法拉第電磁感應定律題型分類講解

1、法拉第電磁感應定律一、 圖像問題1. 感生電動勢（1） 穿過某閉合回路的磁通量 隨時間t 變化的圖象分別如圖所示，下列說法正確的是 ( ) a圖有感應電動勢，且大小恒定不變 b圖產(chǎn)生的感應電動勢一直在變大c圖在0 t1時間內(nèi)的感應電動勢是t1 t2時間內(nèi)感應電動勢的2倍d圖產(chǎn)生的感應電動勢先變大再變?。?） 在豎直方向的勻強磁場中，水平放置一個面積不變的單匝金屬圓線圈，規(guī)定線圈中感應電流的正方向如圖甲所示，取線圈中磁場b 的方向向上為正， 當磁場中的磁感應強度b 隨時間t 如圖乙變化時，以下四圖中正確表示線圈中感應電流變化的是( )（3） 圖甲表示圓形導線框固定在磁場中，磁感線的方向與導線框所

2、在平面垂直，取磁場垂直紙面向外為正方向，磁感應強度b 隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示，若規(guī)定逆時針方向為感應電流i 的正方向，圖丙中能正確反應導線框中感應電流變化的情況是（ ）（4） 一矩形線圈位于一隨時間t 變化的勻強磁場內(nèi)，磁場方向垂直線圈所在的平面（紙面）向里如左圖所示，磁感應強度b 隨t 的變化規(guī)律如右圖所示。以i 表示線圈中的感應電流，以圖1 中線圈上箭頭所示方向的電流為正，則以下的i-t 圖中正確的是 （ ）（5） 如圖，一個固定不動的閉合線圈處于垂直紙面的勻強磁場中，設垂直紙面向里為磁感應強度的正方向，線圈中箭頭方向為電流i 的正方向，已知線圈中感應電流如圖，則磁感應強度隨時間變化的

3、圖像是（ ）（6） 矩形導軌線框abcd 放在勻強磁場中靜止不動，磁場方向與線圈平面垂直，磁感應強度b 隨時間t 變化的圖象如圖所示，設t0 時刻， 磁感應強度的方向垂直紙面向里，則在04 s 時間內(nèi)，下圖中能正確反映線框ab 邊所受的安培力f 隨時間t 變化的圖象是(規(guī)定ab 邊所受的安培力向左為正)( )2. 動生電動勢（1） 一直升機螺旋槳葉片的長度為l，螺旋獎轉(zhuǎn)動的頻率為f ，順著地磁鐵方向看螺旋槳，螺旋槳按順時針方向轉(zhuǎn)動，螺旋槳葉片的近軸端為a ，遠軸端為b ，如圖所示，如果忽略a 到轉(zhuǎn)軸中心的距離，用e 表示每片葉中的感應電動勢，則（ ）（2）粗細均勻的電阻絲圍成的正方形線框置于有

4、界勻強磁場中，磁場方向垂直于線框平面，其邊界與正方形線框的邊平行?，F(xiàn)使線框以圖中所示的速度沿四個不同方向平移出磁場，如圖所示，則在移出過程中線框一邊a、b 兩點間的電勢差絕對值最大的是 （ ）（3）如圖，均勻磁場中有一由半圓弧及其直徑構成的導線框，半圓直徑與磁場邊緣重合；磁場方向垂直于半圓面（紙面）向里，磁感應強度大小為b0.使該線框從靜止開始繞過圓心o、垂直于半圓面的軸以角速度 勻速轉(zhuǎn)動半周，在線框中產(chǎn)生感應電流。現(xiàn)使線框保持圖中所示位置，磁感應強度大小隨時間線性變化。為了產(chǎn)生與線框轉(zhuǎn)動半周過程中同樣大小的電流，磁感應強度隨時間的變化率的大小應為（ ） （4）如圖所示，一寬40cm的勻強磁場

5、區(qū)域，磁場方向垂直紙面向里。一邊長為20cm的正方形導線框位于紙面內(nèi)，以垂直于磁場邊界的恒定速度v=20cm/s通過磁場區(qū)域，在運動過程中，線框有一邊始終與磁場區(qū)域的邊界平行。取它剛進入磁場的時刻t=0，在下列圖線中，正確反映感應電流強度隨時間變化規(guī)律的是( )（5）圖中兩條平行虛線之間存在勻強磁場，虛線間的距離為l，磁場方向垂直紙面向里。abcd是位于紙面內(nèi)的直角梯形線圈，ab與dc間的距離也為l。t=0時刻，ab邊與磁場區(qū)域邊界重合（如圖）?，F(xiàn)令線圈以恒定的速度v沿垂直于磁場區(qū)域邊界的方向穿過磁場區(qū)域。取沿adcba的感應電流為正，則在線圈穿越磁場區(qū)域的過程中，感應電流i隨時間t變化的圖線

6、可能是 （ ）（7） 如圖甲所示，有一個等腰直角三角形的勻強磁場區(qū)域，其直角邊長為l，磁場方向垂直紙面向外，磁感應強度大小為b. 一邊長為l、總電阻為r的正方形導線框abcd，從圖示位置開始沿x軸正方向以速度v勻速穿過磁場區(qū)域.取沿abcd的感應電流為正，則圖乙中表示線框中電流i隨x邊的位置坐標x變化的圖象正確的是（ ）（8） 如圖所示，efgh為邊長為l的正方形金屬線框，線框?qū)蔷€eg和y軸重合、頂點e位于坐標原點o處。在y軸右側(cè)的第i象限一定范圍內(nèi)有一垂直紙面向里的勻強磁場，磁場下邊界與x軸重合，上邊界為直線0a且與線框的eh邊重合。從t=0時刻起，線圈以恒定的速度v沿垂直于磁場上邊界0a

7、的方向穿過磁場區(qū)域。取線框中感應電流沿逆時針方向為正，則在線圈穿越磁場區(qū)域的過程中，感應電流i隨時間/變化的圖線是圖乙中的（ ）（9）如圖所示，兩個相鄰的有界勻強磁場區(qū)，方向相反，且垂直紙面，磁感應強度的大小均為b，以磁場區(qū)左邊界為y 軸建立坐標系，磁場區(qū)在y 軸方向足夠長，在x 軸方向?qū)挾染鶠閍.矩形導線框abcd 的cd 邊與y 軸重合，ad 邊長為a.線框從圖示位置水平向右勻速穿過兩磁場區(qū)域，且線框平面始終保持與磁場垂直線框中感應電流i 與線框移動距離x 的關系圖象正確的是下圖中的(以逆時針方向為電流的正向)( )（10）如圖所示，邊長為2l 的正方形虛線框內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強磁場，

8、 一個邊長為l 的正方形導線框所在平面與磁場方向垂直，導線框的一條對角線和虛線框的一條對角線恰好在同一直線上。從t0 開始，使導線框從圖示位置開始以恒定速度沿對角線方向移動進入磁場，直到整個導線框離開磁場區(qū)域。用i 表示導線框中的感應電流（逆時針方向為正），則下列表示i-t 關系的圖線中，正確的是（ ）（11）如圖，兩個垂直紙面的勻強磁場方向相反，磁感應強度的大小均為b，磁場區(qū)域的寬度均為2a，一個直徑為2a的導線圓環(huán)從圖示位置沿x軸正方向勻速穿過兩磁場區(qū)域，以逆時針方向為電流的正方向，則感應電流i與導線圓環(huán)移動距離x的關系圖像正確的是（ ）二、 與電路結合1. 感生電動勢（1）如圖所示,兩個

9、互連的金屬圓球,粗金屬環(huán)的電阻為細金屬環(huán)電阻的二分之一.磁場垂直穿過粗金屬環(huán)所在區(qū)域.當磁感應強度隨時間均勻變化時,在粗環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的感應電動勢為 ,則a、b 兩點間的電勢差為( ).（2）如圖a 所示，截面積s0.2m2，n100 匝的圓形線圈a 處在磁場中， 磁場方向與線圈平面垂直，磁感應強度b 隨時間t 變化的圖象如圖b 所示， t0 時刻，電鍵k 閉合。已知r14w，滑動變阻器r2的最大電阻為6w， 線圈內(nèi)阻不計，在滑動片移動的過程中，線圈a 中的感應電流的最大值為 a，滑動變阻器r2的最大功率為( )w。(3) 在如圖甲所示的電路中，螺線管匝數(shù)n1 500 匝，橫截面積s20 cm2.

10、螺線管導線電阻r1.0 ，r14.0 ，r25.0 ，c30 f.在一段時間內(nèi)，穿過螺線管的磁場的磁感應強度b 按如圖乙所示的規(guī)律變化 (1)求螺線管中產(chǎn)生的感應電動勢； (2)閉合s，電路中的電流穩(wěn)定后，求電阻r1 的電功率； (3)s 斷開后，求流經(jīng)r2 的電量(4)如圖所示，一個電阻值為r，匝數(shù)為n 的圓形金屬線圈與阻值為2r 的電阻r1 連接成閉合回路，線圈的半徑為r1，在線圈中半徑為r2 的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直于線圈平面向里的勻強磁場，磁感應強度b 隨時間t 變化的關系圖線如圖所示，圖線與橫、縱軸的截距分別為t0 和b0，導線的電阻不計，求0 至t1 時間內(nèi) （1）通過電阻r1 上的電

11、流大小和方向； （2）通過電阻r1 上的電量q 及電阻r1 上產(chǎn)生的熱量2. 動生電動勢（1）如圖所示，光滑平行導軌mn、pq相距l(xiāng)0.2 m，導軌左端用導線接有“0.8 v 0.8 w”的小燈泡，磁感應強度b1 t的勻強磁場垂直于軌道平面，今使一導體棒與導軌良好接觸向右滑動產(chǎn)生電動勢向小燈泡供電，小燈泡正常發(fā)光，導軌與導體棒每米長度的電阻r0.5 ，其余導線電阻不計 (1)求導體棒的最小速度v0； (2)寫出導體棒速度v與它到左端mp的距離x的關系式三、與受力結合1、感生電動勢（1）質(zhì)量為m、電阻為r、長為l 的細金屬絲折成一個等邊三角形abc，如圖所示。在a 處焊接且用細線掛于o 點， 垂

12、直于abc 加一個垂直紙面向里均勻變化的磁場，當磁感應強度按規(guī)律b=kt（k 為常數(shù)）增強并且正好增大為b0 時，細線上的拉力是_，bc 邊受到的磁場力是_。（2） 如圖所示，邊長為l、匝數(shù)為的正方形金屬線框， 它的質(zhì)量為m、電阻為r，用細線把它懸掛于一個有界的勻強磁場邊緣。金屬框的上半部處于磁場內(nèi)，下半部處于磁場外，磁場隨時間的變化規(guī)律為b =b。+ kt（k>0） 已知細線所能承受的最大拉力為2mg，則從t=0 開始（最初繩子的拉力小于2mg），經(jīng)過 s(時間)細線會被拉斷。2、感生電動勢*緊張刺激的動生電動勢與受力來啦！提起精神啦！吼吼吼吼（1）單桿 1）如圖，兩根足夠長的金屬導軌

13、ab、cd 豎直放置，導軌間距離為l， 電阻不計。在導軌上端接一個額定功率為p、電阻為r 的小燈泡。整體系統(tǒng)置于勻強磁場中，磁感應強度方向與導軌所在平面垂直。現(xiàn)將一質(zhì)量為m、電阻為r 的金屬棒mn 從圖示位置由靜止開始釋放。金屬棒下落過程中保持水平，且與導軌接觸良好。下落過程中小燈泡亮度逐漸增大，在某時刻后小燈泡保持正常發(fā)光，亮度不再變化。重力加速度為g。求： （1）小燈泡正常發(fā)光時，金屬桿mn 兩端的電壓大??； （2）磁感應強度的大小； （3）小燈泡正常發(fā)光時導體棒的運動速率。2）如圖所示，一對平行光滑軌道水平放置，軌道間距l(xiāng)0.20 m， 電阻r10 w，有一質(zhì)量為m1kg 的金屬棒平放在

14、軌道上，與兩軌道垂直，金屬棒及軌道的電阻皆可忽略不計，整個裝置處于垂直軌道平面向下的勻強磁場中，磁感應強度b=5t，現(xiàn)用一外力f 沿軌道方向拉金屬棒， 使之做勻加速運動，加速度a1m/s2，試求： （1）力f 與時間t 的關系。 （2）f3n 時，電路消耗的電功率p。 （3）若外力f 的最大值為5n，為求金屬棒運動所能達到的最大速度，某同學解法為：先由（1）中的結果求出f5n時的時間t，然后代入v=at求解。指出該同學解法的錯誤之處，并用正確的方法解出結果。 3）如圖所示，矩形導線框abcd，質(zhì)量為m0.2 kg，電阻r1.6 w， 邊長l11.0 cm， l20.8 cm。在其下方距cd 邊

15、h0.8 cm 處有一個僅有水平上邊界pq 的勻強磁場，磁感應強度為b0.8 t，方向垂直紙面向里。現(xiàn)在使線框從靜止開始下落進入磁場，且線框始終處于平動狀態(tài)，在ab 邊進入磁場前的某一時刻，線框開始勻速運動，整個過程中，始終存在著大小恒定的空氣阻力f0.4 n。 （1）定性描述線框在磁場外，部分進入磁場及全部進入磁場后，線框的運動情（2）求整個線框進入磁場時的瞬時速度； （3）求整個線框從開始下落到全部進入磁場的過程中產(chǎn)生的焦耳熱q。 4）如圖所示，質(zhì)量為m2kg的金屬導軌abcd放在光滑的水平絕緣平面上，導軌bc段長為l0.5m、電阻為r0.4，導軌其余部分電阻不計。一根質(zhì)量為m0.6kg、電阻為r0.2的金屬棒pq平行于bc放置，棒與導軌間的動摩擦因數(shù)為m0.2，