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1、1第第 9 9 讲讲电磁感应现象及电磁感应规律的应用电磁感应现象及电磁感应规律的应用1(2012北京理综，19)物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验”如图 910 所示，她把一个带铁芯的线圈L、开关 S 和电源用导线连接起来后，将一金属套环置于线圈L上，且使铁芯穿过套环，闭合开关 S 的瞬间，套环立刻跳起某同学另找来器材再探究此实验他连接好电路，经重复试验，线圈上的套环均未动对比老师演示的实验，下列四个选项中，导致套环未动的原因可能是()图 910A线圈接在了直流电源上B电源电压过高C所选线圈的匝数过多D所用套环的材料与老师的不同2(多选)如图 911 所示，在倾角为的斜面上固定有两根足够长
2、的平行光滑导轨，两导轨间距为L，金属导体棒ab垂直于两导轨放在导轨上，导体棒ab的质量为m，电阻为R.导轨电阻不计空间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为B.当金属导体棒ab由静止开始向下滑动一段时间t0后，再接通开关 S，则关于导体棒ab运动的vt图象可能正确的是()图 91123(2012苏州模拟)如图 912 所示，在垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场区域中有一个均匀导线制成的单匝直角三角形线框 现用外力使线框以恒定的速度v沿垂直磁场方向向右运动，运动中线框的AB边始终与磁场右边界平行 已知ABBCl，线框导线的总电阻为R，则线框离开磁场的过程中()图 912A线框中的电动势随时
3、间均匀减小B通过线框截面的电荷量为Bl22RC线框所受外力的最大值为2B2l2vRD线框中的热功率与时间成正比4(多选)(2012山东理综，20)如图 913 所示，相距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为，上端接有定值电阻R，匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为B.将质量为m的导体棒由静止释放，当速度达到v时开始匀速运动，此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力，并保持拉力的功率恒为P，导体棒最终以 2v的速度匀速运动导体棒始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨和导体棒的电阻，重力加速度为g.下列选项正确的是()图 9133AP2mgvsinBP3mgvsinC当导体棒速度达到v2时
4、加速度大小为g2sinD在速度达到 2v以后匀速运动的过程中，R上产生的焦耳热等于拉力所做的功5如图 914 所示，空间被分成若干个区域，分别以水平线aa、bb、cc、dd为界，每个区域的高度均为h，其中区域存在垂直于纸面向外的匀强磁场，区域存在垂直于纸面向里且与区域的磁感应强度大小相等的匀强磁场 竖直面内有一边长为h、质量为m的正方形导体框，导体框下边与aa重合并由静止开始自由下落，导体框下边刚进入bb就做匀速直线运动，之后导体框下边越过cc进入区域，导体框的下边到达区域的某一位置时又开始做匀速直线运动求：图 914(1)导体框在区域匀速运动的速度(2)从导体框下边刚进入bb时到下边刚触到d
5、d时的过程中，导体框中产生的热量(已知重力加速度为g，导体框始终在竖直面内运动且下边始终水平)参考答案参考答案1D金属套环跳起的原因是开关 S 闭合时，套环上产生感应电流与通电螺线管上的电流相互作用而引起的 线圈接在直流电源上，S 闭合时，金属套环也会跳起 电压越高，线圈匝数越多，S 闭合时，金属套环跳起越剧烈若套环是非导体材料，则套环不会跳起故选项 A、B、C 错误，选项 D 正确2ACD当开关 S 闭合前导体棒ab匀加速运动时，其加速度为agsin，经时间t0，其末速度为vtgt0sin.当开关 S 闭合后，导体棒ab会受到安培力作用，由左手定则可知，安培力沿导轨向上，当导体棒的重力沿导轨
6、向下的分力与安培力平衡时，导体棒的运动速度达到稳定，这就是导体棒的收尾速度3B三角形线框向外匀速运动的过程中，由于有效切割磁感线的长度Lvt，所以线框中感应电动势的大小EBLvBv2t，故选项 A 错误；线框离开磁场的运动过4程中，通过线圈的电荷量QIttRtBl22R，选项 B 正确；当线框恰好刚要完全离开磁场时，线框有效切割磁感线的长度最大，则FBItB2l2vR，选项 C 错误；线框的热功率PFvBIv2tB2v4t2R，选项 D 错误4AC导体棒由静止释放，速度达到v时，回路中的电流为I，则根据共点力的平衡条件，有mgsinBIL.对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力，以 2v的速度匀速
7、运动时，则回路中的电流为 2I，则根据平衡条件，有FmgsinB2IL，所以拉力Fmgsin，拉力的功率PF2v2mgvsin，故选项 A 正确、选项 B 错误；当导体棒的速度达到v2时，回路中的电流为I2，根据牛顿第二定律，得mgsinBI2Lma，解得ag2sin，选项 C 正确；当导体棒以 2v的速度匀速运动时，根据能量守恒定律，重力和拉力所做的功之和等于R上产生的焦耳热，故选项 D 错误5解析(1)导体框从aa到bb过程中，设刚进入bb时导体框的速度为v，则mgh12mv2，所以v 2gh导体框进入bb开始匀速运动时mgBIh，IBhvR，所以mgB2h2vR导体框下边到达区域的某一位置时又开始做匀速直线运动时mg2BIh，I2BhvR，所以mg4B2h2vR由以上各式得vv4142gh(2)从导体框下边刚进入bb时到下边刚出dd时的过程中，设产生的热量为Q由动能定理：2mghQ12mv212mv2，Q2mgh1532mv2所以Q4716mgh.答案(1)142gh(2)4716mgh