1、1法拉第电磁感应定律应用题组一1 如图 13-45 所示，在一均匀磁场中有一 U 形导线框 abcd，线框处于水平面内，磁场与线框平面垂直， R 为一电阻，ef 为垂直于 ab 的一根导体杆，它可在 ab、cd 上无摩擦地滑动.杆 ef 及线框中导线的电阻都可不计.开始时，给 ef 一个向右的初速度，则（ ）A.ef 将减速向右运动，但不是匀减速B.ef 将匀减速向右运动，最后停止C.ef 将匀速向右运动D.ef 将往返运动2 一矩形线圈位于一随时间 t 变化的匀强磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面（纸面）向里，如图 13-50 所示.以 I 表示线圈中的感应电流，以图中的线圈上所示方向的电流
2、为正，则图 13-51 的 I-t 图正确的是（ ）图 13-50图13-513 某实验小组用如图 13-38 所示的实验装置来验证楞次定律.当条形磁 铁自上而下穿过固定的线圈时，通过电流计的感应电流方向是（ ）A.a Gb B.先 a Gb，后 b GaC.b Ga D.先 b Ga,后 a Gb4如图所示，足够长的两条光滑水平导轨平行放置在匀强磁场中，磁场垂直于导轨所在平面，金属棒 可沿导轨自由ab滑动，导轨一端跨接一定值电阻，其他电阻不计。现将金属棒沿导轨由静止向右拉，第一次保持拉力恒定，经时间 后金属棒速度为 ，加速度为 ，最终1tv1a金属棒以速度 做匀速运动，第二次保持拉力的功率恒
3、定，经时间 后金属棒速度也为 ，加速v2 2tv度为 ，最终也以 做匀速运动，则（ ）aA B C D12t2t112aa325如图所示，水平放置的 U 形导电框架上接有电阻 R，导线 ab 能在框架上无摩擦地滑动，竖直向上的匀强磁场竖直穿过框架平面，当 ab 匀速向右移动时，以下判断错误的是：A导线 ab 除受拉力作用外，还受到磁场力的作用Bab 移动速度越大，所需拉力也越大 ab2Cab 移动速度一定，若将电阻增大些，则拉动 ab 的力可小些D只要使 ab 运动并达到某一速度后，撤去外力，ab 也能在框架上维持匀速直线运动6 如图所示，闭合矩形线圈 abcd 从静止开始竖直下落，穿过一个匀
4、强磁场区域，此磁场 区域竖直方向的长度远大于矩形线圈 bc 边的长度，不计空气阻力则： A从线圈 dc 边进入磁场到 ab 边刚穿出磁场的整个过程中，线圈中始终有感应电流 B从线圈 dC 边进入磁场到 ab 边刚穿出磁场的整个过程中，有一个阶段线圈的加速度等于重力加速度 cdC 边刚进入磁场时线圈内感应电流的方向与 dc 边刚穿出磁场时感应电流的方向相同 Ddc 边刚进入磁场时线圈内感应电流的大小与 dc 边刚穿出磁场时感应电流的大小一定相等7 如图所示，PQRS 为一正方形导线框，它以恒定速度向右进入以 MN 为边界的匀强磁场，磁场方向垂直线框平面，MN 直线与水平成 450角E、F 分别为
5、 PS 和 PQ 的中点，关于线框中的感应电流，正确的说法是： A当 E 点经过边界 MN 时，线框中感应电流最人 B当 P 点经过边界 MN 时，线框中感应电流最大 C当 F 点经过边界 MN 时，线框中感应电流最大 D当 Q 点经过边界 MN 时，线框中感应电流最大8如图，一个半径为 L 的半圆形硬导体 AB 以速度 v，在水平 U型框架上匀速滑动，匀强磁场的磁感应强度为 B，回路电阻为 R0半圆形硬导体 AB 的电阻为 r，其余电阻不计,则半圆形导体AB 切割磁感线产生感应电动势的大小及 AB 之间的电势差分别为：A. rRBvL0; B. Lv;2C. 2; D. rRB0;11 如图
6、所示，两根足够长的直金属导轨 MN、 PQ 平行放置在倾角为 的绝缘斜面上，两导轨间距为 L.M、 P 两点间接有阻值 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，磁场方向的垂直斜面向下.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 13-46 乙所示，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
7、程中，ab 杆可以达到的速度最大值. a bcdEFPQ RSMN450R0R0AB3题组二1如图所示，在 O 点正下方有一个具有理想边界的磁场，铜环在 A 点由静止释放向右摆至最高点 B不考虑空气阻力，则下列说法正确的是（ ）A A、 B 两点在同一水平线B A 点高于 B 点C A 点低于 B 点D铜环将做等幅摆动2如图 1239 所示，虚线框 abcd 内为一矩形匀强磁场区域， ab2 bc，磁场方向垂直于纸面；实线框 a b c d是一正方形导线框， a b边与 ab 边平行若将导线框匀速地拉离磁场区域，以 W1表示沿平行于 ab 的方向拉出过程中外力所做的功，W 2表示以同样速率沿平
8、行于 b c 的方向拉出过程中外力所做的功，则A W1 W2 B W22 W1C W12 W2 D W24 W1图 12393光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图 12320 所示，抛物线的方程是 y x2，下半部处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是 y a 的直线（图中的虚线所示）一个小金属块从抛物线上 y b（ b a）处以速度 v 沿抛物线下滑假设抛物线足够长，金属块沿抛物线下滑后产生的焦耳热总量是图 12320A mgb B 21mv2C mg（ b a） D mg（ b a） 1mv24 如图所示，闭合小金属环从高 h 的光滑曲面上端无初速滚下，沿曲面的另一侧上升，曲面在磁
9、场中 （ ）A 若是非匀强磁场，环在左侧滚上的高度小于 hB. 若是匀强磁场，环在左侧滚上的高度等于 hc.若是非匀强磁场，环在左侧滚上的高度等于 hh4D.若是匀强磁场，环在左侧滚上的高度小于 h5 竖直放置的平行光滑导轨，其电阻不计，磁场方向如图 3-9-16 所示，磁感强度 B=0.5T，导体 ab及 cd 长均为 0.2m，电阻均为 0.1，重均为 0.1N，现用力向上推动导体 ab，使之匀速上升（与导轨接触良好），此时，cd 恰好静止不动，那么 ab 上升时，下列说法正确的是 Aab 受到的推力大小为 2NBab 向上的速度为 2m/sC在 2s 内，推力做功转化的电能是 0.4JD
10、在 2s 内，推力做功为 0.6J6（2012 山东卷）.如图所示，相距为 L 的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为 ，上端接有定值电阻，匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为 B。将质量为 m 的导体棒由静止释放，当速度达到 v 时开始匀速运动，此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力，并保持拉力的功率为 P，导体棒最终以 2的速度匀速运动。导体棒始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨和导体棒的电阻，重力加速度为 g，下列选项正确的是A sinmB 3PC当导体棒速度达到 2v时加速度为 sin2gD在速度达到 以后匀速运动的过程中，R 上产生的焦耳热等于拉力所做的功题组三51磁感应强度为
11、 B 的匀强磁场中，有一根弯成 450的金属线 POQ，其所在平面与磁场垂直，如图，长直导线 MN 与金属线紧密接触，起始时 Ob=L0米，且 MNOQ，所有导线单位长度电阻均为 r，当 MN 以速度 v，平行于 OQ 向右匀速滑动时，求：(1)闭合电路 aOb 中感应电流的大小和方向(2)驱使 MN 作匀速运动的外力随时间变化的规律(3)导线上产生的热功率随时间变化的规律2 半径为 a 的圆形区域内有均匀磁场，磁感应强度为 B =0.2T，磁场方向垂直纸面向里，半径为 b 的金属圆环与磁场同心放置，磁场与环面垂直，其中 a =0.4m，b =0.6m，金属环上分别接有灯L1、 L2，两灯的电
12、阻均匀为 R02，一金属棒 MN 与金属环接触良好，棒与环的电阻均忽略不计.（1）若棒以 v0=5m/s 的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径 00的瞬间（如图 13-43所示） MN 中的电动势和流过灯 L1的电流.（2）撤去中间的金属棒 MN，将右面的半圆环 OL2O以 OO为轴向上翻转 90，若此时磁场随时间均匀变化，其变化率为 ，求 L1的功率.sTtB/)4(/Na Po QMbB v63 有一面积为 S =100cm2金属环，电阻为 R =0.1，环中磁场变化规律如图 13-41 所示，且磁场方向垂直环面向里，在 t1到 t2时间内，环中感应电流的方向如何？通过金属环的电量为
13、多少？图 13-414 如图(甲)所示，一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道间距 L0.20 m，电阻 R10 ，有一质量为 1kg 的导体棒平放在轨道上并与两轨道垂直，导体棒及轨道的电阻皆可忽略不计，整个装置处于垂直轨道平面向下的匀强磁场中。现从 t=0 开始，用一水平向右的外力 F 沿轨道方向拉动导体棒，使之做初速度为零的匀加速直线运动， F 与时间 t 的关系如图(乙)所示，试求：（1）导体棒运动的加速度 a。（2）磁场的磁感应强度 B。（3）导体棒运动到第 20s 时，电阻 R 的电功率。（4）若改为恒定拉力作用，但仍要导体棒以该加速度做匀加速运动，在其它条件不变的情况下，简要说明磁
14、场的磁感应强度必须满足的条件。B（甲）R FF/N3210 10 15 20 25 30 t/s45 35 575 相距为 L=0.20m 的足够长的金属直角导轨如图所示放置，它们各有一边在同一水平面内，另一边垂直于水平面。质量均为 m=0.1kg 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 ，导轨电阻不计，回路总电阻为 R=1.0。整个装置处于磁感应强度大小为B=0.50T，方向竖直向上的匀强磁场中。当 ab 杆在平行于水平导轨的拉力 F 作用下从静止开始沿导轨匀加速运动时，cd 杆也同时从静止开始沿导轨向下运动。测得拉力 F 与时间 t 的关系如图所示
15、。g=10m/s2，求：（1）杆 ab 的加速度 a 和动摩擦因数 ；（2）杆 cd 从静止开始沿导轨向下运动达到最大速度所需的时间 t0；（3）画出杆 cd 在整个运动过程中的加速度随时间变化 at 图像，要求标明坐标值（不要求写出推导过程）。6 如图甲所示，空间存在 B=0.5T，方向竖直向下的匀强磁场，MN、PQ 是处于同一水平面内相互平行的粗糙长直导轨，间距 L=0.2m，R 是连在导轨一端的电阻，ab 是跨接在导轨上质量 m=0.1kg的导体棒。从零时刻开始，通过一小型电动机对 ab 棒施加一个牵引力 F，方向水平向左，使其从静止开始沿导轨做加速运动，此过程中棒始终保持与导轨垂直且接
16、触良好。图惭是棒的 vt图象，其中 OA 段是直线，AC 是曲线，DE 是曲线图象的渐近线，小型电动机在 12s 末达到额定功率，P 额 =4.5W，此后功率保持不变。除 R 以外，其余部分的电阻均不计，g=10m/s 2。（1）求导体棒在 012s 内的加速度大小；（2）求导体棒与导轨间的动摩擦因数及电阻 R 的阻值；（3）若 t=17s 时，导体棒 ab 达最大速度，从 017s 内共发生位移 100m，试求 1217s 内，R上产生的热量是多少？87 如图所示，两根足够长固定平行金属导轨位于倾角 的斜面上，导轨上、下端各接有阻值30的电阻，导轨电阻忽略不计，导轨宽度 ，在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面20R mL2向上的匀强磁场，磁感应强度 。质量 、连入电路的电阻 的金属棒 在较TB1kg1. 10rab高处由静止释放，当金属棒 下滑高度 时，速度恰好达到最大值 。金属棒 在abh3smv/2下滑过程中始终与导轨垂直且与导轨良好接触 取 。求：2/0s（1）金属棒 由静止至下滑高度为 3m 的运动过程中机械能的减少量。（2）金属棒 由静止至下滑高度为 3m 的运动过程中导轨上端电阻 中产生的热量。ab R
