物理人教版學案與測評第9章 電磁感應（考點演練）

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111 第九章 第1節(jié)電磁感應現(xiàn)象楞次定律 班級 姓名 成績 (時間：45分鐘滿分：100分) 一、選擇題（本題共10小題，每小題7分，每題只有一個答案正確，共70分） 1.德國《世界報》曾報道個別西方國家正在研制電磁脈沖武器即電磁炸彈.若一枚原始脈沖功率10千兆瓦，頻率５千兆赫的電磁炸彈在不到100 m的高空爆炸，它將使方圓400~500 m2的范圍內(nèi)電場強度達到每米數(shù)千伏，使得電網(wǎng)設(shè)備、通信設(shè)施和計算機中的硬盤與軟盤均遭到破壞.電磁炸彈有如此破壞力的主要原因是（ ） A.電磁脈沖引起的電磁感應現(xiàn)象 B.電磁脈沖產(chǎn)生的動能 C.電磁脈沖產(chǎn)生的高溫 D.電磁脈沖產(chǎn)生的強光 2.(改編題)2009年11月底，中國首條中低速磁懸浮列車工程化示范線唐山試驗線工程竣工并通過驗收.磁懸浮列車是在車輛底部安裝電磁鐵，在軌道兩旁埋設(shè)一系列閉合的鋁環(huán)，當列車運行時，電磁鐵產(chǎn)生的磁場相對鋁環(huán)運動，列車凌空浮起，使車與軌之間的摩擦減小到零，從而提高列車的速度，以下說法正確的是( ) A.當列車通過鋁環(huán)時，鋁環(huán)中有感應電流，感應電流產(chǎn)生的磁場的方向與電磁鐵產(chǎn)生磁場的方向相同 B.當列車通過鋁環(huán)時，鋁環(huán)中有感應電流，感應電流產(chǎn)生的磁場的方向與電磁鐵產(chǎn)生磁場的方向相反 C.當列車通過鋁環(huán)時，鋁環(huán)中通有電流，鋁環(huán)中電流產(chǎn)生的磁場的方向與電磁鐵產(chǎn)生磁場的方向相同 D.當列車通過鋁環(huán)時，鋁環(huán)中通有電流，鋁環(huán)中電流產(chǎn)生的磁場的方向與電磁鐵產(chǎn)生磁場的方向相反 3.1931年英國物理學家狄拉克從理論上預言：存在只有一個磁極的粒子——磁單極子.1982年美國物理學家卡布萊拉設(shè)計了一個尋找磁單極子的實驗.設(shè)想一個只有N極的磁單極子從上向下穿過一個超導線圈，那么從上向下看 ①超導線圈中將出現(xiàn)先逆時針后順時針方向的感應電流 ②超導線圈中將出現(xiàn)總是逆時針方向的感應電流 ③超導線圈中產(chǎn)生的感應電動勢一定恒定不變 ④超導線圈中產(chǎn)生的感應電流將長期維持下去 以上判斷正確的是( ) A.①③ B.②④ C.①② D.③④ 4.如圖所示，一定長度的導線圍成閉合的正方形線框，使框面垂直于磁場放置，若因磁場的變化而導致線框突然變成圓形，則( ) A.因B增強而產(chǎn)生逆時針的電流 B.因B減弱而產(chǎn)生逆時針的電流 C.因B減弱而產(chǎn)生順時針的電流 D.以上選項均錯誤 5.如圖所示，將電池組、滑動變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流計及開關(guān)如圖連接，在開關(guān)閉合、線圈A放在線圈B中的情況下，某同學發(fā)現(xiàn)當他將滑動變阻器的滑動端P向左加速滑動時，電流計指針向右偏轉(zhuǎn).由此可以判斷（ ） A.線圈A向上移動或滑動變阻器滑動端P向右加速滑動，都能引起電流計指針向左偏轉(zhuǎn) B.線圈A中鐵芯向上拔出或斷開開關(guān)，都能引起電流計指針向右偏轉(zhuǎn) C.滑動變阻器的滑動端P勻速向左或勻速向右滑動，都能使電流計指針靜止在中央 D.因為線圈A、線圈B的繞線方向未知，故無法判斷電流計指針偏轉(zhuǎn)的方向 6.無線電技術(shù)的發(fā)展，極大地方便了人們的生活.在無線電技術(shù)中，常有這樣的要求，即一個線圈中電流變化時對另一個線圈中的電流影響最小.下列兩個線圈安裝位置的圖中，最符合該要求的是（ ） 7.如圖所示，銅質(zhì)金屬環(huán)從條形磁鐵的正上方由靜止開始下落，在下落過程中，下列判斷中正確的是（ ） A.金屬環(huán)在下落過程中的機械能守恒 B.金屬環(huán)在下落過程動能的增加量小于其重力勢能的減少量 C.金屬環(huán)的機械能先減小后增大 D.磁鐵對桌面的壓力始終大于其自身的重力 8.如圖所示，將一個正方形導線框ABCD置于一個范圍足夠大的勻強磁場中，磁場方向與其平面垂直.現(xiàn)在AB、CD的中點處連接一個電容器，其上、下極板分別為a、b，讓勻強磁場以某一速度水平向右勻速移動，則下列說法錯誤的是（ ） A.ABCD回路中沒有感應電流 B.A與D、B與C間有電勢差 C.電容器a、b兩極板分別帶上負電和正電 D.電容器a、b兩極板分別帶上正電和負電 9.（2009海南）一長直鐵芯上繞有一固定線圈M，鐵芯右端與一木質(zhì)圓柱密接，木質(zhì)圓柱上套有一閉合金屬環(huán)N，N可在木質(zhì)圓柱上無摩擦移動.M連接在如圖所示的電路中，其中R為滑動變阻器，E1和E2為直流電源，S為單刀雙擲開關(guān).下列情況可觀測到N向左運動的是（ ） A.在S斷開的情況下，S向a閉合的瞬間 B.在S斷開的情況下，S向b閉合的瞬間 C.在S已向a閉合的情況下，將R的滑動頭向c端移動時 D.在S已向a閉合的情況下，將R的滑動頭向d端移動時 10.（2010蕪湖模擬）如圖，線圈L1、鐵芯M、線圈L2都可以自由移動，開關(guān)S合上后使L2中有感應電流且流過電阻R的電流方向是a→b，可采用的辦法是（ ） A.使L2迅速遠離L1 B.斷開電源開關(guān)S C.將鐵芯M插入 D.將鐵芯M抽出 二、計算題（本題共2小題，共30分，要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計算的要注明單位） 11.（14分）磁感應強度為B的勻強磁場僅存在于邊長為2l的正方形范圍內(nèi)，有一個電阻為R、邊長為l的正方形導線框abcd，沿垂直于磁感線方向，以速度v勻速通過磁場，如圖所示，從ab進入磁場時開始計時. (1)畫出穿過線框的磁通量隨時間變化的圖象. （2）判斷線框中有無感應電流.若有請判斷出感應電流的方向. 12.（16分）如圖所示，固定于水平面上的金屬架CDEF處在豎直向下的勻強磁場中，金屬棒MN沿框架以速度v向右做勻速運動.t＝0時，磁感應強度為B0，此時MN到達的位置使MDEN構(gòu)成一個邊長為l的正方形，為使MN棒中不產(chǎn)生感應電流，從t=0開始，磁感應強度B應怎樣隨時間t變化？請推導出這種情況下B與t的關(guān)系式. 第2節(jié) 法拉第電磁感應定律自感和渦流 班級 姓名 成績 (時間：45分鐘滿分：100分) 一、選擇題（本題共10小題，每小題7分，每題只有一個答案正確，共70分） 1.穿過閉合回路的磁通量Φ隨時間t變化的圖象分別如圖①~④所示，下列關(guān)于回路中產(chǎn)生的感應電動勢的論述，正確的是（ ） A.圖①中，回路產(chǎn)生的感應電動勢恒定不變 B.圖②中，回路產(chǎn)生的感應電動勢一直在變大 C.圖③中，回路在0~t1時間內(nèi)產(chǎn)生的感應電動勢小于在t1~t2時間內(nèi)產(chǎn)生的感應電動勢 D.圖④中，回路產(chǎn)生的感應電動勢先變小再變大 2.(2010寧波模擬)如圖甲所示，長直導線與矩形線框abcd處在同一平面中固定不動，長直導線中通以大小和方向隨時間做周期性變化的電流i,i-t圖象如圖乙所示，規(guī)定圖中箭頭所指的方向為電流正方向，則在T/4~3T/4時間內(nèi)，矩形線框中感應電流的方向和大小，下列判斷正確的是（ ） A.始終沿逆時針方向且增大 B.始終沿順時針方向，先增大后減小 C.先沿逆時針方向然后沿順時針方向，先減小后增大 D.先沿順時針方向然后沿逆時針方向，先增大后減小 3.如圖所示，一導線彎成半徑為a的半圓形閉合回路.虛線MN右側(cè)有磁感應強度為B的勻強磁場.方向垂直于回路所在的平面.回路以速度v向右勻速進入磁場，直徑CD始終與MN垂直.從D點到達邊界開始到 C點進入磁場為止，下列結(jié)論錯誤的是（ ） A.感應電流方向不變 B.CD段直線始終不受安培力 C.感應電動勢最大值E＝Bav D.感應電動勢平均值E=(1/4)πBav 4.如圖所示是法拉第做成的世界上第一臺發(fā)電機模型的原理圖.將銅盤放在磁場中，讓磁感線垂直穿過銅盤；圖中a、b導線與銅盤的中軸線處在同一平面內(nèi)；轉(zhuǎn)動銅盤，就可以使閉合電路獲得電流.若圖中銅盤半徑為L，勻強磁場的磁感應強度為B，回路總電阻為R，從上往下看逆時針勻速轉(zhuǎn)動銅盤的角速度為ω.則下列說法正確的是（ ） A.回路中有大小和方向做周期性變化的電流 B.回路中電流大小恒定，且等于BL2ω/R C.回路中電流方向不變，且從b導線流進燈泡，再從a導線流向旋轉(zhuǎn)的銅盤 D.若將勻強磁場改為仍然垂直穿過銅盤的按正弦規(guī)律變化的磁場，不轉(zhuǎn)動銅盤燈泡中也會有電流流過 5.如圖所示，一寬為40 cm的勻強磁場區(qū)域，磁場方向垂直紙面向里，一邊長為20 cm的正方形導線框位于紙面內(nèi)，以垂直于磁場邊界的恒定速度v＝20 cm/s，通過磁場區(qū)域，在運動過程中，線框有一邊始終與磁場區(qū)域的邊界平行，取它剛進入磁場時刻t＝0時，則選項中能正確反映感應電流強度隨時間變化規(guī)律的是（ ） 6.如圖甲所示，n=50匝的圓形線圈M，它的兩端點a、b與內(nèi)阻很大的電壓表相連，線圈中磁通量的變化規(guī)律如圖乙所示，則ab兩點的電勢高低與電壓表的讀數(shù)為（ ） A.Ua＞Ub，20 V B.Ua＞Ub，10 V C.Ua＜Ub，20 V D.Ua＜Ub，10 V 7.如圖所示，兩塊水平放置的金屬板距離為d，用導線、開關(guān)K與一個n匝的線圈連接，線圈置于方向豎直向上的均勻變化的磁場B中.兩板間放一臺小壓力傳感器，壓力傳感器上表面絕緣，在其上表面靜止放置一個質(zhì)量為m、電量為+q的小球.K斷開時傳感器上有示數(shù)，K閉合時傳感器上的示數(shù)變?yōu)樵瓉淼囊话?則線圈中磁場B的變化情況和磁通量變化率分別是（） A.正在增加，ΔΦ/Δt=mgd/2q B.正在增加，ΔΦ/Δt=mgd/2nq C.正在減弱，ΔΦ/Δt=mgd/2q D.正在減弱，ΔΦ/Δt=mgd/2nq 8.如圖所示，長為L的金屬導線彎成一圓環(huán)，導線的兩端接在電容為C的平行板電容器上，P、Q為電容器的兩個極板，磁場垂直環(huán)面向里，磁感應強度以B=B0+Kt(K＞0)隨時間變化，t=0時，P、Q兩板電勢相等.兩板間的距離遠小于環(huán)的半徑，經(jīng)時間t電容器P板（ ） A.不帶電 B.所帶電荷量與t成正比 C.帶正電，電荷量是KL2C/4π D.帶負電，電荷量是KL2C/4π 9.（改編題）如圖所示，電路原來接通，在t0時刻斷開開關(guān)，則R中電流隨時間變化的情況可能是圖中的( ) A. ①② B. ③④ C. ①④ D. ②③ 10.在如圖所示的電路中，A1和A2是兩個相同的小燈泡，L是一個自感系數(shù)相當大的線圈，其直流電阻值與R相等.在開關(guān)K接通和斷開時，燈泡A1和A2亮暗的順序是（ ） A.接通時，A1先達到最亮，斷開時，A1后暗 B.接通時，A2先達到最亮，斷開時，A2后暗 C.接通時，A1先達到最亮，斷開時，A2先暗 D.接通時，A2先達到最亮，斷開時，A2先暗 二、計算題（本題共2小題，共30分，要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計算的要注明單位） 11.（2009全國）（15分）如圖，勻強磁場的磁感應強度方向垂直于紙面向里，大小隨時間的變化率ΔB/Δt=k,k為負的常量.用電阻率為ρ、橫截面積為S的硬導線做成一邊長為l的方框.將方框固定于紙面內(nèi)，其右半部位于磁場區(qū)域中.求: （1）導線中感應電流的大小. （2）磁場對方框作用力的大小隨時間的變化率. 12.(15分)如圖所示，平行導軌置于磁感應強度為B的勻強磁場中（方向垂直于紙面向里），間距為L，左端電阻為R,其余電阻不計，導軌右端接一電容為C的電容器.現(xiàn)有一長2L的金屬棒ab放在導軌上，ab以a為軸順時針以角速度ω轉(zhuǎn)過90的過程中，通過R的電荷量為多少？ 第3節(jié) 電磁感應的綜合應用班級姓名成績 班級 姓名 成績 (時間：45分鐘滿分：100分) 一、選擇題（本題共10小題，每小題7分，每題只有一個答案正確，共70分） 1.如圖所示，電阻為R，其他電阻均可忽略，ef是一電阻可不計的水平放置的導體棒，質(zhì)量為m，棒的兩端分別與ab、cd保持良好接觸，又能沿框架無摩擦下滑，整個裝置放在與框架垂直的勻強磁場中，當導體棒ef從靜止下滑經(jīng)一段時間后閉合開關(guān)S,則S閉合后（ ） A.導體棒ef的加速度可能大于g B.導體棒ef的加速度一定小于g C.導體棒ef最終速度隨S閉合時刻的不同而變化 D.導體棒ef機械能與回路內(nèi)產(chǎn)生的電能之和一定守恒 2.粗細均勻的電阻絲圍成的正方形線框置于有界勻強磁場中，磁場方向垂直于線框平面，其邊界與正方形線框的邊平行.現(xiàn)使線框以同樣大小的速度沿四個不同方向平移出磁場，如圖所示，則在移出過程中線框的一邊a、b兩點間電勢差絕對值最大的是（ ） 3.如圖所示，固定在水平絕緣平面上足夠長的金屬導軌不計電阻，但表面粗糙，導軌左端連接一個電阻R,質(zhì)量為m的金屬棒（電阻也不計）放在導軌上，并與導軌垂直，整個裝置放在勻強磁場中，磁場方向與導軌平面垂直，用水平恒力F把ab棒從靜止起向右拉動的過程中（ ） A. 恒力F做的功等于電路產(chǎn)生的電能 B. 恒力F和摩擦力的合力做的功等于電路中產(chǎn)生的電能 C. 克服安培力做的功等于電路中產(chǎn)生的電能和棒獲得的動能之和 D. 恒力F和摩擦力的合力做的功等于電路中產(chǎn)生的電能和棒獲得的動能之和 4.如圖所示，用粗細相同的銅絲做成邊長分別為L和2L的兩只閉合線框a和b，以相同的速度從磁感應強度為B的勻強磁場區(qū)域中勻速地拉到磁場外，不考慮線框的動能，若外力對環(huán)做的功分別為Wa、Wb，則Wa∶Wb為（ ） A.1∶4 B.1∶2 C.1∶1 D.不能確定 5.(2009寧夏理綜)如圖所示，一導體圓環(huán)位于紙面內(nèi)，O為圓心.環(huán)內(nèi)兩個圓心角為90的扇形區(qū)域內(nèi)分別有勻強磁場，兩磁場磁感應強度的大小相等，方向相反且均與紙面垂直.導體桿OM可繞O轉(zhuǎn)動，M端通過滑動觸點與圓環(huán)良好接觸.在圓心和圓環(huán)間連有電阻R.桿OM以勻角速度ω逆時針轉(zhuǎn)動，t=0時恰好在圖示位置.規(guī)定從a到b流經(jīng)電阻R的電流方向為正，圓環(huán)和導體桿的電阻忽略不計，則桿從t=0開始轉(zhuǎn)動一周的過程中，電流隨ωt變化的圖象是（ ） 6.圖中EF、GH為平行的金屬導軌，其電阻可不計，R為電阻器，C為電容器，AB為可在EF和GH上滑動的導體橫桿，有均勻磁場垂直于導軌平面.若用I1和I2分別表示圖中該處導線中的電流，則當橫桿AB（ ） A.勻速滑動時，I1=0，I2=0 B.勻速滑動時，I1≠0,I2≠0 C.加速滑動時，I1=0，I2=0 D.加速滑動時，I1≠0，I2≠0 7.（改編題）在光滑的水平地面上方，有兩個磁感應強度大小均為B、方向相反的水平勻強磁場，如圖所示PQ為兩個磁場的邊界，磁場范圍足夠大.一個半徑為a，質(zhì)量為m，電阻為R的金屬圓環(huán)垂直磁場方向，以速度v從如圖所示位置運動，當圓環(huán)運動到直徑剛好與邊界線PQ重合時，圓環(huán)的速度為v/2，則下列說法正確的是（ ） A.此時圓環(huán)中的電功率為B2a2v2/R B.此時圓環(huán)的加速度為4B2a2v/mR C.此過程中通過圓環(huán)截面的電量為πBa2/R D.此過程中回路產(chǎn)生的電能為0.75mv2 8.（改編題）如圖所示，質(zhì)量為m，邊長為L的正方形線框從某一高度自由落下后，通過一高度也為L的勻強磁場區(qū)域，則線框通過磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱（ ） ①可能大于2mgL ②可能等于2mgL ③可能小于2mgL ④可能為零 A. ①②③ B. ①②④ C. ①③④ D. ②③④ 9.如圖所示，用鋁板制成U型框，將一質(zhì)量為m的帶電小球用絕緣細線懸掛在框中，使整體在勻強磁場中沿垂直于磁場方向向左以速度v勻速運動，懸掛拉力為FT,則（ ） A.懸線豎直，F(xiàn)T=mg B.懸線豎直，F(xiàn)T＞mg C.懸線豎直，F(xiàn)T＜mg D.無法確定FT的大小和方向 10.兩根足夠長的光滑導軌豎直放置，間距為L，底端接阻值為R的電阻.將質(zhì)量為m的金屬棒懸掛在一個固定的輕彈簧下端，金屬棒和導軌接觸良好，導軌所在平面與磁感應強度為B的勻強磁場垂直，如圖所示.除電阻R外其余電阻不計.現(xiàn)將金屬棒從彈簧原長位置由靜止釋放.則( ) A.釋放瞬間金屬棒的加速度等于重力加速度g B.金屬棒向下運動時，流過電阻R的電流方向為a→b C.金屬棒的速度為v時，所受的安培力大小為F=B2L2v/R-mg D.電阻R上產(chǎn)生的總熱量等于金屬棒重力勢能的減少 二、計算題（本題共2小題，共30分，要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計算的要注明單位） 11.（2008北京）（15分）均勻?qū)Ь€制成的單位正方形閉合線框abcd，每邊長為L，總電阻為R，總質(zhì)量為m.將其置于磁感強度為B的水平勻強磁場上方h處，如圖所示.線框由靜止自由下落，線框平面保持在豎直平面內(nèi)，且cd邊始終與水平的磁場邊界平行.當cd邊剛進入磁場時，則： （1）求線框中產(chǎn)生的感應電動勢大小. （2）求cd兩點間的電勢差大小. （3）若此時線框加速度恰好為零，求線框下落的高度h應滿足的條件. 12.(15分)如圖所示，固定的水平光滑金屬導軌，間距為L,左端接有阻值為R的電阻，處在方向豎直、磁感應強度為B的勻強磁場中，質(zhì)量為m的導體棒與固定彈簧相連，放在導軌上，導軌與導體棒的電阻均可忽略.初始時刻，彈簧恰處于自然長度，導體棒具有水平向右的初速度v0,在沿導軌往復運動的過程中，導體棒始終與導軌垂直并保持良好接觸. (1)求初始時刻導體棒受到的安培力. (2)若導體棒從初始時刻到速度第一次為零時，彈簧的彈性勢能為EP，則這一過程中安培力所做的功W1和電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q1分別為多少？ （3）導體棒往復運動，最終將靜止于何處？從導體棒開始運動直到最終靜止的過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q為多少？ 答案部分 第1節(jié) 電磁感應現(xiàn)象楞次定律 1.解析：電場的變化產(chǎn)生磁場，使周圍的閉合回路產(chǎn)生感應電流，從而達到破壞電網(wǎng)設(shè)備、通信設(shè)施和計算機中的硬盤與軟盤的目的.選項A正確. 答案:A 2.解析:列車通過鋁環(huán)時，鋁環(huán)中磁通量增加，鋁環(huán)中產(chǎn)生感應電流，由楞次定律知，鋁環(huán)中感應電流的磁場方向跟電磁鐵的磁場方向相反，從而使電磁鐵受到向上的力，使列車懸浮.選項B正確. 答案:B 3.解析:由楞次定律可知出現(xiàn)逆時針電流，又因超導體電阻為零，故電流會長期維持下去，而感應電動勢則是變化的.選項B正確. 答案:B 4.解析:線圈因磁場變化變成圓形，線圈面積增大，由楞次定律知，感應電流是為了阻礙磁通量減少而使線圈面積增大，所以磁感應強度減弱，感應電流沿順時針方向.選項C正確. 答案:C 5.解析:當滑動變阻器的滑動端P向左加速滑動時，通過A線圈的電流減小，使得穿過B線圈的磁通量減少，從而使電流計指針向右偏轉(zhuǎn).在選項中如果是使穿過B中的磁通量減少，電流計指針就向右偏轉(zhuǎn)；如果是使穿過B中的磁通量增加，則電流計指針就向左偏轉(zhuǎn).所以答案為B. 答案:B 6. 解析:當兩線圈垂直交錯在一起時,其中的任意一個線圈的電流發(fā)生變化，此時穿過另一線圈的磁通量為零，因此選項D正確. 答案:D 7.解析:線圈下落過程中由于安培力做功，將一部分機械能轉(zhuǎn)化為電能，因此B正確，A、C錯誤；金屬環(huán)在落到磁鐵中部N極與S極的分界線時并不切割磁感線，環(huán)中無感應電流，不受安培力，由牛頓第三定律可知磁鐵也不受環(huán)通過磁場作用的力.此時磁鐵對桌面的壓力等于其重力.選項D錯誤. 答案:B 8.解析：勻強磁場運動過程中，AD桿和BC桿各相當于一個電源，它們的電動勢相等，且兩個電源的正負極分別相連，由右手定則可以判斷C、D兩點均為電源正極.選項A、B、C正確，答案為D. 答案：D 9.解析:由楞次定律可知，線圈N向左運動的效果是為了阻礙線圈磁通量的減小，故電路中電流是減小的，A、B、D中電流增加，C中電流減小，所以選C正確. 答案:C 10.解析:合上S后，根據(jù)安培定則，線圈L2中的磁感線向右，而若R中流過由a→b的電流，根據(jù)楞次定律應是L2中的原磁加強而引起的，因此C正確，A、B、D錯誤. 答案:C 11.解析：線框穿過磁場的過程可分為三個階段：進入磁場階段（只有ab邊在磁場中）、在磁場中運動階段(ab、cd兩邊都在磁場中）、離開磁場階段（只有cd邊在磁場中）. (1)①線框進入磁場階段：t為0~,線框進入磁場中的面積隨時間成正比，S=lvt,最后為Φ＝BS＝Bl2. ②線框在磁場中運動階段：t為~,線框磁通量為Φ＝Bl2，保持不變. ③線框離開磁場階段：t為~線框磁通量線性減小，最后為零. 綜上可作出磁通量隨時間變化的圖象如圖所示: (2)線框進入磁場階段，穿過線框的磁通量增加，線框中將產(chǎn)生感應電流.由右手定則可知感應電流方向為逆時針方向.線框在磁場中運動階段，穿過線框的磁通量保持不變，無感應電流產(chǎn)生.線框離開磁場階段，穿過線框的磁通量減小，線框中將產(chǎn)生感應電流.由右手定則可知，感應電流方向為順時針方向. 12.解析：要使MN棒中不產(chǎn)生感應電流，應使穿過線圈平面的磁通量不發(fā)生變化. 在t＝0時刻，穿過線圈平面的磁通量Φ1＝B0S＝B0l2，設(shè)t時刻的磁感應強度為B,此時磁通量為Φ2＝Bl(l+vt)，由Φ1＝Φ2得B=B0l/（l+vt）. 第2節(jié) 法拉第電磁感應定律自感和渦流 1.解析：由產(chǎn)生感應電動勢的條件可知，回路中磁通量發(fā)生變化才能產(chǎn)生感應電動勢，圖①中穿過回路的磁通量Φ是一恒定值，所以回路中不產(chǎn)生感應電動勢，選項A錯誤；圖②中穿過閉合回路的磁通量Φ隨時間t均勻變化，即ΔΦ/Δt是一恒量，由法拉第電磁感應定律產(chǎn)生的感應電動勢與磁通量變化率成正比，可知回路產(chǎn)生的感應電動勢是一恒定值，選項B錯誤；圖③中穿過回路的磁通量在0~t1時間內(nèi)的變化率ΔΦ/Δt大于在t1~t2時間內(nèi)的變化率，所以回路在0~t1時間內(nèi)產(chǎn)生的感應電動勢大于在t1~t2時間內(nèi)產(chǎn)生的感應電動勢，選項C錯誤；圖④中穿過回路的磁通量變化率ΔΦ/Δt先變小后變大，所以回路產(chǎn)生的感應電動勢先變小再變大，選項D正確. 答案：D 2.解析：長直導線中的電流變化情況與線框abcd中的磁場變化情況相同，由楞次定律可判定線框中的電流始終沿順時針方向；又因長直導線中的電流變化率先增大后減小，故線框中的磁感應強度的變化率先增大后減小，由E＝ΔΦ/Δt=ΔBΔtS，可判定感應電動勢先增大后減小，即感應電流先增大后減小，B項正確. 答案:B 3.解析：在閉合電路進入磁場的過程中，通過閉合電路的磁通量逐漸增大，根據(jù)楞次定律可知感應電流的方向為逆時針方向不變，A正確.根據(jù)左手定則可以判斷，CD段受安培力向下，B錯誤.當半圓閉合回路進入磁場一半時，即這時等效長度最大為a，這時感應電動勢最大E=Bav，C正確.感應電動勢平均值E＝ΔΦ/Δt=B（1/2）πa2/（2a/v）=（1/4）πBav,D正確.答案為B. 答案:B 4.解析：銅盤在轉(zhuǎn)動的過程中產(chǎn)生恒定的電流I=BL2ω/2R,A錯誤，B錯誤；由右手定則可知銅盤在轉(zhuǎn)動的過程中產(chǎn)生恒定的電流從b導線流進燈泡，再從a流向旋轉(zhuǎn)的銅盤，C正確；若將勻強磁場改為仍然垂直穿過銅盤的按正弦規(guī)律變化的磁場，不轉(zhuǎn)動銅盤時閉合回路磁通量不發(fā)生變化，燈泡中沒有電流流過，D錯誤. 答案：C 5.解析：由感應電流產(chǎn)生的條件可知，線框只有一條豎直邊在磁場中時，穿過線框的磁通量才是變化的，回路中才有感應電流，因為線圈運動速度恒定，所以感應電動勢、感應電流大小是恒定的，由此可知答案為C. 答案：C 6.解析：由楞次定律可知Ua＞Ub，又根據(jù)E=nΔΦ/Δt=5080.01/（40.1 V）=10 V.選項B正確. 答案：B 7.解析：由題意可知K閉合時傳感器上的示數(shù)變?yōu)樵瓉淼囊话耄f明上極板帶負電，所受的電場力為F=qE=mg/2，因此兩極板之間的電勢差為U=Ed=mgd/2q，再根據(jù)法拉第電磁感應定律有U=nΔΦ/Δt，由此可解得ΔΦ/Δt=mgd/2nq. 答案：B 8.解析：磁感應強度以B=B0+Kt(K＞0)隨時間變化，由法拉第電磁感應定律E=ΔΦ/Δt=SΔB/Δt=KS,而S＝L2/4π,經(jīng)時間t電容器P板所帶電荷量Q=EC=KL2C/4π;由楞次定律可知電容器P板帶負電，故選項D正確. 答案：D 9.解析：斷開開關(guān)瞬間，流過R的電流大小等于斷開開關(guān)前線圈中的電流，方向與R中原來的電流方向相反，由于線圈的直流電阻可能大于R，也可能小于R，故斷開開關(guān)前，線圈中電流可能小于R中的電流，也可能大于R中的電流.③、④正確.故選項B正確. 答案：B 10.解析：當電流發(fā)生變化時，線圈電路中將產(chǎn)生自感電動勢，自感電動勢起阻礙電流變化的作用．在K接通時，線圈中將產(chǎn)生自感電動勢，從而使通過線圈L的電流只能從零逐漸地增大．等效地看，在K接通時相當于L表現(xiàn)為很大的電阻，故A1先達到最亮．當K切斷的瞬間，通過A2和R的電流立即消失，而在線圈L中將產(chǎn)生阻礙電流減小的自感電動勢，線圈L與A1組成閉合電路，通過A1的電流強度與通過L的電流強度相等，所以A1后暗.選項A正確． 答案:A 第3節(jié) 電磁感應的綜合應用 1. 解析:開關(guān)閉合前，導體棒只受重力而加速下滑.閉合開關(guān)時有一定的初速度v0,若此時F安＞mg,則F安－mg=ma.若F安＜mg,則mg-F安=ma，F(xiàn)安不確定，A正確，B錯誤；無論閉合開關(guān)時初速度多大，導體棒最終的安培力和重力平衡，故C錯誤；再根據(jù)能量守恒定律可知D正確. 答案：D 2. 解析:線框切割磁感線導體長度相同，速度大小相等，感應電動勢和電流大小相同，設(shè)線框每邊電阻為R,則A中Uab=IR，B中Uab=I3R，C中Uab=IR，D中Uab=IR，故選項B正確. 答案：B 3. 解析:在此運動過程中做功的力是拉力、摩擦力和安培力，三力做功之和為棒ab動能的增加量，其中克服安培力做功將機械能轉(zhuǎn)化為電能，故選項D正確. 答案：D 4. 解析:根據(jù)能的轉(zhuǎn)化和守恒定律可知，外力做功等于電能，而電能又全部轉(zhuǎn)化為焦耳熱，則Wa=Qa=(BLv)2/Ra(L/v)， Wb=Qb=(B2Lv)2Rb(2L/v)， 由電阻定律知Rb=2Ra,故Wa∶Wb=1∶4. 答案：A 5. 解析：依據(jù)右手定則，可知在0~π/2內(nèi)，電流方向M到O，在電阻R內(nèi)則是由b到a,為負值，且大小為I=(1/2)BLω2/R為一定值，π/2~π內(nèi)沒有感應電流，π~(3/2)π內(nèi)電流的方向相反，即沿正方向，3π/2~2π內(nèi)沒有感應電流，因此C正確. 答案：C 6. 解析:橫桿勻速滑動時，由于E=BLv不變，故I2=0，I1≠0.A、B錯誤.橫桿加速滑動時，由于E=BIv逐漸增大，電容器不斷充電，故I2≠0，I1≠0.C錯誤，D正確. 答案：D 7. 解析:當圓環(huán)直徑剛好與邊界線PQ重合時，回路中的感應電動勢為E=2B2av/2=2Bav.回路中的電流大小為I=2Bav/R，此時圓環(huán)中的電功率為P=EI=4(Bav)2/R，A錯誤；圓環(huán)受的安培力為F=8B2a2v/R，此時圓環(huán)的加速度為a=F/m=8B2a2v/Rm，B錯誤；當圓環(huán)直徑剛好與邊界線PQ重合時，回路中變化的磁通量為ΔΦ=BS/2-（-BS/2）=Bπa2,根據(jù)感應電量q=ΔΦ/R可得此過程中通過圓環(huán)截面的電量為Bπa2/R，C正確；此時回路中產(chǎn)生的電能等于熱能，也等于合外力做的功（動能的變化量），可求得Q=0.375mv2，D錯誤. 答案：C 8. 解析:由能量守恒定律可知，線框所產(chǎn)生的焦耳熱是由線框損失的機械能轉(zhuǎn)化而來的.由于不能確定線框是加速、減速還是勻速通過磁場區(qū)域，所以不能確定焦耳熱的大小，故①、②、③均有可能；因為線框進出磁場過程中，有感應電流產(chǎn)生，必有焦耳熱產(chǎn)生，④錯誤.答案為A. 答案：A 9. 解析:設(shè)兩板間的距離為L,由于向左運動過程中豎直板切割磁感線，產(chǎn)生動生電動勢，由右手定則判斷下板電勢高于上板，動生電動勢大小E=BLv,即帶電小球處于電勢差為BLv的電場中，所受電場力F電=qE電＝qE/L=qBLv/L=qvB,設(shè)小球帶正電，則電場力方向向上.同時小球所受洛倫茲力F洛=qvB,方向由左手定則判斷豎直向下，即F電＝F洛，故無論小球帶何種電荷、如何運動，都有FT=mg,選項A正確. 答案：A 10. 解析:在金屬棒釋放的瞬間，速度為零，不受安培力的作用，只受到重力，A正確.由右手定則可得，電流的方向從b到a，B錯誤.當速度為v時，產(chǎn)生的電動勢為E=BLv，受到的安培力為F=BIL，計算可得F=B2L2v/R,C錯誤.在運動的過程中是彈簧的彈性勢能、金屬棒重力勢能和內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化，D錯誤. 答案：A 11. 解析:(1)cd邊剛進入磁場時，線框速度v=， 線框中產(chǎn)生的感應電動勢為 E=BLv＝BL. (2)此時線框中電流I=E/R, cd兩點間的電勢差為 U=I(3 R /4)=34Bl (3)安培力F=BIL=B2L2/R, 根據(jù)牛頓第二定律mg-F=ma,由a=0 解得下落高度滿足h=m2gR2/2B4L4. 12. 解析:（1）初始時刻棒中感應電動勢為 E=BLv0① 棒中感應電流I=E/R② 作用于棒上的安培力F=BIL③ 聯(lián)立①②③得F=B2L2v0/R， 由右手定則和左手定則判斷可知安培力方向水平向左. (2)由功和能的關(guān)系，則 安培力做功W1=EP-—（1/2）mv20， 電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q1=（1/2）mv20-EP. (3)由能量轉(zhuǎn)化及平衡條件，可判斷棒最終將靜止于初始位置，即Q＝（1/2）mv20. 111