2021屆高考物理一輪復(fù)習(xí)第十一章電磁感應(yīng)第51講法拉第電磁感應(yīng)定律自感教學(xué)案新人教版

1、第51講法拉第電磁感應(yīng)定律自感基礎(chǔ)命題點(diǎn)一法拉第電磁感應(yīng)定律1感應(yīng)電動(dòng)勢(1)概念：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢。(2)產(chǎn)生：只要穿過回路的磁通量發(fā)生變化，就能產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，與電路是否閉合無關(guān)。(3)方向：產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的電路(導(dǎo)體或線圈)相當(dāng)于電源，電動(dòng)勢的方向就是電源內(nèi)部的電流方向，自低電勢處流向高電勢處，因此，電磁感應(yīng)中的電源的正、負(fù)極可由右手定則或楞次定律判斷。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(dòng)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：en，其中為磁通量的變化率，n為線圈匝數(shù)。3說明(1)在滿足bs的條件下，當(dāng)僅由b的變化引起時(shí)，則en；當(dāng)僅由s的變

2、化引起時(shí)，則en；當(dāng)由b、s的變化同時(shí)引起時(shí)，則enn。(2)磁通量的變化率是t圖象上某點(diǎn)切線的斜率。1教材母題(人教版選修32 p17t1)關(guān)于電磁感應(yīng)，下述說法正確的是什么？a穿過線圈的磁通量越大，感應(yīng)電動(dòng)勢越大b穿過線圈的磁通量為0，感應(yīng)電動(dòng)勢一定為0c穿過線圈的磁通量的變化越大，感應(yīng)電動(dòng)勢越大d穿過線圈的磁通量變化越快，感應(yīng)電動(dòng)勢越大變式子題關(guān)于法拉第電磁感應(yīng)定律，下列說法正確的是()a線圈中的磁通量變化越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢就越大b線圈中的磁通量變化越快，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢就越大c線圈中的磁通量越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢就越大d線圈放在磁場越強(qiáng)的地方，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)

3、勢就越大答案b解析根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律en得，感應(yīng)電動(dòng)勢的大小跟磁通量的變化率成正比。磁通量變化大，由于不知磁通量的變化時(shí)間，故不一定越大，a錯(cuò)誤；磁通量變化的快慢用表示，磁通量變化越快，則就大，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律知產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢就越大，b正確；磁通量越大，但不一定越大，c錯(cuò)誤；磁感應(yīng)強(qiáng)度大的磁場中可能沒有磁通量的變化，則感應(yīng)電動(dòng)勢可能為零，d錯(cuò)誤。2. 在一空間有方向相反，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為b的勻強(qiáng)磁場，如圖所示，向外的磁場分布在一半徑為a的圓形區(qū)域內(nèi)，向內(nèi)的磁場分布在除圓形區(qū)域外的整個(gè)區(qū)域，該平面內(nèi)有一半徑為b(ba)的圓形線圈，線圈平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直，線圈與半徑為a的圓形區(qū)

4、域是同心圓。從某時(shí)刻起磁感應(yīng)強(qiáng)度在t時(shí)間內(nèi)均勻減小到，則此過程中該線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢大小為() a. b.c. d.答案d解析線圈內(nèi)存在兩個(gè)方向相反的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，穿過線圈的磁通量變化量為b(b22a2)。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的大小為e，故選d。3(2019山東濰坊二模)(多選)如圖甲，螺線管內(nèi)有平行于軸線的外加磁場，以圖中箭頭所示方向?yàn)槠湔较?。螺線管與導(dǎo)線框abcd相連，導(dǎo)線框內(nèi)有一閉合小金屬圓環(huán)，圓環(huán)與導(dǎo)線框在同一平面內(nèi)。當(dāng)螺線管內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度b隨時(shí)間按圖乙所示規(guī)律變化時(shí)()a在0t1時(shí)間內(nèi)，環(huán)有收縮趨勢b在t1t2時(shí)間內(nèi)，環(huán)有擴(kuò)張趨勢c在t1t2時(shí)間內(nèi)，環(huán)

5、內(nèi)有逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流d在t2t3時(shí)間內(nèi)，環(huán)內(nèi)有逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流答案bc解析在0t1時(shí)間內(nèi)，b均勻增加，則在螺線管中產(chǎn)生恒定不變的感生電動(dòng)勢，在導(dǎo)線框abcd中形成恒定不變的電流，則此時(shí)環(huán)中無感應(yīng)電流產(chǎn)生，環(huán)也沒有收縮趨勢，a錯(cuò)誤；在t1t2時(shí)間內(nèi)，b的變化率逐漸減小，則螺線管中的感應(yīng)電流方向?yàn)閺南碌缴锨抑饾u減小，導(dǎo)線框abcd中的磁通量向外減小，穿過環(huán)的磁通量向外減小，根據(jù)楞次定律可知，環(huán)內(nèi)有逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流，且有擴(kuò)張趨勢，b、c正確；在t2t3時(shí)間內(nèi)，b的方向向下，且b的變化率逐漸減小，則螺線管中的感應(yīng)電流方向?yàn)閺纳系较虑抑饾u減小，導(dǎo)線框abcd中的磁通量為向里減小，穿過環(huán)的磁通

6、量向里減小，根據(jù)楞次定律可知，環(huán)內(nèi)有順時(shí)針方向的感應(yīng)電流，d錯(cuò)誤。能力命題點(diǎn)一導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的計(jì)算1eblv的三個(gè)特性(1)正交性：本公式要求磁場為勻強(qiáng)磁場，而且b、l、v三者互相垂直。(2)有效性：公式中的l為導(dǎo)體棒切割磁感線的有效長度，即首尾相接后垂直于速度方向的投影長度。如圖所示的有效長度為ab間的距離。(3)相對(duì)性：eblv中的速度v是導(dǎo)體棒相對(duì)磁場的速度，若磁場也在運(yùn)動(dòng)，應(yīng)注意速度間的相對(duì)關(guān)系。2導(dǎo)體棒轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線當(dāng)導(dǎo)體棒在垂直于磁場的平面內(nèi)，繞一端以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為eblbl2，如圖所示。3公式en與eblv的比較eneblv區(qū)別研究對(duì)象閉合回路

7、回路中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的部分導(dǎo)體研究內(nèi)容平均電動(dòng)勢若v為瞬時(shí)速度，則求的是瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢若v為平均速度，則求的是平均感應(yīng)電動(dòng)勢適用范圍對(duì)任何電磁感應(yīng)現(xiàn)象普遍適用只適用于導(dǎo)體垂直切割磁感線的運(yùn)動(dòng)eneblv聯(lián)系eblv由en在一定條件下推導(dǎo)得到。導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，常用eblv求e，磁感應(yīng)強(qiáng)度變化時(shí)，常用en求e例1如圖所示，一金屬彎桿處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為b、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，已知abbcl，當(dāng)它以速度v向右平動(dòng)時(shí)，c、a兩點(diǎn)間的電勢差為() ablv bblvsincblvcos dblv(1sin)解析公式eblv中的l應(yīng)指導(dǎo)體切割磁感線的有效長度，也就是與磁感應(yīng)強(qiáng)度b和速度v

8、垂直的長度，因此該金屬彎桿的有效切割長度為lsin，故感應(yīng)電動(dòng)勢大小為blvsin，故b正確。答案b解答本題要把握以下兩點(diǎn)：(1)公式eblv的應(yīng)用條件是兩兩垂直，當(dāng)有物理量不垂直時(shí)，要利用等效法將其轉(zhuǎn)化為兩兩垂直。(2)將abc分為兩段，ab不切割磁感線，不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，bc切割磁感線但不符合兩兩垂直，要先進(jìn)行轉(zhuǎn)化再求解。 例2金屬線圈abc構(gòu)成一個(gè)等腰直角三角形，腰長為a，繞垂直于紙面通過a的軸在紙面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為，如圖所示。若加上一個(gè)垂直紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的勻強(qiáng)磁場，則b、a間的電勢差uba，b、c間的電勢差ubc分別為多少？解析ac、bc、ab均繞垂直于紙面通過a的軸以角

9、速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，abc中磁通量不變，所以線圈中沒有電流。但當(dāng)單獨(dú)考慮每條邊時(shí)，三邊均切割磁感線，均有感應(yīng)電動(dòng)勢產(chǎn)生，且b點(diǎn)電勢大于c點(diǎn)電勢和a點(diǎn)電勢。則有ubaebablblba2，ucaecablba2，ubcubaucaba2ba2ba2。答案ba2ba2(1)在轉(zhuǎn)動(dòng)切割求感應(yīng)電動(dòng)勢時(shí)，公式eblv中的v指的是各點(diǎn)在垂直于桿方向的平均速度。(2)求uba時(shí)，折線bca和直線段ba都轉(zhuǎn)動(dòng)切割，兩者都相當(dāng)于電源，因有效長度相同，產(chǎn)生的電動(dòng)勢相同，本質(zhì)就是兩電動(dòng)勢相同的電源并聯(lián)，故總電動(dòng)勢等于其中一個(gè)的電動(dòng)勢。1下列各種情況中導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢最大的是()aa bb cc dd答案c解

10、析在勻強(qiáng)磁場中，導(dǎo)線首末端點(diǎn)的連線與速度方向垂直的長度是切割磁感線的有效長度，a、b、d導(dǎo)體中有效長度均為l，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為eblv，c中導(dǎo)體的有效長度大于l，設(shè)導(dǎo)體與磁場邊界的夾角為，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為ebve，故c正確。2如圖所示，勻強(qiáng)磁場中有一由半圓弧及其直徑構(gòu)成的導(dǎo)線框，半圓直徑與磁場邊緣重合；磁場方向垂直于半圓面(紙面)向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為b0。使該線框從靜止開始繞過圓心o、垂直于半圓面的軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)半周，在線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流。現(xiàn)使線框保持圖中所示位置，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間線性變化。為了產(chǎn)生與線框轉(zhuǎn)動(dòng)半周過程中同樣大小的電流，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化率的大小應(yīng)為() a.

11、b. c. d.答案c解析設(shè)圓的半徑為r，當(dāng)其繞過圓心o的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，圓弧部分不切割磁感線，不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，而在轉(zhuǎn)過半周的過程中直徑只有一半在磁場中切割磁感線，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢eb0rb0rb0r2；當(dāng)線框不動(dòng)時(shí)，e。由閉合電路歐姆定律得i，要使ii，必須使ee，可得，c正確。基礎(chǔ)命題點(diǎn)二自感1定義：一個(gè)線圈中的電流變化時(shí)，它所產(chǎn)生的變化的磁場在它本身激發(fā)出感應(yīng)電動(dòng)勢，這種現(xiàn)象稱為自感。產(chǎn)生的電動(dòng)勢叫做自感電動(dòng)勢。2通電自感和斷電自感電路現(xiàn)象自感電動(dòng)勢的作用通電自感接通電源的瞬間，燈泡a1較慢地亮起來。若a1、a2同規(guī)格，且rrl，則最終a1、a2亮度相同阻礙電流的增加斷電自感開關(guān)閉合后，

12、穩(wěn)定時(shí)，若iail，斷開開關(guān)后，燈泡a逐漸變暗；若iai1，燈泡閃亮后逐漸變暗。兩種情況下燈泡中電流方向均改變1教材母題(人教版選修32 p25t3)如圖所示，l是自感系數(shù)很大的線圈，但其自身的電阻幾乎為0。a和b是兩個(gè)相同的小燈泡。(1)當(dāng)開關(guān)s由斷開變?yōu)殚]合時(shí)，a、b兩個(gè)燈泡的亮度將如何變化？(2)當(dāng)開關(guān)s由閉合變?yōu)閿嚅_時(shí)，a、b兩個(gè)燈泡的亮度又將如何變化？在老師的指導(dǎo)下做一做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，以檢驗(yàn)?zāi)愕念A(yù)測。變式子題(多選)如圖所示，電源的電動(dòng)勢為e，內(nèi)阻r忽略不計(jì)。a、b是兩個(gè)相同的小燈泡，l是一個(gè)自感系數(shù)相當(dāng)大的線圈。以下說法正確的是()a從開關(guān)閉合到電路中電流穩(wěn)定的時(shí)間內(nèi)，a燈立刻亮，且亮

13、度保持穩(wěn)定b從開關(guān)閉合到電路中電流穩(wěn)定的時(shí)間內(nèi)，b燈立刻亮，且亮度保持穩(wěn)定c開關(guān)斷開后瞬間，a燈閃亮一下再熄滅d開關(guān)斷開后瞬間，電流自右向左通過a燈答案ad解析開關(guān)閉合，a燈立刻亮，因?yàn)殡娫礇]有內(nèi)阻，所以a燈兩端的電壓保持不變，燈泡亮度穩(wěn)定，故a正確；因?yàn)閘是一個(gè)自感系數(shù)相當(dāng)大的線圈，所以開關(guān)閉合時(shí)b燈不亮，然后逐漸變亮，最后亮度穩(wěn)定，故b錯(cuò)誤；兩個(gè)燈泡電阻一樣，若l也沒有電阻，則開關(guān)斷開前后a燈的電流相同，不會(huì)閃亮；若l有電阻，則通過b燈的電流小于a燈的電流，所以開關(guān)斷開瞬間a燈也不會(huì)閃亮一下，故c錯(cuò)誤；開關(guān)斷開后瞬間，l產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，在回路中通過a燈的電流方向?yàn)閺挠蚁蜃螅蔰正確，故選a

14、、d。2(2017北京高考)圖1和圖2是演示自感現(xiàn)象的兩個(gè)電路圖，l1和l2為電感線圈。實(shí)驗(yàn)時(shí)，斷開開關(guān)s1瞬間，燈a1突然閃亮，隨后逐漸變暗；閉合開關(guān)s2，燈a2逐漸變亮，而另一個(gè)相同的燈a3立即變亮，最終a2與a3的亮度相同。下列說法正確的是()a圖1中，a1與l1的電阻值相同b圖1中，閉合s1，電路穩(wěn)定后，a1中電流大于l1中電流c圖2中，變阻器r與l2的電阻值相同d圖2中，閉合s2瞬間，l2中電流與變阻器r中電流相等答案c解析圖1中，斷開開關(guān)s1瞬間，l1與燈a1組成閉合回路，l1產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢阻礙電流的變化，電流逐漸減小，由于燈a1突然閃亮，故斷開開關(guān)s1之前，通過l1的電流大于通過

15、燈a1的電流，由歐姆定律知，a1的電阻值大于l1的電阻值，a、b錯(cuò)誤；圖2中，閉合開關(guān)s2，電路穩(wěn)定后a2與a3的亮度相同，又a2與a3相同，由歐姆定律知，變阻器r與l2的電阻值相同，c正確；圖2中，閉合s2瞬間，由于l2產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢阻礙電流的增加，故l2中電流小于變阻器r中電流，d錯(cuò)誤。能力命題點(diǎn)二渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)1渦流現(xiàn)象(1)渦流：塊狀金屬放在變化的磁場中，金屬塊內(nèi)產(chǎn)生的旋渦狀感應(yīng)電流。(2)產(chǎn)生原因：金屬塊內(nèi)磁通量變化感應(yīng)電動(dòng)勢感應(yīng)電流。(3)渦流的利用：冶煉金屬的高頻感應(yīng)爐利用渦流產(chǎn)生焦耳熱使金屬熔化；家用電磁爐也是利用渦流原理制成的。(4)渦流的減小：各種電動(dòng)機(jī)和變壓器中

16、，用涂有絕緣漆的硅鋼片疊加成鐵芯，以減小渦流。2電磁阻尼與電磁驅(qū)動(dòng)的比較電磁阻尼電磁驅(qū)動(dòng)不同點(diǎn)成因由于導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而使導(dǎo)體受到安培力由于磁場運(yùn)動(dòng)引起磁通量的變化而產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而使導(dǎo)體受到安培力效果安培力的方向與導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向相反，阻礙導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體受安培力的方向與導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向相同，推動(dòng)導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)能量轉(zhuǎn)化導(dǎo)體克服安培力做功，其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能由于電磁感應(yīng)，磁場能轉(zhuǎn)化為電能，通過安培力做功，電能轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體的機(jī)械能，從而對(duì)外做功相同點(diǎn)兩者都是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，都遵循楞次定律，都是安培力阻礙引起感應(yīng)電流的導(dǎo)體與磁場間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)(2017全國卷)掃描隧道顯微鏡(stm

17、)可用來探測樣品表面原子尺度上的形貌。為了有效隔離外界振動(dòng)對(duì)stm的擾動(dòng)，在圓底盤周邊沿其徑向?qū)ΨQ地安裝若干對(duì)紫銅薄板，并施加磁場來快速衰減其微小振動(dòng)，如圖所示。無擾動(dòng)時(shí)，按下列四種方案對(duì)紫銅薄板施加恒磁場；出現(xiàn)擾動(dòng)后，對(duì)于紫銅薄板上下及左右振動(dòng)的衰減最有效的方案是() 解析底盤上的紫銅薄板出現(xiàn)擾動(dòng)時(shí)，其擾動(dòng)方向不確定，在選項(xiàng)c這種情況下，紫銅薄板出現(xiàn)上下或左右擾動(dòng)時(shí)，穿過薄板的磁通量難以改變，不能發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，沒有阻尼效應(yīng)；在選項(xiàng)b、d這兩種情況下，紫銅薄板出現(xiàn)上下擾動(dòng)時(shí)，也沒有發(fā)生電磁阻尼現(xiàn)象；選項(xiàng)a這種情況下，不管紫銅薄板出現(xiàn)上下或左右擾動(dòng)時(shí)，都發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，產(chǎn)生電磁阻尼效應(yīng)，選

18、項(xiàng)a正確。答案a(1)渦流是整塊導(dǎo)體發(fā)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，同樣遵守法拉第電磁感應(yīng)定律，磁場變化越快，導(dǎo)體橫截面積越大，導(dǎo)體材料的電阻率越小，形成的渦流就越大。(2)電磁阻尼是導(dǎo)體棒在磁場中運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電流，導(dǎo)體棒受到的安培力阻礙導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象。電磁驅(qū)動(dòng)是磁場運(yùn)動(dòng)，在導(dǎo)體棒中產(chǎn)生感應(yīng)電流，導(dǎo)體棒受到安培力的作用，跟隨磁場一起運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象。(3)電磁阻尼、電磁驅(qū)動(dòng)現(xiàn)象中安培力的效果是阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)，應(yīng)注意電磁驅(qū)動(dòng)中阻礙的結(jié)果，導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)速度要小于磁場的運(yùn)動(dòng)速度。(多選)1824年，法國科學(xué)家阿拉果完成了著名的“圓盤實(shí)驗(yàn)”。實(shí)驗(yàn)中將一銅圓盤水平放置，在其中心正上方用柔軟細(xì)線懸掛一枚可以自由旋轉(zhuǎn)的磁針，如圖

19、所示。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)圓盤在磁針的磁場中繞過圓盤中心的豎直軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，磁針也隨著一起轉(zhuǎn)動(dòng)起來，但略有滯后。下列說法正確的是() a圓盤上產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢b圓盤內(nèi)的渦電流產(chǎn)生的磁場導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動(dòng)c在圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，磁針的磁場穿過整個(gè)圓盤的磁通量發(fā)生了變化d圓盤中的自由電子隨圓盤一起運(yùn)動(dòng)形成電流，此電流產(chǎn)生的磁場導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動(dòng)答案ab解析當(dāng)圓盤在磁針的磁場中繞過圓盤中心的豎直軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，圓盤的半徑切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢和感應(yīng)電流，a正確；圓盤內(nèi)的渦電流產(chǎn)生的磁場對(duì)磁針施加磁場力作用，導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動(dòng)，b正確；由于圓盤中心正上方懸掛小磁針，在圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，根據(jù)磁針磁場分布的對(duì)稱性，穿過整個(gè)圓盤的磁通量一直為

20、零，c錯(cuò)誤；圓盤中的電流并不是自由電子隨圓盤一起運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，而是切割磁感線產(chǎn)生了渦電流，渦電流的磁場導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動(dòng)，d錯(cuò)誤。課時(shí)作業(yè)1. a、b兩閉合圓形導(dǎo)線環(huán)用相同規(guī)格的導(dǎo)線制成，它們的半徑之比rarb21，在兩導(dǎo)線環(huán)包圍的空間內(nèi)存在一正方形邊界的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場方向垂直于兩導(dǎo)線環(huán)所在的平面，如圖所示。當(dāng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻增大的過程中，流過兩導(dǎo)線環(huán)的感應(yīng)電流大小之比為() a.1 b.2 c. d.答案d解析勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻增大，即不變，es(s為磁場區(qū)域面積)，由于及s均相同，可得兩導(dǎo)線環(huán)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢相等，即1，i，r(s為導(dǎo)線的橫截面積)，l2r，所以。d正確。

21、2.一次物理課上老師拿了一只微安表，用手左右晃動(dòng)表殼，讓同學(xué)們觀察表針相對(duì)表盤擺動(dòng)的情況。然后用導(dǎo)線把微安表的兩個(gè)接線柱連在一起，再次以同樣的方式晃動(dòng)表殼，讓同學(xué)們再次觀察表針相對(duì)表盤擺動(dòng)的情況，對(duì)比兩次實(shí)驗(yàn)。下列判斷和解釋正確的是()a不連接接線柱時(shí)，晃動(dòng)電表，由于表內(nèi)沒有電流，指針擺動(dòng)幅度較小b連接接線柱后，晃動(dòng)電表，微安表內(nèi)會(huì)形成閉合回路，造成指針打偏、降低靈敏度、失靈等c連接接線柱后，晃動(dòng)電表，由于電磁阻尼表針晃動(dòng)幅度會(huì)變小，并能較快停下d兩次實(shí)驗(yàn)指針相對(duì)于表盤擺動(dòng)的情況是一樣的答案c解析不連接接線柱時(shí)，晃動(dòng)電表，指針隨著晃動(dòng)不斷擺動(dòng)，晃動(dòng)幅度大，擺動(dòng)的幅度就大，故a錯(cuò)誤；連接接線柱后

22、，形成閉合回路，閉合線圈在磁場中運(yùn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而受到安培阻力，表針晃動(dòng)幅度很小，且會(huì)很快停下，這是物理中的電磁阻尼現(xiàn)象，故b、d錯(cuò)誤，c正確。3. (多選)如圖所示，l是自感系數(shù)很大的、用銅導(dǎo)線繞成的線圈，其電阻可以忽略不計(jì)，開關(guān)s原來是閉合的。當(dāng)開關(guān)s斷開瞬間，則() al中的電流方向不變b燈泡d要過一會(huì)兒才熄滅c燈泡d立即熄滅d電容器將放電答案ac解析s斷開瞬間，由于自感電動(dòng)勢，l中的電流沿原方向緩慢減小，對(duì)c充電(c兩端電壓原來為零)，而電流不通過燈泡d，故燈泡立即熄滅，a、c正確。4(多選) 如圖所示，等邊三角形導(dǎo)體框abc邊長為l，bdac，導(dǎo)體框繞軸bd以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)

23、體框所在空間有豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的勻強(qiáng)磁場。下列說法正確的是() a導(dǎo)體框中無感應(yīng)電流b導(dǎo)體框中產(chǎn)生正弦交變電流ca、d兩點(diǎn)間電勢差為0da、d兩點(diǎn)間電壓為bl2答案ad解析由于導(dǎo)體框平面始終與磁場方向平行，則穿過導(dǎo)體框的磁通量始終為零，即導(dǎo)體框中無感應(yīng)電流，a正確，b錯(cuò)誤；由導(dǎo)體棒在磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢可知，a、d兩點(diǎn)間的電壓為eb2bl2，c錯(cuò)誤，d正確。5. 如圖所示，由導(dǎo)體棒ab和矩形線框cdef組成的“10”圖案在勻強(qiáng)磁場中一起向右勻速平動(dòng)，勻強(qiáng)磁場的方向垂直線框平面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度b隨時(shí)間均勻增大，則下列說法正確的是() a導(dǎo)體棒的a端電勢比b端電勢高，電勢差u

24、ab在逐漸增大b導(dǎo)體棒的a端電勢比b端電勢低，電勢差uab在逐漸增大c線框cdef中有順時(shí)針方向的電流，電流大小在逐漸增大d線框cdef中有逆時(shí)針方向的電流，電流大小在逐漸增大答案a解析對(duì)于導(dǎo)體棒ab，由于磁感應(yīng)強(qiáng)度b隨時(shí)間均勻增大，所以u(píng)abblv逐漸增大，由右手定則知a端電勢高于b端電勢，a正確，b錯(cuò)誤；對(duì)于矩形線框，依題意可知、s都不變，由法拉第電磁感應(yīng)定律es知線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢大小不變，由閉合電路歐姆定律知線框中的感應(yīng)電流大小不變，c、d錯(cuò)誤。6. 如圖所示，半徑為r的圓形導(dǎo)軌處在垂直于圓平面的勻強(qiáng)磁場中，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為b，方向垂直于紙面向里。一根長度略大于導(dǎo)軌直徑的導(dǎo)體棒m

25、n以速率v在圓導(dǎo)軌上從左端滑到右端，電路中的定值電阻為r，其余電阻不計(jì)。導(dǎo)體棒與圓形導(dǎo)軌接觸良好。求：(1)在滑動(dòng)過程中通過電阻r上的電流的平均值；(2)mn從左端到右端的整個(gè)過程中，通過r的電荷量；(3)當(dāng)mn通過圓導(dǎo)軌中心時(shí)，通過r的電流是多少？答案(1)(2)(3)解析導(dǎo)體棒從左向右滑動(dòng)的過程中，切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，對(duì)電阻r供電。(1)計(jì)算平均電流，應(yīng)該用法拉第電磁感應(yīng)定律，先求出平均感應(yīng)電動(dòng)勢。整個(gè)過程磁通量的變化為bsbr2，所用的時(shí)間t，代入公式，得平均電流為。(2)電荷量的運(yùn)算應(yīng)該用平均電流，qt。(3)當(dāng)mn通過圓形導(dǎo)軌中心時(shí)，切割磁感線的有效長度最大，為l2r，根據(jù)eb

26、lv得eb2rv，此時(shí)通過r的電流為i。7(2019全國卷)(多選)空間存在一方向與紙面垂直、大小隨時(shí)間變化的勻強(qiáng)磁場，其邊界如圖a中虛線mn所示。一硬質(zhì)細(xì)導(dǎo)線的電阻率為、橫截面積為s，將該導(dǎo)線做成半徑為r的圓環(huán)固定在紙面內(nèi)，圓心o在mn上。t0時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向如圖a所示；磁感應(yīng)強(qiáng)度b隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖b所示。則在t0到tt1的時(shí)間間隔內(nèi)()a圓環(huán)所受安培力的方向始終不變b圓環(huán)中的感應(yīng)電流始終沿順時(shí)針方向c圓環(huán)中的感應(yīng)電流大小為d圓環(huán)中的感應(yīng)電動(dòng)勢大小為答案bc解析由于通過圓環(huán)的磁通量均勻變化，故圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢、感應(yīng)電流的大小和方向不變，但t0時(shí)刻磁場方向發(fā)生變化，故安培力方向發(fā)

27、生變化，a錯(cuò)誤；根據(jù)楞次定律，圓環(huán)中感應(yīng)電流的方向始終沿順時(shí)針方向，b正確；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，感應(yīng)電動(dòng)勢大小e，根據(jù)閉合電路歐姆定律知，感應(yīng)電流大小i，c正確，d錯(cuò)誤。8(2018全國卷) 如圖，導(dǎo)體軌道opqs固定，其中pqs是半圓弧，q為半圓弧的中點(diǎn)，o為圓心。軌道的電阻忽略不計(jì)。om是有一定電阻、可繞o轉(zhuǎn)動(dòng)的金屬桿，m端位于pqs上，om與軌道接觸良好?？臻g存在與半圓所在平面垂直的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為b?，F(xiàn)使om從oq位置以恒定的角速度逆時(shí)針轉(zhuǎn)到os位置并固定(過程)；再使磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小以一定的變化率從b增加到b(過程)。在過程、中，流過om的電荷量相等，則等于() a.

28、 b. c. d2答案b解析通過導(dǎo)體橫截面的電荷量為：qttn，過程流過om的電荷量為：q1；過程流過om的電荷量：q2，依題意有：q1q2，即：br2(bb)r2，解得：，正確答案為b。9(2018全國卷)(多選)如圖a，在同一平面內(nèi)固定有一長直導(dǎo)線pq和一導(dǎo)線框r，r在pq的右側(cè)。導(dǎo)線pq中通有正弦交流電流i，i的變化如圖b所示，規(guī)定從q到p為電流的正方向。導(dǎo)線框r中的感應(yīng)電動(dòng)勢()a在t時(shí)為零b在t時(shí)改變方向c在t時(shí)最大，且沿順時(shí)針方向d在tt時(shí)最大，且沿順時(shí)針方向答案ac解析由圖b可知，導(dǎo)線pq中電流在t時(shí)達(dá)到最大值，變化率為零，導(dǎo)線框r中磁通量變化率為零，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，在t

29、時(shí)導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為零，a正確；在t時(shí)，導(dǎo)線pq中電流圖象斜率正負(fù)不變，導(dǎo)致導(dǎo)線框r中磁通量變化率的正負(fù)不變，根據(jù)楞次定律，所以在t時(shí)，導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢方向不變，b錯(cuò)誤；由于在t時(shí)，導(dǎo)線pq中電流圖象斜率最大，電流變化率最大，導(dǎo)致導(dǎo)線框r中磁通量變化率最大，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，在t時(shí)導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢最大，由楞次定律可判斷出感應(yīng)電動(dòng)勢的方向?yàn)轫槙r(shí)針方向，c正確；由楞次定律可判斷出在tt時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢的方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向，d錯(cuò)誤。10(2015全國卷)如圖，直角三角形金屬框abc放置在勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為b，方向平行于ab邊向上。當(dāng)金屬框繞ab邊以角速度逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)

30、，a、b、c三點(diǎn)的電勢分別為ua、ub、uc。已知bc邊的長度為l。下列判斷正確的是() auauc，金屬框中無電流bubuc，金屬框中電流方向沿abcacubcbl2，金屬框中無電流duacbl2，金屬框中電流方向沿acba答案c解析在三角形金屬框內(nèi)，有兩邊切割磁感線，其一為bc邊，根據(jù)eblv可得：電動(dòng)勢大小為bl2；其二為ac邊，ac邊有效的切割長度為l，根據(jù)eblv，可得：電動(dòng)勢大小也為bl2；由右手定則可知：金屬框內(nèi)無電流，且ucubua，a、b、d錯(cuò)誤；ubcuacbl2，c正確。11(2016全國卷) (多選)法拉第圓盤發(fā)電機(jī)的示意圖如圖所示。銅圓盤安裝在豎直的銅軸上，兩銅片p、q分別與圓盤的邊緣和銅軸接觸。圓盤處于方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場b中。圓盤旋轉(zhuǎn)時(shí)，關(guān)于流過電阻r的電流，下列說法正確的是() a若圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度恒定，則電流大小恒定b若從上向下看，圓盤順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，則電流沿a到b的方向流動(dòng)c若圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)方向不變，角速度大小發(fā)生變化，則電流方向可能發(fā)生變化d若圓