电磁感应练习题

电磁感应练习题电磁感应练习题 1．（多选）如图（a） ，在同一平面内固定有一长直导线PQ 和一导线框 R，R 在 PQ 的右侧。导线 PQ 中通有 正弦交流电流 i，i 的变化如图（b）所示，规定从 Q 到 P 为电流的正方向。导线框R 中的感应电动势 A. 在 B. 在 C. 在 D. 在 时为零 时改变方向 时最大，且沿顺时针方向 时最大，且沿顺时针方向 【来源】2018 年全国普通高等学校招生统一考试物理（全国III 卷） 【答案】 AC 【解析】试题分析本题考查交变电流图象、法拉第电磁感应定律、楞次定律及其相关的知识点。 点睛此题以交变电流图象给出解题信息，考查电磁感应及其相关知识点。解答此题常见错误主要有四方 面：一是由于题目以交变电流图象给出解题信息，导致一些同学看到题后，不知如何入手；二是不能正确 运用法拉第电磁感应定律分析判断；三是不能正确运用楞次定律分析判断，陷入误区。 2．真空管道超高速列车的动力系统是一种将电能直接转换成平动动能的装置。图1 是某种动力系统的简化 模型，图中粗实线表示固定在水平面上间距为l的两条平行光滑金属导轨，电阻忽略不计，ab和cd是两根 与导轨垂直，长度均为l，电阻均为R的金属棒，通过绝缘材料固定在列车底部，并与导轨良好接触，其间 距也为l，列车的总质量为m。列车启动前，ab、cd处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于导 轨平面向下，如图1 所示，为使列车启动，需在M、N间连接电动势为E的直流电源，电源内阻及导线电阻 忽略不计，列车启动后电源自动关闭。 （1）要使列车向右运行，启动时图1 中M、N哪个接电源正极，并简要说明理由； （2）求刚接通电源时列车加速度a的大小； （3）列车减速时，需在前方设置如图2 所示的一系列磁感应强度为B的匀强磁场区域，磁场宽度和相邻磁 场间距均大于l。若某时刻列车的速度为，此时ab、cd均在无磁场区域，试讨论：要使列车停下来，前 方至少需要多少块这样的有界磁场？ 【来源】2018 年全国普通高等学校招生同一考试理科综合物理试题（天津卷） 【答案】（1）M接电源正极，理由见解析（2）（3）若恰好为整数，设其为n，则需设置n块 有界磁场，若不是整数，设的整数部分为N，则需设置N+1 块有界磁场 3．【2017·新课标Ⅰ卷】扫描隧道显微镜（STM）可用来探测样品表面原子尺度上的形貌。为了有效隔离 外界振动对 STM 的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微 小振动，如图所示。无扰动时，按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场；出现扰动后，对于紫铜薄板上下 及左右振动的衰减最有效的方案是： 【答案】A 【 考点定位】电磁感应、右手定则、楞次定律 【名师点睛】解题关键是掌握右手定则、楞次定律判断感应电流的方向，还要理解PQRS中感应电流产生的 磁场会使T中的磁通量变化，又会使T中产生感应电流。 考点定位】安培力、功率、匀变速直线运动规律、 动能定理 【方法技巧】根据安培力的功率，匀变速直线运动位移速度关系，导出轨道的轨道方程和安培力随y的变 化关系；通过动能定理计算棒运动过程中外力做的功。 1．关于感应电流的产生，下列说法中正确的是（） A．导体相对磁场运动，导体内一定会产生感应电流 B．导体做切割磁感线运动，导体内一定会产生感应电流 C．穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中一定会产生感应电流 D．闭合电路在磁场中做切割磁感线运动，电路中一定会产生感应电流 【答案】 C 【解析】 试题分析：产生感应电流的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化，或闭合电路的一部分导体做切割磁感 线运动．根据这个条件进行选择． 解： A、导体相对磁场运动，若没有切割磁感线，则导体内不会产生感应电流．故A 错误． B、导体做切割磁感线运动时，能产生感应电动势，若导体所在电路不闭合，则导体中就没有感应电流．故 B 错误． C、穿过闭合电路的磁感线的条数发生变化， 磁通量一定发生变化，则闭合电路中就有感应电流． 故 C 正确． D、导体做切割磁感线运动，不一定有感应电流产生，只有当闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时才 有感应电流产生．故 D 错误． 故选 C 【点评】感应电流产生的条件细分有两点：一是电路要闭合；二是穿过电路的磁通量发生变化，即穿过闭 合电路的磁感线的条数发生变化． 2．一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，周期为T．从中性面开始计时，当t＝ 线圈中感应电动势的瞬时值为3 V，则此交流电的有效值为（） A．6 V B．3 V C．3 V D．6 V T 时， 【答案】 C 【解析】 点睛：对于感应电动势的瞬时值表达式 e=Emsinωt 要注意计时起点必须是从中性面开始，否则表达式中初 相位不为零. 5．（多选）如图所示，金属导轨M、N平行，相距为L，光滑金属棒a和b垂直于导轨且紧靠着放置，它们 的质量均为m，在两导轨之间的电阻均为R。整个装置位于水平面内，处于磁感应强度为B的竖直向下的匀 强磁场中，导轨电阻忽略不计，长度足够长。零时刻对a施加一平行于导轨的恒力F。在t时刻电路中电流 恰好达到稳定。则 A．t时刻两金属棒的速度相同 B．t时刻a、b两棒速度差为 Δv= C．在t时刻撤去力F后，导轨之间的电势差UMN会变小 D．在t时刻撤去力F后，导轨之间的电势差UMN恒定不变 【答案】 BD 【解析】 【详解】 6．（多选）如图所示，在倾角为θ的粗糙斜面上（动摩擦因数μi2，故 D 正确，A. B.C错误。 故选 D。 3．如图所示，某空间中存在一个有竖直边界的水平方向磁感应强度为B 的匀强磁场区域，现将一个等腰梯 形闭合导线圈 abcd，从图示位置（ab 边处于磁场区域的左边界）垂直于磁场方向水平从磁场左侧以速度v 匀速拉过这个区域，其中ab=L，cd=3L，梯形高为2L，线框 abcd 的总电阻为 R。下图中，， 则能正确反映该过程线圈中感应电流i 随时间 t 变化的是（规定 adcba 的方向为电流正方向） A． B． C． 【答案】 D D． 【解析】 【详解】 【点睛】 对于图象问题可以通过排除法进行求解，如根据图象过不过原点、电流正负、大小变化等进行排除． 4．所示为航母上电磁弹射装置的等效电路图(俯视图)，使用前先给电容器C 充电，弹射时，电容器释放储 存电能所产生的强大电流经过导体棒 EF，EF 在磁场(方向垂直纸面向外)作用下加速。下列说法正确的是 （） A．导体棒 EF 受到安培力的方向可用左手定则判断 B．弹射时导体棒 EF 先向右做变加速运动，后做匀速运动 C．电容器相当电源，放电时MN 间的电势差保持不变 D．在电容器放电过程中，电容器电容不断减小 【答案】 A 【解析】 【分析】 明确电容器的性质，知道电容是电容本身的性质，与电量无关；而电容器充电时，与电源正极相连的极板 带正电，同时根据左手定则分析安培力的方向，从而判断运动方向； 6．（多选）如图所示，相距为L的两条足够长的平行金属导轨右端连接有一定值电阻R，整个装置被固定 在水平地面上，整个空间存在垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B，两根质量均为m，电 阻都为R，与导