高中物理：电磁感应中的力学问题

1 高二物理电磁感应练习题

一、选择题：（每小题至少有一个选项是正确的，请把正确的答案填入答题卡中，每小题4分，共52分，漏选得2分，错选和不选得零分）

1．下列说法正确的是 （ ）

A．磁通量越大，磁通量的变化也越大

B．磁通量变化越大，磁通量的变化率也越大

C．磁通量变化越快，磁通量的变化率越大

D．磁通量等于零时，磁通量的变化率也为零

2．如图所示的电路中，一个N极朝下的条形磁铁竖直下落，恰能穿过水平放置的方形导线框，下列判断正确的是 （ ）

A．磁铁经过图中位置1时，线框中感应电流沿abcd方向，

经过位置2时沿adcb方向

B．磁铁经过图中位置1时，线框中感应电流沿adcb方向，

经过位置2时沿abcd方向

C．磁铁经过位置1和2时，感应电流都沿abcd方向

D．磁铁经过位置1和2时，感应电流都沿adcb方向

3．如图所示，一个环形线圈放在均匀磁场中，设在第一秒内磁感线垂直于线圈平面向里，如图（a），磁感应强度B随时间t而变化的关系如图（b），

那么在第二秒内线圈中感应电流的大小和方向是（ ）

A．逐渐增加，逆时针方向 B．逐渐减小，顺时针方向

C．大小恒定，顺时针方向 D．大小恒定，逆时针方向

4．如图所示，Q为用毛皮摩擦过的橡胶圆盘.由于它的转动使金属环P中产生了如图所示的所感应电流，则Q盘的转动情况是 （ ）

A．顺时针加速转动 B．逆时针加速转动

C．顺时针减速转动仪 D．逆时针减

5．如图24—6甲，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方悬挂一相同的线圈Q，P和Q共轴。Q中通有变化电流，电流随时间变化的规律如图乙所示。P所受的重力为G，桌面对P的支持力为N，则（ ）

A．t1时刻，N＞G

B．t2时刻，N＞G

C．t3时刻，N＜G

D．t4时刻，N＝G

2015届高考复习云课堂第2讲

电磁感应中的图象问题

1．图象类型

电磁感应中主要涉及的图象有B－t图象、Φ－t图象、E－t图象和I－t图象。还常涉及感应电动势E和感应电流I随线圈位移x变化的图象，即E－x图象和I－x图象。

2．常见题型

图象的选择、图象的描绘、图象的转换、图象的应用。

3．所用规律

一般包括：左手定则、安培定则、楞次定律、法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等。

4．分析步骤

(1)明确图象的种类；

(2)分析电磁感应的具体过程；

(3)结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等规律写出函数方程；

(4)根据函数方程进行数学分析，例如分析斜率的变化、截距等；

(5)画图象或判断图象

题型一 图象的选择

问题类型 由给定的电磁感应过程选出正确的图象

解题关键 根据题意分析相关物理量的函数关系、分析物理过程中的转折点、明确“＋、－”号的含义，结合数学知识做正确的判断

【例1】 (2013·全国新课标卷Ⅰ，17)如图3，在水平面(纸面)内有三根相同的均匀金属棒ab、ac和MN，其中ab、ac在a点接触，构成“V”字型导轨．空间存在垂直于纸面的均匀磁场．用力使MN向右匀速运动，从图示位置开始计时，运动中MN始终与∠bac的平分线垂直且和导轨保持良好接触．下列关于回路中电流i与时间t的关系图线，可能正确的是( )

解析 设∠bac＝2θ，MN以速度v匀速运动，导体棒单位长度的电阻为R0.经过时间t，导体棒的有效切割长度L＝2vttan θ，感应电动势E＝BLv＝2Bv2ttan θ，回路的总电阻R＝(2vttan θ＋2vtcos θ)R0，回路中电流i＝ER＝Bv1＋1sin θR0.故i与t无关是一个定值，选项A正确． 【例2】边长为a的闭合金属正三角形框架，左边竖直且与磁场右边界平行，完全处于垂直于框架平面的匀强磁场中，现把框架匀速拉出磁场，如图所示，则选项图中电动势、外力、外力功率与位移图象规律与这一过程相符合的是( )

黄平—电磁感应复习题

1 电磁感应复习题

一、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．如图12-1所示，平行导轨间距为d，一端跨接一个电阻为R，匀强磁场的磁感强度为B，方向与导轨所在平面垂直。一根足够长的金属棒与导轨成θ角放置，金属棒与导轨的电阻不计。当金属棒沿垂直于棒的方向以速度v滑行时，通过电阻R的电流强度是 （ ）

A．BdvR B．sinBdvR

C．cosBdvR D．sinBdvR

2．如图12-2，甲、乙两图为与匀强磁场垂直放置的两个金属框架，乙图除了一个电阻为零、自感系数为L的线圈外，其他部分与甲图都相同，导体AB以相同的加速度向右做匀加速直线运动。若位移相同，则 （ ）

A．甲图中外力做功多

B．两图中外力做功相同

C．乙图中外力做功多

D．无法判断

3．如图12-3所示，在光滑水平面上的直线MN左侧有垂直于纸面向里的匀强磁场，右侧是无磁场空间。将两个大小相同的铜质矩形闭合线框由图示位置以同样的速度v向右完全拉出匀强磁场。已知制作这两只线框的铜质导线的横截面积之比是1:2.则拉出过程中下列说法中正确的是 （ ）

A．所用拉力大小之比为2:1

B．通过导线某一横截面的电荷量之比是1:1

C．拉力做功之比是1:4

D．线框中产生的电热之比为1:2

4．两个相同的白炽灯L1和L2，接到如图12-4所示的电路中，灯L1与电容器串联，灯L2与电感线圈串联，当a、b处接电压最大值为Um、频率为f的正弦交流电源时，两灯都发光，R v a

b θ d

图12-1

M

N v B

图12-3

L1

L2

图12-4 黄平—电磁感应复习题

2 且亮度相同。更换一个新的正弦交流电源后，灯L1的亮度大于大于灯L2的亮度。新电源的电压最大值和频率可能是 （ ）

用心 爱心 专心 1 拾躲市安息阳光实验学校2011江苏高考物理小一轮复习（假期之友）--电磁感应中的力学问题

【知识梳理】

1．电磁感应与力学的联系

在电磁感应中切割磁感线的导体要运动，感应电流又要受到安培力的作用。因此，电磁感应问题又往往和力学问题联系在一起，解决电磁感应中的力学问题，一方面要考虑电磁学中的有关规律；另一方面还要考虑力学的有关规律，要将电磁学和力学知识综合起来应用。

电磁感应与动力学、运动学结合的动态分析，思考方法是：电磁感应现象中感应电动势→感应电流→通电导线受安培力→合外力变化→加速度变化→速度变化→感应电动势变化→……周而复始地循环，循环结束时，加速度等于零，导体达到稳定状态．【典型例题】

例1：下图中 a1b1c1d1 和 a2b2c2d2 为同一竖直平面内的金属导轨，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨所在的平面(纸面)向里。导轨的a1b1段与a2b2段是竖直的，距离为l1，c1d1与c2d2段也是竖直的，距离为l2．x1y1与x2y2为两根用不可伸长的绝缘轻线相连接的金属杆，质量分别为m1和m2，它们都垂直于导轨并与导轨保持光滑接触。两杆与导轨构成的回路的总电阻为R。F为作用于金属杆x1y1上的竖直向上的恒力。已知两杆运动到图示位置时，已匀速向上运动，求此时作用于两杆的重力的功率的大小和回路电阻上的热功率。

【分析与解】 本题是电磁感应现象与物体的平衡相结合的问题，分析中应着重于两个方面，一是分析发生电磁感应回路的结构并计算其电流；二是分析相关物体的受力情况，并根据平衡条件建立方程。

设杆向上运动的速度为v，因杆的运动，两杆与导轨构成的回路的面积减少，从而磁通量也减少．由法拉第电磁感应定律，回路中的感应电动势的大小 E

= B(l2－l1)v ①

回路中的电流 REI ②

电流沿顺时针方向．两金属杆都要受到安培力作用，作用于杆x1y1的安培力为 f1 = Bl1I ③