高考物理最新模拟题精选训练(电磁感应)专题02 感应电动势大小的计算(含解析)
高考物理《法拉第电磁感应定律》真题练习含答案专题
高考物理《法拉第电磁感应定律》真题练习含答案专题1．如图所示，用粗细相同的铜丝做成边长分别为 L 和2L 的两只闭合线框a 和b ，以相同的速度从磁感应强度为B 的匀强磁场区域中匀速地拉到磁场外，若感应电动势分别为E a 、E b ，则E a ∶E b 为( )A ．1∶4B ．1∶2C ．2∶1D ．4∶1 答案：B解析：线框切割磁感线时的感应电动势为E ＝BLv ，解得E a ∶E b ＝1∶2，B 正确．2．[2024·湖北省名校联盟联考]今年11月底，襄阳三中举行了秋季运动会，其中“旋风跑”团体运动项目很受学生欢迎．如图是比赛过程的简化模型，一名学生站在O 点，手握在金属杆的一端A 点，其他四名学生推着金属杆AB ，顺时针(俯视)绕O 点以角速度ω匀速转动．已知OA ＝l ，AB ＝L 运动场地附近空间的地磁场可看作匀强磁场，其水平分量为B x ，竖直分量为B y ，则此时( )A ．A 点电势高于B 点电势B ．AB 两点电压大小为B y ω（L 2＋2lL ）2C ．AB 两点电压大小为B y ω（L ＋l ）22D ．AB 两点电压大小为B x ωL(L ＋l) 答案：B解析：地磁场在北半球的磁感应强度斜向下，其竖直分量B y 竖直向下，则金属杆切割B y 产生动生电动势，由右手定则可知电源内部的电流从A 点到B 点，即B 点为电源的正极，故A 点电势低于B 点电势，A 错误；动生电动势的大小为E ＝Bl v －，解得U BA ＝B y L ω（L ＋l ）＋ωl 2 ＝B y Lω（L ＋2l ）2，B 正确，C 、D 错误．3．(多选)动圈式扬声器的结构如图(a )和图(b )所示，图(b )为磁铁和线圈部分的右视图，线圈与一电容器的两端相连．当人对着纸盆说话，纸盆带着线圈左右运动能将声信号转化为电信号．已知线圈有n 匝，线圈半径为r ，线圈所在位置的磁感应强度大小为B ，则下列说法正确的是( )A．纸盆向左运动时，电容器的上极板电势比下极板电势高B．纸盆向左运动时，电容器的上极板电势比下极板电势低C．纸盆向右运动速度为v时，线圈产生的感应电动势为2nrBvD．纸盆向右运动速度为v时，线圈产生的感应电动势为2nπrBv答案：BD解析：根据右手定则，可知上极板带负电，下极板带正电，因此下极板电势更高，A项错误，B项正确；每匝有效切割长度为2πr，则E＝2πnBvr，C项错误，D项正确．4．如图所示，一根弧长为L的半圆形硬导体棒AB在水平拉力F作用下，以速度v0在竖直平面内的U形框架上匀速滑动，匀强磁场的磁感应强度为B，回路中除电阻R外，其余电阻均不计，U形框左端与平行板电容器相连，质量为m的带电油滴静止于电容器两极板中央，半圆形硬导体棒AB始终与U形框接触良好．则以下判断正确的是()A．油滴所带电荷量为mgdBLv0B．电流自上而下流过电阻RC．A、B间的电势差U AB＝BLv0D．其他条件不变，使电容器两极板距离减小，电容器所带电荷量将增加，油滴将向下运动答案：B解析：由右手定则可知，导体棒中电流方向从B到A，电流自上而下流过电阻R，故B正确；弧长为L的半圆形硬导体棒切割磁感线的有效长度D＝2Lπ，则A、B间的电势差为U AB＝2BLv0π，C错误；油滴受力平衡可得qE＝mg，E＝U ABd，则油滴所带电荷量为q＝πmgd2BLv0，A错误；其他条件不变，使电容器两极板距离减小，由C＝εS4πkd知电容器的电容变大，又由Q＝UC可知，电容器所带电荷量将增加，电场力变大，油滴将向上运动，故D错误．5．(多选)如图所示，矩形金属框架三个竖直边ab 、cd 、ef 的长都是l ，电阻都是R ，其余电阻不计．框架以速度v 匀速平动地穿过磁感应强度为B 的匀强磁场，设ab 、cd 、ef 三条边先后进入磁场时，ab 边两端电压分别为U 1、U 2、U 3，则下列判断结果正确的是( )A ．U 1＝13 Blv B ．U 2＝2U 1C ．U 3＝0D ．U 1＝U 2＝U 3 答案：AB解析：当ab 边进入磁场时I ＝E R ＋R 2＝2Blv 3R ，则U 1＝E －IR ＝13Blv ；当cd 边也进入磁场时I ＝E R ＋R 2 ＝2Blv 3R ，则U 2＝E －I R 2 ＝23 Blv ，三条边都进入磁场时U 3＝Blv ，A 、B 正确．6．[2024·湖北省武汉市月考](多选)如图所示，电阻不计的平行长直金属导轨水平放置，间距L ＝1 m ．导轨左右端分别接有阻值R 1＝R 2＝4 Ω的电阻．电阻r ＝2 Ω的导体棒MN 垂直放置在导轨上，且接触良好，导轨所在区域内有方向竖直向的匀强磁场，大小为B ＝2 T ．在外力作用下棒沿导轨向左以速度v ＝2 m /s 做匀速直线运动，外力的功率为P ，MN 两端的电势差为U MN ，则以下说法正确的是( )A ．U MN ＝4 VB ．U MN ＝2 VC ．P ＝16 WD ．P ＝4 W 答案：BD解析：棒产生的感应电动势大小为E ＝BLv ＝4 V ，外电阻是R 1和R 2并联总电阻为R ＝2 Ω，MN 两端的电势差为U MN ＝R R ＋r E ＝2 V ，A 错误，B 正确；回路电流为I ＝ER ＋r ＝1 A ，电路总功率为P 总＝EI ＝4 W ，由能量守恒可知外力的功率和电路总功率相同，有P ＝4 W ，C 错误，D 正确．7．[2024·吉林省长春市模拟]在如图甲所示的电路中，电阻R 1＝R 2＝R ，圆形金属线圈半径为r 1，线圈导线的电阻也为R ，半径为r 2(r 2<r 1)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 变化的关系如图乙所示，图线与横、纵轴的交点坐标分别为t 0和B 0，其余导线的电阻不计．闭合开关S ，至t ＝0的计时时刻，电路中的电流已经稳定，下列说法正确的是( )A ．线圈中产生的感应电动势大小为B 0πr 21t 0B ．t 0时间内流过R 1的电量为B 0πr 22RC ．电容器下极板带负电D ．稳定后电容器两端电压的大小为B 0πr 223t 0答案：D解析：由法拉第电磁感应定律知感应电动势为E ＝ΔΦΔt ＝ΔB Δt S ＝πr 22 B 0t 0，A 错误；由闭合电路欧姆定律得感应电流为I ＝E R ＋R 1＋R 2 ＝πr 22 B 03Rt 0 ，t 0时间内流过R 1的电量为q ＝It 0＝πr 22 B 03R，B 错误；由楞次定律知圆形金属线圈中的感应电流方向为顺时针方向，金属线圈相当于电源，电源内部的电流从负极流向正极，则电容器的下极板带正电，上极板带负电，C 错误；稳定后电容器两端电压的大小为U ＝IR 1＝B 0πr 223t 0，D 正确．8．(多选)如图所示，长为a ，宽为b ，匝数为n 的矩形金属线圈恰有一半处于匀强磁场中，线圈总电阻为R ，线圈固定不动．当t ＝0时匀强磁场的磁感应强度的方向如图甲所示，磁感应强度B 随时间t 变化的关系图像如图乙所示，则( )A ．线圈中的感应电流的方向先逆时针再顺时针B ．回路中感应电动势恒为nB 0ab2t 0C ．0～2t 0时刻，通过导线某横截面的电荷量为nB 0abRD ．t ＝0时刻，线圈受到的安培力大小为nB 20 a 2b2t 0R答案：BC解析：由题意可知线圈中磁通量先垂直纸面向外减小，再垂直纸面向里增大，根据楞次定律可知线圈中的感应电流方向始终为逆时针方向，A 错误；根据法拉第电磁感应定律可得线圈中感应电动势的大小为E ＝n ΔΦΔt ＝nS ΔB Δt ＝nabB 02t 0 ，根据闭合电路欧姆定律可得，线圈中电流大小为I ＝E R ＝nabB 02Rt 0 ，t ＝0时刻，线圈受到的安培力大小为F ＝nB 0I·a ＝n 2a 2bB 202Rt 0 ，B 正确，D 错误；0～2t 0时刻，通过导线某横截面的电荷量为q ＝I·2t 0＝nabB 0R，C 正确．9．如图所示，足够长通电直导线平放在光滑水平面上并固定，电流I 恒定不变．将一个金属环以初速度v 0沿与导线成一定角度θ(θ<90°)的方向滑出，此后关于金属环在水平面内运动的分析，下列判断中正确的是( )A ．金属环做直线运动，速度先减小后增大B ．金属环做曲线运动，速度一直减小至0后静止C ．金属环最终做匀速直线运动，运动方向与直导线平行D ．金属环最终做匀变速直线运动，运动方向与直导线垂直 答案：C解析：金属环周围有环形的磁场，金属环向右运动，磁通量减小，根据“来拒去留”可知，所受的安培力将阻碍金属圆环远离通电直导线，即安培力垂直直导线向左，与运动方向并非相反，故金属环做曲线运动，安培力使金属环在垂直导线方向做减速运动，当垂直导线方向的速度减为零，只剩沿导线方向的速度，然后磁通量不变，无感应电流，水平方向不受外力作用，故最终做匀速直线运动，方向与直导线平行，故金属环先做曲线运动后做直线运动，C 项正确．10．[2024·云南省昆明市模拟]如图甲所示，一匝数N ＝200的闭合圆形线圈放置在匀强磁场中，磁场垂直于线圈平面．线圈的面积为S ＝0.5 m 2，电阻r ＝4 Ω.设垂直纸面向里为磁场的正方向，磁感应强度B 随时间的变化图像如图乙所示．求：(1)2 s 时感应电流的方向和线圈内感应电动势的大小； (2)在3～9 s 内通过线圈的电荷量q 、线圈产生的焦耳热Q. 答案：(1)逆时针，E 1＝20 V (2)q ＝15 C ，Q ＝150 J解析：(1)由楞次定律知，0～3 s 感应电流磁场垂直纸面向外，感应电流方向为逆时针方向；感应电动势为E 1＝N ΔΦ1Δt 1 ＝N ΔB 1·S Δt 1结合图像并代入数据解得E 1＝20 V(2)同理可得3 s ～9 s 内有感应电动势E 2＝N ΔΦ2Δt 2 ＝N ΔB 2·SΔt 2感应电流I 2＝E 2r电荷量q ＝I 2Δt 2 代入数据解得q ＝15 C 线圈产生的焦耳热Q ＝I 22 r Δt 2 代入数据得Q ＝150 J。
高中物理电磁感应经典练习题(含答案)
高中物理电磁感应经典练习题(含答案)问题一在一个磁场强度为 0.5 T 的均匀磁场中，一根长度为 0.3 m 的导线以速率 5 m/s 垂直于磁场的方向进入，而后又以同样的速率垂直于磁场的方向退出。
求导线内的感应电动势大小。
解答：根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小可以用以下公式表示：E = B * l * v其中，E 为感应电动势的大小，B 为磁场强度，l 为导线长度，v 为导线进出磁场的速率。
代入已知值，可以得到：E = 0.5 T * 0.3 m * 5 m/s = 0.75 V所以，导线内的感应电动势大小为 0.75 V。
问题二一根长度为 0.2 m 的导线以速率 10 m/s 垂直于磁场的方向进入磁感应强度为 0.6 T 的磁场，计算导线内感应电流的大小。
解答：根据法拉第电磁感应定律，感应电流的大小可以用以下公式表示：I = B * l * v其中，I 为感应电流的大小，B 为磁感应强度，l 为导线长度，v 为导线进入磁场的速率。
代入已知值，可以得到：I = 0.6 T * 0.2 m * 10 m/s = 1.2 A所以，导线内感应电流的大小为 1.2 A。
问题三一个直径为 0.4 m 的圆形线圈磁感应强度为 0.8 T 的磁场中转动，每转一圈的时间为 0.5 s。
求圆形线圈内感应电动势的大小。
解答：根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小可以用以下公式表示：E = B * A * ω * N其中，E 为感应电动势的大小，B 为磁感应强度，A 为线圈面积，ω 为角速度，N 为线圈匝数。
线圈面积可以通过以下公式计算：A = π * r^2其中，r 为线圈半径。
代入已知值，可以得到：A = π * (0.4/2)^2 = 0.04π m^2角速度可以通过以下公式计算：ω = 2π / T其中，T 为每转一圈的时间。
代入已知值，可以得到：ω = 2π / 0.5 s = 4π rad/s代入已知值，可以得到：E = 0.8 T * 0.04π m^2 * 4π rad/s * N感应电动势的大小取决于线圈的匝数，由于未提及线圈匝数，所以无法计算具体的感应电动势大小。
高中物理-专题 电磁感应-2020高考真题(解析版)
2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练（选修3-2）第四部分电磁感应专题4.电磁感应-2020高考真题一．选择题1．（2020高考全国理综I）如图，U形光滑金属框abcd置于水平绝缘平台上，ab和dc边平行，和bc边垂直。
ab、dc足够长，整个金属框电阻可忽略。
一根具有一定电阻的导体棒MN置于金属框上，用水平恒力F向右拉动金属框，运动过程中，装置始终处于竖直向下的匀强磁场中，MN与金属框保持良好接触，且与bc边保持平行。
经过一段时间后A．金属框的速度大小趋于恒定值B．金属框的加速度大小趋于恒定值C．导体棒所受安培力的大小趋于恒定值D．导体棒到金属框bc边的距离趋于恒定值【参考答案】BC【命题意图】本题考查法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、安培力及其相关知识点，考查的核心素养是运动和力的物理观念、科学思维。
【解题思路】用水平恒力F向右拉动金属框，bc边切割磁感线产生感应电动势，回路中有感应电流i，bc 边受到水平向左的安培力作用，设金属框的质量为M，加速度为a1，由牛顿第二定律，F-BiL=Ma1；导体棒MN受到向右的安培力向右加速运动，设导体棒的质量为m，加速度为a2，由牛顿第二定律，BiL=ma2，二者运动的速度图像如图所示。
设金属框bc边的速度为v时，导体棒的速度为v’，则回路中产生的感应电动势为E=BL（v-v’），由闭合电路欧姆定律I=E/R=()'BL v vR-，F安=BIL可得金属框ab边所受的安培力和导体棒MN所受的安培力都是F安=B 2L 2（v-v’）/R ，即金属框所受的安培力随着速度的增大而增大。
对金属框，由牛顿运动定律，F - F 安=Ma 1，对导体棒MN ，由牛顿运动定律， F 安=ma 2，二者加速度之差△a= a 1- a 2=（F - F 安）/M- F 安/m=F/M- F安（1/M+1/m ），随着所受安培力的增大，二者加速度之差△a 减小，当△a 减小到零时，即F/M=()22'B L v v R-（1/M+1/m ），所以金属框和导体棒的速度之差△v=（v-v’）=()22FRmB L m M +保持不变。
高考物理最新电磁学知识点之电磁感应技巧及练习题附答案
高考物理最新电磁学知识点之电磁感应技巧及练习题附答案一、选择题1．无线充电技术已经被应用于多个领域，其充电线圈内磁场与轴线平行，如图甲所示；磁感应强度随时间按正弦规律变化，如图乙所示。
则（ ）A ．2T t =时，线圈产生的电动势最大B ．2T t =时，线圈内的磁通量最大 C ．0~4T 过程中，线圈产生的电动势增大 D ．3~4T T 过程中，线圈内的磁通量增大 2．如图所示，MN 和PQ 为竖直方向的两平行长直金属导轨，间距l 为0.4m ，电阻不计。
导轨所在平面与磁感应强度B 为0.5T 的匀强磁场垂直。
质量m 为6.0×10-3kg 电阻为1Ω的金属杆ab 始终垂直于导轨，并与其保持光滑接触。
导轨两端分别接有滑动变阻器R 2和阻值为3.0Ω的电阻R 1。
当杆ab 达到稳定状态时以速率v 匀速下滑，整个电路消耗的电功率P 为0.27W 。
则（ ）A ．ab 稳定状态时的速率v =0.4m/sB ．ab 稳定状态时的速率v =0.6m/sC ．滑动变阻器接入电路部分的阻值R 2=4.0ΩD ．滑动变阻器接入电路部分的阻值R 2=6.0Ω3．两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂直。
边长为0.1m 、总电阻为0.005Ω的正方形导线框abcd 位于纸面内，cd 边与磁场边界平行，如图甲所示。
已知导线框向右做匀速直线运动，cd 边于t =0时刻进入磁场。
导线框中感应电动势随时间变化的图线如图乙所示（规定感应电流的方向abcda 为正方向）。
下列说法正确的是（ ）A ．磁感应强度的方向垂直纸面向内B ．磁感应强度的大小为0.5TC ．导线框运动速度的大小为0.05m/sD ．在t =0.4s 至t =0.6s 这段时间内，导线框所受的安培力大小为0.04N4．如图所示两个线圈绕在同一根铁芯上，其中一线圈通过开关与电源连接，另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路。
高中物理大题(带答案)——电磁感应
电磁感应1．【杭州模拟】如图所示，固定的光滑金属导轨间距为L，导轨电阻不计，上端a、b间接有阻值为R的电阻，导轨平面与水平面的夹角为θ，且处在磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。
一质量为m、电阻为r的导体棒与固定弹簧相连后放在导轨上。
初始时刻，弹簧恰处于自然长度，导体棒具有沿轨道向上的初速度v0。
整个运动过程中导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。
已知弹簧的劲度系数为k，弹簧的中心轴线与导轨平行。
(1)求初始时刻通过电阻R的电流I的大小和方向；(2)当导体棒第一次回到初始位置时，速度变为v，求此时导体棒的加速度大小a；(3)导体棒最终静止时弹簧的弹性势能为E p，求导体棒从开始运动直到停止的过程中，电阻R 上产生的焦耳热Q。
1．【解析】（1）棒产生的感应电动势E1=BLv0通过R的电流大小根据右手定则判断得知：电流方向为b→a（2）棒产生的感应电动势为E2=BLv感应电流棒受到的安培力大小，方向沿斜面向上，如图所示．根据牛顿第二定律有|mgsinθ-F|=ma解得（3）导体棒最终静止，有mgsinθ=kx弹簧的压缩量设整个过程回路产生的焦耳热为Q0，根据能量守恒定律有解得电阻R上产生的焦耳热2．【雄安新区模拟】如图所示，两平行的光滑金属导轨安装在竖直面上，导轨间距为L、足够长，下部条形匀强磁场的宽度为d，磁感应强度大小为B、方向与导轨平面垂直，上部条形匀强磁场的宽度为2d，磁感应强度大小为B0，方向平行导轨平面向下，在上部磁场区域的上边缘水平放置导体棒(导体棒与导轨绝缘)，导体棒与导轨间存在摩擦，动摩擦因数为μ。
长度为2d的绝缘棒将导体棒和正方形的单匝线框连接在一起组成“”型装置，总质量为m，置于导轨上，导体棒中通以大小恒为I的电流(由外接恒流源产生，图中未图出)，线框的边长为d(d<L)，下边与磁场区域上边界重合。
将装置由静止释放，导体棒恰好运动到磁场区域的下边界处返回，导体棒在整个运动过程中始终与导轨接触并且相互垂直。
高二物理法拉第电磁感应定律—感应电动势的大小练习
法拉第电磁感应定律—感应电动势的大小练习【同步达纲练习】1.由法拉第电磁感应定律知(设回路的总阻一定)( )A.穿过闭合电路的磁通量达最大时，回路中的感应电流达最大B.穿过闭合电路的磁通量为零时，回路中的感应电流一定为零C.穿过闭合电路的磁通量变化量越大，回路中的感应电流越大D.穿过闭合电路的磁通量变化越快，回路中的感应电流越大2.下面各单位不属于电动势的单位——伏特的是( )A.T·m2/sB.A·m2/sC.H·m/sD.Wb/s3.将一条形磁铁分别迅速和缓慢地插入一个闭合线圈中，在这两个过程中，相同的物理量是( )A.磁通量的变化率B.感应的电流强度C.磁通量的变化量D.消耗的机械功率4.如图所示，匀强磁场的磁感应强度B＝0.5T.一个匝数n＝50匝的矩形线圈边长ab＝0.2m，bc＝0.1m，以角速度ω＝314rad/s绕轴OO′匀速转动.从图示位置转过90°的瞬时感应电动势为，这段时间内的平均感应电动势为 .5.如图所示，两个同心金属圆环属于同一平面内，内环半径为r，外环半径为2r，以内、外环为边界的区域内有垂直于环面的匀强磁场.在时间t内磁感应强度由B均匀减小到0，则内环中的感应电动势为，外环中的感应电动势为 .6.如图所示，在以ab、cd为边界的区域内存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外，区域宽为l1.现有一矩形线框处在图中纸面内，它的短边与ab重合，长度为l2，长边的长度为2l1.某时刻线框以初速υ沿与ab垂直的方向进入磁场区域，同时某人对线框施以作用力，使它的速度大小和方向保持不变.设该线框的电阻为R，从线框开始进入磁场到完全离开磁场的过程中，人对线框的作用力所做的功等于 .7.在50周年国庆盛典上我FBC—1“飞豹”新型超声速歼击轰炸机在天安门上空沿水平方向以1.7倍的声速自东向西飞过，该机两翼尖间的距离是12.705m，设北京上空地磁场的竖直分量为0.42×10-4T，那么此飞机机翼两端端电势较高；电势差是 .空气中声音的传播速度为340m/s.(结果取两位有效数字)8.如图所示，在水平金属导轨上有电阻R＝0.1Ω，金属杆ab与导轨组成一闭合矩形电路，两条导轨间距离L1＝40cm，矩形中导轨长L2＝50cm，导轨区域处于与水平面成30°角的匀强磁场，磁感强度随时间变化规律是B＝(2+0.2t)T，若t＝10s时ab仍静止，导轨与ab的电阻不计，则这时流经ab的电流I＝，ab所受摩擦力为 .【素质优化训练】1.如图所示，闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从图示位置匀速向右拉出匀强磁场.若第一次用0.3s拉出，外力做功为W1，通过导线横截面的电量为q1；第二次用0.9s拉出，外力做功为W2，通过导线横截面的电量为q2.则( )A.W1＜W2，q1＜q2B.W1＜W2，q1＝q2C.W1＞W2，q1＝q2D.W1＞W2，q1＞q22.一边长为L，电阻为R的正方形导线框，处在磁感强度为B，方向水平向右的匀强磁场中，如图所示，设t＝0时线框处于竖直平面内.现使线框绕水平轴OO′以角速度ω匀速转过180°，则线框在转动过程中( )A.通过导线任一横截面的电量为零B.通过导线任一横截面的电量为2BL2/RC.穿过导线框的磁通量的变化率的最大值为BωL2D.导线框产生的焦耳热为B2ω2L2/(4R)3.如图所示，一个矩形闭合金属线圈abcd置于匀强磁场中，在外力作用下绕垂直于磁感线的轴OO′匀速转动，磁场方向如图，转动角速度大小为ω.已知线圈在转动过程中受到的磁力矩最大值为M0，则从图示位置开始计时，下面关于线圈受到的磁力矩M随时间t变化的关系式正确的是( )A.M＝M0sinωt·cosωtB.M＝M0sin2ωtC.M＝M0cos2ωtD.M＝M0sin2ωt4.如图所示，水平放置的平行金属导轨左边接有电阻R，轨道所在处有竖直向下的匀强磁场.金属棒ab横跨导轨，它在外力作用下向右匀速运动.当速度由υ变为2υ时(除R外其余电阻不计，导轨光滑)，那么( )A.作用在ab上的外力应增加到原来的4倍B.感应电动势将增加为原来的2倍C.感应电流的功率将增为原来的4倍D.外力的功率将增加为原来的2倍5.如图所示，一矩形金属框水平放置，金属细棒ab可在框上自由移动.金属框处于B＝0.4T的匀强磁场中，磁场方向与水平面成30°角.ab长0.2m，电阻为0.1Ω，以2m/s的速度向右匀速运动(其余电阻不计)，则感应电流大小为 A，ab所受磁场力大小为 N，电流的功率为 W.6.一根质量为m的条形磁铁，在光滑的水平塑料板上向右运动，穿过一个固定着的金属环，如图所示.如果它通过位置A时的速度是υ1，通过位置B时的速度υ2，那么在磁铁经过AB这段路程的时间内，金属环中电流产生的热量为 .7.有一匝数为N、面积为S、总电阻为R的矩形线圈，在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω绕OO′轴匀速转动，如图所示.则：(1)线圈从图示位置转过180°的过程中，线圈上产生的热量为；(2)线圈在转动过程中，磁通量变化率的最大值为；(3)线圈在转动过程中，受到的磁力矩的最大值为 .8.如图所示，在水平平行放置的两根长直导电轨道MN与PQ上，放着一根直导线ab，ab与导轨垂直，它在导轨间的长度为20cm，这部分的电阻为0.02Ω.导轨部分处于方向竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B＝0.20T，电阻R＝0.08Ω，其他电阻不计.ab的质量为0.01kg.(1)打开开关S，ab在水平恒力F＝0.01N的作用下，由静止沿轨道滑动，求经过多长时间速度才能达到10m/s?(2)上述过程中感应电动势随时间变化的表达式是怎样的?(3)当ab的速度达到10m/s时，闭合开关S，为了保持ab仍能以10m/s的速度匀速运动，水平拉力应变为多少?(4)在ab以10m/s的速度匀速滑动的某一时刻撤去外力F，开关仍是闭合的，那么从此以后，R上能产生的电热是多少?【生活实际运用】例 如图所示，一闭合线圈在均匀磁场中，线圈的轴线与磁场方向成30°角，磁感应强度随时间均匀变化，用下述哪种方法可以使线圈中的电流减小到原来的一半?( )A.把线圈匝数减少一半B.把线圈直径减少一半C.把线圈面积减少一半D.改变线圈轴线与磁场方向间的夹角解析 本题讨论的是感应电流的变化.感应电流决定于感应电动势和线圈电阻的大小，而感应电动势又与磁通量的变化和线圈匝数有关，电阻又由线圈绕线长度及横截面积决定.牵涉到这样多的物理量，且各量间又相互制约、相互影响，因此必须全面分析问题.设线圈匝数为n ，绕线的横截面积为S 0，线圈面积为S ，半径为r ，导线材料的电阻率为ρ，则线圈中的感应电动势为 E ＝n t △△Φ＝n πr 2·t B△△cos θ……①绕线电阻为R ＝ρS l＝ρ02S r n π∙……② 线圈中感应电流为I ＝R E ＝ρ20rS t B△△cos θ……③由③式可知，当S 0、ρ、t B△△均为恒量时，欲使I 减小到原来的一半，只有使r 或cos θ减小到原来的一半，故本题正确选项为B 、D.评注 此类关于状态和过程发生变化以及比较同一状态和过程中物理量大小的问题，由于涉及物理量多，各量间又相互影响、相互制约，因此要全面分析问题，避免遗漏任何因素.应当先推导出文字表达式，并使各变量相对独立，然后再对照选答，千万不能主观臆断.【知识验证实验】耳机就是个小发电机为了说明电磁感应的原理，我们用耳机做一个发电的实验：找一副双听筒耳机，把原来的听筒线拆下来，再用有绝缘皮的双股长导线把两只听筒连起来.做实验的两个人各拿一只听筒，分别在两间房子里，要求不能直接听到对方说话的声音.当其中一个人对着耳机说话的时候，另一个人就可以从自己拿的耳机里听到对方说话的声音，就像打电话一样.这是为什么呢?原来互相连接的两个耳机听筒各就是一个简单小型的发电机或电动机.当实验的人对着耳机说话的时候，声波耳机的薄铁片前后振动，铁片和永久磁铁磁极之间的空隙就忽大忽小，这就引起了磁场强度的变化.也就是说磁力线随着说话的声波变化着.磁力线的变化，就相当于耳机中的两个线圈作切割磁力线的运动，因此就在线圈里感应出电流来，它也是按照说话的声波而变化的.这就是典型的动磁生电现象，耳机起到一个小型发电机的作用.这个随声波变化的电流，传到另一个耳机的时候，它的线圈就产生了忽强忽弱的磁场，吸动耳机的铁片，于是就发出了原来说话的声音.这是一个电动生磁的例子，这时耳机又是一个电动机了.其他象电磁式拾音器(电唱头)、收音机的喇叭，都是动磁生电和电动生磁的装置.【知识探究学习】Φ、△Φ和△Φ/△t研究电磁感应问题时，经常用到“磁通量”、“磁通量的变化量”、“磁通量的变化率”等相互联系而又含义不同的三个重要概念，致使在学习中常常容易混淆，现剖析如下.1.正确认识Φ(1)对Φ的定义必须明确①磁通量必须明确是指哪一个面积的.②磁通量的大小与面积无关，只与穿过这个面积的磁感线条数有关.例1 如图1，磁感应强度B垂直线圈平面S1、S2，且向着纸内，若通过线圈平面S1、S2的磁通量分别为Φ1、Φ2，则图1A.Φ1＝Φ2B.Φ1＞Φ2C.Φ1＜Φ2D.无法判定从图中不难看出穿过S1的磁感线也一定穿过S2，故选(A).(2)Φ有正负之分.虽然磁通量是标量，和力矩一样，有正负之分，磁感线穿过某一面积，要注意是从哪一面穿进，哪一面穿出.例2 如图2(a)所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一面积为S的n匝闭合导线圈，绕其对称轴以角速度ω匀速从图示位置(中性面)转过180°，则线圈的平均感生电动势ε为多少?图2设想在线圈上写一个“生”字，当线圈处于图2(a)位置时，磁感线是从“生”字的正面进入，反面出来.当线圈转过180°位置时，如图2(b)，此时的磁感线是从“生”字反面进来，正面出去.可见穿过线圈的磁通量正负发生变化，设(b)位置的磁通量为正，则(a)位置的磁通量为负.根据法拉第电磁感应定律有ε＝n t △△Φ＝n ωπ⨯-221)Bs (BS ＝πωnBS 22.△Φ和△Φ/△t磁通量的变化(△Φ)是产生感生电动势(产生电磁感应现象)的必要条件，引起回路中磁通量变化的原因.由Φ＝BScos θ分析可知，可以是回路中磁场B 变化引起的；也可是回路所围的面积S 变化引起的；或者是S 与垂直于磁场B 方向平面(S n )的夹角θ变化引起的.磁通量的变化率(△Φ/△t)是描述穿过回路磁通量变化快慢的物理量，并非是磁通量变化的大小，根据法拉第电磁感应定律，感生电动势与回路(线圈)中△Φ/△t 成正比.△Φ大，不一定△Φ/△t 大；△Φ小，不一定△Φ/△t 小.3.Φ和△Φ/△t在学习中，同学们常常对矩形线圈在匀强磁场中转动，当线圈平面转到和中性面共面时，Φ最大，而△Φ/△t ＝0；转到和中性面垂直位置时，Φ＝0，而△Φ/△t 最大；转到和中性面垂直位置时，Φ＝0，而△Φ/△t 最大弄不明白，究其原因是对Φ和△Φ/△t 理解不清.图4当线圈在磁场中旋转时，其磁通量Φ是按余弦规律变化的(中性面开始计时)；Φ＝BScos ωt.作Φ-t 函数图象，如图4所示.由于Φ-t 图象的斜率表示的是磁通量的变化率△Φ/△t.不难看出线圈转到和中性面时，Φ最大，而k ＝△Φ/△t ＝0；转到和中性面垂直位置时，Φ＝0，而k ＝△Φ/△t 最大，Φ和△Φ/△t 的物理意义不同，不应混淆.参考答案【同步达纲练习】1.D2.B3.C4.0，100V5.0，t Br 23π 6.R l Bl v 122)(2 7.南，0.31V 8.0.2A ，0.16N【素质优化训练】1.C2.BC3.C4.BC5.0.8，0.064，0.0646. 21 mv 12-21mv 22 7.(1)N 2B 2S 2πω/2R (2)BSW (3) R S B N 222ω8.(1)10S (2)E ＝0.04t (3)0.16N (4)0.4J。
2025年高考物理一轮复习专题精讲精练—法拉第电磁感应定律、自感和涡流(解析版)
2025年高考物理一轮复习专题精讲精练—法拉第电磁感应定律、自感和涡流（解析版）1、理解环和掌握法古拉第电滋感应定律。
2、会求感生电动势和动生电动势。
3、理解自感、祸流、电掬驱动和电嘟阻尼考点一法拉第电磁感应定律的应用1．感应电动势(1)感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势．产生感应电动势的那部分导体就相当于电源，导体的电阻相当于电源内阻．(2)感应电流与感应电动势的关系：遵循闭合电路欧姆定律，即I ＝ER ＋r .2．感应电动势大小的决定因素(1)感应电动势的大小由穿过闭合电路的磁通量的变化率ΔΦΔt 和线圈的匝数共同决定，而与磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ的大小没有必然联系．(2)当ΔΦ仅由B 的变化引起时，则E ＝n ΔB ·S Δt ；当ΔΦ仅由S 的变化引起时，则E ＝n B ·ΔSΔt ；当ΔΦ由B 、S 的变化同时引起时，则E ＝n B 2S 2－B 1S 1Δt ≠n ΔB ·ΔSΔt .3．磁通量的变化率ΔΦΔt是Φ－t 图象上某点切线的斜率．[例题1] （2024•下城区校级模拟）在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一闭合金属圆环，面积为S ，电阻为R 。
规定圆环中电流的正方向如图甲所示，磁场向上为正。
当磁感应强度B 随时间t 按图乙变化时，下列说法正确的是（ ）A ．0～1s 内感应电流的磁场在圆环圆心处的方向向上B ．1～2s 内通过圆环的感应电流的方向与图甲所示方向相反C ．0～2s 内线圈中产生的感应电动势为B 0S 2D ．2～4s 内线圈中产生的焦耳热为2B 02S 2R【解答】解：A 、0～1s 内磁场向下减小，根据楞次定律可知感应电流的磁场在圆环圆心处的方向向下，故A 错误；B 、1～2s 内磁场向上增大，根据楞次定律可知感应电流的磁场在圆环圆心处的方向向下，所以感应电流方向与图甲所示方向相同，故B 错误；C 、根据法拉第电磁感应定律有：E ＝n ΔΦΔt=nsΔB Δt，0～2s 内线圈中产生的感应电动势为E ＝B 0S ，故C 错误；D 、同C 选项可知在2～4s 内线圈中的感应电动势为E ＝B 0S ，焦耳热P =E 2R t ，解得：P =2B 02S 2R ，故D 正确； 故选：D 。
高考物理法拉第电磁感应定律习题知识点及练习题及答案解析
高考物理法拉第电磁感应定律习题知识点及练习题及答案解析一、高中物理解题方法：法拉第电磁感应定律1．如图甲所示,两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距为L 1=1m,导轨平面与水平面成θ=30°角，上端连接阻值R =1.5Ω的电阻，质量为m =0.2Kg 、阻值r=0.5Ω的金属棒放在两导轨上,距离导轨最上端为L 2=4m,棒与导轨垂直并保持良好接触．整个装置处于一匀强磁场中,该匀强磁场方向与导轨平面垂直,磁感应强度大小随时间变化的情况如图乙所示．为保持ab 棒静止,在棒上施加了一平行于导轨平面的外力F ，g =10m/s 2求：（1）当t =1s 时,棒受到安培力F 安的大小和方向; （2）当t =1s 时,棒受到外力F 的大小和方向;（3）4s 后,撤去外力F ，金属棒将由静止开始下滑,这时用电压传感器将R 两端的电压即时采集并输入计算机,在显示器显示的电压达到某一恒定值后,记下该时刻棒的位置，测出该位置与棒初始位置相距2m,求棒下滑该距离过程中通过金属棒横截面的电荷量q. 【答案】（1）0.5N ；方向沿斜面向上（2）0.5N ，方向沿斜面向上（3）1.5C 【解析】 【分析】 【详解】（1）0-3s 内，由法拉第电磁感应定律得：122V BE L L t t∆Φ∆===∆∆ T =1s 时，F 安=BIL 1=0.5N 方向沿斜面向上（2）对ab 棒受力分析，设F 沿斜面向下，由平衡条件： F +mg sin30° -F 安=0 F =-0.5N外力F 大小为0.5N ．方向沿斜面向上 （3）q =It ,EI R r =+；E t∆Φ=∆； 1∆Φ=BL S 联立解得1 1.512C 1.5C 1.50.5BL S q R r ⨯⨯===++2．如图所示，两平行光滑的金属导轨MN 、PQ 固定在水平面上，相距为L ，处于竖直向下的磁场中，整个磁场由n 个宽度皆为x0的条形匀强磁场区域1、2、3、…n 组成，从左向右依次排列，磁感应强度的大小分别为B 、2B 、3B 、…nB ，两导轨左端MP 间接入电阻R ，一质量为m 的金属棒ab 垂直于MN 、PQ 放在水平导轨上，与导轨电接触良好，不计导轨和金属棒的电阻。
高中物理(新人教版)选择性必修二同步习题：法拉第电磁感应定律(同步习题)【含答案及解析】
第二章电磁感应2 法拉第电磁感应定律基础过关练题组一电磁感应定律1.关于感应电动势的大小,下列说法中正确的是(易错)A.线圈中磁通量变化越大,线圈中产生的感应电动势一定越大B.线圈中磁通量越大,产生的感应电动势一定越大C.线圈放在磁感应强度越大的地方,产生的感应电动势一定越大D.线圈中磁通量变化越快,产生的感应电动势越大2.(2020河北石家庄高二上月考)如图所示,栅栏大门朝正南方向,在门的四个角上钉有四个钉子,沿着钉子绕有50匝的大线圈,穿过该线圈的最大磁通量为1.6×10-4 Wb,那么,小明在2 s内把关闭的大门打开并转过90°的过程中,线圈中产生的感应电动势约为( )A.2×10-2 VB.4×10-3 VC.1.6×10-4 VD.8×10-5 V3.(2020重庆九校联盟高二上月考)如图为綦江南州中学物理兴趣小组为研究无线充电技术,动手制作的一个“特斯拉线圈”。
线圈匝数为n,面积为S,若在t1到t2时间内,匀强磁场平行于线圈轴线穿过线圈,其磁感应强度大小由B1均匀增加到B2,则该段时间内线圈两端的电势差的大小( )A.恒为S(B2-B1)t2-t1B.从0均匀变化到S(B2-B1)t2-t1C.恒为nS(B2-B1)t2-t1D.从0均匀变化到nS (B 2-B 1)t 2-t 14.(2020江苏常州高二上期中)如图所示,一个圆形线圈的匝数为n,半径为a,线圈平面与匀强磁场垂直,且一半处在磁场中。
在Δt 时间内,磁感应强度的方向不变,大小由B 均匀地增大到2B 。
在此过程中,线圈中产生的感应电动势为(深度解析)A.πnBa 2ΔtB.πnBa 22ΔtC.πBa 2ΔtD.πBa 22Δt5.(2020天津高二上期末)穿过某线圈的磁通量随时间变化的关系如图所示,在下列几段时间内,线圈中感应电动势最小的是( )A.0~2 sB.2~4 sC.4~5 sD.5~10 s6.(2020安徽太和中学高二上月考)(多选)粗细相同且由同种材料制成的A 、B 两线圈分别按图甲、乙两种方式放入匀强磁场中,甲、乙两图中的磁场方向均垂直于线圈平面,A 、B 线圈的匝数之比为2∶1,半径之比为2∶3。
2021年全国各地高考物理模拟试题《电场磁场电磁感应》计算题汇编(含答案解析)
2021年全国各地高考物理模拟试题《电场磁场电磁感应》计算题汇编（含答案解析）2021年全国各地高考物理模拟试题《电场、磁场、电磁感应》计算题汇编（含答案解析）2022全国高考物理模拟试题《电场、磁场、电磁感应》试题汇编（含答案解析）1.（2022？湖北模拟）如图所示，距离L=0.5m的平行导轨MNS和pqt处于均匀磁场中，磁感应强度B=0.4t，水平导轨处的磁场方向垂直向上，平滑倾斜导轨处的磁场方向垂直于导轨平面并向下倾斜。
质量为m=40g，电阻为r=0.1Ω。
导线棒AB和CD垂直放置在导轨上，与导轨接触良好，导轨电阻忽略不计。
质量为M=200g的物体C通过用绝缘细线缠绕光滑的固定滑轮分别与导体棒AB和CD连接。
细线沿导轨中心线，在导轨平面内，不计算细线和滑轮的质量。
倾斜导轨与水平面之间的角度已知θ=37°水平导轨与ab bar之间的动摩擦系数μ=0.4。
重力加速度g=10m/S2，水平导轨足够长，导体棒CD在移动过程中不会离开倾斜导轨。
在释放物体的过程中，当物体达到最大高度37.1m时，Sinh=0.6°（下落过程中，sinc=0.1m）（1）物体c能达到的最大速度vm是多少？（2）系统产生的内能是多少？（3）连接CD棒的细线对CD棒做了多少功？2．（2021?河南三模）某初中生设计了如下图甲所示的一种测定风力的装置。
当有风吹到迎风板上时，压敏电阻r的阻值会发生变化，工作时迎风板总是正对风吹来的方向。
已知电源电压恒为4.5v，定值电阻r0为1ω，压敏电阻在电路中的阻值r与迎风板所承受的风力f的关系如下图乙所示。
（1）如图a所示，风速计是从一个（可选的“电流”或“电压”）表重新安装的。
（2）如果迎风板的面积为100cm2，则当迎风板承受第1页（共47页）压力（3）无风时，电路中的电流是多少？此时压敏电阻的功率是多少？3.（2022年？东城区第一次模拟考试）电路上连接两条直线a和B，a长度为l0，B 长度为2l0。
电磁感应综合问题(解析版)--2024年高考物理大题突破优选全文
电磁感应综合问题1.掌握应用动量定理处理电磁感应问题的思路。
2.掌握应用动量守恒定律处理电磁感应问题的方法。
3.熟练应用楞次定律与法拉第电磁感应定律解决问题。
4.会分析电磁感应中的图像问题。
5.会分析电磁感应中的动力学与能量问题。
电磁感应中的动力学与能量问题1(2024·河北·模拟预测)如图甲所示，水平粗糙导轨左侧接有定值电阻R =3Ω，导轨处于垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度B =1T ，导轨间距L =1m 。
一质量m =1kg ，阻值r =1Ω的金属棒在水平向右拉力F 作用下由静止开始从CD 处运动，金属棒与导轨间动摩擦因数μ=0.25，金属棒的v -x 图像如图乙所示，取g =10m/s 2，求：(1)x =1m 时，安培力的大小；(2)从起点到发生x =1m 位移的过程中，金属棒产生的焦耳热；(3)从起点到发生x =1m 位移的过程中，拉力F 做的功。
【答案】(1)0.5N ；(2)116J ；(3)4.75J 【详解】(1)由图乙可知，x =1m 时，v =2m/s ，回路中电流为I =E R +r =BLv R +r=0.5A安培力的大小为F 安=IBL =0.5N (2)由图乙可得v =2x金属棒受到的安培力为F A =IBL =B 2L 2v R +r=x2(N )回路中产生的焦耳热等于克服安培力做的功，从起点到发生x =1m 位移的过程中，回路中产生的焦耳热为Q =W 安=F A x =0+0.52×1J =0.25J金属棒产生的焦耳热为Q 棒=r R +rQ =116J(3)从起点到发生x =1m 位移的过程中，根据动能定理有W F -W 安-μmgx =12mv 2解得拉力F 做的功为W F =4.75J1．电磁感应综合问题的解题思路2．求解焦耳热Q 的三种方法(1)焦耳定律：Q =I 2Rt ，适用于电流恒定的情况；(2)功能关系：Q =W 克安(W 克安为克服安培力做的功)；(3)能量转化：Q =ΔE (其他能的减少量)。
高考物理大一轮精准复习练习：专题十二 电磁感应+Word版含解析 (2)
专题十二电磁感应挖命题【考情探究】分析解读近几年内对本专题的内容都有考查,考查涉及电磁感应现象及其产生条件、楞次定律、右手定则、法拉第电磁感应定律以及相关的电路问题、动力学问题、能量转化问题、自感问题等多个方面,体现出这个专题的考查综合性,难度和区分度较高,题目呈现为选择题、实验题、计算题等多样性,主要考查考生的情景分析和理解能力、提取信息能力、应用基本规律分析和推理计算的能力,有些题目源于课本,但问题往往深入到知识的深层次,考查对物理知识本质的深刻认识层面,预计今后的高考中这种考查形式和方向还会继续。
【真题典例】破考点【考点集训】考点一电磁感应现象1.如图所示,将铜片悬挂在电磁铁的两极间,形成一个摆。
在电磁铁线圈未通电时,铜片可以自由摆动,忽略空气阻力及转轴摩擦的作用。
当电磁铁通电后,电磁铁两极间可视为匀强磁场,忽略磁场边缘效应。
关于通电后铜片的摆动过程,以下说法正确的是()A.由于铜片不会受到电磁铁的吸引,所以铜片向右穿过磁场后,还能摆至原来的高度B.铜片进入磁场的瞬间,铜片一定立即减速C.铜片在进入和离开磁场时,由于电磁感应,均有感应电流产生D.铜片进入磁场的过程是机械能转化为电能的过程,离开磁场的过程是电能转化为机械能的过程答案C2.与一般吉他(以箱体的振动发声)不同,电吉他靠拾音器发声。
如图所示,拾音器由磁体及绕在其上的线圈组成。
磁体产生的磁场使钢质琴弦磁化而产生磁性,即琴弦也产生自己的磁场。
当某根琴弦被拨动而相对线圈振动时,线圈中就会产生相应的电流,并最终还原为声音信号。
下列说法中正确的是()A.若磁体失去磁性,电吉他仍能正常工作B.换用尼龙材质的琴弦,电吉他仍能正常工作C.琴弦振动的过程中,线圈中电流的方向不会发生变化D.拾音器的作用是利用电磁感应把琴弦的振动转化成电信号答案D3.某同学想用如图所示装置探究感应电流产生的条件,ab是一根导体棒,通过导线、开关连接在灵敏电流计的两个接线柱上。
黑龙江省大庆市喇中高考物理复习 考题精选(57)法拉第电磁感应定律 感应电动势的大小(含解析)
高中物理考题精选（57）——法拉第电磁感应定律感应电动势的大小1、如图所示，两根足够长的光滑金属导轨水平平行放置，间距为L＝1 m，cd间、de间、cf间分别接着阻值为R＝10 Ω的电阻．一阻值为R＝10 Ω的导体棒ab以速度v＝4 m/s匀速向左运动，导体棒与导轨接触良好；导轨所在平面存在磁感应强度大小为B＝0.5 T，方向竖直向下的匀强磁场．下列说法中正确的是 ( )．A．导体棒ab中电流的流向为由b到aB．cd两端的电压为1 VC．de两端的电压为1 VD．fe两端的电压为1 V答案 BD2、在水平桌面上，一个圆形金属框置于匀强磁场B1中，线框平面与磁场垂直，圆形金属框与一个水平的平行金属导轨相连接，导轨上放置一根导体棒ab，导体棒与导轨接触良好，导体棒处于另一匀强磁场B2中，该磁场的磁感应强度恒定，方向垂直导轨平面向下，如图甲所示．磁感应强度B1随时间t的变化关系如图乙所示，0～1s内磁场方向垂直线框平面向下．若导体棒始终保持静止，并设向右为静摩擦力的正方向，则导体棒所受的静摩擦力f随时间变化的图象是下列图中的( )答案 D3、如图1所示，固定在水平桌面上的光滑金属框架cdeg处于方向竖直向下的匀强磁场中，金属杆ab与金属框架接触良好.在两根导轨的端点d、e之间连接一电阻，其他部分电阻忽略不计.现用一水平向右的外力F作用在金属杆ab上，使金属杆由静止开始向右在框架上滑动，运动中杆ab始终垂直于框架.图2为一段时间内金属杆受到的安培力f随时间t的变化关系，则图3中可以表示外力F随时间t变化关系的图象是（）答案 B4、如图所示，单匝矩形闭合导线框全部处于水平方向的匀强磁场中，线框面积为，电阻为。
线框绕与边重合的竖直固定转轴以角速度从中性面开始匀速转动，线框转过时的感应电流为，下列说法正确的是（）A．线框中感应电流的有效值为B．线框转动过程中穿过线框的磁通量的最大值为C．从中性面开始转过的过程中，通过导线横截面的电荷量为D．线框转一周的过程中，产生的热量为答案 BC5、如图甲所示，两条不光滑平行金属导轨倾斜固定放置，倾角θ=37°，间距d=1m，电阻r=2Ω的金属杆与导轨垂直连接，导轨下端接灯泡L，规格为“4V,4W”，在导轨内有宽为l、长为d的矩形区域abcd，矩形区域内有垂直导轨平面均匀分布的磁场，各点的磁感应强度B大小始终相等，B随时间t变化如图乙所示。
(word完整版)高中物理电磁感应习题及答案解析(2021年整理)
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1．图12—2，甲、乙两图为与匀强磁场垂直放置的两个金属框架，乙图除了一个电阻为零、自感系数为L 的线圈外,其他部分与甲图都相同，导体AB 以相同的加速度向右做匀加速直线运动。
若位移相同，则（ ）A ．甲图中外力做功多B ．两图中外力做功相同C ．乙图中外力做功多D ．无法判断2．图12-1，平行导轨间距为d ，一端跨接一电阻为R ，匀强磁场磁感强度为B ,方向与导轨所在平面垂直。
一根足够长的金属棒与导轨成θ角放置，金属棒与导轨的电阻不计。
当金属棒沿垂直于棒的方向以速度v 滑行时，通过电阻R 的电流强度是（ ）A ．Bdv RB ．sin Bdv RθC ．cos Bdv Rθ D ．sin Bdv R θ3．图12-3,在光滑水平面上的直线MN 左侧有垂直于纸面向里的匀强磁场,右侧是无磁场空间。
将两个大小相同的铜质矩形闭合线框由图示位置以同样的速度v 向右完全拉出匀强磁场。
已知制作这两只线框的铜质导线的横截面积之比是1：2.则拉出过程中下列说法中正确的是（ ）A ．所用拉力大小之比为2：1B ．通过导线某一横截面的电荷量之比是1:1C ．拉力做功之比是1:4D ．线框中产生的电热之比为1：24． 图12—5，条形磁铁用细线悬挂在O 点。
2021-2022年高二物理 达标训练(2、法拉第电磁感应定律—感应电动势的大小)(有解析) 大纲人
2021-2022年高二物理 达标训练（2、法拉第电磁感应定律—感应电动势的大小）(有解析) 大纲人教版基础·巩固1.将一磁铁缓慢地或迅速地插到闭合线圈中同样位置处，不发生变化的物理量有（ ）A.磁通量的变化率B.感应电流的大小C.消耗的机械功率D.磁通量的变化量E.流过导体横截面的电荷量解析：插到闭合线圈中同样位置，磁通量的变化量相同，磁通量的变化率不同，由可知，I 感不同，消耗的机械功率也不同，流过导体的横截面的电荷量Rt t R t R E t I q ∆Φ=∆∆∆Φ=∆=∆=，因ΔΦ、R 不变，所以q 与磁铁插入线圈的快慢无关. 答案：DE2.恒定的匀强磁场中有一圆形闭合导线圈，线圈平面垂直于磁场方向，当线圈在磁场中做下列哪种运动时，线圈中能产生感应电流（ ）A.线圈沿自身所在平面运动B.沿磁场方向运动C.线圈绕任意一直径做匀速转动D.线圈绕任意一直径做变速转动解析：无论线圈绕哪一处直径怎样转动，都会导致磁通量的变化，从而引起感应电动势，又因是闭合导体线圈，故产生感应电流.答案：CD3.一个矩形线圈，在匀强磁场中绕一个固定轴做匀速运动，当线圈处于如图16-2-14所示位置时，此线圈（ ）图16-2-14A.磁通量最大，磁通量变化率最大，感应电动势最小B.磁通量最大，磁通量变化率最大，感应电动势最大C.磁通量最小，磁通量变化率最大，感应电动势最大D.磁通量最小，磁通量变化率最小，感应电动势最小解析：这时线圈平面与磁场方向平行，磁通量为零，磁通量的变化率最大.答案：C4.一个N 匝的圆线圈，放在磁感应强度为B 的匀强磁场中，线圈平面跟磁感应强度方向成30°角，磁感应强度随时间均匀变化，线圈导线规格不变.下列方法中可使线圈中感应电流增加一倍的是（ ）A.将线圈匝数增加一倍B.将线圈面积增加一倍C.将线圈半径增加一倍D.适当改变线圈的取向解析：A 、B /中的E 虽变大一倍，但线圈电阻也相应发生变化.答案：CD综合·应用5.如图16-2-15所示，C 是一只电容器，先用外力使金属杆ab 贴着水平平行金属导轨在匀强磁场中沿垂直磁场方向运动，到有一定速度时突然撤去外力.不计摩擦，则ab 以后的运动情况可能是（ ）图16-2-15A.减速运动到停止B.来回往复运动C.匀速运动D.加速运动解析：当ab 达到速度v 时，ab 中感应电动势E =B Lv ，此时，电容器已被充电的两板间电势差U =E =B Lv ，外力撤销瞬间，ab 速度仍为v ，则棒中感应电动势仍为E =B Lv .电容器带电荷量未变时，两极板间电势差为U =B Lv ，则a 端与电容器上板间，b 端与电容器下板间电势差均为零，回路中没有充放电电流，所以ab 将以速度v 做匀速运动，不发生任何能量的转化.答案：C6.(全国理综Ⅰ)如图16-2-16，在匀强磁场中固定放置一根串接一电阻R 的直角形金属导轨aOb （在纸面内），磁场方向垂直纸面朝里，另有两根金属导轨c 、d 分别平行于Oa 、Ob 放置.保持导轨之间接触良好，金属导轨的电阻不计.现经历以下四个过程：①以速率v 移动d ，使它与Ob 的距离增大一倍；②再以速率v 移动c ，使它与Oa 的距离减小一半；③然后，再以速率2v 移动c ，使它回到原处；④最后以速率2v 移动d ，使它也回到原处.设上述四个过程中通过电阻R 的电荷量的大小依次为Q 1、Q 2、Q 3和Q 4，则…（ ）图16-2-16A.Q 1＝Q 2＝Q 3＝Q 4B.Q 1＝Q 2＝2Q 3＝2Q 4C.2Q 1＝2Q 2＝Q 3＝Q 4D.Q 1≠Q 2＝Q 3≠Q 4解析：由RS B R t tR t I Q ∆⋅=∆Φ=∆⋅∆∆Φ=∆⋅=可知，在四种移动情况下变化的面积是相同的，则磁通量的变化相同，跟移动的速度无关，跟移动的时间也无关，所以A 选项正确答案：A7.(四川理综)如图16-2-17所示，接有灯泡L 的平行金属导轨水平放置在匀强磁场中，一导体杆与两导轨良好接触并做往复运动，其运动情况与弹簧振子做简谐运动的情况相同.图中O 位置对应于弹簧振子的平衡位置，P 、Q 两位置对应于弹簧振子的最大位移处.若两导轨的电阻不计，则（ ）图16-2-17A.杆由O到P的过程中，电路中电流变大B.杆由P到Q的过程中，电路中电流一直变大C.杆通过O处时，电路中电流方向将发生改变D.杆通过O处时，电路中电流最大解析：E感=Blv,，导体杆从O到P，速度减小，电流减小，A选项错误.当导体杆从P运动到O再运动到Q，速度先增加再减小，在平衡位置O处速度最大，电流先增大再减小，B 选项错误，D选项正确.杆通过O处时，速度方向不变，电流方向也不变，C选项错误.答案：D8.如图16-2-18所示，在匀强磁场中，有一接有电容器的导线回路，已知C=30 μF，L 1=5 cm，L 2=8 cm，磁场以5×10 -2T/S的速率均匀增强，则电容器C所带的电荷量为________C图16-2-18图16-2-19解析：电容器两板间的电势差即为线圈中产生的感应电动势，，电容器的带电荷量为：Q=CE=3×10-5×5×10 -2×5×8×10-4C=6×10-9C.答案：6×10-99.如图16-2-19所示，有一弯成θ角的光滑金属导轨POQ，水平放置在磁感应强度为B 的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直.有一金属棒MN与导轨的OQ边垂直放置，当金属棒从O点开始以加速度a向右运动t秒时，棒与导轨所构成的回路中的感应电动势是多解析：由于导轨的夹角为θ，开始运动t秒时，金属棒切割磁感线的有效长度为：L=s tanθ=at2tanθ即金属棒运动t秒时，棒与导轨所构成的回路中的感应电动势是E=Ba2t3tanθ.10.如图16-2-20所示，矩形线圈的匝数n=100匝，ab边的边长L1=0.4m，bc边的边长L2=0.2 m，在磁感应强度B=0.1 T的匀强磁场中绕OO′以角速度ω=100π Rad/S匀速转动.（1）从图示位置开始，转过180°的过程中，线圈中的平均电动势多大?（2）若线圈闭合，回路的总电阻R=40 Ω，则此过程中通过线圈导线某一截面的电荷量为多少?[图16-2-20 解析：（1）在转过180°的过程中，磁通量的变化量为ΔΦ=2BS =2BL 1L 2，所用的时间.由法拉第电磁感应定律得这一过程中的平均电动势为：E =n =100×2×0.1×0.4×0.2×V=160 V.（2）这一过程通过导体某一截面的电荷量为：C Rn L BL R n t R t n t R E t I q 2211042-⨯==∆Φ=∆⋅⋅∆∆Φ=∆⋅=∆⋅=. 11.(北京理综) 磁流体推进船的动力来源于电流与磁场间的相互作用.图16-2-21是在平静海面上某实验船的示意图，磁流体推进器由磁体、电极和矩形通道（简称通道）组成.如图16-2-22所示，通道尺寸a ＝2.0 m 、b ＝0.15 m 、c ＝0.10 m .工作时，在通道内沿z 轴正方向加B ＝8.0 T 的匀强磁场；沿x 轴负方向加匀强电场，使两金属板间的电压U ＝99.6 V ；海水沿y 轴方向流过通道.已知海水的电阻率ρ＝0.20Ω·m .图16-2-21 图16-2-22（1）船静止时，求电源接通瞬间推进器对海水推力的大小和方向；（2）船以v S ＝5.0 m /S 的速度匀速前进.若以船为参考系，海水以5.0 m /S 的速率涌入进水口，由于通道的截面积小于进水口的截面积，在通道内海水速率增加到v d ＝8.0 m /S .求此时两金属板间的感应电动势U 感；（3）船行驶时，通道中海水两侧的电压按U ′＝U －U 感计算，海水受到电磁力的80％可以转化为对船的推力.当船以v S ＝5.0 m /S 的速度匀速前进时，求海水推力的功率.思路分析：（1）根据安培力公式，推力F 1=I 1Bb ，其中,则N B U Bb R U F ac 8.7961===ρ对海水推力的方向沿y 轴正方向（向右）.（2）U 感=Bv d b =9.6 V.（3）根据欧姆定律A 600)(2=-='=bac b Bv U R U I d ρ 安培推力F 2=I 2B b =720 N对船的推力F =80% F 2=576 N推力的功率P =Fv s =80%F 2v s =2 880 W.27095 69D7 槗Y21459 53D3 叓39597 9AAD 骭34323 8613 蘓$ 31198 79DE 秞0 38788 9784 鞄22799 590F 夏30751 781F 砟28519 6F67 潧。
电磁感应实验练习题计算磁场变化引起的感应电动势
电磁感应实验练习题计算磁场变化引起的感应电动势对于电磁感应实验中计算磁场变化引起的感应电动势，我们需要首先了解电磁感应的基本原理。
根据法拉第电磁感应定律，当磁场的变化穿过一定的导体回路时，会产生感应电动势。
感应电动势的计算公式为：ε = -N ∆Φ/∆t其中，ε表示感应电动势，N表示线圈的匝数，∆Φ表示磁通量的变化量，∆t表示磁场变化的时间。
下面，我们通过练习题来计算磁场变化引起的感应电动势。
练习题一：一个螺线管有100个匝，截面积为0.01平方米。
当磁感应强度从0.2特斯拉增加到0.6特斯拉，变化所用的时间为2秒。
求在这个过程中产生的感应电动势。
解答一：根据感应电动势的计算公式，我们可以得到：N = 100A = 0.01平方米∆B = 0.6特斯拉 - 0.2特斯拉 = 0.4特斯拉∆t = 2秒感应电动势ε = -N ∆Φ/∆t而磁通量Φ可以表示为磁感应强度B乘以面积A，即∆Φ = BΔA ∆Φ = ∆B * A = 0.4特斯拉 * 0.01平方米 = 0.004特斯拉·平方米代入计算公式，得到：ε = -N ∆Φ/∆t= -100 * 0.004特斯拉·平方米 / 2秒= -0.2伏特答案：在这个过程中，产生的感应电动势为0.2伏特。
练习题二：一个平行板电容器的板间距离为0.02米，两个平行板上的电压为5伏特。
当板间的磁感应强度发生变化时，感应电动势为多少？解答二：根据感应电动势的计算公式，我们可以得到：N = 1（由于只有一对平行板）A = 0.02平方米∆B = 变化后的磁感应强度 - 变化前的磁感应强度 = B2 - B1∆t = 1秒（假设变化所用的时间为1秒）感应电动势ε = -N ∆Φ/∆t在这个情况下，磁通量Φ仍然可以表示为磁感应强度B乘以面积A，即∆Φ = BΔA∆Φ = ∆B * A = (B2 - B1) * 0.02平方米代入计算公式，得到：ε = -N ∆Φ/∆t= -(B2 - B1) * 0.02平方米 / 1秒= -0.02(B2 - B1)伏特答案：在这个过程中，感应电动势为-0.02(B2 - B1)伏特。
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专题02 感应电动势大小的计算
1．(2017黑龙江大庆一模)如图甲为磁感应强度B随时间t的变化规律，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，平面位于纸面内，如图乙所示．令I1、I2、I3分别表示Oa、ab、bc段的感应电流，F1、F2、F3分别表示金属环上很小一段导体受到的安培力．下列说法不正确的是（）
A．I1沿逆时针方向，I2沿顺时针方向
B．I2沿顺时针方向，I3沿顺时针方向
C．F1方向指向圆心，F2方向指向圆心
D．F2方向背离圆心向外，F3方向指向圆心
【参考答案】C．
2.如图2所示，在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆MN在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动，MN中产生的感应电动势为E1；若磁感应强度增为2B，其他条件不变，MN中产生的感应电动势变为E2。
则通过电阻R的电流方向及E1与E2之比E1∶E2分别为( )
A.c→a，2∶1
B.a→c，2∶1
C.a→c，1∶2
D.c→a，1∶2
【参考答案】C
3.如图所示，水平放置的平行金属导轨MN和PQ之间接有定值电阻R，导体棒ab长为l且与导轨接触良好，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，现使导体棒ab向右匀速运动，下列说法正确的是( )
A.导体棒ab两端的感应电动势越来越小
B.导体棒ab中的感应电流方向是a→b
C.导体棒ab所受安培力方向水平向右
D.导体棒ab所受合力做功为零
【参考答案】D
【名师解析】由于导体棒匀速运动，磁感应强度及长度不变，由E＝BLv可知，运动中感应电动势不变；由楞次定律可知，导体棒中的电流方向由b指向a；由左手定则可知，导体棒所受安培力方向水平向左；由于匀速运动，棒的动能不变，由动能定理可知，合力做的功等于零。
选项A、B、C错误，D正确。
4．(2016福建质检)如图，两根足够长的光滑金属导轨竖直放置，底端接电阻R，轻弹簧上端固定，下端悬挂质量为m的金属棒，金属棒和导轨接触良好。
除电阻R外，其余电阻不计。
导轨处于匀强磁场中，磁场方向垂直导轨所在平面。
静止时金属棒位于A处，此时弹簧的伸长量为Δl，弹性势能为E P。
重力加速度大小为g。
将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，金属棒在运动过程中始终保持水平，则
A．当金属棒的速度最大时，弹簧的伸长量为Δl
B．电阻R上产生的总热量等于mgΔl－E P
C．金属棒第一次到达A处时，其加速度方向向下
D．金属棒第一次下降过程通过电阻R的电荷量比第一次上升过程的多
【参考答案】BD
【命题意图】本题考查了电磁感应、能量守恒定律、胡克定律、安培力等知识点。
【易错点拨】解答此题的易错点主要有：一是没有考虑安培力，错选A ；二是不能根据能量守恒定律得出选项B 正确；三是没有认真分析，错选C 。
实际上，金属棒从弹簧原长位置由静止释放，做阻尼振动，最后静止在A 位置。
若能够按照阻尼振动分析，运用q=R
φ
∆，很容易得出选项D 正确。
5．如图所示，水平面内有两根足够长的平行导轨L 1、L 2，其间距d=0.5m ，左端接有电容量
C=2000μF 的电容。
质量m=20g 的导体棒可在导轨上无摩擦滑动，导体棒和导轨的电阻不计。
整个空间存在着垂直导轨所在平面的匀强磁场，磁感应强度B=2T 。
现用一沿导轨方向向右的恒力F=0.22N 作用于导体棒，使导体棒从静止开始运动，经过一段时间t ，速度达到v =5m/s 。
则
A ．此时电容器两端电压为10V
B ．此时电容
C 上的电量为1×10-2C ； C ．导体棒做匀加速运动，且加速度为20m/s 2
D ．时间t=0.4s
【参考答案】B
6、（2016鄂豫晋冀陕五省联考）如图所示,在一竖直平面内的三条平行导线串有两个电阻R1和R2,导体棒PQ与三条导线均接触良好.匀强磁场的方向垂直纸面向里,导体棒的电阻可忽略.若导体棒向左加速运动,则
A．流经R1的电流方向向上
B．流经R2的电流方向向下
C．流经R1的电流方向向下
D．流经R2的电流方向向上
【参考答案】AD
【名师解析】导体棒向左加速运动,由右手定则可判断出，导体棒PQ中感应电动势方向从P 到Q，PQ上半部分与R1构成闭合回路，流经R1的电流方向向上，选项A正确C错误。
PQ 下半部分与R2构成闭合回路，流经R2的电流方向向上，选项D正确B错误。
7.(2016徐州联考)如图所示，宽为L的水平光滑金属轨道上放置一根质量为m的导体棒MN，轨道左端通过一个单刀双掷开关与一个电容器和一个阻值为R的电阻连接，匀强磁场的方向与轨道平面垂直，磁感应强度大小为B，电容器的电容为C，金属轨道和导体棒的电阻不计．现
将开关拨向“1”，导体棒MN 在水平向右的恒力F 作用下由静止开始运动，经时间t 0后，将开关S 拨向“2”，再经时间t ，导体棒MN 恰好开始匀速向右运动．下列说法正确的是（ ）
A ．开关拨向“1”时，金属棒做加速度逐渐减小的加速运动
B ．t 0时刻电容器所带的电荷量为
22
CBLFt m CB L +
C ．开关拨向“2”后，导体棒匀速运动的速率为22
FR
B L D ．开关拨向“2”后t 时间内，导体棒通过的位移为22FR B L （t +022mt m CB L +﹣22
mR
B L
） 【参考答案】BCD
8.【西藏日喀则地区第一高级中学2016届高三下学期模拟考试（二）理科综合·物理试题】如图所示，MN 和PQ 是电阻不计的光滑平行金属导轨，间距为L ，导轨弯曲部分与平直部分平
滑连接，顶端接一个阻值为R的定值电阻，平直导轨左端，有宽度为d，方向竖直向上、磁
AA处由静止释放，经过感应强度大小为B的匀强磁场，一电阻为r，长为L的金属棒从导轨'
AA离桌面高度为h，桌面离地高度为H，磁场右边界继续向右运动并从桌边水平飞出，已知'
金属棒落地点的水平位移为s，重力加速度为g，由此可求出金属棒穿过磁场区域的过程中
A、流过金属棒的最小电流
B、通过金属棒的电荷量
C、金属棒克服安培力所做的功
D、金属棒产生的焦耳热
【答案】AB
考点：考查了导体切割磁感线运动
【名师点睛】本题关键要熟练推导出感应电荷量的表达式q R
∆Φ
=，这是一个经验公式，经常用到，要在理解的基础上记住
9. (2015·海南单科，2)如图9，空间有一匀强磁场，一直金属棒与磁感应强度方向垂直，当它以速度v 沿与棒和磁感应强度都垂直的方向运动时，棒两端的感应电动势大小为E ，将此棒弯成两段长度相等且相互垂直的折线，置于与磁感应强度相垂直的平面内，当它沿两段折线夹角平分线的方向以速度v 运动时，棒两端的感应电动势大小为E ′。
则E ′E
等于( )
A.12
B.22
C.1
D.2
【参考答案】 B。