1、北京高中20112012学年度第一学期期末专题复习电磁感应一、感应电流方向和感应电动势高低的判断（右手定则和楞次定律）（2008海淀）如图11所示装置是研究电磁感应现象中感应电流的方向与引起感应电流的磁场变化关系的实验示意图，磁铁的上端是N极。已知电流从 “+”接线柱流入电流表时，电流表指针向右偏转，电流从 “”接线柱流入电流表时，电流表指针向左偏转。当磁铁从线圈中竖直向下拨出时，电流表指针向 偏转（填“左”或“右”）。 答案：左(2009石景山)用如图所示的实验装置研究电磁感应现象当有电流从电流表的正极流入时，指针向右偏转下列说法哪些是正确的( )A当把磁铁N极向下插入线圈时，电流表指针向左
2、偏转B当把磁铁N极从线圈中拔出时，电流表指针向左偏转C保持磁铁在线圈中静止，电流表指针不发生偏转D磁铁插入线圈后，将磁铁和线圈一起以同一速度向上运动，电流表指针向左偏答案：AC abNS图1v(2010海淀)如图1所示，线圈两端与电阻相连构成闭合回路，在线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的S极朝下。在将磁铁的S极插入线圈的过程中（ ）A通过电阻的感应电流的方向由a到b，线圈与磁铁相互排斥B通过电阻的感应电流的方向由a到b，线圈与磁铁相互吸引C通过电阻的感应电流的方向由b到a，线圈与磁铁相互排斥D通过电阻的感应电流的方向由b到a，线圈与磁铁相互吸引SN答案：C(2009丰台)如图，闭合线圈上方
3、有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的N极朝下。当磁铁向下运动时（但未插入线圈内部）（ ）A线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互吸引B线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互排斥C线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互吸引D线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互排斥 答案：BNMSPabR(2009西城)如图，线圈M和线圈N绕在同一铁芯上。M与电源、开关、滑动变阻器相连，P为滑动变阻器的滑动端，开关S处于闭合状态。N与电阻R相连。下列说法正确的是( )A当P向右移动，通过R的电流为b到aB当P向右移动，通过R的电流为a到bC断开S的瞬间，
4、通过R的电流为b到a D断开S的瞬间，通过R的电流为a到b答案：AD vSN左右（2010宣武）如图所示，光滑绝缘水平面上有一个静止的小导体环，现在将一个条形磁铁从导体环的右上方较高处突然向下移动，则在此过程中，关于导体环的运动方向以及导体环中的电流方向，下列说法中正确的是 A导体环向左运动；从上向下看，电流方向是顺时针方向B导体环向右运动；从上向下看，电流方向是顺时针方向 C导体环向右运动；从上向下看，电流方向是逆时针方向 D导体环向左运动；从上向下看，电流方向是逆时针方向 答案：D（2010丰台）如图9所示，电容器C两端接有单匝圆形线圈，线圈内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场。已知圆的半径
5、r=5cm，电容C=20F，当磁场的磁感应强度以410-2Ts的变化率均匀增加时，则abB图9A电容器a板带正电，电荷量为210-9CB电容器a板带负电, 电荷量为210-9CC电容器b板带正电, 电荷量为410-9CD电容器b板带负电，电荷量为410-9C答案： A （2010石景山区）如图所示的金属圆环放在匀强磁场中，将它从磁场中匀速拉出来，下列说法正确的是（ ）A向左拉出和向右拉出，其感应电流方向相反B不管从什么方向拉出，环中的感应电流方向总是顺时针的C不管从什么方向拉出，环中的感应电流方向总是逆时针的D在此过程中感应电流大小不变答案：Bbadc北东（2010西城）北半球地磁场的竖直分量
6、向下。如图所示，在北京某中学实验室的水平桌面上，放置边长为L的正方形闭合导体线圈abcd，线圈的ab边沿南北方向，ad边沿东西方向。下列说法中正确的是( )A若使线圈向东平动，则a点的电势比b点的电势低B若使线圈向北平动，则a点的电势比b点的电势低C若以ab为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为abcdaD若以ab为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为adcba答案：AC图2MNbdca左右（2011海淀）如图2所示，矩形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内，直导线中的电流方向由M到N，导线框的ab边与直导线平行。若直导线中的电流增大，导线框中将产生感应电流，导线框会受到安
7、培力的作用，则以下关于导线框受到的安培力的判断正确的是（ ）A导线框有两条边所受安培力的方向相同B导线框有两条边所受安培力的大小相同C导线框所受的安培力的合力向左D导线框所受的安培力的合力向右答案：BD二、电磁感应中的图像问题（1）由给定的有关图像分析电磁感应过程，求解相应的物理量。甲t/sBB-BO24乙（2008宣武）一环形线圈放在匀强磁场中，设第1s内磁感线垂直线圈平面（即垂直于纸面）向里，如图甲所示。若磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示，那么第3s内线圈中感应电流的大小与其各处所受安培力的方向是( )A大小恒定，沿顺时针方向与圆相切 B大小恒定，沿着圆半径指向圆心C逐渐增加，沿着
8、圆半径离开圆心 D逐渐增加，沿逆时针方向与圆相切答案：B（2）由给出的电磁感应过程选出或者画出正确的图像；图104F安At240t0BF安2CF安240DF安t240ttadbc（甲）0（乙）Bt24图9（2008海淀）矩形导线框abcd放在匀强磁场中，在外力控制下处于静止状态，如图9（甲）所示。磁感线方向与导线框所在平面垂直，磁感应强度B随时间变化的图象如图9（乙）所示。t=0时刻，磁感应强度的方向垂直导线框平面向里，在04s时间内，导线框ad边所受安培力随时间变化的图象（规定以向左为安培力正方向）可能是图10中的（ ）答案：D B2B1甲ab123456t/s0B1乙图10(2011海淀)
9、在水平桌面上，一个圆形金属框置于匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，圆形金属框与一个水平的平行金属导轨相连接，导轨上放置一根导体棒ab，导体棒与导轨接触良好，导体棒处于另一匀强磁场中，该磁场的磁感应强度恒为B2，方向垂直导轨平面向下，如图10甲所示。圆形金属框内的磁场磁感应强度B1随时间t的变化关系如图10乙所示。01.0s内磁场方向垂直线框平面向下。若导体棒始终保持静止，并设向右为静摩擦力的正方向，则导体棒所受的静摩擦力f随时间变化的图象是图11中的 （ ）图11123456t/s0fDfC123456t/s0123456t/s0fA123456t/s0fB答案：D图7FOtAFOtBFOtCF
10、OtD图6xdLA(2010海淀)图6中A是一底边宽为L的闭合线框，其电阻为R。现使线框以恒定的速度v沿x轴向右运动，并穿过图中所示的宽度为d的匀强磁场区域，已知L）。已知ab边进入磁场时，线框的加速度恰好为零则线框进入磁场的过程和从磁场另一侧穿出的过程相比较，有( ) A产生的感应电流方向相反B所受的安培力方向相反C进入磁场过程的时间等于穿出磁场过程的时间D进入磁场过程的发热量少于穿出磁场过程的发热量答案：AD（3）外力作用下的匀加速直线穿越0t/sI/A1234560.10.20.40.30.5（乙） MNB（甲）abcd左(2009石景山)（9分）如图（甲）所示，边长为L=2.5m、质量
11、m=0.50kg的正方形绝缘金属线框，平放在光滑的水平桌面上，磁感应强度B=0.80T的匀强磁场方向竖直向上，金属线框的一边ab与磁场的边界MN重合在力F作用下金属线框由静止开始向左运动，在5.0s内从磁场中拉出测得金属线框中的电流随时间变化的图象如图（乙）所示已知金属线框的总电阻为R=4.0（1）试判断金属线框从磁场中拉出的过程中，线框中的感应电流方向?（2）t=2.0s时，金属线框的速度？（3）已知在5.0s内力F做功1.92J，那么，金属框从磁场拉出过程线框中产生的焦耳热是多少？答案：解：（1）由楞次定律（或右手定则），线框中感应电流的方向为逆时针（或abcda）（2分）（2）设t=2.
12、0s时的速度为v，据题意有：BLv=IR 解得m/s=0.4m/s（3分）（3）设t=5.0s时的速度为v,整个过程中线框中产生的焦耳热为Q，则有：（1分）（2分）由上述两式解得：J=1.67J（1分）（4）外力作用下的匀速穿越BMNQPvl2l（2010西城/2011昌平）（10分）如图所示，用质量为m、电阻为R的均匀导线做成边长为l的单匝正方形线框MNPQ，线框每一边的电阻都相等。将线框置于光滑绝缘的水平面上。在线框的右侧存在竖直方向的有界匀强磁场，磁场边界间的距离为2l，磁感应强度为B。在垂直MN边的水平拉力作用下，线框以垂直磁场边界的速度v匀速穿过磁场。在运动过程中线框平面水平，且MN
13、边与磁场的边界平行。求（1）线框MN边刚进入磁场时，线框中感应电流的大小；（2）线框MN边刚进入磁场时，M、N两点间的电压UMN；（3）在线框从MN边刚进入磁场到PQ边刚穿出磁场的过程中，水平拉力对线框所做的功W。答案：解：（1）线框MN边在磁场中运动时，感应电动势 【1分】线框中的感应电流 【2分】（2）M、N两点间的电压 【3分】（3）只有MN边在磁场中时，线框运动的时间 【1分】 此过程线框中产生的焦耳热Q = I 2Rt = 【1分】只有PQ边在磁场中运动时线框中产生的焦耳热 Q = 【1分】根据能量守恒定律得水平外力做功W=2Q= 【1分】（2008丰台）（15分）如图甲所示。空间有
14、一宽为2L的匀强磁场区域，磁感应强度为B，方向垂直纸面向外。abcd是由均匀电阻丝做成的边长为L的正方形线框，总电阻值为R。线框以垂直磁场边界的速度v匀速通过磁场区域。在运动过程中，线框ab、cd两边始终与磁场边界平行。设线框刚进入磁场的位置x=0，x轴沿水平方向向右。求：（1）cd边刚进入磁场时，ab两端的电势差，并指明哪端电势高；（2）线框穿过磁场的过程中，线框中产生的焦耳热；（3）在下面的乙图中，画出ab两端电势差Uab随距离变化的图象。其中U0 = BLv。a2LvBLbcd图甲xUabL2L3L0图乙U0U0答案：解：（1）dc切割磁感线产生的感应电动势 E = BLv （2分） 回
15、路中的感应电流 （2分） ab两端的电势差 b端电势高 （2分）（2）设线框从dc边刚进磁场到ab边刚进磁场所用时间为t由焦耳定律 （2分） （2分）求出 （2分）（3分）说明：画对一条1分-3U0/4-U0/4xUabL2L3L0U0-U0 ( 3 )adbcPPBL1L2（2011西城）（10分）如图所示，矩形单匝导线框abcd竖直放置，其下方有一磁感应强度为B的有界匀强磁场区域，该区域的上边界PP水平，并与线框的ab边平行，磁场方向与线框平面垂直。已知线框ab边长为L1，ad边长为L2，线框质量为m，总电阻为R。现无初速地释放线框，在下落过程中线框所在平面始终与磁场垂直，且线框的ab边始
16、终与PP平行。重力加速度为g。若线框恰好匀速进入磁场，求：（1）dc边刚进入磁场时，线框受安培力的大小F；（2）dc边刚进入磁场时，线框速度的大小；（3）在线框从开始下落到ab边刚进入磁场的过程中，重力做的功W。答案：18解：（1）由于线框匀速进入磁场，所以线框进入磁场时受安培力的大小F=mg 【3分】（2）线框dc边刚进入磁场时， 感应电动势 E=BL1v 【1分】 感应电流 【1分】 dc边受安培力的大小 F=BIL1 【1分】又 F=mg解得线框速度的大小 v= 【1分】（3）在线框从开始下落到dc边刚进入磁场的过程中，重力做功W1，根据动能定理得 W1= 【1分】 在线框从dc边刚进入
17、磁场到ab边刚进入磁场的过程中，重力做功W2， W2=mgL2 【1分】所以 W=W1 +W2=+mgL2 【1分】（2008海淀）（8分）如图16所示，正方形导线框abcd的质量为m、边长为l，导线框的总电阻为R。导线框从垂直纸面向里的水平有界匀强磁场的上方某处由静止自由下落，下落过程中，导线框始终在与磁场垂直的竖直平面内，cd边保持水平。磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，磁场上、下两个界面水平距离为L。已知cd边刚进入磁场时线框恰好做匀速运动。重力加速度为g. （1）求cd边进入磁场时导线框的速度大小； （2）请证明：导线框cd边在磁场中运动的任意瞬间，导线框克服安培力做功的功率
18、等于导线框消耗的电功率； （3）求从导线框cd边刚进入磁场到ab边刚离开磁场的过程中，导线框克服安培力所做的功.答案：解：（1）设线框cd边刚进入磁场时的速度为v，则cd边进入磁场过程时产生的感应电动势为E=Blv， （2）根据闭合电路欧姆定律，通过导线框的感应电流为导线框受到的安培力为1分因cd刚进入磁场时导线框做匀速运动，所以有，1分以上各式联立，得：1分 （2）导线框cd边在磁场中运动时，克服安培力做功的功率为：代入（1）中的结果，整理得：1分导线框消耗的电功率为：1分因此有1分 （3）导线框ab边刚进入磁场时，cd边即离开磁场，因此导线框继续做匀速运动. 导线框穿过磁场的整个过程中，导
19、线框的动能不变.设导线框克服安培力做功为W安，根据动能定理有1分解得1分(2009宣武)（8分）用质量为m、总电阻为R的导线做成边长为l的正方形线框MNPQ，并将其放在倾角为的平行绝缘导轨上，平行导轨的间距也为l，如图所示。线框与导轨之间是光滑的，在导轨的下端有一宽度为l（即ab=l）、磁感应强度为B的有界匀强磁场，磁场的边界aa、bb垂直于导轨，磁场的方向与线框平面垂直。某一次，把线框从静止状态释放，线框恰好能够匀速地穿过磁场区域。若当地的重力加速度为g，求：（1）线框通过磁场时的运动速度；（2）开始释放时，MN与bb之间的距离；（3）线框在通过磁场的过程中所生的热。答案：解：（1）（共4分
20、）线框在磁场区域做匀速运动时，其受力如图所示： F=mgsin 又安培力: F=BIl （1分） 感应电流: I=E/R 感应电动势: E=Blv （1分） 解得匀速运动的速度: v=mgRsin/B2l2（2分）（2）（共2分）在进入磁场前，线框的加速度a=gsin （1分） 所以线框进入磁场前下滑的距离s= =（1分）（3）（共2分）过程中线框沿斜面通过了2 l的距离，所以：Q热=mg2lsin（5）综合应用 (2010海淀)（10分）如图18甲所示，长方形金属框下面简称方框），各边长度为、，方框外侧套着一个内侧壁长分别为及的型金属框架（下面简称型框），型框与方框之间接触良好且无摩擦。两个
21、金属框的质量均为，边、边和边的电阻均为，其余各边电阻可忽略不计。将两个金属框放在静止在水平地面上的矩形粗糙绝缘平面上，将平面的一端缓慢抬起，直到这两个金属框都恰能在此平面上匀速下滑，这时平面与地面的夹角为，此时将平面固定构成一个倾角为的斜面。已知两框与斜面间的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力。在斜面上有两条与其底边垂直的、电阻可忽略不计，且足够长的光滑金属轨道，两轨道间的宽度略大于，使两轨道能与型框保持良好接触，在轨道上端接有电压传感器并与计算机相连，如图18乙所示。在轨道所在空间存在垂直于轨道平面斜向下、磁感强度大小为的匀强磁场。（1）若将方框固定不动，用与斜面平行，且垂直边向下的力拉动型框，
22、使它匀速向下运动，在形框与方框分离之前，计算机上显示的电压为恒定电压，求型框向下运动的速度多大；（2）若方框开始时静止但不固定在斜面上，给型框垂直边沿斜面向下的初速度，如果型框与方框最后能不分离而一起运动，求在这一过程中电流通过方框产生的焦耳热；（3）若方框开始时静止但不固定在斜面上，给型框垂直边沿斜面向下的初速度，型框与方框将会分离。求在二者分离之前型框速度减小到时，方框的加速度。注：两个电动势均为、内阻均为的直流电源，若并联在一起，可等效为电动势仍为，内电阻为的电源；若串联在一起，可等效为电动势为，内电阻为的电源。甲caMPNQdb图18乙电压传感器计算机bacdPQNMbacdPQNM答
23、案：解：（1）当U型框以速度v运动时，在与方框分离之前，方框ab边和cd边为外电路，PQ边为电源，它产生的感应电动势1分内电路电阻为r，外电路电阻为0.5r， 1分解得1分（2）由于两金属框在斜面上恰能匀速下滑，所以沿斜面方向两个金属框所受合力为零，因此两个金属框组成的系统沿斜面方向动量守恒。 1分设二两个金属框一起运动的共同速度为，则 ，解得 两个框产生的焦耳热 1分设方框产生的焦耳为， 则1分解得 1分（3）设U型框速度为时，方框的速度为，二框组成的系统沿斜面方向动量守恒，则， 解得框组成回路的总电动势 1分两框组成回路中的电流 1分方框受到的安培力即为合外力 根据牛顿第二定律解得此时方框
24、的加速度 1分(2011海淀)（12分）磁悬浮列车是一种高速运载工具，它具有两个重要系统。一是悬浮系统，利用磁力（可由超导电磁铁提供）使车体在导轨上悬浮起来与轨道脱离接触从而减小阻力。另一是驱动系统，即利用磁场与固定在车体下部的感应金属框相互作用，使车体获得牵引力，图22是实验列车驱动系统的原理示意图。在水平面上有两根很长的平行轨道PQ和MN，轨道间有垂直轨道平面的匀强磁场B1和B2，且B1和B2的方向相反，大小相等，即B1=B2=B。在列车的底部固定着绕有N匝相同的闭合矩形金属线圈，B1B1B1B1B2B2B2PMQNabdcv并且与之绝缘。整个线圈的总电阻为R，每个矩形金属线圈abcd垂直
25、轨道的边长Lab=L，且两磁场的宽度均与金属线圈ad的边长相同（列车的车厢在图中未画出）。当两磁场Bl和B2同时沿导轨方向向右运动时，金属框也会受到向右的磁场力，带动列车沿导轨运动。已知列车车厢及线圈的总质量为M，整个线圈的电阻为R。（1）假设用两磁场同时水平向右以速度v0作匀速运动来起动列车，为使列车能随磁场运动，列车所受总的阻力大小应满足的条件；（2）设列车所受阻力大小恒为f，假如使列车水平向右以速度v做匀速运动，求维持列车运动外界在单位时间内需提供的总能量；（3）设列车所受阻力大小恒为f，假如用两磁场由静止沿水平向右做匀加速运动来起动列车，当两磁场运动的时间为t1时，列车也正在以速度v1
26、向右做匀加速直线运动，求两磁场开始运动后到列车开始起动所需要的时间t0。答案：（12分）解：（1）列车静止时，电流最大，列车受到的电磁驱动力最大设为Fm，此时，线框中产生的感应电动势 E1=2NBLv0 线框中的电流 I1=整个线框受到的安培力 Fm=2NBI1L 列车所受阻力大小为 (4分)（2）当列车以速度v匀速运动时，两磁场水平向右运动的速度为v，金属框中感应电动势 金属框中感应电流 又因为 求得 (2分)当列车匀速运动时，金属框中的热功率为 P1 = I2R 克服阻力的功率为 P2 = fv所以可求得外界在单位时间内需提供的总能量为E= I2R +fv= (2分)（3）根据题意分析可得
27、，为实现列车最终沿水平方向做匀加速直线运动，其加速度必须与两磁场由静止开始做匀加速直线运动的加速度相同，设加速度为a，则t1时刻金属线圈中的电动势 金属框中感应电流 又因为安培力 所以对列车，由牛顿第二定律得 解得 (2分)设从磁场运动到列车起动需要时间为t0，则t0时刻金属线圈中的电动势 金属框中感应电流 又因为安培力 所以对列车，由牛顿第二定律得 解得 (2分)六、电磁感应在生产生活中的应用 (2009西城)电磁学的基本现象和规律在生产生活中有着广泛的应用。下列哪些电器件在工作时，主要应用了电磁感应现象的是（ ）A质谱仪 B日光灯 C动圈式话筒 D磁带录音机答案：BCD （2008丰台）物
28、理实验中，常用一种叫做“冲击电流计”的仪器测定通过电路的电量如图所示，探测线圈与冲击电流计串联后可用来测定磁场的磁感应强度已知线圈的匝数为n，面积为S，线圈与冲击电流计组成的回路电阻为R若将线圈放在被测匀强磁场中，开始线圈平面与磁场垂直，现把探测线圈翻转180，冲击电流计测出通过线圈的电量为q，由上述数据可测出被测磁场的磁感应强度为（ ）A B C D答案：C(2009石景山)铁路上使用种电磁装置向控制中心传输信号以确定火车的位置和速度，被安放在火车首节车厢下面的磁铁能产生匀强磁场，如图所示（俯视图）当它经过安放在两铁轨间的线圈时，便会产生一电信号，被控制中心接收当火车以恒定速度通过线圈时，表示线圈两端的电压Uab随时间变化关系的图像是( )答案：C.精品资料。欢迎使用。高考资源网w。w-w*k&s%5￥u高考资源网w。w-w*k&s%5￥u