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1、1.1.(2009(2009宁夏宁夏19)19)如图如图1 1所示所示,一导一导 体圆环位于纸面内体圆环位于纸面内,O,O为圆心为圆心.环内两环内两 个圆心角为个圆心角为9090的扇形区域内分别有的扇形区域内分别有 匀强磁场匀强磁场,两磁场磁感应强度的大小两磁场磁感应强度的大小 相等相等,方向相反且均与纸面垂直方向相反且均与纸面垂直.导体导体 杆杆OMOM可绕可绕O O转动转动,MM端通过滑动触点与圆环接触端通过滑动触点与圆环接触 良好良好.在圆心和圆环间连有电阻在圆心和圆环间连有电阻R R.杆杆OMOM以匀角速以匀角速 度度逆时针转动逆时针转动,t t=0=0时恰好在图示位置时恰好在图示位置
2、.规定从规定从a a 到到b b流经电阻流经电阻R R的电流方向为正的电流方向为正,圆环和导体杆的圆环和导体杆的 电阻忽略不计电阻忽略不计,则杆从则杆从t t=0=0开始转动一周的过程中开始转动一周的过程中,电流随电流随t t变化的图象是变化的图象是 ()()定时检测定时检测一一 楞次定律和电磁感应定律楞次定律和电磁感应定律 自感自感图图1 1解析解析 旋转的导体棒旋转的导体棒在 在磁场磁场中中切割磁感线切割磁感线,产生电产生电动势动势,由右手定由右手定则 则可判断可判断,开始时电流方向由开始时电流方向由b b向向a a,为负方向为负方向,后来磁场方向相反后来磁场方向相反,电流方向为电流方向为
3、正正方向方向,因为因为只只有开始的有开始的1/41/4周周期和第期和第3 3个个1/41/4周周期内导体棒期内导体棒切割磁感线切割磁感线,所以所以C C正正确确.答案答案 C C2.2.(2009(2009浙江浙江17)17)如图如图2 2所示所示,在磁感应强度大小为在磁感应强度大小为B B、方向竖、方向竖 直向上的匀强磁场中直向上的匀强磁场中,有一质量有一质量 为为m m、阻值为、阻值为R R的闭合矩形金属的闭合矩形金属 线框线框abcdabcd用绝缘轻质细杆悬挂在用绝缘轻质细杆悬挂在 O O点点,并可绕并可绕O O点摆动点摆动.金属线框金属线框 从右侧某一位置静止开始释放从右侧某一位置静止
4、开始释放,在摆动到左侧最高点在摆动到左侧最高点的过程中的过程中,细杆和金属线框平面始终处于同一平面细杆和金属线框平面始终处于同一平面,且垂直纸面且垂直纸面.则线框中感应电流的方向是则线框中感应电流的方向是()()A.A.a ab bc cd da a B.B.d dc cb ba ad d C.C.先是先是d dc cb ba ad d,后是后是a ab bc cd da a D.D.先是先是a ab bc cd da a,后是后是d dc cb ba ad d图图2 2解析解析 由楞次定律可由楞次定律可知知,在 在线框从右侧摆动到线框从右侧摆动到O O点点正正下方的过程下方的过程中中,向上的
5、磁通量向上的磁通量在 在减小减小,故感应电流的故感应电流的方向沿方向沿a ad dc cb ba a,线框从线框从O O点点正正下方向下方向左左侧摆侧摆动的过程动的过程,电流方向沿电流方向沿a ad dc cb ba a,故故选 选B.B.答案答案 B B3.3.(2008(2008全国全国21)21)如图如图3 3所示所示,一一 个边长为个边长为l l的正方形虚线框内有垂直的正方形虚线框内有垂直 于纸面向里的匀强磁场于纸面向里的匀强磁场;一个边长也一个边长也 为为l l的正方形导线框所在平面与磁场的正方形导线框所在平面与磁场 方向垂直方向垂直;虚线框对角线虚线框对角线abab与导线框与导线框
6、 的一条边垂直的一条边垂直,baba的延长线平分导线的延长线平分导线 框框.在在t t=0=0时时,使导线框从图示位置开始以恒定速度使导线框从图示位置开始以恒定速度 沿沿abab方向移动方向移动,直到整个导线框离开磁场区域直到整个导线框离开磁场区域.以以i i 表示导线框中感应电流的强度表示导线框中感应电流的强度,取逆时针方向为取逆时针方向为 正正.下列表示下列表示i it t关系的图示中关系的图示中,可能正确的是可能正确的是()()图图3 3解析解析 如下图所示设恒定速度为如下图所示设恒定速度为v v,则 则CDCD边边运 运动动至至C C1 1D D1 1位位置置的过程的过程中只中只有有C
7、DCD边切割磁感线边切割磁感线,产生的产生的感应电动势感应电动势E E1 1=2=2B Bv v2 2t ttan 45=2tan 45=2B Bv v2 2t t则 则i i1 1=t=tCDCD边由边由C C1 1D D1 1运 运动动至至C C2 2D D2 2的过程的过程中中(如下图如下图)只只有有CDCD边切割磁感线边切割磁感线,有效长度为有效长度为l l产生的电动势产生的电动势E E2 2=BlBlv v为定为定值值,则 则i i2 2=也也为定为定值值,方向为逆时方向为逆时针针.CDCD边由边由C C2 2D D2 2运 运动动至至C C3 3D D3 3位位置置的过程的过程中中
8、仍仍只只有有CDCD边边切割磁感线时切割磁感线时,AB,AB边开始进入磁场边开始进入磁场,此过程此过程中中CDCD边边产生的感应电动势可表示为产生的感应电动势可表示为E E3 3=2=2B Bv v =BlBlv v-2-2B Bv v2 2t t则 则i i3 3=CDCD边由边由C C3 3D D3 3运 运动动至至C C4 4D D4 4的过程的过程中中,CDCD边边与与ABAB边同边同时切割磁感线产生的感应电动势为时切割磁感线产生的感应电动势为E E4 4=BlBlv v-2-2B Bv v2 2t t-2-2B Bv v2 2t t=BlBlv v-4-4B Bv v2 2t ti
9、i4 4=当当t t=时时,i i4 4=0=0当当t t 时时,i i的方向变为顺时的方向变为顺时针针.电流变为顺时电流变为顺时针针后后,由于对称性由于对称性,其大小变化将其大小变化将重重复上述过程复上述过程.由以上分析可判定由以上分析可判定C C选 选项项正正确确.答案答案 C C4.4.(2008(2008海南海南1)1)法拉第通过精心设计的一系列法拉第通过精心设计的一系列 实验实验,发现了电磁感应定律发现了电磁感应定律,将历史上认为各自独将历史上认为各自独 立的学科立的学科“电学电学”与与“磁学磁学”联系起来联系起来,在下面在下面 几个典型的实验设计思想中几个典型的实验设计思想中,所作
10、的推论后来被所作的推论后来被 实验否定的是实验否定的是 ()()A.A.既然磁铁可使近旁的铁块带磁既然磁铁可使近旁的铁块带磁,静电荷可使近静电荷可使近 旁的导体表面感应出电荷旁的导体表面感应出电荷,那么静止导线上的那么静止导线上的 稳恒电流也可在近旁静止的线圈中感应出电流稳恒电流也可在近旁静止的线圈中感应出电流 B.B.既然磁铁可在近旁运动的导体中感应出电动势既然磁铁可在近旁运动的导体中感应出电动势,那么稳恒电流也可在近旁运动的线圈中感应出那么稳恒电流也可在近旁运动的线圈中感应出 电流电流C.C.既然运动的磁铁可在近旁静止的线圈中感应出电流既然运动的磁铁可在近旁静止的线圈中感应出电流,那么静止
11、的磁铁也可在近旁运动的导体中感应出电那么静止的磁铁也可在近旁运动的导体中感应出电动势动势D.D.既然运动的磁铁可在近旁的导体中感应出电动势既然运动的磁铁可在近旁的导体中感应出电动势,那么运动导线上的稳恒电流也可在近旁的线圈中那么运动导线上的稳恒电流也可在近旁的线圈中 感应出电流感应出电流解析解析 磁铁可使近旁的铁块磁化带磁磁铁可使近旁的铁块磁化带磁,静电荷可使静电荷可使近旁的导体引起静电感应带电近旁的导体引起静电感应带电,但静但静止止的稳恒电流的稳恒电流,其磁场不变其磁场不变,不会使静不会使静止止的线圈磁通量发生变化而的线圈磁通量发生变化而产生感应电流产生感应电流,所以所以A A项被实验否定项
12、被实验否定,答案应为答案应为A.A.除除此此之之外外,磁铁可使磁铁可使运 运动的导体切割磁感线产生感应动的导体切割磁感线产生感应电动势电动势,稳恒电流尽管磁场不变稳恒电流尽管磁场不变,但但运 运动的线圈磁通动的线圈磁通量会变化量会变化,同样同样运 运动导线上的稳恒电流动导线上的稳恒电流也也会使线圈会使线圈磁通量变化磁通量变化,综综上所述上所述B B、C C、D D都会被实验所都会被实验所证证实实是是正正确的确的.答案答案 A A5.5.(2008(2008海南海南10)10)一航天飞机下有一细金属杆一航天飞机下有一细金属杆,杆指向地心杆指向地心.若仅考虑地磁场的影响若仅考虑地磁场的影响,则当航
13、天飞则当航天飞 机位于赤道上空机位于赤道上空 ()()A.A.由东向西水平飞行时由东向西水平飞行时,金属杆中感应电动势的金属杆中感应电动势的 方向一定由上向下方向一定由上向下 B.B.由西向东水平飞行时由西向东水平飞行时,金属杆中感应电动势的金属杆中感应电动势的 方向一定由上向下方向一定由上向下 C.C.沿经过地磁极的那条经线由南向北水平飞行时沿经过地磁极的那条经线由南向北水平飞行时,金属杆中感应电动势的方向一定由下向上金属杆中感应电动势的方向一定由下向上 D.D.沿经过地磁极的那条经线由北向南水平飞行时沿经过地磁极的那条经线由北向南水平飞行时,金属杆中一定没有感应电动势金属杆中一定没有感应电
14、动势 解析解析 由于地磁场方向由南向北由于地磁场方向由南向北,由右手定由右手定则 则,判断判断 出出A A、D D对对.ADAD6.6.(2009(2009山东山东21)21)如图如图4 4所示所示,一导线弯成半径为一导线弯成半径为 a a的半圆形闭合回路的半圆形闭合回路.虚线虚线MNMN右侧有磁感应强度为右侧有磁感应强度为 B B的匀强磁场的匀强磁场,方向垂直于回路所在的平面方向垂直于回路所在的平面.回路以回路以 速度速度v v向右匀速进入磁场向右匀速进入磁场,直径直径CDCD始终与始终与MNMN垂直垂直.从从D D点到达边界开始到点到达边界开始到C C点进入磁场为止点进入磁场为止,下列结下
15、列结 论正确的是论正确的是 ()()图图4 4A.A.感应电流方向不变感应电流方向不变B.B.CDCD段直导线始终不受安培力段直导线始终不受安培力C.C.感应电动势最大值感应电动势最大值E Em m=BaBav vD.D.感应电动势平均值感应电动势平均值E E=BaBav v解析解析 由楞次定律可由楞次定律可知知感应电流方向始感应电流方向始终终沿逆时沿逆时针针,故故选 选项项A A正正确确;由右手定由右手定则知则知CDCD段段直直导线始导线始终终受安受安培力培力,故故选 选项项B B错误错误.当有当有一一半进入磁场时半进入磁场时,切割磁切割磁感线的有效长度感线的有效长度最最大大,最最大感应电动
16、势为大感应电动势为E Em m=BaBav v,故故选 选项项C C正正确确;根据法拉第电磁感应定律可得感应根据法拉第电磁感应定律可得感应电动势的平均电动势的平均值值 ，故故选 选项项D D正正确确.答案答案 ACDACD7.7.(2009(2009安徽安徽20)20)如图如图5 5甲所示甲所示,一个电阻为一个电阻为R R、面积为面积为S S的矩形导线框的矩形导线框abcdabcd,水平放置在匀强磁场水平放置在匀强磁场 中中,磁场的磁感应强度为磁场的磁感应强度为B B,方向与方向与adad边垂直并与边垂直并与 线框平面线框平面abcdabcd成成4545角角,O O、O O分别是分别是abab
17、边和边和cdcd 边的中点边的中点.现将线框右半边绕现将线框右半边绕OOOO逆时针旋转逆时针旋转9090到图乙所示位置到图乙所示位置.在这一过程中在这一过程中,导线中通过的电导线中通过的电 荷量是荷量是 ()()图图5 5A.B.C.D.0A.B.C.D.0解析解析 设开始穿过的磁通量为设开始穿过的磁通量为正正,开始磁通量为开始磁通量为 1 1=BSBSsin 45=sin 45=BSBS,则 则转过转过9090时穿过时穿过aOOaOO,左左边边一一半线框的磁通量为半线框的磁通量为 2 2=B B sin 45=sin 45=BS BS 穿过穿过bOObOOc c右边的右边的一一半线框的磁通量
18、为半线框的磁通量为 2 2=-=-B B sin 45=-sin 45=-BS BS 因此因此,转过转过9090时穿过时穿过整整个线框的磁通量为个线框的磁通量为 2 2=2 2+2 2=0 =0 转动过程转动过程中中磁通量变化量为磁通量变化量为 =1 1-2 2=BS BS 由法拉第电磁感应定律得由法拉第电磁感应定律得 =根据闭合电路的欧姆定律有根据闭合电路的欧姆定律有 =该过程通过线框截面的电荷量该过程通过线框截面的电荷量q q=t t 联立联立式得式得q q=答案答案 A A8.8.(2008(2008江苏江苏8)8)如图如图6 6所示的电路中所示的电路中,三个相同三个相同 的灯泡的灯泡a
19、 a、b b、c c和电感和电感L L1 1、L L2 2与直流电源连接与直流电源连接,电电 感的电阻忽略不计感的电阻忽略不计,开关开关S S从闭合状态突然断开时从闭合状态突然断开时,下列判断正确的有下列判断正确的有 ()()图图6 6A.A.a a先变亮先变亮,然后逐渐变暗然后逐渐变暗B.B.b b先变亮先变亮,然后逐渐变暗然后逐渐变暗C.C.c c先变亮先变亮,然后逐渐变暗然后逐渐变暗D.D.b b、c c都逐渐变暗都逐渐变暗解析解析 由题图由题图中中看出看出,S,S突然断开时突然断开时,电感电感L L1 1、L L2 2中中的感应电流瞬间都加的感应电流瞬间都加在 在灯灯a a上上,所以所
20、以a a瞬间电流比瞬间电流比原 原来大来大,所以灯所以灯a a先变亮先变亮,然后然后逐逐渐变暗渐变暗,b b、c c都都逐逐渐渐变暗变暗.答案答案 AD AD9.9.(2009(2009全国全国24)24)如图如图7 7所示所示,匀强磁场的磁感应匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里强度方向垂直于纸面向里,大小随时间的变化率为大小随时间的变化率为 =k k,k k为负的常量为负的常量.用电阻率为用电阻率为 、横截面积为、横截面积为S S的的硬导线做成一边长为硬导线做成一边长为l l的方框的方框,将方框固定于将方框固定于 纸面内纸面内,其右半部位于磁场区域中其右半部位于磁场区域中.求求图图7 7
21、(1)(1)导线中感应电流的大小导线中感应电流的大小.(2)(2)磁场对方框作用力的大小随时间的变化率磁场对方框作用力的大小随时间的变化率.解析解析 (1)(1)导线框产生的感应电动势导线框产生的感应电动势E E=l l2 2B B 导线框导线框中中的电流的电流I I=式式中中R R是导线框的电是导线框的电阻阻,根据电根据电阻阻定律有定律有R R=联立联立式式,将将 =k k代入得代入得I I=(2)(2)导线框所受磁场的导线框所受磁场的作作用力大小为用力大小为F F=BIl BIl 它随时间的变化率为它随时间的变化率为 由由 式得式得 =答案答案 (1)(2)(1)(2)10.10.(200
22、8(2008天津天津25)25)磁悬浮列车是一种高速低耗磁悬浮列车是一种高速低耗 的新型交通工具的新型交通工具.它的驱动系统简化为如下模型它的驱动系统简化为如下模型,固定在列车下端的动力绕组可视为一个矩形纯电固定在列车下端的动力绕组可视为一个矩形纯电 阻金属框阻金属框,电阻为电阻为R R,金属框置于金属框置于xOyxOy平面内平面内,长边长边 MNMN长为长为l l平行于平行于y y轴轴,宽为宽为d d的的NPNP边平行于边平行于x x轴轴,如图如图 8 8甲所示甲所示.列车轨道沿列车轨道沿OxOx方向方向,轨道区域内存在垂轨道区域内存在垂 直于金属框平面的磁场直于金属框平面的磁场,磁感应强度
23、磁感应强度B B沿沿OxOx方向按方向按 正弦规律分布正弦规律分布,其空间周期为其空间周期为 ,最大值为最大值为B B0 0,如图乙如图乙所示所示,金属框同一长边上各处的磁感应强度相同金属框同一长边上各处的磁感应强度相同,整整个磁场以速度个磁场以速度v v0 0沿沿OxOx方向匀速平移方向匀速平移.设在短暂时间内设在短暂时间内,MNMN、PQPQ边所在位置的磁感应强度随时间的变化可边所在位置的磁感应强度随时间的变化可以忽略以忽略,并忽略一切阻力并忽略一切阻力.列车在驱动系统列车在驱动系统 作用下沿作用下沿OxOx方向加速度行驶方向加速度行驶,某时刻速度为某时刻速度为v v(v v v v,所以
24、所以在 在t t时间内时间内MNMN边扫过磁场的面积边扫过磁场的面积S S=(=(v v0 0-v v)l lt t在 在此此t t时间内时间内,MNMN边边左左侧穿过侧穿过S S的磁通量移进金属的磁通量移进金属框而引起框内磁通量变化框而引起框内磁通量变化 MNMN=B B0 0l l(v v0 0-v v)t t同理同理,该该t t时间内时间内,PQPQ边边左左侧移出金属框的磁通量侧移出金属框的磁通量引起框内磁通量变化引起框内磁通量变化 PQPQ=B B0 0l l(v v0 0-v v)t t故故在 在t t内金属框所围面积的磁通量变化内金属框所围面积的磁通量变化 =MNMN+PQPQ根据
25、法拉第电磁感应定律根据法拉第电磁感应定律,金属框金属框中中的感应电动势的感应电动势大小大小E E=根据闭合电路欧姆定律有根据闭合电路欧姆定律有I I=根据安培力公式根据安培力公式,MN,MN边所受的安培力边所受的安培力F FMNMN=B B0 0Il IlPQPQ边所受的安培力边所受的安培力F FPQPQ=B B0 0Il Il根据根据左左手定手定则 则,MNMN、PQPQ边所受的安培力方向相同边所受的安培力方向相同,此时列车驱动力的大小此时列车驱动力的大小F F=F FMNMN+F FPQPQ=2=2B B0 0Il Il联立解得联立解得F F=答案答案 (1)(1)见解析见解析 (2)(2)位置见解析位置见解析d d=(2=(2k k+1)+1)或或 =(=(k kN)N)(3)(3)返回返回