物理二轮复习专题二十八_电磁感应与法拉第电磁感应定律.docVIP

专题二十八 电磁感应与法拉第电磁感应定律 1．如图所示，与直导线共面的轻质闭合金属圆环竖直放置，两点彼此绝缘，环心位于的上方。当中通有电流且强度不断增大的过程中，关于圆环运动的情况以下叙述正确的是（ ） A．向下平动 B．向上平动 C．转动：上半部向纸内，下半部向纸外 D．转动：下半部向纸内，上半部向纸外 【解析】由于环中感应电流所受安培力的方向既跟直流电流产生的磁场方向垂直，又跟环中感应电流方向垂直，环各部分所受的安培力的合力应在竖直平面上，环只可能的竖直平面内运动，故转动不可能。如左右平动，不影响环垂直磁场的净面积，也不影响穿过圆环的净磁通。如向上平动，使净面积增加，净磁通增加，故向上平动不可能。如向下平动，使净面积减小，净磁通减少，满足“效果阻碍原因”。显然不论直导线中电流方向如何，只要电流强度增大，最终环的机械运动都一样，即向下平动。反之如电流强度减小，则向上平动。 【答案】A． 2．如图28所示是一种测量通电螺线管中磁场的装置，把一个很小的测量线圈A放在待测处，线圈与测量电量的冲击电流计G串联，当用双刀双掷开关S使螺线管的电流反向时，测量线圈中就产生感应电动势，从而引起电荷的迁移，由表G测出电量Q，就可以算出线圈所在处的磁感应强度B。已知测量线圈共有N匝，直径为d，它和表G串联电路的总电阻为R，则被测处的磁感强度B为多大？ 【解析】当双刀双掷开关S使螺线管的电流反向时，测量线圈中就产生感应电动势，根据法拉第电磁感应定律可得： 由欧姆定律得： 由上述二式可得： 【答案】 3．如图29所示，磁场的方向垂直于xy平面向里。磁感强度B沿y方向没有变化，沿x方向均匀增加,每经过1cm增加量为1.0×10－4T，即。有一个长L=20cm，宽h=10cm的不变形的矩形金属线圈，以v=20cm/s的速度沿x方向运动。问： （1）线圈中感应电动势E是多少？ （2）如果线圈电阻R=0.02Ω，线圈消耗的电功率是多少？ （3）为保持线圈的匀速运动，需要多大外力？机械功率是多少？ 【解析】(1)设线圈向右移动一距离ΔS，则通过线圈的磁通量变化为：，而所需时间为， 根据法拉第电磁感应定律可感应电动势力为V. (2)根据欧姆定律可得感应电流A， 电功率P=IE=W 【答案】（1） V （2）W 4．如图30所示，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，各图中正确的是 图31 【解析】0-1s内B垂直纸面向里均匀增大，则由楞次定律及法拉第电磁感应定律可得线圈中产生恒定的感应电流，方向为逆时针方向，排除A、C选项；2s-3s内，B垂直纸面向外均匀增大，同理可得线圈中产生的感应电流方向为顺时针方向，排除B选项，D正确。 如图，一个边长为l的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场； 一个边长也为l的正方形导线框所在平面与磁场方向垂直； 虚线框对角线ab与导线框的一条边垂直，ba的延长线平分导线框在t=0时， 使导线框从图示位置开始以恒定速度沿ab方向移动，直到整个导线框离开磁场区域．以i表示导线框中感应电流的强度，取逆时针方向为正．下列表示i-t关系的图示中，可能正确的是r 式中　　＝4R 由以上各式可得到 （2）当导体棒ab通过磁场II时，若安培力恰好等于重力，棒中电流大小始终不变，即 式中　　 解得 导体棒从MN到CD做加速度为g的匀加速直线运动，有 得　　 此时导体棒重力的功率为 根据能量守恒定律，此时导体棒重力的功率全部转化为电路中的电功率，即 ＝ 所以，＝ （3）设导体棒ab进入磁场II后经过时间t的速度大小为，此时安培力大小为 由于导体棒ab做匀加速直线运动，有 根据牛顿第二定律，有:F＋mg－F′＝ma 即　　 由以上各式解得: 6、如图（a）所示，水平放置的两根平行金属导轨，间距L=0.3m．导轨左端连接R＝0.6　的电阻，区域abcd内存在垂直于导轨平面B=0.6T的匀强磁场，磁场区域宽D=0.2 m．细金属棒A1和A2用长为2D=0.4m的轻质绝缘杆连接，放置在导轨平面上，并与导轨垂直，每根金属棒在导轨间的电阻均为t=0.3 ,导轨电阻不计，使金属棒以恒定速度r=1.0 m/s沿导轨向右穿越磁场，计算从