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1.4电磁感应应用1.如图所示，闭合金属圆环沿垂直于磁场方向放置在匀强磁场中，将它从匀强磁场中匀速拉出，以下各种说法中正确的是()A．向左拉出和向右拉出时，环中的感应电流方向相反B．向左或向右拉出时，环中感应电流方向都是沿顺时针方向的C．向左或向右拉出时，环中感应电流方向都是沿逆时针方向的D．环在离开磁场之前，就已经有了感应电流2．(2010·广东高考)如图所示，平行导轨间有一矩形的匀强磁场区域，细金属棒PQ沿导轨从MN处匀速运动到M′N′的过程中，棒上感应电动势E随时间t变化的图像，可能正确的是()3.一个闭合金属线框的两边接有电阻R1、R2，线框上垂直放置一根金属棒ab，棒与线框接触良好，整个装置放在匀强磁场中，如图所示．当用外力使ab棒右移时，下列判断中正确的是()A．穿过线框的磁通量不变，框内没有感应电流B．框内有感应电流，电流方向沿顺时针方向绕行C．框内有感应电流，电流方向沿逆时针方向绕行D．框内有感应电流，左半边沿逆时针方向绕行，右半边沿顺时针方向绕行4．如图所示，铝质圆盘可绕竖直轴转动，整个圆盘都处在竖直向下的匀强磁场之中，通过电刷在圆盘轴心与边缘之间接一个电阻R，若圆盘按图中箭头方向转动时，下列说法正确的有()A．圆盘上各点电势都相等B．电阻R上的电流由b到aC．圆盘边缘上各点电势都相等D．穿过圆盘的磁通量不变化，不发生电磁感应现象5.如图所示，两根竖直放置的光滑平行导轨，一部分处于方向垂直于导轨所在平面且有上下水平边界的匀强磁场中，一根金属杆MN水平沿导轨滑下，在由导轨和电阻R组成的闭合电路中，其它电阻不计，当金属杆MN进入磁场区后，其运动速度图像可能是下图中的()6．研究表明，地球磁场对鸽子识别方向起着重要作用．鸽子体内的电阻大约为103Ω，当它在地球磁场中展翅飞行时，会切割磁感线，在两翅之间产生动生电动势．这样，鸽子体内灵敏的感受器即可根据动生电动势的大小来判别其飞行方向．若某处地磁场磁感应强度的竖直分量约为0.5×10－4T．鸽子以20m/s速度水平滑翔，则可估算出两翅之间产生的动生电动势约为()A．30mVB．3mVC．0.3mVD．0.03mV7.如图所示，竖直平面内有一金属环，半径为a，总电阻为R(指拉直时两端的电阻)，磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过环平面，与环的最高点A铰链连接的长度为2a、电阻为R2的导体棒AB由水平位置紧贴环面摆下，当摆到竖直位置时，B点的线速度为v，则这时AB两端的电压大小为()A.Bav3B.Bac6C.2Bav3D．Bav8．如图所示，空间某区域中有一匀强磁场，磁感应强度方向水平，且垂直于纸面向里，磁场上边界b和下边界d水平．在竖直面内有一矩形金属线圈，线圈上下边的距离很短，下边水平．线圈从水平面a开始下落．已知磁场上下边界之间的距离大于水平面a、b之间的距离．若线圈下边刚通过水平面b、c(位于磁场中)和d时，线圈所受到的磁场力的大小分别为Fb、Fc和Fd，则()A．FdFcFbB．FcFdFbC．FcFbFdD．FcFbFd9．一矩形线圈abcd位于一随时间变化的匀强磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面向里(如图1－4－17甲所示)，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示．以I表示线圈中的感应电流(图甲中线圈上箭头方向为电流的正方向)，则图中能正确表示线圈中电流I随时间t变化规律的是()10.如图所示，用粗细相同的铜丝做成边长分别为L和2L的两只闭合线框a和b，以相同的速度从磁感应强度为B的匀强磁场区域中匀速地拉到磁场外，则下列说法正确的是()A．产生的焦耳热之比为1∶4B．产生的焦耳热之比为1∶1C．通过铜丝某截面的电量之比为1∶2D．通过铜丝某截面的电量之比为1∶411.如图所示，匀强磁场的磁感应强度B＝0.1T，金属棒AD长0.4m，与框架宽度相同，电阻r＝1/3Ω，框架电阻不计，电阻R1＝2Ω，R2＝1Ω.当金属棒以5m/s速度匀速向右运动时，求：(1)流过金属棒的感应电流为多大？(2)若图中电容器C为0.3μF，则电容器中储存多少电荷量？12．如图所示，两根足够长的固定平行金属导轨位于倾角θ＝30°的斜面上，导轨上、下端各接有阻值R＝20Ω的电阻，导轨电阻忽略不计，导轨宽度L＝2m，在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度B＝1T．质量m＝0.1kg、连入电路的电阻r＝10Ω的金属棒ab在较高处由静止释放，当金属棒ab下滑高度h＝3m时，速度恰好达到最大值v＝2m/s.金属棒ab在下滑过程中始终与导轨垂直且接触良好．g取10m/s2.求：(1)金属棒ab由静止至下滑高度为3m的运动过程中机械能的减少量；(2)金属棒ab由静止至下滑高度为3m的运动过程中导轨上端电阻R中产生的热量．1.【解析】将金属圆环不管从哪边拉出磁场，穿过闭合圆环的磁通量都要减少，根据楞次定律可知，感应电流的磁场要阻碍原磁通量的减少，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，应用安培定则可以判断出感应电流的方向是顺时针方向的．选项B正确，A、C错误．另外在圆环离开磁场前，穿过圆环的磁通量没有改变，此种情况无感应电流，故D错误．【答案】B2．【解析】细金属棒做匀速直线运动切割磁感线时，E＝BLv，是常数．PQ只有进入磁场中才切割磁感线，一开始没有切割，最后一段也没有切割，没有感应电动势，只有中间过程切割磁感线，才有感应电动势，而且由于是匀速切割，故产生的感应电动势为定值，故A选项正确．【答案】A3.【解析】ab棒右移时，切割磁感线．根据右手定则，ab棒中的感应电流方向从a流向b.此时ab棒起着电源的作用，分别对两边电阻供电，如图所示，所以流过R1、R2的电流都由上向下绕行．【答案】D4．【解析】圆盘产生的感应电动势为E＝12BL2ω，根据右手定则，圆心处电势最高，边缘电势最低，电阻R上的电流由b到a.【答案】BC5.【解析】因MN下落高度未知，故进入磁场时所受安培力F安与G的关系可能有三种，很容易分析得出答案为A、C、D.【答案】ACD6．【解析】鸽子两翅展开可达30cm左右，所以E＝BLv＝0.5×10－4×0.3×20V＝0.3mV.【答案】C7.【解析】摆到竖直位置时，AB切割磁感线的瞬时感应电动势E＝B·2a(12v)＝Bav.由闭合电路欧姆定律，UAB＝ER2＋R4R4＝13Bav，故选A.【答案】A8．【解析】线圈自由下落，到b点受安培力，线圈全部进入磁场，无感应电流，则线圈不受安培力作用，线圈继续加速，到d点出磁场时受到安培力作用，由F＝B2L2vR知，安培力和线圈的速度成正比，D正确．【答案】D9．【解析】0～1s内磁感应强度均匀增大，根据楞次定律和法拉第电磁感应定律可判定，感应电流为逆时针(为负值)、大小为定值，A、B错误；4s～5s内磁感应强度恒定，穿过线圈abcd的磁通量不变化，无感应电流，D错误．【答案】C10.【解析】根据能的转化和守恒可知，外力做功等于电能，而电能又全部转化为焦耳热Wa＝Qa＝BLv2Ra·LvWb＝Qb＝22Rb·2Lv由电阻定律知Rb＝2Ra，故Wa∶Wb＝1∶4，A对B错；由产生的电量Q＝ΔΦR＝BSR得，Qa∶Qb＝1∶2，C对D错．【答案】AC11.【解析】(1)金属棒产生的电动势E＝BLv＝0.2V外电阻R＝R1R2R1＋R2＝23Ω通过金属棒的电流I＝ER＋r＝0.2A.(2)电容器两板间的电压U＝IR＝215V带电荷量Q＝CU＝4×10－8C.【答案】(1)0.2A(2)4×10－8C12．【解析】(1)金属棒ab机械能的减少量：ΔE＝mgh－12mv2＝2.8J.(2)速度最大时金属棒ab产生的电动势：E＝BLv产生的电流：I＝E/(r＋R/2)此时的安培力：F＝BIL由题意可知，所受摩擦力：Ff＝mgsin30°－F由能量守恒得，损失的机械能等于金属棒ab克服摩擦力做功和产生的电热之和，电热：Q＝ΔE－Ffh/sin30°上端电阻R中产生的热量：QR＝Q/4联立以上几式得：QR＝0.55J.【答案】(1)2.8J(2)0.55J