高二物理电磁感应现象练习
高中物理选修3 2 电磁感应,交流电测试题及答案
高中物理选修3 2 电磁感应，交流电测试题及答案高中物理选修3-2-电磁感应，交流电测试题及答案高二物理测试时间：第一卷（选择题48分）一、选择题：（本题共12小题，每小题4分）1.在电磁感应现象中，下列陈述中正确的一个是（）a．当闭合线框和磁场之间有相对运动时，线框中一定会有感应电流b．感应电流的磁场总是跟原来磁场的方向相反c．感应电流的磁场总是跟原来磁场的方向相同d、感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
2.如右图所示，水平放置的矩形线圈ABCD垂直落在细长水平磁铁的S极附近，从位置I到位置II再到位置III。
位置II与磁铁在同一平面上，位置I和位置III非常接近位置II。
在下降过程中，线圈中的感应电流方向为（）a、abcdab和adcbac、从abcda到adcbad、从adcba到abcda3.如图所示，这是早期制造的发电机和电机的示意图。
盘A和盘B是两个铜盘，可以分别围绕固定旋转轴旋转。
盘A的中心和盘B的边缘通过一根导线连接，盘B的中心和盘A的边缘通过另一根导线连接。
当圆盘a在外力作用下旋转时，圆盘B也会旋转。
那么下面陈述中正确的一个是（）A。
连续旋转圆盘A可以获得连续电流。
原因是整个铜盘被视为沿径向排列的无数铜棒，它们切断磁感应线并产生感应电动势。
B.当磁盘a旋转时，磁盘B也可以旋转，因为电流在磁场力的作用下旋转c．当a盘顺时针转动时，b盘逆时针转动d．当a盘顺时针转动时，b盘也顺时针转动4、交流发电机的线圈转到线圈平面与中性面垂直时，下列说法正确的是（）a、电流将改变方向B，磁场方向平行于线圈平面C，通过线圈的磁通量最大D，线圈中产生的感应电动势最大5、矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度b随时间变化的规律如图所示。
若规定顺时针方向为感应电流i的正方向，则下列表示电流变化的各图中正确的是（）一6、如图所示，a、b是两个完全相同的灯泡，l是自感系数较大的线圈，其直流电阻忽略不计。
高二物理02-03电磁感应练习
高二物理电磁感应练习一. 选择题（每题有一个或多个正确答案，请将正确答案填在题后的括号中）1. 矩形线圈abcd从图2所示的位置由静止开始运动，若cd边所受磁场力方向平行于bc边向下，则线圈的运动情况可能是：（）×Ｂa×d××图2A. 向右平动（ad边未进入磁场）；B. 向左平动（bc边未离开磁场）；C. 以bc边为轴转动（转角小于90 ），ad未进入磁场；D. 以ad边为轴转动（转角小于90 ），bc未离开磁场。
2. 闭合矩形导线框以速度v匀速通过一个矩形范围内的匀强磁场，磁场方向与线框所在平面垂直，磁场宽度小于导线框宽度Ｌ，如图3所示，运动中线框bc边平行磁场边界，规定线框中的感应电流沿abcd方向时取正值，那么在图4所示的4个图线中，正确反映线框中感应电流随时间变化情况的是（）a bvd cＬＳ图3A BC D图43. 金属圆环固定在水平桌面上，该区域存在竖直向下（或向上）的匀强磁场。
大圆环和的O端为小滑环套在O轴中心O处有一竖直固定的金属棒做为转动轴。
金属杆aO bO、端架在大金属环上，且接触良好，也可上。
它们与轴接触良好且可自由转动，两杆的a b自由转动。
如图5所示，现用外力使aO杆沿逆时针方向转动，则bO杆的运动情况是（）waＯb图5A. 保持静止；B. 沿逆时针方向转动；C. 沿顺时针方向转动；D. 磁场方向不确定，无法判断。
4. 如图6所示，电键Ｓ接通后小灯泡可以正常发光，电键Ｓ断开后小灯泡闪亮一下后熄灭，以下说法中正确的是（）La×b图6A. 接通后，小灯泡逐渐亮起来；B. 接通瞬间小灯泡就正常发光；C. 断开瞬间小灯泡中电流由a流向b；D. 断开瞬间小灯泡中电流由b流向a。
二. 填空题：5. 如图7所示，匀强磁场B T =05.，光滑平行轨道间距L cm =20，轻金属杆ab 电阻r =05.Ω，电阻R =15.Ω，导轨电阻可忽略不计，当ab 杆在恒力Ｆ作用下沿导轨以v m s =2/速度匀速滑动时，ab 杆上产生的感应电动势ε=_________，通过电阻的电流大小为I =__________，作用在ab 杆上的磁场力方向为__________，电阻消耗的电功率P R =__________，外力做功的功率P F =__________。
高二物理电磁感应试题
高二物理电磁感应试题1.如图所示，环形导线中通有顺时针方向的电流I，则该环形导线中心处的磁场方向为 ( )A．水平向右B．水平向左C．垂直于纸面向里D．垂直于纸面向外【答案】C【解析】图中电流为环形电流，由右手螺旋定则可得：大拇指指向电流方向，四指弯曲方向在内部向里，所以内部磁场应垂直于纸面向里．故选C．【考点】通电直导线和通电线圈周围磁场的方向．点评：右手螺旋定则在应用过程中容易出现错误，要加强练习，增加熟练程度．2.关于电磁场和电磁波，下列叙述中正确的是：A．电磁波可能是横波，也可能是纵波B．正交的电场和磁场叠加，形成了电磁场C．均匀变化的电场周围可产生电磁波D．一切电磁波在真空中的传播速度都为3.0´108km/s【答案】B【解析】本题考查的是对电磁场和电磁波的理解问题。
电磁波是横波，A错误；正交的电场和磁场叠加，形成了电磁场，B正确；均匀变化的电场周围可产生磁场，C错误；一切电磁波在真空中的传播速度都为3.0´108m/s，D错误；3.电磁学的基本现象和规律在生产生活中有着广泛的应用。
下列哪些电器件在工作时，不是应用电磁感应现象的是( )A．干电池B．电磁炉C．动圈式话筒D．水力发电机【答案】A【解析】电磁感应现象在生活中有很多应用，只要通过导线切割磁感线而产生感应电流的仪器所应用的原理均为电磁感应原理；生活中有很多实例：如发电机、动圈式话筒、电磁炉、变压器等；干电池应用的是能量的转化，化学能向电能的转化，对于物理中常用规律的应用可综合进行记忆，如：电热器利用电流的热效应原理，如电饭锅、电炒锅、电烙铁、电水壶、电暖气、电熨斗；电动机利用通电导体在磁场中受力原理，如电风扇、排烟罩、洗衣机、剃须刀等．4.如图所示，一水平放置的矩形闭合线框abcd在细长磁铁的N极附近竖直下落，保持bc边在纸外，ad边在纸内，由图中位置I经过位置Ⅱ到位置Ⅲ，位置I和位置Ⅲ都很接近位置Ⅱ，这个过程中线圈感应电流( )A．沿abcd流动B．沿dcba流动C．先沿abcd流动，后沿dcba流动D．先沿dcba流动，后沿abcd流动【答案】C【解析】由图中位置I到达位置Ⅱ过程中，穿过线圈的磁场方向向上，磁通量增大，感应电流的磁场向下，由右手螺旋定则可知，电流沿abcd方向，同理可判断II到III位置中电流方向，C对；5.如图15所示，竖直放置的长直导线通以恒定电流，一矩形导电线框abcd与通电导线共面放置，且ad边与通电导线平行．下列情况下能产生感应电流的是()A．线框向左平动B．线框与电流方向同向平动C线框以直导线为轴转动D．线框以ab边为轴转动【答案】AD【解析】只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，线圈上就有电流产生，距离导线越远磁感线越稀，AD对；6.在电磁感应现象中，下列说法中正确的是（）A．感应电流的磁场总是跟原来的磁场方向相反B．闭合线框放在变化的磁场中一定能产生感应电流C．闭合线圈放在匀强磁场中做切割磁感线运动，一定能产生感应电流D．感应电流的磁场总是阻碍原来磁场磁通量的变化【答案】BD【解析】根据增反减同原则，感应电流的磁场不一定与原磁场方向相反，A错误，只要穿过闭合线圈的磁通量发生变化，闭合线圈中一定有电流产生，B正确C错误，感应电流的磁场总是阻碍原来磁场磁通量的变化，D正确，7.如图所示的器材可用来研究电磁感应现象及判定感应电流的方向。
高二物理电磁感应练习题及答案
高二物理电磁感应练习题及答案1. 选择题1.1 下面哪个选项正确地描述了电磁感应现象？A. 当导体在磁场中运动时，会产生电流。
B. 当电流通过导体时，会产生磁场。
C. 当导体静止在磁场中时，会产生电流。
D. 当电荷在磁场中运动时，会产生电流。
答案：A1.2 下列哪个物理量与电磁感应没有直接关系？A. 磁感应强度B. 磁通量C. 电势差D. 导体长度答案：D1.3 下面哪个公式描述了电磁感应定律？A. U = IRB. F = maC. F = qvBD. ε = -dφ/dt答案：D2. 填空题2.1 一个弯曲的导体处于一个磁场中，导体两端的电势差为_______。
答案：零2.2 一个磁场的磁感应强度为0.5 T，磁通量为0.1 Wb，相应的电势差为_______伏特。
答案：0.05 V2.3 当磁场的磁感应强度为0.5 T，磁通量随时间的变化率为0.02Wb/s，相应的感应电动势为_______伏特。
答案：0.01 V3. 解答题3.1 描述电磁感应定律及其公式表达形式。
答案：电磁感应定律是指当导体中的磁通量随时间变化时，会在导体中产生感应电动势。
根据电磁感应定律的公式表达形式，感应电动势ε等于磁通量的变化率对时间的负导数。
即ε = -dφ/dt，其中ε表示感应电动势，φ表示磁通量，t表示时间。
3.2 请解释电动机的工作原理。
答案：电动机的工作原理基于电磁感应现象。
当在电磁场中放置一个导体并通过导体通电时，在导体中会产生电流。
由于通过导体的电流会受到磁场力的作用，导致导体开始在电磁场中旋转。
这种旋转运动最终被转化为机械能，从而使电动机工作。
3.3 请解释发电机的工作原理。
答案：发电机的工作原理也基于电磁感应现象。
当通过导体的磁通量随时间的变化时，导体中会产生感应电动势。
在发电机中，通过转动磁场和绕组的方式来实现磁通量的变化。
由于感应电动势的产生，通过导体的电流开始流动，实现了电能向机械能的转换，最终产生电能。
高二物理 电磁感应基础知识 习题及答案解析
A．新型直流发电机B．直流电动机C．交流电动机D．交流发电机
C．b环比c环大D．a环一定比c环大
10．如图所示，矩形线框在磁场内做的各种运动中，能够产生感应电流的是()
11．如图所示的条形磁铁的上方放置一矩形线框，线框平面水平且与条形磁铁平行，则线框在由N端匀速平移到S端的过程中，线框中的感应电流的情况是（）
A．线框中始终无感应电流
B．线框中始终有感应电流
C．线框中开始有感应电流，当线框运动到磁铁中部上方时无感应电流，以后又有了感应电流
A．当v1=v2，且方向相同时，可以产生感应电流
B．当v1=v2，且方向相反时，可以产生感应电流
C．当v1≠v2，方向相同或相反都可以产生感应电流
D．若v2=0，v1的速度方向改为与磁感线的夹角为 ，且0＜ ＜90°，可以产生感应电流
18．如图所示，闭合小金属环从高h的光滑曲面上端无初速滚下，又沿曲面的另一侧上升，则（）
2．【答案】B
【解析】由于直流发电机接到了直流发电机的输出端，观察被接入的直流发电机发生了转动，从而发明了直流电动机，故选项B正确。
3．【答案】A
【解析】磁铁可使近旁的铁块磁化带磁，静电荷可使近旁的导体感应带电，但静止的稳恒电流，其磁场不变，不会使静止的线圈中磁通量发生变化而产生感应电流，所以A项被实验否定，答案为A。除此之外磁铁可使运动的导体切割磁感线产生感应电动势，稳恒电流尽管磁场不变，但运动的线圈磁通量会变化，同样运动导线上的稳恒电流也会使线圈磁通量变化，综上所述B、C、D都会被实验证实是正确的。
分层训练：13_3 电磁感应现象及应用(解析版)
第3节电磁感应现象及应用一、感应电流发现与产生1．（2022春·陕西西安·高二阶段练习）发现电磁感应现象的科学家是（）A．奥斯特B．法拉第C．科拉顿D．安培【答案】B【详解】1931年英国科学家法拉第发现了电磁感应现象。
故选B。
2．下列现象中，属于电磁感应现象的是（）A．通电线圈在磁场中转动B．闭合线圈在磁场中运动而产生电流C．磁铁吸引小磁针D．小磁针在通电导线附近发生偏转【答案】B【详解】A．通电线圈在磁场中发生转动属于电流受到安培力的作用产生的，不是电磁感应现象，故A错误；B．闭合线圈靠近磁铁时，闭合回路磁通量发生变化，产生感应电流，是电磁感应现象，故B正确；C．磁铁吸引小磁针属于磁现象，不是电磁感应现象，故C错误；D．小磁针在通电导线附近发生偏转是由于电流产生磁场引起的，不是电磁感应现象，故D错误。
故选B。
3．如图所示，一根条形磁铁穿过一个弹簧线圈，先将线圈拉开，在放手后则穿过线圈的磁通量如何变化（）A．增大B．减小C．不变D．无法判断【答案】A【详解】磁感线在条形磁铁的内外形成闭合曲线，磁铁外部的磁感线总数等于内部磁感线的总数，而且磁铁内外磁感线方向相反。
而磁铁外部的磁感线分布在无穷大空间，所以图中线圈中磁铁内部的磁感线多于外部的磁感线，由于方向相反，外部的磁感线要将内部的磁感线抵消一些，先将线圈面积拉大，在放手后，内部磁感线总数不变，而抵消减小，剩余增大，则磁通量将增大。
磁通量的方向与磁铁内部的磁场方向相同即向右。
故选A。
4．下列情况能产生感应电流的是（）A．如图（a）所示，导体AB顺着磁感线运动B．如图（b）所示，条形磁铁插入线圈中不动时C．如图（c）所示，小螺线管A插入大螺线管B中不动，开关S一直接通时D．如图（c）所示，小螺线管A插入大螺线管B中不动，开关S一直接通，当改变滑动变阻器阻值时【答案】D【详解】A．导体顺着磁感线运动，通过闭合电路的磁通量不变，不会产生感应电流，故A错误。
第02章 电磁感应 练习与应用-高二物理课后习题精准解析(新教材人教版选择性必修第二册)(解析版)
人教版新教科书选择性必修第二册第二章电磁感应练习与应用(解析版)第1节楞次定律练习与应用1.在图2.1-9中，线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上。
（1）当闭合开关S的一瞬间，线圈P中感应电流的方向如何？（2）当断开开关S的一瞬间，线圈P中感应电流的方向如何？【答案】1.当铜盘在磁极间运动时，由于发生电磁感应现象，在铜盘中产生涡流，使铜盘受到安培力作用，而安培力阻碍导体的运动，所以铜盘很快就停了下来。
2.在图2.1-10中CDEF是金属框，框内存在着如图所示的匀强磁场。
当导体AB向右移动时，请用楞次定律判断MNCD和MNFE两个电路中感应电流的方向。
【答案】2.当条形磁体的N极靠近线圈时，线圈中向下的磁通量增加，根据楞次定律可得，线圈中感应电流的磁场应该向上，再根据右手螺旋定则，判断出线圈中的感应电流方向为逆时针方向(自. 上而下看)。
感应电流的磁场对条形磁体N极的作用力向上，阻碍条形磁体向下运动。
当条形磁体的N极远离线圈时，线圈中向下的磁通量减小，根据楞次定律可得，线圈中感应电流的磁场应该向下，再根据右手螺旋定则，判断出线圈中的感应电流方向为顺时针方向(自上而下看)。
感应电流的磁场对条形磁体N极的作用力向下，阻碍条形磁体向上运动。
因此，无论条形磁体怎样运动，都将受到线圈中感应电流磁场的阻碍作用，所以条形磁体较快地停了下来，在此.过程中，弹簧和磁体的机械能转化为线圈中的电能。
3. 如图2.1-11所示，导线AB与CD平行。
试判断在闭合与断开开关S时，导线CD中感应电流的方向，说明你判断的理由。
【答案】3.在磁性很强的小圆柱下落的过程中，没有缺口的铝管中的磁通量发生变化(小圆柱. 上方铝管中的磁通量减小，下方的铝管中的磁通量增大)，所以铝管中将产生感应电流.感应电流的磁场对下落的小圆柱产生阻力，小圆柱在铝管中缓慢下落。
如果小圆柱在有缺口的铝管中下落，尽管铝管中也会产生感应电流，感应电流的磁场也将对下落的小圆柱产生阻力，但这时的阻力非常小，所以小圆柱在有裂缝的铝管中下落比较快。
高二物理电磁感应试题
高二物理电磁感应试题1.如下图示，闭合小金属环从高h处的光滑曲面右上端无初速滚下，又沿曲面的另一侧上升，则( )A．若是匀强磁场，环在左侧滚上的高度小于hB．若是匀强磁场，环在左侧滚上的高度等于hC．若是非匀强磁场，环在左侧滚上的高度等于hD．若是非匀强磁场，环在左侧滚上的高度小于h【答案】BD【解析】若是匀强磁场，穿过小球的磁通量不变，没有感应电流产生，机械能守恒，高度不变，则环在左侧滚上的高度等于h．故A错误，B正确．若是非匀强磁场，闭合小金属球中由于电磁感应产生涡流，机械能减小转化为内能，高度减小，则环在左侧滚上的高度小于h．故C错误，D正确．故选BD【考点】电磁感应中的能量转化．点评：若是匀强磁场，闭合小金属球中没有感应电流产生，机械能守恒，高度不变．若是非匀强磁场，闭合小金属球中由于电磁感应产生涡流，机械能减小转化为内能，高度减小．2.电磁感应现象中能量的转化：在电磁感应现象中，能量转化和守恒定律同样适用，由于机械运动而产生感应电流时，感应电流的电能是由外界的能量转化为能。
无机械运动而产生的感应电流，感应电流的电能是由产生变化的电路中的电能转化而来的。
【答案】机械能；电能【解析】由于机械运动而产生感应电流时，感应电流的电能是由外界机械能转化为电能【考点】考查了能的转化点评：关键是判断由什么原因形成的感应电流3.关于电磁场和电磁波，下列叙述中正确的是：A．电磁波可能是横波，也可能是纵波B．正交的电场和磁场叠加，形成了电磁场C．均匀变化的电场周围可产生电磁波D．一切电磁波在真空中的传播速度都为3.0´108km/s【答案】B【解析】本题考查的是对电磁场和电磁波的理解问题。
电磁波是横波，A错误；正交的电场和磁场叠加，形成了电磁场，B正确；均匀变化的电场周围可产生磁场，C错误；一切电磁波在真空中的传播速度都为3.0´108m/s，D错误；4.如下图所示，ab是水平面上一个圆的直径，在过ab的竖直平面内有一根通电导线ef，已知ef 平行于ab，当ef竖直向上平移时，电流产生的磁场穿过圆面积的磁通量将()A．逐渐增大B．始终为零C．逐渐减小D．不为零，但保持不变【答案】B【解析】由右手螺旋定则可知，通电直导线周围的磁场是同心圆，在圆面中磁感线从这半边进去，从另半边出来。
专题13-3 电磁感应现象及应用-2023-2024学年高二物理举一反三系列((001)
专题13.3 电磁感应现象及应用【人教版】【题型1 产生感应电流的条件】 ............................................................................................................................... 【题型2 电磁感应现象的应用】 ............................................................................................................................... 【题型3 物理史实】 ................................................................................................................................................... 【题型4 磁通量的变化问题】 ...................................................................................................................................【题型1 产生感应电流的条件】【例1】(多选)用如图所示装置探究感应电流产生的条件，线圈A通过滑动变阻器和开关S1连接到电源上，线圈B通过开关S2连接到电流计上，将线圈A套在线圈B的里面。
下列说法中正确的是()A．该装置可用于探究线圈B中感应电流产生的条件B．S2处于闭合状态，在S1闭合瞬间，电流表的指针会发生偏转C．S1处于闭合状态，在S2闭合瞬间，电流表的指针会发生偏转D．两开关均处于闭合状态，电路稳定后匀速移动滑动变阻器的滑片，电流表的指针会发生偏转解析：选ABD线圈B没有接电源，与电流表构成回路，可用于探究线圈B中感应电流产生的条件，A正确；S2处于闭合状态，则线圈B与电流表构成回路，在S1闭合瞬间，线圈A中电流增大，线圈A产生的磁场增强，则穿过线圈B的磁通量变大，所以线圈B中会产生感应电流，电流表的指针会发生偏转，B正确；S1处于闭合状态，线圈A中的电流不变，产生的磁场不变，穿过线圈B的磁通量不变，所以在S2闭合瞬间，线圈B中没有感应电流，电流表指针不偏转，C错误；两开关均处于闭合状态，电路稳定后匀速移动滑动变阻器的滑片，则线圈A中电流变化，线圈A产生的磁场变化，则穿过线圈B的磁通量变化，所以线圈B 中会产生感应电流，电流表的指针会发生偏转，故D正确。
2023年高二物理模型重难点易错专练 电磁感应现象中的单棒和双棒模型(解析版)
电磁感应现象中的单棒和双棒模型特训专题特训内容专题1三类常见单棒模型(1T -3T )专题2三类含容单棒模型(4T -6T )专题3等距式双棒模型(7T -9T )专题4不等距式双棒模型(10T -12T )1【典例专练】一、三类常见单棒模型1如图所示，两根电阻不计且足够长的平行光滑金属导轨固定在同一水平面内，其间距d =1m ，左端连接一个R =1.5Ω的定值电阻，整个导轨处在磁感应强度B =0.2T 的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。
质量m =0.2kg 、长度L =1m 、电阻r =0.5Ω的导体棒垂直导轨放置并与导轨接触良好。
现使导体棒获得大小6m s 、方向水平向右的初速度，下列说法正确的是( )。
A.回路中感应电流的方向为逆时针方向B.导体棒刚开始运动瞬间，R 两端电压为1.2VC.当导体棒停止运动时，通过R 的电荷量为6CD.整个过程中导体棒向右运动的位移为60m【答案】ACD【详解】A ．由右手定则可得回路中感应电流的方向为逆时针方向，故A 正确；B ．导体棒刚开始运动瞬间，产生的电动势为E =BLv =1.2V ，R 两端电压为U =RER +r=0.9V C ．取水平向右为正方向，由动量定理可得-BIL ×Δt =0-mv 则q =mvBL=6C 故C 正确；D ．整个过程中通过导体棒的电荷量为q =I t =Δϕt R +r t =ΔϕR +r =BLxR +r解得位移为x =60m 故D 正确。
故选ACD 。
2水平固定放置的足够长的光滑平行导轨，电阻不计，间距为L ，左端连接的电源电动势为E ，内阻为r ，质量为m 的金属杆垂直静放在导轨上，金属杆处于导轨间部分的电阻为R ，整个装置处在磁感应强度大小为B 、方向竖直向下的匀强磁场中如图所示。
闭合开关，金属杆由静止开始沿导轨做变加速运动直至达到最大速度，则下列说法正确的是()A.金属杆的最大速度等于ER BL R +rB.此过程中通过金属杆的电荷量为mE B 2L 2C.此过程中电源提供的电能为mE 22B 2L 2 D.此过程中金属杆产生的热量为mE 2R2B 2L 2R +r 【答案】BD【详解】A ．金属杆向右运动切割磁感应线产生的感应电动势与电源电动势方向相反，随着速度增大，感应电动势增大，回路中的总电动势减小，回路中的电流减小，金属杆受到的安培力减小，金属杆做加速度逐渐减小的加速运动，最后匀速运动；金属杆速度最大时，产生的感应电动势大小为E ，则有E =BLv m解得金属杆的最大速度为v m =EBL故A 错误；B ．从开始运动到速度最大的过程中，以向右为正方向，对金属杆根据动量定理，有BI L Δt =mv m -0又q =IΔt联立解得此过程中通过金属杆的电荷量为q =mEB 2L 2故B 正确；C ．此过程中电源提供的电能为W =qE =mE 2B 2L2故C 错误；D ．金属杆最后的动能为E k =12mv 2m =mE 22B 2L 2根据能量守恒定律，系统产生的焦耳热为Q =W -E k =mE 22B 2L 2此过程中金属杆产生的热量为Q=R R +r Q =mE 2R 2B 2L 2R +r故D 正确。
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电磁感应现象练习【同步达纲练习】1.关于磁通量的说法，正确的是( )A.在磁场中穿过某一面积的磁感线条数，就叫做穿过这个面积的磁通量B.在磁场中只有垂直穿过某一面积的磁感线条数，才叫做穿过这个面积的磁通量C.在磁场中某一面积与该处磁感应强度的乘积，就叫做穿过这个面积的磁通量D.在磁场中穿过某一面积的磁感线条数与该面积的比值叫做磁通量2.面积为S＝0.50m2的单匝闭合线圈，处于磁感强度为B＝2.0×10-2T的匀强磁场中，则穿过线圈的磁通量可能是( )A.2.0×10-2×0.50WbB.2.0×10-2/0.50WbC.0D.0.50/2.0×10-2Wb3.在电磁感应现象中，下列说法正确的是( )A.导体相对磁场运动，导体内一定会产生感应电流B.导体做切割磁感线运动，导体中就有感应电动势C.闭合电路在磁场内做切割磁感线运动，电路中一定会产生感应电流D.穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中一定有感应电流4.如图所示，A、B、C、D四个线圈平面都垂直于无边界的匀强磁场，A线圈以速度υ沿箭头方向匀速运动，B线圈以加速度a沿箭头方向做加速运动，C线圈绕轴OO′转动，D线圈绕过c点的垂直线圈平面的轴转动.这四个线圈中能产生感应电流的是( )5.如图所示，开始时线圈平面与磁场垂直，且一半在匀强磁场中，一半在匀强磁场外.若要使线圈产生感应电流，下列方法中可行的是( )A.以ab为轴转动B.以OO′为轴转动C.以ad为轴转动(小于60°)D.以bc为轴转动(小于60°)6.一个处在匀强磁场中的闭合线圈有一定的磁通量.能使该回路产生感应电流的是( )A.改变磁感强度B.改变回路平面与磁场方向的夹角C.改变闭合线圈所围成的面积D.线圈在磁场中平移7.如图所示，通电直导线垂直穿过闭合线圈L，则( )A.当导线中电流强度I 变化时，线圈L 中有感应电流B.当线圈L 左右平动时，线圈L 中有感应电流C.当线圈L 上下平动时，线圈L 中有感应电流D.以上各种情况，线圈L 中都不会有感应电流8.地球是一个巨大的磁体.它的两个磁极就在地球的南北极附近.若南北极地区的磁感应强度大小为B ，地球表面积为S ，则穿过地球表面的磁通量为( )A.BSB.2BSC.21BSD.09.如图所示，两线圈绕的环形铁芯上，当开关S 处于下列不同状态时，小灯泡发光情况如何?(1)S 闭合的瞬间；(2)S 保持闭合状态时；(3)S 断开瞬间.【素质优化训练】1.在磁场中有一用导线围成的闭合线框，穿过闭合线框的磁通量不为零，今要使穿过该线框的磁通量发生变化，可采用的方法有( )A.改变磁感强度的大小B.改变导线框所围成的面积C.旋转线框，改变线框平面跟磁场方向之间的夹角D.将线框在磁场中沿着磁感线方向平移2.在同一平面内有两个同心导体圆环，如图所示，a 环通有恒定电流，以ΦA 、ΦB 表示a 、b 两个环的磁通量，则( )A.ΦA ＝ΦB ＝0B.ΦA ＝ΦB ≠0C.ΦA ＜ΦBD.ΦA ＞ΦB3.如图所示，线圈两端接在电流表上组成闭合电路，在下列情况中，电流表指针不发生偏转的是( )A.线圈不动，磁铁插入线圈B.线圈不动，磁铁拔出线圈时C.磁铁插在线圈内不动D.磁铁和线圈平行移动时4.恒定的匀强磁场中有一圆形闭合导体线圈，线圈平面垂直于磁场方向，要使线圈在此磁场中能产生感应电流，应做( )A.线圈沿自身所在平面做匀速运动B.线圈沿自身所在平面做加速运动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5.如图所示，匀强磁场区域宽度为l ，使一边长为d(d ＞l)的矩形线框以恒定速度υ向右通过磁场区域，该过程中没有感应电流的时间为( )A. v dB. v d 2C. v l d -D. v l d 2+6.如图所示，矩形闭合线圈abcd 垂直于匀强磁场放置，在a 处有一平行于磁场方向的转轴，当线圈在纸面内绕该轴旋转时，下列说法正确的是( )A.因有导线作切割磁感线运动，所以有感应电流产生B.虽然有导线作切割磁感线运动，但是无感应电流产生C.因穿过线圈磁通量不为0，所以有感应电流产生D.因穿过线圈的磁通量变化为0，所以无感应电流产生7.闭合铜环与闭合金属框相接触放在匀强磁场中，如图所示，当铜环向右移动时(金属框不动)，试分析金属框和铜环中有无感应电流产生，并说明原因.8.如图所示，边长为L 的正方形导线框由图中位置Ⅰ通过边界宽度为d 的有界磁场，在平移至位置Ⅱ的过程中，试分析框中感应电流的情况.【生活实际运用】例在图所示的电路中，M、N是绕在同一个环形铁心上的两个线圈.现将单刀双掷开关S从a切换到b，在此过程中通过电阻R0上的电流方向是怎样的?解析 S与a接触时，线圈M中有电流，根据安培定则，环形铁心中磁场方向为顺时针方向，此时线圈N中无电流.S与a分离后电路被切断，环形铁心中的磁场将消失，穿过线圈N(向右)的磁通量将减小到零，线圈N中将发生电磁感应现象，根据楞次定律，感应电流的磁场总要阻碍引起电磁感应现象的磁通量的变化，所以线圈N中感应电流的磁场方向应与原来的磁场方向相同，运用安培定则，流过R0的感应电流应该是由c到d.S转切到b时，通过线圈M的电流在环形铁心中的磁场方向为逆时针方向，穿过线圈N 的磁通量从无到有，线圈N中将发生电磁感应现象，根据楞次定律，感应电流在线圈N中的磁场方向应向右，运用安培定则，这时通过R0的感应电流仍应从c到d.故在此切换过程中，电流方向始终是由c到d.【知识验证实验】电磁感应丹麦物理学家奥斯特1820年发现了电流产生磁场的现象，把磁和电这两个东西从本质上联系起来了.这一发现给了人们很大的启发，他们在思考一个新问题：既然通电的导体能够产生磁场，那么能不能利用磁场来获得电呢?不少的科学家对这个问题进行了大量的实验探索，首先获得成功的是英国的物理学家法拉第.他经过整整十年的不懈努力，终于在1831年发现了磁引起电的现象.下面让我们通过实验看看，法拉第和他同时代的科学家是怎样完成这个伟大发现的.首先，做一个简单的实验，观察一下电磁感应的现象：找一个直径3厘米、长10厘米的圆纸筒，用直径0.31毫米的漆包线在它上面绕200圈(如有现成的线圈更好)，再把线圈两端接到自制的电流计上(注意：电流计和线圈之间的距离要在50厘米以上).然后拿一个条形磁铁放在线圈里不断地上下移动，这时你就会发现电流计的指针不断地来回摆动，说明在线圈这个回路里有了电流.这就是法拉第发现的电磁感应现象.如果手头没有电流计，可按照下面的办法作一个“代用品”：找一个长约8厘米的玻璃管，用直径0.31毫米的漆包线在上面密绕200圈，制成一个螺线管，然后水平固定在一块木板上；另外把一根磁化的钢针用细线从中间吊起来，让钢针的一端伸进螺线管内，并且在自由进出时不会碰管壁.这就是一个简单的电流计了.上面这个实验现在看来并不复杂，但是在150多年前，能设计出这样的实验，而且有所发现，那却是一件十分不容易的事.在当时进行实验的科学家中，有的就是因为偶然失误而功亏一篑，有的由于失去良机而遗憾万分.只有法拉第不怕失败，坚持实验，刻苦钻研了十年，才获得成功.【知识探究学习】电磁感应习题中的力学解析电磁感应中产生的感应电流在磁场中受到安培力的作用.而安培力的不断变化又会导致加速度、速度的变化，进而引起动量、能量的综合运用.因此，电磁感应问题跟力学问题紧紧联系在一起，这方面历来是高考的一大热点，下面分类谈一些电磁感应习题中的力学解析.一、运用牛顿运动定律来求解根据电磁感应中导体的受力情况，建立牛顿力学方程，明确运动和力的制约关系，进而确立所要求解的状态或过程.例1 如图1，MN 、PQ 是两根足够长的固定平行金属导轨，两导轨间距为L ，导轨平面与水平面夹角为θ，在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面斜向上方的匀强磁场，磁感强度为B.在导轨的M 、P 端连接一个阻值为R 的电阻，一根垂直于导轨放置的金属棒ab ，质量为m ，从静止释放开始沿导轨下滑，求ab 棒运动的最大速度.(要求画出ab 棒的受力图，已知ab 与导轨间动摩擦因数μ，导体和金属棒电阻不计).解 ab 下滑做切割磁感线运动，产生的感应电流方向及受力如图2所示，因E ＝BL υ①，F ＝BIL ②，I ＝R E③，mgsin θ-F-μmN ＝ma ④.由①②③④可得：a ＝m mg Rv L B mg θμθcos sin 22--在ab 下滑过程中υ增大，由上式得到a 减小，循环过程为：υ↑→E ↑→I ↑→F ↑→F 合↑→a ↑，当a ＝0时，速度达到最大，设为υm ，则：mgsin θ＝μmgcos θ+R vmL B 22即υm ＝22)cos (sin L B Rmg θμθ-二、运用转动平衡规律来求解因导体切割引起的感应电流会导致安培力的出现，进而改变了原系统的受力情况.而引起转动平衡必有安培力矩的作用，此时需要建立转动平衡方程，方可求出结果.例2 如图3，一半径为r 沿直径装有一根金属杆的金属圆杆，可绕垂直圆环平面，通过圆心O 的中心轴转动.在圆环边缘的槽内，缠绕一根足够长的轻质细绳，绳端另一质量为m 的物体.圆环的一半处在磁感应强度为B ，方向垂直圆环平面向里的匀强磁场中.已知金属圆环和杆是由电阻率都为ρ、横截面积都为S 的硬质导线制成.今将被轻质细绳吊着的物体由静止释放，求圆环转动的最大角速度ωmax .解 因环在m 作用下转动使得总有一半径的杆切割磁感线形成电流(见图4简化电路图)而产生安培力，所得到的安培力矩总阻碍m 物体的下降.据：ε＝Br v ＝22ωBr ① R 总＝2r+2R ＝S r 2)4(πρ+② I ＝总R ε③ F ＝BIr ④由①②③④得M ＝F ·r ＝2rF ∙＝)4(232πρω+S r B ，随着ω的增大，M 也随之增大，当安培力矩M 等于物体m 产生的力矩时，圆环将以这个最大角速度ωmax 匀速转动，即)4(232πρω+Sr B ＝mgr ，得ωmax ＝22)4(2SB r mg πρ+.参考答案：【同步达纲练习】1.A2.AC3.BD4.C5.ABC6.ABC7.D8.D9.(1)灯泡 闪亮 (2)灯泡不亮(3)灯泡闪亮【素质优化训练】1.ABC2.D3.CD4.CD5.C6.BD7.均有感应电流产生；因为回路ehfcde 磁通量减小8.(1)当L ＝d 时一直有感应电流 (2)当L ＞d 或L ＜d 时，先有后无，最后又有(因L 和d 的大小关系未知，故讨论)。