第九章第2單元法拉第電磁感應(yīng)定律自感和渦流

1、第九章第2單元法拉第電磁 感應(yīng)定律自感和渦流第九章 第2單元 法拉第電磁感應(yīng)定律自感和渦流1某地的地磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的豎直分量方向向下，大小為4.5X105 t。一靈敏電壓表連接在當(dāng)?shù)厝牒：佣蔚膬砂?，河?00 m,該河段漲潮和落潮時(shí)有海水（視為導(dǎo)體）流過。設(shè)落潮時(shí), 海水自西向東流，流速為2 m/So下列說法正確的是（）A. 河北岸的電勢(shì)較高B. 河南岸的電勢(shì)較高C電壓表記錄的電壓為10 mVD電壓表記錄的電壓為5 mV2.矩形導(dǎo)線框血cd固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如 圖1甲所示，磁感線的方向與導(dǎo)線框所在平面垂 直，規(guī)定磁場(chǎng)的正方向垂直于紙面向里，磁感應(yīng) 強(qiáng)度隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖乙所示，則（）A.

2、從0到ti時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)線框中電流的方向 為 adcbaB. 從0到力時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)線框中電流越來越 小C. 從到/2時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)線框中電流越來越 大D. 從力到仇時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)線框方C邊受到安培力大小保持不變3.如圖2所示，讓線由位置1通過一個(gè)6勻強(qiáng)磁場(chǎng)的區(qū)域運(yùn)動(dòng)到位置2,下列說法中正確的是（）圖2A. 線圈進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的過程中，線圈中有感應(yīng)電流，而且進(jìn)入時(shí)的速度越大，感應(yīng)電流越大B. 整個(gè)線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，線中有感應(yīng)電流，而且感應(yīng)電流是恒定的C. 整個(gè)線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，線圈中有感應(yīng)電流，而且感應(yīng)電流越來越大D.線圈穿出勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的過程中，線圈中有感應(yīng)電流，而且感應(yīng)電流越來越大4

3、. 如圖3所示的電路中，三個(gè)相同的燈泡a、b、C和電感線圈厶、乙2與直流電源連接，電感線圈的電阻忽略不計(jì)。開關(guān)S從閉合狀態(tài)突然 斷開時(shí)，下列判斷正確的是（）A。先變亮，然后逐漸變暗B. 萬先變亮，然后逐漸變暗C. c先變亮，然后逐漸變暗D. b、c都逐漸變亮5. 如圖4所示，豎直平面內(nèi)有一金屬環(huán), 半徑為a,總電阻為R（指拉直時(shí)兩端的電阻）,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過環(huán)平面，與 環(huán)的最高點(diǎn)A用較鏈連接長(zhǎng)度為勿、電阻為的 導(dǎo)體棒AB, AB由水平位置緊貼環(huán)面擺下，當(dāng)擺 到豎直位置時(shí)，B點(diǎn)的線速度為“則這時(shí) 兩端的電壓大小為（Bav)Bav2BavC3D BavA6如圖5所示，L是直流電阻為

4、零、自感系數(shù)很大的線圈，A和是兩個(gè)相同的小燈泡, 某時(shí)刻閉合開關(guān)S,通過A、B兩燈泡中的電流Ia. 隨時(shí)間I變化的圖像如圖6所示，正確的 是（）圖5o F 7| i 0 i o tA.BC.D圖67.如圖7所示，平行導(dǎo)軌間有一.WM1N9A.B.CI).圖8矩形的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，細(xì)金屬棒PQ 沿導(dǎo)軌從MN處勻速運(yùn)動(dòng)到N的過程中, 棒上感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E隨時(shí)間t變化的圖示，可能正 確的是圖8中的（）8一矩形線框置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框平面與磁場(chǎng)方向垂直。先保持線框的面積不變，將磁 感應(yīng)強(qiáng)度在1 s時(shí)間內(nèi)均勻地增大到原來的兩倍。接著保持增大后的磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，在1 時(shí)間內(nèi)，再將線框的面積均勻地減小到原來的一

5、半。先后兩個(gè)過程中，線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的比值 為（）C2B19如圖9所示，平行導(dǎo)軌間距為一端跨接個(gè)電阻16勻強(qiáng)磁場(chǎng)D419的磁感應(yīng)強(qiáng)度為方向垂直于平行金屬導(dǎo)軌所在平面。一根金屬棒與導(dǎo)軌成角放置，金屬棒 與導(dǎo)軌的電阻均不計(jì)。當(dāng)金屬棒垂直于棒的方向以恒定的速度e在金屬導(dǎo)軌上滑行時(shí)，通過電阻 磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為方向相反且垂直 紙面，MN、P0為其邊界，O(T為其對(duì)稱軸。 一導(dǎo)線折成邊長(zhǎng)為I的正方形閉合回路abed. | 路在紙面內(nèi)以恒定速度P0向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到的電流是（）圖9ABdvcosOB.BdvsmO10如圖10所示,BdvD/sinO空間存在兩個(gè)關(guān)于03對(duì)稱的位置時(shí)，下列判斷錯(cuò)誤的是)

6、A.穿過回路的磁通量為零圖10路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為2B臥C.回路中感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針方向D. 回路中血邊與皿邊所受安培力方向相11 輕質(zhì)細(xì)線吊著一質(zhì)量為m=0.32 kg,邊長(zhǎng)為 jL=08m、匝數(shù)比=10的正方形線，總電阻為邊長(zhǎng)為彳的正方形磁場(chǎng)區(qū)域?qū)ΨQ分布在線圈下邊的兩側(cè)，如圖11甲所示，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，大小隨時(shí)間變化如圖乙所示, 從r=0開始經(jīng)ro時(shí)間細(xì)線開始松弛，取g=iom/s2o 求：(1) 在前t.時(shí)間內(nèi)線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì);圖11(2) 在前A)時(shí)間內(nèi)線圈的電功率;伽的值。12.如圖12甲所示，在水平面上固定有長(zhǎng)為L(zhǎng)=2 m、寬為d=l m的金屬型導(dǎo)軌,在型導(dǎo)軌右側(cè)1=0

7、.5 m范圍內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī) 律如圖乙所示。在r=0時(shí)刻,質(zhì)量為m=Q.l kg 的導(dǎo)體棒以v.=l m/s的初速度從導(dǎo)軌的左端開始向右運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為“=02,導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒單位長(zhǎng)度的電阻均為入 = 0.1 Q/m ,不計(jì)導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的接觸電阻 及地球磁場(chǎng)的影響(取g=10m/s2)。 t?oX X X X XX X X X X圖12(1)通過計(jì)算分析4 s內(nèi)導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)情況;計(jì)算4內(nèi)回路中電流的大小，并判斷電流方向;(3) 計(jì)算4s內(nèi)回路產(chǎn)生的焦耳熱。詳解答案1解析：由右手定則知，感應(yīng)電流方向由南指向北,所以河北岸電勢(shì)高，由E =

8、 BLv得E= 9X10-3Ve答案：A2解析：從0到h時(shí)間內(nèi),垂直于紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度減小,磁通量減小，根據(jù)楞次定 律可判斷f導(dǎo)線框內(nèi)產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電 流,故A項(xiàng)正確；由公式E =晉=S晉,1 = , 由于磁場(chǎng)均勻減小，晉為一恒定值，線框中產(chǎn) 生的感應(yīng)電流大小不變，故B. C項(xiàng)錯(cuò)誤；磁感應(yīng)強(qiáng)度B均勻變化r由公式F = BILbc知：阮邊 受的安培力是變化的，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：A3 解析：線圈進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的過程中,磁通量發(fā)生變化,線圈中有感應(yīng)電流,而且進(jìn)入 時(shí)的速度趣大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大,感應(yīng)電流越大,A對(duì)；整個(gè)線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中無論是勻速.加速還是減速運(yùn)動(dòng),磁通量都不發(fā)生變化,線圈中

9、沒 有感應(yīng)電流產(chǎn)生C錯(cuò)；線圈穿岀勻強(qiáng)磁場(chǎng) 區(qū)域的過程中,磁通量發(fā)生變化，線圈中有感應(yīng) 電流,感應(yīng)電流大小與運(yùn)動(dòng)的速度有關(guān),勻速運(yùn) 動(dòng)感應(yīng)電流不變，加速運(yùn)動(dòng)感應(yīng)電流増大小錯(cuò)。答案：A4.解析：S斷開前,燈泡a、b、c中的電流相同，均為八厶中的電流/i = 2Zr Li中的電 流y 當(dāng)S斷開后f電源被撤除f剩下燈泡 與線圈形成新的閉合回路。燈泡b. c中的電流 由I逐漸減小f兩燈逐漸變暗。燈a里的電流先由I增至21 r然后逐漸減小f所以燈a先變亮后 變暗。答案：A5-解析：當(dāng)擺到豎直位置時(shí)MB切割磁感線的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E = B2a(*e) = Bag由閉 合電路歐姆走律,Uab =斤氣手=Bav

10、，故選A。+ 24答案：A6解析：乙是直流電阻為零.自感系數(shù)彳大的線,當(dāng)閉合開關(guān)S時(shí)r電流先從燈泡B所在支路流過，最后自感線把燈泡B短路,流過燈泡A的電流逐漸增大至穩(wěn)定,流過燈泡B的 電流最后減小到零r故A對(duì)。答案:A7 解析:金屬棒勻速運(yùn)動(dòng),進(jìn)入磁場(chǎng)前和 經(jīng)過磁場(chǎng)后感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)均為零,經(jīng)過磁場(chǎng)過程中 產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小恒定,故A正確。答案：A8解析：本題考查法拉第電磁感應(yīng)定律，意在考查考生對(duì)基本規(guī)律和基本概念的理解和 應(yīng)用能力。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律=詈= 警，設(shè)初始時(shí)刻磁感應(yīng)強(qiáng)度為Bo f線圈面積為 r則第一種情況下的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為Ei =A(BS) (2肌 Bo)SoAt 二 1= BoS

11、o ；則第二種情況下的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為Ei =A(BS) 2Bo(S0 - Sp/2) t = i=BoSo f所以兩種情況下線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等，比值為故選項(xiàng)B正確。答案:B9 解析：導(dǎo)體棒與磁場(chǎng)垂直f速度與磁場(chǎng)垂直且與棒長(zhǎng)度方向垂直，由E二Blv ,1 =品箱得E BdvR = RsinO 1 正確。答案:D10. 解析：當(dāng)回路運(yùn)動(dòng)到關(guān)于O，對(duì)稱的位置時(shí)，穿過回路的兩個(gè)相反方向的磁場(chǎng)面積相 等f且磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為Bt穿過回路的磁通 量為零,選項(xiàng)A正確；ab% cd兩個(gè)邊均切割磁 感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),由右手定則可判斷岀，兩 個(gè)邊產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向均為逆時(shí)針方向,所 以回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為

12、2Blg，選項(xiàng)B正確f選項(xiàng)c錯(cuò)誤；根據(jù)左手定則可判斷岀回路中ab、 cd兩個(gè)邊所受安培力的方向相同f選項(xiàng)D正確。答案：C11. 解析：由法拉第電磁感應(yīng)定律得：A01 L . XB1E = nir = WX-X(-)- = 10X-0.8 .X()2X0.5V = 0.4 Ve(2 = = 04A f P = Z2r = 0.16 Wo分析線圈受力可知,當(dāng)細(xì)線松弛時(shí)有:E2mgrnEL=2T由圖像知:= 1 + O5fo f解得:fo = 2 s。答案：(1)04 V (2)0.16 W (3)2 s12. 解析：(1)導(dǎo)體棒先在無磁場(chǎng)區(qū)域做勻減 速運(yùn)動(dòng)，有-ymg = ma vt = vq + at x =+ at2代入數(shù)據(jù)解得:r=ls,x = 0.5m,導(dǎo)體棒沒有進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域。導(dǎo)體棒在1 S末已停止運(yùn)動(dòng)f以后一直保持靜止,離左端位置