電磁感應中應用型創新型試題九例電磁感應中應用型創新型試題是指以電磁感應的知識在實際生活、生產中的應用，以科技新成果為背景材料編制而成的起點高、落點低、立意新的試題。電磁感應中有很多很好這樣的試題，現略舉十例如下。1、 以地磁場為背景材料題1：為了控制海洋中水的運動，海洋工作者有時依靠水流通過地磁場所產生的感應電動勢測水的流速。某課外活動興趣小組有四個成員甲、乙、丙、丁組成，前去海邊某處測量水流速度，假設該處地磁場的豎直分量已測出為B,該處的水流是南北流向。問下列測定方法可行的是（）甲將兩個電極在水平面沿水流方向插入水流中，測出兩極間距離L及相連測量電勢差的靈敏儀器的讀數U,則水流速度v=U/BL.乙將兩個電極在水平面上沿垂直水流向插入水流中，測出兩極間距離L及兩極相連測量電勢差的靈敏儀器的讀數U,則水流速度v=U/BL.丙將兩個電極沿垂直海平面方向插入水流中，測出兩極間距離L及兩極相連測量電勢差的靈敏儀器的讀數U,則水流速度v=U/BL.丁將兩個電極在水平面上沿任意方向插入水流中，測出兩極間距離L及兩極相連測量電勢差的靈敏儀器的讀數U,則水流速度v=U/BL.解析：該課外活動興趣小組是利用兩電極間的水流動切割地磁場運動產生的感應電動勢來測水的流速的。要求兩電極的連線、水的流動方向、地磁場的豎直分量三者相互垂直，故B選項正確。2、以血液流速測量儀為背景材料題2：一種測量血管中血流速度的儀器原理如圖1所示,在動脈血管兩側分別安裝電極并加有磁場,設血管直徑是20mm,磁場的磁感應強度為，電壓表測出的電壓為，則血流速度為一m/s.解析：血液在血管中流動通過磁場時切割磁感線運動時，在血管兩側產生的感應電動勢由電壓表V測出。由E=BDV有V=E/BD=x10-3/x20x10-3m/s=s.3、以磁單極子為背景材料題3：1931年英國物理學家狄克從理論上預言,存在只有一個磁極的粒子,即"磁單極子"。1982年美國物理學家卡布萊拉設計了一個尋找磁單極子的實驗，他設想如果只有N磁極的磁單極子從上向下穿過如圖2所示的電阻趨于零的線圈,那么從上向下看,這個線圈將出現（）A、 先是逆時針方向,然后是順時針方向的感應電流；B、 先是順時針方向,然后是逆時針方向的感應電流；C、 順時針方向持續流動的感應電流；D、逆時針方向持續流動的感應電流。解析：N磁極的磁單極子靠近圈時，穿過線圈的磁場向下，且磁通量增加，離開線圈時，穿過線圈的磁場向上，且磁通量減少。由楞次定律和右手定則可知，線圈中感應電流方向均為逆時針方向。故選答案D.4、以電磁流量計為背景材料題4：電磁流量計廣泛應用于測量導電流體（如污水）在管中的流量（在單位時間內通過管內橫截面的流體的體積）,為了簡化,假設流量計是如圖3所示的橫截面為長方形的一段管道,其中空部分

的長、寬、高分別為圖中的a、b、c。流量計的兩端與輸送流體的管道相連接(圖中虛線)，圖中流量計的上下兩面是金屬材料,前后兩面是絕緣材料,現于流量計所在處加磁感應強度為B的勻強磁場,磁場方向垂直于前后兩面,當導電流體穩定地流徑流量計時,在管外將流量計上、下兩表面分別與一串接了電阻R的電流表的兩端連接,1表示測得的電流值,已知流體的電阻率為p,不計電流表的內阻，則可求得流量為A、￡㈣+Q B、 +〔朋+卩C'欽?自D討P令解析：導電液體流過磁場區域時切割磁感線運動產生感應電動勢相當于電源，圖中上、下兩面相當于電源的正負極，且E=BLv=Bcv......①管內液體的電阻r相當于電源內阻，且r=pL/s=pc/ab…②由全電路歐姆定律有E=I(R+r)..③在時間t內通過某一橫截面的流體的體積為以bc為底面vt為高的柱體內的液體體積，且為V=bcvt..④由流量的定義有Q=V/t..⑤聯立以上五式可解得Q=l(bR+pc/a)/B。故答案A正確。5、以磁性加熱裝置為背景材料題5：有一種磁性加熱裝置,其關鍵部分由焊接在兩個等大的金屬圓環上的n根間距相等的平行金屬條組長，成"鼠籠"壯，如圖4所示,每根金屬條的長度為L,電阻為R,金屬環的直徑為D,電阻不計,圖中虛線所示的空間范圍內存在著磁感應強度為B的勻強磁場,磁場的寬度恰好等于"鼠籠"金屬條的間距，當金屬環以角速度w繞過兩圓環的圓心軸00'旋轉時，始終有一根金屬條在垂直切割磁感線,"鼠籠"的轉動由一臺電動機帶動，這套設備的效率為n,求電動機輸出的機械功率。分析:由題意知金屬環中始終有一根金屬條在垂直切割磁感線,切割磁感線的金屬條產生感應電動勢相當于一個電源,其它的金屬條相當于(n-1)個并聯電阻,導體在磁場中克服安培力做功的功率回路產生焦耳熱的功率,這套設備的效率n為電動機的輸出機械功率和導體在磁場中克服安培力做功功率的比值，即電動機輸出的機械功率p=p安/n。解：處于磁場中的金屬條切割磁感線的線速度為V=Dw/2..①產生的感應電動勢為E=BLV=DBLw/2..②通過切割磁感線的金屬條的電流為l=E/[R+R/(n+1)]..③磁場中導體受到的安培力為F=BlL..④克服安培力做功的功率為P =FV..⑤安電動機輸出的機械功率為p=p安/n??????⑥聯立以上各式可解得P=(n-1)B2L2D2w2/4nnR6、以列車速度、加速度測量儀為背景材料題6：為了測量列車運行的速度和加速度大小,可采用如圖5所示的裝置,它是由一塊安裝在列車車頭底部的強磁體和埋設在軌道地面的一組線圈及電流測量記錄儀組成(記錄測量儀未圖5畫出)。當列車經過線圈上方時,線圈中產生的電流被記錄下來,就能求出列車在各位置的速度和加速度。如圖6所示，假設磁體端部磁感強度B=T,且全部集中在端面范圍內,與端面相垂直磁體的寬度與線圈寬度相同，且都很小，線圈匝數n=5，長L=,電阻R=Q(包括引出線的電阻)。測試記錄下來的電流--位移圖,如7所示。試計算在離0(原點)30m、130m處列車的速度V】和V2的大小。假設列車做的是勻速直線運動,求列車的加速度大小。解析：(1)列車車頭底部的強磁場通過線圈時，線圈的邊切割磁感線運動，在線圈中產生的感應電動勢為E=nBLV……①線圈中產生的感應電流為I=E/R=nBLV/R……②所以V=IR/nBL......③從圖7中可讀出距Q點30m、130m處的電流分別為1廠,12=代入③可得V]=l]R/nBL=x5xxm/s=12m/sV2=l2R/nBL=x5xxm/s=15m/s由勻變速運動公式V22-V12=2as得a=(V22-V12)/2s從圖7中讀出s=100m，所以a=(152-122)/2x100m/s2=m/s2.7、以磁懸浮列車為背景材料題7：2000年底,我國宣布已研制成功一輛高溫超導磁懸浮高速列車的模型車,該車的車速已達到500km/h,可載5人，如圖8所示就是磁懸浮的原理，圖8中A是圓柱形磁鐵,B是用高溫超導材料制成的超導圓環，將超導圓環B水平放在磁鐵A上,它就能在磁力的作用下懸浮在磁鐵A的上方空中。關于在B放入磁場的過程中,B中產生感應電流的情況有以下四種說法：在B放入磁場的過程中,B中將產生感應電流，穩定后,感應電流消失在B放入磁場的過程中,B中將產生感應電流,穩定后，感應電流仍存在圖8如果A的N極朝上，則B中感應電流的方向如圖所示如果A的N極朝上。則B中感應電流的方向與圖中所示的方向相反其中正確的是：A、①③B、②④ C、② D、④解析：由超導體的特點和楞次定律可知，本題的正確選項為B。8、以動圈式話筒和磁帶錄音機為背景材料題8：動圈式話筒和磁帶錄音機都應用了電磁感應現象,圖9是話筒原理圖和錄音機的錄音放錄原理圖,由圖可知:話筒工作時磁鐵不動線圈振動而產生感應電流。錄音機放音時變化的磁場在靜止的線圈里產生感應電流。錄音機放音時線圈中變化了電流的磁頭縫隙處產生變化的磁場.錄音機錄音時線圈中變化的電流在磁頭縫隙處產生變化的磁場。正確的是()A、②③④B、①②③C、①②④D、①③④解析：話筒的工作原理是聲源傳出的聲波引起振動膜的微小振動，進而帶動固著于振動膜上的線圈的微小振動，而線圈處于非均勻磁場中，從而在線圈中產生微小的隨聲波強弱變化的音頻信號(感應電流)。在錄音機中，磁頭相當于一個電磁鐵，磁帶由基帶和磁性材料組成。錄音時，磁頭中通入音頻信號，磁帶經過磁頭的磁極時，以磁信號記錄下音頻信號。放音時，磁帶的磁信號再轉為音頻信號。由此可知，正確選項為C。9、以電磁作用輸送非導電液體裝置為背景材料題9：如圖10所示為利用電磁作用輸送非導電液體裝置的示意圖，一邊長為L,截面為正方形的塑料管道水平放置，其右端面上有一截面積為A的小噴口，噴口離地的高度為h,管道中有一絕緣活塞,在活塞的中部和上部分別嵌有兩根金屬棒a、b,其中b棒的兩端與一電壓表相連，整個裝置放在豎直向上的勻強磁場中，當棒a中通有垂直紙面向里的恒定電流I時，活塞向右勻速推動液體從噴口水平射出，液體落地點離噴口水平距離為S,若液體的密度為p,不計所有阻力，求：活塞移動的速度；該裝置的功率；磁感強度B的大小；