電磁感應(yīng)現(xiàn)象是指放在變化磁通量中的導(dǎo)體，會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，下面是電磁感應(yīng)規(guī)律及其應(yīng)用專項(xiàng)練習(xí)題，請(qǐng)考生認(rèn)真練習(xí)。
一、選擇題(共8小題，每小題4分，共32分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1～6題只有一項(xiàng)符合題目要求，第7～8題有多項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分。)
1.(2016新課標(biāo)全國卷，15)如圖，直角三角形金屬框abc放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向平行于ab邊向上。當(dāng)金屬框繞ab邊以角速度逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，a、b、c三點(diǎn)的電勢(shì)分別為Ua、Ub、Uc。已知bc邊的長度為l。下列判斷正確的是()
A.UaUc，金屬框中無電流
B.UbUc，金屬框中電流方向沿a-b-c-a
C.Ubc=-Bl2，金屬框中無電流
D.Ubc=Bl2，金屬框中電流方向沿a-c-b-a
2.(2016重慶理綜，4)圖為無線充電技術(shù)中使用的受電線圈示意圖，線圈匝數(shù)為n，面積為S。若在t1到t2時(shí)間內(nèi)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)平行于線圈軸線向右穿過線圈，其磁感應(yīng)強(qiáng)度大小由B1均勻增加到B2，則該段時(shí)間線圈兩端a和b之間的電勢(shì)差b(
A.恒為
B.從0均勻變化到
C.恒為-
D.從0均勻變化到-
3.(2016安徽理綜，19)如圖所示，abcd為水平放置的平行形光滑金屬導(dǎo)軌，間距為l，導(dǎo)軌間有垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。已知金屬桿MN傾斜放置，與導(dǎo)軌成角，單位長度的電阻為r，保持金屬桿以速度v沿平行于cd的方向滑動(dòng)(金屬桿滑動(dòng)過程中與導(dǎo)軌接觸良好)。則()
A.電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為
B.電路中感應(yīng)電流的大小為
C.金屬桿所受安培力的大小為
D.金屬桿的發(fā)熱功率為
4.(2016福建理綜，18)如圖，由某種粗細(xì)均勻的總電阻為3R的金屬條制成的矩形線框abcd，固定在水平面內(nèi)且處于方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中。一接入電路電阻為R的導(dǎo)體棒PQ，在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v勻速滑動(dòng)，滑動(dòng)過程PQ始終與ab垂直，且與線框接觸良好，不計(jì)摩擦。在PQ從靠近ad處向bc滑動(dòng)的過程中()
A.PQ中電流先增大后減小
B.PQ兩端電壓先減小后增大
C.PQ上拉力的功率先減小后增大
D.線框消耗的電功率先減小后增大
5.(2016山東理綜，19)如圖甲，R0為定值電阻，兩金屬圓環(huán)固定在同一絕緣平面內(nèi)。左端連接在一周期T0的正弦交流電源上，經(jīng)二極管整流后，通過R0的電流i始終向左，其大小按圖乙所示規(guī)律變化。規(guī)定內(nèi)圓環(huán)a端電勢(shì)高于b端時(shí)，a、b間的電壓uab為正，下列uab-t圖象可能正確的是()
6.(2016新課標(biāo)全國卷，18)如圖(a)，線圈ab、cd繞在同一軟鐵芯ab線圈中通以變化的電流。用示波器測(cè)得線圈cd間電壓如圖(b)所示。已知線圈內(nèi)部的磁場(chǎng)與流經(jīng)線圈的電流成正比，則下列描述線圈ab中電流隨時(shí)間變化關(guān)系的圖中，可能正確的是()
7.(2016新課標(biāo)全國卷，19) 1824年，法國科學(xué)家阿拉果完成了著名的圓盤實(shí)驗(yàn)()
A.圓盤上產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
B.圓盤內(nèi)的渦電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動(dòng)
C.在圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，磁針的磁場(chǎng)穿過整個(gè)圓盤的磁通量發(fā)生了變化
D.圓盤中的自由電子隨圓盤一起運(yùn)動(dòng)形成電流，此電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動(dòng)
8.(2016山東理綜，17)如圖，一均勻金屬圓盤繞通過其圓心且與盤面垂直的軸逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。現(xiàn)施加一垂直穿過圓盤的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，圓盤開始減速。在圓盤減速過程中，以下說法正確的是()
A.處于磁場(chǎng)中的圓盤部分，靠近圓心處電勢(shì)高
B.所加磁場(chǎng)越強(qiáng)越易使圓盤停止轉(zhuǎn)動(dòng)
C.若所加磁場(chǎng)反向，圓盤將加速轉(zhuǎn)動(dòng)
D.若所加磁場(chǎng)穿過整個(gè)圓盤，圓盤將勻速轉(zhuǎn)動(dòng)
二、計(jì)算題(本題共2小題，共28分。寫出必要的文字說明，方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不得分。)
9.(2016浙江理綜，24)(14分)小明同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)電磁天平，如圖1所示，等臂天平的左臂為掛盤，右臂掛有矩形線圈，兩臂平衡。線圈的水平邊長L=0.1 m，豎直邊長H=0.3 m，匝數(shù)為N1。線圈的下邊處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B0=1.0 T，方向垂直線0～2.0 A范圍內(nèi)調(diào)節(jié)的電流I。掛盤放上待測(cè)物體后，調(diào)節(jié)線圈中電流使天平平衡，測(cè)出電流即可測(cè)得物體的質(zhì)量。(重力加速度取g=10 m/s2)
(1)為使電磁天平的量程達(dá)到0.5 kg，線圈的匝數(shù)N1至少為多少?
(2)進(jìn)一步探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象，另選N2=100匝、形狀相同的線圈，總電阻R=10 ，不接外電流，兩臂平衡。如圖2所示，保持B0B隨時(shí)間均勻變大，磁場(chǎng)區(qū)域?qū)挾萪=0.1 m。當(dāng)掛盤中放質(zhì)量為0.01 kg的物體時(shí)，天平平衡，求此時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率。
10.(2016天津理綜，11)(14分)如圖所示， 凸字形硬質(zhì)金屬線框質(zhì)量為m，相鄰各邊互相垂直ab邊長為l，cd邊長為2l，ab與cd平行，間距為2l。勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的上下邊界均水平，磁場(chǎng)方向垂直于線框所在平面。開始時(shí)，cd邊到磁場(chǎng)上邊界的距離為2l，線框由靜止釋放，從cd邊進(jìn)入磁場(chǎng)直到ef、pq邊進(jìn)入磁場(chǎng)前，線框做勻速運(yùn)動(dòng)，在ef、pq邊離開磁場(chǎng)后，ab邊離開磁場(chǎng)之前，線框又做勻速運(yùn)動(dòng)。線框完全穿過磁場(chǎng)過程中產(chǎn)生的熱量為Q。線框在下落過程中始終處于原豎直平面內(nèi)，且ab、cd邊保持水平，重力加速度為g。求：
(1)線框ab邊將離開磁場(chǎng)時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小是cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的幾倍;
(2)磁場(chǎng)上下邊界間的距離H。
導(dǎo)航卷十 電磁感應(yīng)規(guī)律及其應(yīng)用
1.C [金屬框繞ab邊轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，閉合回路abc中的磁通量始終為零(即不變)，所以金屬框中無電流。金屬框在逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，bc邊和ac邊均切割磁感線，由右手定則可知c，cE=Blv可知，Ubc=Uac=-Bl=-Bl=-Bl2。由以上分析可知選項(xiàng)C正確。]
2.C [由于磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大，故b為定值，由楞次定律可得b，故由法拉第電磁感應(yīng)定律得b=-C項(xiàng)正確。]
3.B [電路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=Blv，感應(yīng)電流I===故A錯(cuò)誤，B正確;金屬桿所受安培力大小F=BI=，故C錯(cuò)誤;金屬桿的發(fā)熱功率P=I2R=I2 r=，故D錯(cuò)誤。]
4.C [設(shè)PQ左側(cè)電路的電阻為Rx，則右側(cè)電路的電阻為3R-Rx，所以外電路的總電阻為R外=，外電路電阻先增大后減小，路端電壓先增大后減小，所以B錯(cuò)誤;電路的總電阻先增大后減小，再根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得PQ中的電流I=，先減小后增大，故A錯(cuò)誤;由于導(dǎo)體棒做勻速運(yùn)動(dòng)，拉力等于安F=BIL，拉力的功率P=BILv，故先減小后增大，所以C正確;外電路的總電阻R外=，最大值為R，小于導(dǎo)體棒的電阻R，又外電阻先增大后減小，由電源的輸出功率與外電阻的關(guān)系圖象可知，線框消耗的電功率先增大后減小，故D錯(cuò)誤.]
5.C [在第一個(gè)0.25T0時(shí)間內(nèi)，通過大圓環(huán)的電流為瞬時(shí)針逐漸增加，由楞次定律和a端電勢(shì)高于b端，因電流的變化率逐漸減小，故內(nèi)環(huán)的電動(dòng)勢(shì)逐漸減小;同理在第0.25 T0～0.5 T0時(shí)間內(nèi)，通過大圓環(huán)的電流為瞬時(shí)針逐漸減小，由楞次定律和右手螺旋定則可判斷內(nèi)環(huán)的a端電勢(shì)低于b端，因電流的變化率逐漸變大故內(nèi)環(huán)的電動(dòng)勢(shì)逐漸變大，故選項(xiàng)C正確。]
6.C [由題圖(b)可知c、d間的電壓大小是不變化的，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可判斷出線圈cd中磁通量的變化率是不變的，又因已知線圈內(nèi)部的磁場(chǎng)與流經(jīng)線ab中的電流是均勻變化的，選項(xiàng)C正確，A、B、D均錯(cuò)誤。]
7.AB [圓盤運(yùn)動(dòng)過程中，半徑方向的金屬條在切割磁感線，在圓心和邊緣之間產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，選項(xiàng)A正確;圓盤在徑向的輻條切割磁感線過程中，內(nèi)部距離圓心遠(yuǎn)近不同的點(diǎn)電勢(shì)不等而形成渦流，產(chǎn)生的磁場(chǎng)又導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動(dòng)，選項(xiàng)B正確;圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，圓盤位置、圓盤面積和磁場(chǎng)都沒有發(fā)生變化，所以沒有磁通量的變化，選項(xiàng)C錯(cuò)誤;圓盤本身呈現(xiàn)電中性，不會(huì)產(chǎn)生環(huán)形電流，選項(xiàng)D
8.ABD [由右手定則可知，處于磁場(chǎng)中的圓盤部分，靠近圓心處電勢(shì)高，選項(xiàng)A正確;根據(jù)E=BLv可知所加磁場(chǎng)越強(qiáng)，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大，感應(yīng)電流越大，產(chǎn)生的阻礙圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的安培力越大，則圓盤越容易停止轉(zhuǎn)動(dòng)，選項(xiàng)B正確;若加反向磁場(chǎng)，根據(jù)楞次定律可知安培力阻礙圓盤的轉(zhuǎn)動(dòng)，故圓盤仍減速轉(zhuǎn)動(dòng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤;若所加磁場(chǎng)穿過整個(gè)圓盤，則圓盤中無感應(yīng)電流，不產(chǎn)生安培力，圓盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，選項(xiàng)D正確。]
9.(1)題中電磁天平中的線圈受到安培力
F=N1B0IL①
由天平平衡可知：mg=N1B0IL②
代入數(shù)據(jù)解得：N1=25匝③
(2)由電磁感應(yīng)定律得：E=N2=N2Ld④
由歐姆定律得：I=⑤
線圈受到的安培力F=N2B0IL⑥
由天平平衡可得：mg=NB0⑦
代入數(shù)據(jù)可得=0.1 T/s⑧
答案 (1)25匝 (2)0.1 T/s
10.【詳細(xì)分析】(1)設(shè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線框做勻速運(yùn)動(dòng)的速度為v1，cd邊上的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E1，由法拉第電磁感應(yīng)定律，有E1=2Blv1①
設(shè)線框總電阻為R，此時(shí)線框中電流為I1，由閉合電路歐姆定律，有I1=②
設(shè)此時(shí)線框所受安培力為F1，有F1=2I1lB③
由于線框做勻速運(yùn)動(dòng)，其受力平衡，有mg=F1④
由①②③④式得v1=⑤
設(shè)ab邊離開磁場(chǎng)之前，線框做勻速運(yùn)動(dòng)的速度為v2，同理可得
v2=⑥
由⑤⑥式v2=4v1⑦
(2)線框自釋放直到cd邊進(jìn)入磁場(chǎng)前，由機(jī)械能守恒定律，有2mgl=mv⑧
線框完全穿過磁場(chǎng)的過程中，由能量守恒定律，有
mg(2l+H)=mv-mv+Q⑨
由⑦⑧⑨式得H=+28l⑩
答案 (1)4倍 (2)+28l
1.電磁感應(yīng)中動(dòng)力學(xué)問題的分析方法
(1)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向。
(2)求回路的電流。
(3)分析導(dǎo)體受力情況(包含安培力在內(nèi)的全面受力分析)。
(4)根據(jù)平衡條件或牛頓第二定律列方程。
2.兩種狀態(tài)處理
(1)導(dǎo)體處于平衡態(tài)靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
處理方法：根據(jù)平衡條件合外力等于零列式分析。
(2)導(dǎo)體處于非平衡態(tài)加速度不為零。
處理方法：根據(jù)牛
電磁感應(yīng)規(guī)律及其應(yīng)用專項(xiàng)練習(xí)題及答案的全部內(nèi)容就是這些，希望考生可以時(shí)時(shí)有進(jìn)步。
本文來自：逍遙右腦記憶 http://m.yy-art.cn/gaosan/327020.html
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