2019版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第十章 電磁感應(yīng) 第28講 法拉第電磁感應(yīng)定律自感現(xiàn)象學(xué)案

1、第第 2828 講講法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律 自感現(xiàn)象自感現(xiàn)象 考綱要求考情分析命題趨勢(shì) 1.法拉第 電磁感應(yīng) 定律 2自感、 渦流 2017全國(guó)卷，20 2017天津卷，3 2017江蘇卷，13 2016全國(guó)卷，19 高考對(duì)本節(jié)內(nèi)容的考查主要是以選擇題或計(jì)算題的形式考 查法拉第電磁感應(yīng)定律及其應(yīng)用，要特別注意法拉第電磁感應(yīng) 定律的不同表達(dá)形式及其適用條件 說(shuō)明：1.導(dǎo)體切割磁感線時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算，只限于 導(dǎo)體棒垂直于B、v的情況；2.在電磁感應(yīng)現(xiàn)象里，不要求判斷 內(nèi)電路中各點(diǎn)電勢(shì)的高低；3.不要求用自感系數(shù)計(jì)算自感電動(dòng) 勢(shì) 1法拉第電磁感應(yīng)定律 (1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 概念：在_電

2、磁感應(yīng)現(xiàn)象_中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)； 產(chǎn)生條件：穿過(guò)回路的_磁通量_發(fā)生改變，與電路是否閉合_無(wú)關(guān)_； 方向判斷：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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 內(nèi)容：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小跟穿過(guò)這一電路的_磁通量的變化率_成正比； 公式：En，其中n為線圈匝數(shù)，為磁通量的_變化率_ t t (3)導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 導(dǎo)體垂直切割磁感線時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)可用E_Blv_求出，式中l(wèi)為導(dǎo)體切割磁感 線的有效長(zhǎng)度； 導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體棒以端點(diǎn)為軸，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中垂直于磁感線方向勻速 轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EBlBl2.(平均速度等于中點(diǎn)位置的線速度l) v 1 2 1 2 2

3、自感、渦流 (1)自感現(xiàn)象 概念：由于導(dǎo)體本身的_電流_變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象稱為自感 自感電動(dòng)勢(shì) a定義：在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的_感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)_叫做自感電動(dòng)勢(shì)； b表達(dá)式：EL I t 自感系數(shù)L a相關(guān)因素：與線圈的_大小_、形狀、_匝數(shù)_以及是否有鐵芯有關(guān)； b單位：亨利(H)，1 mH_103_H,1 H_106_H (2)渦流 當(dāng)線圈中的電流發(fā)生變化時(shí)，在它附近的任何導(dǎo)體中都會(huì)產(chǎn)生_感應(yīng)_電流，這種電 流像水的漩渦，所以叫渦流 (3)電磁阻尼 導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電流會(huì)使導(dǎo)體受到安培力，安培力的方向總是_阻礙_導(dǎo) 體的運(yùn)動(dòng) (4)電磁驅(qū)動(dòng) 如果磁場(chǎng)相對(duì)于導(dǎo)體轉(zhuǎn)動(dòng)，在導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生_感應(yīng)

4、電流_使導(dǎo)體受到安培力而使導(dǎo)體 運(yùn)動(dòng)起來(lái) 1判斷正誤 (1)穿過(guò)線圈的磁通量越大，則線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大() (2)電磁感應(yīng)現(xiàn)象中通過(guò)回路的電荷量q，僅與磁通量的變化量及回路總電阻有 R 關(guān)() (3)導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)一定能產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)() (4)公式EBlv中的l就是導(dǎo)體的長(zhǎng)度() (5)斷電自感中，自感感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向與原電流方向一致() (6)回路中磁通量變化量越大，回路產(chǎn)生的感應(yīng)電流越大() (7)在自感現(xiàn)象中，感應(yīng)電流一定和原電流方向相反() 2如圖所示，一正方形線圈的匝數(shù)為n，邊長(zhǎng)為a，線圈平面與勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直，且一 半處在磁場(chǎng)中在 t時(shí)間內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向不變，大小由B均

5、勻地增大到 2B.在此 過(guò)程中，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為(B B) AB Ba2 2t nBa2 2t CD nBa2 t 2nBa2 t 3如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬桿MN在平 行金屬導(dǎo)軌上以速度v向右勻速滑動(dòng)，MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E1；若磁感應(yīng)強(qiáng)度增為 2B，其他條件不變，MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變?yōu)镋2.則通過(guò)電阻R的電流方向及E1與E2之 比分別為(C C) Aca21 Bac2 1 Cac12 Dca12 一對(duì)法拉第電磁感應(yīng)定律的理解 1、的對(duì)比理解 t 比較項(xiàng) t 物理 意義 穿過(guò)某一面積的磁 通量 穿過(guò)某一面積的磁 通量的變化量 穿過(guò)某一面積

6、的磁 通量的變化率 大小 計(jì)算 BSsin ( 是S與B的夾角) 21 S或B t B t S t 注意磁感線有穿入和穿穿過(guò)的磁通量的方在t圖象中用 問(wèn)題出，計(jì)算時(shí)要抵消向斜率表示 注意：、的大小之間沒(méi)有必然的聯(lián)系，0，不一定等于 0； t t 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E與線圈匝數(shù)n有關(guān)，但、的大小均與線圈匝數(shù)無(wú)關(guān) t 2法拉第電磁磁應(yīng)定律應(yīng)用的三種情況 (1)磁通量的變化是由面積變化引起時(shí)，BS，則En. BS t (2)磁通量的變化是由磁場(chǎng)變化引起時(shí)，BS，則En，S是磁場(chǎng)范圍內(nèi)的 BS t 有效面積 (3)磁通量的變化是由于面積和磁場(chǎng)變化共同引起的，則根據(jù)定義求，末 初，Enn B2S2B1S1 t

7、BS t 應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律En時(shí)應(yīng)注意 t (1)研究對(duì)象：En的研究對(duì)象是一個(gè)回路，而不是一段導(dǎo)體 t (2)物理意義：由En求的是 t時(shí)間內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，當(dāng) t0 時(shí)，則E t 為瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) (3)由En求得的電動(dòng)勢(shì)是整個(gè)回路的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，而不是回路中某段導(dǎo)體的電 t 動(dòng)勢(shì)，整個(gè)回路的電動(dòng)勢(shì)為零，其回路中某段導(dǎo)體的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不一定為零 例 1如圖，兩條相距l(xiāng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面(紙面)內(nèi)，其左端接一 阻值為R的電阻，一與導(dǎo)軌垂直的金屬棒置于兩導(dǎo)軌上，在電阻、導(dǎo)軌和金屬棒中間有一 面積為S的區(qū)域，區(qū)域中存在垂直于紙面向里的均勻磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B1隨時(shí)間t的 變化

8、關(guān)系為B1kt，式中k為常量；在金屬棒右側(cè)還有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，區(qū)域左邊界 MN(虛線)與導(dǎo)軌垂直，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0，方向也垂直于紙面向里某時(shí)刻，金 屬棒在一外加水平恒力的作用下從靜止開始向右運(yùn)動(dòng)，在t0時(shí)刻恰好以速度v0越過(guò)MN， 此后向右做勻速運(yùn)動(dòng)金屬棒與導(dǎo)軌始終相互垂直并接觸良好，它們的電阻均忽略不 計(jì)求： (1)在t0 到tt0時(shí)間間隔內(nèi)，流過(guò)電阻的電荷量的絕對(duì)值； (2)在時(shí)刻t(tt0)穿過(guò)回路的總磁通量和金屬棒所受外加水平恒力的大小 解析(1)在金屬棒越過(guò)MN之前，t時(shí)刻穿過(guò)回路的磁通量為ktS， 設(shè)在從t時(shí)刻到tt的時(shí)間間隔內(nèi)，回路磁通量的變化量為 ，流過(guò)電阻R的 電荷

9、量為 q 由法拉第電磁感應(yīng)定律有， t 由歐姆定律有i， R 由電流的定義有i， q t 聯(lián)立式得|q|t. kS R 由式得，在t0 到tt0的時(shí)間間隔內(nèi)，流過(guò)電阻R的電荷量q的絕對(duì)值為 |q|. kt0S R (2)當(dāng)tt0時(shí)，金屬棒已越過(guò)MN.由于金屬棒在MN右側(cè)做勻速運(yùn)動(dòng)，有fF， 式中，f是外加水平恒力，F(xiàn)是勻強(qiáng)磁場(chǎng)施加的安培力設(shè)此時(shí)回路中的電流為I，F(xiàn) 的大小為FB0lI， 此時(shí)金屬棒與MN之間的距離為sv0(tt0)， 勻強(qiáng)磁場(chǎng)穿過(guò)回路的磁通量為B0ls， 回路的總磁通量為t， 式中，仍如式所示由式得，在時(shí)刻t(tt0)穿過(guò)回路的總磁通量為 tB0lv0(tt0)kSt， 在t到

10、tt的時(shí)間間隔內(nèi)，總磁通量的改變 t為 t(B0lv0kS)t， 由法拉第電磁感應(yīng)定律得，回路感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為 t， t t 由歐姆定律有I， t R 聯(lián)立式得f(B0lv0kS) B0l R 答案(1)(2)B0lv0(tt0)kSt(B0lv0kS) kt0S R B0l R 二導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 1導(dǎo)體平動(dòng)切割磁感線 對(duì)于導(dǎo)體平動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算式EBlv，應(yīng)從以下幾個(gè)方面理解和 掌握 (1)正交性：該公式適用于勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且B、l、v三者兩兩垂直，若三者中任意二者平 行，則導(dǎo)體都不切割磁感線，E0 (2)平均性：導(dǎo)體平動(dòng)切割磁感線時(shí)，若v為平均速度，則E為平均感

11、應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，即 Bl Ev (3)瞬時(shí)性：若v為瞬時(shí)速度，則E為相應(yīng)的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) (4)有效性：公式中的l為有效切割長(zhǎng)度，即導(dǎo)體在與v垂直的方向上的投影長(zhǎng)度下 表為常見(jiàn)切割情景中的有效長(zhǎng)度. 情 景 圖示有效長(zhǎng)度說(shuō)明 情 景 1 有效長(zhǎng)度為lCDsin (容易出現(xiàn)有效長(zhǎng)度 lABsin 的錯(cuò)誤) 情 景 2 沿v1方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，有效長(zhǎng)度為lMN 沿v2方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，有效長(zhǎng)度為l0 情 景 3 沿v1方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，有效長(zhǎng)度為lR 2 沿v2方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，有效長(zhǎng)度為l0 沿v3方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，有效長(zhǎng)度為lR 情 景 4 導(dǎo)體棒水平運(yùn)動(dòng)切割磁感線的有效長(zhǎng)度為導(dǎo) 體棒與框架兩交點(diǎn)間的距離 情 景 5 線框ABC

12、水平向右運(yùn)動(dòng)進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中， 其切割磁感線的有效長(zhǎng)度為線框與磁場(chǎng)左邊界兩 交點(diǎn)間的距離 例 2(2017江蘇卷)如圖所示，兩條相距d的平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面內(nèi)，其 右端接一阻值為R的電阻質(zhì)量為m的金屬桿靜置在導(dǎo)軌上，其左側(cè)的矩形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域 MNPQ的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向下當(dāng)該磁場(chǎng)區(qū)域以速度v0勻速地向右掃過(guò)金屬 桿后，金屬桿的速度變?yōu)関.導(dǎo)軌和金屬桿的電阻不計(jì)，導(dǎo)軌光滑且足夠長(zhǎng)，桿在運(yùn)動(dòng)過(guò)程 中始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸求： (1)MN剛開始掃過(guò)金屬桿時(shí)，桿中感應(yīng)電流的大小I； (2)MN剛開始掃過(guò)金屬桿時(shí)，桿的加速度大小a； (3)PQ剛要離開金屬桿時(shí)，感應(yīng)電流

13、的功率P 解析(1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EBdv0， 感應(yīng)電流I ，解得I E R Bdv0 R (2)安培力FBId， 根據(jù)牛頓第二定律有Fma，解得a B2d2v0 mR (3)金屬桿切割磁感線的速度vv0v，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) EBd(v0v)，電功率P，解得P E2 R B2d 2 v0v 2 R 答案(1)(2)(3) Bdv0 R B2d2v0 mR B2d 2 v0v 2 R 公式EBlv與公式En的比較 t En t EBlv 導(dǎo) 體 一個(gè)回路一段導(dǎo)體 適 用 普遍使用導(dǎo)體切割磁感線 意 義 常常用于求平均電動(dòng)勢(shì) 既可求平均值也 可求瞬時(shí)值 聯(lián) 系 本質(zhì)上是統(tǒng)一的后者是前者的一種特殊情況但是，

14、當(dāng)導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn) 動(dòng)時(shí)，用EBlv求E比較方便；當(dāng)穿過(guò)電路的磁通量發(fā)生變化時(shí)，用En 求E比較方便 t 2導(dǎo)體轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線 當(dāng)導(dǎo)體在垂直于磁場(chǎng)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(shì)為 EBlBl2，如圖所示 v 1 2 (1)以中點(diǎn)為軸時(shí)，E0(相同兩段的代數(shù)和)； (2)以端點(diǎn)為軸時(shí)，EBl2(平均速度取中點(diǎn)位置時(shí)的線速度l)； 1 2 1 2 (3)以任意點(diǎn)為軸時(shí)，EB(ll)(不同兩段的代數(shù)和) 1 22 12 2 例 3半徑分別為r和 2r的同心圓形導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，一長(zhǎng)為r、質(zhì)量為m 且質(zhì)量分布均勻的直導(dǎo)體棒AB置于圓導(dǎo)軌上面BA的延長(zhǎng)線通過(guò)圓導(dǎo)軌中心O，裝

15、置的俯 視圖如圖所示整個(gè)裝置位于一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，方向豎直向下在 內(nèi)圓導(dǎo)軌的C點(diǎn)和外圓導(dǎo)軌的D點(diǎn)之間接有一阻值為R的電阻(圖中未畫出)直導(dǎo)體棒在 水平外力作用下以角速度繞O逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中始終與導(dǎo)軌保持良好接 觸設(shè)導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌的電阻均可忽略重力加速度 大小為g，求： (1)通過(guò)電阻R的感應(yīng)電流的方向和大??； (2)外力的功率 思維導(dǎo)引導(dǎo)體棒繞O點(diǎn)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，可先求出在 t時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體棒掃過(guò)的面積， 根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律求出導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)； 根據(jù)能量守恒定律，外力做的功等于導(dǎo)體棒克服摩擦力做功與電阻R上產(chǎn)生的熱量 之和，再由P求

16、出外力的功率 W t 解析(1)在 t時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)體棒掃過(guò)的面積為 St(2r)2r2， 1 2 根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，導(dǎo)體棒上感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為 E， BS t 根據(jù)右手定則，感應(yīng)電流的方向是從B端流向A端，因此，通過(guò)電阻R的感應(yīng)電流的 方向是從C端流向D端由歐姆定律可知，通過(guò)電阻R的感應(yīng)電流的大小I滿足I ， E R 聯(lián)立式得I. 3Br2 2R (2)在豎直方向有mg2FN0， 式中，由于質(zhì)量分布均勻，內(nèi)、外圓導(dǎo)軌對(duì)導(dǎo)體棒的正壓力大小相等，其值為FN.兩 導(dǎo)軌對(duì)運(yùn)行的導(dǎo)體棒的滑動(dòng)摩擦力均為 FfFN， 在 t時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)體棒在內(nèi)、外圓導(dǎo)軌上掃過(guò)的弧長(zhǎng)分別為 l1rt 和l22rt， 克服摩

17、擦力做的總功為 WfFf(l1l2) 在 t時(shí)間內(nèi)，消耗在電阻R上的功為WRI2Rt， 根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律知，外力在 t時(shí)間內(nèi)做的功為 WWfWR， 外力的功率為P， W t 由式得Pmgr 3 2 92B2r4 4R 答案(1)從C端流向D端(2)mgr 3Br2 2R 3 2 92B2r4 4R 三自感現(xiàn)象 1自感現(xiàn)象“阻礙”作用的理解 (1)流過(guò)線圈的電流增加時(shí)，線圈中產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)與電流方向相反，阻礙電流的增 加，使其緩慢地增加 (2)流過(guò)線圈的電流減小時(shí)，線圈中產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)與電流方向相同，阻礙電流的減 小，使其緩慢地減小 2自感現(xiàn)象的四個(gè)特點(diǎn) (1)自感電動(dòng)勢(shì)總是阻礙導(dǎo)體中

18、原電流的變化 (2)通過(guò)線圈中的電流不能發(fā)生突變，只能緩慢變化 (3)電流穩(wěn)定時(shí)，自感線圈就相當(dāng)于普通導(dǎo)體 (4)線圈的自感系數(shù)越大，自感現(xiàn)象越明顯，自感電動(dòng)勢(shì)只是延緩了過(guò)程的進(jìn)行，但它 不能使過(guò)程停止，更不能使過(guò)程反向 3自感現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化 通電自感中，電能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能；斷電自感中，磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電能 分析自感現(xiàn)象的兩點(diǎn)注意 (1)通過(guò)自感線圈中的電流不能發(fā)生突變，即通電過(guò)程中，電流是逐漸變大，斷電過(guò)程 中，電流是逐漸變小，此時(shí)線圈可等效為“電源” ，該“電源”與其他電路元件形成回路 (2)斷電自感現(xiàn)象中燈泡是否“閃亮”問(wèn)題的判斷，在于對(duì)電流大小的分析，若斷電后 通過(guò)燈泡的電流比原來(lái)強(qiáng)，則燈

19、泡先閃亮后再慢慢熄滅 例 4如圖所示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，線圈L的電阻不計(jì)，電阻R 的阻值大于燈泡 D 的阻值在t0 時(shí)刻閉合開關(guān) S，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，在tt1時(shí)刻斷開 S.在如圖所示A、B兩點(diǎn)間電壓UAB隨時(shí)間t變化的圖象中，正確的是(B B) 解析由于自感現(xiàn)象，t0 時(shí)刻UAB較大，隨著時(shí)間的推移UAB減??；斷開 S，L中的 電流方向不變，大小減小，經(jīng)過(guò)L、R、D 形成回路，故UAB符號(hào)(正負(fù))改變，大小逐漸減 小至 0.故選項(xiàng) B 正確 1穿過(guò)某線圈的磁通量隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖所示，在線圈內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值 的時(shí)間是(C C) A02 s B24 s C46 s D6

20、10 s 解析t圖象中，圖象斜率越大，越大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就越大 t 2如圖所示，平行金屬導(dǎo)軌的間距為d，一端跨接一阻值為R的電阻，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁 感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直于導(dǎo)軌所在平面向里，一根長(zhǎng)直金屬棒與導(dǎo)軌成 60角放置，且 接觸良好，則當(dāng)金屬棒以垂直于棒的恒定速度v沿金屬導(dǎo)軌滑行時(shí)，其他電阻不計(jì)，電阻 R中的電流為(A A) A B Bdv Rsin 60 Bdv R C D Bdvsin 60 R Bdvcos 60 R 解析因磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向、棒的運(yùn)動(dòng)方向及棒本身三者相互垂直，故EBLv，其 中L，結(jié)合閉合電路的歐姆定律可知選項(xiàng) A 正確 d sin 60 3(2017湖北武漢模擬)如圖

21、所示，A、B、C是 3 個(gè)完全相同的燈泡，L是一個(gè)自感 系數(shù)較大的線圈(直流電阻可忽略不計(jì))則(A A) AS 閉合時(shí)，A燈立即亮，然后逐漸熄滅 BS 閉合時(shí)，B燈立即亮，然后逐漸熄滅 C電路接通穩(wěn)定后，三個(gè)燈亮度相同 D電路接通穩(wěn)定后，S 斷開時(shí)，C燈立即熄滅 解析因線圈L的自感系數(shù)較大且直流電阻可忽略不計(jì)，S 閉合時(shí)，A 燈立即亮，然后 逐漸熄滅，選項(xiàng) A 正確S 閉合時(shí)，B 燈先不太亮，然后變亮，選項(xiàng) B 錯(cuò)誤電路接通穩(wěn)定 后，B、C 燈亮度相同，A 燈不亮，選項(xiàng) C 錯(cuò)誤電路接通穩(wěn)定后，S 斷開時(shí)，C 燈逐漸熄滅， 選項(xiàng) D 錯(cuò)誤 4如圖，直角三角形金屬框abc放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)

22、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)，a、b、c三點(diǎn)的電勢(shì)分別為 a、b、c.已知bc邊的長(zhǎng)度為l.下列判斷正確的是(C C) Aac，金屬框中無(wú)電流 Bbc，金屬框中電流方向沿abca CUbcBl2，金屬框中無(wú)電流 1 2 DUbcBl2，金屬框中電流方向沿acba 1 2 解析金屬框abc平面與磁場(chǎng)平行轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中磁通量始終為零，所以無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn) 生，選項(xiàng) B、D 錯(cuò)誤轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中bc邊和ac邊均切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，由右手定 則判斷ac，bc，選項(xiàng) A 錯(cuò)誤由轉(zhuǎn)動(dòng)切割產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的公式得 UbcBl2，選項(xiàng) C 正確 1 2 5如圖甲所示，一個(gè)電

23、阻值為R，匝數(shù)為n的圓形金屬線圈與阻值為 2R的電阻R1連 接成閉合回路線圈的半徑為r1，在線圈中半徑為r2的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直于線圈平面向 里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖線如圖乙所示圖線與橫、縱軸的截 距分別為t0和B0，導(dǎo)線的電阻不計(jì)求 0 至t1時(shí)間內(nèi)： (1)通過(guò)電阻R1的電流大小和方向； (2)通過(guò)電阻R1的電荷量q和熱量Q 解析(1)由圖象分析可知，0 至t1時(shí)間內(nèi)有， B t B0 t0 由法拉第電磁感應(yīng)定律有EnnS， t B t 而Sr，由閉合電路歐姆定律有I1 2 2 E R1R 聯(lián)立以上各式解得通過(guò)電阻R1上的電流大小為I1， nB0r2 2 3Rt0 由

24、楞次定律可得通過(guò)電阻R1上的電流方向?yàn)閺腷到a (2)通過(guò)電阻R1上的電荷量 qI1t1， nB0r2 2t1 3Rt0 電阻R1上產(chǎn)生的熱量 QI R1t1 2 1 2n2B2 02r4 2t1 9Rt2 0 答案(1)，方向從b到a(2) nB0r2 2 3Rt0 nB0r2 2t1 3Rt0 2n2B2 02r4 2t1 9Rt2 0 例 1(2017貴州貴陽(yáng)檢測(cè)6 分)半徑為r、電阻為R的n匝圓形線圈在邊長(zhǎng)為l的 正方形區(qū)域abcd外，勻強(qiáng)磁場(chǎng)充滿并垂直穿過(guò)該正方形區(qū)域，如圖甲所示當(dāng)磁場(chǎng)隨時(shí)間 的變化規(guī)律如圖乙所示時(shí)，穿過(guò)圓形線圈磁通量的變化率為_，t0時(shí)刻線圈產(chǎn)生的 感應(yīng)電流為_ 答

25、題送檢來(lái)自閱卷名師報(bào)告 錯(cuò) 誤 致錯(cuò)原因 扣 分 (1 ) 認(rèn)為磁通量的變化率與線圈的匝數(shù)有關(guān)，所以得出nSn t B t l2. B0 t0 (2 ) 將線圈的面積代入上式得出nSn. t B t B0r2 t0 3 (3 ) t0時(shí)刻磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流均為零 3 解析磁通量的變化率為Sl2，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得線圈中的 t B t B0 t0 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Ennl2，再根據(jù)閉合電路歐姆定律得感應(yīng)電流I n t B0 t0 E R B0l2 t0R 答案l2n B0 t0 B0l2 t0R 1(多選)如圖，一均勻金屬圓盤繞通過(guò)其圓心且與盤面垂直的軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)現(xiàn)施加 一

26、垂直穿過(guò)圓盤的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，圓盤開始減速在圓盤減速過(guò)程中，以下說(shuō)法正確的是( ABDABD) A處于磁場(chǎng)中的圓盤部分，靠近圓心處電勢(shì)高 B所加磁場(chǎng)越強(qiáng)越易使圓盤停止轉(zhuǎn)動(dòng) C若所加磁場(chǎng)反向，圓盤將加速轉(zhuǎn)動(dòng) D若所加磁場(chǎng)穿過(guò)整個(gè)圓盤，圓盤將勻速轉(zhuǎn)動(dòng) 解析把圓盤看成沿半徑方向緊密排列的“輻條” ，由右手定則知，圓心處電勢(shì)高，選 項(xiàng) A 正確；所加磁場(chǎng)越強(qiáng)，感應(yīng)電流越強(qiáng)，安培力越大，對(duì)圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的阻礙越大，選項(xiàng) B 正確；如果磁場(chǎng)反向，由楞次定律可知，仍阻礙圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)，選項(xiàng) C 錯(cuò)誤；若將整個(gè)圓盤置 于磁場(chǎng)中，則圓盤中無(wú)感應(yīng)電流，圓盤將勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，選項(xiàng) D 正確 2. 如圖所示，上下開口、內(nèi)壁光滑的銅管P和

27、塑料管Q豎直放置，小磁塊先后在兩管 中從相同高度處由靜止釋放，并落至底部，則小磁塊(C C) A在P和Q中都做自由落體運(yùn)動(dòng) B在兩個(gè)下落過(guò)程中的機(jī)械能都守恒 C在P中的下落時(shí)間比在Q中的長(zhǎng) D落至底部時(shí)在P中的速度比在Q中的大 解析小磁塊在銅管中下落時(shí)，由于電磁阻尼作用，不做自由落體運(yùn)動(dòng)，而在塑料管 中不受阻力作用而做自由落體運(yùn)動(dòng)，因此在P中下落得慢，用時(shí)長(zhǎng)，到達(dá)底端速度小，選 項(xiàng) C 正確，A、B、D 錯(cuò)誤 3(2018廣西南寧質(zhì)檢)(多選)半徑為a、右端開小口的導(dǎo)體圓環(huán)和長(zhǎng)為 2a的導(dǎo)體 直桿，單位長(zhǎng)度電阻均為R0.圓環(huán)水平固定放置，整個(gè)內(nèi)部區(qū)域分布著垂直紙面向里的勻 強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為

28、B.直桿在圓環(huán)上以速度v平行于直徑CD向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，直 桿始終有兩點(diǎn)與圓環(huán)良好接觸，從圓環(huán)中心O開始，直桿的位置由確定，如圖所示則 (ACDACD) A0 時(shí)，直桿產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為 2Bav B時(shí)，直桿產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為Bav 33 C0 時(shí)，直桿受的安培力大小為 4B2av 2R0 D時(shí)，直桿受的安培力大小為 3 3B2av 53R0 解析當(dāng)0 時(shí)，直桿切割磁感線的有效長(zhǎng)度l12a，所以直桿產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì) E1Bl1v2Bav，選項(xiàng) A 正確；此時(shí)直桿上的電流I1，直桿受到 E1 a2aR0 2Bv 2R0 的安培力大小F1BI1l1，選項(xiàng) C 正確；當(dāng)時(shí)，直桿切割磁感線的有效 4B2av 2

29、R0 3 長(zhǎng)度l22acosa，直桿產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)E2Bl2vBav，選項(xiàng) B 錯(cuò)誤；此時(shí)直桿上的電流 3 I2，直桿受到的安培力大小F2BI2l2，選項(xiàng) E2 (2a 2a 6 a)R0 3Bv 53R0 3B2av 53R0 D 正確 4(2018湖北黃岡模擬)如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向豎直向上，大小為 B0，用電阻率為、橫截面積為S的導(dǎo)線做成的邊長(zhǎng)為l的正方形線框abcd水平放置， OO為過(guò)ad、bc兩邊中點(diǎn)的直線，線框全部都位于磁場(chǎng)中現(xiàn)把線框右半部分固定不動(dòng)， 而把線框左半部分以O(shè)O為軸向上轉(zhuǎn)動(dòng) 60，如圖中虛線所示 (1)求轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中通過(guò)導(dǎo)線橫截面的電荷量； (2)若轉(zhuǎn)動(dòng)后磁感

30、應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間按BB0kt變化(k為常量)，求出磁場(chǎng)對(duì)線框ab邊 的作用力大小隨時(shí)間變化的關(guān)系式 解析(1)線框在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的平均電動(dòng)勢(shì) B0 E t S t 由歐姆定律得線框的平均電流 I E R 由電阻定律得R 4l S 轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中通過(guò)導(dǎo)線橫截面的電荷量q t， I B0S 4l S 其中 Scos60 l2 2 l2 2 l2 4 以上各式聯(lián)立得q B0lS 16 (2)轉(zhuǎn)動(dòng)后，磁感應(yīng)強(qiáng)度按BB0kt變化，在線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小ES有效 ，其中k，S有效cos 60.代入得E B t B t l2 2 l2 2 3l2k 4 由歐姆定律得I ，ab邊受安培力FBIl， E R 以

31、上各式聯(lián)立得F(B0kt) 3kl2S 16 答案(1)(2)F(B0kt) B0lS 16 3kl2S 16 1(2017全國(guó)卷)(多選)兩條平行虛線間存在一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與紙面 垂直邊長(zhǎng)為 0.1 m、總電阻為 0.005 的正方形導(dǎo)線框abcd位于紙面內(nèi)，cd邊與磁場(chǎng) 邊界平行，如圖甲所示已知導(dǎo)線框一直向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，cd邊于t0 時(shí)刻進(jìn)入磁 場(chǎng)線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的圖線如圖乙所示(感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針時(shí)，感應(yīng)電 動(dòng)勢(shì)取正)下列說(shuō)法正確的是(BCBC) A磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為 0.5 T B導(dǎo)線框運(yùn)動(dòng)速度的大小為 0.5 m/s C磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直于紙面向外 D在

32、t0.4 s 至t0.6 s 這段時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)線框所受的安培力大小為 0.1 N 解析由題圖乙可知，導(dǎo)線框運(yùn)動(dòng)的速度大小v m/s0.5 m/s，選項(xiàng) B 正確； L t 0.1 0.2 導(dǎo)線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中，cd邊切割磁感線，由EBLv，得BT0.2 E Lv 0.01 0.1 0.5 T，選項(xiàng) A 錯(cuò)誤；由圖可知，導(dǎo)線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中，感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?，?據(jù)楞次定律可知，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向外，選項(xiàng) C 正確；在 0.40.6 s 這段時(shí)間內(nèi)， 導(dǎo)線框正在出磁場(chǎng)，回路中的電流大小I A2 A，則導(dǎo)線框受到的安培力 E R 0.01 0.005 FBIL0.220.1 N0

33、.04 N，選項(xiàng) D 錯(cuò)誤 2(2017天津卷)如圖所示，兩根平行金屬導(dǎo)軌置于水平面內(nèi)，導(dǎo)軌之間接有電阻R.金 屬棒ab與兩導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，整個(gè)裝置放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平 面向下現(xiàn)使磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻減小，ab始終保持靜止，下列說(shuō)法正確的是(D D) Aab中的感應(yīng)電流方向由b到a Bab中的感應(yīng)電流逐漸減小 Cab所受的安培力保持不變 Dab所受的靜摩擦力逐漸減小 解析根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)向下，再根據(jù)安培定則，可判斷ab中感應(yīng) 電流方向從a到b，選項(xiàng) A 錯(cuò)誤；磁場(chǎng)變化是均勻的，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，感應(yīng)電 動(dòng)勢(shì)恒定不變，感應(yīng)電流I恒定不變，選項(xiàng) B 錯(cuò)

34、誤；安培力FBIL，由于I、L不變，B減 小，所以ab所受的安培力逐漸減小，根據(jù)力的平衡條件，靜摩擦力逐漸減小，選項(xiàng) C 錯(cuò)誤， D 正確 3(多選)電吉他中電拾音器的基本結(jié)構(gòu)如圖所示，磁體附近的金屬弦被磁化，因此弦 振動(dòng)時(shí)，在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流經(jīng)電路放大后傳送到音箱發(fā)出聲音下列說(shuō)法正確 的有(BCDBCD) A選用銅質(zhì)弦，電吉他仍能正常工作 B取走磁體，電吉他將不能正常工作 C增加線圈匝數(shù)可以增大線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) D弦振動(dòng)過(guò)程中，線圈中的電流方向不斷變化 解析由于銅質(zhì)弦不能被磁化，因此振動(dòng)時(shí)不能產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，線圈中不能產(chǎn)生感 應(yīng)電流，因此電吉他不能正常工作，選項(xiàng) A 錯(cuò)誤；取走磁體

35、，沒(méi)有磁場(chǎng)，金屬弦不能被磁 化，振動(dòng)時(shí)不能產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，線圈中不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，電吉他不能正常工作，選項(xiàng) B 正確；增加線圈的匝數(shù)，由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)會(huì)增大，選 項(xiàng) C 正確；弦振動(dòng)過(guò)程中，線圈中的磁場(chǎng)方向不變，但磁通量一會(huì)兒增大，一會(huì)兒減小， 產(chǎn)生的電流方向不斷變化，選項(xiàng) D 正確 4(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(chǎng)B中圓盤旋轉(zhuǎn)時(shí)， 關(guān)于流過(guò)電阻R的電流，下列說(shuō)法正確的是(ABAB) 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

36、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若圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度變?yōu)樵瓉?lái)的 2 倍，則電流在R上的熱功率也變?yōu)樵瓉?lái)的 2 倍 解析設(shè)圓盤的半徑為r，圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為，則圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為 EBr 2，可知，轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度恒定，電動(dòng)勢(shì)恒定，電流恒定，選項(xiàng) A 正確；根據(jù)右手 1 2 定則可知，從上向下看，圓盤順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，圓盤中電流由邊緣指向圓心，即電流沿a到b 的方向流動(dòng)，選項(xiàng) B 正確；圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)方向不變，產(chǎn)生的電流方向不變，選項(xiàng) C 錯(cuò)誤；若圓 盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度變?yōu)樵瓉?lái)的 2 倍，則電動(dòng)勢(shì)變?yōu)樵瓉?lái)的 2 倍，電流變?yōu)樵瓉?lái)的 2 倍，由 PI2R可知

37、，電阻R上的熱功率變?yōu)樵瓉?lái)的 4 倍，選項(xiàng) D 錯(cuò)誤 5如圖為無(wú)線充電技術(shù)中使用的導(dǎo)電線圈示意圖，線圈匝數(shù)為n，面積為S.若在t1 到t2時(shí)間內(nèi)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)平行于線圈軸線向右穿過(guò)線圈，其磁感應(yīng)強(qiáng)度大小由B1均勻增加到 B2，則該段時(shí)間線圈兩端a和b之間的電勢(shì)差ab(C C) A恒為B從 0 均勻變化到 nSB2B 1 t2t1 nSB2B 1 t2t1 C恒為D從 0 均勻變化到 nSB2B 1 t2t1 nSB2B 1 t2t1 解析根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Enn，由楞次定律 t B2B 1 S t2t1 和右手螺旋定則可判斷b點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn)電勢(shì)，因磁場(chǎng)均勻變化，所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定

38、， 因此a、b兩點(diǎn)電勢(shì)差恒為abn，選項(xiàng) C 正確 B2B 1 S t2t1 6(多選)如圖所示，在線圈上端放置一盛有冷水的金屬杯，現(xiàn)接通交流電源，過(guò)了幾 分鐘，杯內(nèi)的水沸騰起來(lái)若要縮短上述加熱時(shí)間，下列措施可行的有(ABAB) A增加線圈的匝數(shù)B提高交流電源的頻率 C將金屬杯換為瓷杯：D取走線圈中的鐵芯 解析當(dāng)電磁鐵接通交流電源時(shí)，金屬杯處在變化的磁場(chǎng)中產(chǎn)生渦電流發(fā)熱，使水溫 升高要縮短加熱時(shí)間，需增大渦電流，即增大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或減小電阻增加線圈匝數(shù)、 提高交變電流的頻率都是為了增大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，瓷杯不能產(chǎn)生渦電流，取走鐵芯會(huì)導(dǎo)致磁 性減弱所以選項(xiàng) A、B 正確，C、D 錯(cuò)誤 7(多選)如圖，一

39、端接有定值電阻的平行金屬軌道固定在水平面內(nèi)，通有恒定電流的 長(zhǎng)直絕緣導(dǎo)線垂直并緊靠軌道固定，導(dǎo)體棒與軌道垂直且接觸良好在向右勻速通過(guò)M、N 兩區(qū)的過(guò)程中，導(dǎo)體棒所受安培力分別用FM、FN表示不計(jì)軌道電阻以下敘述正確的是 (BCDBCD) AFM向右 BFN向左 CFM逐漸增大 DFN逐漸減小 解析電磁感應(yīng)中，感應(yīng)電流所受安培力總是阻礙導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)，且安培力既垂直于 導(dǎo)體棒又垂直于磁場(chǎng)，故FM、FN方向均向左，選項(xiàng) A 錯(cuò)誤，B 正確；導(dǎo)體棒在M區(qū)運(yùn)動(dòng)時(shí)， 離通電直導(dǎo)線距離逐漸變小，磁場(chǎng)逐漸增強(qiáng)，感應(yīng)電流及安培力均變大；同理，在N區(qū)運(yùn) 動(dòng)時(shí)，遠(yuǎn)離通電直導(dǎo)線，磁場(chǎng)減弱，感應(yīng)電流及安培力均變小故選項(xiàng)

40、 C、D 正確 8如圖，水平面(紙面)內(nèi)間距為l的平行金屬導(dǎo)軌間接一電阻，質(zhì)量為m、長(zhǎng)度為l 的金屬桿置于導(dǎo)軌上t0 時(shí)，金屬桿在水平向右、大小為F的恒定拉力作用下由靜止開 始運(yùn)動(dòng)t0時(shí)刻，金屬桿進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域， 且在磁場(chǎng)中恰好能保持勻速運(yùn)動(dòng)桿與導(dǎo)軌的電阻均忽略不計(jì)，兩者始終保持垂直且接觸 良好，兩者之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為.重力加速度大小為g.求： (1)金屬桿在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的大小； (2)電阻的阻值 解析(1)設(shè)金屬桿進(jìn)入磁場(chǎng)前的加速度大小為a，由牛頓第二定律得 maFmg， 設(shè)金屬桿到達(dá)磁場(chǎng)左邊界時(shí)的速度為v，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有 vat0， 當(dāng)

41、金屬桿以速度v在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，由法拉第電磁感應(yīng)定律，桿中的電動(dòng)勢(shì)為 EBlv， 聯(lián)立式可得EBlt0( g) F m (2)設(shè)金屬桿在磁場(chǎng)區(qū)域中勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，金屬桿中的電流為I，根據(jù)歐姆定律I ， E R 式中R為電阻的阻值，金屬桿所受的安培力為F安BlI， 因金屬桿做勻速運(yùn)動(dòng)，由牛頓運(yùn)動(dòng)定律得FmgF安0， 聯(lián)立式得R B2l2t0 m 答案(1)Blt0( mg)(2) F m B2l2t0 m 課時(shí)達(dá)標(biāo)課時(shí)達(dá)標(biāo)第第 2828 講講 (見(jiàn)課時(shí)達(dá)標(biāo) P55) 解密考綱考查公式En和EBlv的應(yīng)用；會(huì)判斷電動(dòng)勢(shì)的方向；理解自感現(xiàn) t 象、渦流等概念，能分析通電自感和斷電自感 1(多選)如圖所示，

42、不計(jì)電阻的光滑U形金屬框水平放置，光滑、豎直玻璃擋板 H、P固定在框上，H、P的間距很小質(zhì)量為 0.2 kg 的細(xì)金屬桿CD恰好無(wú)擠壓地放在兩擋 板之間，與金屬框接觸良好并圍成邊長(zhǎng)為 1 m 的正方形，其有效電阻為 0.1 .此時(shí)在整 個(gè)空間加方向與水平面成 30角且與金屬桿垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律 是B(0.40.2t)T，圖示磁場(chǎng)方向?yàn)檎较颍?、擋板和桿不計(jì)形變則(ACAC) At1 s 時(shí)，金屬桿中感應(yīng)電流方向從C到D Bt3 s 時(shí)，金屬桿中感應(yīng)電流方向從D到C Ct1 s 時(shí)，金屬桿對(duì)擋板P的壓力大小為 0.1 N Dt3 s 時(shí)，金屬桿對(duì)擋板H的壓力大小為 0.2

43、 N 解析由楞次定律可知，t1 s、t3 s 時(shí)，金屬桿中感應(yīng)電流方向均從C到D，選 項(xiàng) A 正確，選項(xiàng) B 錯(cuò)誤；由法拉第電磁感應(yīng)定律，得感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)ESsin 30 B t 0.1 V，感應(yīng)電流I 1 A，t1 s 時(shí)，金屬桿受力如圖甲所示，由平衡條件，得 E R FPFAsin 30BILsin 30(0.40.21) TILsin 300.1 N，選項(xiàng) C 正確； t3 s 時(shí)，金屬桿受力如圖乙所示，由平衡條件，得FHFAsin 30B3ILsin 30，而 B30.4 T0.23 T0.2 T，方向向左上方，代入解得FH0.1 N，選項(xiàng) D 錯(cuò)誤 2(多選)如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直

44、于電路所在平面向里，導(dǎo)體棒ab與電路接 觸良好當(dāng)導(dǎo)體棒ab在外力F作用下從左向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，若不計(jì)摩擦和導(dǎo)線的 電阻，整個(gè)過(guò)程中，燈泡L未被燒毀，電容器C未被擊穿，則該過(guò)程中(ABAB) A感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)將變大 B燈泡L的亮度變大 C電容器C的上極板帶負(fù)電 D電容器兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度將減小 解析當(dāng)導(dǎo)體棒ab在外力F作用下從左向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，由右手定則知，導(dǎo) 體棒a端的電勢(shì)高，電容器C的上極板帶正電；由公式EBlv知，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)將變大，導(dǎo) 體棒兩端的電壓變大，燈泡L的亮度變大，由于場(chǎng)強(qiáng)E ，電容器兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度將 U d 變大綜上可知，選項(xiàng) A、B 正確，C、D 錯(cuò)誤 3矩形導(dǎo)線

45、框abcd固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖甲所示，磁感線的方向與導(dǎo)線框所在平 面垂直，規(guī)定磁場(chǎng)的正方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖乙所示， 則(A A) A從 0 到t1時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)線框中電流的方向?yàn)閍dcba B從 0 到t1時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)線框中電流越來(lái)越小 C從t1到t2時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)線框中電流越來(lái)越大 D從t1到t2時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)線框bc邊受到的安培力大小保持不變 解析從 0 到t1時(shí)間內(nèi)，垂直紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度減小，磁通量減小，根據(jù)楞次定 律可判斷，產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻碾娏鳎蔬x項(xiàng) A 正確；由ES，I ，且磁感應(yīng) t B t E R 強(qiáng)度均勻減小，為一恒定值，則線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小不變

46、，故選項(xiàng) B、C 錯(cuò)誤； B t 磁感應(yīng)強(qiáng)度B均勻變化，由FBILbc知，bc邊受到的安培力是變化的，故選項(xiàng) D 錯(cuò)誤 4(多選)如圖所示在方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域中有一個(gè) 由均勻?qū)Ь€制成的單匝矩形線框abcd.線框以恒定的速度v沿垂直磁場(chǎng)方向向右運(yùn)動(dòng)，運(yùn) 動(dòng)中線框dc邊始終與磁場(chǎng)右邊界平行，線框邊長(zhǎng)adl，cd2l.線框?qū)Ь€的總電阻為R. 則在線框離開磁場(chǎng)的過(guò)程中下列說(shuō)法中正確的是 (ABDABD) A流過(guò)線框截面的電量為 2Bl2 R B線框中的電流在ad邊產(chǎn)生的熱量 2l3B2v 3R C線框所受安培力的合力為 2B2l2v R Dad間的電壓為 Blv 3 解析線

47、框離開磁場(chǎng)的過(guò)程中，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E2Blv，由電路知識(shí)可知ad間的電壓為 Uad ，線框所受安培力的合力為FBI(2l)，產(chǎn)生的總熱量 E 6 Blv 3 4B2l2v R QI2Rt，t ，Qad ，所以Qad，通過(guò)的電量q.綜上可知，選項(xiàng) l v Q 6 2l3B2v 3R R 2Bl2 R A、B、D 正確，C 錯(cuò)誤 5一直升飛機(jī)停在南半球的地磁極上空，該處地磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度在豎直方向的分量 為B，螺旋槳葉片的長(zhǎng)度為l，螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率為f，順著地磁場(chǎng)的方向看，螺旋槳按順 時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)螺旋槳葉片的近軸端為a，遠(yuǎn)軸端為b，如圖所示如果忽略a到轉(zhuǎn)軸中心 線的距離，用E表示每個(gè)葉片中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

48、，則(A A) AEfl2B，且a點(diǎn)電勢(shì)低于b點(diǎn)電勢(shì) BE2fl2B，且a點(diǎn)電勢(shì)低于b點(diǎn)電勢(shì) CEfl2B，且a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì) DE2fl2B，且a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì) 解析螺旋槳的葉片圍繞著O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為EBl(l) 1 2 B(2f)l2fl2B，由右手定則判斷出b點(diǎn)電勢(shì)比a點(diǎn)電勢(shì)高所以選項(xiàng) A 正確 1 2 6如圖所示的電路中，L為自感線圈，其直流電阻與電阻R相等，C為電容器，電源 內(nèi)阻不可忽略當(dāng)開關(guān) S 由閉合變?yōu)閿嚅_瞬間，下列說(shuō)法正確的是(B B) A通過(guò)燈A的電流由c到dBA燈突然閃亮一下再熄滅 CB燈無(wú)電流通過(guò)，不可能變亮D電容器立即放電 解析S 斷開瞬間，線圈L與A燈、電阻R形成閉合回路，通過(guò)燈A的電流由d到c， 故選項(xiàng) A 錯(cuò)由于自感提供給A燈的電流開始時(shí)大于電源原來(lái)提供的電流，故A燈閃亮一 下再熄滅，選項(xiàng) B 正確S 斷開瞬間，電源的路端電壓增大，將對(duì)電容器充電，充電電流 通過(guò)B燈，可能會(huì)使B燈閃亮一下再熄滅，故選項(xiàng) C、D 均錯(cuò) 7(多選)用一根橫截面積為S、電阻率為的硬質(zhì)導(dǎo)線做成一個(gè)半徑為r的圓環(huán)， ab為圓環(huán)的一條直徑，如圖所示，在ab的左側(cè)存在一個(gè)均勻變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)垂直 圓環(huán)所在平面，方向如圖，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間的變化率 k(k0)，則(BDBD) B t A圓環(huán)中產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流 B圓環(huán)具有擴(kuò)張的