1、电磁感应规律的综合应用1.(2019沧州模拟)甲为质量M=1 kg的绝缘板静止在动摩擦因数1=0.1的粗糙水平地面上,位于磁场中的正方形金属框ABCD为动力源,其质量m=1 kg,边长为1 m,电阻为 ,与绝缘板间的动摩擦因数2=0.4,OO为AD、BC的中线,在金属框内有可随金属框同步移动的磁场,OOCD区域内磁场的磁感应强度B1随时间t的变化情况如图乙所示,CD恰在磁场边缘以外;OOBA区域内磁场的磁感应强度B2随时间t的变化情况如图丙所示,AB恰在磁场边缘以内,若绝缘板足够长且认为绝缘板与地面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力,从t=0时刻由静止释放金属框,则金属框由静止释放瞬间(g=10 m
2、/s2)()A.金属框产生的感应电动势为1 VB.金属框受到的安培力大小为16 NC.若金属框固定在绝缘板上,金属框的加速度为6 m/s2D.若金属框不固定,金属框的加速度为4 m/s2,绝缘板的加速度为2 m/s2【解析】选D。根据法拉第电磁感应定律有:E=S=12 V=0.5 V,故A错误;回路中的电流为:I= A=8 A,CD和AB所受安培力都向右,大小为:F=B1IL+B2IL=081 N+181 N=8 N,故B错误;若金属框固定在绝缘板上,整体受力分析,根据牛顿第二定律有:F-f=(M+m)a,f=(M+m)g1,代入数据解得a=3 m/s2,故C错误;若金属框不固定,各自受力分析
3、,金属框的加速度a1=4 m/s2,绝缘板的加速度为a2=2 m/s2,故D正确。2.(2019泰安模拟)如图,倾角为的光滑斜面上存在着两个磁感应强度大小相同的匀强磁场,其方向一个垂直于斜面向上,一个垂直于斜面向下,它们的宽度均为L。一个质量为m、边长也为L的正方形线框以速度v进入上部磁场恰好做匀速运动,ab边在下部磁场运动过程中再次出现匀速运动。重力加速度为g,则()A.在ab进入上部磁场过程中的电流方向为abcdaB.当ab边刚越过边界ff时,线框的加速度为gsinC.当ab边进入下部磁场再次做匀速运动时,速度为vD.从ab边进入磁场到ab边进入下部磁场再次做匀速运动的过程中,减少的动能等于线框中产生的焦耳热【解析】选C。根据楞次定律可知,在ab进入上部磁场过程中的电流方向为adcba,选项A错误;当线圈在上半部分磁场中匀速运动时:F安=mgsin=。当ab边刚越过边界ff时,由于线圈的ab边和cd边产生同方向电动势,则回路的电动势加倍,感应电流加倍,每个边受到的安培力加倍,则此时:4F安-mgsin=ma,解得线框的加速度为a=3gsin,选项B错误;当ab边进入下部磁场再次做匀速运动时:4BL=mgsin,解得v=v,选项C正确;由能量关系可知,从ab边进入磁场到ab边进入下部磁场再次做匀速运动的过程中,减少的动能与重力势能之和等于线框中产生的焦耳热,选项D错误。
