（浙江選考）2019版高考物理大一輪復習 第九章 電磁感應(yīng) 交變電流 第1講 楞次定律 法拉第電磁感應(yīng)定律學案

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1、 第1講　楞次定律　法拉第電磁感應(yīng)定律 [考試標準] 知識內(nèi)容 必考要求 加試要求 說明 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 b 1.不要求掌握法拉第等科學家對電磁感應(yīng)現(xiàn)象研究的具體細節(jié)． 2.在用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向時，只要求閉合電路中磁通量變化容易確定的情形． 3.導體切割磁感線時感應(yīng)電動勢的計算，只限于l、B、v三者垂直的情形． 4.不要求計算涉及反電動勢的問題． 5.在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，不要求判斷電路中各點電勢的高低． 6.不要求計算既有感生電動勢，又有動生電動勢的電磁感應(yīng)問題． 7.不要求計算自感電動勢． 8.不要求解釋電磁驅(qū)動和電磁阻尼現(xiàn)象. 楞次定律 c

2、 法拉第電磁感應(yīng)定律 d 電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類情況 b 互感和自感 b 渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動 b 一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象 1．磁通量 (1)公式：Φ＝BS. 適用條件：①勻強磁場． ②磁感應(yīng)強度的方向垂直于S所在的平面． (2)幾種常見引起磁通量變化的情形． ①B變化，S不變，ΔΦ＝ΔB·S. ②B不變，S變化，ΔΦ＝B·ΔS. ③B、S兩者都變化，ΔΦ＝Φ2－Φ1，不能用ΔΦ＝ΔB·ΔS來計算． 2．電磁感應(yīng)現(xiàn)象 (1)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化． 特例：閉合電路的一部分導體在磁場內(nèi)做切割磁感線運動． (2)電

3、磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化：發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象時，機械能或其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，該過程遵循能量守恒定律． 自測1　(多選)如圖1所示的勻強磁場中有一個矩形閉合導線框．在下列四種情況下，線框中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流的是(　　) 圖1 A．如圖甲所示，保持線框平面始終與磁感線平行，線框在磁場中左右運動 B．如圖乙所示，保持線框平面始終與磁感線平行，線框在磁場中上下運動 C．如圖丙表示，線框繞位于線框平面內(nèi)且與磁感線垂直的軸線AB轉(zhuǎn)動 D．如圖丁所示，線框繞位于線框平面內(nèi)且與磁感線平行的軸線CD轉(zhuǎn)動 答案　ABD 二、感應(yīng)電流方向的判斷 1．楞次定律 (1)內(nèi)容：感應(yīng)電流的磁場總要阻礙

4、引起感應(yīng)電流的磁通量的變化． (2)適用范圍：適用于一切回路磁通量變化的情況． 2．右手定則 (1)內(nèi)容：伸開右手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一個平面內(nèi)；讓磁感線從掌心進入，并使拇指指向?qū)Ь€運動的方向，這時四指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向． (2)適用情況：導體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流． 自測2　(多選)如圖2所示，勻強磁場垂直圓形線圈指向紙內(nèi)，a、b、c、d為圓形線圈上等距離的四點，現(xiàn)用外力在上述四點將線圈拉成正方形，且線圈仍處在原先所在平面內(nèi)，則在線圈發(fā)生形變的過程中(　　) 圖2 A．線圈中無感應(yīng)電流 B．線圈中有感應(yīng)電流 C．感應(yīng)電流的方向為abcd

5、a D．感應(yīng)電流的方向為adcba 答案　BC 三、法拉第電磁感應(yīng)定律 1．感應(yīng)電動勢 (1)感應(yīng)電動勢：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢． (2)產(chǎn)生條件：穿過回路的磁通量發(fā)生改變，與電路是否閉合無關(guān)． (3)方向判斷：感應(yīng)電動勢的方向用楞次定律或右手定則判斷． 2．法拉第電磁感應(yīng)定律 (1)內(nèi)容：閉合電路中感應(yīng)電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比． (2)公式：E＝n，其中n為線圈匝數(shù)． 自測3　(多選)將閉合多匝線圈置于僅隨時間變化的磁場中，關(guān)于線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流，下列表述正確的是(　　) A．感應(yīng)電動勢的大小與線圈的匝數(shù)有關(guān) B．穿過線

6、圈的磁通量越大，感應(yīng)電動勢越大 C．穿過線圈的磁通量變化越快，感應(yīng)電動勢越大 D．感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向與原磁場方向始終相同 答案　AC 四、導線切割磁感線時的感應(yīng)電動勢 導線切割磁感線時，可有以下三種情況： 切割方式 電動勢表達式 說明 垂直切割 E＝Blv ①導線與磁場方向垂直 ②磁場為勻強磁場 旋轉(zhuǎn)切割(以一端為軸) E＝Bl2ω 五、自感和渦流 1．自感現(xiàn)象 由于通過導體自身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象． 2．自感電動勢 (1)定義：在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢． (2)表達式：E＝L. (3)自感系數(shù)L： ①相關(guān)因素：與線

7、圈的大小、形狀、匝數(shù)以及是否有鐵芯等因素有關(guān)． ②單位：亨利(H)，1 mH＝10－3 H,1 μH＝10－6 H. 3．渦流 (1)定義：當線圈中的電流發(fā)生變化時，在它附近的導體中產(chǎn)生的像水中的旋渦一樣的感應(yīng)電流． (2)渦流的應(yīng)用 ①渦流熱效應(yīng)的應(yīng)用，如真空冶煉爐． ②渦流磁效應(yīng)的應(yīng)用，如探雷器． 自測4　(多選)電磁爐為新一代炊具，無煙、無明火、無污染、不產(chǎn)生有害氣體、無微波輻射、高效節(jié)能等是電磁爐的優(yōu)勢所在．電磁爐是利用電流通過線圈產(chǎn)生磁場，當磁場的磁感線通過含鐵質(zhì)鍋底部時，即會產(chǎn)生無數(shù)小渦流，使鍋體本身自行高速發(fā)熱，然后再加熱鍋內(nèi)食物．下列相關(guān)說法中正確的是(　　)

8、A．鍋體中的渦流是由恒定的磁場產(chǎn)生的 B．恒定磁場越強，電磁爐的加熱效果越好 C．鍋體中的渦流是由變化的磁場產(chǎn)生的 D．提高磁場變化的頻率，可提高電磁爐的加熱效果 答案　CD 命題點一　感應(yīng)電流方向的判斷 考向1　應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向 例1　(多選)下列各選項是驗證楞次定律實驗的示意圖，豎直放置的線圈固定不動，將磁鐵從線圈上方插入或拔出，線圈和電流表構(gòu)成的閉合回路中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流．各選項中分別標出了磁鐵的極性、磁鐵相對線圈的運動方向以及線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向等情況，其中正確的是(　　) 答案　CD 解析　根據(jù)楞次定律可確定感應(yīng)電流的方向：以C選項為

9、例，當磁鐵向下運動時： (1)閉合線圈原磁場的方向——向上； (2)穿過閉合線圈的磁通量的變化——增加； (3)感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向——向下； (4)利用安培定則判斷感應(yīng)電流的方向——與圖中箭頭方向相同． 運用以上分析方法可知，C、D正確． 變式1　(多選)如圖3，兩同心圓環(huán)A、B置于同一水平面上，其中B為均勻帶負電絕緣環(huán)，A為導體環(huán)．當B繞軸心順時針轉(zhuǎn)動且轉(zhuǎn)速增大時，下列說法正確的是(　　) 圖3 A．A中產(chǎn)生逆時針的感應(yīng)電流 B．A中產(chǎn)生順時針的感應(yīng)電流 C．A具有收縮的趨勢 D．A具有擴展的趨勢 答案　BD 解析　由題圖可知，B為均勻帶負電絕緣環(huán)，B中電流

10、為逆時針方向，由右手螺旋定則可知，電流的磁場垂直紙面向外且逐漸增大；由楞次定律可知，磁場增大時，感應(yīng)電流的磁場與原磁場的方向相反，所以感應(yīng)電流的磁場的方向垂直紙面向里，A中感應(yīng)電流的方向為順時針方向，故A錯誤，B正確；B環(huán)外的磁場的方向與B環(huán)內(nèi)的磁場的方向相反，當B環(huán)內(nèi)的磁場增強時，A環(huán)具有面積擴展的趨勢，故C錯誤，D正確． 考向2　楞次定律推論的應(yīng)用 楞次定律推論的應(yīng)用技巧 1．線圈(回路)中磁通量變化時，阻礙原磁通量的變化——應(yīng)用“增反減同”的規(guī)律； 2．導體與磁體間有相對運動時，阻礙相對運動——應(yīng)用“來拒去留”的規(guī)律； 3．當回路可以形變時，感應(yīng)電流可使線圈面積有擴大或縮小的趨

11、勢——應(yīng)用“增縮減擴”的規(guī)律； 4．自感現(xiàn)象中，感應(yīng)電動勢阻礙原電流的變化——應(yīng)用“增反減同”的規(guī)律． 例2　(多選)如圖4所示，光滑固定的金屬導軌M、N水平放置，兩根導體棒P、Q平行放置在導軌上，形成一個閉合回路，一條形磁鐵從高處下落接近回路時(　　) 圖4 A．P、Q將相互靠攏 B．P、Q將相互遠離 C．磁鐵的加速度仍為g D．磁鐵的加速度小于g 答案　AD 解析　根據(jù)楞次定律的另一種表述——感應(yīng)電流的效果，總要反抗產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因．本題中“原因”是回路中磁通量的增加，歸根結(jié)底是磁鐵靠近回路，“效果”便是阻礙磁通量的增加和磁鐵的靠近．所以，P、Q將相互靠攏且磁鐵的加

12、速度小于g，應(yīng)選A、D. 考向3　切割類感應(yīng)電流方向的判斷 例3　(多選)如圖5所示，一個有界勻強磁場區(qū)域，磁場方向垂直紙面向外．一個矩形閉合導線框abcd，沿紙面由位置1(左)勻速運動到位置2，則(　　) 圖5 A．導線框進入磁場時，感應(yīng)電流方向為a→b→c→d→a B．導線框離開磁場時，感應(yīng)電流方向為a→b→c→d→a C．導線框離開磁場時，受到的安培力方向水平向右 D．導線框進入磁場時，受到的安培力方向水平向左 答案　BD 解析　導線框進入磁場時，cd邊切割磁感線，由右手定則可知，電流方向沿a→d→c→b→a，由左手定則可知cd邊受到的安培力方向向左；導線框離開磁場

13、時，ab邊處于磁場中且在做切割磁感線運動，同樣用右手定則和左手定則可以判斷電流的方向為a→b→c→d→a，安培力的方向仍然向左，故選項B、D正確． 命題點二　法拉第電磁感應(yīng)定律的理解及應(yīng)用 求感應(yīng)電動勢大小的五種類型及對應(yīng)解法 1．磁通量變化型：E＝n 2．磁感應(yīng)強度變化型：E＝nS 3．面積變化型：E＝nB 4．平動切割型：E＝Blv(B、l、v三者垂直) (1)l為導體切割磁感線的有效長度． (2)v為導體相對磁場的速度． 5．轉(zhuǎn)動切割型：E＝Blv＝Bl2ω 例4　(多選)如圖6所示，先后以速度v1和v2勻速把一矩形線圈拉出有界勻強磁場區(qū)域，已知v1＝2v2，則在先后

14、兩種情況下(　　) 圖6 A．線圈中的感應(yīng)電流之比I1∶I2＝2∶1 B．線圈中的感應(yīng)電流之比I1∶I2＝1∶2 C．線圈中產(chǎn)生的焦耳熱之比Q1∶Q2＝2∶1 D．通過線圈某截面的電荷量之比q1∶q2＝1∶2 答案　AC 解析　由題意v1＝2v2，根據(jù)E＝BLv可知，感應(yīng)電動勢之比E1∶E2＝v1∶v2＝2∶1，則感應(yīng)電流之比I1∶I2＝E1∶E2＝2∶1，故A正確，B錯誤；線圈拉出磁場的時間t＝，L相同，因v1＝2v2，可知時間比為1∶2；又I1∶I2＝2∶1，R一定，根據(jù)Q＝I2Rt，可得熱量之比Q1∶Q2＝2∶1，故C正確；根據(jù)q＝，因磁通量的變化量相等，可知通過線圈某

15、截面的電荷量之比q1∶q2＝1∶1，故D錯誤． 變式2　(多選)穿過一個電阻為1 Ω的單匝閉合線圈的磁通量始終是每秒鐘均勻地減少4 Wb，則(　　) A．線圈中感應(yīng)電動勢一定是每秒減少4 V B．線圈中感應(yīng)電動勢一定是4 V C．線圈中感應(yīng)電流一定是每秒減少4 A D．線圈中感應(yīng)電流一定是4 A 答案　BD 解析　感應(yīng)電動勢的大小跟穿過這一回路的磁通量的變化率成正比，與磁通量變化量無關(guān)，由法拉第電磁感應(yīng)定律E＝n得E＝4 V，線圈中電流I＝＝4 A，故B、D正確． 變式3　(多選)用一根橫截面積為S、電阻率為ρ的硬質(zhì)導線做成一個半徑為r的圓環(huán)，ab為圓環(huán)的一條直徑．如圖7所示，

16、在ab的左側(cè)存在一個均勻變化的勻強磁場，磁場垂直圓環(huán)所在平面，磁感應(yīng)強度大小隨時間的變化率＝k(k＜0)．則(　　) 圖7 A．圓環(huán)中產(chǎn)生沿逆時針方向的感應(yīng)電流 B．圓環(huán)具有擴張的趨勢 C．圓環(huán)中感應(yīng)電流的大小為 D．圖中a、b兩點間的電勢差的絕對值為 答案　BD 解析　k＜0，磁通量均勻減少，根據(jù)楞次定律可知，圓環(huán)中產(chǎn)生沿順時針方向的感應(yīng)電流，選項A錯誤；圓環(huán)在磁場中的部分，受到向外的安培力，所以有擴張的趨勢，選項B正確；圓環(huán)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小為E＝·＝，則圓環(huán)中的電流大小為I＝＝，選項C錯誤；|Uab|＝＝，選項D正確． 拓展點1　導體棒切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的計算

17、例5　(多選)如圖8所示，PN與QM兩平行金屬導軌相距1 m，電阻不計，兩端分別接有電阻R1和R2，且R1＝6 Ω，ab桿的電阻為2 Ω，在導軌上可無摩擦地滑動，垂直穿過導軌平面的勻強磁場的磁感應(yīng)強度為1 T．現(xiàn)ab以恒定速度v＝3 m/s勻速向右移動，這時ab桿上消耗的電功率與R1、R2消耗的電功率之和相等．則(　　) 圖8 A．R2＝6 Ω B．R1上消耗的電功率為0.375 W C．a(chǎn)、b間電壓為3 V D．拉ab桿水平向右的拉力為0.75 N 答案　BD 解析　如圖，ab桿切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，由于ab桿上消耗的電功率與R1、R2消耗的電功率之和相等，則內(nèi)、外電阻

18、相等，＝2，解得R2＝3 Ω，因此A錯誤；E＝Blv＝3 V，R總＝4 Ω，總電流I＝＝ A，路端電壓Uab＝IR外＝×2 V＝1.5 V，因此C錯誤；P1＝＝0.375 W，B正確；ab桿所受安培力F＝BIl＝0.75 N，ab桿勻速移動，因此拉力大小為0.75 N，D正確． 拓展點2　圓盤轉(zhuǎn)動切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的計算 例6　(多選)如圖9所示為法拉第圓盤發(fā)電機．半徑為r的導體圓盤繞豎直軸以角速度ω旋轉(zhuǎn)，勻強磁場B豎直向上，電刷a與圓盤表面接觸，接觸點距圓心為，電刷b與圓盤邊緣接觸，兩電刷間接有阻值為R的電阻，忽略圓盤電阻與接觸電阻，則(　　) 圖9 A．a(chǎn)b兩點間的電勢差

19、為Br2ω B．通過電阻R的電流強度為 C．通過電阻R的電流方向為從上到下 D．圓盤在ab連線上所受的安培力與ab連線垂直，與轉(zhuǎn)向相反 答案　BD 命題點三　電磁感應(yīng)中的圖象問題 1．解決圖象問題的一般步驟 (1)明確圖象的種類，即是B－t圖還是Φ－t圖，或者E－t圖、I－t圖等； (2)分析電磁感應(yīng)的具體過程； (3)用右手定則或楞次定律確定方向的對應(yīng)關(guān)系； (4)結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路歐姆定律、牛頓運動定律等知識寫出相應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式； (5)根據(jù)函數(shù)關(guān)系式，進行數(shù)學分析，如分析斜率的變化、截距等； (6)畫圖象或判斷圖象正誤． 2．電磁感應(yīng)中圖象類選擇題

20、的兩種常見解法 (1)排除法：定性地分析電磁感應(yīng)過程中物理量的變化趨勢(增大還是減小)、變化快慢(均勻變化還是非均勻變化)，特別是物理量的正負，排除錯誤的選項． (2)函數(shù)法：根據(jù)題目所給條件定量的寫出兩個物理量之間的函數(shù)關(guān)系，然后由函數(shù)關(guān)系對圖象作出分析和判斷． 例7　(多選)如圖10所示，abcd為一邊長為l的正方形導線框，導線框位于光滑水平面內(nèi)，其右側(cè)為一勻強磁場區(qū)域，磁場的邊界與線框的cd邊平行，磁場區(qū)域的寬度為2l，磁感應(yīng)強度為B，方向豎直向下，線框在一垂直于cd邊的水平恒定拉力F作用下沿水平方向向右運動，直至通過磁場區(qū)域，cd邊剛進入磁場時，線框開始勻速運動，規(guī)定線框中電流沿

21、逆時針時方向為正，則導線框從剛進入磁場到完全離開磁場的過程中，a、b兩端的電壓Uab及導線框中的電流i隨cd邊的位置坐標x變化的圖線可能是(　　) 圖10 答案　BD 解析　線框剛進入磁場的過程做勻速直線運動，感應(yīng)電動勢E＝Blv0恒定，線框中的電流大小恒定，方向沿逆時針方向，a、b兩端的電壓Uab＝Blv0，線框完全在磁場中運動時，穿過閉合電路的磁通量不變，線框中感應(yīng)電流為零，做勻加速運動，但ab邊兩端的電壓Uab＝Blv＝Bl，其中v0為勻速運動的速度，Uab與位置坐標x不是線性關(guān)系，當出磁場時，Uab＝Blv，線框做減速運動，Uab不斷減小，故A錯誤，B正確；線框進入過

22、程中，線框中的電流大小恒定且為逆時針，完全進入磁場時電流為零；線框離開磁場，做減速運動，加速度逐漸減小，線框剛好完全離開磁場時，速度逐漸趨近于勻速運動時的速度，不可能為零，故此時電流也不可能為零，故C錯誤，D正確． 變式4　(多選)如圖11，矩形閉合線框在勻強磁場上方，由不同高度靜止釋放，用t1、t2分別表示線框ab邊和cd邊剛進入磁場的時刻，線框下落過程形狀不變，ab邊始終保持與磁場水平邊界OO′平行，線框平面與磁場方向垂直，設(shè)OO′下方磁場區(qū)域足夠大，不計空氣影響，則下列哪一個圖象可能反映線框下落過程中速度v隨時間t變化的規(guī)律(　　) 圖11 答案　CD 解析　線框先做

23、自由落體運動，若ab邊進入磁場后重力小于安培力，則做減速運動，由F＝知線框所受的安培力減小，加速度逐漸減小，v－t圖象的斜率應(yīng)逐漸減小，故A、B錯誤；線框先做自由落體運動，ab邊進入磁場后若重力大于安培力，則做加速度減小的加速運動，cd邊進入磁場后做勻加速直線運動，加速度為g，故C正確；線框先做自由落體運動，ab邊進入磁場后若重力等于安培力，則做勻速直線運動，cd邊進入磁場后做勻加速直線運動，加速度為g，故D正確． 變式5　(多選)如圖12甲所示，光滑絕緣水平面，虛線MN的右側(cè)存在方向豎直向下、磁感應(yīng)強度大小為B＝2 T的勻強磁場，MN的左側(cè)有一質(zhì)量為m＝0.1 kg的矩形線圈bcde，電阻

24、R＝2 Ω，bc邊長L1＝0.2 m．t＝0時，用一恒定拉力F拉線圈，使其由靜止開始向右做勻加速運動，經(jīng)過1 s，線圈的bc邊到達磁場邊界MN，此時立即將拉力F改為變力，又經(jīng)過1 s，線圈恰好完全進入磁場，在整個運動過程中，線圈中感應(yīng)電流i隨時間t變化的圖象如圖乙所示．則(　　) 圖12 A．恒定拉力大小為0.05 N B．線圈在第2 s內(nèi)的加速度大小為1 m/s2 C．線圈be邊長L2＝0.5 m D．在第2 s內(nèi)流過線圈的電荷量為0.2 C 答案　ABD 解析　在第1 s末，i1＝，E＝BL1v1，v1＝a1t1，F(xiàn)＝ma1，聯(lián)立解得F＝0.05 N，A項正確．在第2 s

25、內(nèi)，由題圖乙分析知線圈做勻加速直線運動，第2 s末i2＝，E′＝BL1v2，v2＝v1＋a2(t2－t1)，解得a2＝1 m/s2，B項正確．在第2 s內(nèi)，v22－v12＝2a2L2，得L2＝1 m，C項錯誤．q＝＝＝0.2 C，D項正確． 1．(多選)磁電式儀表的線圈通常用鋁框做骨架，把線圈圍繞在鋁框上，這樣做的目的是(　　) A．防止渦流而設(shè)計的 B．利用渦流而設(shè)計的 C．起電磁阻尼的作用 D．起電磁驅(qū)動的作用 答案　BC 解析　常用鋁框做骨架，當線圈在磁場中轉(zhuǎn)動時，導致鋁框的磁通量變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流，出現(xiàn)安培阻力，使其很快停止轉(zhuǎn)動．這樣做的目的是利用渦流，起到電

26、磁阻尼的作用，故B、C正確，A、D錯誤． 2．(多選)下列選項表示的是閉合電路中的一部分導體ab在磁場中做切割磁感線運動的情景，導體ab上的感應(yīng)電流方向為b→a的是(　　) 答案　BCD 解析　根據(jù)右手定則，A中感應(yīng)電流方向是a→b；B、C、D中感應(yīng)電流方向都是b→a，故選B、C、D. 3.(多選)如圖1所示，勻強磁場垂直于軟導線回路平面，由于磁場發(fā)生變化，回路變?yōu)閳A形．則該磁場(　　) 圖1 A．逐漸增強，方向向外 B．逐漸增強，方向向里 C．逐漸減弱，方向向外 D．逐漸減弱，方向向里 答案　CD 解析　回路變?yōu)閳A形，面積增大，說明閉合回路的磁通量減少，所以

27、磁場逐漸減弱，而磁場方向可能向外，也可能向里，故選項C、D正確． 4．(多選)如圖2所示，幾位同學在做“搖繩發(fā)電”實驗：把一條長導線的兩端連在一個靈敏電流計的兩個接線柱上，形成閉合回路．兩個同學迅速搖動AB這段“繩”．假設(shè)圖中情景發(fā)生在赤道，地磁場方向與地面平行，由南指向北．圖中搖“繩”同學是沿東西站立的，甲同學站在西邊，手握導線的A點，乙同學站在東邊，手握導線的B點．下列說法正確的是(　　) 圖2 A．當“繩”搖到最高點時，“繩”中電流最小 B．當“繩”搖到最低點時，“繩”受到的安培力最大 C．當“繩”向下運動時，“繩”中電流從A流向B D．在搖“繩”過程中，“繩”中電流總是

28、從A流向B 答案　AC 5．(多選)如圖3所示，一質(zhì)量為m的條形磁鐵用細線懸掛在天花板上，細線從一水平金屬圓環(huán)中穿過．現(xiàn)將環(huán)從位置Ⅰ釋放，環(huán)經(jīng)過磁鐵到達位置Ⅱ.設(shè)環(huán)經(jīng)過磁鐵上端和下端附近時細線的張力分別為FT1和FT2，重力加速度大小為g，則(　　) 圖3 A．FT1＞mg B．FT1＜mg C．FT2＞mg D．FT2＜mg 答案　AC 解析　金屬圓環(huán)從位置Ⅰ到位置Ⅱ過程中，由楞次定律知，金屬圓環(huán)在磁鐵上端時受力向上，在磁鐵下端時受力也向上，則金屬圓環(huán)對磁鐵的作用力始終向下，對磁鐵受力分析可知FT1＞mg，F(xiàn)T2＞mg，A、C正確． 6．(多選)(2016·寧波市

29、聯(lián)考)單匝線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動，穿過線圈的磁通量Φ隨時間t的關(guān)系圖象如圖4所示，則(　　) 圖4 A．在t＝0時刻，線圈中磁通量最大，感應(yīng)電動勢也最大 B．在t＝1×10－2 s時刻，感應(yīng)電動勢最大 C．在t＝2×10－2 s時刻，感應(yīng)電動勢為零 D．在0～2×10－2 s時間內(nèi)，線圈中感應(yīng)電動勢的平均值為零 答案　BC 解析　由法拉第電磁感應(yīng)定律知E∝，故t＝0及t＝2×10－2 s時刻，E＝0，A錯，C對；t＝1×10－2 s時刻，E最大，B對；在0～2×10－2 s時間內(nèi)，ΔΦ≠0，故E≠0，D錯． 7．如圖5所示，在O點正下方有一個有理想邊界的磁

30、場，銅環(huán)在A點由靜止釋放向右擺至最高點B，不考慮空氣阻力，則下列說法正確的是(　　) 圖5 A．A、B兩點在同一水平線 B．A點高于B點 C．A點低于B點 D．銅環(huán)將做等幅擺動 答案　B 解析　由于銅環(huán)剛進入和要離開磁場過程中，會產(chǎn)生感應(yīng)電流，一部分機械能轉(zhuǎn)化為電能，所以銅環(huán)運動不到與A點等高點，即B點低于A點，故B正確． 8．(多選)如圖6所示，粗細均勻的導線繞成匝數(shù)為n、半徑為r的圓形閉合線圈．線圈放在磁場中，磁場的磁感應(yīng)強度隨時間均勻增大，線圈中產(chǎn)生的電流為I，下列說法正確的是(　　) 圖6 A．電流I與匝數(shù)n成正比 B．電流I與線圈半徑r成正比 C．電流I

31、與線圈面積S成正比 D．電流I與導線橫截面積S0成正比 答案　BD 解析　由題給條件可知感應(yīng)電動勢為E＝nπr2，電阻為R＝，電流I＝，聯(lián)立以上各式得I＝·，則可知B、D項正確，A、C項錯誤． 9．(多選)邊長為a的閉合金屬正三角形框架，完全處于垂直于框架平面的勻強磁場中，現(xiàn)把框架勻速拉出磁場，如圖7所示，則選項圖中電動勢、外力、外力功率與位移圖象規(guī)律與這一過程相符合的是(　　) 圖7 答案　BD 解析　框架切割磁感線的有效長度L＝2xtan 30°，則感應(yīng)電動勢E＝BLv＝B·2xtan 30°·v＝Bvx，則E與x成正比，A錯誤，B正確；框架勻速運動，則F外＝F安＝BI

32、L，I＝，E＝BLv，得到F外＝＝·x2，B、R、v一定，則F外∝x2，C錯誤；外力的功率P外＝F外v＝·x2，P外∝x2，故D正確． 10．(多選)如圖8所示，a、b兩個閉合正方形線圈用同樣的導線制成，匝數(shù)均為7匝，邊長la＝3lb，圖示區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場，且磁感應(yīng)強度隨時間均勻增大，不考慮線圈之間的相互影響，則(　　) 圖8 A．兩線圈內(nèi)產(chǎn)生沿順時針方向的感應(yīng)電流 B．a(chǎn)、b線圈中感應(yīng)電動勢之比為9∶1 C．a(chǎn)、b線圈中感應(yīng)電流之比為3∶1 D．a(chǎn)、b線圈中電功率之比為3∶1 答案　BC 解析　因磁感應(yīng)強度隨時間均勻增大，根據(jù)楞次定律可知，兩線圈內(nèi)均產(chǎn)生沿逆

33、時針方向的感應(yīng)電流，選項A錯誤；設(shè)＝k，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得E＝n＝nkl2，則＝()2＝，選項B正確；根據(jù)I＝＝＝可知，I∝l，故a、b線圈中感應(yīng)電流之比為3∶1，選項C正確；電功率P＝IE＝·nkl2＝，則P∝l3，故a、b線圈中電功率之比為27∶1，選項D錯誤． 11．(多選)一個閉合回路由兩部分組成，如圖9所示，右側(cè)是電阻為r的圓形導線，置于豎直方向均勻變化的磁場B1中；左側(cè)是光滑的傾角為θ的平行導軌，寬度為d，其電阻不計．磁感應(yīng)強度為B2的勻強磁場垂直導軌平面向上，且只分布在左側(cè)，一個質(zhì)量為m、電阻為R、長度為d的導體棒此時恰好能靜止在導軌上，分析下述判斷正確的是(　　)

34、 圖9 A．圓形導線中的磁場可以是向上均勻減弱 B．導體棒ab受到的安培力大小為mgsin θ C．回路中的感應(yīng)電流為 D．圓形導線中的電熱功率為(r＋R) 答案　BC 解析　導體棒靜止在斜面上，根據(jù)左手定則，可知流過導體棒的電流是b→a，根據(jù)楞次定律，圓形線圈中的磁場應(yīng)是向上均勻增強，A錯誤；導體棒受安培力的方向沿斜面向上，因此F安＝mgsin θ，B正確；F安＝B2Id，因此回路中的感應(yīng)電流I＝，C正確；而圓形導線中的電熱功率P＝I2r＝r，D錯誤． 12.在范圍足夠大、方向豎直向下的勻強磁場中，B＝0.2 T，有一水平放置的光滑框架，寬度為L＝0.4 m，框架上放置一垂直

35、于框架、長度也為L＝0.4 m、質(zhì)量為0.05 kg、電阻為1 Ω的金屬桿cd，如圖10所示，框架電阻不計，金屬桿始終與框架接觸良好．若桿cd以恒定加速度a＝2 m/s2由靜止開始做勻加速直線運動，求： 圖10 (1)在5 s內(nèi)平均感應(yīng)電動勢是多少？ (2)在5 s末回路中的電流多大？ (3)第5 s末作用在桿cd上的水平外力多大？ 答案　(1)0.4 V　(2)0.8 A　(3)0.164 N 解析　(1)5 s內(nèi)的位移x＝at2＝25 m 5 s內(nèi)磁通量的變化量為ΔΦ＝BxL＝2 Wb 故平均感應(yīng)電動勢＝＝0.4 V. (2)第5 s末：v＝at＝10 m/s 此時

36、感應(yīng)電動勢：E＝BLv 則回路中的電流為：I＝＝＝ A＝0.8 A. (3)桿cd勻加速直線運動，由牛頓第二定律得： F－F安＝ma 即F＝BIL＋ma＝0.164 N. 13．輕質(zhì)細線吊著一質(zhì)量為m＝0.42 kg、邊長為L＝1 m、匝數(shù)n＝10的正方形線圈，其總電阻為r＝1 Ω.在線圈的中間位置以下區(qū)域分布著磁場，如圖11甲所示．磁場方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強度大小隨時間變化關(guān)系如圖乙所示．(g＝10 m/s2) 圖11 (1)判斷線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向是順時針還是逆時針； (2)求線圈的電功率； (3)求在t＝4 s時輕質(zhì)細線的拉力大?。? 答案　(1)逆時針　(2)0.25 W　(3)1.2 N 解析　(1)由楞次定律知感應(yīng)電流的方向為逆時針方向． (2)由法拉第電磁感應(yīng)定律得 E＝n＝n·L2＝0.5 V則P＝＝0.25 W (3)I＝＝0.5 A 由題圖乙知，t＝4 s時，B＝0.6 T， F安＝nBIL＝10×0.6×0.5×1 N＝3 N 線圈受力平衡，則F安＋F線＝mg，解得F線＝1.2 N. 19