電磁感應(yīng)綜合

1、知識(shí)整合 演練高考題型1 感應(yīng)電流的產(chǎn)生和方向【例1】（2008·全國(guó)·20）矩形導(dǎo)線框abcd固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感線的方向與導(dǎo)線框所在平面垂直,規(guī)定磁場(chǎng)的正方向垂直紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示.若規(guī)定順時(shí)針?lè)较驗(yàn)楦袘?yīng)電流i的正方向,下列各圖中正確的是（ ）答案 D題型2 自感現(xiàn)象問(wèn)題【例2】（2008·江蘇·8）如圖所示的電路中,三個(gè)相同的燈泡a、b、c和電感L1、L2與直流電源連接,電感的電阻忽略不計(jì),開(kāi)關(guān)S從閉合狀態(tài)突然斷開(kāi)時(shí),下列判斷正確的有（ ）A.a先變亮,然后逐漸變暗B.b先變亮,然后逐漸變暗C.c先變亮,然后逐漸變暗D

2、.b、c都逐漸變暗答案 AD題型3 電磁感應(yīng)與恒定電路綜合問(wèn)題【例3】（2008·廣東·18）如圖（a）所示,水平放置的兩根平行金屬導(dǎo)軌,間距L=0.3 m,導(dǎo)軌左端連接R=0.6的電阻.區(qū)域abcd內(nèi)存在垂直于導(dǎo)軌平面B=0.6 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)區(qū)域?qū)扗=0.2 m.細(xì)金屬棒A1和A2用長(zhǎng)為2D=0.4 m的輕質(zhì)絕緣桿連接,放置在導(dǎo)軌平面上,并與導(dǎo)軌垂直,每根金屬棒在導(dǎo)軌間的電阻均為r=0.3,導(dǎo)軌電阻不計(jì).使金屬棒以恒定速度v=1.0 m/s沿導(dǎo)軌向右穿越磁場(chǎng),計(jì)算從金屬棒A1進(jìn)入磁場(chǎng)（t=0）到A2離開(kāi)磁場(chǎng)的時(shí)間內(nèi),不同時(shí)間段通過(guò)電阻R的電流強(qiáng)度,并在圖（b）中畫出

3、.答案 00.2 s內(nèi),I1=0.12 A;0.2 s0.4 s內(nèi),I2=0 A;0.4 s0.6 s內(nèi),I3=0.12 A.如下圖所示題型四 電磁感應(yīng)與力學(xué)結(jié)合的綜合問(wèn)題【例4】（2008·北京·22）均勻?qū)Ь€制成的單匝正方形閉合線框abcd,每邊長(zhǎng)為L(zhǎng),總電阻為R,總質(zhì)量為m.將其置于磁感強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)上方h處,如圖所示.線框由靜止自由下落,線框平面保持在豎直平面內(nèi),且cd邊始終與水平的磁場(chǎng)邊界面平行.當(dāng)cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí):（1）求線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小.（2）求cd兩點(diǎn)間的電勢(shì)差大小.（3）若此時(shí)線框加速度恰好為零,求線框下落的高度h所應(yīng)滿足的條件.答案

4、（1）BL（2）（3）1.（2008·全國(guó)·21）如圖所示,一個(gè)邊長(zhǎng)為l的正方形虛線框內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng);一個(gè)邊長(zhǎng)也為l的正方形導(dǎo)線框所在平面與磁場(chǎng)方向垂直;虛線框?qū)蔷€ab與導(dǎo)線框的一條邊垂直,ba的延長(zhǎng)線平分導(dǎo)線框.在t=0時(shí),使導(dǎo)線框從圖示位置開(kāi)始以恒定速度沿ab方向移動(dòng),直到整個(gè)導(dǎo)線框離開(kāi)磁場(chǎng)區(qū)域.以i表示導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的強(qiáng)度,取逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎?下列表示it關(guān)系的圖示中,可能正確的是（ ）答案 C2.（2008·四川·17）在沿水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有一圓形金屬線圈可繞沿其直徑的豎直軸自由轉(zhuǎn)動(dòng).開(kāi)始時(shí)線圈靜止,線圈平面與磁場(chǎng)方向既不平

5、行也不垂直,所成的銳角為.在磁場(chǎng)開(kāi)始增強(qiáng)后的一個(gè)極短時(shí)間內(nèi),線圈平 面 （ ）A.維持不動(dòng)B.將向使減小的方向轉(zhuǎn)動(dòng)C.將向使增大的方向轉(zhuǎn)動(dòng)D.將轉(zhuǎn)動(dòng),因不知磁場(chǎng)方向,不能確定會(huì)增大還是會(huì)減小答案 B3.（2008·寧夏·16）如圖所示,同一平面內(nèi)的三條平行導(dǎo)線串有兩個(gè)電阻R和r,導(dǎo)體棒PQ導(dǎo)體棒向左滑動(dòng)時(shí),下列說(shuō)法正確的是（ ）A.流過(guò)R的電流為由d到c,流過(guò)r的電流為由b到aB.流過(guò)R的電流為由c到d,流過(guò)r的電流為由b到aC.流過(guò)R的電流為由d到c,流過(guò)r的電流為由a到bD.流過(guò)R的電流為由c到d,流過(guò)r的電流為由a到b答案 B4.（2008·山東·

6、22）兩根足夠長(zhǎng)的光滑導(dǎo)軌豎直放置,間距為L(zhǎng),底端接阻值為R的電阻.將質(zhì)量為m的金屬棒懸掛在一個(gè)固定的輕彈簧下端,金屬棒和導(dǎo)軌接觸良好,導(dǎo)軌所在平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直,如圖所示.除電阻R外其余電阻不計(jì).現(xiàn)將金屬棒從彈簧原長(zhǎng)位置由靜止釋放,則（ ）A.釋放瞬間金屬棒的加速度等于重力加速度gB.金屬棒向下運(yùn)動(dòng)時(shí),流過(guò)電阻R的電流方向?yàn)閍bC.金屬棒的速度為v時(shí),所受的安培力大小為F=D.電阻R上產(chǎn)生的總熱量等于金屬棒重力勢(shì)能的減少答案 AC5.（2008·重慶·18）如圖所示,粗糙水平桌面上有一質(zhì)量為m的銅質(zhì)矩形線圈,當(dāng)一豎直放置的條形磁鐵從線圈中線AB正上方等高快

7、速經(jīng)過(guò)時(shí),若線圈始終不動(dòng),則關(guān)于線圈受到的支持力FN及在水平方向運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的正確判斷是（ ）A.FN先小于mg后大于mg,運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向左B.FN先大于mg后小于mg,運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向左C.FN先小于mg后大于mg,運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向右D.FN先大于mg后小于mg,運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向右答案 D6.（2008·海南·10）一航天飛機(jī)下有一細(xì)金屬桿,桿指向地心.若僅考慮地磁場(chǎng)的影響,則當(dāng)航天飛機(jī)位于赤道上 空 （ ）A.由東向西水平飛行時(shí),金屬桿中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向一定由上向下B.由西向東水平飛行時(shí),金屬桿中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向一定由上向下C.沿經(jīng)過(guò)地磁極的那條經(jīng)線由南向北水平飛行時(shí),金屬桿中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向一

8、定由下向上D.沿經(jīng)過(guò)地磁極的那條經(jīng)線由北向南水平飛行時(shí),金屬桿中一定沒(méi)有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)答案 AD7.（2008·全國(guó)·24）如圖所示,一直導(dǎo)體棒質(zhì)量為m、長(zhǎng)為l、電阻為r,其兩端放在位于水平面內(nèi)間距也為l的光滑平行導(dǎo)軌上,并與之密接;棒左側(cè)兩導(dǎo)軌之間連接一可控制的負(fù)載電阻（圖中未畫出）;導(dǎo)軌置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直于導(dǎo)軌所在平面.開(kāi)始時(shí),給導(dǎo)體棒一個(gè)平行于導(dǎo)軌的初速度v0.在棒的運(yùn)動(dòng)速度由v0減小至v1的過(guò)程中,通過(guò)控制負(fù)載電阻的阻值使棒中的電流強(qiáng)度I阻上消耗的平均功率.答案 章末檢測(cè)一、選擇題（共8小題,每小題6分,共48分）1.如圖所示,E為電池,

9、L是電阻可忽略不計(jì)、自感系數(shù)足夠大的線圈,D1、D2是兩個(gè)規(guī)格相同的燈泡,S是控制電路的開(kāi)關(guān).對(duì)于這個(gè)電路,下列說(shuō)法中正確的是 （ ）A.剛閉合S的瞬間,通過(guò)D1、D2的電流大小相等B.剛閉合S的瞬間,通過(guò)D1、D2的電流大小不等C.閉合S待電路達(dá)到穩(wěn)定后,D1熄滅,D2比S剛閉合時(shí)亮D.閉合S待電路達(dá)到穩(wěn)定后,再將S斷開(kāi)的瞬間,D1不立即熄滅,D2立即熄滅答案 ACD2.如圖所示,將一個(gè)正方形導(dǎo)線框ABCD置于一個(gè)范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向與其平面垂直.現(xiàn)在AB、CD的中點(diǎn)處連接一個(gè)電容器,其上、下極板分別為a、b,讓導(dǎo)線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以某一速度水平向右勻速移動(dòng),則 （ ）A.ABCD

10、回路中沒(méi)有感應(yīng)電流B.A與D、B與C間有電勢(shì)差C.電容器的a、b兩極板分別帶負(fù)電和正電D.電容器的a、b兩極板分別帶正電和負(fù)電答案 ABD3.兩根水平平行光滑金屬導(dǎo)軌上放置兩根與導(dǎo)軌接觸良好的金屬桿,兩金屬桿質(zhì)量相同,滑動(dòng)過(guò)程中與導(dǎo)軌保持垂直.整個(gè)裝置放在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,如圖所示.給金屬桿A向右一瞬時(shí)沖量使它獲得初動(dòng)量p0,在金屬桿A沿水平導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,下列動(dòng)量大小p隨時(shí)間變化的圖象正確的是（ ）答案 A4.如圖甲所示,一矩形線圈位于隨時(shí)間t變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨t的變化規(guī)律如圖乙所示.以i表示線圈中的感應(yīng)電流,以圖甲中線圈上箭頭所示方向?yàn)殡娏髡较?以垂直紙面向里的磁

11、場(chǎng)方向?yàn)檎?則以下的it圖象中正確的是（ ）答案 A線垂直穿過(guò)銅盤;圖中a、b導(dǎo)線與銅盤的中軸線處在同一平面內(nèi);轉(zhuǎn)動(dòng)銅盤,就可以使閉合電路獲得電流.若圖中銅盤半徑為L(zhǎng),勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,回路總電阻為R,從上往下看逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)銅盤的角速度為.則下列說(shuō)法正確的是（ ）A.回路中有大小和方向做周期性變化的電流B.回路中電流大小恒定,且等于C.回路中電流方向不變,且從b導(dǎo)線流進(jìn)燈泡,再?gòu)腶導(dǎo)線流向旋轉(zhuǎn)的銅盤D.若將勻強(qiáng)磁場(chǎng)改為仍然垂直穿過(guò)銅盤的按正弦規(guī)律變化的磁場(chǎng),不轉(zhuǎn)動(dòng)銅盤,燈泡中也會(huì)有電流流過(guò)答案 C6.圖中電磁線圈L的直流電阻為RL,小燈泡的電阻為R,小量程電流表G1、G2的內(nèi)阻不計(jì).

12、當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合且穩(wěn)定后,電流表G1、G2的指針均偏向右側(cè)（電流表的零刻度在表盤的中央）,則當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí),下列說(shuō)法中正確的是（ ）A.G1、G2的指針都立即回到零點(diǎn)B.G1緩慢回到零點(diǎn),G2立即左偏,然后緩慢回到零點(diǎn)C.G1立即回到零點(diǎn),G2緩慢回到零點(diǎn)D.G2立即回到零點(diǎn),G1緩慢回到零點(diǎn)答案 B7.如圖所示,線圈M和線圈P繞在同一鐵芯上.設(shè)兩個(gè)線圈中的電流方向與圖中所標(biāo)的電流方向相同時(shí)為正.當(dāng)M中通入下列哪種電流時(shí),在線圈P中能產(chǎn)生正方向的恒定感應(yīng)電流 （ ）答案 D8.如圖所示,AOC是光滑的金屬軌道,AO沿豎直方向,OC沿水平方向,PQ是一根金屬直桿立在導(dǎo)軌上,直桿從圖示位置由靜止開(kāi)始在

13、重力作用下運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過(guò)程中Q端始終在OC上,P端始終在AO上,直到完全落在OCPQ棒滑動(dòng)的過(guò)程中,下列結(jié)論正確的是（ ）A.感應(yīng)電流的方向始終是由PQB.感應(yīng)電流的方向先是PQ,再是QPC.PQ受磁場(chǎng)力的方向垂直棒向左D.PQ受磁場(chǎng)力的方向垂直棒先向右后向左答案 B二、計(jì)算論述題（共4小題,共52分,其中9、10小題各12分,11、12小題各14分）9.如圖所示,把總電阻為2R的均勻電阻絲焊接成一半徑為a的圓環(huán),水平固定在豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,一長(zhǎng)度為2a、電阻等于R、粗細(xì)均勻的金屬棒MN放在圓環(huán)上,與圓環(huán)始終保持良好的接觸.當(dāng)金屬棒以恒定速度v向右移動(dòng),且經(jīng)過(guò)圓心時(shí),求:（1

14、）棒上電流的大小和方向及棒兩端的電壓UMN.（2）在圓環(huán)和金屬棒上消耗的總功率.答案 （1） NM Bav （2）10.一個(gè)質(zhì)量為m、直徑為d、電阻為R的金屬圓環(huán),在范圍足夠大的磁場(chǎng)中豎直向下落,磁場(chǎng)的分布情況如圖所示.已知磁感應(yīng)強(qiáng)度豎直方向分量By的大小只隨高度y變化,其隨高度y變化關(guān)系為By=B0（1+ky）（此處k為比例常數(shù),且k0）,其中沿圓環(huán)軸線的磁場(chǎng)方向始終豎直向上.金屬圓環(huán)在下落過(guò)程中的環(huán)面始終保持水平,速度越來(lái)越大,最終穩(wěn)定為某一數(shù)值,稱為收尾速度.求:（1）圓環(huán)中感應(yīng)電流方向.（2）圓環(huán)收尾速度的大小.答案 （1）順時(shí)針（俯視觀察） （2）11.如圖甲所示,在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,放置一邊長(zhǎng)L=10 cm、電阻r=1、共100匝的正方形線圈,與它相連的電路中,電阻R1=4,R2=5,電容C=10 F.磁場(chǎng)方向與線圈平面成30°角,磁感應(yīng)強(qiáng)度變化如圖乙所示,開(kāi)關(guān)K在t0=0時(shí)閉合,在t2=1.5 s時(shí)又?jǐn)嚅_(kāi).求:（1）t1=1 s時(shí),R2中電流強(qiáng)度的大小及方向.（2）K斷開(kāi)后,通過(guò)R2的電荷量.答案 （1）0.025 A 方向從右向左 （2）1.25×10-6 C12.如