第1课时 电磁感应问题的综合分析

专题六 电磁感应和电路

第1课时 电磁感应问题的综合分析

(限时：45分钟)

1．如图1所示，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的N 极朝下，当磁铁沿线圈的轴线向下插入线圈时，下列说法中正确的是( )

A ．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互排斥

B ．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互吸引

C ．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互排斥

D ．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互吸引

2．如图2所示的正方形导线框abcd ，电阻为R ，现维持线框以恒定速度v 沿x 轴运动，并穿过图中所示的匀强磁场区域，如果以x 轴正方向为力的正方向，线框在图示位置的时刻作为计时零点，则磁场对线框的作用力F 、线框ab 边两端的电势差U ab 随时间变化的图象正确的是(

)

图

2

3．如图3所示，等离子气流(由高温高压的等电量的正、负离子组成)由左方连续不断地以速度v 0射入P 1和P 2两极板间的匀强磁场中，ab 直导线与P 1、P 2相连接，线圈A 与直导线cd 相连接．线圈A 内存在变化的磁场，且磁感应强度B 的正方向规定为向左，已知ab 和cd 的作用情况为：0～2 s 内互相排斥，2～4 s 内互相吸引．则线圈A 内磁感应强度B 随时间t 变化的图象可能是( )

图1

图3

4．边长为L的正方形金属框在水平恒力F作用下运动，穿过方向如图4所示的有界匀强磁场区域，磁场区域的宽度为d(d>L)．已知ab边进入磁场时，线框的加速度恰好为零，则线框进入磁场的过程和从磁场另一侧穿出的过程相比较，有()

图4

A．产生的感应电流方向相反

B．所受的安培力方向相反

C．进入磁场过程的时间等于穿出磁场过程的时间

D．进入磁场过程的发热量少于穿出磁场过程的热量

5．图中A是一底边宽为L的闭合线框，其阻值为R.现使线框以恒定的速度v沿x轴向右运动，并穿过图5所示的宽度为d的匀强磁场区域．已知L

图5

6.如图6所示，水平固定放置的足够长的U 形金属导轨处于竖直向上的匀强磁场中，在导轨上放着金属棒ab ，开始时ab 棒以水平初速度v 0向右运动，最后静止在导轨上，就导轨光滑和导轨粗糙的两种情况相比较，这个过程(

)

图6

A ．安培力对ab 棒所做的功不相等

B ．电流所做的功相等

C ．产生的总内能相等

D ．通过ab 棒的电量相等

7．如图7所示，在水平无限大匀强磁场中，垂直于磁场竖直放置一

个无限长的金属框架，质量为m 的金属棒ab ，用绝缘轻质细绳连接一个

质量也为m 的重物．现让金属棒从静止开始释放，最终达到平衡状态时

的速度为v ，此时电阻R 消耗的电功率为P ，金属棒中的电流为I .金属棒

与导轨接触良好，除电阻R 外，其他部分的电阻忽略不计．如果将悬挂重

物的绳子突然剪断，关于此后的运动过程，下列说法中正确的是( )

A ．金属棒ab 中的电流均匀减小到12I

图7

B ．电阻R 的功率将逐渐减小，最终为12

P C ．金属棒ab 将做匀减速运动，最终速度为12

v D ．金属棒ab 的重力做功的功率将逐渐减小，最终为14

P 8．如图8所示，在水平桌面上放置两条相距L 的平行且无限长的粗糙金属导轨ab 和cd ，阻值为R 的电阻与导轨的a 、c 端相连，其余电路电阻不计，金属滑杆MN 垂直于导轨并可在导轨上滑动．整个装置放于匀强磁场中，磁场方向竖直向上，磁感应强度的大小为

B .滑杆的中点系一不可伸长的轻绳，绳绕过固定在桌边的光滑轻滑轮后，与一质量为m 的物块相连，绳处于拉直状态，现若从静止开始释放物块，用I 表示稳定后回路中的感应电流，g 表示重力加速度，设滑杆在运动中所受阻力恒为F f ，则在物体下落过程中( )

图8

A ．物体的最终速度(mg －F f )R

B 2L 2

B ．物体的最终速度I 2R mg －F f

C ．稳定后物体重力的功率I 2R

D ．物体重力的最大功率可能为mg (mg －F f )R B 2L 2

9．(16分)如图9甲所示，固定于水平桌面上的金属导轨abcd 足够长，金属棒ef 搁在导轨上，可无摩擦地滑动，此时bcfe 构成一个边长为l 的正方形．金属棒的电阻为r ，其余部分的电阻不计．在t ＝0的时刻，导轨间加一竖直向下的磁场，磁感应强度随时间的变化如图乙所示．为使金属棒ef 在0～t 1保持静止，在金属棒ef 上施加一水平拉力F ，从t 1时刻起保持此时的水平拉力F 不变，金属棒ef 在导轨上运动了s 后刚好达到最大速度，求：

图9

(1)在t ＝t 12

时刻该水平拉力F 的大小和方向； (2)金属棒ef 在导轨上运动的最大速度；

(3)从t ＝0开始到金属棒ef 达到最大速度的过程中，金属棒ef 中产生的热量． 答案 1．A 2．BD 3．B 4．AD 5．D 6．AC 7．D 8．ABD

9．(1)B 21l 32rt 1，方向水平向右 (2)l t 1 (3)B 21l 3(l ＋s )rt 1－ml 22t 21