法拉第电磁感应电路分析问题.docx

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1、电魅台祈问题灾时称命题人：安亚珍王会狰 审题人：邓淑欣1、均匀导线做成的正方形线框每边长为0. 2m,正方形的一半放在和纸面 垂直向里的匀强磁场中，当磁场以每秒10T的变化率增强时，线框中点a、b 两点电势差是A、Uab=0.1VB、Uab=-0.1VC、Uab=0.2VD、Uab=-0.2V2、粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行。现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如下图，那么在移出过程中线框的一边4、b两点间电势差绝对值最大的是T；xxx；： x r x ：V J ，Ml X X II 1 X k X ID

2、j_jBCrx-xixxx； x x Im ； vJ 一一一 一,D3、如图，A、8两个相同导线制成的互联的金属圆环，半径4=2Rb， 两圆环间用电阻不计的导线连接，当均匀变化的磁场垂直穿大环时a、b两点间电压为U,假设让同一均匀变化的磁场垂直穿过B环那么a,b两 点间的电压为A.2U B.U/2 CAU D.U/44、如下图，一正方形线圈的匝数为，边长为m线圈平面与匀强磁场垂 直，且一半处在磁场中。在山时间内，磁感应强度的方向不变，大小由B 均匀地增大到28。在此过程中，线圈中产生.的感应电动势为皿nB(rnBcr2氏尸a. 2At D, lAl J At J Al5、一直升机停在南半球的地

3、磁极上空.该处地磁场的方向竖直向上，磁感应强度为8.直升机螺旋 桨叶片的长度为L,螺旋桨转动的频率为f顺着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨顺时针方向转动.螺 旋桨叶片的近轴端为小 远轴端为从如果忽略。到转轴中心线的距离，用表示每个叶片中的感 应电动势，如下图那么A. s=nfL2B,且a点电势低于b点电势B. E=2nfL2B,且a点电势低于点电势隈乂 0C. c=itfL2B,且”点电势高于点电势D. 8=2nfL2B,旦点.电势高于6点电势 6、如图，金属三角形导轨。上放有一根金属棒MM拉动MM使它以速度v向右匀速平动.假设那么在MN运动过程那么在MN运动过程导轨和金属棒都是粗细相同的均匀导体

4、，电阻率相同, 中闭合电路的A.感应电动势保持不变B.感应电流逐渐增大C.感应电动势逐渐增大D.感应电流保持不变 7：如下图，水平面上有两根相距为L的足够长的平行金属导轨和PQ,电阻不计。在M和 P之间接有阻值为R的定值电阻，导体棒ab长为L,其电阻为r,与导轨接触良好。整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为庆 现用一拉力F使导 体棒而向右做匀速运动，t时间内向右运动了 x,那么求(I)中的感应电动势多大？2 2) a中电流的方向如何？大小是多少？3 3) H两点的电压是多少？(4)在电阻R上消耗的功率Pr?(5)在ab棒上消耗的发热功率PI(6)在t时间内流过电阻R的电量q?8：

5、如下图，PQNM是由粗裸导线连接两个定值电阻组合成的闭合矩形导 体框，水平放置，金属棒ab与PQ、MN垂直，并接触良好。整个装置放在 竖直向下的匀强磁场中,磁感强度B=0.4T。ab长/=0.5m,电阻R1=2C, R?=4Q,其余电阻均忽略不计，假设使ab以v=5m/s的速度向右匀速运动，作 用于ab的外力大小为 N, R上消耗的电热功率为 W。(不计摩擦)9：如下图，半径为”的圆环电阻不计，放置在垂直于纸面向里， 磁感应强度为8的匀强磁场中，环内有一导体棒，电阻为人可以 绕环匀速转动.将电阻R,开关S连接在环上和棒的。端，将电容 器极板水平放置，两极板间距为比方下图。极板间有一带正电公 质

6、量为，的粒子恰好静止，试判断OM的转动方向和角速度的大小。10：如图（a）所示，一个电阻值为R,匝数为的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻Ri连接成闭 合回路。线圈的半径为门。在线圈中半径为2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场， 磁感应强度B随时间I变化的关系图线如图（b）所示。图线与横、纵轴的截距分别为m和Bo，导 线的电阻不计。求0至0时间内（1）通过电阻Ri上的电流大小和方向；（2）通过电阻R.上的电量q及电阻Ri上产生的热量。11：如下图，线圈内有理想边界的磁场，当磁感应强度随时间均匀增加时，有一带电微粒静止于 水平放置的平行板电容器中间，假设线圈叱数为n,平行板电容器的板间距离

7、为d,微粒的质量为m, 带电量为q，线圈面积为S,那么（1）、微粒的电性？（2）平行板电容器两端的电压？（3）磁感应强度的变化率？12、把总电阻为2R的均匀电阻丝焊接成一半径为a的圆环，水平固定在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，一长度为2a,电阻等于R,粗细均匀的金属棒MN放在圆环匕它与圆环始终保 持良好接触，当金属棒以恒定速度v向右移动经过环心O时，求 棒上电流的大小和方向及棒两端的电压Umn?在圆环和金属棒上消耗的总功率？M13、如图22所示，放在绝缘水平面上的两条导轨MN和PQ之间宽度为L,置于磁感应强度为B 的匀强磁场中，B的方向垂直于导轨平面向里，导轨左、右端接各有阻值为R的电

8、阻，长为2L的金属棒ab电阻为2R放在导轨上与导轨垂直且接触良好，其它局部电阻不计，当ab棒以V的速度匀速向右运动时，求流过ab棒的电流是多少?ab棒两端的电压xXMJ- xRXXXX X X X XMR14、半径为a的圆形区域内有均匀磁场，磁感强度为B=0.2T,磁场方向垂直纸面向里，半径为b 的金属圆环与磁场同心地放置，磁场与环面垂直，其中a=0.4m, 6=0.6m,金属环上分别接有灯 L、L2,两灯的电阻均为Ro=2C,一金属棒MN与金属环接触良好，棒与环的电阻均忽略不计 （1）、假设棒以w=5m/s的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径00,的瞬时（如下图）MN中的电动势和流过灯

9、Li的电流。（2）、撤去中间的金属棒MN将右而的半圆环OLCT以OCT 为轴向上翻转90,假设此时磁场随时间均匀变化，其变化率为AB/At= （4/71）T/s,求L的功率。史洛合析问题专案史洛合析问题专案命题人：安亚珍王会静 审题人：邓淑欣.电磁感应现象分析(1)题型特点：由于闭合回路中某段导体做切割磁感线运动或穿过某闭合回路的磁通量发生变 化，在该回路中就要产生感应电流.可以判断感应电流的方向、大小等问题.(2)分析基本方法：当局部导体在磁场中做切割磁感线运动时，产生感应电动势和感应电流用右手定那么判定： 判定原那么：a.感应电流方向的判定：四指所指的方向为感应电流的方向：b.对于感应电动

10、势的方向判断，无论电路是否闭合，都可以用右手定那么进行判断：四指指向 电动势的正极.当闭合电路中的磁通量发生变化时，引起感应电流时，用楞次定律判断.(3)感应电动势的大小：法拉第电磁感应定律：E = n,适用于所有感应电动势的求解；E = Bh，,适用于导体棒平动切割磁感线； = W% ,适用于导体棒旋转切割磁感线。4 .电磁感应中电路的分析(1)题型特点：闭合电路中磁通量发生变化或有局部导体在做切割磁感线运动，在回路中将产 生感应电动势，回路中将有感应电流.从而涉及到电流、电压、电功等计算.同时也可包含电磁感 应与力学问题、电磁感应与能量的综合分析.(2)解题基本思路：产牛.感应电动势的导体

11、相当于一个电源，感应电动势等效于电源电动势，产牛.感应电动势的 导体的电阻等效于电源的内阻.电源内部电流的方向是从负极流向正极，即从低电势流向高电势.产生感应电动势的导体跟用电器连接，可以对用电器供电，由闭合电路欧姆定律求解各种问 题.解决电磁感应中的电路问题，必须按题意画出等效电路，其余问即为电路分析和闭合电路欧 姆定律的应用.(3)常见的分析误区不能正确分析感应电动势及感应电流的方向.因产生感应电动势那局部电路为电源局部， 故该局部电路中的电流应为电源内部的电流，而外电路中的电流方向仍是从高电势到低电势.应用欧姆定律分析求解电路时，不注意等效电源的内阻对电路的影响.对联接在电路中电表的读数

12、不能正确进行分析，特别是并联在等效电源两端的电压表，其示 数应该是外电压，而不是等效电源的电动势.【典例分析】例题1。如下图，接有灯泡的平行金属导轨水平放置在匀强磁场中，一导体杆 -与两导轨良好接触并做往复运动，其运动情况与弹簧振子做简谐运动的情况相同。P O Q图中0位置对应于弹簧振子的平衡位置，只。两位置对应于弹簧振子的最大位移处。假设两导轨的电阻不计，那么 （）A.杆由。到户的过程中，电路中电流变大B.杆由到。的过程中，电路中电流一直变大C.杆通过0处时，电路中电流方向将发生改变化D.杆通过。处时，电路中电流最大定电阻用 为加，导 摩擦因数 安培力的定电阻用 为加，导 摩擦因数 安培力的

13、例题2。如下图，平行金属导轨与水平面成。角，导轨与固 和尼相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面.有一导体棒a。，质量 体棒的电阻与固定电阻片和兄的阻值均相等，与导轨之间的动 为，导体棒砧沿导轨向上滑动，当上滑的速度为时，受到 大小为月此时（）Ao电阻用消耗的热功率为A” 3B。电阻吊消耗的热功率为尸”6C。整个装置因摩擦而消耗的热功率为磔rcos 0Do整个装置消耗的机械功率为（尸+ 氏os ）r例3。图中MV和阳为竖直方向的两平行长直金属导轨，间距，为0.40m,电 阻不计。导轨所在平面与磁感应强度B为0.50T的匀强磁场垂直。质量勿为 6.0乂10 18、电阻为1.00的金属杆a。始终垂直于导轨

14、，并与其保持光滑接触。 导轨两端分别接有滑动变阻器和阻值为3.0Q的电阻分。当杆血到达稳定状态 时以速率/匀速下滑，整个电路消耗的电功率为0. 27W,重力加速度取lOm/s?, 试求速率 /和滑动变阻器接入电路局部的阻值必。例4： （06江苏物理卷）如下图，顶角=45。，的金属导轨做邠固定在水平面内，导轨处在方 向竖直、磁感应强度为4的匀强磁场中。一根与垂直的导体棒在水平外力作用卜.以恒定速度火沿导轨J/OH句左滑动，导体棒的质量为/，导轨与导体棒单位长度的电阻均 匀为人导体棒与导轨接触点的a和儿导体棒在滑动过程中始终保持与导 轨良好接触。尸0时，导体棒位于顶角。处，求：（1）1时刻流过导体

15、棒的电流强度/和电流方向。（2）导体棒作匀速直线运动时水平外力6的表达式。（3）导体棒在。？时间内产生的焦耳热。4）假设在叁时刻将外力少撤去，导体棒最终在导轨上静止时的坐标人例5：如图（a）所示，一端封闭的两条平行光滑导轨相距。距左端处的中间一段被弯成半 径为的1/4圆弧，导筑左右两段处于高度相差的水平面上。圆弧导轨所在区域无磁场，右段区 域存在磁场R、,左段区域存在均匀分布但随时间线性变化的磁场夕（t）,如图（b）所示，两磁场 方向均竖直向上。在圆弧顶端，放置一质量为用的金属棒a6,与导轨左段形成闭合回路。从金属 棒下滑开始计时，经过时间6）滑到圆弧底端。设金属棒在回路中的电阻为总导轨电阻不

16、计，重力 加速度为g。（1）问金属棒在圆弧内滑动时，回路中感应电流的大小和方 向是否发生改变？为什么？（2）求0到时间我内，回路中感应电流产生的焦耳热量。（3）探讨在金属棒滑到圆弧底端进入匀强磁场氏的一瞬间，回路中感应电流的大小和方向。23、如下图，P、。为水平面内平行放置的光滑金属长直导 轨，间距为0.5m,处在竖直向下、磁感应强度大小S=0.5T 的匀强磁场中。导体杆打垂直于P、Q放在导轨上，在外力作 用卜.向左做匀速直线运动。质量为0.1kg的正方形金属框置于竖直平面内，其边长为0.1m,每边电阻均为0.1 Q。线框的两顶点b通过细导线与导轨相 连。磁感应强度大小&二IT的匀强磁场垂直金

17、属框M向里，金属框恰好处于静止状态。不计其 余电阻和细导线对a、点的作用力，g= 10 m/s2,求：通过ah边的电流嬴是多大？导体杆。的运动速度-是多大？23如下图，两条平行的金属导轨历P、NQ与水平面夹角为a,设导轨足够长。导轨处在与导轨 平面垂自的匀强磁场中，磁感应强度8=0.80T,与导轨上端相连的电源电动势E=4.5V,内阻尸0.4Q,水平放置的导体棒外的电阻R=L5C,两端始终与导轨接触良好， 且能沿导轨无摩擦滑动，与导轨下端相连的电阻R尸L0C，电路中 其它电阻不计。当单刀双掷开关S与I接通时，导体棒刚好保持静 止状态，求：（1磁场的方向；（2） S与1接通时，导体棒的发热功率；（3）当开关S与2接通后，导体棒ab在运动过程中，单位时间（1s） 内扫过的最大面积