1、计算题 磁感应强度为B的匀强磁场仅存在于边长为2l的正方形范围内,有一个电阻为R、边长为l的正方形导线框abcd,沿垂直于磁感线方向,以速度v匀速通过磁场,如图所示,从ab进入磁场时开始计时.

(1)画出穿过线框的磁通量随时间变化的图象;
(2)判断线框中有无感应电流.若有,请判断出感应电流的方向.
解析:线框穿过磁场的过程可分为三个阶段:进入磁场阶段(只有ab边在磁场中)、在磁场中运动阶段(ab、cd两边都在磁场中)、离开磁场阶段(只有cd边在磁场中).
参考答案: (1)
(2)线框进入磁场阶段,电流方向逆时针;线框在磁场中运动阶段,无电流;线框离开磁场阶段,电流方向顺时针.
本题解析:(1)①线框进入磁场阶段:t为0→
,线框进入磁场中的面积随时间成正比,S=lvt,最后为Φ=BS=Bl2.
②线框在磁场中运动阶段:t为
→
,
线框磁通量为Φ=Bl2,保持不变.
③线框离开磁场阶段:t为
→
,线框磁通量线性减小,最后为零.
(2)线框进入磁场阶段,穿过线框的磁通量增加,线框中将产生感应电流.由右手定则可知,感应电流方向为逆时针方向.
线框在磁场中运动阶段,穿过线框的磁通量保持不变,无感应电流产生.
线框离开磁场阶段,穿过线框的磁通量减小,线框中将产生感应电流.由右手定则可知,感应电流方向为顺时针方向.
考点:电磁感应
点评:当导体切割磁感线时,要注意切割的有效长度的确定;而对于求平均电动势要使用法拉第电磁感应定律进行计算.
本题难度:一般
2、选择题 一个矩形线圈匀速地从无磁场的空间先进入磁感应强度为B1的匀强磁场,然后再进入磁感应强度为B2的匀强磁场,最后进入没有磁场的右边空间,如图所示.若B1=2B2,方向均始终和线圈平面垂直,则在所示图中能定性表示线圈中感应电流i随时间t变化关系的是(电流以逆时针方向为正) 

参考答案:C
本题解析:线圈进入B1时,右边切割磁感线产生感应电动势E=B1Lv,由右手定则可得出电流方向沿逆时针,故电流为正;当线圈全部进入时,磁通量不再发生变化,故线圈中没有电流;当右边进入B2时,两端同时切割磁感线,左边产生的感应电动势为B1Lv,右边产生的电动势为B2Lv,因两电动势方向相反,故总电动势为B1Lv-B2Lv=B2Lv;方向沿逆时针;当线圈离开磁场区域时,只有左边切割B2,电动势为B2Lv,方向为顺时针,C正确
考点:考查电磁感应与图像的结合
点评:难度中等,由E=BLV可知线圈在磁场中的感应电动势的大小,由右手定则可得出电流的方向;再由欧姆定律即可得出电流的大小及方向变化
本题难度:一般
3、选择题 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,从MN位置开始计时,棒上感应电动势E随时间t变化的图象,可能正确的是:


参考答案:A
本题解析:当金属棒运动到MN时,无磁场,故感应电动势为0,当再运动到磁场左边界进入磁场后,棒切割磁感线,故棒中产生感应电动势,由于速度不变,棒的长度不变,磁场也不变,所以感应电动势不变,待棒出磁场后,感应电动势又变为0,故电动E随时间的变化图像是A。
考点:感应电动势大小的判断。
本题难度:一般
4、选择题 如图所示,三条平行虚线位于纸面内,中间虚线两侧有方向垂直于纸面的匀强磁场,磁感应强度等大反向.菱形闭合导线框ABCD位于纸面内且对角线AC与虚线垂直,磁场宽度与对角线AC长均为d,现使线框沿AC方向匀速穿过过磁场,以逆时针方向为感应电流的正方向,则从C点进入磁场到A点离开磁场的过程中,线框中电流i随时间t的变化关系,以下可能正确的是





A. B. C. D.
参考答案:D
本题解析:线圈在进磁场的过程中,根据楞次定律可知,感应电流的方向沿逆时针方向,为正值,在通过两个磁场的分界线时,根据楞次定律可知,感应电流的方向沿顺时针方向,为负值,线圈出磁场的过程中,根据楞次定律知,感应电流的方向为顺时针,为负值.故AC错误.
设
.在线圈进入磁场一半的过程中,切割的有效长度均匀增大,感应电动势均匀增大,则感应电流均匀增大,当BD刚进入磁场时,感应电流最大为
;在线圈进入磁场全部过程中,切割的有效长度均匀减小,感应电动势均匀减小,则感应电流均匀减小至零;线圈通过两个磁场的分界线时,切割的有效长度先均匀增大,感应电流均匀增大,当BD通过磁场分界线时,感应电流最大为
;后均匀减小至零;在线圈出磁场一半的过程中,在线圈全部出磁场的过程中,切割的有效长度先均匀增大后均匀减小,感应电流先均匀增大后均匀减小,此过程感应电流最大为
;故D正确,B错误.
考点:电磁感应
本题难度:困难
5、选择题 如图(甲)所示,为两个有界匀强磁场,磁感应强度大小均为B,方向分别垂直纸面向里和向外,磁场宽度均为L,距磁场区域的左侧L处,有一边长为L的正方形导体线框,总电阻为R,且线框平面与磁场方向垂直,现用外力F使线框以速度v匀速穿过磁场区域,以初始位置为计时起点,规定电流沿逆时针方向时的电动势E为正,磁感线垂直纸面向里时磁通量Φ的方向为正,外力F向右为正。则图(乙)中关于线框中的磁通量Φ、感应电动势E、外力F和电功率P随时间t变化正确的是 ( )

参考答案:D
本题解析:当线框运动L时开始进入磁场,磁通量开始增加,当全部进入时达最大;此后向外的磁通量增加,总磁通减小;当运动到2.5L时,磁通量最小,故A错误;当线圈进入第一个磁场时,由
可知,E保持不变,而开始进入第二个磁场时,线框左右两边同时切割磁感线,根据右手定则知,线框左右两边产生的感应电动势方向相同,相当于两个电源相串联,因此电动势是原来的两倍,应为2BLV,故B错误;因安培力总是与运动方向相反,故拉力应一直向右,故C错误;由于线框匀速运动,根据能量转化守恒定律知,电功率等于拉力的功率
,因速度不变,而线框在第一个磁场时,电流为定值,拉力也为定值;两边分别在两个磁场中时,由前面的分析可知,电流加倍,故安培力加培,线框左右两边所受安培力方向相同,拉力为原来的4倍,功率为原来的4倍;此后从第二个磁场中离开时,安培力应等于线框在第一个磁场中的安培力,故D正确.所以选D.
考点:本题考查导体切割磁感线时的感应电动势、安培力、右手定则、法拉第电磁感应定律、电磁感应中的能量转化及闭合电路的欧姆定律.
本题难度:一般