1、1专题 19 电磁感应综合问题一 选择题1. （2018 江西南昌三模） 如图甲所示，在 MN、 OP 之间存在一匀强磁场，t=0 时，一正方形光滑金属线框在水平向右的外力 F 作用下紧贴 MN从静止开始做匀加速运动，外力 F 随时间变化的图线如图乙所示。已知线框的质量 m=1kg，电阻 R=2。则A磁场宽度为 4m B匀强磁场的磁感应强度为 2TC线框穿过磁场过程中，通过线框的电荷量为 2C D线框穿过磁场过程中，线框产生的热量为 1J【参考答案】.AB【命题意图】 本题考查电磁感应、力图像及其相关的知识点。2【方法归纳】（1）根据法拉第电磁感应定律，当回路内磁通量变化率为/t 时，产生的感
2、应电动势为 E=/t,由闭合电路欧姆定律，回路内产生 的感应电流 I=E/R，通过回路的电荷量 q=It，联立解得 q=/R。因此，当回路内磁通量变化 时，可以利用 q= /R 计算。 【解题思路】（1）R、R 2并联，电阻 R 并 25（1 分）设电流表满偏，则电压表示数为：ULR 并 1.5V1V（2 分）故：只能是电压表满偏，电流表安全工作则电流表示数为：I 并满RU0.2A（1 分） 电路外电阻：R 外 R 并 R 18 MN 两端电压为：U MNIR 外 （1 分）代入数据解得：U MN1.6V（1 分）（其他合理解法，参照给分）2（2018 高考天津理综）真空管道超高速列车的动力系
3、统是一种将电能直接转换成平动动能的装置。图1 是某种动力系统的简化模型，图中粗实线表示固定在水平面上间距为 l 的两条平行光滑金属导轨，电阻忽略不计， ab 和 cd 是两根与导轨垂直，长度均为 l，电阻均为 R 的金属棒，通过绝缘材料固定在列车底部，并与导轨良好接触，其间距也为 l，列车的总质量为 m。列车启动前， ab、 cd 处于磁感应强度为 B 的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下，如图 1 所示，为使列车启动，需在 M、 N 间连接电动势为 E的直流电源，电源内阻及导线电阻忽略不计，列车启动后电源自动关闭。 3（1）要使列车向右运行，启动时图 1 中 M、 N 哪个接电源正极，并
4、简要说明理由；（2）求刚接通电源时列车加速度 a 的大小；（3）列车减速时，需在前方设置如图 2 所示的一系列磁感应强度为 B 的匀强磁场区域，磁场宽度和相邻磁场间距均大于 l。若某时刻列车的速度为 0v，此时 ab、 cd 均在无磁场区域，试讨论：要使列车停下来，前方至少需要多少块这样的有界磁场？【名师解析】（1） M 接电源正极，列车要向右运动，安培力方向应向右，根据左手定则，接通电源后，金属棒中电流方向由 a 到 b，由 c 到 d，故 M 接电源正极。 5（12 分）（2019 福建泉州四校联考）如图（俯视图），虚线右侧有竖直向下的磁感应强度为 B=0.5T的匀强磁场，边长为 L=0.
5、4m，质量为 m=0.5kg 的正方形导线框起初静止在光滑水平地面上。从 t=0 时刻起，用水平恒力 F 向右拉线框从图示位置开始运动，此后线框运动的 vt 图像如右图所示。求：（1）恒力 F 的大小；（2）线框进入磁场过程中感应电 流的大小；（3）线框进入磁场过程中线框产生的热量。 【名师解析】（12 分）（1）在 0-0.4s 内线框在拉力 F 作用下，做初速度为 0 的匀加速度直线运动，由v-t 图求出加速度，由牛顿第二定律求拉力 F 的大小；（2）线框匀速进入磁场，由平衡条件得，可以求出感应电流的大小；（3）线框匀速进入磁场过程中，由能量守恒定律得： ，即可求解产生的热量.46【加试题
6、】（8 分）（2019 浙江杭州八中质检）涡流制动是一种利用电磁感应原理工作的新型制动方式，它的基本原理如图甲所示水平面上固定一块铝板，当一竖直方向的条形磁铁在铝板上方几毫米高度上水平经过时，铝板内感应出的涡流会对磁铁的运动产生阻碍作用涡流制动是磁悬浮列车在高速运行时进行制动的一种方式某研究所制成如图乙所示的车和轨道模型来定量模拟磁悬浮列车的涡流制动过程车厢下端安装有电磁铁系统，能在长为 L1=0.6m，宽 L2=0.2m 的矩形区域内产生竖直方向的匀强磁场，磁感应强度可随车速的减小而自动增大（由车内速度传感器控制），但最大不超过 B1=2T，将铝板简化为长大于 L1，宽也为 L2的单匝矩形线
7、圈，间隔铺设在轨道正中央，其间隔也为 L2，每个线圈的电阻为R1=0.1，导线粗细忽略不计在某次实验中，模型车速度为 v=20m/s 时，启动电磁铁系统开始制动，车立即以加速度 a1=2m/s2做匀减速直线运动，当磁感应强度增加到 B1时就保持不变，直到模型车停止运动已知模型车的总质量为 m1=36kg，空气阻力不计不考虑磁感应强度的变化引起的电磁感应现象以及线圈激发的磁场对电磁铁产生磁场的影响（1）电磁铁的磁感应强度达到最大时，模型车的速度为多大？（2）模型车的制动距离为多大？（3）为了节约能源，将电磁铁换成若干个并在一起的永磁铁组，两个相邻的磁铁磁极的极性相反，且将线圈改为连续铺放，如图丙所示，已知模型车质量减为 m2=20kg，永磁铁激发的磁感应强度恒为 B2=0.1T，每个线圈匝数为 N=10，电阻为 R2=1，相邻线圈紧密接触但彼此绝缘模型车仍以 v=20m/s 的初速度开始减速，为保证制动距离不大于 80m，至少安装几个永磁铁？【名师解析】5（2） x1= 1 分v2-v122a1由第（1）问的方法同理得到磁感应强度达到最大以后模型车任意速度 v 时，安培力的大小为分 FB12L12vR1对速度 v1后模型车的减速过程用动量定理得x=x1+x2
