- 电磁感应现象的两类情况
- 共2344题
如图所示，电动机通过其转轴上的绝缘细绳牵引一根原来静止的长为L=1m，质量m=0.1㎏的导体棒ab，导体棒紧贴在竖直放置、电阻不计的金属框架上，导体棒的电阻R=1Ω，磁感强度B=1T的匀强磁场方向垂直于导体框架所在平面，当导体棒在电动机牵引下上升h=3.8m时，获得稳定速度，此过程导体棒产生热量Q=2J。电动机工作时，电压表、电流表的读数分别为7V和1A，电动机的内阻r=1Ω，不计一切摩擦，g=10m/s2，求：
（1）导体棒所达到的稳定速度是多少？
（2）导体棒从静止到达稳定速度的时间是多少？
正确答案
（1）2m/s （2） t=1s
：
（1）导体棒匀速运动时，绳拉力T，有T-mg-F=0（2分），
其中F=BIL，I=ε/R, ε=BLv，(3分)
此时电动机输出功率与拉力功率应相等，
即Tv=UI/-I/2r（2分），
（U、I/、r是电动机的电压、电流和电阻），化简并代入数据得v=2m/s（1分）。
（2）从开始达匀速运动时间为t，此过程由能量守恒定律，
UI/t-I/2rt=mgh+
代入数据得t=1s（2分）。
如图18所示，水平面上有两根相距0.5m的足够长的平行金属导轨MN和PQ，它们的电阻可忽略不计，在M和P之间接有阻值为R＝3.0Ω的定值电阻.导体棒ab长l＝0.5m，其电阻为r＝1.0Ω，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B＝0.4T.现使ab以v＝10m/s的速度向右做匀速运动.
⑴ab两点电势差为多少？
⑵使ａｂ棒向右匀速的拉力F为多少？
⑶拉力的功率为多少？
正确答案
⑴
⑴电路中电动势： 
ab两点电势差：
⑵电路中电流：
匀速时拉力：
（3）拉力的功率：
本题考查电磁感应现象与电路的结合问题，切割磁感线的导体相当于电源，利用公式E=BLv求出电源电动势，转化为恒定电流问题，由闭合电路欧姆定律求解，拉力等于安培力，可以求出拉力做功
如图所示，一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道间距L＝0.20 m，电阻R＝10 W，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
正确答案
略
解：
（1）由F－＝ma ，
（2）F＝3N时，t＝20s，v＝a t＝20 m/s （2分）
电功率P＝（F拉－ ma ）v＝40W （2分）
（3）错误之处： F刚达到最大值时，速度并未达到最大值，金属棒做加速度逐渐减小的变加速运动，直到加速度为0时，速度达到最大。 （2分）
正确解法：由F－＝ma＝0得：
如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨被固定在水平面上，两者间的距离l=0.6m，两者的电阻均不计。两导轨的左端用导线连接电阻R1及与R1并联的电压表，右端用导线连接电阻R2，已知R1=2Ω，R2=1Ω。在CDEF矩形区域内有竖直向上的匀强磁场，磁场区域远离R1、R2，CE的长度d=0.2m，CDEF区域内磁场的磁感应强度随时间的变化如B~t图所示。电阻
小题1: t＝0.1s时电压表的示数。
小题2:恒力F的大小。
小题3:金属棒从AB运动到EF的过程中整个电路产
正确答案
小题1:
小题2:
小题3:
（1）
金属棒在0~0.2s的运动时间内，有
（2）
金属棒进入磁场后，有
由于金属棒进入磁场后电压表示始终不变，所以金属棒作匀速运动，有
（3）
金属棒在0~0.2s的运动时间内，有
金属棒进入磁场后，有
（8分）如图所示，两根平行光滑金属导轨MP、NQ与水平面成θ=37°角固定放置，导轨电阻不计，两导轨间距L="0.5" m，在两导轨形成的斜面上放一个与导轨垂直的均匀金属棒ab，金属棒ab处于静止状态，它的质量为
（1）所加磁场磁感应强度方向；
（2）磁感应强度B的大小。
正确答案
（1）垂直斜面向下 （2）0.6T
试题分析：（1）由于金属棒ab处于静止状态，且匀强磁场垂直于斜面MPQN，因此据平衡条件可知，金属棒所受安培力F沿斜面向上，受力情况如下左侧视图所示，根据电流方向及安培力方向，由左手定则可判定所加磁场磁感应强度方向垂直斜面向下．
（2）等效电路如上右图所示，R1和R2并联的总电阻R＝
根据闭合电路欧姆定律得：电路中的总电流I=
因
导体棒受到安培力为F="B" I′L
金属棒ab处于静止状态受力平衡，由平衡条件得：F=mgsinθ
联立以上各式解之得：磁感应强度为B=0.6T
如图4－4－22所示，一水平放置的平行导体框宽度L＝0.5 m，接有R＝0.2 Ω的电阻，磁感应强度B＝0.4 T的匀强磁场垂直导轨平面方向向下，现有一导体棒ab跨放在框架上，并能无摩擦地沿框架滑动，框架及导体棒ab电阻不计，当ab以v＝4.0 m/s的速度向右匀速滑动时，试求：
(1)导体棒ab上的感应电动势的大小及感应电流的方向；
(2)要维持ab向右匀速运动，作用在ab上的水平外力为多少？方向怎样？
(3)电阻R上产生的热功率多大？
正确答案
(1)0.8 V 由b向a ；(2)0.8 N 水平向右；(3)3.2 W
(1)导体棒ab垂直切割磁感线，产生的电动势大小为
E＝BLv＝0.4×0.5×4.0 V＝0.8 V，
由右手定则知感应电流的方向由b向a.
(2)导体棒ab相当于电源，由闭合电路欧姆定律得
回路电流I＝
导体棒ab所受的安培力
F＝BIL＝0.4×0.5×4.0 N＝0.8 N，
由左手定则知其方向水平向左．
ab匀速运动，所以水平拉力F′＝F＝0.8 N，方向水平向右．
(3)R上的热功率：P＝I2R＝4.02×0.2 W＝3.2 W.
如图所示，在一个光滑金属框架上垂直放置一根长l=0.4m的金属棒ab，其电阻r=0.1Ω．框架左端的电阻R=0.4Ω．垂直框面的匀强磁场的磁感强度B=0.1T．当用外力使棒ab以速度v=5m／s右移时，ab棒中产生的感应电动势E="____V," 通过ab棒的电流I="____A," ab棒两端的电势差Uab="____V," 在电阻R上消耗的功率PR____W, 在ab棒上消耗的发热功率PR=____，切割运动中产生的电功率P=____．
正确答案
0. 2 ， 0.4 ， 0.16 ， 0.64 ， 0.16 ， 0.8
根据法拉第电磁感应定律，
根据欧姆定律有：
ab棒两端的电势差
电阻R上消耗的功率
在ab棒上消耗的发热功率
割运动中产生的电功率
如图所示，有磁感强度B=0.1T的匀强磁场，场中放置两根平行的光滑的金属裸导线MN和PQ，磁场方向垂直纸面向里，裸导线上有两根与之相垂直的金属滑杆，滑杆长
①电键K断开时，滑杆中的电流是多少A?
②电键K闭合，滑杆中电流是多少A? a、b两点的电势差是多少V?
正确答案
（1）0.1A ,0 （2）
如图所示，由电磁感应现象形成的电源和平行板电容器相连接。电源内有固定的25匝线圈，穿过线圈的磁通量Φ随时间t变化规律如(b)图。平行板电容器两个极板水平放置，板间距离d=2cm．两极板间有一个带电微粒，质量m=1.0×
(1)微粒所受电场力是它重力的多少倍？
(2)微粒在30ms末的瞬时速度。
(3)微粒在30ms末相对于起始位置的位移。
正确答案
（1）9 （2）-1.2m/s (3) 0
将⑧⑨代入⑩得h2=-4×
由此微粒在30ms内相对起始位置的位移h=
现代家庭电器化越来越高，用电安全是一个十分突出的问题．
(1)下表提供了一组部分人的人体电阻平均值数据：
①表中可看出干燥时电阻大约是潮湿时电阻的________倍．
②在空格中填入对人体加220V电压后的电流值．
(2)洗衣机的外壳是金属的(有许多地方没有油漆)，如图(a)表示插头没有接地线，外壳与相线(俗称火线)接触漏电，手触及外壳，试在图中画出电流通过的路线(假设此时M为正，N为负)．图(b)表示插头中的接地线，接在洗衣机外壳，此时发生漏电，试在此图中画出电流通过的路线．
(3)电路上有规格为10A熔丝(俗称保险丝)，如图(c)用电器R的功率是150W，这时通过熔丝实际电流是多少？一个潮湿的人，手脚触电，为什么熔丝不会断(即熔丝不能救人命)？
(4)图(d)是一种触电保安器，保安器A处用相线和零线双股平行绕制成线圈，然后接到用电器，B处有一个输出线圈，一旦线圈中有电流，经放大后便能推动继电器切断电源．
试说明：①为什么多开灯不会使保安器切断电源；②为什么有人“手
③若人的安全电流是25mA以下，上述哪几项是十分危险的？
正确答案
(1)①40～80;②干燥时电流分别为1mA，0.7mA，0.28mA，潮湿时电流分别为44mA，27.5mA，22mA;③潮湿时各种情况均有危险．
(2)电流路径分别如图(a)(b)所示．
(3)通过熔丝的实际电流是6.8A，人的手脚触电时，通过人体电流是0.0275A，熔丝电流为6.828A，小于10A，故熔丝不会熔断．
(4)①变压器A线圈因双股共绕，正向电流与反向电流产生的磁性相互抵消，多开灯、少开灯都如此，所以线圈B中无感应电流，保安器的控制开关不工作，不会自动切断电流;②当人“手
(1)①40～80;②干燥时电流分别为1mA，0.7mA，0.28mA，潮湿时电流分别为44mA，27.5mA，22mA;③潮湿时各种情况均有危险．
(2)电流路径分别如图(a)(b)所示．
(3)通过熔丝的实际电流是6.8A，人的手脚触电时，通过人体电流是0.0275A，熔丝电流为6.828A，小于10A，故熔丝不会熔断．
(4)①变压器A线圈因双股共绕，正向电流与反向电流产生的磁性相互抵消，多开灯、少开灯都如此，所以线圈B中无感应电流，保安器的控制开关不工作，不会自动切断电流;②当人“手
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