北京市高考物理一轮复习 第22讲 电磁感应经典精讲1

第22讲 电磁感应经典精讲（下）

1、如图所示，垂直纸面的正方形匀强磁场区域内有一位于纸面内的电阻均匀的正方形导体框abcd ，现将导体框分别朝两个方向以3υυ、速度匀速拉出磁场，则导体框从两个方向移出磁场的两过程中（）

A ．导体框所受安培力方向相同

B ．导体框中产生的焦耳热相同

C ．导体框ad 边两端电压相同

D ．通过导体框截面的电荷量相同

2、如图所示电路，两根光滑金属导轨，平行放置在倾角为θ的斜面上，导轨下端接有电阻R ，导轨电阻不计，斜面处在竖直向上的匀强磁场中，电阻可略去不计的金属棒ab ，质量为m ，受到沿斜面向上且与金属棒垂直的恒力F 的作用，金属棒沿导轨匀速下滑，则它在下滑高度h 的过程中，以下说法正确的是( )

Ａ.作用在金属棒上各力的合力做功为零 Ｂ.重力做的功等于系统产生的电能

Ｃ.金属棒克服安培力做的功等于电阻R 上产生的焦耳热 Ｄ.金属棒克服恒力F 做的功等于电阻R 上产生的焦耳热

3、物理实验中，常用一种叫做“冲击电流计”的仪器测定通过电路的电荷量，如图所示，探测线圈与冲击电流计串联后可用来测定磁场的磁感应强度．已知线圈匝数为n ，面积为S ，线圈与冲击电流计组成的回路电阻为R .若将线圈放在被测匀强磁场中，开始线圈平面与磁场垂直，现把探测线圈翻转180°，冲击电流计测出通过线圈的电荷量为q ，

由上述数据可测出被测磁场的磁感应强度为 ( ) A.qR

2nS

B.

qR nS C.qR

2S D.qR S

4、如图所示，边长L ＝0.20m 的正方形导线框ABCD 由粗细均匀的同种材料制成，正方形导线框每边的电阻R 0＝1.0Ω，金属棒MN 与正方形导线框的对角线长度恰好相等，金属棒MN 的电阻r ＝0.20Ω.导线框放置在匀强磁场中，磁场的磁感应强度B ＝0.50T ，方向垂直导线框所在平面向里．金属棒MN 与导线框接触良好，且与导线框对角线BD 垂直放置在导线框上，金属棒上的中点始终在BD 连线上．若金属棒以v ＝4.0m/s 的速度向右匀速运动，当金属棒运动至AC 位置时，求(计算结果保留两位有效数字)： (1)金属棒产生的电动势大小；

(2)金属棒MN上通过的电流大小和方向；

(3)导线框消耗的电功率．

5、如右图所示，两根平行金属导轨固定在同一水平面内，间距为l，导轨左端连接一个电阻R.一根质量为m、电阻为r的金属杆ab垂直放置在导轨上．在杆的右方距杆为d处有一个匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向下，磁感应强度为B.对杆施加一个大小为F、方向平行于导轨的恒力，使杆从静止开始运动，已知杆到达磁场区域时速度为v，之后进入磁场恰好做匀速运动．不计导轨的电阻，假定导轨与杆之间存在恒定的阻力．求：

(1)导轨对杆ab的阻力大小F f；

(2)杆ab中通过的电流及其方向；

(3)导轨左端所接电阻R的阻值．

6、将一个矩形金属线框折成直角框架abcdefa，置于倾角为α＝37°的斜面上，ab边与斜面的底线MN平行，如图所示.ab＝bc＝cd＝de＝ef＝fa＝0.2m，线框总电阻为R ＝0.02Ω，ab边的质量为m＝0.01kg，其余各边的质量忽略不计，框架可绕过c、f点的固定轴自动转动，现从t＝0时刻开始沿斜面向上加一随时间均匀增加的、范围足够大的匀强磁场，磁感应强度与时间的关系为B＝0.5t，磁场方向与cdef面垂直．(cos37°＝0.8，sin37°＝0.6，g＝10m/s2)

(1)求线框中感应电流的大小，并在ab段导线上画出感应电流的方向；

(2)t为何值时框架的ab边对斜面的压力为零？

7、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连接成闭合回路．线圈的半径为r1，在线圈中半径为r2的圆形区域内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．求0至t1时间内

(1)通过电阻R1上的电流大小和方向；

(2)通过电阻R1上的电荷量q及电阻R1上产生的热量．

8、磁悬浮列车是一种高速运载工具，它由两个系统组成。一是悬浮系统，利用磁力使车体在轨道上悬浮起来从而减小阻力。另一是驱动系统，即利用磁场与固定在车体下部的感应金属线圈相互作用，使车体获得牵引力，图22就是这种磁悬浮列车电磁驱动装置的原理示意图。即在水平面上有两根很长的平行轨道PQ和MN，轨道间有垂直轨道平面的匀强磁场B1

和B 2，且B 1和B 2的方向相反，大小相等，即B 1=B 2=B 。列车底部固定着绕有N 匝闭合的矩形金属线圈abcd （列车车厢在图中未画出），车厢与线圈绝缘。两轨道间距及线圈垂直轨道的ab 边长均为L ，两磁场的宽度均与线圈的ad 边长度相同。当两磁场B 1和B 2同时沿轨道向右运动时，线圈会受到向右的磁场力，带动列车沿轨道运动。已知列车车厢及线圈的总质量为M ，整个线圈的电阻为R 。

（1）假设用两磁场同时水平向右以速度0v 做匀速运动来起动列车，为使列车能随磁场运动，求列车所受的阻力大小应满足的条件；

（2）设列车所受阻力大小恒为f ，假如使列车水平向右以速度v 做匀速运动，求维持列车运动外界在单位时间内需提供的总能量；

（3）设列车所受阻力恒为f ，假如用两磁场由静止开始向右做匀加速运动来起动列车，当两磁场运动的时间为t 1时，列车正在向右做匀加速直线运动，此时列车的速度为1v ，求从两磁场开始运动到列车开始运动所需要的时间t 0。

9、如图(a)所示，在光滑水平面上用恒力F 拉质量为m 的单匝均匀正方形铜线框，线框边长为a ，在1位置以速度v 0进入磁感应强度为B 的匀强磁场并开始计时，若磁场的宽度为b (b >3a )，在3t 0时刻线框到达2位置，速度又为v 0，并开始离开匀强磁场．此过程中v ­t 图象如图(b)所示，则(

)

A ．t ＝0时，线框右侧边MN 的两端电压为Bav 0

B ．在t 0时刻线框的速度为v 0－

Ft 0

m

C ．线框完全离开磁场的瞬间位置3的速度一定比t 0时刻线框的速度大

D ．线框从1位置进入磁场到完全离开磁场位置3过程中线框中产生的电热为2Fb

10、如图所示，矩形单匝导线框abcd 竖直放置，其下方有一磁感应强度为B 的有界匀强磁场区域，该区域的上边界PP ′水平，并与线框的ab 边平行，磁场方向与线框平面垂直。已知线框ab 边长为L 1，ad 边长为L 2，线框质量为m ，总电阻为R 。现无初速地释放线框，在下落过程中线框所在平面始终与磁场垂直，且线框的ab 边始终与PP ′平行。重力加速度为g 。若线框恰好匀速进入磁场，求：

（1）dc 边刚进入磁场时，线框受安培力的大小F ； （2）dc 边刚进入磁场时，线框速度的大小υ；

（3）在线框从开始下落到ab 边刚进入磁场的过程中，重力做的功W 。

a d

b

c P

P ′

L 1 L 2