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1、电磁感应典型题（2024）1 .（多选）迈克尔.法拉第是英国物理学家，他在电磁学方面做出许多重要贡献。如图是法拉第做成的世界上第一台发电机模型的原理图。将铜盘放在磁场中，让磁感线垂直穿过铜盘,在a、b两处用电刷将导线分别与铜盘的边缘和转轴良好接触。逆时针转动铜盘（沿磁场方斜面上“线和gh向看），就可以使闭合电路获得电流，让小灯泡发光。则A.a端电势低，b端电势高B.如转速变为原来的2倍，则感应电动势也变为原来的2倍C.如转速变为原来的2倍，则流过灯泡的电流变为原来的4倍D.如顺时针转过铜盘，则小灯泡不会发光2.（多选）如图所示，倾角为的光滑斜面上端放置一矩形导线框aAd,助边的边长为ad边的边
2、长为导线框的质量为制电阻为兄线Qfg为平行底边）之间有垂直斜面对上的匀强磁场，磁感应强度为8of和g力的距离为乙Q1.A加假如导线框从静止释放，恰能加速进入磁场，匀速离开磁场，导线框的劭边始终平行于底边。则下列说法正确的是A.导线框进入磁场的过程中速度增大得越来越快B.导线框进入磁场过程中，感应电流的方向为ab。曲B?E1.C.导线框匀速离开磁场所经验的时间为展mgRsinD.导线框进入磁场过程中产生的焦耳热。大于离开磁场过程中产生的焦耳热Q,3 .（2024全国卷I）如图，在水平面（纸面）内有三根相同的匀称金属棒a。、和MN,其中油、ac在a点接触，构成“V”字型导轨。空间存在垂直于纸面的匀
3、称磁场。用力使MN向右匀速运动，从图示位置起先计时，运动中MN始终与NgC的平分线垂直且和导轨保持良好接触。下列关于回路中电流1与时间1的关系图线，可能正确的是ttututN4 .如图，直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B,方向平行于ab边向上。当金属框绕ab边以角速度S逆时针转动时，a、b、C三点的电势分别为“、Ub、Uc.已知be边的长度为/.下列推断正确的是A. UaUcf金属框中无电流B. UbUc,金属框中电流方向沿a-b-c-aC. Uhc=-Bl2,金属框中无电流D. Ua.=Bl2,金属框中电流方向沿a-c-b-a5 .纸面内两个半径均为R的圆相切于。点，
4、两圆形区域内分别存在垂直纸面的匀强磁场,磁感应强度大小相等、方向相反，且不随时间改变。一长为2R的导体杆OA绕过。点且垂直于纸面的轴顺时针匀速旋转，角速度为奶t=0时，04恰好位于两圆的公切线上，如图所示。若选取从。指向A的电动势为正，下列描述导体杆中感应电动势随时间改变的图像可能正确的是6.（多选）如图所示,铁芯上有两个线圈A和B.线圈A跟电源相连，1.ED（发光二极管，具有单向导电性）M和N并联后接线圈B两端.图中全部元件均正常，则A.S闭合瞬间,B.S断开瞬间,C.S闭合瞬间,D.S断开瞬间,A中有感应电动势A中有感应电动势M亮一下，N不亮M和N二者均不亮7.导线环及圆形匀强磁场区域的半
5、径均为兄磁场方向与导线环所在平面垂直。当导线环从图示位置沿两圆心连线匀速穿过磁场区域的过程中，导线环中感应电流f随时间t的改变关系如图所示，规定逆时针方向的感应电流为正。其中最符合实际的是则下列说法中正确的是8 .（多选）如图所示的正方形线框abed边长为1.,每边电阻均为r,在垂直于纸面对里，磁感应强度为B的匀强磁场中绕Cd轴以角速度3匀速转动，c、d两点与阻值为r的电阻相连，各表均可视为志向表，导线电阻不计,A.线框abed产生的电流为交变电流B.当S断开时，电压表的示数为零C.当S断开时，电压表的示数为比8D.当S闭合时，电流表的示数为叵贮Mr9 .（多选）如图，单匝矩形导线框岫Cd与匀
6、强磁场垂直，线框电阻不计.线框绕与Cd边重合的固定转轴以恒定角速度从图示位置起先匀速转动，志向变压器匝数比为小：n2.开关S断开时，额定功率为P的灯泡1.l正常发光，电流表示数为/,电流表内阻不计，下列说法正确的是A.线框中产生的电流为正弦式交变电流itPB.线框从图中位置转过2时，感应电动势瞬时值为工4IC.灯泡b的额定电压等于空n2ID.假如闭合开关S,则电流表示数变大10. (2024深圳二模)(18分)如图所示，两根半径为光滑的!圆弧轨道间距为1.,电阻不计，在其上端4连有一阻值为R。的电阻，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B.现有一根长度稍大于1.、质量为m、电阻为R的
7、金属棒从轨道的顶端PQ处起先下滑，到达轨道底端MN时对轨道的压力为2mg,求：(1)棒到达最低点时电阻R。两端的电压；(2)棒下滑过程中产生R。的热量；(3)棒下滑过程中通过R。的电量.11. (12分)如图所示，水平固定的闭合导轨分别由平行的直轨和同心半圆形导轨构成，两轨间距离均为d,同心圆的内圆半径均为d.两轨间充溢匀强磁场，磁感应强度的大小为B,方向垂直纸面对里，内外两条轨道间用导线和电阻为R的电阻连接，其他电阻可忽视.一根导体棒在两轨道上滑动，棒在平行直轨道上垂直导轨做匀速直线运动，速度大小为v；棒在圆弧导轨上匀速转动，棒与外圆轨道接触点的线速度大小为V,运动中棒的延长线始终过圆心G或
8、。求：(D当棒在圆弧导轨上运动时，电阻R两端的电压U；(2)棒在平直导轨上移动距离为1.的过程中，电阻R产生的焦耳热Q.12. (2024广州一模)(18分)如图，匀强磁场垂直铜环所在的平面，导体棒a的一端固定在铜环的圆心。处，另一端紧贴圆环，可绕O匀速转动.通过电刷把铜环、环心与两竖直平行金属板P、Q连接成如图所示的电路，Ri.&是定值电阻.带正电的小球通过绝缘细线挂在两板间M点，被拉起到水平位置；合上开关K,无初速度释放小球，小球沿圆弧经过M点正下方的N点到另一侧.己知：磁感应强度为8；a的角速度大小为必长度为/,电阻为r；R1=R2=2r,铜环电阻不计；P、Q两板间距为d；带电的质量为m
9、、电量为q；重力加速度为g.求：(1) a匀速转动的方向；(2) P、Q间电场强度E的大小；(3)小球通过N点时对细线拉力7的大小.13.(20分)如图甲所示，在粗糙的水平面上有一滑板，滑板上固定着一个用粗细匀称的导线绕成的正方形闭合线圈，匝数N=I0,边长占0.4m,总电阻R=IQ,滑板和线圈的总质量M=2kg,滑板与地面间的动摩擦因数=0.5,前方有一长41.、高1.的矩形区域,其下边界与线圈中心等高，区域内有垂直线圈平面的水平匀强磁场，磁感应强度大小按如图乙所示的规律改变，现给线圈施加一水平外力，使线圈以速度v=0.4ms匀速通过矩形磁场，t=0时刻，线圈右侧恰好起先进入磁场.重力加速度
10、g=10ms2.求：(1)t=0.5s时线圈中通过的电流；(2)线圈全部进入磁场区域前的瞬间所需外力的大小；(3)线圈穿过图中矩形区域过程中外力所做的功.田03t/s14、如图所示，光滑的金属导轨间距为1.,导轨平面与水平面成。角，导轨下端接有阻值为R的电阻，质量为m的金属细杆ab与绝缘轻弹簧相连静止在导轨上，弹簧劲度系数为k,上端固定，弹簧与导轨平面平行，整个装置处在垂直于导轨平面斜向上的匀强磁场中，磁感应强度为BC现给杆一沿导轨向下的初速度Vo,杆向下运动至速度为零后，再沿导轨平面对上运动达最大速度，大小为V1,然后减速为零，再沿导轨平面对下运动始终往复运动到静止(导轨与金属细杆的电阻忽视
11、不计)。试求：(1)细杆获得初速度瞬间，通过R的电流大小；(2)当杆速度为Vl时离最初静止时位置的距离1.i；(3)杆由初速度Vo起先运动直到最终静止，电阻R上产生的焦耳热Q。15、如图,两根足够长的光滑固定平行金属导轨与水平面成。角,导轨间距为d,两导体棒a和b与导轨垂直放置,两根导体棒的质量都为m、电阻都为R,回路中其余电阻不计.整个装置处于垂直于导轨平面对上的匀强磁场中,磁感应强度的大小为B,在,=时刻使a沿导轨向上作速度为V的匀速运动,同时将b由静止释放,b经过一段时间后也作匀速运动.已知d=Im,r=0.5,H=O.5。，B=0.5T,=3，g取IOm/sz,不计两导棒间的相互作用力
12、.（1）若使导体棒b静止在导轨上,导体棒a向上运动的速度V多大？（2）若a在平行于导轨向上的力F作用下,以v1=2ms的速度沿导轨向上匀速运动,试导出F与b的速率v2的函数关系式并求出v2的最大值；在中,当t=2s时,b的速度达到5.06ms,2s内回路中产生的焦耳热为13.2J,求该2s内力F做的功（结果保留三位有效数字）123456789ABBCACCABCCACDABD10.解：（1）到达最低点时，设棒的速度为V,由牛顿其次定律得：22mg-mg=m一得U=ygr2分E=B1.v=B1.yfgr2分（2）由能量转化和守恒得:Q=敏-刎2=驷,、“7aEaNBSBr1.(3)电量q=IAt
13、=Z=R+RR+RoR+&11. （12分）解：（I）依据题意,棒在圆弧轨上滑行角速度为V二2d依据法拉第电磁感应定律bBAS=-,tr由几何学问可知S=-11(2d-d2联立，得R两端的电压-3Bdu4（2）依据法拉第电磁感应定律，棒在直轨上滑行产生的感应电动势2=Bdv通过电阻的电流/4=生2RR又f=-V依据焦耳定律。=/；RAr联立，得Q=%评分参考：式各2分，式各1分。12. （18分）解析：（1）依题意，小球从水平位置释放后，能沿圆弧向下摇摆，故小球受到电场力的方向水平向右，P板带正电，Q板带负电。由右手定则可知，导体棒a顺时针转动。（2分）（2）导体棒a转动切割磁感线，由法拉第电
14、磁感应定律得电动势大小：AzA-Bl2At曲=Z/=-Bl22（2分，若缺中间Ae推导式只得1分）r由闭合电路欧姆定律：/=（2分）Rl+R、+r由欧姆定律可知，PQ的电压为：UPa=IR2（2分）故PQ间匀强电场的电场强度大小：E=（2分）a联立，代入Rl=R2=2r,可得：E=OQ（2分）5d（3）设细绳长度为上小球到达N点时速度为V,由动能定理可得：.2mg1.-Eq1.=mv2（2分）又T-mg=（2分）2Z/由得：T=3mg_2Bq”（2分）5a【评分说明：第（1）问给2分，若在图中标明方向且正确也可，若答“从图示位置向上转动”或“从图示位置向右转动”也可；各2分。共18分13. （
15、1）线框切割磁感线耳=NB,u=0.4V2EI=0.4A,R（2）线框因匀速运动将要全部进入前右边导线所受向左的总安培力：Fi=NBIi-=0.4N2上边导线所受向下的总安培力：F2=NBIi1.=0.8N滑动摩擦力/=4（Mg+K）=10.4N故拉力：F=F+=10.8N（3）进入过程外力所做的功:=Fi1.=10.4+10.820.4J=4.24J在磁场中运动时,&=N坐=0.2Vr线框中形成顺时针电流：八=铝=0.2A-R线框上边受到向上的最大力Fi=NBI21.=0.4N拉力做的功W2=小”上（M-*2l=792j23s后无电流，也力做功错误！未指定书签。W=2Mg1.=8）整个过程做
16、的总功W=（4.24+7.92+8）J=20.16J14、解：（1）细杆获得初速度瞬间，产生的感应电动势为：E=B1.v0;根据欧姆定律得：I。二E,UB可得通过R的电流大小为：I。=吗?;UR（2）设杆最初静止不动时弹簧伸长x0,则有：kx0=mgsin当杆的速度为VI时弹簧伸长X,由平衡条件得：kx=IngSina+BI/,此时有：Il二吗,R而1.l=Xl-XQ,联立解得：1.尸二变;kR（3）杆最终静止时，杆受到重力、导轨的支持力和弹簧的拉力，依据平衡条件和胡克定律可知，弹簧伸长的长度与原来静止时相同，所以杆静止在初始位置，由能量守恒得Q=Im2解：(1)设a的速度为Vi,则电动势为：E=Bdvx.电流为：Z=昌.2J?b受到的安培力为：尸=BM.对b受力分析如图，由平衡条件知：F=gsin.由式得：=10n/s(2)设a的速度为3,b的速度为小，回路电流为工,贝Jr_E+E2_Od3+s)=2R=2R导体椁受到的安培力为：F,=B2d2(+2)对a棒受力分析知：gsin-B2d2(v-2)=尸代入数据得：k=3+半(N)设最大速度为S“，对b榛受力分析知：B?出(5+飞)=TiigtiiriO数据得：I,m=Sm/S
