法拉第电磁感应定律题型分类讲解

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1、法拉第电磁感应定律一、 图像问题1.感生电动势(1)穿过某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A. 图有感应电动势，且大小恒定不变B. 图产生的感应电动势一直在变大C. 图在0ti时间的感应电动势是tit2时间感应电动势的2倍D. 图产生的感应电动势先变大再变小(2) 在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一个面积不变的单匝金属圆线圈，规定 线圈中感应电流的正方向如图甲所示， 取线圈中磁场B的方向向上为正，当 磁场中的磁感应强度 B随时间t如图乙变化时，以下四图中正确表示线圈中 感应电流变化的是()r1n!.；爼1111j11111111I-JA0 -4T T f k0:2；111

2、IiiAr tio2fB1J:_r t to.d：弘CLZ Tt一12D(3) 图甲表示圆形导线框固定在磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直， 取磁场垂直纸面向外为正方向，磁感应强度 B随时间变化的规律如图乙所 示，若规定逆时针方向为感应电流i的正方向，图丙中能正确反应导线框中 感应电流变化的情况是()A MV6081 盂(4) 一矩形线圈位于一随时间t变化的匀强磁场，磁场方向垂直线圈所在的平面(纸面)向里如左图所示，磁感应强度B随t的变化规律如右图所示。以I表 示线圈中的感应电流，以图1中线圈上箭头所示方向的电流为正，则以下的I-t图中正确的是(X乂乂乂XKKX)(5)如图，一个固定不动

3、的闭合线圈处于垂直纸面的匀强磁场中，设垂直纸面向 里为磁感应强度的正方向，线圈中箭头方向为电流i的正方向，已知线圈中(6) 矩形导轨线框abed放在匀强磁场中静止不动，磁场方向与线圈平面垂直， 磁感应强度B随时间t变化的图象如图所示，设t = 0时刻，磁感应强度的 方向垂直纸面向里，则在04 s时间，下图中能正确反映线框 ab边所受的 安培力F随时间t变化的图象是(规定ab边所受的安培力向左为正)()R(2)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。 现使线框以图中所示的速度沿四个 不同方向平移出磁场，如图所示，贝V在移出过程中线

4、框一边a、b两点间的电使该线框从静止开始绕过圆心 O垂直于半圆面的轴以角速度 w匀速转动 半周，在线框中产生感应电流。现使线框保持图中所示位置，磁感应强度 大小随时间线性变化。为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流， 磁感应强度随时间的变化率的大小应为()2.动生电动势(1) 一直升机螺旋桨叶片的长度为L,螺旋奖转动的频率为f，顺着地磁铁方向看螺旋桨，螺旋桨按顺时针方向转动，螺旋桨叶片的近轴端为a，远轴端为b，如图所示，如果忽略A到转轴中心的距离，用E表示每片 叶中的感应电动势，贝9()(A) E - JLB Ha点电动势低Tb点的电势 ,2x0 4点电动势低于方点的电势(C) E - J

5、L:B 11(/点电动势斋J b点的电势(D) E二且口点电动势高于山点的电势2価A.7TB.V*Xx / xX* XC.D.X 1X - X丄耳C rr0（4）如图所示，一宽40cm的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里。一边长为20cml勺正方形导线框位于纸面，以垂直于磁场边界的恒定速度 v=20cm/s通过磁场区域，在运动过程中，线框有一边始终与磁场区域的边界平行。取 它刚进入磁场的时刻t=0，在下列图线中，正确反映感应电流强度随时间 变化规律的是（）（5）图中两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为丨，磁场方向垂直纸面向里。abed是位于纸面的直角梯形线圈，ab与dc间的距离也为丨。

6、t=0 时刻，ab边与磁场区域边界重合（如图）。现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域。取沿af df cf bf a的感应电流为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流 I随时间t变化的图线可 能是（）(7) 如图甲所示，有一个等腰直角三角形的匀强磁场区域，其直角边长为L,磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B. 一边长为L、总电阻为R的正方形导线框abed，从图示位置开始沿X轴正方向以速度v匀速穿过磁场区域.取 沿af bf cf d的感应电流为正，则图乙中表示线框中电流i随x边的位置坐标X变化的图象正确的是()-L 0 L 2L屮(8) 如图所示，EFG为边长为

7、L的正方形金属线框，线框对角线 EGy轴重合、顶 点E位于坐标原点C处。在y轴右侧的第I象限一定围有一垂直纸面向里的匀强 磁场，磁场下边界与x轴重合，上边界为直线0A且与线框的EHi重合。从t=0 时刻起，线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场上边界0A的方向穿过磁场区域。 取线框中感应电流沿逆时针方向为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感 应电流i随时间/变化的图线是图乙中的()(9) 如图所示，两个相邻的有界匀强磁场区，方向相反，且垂直纸面，磁感应强度的 大小均为B,以磁场区左边界为y轴建立坐标系，磁场区在y轴方向足够长，在x 轴方向宽度均为a.矩形导线框ABCD的CD边与y轴重合，AD边长为a.

8、线框从图 示位置水平向右匀速穿过两磁场区域，且线框平面始终保持与磁场垂直线框中 感应电流i与线框移动距离x的关系图象正确的是下图中的(以逆时针方向为电 流的正向)()(10) 如图所示，边长为21的正方形虚线框有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个边长为丨的正方形导线框所在平面与磁场方向垂直，导线框的一条对角线和虚线框的一条对角 线恰好在同一直线上。从t = 0开始，使导线框从图示位置开始以恒定速度沿对角线 方向移动进入磁场，直到整个导线框离开磁场区域。用I表示导线框中的感应电流(逆时针方向为正)，则下列表示I-t关系的图线中，正确的是()(11) 如图，两个垂直纸面的匀强磁场方向相反，磁感应强度的

9、大小均为B,磁场区域的宽度均为2a, 个直径为2a的导线圆环从图示位置沿x轴正方向匀速穿过两磁场区 域，以逆时针方向为电流的正方向，则感应电流I与导线圆环移动距离x的关系图像正确的是()、与电路结合1.感生电动势(1)如图所示，两个互连的金属圆球，粗金属环的电阻为细金属环电阻的二分之 一.磁场垂直穿过粗金属环所在区域当磁感应强度随时间均匀变化时，在 粗环产生的感应电动势为s则a、b两点间的电势差为().t =0时刻，电键K闭合。已知R = 4 ，滑动变阻器艮的最大电阻为6,线圈阻不计，在滑动片移动的过程中，线圈A中的感应电流的最大值为 A, 滑动变阻器艮的最大功率为()W 。 在如图甲所示的电

10、路中，螺线管匝数 n= 1 500匝，横截面积S= 20 cm2.螺 线管导线电阻 r = 1.0 Q，R = 4.0 Q，Rb= 5.0 Q，C= 30 口 F.在一段 时间，穿过螺线管的磁场的磁感应强度 B按如图乙所示的规律变化.(1) 求螺线管中产生的感应电动势；(2) 闭合S,电路中的电流稳定后，求电阻 Ri的电功率；如图所示，一个电阻值为 R,匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R 连接成闭合回路，线圈的半径为ri,在线圈中半径为门的圆形区域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t变化的关系图线如图 所示，图线与横、纵轴的截距分别为t。和Bo,导线的电阻不计，求0

11、至ti时 间(1) 通过电阻Ri上的电流大小和方向；(2) 通过电阻Ri上的电量q及电阻R上产生的热量.2.动生电动势(1)如图所示，光滑平行导轨 MN PQ相距L = 0.2 m，导轨左端用导线接有 0.8 V 0.8 W的小灯泡，磁感应强度B= 1 T的匀强磁场垂直于轨道平面，今使一导体棒与导 轨良好接触向右滑动产生电动势向小灯泡供电，小灯泡正常发光，导轨与导体棒 每米长度的电阻r = 0.5 Q,其余导线电阻不计.(1) 求导体棒的最小速度V0；(2) 写出导体棒速度v与它到左端MP勺距离x的关系式.*RXK三、与受力结合1、感生电动势(1)质量为M电阻为R、长为L的细金属丝折成一个等边

12、三角形 ABC如图所 示。在A处焊接且用细线挂于O点，垂直于ABC加一个垂直纸面向里均 匀变化的磁场，当磁感应强度按规律 B=kt (k为常数)增强并且正好增大 为B0时，细线上的拉力是 ， BC边受到的磁场力是 。(2)如图所示，边长为L、匝数为的正方形金属线框，它的质量为m、电阻为R,用细线把它悬挂于一个有界的匀强磁场边缘。金属框的上半部处于磁场，下半部处于磁 场外，磁场随时间的变化规律为 B二B + kt. (k0)已知细线所能承受的最大拉力 为2mg，则从t=0开始(最初绳子的拉力小于2mg)，经过 S时间)细线会被拉断。2、感生电动势*紧刺激的动生电动势与受力来啦！提起精神啦！吼吼吼

13、吼(1)单杆1)如图，两根足够长的金属导轨 ab、cd竖直放置，导轨间距离为 L，电阻不计。 在导轨上端接一个额定功率为 P、电阻为R的小灯泡。整体系统置于匀强磁场中， 磁感应强度方向与导轨所在平面垂直。现将一质量为m、电阻为r的金属棒MN从图示位置由静止开始释放。金属棒下落过程中保持水平，且与导轨接触良好。 下落过程中小灯泡亮度逐渐增大，在某时刻后小灯泡保持正常发光，亮度不再变 化。重力加速度为g。求：1)小灯泡正常发光时，金属杆 MN两端的电压大小；(2)磁感应强度的大小；3)小灯泡正常发光时导体棒的运动速率。卜N L2)如图所示，一对平行光滑轨道水平放置，轨道间距L= 0.20 m,电阻

14、R= 10 , 有一质量为m = 1kg的金属棒平放在轨道上，与两轨道垂直，金属棒及轨道的 电阻皆可忽略不计，整个装置处于垂直轨道平面向下的匀强磁场中，磁感应强度B=5T,现用一外力F沿轨道方向拉金属棒，使之做匀加速运动，加速度 a=1m/s2，试求：(1 )力F与时间t的关系。(2) F= 3N时，电路消耗的电功率 P。(3) 若外力F的最大值为5N，为求金属棒运动所能达到的最大速度，某同学 解法为：先由(1)中的结果求出F= 5N时的时间t，然后代入v=at求解。 指出该同学解法的错误之处，并用正确的方法解出结果。XXXXXXXXXKX8 F xTXXXX3)如图所示，矩形导线框 abed

15、，质量为m = 0.2 kg，电阻r= 1.6，边长L1 =1.0 cm， l_2= 0.8 cm。在其下方距ed边h = 0.8 cm处有一个仅有水平上边界 PQ 的匀强磁场，磁感应强度为B= 0.8 T,方向垂直纸面向里。现在使线框从静止开始下落进入磁场，且线框始终处于平动状态，在ab边进入磁场前的某一时刻， 线框开始匀速运动，整个过程中，始终存在着大小恒定的空气阻力f= 0.4 No(1) 定性描述线框在磁场外，部分进入磁场及全部进入磁场后，线框的运动情(2) 求整个线框进入磁场时的瞬时速度；(3) 求整个线框从开始下落到全部进入磁场的过程中产生的焦耳热Qog T占+*cPlQXXXBX

16、XXX4)如图所示，质量为M = 2kg的金属导轨abcd放在光滑的水平绝缘平面上，导轨 bc段长为1= 0.5m、电阻为r= 0.4Q,导轨其余部分电阻不计。一根质量为m=0.6kg、电阻为R= 0.2Q的金属棒PQ平行于bc放置，棒与导轨间的动摩擦 因数为 =0.2,棒的左端有两个绝缘立柱 e、fo导轨处在大小为B= 0.8T的匀 强磁场中，以ef为界，其左端磁场方向竖直向上，右端磁场水平向右。现在 导轨上作用一个方向水平向左的拉力，使导轨又以a = 0.2m/s2的加速度由静止 开始运动，当P、Q中电流达到1= 4A时，导轨改做匀速直线运动。若导轨足 够长，求：(1) 导轨运动后，比较P、Q两点电势的高低；(2) 导轨做匀速运动时，水平拉力的大小；(3) 导轨做匀加速运动的过程中，水平拉力的最小值；(4) 当导体棒上消耗的功率为 0.8W时，水平拉力的功率。4e &J/-qtf