选修3-2 电磁感应精炼2

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物理选修3---2第四章电磁感应知识点汇总

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（2）由电磁感应现象产生的电流，叫做感应电流。

物理模型上下移动导线AB，不产生感应电流左右移动导线AB，产生感应电流原因:闭合回路磁感线通过面积发生变化不管是N级还是S级向下插入，都会产生感应电流，抽出也会产生，唯独磁铁停止在线圈力不会产生原因闭合电路磁场B发生变化。

开关闭合、开关断开、开关闭合，迅速滑动变阻器，只要线圈A中电流发生变化，线圈B就有感应电流。

知识点二、产生感应电流的条件1、产生感应电流的条件：闭合电路．．．．．．．。

．．．．中磁通量发生变化2、产生感应电流的常见情况 .（1）线圈在磁场中转动。

（法拉第电动机）（2）闭合电路一部分导线运动(切割磁感线)。

（3）磁场强度B变化或有效面积S变化。

(比如有电流产生的磁场，电流大小变化或者开关断开)3、对“磁通量变化”需注意的两点.（1）磁通量有正负之分，求磁通量时要按代数和（标量计算法则）的方法求总的磁通量（穿过平面的磁感线的净条数）。

（2）“运动不一定切割，切割不一定生电”。

导体切割磁感线，不是在导体中产生感应电流的充要条件，归根结底还要看穿过闭合电路的磁通量是否发生变化。

知识点三、感应电流的方向1、楞次定律.（1）内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

（2）“阻碍”的含义.从阻碍磁通量的变化理解为:当磁通量增大时，会阻碍磁通量增大，当磁通量减小时，会阻碍磁通量减小。

从阻碍相对运动理解为:阻碍相对运动是“阻碍”的又一种体现，表现在“近斥远吸，来拒去留”。

（3）“阻碍”的作用.楞次定律中的“阻碍”作用，正是能的转化和守恒定律的反映，在克服这种阻碍的过程中，其他形式的能转化成电能。

整章高三午练专题练习(二)含答案高中物理选修3-2电磁感应

高中物理专题复习选修3-2电磁感应单元过关检测考试范围：单元测试；满分：100分注意事项：1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上第I 卷（选择题）请点击修改第I 卷的文字说明评卷人得分一、单选题1．（单选）如图所示，正方形闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从如图所示的位置匀速拉出匀强磁场。

若第一次用0.3s 时间拉出，外力所做的功为W 1；第二次用0.9s 时间拉出，外力所做的功为W 2，则A ．2131W W = B ．21W W = C ．213W W = D ．219W W = 2．（单选）如图甲所示，在圆形线框的区域内存在匀强磁场，开始时磁场方向垂直于纸面向里。

若磁场的磁感应强度B 按照图乙所示规律变化，则线框中的感应电流I （取逆时针方向为正方向）随时间t 的变化图线是3．（单选）如图所示，甲图中的电容器C原来不带电，除电阻R外，其余部分电阻均不计，光滑且足够长的导轨水平放置，现给导体棒ab水平向右的初速度v （V>E/BL），则甲、乙、丙三种情形下ab棒最终的运动状态是（）A．三种情形下导体棒ab最终均作匀速运动B．甲、丙中导体棒ab最终将以不同的速度作匀速运动，乙中导体棒ab最终静止C．甲、丙中导体棒ab最终将以相同的速度作匀速运动，乙中导体棒ab最终静止D．三种情形下导体棒ab最终均静止4．（单选）矩形导线框abcd放在匀强磁场中，在外力控制下静止不动，磁感线方向与线圈平面垂直，磁感应强度B随时间t变化的图象如图甲所示。

t=0时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里。

在0~4s时间内，线框ab边所受磁场力F （规定向左为正方向）随时间t变化的图象是图乙中的（）5．（单选）如图所示，B是一个螺线管，C是与螺线管相连接的金属线圈,在B的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环A,A的环面水平且与螺线管的横截面平行.若仅在金属线圈C所处的空间加上与C环面垂直的变化磁场，发现在至时间段内金属环A的面积有缩小的趋势，则金属线圈C处所加磁场的磁感应强度随时间变化的B一t图象可能是6．（单选）如图甲所示，两固定的竖直光滑金属导轨足够长且电阻不计。

高二物理选修3-2电磁感应经典练习

电磁感应经典练习1．绕有线圈的铁芯直立在水平桌面上，铁芯上套着一个铝环，线圈与电源、电键相连，如下图．线圈上端与电源正极相连，铁芯闭合电键的瞬时，铝电铝环向上跳起．若保持电键闭合，则（）线圈A．铝环不停高升B．铝环逗留在某一高度C．铝环跳起到某一高度后将回落D．假如电源的正、负极对换，察看到的现象不变2．如下图，矩形闭台线圈搁置在水平薄板上，有一块蹄形磁铁如下图置于平板的正下方 (磁极间距略大于矩形线圈的宽度)当磁铁匀速向右经过线圈时，线圈仍静止不动，那么线圈遇到薄扳的摩擦力方向和线圈中产生感觉电流的方向(从上向下看) 是（）A摩擦力方向向来向左B摩擦力方向先向左、后向或右C．感觉电流的方向顺时针→逆时针→逆时针→顺时针D．感觉电流的方向顺时针→逆时针3．如下图， A 为水平搁置的橡胶圆盘，在其侧面带有负电荷─ Q ，在 A 正上方用丝线悬挂一个金属圆环 B（丝线未画出），使 B 的环面在水平面上与圆盘平行，其轴线与橡胶盘 A 的轴线 O1 O2重合。

现使橡胶盘 A 由静止开始绕其轴线 O 1O2按图中箭头方向加快转动，则（）A．金属圆环 B 有扩大部分径的趋向，丝线遇到拉力增大B．金属圆环 B 有减小半径的趋向，丝线遇到拉力减小C．金属圆环 B 有扩大部分径的趋向，丝线遇到拉力减小D．金属圆环 B 有减小半径的趋向，丝线遇到拉力增大4．如下图，一矩形线框竖直向长进入有水平边磁场方向垂直纸v3 3v22v4界的匀强磁场，1v1v5面向里，线框在磁场中运动时只受重力和磁场力，线框平面一直与磁场方向垂直。

向上经过图中1、2、3 地点时的速率准时间挨次为v1、v2、v3，向下经过图中2、1 地点时的速率准时间挨次为v4、v5，以下说法中必定正确的选项是（）A．v1＞v2 B．v2＝v3 C．v2＝v4 D．v4＜v55．如下图 ,两圆滑平行导轨水平搁置在匀强磁场中,磁场垂直导轨所在平面 ,金属棒ab可沿导轨自由滑动 .导轨一端连结一个定值电阻R,导轨电阻可忽视不计 .现将金属棒沿导轨由静止向右拉 .若保持拉力恒定 ,当速度为v时 ,加快度为a1 ,最后以速度2v做匀速运动 ;若保持拉力的功率恒定,当速度为v时,加快度为a2 ,最后也以速度2v做匀速运动 ,则()A.a2 = a1B.a2 = 2a1C. a2= 3a1D.a2 = 4a16．如下图 ,平行导轨水平搁置 ,匀强磁场的方向垂直于导轨平面 ,两金属棒a、b和轨道构成闭合电路,用水平恒力F向右拉a,使a、b分别以va 和vb 的速度向右匀速运动,若a棒与轨道间的滑动摩擦力为f ,则回路中感应电流的功率为 ( )A.Fv aB.Fv bC.(Ff ) v aD. (F f ) (va vb )7．如下图，足够长的圆滑平行金属导轨cd 和 ef ，水平搁置且相距 L，在其左端各固定一个半径为r 的四分之三金属圆滑圆环，两圆环面平行且竖直。

人教版高二物理选修3-2电磁感应专题强化训练(含详细解析)

电磁感应专题强化练1．(2015·新课标全国Ⅰ·19) 1824年，法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”．实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图1所示．实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后．下列说法正确的是( )图1A．圆盘上产生了感应电动势B．圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动C．在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化D．圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场导致磁针转动答案AB解析当圆盘转动时，圆盘的半径切割磁针产生的磁场的磁感线，产生感应电动势，选项A正确．如图所示，铜圆盘上存在许多小的闭合回路，当圆盘转动时，穿过小的闭合回路的磁通量发生变化，回路中产生感应电流，根据楞次定律，感应电流阻碍其相对运动，但抗拒不了相对运动，故磁针会随圆盘一起转动，但略有滞后，选项B正确；在圆盘转动过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量始终为零，选项C错误；圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成的电流的磁场方向沿圆盘轴线方向，会使磁针沿轴线方向偏转，选项D错误．2．如图2甲所示，一个圆形线圈的匝数n＝100，线圈面积S＝200 cm2，线圈的电阻r ＝1 Ω，线圈外接一个阻值R＝4 Ω的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示．下列说法中正确的是( )图2A ．线圈中的感应电流方向为顺时针方向B ．电阻R 两端的电压随时间均匀增大C ．线圈电阻r 消耗的功率为4×10－4 WD ．前4 s 内通过R 的电荷量为4×10－4 C 答案 C解析由图可知，穿过线圈的磁通量变大，由楞次定律可得：线圈产生的感应电流方向为逆时针方向，故A 错误；根据法拉第电磁感应定律可知，磁通量的变化率恒定，所以电动势恒定，则电阻两端的电压恒定，故B 错误；由法拉第电磁感应定律：E ＝n ΔΦΔt ＝n ΔB ·SΔt ＝100×0.4－0.24×0.02 V ＝0.1 V ，根据闭合电路欧姆定律可知，电路中的电流为：I ＝ER ＋r ＝0.14＋1A ＝0.02 A ，所以线圈电阻r 消耗的功率：P ＝I 2r ＝0.022×1 W ＝4×10－4 W ，故C正确；前4 s 内通过R 的电荷量：Q ＝It ＝0.02×4 C ＝0.08 C ，故D 错误．3．如图3所示，倾角为α的光滑导轨上端接入一定值电阻，Ⅰ和Ⅱ是边长都为L 的两正方形磁场区域，其区域内的磁场方向都垂直于导轨平面向上，区域Ⅰ中磁场的磁感应强度为B 1，区域Ⅱ中磁场随时间按B 2＝kt 变化，一质量为m 、电阻为r 的金属杆ab 穿过区域Ⅰ垂直地跨放在两导轨上，并恰能保持静止．则( )图3A ．通过金属杆的电流大小为mg sin αB 1LB ．通过金属杆的电流方向从a 到bC ．定值电阻的阻值为kB 1L 3mg sin α－rD ．定值电阻的阻值为kB 1L 3mg sin α答案 AC解析对金属杆：mg sin α＝B 1IL ，解得：I ＝mg sin αB 1L，A 对；由楞次定律知，电流方向为从b 到a ，B 错；由法拉第电磁感应定律得E ＝ΔΦΔt ＝ΔB Δt L 2＝kL 2，又因为：I ＝ER ＋r，故：R ＝E I －r ＝kB 1L 3mg sin α－r ，C 对，D 错．4．如图4所示，平行虚线之间有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁场左右宽度为L ，磁感应强度大小为B .一等腰梯形线圈ABCD 所在平面与磁场垂直，AB 边刚好与磁场右边界重合，AB 长等于L ，CD 长等于2L ，AB 、CD 间的距离为2L ，线圈的电阻为R .现让线圈向右以恒定速度v 匀速运动，从线圈开始运动到CD 边刚好要进入磁场的过程中( )图4A ．线圈中感应电流沿顺时针方向B ．线圈中感应电动势大小为BLv C．通过线圈截面的电荷量为BL 22RD ．克服安培力做的功为B 2L 3v4R答案 CD解析当线圈向右运动时穿过线圈的磁通量在增加，根据楞次定律知，感应电流沿逆时针方向，故A 错误．设∠ADC ＝θ，由几何知识可得：tan θ＝2LL2＝4磁场宽度为L ，线圈有效的切割长度为2L tan θ＝L2所以线圈中感应电动势大小为E ＝B ·L 2v ＝12BLv ，故B 错误．通过线圈截面的电荷量为q ＝ΔΦR＝B 2L ＋32L 2·L －32L ＋L2·LR ＝BL 22R，故C 正确．由B 项分析知线圈产生的感应电动势不变，克服安培力做的功等于线圈产生的焦耳热，则克服安培力做的功为W ＝E 2Rt ＝12BLv 2R·L v＝B 2L 3v4R，故D 正确．5．如图5甲所示，在水平面上固定一个匝数为10匝的等边三角形金属线框，总电阻为3 Ω，边长为0.4 m ．金属线框处于两个半径为0.1 m 的圆形匀强磁场中，顶点A 恰好位于左边圆的圆心，BC 边的中点恰好与右边圆的圆心重合．左边磁场方向垂直水平面向外，右边磁场垂直水平面向里，磁感应强度的变化规律如图乙所示，则下列说法中正确的是(π取3)( )图5A ．线框中感应电流的方向是顺时针方向B ．t ＝0.4 s 时，穿过线框的磁通量为0.005 WbC ．经过t ＝0.4 s ，线框中产生的热量为2.7 JD ．前0.4 s 内流过线框的电荷量为0.2 C 答案 CD解析由磁感应强度B 1垂直水平面向里，大小随时间增大；B 2垂直水平面向外，大小不变，故线框的磁通量增大，由楞次定律可得，线框中感应电流方向为逆时针方向，故A 错误；t ＝0.4 s 时穿过线框的磁通量为：Φ＝B 1×12×πr 2－B 2×16×πr 2＝5×0.5×3×0.12 Wb －4×16×3×0.12 Wb ＝0.055 Wb ，故B 错误；Q ＝I 2Rt ＝(n ΔΦΔt)2R ×Δt ＝(10×5－1×12π×0.120.4)2×3×0.4 J ＝2.7 J ，故C 正确；在t ＝0.4 s 内通过线框中的电荷量q ＝I t ＝E Rt ＝n ΔΦR＝10×5－1×12π×0.123C ＝0.2 C ，故D 正确．6．如图6所示，电阻不计、相距L 的两条足够长的平行金属导轨倾斜放置，与水平面的夹角为θ，整个空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为B ，导轨上固定有质量为m 、电阻为R 的两根相同的导体棒，导体棒MN 上方轨道粗糙下方光滑，将两根导体棒同时释放后，观察到导体棒MN 下滑而EF 始终保持静止，当MN 下滑的距离为s 时，速度恰好达到最大值v m ，则下列叙述正确的是( )图6A ．导体棒MN 的最大速度v m ＝2mgR sin θB 2L2B ．此时导体棒EF 与轨道之间的静摩擦力为mg sin θC ．当导体棒MN 从静止开始下滑s 的过程中，通过其横截面的电荷量为BLs2RD ．当导体棒MN 从静止开始下滑s 的过程中，导体棒MN 中产生的热量为mgs sin θ－12mv 2m答案 AC解析导体棒MN 速度最大时做匀速直线运动，由平衡条件得：mg sin θ＝BIL ＝BBLv m2RL ，解得v m ＝2mgR sin θB 2L2.故A 正确；在MN 下滑的过程中，穿过回路的磁通量增大，根据楞次定律判断知，EF 受到沿导轨向下的安培力，根据平衡条件得：导体棒EF 所受的静摩擦力 f ＝mg sin θ＋F 安．故B 错误；当导体棒MN 从静止开始下滑s 的过程中，通过其横截面的电荷量为 q ＝I t ＝E2Rt ＝BL v t 2R＝BLs2R，故C 正确；根据能量守恒得：导体棒MN 中产生的热量为 Q ＝12(mgs sin θ－12mv 2m)，故D 错误．7．如图7所示，固定的竖直光滑U 形金属导轨，间距为L ，上端接有阻值为R 的电阻，处在方向水平且垂直于导轨平面、磁感应强度为B 的匀强磁场中，质量为m 、电阻为r 的导体棒与劲度系数为k 的固定轻弹簧相连放在导轨上，导轨的电阻忽略不计．初始时刻，弹簧处于伸长状态，其伸长量为x 1＝mg k，此时导体棒具有竖直向上的初速度v 0.在沿导轨往复运动的过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触．则下列说法正确的是( )图7A ．初始时刻导体棒受到的安培力大小F ＝B 2L 2v 0RB ．初始时刻导体棒加速度的大小a ＝2g ＋B 2L 2v 0m R ＋rC ．导体棒往复运动，最终静止时弹簧处于压缩状态D ．导体棒开始运动直到最终静止的过程中，电阻R 上产生的焦耳热Q ＝12mv 20＋2m 2g 2k 答案 BC解析由题意得：E ＝BLv 0，由闭合电路欧姆定律得：I ＝ER ＋r，由安培力公式得：F ＝B 2L 2v 0R ＋r，故A 错误；初始时刻，F ＋mg ＋kx 1＝ma ，得a ＝2g ＋B 2L 2v 0m R ＋r，故B 正确；因为导体棒最终静止时没有安培力，只有重力和弹簧的弹力，故弹簧处于压缩状态，故C 正确；根据能量守恒，减少的动能和势能全都转化为焦耳热，但R 上产生的焦耳热只是其中一部分，故D 错误．8.如图8所示，质量为M 的导体棒ab ，垂直放在相距为l 的平行光滑金属轨道上．导轨平面与水平面的夹角为θ，并处于磁感应强度大小为B 、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，左侧是水平放置、板长为x 、间距为d 的平行金属板，R 和R x 分别表示定值电阻和滑动变阻器的阻值，不计其他电阻．图8(1)调节R x ＝0，释放导体棒，当导体棒速度为v 1时，求棒ab 两端的电压； (2)调节R x ＝R ，释放导体棒，求棒下滑的最大速度及整个回路消耗的最大功率； (3)改变R x ，待棒沿导轨再次匀速下滑后，将质量为m 、带电荷量为＋q 的微粒(不计重力)从两板中间以水平速度v 0射入金属板间，若粒子刚好落在上板边缘，求此时的R x . 解析 (1)当导体棒速度为v 1时，有：E ＝Blv 1；根据闭合电路欧姆定律，得：I ＝E R＝Blv 1R那么：U ab ＝IR ＝Blv 1.(2)当R x ＝R ，棒沿导轨匀速下滑时，有最大速度v ，由平衡条件得：Mg sin θ＝F 安安培力为：F 安＝BIl 解得：I ＝Mg sin θBl感应电动势为：E ＝Blv 电流为：I ＝E2R解得：v ＝2MgR sin θB 2l2回路消耗的最大功率为：P ＝I 2R 总＝2RM 2g 2sin 2θB 2l2.(3)微粒从板中间水平射入恰好落到上板边缘，则：竖直方向：12at 2＝d2①水平方向：v 0t ＝x ② 根据受力分析可知：a ＝qE m③电场强度为：E ＝U d④联立①②③④，得：U ＝md 2v 20qx 2棒沿导轨匀速运动，由平衡条件有：Mg sin θ＝BI 1l 金属板间电压为：U ＝I 1R x 解得：R x ＝mBld 2v 20qx 2Mg sin θ9. 如图10中MN 和PQ 为竖直方向的两平行足够长的光滑金属导轨，间距为L ，电阻不计．导轨所在平面与磁感应强度为B 的匀强磁场垂直，两端分别接阻值为2R 的电阻R 1和电容为C 的电容器．一质量为m 、电阻为R 的金属杆ab 始终垂直于导轨，并与其保持良好接触．杆ab 由静止开始下滑，在下滑过程中最大的速度为v ，整个电路消耗的最大电功率为P ，则( )图10A ．电容器左极板带正电B ．电容器的最大带电荷量为2CBLv3C ．杆ab 的最大速度v ＝PmgD ．杆ab 所受安培力的最大功率为2P3答案 BC解析根据右手定则，感应电动势的方向为：a →b ，故右极板带正电，故A 错误；当金属杆ab 的速度达到最大时，感应电动势最大，感应电动势的最大值为：E m ＝BLv m ＝BLv ；路端电压的最大值为：U ＝2R2R ＋R E m ＝23BLv ，故电容器的带电荷量最大，为：Q ＝CU ＝2CBLv3，故B 正确；由P ＝F 安v ，当P 、F 安达到最大时，杆ab 的速度达到最大值，此时杆ab 受力平衡，即：v ＝P mF 安m ＝Pmg，故C 正确；杆ab 克服安培力的最大功率为：P ＝F 安m v m ＝mgv m ＝mgv ＝P ，故D 错误．10.如图11所示，竖直向下的匀强磁场垂直穿过固定的金属框架平面，OO ′为框架abcde 的对称轴，ab 平行于ed ，材料、横截面与框架完全相同的水平直杆gh ，在水平外力F 作用下向左匀速运动，运动过程中直杆始终垂直于OO ′且与框架接触良好，直杆从c 运动到b 的时间为t 1，从b 运动到a 的时间为t 2，则( )A ．在t 1时间内回路中的感应电动势增大B ．在t 2时间内a 、e 间的电压增大C ．在t 1时间内F 保持不变D ．在t 2时间内回路中的热功率增大解析在t 1时间内，回路中的感应电动势为 E ＝BLv ，L 是有效的切割长度，由于L 增大，则感应电动势增大，故A 正确．在t 2时间内，由E ＝BLv 知，L 不变，E 不变，而回路的总电阻增大，电流减小，则a 、e 间的电压为 U ＝E －Ir ，E 、r 不变，则U 增大．故B 正确．设杆与框架单位长度的电阻为r ，bc 与水平方向的夹角为α.则在t 1时间内，回路中的感应电动势为 E ＝BLv ＝B ·2vt ·tan α·v ＝2Bv 2t tan α回路的总电阻为 R ＝r (2vt ·tan α＋2vt cos α) 电流为I ＝E R ，联立得I ＝Bv tan αr tan α＋1cos α，则知I 不变．由于杆匀速运动，F 与安培力大小相等，则F ＝BIL ＝BI ·2vt ·tan α，可知F 增大，故C 错误．在t 2时间内回路中的热功率为 P ＝E 2R，R 增大，E 不变，则P 减小，故D 错误． 11.如图12甲所示，不变形、足够长、质量为m 1＝0.2 kg 的“U ”形金属导轨PQMN 放在绝缘水平桌面上，QP 与MN 平行且距离d ＝1 m ，Q 、M 间导体电阻阻值R ＝4 Ω，右内侧紧靠两固定绝缘小立柱1、2；光滑金属杆KL 电阻阻值r ＝1 Ω，质量m 2＝0.1 kg ，垂直于QP 和MN ，与QM 平行且距离L ＝0.5 m ，左侧紧靠两固定绝缘小立柱3、4.金属导轨与桌面的动摩擦因数μ＝0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，其余电阻不计．从t ＝0开始，垂直于导轨平面的磁场的磁感应强度变化如图乙所示(g ＝10 m/s 2)．(1)求在整个过程中，导轨受到的静摩擦力的最大值f max ；(2)如果从t ＝2 s 开始，给金属杆KL 水平向右的外力，外力对金属杆作用的功率保持不变为P 0＝320 W ，杆到达最大速度时撤去外力，求撤去外力后QM 上产生的热量Q R 为多少？解析 (1)在0～1 s 时间内，设t 时刻磁场的磁感应强度为B ，QKLM 中的感应电动势为E ，电流为I ，金属导轨QM 受到的安培力为F ，则由题图乙得B ＝2＋2t (T)，得ΔB Δt＝2 T/s 由法拉第电磁感应定律得E ＝ΔΦΔt ＝ΔB Δt dL ＝2×1×0.5 V ＝1 V I ＝E R ＋r ＝14＋1A ＝0.2 A导轨所受的安培力 F ＝BId ＝(2＋2t )Id当t ＝1 s 时，安培力最大为F m ，则F m ＝0.8 N设金属导轨PQMN 受到的最大静摩擦力为f m ，则f m ＝μ(m 1＋m 2)g ＝0.5×(0.2＋0.1)×10 N ＝1.5 N1 s 以后，电动势为零，QM 受到的安培力为零．即安培力最大时，仍然小于金属导轨PQMN 受到的最大静摩擦力，金属导轨PQMN 始终静止，受到的是静摩擦力，所以f max ＝F m ，则得f max ＝0.8 N(2)从t ＝2 s 开始，导轨QM 受到的安培力向右，由于小立柱1、2的作用，金属导轨PQMN 静止．设杆KL 的最大速度为v m 时，感应电动势为E 1，电流为I 1，受到的安培力为F 1，外力为F 0，则 E 1＝B 0dv m ，I 1＝E 1R ＋r 则得F 1＝B 0I 1d ＝B 20d 2v m R ＋r速度最大时外力与安培力平衡，则有F 0＝F 1据题 F 0v m ＝P 0即P 0v m ＝B 20d 2v m R ＋r解得v m ＝10 m/s 撤去外力直到停下来，产生的总热量为Q 0，则 Q 0＝12m 2v 2m ＝12×0.1×102 J ＝5 JQM 上产生的热量 Q R ＝R R ＋r Q 0＝44＋1×5 J ＝4 J.专题强化练1．(2015·新课标全国Ⅰ·19) 1824年，法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”．实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图1所示．实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后．下列说法正确的是( )A．圆盘上产生了感应电动势B．圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动C．在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化D．圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场导致磁针转动2．如图2甲所示，一个圆形线圈的匝数n＝100，线圈面积S＝200 cm2，线圈的电阻r ＝1 Ω，线圈外接一个阻值R＝4 Ω的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示．下列说法中正确的是( )A．线圈中的感应电流方向为顺时针方向B．电阻R两端的电压随时间均匀增大C．线圈电阻r消耗的功率为4×10－4 WD ．前4 s 内通过R 的电荷量为4×10－4 C3．如图3所示，倾角为α的光滑导轨上端接入一定值电阻，Ⅰ和Ⅱ是边长都为L 的两正方形磁场区域，其区域内的磁场方向都垂直于导轨平面向上，区域Ⅰ中磁场的磁感应强度为B 1，区域Ⅱ中磁场随时间按B 2＝kt 变化，一质量为m 、电阻为r 的金属杆ab 穿过区域Ⅰ垂直地跨放在两导轨上，并恰能保持静止．则( )A ．通过金属杆的电流大小为mg sin αB 1LB ．通过金属杆的电流方向从a 到bC ．定值电阻的阻值为kB 1L 3mg sin α－rD ．定值电阻的阻值为kB 1L 3mg sin α4．如图4所示，平行虚线之间有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁场左右宽度为L ，磁感应强度大小为B .一等腰梯形线圈ABCD 所在平面与磁场垂直，AB 边刚好与磁场右边界重合，AB 长等于L ，CD 长等于2L ，AB 、CD 间的距离为2L ，线圈的电阻为R .现让线圈向右以恒定速度v 匀速运动，从线圈开始运动到CD 边刚好要进入磁场的过程中( )A ．线圈中感应电流沿顺时针方向B ．线圈中感应电动势大小为BLvC ．通过线圈截面的电荷量为BL 22RD ．克服安培力做的功为B 2L 3v4R5．如图5甲所示，在水平面上固定一个匝数为10匝的等边三角形金属线框，总电阻为3 Ω，边长为0.4 m ．金属线框处于两个半径为0.1 m 的圆形匀强磁场中，顶点A 恰好位于左边圆的圆心，BC 边的中点恰好与右边圆的圆心重合．左边磁场方向垂直水平面向外，右边磁场垂直水平面向里，磁感应强度的变化规律如图乙所示，则下列说法中正确的是(π取3)( )A ．线框中感应电流的方向是顺时针方向B ．t ＝0.4 s 时，穿过线框的磁通量为0.005 WbC ．经过t ＝0.4 s ，线框中产生的热量为2.7 JD ．前0.4 s 内流过线框的电荷量为0.2 C6．如图6所示，电阻不计、相距L 的两条足够长的平行金属导轨倾斜放置，与水平面的夹角为θ，整个空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为B ，导轨上固定有质量为m 、电阻为R 的两根相同的导体棒，导体棒MN 上方轨道粗糙下方光滑，将两根导体棒同时释放后，观察到导体棒MN 下滑而EF 始终保持静止，当MN 下滑的距离为s 时，速度恰好达到最大值v m ，则下列叙述正确的是( )A ．导体棒MN 的最大速度v m ＝2mgR sin θB 2L2 B ．此时导体棒EF 与轨道之间的静摩擦力为mg sin θC ．当导体棒MN 从静止开始下滑s 的过程中，通过其横截面的电荷量为BLs2RD ．当导体棒MN 从静止开始下滑s 的过程中，导体棒MN 中产生的热量为mgs sin θ－12mv 2m7．如图7所示，固定的竖直光滑U 形金属导轨，间距为L ，上端接有阻值为R 的电阻，处在方向水平且垂直于导轨平面、磁感应强度为B 的匀强磁场中，质量为m 、电阻为r 的导体棒与劲度系数为k 的固定轻弹簧相连放在导轨上，导轨的电阻忽略不计．初始时刻，弹簧处于伸长状态，其伸长量为x 1＝mgk ，此时导体棒具有竖直向上的初速度v 0.在沿导轨往复运动的过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触．则下列说法正确的是( )A ．初始时刻导体棒受到的安培力大小F ＝B 2L 2v 0RB ．初始时刻导体棒加速度的大小a ＝2g ＋B 2L 2v 0m R ＋rC ．导体棒往复运动，最终静止时弹簧处于压缩状态D ．导体棒开始运动直到最终静止的过程中，电阻R 上产生的焦耳热Q ＝12mv 20＋2m 2g 2k8.如图8所示，质量为M 的导体棒ab ，垂直放在相距为l 的平行光滑金属轨道上．导轨平面与水平面的夹角为θ，并处于磁感应强度大小为B 、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，左侧是水平放置、板长为x 、间距为d 的平行金属板，R 和R x 分别表示定值电阻和滑动变阻器的阻值，不计其他电阻．(1)调节R x ＝0，释放导体棒，当导体棒速度为v 1时，求棒ab 两端的电压；(2)调节R x ＝R ，释放导体棒，求棒下滑的最大速度及整个回路消耗的最大功率；(3)改变R x ，待棒沿导轨再次匀速下滑后，将质量为m 、带电荷量为＋q 的微粒(不计重力)从两板中间以水平速度v 0射入金属板间，若粒子刚好落在上板边缘，求此时的R x .9. 如图10中MN 和PQ 为竖直方向的两平行足够长的光滑金属导轨，间距为L ，电阻不计．导轨所在平面与磁感应强度为B 的匀强磁场垂直，两端分别接阻值为2R 的电阻R 1和电容为C 的电容器．一质量为m 、电阻为R 的金属杆ab 始终垂直于导轨，并与其保持良好接触．杆ab 由静止开始下滑，在下滑过程中最大的速度为v ，整个电路消耗的最大电功率为P ，则( )图10A ．电容器左极板带正电B ．电容器的最大带电荷量为2CBLv 3C ．杆ab 的最大速度v ＝PmgD ．杆ab 所受安培力的最大功率为2P 310.如图11所示，竖直向下的匀强磁场垂直穿过固定的金属框架平面，OO ′为框架abcde 的对称轴，ab 平行于ed ，材料、横截面与框架完全相同的水平直杆gh ，在水平外力F 作用下向左匀速运动，运动过程中直杆始终垂直于OO ′且与框架接触良好，直杆从c 运动到b 的时间为t 1，从b 运动到a 的时间为t 2，则( )A ．在t 1时间内回路中的感应电动势增大B ．在t 2时间内a 、e 间的电压增大C．在t1时间内F保持不变D．在t2时间内回路中的热功率增大11.如图12甲所示，不变形、足够长、质量为m1＝0.2 kg的“U”形金属导轨PQMN放在绝缘水平桌面上，QP与MN平行且距离d＝1 m，Q、M间导体电阻阻值R＝4 Ω，右内侧紧靠两固定绝缘小立柱1、2；光滑金属杆KL电阻阻值r＝1 Ω，质量m2＝0.1 kg，垂直于QP和MN，与QM平行且距离L＝0.5 m，左侧紧靠两固定绝缘小立柱3、4.金属导轨与桌面的动摩擦因数μ＝0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，其余电阻不计．从t＝0开始，垂直于导轨平面的磁场的磁感应强度变化如图乙所示(g＝10 m/s2)．(1)求在整个过程中，导轨受到的静摩擦力的最大值f max；(2)如果从t＝2 s开始，给金属杆KL水平向右的外力，外力对金属杆作用的功率保持不变为P0＝320 W，杆到达最大速度时撤去外力，求撤去外力后QM上产生的热量Q R为多少？。

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含答案解析

【最新】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学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________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，竖直平面内有一半径为a ，总电阻为R 的金属环，磁感应强度为B 的匀强磁场垂直穿过环平面，在环的最高点用金属铰链连接长度为2a 、电阻为2R 的导体棒MN 。

MN 由水平位置紧贴环面摆下，当摆到竖直位置时，N 点的线速度大小为v ，则这时MN 两端的电压大小为（）A ．6BavB ．3BavC ．23BavD ．Bav5．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．如图所示，两根足够长的光滑金属导轨MN、PQ平行放置，导平面与水平面的夹角为θ，导轨的下端接有电阻.当导轨所在空间没有磁场时，使导体棒ab以平行于导轨平面的初速度v0冲上导轨平面，ab上升的最大高度为H；当导轨所在空间存在方向与导轨平面垂直的匀强磁场时，再次使ab以相同的初速度从同一位置冲上导轨平面，ab上升的最大高度为h.两次运动中ab始终与两导轨垂直且接触良好.关于上述情景，下列说法中正确的是（）A．两次上升的最大高度比较，有H=hB．两次上升的最大高度比较，有H<hC．无磁场时，导轨下端的电阻中有电热产生D．有磁场时，导轨下端的电阻中有电热产生二、多选题7．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 J8．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E ＝12πBlv 9．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2v 时加速度大小为2g sin θ B ．当导体棒速度达到2v 时加速度大小为4g sin θ C ．P ＝2mgv sin θD ．P ＝3mgv sin θ10．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上产生的焦耳热三、解答题11．如图所示,PN与QM两平行金属导轨相距1 m，电阻不计，两端分别接有电阻R1和R2，且R1=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R1、R2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.12．如图所示，足够长的光滑金属框竖直放置，框宽L＝0．5 m框的电阻不计，匀强磁场磁感应强度B＝1 T，方向与框面垂直，金属棒MN的质量为100 g，电阻为1 Ω．现让MN无初速地释放并与框保持接触良好的竖直下落，从释放到达到最大速度的过程中通过棒某一横截面的电量为2 C，求此过程中回路产生的电能．（空气阻力不计，g＝10 m/s2）参考答案1．C【详解】磁场中切割磁感线的边相当于电源，外电路由三个相同电阻串联形成，ABD 图中a 、b 两点间电势差为外电路中一个电阻两端电压为：44E BLv U ==， C 图中a 、b 两点间电势差为路端电压为：3344E BLv U ==，所以a 、b 两点间电势差绝对值最大的是C 图所示．故选C ．2．C【解析】由楞次定律判断可知，线圈进入磁场时，感应电流方向为逆时针方向，为正值；线圈穿出磁场时，感应电流方向为顺时针方向，为负值；由E BLv I R R==，由于B 、L 、v 、R 不变，线圈进入和穿出磁场时，感应电流的大小不变；线圈完全在磁场中运动时，磁通量不变，没有感应电流产生．故C 正确．故选C ．【点睛】本题运用楞次定律、法拉第电磁感应定律和欧姆定律分析感应电流的方向和大小，这是电磁感应问题中常用的方法和思路．3．B【解析】【详解】MN 向右加速滑动，根据右手定则，MN 中的电流方向从N →M ，且大小在逐渐变大，根据安培定则知，电磁铁A 的磁场方向向左，且大小逐渐增强，根据楞次定律知，B 环中的感应电流产生的磁场方向向右，B 被A 排斥．A ．MN 中电流方向N →M ，B 被A 吸引，与结论不相符，选项A 错误；B ．MN 中电流方向N →M ，B 被A 排斥，与结论相符，选项B 正确；C ．MN 中电流方向M →N ，B 被A 吸引，与结论不相符，选项C 错误；D ．MN 中电流方向M →N ，B 被A 排斥，与结论不相符，选项D 错误；故选B ．4．B【详解】当摆到竖直位置时，导体棒中产生的感应电动势为0·22?2v E B av Ba Bav +=== 金属环并联的电阻为111224R R R =⨯⨯=并 AB 两端的电压是路端电压，AB 两端的电压大小为132R Bav U E R R ==+并并故B 正确，ACD 错误。

高二物理选修3-2(电磁感应、交流电)复习题型归纳(有答案)

高二物理选修3-2（电磁感应、交流电）复习一、感应电流条件的判断：1．关于感应电流，下列说法中正确的是：（）A．只要闭合电路里有磁通量，闭合电路里就有感应电流B．穿过螺线管的磁通量发生变化时，螺线管内部就一定有感应电流产生C．线框不闭合时，即使穿过线框的磁通量发生变化，线框也没有感应电流D．只要电路的一部分切割磁感线运动电路中就一定有感应电流2．如图所示，导线ab和cd互相平行，则下列情况中导线cd中无感应电流的是：（）A．电键K 闭合或断开的瞬间B．电键K是闭合的，但滑动触头向左滑C．电键K是闭合的，但滑动触头向右滑D．电键K始终是闭合的，不滑动触头3．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，磁铁插入线圈的过程中B．线圈不动，磁铁拔出线圈的过程中C．磁铁插在线圈内不动D．磁铁不动，线圈上下移动二、感应电流方向的判断：（楞次定律、右手定则）4．电阻R、电容器C与一线圈连成闭合回路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N极朝下，如图所示，现使磁铁开始下落，在N极接近线圈上端的过程中，流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是（）A．从a到b，上极板带正电B．从a到b，下极板带正电C．从b到a，上极板带正电D．从b到a，下极板带正电5.如图所示，同一平面内的三条平行导线串有两个电阻R和r，导体棒PQ与三条导线接触良好，匀强磁场的方向垂直纸面向里，导体棒的电阻可忽略．当导体棒向左滑动时，下列说法正确的是()A．流过R的电流为由d到c，流过r的电流为由b到aB．流过R的电流为由c到d，流过r的电流为由b到aC．流过R的电流为由d到c，流过r的电流为由a到bD．流过R的电流为由c到d，流过r的电流为由a到b6.如图所示，光滑固定导轨，m、n水平放置，两根导体棒p、q平行放于导轨上，形成一个闭合回路，当一条形磁铁从高处下落接近回路时()A．p、q将互相靠拢B．p、q将互相远离S NC ．磁铁的加速度仍为g D. 磁铁的加速度小于g7. 如下图几种情况中，金属导体中产生的动生电动势为BLv 的是…（）甲乙丙丁 A ．乙和丁 B ．甲、乙、丁 C ．甲、乙、丙、丁 D ．只有乙8.如图所示，ab 是一个可以绕垂直于纸面的轴O 转动的闭合矩形导体线圈，当滑动变阻器R 的滑片P 自左向右滑动的过程中，线圈ab 将( )A ．静止不动B ．顺时针转动C ．逆时针转动D ．发生转动，但电源的极性不明，无法确定转动方向9．如图所示，一轻质横杆两侧各固定一金属环，横杆可绕中心点自由转动，现拿一条形磁铁插向其中一个小环，后又取出插向另一个小环，将看到的现象是( )A ．磁铁插向左环，横杆发生转动B ．磁铁插向右环，横杆发生转动C ．无论磁铁插向左环还是右环，横杆都不发生转动D ．无论磁铁插向左环还是右环，横杆都发生转动10.两根相互平行的金属导轨水平放置于如图19所示的匀强磁场中，在导轨上接触良好的导体棒AB 和CD 可以自由滑动．当AB 在外力 F 作用下向右运动时，下列说法中正确的是( )A ．导体棒CD 内有电流通过，方向是D →CB ．导体棒CD 内有电流通过，方向是C →D C ．磁场对导体棒CD 的作用力向左 D ．磁场对导体棒AB 的作用力向左11.如图所示的电路为演示自感现象的实验电路，若闭合开关S ，电流达到稳定后通过线圈L 的电流为I 1，通过小灯泡L 2的电流为I 2，小灯泡L 2处于正常发光状态，则下列说法中正确的是：（）A. S 闭合瞬间，L 2灯缓慢变亮，L 1灯立即变亮B. S 闭合瞬间，L 1和L 2灯立即变亮，后L 2变得更亮C. S 断开瞬间，小灯泡L 2中的电流由I 1逐渐减为零，方向与I 2相反D. S 断开瞬间，小灯拍L 2中的电流由I 1逐渐减为零，方向不变三、法拉第电磁感应定律及应用12．在范围足够大、方向竖直向下的匀强磁场中，B=，有一水平放置的光滑框架，宽度为l=0.4 m,如图所示框架上放置一质量为0.05 kg ，电阻为1 Ω的金属杆cd ，框架电阻不计.若cd 杆以恒定加速度a=2 m/s 2，由静止开始做匀变速运动，则：⨯⨯L 1L 2L S 2I 1I L L L L L（1）在5 s内平均感应电动势是多少（2）第5 s末，回路中的电流多大（3）第5 s末，作用在cd杆上的水平外力多大13．如图（a）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连结成闭合回路.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（b）所示.图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0.导线的电阻不计.在0至t1时间内求：（1）通过电阻R1上的电流大小和方向.（2）通过电阻R1上的电量q及电阻R1上产生的热量.14．一个质量为m=0.5 kg、长为L=0.5 m、宽为d=0.1 m、电阻R= Ω的矩形线框，从h1=5 m的高度由静止自由下落，如图10所示.然后进入匀强磁场，刚进入时由于磁场力的作用，线框刚好做匀速运动（磁场方向与线框平面垂直）.求：(1)、求磁场的磁感应强度B；(2)、如果线框的下边通过磁场区域的时间t= s，求磁场区域的高度h2.15．如图14，边长l=20cm的正方形线框abcd共有10匝，靠着墙角放着，线框平面与地面的夹角α=30°。

高中人教版物理选修3-2重难强化训练2 电磁感应的综合应用+Word版含解析.doc

重难强化训练(二) 电磁感应的综合应用(时间：60分钟分值：100分)一、选择题(本题共10个小题，每小题6分，共60分.1～6题为单选题，7～10题为多选题．)1.如图11所示，闭合螺线管固定在置于光滑水平面上的小车上，现将一条形磁铁从左向右插入螺线管中的过程中，则()图11A．小车将向右运动B．使条形磁铁向右插入时外力所做的功全部转变为电能，最终转化为螺线管的内能C．条形磁铁会受到向右的力D．小车会受到向左的力A[磁铁向右插入螺线管中，根据楞次定律的扩展含义“来拒去留”，磁铁与小车相互排斥，小车在光滑水平面上受力向右运动，所以选项A正确，选项C、D错误；电磁感应现象中满足能量守恒，由于小车动能增加，外力做的功转化为小车的动能和螺线管中的内能，所以选项B错误．]2.如图12所示，一轻质横杆两侧各固定一金属环，横杆可绕中心点自由转动，拿一条形磁铁插向其中一个小环后又取出插向另一个小环，发生的现象是()图12A．磁铁插向左环，横杆发生转动B．磁铁插向右环，横杆发生转动C．无论磁铁插向左环还是右环，横杆都不发生转动D．无论磁铁插向左环还是右环，横杆都发生转动B[本题考查电磁感应现象、安培力的简单应用．磁铁插向左环，横杆不发生转动，因为左环不闭合，不能产生感应电流，不受安培力的作用；磁铁插向右环，横杆发生转动，因为右环闭合，能产生感应电流，在磁场中受到安培力的作用，选项B正确．]3.如图13所示，矩形线圈放置在水平薄木板上，有两块相同的蹄形磁铁，四个磁极之间的距离相等，当两块磁铁匀速向右通过线圈时，线圈始终静止不动，那么线圈受到木板的摩擦力方向是()【导学号：24622038】图13A．先向左、后向右B．先向左、后向右、再向左C．一直向右D．一直向左D[根据楞次定律的“阻碍变化”和“来拒去留”，当两磁铁靠近线圈时，线圈要阻碍其靠近，线圈有向右移动的趋势，受木板的摩擦力向左，当磁铁远离时，线圈要阻碍其远离，仍有向右移动的趋势，受木板的摩擦力方向仍是向左的，故选项D正确．]4．如图14所示，条形磁铁从高h处自由下落，中途穿过一个固定的空心线圈，开关S断开时，至落地用时t1，落地时速度为v1；开关S闭合时，至落地用时t2，落地时速度为v2.则它们的大小关系正确的是()图14A．t1>t2，v1>v2B．t1＝t2，v1＝v2C．t1<t2，v1<v2D．t1<t2，v1>v2D[开关S断开时，线圈中无感应电流，对磁铁无阻碍作用，故磁铁自由下落，a＝g；当S闭合时，线圈中有感应电流，对磁铁有阻碍作用，故a<g.所以t1<t2，v1>v2.]5．如图15所示，在匀强磁场中放一电阻不计的平行光滑金属导轨，导轨跟大线圈M相接，小闭合线圈N在大线圈M包围中，导轨上放一根光滑的金属杆ab，磁感线垂直于导轨所在平面．最初一小段时间t0内，金属杆ab向右做匀减速直线运动时，小闭合线圈N中的电流按下列图中哪一种图线方式变化()图15A B C DA[当金属杆ab向右做匀减速直线运动时，在ab中产生由a到b的均匀减小的电流，由楞次定律可知，由于穿过线圈N的磁通量均匀减小，故在N中产生恒定不变的顺时针方向的感应电流，故选项A正确．]6．如图16甲，R0为定值电阻，两金属圆环固定在同一绝缘平面内．左端连接在一周期为T0的正弦交流电源上，经二极管整流后，通过R0的电流i始终向左，其大小按图16乙所示规律变化．规定内圆环a端电势高于b端时，a、b 间的电压u ab为正，下列u ab-t图像可能正确的是()甲乙图16A BC DC [由题图乙知，0～0.25T 0，外圆环电流逐渐增大且Δi Δt 逐渐减小，根据安培定则，外圆环内部磁场方向垂直纸面向里，磁场逐渐增强且ΔB Δt 逐渐减小，根据楞次定律知内圆环a 端电势高，所以u ab >0，根据法拉第电磁感应定律u ab ＝ΔΦΔt＝ΔBS Δt 知，u ab 逐渐减小；t ＝0.25T 0时，Δi Δt ＝0，所以ΔB Δt ＝0，u ab ＝0；同理可知0.25T 0<t <0.5T 0时，u ab <0，且|u ab |逐渐增大；0.5T 0～T 0内重复0～0.5T 0的变化规律．故选项C 正确．]7.如图17所示，正方形线框的边长为L ，电容器的电容为C .正方形线框的一半放在垂直于纸面向里的匀强磁场中，当磁感应强度以k 为变化率均匀减小时，下列说法正确的是( )图17A ．线框产生的感应电动势大小为kL 2B ．电压表没有读数C ．a 点的电势高于b 点的电势D ．电容器所带的电荷量为零BC [由于线框的一半放在磁场中，因此线框产生的感应电动势大小为kL 22，A项错误；由于线框所产生的感应电动势是恒定的，且线框连接了一个电容器，相当于电路断路，外电压等于电动势，内电压为零，而接电压表的这部分相当于回路的内部，因此，电压表两端无电压，电压表没有读数，B项正确；根据楞次定律可以判断，a点的电势高于b点的电势，C项正确；电容器所带电荷量为Q＝C kL22，D项错误．]8．边长为a的闭合金属正三角形框架，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18所示，则电动势、外力、外力功率与位移的关系图像不相符的是()【导学号：24622039】图18A B C DACD[框架匀速拉出过程中，有效长度l均匀增加，由E＝Bl v知，电动势均匀变大，A项错误，B项正确；因匀速运动，则F外＝F安＝BIl＝B2l2vR，故外力F外随位移x的增大而非线性增大，C项错误；外力功率P＝F外·v，v恒定不变，故P也随位移x的增大而非线性增大，D项错误．]9．如图19所示，两根间距为l的光滑平行金属导轨与水平面夹角为α，导轨电阻不计，图中虚线下方区域内存在磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直于导轨面向上．两质量均为m、长均为l、电阻均为R的金属杆垂直于导轨放置，且与导轨接触良好．开始时金属杆ab处在与磁场上边界相距l的位置，金属杆cd处在导轨的最下端，被与导轨垂直的两根小柱挡住．现将金属杆ab由静止释放，金属杆ab刚进入磁场便开始做匀速直线运动，已知重力加速度为g，则()图19A．金属杆ab进入磁场时的感应电流方向为由b到a B．金属杆ab进入磁场时的速度大小为2gl sin αC．金属杆ab进入磁场后产生的感应电动势为mgR sin αBlD．金属杆ab进入磁场后金属杆cd对两根小柱的压力大小为零AB[由右手定则可知，金属杆ab进入磁场时的感应电流方向为由b到a，A项正确；金属杆下滑进入磁场过程，由动能定理得mgl sin α＝12m v2，解得v＝2gl sin α，B项正确；金属杆ab在磁场中做匀速直线运动，有mg sin α＝BIl，其中I＝E2R，得E＝2mgR sin αBl，C项错误；金属杆ab进入磁场后在金属杆cd中产生由c到d的电流，由左手定则可知，cd受到沿导轨平面向下的安培力，故cd 对两根小柱的压力大小不为零，D项错误．]10．如图20甲所示，abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框，金属线框的质量为m，电阻为R，在金属线框的下方有一匀强磁场区域，MN和PQ 是匀强磁场区域的水平边界，并与线框的bc边平行，磁场方向垂直于线框平面向里．现使金属线框从MN上方某一高度处由静止开始下落，如图20乙是金属线框由开始下落到bc刚好运动到匀强磁场PQ边界的v-t图像，图中数据均为已知量．重力加速度为g，不计空气阻力．下列说法正确的是()甲乙图20A．金属线框刚进入磁场时感应电流方向沿adcba方向B ．磁场的磁感应强度为1v 1(t 2－t 1)mgR v 1C ．金属线框在0～t 3时间内所产生的热量为mg v 1(t 2－t 1)D ．MN 和PQ 之间的距离为v 1(t 2－t 1)BC [根据楞次定律可知，线框刚进入磁场时，感应电流的方向为abcda 方向，A 项错误；由于bc 边进入磁场时线框匀速运动，mg ＝B 2l 2v 1R ，而线框边长l＝v 1(t 2－t 1)，联立可得B ＝1v 1(t 2－t 1)·mgR v 1，B 项正确；金属线框在0～t 3时间内，只有在t 1～t 2时间内才产生热量，此过程中安培力与重力大小相等，因此所产生的热量为mg v 1(t 2－t 1)，C 项正确；MN 和PQ 之间的距离为v 1(t 2－t 1)＋v 1＋v 22(t 3－t 2)，D 项错误．]二、非选择题(本题共2小题，共40分)11．(20分)如图21甲所示，一边长L ＝2.5 m 、质量m ＝0.5 kg 的正方形金属线框，放在光滑绝缘的水平面上，整个装置放在方向竖直向上、磁感应强度B ＝0.8 T 的匀强磁场中，它的一边与磁场的边界MN 重合，在水平力F 作用下由静止开始向左运动，经过5 s 线框被拉出磁场，测得金属线框中的电流随时间变化的图像如图21乙所示．在金属线框被拉出的过程中，甲乙图21(1)求通过线框截面的电荷量及线框的电阻；(2)写出水平力F 随时间变化的表达式；(3)已知在这5 s 内力F 做功1.92 J ，那么在此过程中，线框产生的焦耳热是多少？【解析】 (1)根据q ＝I －Δt ，由I -t 图像得：q ＝1.25 C.又根据I－＝E－R＝ΔΦRΔt＝BL2RΔt，得R＝4 Ω.(2)由电流图像可知，感应电流随时间变化的规律：I＝0.1 t (A)．由感应电流I＝BL vR，可得金属线框的速度随时间也是线性变化的，v＝RIBL＝0.2t (m/s)线框做匀加速直线运动，加速度a＝0.2 m/s，线框在外力F和安培力F A作用下做匀加速直线运动，F－F A＝ma，所以水平力F随时间变化的表达式为F＝(0.2t＋0.1) N.(3)当t＝5 s时，线框从磁场中拉出时的速度v5＝at＝1 m/s，线框中产生的焦耳热为Q＝W－12m v25＝1.67 J.【答案】(1)1.25 C 4 Ω(2)F＝(0.2t＋0.1)N(3)1.67 J12. (20分)如图22所示，两根足够长的平行金属导轨固定在倾角θ＝30°的斜面上，导轨电阻不计，间距L＝0.4 m．导轨所在空间被分成区域Ⅰ和Ⅱ，两区域的边界与斜面的交线为MN，Ⅰ中的匀强磁场方向垂直斜面向下，Ⅱ中的匀强磁场方向垂直斜面向上，两磁场的磁感应强度大小均为B＝0.5 T．在区域Ⅰ中，将质量m1＝0.1 kg，电阻R1＝0.1 Ω的金属条ab放在导轨上，ab刚好不下滑．然后，在区域Ⅱ中将质量m2＝0.4 kg，电阻R2＝0.1 Ω的光滑导体棒cd置于导轨上，由静止开始下滑．cd在滑动过程中始终处于区域Ⅱ的磁场中，ab、cd始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，取g＝10 m/s2.问：图22(1)cd下滑的过程中，ab中的电流方向；(2)ab刚要向上滑动时，cd的速度v多大；(3)从cd开始下滑到ab刚要向上滑动的过程中，cd滑动的距离x＝3.8 m，此过程中ab上产生的热量Q是多少.【导学号：24622040】【解析】(1)由a流向b.(2)开始放置ab刚好不下滑时，ab所受摩擦力为最大静摩擦力，设其为F max，有F max＝m1g sin θ①设ab刚好要上滑时，cd棒的感应电动势为E，由法拉第电磁感应定律有E＝BL v ②设电路中的感应电流为I，由闭合电路欧姆定律有I＝ER1＋R2③设ab所受安培力为F安，有F安＝ILB④此时ab受到的最大静摩擦力方向沿斜面向下，由平衡条件有F安＝m1g sin θ＋F max ⑤综合①②③④⑤式，代入数据解得v＝5 m/s. ⑥(3)设cd棒的运动过程中电路中产生的总热量为Q总，由能量守恒有m2gx sin θ＝Q总＋12m2v2 ⑦又Q＝R1R1＋R2Q总⑧解得Q＝1.3 J．⑨【答案】(1)由a流向b(2)5 m/s(3)1.3 J美文欣赏1、走过春的田野，趟过夏的激流，来到秋天就是安静祥和的世界。

高中物理选修3-2电磁感应章节练习题2(带解析)

D．不管电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就有感应电流
10．如图所示，在绝缘光滑水平面上，有一个边长为的单匝正方形线框，在外力的作用下以恒定的速率向右运动进入磁感应强度为的有界匀强磁场区域．线框被全部拉入磁场的过程中线框平面保持与磁场方向垂直，线框的边始终平行于磁场的边界．已知线框的四个边的电阻值相等，均为．（）
A． B． C． D．
2．如图所示，闭合开关k，将条形磁铁两次插入闭合线圈，且两次的起始和终止位置相同，第一次用时0.4s，第二次用时0.2s，则（）
A．第一次通过线圈的磁通量变化较大
B．第一次通过线圈的磁通量的变化率较小
C．第一次经过电流表G的总电荷量较多
D．第一次电流表G的指针偏转较大
3．如图甲所示，一个由导体做成的等腰直角三角形线圈，以恒定速率v运动，从无场区进入匀强磁场区，磁场宽度大于直角三角形底边BC长度，然后穿出磁场，若规定顺时针方向的电流为正方向，那么在下图中的哪一个图能正确地表示回路在穿过磁场的过程中电流对时间的函数关系
C．当B减小时，金属棒ab中的电流一定减小
D．当B不变时，金属棒ab受到水平受向右的静摩擦力
6．图中的四个图分别表示匀强磁场的磁感应强度B，闭合电路中一部分直导线的运动速度和电路中产生的感应电流I的相互关系，其中正确是（）
7．如图所示，金属杆ab长为l，垂直放置于光滑平行金属导轨上，导轨置于水平面内，导轨的左端接一电阻，阻值为R，金属棒ab的电阻为r，其余电阻不计，整个装置置于匀强磁场中，匀强磁场与导轨所在平面垂直，磁感应强度为B。现施加一水平向右的外力F，让金属棒ab以恒定的速率v水平向右运动，下列叙述正确的是
A．q2＝q1B．q2=2q1C．Q2＝Q1D．Q2＝2Q1

选修3-2电磁感应强化训练2

电磁感应强化训练21. 穿过闭合回路的磁通量Φ随时间t 变化的图像分别如图9－2－8甲、乙、丙、丁所示, 下列关于回路中产生的感应电动势的论述, 正确的是( )图9－2－8A. 图甲回路中产生的感应电动势恒定不变B. 图乙回路中产生的感应电动势一直在变大C. 图丙回路中在0～t 0时间内产生的感应电动势大于在t 0～2t 0时间内产生的感应电动势D. 图丁回路中产生的感应电动势可能恒定不变解析: 选 C.图甲磁通量不变, 不产生感应电动势, 图乙磁通量均匀变化, 感应电动势不变,A 、B 选项均错误; 图丙中0～t 0时间内磁通量的变化率ΔΦΔt 比t 0～2t 0时间内的ΔΦΔt大, 因此0～t 0时间内感应电动势较大, C 正确; 图丁中磁通量不是均匀变化的, 所以感应电动势不可能恒定不变, D 错误.图9－2－92. (2012·西安五校联考)如图9－2－9所示, 在边长为a 的正方形区域内有匀强磁场, 磁感应强度为B , 其方向垂直纸面向外, 一个边长也为a 的单匝正方形导线框架EFGH 正好与上述磁场区域的边界重合, 导线框的电阻为R .现使导线框以周期T 绕其中心O 点在纸面内匀速转动, 经过T 8导线框转到图中虚线位置, 则在这T8时间内( )A. 顺时针方向转动时, 感应电流方向为E →F →G →H →EB. 平均感应电动势大小等于16a 2B9TC. 平均感应电动势大小等于8(3－22)a 2BTD. 通过导线框横截面的电荷量为(3－22)a 2BR解析: 选CD.当线框顺时针方向转动时, 由楞次定律知感应电流方向为E →H →G →F →E , A 错; 由E ＝B ΔS Δt 和ΔS ＝2a 2(2＋2)2知, T8时间内线框产生的平均感应电动势E ＝8(3－22)a 2B T , B错C 正确; 由q ＝I Δt 和I ＝ER 知, 通过导线框横截面的电荷量q ＝(3－22)a 2B R , D 正确.3. 如图9－2－10所示, 电路中A、B是完全相同的灯泡, L是一带铁芯的线圈. 开关S原来闭合, 则开关S断开的瞬间()图9－2－10A. L中的电流方向改变, 灯泡B立即熄灭B. L中的电流方向不变, 灯泡A比B熄灭慢C. L中的电流方向改变, 灯泡A比B熄灭慢D. L中的电流方向不变, 灯泡B要过一会儿才熄灭解析: 选B.当开关S断开时, L与灯泡A组成回路, 由于自感, L中的电流由原来数值逐渐减小, 电流方向不变, A灯熄灭要慢; B灯电流瞬间消失, 立即熄灭, 正确的选项为B.图9－2－114. 如图所示为新一代炊具——电磁炉, 无烟、无明火、无污染、不产生有害气体、高效节能等, 是电磁炉的优势所在. 电磁炉是利用电流通过线圈产生磁场, 当磁场的磁感线通过含铁质锅底部时, 即会产生无数小涡流, 使锅体本身自行高速发热, 然后再加热锅内食物. 下列相关说法中正确的是()A. 锅体中的涡流是由恒定的磁场产生的B. 恒定磁场越强, 电磁炉的加热效果越好C. 锅体中的涡流是由变化的磁场产生的D. 提高磁场变化的频率, 可提高电磁炉的加热效果解析: 选CD.由电磁感应原理可知, 锅体中的涡流是由变化的磁场产生的, 且提高磁场变化的频率, 产生的感应电动势变大, 故可提高电磁炉的加热效果.图9－2－125. 金属杆MN和PQ间距为l, MP间接有电阻R, 磁场如图9－2－12所示, 磁感应强度为B.金属棒AB长为2l, 由图示位置以A为轴, 以角速度ω匀速转过90°(顺时针). 求该过程中(其他电阻不计):(1)R上的最大电功率.(2)通过R的电量.解析: AB转动切割磁感线, 且切割长度由l增至2l以后AB离开MN, 电路断开.(1)当B端恰至MN上时, E最大.E m ＝B ·2l ·0＋ω2l2＝2Bωl 2,P R m ＝E 2mR ＝4B 2ω2l 4R.(2)AB 由初位置转至B 端恰在MN 上的过程中回路 ΔΦ＝B ·12·l ·2l ·sin60°＝32Bl 2q ＝I ·Δt ＝ΔΦR ＝3Bl 22R .答案: (1)4B 2ω2l 4R (2)3Bl 22R一、选择题1. (2011·高考广东理综卷)将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中, 线圈平面与磁场方向垂直, 关于线圈中产生的感应电动势和感应电流, 下列表述正确的是( ) A. 感应电动势的大小与线圈的匝数无关 B. 穿过线圈的磁通量越大, 感应电动势越大 C. 穿过线圈的磁通量变化越快, 感应电动势越大 D. 感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同解析: 选C.由法拉第电磁感应定律E ＝n ΔΦΔt 可知感应电动势的大小E 与n 有关, 与ΔΦΔt即磁通量变化的快慢成正比, 所以A 、B 错误, C 正确. 由楞次定律可知, 感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的原磁通量的变化, 即原磁通量增加, 感应电流的磁场与原磁场方向相反; 原磁通量减小, 感应电流的磁场与原磁场同向, 故D 错误.图9－2－132. 我国上海自行车厂生产的凤凰牌自行车采用了高频焊接, 其原理示意图如图9－2－13所示, 线圈通以高频交变电流, 金属元件的焊缝中就产生大量焦耳热, 将焊缝熔化焊接. 要使焊接处产生的热量较大, 可采用( ) A. 增大交变电流的电压 B. 增大交变电流的频率 C. 增大焊接处的接触电阻 D. 减小焊接处的接触电阻解析: 选BC.由电磁感应的知识可判断线圈中电流频率越高, 工件中的磁通量改变越快, 在其他条件不变的情况下, 涡流的热功率就越大; 同时, 根P ＝I 2R , 增大焊接处的接触电阻也可以增大涡流的功率.3. 如图9－2－14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 环内感应电流强度为I , 则B 环和C 环内感应电流强度分别为( )图9－2－14A. I B ＝I 、I C ＝0B. I B ＝I 、I C ＝2IC. I B ＝2I 、I C ＝2ID. I B ＝2I 、I C ＝0解析: 选 D.由题意可知, 环内的磁感应强度随时间发生变化而产生感应电流, 利用E ＝n ΔBS Δt求解感应电动势, 故环内只有向里的磁场时, 可直接利用面积比得出电流比, 由B 环中的面积为A 环面积的2倍可得I B ＝2I .由于C 环中同时有向里和向外的磁场, 而这两部分磁通量相互抵消, 故C 环中的磁通量一直为零, I C ＝0, D 正确.图9－2－154. (改编题)如图9－2－15所示, 正方形线圈abcd 位于纸面内, 边长为L , 匝数为N , 线圈内接有电阻值为R 的电阻, 过ab 中点和cd 中点的连线OO ′恰好位于垂直纸面向里的匀强磁场的右边界上, 磁场的磁感应强度为B.当线圈转过90°时, 通过电阻R 的电荷量为( ) A.BL 22R B.NBL 22R C.BL 2R D.NBL 2R解析: 选A.初状态时, 通过线圈的磁通量为Φ1＝BL 22, 当线圈转过90°时, 通过线圈的磁通量为0, 由q ＝ΔΦR 可得通过电阻R 的电量为BL 22R.图9－2－165. 如图9－2－16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. 感应电流方向不变B. CD 段直导线始终不受安培力C. 感应电动势最大值E m ＝Ba vD. 感应电动势平均值E ＝14πBa v解析: 选ACD.导体切割磁感线产生感应电动势, 由右手定则可知, 感应电流方向不变, A 正确. 感应电动势最大值即切割磁感线等效长度最大时的电动势, 故E m ＝Ba v , C 正确.E ＝ΔΦΔt ① ΔΦ＝B ·12πa 2②Δt ＝2a v ③ 由①②③得E ＝14πBa v , D 正确.图9－2－176. 如图9－2－17所示, A 和B 是电阻为R 的电灯, L 是自感系数较大的线圈, 当S 1闭合、S 2断开且电路稳定时, A 、B 亮度相同, 再闭合S 2, 待电路稳定后将S 1断开, 下列说法中正确的是( )A. B 灯立即熄灭B. A 灯将比原来更亮一些后再熄灭C. 有电流通过B 灯, 方向为c →dD. 有电流通过A 灯, 方向为a →b解析: 选A D.当电路稳定后再断开开关S 1时, 电源不再对电路供电, 但因线圈L 的自感作用, 使线圈L 中的电流只能逐渐减小, 线圈中产生断电自感现象. 在S 1断开前, A 、B 亮度相同, 即通过两灯的电流相同, 所以线圈L 的直流电阻也为R .当闭合开关S 2, 待电路稳定后将S 1断开, 由于线圈L 的自感作用, 线圈L 中的电流逐渐减小, 但该电流不会通过B 灯, 故B 灯马上熄灭. 而A 灯由于与线圈L 组成回路, 有逐渐减小的电流通过, 且电流的方向为a →b , A 、D 正确. 因线圈L 中的电流与断开S 1前A 灯的电流相同, 所以A 灯不会先更亮再熄灭, 而是逐渐熄灭.图9－2－187. 如图9－2－18所示, 有一匝接在电容器C 两端的圆形导线回路, 垂直于回路的圆形区域内存在着向里的匀强磁场B , 已知圆的半径r ＝5 cm, 电容C ＝20 μF, 当磁场B 以4×10－2 T/s 的变化率均匀增加时, 则( )A. 电容器a 板带正电, 电荷量为2π×10－9 CB. 电容器a 板带负电, 电荷量为2π×10－9 CC. 电容器b 板带正电, 电荷量为4π×10－9 CD. 电容器b 板带负电, 电荷量为4π×10－9 C解析: 选A.根据楞次定律可判断a 板带正电, 线圈中产生的感应电动势E ＝ΔB Δtπr 2＝π×10－4V , 板上带电荷量Q ＝CE ＝2π×10－9 C, 选项A 正确.图9－2－198. 如图9－2－19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 铰链连接长度为2a 、电阻为R2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.Ba v 3 B.Ba v 6C.2Ba v 3D. Ba v解析: 选A.导体棒摆下的过程中切割磁感线产生感应电动势, 相当于电源. 当摆到竖直位置时, 电动势的大小E ＝12·B ·2a ·v ＝Ba v , 左右两个半环并联接在AB 的两端, 外电阻为R 外＝R4,AB 两端的电压即为路端电压U AB ＝IR 外＝E R 外＋R 内R 外＝13E ＝Ba v 3, 故选项A 正确.9. 一匀强磁场, 磁场方向垂直纸面, 规定向里的方向为正, 在磁场中有一细金属圆环, 线圈平面位于纸面内, 如图9－2－20甲所示, 现令磁感应强度B 随时间t 变化, 先按图乙中所示的Oa 图线变化, 后来又按图线bc 和cd 变化. 令E 1、E 2、E 3分别表示这三段变化过程中感应电动势的大小, I 1、I 2、I 3分别表示对应的感应电流, 则( )图9－2－20A. E 1>E 2, I 1沿逆时针方向, I 2沿顺时针方向B. E 1<E 2, I 1沿逆时针方向, I 2沿顺时针方向C. E 1<E 2, I 2沿顺时针方向, I 3沿逆时针方向D. E 2＝E 3, I 2沿顺时针方向, I 3沿顺时针方向解析: 选B D.在Oa 段, B 向里且随时间均匀增加, 由楞次定律知感应电流I 1的方向为逆时针方向, 再由法拉第电磁感应定律知E 1＝ΔΦΔt ＝B a S －04＝B a S4; 在bc 段, B 向里且随时间均匀减小, 感应电流I 2为顺时针, 感应电动势E 2＝B b S －01＝B a S ＝4E 1; 在cd 段, B 向外且均匀增加,感应电流I 3为顺时针, E 3＝B d S －01＝B a S ＝E 2.综上所述, 选项B 、D 正确.10. (2012·延安高三检测)如图9－2－21所示, 闭合导线框的质量可以忽略不计, 将它从如图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, 外力所做的功为W 1, 通过导线截面的电荷量为q 1; 第二次用0.9 s 时间拉出, 外力所做的功为W 2, 通过导线截面的电荷量为q 2, 则( )图9－2－21A. W 1＜W 2, q 1＜q 2B. W 1＜W 2, q 1＝q 2C. W 1＞W 2, q 1＝q 2D. W 1＞W 2, q 1＞q 2解析: 选C.设线框长为L 1, 宽为L 2, 第一次拉出速度为v 1, 第二次拉出速度为v 2, 则v 1＝3v 2.匀速拉出磁场时, 外力所做的功恰等于克服安培力所做的功, 有 W 1＝F 1·L 1＝BI 1L 2L 1＝B 2L 22L 1v 1/R 同理W 2＝B 2L 22L 1v 2/R , 故W 1＞W 2.又由于线框两次拉出过程中, 磁通量的变化量相等, 即ΔΦ1＝ΔΦ2 由q ＝ΔΦ/R 得q 1＝q 2, 选项C 正确. 二、非选择题 11.图9－2－22如图9－2－22所示, 边长为a 的正方形闭合线框ABCD 在匀强磁场中绕AB 边匀速转动, 磁感应强度为B , 初始时刻线框所在平面与磁感线垂直, 经过t 时间后转过120°角, 求: (1)线框内感应电动势在t 时间内的平均值; (2)转过120°角时感应电动势的瞬时值.解析: (1)因为Φ1＝Ba 2, Φ2＝－12Ba 2, 所以ΔΦ＝32Ba 2,所以E ＝ΔΦΔt ＝3Ba 22t.(2)线框转过120°这一时刻, CD 边的线速度v ＝2πa3t , 速度方向与磁场方向的夹角θ＝60°, 所以E 瞬＝BL v sin θ＝3πBa 23t .答案: (1)3Ba 22t (2)3πBa 23t图9－2－2312. (2012·榆林高三质检)如图9－2－23, 一直导体棒质量为m 、长为l 、电阻为r , 其两端放在位于水平面内间距也为l 的光滑平行导轨上, 并与之紧密接触; 棒左侧两导轨之间连接一可控制的负载电阻(图中未画出); 导轨置于匀强磁场中, 磁场的磁感应强度大小为B , 方向垂直于导轨所在平面. 开始时, 给导体棒一个平行于导轨的初速度v 0.在棒的运动速度由v 0减小至v 1的过程中, 通过控制负载电阻的阻值使棒中的电流I 保持恒定. 导体棒一直在磁场中运动. 若不计导轨电阻, 求此过程中导体棒上感应电动势的平均值. 解析: 导体棒所受的安培力为F ＝BIl ①该力大小不变, 棒做匀减速运动, 因此在棒的速度从v 0减小到v 1的过程中, 平均速度为 v －＝12(v 0＋v 1)②当棒的速度为v 时, 感应电动势的大小为E ＝Bl v ③所以棒中的平均感应电动势为E －＝Bl v －④由②④式得E －＝12Bl (v 0＋v 1). ⑤答案: 12l (v 0＋v 1)B。

人教版高中物理选修3-2电磁感应复习二学生版

高中物理学习材料（马鸣风萧萧**整理制作）电磁感应复习（二）（时间：45分钟总分80分）一、单项选择题（本大题4小题，每题5分）1.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棒所受摩擦力不变C.ab中电流不变，ab棒所受摩擦力增大D.ab中电流增大，ab棒所受摩擦力不变2.如图所示，水平光滑的平行金属导轨，左端接有电阻R，匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在的空间内，质量一定的金属棒PQ垂直导轨放置.今使棒以一定的初速度v0向右运动，当其通过位置a、b时，速率分别为v a、v b，到位置c时棒刚好静止，设导轨与棒的电阻均不计，a到b与b到c的间距相等，则金属棒在由a到b和由b到c的两个过程中( )A.回路中产生的内能相等B.棒运动的加速度相等C.安培力做功相等D.通过棒横截面积的电荷量相等3.如图所示，在一均匀磁场中有一U形导线框abcd，线框处于水平面内，磁场与线框平面垂直，R为一电阻，ef为垂直于ab的一根导体杆，它可在ab、cd上无摩擦地滑动.杆ef及线框中导线的电阻都可不计.开始时，给ef一个向右的初速度，则( )A.ef将减速向右运动，但不是匀减速B.ef将匀减速向右运动，最后停止C.ef将匀速向右运动D.ef将往返运动4.如图所示，正方形导线框abcd的边长为L＝10 cm，线框平面位于竖直平面内，上下两边处于水平状态.当它从某高处落下时通过一匀强磁场，磁场方向垂直于线框平面，线框的ab边刚进入磁场时，由于安培力的作用使得线框恰能匀速运动.已知磁场的宽度h＝4L，线框刚进入磁场时的速度v0＝2.5 m/s.那么若以向下为力的正方向，则线框通过磁场区域过程中所受安培力的图象是以下四图中的( )二、多项选择题（本大题共5小题，每题6分）5.矩形线圈abcd，长ab＝20 cm，宽bc＝10 cm，匝数n＝200，线圈回路总电阻R＝5 Ω，整个线圈平面内均有垂直于线圈平面的匀强磁场穿过.若匀强磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图所示，则( )A.线圈回路中感应电动势随时间均匀变化B.线圈回路中产生的感应电流为0.4 AC.当t＝0.3 s时，线圈的ab边所受的安培力大小为0.016 ND.在1 min内线圈回路产生的焦耳热为48 J6.如图所示，在水平放置的两条平行光滑导轨上有一垂直于导轨的金属棒ab，匀强磁场跟轨道平面垂直，磁场方向如图所示.导轨接有阻值为R1＝5 Ω、R2＝6 Ω的两个定值电阻及滑动变阻器R0，其余电阻不计.电路中的电压表量程为0～10 V，电流表的量程为0～3 A.现将R0调至30 Ω，用F＝40 N的水平向右的力使ab沿导轨向右平移，当ab达到稳定状态时，两电表中有一表正好达到满偏，而另一表未达到满偏.下列说法正确的是( )A.当棒ab达到稳定状态时，电流表满偏B.当棒ab达到稳定状态时，电压表满偏C.当棒ab达到稳定状态时，棒ab的速度是1 m/sD.当棒ab达到稳定状态时，棒ab的速度是2.25 m/s7.如图甲所示，光滑导轨水平放置在与水平方向夹角60°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，规定斜向下为正方向，导体棒ab垂直导轨放置，除电阻R的阻值外，其余电阻不计，导体棒ab在水平外力作用下始终处于静止状态.规定a→b的方向为电流的正方向，水平向右的方向为外力的正方向，则在0～t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( )8.如图所示，两条平行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，金属圆环的直径也是L.圆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.感应电流的大小是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.进入磁场的过程中感应电动势的平均值为E ＝12πBLv 9.如图所示，平行金属导轨与水平面间的倾角为θ，导轨电阻不计，与阻值为R 的定值电阻相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面，磁感应强度为B.有一质量为m 长为L 的导体棒从ab 位置获得平行斜面的大小为v 的初速度向上运动，最远到达a′b′的位置，滑行的距离为s ，导体棒的电阻也为R ，与导轨之间的动摩擦因数为μ.则( )A.上滑过程中导体棒受到的最大安培力为B 2L 2vRB.上滑过程中电流做功发出的热量为12mv 2－mgs(sinθ＋μcosθ) C.上滑过程中导体棒克服安培力做的功为12mv 2 D.上滑过程中导体棒损失的机械能为12mv 2－mgssinθ 三、计算题（本大题共2题，共30分）10.半径为 a 的圆形区域内有均匀磁场,磁感强度为 B = 0.2 T ，磁场方向垂直纸面向里，半径为 b 的金属圆环与磁场同心地放置，磁场与环面垂直，其中 a = 0.4 m ，b = 0.6 m ，金属环上分别接有灯 L 1、L 2，两灯的电阻均为 R = 2Ω．一金属棒 MN 与金属环接触良好,棒上单位长度的电阻为 1 Ω，环的电阻忽略不计．⑴若棒以 v 0 = 5 m/s 的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径 OO ′ 的瞬时（如图所示）MN 中的电动势和流过灯 L 1 的电流；⑵ 撤去中间的金属棒 MN ，将右面的半圆环 OL 2O ′ 以OO ′ 为轴向上翻转 90°，若此时磁场随时间均匀变化，其变化率为ΔB Δt ＝4πT/s ，求L 1的功率．11.如图所示，abcd 为静止于水平面上宽度为L 而长度很长的U 形金属滑轨，bc 边接有电阻R ，其他部分电阻不计．ef 为一可在滑轨平面上滑动、质量为m 的均匀金属棒．今金属棒以一水平细绳跨过定滑轮，连接一质量为M 的重物．一匀强磁场B 垂直滑轨面．重物从静止开始下落，不考虑滑轮的质量，且金属棒在运动中均保持与bc 边平行．忽略所有摩擦力．⑴当金属棒做匀速运动时，其速率是多少？（忽略bc边对金属棒的作用力）⑵若重物从静止开始至匀速运动时下落的总高度为h，求这一过程中电阻R上产生的热量．。

整章强化训练专题练习(二)含答案高中物理选修3-2电磁感应

高中物理专题复习选修3-2电磁感应单元过关检测考试范围：单元测试；满分：100分注意事项：1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2．请将答案正确填写在答题卡上第I卷（选择题）请点击修改第I卷的文字说明评卷人得分一、单选题1．将一段导线绕成图甲所示的闭合电路，并固定在水平面（纸面）内，回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ中。

回路的圆形区域内有垂直纸面的磁场Ⅱ，以向里为磁场Ⅱ的正方向，其磁感应强度B随时间t变化的图像如图乙所示。

用F表示ab边受到的安培力，以水平向右为F的正方向，能正确反映F随时间t变化的图像是2．均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合; 磁场方向垂直于半圆面（纸面）向里，磁感应强度大小为B0．使该线框从静止开始绕过圆心O 、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周，在线框中产生感应电流。

现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化。

为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率t B∆∆的大小应为（）A ．πω04BB ．πω02BC ．πω0BD ．πω20B3．（单选）如图所示，一沿水平方向的匀强磁场分布在竖直高度为2L 的某矩形区域内（宽度足够大），该区域的上下边界MN 、PS 是水平的。

有一边长为L 的正方形导线框abcd 从距离磁场上边界MN 的某高处由静止释放下落而穿过该磁场区域。

已知当线框的ab 边到达MN 时线框刚好做匀速直线运动（以此时开始计时），以MN 处为坐标原点，取如图坐标轴x ，并规定逆时针方向为感应电流的正方向，则关于线框中的感应电流与ab 边的位置坐标x 间的以下图线中，可能正确的是4．（单选）在匀强磁场中放一电阻不计的平行金属导轨，导轨跟大线圈M 相接．导轨上放一根导线ab ，磁感线垂直于导轨所在平面．欲使M 所包围的小闭合线圈N 产生顺时针方向的感应电流，则导线的运动情况可能是 A ．加速向左运动B ．加速向右运动C ．匀速向左运动D ．匀速向右运动5．（单选）如图所示，在同一水平面内有两根光滑平行金属导轨MN 和PQ ，在两导轨之间竖直放置通电螺线管，ab 和cd 是放在导轨上的两根金属棒，它们分别放在螺线管的左右两侧，保持开关闭合，最初两金属棒处于静止状态。

人教版高二物理选修3-2电磁感应专题强化训练(含详细解析)

电磁感应专题强化练1．(2015·新课标全国Ⅰ·19) 1824年，法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”．实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图1所示．实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后．下列说法正确的是()图1A．圆盘上产生了感应电动势B．圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动C．在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化D．圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场导致磁针转动答案AB解析当圆盘转动时，圆盘的半径切割磁针产生的磁场的磁感线，产生感应电动势，选项A正确．如图所示，铜圆盘上存在许多小的闭合回路，当圆盘转动时，穿过小的闭合回路的磁通量发生变化，回路中产生感应电流，根据楞次定律，感应电流阻碍其相对运动，但抗拒不了相对运动，故磁针会随圆盘一起转动，但略有滞后，选项B正确；在圆盘转动过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量始终为零，选项C错误；圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成的电流的磁场方向沿圆盘轴线方向，会使磁针沿轴线方向偏转，选项D错误．2．如图2甲所示，一个圆形线圈的匝数n＝100，线圈面积S＝200 cm2，线圈的电阻r＝1 Ω，线圈外接一个阻值R＝4 Ω的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示．下列说法中正确的是()图2A．线圈中的感应电流方向为顺时针方向B．电阻R两端的电压随时间均匀增大C．线圈电阻r消耗的功率为4×10－4 WD．前4 s内通过R的电荷量为4×10－4 C答案 C解析由图可知，穿过线圈的磁通量变大，由楞次定律可得：线圈产生的感应电流方向为逆时针方向，故A错误；根据法拉第电磁感应定律可知，磁通量的变化率恒定，所以电动势恒定，则电阻两端的电压恒定，故B错误；由法拉第电磁感应定律：E＝nΔΦΔt＝nΔB·SΔt＝100×0.4－0.24×0.02 V＝0.1 V，根据闭合电路欧姆定律可知，电路中的电流为：I＝ER＋r＝0.14＋1A＝0.02 A，所以线圈电阻r消耗的功率：P＝I2r＝0.022×1 W＝4×10－4 W，故C正确；前4 s内通过R的电荷量：Q＝It＝0.02×4 C＝0.08 C，故D错误．3．如图3所示，倾角为α的光滑导轨上端接入一定值电阻，Ⅰ和Ⅱ是边长都为L的两正方形磁场区域，其区域内的磁场方向都垂直于导轨平面向上，区域Ⅰ中磁场的磁感应强度为B1，区域Ⅱ中磁场随时间按B2＝kt变化，一质量为m、电阻为r的金属杆ab穿过区域Ⅰ垂直地跨放在两导轨上，并恰能保持静止．则()图3A．通过金属杆的电流大小为mg sin αB1LB．通过金属杆的电流方向从a到bC．定值电阻的阻值为kB1L3mg sin α－rD．定值电阻的阻值为kB1L3mg sin α答案AC解析对金属杆：mg sin α＝B1IL，解得：I＝mg sin αB1L，A对；由楞次定律知，电流方向为从b到a，B错；由法拉第电磁感应定律得E＝ΔΦΔt＝ΔBΔt L2＝kL2，又因为：I＝ER＋r，故：R＝EI－r＝kB1L3mg sin α－r，C对，D错．4．如图4所示，平行虚线之间有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁场左右宽度为L，磁感应强度大小为B.一等腰梯形线圈ABCD所在平面与磁场垂直，AB边刚好与磁场右边界重合，AB长等于L，CD长等于2L，AB、CD间的距离为2L，线圈的电阻为R.现让线圈向右以恒定速度v匀速运动，从线圈开始运动到CD边刚好要进入磁场的过程中()图4A．线圈中感应电流沿顺时针方向B．线圈中感应电动势大小为BL vC．通过线圈截面的电荷量为BL22RD．克服安培力做的功为B2L3v4R答案CD解析当线圈向右运动时穿过线圈的磁通量在增加，根据楞次定律知，感应电流沿逆时针方向，故A错误．设∠ADC＝θ，由几何知识可得：tan θ＝2LL2＝4磁场宽度为L，线圈有效的切割长度为2Ltan θ＝L2所以线圈中感应电动势大小为E＝B·L2v＝12BL v，故B错误．通过线圈截面的电荷量为q＝ΔΦR＝B(2L＋32L2·L－32L＋L2·L)R＝BL22R，故C正确．由B项分析知线圈产生的感应电动势不变，克服安培力做的功等于线圈产生的焦耳热，则克服安培力做的功为W＝E2R t＝(12BL v)2R·Lv＝B2L3v4R，故D正确．5．如图5甲所示，在水平面上固定一个匝数为10匝的等边三角形金属线框，总电阻为3 Ω，边长为0.4 m．金属线框处于两个半径为0.1 m的圆形匀强磁场中，顶点A恰好位于左边圆的圆心，BC边的中点恰好与右边圆的圆心重合．左边磁场方向垂直水平面向外，右边磁场垂直水平面向里，磁感应强度的变化规律如图乙所示，则下列说法中正确的是(π取3)()图5A．线框中感应电流的方向是顺时针方向B．t＝0.4 s时，穿过线框的磁通量为0.005 WbC．经过t＝0.4 s，线框中产生的热量为2.7 JD．前0.4 s内流过线框的电荷量为0.2 C答案CD解析由磁感应强度B1垂直水平面向里，大小随时间增大；B2垂直水平面向外，大小不变，故线框的磁通量增大，由楞次定律可得，线框中感应电流方向为逆时针方向，故A 错误；t ＝0.4 s 时穿过线框的磁通量为：Φ＝B 1×12×πr 2－B 2×16×πr 2＝5×0.5×3×0.12 Wb －4×16×3×0.12 Wb ＝0.055 Wb ，故B 错误； Q＝I 2Rt＝(n ΔΦΔt)2R ×Δt＝(10×(5－1)×12π×0.120.4)2×3×0.4 J ＝2.7 J ，故C 正确；在t ＝0.4 s 内通过线框中的电荷量q ＝I t ＝ER t ＝n ΔΦR＝10×(5－1)×12π×0.123C ＝0.2 C ，故D 正确．6．如图6所示，电阻不计、相距L 的两条足够长的平行金属导轨倾斜放置，与水平面的夹角为θ，整个空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为B ，导轨上固定有质量为m 、电阻为R 的两根相同的导体棒，导体棒MN 上方轨道粗糙下方光滑，将两根导体棒同时释放后，观察到导体棒MN 下滑而EF 始终保持静止，当MN 下滑的距离为s 时，速度恰好达到最大值v m ，则下列叙述正确的是()图6A ．导体棒MN 的最大速度v m ＝2mgR sin θB 2L 2B ．此时导体棒EF 与轨道之间的静摩擦力为mg sin θC ．当导体棒MN 从静止开始下滑s 的过程中，通过其横截面的电荷量为BLs2RD ．当导体棒MN 从静止开始下滑s 的过程中，导体棒MN 中产生的热量为mgs sin θ－12m v 2m答案 AC解析导体棒MN 速度最大时做匀速直线运动，由平衡条件得：mg sin θ＝BIL ＝B BL v m 2R L ，解得v m ＝2mgR sin θB 2L 2.故A 正确；在MN 下滑的过程中，穿过回路的磁通量增大，根据楞次定律判断知，EF 受到沿导轨向下的安培力，根据平衡条件得：导体棒EF 所受的静摩擦力 f ＝mg sin θ＋F 安．故B 错误；当导体棒MN 从静止开始下滑s 的过程中，通过其横截面的电荷量为 q ＝I t ＝E 2Rt ＝BL v t 2R＝BLs2R，故C 正确；根据能量守恒得：导体棒MN 中产生的热量为 Q ＝12(mgs sin θ－12m v 2m )，故D 错误．7．如图7所示，固定的竖直光滑U 形金属导轨，间距为L ，上端接有阻值为R 的电阻，处在方向水平且垂直于导轨平面、磁感应强度为B 的匀强磁场中，质量为m 、电阻为r 的导体棒与劲度系数为k 的固定轻弹簧相连放在导轨上，导轨的电阻忽略不计．初始时刻，弹簧处于伸长状态，其伸长量为x 1＝mgk，此时导体棒具有竖直向上的初速度v 0.在沿导轨往复运动的过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触．则下列说法正确的是()图7A ．初始时刻导体棒受到的安培力大小F ＝B 2L 2v 0RB ．初始时刻导体棒加速度的大小a ＝2g ＋B 2L 2v 0m (R ＋r )C ．导体棒往复运动，最终静止时弹簧处于压缩状态D ．导体棒开始运动直到最终静止的过程中，电阻R 上产生的焦耳热Q ＝12m v 20＋2m 2g 2k答案 BC解析由题意得：E ＝BL v 0，由闭合电路欧姆定律得：I ＝ER ＋r ，由安培力公式得：F ＝B 2L 2v 0R ＋r ，故A 错误；初始人教版高二物理选修3-2电磁感应专题强化训练（含详细解析）时刻，F ＋mg ＋kx 1＝ma ，得a ＝2g ＋B 2L 2v 0m (R ＋r )，故B 正确；因为导体棒最终静止时没有安培力，只有重力和弹簧的弹力，故弹簧处于压缩状态，故C 正确；根据能量守恒，减少的动能和势能全都转化为焦耳热，但R 上产生的焦耳热只是其中一部分，故D 错误．8.如图8所示，质量为M 的导体棒ab ，垂直放在相距为l 的平行光滑金属轨道上．导轨平面与水平面的夹角为θ，并处于磁感应强度大小为B 、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，左侧是水平放置、板长为x 、间距为d 的平行金属板，R 和R x 分别表示定值电阻和滑动变阻器的阻值，不计其他电阻．图8(1)调节R x ＝0，释放导体棒，当导体棒速度为v 1时，求棒ab 两端的电压；(2)调节R x ＝R ，释放导体棒，求棒下滑的最大速度及整个回路消耗的最大功率；(3)改变R x ，待棒沿导轨再次匀速下滑后，将质量为m 、带电荷量为＋q 的微粒(不计重力)从两板中间以水平速度v 0射入金属板间，若粒子刚好落在上板边缘，求此时的R x .解析 (1)当导体棒速度为v 1时，有：E ＝Bl v 1；根据闭合电路欧姆定律，得：I ＝E R ＝Bl v 1R那么：U ab ＝IR ＝Bl v 1.(2)当R x ＝R ，棒沿导轨匀速下滑时，有最大速度v ，由平衡条件得：Mg sin θ＝F 安安培力为：F 安＝BIl 解得：I ＝Mg sin θBl感应电动势为：E ＝Bl v 电流为：I ＝E2R解得：v ＝2MgR sin θB 2l 2回路消耗的最大功率为：P ＝I 2R 总＝2RM 2g 2sin 2θB 2l 2. (3)微粒从板中间水平射入恰好落到上板边缘，则：竖直方向：12at 2＝d 2①水平方向：v 0t ＝x ②根据受力分析可知：a ＝qEm ③电场强度为：E ＝Ud ④联立①②③④，得：U ＝md 2v 20qx2棒沿导轨匀速运动，由平衡条件有：Mg sin θ＝BI 1l 金属板间电压为：U ＝I 1R x 解得：R x ＝mBld 2v 20qx 2Mg sin θ9. 如图10中MN 和PQ 为竖直方向的两平行足够长的光滑金属导轨，间距为L ，电阻不计．导轨所在平面与磁感应强度为B 的匀强磁场垂直，两端分别接阻值为2R 的电阻R 1和电容为C 的电容器．一质量为m 、电阻为R 的金属杆ab 始终垂直于导轨，并与其保持良好接触．杆ab 由静止开始下滑，在下滑过程中最大的速度为v ，整个电路消耗的最大电功率为P ，则()图10A ．电容器左极板带正电B ．电容器的最大带电荷量为2CBL v3C ．杆ab 的最大速度v ＝PmgD ．杆ab 所受安培力的最大功率为2P3答案 BC解析根据右手定则，感应电动势的方向为：a →b ，故右极板带正电，故A 错误；当金属杆ab 的速度达到最大时，感应电动势最大，感应电动势的最大值为：E m ＝BL v m ＝BL v ；路端电压的最大值为：U ＝2R 2R ＋RE m ＝23BL v ，故电容器的带电荷量最大，为：Q ＝CU ＝2CBL v3，故B正确；由P ＝F 安v ，当P 、F 安达到最大时，杆ab 的速度达到最大值，此时杆ab 受力平衡，即：v ＝P m F 安m ＝Pmg，故C 正确；杆ab 克服安培力的最大功率为：P ＝F 安m v m＝mg v m ＝mg v ＝P ，故D 错误．10.如图11所示，竖直向下的匀强磁场垂直穿过固定的金属框架平面，OO ′为框架abcde 的对称轴，ab 平行于ed ，材料、横截面与框架完全相同的水平直杆gh ，在水平外力F 作用下向左匀速运动，运动过程中直杆始终垂直于OO ′且与框架接触良好，直杆从c 运动到b 的时间为t 1，从b 运动到a 的时间为t 2，则()A ．在t 1时间内回路中的感应电动势增大B ．在t 2时间内a 、e 间的电压增大C ．在t 1时间内F 保持不变D ．在t 2时间内回路中的热功率增大解析在t 1时间内，回路中的感应电动势为 E ＝BL v ，L 是有效的切割长度，由于L 增大，则感应电动势增大，故A 正确．在t 2时间内，由E ＝BL v 知，L 不变，E 不变，而回路的总电阻增大，电流减小，则a 、e 间的电压为 U ＝E －Ir ，E 、r 不变，则U 增大．故B 正确．设杆与框架单位长度的电阻为r ，bc 与水平方向的夹角为α.则在t 1时间内，回路中的感应电动势为 E ＝BL v ＝B ·2v t ·tan α·v ＝2B v 2t tan α回路的总电阻为 R ＝r (2v t ·tan α＋2v t cos α)电流为I ＝ER ，联立得I ＝B v tan αr (tan α＋1cos α)，则知I 不变．由于杆匀速运动，F 与安培力大小相等，则F ＝BIL ＝BI ·2v t ·tan α，可知F 增大，故C 错误．在t 2时间内回路中的热功率为 P ＝E 2R ，R 增大，E 不变，则P 减小，故D 错误．11.如图12甲所示，不变形、足够长、质量为m 1＝0.2 kg的“U ”形金属导轨PQMN 放在绝缘水平桌面上，QP与MN 平行且距离d ＝1 m ，Q 、M 间导体电阻阻值R ＝4Ω，右内侧紧靠两固定绝缘小立柱1、2；光滑金属杆KL电阻阻值r ＝1 Ω，质量m 2＝0.1 kg ，垂直于QP 和MN ，与QM 平行且距离L ＝0.5 m ，左侧紧靠两固定绝缘小立柱3、4.金属导轨与桌面的动摩擦因数μ＝0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，其余电阻不计．从t ＝0开始，垂直于导轨平面的磁场的磁感应强度变化如图乙所示(g ＝10 m/s 2)．(1)求在整个过程中，导轨受到的静摩擦力的最大值f max ； (2)如果从t ＝2 s 开始，给金属杆KL 水平向右的外力，外力对金属杆作用的功率保持不变为P 0＝320 W ，杆到达最大速度时撤去外力，求撤去外力后QM 上产生的热量Q R 为多少？解析 (1)在0～1 s 时间内，设t 时刻磁场的磁感应强度为B ，QKLM 中的感应电动势为E ，电流为I ，金属导轨QM 受到的安培力为F ，则由题图乙得B ＝2＋2t (T)，得ΔBΔt＝2 T/s 由法拉第电磁感应定律得E ＝ΔΦΔt ＝ΔBΔt dL ＝2×1×0.5 V＝1 V I ＝E R ＋r ＝14＋1 A ＝0.2 A导轨所受的安培力 F ＝BId ＝(2＋2t )Id 当t ＝1 s 时，安培力最大为F m ，则F m ＝0.8 N 设金属导轨PQMN 受到的最大静摩擦力为f m ，则f m ＝μ(m 1＋m 2)g ＝0.5×(0.2＋0.1)×10 N ＝1.5 N1 s 以后，电动势为零，QM 受到的安培力为零．即安培力最大时，仍然小于金属导轨PQMN 受到的最大静摩擦力，金属导轨PQMN 始终静止，受到的是静摩擦力，所以f max ＝F m ，则得f max ＝0.8 N(2)从t ＝2 s 开始，导轨QM 受到的安培力向右，由于小立柱1、2的作用，金属导轨PQMN 静止．设杆KL 的最大速度为v m 时，感应电动势为E 1，电流为I 1，受到的安培力为F 1，外力为F 0，则 E 1＝B 0d v m ，I 1＝E 1R ＋r则得 F 1＝B 0I 1d ＝B 20d 2v mR ＋r速度最大时外力与安培力平衡，则有F 0＝F 1据题 F 0v m ＝P 0即P 0v m ＝B 20d 2v mR ＋r解得v m ＝10 m/s 撤去外力直到停下来，产生的总热量为Q 0，则 Q 0＝12m 2v 2m＝12×0.1×102 J ＝5 J QM 上产生的热量 Q R ＝R R ＋r Q 0＝44＋1×5 J ＝4 J.专题强化练1．(2015·新课标全国Ⅰ·19) 1824年，法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”．实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图1所示．实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后．下列说法正确的是()A ．圆盘上产生了感应电动势B ．圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动C ．在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化D ．圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场导致磁针转动2．如图2甲所示，一个圆形线圈的匝数n ＝100，线圈面积S ＝200 cm 2，线圈的电阻r ＝1 Ω，线圈外接一个阻值R ＝4 Ω的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示．下列说法中正确的是()A ．线圈中的感应电流方向为顺时针方向B ．电阻R 两端的电压随时间均匀增大C ．线圈电阻r 消耗的功率为4×10－4 WD ．前4 s 内通过R 的电荷量为4×10－4 C3．如图3所示，倾角为α的光滑导轨上端接入一定值电阻，Ⅰ和Ⅱ是边长都为L 的两正方形磁场区域，其区域内的磁场方向都垂直于导轨平面向上，区域Ⅰ中磁场的磁感应强度为B 1，区域Ⅱ中磁场随时间按B 2＝kt 变化，一质量为m 、电阻为r 的金属杆ab 穿过区域Ⅰ垂直地跨放在两导轨上，并恰能保持静止．则()A ．通过金属杆的电流大小为mg sin αB 1LB ．通过金属杆的电流方向从a 到bC ．定值电阻的阻值为kB 1L 3mg sin α－rD ．定值电阻的阻值为kB 1L 3mg sin α4．如图4所示，平行虚线之间有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁场左右宽度为L ，磁感应强度大小为B .一等腰梯形线圈ABCD 所在平面与磁场垂直，AB 边刚好与磁场右边界重合，AB 长等于L ，CD 长等于2L ，AB 、CD 间的距离为2L ，线圈的电阻为R .现让线圈向右以恒定速度v 匀速运动，从线圈开始运动到CD 边刚好要进入磁场的过程中()A ．线圈中感应电流沿顺时针方向B ．线圈中感应电动势大小为BL vC ．通过线圈截面的电荷量为BL 22RD ．克服安培力做的功为B 2L 3v4R5．如图5甲所示，在水平面上固定一个匝数为10匝的等边三角形金属线框，总电阻为3 Ω，边长为0.4 m ．金属线框处于两个半径为0.1 m 的圆形匀强磁场中，顶点A 恰好位于左边圆的圆心，BC 边的中点恰好与右边圆的圆心重合．左边磁场方向垂直水平面向外，右边磁场垂直水平面向里，磁感应强度的变化规律如图乙所示，则下列说法中正确的是(π取3)()A ．线框中感应电流的方向是顺时针方向B ．t ＝0.4 s 时，穿过线框的磁通量为0.005 WbC ．经过t ＝0.4 s ，线框中产生的热量为2.7 JD ．前0.4 s 内流过线框的电荷量为0.2 C6．如图6所示，电阻不计、相距L 的两条足够长的平行金属导轨倾斜放置，与水平面的夹角为θ，整个空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为B ，导轨上固定有质量为m 、电阻为R 的两根相同的导体棒，导体棒MN 上方轨道粗糙下方光滑，将两根导体棒同时释放后，观察到导体棒MN 下滑而EF 始终保持静止，当MN 下滑的距离为s 时，速度恰好达到最大值v m ，则下列叙述正确的是()A ．导体棒MN 的最大速度v m ＝2mgR sin θB 2L 2B ．此时导体棒EF 与轨道之间的静摩擦力为mg sin θC ．当导体棒MN 从静止开始下滑s 的过程中，通过其横截面的电荷量为BLs2RD ．当导体棒MN 从静止开始下滑s 的过程中，导体棒MN 中产生的热量为mgs sin θ－12m v 2m7．如图7所示，固定的竖直光滑U 形金属导轨，间距为L ，上端接有阻值为R 的电阻，处在方向水平且垂直于导轨平面、磁感应强度为B 的匀强磁场中，质量为m 、电阻为r 的导体棒与劲度系数为k 的固定轻弹簧相连放在导轨上，导轨的电阻忽略不计．初始时刻，弹簧处于伸长状态，其伸长量为x 1＝mgk，此时导体棒具有竖直向上的初速度v 0.在沿导轨往复运动的过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触．则下列说法正确的是( )A ．初始时刻导体棒受到的安培力大小F ＝B 2L 2v 0RB ．初始时刻导体棒加速度的大小a ＝2g ＋B 2L 2v 0m (R ＋r )C ．导体棒往复运动，最终静止时弹簧处于压缩状态D ．导体棒开始运动直到最终静止的过程中，电阻R 上产生的焦耳热Q ＝12m v 20＋2m 2g 2k8.如图8所示，质量为M 的导体棒ab ，垂直放在相距为l 的平行光滑金属轨道上．导轨平面与水平面的夹角为θ，并处于磁感应强度大小为B 、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，左侧是水平放置、板长为x 、间距为d 的平行金属板，R 和R x 分别表示定值电阻和滑动变阻器的阻值，不计其他电阻．(1)调节R x ＝0，释放导体棒，当导体棒速度为v 1时，求棒ab 两端的电压；(2)调节R x ＝R ，释放导体棒，求棒下滑的最大速度及整个回路消耗的最大功率；(3)改变R x ，待棒沿导轨再次匀速下滑后，将质量为m 、带电荷量为＋q 的微粒(不计重力)从两板中间以水平速度v 0射入金属板间，若粒子刚好落在上板边缘，求此时的R x .9. 如图10中MN 和PQ 为竖直方向的两平行足够长的光滑金属导轨，间距为L ，电阻不计．导轨所在平面与磁感应强度为B 的匀强磁场垂直，两端分别接阻值为2R的电阻R 1和电容为C 的电容器．一质量为m 、电阻为R 的金属杆ab 始终垂直于导轨，并与其保持良好接触．杆ab 由静止开始下滑，在下滑过程中最大的速度为v ，整个电路消耗的最大电功率为P ，则( )图10A ．电容器左极板带正电B ．电容器的最大带电荷量为2CBL v3C ．杆ab 的最大速度v ＝PmgD ．杆ab 所受安培力的最大功率为2P310.如图11所示，竖直向下的匀强磁场垂直穿过固定的金属框架平面，OO ′为框架abcde 的对称轴，ab 平行于ed ，材料、横截面与框架完全相同的水平直杆gh ，在水平外力F 作用下向左匀速运动，运动过程中直杆始终垂直于OO ′且与框架接触良好，直杆从c 运动到b 的时间为t 1，从b 运动到a 的时间为t2，则( )A ．在t 1时间内回路中的感应电动势增大B ．在t 2时间内a 、e 间的电压增大C ．在t 1时间内F 保持不变D．在t2时间内回路中的热功率增大11.如图12甲所示，不变形、足够长、质量为m1＝0.2 kg 的“U”形金属导轨PQMN放在绝缘水平桌面上，QP 与MN平行且距离d＝1 m，Q、M间导体电阻阻值R＝4 Ω，右内侧紧靠两固定绝缘小立柱1、2；光滑金属杆KL 电阻阻值r＝1 Ω，质量m2＝0.1 kg，垂直于QP和MN，与QM平行且距离L＝0.5 m，左侧紧靠两固定绝缘小立柱3、4.金属导轨与桌面的动摩擦因数μ＝0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，其余电阻不计．从t＝0开始，垂直于导轨平面的磁场的磁感应强度变化如图乙所示(g＝10 m/s2)．(1)求在整个过程中，导轨受到的静摩擦力的最大值f max；(2)如果从t＝2 s开始，给金属杆KL水平向右的外力，外力对金属杆作用的功率保持不变为P0＝320 W，杆到达最大速度时撤去外力，求撤去外力后QM上产生的热量Q R为多少？。

人教版高中物理选修3-2电磁感应复习二学生版

高中物理学习材料金戈铁骑整理制作电磁感应复习（二）（时间：45分钟总分80分）一、单项选择题（本大题4小题，每题5分）1.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棒所受摩擦力不变C.ab中电流不变，ab棒所受摩擦力增大D.ab中电流增大，ab棒所受摩擦力不变2.如图所示，水平光滑的平行金属导轨，左端接有电阻R，匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在的空间内，质量一定的金属棒PQ垂直导轨放置.今使棒以一定的初速度v0向右运动，当其通过位置a、b时，速率分别为v a、v b，到位置c时棒刚好静止，设导轨与棒的电阻均不计，a到b与b到c的间距相等，则金属棒在由a到b和由b到c的两个过程中( )A.回路中产生的内能相等B.棒运动的加速度相等C.安培力做功相等D.通过棒横截面积的电荷量相等3.如图所示，在一均匀磁场中有一U形导线框abcd，线框处于水平面内，磁场与线框平面垂直，R为一电阻，ef为垂直于ab的一根导体杆，它可在ab、cd上无摩擦地滑动.杆ef及线框中导线的电阻都可不计.开始时，给ef一个向右的初速度，则( )A.ef将减速向右运动，但不是匀减速B.ef将匀减速向右运动，最后停止C.ef将匀速向右运动D.ef将往返运动4.如图所示，正方形导线框abcd的边长为L＝10 cm，线框平面位于竖直平面内，上下两边处于水平状态.当它从某高处落下时通过一匀强磁场，磁场方向垂直于线框平面，线框的ab边刚进入磁场时，由于安培力的作用使得线框恰能匀速运动.已知磁场的宽度h＝4L，线框刚进入磁场时的速度v0＝2.5 m/s.那么若以向下为力的正方向，则线框通过磁场区域过程中所受安培力的图象是以下四图中的( )二、多项选择题（本大题共5小题，每题6分）5.矩形线圈abcd，长ab＝20 cm，宽bc＝10 cm，匝数n＝200，线圈回路总电阻R＝5 Ω，整个线圈平面内均有垂直于线圈平面的匀强磁场穿过.若匀强磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图所示，则( )A.线圈回路中感应电动势随时间均匀变化B.线圈回路中产生的感应电流为0.4 AC.当t＝0.3 s时，线圈的ab边所受的安培力大小为0.016 ND.在1 min内线圈回路产生的焦耳热为48 J6.如图所示，在水平放置的两条平行光滑导轨上有一垂直于导轨的金属棒ab，匀强磁场跟轨道平面垂直，磁场方向如图所示.导轨接有阻值为R1＝5 Ω、R2＝6 Ω的两个定值电阻及滑动变阻器R0，其余电阻不计.电路中的电压表量程为0～10 V，电流表的量程为0～3 A.现将R0调至30 Ω，用F＝40 N的水平向右的力使ab沿导轨向右平移，当ab达到稳定状态时，两电表中有一表正好达到满偏，而另一表未达到满偏.下列说法正确的是( )A.当棒ab达到稳定状态时，电流表满偏B.当棒ab达到稳定状态时，电压表满偏C.当棒ab达到稳定状态时，棒ab的速度是1 m/sD.当棒ab达到稳定状态时，棒ab的速度是2.25 m/s7.如图甲所示，光滑导轨水平放置在与水平方向夹角60°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，规定斜向下为正方向，导体棒ab垂直导轨放置，除电阻R的阻值外，其余电阻不计，导体棒ab在水平外力作用下始终处于静止状态.规定a→b的方向为电流的正方向，水平向右的方向为外力的正方向，则在0～t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( )8.如图所示，两条平行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，金属圆环的直径也是L.圆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.感应电流的大小是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.进入磁场的过程中感应电动势的平均值为E ＝12πBLv 9.如图所示，平行金属导轨与水平面间的倾角为θ，导轨电阻不计，与阻值为R 的定值电阻相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面，磁感应强度为B.有一质量为m 长为L 的导体棒从ab 位置获得平行斜面的大小为v 的初速度向上运动，最远到达a′b′的位置，滑行的距离为s ，导体棒的电阻也为R ，与导轨之间的动摩擦因数为μ.则( )A.上滑过程中导体棒受到的最大安培力为B 2L 2vRB.上滑过程中电流做功发出的热量为12mv 2－mgs(sinθ＋μcosθ) C.上滑过程中导体棒克服安培力做的功为12mv 2 D.上滑过程中导体棒损失的机械能为12mv 2－mgssinθ 三、计算题（本大题共2题，共30分）10.半径为 a 的圆形区域内有均匀磁场,磁感强度为 B = 0.2 T ，磁场方向垂直纸面向里，半径为 b 的金属圆环与磁场同心地放置，磁场与环面垂直，其中 a = 0.4 m ，b = 0.6 m ，金属环上分别接有灯 L 1、L 2，两灯的电阻均为 R = 2Ω．一金属棒 MN 与金属环接触良好,棒上单位长度的电阻为 1 Ω，环的电阻忽略不计．⑴若棒以 v 0 = 5 m/s 的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径 OO ′ 的瞬时（如图所示）MN 中的电动势和流过灯 L 1 的电流；⑵ 撤去中间的金属棒 MN ，将右面的半圆环 OL 2O ′ 以OO ′ 为轴向上翻转 90°，若此时磁场随时间均匀变化，其变化率为ΔB Δt ＝4πT/s ，求L 1的功率．11.如图所示，abcd 为静止于水平面上宽度为L 而长度很长的U 形金属滑轨，bc 边接有电阻R ，其他部分电阻不计．ef 为一可在滑轨平面上滑动、质量为m 的均匀金属棒．今金属棒以一水平细绳跨过定滑轮，连接一质量为M 的重物．一匀强磁场B 垂直滑轨面．重物从静止开始下落，不考虑滑轮的质量，且金属棒在运动中均保持与bc 边平行．忽略所有摩擦力．⑴当金属棒做匀速运动时，其速率是多少？（忽略bc边对金属棒的作用力）⑵若重物从静止开始至匀速运动时下落的总高度为h，求这一过程中电阻R上产生的热量．。

高考物理-选修3-2-电磁感应专题练习(含答案)(二)

高考物理-选修3-2-电磁感应专题练习（含答案）（二）一、单选题1.如图所示，条形磁铁静止在水平桌面上，闭合铝环从条形磁铁的正上方附近由静止竖直下落至桌面．则在下落过程中（）A. 铝环中产生方向不变的感应电流B. 磁铁对桌面的压力始终大于其自身的重力C. 铝环所受安培力的方向先向上后向下D. 铝环的加速度小于或等于g2.如图所示，两根相距为l的平行直导轨ab、cd，b、d间连有一固定电阻R，导轨电阻可忽略不计．MN为放在ab和cd上的一导体杆，与ab垂直，其电阻也为R．整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，磁场方向垂直于导轨所在平面（指向图中纸面内）．现对MN施力使它沿导轨方向以速度v（如图）做匀速运动．令U表示MN两端电压的大小，则（）A. ，流过固定电阻R的感应电流由b到dB. ，流过固定电阻R的感应电流由d到bC. U=vBl，流过固定电阻R的感应电流由b到dD. U=vBl，流过固定电阻R的感应电流由d到b二、多选题3.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NP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（）A. AB两端的电压为BLVB. CD两端的电压为BLVC. 金属棒克服安培力做功的瞬时功率为D. 拉力做功的功率为+mgv4.如图所示，平行金属导轨宽度为L=0.6m，与水平面间的倾角为θ=37°，导轨电阻不计，底端接有阻值为R=3Ω的定值电阻，磁感应强度为B=1T的匀强磁场垂直向上穿过导轨平面．有一质量为m=0.2kg，长也为L的导体棒始终与导轨垂直且接触良好，导体棒的电阻为R o=1Ω，它与导轨之间的动摩擦因数为μ=0.3．现让导体棒从导轨底部以平行斜面的速度v o=10m/s向上滑行，上滑的最大距离为s=4m．（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2），以下说法正确的是（）A. 把运动导体棒视为电源，最大输出功率6.75WB. 导体棒最后可以下滑到导轨底部，克服摩擦力做的总功为10.0JC. 当导体棒向上滑d=2m时，速度为7.07m/sD. 导体棒上滑的整个过程中，在定值电阻R上产生的焦耳热为2.46J5.在倾角为θ的斜面上固定两根足够长的光滑平行金属导轨PQ、MN，相距为L，导轨处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下．有两根质量均为m的金属棒a、b，先将a棒垂直导轨放置，用跨过光滑定滑轮的细线与物块c 连接，连接a棒的细线平行于导轨，由静止释放c，此后某时刻，将b也垂直导轨放置，a、c此刻起做匀速运动，b棒刚好能静止在导轨上．a棒在运动过程中始终与导轨垂直，两棒与导轨电接触良好，导轨电阻不计．则（）A. 物块c的质量是2msinθB. b棒放上导轨前，物块c减少的重力势能等于a、c增加的动能C. b棒放上导轨后，物块c减少的重力势能等于回路消耗的电能D. b棒放上导轨后，a棒中电流大小是6.如图甲所示，abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框，在金属线框的下方有一磁感应强度为B的匀强磁场区域，MN和M'N'是匀强磁场区域的水平边界，并与线框的bc边平行，磁场方向与线框平面垂直．现金属线框由距MN的某一高度从静止开始下落，图乙是金属线框由开始下落到完全穿过匀强磁场区域的v﹣t图象．已知金属线框的质量为m，电阻为R，当地的重力加速度为g，图象中坐标轴上所标出的v1、v2、v3、t1、t2、t3、t4均为已知量（下落过程中线框abcd始终在竖直平面内，且bc边始终水平）．根据题中所给条件，以下说法正确的是（）A. 可以求出金属线框的边长B. 线框穿出磁场时间（t4﹣t3）等于进入磁场时间（t2﹣t1）C. 线框穿出磁场与进入磁场过程所受安培力方向相同D. 线框穿出磁场与进入磁场过程产生的焦耳热相等7.如图所示，相距为L的两条足够长的平行金属导轨，与水平面的夹角θ，导轨上固定有质量为m，电阻为R的两根相同的导体棒，导体棒MN上方轨道粗糙下方光滑，整个空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为B．将两根导体棒同时释放后，观察到导体棒MN下滑而EF保持静止，当MN下滑速度最大时，EF与轨道间的摩擦力刚好到达最大静摩擦力，下列叙述正确的是（）A. 导体棒MN的最大速度为B. 导体棒EF与轨道之间的最大静摩擦力为mgsinθC. 导体棒MN受到的最大安培力为mgsinθD. 导体棒MN所受重力的最大功率为8.如图所示，两条足够长的光滑金属导轨平行放置，导轨所在平面与水平面的夹角为θ，导轨上端连有定值电阻，匀强磁场垂直于导轨平面．将质量为m的导体棒放在导轨上静止释放，当速度达到v时导体棒开始匀速运动，此时再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定，导体棒最终以2v的速度匀速运动．已知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．在由静止开始运动到以速度2v匀速运动的过程中（）A. 拉力的功率为2mgvsin θB. 安培力的最大功率为2mgvsin θC. 加速度的最大值为2gsinθD. 当棒速度为1.5v时，加速度大小为gsinθ9.如图甲所示，平行虚线间有垂直于纸面向外的匀强磁场，纸面内单匝正方形线框abcd在外力作用下从图示位置由静止开始向右通过匀强磁场，ab边始终与虚线平行，线框中产生的感应电流随时间变化的规律如乙图所示，已知线框的边长为L=0.1m，总电阻为1Ω，则下列说法正确的是（）A. 线框进入磁场过程中通过线框截面的电量为3×10﹣3CB. 匀强磁场的磁感应强度为0．lTC. ab边刚要出磁场时的速度大小为1m/sD. 线框出磁场所用的时间约为0.93s10.等离子气流由左方连续以v0射入P1和P2两板间的匀强磁场中，ab直导线与P1、P2相连接，线圈A与直导线cd连接．线圈A内有随图2所示的变化磁场，且磁场B的正方向规定为向左，如图1所示，则下列叙述正确的是（）A. 0～1s内ab、cd导线互相排斥B. 1～2s内ab、cd导线互相吸引C. 2～3s内ab、cd导线互相吸引D. 3～4s内ab、cd导线互相排斥三、综合题11.如图甲所示，与水平面成θ角的两根足够长的平行绝缘导轨，间距为L，导轨间有垂直导轨平面方向、等距离间隔的匀强磁场B1和B2，B1和B2的方向相反，大小相等，即B1=B2=B；导轨上有一质量为m的矩形金属框abcd，其总电阻为R，框的宽度ab与磁场间隔相同，框与导轨间动摩擦因数为µ；开始时，金属框静止不动，重力加速度为g；（1）若磁场以某一速度沿直导轨向上匀速运动时，金属框恰好不上滑，求金属框中电流大小；（2）若磁场以速度v0沿直导轨向上匀速运动，金属框也会沿直导轨向上匀速运动，为了维持金属框的匀速运动，求磁场提供的最小功率；（3）若t=0时磁场沿直导轨向上做匀加速直线运动；金属框经一段时间也由静止开始沿直导轨向上运动，其v﹣t关系如图乙所示（CD段为直线，△t、v1为已知）；求磁场的加速度大小．12.如图所示，边长为a的单匝正方形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，以OO′边为轴匀速转动，角速度为ω，转轴与磁场方向垂直，线圈电阻为R，求：（1）从图示位置开始计时，线圈中产生的瞬时电动势的表达式；（2）线圈从图示位置转过的过程中通过线圈截面的电荷量q．13.如图所示，面积为0.02m2、内阻不计的100匝矩形线圈ABCD，绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动，转动的角速度为100rad/s，匀强磁场的磁感应强度为T．矩形线圈通过滑环与理想变压器相连，触头P可移动，副线圈所接电阻R=50Ω，电表均为理想交流电表．当线圈平面与磁场方向平行时开始计时．求：（1）线圈中感应电动势的表达式；（2）由图示位置转过30°角的过程产生的平均感应电动势；（3）当原、副线圈匝数比为2：1时，求电阻R上消耗的功率．14.如图所示，光滑的长平行金属导轨宽度d=50cm，导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°，导轨上端电阻R=0.8Ω，其他电阻不计．导轨放在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.4T．金属棒ab从上端由静止开始下滑，金属棒ab的质量m=0.1kg．（sin37°=0.6，g=10m/s2）（1）求导体棒下滑的最大速度；（2）求当速度达到5m/s时导体棒的加速度；（3）若经过时间t，导体棒下滑的垂直距离为s，速度为v．若在同一时间内，电阻产生的热与一恒定电流I0在该电阻上产生的热相同，求恒定电流I0的表达式（各物理量全部用字母表示）．15.如图所示，矩形线圈abcd在磁感强度B=2T的匀强磁场中绕轴OO′，以角速度ω=10πrad/s 匀速转动，线圈共10匝，ab=0.3m，bc=0.6m，负载电阻R=45Ω．求：（1）电阻R在0.05s内所发出的热量；（2）0.05s内流过的电量（设线圈从垂直中性面开始转动）答案解析部分一、单选题1.如图所示，条形磁铁静止在水平桌面上，闭合铝环从条形磁铁的正上方附近由静止竖直下落至桌面．则在下落过程中（）A. 铝环中产生方向不变的感应电流B. 磁铁对桌面的压力始终大于其自身的重力C. 铝环所受安培力的方向先向上后向下D. 铝环的加速度小于或等于g【答案】D【考点】楞次定律【解析】【分析】由图示可知，在圆环下落过程中，穿过圆环的磁场方向向下，穿过圆环的磁通量先变大后变小，由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流先沿逆时针方向，后沿顺时针方向，故A错误；由楞次定律可知，感应电流总是阻碍磁铁间的相对运动，在圆环靠近磁铁的过程中为阻碍圆环的靠近，磁铁对圆环的作用力竖直向上，圆环对磁铁的作用力竖直向下，磁铁对桌面的压力大于其自身的重力。

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桑水NS高中物理学习材料桑水制作电磁感应阶段练习（二）班级____________姓名__________________1、关于楞次定律的说法，下述正确的是 ( ) A ．感应电流的磁场方向总是与外磁场的方向相反 B ．感应电流的磁场方向总是与外磁场的方向相同 C ．感应电流的磁场方向仅取决于磁通量是增大还是减小 D ．感应电流的磁场总是阻碍原来磁场的变化2、如图所示，导线放在一平行导轨上，导轨的左侧接有一定值电阻，当用外力F 拉着导体棒向右运动时，通过电阻R 的电流方向为 ( ) A ．向上 B ．向下 C ．没有电流D ．不能确定3、如图，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的N 极朝下。

当磁铁向下运动时（但未插入线圈内部），线圈中感应电流的 ( ) A ．方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互吸引 B ．方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互排斥 C ．方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互吸引 D ．方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互排斥4、如图所示，匀强磁场垂直圆形线圈指向纸内，a 、b 、c 、d 为圆形线圈上等距离的四点，现用外力在上述四点将线圈拉成正方形，且线圈仍处在原先所在平面内，则在线圈发生形变的过程中 ( ) A ．线圈中将产生abcda 方向的感应电流 B ．线圈中将产生adcba 方向的感应电流C ．线圈中感应电流方向无法判断D ．线圈中无感应电流5、如图所示，A 是带负电的橡胶圆环，B 是半径略大的金属圆环，两圆环同一圆心，且在同一平面，由于A 环垂直于纸面的轴转动，使金属环B 中产生逆时针方向电流，那么A 转动情况可能是 ( ) A ．顺时针加速转动 B ．逆时针加速转动 C ．顺时针减速转动 D ．逆时针减速转动6、一闭合金属线框的两边接有电阻R 1、R 2，框上垂直搁置一金属棒，棒与框接触良好，整个装置放在如图所示的匀强磁场中，当用外力使ab 棒右移时， ( ) A ．其穿线框的磁通量不变，框内没有感应电流 B ．框内有感应电流，电流方向沿顺时针方向绕行 C ．框内有感应电流，电流方向沿逆时针方向绕行D ．框内有感应电流，左半边逆时针方向绕行，右半边顺时针方向绕行7、如图所示为一个圆环形导体，有一个带负电的粒子沿直径方向在圆环表面匀速掠过的过程，环中感应电流的情况是 ( ) A ．无感应电流B ．有逆时针方向的感应电流C ．有顺时针方向的感应电流D ．先逆时针方向后顺时针方向的感应电流8、如图所示，在一很大的有界匀强磁场上方有一闭合线圈，当闭合线圈从上方下落穿过磁场的过程中（不计空气阻力） ( ) A ．进入磁场时加速度肯定小于gB ．离开磁场时加速度可能大于g ，也可能小于gC ．进入磁场时加速度可能大于g ，也可能小于gD ．离开磁场时加速度肯定小于g 9、如图所示，在一蹄形磁铁两极之间放一个矩形线框abcd ，磁铁和线框都可以绕竖直轴OO ′自由转动，若使蹄形磁铁以某角速度转动时，线框的情况将是 ( ) A ．静止B ．随磁铁同方向转动C ．沿与磁铁相反方向转动D ．要由磁铁具体转动方向来决定10、位于载流长直导线近旁的两根平行铁轨A 和B ，与长直导线平行且在同一水平面上，在铁轨A 、B 上套有两段可以自由滑动的导体CD 和EF ，如图所示，若用力使导体EF 向右运动，则导体CD 将 ( )R dc F桑水c ad bL 2 L 1 a b c d B t 0 A B t 0 B B t 0 D B t 0 Ca b A ．保持不动 B ．向右运动 C ．向左运动D ．先向右运动，后向左运动11、纸面内有U 形金属导轨，AB 部分是直导线(图12)。

选修3-2 电磁感应 精炼2

物理选修3---2第四章电磁感应知识点汇总

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