高中物理電磁感應(yīng)精選練習(xí)題及答案

.z【例1】〔2004，綜合〕發(fā)電的根本原理是電磁感應(yīng)。發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的科學(xué)家是〔〕A．安培B．赫茲C．法拉第D．麥克斯韋解析：該題考察有關(guān)物理學(xué)史的知識(shí)，應(yīng)知道法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象。答案：C【例2】發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)現(xiàn)象的科學(xué)家是___________，發(fā)現(xiàn)通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力規(guī)律的科學(xué)家是__________，發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的科學(xué)家是___________，發(fā)現(xiàn)電荷間相互作用力規(guī)律的的科學(xué)家是___________。解析：該題考察有關(guān)物理學(xué)史的知識(shí)。答案：奧斯特安培法拉第庫侖對(duì)概念的理解和對(duì)物理現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)【例3】以下現(xiàn)象中屬于電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是〔〕A．磁場(chǎng)對(duì)電流產(chǎn)生力的作用B．變化的磁場(chǎng)使閉合電路中產(chǎn)生電流C．插在通電螺線管中的軟鐵棒被磁化D．電流周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)解析：電磁感應(yīng)現(xiàn)象指的是在磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象，選項(xiàng)B是正確的。答案：B*穩(wěn)固練習(xí)1.關(guān)于磁通量、磁通密度、磁感應(yīng)強(qiáng)度，以下說確的是〔〕A．磁感應(yīng)強(qiáng)度越大的地方，磁通量越大B．穿過*線圈的磁通量為零時(shí)，由B=可知磁通密度為零C．磁通密度越大，磁感應(yīng)強(qiáng)度越大D．磁感應(yīng)強(qiáng)度在數(shù)值上等于1m2的面積上穿過的最大磁通量解析：B答案中“磁通量為零〞的原因可能是磁感應(yīng)強(qiáng)度〔磁通密度〕為零，也可能是線圈平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度平行。答案：CD2.以下單位中與磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位“特斯拉〞相當(dāng)?shù)氖恰病矨．Wb/m2B．N/A·mC．kg/A·s2D．kg/C·m解析：物理量間的公式關(guān)系，不僅代表數(shù)值關(guān)系，同時(shí)也代表單位.答案：ABC3.關(guān)于感應(yīng)電流，以下說法中正確的選項(xiàng)是〔〕A．只要穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，線圈中就一定有感應(yīng)電流B．只要閉合導(dǎo)線做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)線中就一定有感應(yīng)電流C．假設(shè)閉合電路的一局部導(dǎo)體不做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，閉合電路中一定沒有感應(yīng)電流D．當(dāng)穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化時(shí)，閉合電路中一定有感應(yīng)電流答案：D4.在一長直導(dǎo)線以如下圖的恒定電流時(shí)，套在長直導(dǎo)線上的閉合線環(huán)〔環(huán)面與導(dǎo)線垂直，長直導(dǎo)線通過環(huán)的中心〕，當(dāng)發(fā)生以下變化時(shí)，肯定能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是〔〕A．保持電流不變，使導(dǎo)線環(huán)上下移動(dòng)B．保持導(dǎo)線環(huán)不變，使長直導(dǎo)線中的電流增大或減小C．保持電流不變，使導(dǎo)線在豎直平面順時(shí)針〔或逆時(shí)針〕轉(zhuǎn)動(dòng)D．保持電流不變，環(huán)在與導(dǎo)線垂直的水平面左右水平移動(dòng)解析：畫出電流周圍的磁感線分布情況。答案：C5.如下圖，環(huán)形金屬軟彈簧，套在條形磁鐵的中心位置。假設(shè)將彈簧沿半徑向外拉，使其面積增大，則穿過彈簧所包圍面積的磁通量將〔〕A．增大B．減小C．不變D．無法確定如何變化解析：彈簧所包圍的面積既有條形磁鐵的部向左的磁感線，又有條形磁鐵外部向右的磁感線，因此，磁通量為向左與向右的磁感線條數(shù)之差.因?yàn)榇鸥芯€是閉合的，所以條形磁鐵部磁感線條數(shù)與外部總的磁感線條數(shù)相等，顯然，環(huán)的面積越大，返回的磁感線條數(shù)越多，因此，磁通量減小.答案：B6.行駛中的汽車制動(dòng)后滑行一段距離，最后停下；流星在夜空中墜落并發(fā)出明亮的火焰；降落傘在空中勻速下降；條形磁鐵在下落過程中穿過閉合線圈，線圈中產(chǎn)生電流。上述不同現(xiàn)象中所包含的一樣的物理過程A．物體克制阻力做功B．物體的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量C．物體的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量D．物體的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量解析：都是宏觀的機(jī)械運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)的能量形式——機(jī)械能的減少，相應(yīng)轉(zhuǎn)化為其他形式能〔如能、電能〕。能的轉(zhuǎn)化過程也就是做功的過程。答案：AD7.在無線電技術(shù)中，常有這樣的要求：有兩個(gè)線圈，要使一個(gè)線圈中有電流變化時(shí)，對(duì)另一個(gè)線圈幾乎沒有影響。圖16-1-9中，最能符合這樣要求的一幅圖是〔〕解析：線圈有電流通過時(shí)產(chǎn)生磁場(chǎng)，對(duì)其他線圈有無影響實(shí)質(zhì)是是否引起電磁感應(yīng)現(xiàn)象——即看穿過鄰近線圈的磁通量有無變化.通過分析知D圖中一個(gè)線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)很少穿過另一個(gè)線圈，因而是最符合要求的.答案：D4.3楞次定律*穩(wěn)固練習(xí)1．根據(jù)楞次定律知感應(yīng)電流的磁場(chǎng)一定是〔〕A.阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量B.與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)反向C.阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化D.與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向一樣答案：C點(diǎn)評(píng)：楞次定律提醒了感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化.2．如下圖，通電導(dǎo)線旁邊同一平面有矩形線圈abcd.則〔〕A.假設(shè)線圈向右平動(dòng)，其中感應(yīng)電流方向是a→b→c→dB.假設(shè)線圈豎直向下平動(dòng)，無感應(yīng)電流產(chǎn)生C.當(dāng)線圈以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其中感應(yīng)電流方向是a→b→c→dD.當(dāng)線圈向?qū)Ь€靠近時(shí)，其中感應(yīng)電流方向是a→b→c→d答案：ABC點(diǎn)評(píng)：先明確直線電流周圍磁感線的分布情況，再用楞次定律判定.3．如下圖，一水平放置的矩形閉合線框abcd，在細(xì)長磁鐵的N極附近豎直下落，保持bc邊在紙外，ad邊在紙，如圖中的位置Ⅰ經(jīng)過位置Ⅱ到位置Ⅲ，位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ，在這個(gè)過程中，線圈中感應(yīng)電流〔〕A.沿abcd流動(dòng)B.沿dcba流動(dòng)C.由Ⅰ到Ⅱ是沿abcd流動(dòng)，由Ⅱ到Ⅲ是沿dcba流動(dòng)D.由Ⅰ到Ⅱ是沿dcba流動(dòng)，由Ⅱ到Ⅲ是沿abcd流動(dòng)解析：根據(jù)細(xì)長磁鐵的N極附近的磁感線分布，線圈abcd在位置Ⅱ時(shí)，穿過線圈的磁通量為零；在位置Ⅰ時(shí)，磁感線向上穿過線圈；在位置Ⅲ時(shí)，磁感線向下穿過線圈.設(shè)磁感線向上穿過線圈，磁通量為正，因此可見，由Ⅰ到Ⅱ再到Ⅲ，磁通量連續(xù)減小，感應(yīng)電流方向不變，應(yīng)沿abcda流動(dòng).故A正確.答案：A點(diǎn)評(píng)：明確N極附近磁感線的分布情況由穿過磁感線的條數(shù)判定磁通量變化,再用楞次定律分段研究4．如下圖，兩個(gè)一樣的鋁環(huán)套在一根光滑桿上，將一條形磁鐵向左插入鋁環(huán)的過程中兩環(huán)的運(yùn)動(dòng)情況是〔〕A.同時(shí)向左運(yùn)動(dòng)，間距增大B.同時(shí)向左運(yùn)動(dòng)，間距不變C.同時(shí)向左運(yùn)動(dòng)，間距變小D.同時(shí)向右運(yùn)動(dòng)，間距增大解析：在條形磁鐵插入鋁環(huán)過程中，穿過鋁環(huán)的磁通量增加，兩環(huán)為了阻礙磁通量的增加，應(yīng)朝條形磁鐵左端運(yùn)動(dòng)，由于兩環(huán)上感應(yīng)電流方向一樣，故將相互吸引，而使間距變小.答案：C點(diǎn)評(píng)：同向電流相互吸引，異向電流相互排斥5．如下圖，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于圓形線圈指向紙里,a、b、c、d為圓形線圈上等距離的四點(diǎn)，現(xiàn)用外力作用在上述四點(diǎn)，將線圈拉成正方形.設(shè)線圈導(dǎo)線不可伸長，且線圈仍處于原先所在的平面，則在線圈發(fā)生形變的過程中〔〕A.線圈中將產(chǎn)生abcd方向的感應(yīng)電流B.線圈中將產(chǎn)生adcb方向的感應(yīng)電流C.線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向先是abcd，后是adcbD.線圈中無感應(yīng)電流產(chǎn)生解析：由幾何知識(shí)知，周長相等的幾何圖形中，圓的面積最大.當(dāng)由圓形變成正方形時(shí)磁通量變小.答案：A點(diǎn)評(píng)：周長一樣情況下，圓的面積最大6.如下圖，有一固定的超導(dǎo)圓環(huán)，在其右端放一條形磁鐵，此時(shí)圓環(huán)中無電流，當(dāng)把磁鐵向右方移走時(shí)，由于電磁感應(yīng)，在超導(dǎo)圓環(huán)中產(chǎn)生了一定的電流.則以下判斷中正確的選項(xiàng)是〔〕A.此電流方向如箭頭所示，磁鐵移走后，此電流繼續(xù)維持B.此電流方向與箭頭方向相反，磁鐵移走后，此電流很快消失C.此電流方向如箭頭所示，磁鐵移走后，此電流很快消失D.此電流方向與箭頭方向相反，磁鐵移走后，此電流繼續(xù)維持解析：在超導(dǎo)圓環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流后，電能根本不損失，電流繼續(xù)存在.答案：D點(diǎn)評(píng)：超導(dǎo)無電阻7．1931年，英國物理學(xué)家狄拉克從理論上預(yù)言了存在著只有一個(gè)磁極的粒子——磁單極子.如下圖，如果有一個(gè)磁單極子〔單N極〕從a點(diǎn)開場(chǎng)運(yùn)動(dòng)穿過線圈后從b點(diǎn)飛過.則〔〕A.線圈中感應(yīng)電流的方向是沿PMQ方向B.線圈中感應(yīng)電流的方向是沿QMP方向C.線圈中感應(yīng)電流的方向先是沿QMP方向，然后是PMQ方向D.線圈中感應(yīng)電流的方向先是沿PMQ方向，然后是QMP方向解析：將磁單極子〔單N極〕，理解為其磁感線都是向外的答案：B點(diǎn)評(píng)：關(guān)鍵是磁單極子的磁場(chǎng)特點(diǎn).8．如下圖，一平面線圈用細(xì)桿懸于P點(diǎn)，開場(chǎng)時(shí)細(xì)桿處于水平位置，釋放后讓它在如下圖的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng).線圈平面始終與紙面垂直，當(dāng)線圈第一次通過位置Ⅰ和位置Ⅱ時(shí)，順著磁場(chǎng)方向看去，線圈中感應(yīng)電流的方向分別為〔〕A.逆時(shí)針方向,逆時(shí)針方向B.逆時(shí)針方向,順時(shí)針方向C.順時(shí)針方向,順時(shí)針方向D.順時(shí)針方向,逆時(shí)針方向解析：線圈在位置Ⅰ時(shí)，磁通量方向水平向右且在增加.據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化，所以感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向應(yīng)水平向左.據(jù)安培定則，順著磁場(chǎng)方向看，線圈中的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向.當(dāng)線圈第一次通過位置Ⅱ時(shí)，穿過線圈的磁通量方向水平向右且在減小.根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向應(yīng)水平向左.再根據(jù)安培定則，順著磁場(chǎng)方向看去，線圈中感應(yīng)電流的方向應(yīng)為順時(shí)針.答案：B點(diǎn)評(píng)：應(yīng)用楞次定律按程序分析9．如下圖，ab是一個(gè)可繞垂直于紙面的軸O轉(zhuǎn)動(dòng)的閉合矩形線框，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P自左向右滑動(dòng)時(shí)，從紙外向紙看，線框ab將〔〕A.保持靜止不動(dòng)B.逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)C.順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)D.發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，但因電源極性不明，無法確定轉(zhuǎn)動(dòng)方向解析：滑動(dòng)變阻器R的滑片P向右滑動(dòng)時(shí)，接入電路的電阻變大，電流強(qiáng)度變小，由這個(gè)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)減弱，穿過線框磁通量變小.根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電流磁場(chǎng)的變化,所以線框ab應(yīng)順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，增大其垂直于磁感線方向的投影面積，才能阻礙線框的磁通量減小.答案：C點(diǎn)評(píng)：假設(shè)被電源未標(biāo)明極性所困惑，于是作個(gè)假設(shè)：設(shè)電源左端為正或右端為正，然后根據(jù)兩種情況中的磁極的極性和引起穿過線圈磁通量的變化分別判斷.這樣做，費(fèi)很大周折,如能抓住楞次定律的實(shí)質(zhì)去判別則很簡便.4.4法拉第電磁感應(yīng)定律【例1】如下圖，有一彎成θ角的光滑金屬導(dǎo)軌POQ，水平放置在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直，有一金屬棒MN與導(dǎo)軌的OQ邊垂直放置，當(dāng)金屬棒從O點(diǎn)開場(chǎng)以加速度a向右勻加速運(yùn)動(dòng)t秒時(shí)，棒與導(dǎo)軌所構(gòu)成的回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是多少?解：由于導(dǎo)軌的夾角為θ，開場(chǎng)運(yùn)動(dòng)t秒時(shí)，金屬棒切割磁感線的有效長度為：L=stanθ=at2tanθ據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，這時(shí)金屬棒切割磁感線的速度為v=at由題意知B、L、v三者互相垂直，有E=BLv=Bat2tanθ·at=Ba2t3tanθ即金屬棒運(yùn)動(dòng)t秒時(shí)，棒與導(dǎo)軌所構(gòu)成的回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是E=Ba2t3tanθ.點(diǎn)評(píng)：在這道題目中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是在不斷變化的，求解的是運(yùn)動(dòng)t秒時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值，因而不能用法拉第電磁感應(yīng)定律?！纠?】〔2001年〕如下圖，固定于水平面上的金屬框cdef，處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬棒ab擱在框架上，可無摩擦滑動(dòng).此時(shí)abed構(gòu)成一個(gè)邊長l的正方形，棒電阻r，其余電阻不計(jì)，開場(chǎng)時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B?！?〕假設(shè)以t=0時(shí)起，磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增加，每秒增加量k，同時(shí)保持棒靜止，求棒中的感應(yīng)電流。〔2〕在上述情況中，棒始終保持靜止，當(dāng)t=t1時(shí)需加垂直于棒水平外力多大?〔3〕假設(shè)從t=0時(shí)起，磁感應(yīng)強(qiáng)度逐漸減小，當(dāng)棒以恒定速度v向右勻速運(yùn)動(dòng)，可使棒中不產(chǎn)生I感，則磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)怎樣隨時(shí)間變化?〔寫出B與t的關(guān)系式〕解析：〔1〕據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E==kl2回路中的感應(yīng)電流為I=〔2〕當(dāng)t=t1時(shí)，B=B0+kt1金屬桿所受的安培力為F安=BIl=〔B0+kt1〕據(jù)平衡條件，作用于桿上的水平拉力為F=F安=〔B0+kt1〕〔3〕要使棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，則通過閉合回路的磁通量不變，即B0l2=Bl〔l+vt〕解得B=*穩(wěn)固練習(xí)1.法拉第電磁感應(yīng)定律可以這樣表述：閉合電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小〔〕A.跟穿過這一閉合電路的磁通量成正比B.跟穿過這一閉合電路的磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比C.跟穿過這一閉合電路的磁通量的變化率成正比D.跟穿過這一閉合電路的磁通量的變化量成正比答案：C點(diǎn)評(píng)：熟記法拉第電磁感應(yīng)定律的容2.將一磁鐵緩慢地或迅速地插到閉合線圈中同樣位置處，不發(fā)生變化的物理量有〔〕A.磁通量的變化率B.感應(yīng)電流的大小C.消耗的機(jī)械功率D.磁通量的變化量E.流過導(dǎo)體橫截面的電荷量解析：插到閉合線圈中同樣位置，磁通量的變化量一樣，磁通量的變化率不同，由I感=可知，I感不同，消耗的機(jī)械功率也不同，流過導(dǎo)體的橫截面的電荷量q=I·Δt=·Δt=·Δt=，因ΔΦ、R不變，所以q與磁鐵插入線圈的快慢無關(guān).答案：DE點(diǎn)評(píng)：插到同樣位置，磁通量變化量一樣，但用時(shí)不同3.恒定的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一圓形閉合導(dǎo)線圈，線圈平面垂直于磁場(chǎng)方向，當(dāng)線圈在磁場(chǎng)中做以下哪種運(yùn)動(dòng)時(shí)，線圈中能產(chǎn)生感應(yīng)電流〔〕A.線圈沿自身所在平面運(yùn)動(dòng)B.沿磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)C.線圈繞任意一直徑做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)D.線圈繞任意一直徑做變速轉(zhuǎn)動(dòng)解析：無論線圈繞哪一處直徑怎樣轉(zhuǎn)動(dòng)，都會(huì)導(dǎo)致磁通量的變化，從而引起感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，又因是閉合導(dǎo)體線圈，故產(chǎn)生感應(yīng)電流.答案：CD點(diǎn)評(píng)：判斷磁通量是否變化4.一個(gè)矩形線圈，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞一個(gè)固定軸做勻速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)線圈處于如下圖位置時(shí)，此線圈〔〕A.磁通量最大，磁通量變化率最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小B.磁通量最大，磁通量變化率最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大C.磁通量最小，磁通量變化率最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大D.磁通量最小，磁通量變化率最小，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小解析：這時(shí)線圈平面與磁場(chǎng)方向平行，磁通量為零，磁通量的變化率最大.答案：C點(diǎn)評(píng)：弄清磁通量、磁通量變化率的區(qū)別5．一個(gè)N匝的圓線圈，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線圈平面跟磁感應(yīng)強(qiáng)度方向成30°角，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻變化，線圈導(dǎo)線規(guī)格不變.以下方法中可使線圈中感應(yīng)電流增加一倍的是〔〕A.將線圈匝數(shù)增加一倍B.將線圈面積增加一倍C.將線圈半徑增加一倍D.適當(dāng)改變線圈的取向解析：A、B中的E雖變大一倍，但線圈電阻也相應(yīng)發(fā)生變化.答案：CD點(diǎn)評(píng)：感應(yīng)電流的大小由感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小和電路的電阻共同決定6．如下圖，在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，將一個(gè)水平放置的金屬棒ab以水平初速度v0拋出，設(shè)運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中棒的取向不變且不計(jì)空氣阻力，則金屬棒在運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小將〔〕A.越來越大 B.越來越小C.保持不變 D.無法確定解析：由于導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中做平拋運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒在水平方向上以v0做勻速運(yùn)動(dòng)而v⊥=v0是不變的，故E=BLv⊥=BLv0也是不變的.答案：C點(diǎn)評(píng)：理解E=BLv中v是有效切割速度7．如下圖，C是一只電容器，先用外力使金屬桿ab貼著水平平行金屬導(dǎo)軌在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中沿垂直磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)，到有一定速度時(shí)突然撤銷外力.不計(jì)摩擦，則ab以后的運(yùn)動(dòng)情況可能是A.減速運(yùn)動(dòng)到停頓B.來回往復(fù)運(yùn)動(dòng)C.勻速運(yùn)動(dòng)D.加速運(yùn)動(dòng)解析：當(dāng)ab到達(dá)速度v時(shí)，ab中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLv，此時(shí)，電容器已被充電的兩板間電勢(shì)差U=E=BLv，外力撤銷瞬間，ab速度仍為v，則棒中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)仍為E=BLv，電容器帶電荷量未變時(shí)，兩極板間電勢(shì)差為U=BLv，則a端與電容器上板間，b端與電容器下板間電勢(shì)差均為零，回路中沒有充放電電流，所以ab將以速度v做勻速運(yùn)動(dòng)，不發(fā)生任何能量的轉(zhuǎn)化.答案：C點(diǎn)評(píng)：電容器兩端電壓不變化則棒中無電流8．橫截面積S=0.2m2、n=100匝的圓形線圈A處在如下圖的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度變化率為0.02T/s.開場(chǎng)時(shí)S未閉合，R1=4Ω，R2=6Ω，C=30μF，線圈阻不計(jì)，求：〔1〕閉合S后，通過R2的電流的大??；〔2〕閉合S后一段時(shí)間又?jǐn)嚅_，問S斷開后通過R2的電荷量是多少?解：〔1〕磁感應(yīng)強(qiáng)度變化率的大小為=0.02T/s，B逐漸減弱，所以E=n=100×0.02×0.2V=0.4VI=A=0.04A，方向從上向下流過R2.〔2〕R2兩端的電壓為U2=×0.4V=0.24V所以Q=CU2=30×10-6×0.04C=7.2×10-6C.點(diǎn)評(píng)：利用法拉第電磁感應(yīng)定律和閉合電路歐姆定律求解電流大小。S斷開后，流過R2的電荷量就是S閉合時(shí)C上帶有的電荷量高考真題選編1．〔2001年理綜〕有一種高速磁懸浮列車的設(shè)計(jì)方案是在每節(jié)車廂底部安裝磁鐵〔磁場(chǎng)方向向下〕，并在兩條鐵軌之間沿途平放一系列線圈.以下說法不正確的選項(xiàng)是〔〕A.當(dāng)列車運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過線圈的磁通量會(huì)發(fā)生變化B.列車的速度越快，通過線圈的磁通量變化越快C.列車運(yùn)行時(shí)，線圈中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流D.線圈中的感應(yīng)電流的大小與列車速度無關(guān)分析：列車運(yùn)動(dòng)時(shí)，車廂〔磁鐵〕與線圈的相對(duì)位置發(fā)生變化，引起線圈的磁通量發(fā)生變化，從而在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流.解答：設(shè)線圈的寬度為L，電阻為R，列車運(yùn)行的速度為v，則有磁通量的變化ΔΦ=BΔS=BLvΔt磁通量的變化率=BLv線圈中的感應(yīng)電流I==.注意：由計(jì)算結(jié)果可見，選項(xiàng)A、B、C都是正確的，但此題是要選不正確的，故答案為選項(xiàng)D.此題聯(lián)系實(shí)際，創(chuàng)設(shè)情景，考察了磁通量的變化量和變化率的概念及法拉第電磁感應(yīng)定律和歐姆定律等根本規(guī)律，是一道很不錯(cuò)的題目。2．〔2001年全國〕電磁流量計(jì)廣泛應(yīng)用于測(cè)量可導(dǎo)電液體〔如污水〕在管中的流量〔在單位時(shí)間通過管橫截面的流體的體積〕.為了簡化，假設(shè)流量計(jì)是如下圖的橫截面為長方形的一段管道，其中空局部的長、寬、高分別為圖中的a、b、c，流量計(jì)的兩端與輸送流體的管道相連接〔圖中虛線〕.圖中流量計(jì)的上下兩面是金屬材料，前后兩面是絕緣材料.現(xiàn)于流量計(jì)所在處加磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于前后兩面.當(dāng)導(dǎo)電流體穩(wěn)定地流經(jīng)流量計(jì)時(shí)，在管外將流量計(jì)上、下兩外表分別與一串接了電阻R的電流表的兩端連接，I表示測(cè)得的電流值.液體的電阻率為ρ，不計(jì)電流表的阻，則可求得流量為〔〕A.〔bR+ρ〕 B.〔aR+ρ〕C.〔cR+ρ〕 D.〔R+ρ〕分析：設(shè)流體的速度為v，從管的右端流到左端所用時(shí)間為t，由流量的定義可知：Q==vbc①由法拉第電磁感應(yīng)定律得：E=Bcv②根據(jù)電阻定律和閉合電路的歐姆定律：E=I〔R+ρ〕③解①②③可知選項(xiàng)A正確.點(diǎn)撥：〔1〕此題的情景比擬新穎，同時(shí)又是一道計(jì)算性的選擇題.首先要弄清題意：①流體怎樣產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)?組成了怎樣的閉合回路?②此題讓你求什么?要用到哪些規(guī)律?〔2〕從復(fù)雜的物理情景中把有關(guān)物理的容抽象出來，是做這一類題的關(guān)鍵.3．〔2003年〕如下圖，兩根平行金屬導(dǎo)軌固定在水平桌面上，每根導(dǎo)軌每米的電阻為r0=0.10Ω/m，導(dǎo)軌的端點(diǎn)P、Q用電阻可忽略的導(dǎo)線相連，兩導(dǎo)軌間的距離l=0.20m，有隨時(shí)間變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于桌面.磁感應(yīng)強(qiáng)度B與時(shí)間t的關(guān)系：B=kt，比例系數(shù)k=0.020T/s.一電阻不計(jì)的金屬桿可在導(dǎo)軌上無摩擦地滑動(dòng)，在滑動(dòng)過程中保持與導(dǎo)軌垂直.在t=0時(shí)刻，金屬桿緊靠在P、Q端上，在外力作用下，桿以恒定的加速度從靜止開場(chǎng)向?qū)к壍牧硪欢嘶瑒?dòng).求在t=6.0s時(shí)金屬桿所受的安培力.分析：根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，可表示出棒的位移和速度；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，可表示出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大?。桓鶕?jù)全電路歐姆定律和電阻定律，可表示出電流的大小，代入安培定律公式可求出安培力的大小.解答：以a表示金屬桿運(yùn)動(dòng)的加速度，在t時(shí)刻，金屬桿與初始位置的距離為L=at2，此時(shí)桿的速度為v=at，桿與導(dǎo)軌構(gòu)成回路的面積為S=Ll，回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=S+Blv而B=kt，==k回路的總電阻R=2Lr0；回路中的感應(yīng)電流I=作用于桿的安培力F=BIl=t代入數(shù)據(jù)為F=1.44×10－3N.點(diǎn)撥：此題的關(guān)鍵在于感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是由于導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)切割磁感線和磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化兩種因素產(chǎn)生，總電動(dòng)勢(shì)應(yīng)為這兩種情況產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)之和.4．〔2001年〕如下圖，半徑為a的圓形區(qū)域有均勻磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.2T，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里.半徑為b的金屬圓環(huán)與磁場(chǎng)同心地放置，磁場(chǎng)與環(huán)面垂直，其中a=0.4m，b=0.6m.金屬環(huán)上分別接有燈L1、L2，兩燈的電阻均為R0=2Ω，一金屬棒MN與金屬環(huán)接觸良好，棒與環(huán)的電阻均忽略不計(jì).〔1〕假設(shè)棒以v0=5m/s的速率在環(huán)上向右勻速滑動(dòng)，求棒滑過圓環(huán)直徑OO′的瞬時(shí)〔如下圖〕，MN中的電動(dòng)勢(shì)和流過燈L1的電流；〔2〕撤去中間的金屬棒MN，將右面的半圓環(huán)OL2O′以O(shè)O′為軸向上翻轉(zhuǎn)90°，假設(shè)此時(shí)磁場(chǎng)隨時(shí)間均勻變化，其變化率為=T/s，求L1的功率.分析：此題中先后以兩種形式〔切割、磁通量變化〕產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，然后綜合恒定電路知識(shí)求解解答：〔1〕棒滑過圓環(huán)直徑的瞬時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：E1=B·2av=0.2×2×0.4×5V=0.8V通過L1的電流可由歐姆定律求出：I1=.〔2〕撤去MN，由于磁場(chǎng)均勻變化，回路中將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E2，大小可由法拉第電磁感應(yīng)定律求出：E==S=0.5×π×0.42×V=0.32V燈泡L1的功率P1==W=1.28×10－2W.點(diǎn)撥：此題綜合考察了法拉第電磁感應(yīng)定律，閉合電路的歐姆定律，串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)及電功率的計(jì)算等知識(shí)點(diǎn).題目不太難，但關(guān)鍵的地方仍要引起足夠重視.比方求瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)和平均電動(dòng)勢(shì)要選用不同形式的公式，導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的長度及磁場(chǎng)變化局部的面積的取值問題等不要弄錯(cuò).4.5電磁感應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用感生電場(chǎng)與感生電動(dòng)勢(shì)【例1】磁場(chǎng)變強(qiáng)如下圖，一個(gè)閉合電路靜止于磁場(chǎng)中，由于磁場(chǎng)強(qiáng)弱的變化，而使電路中產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，以下說法中正確的選項(xiàng)是〔〕磁場(chǎng)變強(qiáng)A．磁場(chǎng)變化時(shí)，會(huì)在在空間中激發(fā)一種電場(chǎng)B．使電荷定向移動(dòng)形成電流的力是磁場(chǎng)力C．使電荷定向移動(dòng)形成電流的力是電場(chǎng)力D．以上說法都不對(duì)解析：根據(jù)麥克斯韋理論，變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)，處在其中的導(dǎo)體，其部的自由電荷在電場(chǎng)力作用下定向移動(dòng)形成電流。答案：AC洛侖茲力與動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)【例2】如下圖，導(dǎo)體AB在做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，將產(chǎn)生一個(gè)電動(dòng)勢(shì)，因而在電路中有電流通過，以下說法中正確的選項(xiàng)是〔〕A．因?qū)w運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)稱為動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)B．動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生與洛侖茲力有關(guān)C．動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生與電場(chǎng)力有關(guān)D．動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)和感生電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的原因是一樣的解析：如下圖，當(dāng)導(dǎo)體向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，其部的自由電子因受向下的洛侖茲力作用向下運(yùn)動(dòng)，于是在棒的B端出現(xiàn)負(fù)電荷，而在棒的A端顯示出正電荷，所以A端電勢(shì)比B端高．棒AB就相當(dāng)于一個(gè)電源，正極在A端。答案：AB綜合應(yīng)用【例3】如下圖，兩根相距為L的豎直平行金屬導(dǎo)軌位于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，另外兩根與上述光滑導(dǎo)軌保持良好接觸的金屬桿ab、cd質(zhì)量均為m，電阻均為R，假設(shè)要使cd靜止不動(dòng)，則ab桿應(yīng)向_________運(yùn)動(dòng)，速度大小為_______，作用于ab桿上的外力大小為____________解析：應(yīng)用感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算式、安培力的計(jì)算式、物體的平衡知識(shí)求解。解法一：因cd桿處于靜止?fàn)顟B(tài)，故向上的安培力等于重力，即①回路中電流②又③聯(lián)立①②③解得，方向豎直向上.ab棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)：故解法二：因cd靜止、ab勻速運(yùn)動(dòng)，兩棒均處于平衡狀態(tài)，取ab、cd兩棒整體研究，ab、cd中電流等大、反向，故ab、cd所受安培力等大、反向，安培力之和為零．故．又因cd靜止，所以①回路中電流②又③聯(lián)立①②③解得，方向豎直向上。答案：向上2mg*穩(wěn)固練習(xí)1．如下圖，一個(gè)帶正電的粒子在垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的平面做圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大時(shí)，此粒子的動(dòng)能將〔〕A．不變B．增加C．減少D．以上情況都可能解析：當(dāng)磁場(chǎng)增強(qiáng)時(shí)，將產(chǎn)生如下圖的電場(chǎng)，帶正電的粒子將受到這個(gè)電場(chǎng)對(duì)它的電場(chǎng)力作用，而動(dòng)能增大。答案：B2．穿過一個(gè)電阻為lΩ的單匝閉合線圈的磁通量始終是每秒鐘均勻地減少2Wb，則〔〕A．線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定是每秒減少2VB．線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定是2VC．線圈中的感應(yīng)電流一定是每秒減少2AD．線圈中的感應(yīng)電流一定是2A答案：BD3．在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，ab、cd兩根導(dǎo)體棒沿兩根導(dǎo)軌分別以速度v1、v2滑動(dòng)，如下圖，以下情況中，能使電容器獲得最多電荷量且左邊極板帶正電的是〔〕A．v1＝v2，方向都向右B．v1＝v2，方向都向左C．v1>v2，v1向右，v2向左D．v1>v2，v1向左，v2向右答案：C4．如下圖，面積為0.2m2的100匝線圈處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方問垂直于線圈平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的規(guī)律為B=〔2+0.2t〕T，定值電阻R1=6Ω，線圈電阻R2=4Ω，求：〔1〕磁通量變化率，回路的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；〔2〕a、b兩點(diǎn)間電壓Uab解析：〔1〕V〔2〕A答案：〔1〕4V〔2〕2.4A5．如下圖，在物理實(shí)驗(yàn)中，常用“沖擊式電流計(jì)〞來測(cè)定通過*閉合電路的電荷量．探測(cè)器線圈和沖擊電流計(jì)串聯(lián)后，又能測(cè)定磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度．線圈匝數(shù)為n，面積為S，線圈與沖擊電流計(jì)組成的回路電阻為R，把線圈放在被測(cè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，開場(chǎng)時(shí)線圈與磁場(chǎng)方向垂直，現(xiàn)將線圈翻轉(zhuǎn)180°，沖擊式電流計(jì)測(cè)出通過線圈的電荷量為q，由此可知，被測(cè)磁場(chǎng)的磁磁感應(yīng)強(qiáng)度B=__________答案：6．如下圖，A、B為大小、形狀均一樣且壁光滑，但用不同材料制成的圓管，豎直固定在一樣高度．兩個(gè)一樣的磁性小球，同時(shí)從A、B管上端的管口無初速釋放，穿過A管的小球比穿過B管的小球先落到地面．下面對(duì)于兩管的描述中可能正確的選項(xiàng)是〔〕A．A管是用塑料制成的，B管是用銅制成的B．A管是用鋁制成的，B管是用膠木制成的C．A管是用膠木制成的，B管是用塑料制成的D．A管是用膠木制成的，B管是用鋁制成的4.6互感和自感〔四〕實(shí)例探究自感現(xiàn)象的分析與判斷【例1】如下圖，電路甲、乙中，電阻R和自感線圈L的電阻值都很小，接通S，使電路到達(dá)穩(wěn)定，燈泡D發(fā)光。則〔〕A．在電路甲中，斷開S，D將逐漸變暗B．在電路甲中，斷開S，D將先變得更亮，然后漸漸變暗C．在電路乙中，斷開S，D將漸漸變暗D．在電路乙中，斷開S，D將變得更亮，然后漸漸變暗解析：因R、L阻值很小，在電路甲中，線圈L與燈泡D串聯(lián)，L中電流很小，斷開S時(shí)自感電動(dòng)勢(shì)較小，自感作用使D與L中的電流值從S接通穩(wěn)定后開場(chǎng)減小，D將逐漸變暗，而不是立即熄滅。在電路乙中，L與D、R并聯(lián)，穩(wěn)定時(shí)L中電流比D中電流大，斷開S的瞬間，L中電流從開場(chǎng)的穩(wěn)定值逐漸減小，所以斷開瞬間，通過燈泡D的電流變大，D將變得更亮，然后漸漸變暗。正確選項(xiàng)為AD點(diǎn)評(píng)：S接通后電路穩(wěn)定，比擬L與D中電流大小，S斷開后，因自感作用L、D、R構(gòu)成回路有電流，判斷D變暗還是變亮，關(guān)鍵是看S斷開后從L流到D中的電流比D中原來〔S未斷開時(shí)〕的電流是大還是小。【例2】如下圖，自感線圈的自感系數(shù)很大，電阻為零。電鍵K原來是合上的，在K斷開后，分析：〔1〕假設(shè)R1＞R2，燈泡的亮度怎樣變化.〔2〕假設(shè)R1＜R2，燈泡的亮度怎樣變化.解析：燈泡的亮度由它的實(shí)際功率I2R即流過燈泡中的電流來決定。因而必須從題設(shè)條件出發(fā)討論在各種情況下流過燈泡中的電流。K斷開后，原來電源提供應(yīng)小燈泡的電流立即消失，但L中因自感而產(chǎn)生逐漸減弱的電流流過小燈泡，使小燈泡逐漸變暗到熄滅?！?〕因R1＞R2，即I1＜I2，所以小燈泡在K斷開后先突然變到*一較暗狀態(tài)，再逐漸變暗到最后熄滅?！?〕因R1＜R2，即I1＞I2，小燈泡在K斷開后電流從原來的I2突變到I1〔方向相反〕，然后再漸漸變小，最后為零，所以燈泡在K斷開后先變得比原來更亮，再逐漸變暗到熄滅。點(diǎn)評(píng)：〔1〕假設(shè)是理想線圈，即直流電阻為零。①L與燈泡串聯(lián)時(shí)，通過燈泡的電流與L中電流始終同步，因而不能突變。②L與燈泡并聯(lián)時(shí)，通過燈泡的電流與L中的電流在電路接通時(shí)不同步，即燈絲中電流突變到最大再漸漸變小到零，而L中電流從零逐漸增大到最大；斷開電路時(shí)，L因自感而對(duì)燈絲供電，使燈絲中的電流從零突變到原來L中的電流值，再漸漸變?yōu)榱??！?〕當(dāng)L與燈絲并聯(lián)且L的電阻不為零時(shí)，接通電源時(shí)燈絲中電流突變?yōu)樽畲螅俾郎p小，而L中的電流由零開場(chǎng)逐漸增大到穩(wěn)定；穩(wěn)定后L和燈絲中都有電流，因而燈不會(huì)熄滅。斷開電源時(shí)：要討論RL=R燈、RL＞R燈、RL<R燈時(shí)，電流變化情況。*穩(wěn)固練習(xí)1．以下關(guān)于自感現(xiàn)象的說法中，正確的選項(xiàng)是〔〕A．自感現(xiàn)象是由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象B．線圈中自感電動(dòng)勢(shì)的方向總與引起自感的原電流的方向相反C．線圈中自感電動(dòng)勢(shì)的大小與穿過線圈的磁通量變化的快慢有關(guān)D．加鐵芯后線圈的自感系數(shù)比沒有鐵芯時(shí)要大2．關(guān)于線圈的自感系數(shù)，下面說確的是〔〕A．線圈的自感系數(shù)越大，自感電動(dòng)勢(shì)一定越大B．線圈中電流等于零時(shí)，自感系數(shù)也等于零C．線圈中電流變化越快，自感系數(shù)越大D．線圈的自感系數(shù)由線圈本身的因素及有無鐵芯決定3．磁通量的單位是_____，磁感強(qiáng)度的單位是_____，自感系數(shù)的單位是_____。4．如下圖，L為一個(gè)自感系數(shù)大的自感線圈，開關(guān)閉合后，小燈能正常發(fā)光，則閉合開關(guān)和斷開開關(guān)的瞬間，能觀察到的現(xiàn)象分別是〔〕A．小燈逐漸變亮，小燈立即熄滅B．小燈立即亮，小燈立即熄滅C．小燈逐漸變亮，小燈比原來更亮一下再慢慢熄滅D．小燈立即亮，小燈比原來更亮一下再慢慢熄滅5．如下圖是一演示實(shí)驗(yàn)的電路圖。圖中L是一帶鐵芯的線圈，A是一燈泡。起初，開關(guān)處于閉合狀態(tài)，電路是接通的?，F(xiàn)將開關(guān)斷開，則在開關(guān)斷開的瞬間，通過燈泡A的電流方向是從_____端經(jīng)燈泡到_____端.這個(gè)實(shí)驗(yàn)是用來演示_____現(xiàn)象的。6．如下圖的電路中，燈泡A1、A2的規(guī)格完全一樣，自感線圈L的電阻可以忽略，以下說法中正確的選項(xiàng)是〔〕A．當(dāng)接通電路時(shí)，A2先亮，A1后亮，最后A2比A1亮B．當(dāng)接通電路時(shí)，A1和A2始終一樣亮C．當(dāng)斷開電路時(shí)，A1和A2都過一會(huì)兒熄滅D．當(dāng)斷開電路時(shí)，A2立即熄滅，A1過一會(huì)兒熄滅7．如下圖電