1、第一章 电磁感应第五节 电磁感应规律的应用A级抓基础1.如图所示，在一均匀磁场中有一导线框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的一段导体杆，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()Aef将减速向右运动，但不是匀减速Bef将匀减速向右运动，最后停止Cef将匀速向右运动Def将往返运动解析：ef向右运动，在闭合回路中产生感应电流，根据楞次定律，ef棒受安培力将阻碍其向右运动，即ef要克服安培力做功而使动能减少，故ef是向右做减速运动但值得注意的是，随速度v的减小，加速度减小，故不可能做匀减速运动A
2、正确答案：A2如图所示，一闭合线圈从高处自由落下，穿过一个有界的水平方向的匀强磁场区(磁场方向与线圈平面垂直)，线圈的一个边始终与磁场区的边界平行，且保持竖直的状态不变在下落过程中，当线圈先后经过位置、时，其加速度的大小分别为a1、a2、a3.下列关系正确的是()Aa1g，a20，a3gBa1g，a2g，a3gCa1g，a2g，a3g Da1g，a3g解析：当线圈刚进入磁场时，由于穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律可知此时的感应电流产生的磁场要阻碍物体间的相对运动，即线圈受到向上的安培力，此过程中有mgFma，所以a1g，当线圈完全进入磁场后，磁通量不变，此过程中无感应电流产生，即线圈只受重力
3、作用，故a2g；当线圈穿出磁场过程中，根据楞次定律可知，产生的磁场要阻碍线圈离开磁场，即产生向上的安培力，所以此时有mgFma，即a3g，C正确答案：C3.(多选)如图所示，有两根和水平方向成角的光滑平行的金属轨道，上端接有可变电阻R，下端足够长，空间有垂直于轨道平面的匀强磁场，磁感强度为B.一根质量为m的金属杆从轨道上由静止滑下，经过足够长的时间后，金属杆的速度会趋近于一个最大速度vm，则()A如果B增大，vm将变大B如果变大，vm将变大C如果R变大，vm将变大D如果m变小，vm将变大解析：金属杆做加速度减小的加速运动，当加速度为零时速度达到最大，此时mgsin F安BL，所以vm.可知B、
4、C对答案：BC4.(多选)如图所示，铜质金属环从条形磁铁的正上方由静止开始下落，在下落过程中，下列判断中正确的是()A金属环在下落过程中的机械能守恒B金属环在下落过程中动能的增加量小于其重力势能的减少量C金属环的机械能先减小后增大D磁铁对桌面的压力始终大于其自身的重力解析：金属环在下落过程中磁通量发生变化，有感应电流产生，机械能不守恒，A错；由能量守恒可知，重力势能的减小量转为动能的增加量和焦耳热的产生，B对；金属环的机械能始终减小，C错；由楞次定律，安培力的效果总是阻碍磁通量的变化，所以两者间的安培力为斥力，D对答案：BD5.(多选)如图所示，两根光滑的金属导轨，平行放置在倾角为的斜面上，导
5、轨的左端接有电阻R，导轨自身的电阻可忽略不计斜面处在一匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向上质量为m、电阻可以不计的金属棒ab，在沿着斜面与棒垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上滑，并上升h高度，在这一过程中()A作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于零B作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于mgh与电阻R上产生的焦耳热之和C恒力F与安培力的合力所做的功等于零D恒力F与重力的合力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热解析：金属棒匀速上滑的过程中，对金属棒受力分析可知，有三个力对棒做功，恒力F做正功，重力做负功，安培力阻碍相对运动，沿斜面向下，做负功匀速运动时，所受合力为零，故合力做功为零，A正确；克服安培
6、力做多少功就有多少其他形式的能转化为电路中的电能，电能又等于R上产生的焦耳热，故外力F与重力的合力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热，D正确答案：ADB级提能力6.(多选)如图所示，竖直放置的螺线管与导线abcd构成回路，导线所在区域内有一垂直纸面向里的变化的匀强磁场，螺线管下方水平桌面上有一导体圆环，导线abcd所围区域内磁场的磁感应强度按下列哪一图线所表示的方式随时间变化，导体圆环将受到磁场作用力()解析：C、D磁通量变化是均匀的，产生的感应电流是恒定的，圆环中没有磁通量的变化，没有感应电流，也就不受磁场作用力答案：AB7.(多选)如图所示，将边长为l的正方形闭合线圈以不同速度v1、v2向右
7、匀速拉出磁场时(v1W1B拉力的功率P2P1C流过线框的电荷量Q2Q1D线框中的感应电流I2I1解析：速度越大，感应电动势、感应电流越大，拉力等于安培力，安培力FBIL，可知拉力越大，由WFs可知A对；拉力的功率等于安培力的功率PFv，B对；电荷量qItt相同，C错、D对答案：ABD8.(多选)如图所示，让闭合线圈abcd从高h处下落时，进入匀强磁场中，在bc边开始进入磁场到ad边刚进入磁场的这一段时间内，线圈可能的运动情况是()A匀加速运动 B匀速运动C变加速运动 D变减速运动解析：如果刚开始进入时，重力和安培力相等，则线圈受力平衡，做匀速直线运动，若重力大于安培力，进入磁场后，线圈速度增大
8、，安培力F随着速度增大而增大，所以合力减小，做变加速直线运动，若安培力大于重力，线圈进入磁场时，合力向上，速度减小，安培力减小，所以合力减小，加速度减小，故做变减速直线运动，故B、C、D正确答案：BCD9.如图所示，两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为l，磁场方向垂直纸面向里abcd是位于纸面内的梯形线圈，ad与bc间的距离也为l.t0时刻，bc边与磁场区域边界重合现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域取沿abcda的感应电流方向为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流I随时间t变化的图线可能是()解析：进入磁场时，切割磁场的有效长度越来越短，电流越来越小，方
9、向逆时针；出磁场时，切割磁场的有效长度越来越短，电流越来越小，方向顺时针答案：B10如图所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在竖直平面内，两导轨间的距离为L1 m，导轨间连接的定值电阻R3 ，导轨上放一质量为m0.1 kg的金属杆ab，金属杆始终与导轨连接良好，杆的电阻r1 ，其余电阻不计，整个装置处于磁感应强度为B1.0 T的匀强磁场中，磁场的方向垂直导轨平面向里重力加速度g10 m/s2，现让金属杆从AB水平位置由静止释放，求：(1)金属杆的最大速度；(2)当金属杆的加速度是5 m/s2，安培力的功率是多大？(3)若从金属杆开始下落到刚好达到最大速度的过程中，电阻R上产生的焦耳热
10、Q0.6 J，则通过电阻R的电量是多少？解析：(1)设金属杆下落时速度为v，感应电动势为EBLv，电路中的电流为I，金属杆受到的安培力FBIL，当安培力与重力等大反向时，金属杆速度最大，即Fmg，联立可得v4 m/s.(2)设此时金属杆的速度为v1，安培力为F1，则有F1，根据牛顿第二定律有mgF1ma，安培力的功率为PF1v1，已知a5 m/s2，联立可得P1 W.(3)电路中总焦耳热Q总Q0.8 J，由能量守恒可得mghmv2Q总，所以金属杆下落的高度为h1.6 m，此过程中平均感应电动势为E，平均电流为I，通过电阻R的电量为qIt，联立解得q0.4 C.答案：(1)4 m/s(2)1 W(3)0.4 C
