龙江中学电磁感应定律的综合应用专题

电磁感应应用四类问题应用题

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考点1. 解决电磁感应现象中力学问题

1．如图所示，竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R ，质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦，棒与导轨的电阻均不计，整个装置放在匀强磁场中，棒的有效长度为L 、电阻为R 0，磁场的大小为B ，磁场方向与导轨平面垂直， （1）棒由静止释放，最终的速度等于多大？

（2）如果棒开始从上方没有磁场的地方自由下降落入磁场，请分析棒可能的运动规律，最终的速度有什么关系？

2.如图10-3-1所示，两根足够长的直金属导轨MN 、PQ 平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上，两导轨间距为L 0、M 、P 两点间接有阻值为R 的电阻。一根质量为m 的均匀直金属杆ab 放在两导轨上，并与

导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为B 的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下，导轨和金属杆的电阻可忽略。让ab 杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦。

（1）由b 向a 方向看到的装置如图所示，请在此图中画出ab 杆下滑过程中某时刻的受力示意图；

（2）在加速下滑过程中，当ab 杆的速度大小为v 时，求此时ab 杆中的电流及其加速度的大小； （3）求在下滑过程中，ab 杆可以达到的速度最大值。

3．如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1m 、导轨平面与水平面成θ＝37°角，下端连接阻值为R 的电阻，匀强磁场方向与导轨平面垂直．质量为0.2kg ，电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为0.25.

(1)求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小．

(2)当金属棒下滑速度达到稳定时，电阻R 消耗的功率为8W ，求该速度的大小．

(3)在上问中，若R ＝2Ω，金属棒中的电流方向由a 到b ，求磁感应强度的大小与方向(g ＝10m/s 2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)

考点2. 解决电磁感应现象中电路问题

1.如图所示,圆环a 和b 的半径之比为1R ∶22R =∶1,且都是由粗细相同的同种材料的导线构成,连接两环的导线电阻不计,匀强磁场的磁感应强度始终以恒定的变化率变化,那么,当只有a 环置于磁场中与只有b 环置于磁场中两种情况下,A 、B 两点的电势差之比为… ( )

A.1∶1

B.2∶1

C.3∶1

D.4∶1

12.(18分)(2012山东济宁调研,16)在如图甲所示的电路中,螺线管匝数n=1 500匝,横截面积S=20 cm 2

.螺线管导线电阻r=1.0 Ω

14R ,=.0Ω25R ,=.0 Ω,C

F μ.在一段时间内,穿过螺线管的

磁场的磁感应强度B 按如图乙所示的规律变化.求:

(1)求螺线管中产生的感应电动势;

(2)闭合S,电路中的电流稳定后,求电阻1R 的电功率;

(3)S 断开后,求流经2R 的电荷量.

3．（9分）如图，水平放置的光滑的金属导轨M 、N ，平行地置于匀强磁场中，间距为L ，金属棒ab 的质量为m ，电阻为r ，放在导轨上且与导轨垂直。磁场的磁感应强度大小为B ，方向与导轨平面成夹角α且与金属棒ab 垂直，定值电阻为R ，导轨电阻和电源的内电阻不计。当电键闭合的瞬间，棒ab 的加速度大小为a ，求：

（1）电源电动势为多大？

（2）此时金属棒ab 两端的电压U

10-3-1

考点3. 电磁感应现象中能量转化问题

1.图10-3-12所示，CDEF 是固定的、水平放置的、足够长的“U”型金属导轨，整个导轨处于竖直向上的匀强磁场中，在导轨上架着一个金属棒ab ，在极短时间内给ab 棒一个水平向右的冲量，使它获得一个速度开始运动，最后又静止在导轨上，则ab 棒在运动过程中，就导轨是光滑和粗糙两种情况相比较（）

A 、安培力对ab 棒做的功相等

B 、电流通过整个回路所做的功相等

C 、整个回路产生的总热量不同

D 、ab 棒动量的改变量相同

2、如图10-3-15所示，闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从图示位置匀速拉出匀强磁场，若第一次用0.3s 时间拉出，外力做的功为1W ，通过导线截面的电量为1q ，第二次用0.9s 时间拉出，外力做的功为2W ，通过导线截面的电量为2q ，则（）

A 、21W W <，21q q <

B 、21W W <，21q q =

C 、21W W >，21q q =

D 、21W W >，21q q >

3．（9分）在范围足够大，方向竖直向下的匀强磁场中，B ＝0.2 T ，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1Ω的金属杆cd ，框架电阻不计。若杆cd 在水平外力的作用下以恒定加速度a ＝2 m/s 2由静止开始做匀变速直线运动，求： （1）第5s 末金属杆的感应电动势是多少？ （2）第5s 末回路中的电流多大？

（3）第5s 末作用在杆cd 上的水平外力的功率P 多大？

4．如图所示：宽度L=1m 的足够长的U 形金属框架水平放置，框架处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=1T ，框架导轨上放一根质量m=0.2kg 、电阻R=1.0Ω的金属棒ab ，棒ab 与导轨间的动摩擦因数μ=0.5，现用功率恒为6w 的牵引力F 使棒从静止开始沿导轨运动（ab 棒始终与导轨接触良好且垂直），当棒的电阻R 产生热量Q=5.8J 时获得稳定速度，此过程中，通过棒的电量q=2.8C （框架电阻不计，g 取10m/s2）。问： （1）ab 棒达到的稳定速度多大？ （2）ab 棒从静止到速度稳定的时间多少？

5．如图所示，MN 、PQ 是足够长的光滑平行导轨，其间距为L ，且MP ⊥MN ．导轨平面与水平面间的夹角θ=300．MP 接有电阻R ．有一匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为B0．将一根质量为m 的金属棒ab 紧靠PM 放在导轨上，且与导轨接触良好，金属棒的电阻也为R ，其余电阻均不计．现用与导轨平行的恒力F=mg 沿导轨平面向上拉金属棒，使金属棒从静止开始沿导轨向上运动，金属棒运动过程中始终与MP 平行．当金属棒滑行至cd 处时已经达到稳定速度，cd 到MP 的距离为S ．求： （1）金属棒达到的稳定速度；

（2）金属棒从静止开始运动到cd 的过程中，电阻R 上产生的热量；

考点4.电磁感应现象中图像问题

1、如图所示，两平行的虚线间的区域内存在着有界匀强磁场，有一较小的三

角形线框abc 的ab 边与磁场边界平行，现使此线框向右匀速穿过磁场区域，运动过程中始终保持速度方向与ah 边垂直．则下列各图中哪一个可以定性地表示线框在上述过程中感应电流随时间变化的规律？（ ）

2.矩形导线框abcd 固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直低面向里，磁感应强度B 随时间变化的规律如图所示。若规定顺时针方向为感应电流I 的正方向，下列各图中正确的是( )

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