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1、1第五节第五节 电磁感应规律的应用电磁感应规律的应用A 级 抓基础1穿过闭合回路的磁通量随时间t变化的图象分别如图所示下列关于回路中产生的感应电动势的论述中正确的是( )A图中回路产生的感应电动势恒定不变B图中回路产生的感应电动势一直在变大C图中回路 0t1时间内产生感应电动势小于在t1t2时间内产生感应电动势D图中回路产生的感应电动势先变小后变大解析：根据法拉第电磁感应定律我们知道感应电动势与磁通量的变化率成正比，即En，结合数学知识我们知道：穿过闭合回路的磁通量随时间t变化的图象的斜率 tk.图中磁通量不变，无感应电动势，故 A 错误；图中磁通量随时间t均 t匀增大，图象的斜率k不变，也就
2、是说产生的感应电动势不变，故 B 错误；图中回路在0t1时间内磁通量随时间t变化的图象的斜率为k1，在tlt2时间内磁通量随时间t变化的图象的斜率为k2，从图象中发现： k1大于k2的绝对值所以在 0t1时间内产生的感应电动势大于在tlt2时间内产生的感应电动势，故 C 错误；图中磁通量随时间t变化的图象的斜率先变小后变大，所以感应电动势先变小后变大，故 D 正确答案：D2如图所示，一闭合线圈从高处自由落下，穿过一个有界的水平方向的匀强磁场区(磁场方向与线圈平面垂直)，线圈的一个边始终与磁场区的边界平行，且保持竖直的状态不变在下落过程中，当线圈先后经过位置、时，其加速度的大小分别为a1、a2、
3、a3.下列关系正确的是( )Aa1g，a3W1B拉力的功率P2P1C流过线框的电荷量Q2Q1D线框中的感应电流I2I1解析：速度越大，感应电动势、感应电流越大，拉力等于安培力，安培力FBIL，可知拉力越大，由WFs可知 A 对；拉力的功率等于安培力的功率PFv，B 对；电荷量qItt相同，C 错、D 对 Rt RBS R答案：ABD8.(多选)如图所示，让闭合线圈abcd从高h处下落时，进入匀强磁场中，在bc边开始进入磁场到ad边刚进入磁场的这一段时间内，线圈可能的运动情况是( )A匀加速运动 B匀速运动C变加速运动 D变减速运动解析：如果刚开始进入时，重力和安培力相等，则线圈受力平衡，做匀速
4、直线运动，若重力大于安培力，进入磁场后，线圈速度增大，安培力F随着速度增大而增大，B2L2v R所以合力减小，做变加速直线运动，若安培力大于重力，线圈进入磁场时，合力向上，速度减小，安培力减小，所以合力减小，加速度减小，故做变减速直线运动，故 B、C、D 正确答案：BCD9如图甲所示，用粗细均匀的导线制成的一只圆形金属圈，现被一根绝缘丝线悬挂在竖直平面内处于静止状态，已知金属圈的质量为m0.1 kg，半径为r0.1 m，导线单位长度的阻值为0.1 /m，金属圈的上半部分处在一方向垂直圈面向里的有界匀强磁场中，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示，金属圈下半部分在磁场外已知从5t0 时刻起，
5、测得经过 10 s 丝线刚好被拉断重力加速度g取 10 m/s2.求：图甲 图乙 (1)导体圆中感应电流的大小及方向；(2)丝线所能承受的最大拉力F；(3)此过程中金属圈中产生的焦耳热Q.解析：(1)由楞次定律可知，导体圆中电流方向为逆时针方向，由图乙知： 0.8 T/sB t导体圆的电阻为：R2r圆中感应电流为：I0.8 A0.2 A. tRB tr2 2 2rB tr 40.1 4 0.1(2)t时刻磁感应强度为：Bt，B t导体圆受到的安培力为：F安BI2r，细线的拉力FF安mg2BIrmg，当t10 s 时，代入数据，得F1.32 N.(3)金属圈内产生的焦耳热为：QI2Rt，代入数据
6、，得Q0.025 J.答案：(1)0.2 A 逆时针方向 (2)1.32 N (3)0.025 J10如图所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在竖直平面内，两导轨间的距离为L1 m，导轨间连接的定值电阻R3 ，导轨上放一质量为m0.1 kg 的金属杆ab，金属杆始终与导轨连接良好，杆的电阻r1 ，其余电阻不计，整个装置处于磁感应强度为B1.0 T 的匀强磁场中，磁场的方向垂直导轨平面向里重力加速度g10 m/s2，现让金属杆从AB水平位置由静止释放，求：(1)金属杆的最大速度；(2)当金属杆的加速度是 5 m/s2，安培力的功率是多大？6(3)若从金属杆开始下落到刚好达到最大速度的过
7、程中，电阻R上产生的焦耳热Q0.6 J，则通过电阻R的电量是多少？解析：(1)设金属杆下落时速度为v，感应电动势为EBLv，电路中的电流为I，金属杆受到的安培力FBIL，当安培力与重力等大反向时，金属杆速度最大，E Rr即Fmg，联立可得v4 m/s.(2)设此时金属杆的速度为v1，安培力为F1，则有F1，B2L2v1 Rr根据牛顿第二定律有mgF1ma，安培力的功率为PF1v1，已知a5 m/s2，联立可得P1 W.(3)电路中总焦耳热Q总Q0.8 J，Rr R由能量守恒可得mghmv2Q总，1 2所以金属杆下落的高度为h1.6 m，此过程中平均感应电动势为E， tBLh t平均电流为I，通过电阻R的电量为qIt，E Rr联立解得q0.4 C.答案：(1)4 m/s (2)1 W (3)0.4 C