 的延长线通过圆导轨中心O ，装置的俯视图如图所示．整个装置位于一匀强磁场中，磁感应强度的大小为B ，方向竖直向下．在内圆导轨的C 点和外圆导轨的D 点之间接有一阻值为R 的电阻(图中未画出)．直导体棒在水平外力作用下以角速度ω绕O 逆时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触．设导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ，导体棒和导轨的电阻均可忽略．重力加速度大小g .求
(1)通过电阻R 的感应电流的方向和大小：
(2)外力的功率．
25. [答案] (1)从C 端流向D 端 3ωBr 2
2R
(2)32μmgωr ＋9ω2B 2r 4
4R
[解析] (1)在Δt 时间内，导体棒扫过的面积为
ΔS ＝12
ωΔt [(2r )2－r 2]① 根据法拉第电磁感应定律，导体棒上感应电动势的大小为
ε＝B ΔS Δt
② 根据右手定则，感应电流的方向是从B 端流向A 端．因此，通过电阻R 的感应电流的方向是从C 端流向D 端．由欧姆定律可知，通过电阻R 的感应电流的大小I 满足
I ＝εR
③ 联立①②③式得
I ＝3ωBr 2
2R
.④ (2)在竖直方向有
mg －2N ＝0⑤
式中，由于质量分布均匀，内、外圆导轨对导体棒的正压力大小相等，其值为N ，两导轨对运行的导体棒的滑动摩擦力均为
f ＝μN ⑥
在Δt 时间内，导体棒在内、外圆轨上扫过的弧长为
l 1＝rωΔt ⑦
和
l 2＝2rωΔt ⑧
克服摩擦力做的总功为
W f ＝f (l 1＋l 2)⑨
在Δt 时间内，消耗在电阻R 上的功为
W R ＝I 2R Δt ⑩
根据能量转化和守恒定律知，外力在Δt 时间内做的功为
W ＝W f ＋W R ○
11 外力的功率为
P ＝W Δt
○12 由④至12式得
P ＝32μmgωr ＋9ω2B 2r 4
4R
○13 33．[答案] (1)BCE
(2)(ⅰ)320 K (ⅱ)43
p 0 [解析] (1)悬浮在水中的花粉的布朗运动是花粉颗粒的无规律运动，反映了水分子的无规则运动，A 项错误；空中的小雨滴表面有张力，使小雨滴呈球形，B 项正确；液晶具有各向异性，利用这个特性可以制成彩色显示器，C 项正确；高原地区的气压低，因此水的沸点低，D 项错误；干湿泡温度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，主要是由于湿泡外纱
布中的水蒸发吸热，从而温度降低的缘故，E 正确．
(2)(i)活塞b 升至顶部的过程中，活塞a 不动，活塞a 、b 下方的氮气经历等压过程，设气缸容积为V 0，氮气初态体积为V 1，温度为T 1，末态体积为V 2，温度T 2，按题意，气缸B
的容积为V B 4
V 1＝34V 0＋12V 04＝78
V 0① V 2＝34V 0＋14
V 0＝V 0② V 1T 1＝V 2T 2
③ 由①②③式和题给数据得
T 2＝320 K ．④
(ii)活塞b 升至顶部后，由于继续缓慢加热，活塞a 开始向上移动，直到活塞上升的距
离是气缸高度的116
时，活塞a 上方的氧气经历等温过程，设氧气初态体积为V ′1，压强为p ′1，末态体积 V ′2，压强p ′2 ，由题给数据和玻意耳定律有
V ′1＝14V 0，p ′1＝p 0，V ′2＝316
V 0⑤ p ′1V ′1＝p ′2V ′2⑥
得p ′2＝43
p 0.⑦ 24．(20分)导体切割磁感线的运动可以从宏观和微观两个角度来认识．如图所示，固定于水平面的U 形导线框处于竖直向下的匀强磁场中，金属直导线MN 在与其垂直的水平恒力F 作用下，在导线框上以速度v 做匀速运动，速度v 与恒力F 方向相同；导线MN 始终与导线框形成闭合电路．已知导线MN 电阻为R ，其长度L 恰好等于平行轨道间距，磁场的磁感应强度为B .忽略摩擦阻力和导线框的电阻．
(1) 通过公式推导验证：在Δt 时间内，F 对导线MN 所做的功W 等于电路获得的电能W 电，也等于导线MN 中产生的热量Q;
(2)若导线MN 的质量m ＝8.0 g 、长度L ＝0.10 m ，感应电流I ＝1.0 A ，假设一个原子贡献一个自由电子，计算导线MN 中电子沿导线长度方向定向移动的平均速率v e (下表中列出一些你可能会用到的数据)；
(3)经典物理学认为，金属的电阻源于定向运动的自由电子和金属离子(即金属原子失去电子后的剩余部分)的碰撞．展开你想象的翅膀，给出一个合理的自由电子的运动模型；在此基础上，求出导线MN 中金属离子对一个自由电子沿导线长度方向的平均作用力f 的表达式．
5．(2014·襄阳模拟)在如图X23-5所示的倾角为θ的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度大小均为B 的匀强磁场，区域Ⅰ的磁场方向垂直于斜面向上，区域Ⅱ的磁场方向垂直于斜面向下，磁场的宽度均为L .一个质量为m 、电阻为R 、边长也为L 的正方形导线框由静止开始沿斜面下滑，当ab 边刚越过GH 进入磁场区域Ⅰ时，恰好以速度v 1做匀速直线运动；当ab 边下滑到JP 与MN 的中间位置时，又恰好以速度v 2做匀速直线运动，ab 从进入GH 到运动至MN 与JP 的中间位置的过程中的，线框动能的变化量为ΔE k ，重力对线框做的功为W 1，安培力对线框做的功为W 2，下列说法中正确的有( )
图X23-5
A ．在下滑过程中，由于重力做正功，所以有v 2＞v 1
B ．ab 从进入GH 到运动至MN 与JP 的中间位置的过程中机械能守恒
C ．ab 从进入GH 到运动至MN 与JP 的中间位置的过程中，有(W 1－ΔE k )的机械能转化为电能
D ．ab 从进入GH 到运动至MN 与JP 的中间位置的过程中，线框动能的变化量Δ
E k ＝W 1－W 2
5．CD [解析] 根据平衡条件，线框第一次做匀速运动时有mg sin θ＝B 2L 2v 1R
，第二次做匀速运动时有mg sin θ＝4B 2L 2v 2R
，则v 2 －ΔE k ，选项C 正确． 6．(2014·江西九校联考)如图X23-6所示，空间存在一个有边界的条形匀强磁场区域，磁场方向与竖直平面(纸面)垂直，磁场的宽度为l .一个质量为m 、边长也为l 的正方形导线框沿竖直方向运动，线框所在的平面始终与磁场方向垂直，且线框上、下边始终与磁场的边界平行．t ＝0时刻导线框的上边恰好与磁场的下边界重合(图中位置I)，导线框的速度为v 0，经历一段时间后，当导线框的下边恰好与磁场的上边界重合时(图中位置Ⅱ)，导线框的速度刚好为零，此后，导线框下落，经过一段时间回到初始位置I(不计空气阻力)．则( ) 图X23-6 A ．上升过程中，导线框的加速度逐渐减小 B ．上升过程中，导线框克服重力做功的平均功率小于下降过程中重力做功的平均功率 C ．上升过程中线框产生的热量比下降过程中线框产生的热量多 D ．上升过程中合力做的功与下降过程中合力做的功相等 6．AC [解析] 上升过程中，导线框的加速度a 1＝mg ＋B 2l 2v R m 随速度v 的减小而减小，选项A 正确；下降过程中，导线框的加速度a 2＝mg －B 2l 2v R m 随速度v 的增大而减小，平均加速度a 1＞a 2，由x ＝12at 2可知上升的时间短，由P ＝mgh t 知，上升时重力做功的平均功率大，选项B 错误；由于安培力做负功，导线框在下降过程的速度小于同一高度上升时的速度，对全程应用动能定理，上升过程中合力做的功大于下降过程中合力做的功，选项D 错误；在下降过程中的安培力小于同一高度上升时的安培力，上升过程克服安培力做的功多，选项C 正确． 4．（2014·湖南四校联考）如图G8-5甲所示，在竖直平面内有四条间距相等的水平虚线L 1、L 2、L 3、L 4，在L 1与L 2、L 3与L 4之间均存在着匀强磁场，磁感应强度的大小为1 T ，方向垂直于竖直平面向里．现有一矩形线圈abcd ，宽度cd ＝L ＝0.5 m ，质量为0.1 kg ，电阻为2 Ω，将其从图示位置(cd 边与L 1重合)由静止释放，速度随时间变化的图像如图乙所示，t 1 时刻cd 边与L 2重合，t 2时刻ab 边与L 3重合，t 3时刻ab 边与L 4重合，t 2～t 3之间的图线为与t 轴平行的直线，t 1～t 2之间和t 3之后的图线均为倾斜直线，已知t 1～t 2的时间间隔为0.6 s ，整个运动过程中线圈始终位于竖直平面内．(重力加速度g 取10 m/s 2)则( ) 图G8-5 A ．在0～t 1时间内，通过线圈的电荷量为2.5 C B ．线圈匀速运动的速度为8 m/s C ．线圈的长度ad ＝1 m D ．0～t 3时间内，线圈产生的热量为4.2 J 4．B [解析] t 2～t 3时间内，线圈做匀速直线运动，而E ＝BLv 2，F ＝BEL R ，F ＝mg ，解得v 2＝mgR B 2L 2＝8 m/s ，选项B 正确；线圈在cd 边与L 2重合到ab 边与L 3重合的过程中一直做匀加速运动，则ab 边刚进磁场时，cd 边也刚进磁场，设磁场宽度为d ，则3d ＝v 2t －12 gt 2，解得d ＝1 m ，则ad 边的长度为2 m ，选项C 错误；在0～t 3时间内，由能量守恒定律，有 Q ＝5mgd －12mv 22＝1.8 J ，选项D 错误；在0～t 1时间内，通过线圈的电荷量q ＝ΔΦR ＝BLd R ＝0.25 C ，选项A 错误． 5．（2014·青岛质检）如图G8-6所示，光滑斜面PMNQ 的倾角为θ，斜面上放有矩形导体线框abcd ，其中ab 边的长度为l 1，bc 边的长度为l 2，线框的质量为m ，电阻为R .有界匀强磁场的磁感应强度为B ，方向垂直于斜面向上，ef 为磁场的边界，且ef ∥MN .线框在恒力F 作用下从静止开始运动，其ab 边始终保持与底边MN 平行，F 沿斜面向上且与斜面平行．已知线框刚进入磁场时做匀速运动，则下列判断正确的是( ) 图G8-6 A ．线框进入磁场前的加速度为F －mg sin θm B ．线框进入磁场时的速度为（F －mg sin θ）R B 2l 21 C ．线框进入磁场时有a →b →c →d →a 方向的感应电流 D ．线框进入磁场的过程中产生的热量为(F －mg sin θ)l 1 5. ABC [解析] 线框进入磁场前做匀加速直线运动，由牛顿第二定律得加速度a ＝F －mg sin θm ，选项A 正确；线框刚进入磁场时做匀速运动，由平衡条件得mg sin θ＋B 2l 21v R ＝F ，则速度v ＝（F －mg sin θ）R B 2l 21 ，选项B 正确；线框进入磁场时，磁通量增大，由楞次定律可知，有a →b →c →d →a 方向的感应电流，选项C 正确；线框进入磁场的过程中产生的热量等于安培力做的功，则Q ＝(F －mg sin θ)l 2，选项D 错误． 电磁感应综合问题 电磁感应综合问题，涉及力学知识（如牛顿运动定律、功、动能定 理、动量和能量守恒定律等）、电学知识（如电磁感应定律、楞次定律、 直流电路知识、磁场知识等）等多个知识点，其具体应用可分为以下 两个方面： （1）受力情况、运动情况的动态分析。思考方向是：导体受力运动产生感应电动势→感应电流→通电导体受安培力→合外力变化→加速度变化→速度变化→感应电动势变化→……，周而复始，循环结束时，加速度等于零，导体达到稳定运动状态。要画好受力图，抓住a=0时，速度v达最大值的特点。 （2）功能分析，电磁感应过程往往涉及多种能量形势的转化。例 如：如图所示中的金属棒ab沿导轨由静止下滑时，重力势能减小，一 部分用来克服安培力做功转化为感应电流的电能，最终在 R上转转化为焦耳热，另一部分转化为金属棒的动能．若 导轨足够长，棒最终达到稳定状态为匀速运动时，重力势 能用来克服安培力做功转化为感应电流的电能，因此，从 功和能的观点人手，分析清楚电磁感应过程中能量转化的关系，往往 是解决电磁感应问题的重要途径． 【例1】如图1所示，矩形裸导线框长边的长度为2l，短边的长度 为l，在两个短边上均接有电阻R，其余部分电阻不计，导线框一长边 及x 轴重合，左边的坐标x=0，线框内有一垂直于线框平面的磁场，磁场的感应强度满足关系)sin(l x B B 20π=。一光滑导体棒AB 及短边平行且 及长边接触良好，电阻也是R ，开始时导体棒处于x=0处，从t=0时刻起，导体棒AB 在沿x 方向的力F 作用下做速度为v 的匀速运动，求： （1）导体棒AB 从x=0到x=2l 的过程中力F 随时间t 变化的规律； （2）导体棒AB 从x=0到x=2l 的过程中回路产生的热量。 答案：（1）)()(sin v l t R l vt v l B F 203222220≤≤=π （2）R v l B Q 32320= 【例2】 如图2所示，两条互相平行的光滑金属导 轨位于水平面内，它们之间的距离为l =0.2m ，在导轨的一端接有阻值为R=0.5Ω的电阻，在x ≥0处有一及水平面垂直的均匀磁场，磁感强度B=0.5T 。一质量为m=01kg 的金属杆垂直放置在导轨上，并以v 0=2m/s 的初速度进入磁场，在安培力和一垂直于杆的水平外力F 的共同作用下作匀变速直线运动，加速度大小为a=2m/s 2，方向及初速度方向相反，设导轨和金属杆的电阻都可以忽略，且接触良好。求： （1）电流为零时金属杆所处的位置； （2）电流为最大值的一半时施加在金属杆上外力F 的大小和方向； （3）保持其他条件不变，而初速度v 0取不同值，求开始时F 的方 《电磁感应》高考试题回顾 1.第一个发现电磁感应现象的科学家是: A.奥斯特 B.库仑 C.法拉第 D.安培 2.如图所示，一均匀的扁平条形磁铁与一圆线圈同在一平面内，磁铁中央与圆心O重合．为 了在磁铁开始运动时在线圈中得到一方向如图所示的感应电流i，磁铁的运动方式应为： A.N极向纸内，S极向纸外，使磁铁绕O点转动 B.N极向纸外，S极向纸内，使磁铁绕O点转动 C.使磁铁沿垂直于线圈平面的方向向纸外做平动 D.使磁铁沿垂直于线圈平面的方向向纸内做平动 E.使磁铁在线圈平面内绕O点沿顺时针方向转动 F.使磁铁在线圈平面内绕O点沿逆时针方向转动 3.如图所示，一无限长直导线通有电流I，有一矩形线圈与其共面．当电流I 减小时，矩形线圈将： A.向左平动 B.向右平动 C.静止不动 D.发生转动 4.如图所示，有一固定的超导体圆环，在其右侧放着一条形磁铁，此时圆环中没有电流．当 把磁铁向右方移动时，由于电磁感应，在超导体圆环中产生了一定电流： A.该电流的方向如图中箭头所示．磁铁移走后，这电流很快消 失 B.该电流的方向如图中箭头所示．磁铁移走后，这电流继续维 持 C.该电流的方向与图中箭头方向相反．磁铁移走后，电流很快 消失 D.该电流的方向与图中箭头方向相反．磁铁移走后，电流继续维持 5.如图所示，在水平放置的光滑绝缘杆ab上，挂有两个金属环M和N．两环套在一个通 电密绕长螺线管的中部，螺线管中部区域的管外磁场可以 忽略．当变阻器的滑动触头向左移动时，两环将怎样运 动？ A.两环一起向左运动 B.两环一起向右运动 C.两环互相靠近 D.两环互相离开 6.如图所示，金属圆环放在匀强磁场中，将它从磁场中匀速拉出，下 列哪个说法是正确的？ A.向左拉出和向右拉出，其感应电流方向相反 B.不管向什么方向拉出，环中感应电流方向总是顺时针的 C.不管向什么方向拉出，环中感应电流方向总是逆时针的 D.在此过程中，感应电流大小不变 7.恒定的匀强磁场中有一圆形的闭合导体线圈，线圈平面垂直于磁场方向．当线圈在此 磁场中做下列哪种运动时，线圈中能产生感应电流？ A.线圈沿自身所在的平面做匀速运动 B.线圈沿自身所在的平面做加速运动 C.线圈绕任意一条直径做匀速转动 D.线圈绕任意一条直径做变速转动 8.M和N是绕在一个环形铁心上的两个线圈，绕法和线路如图所 示．现将开关K从a处断开，然后合向b处．在此过程中，通过电 阻R2的电流方向是： A.先由c流向d，后又由c流向d B.先由c流向d，后由d流向c C.先由d流向c，后又由d流向c D.先由d流向c，后由c流向d 9.如图所示，A、B为两个相同的环形线圈，共轴并靠近放置．A线圈中通有如图(a)所示 的交流电i，则： A.在t1到t2时间内A、B两线圈相吸 B.在t2到t3时间内A、B两线圈相斥 C.t1时刻两线圈间作用力为零 D.t2时刻两线圈间作用力最大 10.如图所示，一个N极朝下的条形磁铁竖直下落，恰能穿过水平放置的固定 小方形导线框 A.磁铁经过图中位置⑴时，线框中感应电流沿abcd方向，经过位置⑵时， 沿adcb方向 B.磁铁笋过⑴时，感应电流沿adcb方向，经过⑵时沿abcd方向 C.磁铁经过⑴和⑵时，感应电流都沿adcb方向 D.磁铁经过⑴和⑵时，感应电流都沿abcd方向 11.一平面线圈用细杆悬于P点，开始时细杆处于水平位置，释放后让它在如图所示的匀强 磁场中运动．已知线圈平面始终与纸面垂直，当线圈第一次通过位置I和位置Ⅱ时，顺着磁场的方向看去，线圈中感应电流的方向分别为： A.逆时针方向逆时针方向 B.逆时针方向顺时针方向 C.顺时针方向顺时针方向 专题训练电磁感应（三）力学综合 1．如图所示，平行金属导轨与水平面成θ角，导轨与固定电阻R1和R2相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面．有一导体棒ab，质量为m，导体棒的电阻与固定电阻R1和R2的阻值均相等，与导轨之间的动摩擦因数为μ，导体棒ab沿导 轨向上滑动，当上滑的速度为v时，受到安培力的大小 为F．此时（BCD ） A．电阻R1消耗的热功率为Fv／3 B．电阻R2消耗的热功率为Fv／6 C．整个装置因摩擦而消耗的热功率为μmgv cosθ D．整个装置消耗的机械功率为（F＋μmg cosθ）v 2．如图所示，足够长的导轨框abcd固定在竖直平面，bc段电阻为R， 其它电阻不计，ef是一电阻不计的水平放置的质量为m的导体杆， 杆的两端分别与ab、cd接触良好，又能沿框架无摩擦地下滑，整个 装置放在与框架平面垂直的匀强磁场中，当ef从静止开始下滑，经 过一段时间后，闭合开关S，则在闭合开关S后( A ) A．ef加速度的数值有可能大于重力加速度 B．如果改变开关闭合的时刻，ef先后两次获得的最大速度一定相同 （有一种是加速度减小的减速 运动，最大速度是闭合开关瞬间） C．如果ef最终做匀速运动，这时电路消耗的电功率也因开关闭合时 刻的不同而不同 D．ef两次下滑过程中，系统机械能的改变量等于电路消耗的电能与转化的能之和3．如图所示，接有灯泡L的平行金属导轨水平放置在匀强磁 场中，一导体杆与两导轨良好接触并做往复运动，其运动 情况与弹簧振子做简谐运动的情况相同．图中O位置对 应于弹簧振子的平衡位置，P、Q两位置对应于弹簧振子 的最大位移处．若两导轨的电阻不计，则( D ) A．杆由O到P的过程中，电路中电流变大 B．杆由P到Q的过程中，电路中电流一直变大 C．杆通过O处时，电路中电流方向将发生改变 D．杆通过O处时，电路中电流最大 4．如图所示，两根光滑的金属导轨，平行放置在倾角为θ的斜面上，导轨的左端接有电阻R，导轨的电阻可忽略不计。斜面处在一匀强磁场中，磁场方 向垂直于斜面向上。质量为m、电阻可不计的金属棒ab，在沿着斜面与棒垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上滑，并上升h 高度。在这过程中( AD ) A．作用在金属棒上的各个力的合力所做的功等于零 B．作用在金属棒上的各个力的合力所做的功等于mgh与电阻R上发出的焦耳热之和 C．恒力F与安培力的合力所做的功等于零 D．恒力F与重力的合力所做的功等于电阻R上发出的焦耳热 B F R a b h θ a b d c e f R S 2006年高考 电磁感应 1.[重庆卷.21] 两根相距为L 的足够长的金属直角导轨如题21图所示放置，它们各有一边在同一水平 面内，另一边垂直于水平面。质量均为m 的金属细杆ab 、cd 与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数为μ，导轨电阻不计，回路总电阻为2R 。整个装置处于磁感应强度大小为B ，方向竖直向上的匀强磁场中。当ab 杆在平行于水平导轨的拉力F 作用下以速度V 1沿导轨匀速运动时，cd 杆也正好以速率向下V 2匀速运动。重力加速度为g 。以下说法正确的是 A ．ab 杆所受拉力F 的大小为μmg ＋221 2B L V R B ．cd 杆所受摩擦力为零 C . 回路中的电流强度为 12() 2BL V V R D ．μ与大小的关系为μ＝221 2Rmg B L V 2.[全国卷II .20] 如图所示，位于同一水平面内的、两根平行的 光滑金属导轨，处在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨所在 平面，导轨的一端与一电阻相连；具有一定质量的金属杆ab 放在导轨上并与导轨垂直。现用一平行于导轨的恒力F 拉杆ab ，使它由静止开始向右运动。杆和导轨的电阻、感应电流产生的磁场均可不计。用E 表示回路中的感应电动势，i 表示回路中的感应电流，在i 随时间增大的过程中，电阻消耗的功率等于 A ．F 的功率 B ．安培力的功率的绝对值 C ．F 与安培力的合力的功率 D ．iE 3.[上海物理卷.12] 如图所示，平行金属导轨与水平面成θ角，导轨与固定电阻R 1和R 2相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面．有一导体棒ab ，质量为m ，导体棒的电阻与固定电阻R 1和R 2的阻值均相等，与导轨之间的动摩擦因数为μ，导体棒ab 沿导轨向上滑动，当上滑的速度为v 时，受到安培力的大小为F ．此时 （A ）电阻R 1消耗的热功率为Fv ／3． （B ）电阻 R 。消耗的热功率为 Fv ／6． （C ）整个装置因摩擦而消耗的热功率为μmgvcosθ． （D ）整个装置消耗的机械功率为（F ＋μmgcosθ）v· 4、[天津卷.20] 在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，规定线圈中感应电流的正方向如图1所示，当磁场的磁感应强度B 随时间t 如图2变化时，图3中正确表示线圈 感应电动势E 变化的是 图1 图2 电磁感应三十道新题(附答案) 一．解答题（共30小题） 1．如图所示，MN和PQ是平行、光滑、间距L=0.1m、足够长且不计电阻的两根竖直固定金属杆，其最上端通过电阻R相连接，R=0.5Ω．R两端通过导线与平行板电容器连接，电容器上下两板距离d=lm．在R下方一定距离有方向相反、无缝对接的两个沿水平方向的匀强磁场区域I和Ⅱ，磁感应强度均为B=2T，其中区域I的高度差h1=3m，区域Ⅱ的高度差h2=lm．现将一阻值r=0.5Ω、长l=0．lm的金属棒a紧贴MN和PQ，从距离区域I上边缘h=5m处由静止释放；a进入区域I后即刻做匀速直线运动，在a进入区域I的同时，从紧贴电容器下板中心处由静止释放 一带正电微粒A．微粒的比荷=20C/kg，重力加速度g=10m/s2．求 （1）金属棒a的质量M； （2）在a穿越磁场的整个过程中，微粒发生的位移大小x； （不考虑电容器充、放电对电路的影响及充、放电时间） 2．如图（甲）所示，MN、PQ为水平放置的足够长的平行光滑导轨，导轨间距L为0.5m，导轨左端连接一个阻值为2Ω的定值电阻R，将一根质量为0.2kg的金属棒cd垂直放置在导轨上，且与导轨接触良好，金属棒cd的电阻r=2Ω，导轨电阻不计，整个装置处于垂直导轨平面向下的匀强磁场中，磁感应强度B=2T．若棒以1m/s的初速度向右运动，同时对棒施加水平向右的拉力F作用，并保持拉力的功率恒为4W，从此时开始计时，经过2s金属棒的速度稳定不变，图（乙）为安培力与时间的关系图象．试求： （1）金属棒的最大速度； （2）金属棒的速度为3m/s时的加速度； （3）求从开始计时起2s内电阻R上产生的电热． 1、（2011上海(14 分)电阻可忽略的光滑平行金属导轨长S=1.15m ，两导轨间距L =0.75 m ，导轨倾角为30°，导轨上端ab 接一阻值R=1.5Ω的电阻，磁感应强度B=0.8T 的匀强磁场垂直轨道平面向上。阻值r=0.5Ω，质量m=0.2kg 的金属棒与轨道垂直且接触良好，从轨道上端ab 处由静止开始下滑至底端，在此过程中金属棒产生的焦耳热0.1r Q J =。(取 210/g m s =)求：(1)金属棒在此过程中克服安培力的功W 安；(2)金属棒下滑速度2/v m s =时的加速度a ．3)为求金 属棒下滑的最大速度m v ，有同学解答如下由动能定理21 -=2 m W W mv 重安，……。由此所得结果是否正确？若正确，说明理由并完成本小题；若不正确，给出正确的解答。 2、(2011重庆第).（16分）有人设计了一种可测速的跑步机，测速原理如题23图所示，该机底面固定有间距为L 、长度为d 的平行金属电极。电极间充满磁感应强度为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场，且接有电压表和电阻R ,绝缘橡胶带上镀有间距为d 的平行细金属条，磁场中始终仅有一根金属条，且与电极接触良好，不计金属电阻，若橡胶带匀速运动时，电压表读数为U ,求： （1）橡胶带匀速运动的速率；（2）电阻R 消耗的电功率；（3）一根金属条每次经过磁场区域克服安培力做的功。 3、（2010年江苏）．（15分）如图所示，两足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距为L ，一理想电流表与两导轨相连，匀强磁场与导轨平面垂直．一质量为m 、有效电阻为R 的导体棒在距磁场上边界h 处静止释放．导体棒进入磁场后，流 高三第二轮物理专题复习学案 ——电磁感应中的力学问题 电磁感应中中学物理的一个重要“节点”，不少问题涉及到力和运动、动量和能量、电路和安培力等多方面的知识，综合性强，也是高考的重点和难点，往往是以“压轴题”形式出现．因此，在二轮复习中，要综合运用前面各章知识处理问题，提高分析问题、解决问题的能力． 本学案以高考题入手，通过对例题分析探究，让学生感知高考命题的意图，剖析学生分析问题的思路，培养能力． 例1.【2003年高考江苏】如右图所示，两根平行金属导P、Q用电阻可忽略的导线相连，两导轨间的距离=0.20 m．有随时间变化的匀强磁场垂直于桌面，已知B与时间t的关系为B=kt，比例系数k020 T／s．一电阻不计的金属杆可在导轨上无摩擦地滑t=0时刻，m的电阻为r10Ω／m，导轨的P、Q端，在外力作用下，杆恒定的加速度t＝6.0 s时金属 [解题思路] 以示金属杆运动的加速度，在L＝at2 此时杆的速度vat 这时，杆与导轨构成的回路的面积S=L回路中的感应电动势ES＋Blv 而 回路的总 R＝2Lr0 回路中的感应电流， 作用于杆的安培力FBlI 解得代入数据为F1.44×10-3N 例2． (2000年高考试)如右图所示，一对平行光滑RL＝0.20 m，电阻R1.0 Ω；有一导体杆静止地放在轨道上，与两轨道垂直，B＝0.50T的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道面向下．F沿轨道方向拉杆，使之做匀加速运动．测F与时间 t的关系如下图所示．求杆的质量m和a． 解析：导体杆在轨道上做匀加速直线运t表示时间，则有at ① 杆切割磁感线，将产生感应电动势EBLv ② 在杆、轨道和电阻的闭合回路中产生电流I=E/R 杆受到的安培力为F安=IBL ⑥ 由图线上各点代入⑥式，可解得 a＝10m/s2，m＝0.1kg 例3． (2003年高考新课程理综)两根平行的B＝0.05T的匀强磁场与导轨所在平面垂直，导轨的电阻很小，可忽略不计．导轨间的距离l＝0.20 m．两根质量均为m10 kg的平行金属杆甲、乙可R＝0.50Ω．在t时刻，两杆都处于静止20 N的恒力F作用t＝5.0s，金属杆甲的加速度为a＝1.37 m／s，问此时两金属杆的? 本题综合了法拉第电磁感应定律、安 设任一时刻t，两金属杆甲、乙之间x，速度分别为l和2，经过很短的时间△t，1△t，杆乙移动距离t，回路面积改变 S＝[(x一2△t)+ν1△t]l—lχ＝(ν1-ν2) △t 由法拉第电磁感应定律，回路中的感应电动势 B△S/△t＝Bι(νl一2) 回路中的电流 ／2 R 杆甲的运动方程 F—Bi＝ma 由于作用于杆甲和杆乙的安培力总是大小相等、方向相反，所以两杆的动量(时为)等于外力F的冲量． mνl＋mν2 联立以 ν1＝[Ft/m＋2R(F一)／B22]／2 2＝[Ft／m一2(F一)／B22]／2 代入数据得移l＝8.15 m／s，2＝1.85 m／s ．如图l，ab和cd是位于水平面内的平行金属轨道，其电阻可忽略不计．af之间连接一阻值为Ref为一垂直于ab和cd的金属杆，它与ab和cd接触良好并可沿轨道方向无摩擦地滑动．ef长为，B，当施外力使杆ef以v向右匀速运动时，杆ef所受的安培力为( )． 图1 图2 2、如图所示·两条水平虚线之间有垂直于纸面向里、宽度为d、磁感应强度为B的匀强磁场．质量为m、电阻为R的正方形线圈边长为L(L 1、（2011(14 分)电阻可忽略的光滑平行金属导轨长S=1.15m ，两导轨间距L =0.75 m ，导轨倾角为30°，导轨上端ab 接一阻值R=1.5Ω的电阻，磁感应强度B=0.8T 的匀强磁场垂直轨道平面向上。阻值r=0.5Ω，质量m=0.2kg 的金属棒与轨道垂直且接触良好，从轨道上端ab 处由静止开始下滑至底端，在此过程中金属棒产生的焦耳热0.1r Q J =。(取 210/g m s =)求：(1)金属棒在此过程中克服安培力的功W 安；(2)金属棒下滑速度2/v m s =时的加速度a ．3)为求金 属棒下滑的最大速度m v ，有同学解答如下由动能定理21 -=2 m W W mv 重安，……。由此所得结果是否正确？若正确，说明理由并完成本小题；若不正确，给出正确的解答。 2、(2011第).（16分）有人设计了一种可测速的跑步机，测速原理如题23图所示，该机底面固定有间距为L 、长度为d 的平行金属电极。电极间充满磁感应强度为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场，且接有电压表和电阻R ,绝缘橡胶带上镀有间距为d 的平行细金属条，磁场中始终仅有一根金属条，且与电极接触良好，不计金属电阻，若橡胶带匀速运动时，电压表读数为U ,求： （1）橡胶带匀速运动的速率；（2）电阻R 消耗的电功率；（3）一根金属条每次经过磁场区域克服安培力做的功。 3、（2010年）．（15分）如图所示，两足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距为L ，一理想电流表与两导轨相连，匀强 磁场与导轨平面垂直．一质量为m、有效电阻为R的导体棒在距磁场上边界h处静止释放．导体棒进入磁场后，流经电流表的电流逐渐减小，最终稳定为I．整个运动过程中，导体棒与导轨接触良好，且始终保持水平，不计导轨的电阻．求：（1）磁感应强度的大小B； （2）电流稳定后，导体棒运动速度的大小v； （3）流以电流表电流的最大值I m． 4、（2010）（19）如图所示，两条平行的光滑金属导轨固定在倾角为θ的绝缘斜面上，导轨上端连接一个定值电阻。导体棒a和b放在导轨上，与导轨垂直并良好接触。斜面上水平虚线PQ以下区域，存在着垂直穿过斜面向上的匀强磁场。现对a棒施以平行导轨斜向上的拉力，使它沿导轨匀速向上运动，此时放在导轨下端的b棒恰好静止。当a棒运动到磁场的上边界PQ处时，撤去拉力，a棒将继续沿导轨向上运动一小段距离后再向选滑动，此时b棒已滑离导轨。当a 棒再次滑回到磁场边界PQ处时，又恰能沿导轨匀速向下运动。已知a棒、b棒和定值电阻的阻值均为R,b棒的质量为m，重力加速度为g，导轨电阻不计。求 （1）a棒在磁场中沿导轨向上运动的过程中，a棒中的电流强度I，与定值电阻R中的电流强度I R之比； （2）a棒质量m a; （3）a棒在磁场中沿导轨向上运动时所受的拉力F。 5、(2011).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，在水平面a1b1b2a2区域和倾 37的斜面c1b1b2c2区域分别有磁感应强度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。角θ=? 电阻R=0.3Ω、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 电磁感应综合练习题（基本题型） 一、选择题： 1．下面说法正确的是 （ ） A ．自感电动势总是阻碍电路中原来电流增加 B ．自感电动势总是阻碍电路中原来电流变化 C ．电路中的电流越大，自感电动势越大 D ．电路中的电流变化量越大，自感电动势越大 【答案】B 2．如图9-1所示，M 1N 1与M 2N 2是位于同一水平面内的两条平行金属导轨，导轨间距为L 磁感应强度为B 的匀强磁场与导轨所 在平面垂直，ab 与ef 为两根金属杆，与导轨垂直且可在导轨上滑 动，金属杆ab 上有一伏特表，除伏特表外，其他部分电阻可以不计，则下列说法正确的是 （ ） A ．若ab 固定ef 以速度v 滑动时，伏特表读数为BLv B ．若ab 固定ef 以速度v 滑动时，ef 两点间电压为零 C ．当两杆以相同的速度v 同向滑动时，伏特表读数为零 D ．当两杆以相同的速度v 同向滑动时，伏特表读数为2BLv 【答案】AC 3．如图9-2所示，匀强磁场存在于虚线框内，矩形线圈竖直下落。 如果线圈中受到的磁场力总小于其重力，则它在1、2、3、4位置 时的加速度关系为 （ ） A ．a 1＞a 2＞a 3＞a 4 B ．a 1 = a 2 = a 3 = a 4 C ．a 1 = a 2＞a 3＞a 4 D ．a 4 = a 2＞a 3＞a 1 【答案】C 4．如图9-3所示，通电螺线管两侧各悬挂一个小铜环，铜环平面与螺线管截面平行，当电键S 接通一瞬间，两铜环的运动情况是（ ） A ．同时向两侧推开 B ．同时向螺线管靠拢 C ．一个被推开，一个被吸引，但因电源正负极未知，无法具体判断 D ．同时被推开或同时向螺线管靠拢，但因电源正负极未知，无法具体判断 【答案】 A 图9-2 图9-3 图9-4 图9-1 1994-2013年电磁感应高考试题 1（94）.图19-5中A是一边长为l的方形线框,电阻为R.今维持线框以恒定的速度v沿x轴运动,并穿过图中所示的匀强磁场B区域.若以x轴正方向作为力的正方向,线框在图示位置的时刻作为时间的零点,则磁场对线框的作用力F随时间t的变化图线为图19-6中的图 1. (95)两根相距d=0.20米的平行金属长导轨固定在同一水平面内,并处于竖直方向的匀强磁场中,磁场的 磁感应强度B=0.2特,导轨上面横放着两条金属细杆,构成矩形回路,每条金属细杆的电阻为r=0.25欧,回 路中其余部分的电阻可不计.已知两金属细杆在平行于导轨的拉力的作用下沿导轨朝相反方向匀速平移, 速度大小都是v=5.0米/秒,如图13所示.不计导轨上的摩擦. (1)求作用于每条金属细杆的拉力的大小. (2)求两金属细杆在间距增加0.40米的滑动过程中共产生的热量. 2. (96)一平面线圈用细杆悬于P点，开始时细杆处于水平位置，释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动。已知线圈平面始终与纸面垂直，当线圈第一次通过位置Ⅰ和位置Ⅱ时，顺着磁场的方向看去，线圈中感应电流的方向分别为( )。 位置Ⅰ位置Ⅱ (A)逆时针方向逆时针方向 (B)逆时针方向顺时针方向 (C)顺时针方向顺时针方向 (D)顺时针方向逆时针方向 3. (96)右图中abcd为一边长为l、具有质量的刚性导线框，位于水平面内，bc边中串接有电阻R，导线的电阻不计。虚线表示一匀强磁场区域的边界，它与线框的ab边平行。磁场区域的宽度为2l，磁感应强度为B，方向竖直向下。线框在一垂直于ab边的水平恒定拉力作用下，沿光滑水平面运动，直到通过磁场区域。已知ab边刚进入磁场时，线框便变为匀速运动，此时通过电阻R的电流的大小为i0，试在右图的i－x坐标上定性画出:从导线框刚进入磁场到完全离开磁场的过程中，流过电阻R的电流i的大小随ab边的位置坐标x变化的曲线。 电磁感应中的动力学和能量问题（计算题专练） 1、如图所示，在倾角θ＝37°的光滑斜面上存在一垂直斜面向上的匀强磁场区域MNPQ，磁感应强度B的大小为5 T，磁场宽度d＝0.55 m，有一边长L＝0.4 m、质量m1＝0.6 kg、电阻R＝2 Ω的正方形均匀导体线框abcd通过一轻质细线跨过光滑的定滑轮与一质量为m2＝0.4 kg的物体相连，物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.4，将线框从图示位置由静止释放，物体到定滑轮的距离足够长．(取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)求： (1)线框abcd还未进入磁场的运动过程中，细线中的拉力为多少？ (2)当ab边刚进入磁场时，线框恰好做匀速直线运动，求线框刚释放时ab边距磁场MN边界的距离x多大？ (3)在(2)问中的条件下，若cd边恰离开磁场边界PQ时，速度大小为2 m/s，求整个运动过程中ab边产生的热量为多少？ 解析(1)m1、m2运动过程中，以整体法有 m1g sin θ－μm2g＝(m1＋m2)a a＝2 m/s2 以m2为研究对象有F T－μm2g＝m2a(或以m1为研究对象有m1g sin θ－F T＝m1a) F T＝2.4 N (2)线框进入磁场恰好做匀速直线运动，以整体法有 m1g sin θ－μm2g－B2L2v R ＝0 v＝1 m/s ab到MN前线框做匀加速运动，有 v2＝2ax x＝0.25 m (3)线框从开始运动到cd边恰离开磁场边界PQ时： m1g sin θ(x＋d＋L)－μm2g(x＋d＋L)＝1 2 (m1＋m2)v21＋Q 解得：Q＝0.4 J 所以Q ab＝1 4 Q＝0.1 J 答案(1)2.4 N (2)0.25 m (3)0.1 J 2、如图所示，足够长的金属导轨MN、PQ平行放置，间距为L，与水平面成θ角，导轨与定值电阻R1和R2相连，且R1＝R2＝R，R1支路串联开关S，原来S闭合．匀强磁场垂直导轨平面向上，有一质量为m、有效电阻也为R的导体棒ab与导轨垂直放置，它与导轨粗糙接触且始终接触良好．现将导体棒ab从静止释放，沿导轨下滑，当导体棒运动达到稳定状 态时速率为v，此时整个电路消耗的电功率为重力功率的3 4 .已知 重力加速度为g，导轨电阻不计，求： (1)匀强磁场的磁感应强度B的大小和达到稳定状态后导体棒ab 中的电流强度I； (2)如果导体棒ab从静止释放沿导轨下滑x距离后达到稳定状态，这一过程回路中产生的电热是多少？ (3)导体棒ab达到稳定状态后，断开开关S，从这时开始导体棒ab下滑一段距离后，通过导 专题十 电磁感应高考真题汇编（学生版） 1.(单选)(2017?新课标Ⅰ卷T18)扫描对到显微镜(STM)可用来探测样品表面原子尺寸上的形貌．为了有效隔离外界振动对STM 的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小振动，如图所示，无扰动时，按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场；出现扰动后，对于紫铜薄板上下及其左右振动的衰减最有效的方案是（ ） 答案：A 解析：当加恒定磁场后，当紫铜薄板上下及其左右振动时，导致穿过板的磁通量变化，从而产生感应电流，感应磁场进而阻碍板的运动，因此只有A 选项穿过板的磁通量变化，A 正确，BCD 错误. 2.(多选) (2017?新课标Ⅱ卷T20)两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂直.边长为0.1m 、总电阻为0.005Ω的正方形导线框abcd 位于纸面内，cd 边与磁场边界 平行，如图a 所示.已知导线框一直向右做匀速直线 运动，cd 边于t=0时刻进入磁场.线框中感应电动势 随时间变化的图线如图b 所示(感应电流的方向为顺 时针时，感应电动势取正).下列说法正确的是 （ ） A.磁感应强度的大小为0.5T B.导线框运动速度的大小为0.5m/s C.磁感应强度的方向垂直于纸面向外 D.在t=0.4s 至t=0.6s 这段时间内，导线框所受的安培力大小为0.1N 答案：BC 解析：由图象可以看出，0.2～0.4s 没有感应电动势，说明从开始到ab 进入用时0.2s ，导 线框匀速运动的速度为v=L t =0.10.2m/s=0.5m/s ，由E=BLv 可得B=E Lv =0.010.1×0.5 T=0.2T ，A 错误，B 正确；由b 图可知，线框进磁场时，感应电流的方向为顺时针，由楞次定律可知磁感应强 度的方向垂直纸面向外，C 正确；在0.4～0.6s 内，导线框所受的安培力F=ILB=B 2L 2v R =0.22×0.12×0.50.005 N=0.04N ，D 错误． 3.(单选) (2017?新课标Ⅲ卷，T15)如图所示，在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U 形金属导轨，导轨平面与磁场垂直，金属杆PQ 置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS ，一圆环形金属框T 位于回路围成的区域内，线框与导轨共面.现让金属杆PQ 突然向右运动，在运动开始的瞬间，关于感应电流的方向，下列说法正确的是（ ） A.PQRS 中沿顺时针方向，T 中沿逆时针方向 B.PQRS 中沿顺时针方向，T 中沿顺时针方向 C.PQRS 中沿逆时针方向，T 中沿逆时针方向 D.PQRS 中沿逆时针方向，T 中沿顺时针方向 答案：D 解析：PQ 向右运动，导体切割磁感线，由右手定则可知电流由Q 流向P ，即逆时针方向，再 构建知识网络： 考情分析： 楞次定律、法拉第电磁感应定律是电磁学部分的重点，也是高考的重要考点。高考常以选择题的形式考查电磁感应中的图像问题和能量转化问题，以计算题形式考查导体棒、导线框在磁场中的运动、电路知识的相关应用、牛顿运动定律和能量守恒定律在导体运动过程中的应用等。备考时我们需要重点关注，特别是导体棒的运动过程分析和能量转化分析。 重点知识梳理： 一、感应电流 1．产生条件???? ? 闭合电路的部分导体在磁场内做切割磁感线运动 穿过闭合电路的磁通量发生变化 2．方向判断? ???? 右手定则：常用于切割类 楞次定律：常用于闭合电路磁通量变化类 3．“阻碍”的表现???? ? 阻碍磁通量的变化增反减同阻碍物体间的相对运动来拒去留 阻碍原电流的变化自感现象 二、电动势大小的计算 三、电磁感应问题中安培力、电荷量、热量的计算 1．导体切割磁感线运动，导体棒中有感应电流，受安培力作用，根据E ＝Blv ，I ＝E R ，F ＝BIl ，可得F ＝B 2l 2v /R . 2．闭合电路中磁通量发生变化产生感应电动势，电荷量的计算方法是根据E ＝ΔΦΔt ，I ＝E R ，q ＝ I Δt 则q ＝ΔΦ/R ，若线圈匝数为n ，则q ＝nΔΦ/R . 3．电磁感应电路中产生的焦耳热，当电路中电流恒定时，可以用焦耳定律计算，当电路中电流发生变化时，则应用功能关系或能量守恒定律计算． 四、自感现象与涡流 自感电动势与导体中的电流变化率成正比，比例系数称为导体的自感系数L 。线圈的自感系数L 与线圈的形状、长短、匝数等因数有关系。线圈的横截面积越大，匝数越多，它的自感系数就越大。带有铁芯的线圈其自感系数比没有铁芯的大得多。 【名师提醒】 典型例题剖析： 考点一：楞次定律和法拉第电磁感应定律 【典型例题1】 (2016·浙江高考)如图所示，a 、b 两个闭合正方形线圈用同样的导线制成，匝数均为10匝，边长l a ＝3l b ，图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大，不考虑线圈之间的相互影响，则( ) A ．两线圈内产生顺时针方向的感应电流 B ．a 、b 线圈中感应电动势之比为9∶1 C ．a 、b 线圈中感应电流之比为3∶4 专题四电磁感应与力学综合 一、选择题(本题共10小题每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一 个选项正确，有的小题有多个选项正确．全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分) 1．弹簧上端固定，下端挂一只条形磁铁，使磁铁上下做简谐运动，若在振动过程中把线圈靠近磁铁，如图4—29所示，观察磁铁的振幅，将会发现( ) A．S闭合时振幅逐渐减小，S断开时振幅不变 B．S闭合时振幅逐渐增大，S断开时振幅不变 C．S闭合或断开时，振幅的变化相同 D．S闭合或断开时，振幅不会改变 2．平面上的光滑平行导轨MN，PQ上放着光滑导体棒ab，cd，两棒用细线系住，匀强磁场的面方向如图4—30(甲)所示，而磁感应强度B随时间．t的变化图线如图4—30(乙)所示，不计ab,cd 间电流的相互作用，则细线中的张力( ) A．0到t0时间内没有张力C．t0到t时间内没有张力 C．0到t0时间内张力变大D．t0到t时间内张力变大 3．如图4—31所示，一块薄的长方形铝板水平放置在桌面上，铝板右端拼 接一根等厚的条形磁铁，一闭合铝环以初速度v从板的左端沿中线向右 滚动，下列说法正确的是 ①铝环的滚动动能越来越小； ②铝环的滚动动能保持不变； ③铝环的运动方向偏向条形磁铁的N极或S极； ④铝环的运动方向将不发生改变． A．①③B．②④C．①④D．②③ 4．如图4—32所示，有界匀强磁场垂直于纸面，分布在虚线所示的矩形abcd 内，用超导材料制成的矩形线圈1和固定导线圈2处在同一平面内，超导 线圈1正在向右平动，离开磁场靠近线圈2，线圈2中产生的感应电流的方 向如图所示，依据这些条件 A．可以确定超导线圈1中产生的感应电流的方向 B．可以确定abcd范围内有界磁场的方向 C．可以确定超导线圈1受到线圈2对它的安培力‘‘合力方向 D．无法做出以上判断，因为不知道超导线圈1的运动情况 5．如图4—33所示，两根足够长的固定平行金属光滑导轨位于同一水平 面，导轨上横放着两根相同的导体棒ab，cd与导轨构成矩形回路．导 电磁感应综合典型例题 【例11电阻为R的矩形线框abed，边长ab=L, ad=h,质量为m 自某一高度自由落下，通过一匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁 场区域的宽度为h,如图所示，若线框恰好以恒定速度通过磁场，线 框中产生的焦耳热是 _________ ?（不考虑空气阻力） 【分析】线框通过磁场的过程中，动能不变。根据能的转化和守恒，重力对线框所做的功全部转化为线框中感应电流的电能，最后又全部转化为焦耳热?所以，线框通过磁场过程中产生的焦耳热为 Q=W=mg- 2h=2mgh 【解答1 2mgh 【说明】本题也可以直接从焦耳热公式Q=l2Rt进行推算: 设线框以恒定速度v通过磁场，运动时间 从线框的cd边进入磁场到ab边离开磁场的过程中，因切割磁感 线产生的感应电流的大小为 cd边进入磁场时的电流从d到c, cd边离开磁场后的电流方向从a到b.整个下落过程中磁场对感应电流产生的安培力方向始终向上, 大小恒为 据匀速下落的条件，有 因线框通过磁场的时间，也就是线框中产生电流的时间，所以据 焦耳定律，联立（I ）、（2）、（3）三式，即得线框中产生的焦耳热 为 Q=2mgh 两种解法相比较，由于用能的转化和守恒的观点，只需从全过程 考虑，不需涉及电流的产生等过程，计算更为简捷. 【例2】一个质量m=0.016kg、长L=0.5m,宽d=0.1m、电阻R=0.1 Q的矩形线圈，从离匀强磁场上边缘高h i=5m处由静止自由下落.进 入磁场后，由于受到磁场力的作用，线圈恰能做匀速运动（设整个运 动过程中线框保持平动），测得线圈下边通过磁场的时间△t=0.15s，取g=10m/s，求： （1）匀强磁场的磁感强度B; （2）磁场区域的高度h2； 电磁感应经典高考题 （全国卷1）17.某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下，大小为4.5 10 5T。一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸，河宽100m该河段涨潮和落潮时有海水（视为导体）流过。设落潮时，海水 自西向东流，流速为2m/s。下列说法正确的是 A.河北岸的电势较高 B .河南岸的电势较高 C.电压表记录的电压为9mV D .电压表记录的电压为5mV 【答案】BD 【解析】海水在落潮时自西向东流，该过程可以理解为：自西向东运动的导体棒在切割竖直向下的磁场。根据右手定则，右岸即北岸是正极电势高，南岸电势低，D对C错。根据法拉第电磁感应定律 E BLv 4.5 10 5100 2 9 10 3V, B 对A错。 【命题意图与考点定位】导体棒切割磁场的实际应用题。 （全国卷2）18.如图，空间某区域中有一匀强磁场，磁感应强度方向水平，且垂直于纸面向里，磁场上边界b和下边界d水平。在竖直面内有一矩形金属统一加线圈，线圈上下边的距离很短，下边水平。线圈从水平面a开始下落。已知磁场上下边界之间的距离大于水平面a、b之间的距离。若线圈下边刚通过 圈的上下边的距离很短，所以经历很短的变速运动而进入磁场，以后线圈中磁通量不变不产生感应电流， 在c处不受安培力，但线圈在重力作用下依然加速，因此从d处切割磁感线所受安培力必然大于b处，答案D。 【命题意图与考点定位】线圈切割磁感线的竖直运动，应用法拉第电磁感应定律求解。 （新课标卷）21.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 水平面b、c （位于磁场中）和d时，线圈所受到的磁场力的大小分别为F b、F c 和F d，则 A. F d>F c>F b B. C. F c > F b > F d D. F c < F d < F b F F 【答案】D 【解析】线圈从a到b做自由落体运动, 在b点开始进入磁场切割磁感线所有受到安培力F b,由于线 .一铜质细直棒ab水平置于缝隙中，且与圆 《2000年～2004年电磁感应》高考试题 11．(2003年上海综合能力测试理科用)唱卡拉OK用的话筒，内有传感器。其中有一种是动圈式的，它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈，线圈处于永磁体的磁场中，当声波使膜片前后振动时，就将声音信号转变为电信号。下列说法正确的是（） A 该传感器是根据电流的磁效应工作的 B 该传感器是根据电磁感应原理工作的 C 膜片振动时，穿过金属线圈的磁通量不变 D 膜片振动时，金属线圈中不会产生感应电动势 28．(2001年粤豫综合能力测试)有一种高速磁悬浮列车的设计方案是在每节车厢底部安装强磁铁（磁场方向向下），并在两条铁轨之间沿途平放—系列线圈。 下列说法中不正确 ．．．的是（） A 当列车运动时，通过线圈的磁通量会发生变化 B 列车速度越快，通过线圈的磁通量变化越快 C 列车运动时，线圈中会产生感应电流 D 线圈中的感应电流的大小与列车速度无关 15．(2002年上海综合能力测试理科用)右图是 一种利用电磁原理制作的充气泵的结构示 意图。其工作原理类似打点计时器。当电流 从电磁铁的接线柱a流入，吸引小磁铁向下 运动时，以下选项中正确的是（） A．电磁铁的上端为N极，小磁铁的下端为N极 B．电磁铁的上端为S极，小磁铁的下端为S极 C．电磁铁的上端为N极，小磁铁的下端为S极 D．电磁铁的上端为S极，电磁铁的下端为N极 19．(2004全国理综)一直升飞机停在南半球的地磁极上空。该处地磁场的方向竖直向上，磁感应强度为B。直升飞机螺旋桨叶片的长度为l，螺旋桨转动的频率为f，顺着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨按顺时针方向转动。螺旋桨叶片的近轴端为a，远轴端为b，如图所示。如果 B 忽略a到转轴中心线的距离，用ε表示每个 叶片中的感应电动势，则( ) A．ε＝πfl2B，且a点电势低于b点电势 B．ε＝2πfl2B，且a点电势低于b点电势 1.[2016·北京卷] 如图1-所示，匀强磁场中有两个导体圆环a 、b ，磁场方向与圆环所在平面垂直．磁感应强度B 随时间均匀增大．两圆环半径之比为2∶1，圆环中产生的感应电动势分别为E a 和E b ，不考虑两圆环间的相互影响．下列说法正确的是( ) 图1- A ．E a ∶E b ＝4∶1，感应电流均沿逆时针方向 B ．E a ∶E b ＝4∶1，感应电流均沿顺时针方向 C ．E a ∶E b ＝2∶1，感应电流均沿逆时针方向 D ． E a ∶E b ＝2∶1，感应电流均沿顺时针方向 答案：B 解析： 由法拉第电磁感应定律可知E ＝n ΔΦΔt ，则E ＝n ΔB Δt πR 2.由于R a ∶R b ＝2∶1，则E a ∶E b ＝4∶1.由楞次定律和安培定则可以判断产生顺时针方向的电流．选项B 正确． 2. [2016·江苏卷] 电吉他中电拾音器的基本结构如图1-所示，磁体附近的金属弦被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生感应电流，电流经电路放大后传送到音箱发出声音，下列说法正确的有( ) A ．选用铜质弦，电吉他仍能正常工作 B ．取走磁体，电吉他将不能正常工作 C ．增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势 D ．磁振动过程中，线圈中的电流方向不断变化 答案：BCD 解析： 选用铜质弦时，不会被磁化，不会产生电磁感应现象，电吉他不能正常工作，选项A 错误；取走磁体时，金属弦磁性消失，电吉他不能正常工作，选项B 正确；根据法拉第电磁感应定律可知，增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势，选项C 正确；根据楞次定律可知，磁振动过程中，线圈中的电流方向不断变化，选项D 正确． 3.[2016·全国卷Ⅱ] 法拉第圆盘发电机的示意图如图1-所示．铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P 、Q 分别与圆盘的边缘和铜轴接触．圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B 中．圆盘旋转时，关于流过电阻R 的电流，下列说法正确的是( )高中物理电磁感应综合问题
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