人教版高中物理电磁学电磁感应知识点汇总

(每日一练)人教版高中物理电磁学电磁感应知识点汇总
单选题
1、如图所示、两固定光滑且足够长的金属导轨MN、PQ平行水平放置，其间距为L，两根质量均为m，距离也为L的金属棒AB、CD平行放置在两导轨上，电阻分别是R1、R2，导轨电阻忽略小计。

整个装置处在磁感心强度为B的匀强磁场中，现给CD棒一定的初速度v0，经过时间Δt后两棒处于稳定状态，下列说法中正确的是（）
A．若在稳定前的某时刻CD棒的速度为v1，AB棒的速度为v2，则回路中的电流大小为BLv1
R2−BLv2
R1
B．从开始至最终稳定回路产生的焦耳热为3
8
mv02
C．在Δt内通过回路的电荷量为mv0
4BL
D．处于稳定状态时两棒与导轨所围面积为mv0
2B2L
(R1+R2)+L2
答案：D
解析：
A．在稳定前的某时刻CD棒的速度为v1，AB棒的速度为v2，必然有v2>v1，回路电动势
E=BLv2−BLv1
回路电阻为R1+R2，因此回路电流大小为
I=BLv2−BLv1 R1+R2
故A错误；
B．两棒组成的系统动量守恒得
mv0=mv AB+mv CD
当v AB=v CD=v0
2
时，磁通量不再变化，两杆不再受安培力，将匀速运动，由能量守恒得产生的焦耳热为
Q=1
2
mv02−2×
1
2
m(
v0
2
)
2
=
1
4
mv02
故B错误；
C．对金属棒CD由动量定理得
BILt=m×v0 2
得通过CD棒某一截面电荷量
q=It=mv0 2BL
故C错误；
D．由于通过CD棒某一截面的电荷量为
q=
ΔΦ
R1+R2
=
BLx
R1+R2
则有
x=mv0(R1+R2)
2B2L2
AB棒与CD棒间的最终距离为
d=mv0(R1+R2)
2B2L2
+L
故所围成的面积为
S=dL=L2+mv0
2B2L
(R1+R2)
故D正确；
故选D。

2、如图所示，直导线固定于纸面内，一矩形线框，在纸面内从abcd位置平移到a′b′c′d′位置的过程中，关于线框内产生的感应电流方向，下列叙述正确的是（）
A．一直逆时针B．顺时针→逆时针
C．逆时针→顺时针→逆时针D．顺时针→逆时针→顺时针
答案：D
解析：
由安培定则得，恒定电流的直导线产生的磁场在导线左边的方向为垂直纸面向外，右边的磁场方向垂直纸面向里。

当线圈向导线靠近时，磁场方向是垂直纸面向外，穿过线圈的磁通量变大，根据楞次定律可知，感应电流方向为顺时针方向。

当线圈越过导线时到线圈中心轴与导线重合，磁场方向是垂直纸面向外，穿过线圈的磁通量的变小，则感应电流方向为逆时针方向。

当继续向右运动时，磁场方向是垂直纸面向里，穿过磁通量变大，由楞次定律可知，感应电流方向为逆时针方向。

当远离导线时，磁场方向是垂直纸面向里，穿过线圈的磁通量变小，由楞次定律可知，感应电流方向为顺时针方向。

故选D。

3、如图，两光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，导轨间距最窄处为一狭缝，取狭缝所在处O点为坐标原点，狭缝右侧两导轨与x轴夹角均为θ，一电容为C的电容器与导轨左端相连，导轨上的金属棒与x轴垂直，在外力F作用下从O点开始以速度v向右匀速运动，忽略所有电阻，下列说法正确的
是（）
A．通过金属棒的电流为2BCv2tanθ
B．金属棒到达x0时，电容器极板上的电荷量为BCvx0tanθC．金属棒运动过程中，电容器的上极板带负电
D．金属棒运动过程中，外力F做功的功率恒定
答案：A
解析：
C．根据楞次定律可知电容器的上极板应带正电，C错误；A．由题知导体棒匀速切割磁感线，根据几何关系切割长度为L = 2x tanθ，x = vt
则产生的感应电动势为
E = 2Bv2t tanθ
由题图可知电容器直接与电源相连，则电容器的电荷量为
Q = CE = 2BCv2t tanθ
则流过导体棒的电流
I = ΔQ
= 2BCv2tanθ
Δt
A正确；
B．当金属棒到达x0处时，导体棒产生的感应电动势为
E′ = 2Bvx0tanθ
则电容器的电荷量为
Q = CE′ = 2BCvx0tanθ
B错误；
D．由于导体棒做匀速运动则
F = F安 = BIL
由选项A可知流过导体棒的电流I恒定，但L与t成正比，则F为变力，再根据力做功的功率公式
P = Fv
可看出F为变力，v不变则功率P随力F变化而变化；
D错误；
故选A。

小提示：
4、如图所示，ACD、EFG为两根相距L的足够长的金属直角导轨，它们被竖直固定在绝缘水平面上，CDGF面与
水平面成θ角．两导轨所在空间存在垂直于CDGF平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B，两根质量均为m、长度均为L的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ，两金属细杆的电阻均为R，导轨电阻不计．当ab以速度v1沿导轨向下匀速运动时，cd杆也正好以速度v2向下匀速运动，
重力加速度为g，以下说法正确的是（）
A．回路中的电流强度为BL(v1+v2)
2R
B．ab杆所受摩擦力mgsinθ
C．cd杆所受摩擦力为μ(mgsinθ+B2L2v1
2R
)
D．μ与v1大小的关系为μ=Rmgcosθ
B2L2v1
答案：C
解析：
A．cd杆的运动方向与磁感应强度的方向平行，不产生感应电动势，所以回路中感应电动势的大小等于ab杆产生的感应电动势，所以感应电动势为
E=BLv1
回路中感应电流为
I=E
2R
=
BLv1
2R
故A错误；
B．ab杆匀速下滑，则受力平衡，ab杆所受的安培力大小为
F 安=BIL=
B2L2v1
2R
方向沿轨道向上，则由平衡条件得ab所受的摩擦力大小为
f=mgsinθ−F
安=mgsinθ−
B2L2v1
2R
故B错误；
C．cd杆所受的安培力大小也等于F安，方向垂直于导轨向下，则cd杆所受摩擦力为
f=μN=μ(mgcosθ+F
安)=μ(mgsinθ+
B2L2v1
2R
)
故C正确；
D．根据cd杆受力平衡得
mgsin(90°−θ)=f=μ(mgsinθ+B2L2v1 2R
)
则得μ与v1大小的关系为
μ(mgsinθ+B2L2v1
2R
)=mgcosθ
故D错误。

故选C。

5、如图所示，一个闭合金属圆环用绝缘细线挂于O点，将圆环拉离平衡位置并由静止释放，圆环摆动过程中经过有界的水平方向的匀强磁场区域，A、B为该磁场的竖直边界，磁场方向垂直于圆环所在平面向里，若不计空气阻力，则（）
A．圆环向右穿过磁场后，还能摆到释放位置B．圆环离开磁场时具有收缩的趋势
C．圆环将在磁场中不停地摆动D．圆环在磁场中运动时均有感应电流
答案：C
解析：
A．当圆环进入或离开磁场区域时磁通量发生变化，会产生电流，机械能向电能转化，所以机械能不守恒，因
此环向右穿过磁场后，不能摆到释放位置，故A错误；
B．圆环离开磁场时磁通量减少，由楞次定律（增缩减扩）可知：圆环离开磁场时具有扩张的趋势，故B错误；C．在圆环不断经过磁场，机械能不断损耗过程中圆环越摆越低，最后整个圆环只会在磁场区域来回摆动，因
为在此区域内没有磁通量的变化（一直是最大值），所以机械能守恒，即圆环最后的运动状态为在磁场区域来
回摆动，而不是静止在平衡位置，故C正确；
D．圆环在磁场中运动时，因穿过其磁通量不变，不会产生感应电流，故D错误。

故选C。