电磁感应专项训练2

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1、电磁感应专项训练(2)【例题精选】例1：如图，金属导轨间距为d，一端跨接一个电阻R，匀强磁场的磁感应强度诺为B，方向垂直于平行金属导轨所在的平面，一根长金属棒与导体成q角放置，金属棒与导轨的电阻不计，当金属棒沿垂直于棒的方向，以恒定速度v在金属导轨上滑行时，通过电阻的电流强度为；电阻R上发热功率为；拉力的机械功率为。解：（1）导体棒做切割磁感线运动，导体棒两端产生感应电动势相当于闭合回路的电源，R是外电阻，电源内阻不计，由于导体棒切割磁感线时，B、L、v两两垂直，则=Blv其中，，而电流I为（2）电阻R上的发热功率为电阻R的电

2、功率，所以（3）导体以恒定速度v运动时，导体棒受拉力F与安培力F安作用，且二力平衡，即也可以从能量转化守恒的关系分析，因导体匀速运动，拉力做的机械功全部转化为电能，又全部转化为焦耳热，所以例2：如图，甲为竖直悬挂的闭合导体环，乙为带铁心的电磁铁，ab为架在水平平行导轨上的金属棒，导轨间有竖直向上的匀强磁场，开始时甲处于静止，当ab沿导轨切割磁感线运动时，导体环甲远离电磁铁乙向左摆动，则ab可能的运动是：A．向右匀速运动B．向右加速运动C．向右减速运动D．向左加速运动解：当ab做切割磁感线运动时，使乙回路中产生感应电流，电磁铁乙

3、具有磁性，导体环甲位于电磁铁乙的磁场中，若穿过甲环的磁通量发生变化，甲环中产生感应电流，这时甲环的感应电流磁极与电磁铁乙的磁极发生相互作用。根据楞次定律的第二种表述可以推断，甲环远离乙运动，一定是由于穿过甲环的磁通量增加，即乙中电流产生的磁场一定是增强的，说明ab产生增强的感应电流，根据=BLv，可以ab在切割磁感线运动时是加速运动的，所以选项中的B、D是正确的。另外A选项中ab向右匀速运动时，产生的电动势是恒定的，感应电流的大小不变，电磁铁乙的磁场不变，甲环中没有感应电流，所以甲环不会运动，C选项中若ab做减速运动，感应电动

4、势变小，乙的磁场变弱，穿过甲环的磁通量变小，甲环中产生感应电流，感应电流的“效果”将反抗磁通量减小，所以甲环会更靠近乙。答案：BD例3：电阻为R的矩形导线框abcd，边长ab=L，ad=h，质量为m，自某一高度H自由落下通过一匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁场区域的宽度为h，如图所示，若线框恰好又恒定速度通过磁场，求：（1）高度H应满足什么条件？（2）线框通过磁场的过程中产生的焦耳热。解：（1）当导线框自高处自由下落，其下边cd进入磁场后，cd切割磁感线，回路中产生感应电流，感应电流在磁场中受的安培力F安方向向上，当F安与线

5、框重力mg大小相等时，线框可匀速通过磁场，即其中，而v可由自由落体公式求出（2）导线框自下边cd进入磁场到上边ab穿出磁场，线框下落的高度为2h，如图所示，其能量转化关系是：由于线框是匀速穿过磁场的，动能没有增加，减少的重力势能Ep=2mgh，全部转化为线圈的电能，又转化为线圈的焦耳热，所以例4：金属杆ab放在光滑的水平金属导轨上，与导轨组成闭合矩形电话，长L1=0.8m，宽L2=0.5m，回路的总电阻R=0.2W，回路处在竖直方向的匀强磁场中，金属杆用水平绳通过定滑轮连接质量M=0.04kg的木块，木块放在水平面上，如图所示

6、，磁场的磁感应强度从B0=1T开始随时间均匀增强，5s末木块将离开水平面，不计一切摩擦，g=10m/s2，求回路中的电流强度。分析：当磁场的磁感应强度B随时间均匀增强，由金属棒与导轨构成的回路中会出现感应电流，根据法拉第电磁感应定律，由于B是随时间均匀变化的，B的变化率是一个常数，所以感应电动势是一个常数，感应电流也是一个常数，又因导体杆ab中的感应电流处在一个不断增强的磁场中，杆所受的安培力F安=BIL，由于B的不断增大，金属杆ab受的安培力将随时间不断增大，当F安>mg时，木块将离开水平面。解：设磁感应强度B的变化率=k，

7、则B=B0+kt，并根据法拉第电磁感应定律=N·，有：则感应电流感应电流所受安培力F安为：当F安=Mg时木块离开水平面，即∴感应电流的电流强度为0.4A。例5：半径为R的圆形导体线圈，两端MN接一个平行板电容器，线圈垂直放在随时间均匀变化的匀强磁场中，要使电容器所带电量Q增大，可采取的措施是：A．改变线圈所在的平面与磁场方向夹角B．电容器两个极板再靠近些C．增大磁感应强度的变化率D．增大线圈的半径R分析：电容器所带电量Q=CU，在本题中电容器两极板间的电压U等于圆形线圈两端M、N的感应电动势，由法拉第电磁感应定律，（本题中匝数

8、为N=1），A选项中将线圈由平面与磁场垂直改为某一夹角q如图所示，此时，所以q变小，则电量Q变小。B选项中将电容器两级板靠近时，电容器的电容值C变大，所以电容器所带电量Q变大；C选项中增大磁感应强度的变化率即变大，而，所以q变大，电容器所带电量也变大。D选项中将圆半径增大，线