2018-2019学年单元专题测试专题20电磁感应定律及其应用
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参考答案与试题解析
2018-2019 学年单元专题测试专题 20 电磁感应定律及其应用
（1）ab边刚进入磁场时，ba间电势差的大小Uba； （2）cd边刚进入磁场时，导体框的速度． 13. 如图甲所示，用导线绕成面积S = 0.05m2的线圈，匝数n = 100，圆环与某种半导体材料制成的光敏电阻R 连接成闭合回路．圆环全部处于按如图乙所示的变化磁场中，选择垂直纸面向里为磁感应强度的正方向．P 为一圆盘，由形状相同、透光率不同的三个扇形a、b和c构成，它可绕垂直于盘面的中心轴转动．闭合开关， 使圆盘匀速转动，圆盘转动的周期T = 1s．当细光束通过扇形a、b、c照射光敏电阻R时，R的阻值分别为10Ω、 30Ω、60Ω．不计线圈、回路中的导线和开关的电阻．
C.金属棒克服安培力做功的瞬时功率为3B2L2v2
5R
D.拉力做功的功率为3B2L2v2
5R
+
mgv
10. 如图甲所示，用一根导线做成一个半径为r的圆环，其单位长度的电阻为r0，将圆环的右半部分置于变化 的匀强磁场中，设磁场方向垂直纸面向里为正，磁感应强度大小随时间做周期性变化关系如图乙所示，则
（）
A.圆环在一个周期内的发热量为B20r3
r0
B.在π
2
∼
π时间内通过圆环横截面的电荷量为B2r00r
C.在t = π时刻，圆环中有顺时针方向的感应电流
D.在0
∼
π时间内圆环受到的安培力大小、方向均不变
2
二、非选择题
11. 某校科技实验小组利用如图甲所示装置测量圆环形匀强磁场区域的磁感应强度B的大小，O点为磁场区域
A.图丁中，外力做功最多 B.图丙中，回路电流最大 C.图甲中，a、b两点间的电势差最大 D.图乙中，a、b两点间的电势差最大
5. 如图所示，正方形金属线圈abcd平放在粗糙水平传送带上，被电动机带动和传送带一起以初速度v匀速运 动，线圈边长为L，电阻为R，质量为m，有一边界长度为2L的正方形磁场垂直于传送带，磁感应强度为B，线 圈穿过磁场区域的过程中速度不变，下列说法中正确的是（ ）
一、选择题 1. 【答案】 此题暂无答案 【考点】 研究电表感病现象 【解析】 此题暂无解析 【解答】 此题暂无解答 2. 【答案】 此题暂无答案 【考点】 楞射定经 闭合电因的欧优定律 法拉第体磁目应定律 焦根定量 【解析】 此题暂无解析 【解答】 此题暂无解答 3. 【答案】 此题暂无答案 【考点】 研究电表感病现象 【解析】 此题暂无解析 【解答】 此题暂无解答 4. 【答案】 此题暂无答案 【考点】 闭合电因的欧优定律 【解析】 此题暂无解析 【解答】 此题暂无解答 5. 【答案】
A.通过两线框导线横截面的总电荷量相同 B.两线框中产生的热量相同 C.F1 > F2 D.拉力F1对线框1做的功大于拉力F2对线框2做的功
8. 如图甲所示，质量m = 3.0 × 10−3kg的“ ⊓ ”形金属细框竖直放置在两水银槽中，“ ⊓ ”形框的水平细杆CD长l = 0.20m，处于磁感应强度大小B1 = 1.0T、方向水平向右的匀强磁场中．有一匝数n = 300匝、面积S = 0.01m2的 线圈通过开关K与两水银槽相连．线圈处于与线圈平面垂直、沿竖直方向的匀强磁场中，其磁感应强度B2随 时间t变化的关系如图乙所示．t = 0.22s时闭合开关K，瞬间细框跳起（细框跳起瞬间安培力远大于重力），跳 起的最大高度h = 0.20m．不计空气阻力，重力加速度g = 10m/s2，下列说法正确的是（ ）
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【解答】 此题暂无解答 10. 【答案】 此题暂无答案 【考点】 楞射定经 研究电表感病现象 【解析】 此题暂无解析 【解答】 此题暂无解答 二、非选择题 11. 【答案】 此题暂无答案 【考点】 导体根惯磁感块略的感应电动势 闭合电因的欧优定律 【解析】 此题暂无解析 【解答】 此题暂无解答 12. 【答案】 此题暂无答案 【考点】 动常定头 导体根惯磁感块略的感应电动势 功较脱系 【解析】 此题暂无解析 【解答】 此题暂无解答 13. 【答案】 此题暂无答案 【考点】 闭合电因的欧优定律 法拉第体磁目应定律 【解析】 此题暂无解析 【解答】 此题暂无解答
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的圆心，磁场区域的内、外半径分别为r1和r2．导体棒OA绕O点在纸面内顺时针匀速转动．导体棒每转一周与 图中的弹性片短暂接触一次，利用传感器得到如图乙所示的脉冲电流．已知回路中每隔时间T有一次大小为I 的瞬时电流且回路中的总电阻为R．
（1）导体棒上的O点和A点哪点的电势高； （2）求匀强磁场的磁感应强度B的大小． 12. 如图所示竖直面内，水平线OO′下方足够大的区域内存在水平匀强磁场，磁感应强度为B，一个单匝正方 形导体框，边长为L，质量为m，总电阻为r，从ab边距离边界OO′为L的位置由静止释放，已知从ab边刚进入 磁场到cd边刚进入磁场所有时间t，重力加速度为g，空气阻力不计，导体框不翻转．求：
磁场与线框平面垂直，且磁感应强度为B．一根长度为2L、质量为m的导体棒CD，其电阻为2R，导体棒在竖
直向上的外力作用下从底边NP开始以速度v匀速向顶角运动，金属棒与金属框架接触良好且始终保持与底边N
P平行，当金属棒运动到MN中点时（此时AB为MNP的中位线），重力加速度取g，下列说法正确的是（ ）
C.
D.
7. 如图所示，完全相同的两个闭合矩形导线框1和2所在的平面均与匀强磁场方向垂直，分别在与磁场边界线 垂直的恒定拉力F1、F2作用下以相同的速度从图示位置匀速拉出磁场，lab < lbc．在线框穿过磁场的过程中， 下列判断正确的是（ ）
A.CD两端的电压为75BLv
B.AB两端的电压为23BLv
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A.
A.开关K闭合瞬间，通过细杆CD的电荷量为0.03C
B.磁感应强度B2的方向竖直向下
C.0 ∼ 0.10s内线圈中的感应电动势大小为3V
D.开关K闭合瞬间，CD中的电流方向由C到D
B.
9. 如图所示，有一个总长度为6L的正三角形金属线框MNP沿竖直方向固定，其总电阻为3R，水平方向的匀强
C.16BωL2
D.13BωL2
4. 粗细均匀的电阻丝围成如图所示的线框，线框各边ab = bc = 2L，cd = de = ef = fa = L；有一边界为正方形的 匀强磁场，磁场强度为B，方向垂直纸面向里；现使线框以大小相同的速度v，沿着线框平面与磁场垂直的方 向，从不同边界匀速的进入磁场．已知线框最先进入磁场的那条边始终与磁场边界平行，运动方向始终与该 边垂直，在到达图甲、乙、丙、丁所示的位置时，线框在磁场中运动的距离相等，则下列说法中正确的是 （）
A.电阻R产生的热量变为2Q B.电阻R两端的电压变为2U C.导体棒所受的安培力仍为F D.通过电阻R的电荷量变为2q
2. 如图甲所示，线圈两端a、b与一电阻R相连，线圈内有垂直于线圈平面向里的磁场，从t = 0时起，穿过线 圈的磁通量按图乙所示规律变化．下列说法正确的是（ ）
A.t0 ∼ t0时间内R产生的焦耳热是t0 ∼ 2t0时间内产生的12 B.0 ∼ t0时间内R中的电流是t0 ∼ 2t0时间内的12 C.t20时刻，R中电流方向由a到b D.32t0时刻，R中电流方向由a到b
3. 如图，直线边界ac的下方有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B．边长为L的正三角形导线框 abc（粗细均匀）绕过a点的转轴在纸面内顺时针匀速转动，角速度为ω．当ac边刚进入磁场时，a、c两点间 的电压为（ ）
A.线圈经过磁场区域的过程中，电动机多消耗的电能为2B2L3v
R
B.线圈经过磁场区域的过程中始终水平向右的静摩擦力 C.线圈穿出磁场时感应电流的方向沿abcda D.线圈进入磁场区域时受到水平向左的静摩擦力，穿出区域时受到水平向右的静摩擦力
此题暂无答案 【考点】 楞射定经 导体根惯磁感块略的感应电动势 焦根定量 【解析】 此题暂无解析 【解答】 此题暂无解答 6. 【答案】 此题暂无答案 【考点】 研究电表感病现象 【解析】 此题暂无解析 【解答】 此题暂无解答 7. 【答案】 此题暂无答案 【考点】 研究电表感病现象 【解析】 此题暂无解析 【解答】 此题暂无解答 8. 【答案】 此题暂无答案 【考点】 闭合电因的欧优定律 法拉第体磁目应定律 【解析】 此题暂无解析 【解答】 此题暂无解答 9. 【答案】 此题暂无答案 【考点】 导体根惯磁感块略的感应电动势 闭合电因的欧优定律 功率水三弧功刻和瞬时功率 【解析】 此题暂无解析
A.BωL2 B.23BωL2பைடு நூலகம்
6. 如图甲所示，纸面内固定放置一带缺口的刚性金属圆环，从圆环的缺口处引出两根导线，与电阻R两端相 连构成闭合回路．圆环内有垂直于纸面变化的磁场，变化规律如图乙所示（规定磁场方向垂直纸面向外为正
方向），不计金属圆环及导绒的电阻． 下图可能正确表示回路中的电流I（规定顺时针方向为电流的正方向） 随时间t变化关系的是（ ）
2018-2019 学年单元专题测试专题 20 电磁感应定律及其应用
一、选择题
1. 如图所示，匀强磁场垂直于导轨平面，导轨电阻不计．当磁场的磁感应强度为B时，将导体棒沿导轨由位 置1以速度v匀速拉至位置2，导体棒所受安培力为F，通过电阻R的电荷量为q，R两端电压为U，R产生的热量 为Q；当磁场的磁感应强度增大为原来的2倍时，仍将导体棒沿导轨由位置1以速度v匀速拉至位置2，下列说 法正确的是（ ）
高中物理 电磁感应定律的应用 (提纲、例题、练习、解析)
电磁感应定律应用【学习目标】1．了解感生电动势和动生电动势的概念及不同。
2．了解感生电动势和动生电动势产生的原因。
3．能用动生电动势和感生电动势的公式进行分析和计算。
【要点梳理】要点一、感生电动势和动生电动势由于引起磁通量的变化的原因不同感应电动势产生的机理也不同，一般分为两种：一种是磁场不变，导体运动引起的磁通量的变化而产生的感应电动势，这种电动势称作动生电动势，另外一种是导体不动，由于磁场变化引起磁通量的变化而产生的电动势称作感生电动势。
1．感应电场19世纪60年代，英国物理学家麦克斯韦在他的电磁场理论中指出，变化的磁场会在周围空间激发一种电场，我们把这种电场叫做感应电场。
静止的电荷激发的电场叫静电场，静电场的电场线是由正电荷发出，到负电荷终止，电场线不闭合，而感应电场是一种涡旋电场，电场线是封闭的，如图所示，如果空间存在闭合导体，导体中的自由电荷就会在电场力的作用下定向移动，而产生感应电流，或者说导体中产生感应电动势。
要点诠释：感应电场是产生感应电流或感应电动势的原因，感应电场的方向也可以由楞次定律来判断。
感应电流的方向与感应电场的方向相同。
2．感生电动势（1）产生：磁场变化时会在空间激发电场，闭合导体中的自由电子在电场力的作用下定向运动，产生感应电流，即产生了感应电动势。
（2）定义：由感生电场产生的感应电动势成为感生电动势。
（3）感生电场方向判断：右手螺旋定则。
3、感生电动势的产生由感应电场使导体产生的电动势叫做感生电动势，感生电动势在电路中的作用就是充当电源，其电路是内电路，当它和外电路连接后就会对外电路供电。
变化的磁场在闭合导体所在的空间产生电场，导体内自由电荷在电场力作用下产生感应电流，或者说产生感应电动势。
其中感应电场就相当于电源内部所谓的非静电力，对电荷产生作用。
例如磁场变化时产生的感应电动势为cos B E nS t∆θ∆= ．要点二、洛伦兹力与动生电动势导体切割磁感线时会产生感应电动势，该电动势产生的机理是什么呢？导体切割磁感线产生的感应电动势与哪些因素有关？他是如何将其他形式的能转化为电能的？1、动生电动势（1）产生：导体切割磁感线运动产生动生电动势（2）大小：E BLv =（B 的方向与v 的方向垂直）（3）动生电动势大小的推导：ab 棒处于匀强磁场中，磁感应强度为B ，垂直纸面向里，棒沿光滑导轨以速度v 匀速向右滑动，已知导轨宽度为L ，经过时间t 由M 运动导N ，如图所示，由法拉第电磁感应定律可得：ФBS B L vt E BLv t t t∆∆⋅⋅====． 故动生电动势大小为E BLv =．2、动生电动势原因分析导体在磁场中切割磁感线时，产生动生电动势，它是由于导体中的自由电子受到洛伦兹力的作用而引起的。
2018-2019学年高中物理鲁科版选修3-2：重难强化训练1 电磁感应定律的应用
2018-2019学年高中物理鲁科版选修3-2：重难强化训练1 电磁感应定律的应用一、单选题1. 穿过某线圈的磁通量随时间变化的关系如图所示，在下列几段时间内，线圈中感应电动势最小的是()A．0～2 sB．2 s～4 sC．4 s～5 sD．5 s～10 s2. 如图所示，闭合导线框abcd的质量可以忽略不计，将它从图中所示的位置匀速拉出匀强磁场．若第一次用0.3 s时间拉出，拉动过程中导线ab 所受安培力为F1，通过导线横截面的电荷量为q1；第二次用0.9 s时间拉出，拉动过程中导线ab所受安培力为F2，通过导线横截面的电荷量为q2 )，则(A．F1＜F2，q1＜q2B．F1＜F2，q1＝q2C．F1＝F2，q1＜q2D．F1＞F2，q1＝q2二、多选题3. 如图所示，导体AB 的长为2R ，绕O 点以角速度ω匀速转动，OB 长为R ，且OBA 三点在一条直线上，有一磁感应强度为B 的匀强磁场充满转动平面，且与转动平面垂直，那么A 、B 两端的电势差为()A ． BωR 2B ．2BωR 2C ．4BωR 2D ．6BωR 24. 单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量Φ随时间t 的关系图象如图所示，则(A ．在t ＝0时刻，线圈中磁通量最大，感应电动势也最大B ．在t ＝1×10－2s 时刻，感应电动势最大C ．在t ＝2×10－2s 时刻，感应电动势为零D ．在0～2×10－2s 时间内，线圈中感应电动势的平均值为零5. 如图所示，闭合线圈放在匀强磁场中，线圈平面和磁感线方向成30°角，磁感应强度随时间均匀变化．用下述哪一种方法可使线圈中的感应电流增加一倍()A ．使线圈的匝数增加一倍B ．使线圈的面积增加一倍C ．使线圈的半径增加一倍D ．改变线圈平面的取向，使之与磁场方向垂直)6. 如图所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路．虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于回路所在的平面．回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直．从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论正确的是()A．半圆形段导线不受安培力B．CD段直导线始终不受安培力C．感应电动势最大值E m＝BavD ．感应电动势平均值＝πBav7. 如图所示，三个相同的金属圆环内存在着不同的有界匀强磁场，虚线表示环的某条直径，已知所有磁场的磁感应强度随时间变化关系都满足B)＝kt，磁场方向如图所示．测得A环内感应电流为I，则B环和C环内感应电流分别为(A．I C＝0B．I B＝IC．I C＝2I D．I B＝2I8. 一个面积S＝4×10－2 m2、匝数n＝100的线圈放在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示，则下列判断正确的是A．0～2 s内穿过线圈的磁通量变化率等于－0.08 Wb/sB．0～2 s内穿过线圈的磁通量的变化量等于零C．0～2 s内线圈中产生的感应电动势等于8 VD．在第3 s末线圈中的感应电动势等于零三、解答题9. 如图所示，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上的电流方向和大小；（2）通过电阻R1上的电量q及电阻R1上产生的热量.10. 如图所示，两根足够长的光滑金属导轨ab、cd竖直放置，导轨间距离为L，电阻不计．在导轨上端并接两个额定功率均为P、电阻均为R的小灯泡．整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度方向与导轨所在平面垂直．现将一质量为m、电阻可以忽略的金属棒MN从图示位置由静止开始释放．金属棒下落过程中保持水平，且与导轨接触良好．已知某时刻后两灯泡保持正常发光．重力加速度为g.求：(1)磁感应强度的大小；(2)灯泡正常发光时金属棒的运动速率．。
电磁感应定律及其应用(解析版)--2024年新高考物理二轮热点题型
电磁感应定律及其应用题型一楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用【解题指导】(1)理解“谁”阻碍“谁”，及如何阻碍．(2)理解楞次定律的广义形式，“结果”阻碍“原因”．1(2023·河南开封·统考一模)如图所示，金属导体圆环用绝缘支架固定在铁架台上，圆环面水平。
在圆环正上方，一质量为m，可视为质点的小磁铁通过细线吊在铁架台的横杆上，细线与圆环的轴线重合，小磁铁距铁架台底面的高度为h。
现剪断细线，小磁铁沿圆环轴线下落到铁架台底面上。
不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是()A.小磁铁落在铁架台底面上时的速度大小为2ghB.小磁铁下落的整个过程中，加速度先小于g后大于gC.在小磁铁下落的整个过程中，圆环对小磁铁的作用力先竖直向上后竖直向下D.在小磁铁下落的整个过程中，圆环中的感应电流先逆时针后顺时针(从上往下看)【答案】D【详解】A．小磁铁下落的整个过程中，圆环中产生感应电流，则小磁铁的机械能不守恒，所以有mv2mgh>12则小磁铁落在铁架台底面上时的速度v小于2gh，故A错误；BC．根据楞次定律中“来拒去留”可知，小磁铁下落的整个过程中，圆环产生的感应电流总是要阻碍小磁铁与圆环间的相对运动，所以圆环对它的作用力始终竖直向上，则加速度始终小于g，故BC错误；D．小磁铁在圆环上方下落时，圆环磁通量增加，则产生的感应磁场方向竖直向上，根据右手螺旋定则判断可知，圆环中的感应沿逆时针方向。
小磁铁在圆环下方下落时，圆环磁通量减小，产生的感应磁场方向竖直向下，则根据右手螺旋定则判断可知，圆环中的感应沿顺时针方向，故D正确。
故选D。
2(2023上·吉林长春·高三东北师大附中校考阶段练习)如图所示，当条形磁铁N极移近螺线管时，关于螺线管中A点与B点电势关系，下列说法正确的是()A.A点电势低于B点电势B.A点电势等于B点电势C.A点电势高于B点电势D.无法确定【答案】A【详解】当条形磁铁N 极移近螺线管时原磁场方向水平向右，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律可知感应电流的磁场方向水平向左，根据楞次定律可知，线圈中的电流方向从A 到B ，线圈相当于电源，B 为电源的正极，因此A 点的电势低于B 点的电势，故选A 。
高三物理 专题复习 《电磁感应的综合应用》(含答案解析)
第9课时 电磁感应的综合应用 考点 楞次定律与法拉第电磁感应定律的应用1．求感应电动势的两种方法(1)E ＝n ΔΦΔt，用来计算感应电动势的平均值． (2)E ＝Bl v 或E ＝12Bl 2ω，主要用来计算感应电动势的瞬时值． 2．判断感应电流方向的两种方法(1)利用右手定则，即根据导体在磁场中做切割磁感线运动的情况进行判断．(2)利用楞次定律，即根据穿过闭合回路的磁通量的变化情况进行判断．3．楞次定律中“阻碍”的四种表现形式(1)阻碍磁通量的变化——“增反减同”．(2)阻碍相对运动——“来拒去留”．(3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”．(4)阻碍电流的变化(自感现象)——“增反减同”．例1 (多选)(2019·全国卷Ⅰ·20)空间存在一方向与纸面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，其边界如图1(a)中虚线MN 所示．一硬质细导线的电阻率为ρ、横截面积为S ，将该导线做成半径为r 的圆环固定在纸面内，圆心O 在MN 上．t ＝0时磁感应强度的方向如图(a)所示；磁感应强度B 随时间t 的变化关系如图(b)所示．则在t ＝0到t ＝t 1的时间间隔内( )图1A ．圆环所受安培力的方向始终不变B ．圆环中的感应电流始终沿顺时针方向C ．圆环中的感应电流大小为B 0rS 4t 0ρD ．圆环中的感应电动势大小为B 0πr 24t 0答案 BC解析 在0～t 0时间内，磁感应强度减小，根据楞次定律可知感应电流的方向为顺时针，圆环所受安培力水平向左，在t 0～t 1时间内，磁感应强度反向增大，感应电流的方向为顺时针，圆环所受安培力水平向右，所以选项A 错误，B 正确；根据法拉第电磁感应定律得E ＝ΔΦΔt ＝12πr 2·B 0t 0＝B 0πr 22t 0，根据电阻定律可得R ＝ρ2πr S ，根据欧姆定律可得I ＝E R ＝B 0rS 4t 0ρ，所以选项C 正确，D 错误．变式训练1．(多选)(2020·山东等级考模拟卷·12)竖直放置的长直密绕螺线管接入如图2甲所示的电路中，通有俯视顺时针方向的电流，其大小按图乙所示的规律变化．螺线管内中间位置固定有一水平放置的硬质闭合金属小圆环(未画出)，圆环轴线与螺线管轴线重合．下列说法正确的是( )图2A ．t ＝T 4时刻，圆环有扩张的趋势 B ．t ＝T 4时刻，圆环有收缩的趋势 C ．t ＝T 4和t ＝3T 4时刻，圆环内的感应电流大小相等 D ．t ＝3T 4时刻，圆环内有俯视逆时针方向的感应电流 答案 BC解析 t ＝T 4时刻，线圈中通有俯视顺时针且逐渐增大的电流，则线圈中由电流产生的磁场向下且逐渐增加．由楞次定律可知，圆环有收缩的趋势，A 错误，B 正确；t ＝3T 4时刻，线圈中通有俯视顺时针且逐渐减小的电流，则线圈中由电流产生的磁场向下且逐渐减小，由楞次定律可知，圆环中的感应电流为俯视顺时针，D 错误；t ＝T 4和t ＝3T 4时刻，线圈中电流的变化率一致，即由线圈电流产生的磁场变化率一致，则圆环中的感应电流大小相等，C 正确． 例2 (多选)(2019·山东枣庄市上学期期末)如图3所示，水平放置的半径为2r 的单匝圆形裸金属线圈A ，其内部有半径为r 的圆形匀强磁场区域，磁场的磁感应强度大小为B 、方向竖直向下；线圈A 的圆心和磁场区域的圆心重合，线圈A 的电阻为R .过圆心的两条虚线ab 和cd 相互垂直．一根电阻不计的直导体棒垂直于ab 放置，使导体棒沿ab 从左向右以速度v 匀速通过磁场区域，导体棒与线圈始终接触良好，线圈A 中会有感应电流通过．撤去导体棒，使磁场的磁感应强度均匀变化，线圈A 中也会有感应电流，如果使cd 左侧的线圈中感应电流大小和方向与导体棒经过cd 位置时的相同，则( )图3A ．磁场一定增强B ．磁场一定减弱C ．磁感应强度的变化率为4B v πrD ．磁感应强度的变化率为8B v πr答案 AC解析 根据右手定则，导体棒切割磁感线产生的感应电流通过cd 左侧的线圈时的方向是逆时针的，根据楞次定律，使磁场的磁感应强度均匀变化，产生同样方向的感应电流，磁场一定增强，故A 正确，B 错误；导体棒切割磁感线时，根据法拉第电磁感应定律，导体棒经过cd位置时产生的感应电动势E ＝2Br v ，根据欧姆定律，通过cd 左侧的线圈中感应电流大小I ＝E R2＝4Br v R ；磁场的磁感应强度均匀变化时，根据法拉第电磁感应定律和欧姆定律，ΔB Δt ×r 2πR＝4Br v R ，ΔB Δt ＝4B v πr，故C 正确，D 错误． 变式训练2．(2019·山东济南市3月模拟)在如图4甲所示的电路中，螺线管匝数n ＝1 000匝，横截面积S ＝20 cm 2.螺线管导线电阻r ＝1.0 Ω，R 1＝4.0 Ω，R 2＝5.0 Ω，C ＝30 μF.在一段时间内，垂直穿过螺线管的磁场的磁感应强度B 的方向如图甲所示，大小按如图乙所示的规律变化，则下列说法中正确的是( )图4A ．螺线管中产生的感应电动势为1.2 VB ．闭合K ，电路中的电流稳定后，电容器的下极板带负电C ．闭合K ，电路中的电流稳定后，电阻R 1的电功率为2.56×10－2 WD ．闭合K ，电路中的电流稳定后，断开K ，则K 断开后，流经R 2的电荷量为1.8×10－2 C 答案 C解析 根据法拉第电磁感应定律：E ＝n ΔΦΔt ＝nS ΔB Δt ；解得：E ＝0.8 V ，故A 错误；根据楞次定律可知，螺线管的感应电流盘旋而下，则螺线管下端相当于电源的正极，则电容器的下极带正电，故B 错误；根据闭合电路欧姆定律，有：I ＝E R 1＋R 2＋r＝0.08 A ，根据 P ＝I 2R 1解得：P ＝2.56×10－2 W ，故C 正确；K 断开后，流经R 2的电荷量即为K 闭合时电容器一个极板上所带的电荷量Q ，电容器两端的电压为：U ＝IR 2＝0.4 V ，流经R 2的电荷量为：Q ＝CU ＝1.2×10－5 C ，故D 错误． 考点 电磁感应中的电路与图象问题1．电磁感应现象中的电源与电路(1)产生感应电动势的那部分导体相当于电源．(2)在电源内部电流由负极流向正极．(3)电源两端的电压为路端电压．2．解图象问题的三点关注(1)关注初始时刻，如初始时刻感应电流是否为零，是正方向还是负方向．(2)关注变化过程，看电磁感应发生的过程可以分为几个阶段，这几个阶段分别与哪段图象变化相对应．(3)关注大小、方向的变化趋势，看图线斜率的大小、图线的曲直是否和物理过程对应．3．解图象问题的两个分析方法(1)排除法：定性地分析电磁感应过程中物理量的变化趋势(增大还是减小)、变化快慢(均匀变化还是非均匀变化)，特别是物理量的正负，排除错误的选项．(2)函数法：根据题目所给条件定量地写出两个物理量之间的函数关系，然后由函数关系对图象作出分析和判断，这未必是最简捷的方法，但却是最有效的方法．例3 (多选)(2019·贵州部分重点中学教学质量评测卷(四))长为L 的金属棒OP 固定在顶角为2θ的塑料圆锥体侧面上，ab 为圆锥体底面直径．圆锥体绕其轴OO ′以角速度ω在磁感应强度大小为B 、方向竖直向下的匀强磁场中匀速转动，转动方向如图5所示，下列说法正确的是( )图5A ．金属棒上O 点的电势高于P 点B ．金属棒上O 点的电势低于P 点C ．金属棒OP 两端电势差大小为12Bω2L sin θD ．金属棒OP 两端电势差大小为12BωL 2sin 2 θ 答案 AD解析 由右手定则知金属棒OP 在匀速转动过程中切割磁感线产生的感应电动势方向由P 指向O ，在电源内部由电势低处指向电势高处，则金属棒上O 点的电势高于P 点，故A 正确，B 错误．金属棒OP 在匀速转动过程中切割磁感线的有效长度L ′＝O ′P ＝L sin θ，故产生的感应电动势E ＝BL ′·12ωL ′＝12BωL 2sin 2 θ，故C 错误，D 正确． 变式训练3.(2019·安徽宣城市期末调研测试)边界MN 的一侧区域内，存在着磁感应强度大小为B 、方向垂直于光滑水平桌面的匀强磁场．边长为l 的正三角形金属线框abc 粗细均匀，三边阻值相等，a 顶点刚好位于边界MN 上，现使线框围绕过a 点且垂直于桌面的转轴匀速转动，转动角速度为ω，如图6所示，则在ab 边开始转入磁场的瞬间ab 两端的电势差U ab 为( )图6A.13Bl 2ω B ．－12Bl 2ω C ．－13Bl 2ω D.16Bl 2ω 答案 A 解析 当ab 边刚进入磁场时，ab 部分在切割磁感线，切割长度为两个端点间的距离，即a 、b 间的距离为l ，E ＝Bl v ＝Bl lω2＝12Bl 2ω；设每个边的电阻为R ，a 、b 两点间的电势差为：U ＝I ·2R ＝E 3R ·2R ，故U ＝13Bωl 2，故A 正确，B 、C 、D 错误． 例4 (多选)(2019·全国卷Ⅱ·21)如图7，两条光滑平行金属导轨固定，所在平面与水平面夹角为θ，导轨电阻忽略不计．虚线ab 、cd 均与导轨垂直，在ab 与cd 之间的区域存在垂直于导轨所在平面的匀强磁场．将两根相同的导体棒PQ 、MN 先后自导轨上同一位置由静止释放，两者始终与导轨垂直且接触良好．已知PQ 进入磁场时加速度恰好为零．从PQ 进入磁场开始计时，到MN 离开磁场区域为止，流过PQ 的电流随时间变化的图像可能正确的是( )图7答案 AD解析 根据题述，PQ 进入磁场时加速度恰好为零，两导体棒从同一位置释放，则两导体棒进入磁场时的速度相同，产生的感应电动势大小相等，若释放两导体棒的时间间隔足够长，在PQ 通过磁场区域一段时间后MN 进入磁场区域，根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律可知流过PQ 的电流随时间变化的图像可能是A ；若释放两导体棒的时间间隔较短，在PQ 没有出磁场区域时MN 就进入磁场区域，则两棒在磁场区域中运动时回路中磁通量不变，两棒不受安培力作用，二者在磁场中做加速运动，PQ 出磁场后，MN 切割磁感线产生感应电动势和感应电流，且感应电流一定大于I 1，受到安培力作用，由于安培力与速度成正比，则MN 所受的安培力一定大于MN 的重力沿导轨平面方向的分力，所以MN 一定做减速运动，回路中感应电流减小，流过PQ 的电流随时间变化的图像可能是D. 变式训练4.(2019·安徽合肥市第一次质量检测)如图8所示，一有界匀强磁场区域的磁感应强度大小为B ，方向垂直纸面向里，磁场宽度为L ；正方形导线框abcd 的边长也为L ，当bc 边位于磁场左边缘时，线框从静止开始沿x 轴正方向匀加速通过磁场区域．若规定逆时针方向为电流的正方向，则反映线框中感应电流变化规律的图象是( )图8答案 B解析 设导线框运动的加速度为a ，则某时刻其速度v ＝at ，所以在0～t 1时间内(即当bc 边位于磁场左边缘时开始计时，到bc 边位于磁场右边缘结束)，根据法拉第电磁感应定律得：E＝BL v ＝BLat ，电动势为逆时针方向．由闭合电路欧姆定律得：I ＝BLa R t ，电流为正．其中R 为线框的总电阻．所以在0～t 1时间内，I ∝t ，故A 、C 错误；从t 1时刻开始，ad 边开始切割磁感线，电动势大小E ＝BLat ，其中t 1＜t ≤t 2，电流为顺时针方向，为负，电流I ＝BLa Rt ，t 1＜t ≤t 2，其中I 0＝BLa R t 1，电流在t 1时刻方向突变，突变瞬间，电流大小保持I 0＝BLa R t 1不变，故B 正确，D 错误．考点电磁感应中的动力学与能量问题1．电荷量的求解电荷量q ＝I Δt ，其中I 必须是电流的平均值．由E ＝n ΔΦΔt 、I ＝E R 总、q ＝I Δt 联立可得q ＝n ΔΦR 总，此式不涉及时间．2．求解焦耳热Q 的三种方法(1)焦耳定律：Q ＝I 2Rt ，适用于电流、电阻不变； (2)功能关系：Q ＝W 克服安培力，电流变或不变都适用；(3)能量转化：Q ＝ΔE 其他能的减少量，电流变或不变都适用．3．电磁感应综合题的解题策略(1) 电路分析：明确电源与外电路，可画等效电路图．(2) 受力分析：把握安培力的特点，安培力大小与导体棒速度有关，一般在牛顿第二定律方程里讨论，v 的变化影响安培力大小，进而影响加速度大小，加速度的变化又会影响v 的变化．(3) 过程分析：注意导体棒进入磁场或离开磁场时的速度是否达到“收尾速度”．(4) 能量分析：克服安培力做的功，等于把其他形式的能转化为电能的多少．例5 (2019·湖北稳派教育上学期第二次联考)如图9所示，倾角为θ的光滑绝缘斜面上平行于底边的虚线ef 下方有垂直于斜面向下的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B ，边长为L 的正方形导线框abcd 放在斜面上，线框的电阻为R ，线框的cd 边刚好与ef 重合．无初速度释放线框，当ab 边刚好要进入磁场时，线框的加速度刚好为零，线框的质量为m ，重力加速度为g ，求：图9(1)ab 边刚好要进入磁场时线框的速度大小；(2)从释放线框到ab 边进入磁场时，通过线框横截面的电荷量．答案 (1)mgR sin θB 2L 2 (2)BL 2R解析 (1)ab 边刚好要进入磁场时， mg sin θ＝F A ＝B 2L 2v R解得：v ＝mgR sin θB 2L 2(2)线框进入磁场的过程中，平均电流为I ＝E R根据法拉第电磁感应定律有：E ＝ΔФΔt 通过线框横截面的电荷量q ＝I Δt ＝ΔФR ＝BL 2R.变式训练5．(多选)(2019·辽宁葫芦岛市第一次模拟)如图10甲所示，在MN 、OP 间存在一匀强磁场，t ＝0时，一正方形光滑金属线框在水平向右的外力F 作用下紧贴MN 从静止开始做匀加速运动，外力F 随时间t 变化的图线如图乙所示，已知线框质量m ＝1 kg 、电阻R ＝2 Ω，则( )图10A ．线框的加速度大小为2 m/s 2B ．磁场宽度为6 mC ．匀强磁场的磁感应强度大小为 2 TD ．线框进入磁场过程中，通过线框横截面的电荷量为22 C 答案 ACD 解析 整个线框在磁场中运动时只受外力F 作用，则加速度a ＝F m＝2 m/s 2.由题图可知，从线框右边刚进入磁场到右边刚离开磁场，运动的时间为2 s ，磁场的宽度d ＝12at 12＝4 m ，所以选项A 正确，B 错误；当线框全部进入磁场前的瞬间：F 1－F 安＝ma ，而F 安＝BIL ＝B 2L 2v R＝B 2L 2at R ，线框的宽度L ＝12at 12＝12×2×12 m ＝1 m ，联立得：B ＝ 2 T ，所以选项C 正确；线框进入磁场过程中，通过线框横截面的电荷量为q ＝ΔФR ＝BL 2R ＝2×122 C ＝22C ，所以选项D 正确．例6 (2019 ·浙南名校联盟期末)如图11甲所示，在竖直方向上有4条间距相等的水平虚线L 1、L 2、L 3、L 4，在L 1L 2之间、L 3L 4之间存在匀强磁场，大小均为1 T ，方向垂直于虚线所在平面．现有一根电阻为2 Ω的均匀金属丝，首尾相连制成单匝矩形线圈abcd ，连接处接触电阻忽略，宽度cd ＝L ＝0.5 m ，线圈质量为0.1 kg ，将其从图示位置由静止释放(cd 边与L 1重合)，速度随时间变化的关系如图乙所示，其中0～ t 1时间内图线是曲线，其他时间内都是直线；并且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，已知t 1～t 2的时间间隔为0.6 s ，整个运动过程中线圈平面始终处于竖直方向(重力加速度g 取10 m/s 2)．求：图11(1)线圈匀速运动的速度大小；(2)线圈的长度ad ；(3)在0～t 1时间内通过线圈的电荷量；(4)0～t 3时间内，线圈ab 边产生的热量．答案 (1) 8 m/s (2) 2 m (3) 0.25 C (4) 0.18 J解析 (1) t 2～t 3时间ab 边在L 3L 4内做匀速直线运动，E ＝BL v 2，F ＝B E R L ，F ＝mg 联立解得：v 2＝mgR B 2L2＝8 m/s ， (2)从cd 边出L 2到ab 边刚进入L 3线圈一直做匀加速直线运动，ab 刚进上方磁场时，cd 也应刚进下方磁场，设磁场宽度是d ，由v 2＝v 1＋gt 得，v 1＝2 m/s ，则3d ＝v 1＋v 22t ＝3 m ，得：d ＝1 m ，有：ad ＝2d ＝2 m ，(3)0～t 1时间内，通过线圈的电荷量为q ＝ΔΦR ＝BdL R＝0.25 C ， (4)在0～t 3时间内由能量守恒得：线圈产生热量Q 总＝mg ·5d －12m v 22＝1.8 J 故线圈ab 边产生热量Q ＝110Q 总＝0.18 J. 变式训练6.(2019·福建三明市期末质量检测)如图12所示，足够长的光滑导轨倾斜放置，导轨平面与水平面夹角θ＝37°，导轨间距L ＝0.4 m ，其下端连接一个定值电阻R ＝4 Ω，其他电阻不计．两导轨间存在垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度B ＝1 T ．一质量为m ＝0.04 kg 的导体棒ab 垂直于导轨放置，现将导体棒由静止释放，取重力加速度g ＝10 m/s 2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.图12(1)求导体棒下滑的最大速度；(2)若导体棒从静止加速到v ＝4 m/s 的过程中，通过R 的电荷量q ＝0.2 C ，求R 产生的热量值． 答案 (1)6 m/s (2)0.16 J解析 (1)当导体棒所受的合外力为零时，速度最大，则：mg sin θ＝BIL ，I ＝BL v R 联立解得v ＝6 m/s(2)设该过程中电流的平均值为I ，则q ＝I ΔtI ＝ER ，E ＝BLx Δt 由能量守恒定律可得：mgx sin θ＝12m v 2＋Q 联立解得：x ＝2 m ，Q ＝0.16 J ．考点 电磁感应中的动量和能量问题1.电磁感应与动量综合问题往往需要运用牛顿第二定律、动量定理、动量守恒定律、功能关系和能量守恒定律等重要规律，并结合闭合电路欧姆定律等物理规律及基本方法求解.2.动量观点在电磁感应问题中的应用，主要可以解决变力的冲量.所以，在求解导体棒做非匀变速运动的问题时，应用动量定理可以避免由于加速度变化而导致运动学公式不能使用的麻烦，在求解双杆模型问题时，在一定条件下可以利用动量守恒定律避免讨论中间变化状态，而直接求得最终状态.例7 (2019·福建福州市期末质量检测)如图13所示，空间存在一个范围足够大的竖直向下的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B ；边长为L 的正方形金属框abcd (简称方框)放在光滑的水平地面上，其外侧套着一个与方框边长相同的U 形金属框架MNQP (仅有MN 、NQ 、QP 三条边，简称U 形框)，U 形框的M 、P 端的两个触点与方框接触良好且无摩擦，其他地方没有接触.两个金属框每条边的质量均为m ，每条边的电阻均为r .(1)若方框固定不动，U 形框以速度v 0垂直NQ 边向右匀速运动，当U 形框的接触点M 、P 端滑至方框的最右侧时，如图乙所示，求U 形框上N 、Q 两端的电势差U NQ ；(2)若方框不固定，给U 形框垂直NQ 边向右的水平初速度v 0，U 形框恰好不能与方框分离，求方框最后的速度v t 和此过程流过U 形框上NQ 边的电荷量q ；(3)若方框不固定，给U 形框垂直NQ 边向右的初速度v (v >v 0)，在U 形框与方框分离后，经过t 时间，方框的最右侧和U 形框的最左侧之间的距离为s .求分离时U 形框的速度大小v 1和方框的速度大小v 2.图13答案 见解析解析 (1)由法拉第电磁感应定律得：E ＝BL v 0此时电路图如图所示由串并联电路规律，外电阻为R 外＝2r ＋3r ×r 3r ＋r ＝114r 由闭合电路欧姆定律得：流过QN 的电流I ＝E R 外＋r＝4BL v 015r 所以：U NQ ＝E －Ir ＝1115BL v 0； (2)U 形框向右运动过程中，方框和U 形框组成的系统所受合外力为零，系统动量守恒. 依题意得：方框和U 形框最终速度相同，设最终速度大小为v t ；3m v 0＝(3m ＋4m )v t解得：v t ＝37v 0 对U 形框，由动量定理得：－BL I t ＝3m v t －3m v 0由q ＝I t解得：q ＝12m v 07BL(3)设U 形框和方框分离时速度分别为v 1和v 2，系统动量守恒：3m v ＝3m v 1＋4m v 2 依题意得：s ＝(v 1－v 2)t联立解得：v 1＝37v ＋4s 7tv 2＝37v －3s 7t. 专题突破练级保分练1.(2019·广东珠海市质量监测)如图1所示，使一个水平铜盘绕过其圆心的竖直轴OO ′转动，摩擦等阻力不计，转动是匀速的．现把一个蹄形磁铁水平向左移近铜盘，则( )图1A ．铜盘转动将变快B ．铜盘转动将变慢C ．铜盘仍以原来的转速转动D ．因磁极方向未知，无法确定答案 B解析 假设蹄形磁铁的上端为N 极，下端为S 极，铜盘顺时针转动(从OO ′方向看)．根据右手定则可以确定此时铜盘中的感应电流方向是从盘心指向边缘．通电导体在磁场中要受到力的作用，根据感应电流的方向和磁场的方向，利用左手定则可以确定磁场对铜盘的作用力的方向是沿逆时针方向，其受力方向与铜盘的转动方向相反，所以铜盘的转动速度将减小．无论怎样假设，铜盘的受力方向始终与转动方向相反．同时，转动过程中，机械能转化为电能，最终转化为内能，所以转得慢了．所以B 正确，A 、C 、D 错误．2．(多选)(2019·福建泉州市期末质量检查)如图2甲所示，匀强磁场垂直穿过矩形金属线框abcd ，磁感应强度B 随时间t 按图乙所示规律变化，下列说法正确的是( )图2A．t1时刻线框的感应电流方向为a→b→c→d→aB．t3时刻线框的感应电流方向为a→b→c→d→aC．t2时刻线框的感应电流最大D．t1时刻线框ab边受到的安培力方向向右答案AD解析t1时刻穿过线框的磁通量向里增加，根据楞次定律可知，线框的感应电流方向为a→b→c→d→a，由左手定则可知，线框ab边受到的安培力方向向右，选项A、D正确；t3时刻穿过线框的磁通量向里减小，可知线框的感应电流方向为a→d→c→b→a，选项B错误；B－t图象的斜率等于磁感应强度的变化率，可知t2时刻磁感应强度的变化率为零，则线框的感应电流为零，选项C错误．3.(多选)(2019·全国卷Ⅲ·19)如图3，方向竖直向下的匀强磁场中有两根位于同一水平面内的足够长的平行金属导轨，两相同的光滑导体棒ab、cd静止在导轨上．t＝0时，棒ab以初速度v0向右滑动．运动过程中，ab、cd始终与导轨垂直并接触良好，两者速度分别用v1、v2表示，回路中的电流用I表示．下列图像中可能正确的是()图3答案AC解析棒ab以初速度v0向右滑动，切割磁感线产生感应电动势，使整个回路中产生感应电流，判断可知棒ab受到与v0方向相反的安培力的作用而做变减速运动，棒cd受到与v0方向相同的安培力的作用而做变加速运动，它们之间的速度差Δv＝v1－v2逐渐减小，整个系统产生的感应电动势逐渐减小，回路中感应电流逐渐减小，最后变为零，即最终棒ab和棒cd的速度相同，v 1＝v 2，这时两相同的光滑导体棒ab 、cd 组成的系统在足够长的平行金属导轨上运动，水平方向上不受外力作用，由动量守恒定律有m v 0＝m v 1＋m v 2，解得v 1＝v 2＝v 02，选项A 、C 正确，B 、D 错误．4.(2019·甘肃兰州市第一次诊断)如图4所示，宽为L 的光滑导轨竖直放置，左边有与导轨平面垂直的区域足够大的匀强磁场，磁感应强度为B ，右边有两块水平放置的金属板，两板间距为d .金属板和电阻R 都与导轨相连．要使两板间质量为m 、带电荷量为－q 的油滴恰好处于静止状态，阻值也为R 的金属棒ab 在导轨上的运动情况可能为(金属棒与导轨始终接触良好，导轨电阻不计，重力加速度为g )( )图4A ．向右匀速运动，速度大小为2dmg BLqB ．向左匀速运动，速度大小为2dmg BLqC ．向右匀速运动，速度大小为dmg 2BLqD ．向左匀速运动，速度大小为dmg 2BLq答案 A解析 两板间质量为m 、带电荷量为－q 的油滴恰好处于静止状态，则qE ＝mg ，板间电场强度E ＝mg q ，方向竖直向下；两板间电压U ＝Ed ＝mgd q，且上板带正电、下板带负电．金属棒ab 切割磁感线相当于电源，两金属板与电阻R 并联后接在金属棒两端，则金属棒中电流方向由b 流向a ，U ＝R R ＋R·E ＝12·BL v ，则金属棒ab 在导轨上的运动速度v ＝2mgd qBL ；据金属棒中电流方向由b 流向a 和右手定则可得，金属棒向右运动．综上，A 正确，B 、C 、D 错误．5.(2019·北京市东城区上学期期末)如图5所示，两光滑水平放置的平行金属导轨间距为L ，直导线MN 垂直跨在导轨上，且与导轨接触良好，整个装置处于垂直于纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度大小为B .电容器的电容为C ，除电阻R 外，导轨和导线的电阻均不计．现给导线MN 一初速度，使导线MN 向右运动，当电路稳定后，MN 以速度v 向右匀速运动时( )图5A ．电容器两端的电压为零B ．通过电阻R 的电流为BL v RC ．电容器所带电荷量为CBL vD ．为保持MN 匀速运动，需对其施加的拉力大小为B 2L 2v R答案 C解析 当导线MN 匀速向右运动时，导线所受的合力为零，说明导线不受安培力，电路中电流为零，故电阻两端没有电压．此时导线MN 产生的感应电动势恒定，根据闭合电路欧姆定律得知，电容器两板间的电压为U ＝E ＝BL v ，故A 、B 错误．电容器所带电荷量Q ＝CU ＝CBL v ，故C 正确；因匀速运动后MN 所受合力为0，而此时无电流，不受安培力，则无需拉力便可做匀速运动，故D 错误．6．(多选)(2019·湖北稳派教育上学期第二次联考)如图6甲所示，通电直导线MN 和正方形导线框在同一水平面内，ab 边与MN 平行，先给MN 通以如图乙所示的电流，然后再通以如图丙所示的正弦交流电，导线和线框始终保持静止不动，电流从N 到M 为正，已知线框中的磁通量与直导线MN 中的电流成正比，则下列说法正确的是( )图6A ．通以如图乙所示的电流时，线框中产生的电流先减小后增大B ．通以如图乙所示的电流时，线框中的感应电流方向始终不变C ．通以如图丙所示的电流时，0～t 2时间内，线框受到的安培力方向不变D ．通以如图丙所示的电流时，t 3 时刻线框受到的安培力为零答案 BD解析 由题意可知，从N 到M 的方向为电流正方向；通以如题图乙所示的电流时，在0～t 1时间内电流方向为从M 到N ，穿过线框abcd 的磁场方向垂直纸面向外，大小在减小，由楞次定律可得，感应电流方向为逆时针，即为abcda ；在t 1时刻后，电流方向为N 到M ，穿过线框abcd 的磁场方向垂直纸面向里，大小在增大，由楞次定律可得，感应电流方向为逆时针，即为abcda ，故电流的方向不变，根据法拉第电磁感应定律有：E ＝ΔФΔt ，则线框中的感应电流为I ＝E R ＝ΔФΔt ×1R ，因线框中的磁通量与直导线MN 中的电流成正比，即ΔФΔt ∝ΔI Δt，则由乙图可知ΔI Δt 一直保持不变，故ΔФΔt不变，则感应电流I 不变，故A 错误，B 正确；通以如题图丙所示的电流时，在0～t 22时间内，导线中电流沿正方向增大，则线框中的磁场向里增大，由楞次定律可知，感应电流方向为逆时针，即为abcda ，根据左手定则可知，ab 边受到的安培力方向向右，cd 边受到的安培力方向向左，根据F ＝BIL 可知，I 、L 相同，但ab 边离导线近，故ab 边所在处的磁感应强度大于cd 边所在处的磁感应强度，则此时安培力的方向向右；在t 22～t 2时间内，导线中电流沿正方向减小，则线框中的磁场向里减小，由楞次定律可知，感应电流方向为顺时针，即为adcba ；根据左手定则可知，ab 边受到的安培力方向向左，cd 边受到的安培力方向向右，根据F ＝BIL 可知，I 、L 相同，但ab 边离导线近，故ab 边所在处的磁感应强度大于cd 边所在处的磁感应强度，则此时安培力的方向向左，故在0～t 2时间内线框受到的安培力方向改变，故C 错误；由题图丙可知，在t 3时刻电流为零，根据F ＝BIL 可知，此时线框受到的安培力为零，故D 正确．7．(2019·湖北十堰市上学期期末)如图7甲所示，导体棒MN 置于水平导轨上，PQMN 所围成的矩形的面积为S ，PQ 之间有阻值为R 的电阻，不计导轨和导体棒的电阻．导轨所在区域内存在沿竖直方向的匀强磁场，规定磁场方向竖直向上为正，在0～2t 0时间内磁感应强度的变化情况如图乙所示，导体棒MN 始终处于静止状态．下列说法正确的是( )图7A ．在0～2t 0时间内，导体棒受到的导轨的摩擦力方向先向左后向右，大小不变B ．在0～t 0时间内，通过导体棒的电流方向为N 到MC ．在t 0～2t 0时间内，通过电阻R 的电流大小为SB 0Rt 0。
2020年高考物理《电磁感应定律及应用》专题训练及答案解析
2020年高考物理《电磁感应定律及应用》专题训练一、单项选择题1.如图所示，直角坐标系xOy 的二、四象限有垂直坐标系向里的匀强磁场，磁感应强度大小均为B ，在第三象限有垂直坐标系向外的匀强磁场，磁感应强度大小为2B .现将半径为L 、圆心角为90°的扇形闭合导线框OPQ 在外力作用下以恒定角速度绕O 点在纸面内沿逆时针方向匀速转动．t ＝0时刻线框在图示位置，设电流逆时针方向为正方向．则下列关于导线框中的电流随时间变化的图线，正确的是( )【解析】根据楞次定律，线框从第一象限进入第二象限时，电流方向是正方向，设导线框的电阻为R ，角速度为ω，则电流大小为BωL 22R，从第二象限进入第三象限时，电流方向是负方向，电流大小为3BωL 22R，从第三象限进入第四象限时，电流方向是正方向，电流大小是3BωL 22R ，线框从第四象限进入第一象限时，电流方向是负方向，电流大小为BωL 22R ，B 选项正确．【答案】B2.法拉第发明了世界上第一台发电机——法拉第圆盘发电机．如图所示，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( )A ．回路中电流大小变化，方向不变B ．回路中电流大小不变，方向变化C ．回路中电流的大小和方向都周期性变化D ．回路中电流方向不变，从b 导线流进电流表【答案】D【解析】铜盘转动产生的感应电动势为：E ＝12BL 2ω，B 、L 、ω不变，E 不变，电流：I ＝E R ＝BL 2ω2R，电流大小恒定不变，由右手定则可知，回路中电流方向不变，从b 导线流进电流表，故A 、B 、C 错误，D 正确．3.如图所示，铜线圈水平固定在铁架台上，铜线圈的两端连接在电流传感器上，传感器与数据采集器相连，采集的数据可通过计算机处理，从而得到铜线圈中的电流随时间变化的图线.利用该装置探究条形磁铁从距铜线圈上端某一高度处由静止释放后，沿铜线圈轴线竖直向下穿过铜线圈的过程中产生的电磁感应现象.两次实验中分别得到了如图甲、乙所示的电流－时间图线.条形磁铁在竖直下落过程中始终保持直立姿态，且所受空气阻力可忽略不计.则下列说法中正确的是( )A.若两次实验条形磁铁距铜线圈上端的高度不同，其他实验条件均相同，则甲图对应实验条形磁铁距铜线圈上端的高度大于乙图对应实验条形磁铁距铜线圈上端的高度B.若两次实验条形磁铁的磁性强弱不同，其他实验条件均相同，则甲图对应实验条形磁铁的磁性比乙图对应实验条形磁铁的磁性强C.甲图对应实验条形磁铁穿过铜线圈的过程中损失的机械能小于乙图对应实验条形磁铁穿过铜线圈的过程中损失的机械能D.两次实验条形磁铁穿过铜线圈的过程中所受的磁场力都是先向上后向下【答案】C【解析】由乙图中的电流峰值大于甲中电流峰值，可知乙实验的电磁感应现象更明显，故乙实验中的高度更高或磁铁磁性更强，A 、B 错误；电流峰值越大，产生的焦耳热越多，损失的机械能越大，故C 正确；整个过程中，磁铁所受的磁场力都是阻碍磁铁运动，故磁场力一直向上，D 错误.4.如图所示，用均匀导线做成边长为0.2 m 的正方形线框，线框的一半处于垂直线框向里的有界匀强磁场中.当磁场以20 T/s 的变化率增强时，a 、b 两点间电势差的大小为U ，则()A.φa <φb ，U ＝0.2 VB.φa >φb ，U ＝0.2 VC.φa <φb ，U ＝0.4 VD.φa >φb ，U ＝0.4 V【答案】A【解析】题中正方形线框的左半部分磁通量变化而产生感应电动势，从而在线框中有感应电流产生，把左半部分线框看成电源，其电动势为E ，内电阻为r 2，画出等效电路如图所示.则a 、b 两点间的电势差即为电源的路端电压，设l 是边长，且依题意知：ΔB Δt＝20 T/s. 由法拉第电磁感应定律，得： E ＝N ΔB ·S Δt ＝1×20×0.2×0.22V ＝0.4 V 所以有：U ＝IR ＝E r 2＋r 2×r2＝0.2 V ， 由于a 点电势低于b 点电势，故有：U ab ＝－0.2 V.5.如图，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。
高三物理电磁感应规律的综合应用单元复习测试题及答案
高三物理电磁感应规律的综合应用单元复习测试题及答案在现代，物理学曾经成为自然迷信中最基础的学科之一。
查字典物理网为大家引荐了高三物理电磁感应规律的综合运用单元温习测试题及答案，请大家细心阅读，希望你喜欢。
一、选择题1.如下图电路，两根润滑金属导轨，平行放置在倾角为的斜面上，导轨下端接有电阻R，导轨电阻不计，斜面处在竖直向上的匀强磁场中，电阻可略去不计的金属棒ab质量为m，遭到沿斜面向上且与金属棒垂直的恒力F的作用，金属棒沿导轨匀速下滑，那么它在下滑高度h的进程中，以下说法正确的选项是( )A.作用在金属棒上各力的合力做功为零B.重力做的功等于系统发生的电能C.金属棒克制安培力做的功等于电阻R上发生的焦耳热D.金属棒克制恒力F做的功等于电阻R上发生的焦耳热【答案】选A、C.【详解】依据动能定理,合力做的功等于动能的增量，故A 对;重力做的功等于重力势能的增加，重力做的功等于克制F 所做的功与发生的电能之和，而克制安培力做的功等于电阻R上发生的焦耳热，所以B、D错，C对.2.如图甲所示,润滑导轨水平放置在与水平方向成60角斜向下的匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度B随时间的变化规律如图乙所示(规则斜向下为正方向),导体棒ab垂直导轨放置,除电阻R的阻值外,其他电阻不计,导体棒ab在水平外力作用下一直处于运动形状.规则ab的方向为电流的正方向,水平向右的方向为外力的正方向,那么在0～t1时间内,能正确反映流过导体棒ab的电流i和导体棒ab所受水平外力F 随时间t变化的图象是( )【答案】选D.【详解】由楞次定律可判定回路中的电流一直为ba方向,由法拉第电磁感应定律可判定回路电流大小恒定,故A、B错;由F安=BIL可得F安随B的变化而变化,在0～t0时间内,F 安方向向右,故外力F与F安等值反向,方向向左为负值;在t0～t1时间内,F安方向改动,故外力F方向也改动为正值,综上所述,D项正确.3.粗细平均的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行.现使线框以异样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如下图，那么在移出进程中线框一边a、b两点间的电势差相对值最大的是( )【答案】选B.【详解】此题中在磁场中的线框与速度垂直的边为切割磁感线发生感应电动势的电源.四个选项中的感应电动势大小均相等，回路电阻也相等，因此电路中的电流相等，B中ab两点间电势差为路端电压，为倍的电动势，而其他选项那么为倍的电动势.故B正确.4.如下图，两根水平放置的相互平行的金属导轨ab、cd，外表润滑，处在竖直向上的匀强磁场中，金属棒PQ垂直于导轨放在下面，以速度v向右匀速运动，欲使棒PQ停上去，下面的措施可行的是(导轨足够长，棒PQ有电阻)( )A.在PQ右侧垂直于导轨再放上一根异样的金属棒B.在PQ右侧垂直于导轨再放上一根质量和电阻均比棒PQ大的金属棒C.将导轨的a、c两端用导线衔接起来D.在导轨的a、c两端用导线衔接一个电容器【答案】选C.【详解】在PQ棒右侧放金属棒时，回路中会有感应电流，使金属棒减速，PQ棒减速，当取得共同速度时，回路中感应电流为零，两棒都将匀速运动，A、B项错误.当一端或两端用导线衔接时，PQ的动能将转化为内能而最终运动，C项正确.假定在a、c两端衔接一个电容器,在电容器的充电进程中电路中有感应电流,导体棒在安培力的作用下减速,当导体棒的感应电动势与电容器两端的电压相等时,导体棒匀速运动.D项错.5.如下图，电阻为R，导线电阻均可疏忽，ef是一电阻可不计的水平放置的导体棒，质量为m，棒的两端区分与ab、cd 坚持良好接触，又能沿框架无摩擦下滑，整个装置放在与框架垂直的匀强磁场中，当导体棒ef从运动下滑一段时间后闭合开关S，那么S闭合后( )A.导体棒ef的减速度能够大于gB.导体棒ef的减速度一定小于gC.导体棒ef最终速度随S闭合时辰的不同而不同D.导体棒ef的机械能与回路内发生的电能之和一定守恒【答案】选A、D.【详解】开封锁合前，导体棒只受重力而减速下滑.闭合开关时有一定的初速度v0，假定此时F安mg，那么F安-mg=ma.假定F安6.如右图所示，两竖直放置的平行润滑导轨相距0.2 m，其电阻不计，处于水平向里的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度为0.5 T，导体棒ab与cd的电阻均为0.1 ，质量均为0.01 kg.现用竖直向上的力拉ab棒，使之匀速向上运动，此时cd棒恰恰运动，棒与导轨一直接触良好，导轨足够长，g取10 m/s2，那么()A.ab棒向上运动的速度为1 m/sB.ab棒遭到的拉力大小为0.2 NC.在2 s时间内，拉力做功为0.4 JD.在2 s时间内，ab棒上发生的焦耳热为0.4 J【答案】 B【详解】cd棒遭到的安培力等于它的重力，BBLv2RL=mg，v=mg2RB2L2=2 m/s，A错误.ab棒遭到向下的重力G和向下的安培力F，那么ab棒遭到的拉力FT=F+G=2mg=0.2 N，B正确.在2 s内拉力做的功，W=FTvt=0.222 J=0.8 J，C不正确.在2 s内ab棒上发生的热量Q=I2Rt=BLv2R2Rt=0.2 J，D不正确.7.如右图所示，在润滑水平面上方，有两个磁感应强度大小均为B、方向相反的水平匀强磁场，如下图，PQ为两个磁场的边界，磁场范围足够大.一个边长为a，质量为m，电阻为R的正方形金属线框垂直磁场方向，以速度v从图示位置向右运动，当线框中心线AB运动到与PQ重合时，线框的速度为v2，那么()A.此时线框中的电功率为4B2a2v2/RB.此时线框的减速度为4B2a2v/(mR)C.此进程经过线框截面的电荷量为Ba2/RD.此进程回路发生的电能为0.75mv2【答案】 C【详解】线框左右两边都切割磁感线那么E总=2Bav2，P=E2总R=B2a2v2R，A错误;线框中电流I=E总R=BavR，两边受安培力F合=2BIa=2B2a2vR，故减速度a=2B2a2vmR，B错误;由E=t，I=ER.q=It得q=R.从B点到Q点=Ba2，故C正确;而回路中发生的电能E=12mv2-12m12v2=38mv2，故D错误.8.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，规则线圈中感应电流的正方向如图甲所示，当磁场的磁感应强度B随时间t做如图乙变化时，以下选项中能正确表示线圈中感应电动势E变化的是【答案】A【详解】由图乙知0～1 s内磁通量向上平均添加，由楞次定律知电流方向为正方向且坚持不变;3 s～5 s内磁通量向下平均减小，由楞次定律知电流方向为负方向且坚持不变.由法拉第电磁感应定律知感应电动势大小与磁通质变化率成正比，故3 s～5 s内的电动势是0～1 s内电动势的12.应选A.9.如下图，用铝板制成U型框，将一质量为m的带电小球用绝缘细线悬挂在框中，使全体在匀强磁场中沿垂直于磁场方向向左以速度v匀速运动，悬挂拉力为FT，那么A.悬线竖直，FT=mgB.悬线竖直，FTmgC.悬线竖直，FTD.无法确定FT的大小和方向【答案】A【详解】设两板间的距离为L，由于向左运动进程中竖直板切割磁感线，发生动生电动势，由右手定那么判别下板电势高于上板，动生电动势大小E=BLv，即带电小球处于电势差为BLv的电场中，所受电场力F电=qE电=qEL=qBLvL=qvB设小球带正电，那么电场力方向向上.同时小球所受洛伦兹力F洛=qvB，方向由左手定那么判别竖直向下，即F电=F洛，故无论小球带什么电怎样运动，FT=mg.选项A正确.10.如图(a)所示，在润滑水平面上用恒力F拉质量为m的单匝平均正方形铜线框，线框边长为a，在1位置以速度v0进入磁感应强度为B的匀强磁场并末尾计时，假定磁场的宽度为b(b3a)，在3t0时辰线框抵达2位置，速度又为v0，并末尾分开匀强磁场.此进程中vt图象如图(b)所示，那么()A.t=0时，线框右侧边MN的两端电压为Bav0B.在t0时辰线框的速度为v0-Ft0mC.线框完全分开磁场的瞬间位置3的速度一定比t0时辰线框的速度大D.线框从1位置进入磁场到完全分开磁场位置3进程中线框中发生的电热为2Fb【答案】D【详解】t=0时，线框右侧边MN的两端电压为外电压，为34Bav0，A项错误;从t0时辰至3t0时辰线框做匀减速运动，减速度为Fm，故在t0时辰的速度为v0-2at0=v0-2Ft0m，B 项错误;由于t=0时辰和t=3t0时辰线框的速度相等，进入磁场和穿出磁场的进程中受力状况相反，故在位置3时的速度与t0时辰的速度相等，C项错误;线框在位置1和位置2时的速度相等，依据动能定理，外力做的功等于克制安培力做的功，即有Fb=Q，所以线框穿过磁场的整个进程中，发生的电热为2Fb，D项正确.二、非选择题11.如图甲所示，两根质量均为0.1 kg完全相反的导体棒a、b，用绝缘轻杆相连置于由金属导轨PQ、MN架设的斜面上.斜面倾角为53，a、b导体棒的间距是PQ、MN导轨的间距的一半，导轨间分界限OO以下有方向垂直斜面向上的匀强磁场.当a、b导体棒沿导轨下滑时，其下滑速度v与时间的关系图象如图乙所示.假定a、b导体棒接入电路的电阻均为1 ，其他电阻不计，取g=10 m/s2，sin 53=0.8，cos 53=0.6，试求：(1)PQ、MN导轨的间距d;(2)a、b导体棒与导轨间的动摩擦因数;(3)匀强磁场的磁感应强度B的大小.【答案】(1)1.2 m (2)0.083 (3)0.83 T【详解】(1)由图乙可知导体棒b刚进入磁场时a、b和轻杆所组成的系统做匀速运动，当导体棒a进入磁场后才再次做减速运动，因此b棒匀速运动的位移即为a、b棒的间距，依题意可得：d=2vt=23(0.6-0.4)m=1.2 m(2)设进入磁场前导体棒运动的减速度为a，由图乙得：a=vt=7.5 m/s2，因a、b一同运动，故可看作一个全体，其受力剖析如下图.由牛顿第二定律得：2mgsin 2mgcos =2ma解得：=(gsin-a)/(gcos )=(100.8-7.5)/(100.6)=0.5/6=0.083(3)当b导体棒在磁场中做匀速运动时，有：2mgsin 2mgcos -BId=0I=Bdv2R联立解得：B=0.83 T小编为大家提供的高三物理电磁感应规律的综合运用单元温习测试题及答案，大家细心阅读了吗?最后祝同窗们学习提高。
(新课标)2018-2019学年高考物理 主题三 电磁感应及其应用 3.1 电磁感应 3.1.6
3.1.6 互感和自感学习目标 核心提炼1.了解互感现象及互感现象的应用。
2种现象——互感现象和自感现象 2个概念——自感电动势、自感系数 2个重点——通电、断电现象的成因 2.了解自感现象，认识自感电动势对电路中电流的影响，并能对含线圈的电路进行分析。
3.了解自感系数的意义和决定因素。
4.知道磁场具有能量。
一、互感现象1.互感：两个相互靠近的线圈，当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势，这种现象叫互感。
2.应用：利用互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一个线圈，如变压器就是利用互感现象制成的。
3.危害：互感现象能发生在任何两个相互靠近的电路之间、电力工程和电子电路中，有时会影响电路的正常工作。
思维拓展如图1是法拉第实验线圈。
在实验中，两个线圈并没有用导线连接。
图1(1)当其中一个线圈中有电流时，另一个线圈中是否会产生感应电流？(2)当一个线圈中的电流变化时，在另一个线圈中为什么会产生感应电动势呢？提示 (1)不一定。
当线圈中的电流为恒定电流时，在其周围空间产生的磁场不变，则在另一个线圈中就不会产生感应电流。
只有当线圈中的电流变化时，在其周围空间产生变化的磁场，此时会在另一个线圈中产生感应电流。
(2)当一个线圈中的电流变化时，穿过两个线圈的磁通量都会变化，在另一个线圈中就会产生感应电动势。
二、自感现象1.定义：当一个线圈中的电流发生变化时，它产生的变化的磁场不仅在邻近的电路中激发出感应电动势，同样也在它本身激发出感应电动势的现象叫自感。
图22.自感电动势对电流的作用：电流增加时，自感电动势阻碍电流的增加；电流减小时，自感电动势阻碍电流的减小。
实验1：演示通电自感现象实验电路如图2所示，开关S 接通时，可以看到灯泡2立即发光，而灯泡1是逐渐亮起来的。
实验2：演示断电自感现象。
图3实验电路如图3所示，线圈L 的电阻比灯泡的电阻小，接通电路，灯泡正常发光后，迅速断开开关S ，可以看到灯泡闪亮一下再逐渐熄灭。
2018-2019学年高中物理鲁科版选修3-2：重难强化训练2 电磁感应定律的综合应用
2018-2019学年高中物理鲁科版选修3-2：重难强化训练2 电磁感应定律的综合应用一、单选题1. 粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行，现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如图所示，则在移动过程中线框的一边a、b两点间电势差绝对值最大的是（）A ．B ．C ．D ．2. 如下图所示，一个由导体做成的矩形线圈abcd，以恒定速率v向右运动，从无场区进入匀强磁场区，磁场宽度大于矩形线圈的宽度da，然后出来，线圈平面始终与磁场垂直．若取逆时针方向的电流为正方向，那么图中正确地表示回路中电流与时间关系的是A ．B．C．D．3. 如图所示，导轨间的磁场方向垂直于纸面向里．圆形金属环B正对磁铁A，当导线MN在导轨上向右加速滑动时，下列说法正确的是( )A．MN中电流方向N→M，B被A吸引B．MN中电流方向N→M，B被A排斥C．MN中电流方向M→N，B被A吸引D．MN中电流方向M→N，B被A排斥4. 如图所示，竖直平面内有一金属环，半径为a，总电阻为R（指拉直时两端的电阻），磁感应强度为B 的匀强磁场垂直穿过环平面，与环的最高点A 铰链连接的长度为 2a、电阻为的导体棒AB 由水平位置紧贴环面摆下，当摆到竖直位置时，B 点的线速度为v，则这时AB两端的电压大小为（）A．B．C．D．二、多选题5. 水平放置的金属框架cdef 处于如图所示的匀强磁场中，金属棒ab 处于粗糙的框架上且接触良）好，从某时刻开始，磁感应强度均匀增大，金属棒ab 始终保持静止，则（ ）A ．ab 中电流增大，ab 棒所受摩擦力增大B ．ab 中电流不变，ab 棒所受摩擦力增大C ．ab 中电流不变，ab 棒所受摩擦力不变D ．ab 中电流增大，ab 棒所受摩擦力不变6. 竖直放置的平行光滑导轨,其电阻不计,磁场方向如图所示,磁感应强度B =0.5 T,导体杆ab 和cd 的长均为0.2 m,电阻均为0.1 Ω,所受重力均为0.1 N,现在用力向上推导体杆ab ,使之匀速上升(与导轨接触始终良好),此时cd 恰好静止不动,ab 上升时下列说法正确的是( )．A ．ab 受到的推力大小为2 NB ．ab 向上的速度为2 m/sC ．在2 s 内,推力做功转化的电能是0.4 JD ．在2 s 内,推力做功为0.6 J7. 如图所示，两条平行竖直虚线之间存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，虚线间的距离为l .金属圆环的直径也为l .圆周环从左边界进入磁场，以垂直于磁场边界的恒定速度v 穿过磁场区域．则下列说法正确的是()A ．感应电流的大小先增大后减小再增大再减小B ．感应电流的方向先逆时针后顺时针C ．金属圆环受到的安培力先向左后向右D ．进入磁场时感应电动势平均值＝πBlv三、解答题8. 如图所示，相距为L 的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为θ，上端接有定值电阻R ，匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为B .将质量为m 的导体棒由静止释放，当速度达到v 时开始匀速运动，此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力，并保持拉力的功率恒为P ，导体棒最终以2v 的速度匀速运动．导体棒始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨和导体棒的电阻，重力加速度为g .下列选项正确的是()A ．当导体棒速度达到时加速度大小为sin θB ．当导体棒速度达到时加速度大小为sin θC ．P ＝2mgv sin θD ．P ＝3mgv sin θ9. 如图所示，两根电阻不计的光滑平行金属导轨倾角为θ，导轨下端接有电阻R ，匀强磁场垂直斜面向上．质量为m 、电阻不计的金属棒ab 在沿斜面与棒垂直的恒力F 作用下沿导轨匀速上滑，上升高度为h ，在这个过程中()A ．金属棒所受各力的合力所做的功等于零B ．金属棒所受各力的合力所做的功等于mgh 和电阻R 上产生的焦耳热之和C ．恒力F 与重力的合力所做的功等于棒克服安培力所做的功与电阻R 上产生的焦耳热之和D ．恒力F 与重力的合力所做的功等于电阻R 上产生的焦耳热10. 如图所示,PN 与QM 两平行金属导轨相距1 m ，电阻不计，两端分別接有电阻R 1和R 2，且R 1=6Ω，ab 导体的电阻为2 Ω,在导轨上可无摩擦地滑动,垂直穿过导轨平面的匀强磁场的磁感应强度为1T ，.现ab 以恒定速度v=3m/s 匀速向右移动，这时ab 杆上消耗的电功率与R 1、R 2消耗的电功率之和相等.求:（1）R2的阻值;（2）R1与R2消耗的电功率; （3）拉ab杆的水平向右的拉力F.。
电磁感应基本规律的应用(含答案).docx
电磁感应基本规律的应用1、.如图所示，闭合线圈放在匀强磁场中，线圈平面利磁感线方向成30°角，磁感应强度随时间均匀变化.用下述哪一种方法可使线圈中的感应电流增加一倍（）A. 使线圈的也数增加一倍B. 使线圈的面积增加一倍C. 使线圈的半径增加一倍D. 改变线圈平面的取向，使之与磁场方向垂直2、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甲所示，当磁场的磁感应强度B 随时间t 如图乙变化时，正确 表示线圈中感应电动势E 变化的是图中的（ ）-宽40cm 的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里，一边长为20cm的正方形导线框位于纸而内，以垂直于磁场边界的恒定速度v = 20cm/s 通过磁场区 域，在运动过程中，线框中有一边始终与磁场区域的边界平行，取它刚进入磁场的 时刻t = 0,在下列图线中，正确反映感应电流强度随时间变化规律的是（）X X X XX X X X40 cmE 17-734. 如图所示，金属朴ab 以恒定的速率v 在光滑平行导轨上向右滑行.设整个电路中总 电阻为R （恒定不变），整个装置置于垂百纸面向里的匀强磁场中，下列叙述正确的 是…（ ）A. ab 杆屮的电流与速率v 成正比B. 磁场作用于ab 杆的安培力与速率v 成正比3.如图所示,——X XAB C DX HX XX X XC. 电阻R 上产生的电热功率与速率V 的平方成正比D. 外力对ab 杆做功的功率与速率v 的平方成正比5、 如图所示，空间有一个方向水平的有界磁场区域，一个矩形线框，自磁场上方某一高度下落，然后进入磁场，进入磁场时，导线框平血与磁场方向垂直。
则在进入时 导线框不可能( )□巳A 、 变加速下落 厂 __________B 、 变减速下落 x x x x]C 、匀 速 下 落]XXXXX ；IX X X X X ；D 、匀加速下落6、 在平行于水平地面的有界匀强磁场上方，有三个单匝线框A 、B 、C,从静止开始同 时释放，磁感线始终与线框平面垂直•三个线框都是山相同的金属材料做成的相同止 方形，其不闭合，有个小缺口； B 、C 都是闭合的，但B 导线的横截面积比C 的大，如图所示•下列关于它们的落地时间的判断止确的 囚 回 迢毘( ) ........... ...... A 、A 、B 、C 同时落出也 :x x x x x x x x x x x;JXXXXXXXXXXX ；B 、A 最迟落地二「「二匚m 二.■77777777777777777777777777^C 、 B 在C 之后落地D 、 B 和C 在AZ 后落地7、 如图所示，两根相距为L 的竖直平行金属导轨位于磁感应强度为B 、方向垂直纸而向里的匀强磁场中，导轨电阻不计，另外两根与上述光滑导轨保持应好接触的金属 杆abx cd 质量均为m,电阻均为R.若要使cd 静止不动，则ab 杆应向 _________________ 运动，速度大小为 ______________ ,作用于ab 杆上的外力大小为 _______________场方向垂直丁•线圈平血.已知磁感应强度随时间变化的规律为B= (2+0.21)T,定值 电阻R,=6 Q,线圈电阻R 2=4 . Q ,求：(1) 磁通量变化率、回路中的感应电动势; (2) a 、b 两点间的电压Um答案：(1)0.04 Wb/s 4 V (2)2.4 V9、如图所示,两根平行金属轨道固定在水平桌而上，每根导轨每米的电阻为口=0.10 Q, 导轨的端点P 、Q 用电阻可忽略的导线相连，两导轨间的距离1=0.20 m,有随时间'变 化的匀强磁场垂直于桌面，已知磁感应强度B 与时间t 的关系为B 二kt,比例系数 k=0.02 T/s. —电阻不计的金属杆可在导轨上无摩擦地滑动.在滑动过程屮保持与导轨 垂直，在匸0时刻，金属杆紧靠在P 、Q 端，在外力作用下，杆以恒定的加速度从 静止开始向导轨的另一端滑动，求在1=6.0 s 时金属杆所受的安培力。
高考物理二轮复习：电磁感应定律及综合应用知识点解析及专题练习
专题九电磁感应定律及综合应用电磁感应是电磁学中最为重要的内容，也是高考命题频率最高的内容之一。
题型多为选择题、计算题。
主要考查电磁感应、楞次定律、法拉第电磁感应定律、自感等知识。
本部分知识多结合电学、力学部分出压轴题，其命题形式主要是电磁感应与电路规律的综合应用、电磁感应与力学规律的综合应用、电磁感应与能量守恒的综合应用。
复习中要熟练掌握感应电流的产生条件、感应电流方向的判断、感应电动势的计算，还要掌握本部分内容与力学、能量的综合问题的分析求解方法。
预测高考重点考查法拉第电磁感应定律及楞次定律和电路等效问题．综合试题还是涉及到力和运动、动量守恒、能量守恒、电路分析、安培力等力学和电学知识．主要的类型有滑轨类问题、线圈穿越有界磁场的问题、电磁感应图象的问题等．此除日光灯原理、磁悬浮原理、电磁阻尼、超导技术这些在实际中有广泛的应用问题也要引起重视。
知识点一、法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律的内容是感应电动势的大小与穿过回路的磁通量的变化率成正比．在具体问题的分析中，针对不同形式的电磁感应过程，法拉第电磁感应定律也相应有不同的表达式或计算式．磁通量变化的形式表达式备注通过n 匝线圈内的磁通量发生变化E ＝n ·ΔΦΔt(1)当S 不变时，E ＝nS ·ΔB Δt (2)当B 不变时，E ＝nB ·ΔS Δt 导体垂直切割磁感线运动E ＝BLv 当v ∥B 时，E ＝0导体绕过一端且垂直于磁场方向的转轴匀速转动E ＝12BL 2ω线圈绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动E ＝nBSω·sin ωt 当线圈平行于磁感线时，E 最大为E ＝nBSω，当线圈平行于中性面时，E ＝0知识点二、楞次定律与左手定则、右手定则1．左手定则与右手定则的区别：判断感应电流用右手定则，判断受力用左手定则．2．应用楞次定律的关键是区分两个磁场：引起感应电流的磁场和感应电流产生的磁场．感应电流产生高考物理二轮复习：电磁感应定律及综合应用知识点解析及专题练习的磁场总是阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化，“阻碍”的结果是延缓了磁通量的变化，同时伴随着能量的转化．3．楞次定律中“阻碍”的表现形式：阻碍磁通量的变化(增反减同)，阻碍相对运动(来拒去留)，阻碍线圈面积变化(增缩减扩)，阻碍本身电流的变化(自感现象)．知识点三、电磁感应与电路的综合电磁感应与电路的综合是高考的一个热点内容，两者的核心内容与联系主线如图4－12－1所示：1．产生电磁感应现象的电路通常是一个闭合电路，产生电动势的那一部分电路相当于电源，产生的感应电动势就是电源的电动势，在“电源”内部电流的流向是从“电源”的负极流向正极，该部分电路两端的电压即路端电压，U ＝R R ＋rE .2．在电磁感应现象中，电路产生的电功率等于内外电路消耗的功率之和．若为纯电阻电路，则产生的电能将全部转化为内能；若为非纯电阻电路，则产生的电能除了一部分转化为内能，还有一部分能量转化为其他能，但整个过程能量守恒．能量转化与守恒往往是电磁感应与电路问题的命题主线，抓住这条主线也就是抓住了解题的关键．在闭合电路的部分导体切割磁感线产生感应电流的问题中，机械能转化为电能，导体棒克服安培力做的功等于电路中产生的电能．说明：求解部分导体切割磁感线产生的感应电动势时，要区别平均电动势和瞬时电动势，切割磁感线的等效长度等于导线两端点的连线在运动方向上的投影．高频考点一对楞次定律和电磁感应图像问题的考查例1、(多选)(2019·全国卷Ⅰ·20)空间存在一方向与纸面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，其边界如图4(a)中虚线MN 所示．一硬质细导线的电阻率为ρ、横截面积为S ，将该导线做成半径为r 的圆环固定在纸面内，圆心O 在MN 上．t ＝0时磁感应强度的方向如图(a)所示；磁感应强度B 随时间t 的变化关系如图(b)所示．则在t ＝0到t ＝t 1的时间间隔内()图4A．圆环所受安培力的方向始终不变B．圆环中的感应电流始终沿顺时针方向C．圆环中的感应电流大小为B0rS4t0ρD．圆环中的感应电动势大小为B0πr24t0【举一反三】（2018年全国II卷）如图，在同一平面内有两根平行长导轨，导轨间存在依次相邻的矩形匀强磁场区域，区域宽度均为l,磁感应强度大小相等、方向交替向上向下。