高考物理考点训练 电磁感应的四种类型

备考攻略

选择题中等难度题，计算题难度较大．电磁感应知识点较少，一般与电路知识、安培力进行简单的结合，或定性分析、或定量计算，通常涉及4～5个知识点．

电磁感应中的计算题综合了力学，电学、安培力等知识，难度较大，尤其是导体棒模型和线框模型．, 高考热点

1．如图所示，平行金属导轨与水平面成α角，导轨与固定电阻R1和R2相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面。有一质量为m的导体棒ab，其电阻与R1和R2的阻值均相等，与导轨之间的动摩擦因数均为μ，导体棒ab沿导轨向上运动，当其速度为v时，受到的安培力大小为F。此时

A．电阻R1消耗的热功率为Fv/6

α R2 C．整个装置因摩擦而消耗的热功率为（F+μmgcosα）v B．电阻R2消耗的热功率为Fv/3

D．整个装置消耗机械能的功率为（F+μmgcosα）v 1．AD

2．如图所示，一沿水平方向的匀强磁场分布在宽度为2L的某矩形区域内（长度足够大），该区域的上下边界MN、PS是水平的。有一边长为L的正方形导线框abcd从距离磁场上边界MN的某高处由静止释放下落而穿过该磁场区域，已知当线框的ab边到达

MN时线框刚好做匀速直线运动，（以此时开始计时）以MN处为坐标原点，取如图坐标轴x，并规定逆时针方向为感应电流的正方向，则关于线框中的感应电流与ab边的位置坐标x间的以下图线中，可能正确的是

i I 0 2L 3L L -I0 A

i I0 x

-I0 B L 2L 3L x -I0 C I0 L 2L 3L x -I0 D

i I0 L 2L 3L x

i P x B S

B a v α b a M b 0 N R1 d c

2.D

MNN?，静放在倾角为θ的粗糙绝缘斜面上，与斜面3.如图所示，质量为m的U型金属框M?间的动摩擦因数为μ，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力；MM′、NN′边相互平行，相距L，电阻不计且足够长；底边MN垂直于MM′，电阻为r；光滑导体棒ab电阻为R，横放在框架上；整个装置处于垂直斜面向上、磁感应强度为B的匀强磁场中。在沿斜面向上与ab垂直的拉力作用下，ab沿斜面向上运动。若导体棒ab与MM′、NN′始终保持良好接触，且重力不计。则：

（1）当导体棒ab速度为v0时，框架保持静止，求此时底边MN中所通过的电流I0，以及MN边所受安培力的大小和方向。

（2）当框架恰好将要沿斜面向上运动时，通过底边MN的电流I多大？此时导体棒ab的速度

v是多少？

3.（1）（共9分）

M N B a M'N'b θ ab中的感应电动势E0?BLv0 ①（2分）

回路中电流I0?联立得I0?E0 ②（2分） R?rBLv0 ③（1分） R?r此时底边MN所受的安培力

F安?BIL ④（2分）

B2L2v0F安?BI0L? ⑤（1分）

R?r 安培力方向沿斜面向上 ⑥（1分） （2）（共9分）

当框架恰好将要沿斜面向上运动时，MN受到的安培力

F安?mgsin???mgcos? ⑦（2分）

F安?BIL ⑧（1分）

故I?mg?sin???cos??BL ⑨（2分） 又I?E ⑩（1分） R?rE?BLv 11（1分） ○

mg(R?r)(sin???cos?) 12（2分） ○

B2L2解得v?4.如图所示，一个矩形线圈的ab、cd边长为L1，ad、bc边长为L2，线圈的匝数为N，线圈处于磁感应强度为B的

//

匀强磁场中， 并以OO为轴做匀速圆周运动，（OO与磁场方向垂直，线圈电阻不计），线圈转动的角速度为ω，若线圈从中性面开始计时，请回答下列问题： （1）请用法拉第电磁感应定律证明该线圈产生的是正弦交流电。

（2）用该线圈产生的交流电通入电阻为R的电动机时，形成的电流有效值为I，请计算该电

动机的输出的机械功率（其它损耗不计）。

（3）用此电动机将竖直固定的光滑U型金属框架上的水平导体棒EF从静止向上拉，已知导体棒的质量为m，U型金属框架宽为L且足够长，内有垂直向里的匀强磁场，磁感应强度为B0，导体棒上升高度为h时，经历的时间为t，且此时导体棒刚开始匀速上升，棒的有效总电阻为R0，金属框架电阻不计，棒与金属框架接触良好，请计算：

① 导体棒匀速上升时的速度和已知量的关系。

② 若t时刻导体棒的速度为v0，求t时间内导体棒与金属框架产生焦耳热。 4.(1)（5分）证明：如图所示，边长L1切割磁感线

L2ω

产生电动势e1=BL1V⊥=BL1Vsinωt 而线速度V= 2L2ω

∴ e1=BL1sinωt 因有两个边切割，

2

且有N匝∴ e=2N e1=NBL1L2ωsinωt 即：e=Emsinωt （2）(4分)此电流通过电动机时，输入的功率

NBL1L2ω

P入=UI= 由能量守恒知： P入=PQ＋P（P为机械功率）

2

NBL1L2ω2

∴P=I－IR

2

（3）①（4分）电机带导体棒匀速上升。受力如图 B0LvPPB0Lv

F=B0IL＋mg I= ，F= ∴=mg＋

R0vvR0NBL1L2ωB0Lv2

即：I－IR= mgv＋v R02

12

②（4分）对上升h应用动能定理：Pt－W－mgh=mv0－0

212 NBL1L2ω122

Q=W= Pt－mgh－mv0 Q=(I－IR)t－mgh－mv0

222

5.固定的矩形导线框abcd放在匀强磁场中，磁场方向与导线框垂直，磁感应强度B随时间变

22

22