2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第11章 電磁感應(yīng) 第52講 法拉第電磁感應(yīng)定律 自感學(xué)案（含解析）.doc

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第52講法拉第電磁感應(yīng)定律自感考點(diǎn)一法拉第電磁感應(yīng)定律1感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(1)概念：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)。(2)產(chǎn)生：只要穿過(guò)回路的磁通量發(fā)生變化，就能產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，與電路是否閉合無(wú)關(guān)。(3)方向：產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的電路(導(dǎo)體或線(xiàn)圈)相當(dāng)于電源，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(shì)的大小，跟穿過(guò)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(xiàn)圈匝數(shù)。3說(shuō)明(1)在滿(mǎn)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(xiàn)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(shuō)法正確的是什么？A穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量越大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大。B穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量為0，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定為0。C穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量的變化越大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大。D穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量變化越快，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大。變式子題關(guān)于法拉第電磁感應(yīng)定律，下列說(shuō)法正確的是()A線(xiàn)圈中的磁通量變化越大，線(xiàn)圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就越大B線(xiàn)圈中的磁通量變化越快，線(xiàn)圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就越大C線(xiàn)圈中的磁通量越大，線(xiàn)圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就越大D線(xiàn)圈放在磁場(chǎng)越強(qiáng)的地方，線(xiàn)圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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(shì)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(shì)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(chǎng)中可能沒(méi)有磁通量的變化，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)可能為零，D錯(cuò)誤。2. (2018榆林模擬)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(chǎng)，如圖所示，向外的磁場(chǎng)分布在一半徑為a的圓形區(qū)域內(nèi)，向內(nèi)的磁場(chǎng)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(xiàn)圈，線(xiàn)圈平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直，線(xiàn)圈與半徑為a的圓形區(qū)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(guò)程中該線(xiàn)圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為()A. B.C. D.答案D解析線(xiàn)圈內(nèi)存在兩個(gè)方向相反的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，穿過(guò)線(xiàn)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(xiàn)圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為E，故選D。3半徑為r的帶缺口剛性金屬圓環(huán)在紙面上固定放置，并處在變化的磁場(chǎng)中，在圓環(huán)的缺口兩端引出兩根導(dǎo)線(xiàn)，分別與兩塊固定放置的平行金屬板連接，兩板間距為d，如圖甲所示。磁場(chǎng)的方向垂直于紙面，規(guī)定垂直紙面向里為正，變化規(guī)律如圖乙所示。則以下說(shuō)法正確的是()A第2 s內(nèi)上極板為正極B第3 s內(nèi)上極板為負(fù)極C第2 s末兩極板之間的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為零D第4 s末兩極板之間的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為答案A解析第2 s內(nèi)情況：由楞次定律可知，金屬板上極板帶正電，金屬板下極板帶負(fù)電，故A正確；第3 s內(nèi)情況：由楞次定律可知，金屬板上極板帶正電，金屬板下極板帶負(fù)電，故B錯(cuò)誤；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，第2 s末感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不為零，則兩極板之間的電場(chǎng)強(qiáng)度大小不為零，故C錯(cuò)誤；由題意可知，第4 s末兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度大小E，故D錯(cuò)誤?？键c(diǎn)二導(dǎo)體切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算1EBlv的三個(gè)特性(1)正交性：本公式要求磁場(chǎng)為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，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(xiàn)的有效長(zhǎng)度。如圖中，導(dǎo)體棒的有效長(zhǎng)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(chǎng)的速度，若磁場(chǎng)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(xiàn)當(dāng)導(dǎo)體棒在垂直于磁場(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。3.公式En與EBlv的比較如圖所示，一金屬?gòu)潡U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(chǎng)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(shì)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(xiàn)的有效長(zhǎng)度，也就是與磁感應(yīng)強(qiáng)度B和速度v垂直的長(zhǎng)度，因此該金屬?gòu)潡U的有效切割長(zhǎng)度為L(zhǎng)sin，故感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為BLvsin，故B正確。答案B方法感悟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(xiàn)，不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，bc切割磁感線(xiàn)但不符合兩兩垂直，要先進(jìn)行轉(zhuǎn)化再求解。1金屬線(xiàn)圈ABC構(gòu)成一個(gè)等腰直角三角形，腰長(zhǎng)為a，繞垂直于紙面通過(guò)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(chǎng)，則B、A間的電勢(shì)差UBA，B、C間的電勢(shì)差UBC分別為多少？答案Ba2Ba2解析AC、BC、AB均繞垂直于紙面通過(guò)A的軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，ABC中磁通量不變，所以線(xiàn)圈中沒(méi)有電流。但當(dāng)單獨(dú)考慮每條邊時(shí)，三邊均切割磁感線(xiàn)，均有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生，且B點(diǎn)電勢(shì)大于C點(diǎn)電勢(shì)和A點(diǎn)電勢(shì)。則有UBAEBABLBLBa2，UCAECABLBa2，UBCUBAUCABa2Ba2Ba2。2如圖所示，均勻磁場(chǎng)中有一由半圓弧及其直徑構(gòu)成的導(dǎo)線(xiàn)框，半圓直徑與磁場(chǎng)邊緣重合；磁場(chǎng)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(xiàn)框從靜止開(kāi)始繞過(guò)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(xiàn)框中產(chǎn)生感應(yīng)電流。現(xiàn)使線(xiàn)框保持圖中所示位置，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間線(xiàn)性變化。為了產(chǎn)生與線(xiàn)框轉(zhuǎn)動(dòng)半周過(guò)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. B. C. D.答案C解析設(shè)圓的半徑為r，當(dāng)其繞過(guò)圓心O的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，圓弧部分不切割磁感線(xiàn)，不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，而在轉(zhuǎn)過(guò)半周的過(guò)程中直徑只有一半在磁場(chǎng)中切割磁感線(xiàn)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EB0rB0rB0r2；當(dāng)線(xiàn)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。考點(diǎn)三自感1定義：一個(gè)線(xiàn)圈中的電流變化時(shí)，它所產(chǎn)生的變化的磁場(chǎng)在它本身激發(fā)出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為自感。產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫做自感電動(dòng)勢(shì)。2通電自感和斷電自感3規(guī)律(1)自感電動(dòng)勢(shì)總要阻礙引起自感的原電流的變化，符合楞次定律。(2)通過(guò)線(xiàn)圈的電流不能發(fā)生突變，只能緩慢變化。(3)當(dāng)線(xiàn)圈中電流變化時(shí)，線(xiàn)圈相當(dāng)于電源；當(dāng)線(xiàn)圈中電流不變時(shí)，線(xiàn)圈相當(dāng)于導(dǎo)線(xiàn)或電阻。(4)自感電動(dòng)勢(shì)的大小：EL，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。4自感中“閃亮”與“不閃亮”問(wèn)題1. (多選)線(xiàn)圈通以如圖所示的隨時(shí)間變化的電流，則()A0t1時(shí)間內(nèi)線(xiàn)圈中的自感電動(dòng)勢(shì)最大Bt1t2時(shí)間內(nèi)線(xiàn)圈中的自感電動(dòng)勢(shì)最大Ct2t3時(shí)間內(nèi)線(xiàn)圈中的自感電動(dòng)勢(shì)最大Dt1t2時(shí)間內(nèi)線(xiàn)圈中的自感電動(dòng)勢(shì)為零答案CD解析線(xiàn)圈中的自感電動(dòng)勢(shì)與通入的電流的變化率成正比，即E。根據(jù)圖象分析：0t1時(shí)間內(nèi)的電流變化率小于t2t3時(shí)間內(nèi)的電流變化率，t1t2時(shí)間內(nèi)的電流變化率為零，自感電動(dòng)勢(shì)為零，A、B錯(cuò)誤，C、D正確。2. 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(xiàn)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(kāi)關(guān)S由斷開(kāi)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(kāi)關(guān)S由閉合變?yōu)閿嚅_(kāi)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(cè)。變式子題(多選)如圖所示，電源的電動(dòng)勢(shì)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(xiàn)圈。以下說(shuō)法正確的是()A從開(kāi)關(guān)閉合到電路中電流穩(wěn)定的時(shí)間內(nèi)，A燈立刻亮，且亮度保持穩(wěn)定B從開(kāi)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(kāi)關(guān)斷開(kāi)后瞬間，A燈閃亮一下再熄滅D開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后瞬間，電流自右向左通過(guò)A燈答案AD解析開(kāi)關(guān)閉合，A燈立刻亮，因?yàn)殡娫礇](méi)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)長(zhǎng)是一個(gè)自感系數(shù)相當(dāng)大的線(xiàn)圈，所以開(kāi)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(méi)有電阻，則開(kāi)關(guān)斷開(kāi)前后A燈的電流相同，不會(huì)閃亮；若L有電阻，則通過(guò)B的電流小于A的電流，所以A也不會(huì)閃亮一下，故C錯(cuò)誤；開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后瞬間，L產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，在回路中通過(guò)A燈的電流方向?yàn)閺挠蚁蜃?，故D正確，故選A、D。3(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(xiàn)圈。實(shí)驗(yàn)時(shí)，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1瞬間，燈A1突然閃亮，隨后逐漸變暗；閉合開(kāi)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(shuō)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(kāi)開(kāi)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(shì)阻礙電流的變化，電流逐漸減小，由于燈A1突然閃亮，故斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1之前，通過(guò)L1的電流大于通過(guò)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(kāi)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(shì)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。考點(diǎn)四渦流、電磁驅(qū)動(dòng)和電磁阻尼1渦流現(xiàn)象(1)渦流：塊狀金屬放在變化的磁場(chǎng)中，或者讓它在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，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(shì)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，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(2017全國(guó)卷)掃描隧道顯微鏡(STM)可用來(lái)探測(cè)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(pán)周邊沿其徑向?qū)ΨQ(chēng)地安裝若干對(duì)紫銅薄板，并施加磁場(chǎng)來(lái)快速衰減其微小振動(dòng)，如圖所示。無(wú)擾動(dòng)時(shí)，按下列四種方案對(duì)紫銅薄板施加恒磁場(chǎng)；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(pán)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(guò)薄板的磁通量難以改變，不能發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，沒(méi)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(méi)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)，選項(xiàng)A正確。答案A方法感悟(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(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)的運(yùn)動(dòng)速度。(2015全國(guó)卷)(多選)1824年，法國(guó)科學(xué)家阿拉果完成了著名的“圓盤(pán)實(shí)驗(yàn)”。實(shí)驗(yàn)中將一銅圓盤(pán)水平放置，在其中心正上方用柔軟細(xì)線(xiàn)懸掛一枚可以自由旋轉(zhuǎn)的磁針，如圖所示。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)圓盤(pán)在磁針的磁場(chǎng)中繞過(guò)圓盤(pán)中心的豎直軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，磁針也隨著一起轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，但略有滯后。下列說(shuō)法正確的是()A圓盤(pán)上產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)B圓盤(pán)內(nèi)的渦電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動(dòng)C在圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，磁針的磁場(chǎng)穿過(guò)整個(gè)圓盤(pán)的磁通量發(fā)生了變化D圓盤(pán)中的自由電子隨圓盤(pán)一起運(yùn)動(dòng)形成電流，此電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動(dòng)答案AB解析當(dāng)圓盤(pán)在磁針的磁場(chǎng)中繞過(guò)圓盤(pán)中心的豎直軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，圓盤(pán)的半徑切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，選項(xiàng)A正確；圓盤(pán)內(nèi)的渦電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)對(duì)磁針施加磁場(chǎng)力作用，導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動(dòng)，選項(xiàng)B正確；由于圓盤(pán)中心正上方懸掛小磁針，在圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，根據(jù)磁針磁場(chǎng)的分布的對(duì)稱(chēng)性，穿過(guò)整個(gè)圓盤(pán)的磁通量一直為零，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；圓盤(pán)中的電流并不是自由電子隨圓盤(pán)一起運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，而是切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生了渦電流，渦電流的磁場(chǎng)導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動(dòng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。課后作業(yè)鞏固強(qiáng)化練1. 如圖所示，由導(dǎo)體棒ab和矩形線(xiàn)框cdef組成的“10”圖案在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中一起向右勻速平動(dòng)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直線(xiàn)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(shuō)法正確的是()A導(dǎo)體棒的a端電勢(shì)比b端電勢(shì)高，電勢(shì)差Uab在逐漸增大B導(dǎo)體棒的a端電勢(shì)比b端電勢(shì)低，電勢(shì)差Uab在逐漸增大C線(xiàn)框cdef中有順時(shí)針?lè)较虻碾娏?，電流大小在逐漸增大D線(xiàn)框cdef中有逆時(shí)針?lè)较虻碾娏?，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UabBlv逐漸增大，由右手定則知a端電勢(shì)高于b端電勢(shì)，A正確，B錯(cuò)誤；對(duì)于矩形線(xiàn)框，依題意可知、S都不變，由法拉第電磁感應(yīng)定律ES知線(xiàn)框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小不變，由閉合電路歐姆定律知線(xiàn)框中的感應(yīng)電流大小不變，C、D錯(cuò)誤。2. A、B兩閉合圓形導(dǎo)線(xiàn)環(huán)用相同規(guī)格的導(dǎo)線(xiàn)制成，它們的半徑之比rArB21，在兩導(dǎo)線(xiàn)環(huán)包圍的空間內(nèi)存在一正方形邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向垂直于兩導(dǎo)線(xiàn)環(huán)所在的平面，如圖所示。當(dāng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻增大的過(guò)程中，流過(guò)兩導(dǎo)線(xiàn)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(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻增大，即不變，ES(S為磁場(chǎng)區(qū)域面積)，由于及S均相同，可得兩導(dǎo)線(xiàn)環(huán)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等，即1，I，R(S為導(dǎo)線(xiàn)的橫截面積)，l2r，所以。D正確。3. 如圖，一匝數(shù)為N、面積為S、總電阻為R的圓形線(xiàn)圈，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于線(xiàn)圈平面。當(dāng)線(xiàn)圈由原位置翻轉(zhuǎn)180的過(guò)程中，通過(guò)線(xiàn)圈導(dǎo)線(xiàn)橫截面的電荷量為()A. B. C. D.答案B解析由法拉第電磁感應(yīng)定律EN，可求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，再由閉合電路歐姆定律I，可求出感應(yīng)電流的大小，根據(jù)電荷量公式qIt，可得qN。由于開(kāi)始線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)垂直，現(xiàn)把線(xiàn)圈翻轉(zhuǎn)180，則有2BS，所以由上述公式可得通過(guò)線(xiàn)圈導(dǎo)線(xiàn)橫截面的電荷量q，B正確，A、C、D錯(cuò)誤。4. (多選)如圖是生產(chǎn)中常用的一種延時(shí)繼電器的示意圖，鐵芯上有兩個(gè)線(xiàn)圈A和B，線(xiàn)圈A跟電源連接，線(xiàn)圈B的兩端接在一起，構(gòu)成一個(gè)閉合回路。下列說(shuō)法中正確的是()A閉合開(kāi)關(guān)S時(shí)，B中產(chǎn)生圖示方向的感應(yīng)電流B閉合開(kāi)關(guān)S時(shí)，B中產(chǎn)生與圖示方向相反的感應(yīng)電流C斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S時(shí)，電磁鐵會(huì)繼續(xù)吸住銜鐵D一小段時(shí)間D斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S時(shí)，彈簧K立即將銜鐵D拉起答案BC解析閉合開(kāi)關(guān)S時(shí)，由楞次定律知B中產(chǎn)生與圖示方向相反的感應(yīng)電流，A錯(cuò)誤，B正確；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S時(shí)，B中磁通量變化產(chǎn)生感應(yīng)電流，電磁鐵會(huì)繼續(xù)吸住銜鐵D一小段時(shí)間，C正確，D錯(cuò)誤。5. (多選)如圖所示，L是自感系數(shù)很大的、用銅導(dǎo)線(xiàn)繞成的線(xiàn)圈，其電阻可以忽略不計(jì)，開(kāi)關(guān)S原來(lái)是閉合的。當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)瞬間，則()AL中的電流方向不變B燈泡D要過(guò)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(kāi)時(shí)，由于自感電動(dòng)勢(shì)，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(lái)為零)，而電流不通過(guò)燈泡D，故燈泡立即熄滅，A、C正確。6在半徑為r、電阻為R的圓形導(dǎo)線(xiàn)框內(nèi)，以豎直直徑為界，左、右兩側(cè)分別存在著方向如圖甲所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。以垂直紙面向外的方向?yàn)榇艌?chǎng)的正方向，兩部分磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示。則0t0時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)線(xiàn)框中()A沒(méi)有感應(yīng)電流B感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針C感應(yīng)電流大小為D感應(yīng)電流大小為答案C解析根據(jù)楞次定律可知，導(dǎo)線(xiàn)框左邊產(chǎn)生的感應(yīng)電流沿順時(shí)針?lè)较?，?dǎo)線(xiàn)框右邊產(chǎn)生的感應(yīng)電流也沿順時(shí)針?lè)较?，則整個(gè)導(dǎo)線(xiàn)框中的感應(yīng)電流沿順時(shí)針?lè)较?，A、B錯(cuò)誤；由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，導(dǎo)線(xiàn)框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為導(dǎo)線(xiàn)框左、右兩邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之和，即E2S2，由閉合電路歐姆定律可得，感應(yīng)電流大小為I，C正確，D錯(cuò)誤。7. 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(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直于紙面向里。一根長(zhǎng)度略大于導(dǎo)軌直徑的導(dǎo)體棒MN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(guò)程中通過(guò)電阻r上的電流的平均值；(2)MN從左端到右端的整個(gè)過(guò)程中，通過(guò)r的電荷量；(3)當(dāng)MN通過(guò)圓導(dǎo)軌中心時(shí)，通過(guò)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(guò)程中，切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，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(shì)。整個(gè)過(guò)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(guò)圓形導(dǎo)軌中心時(shí)，切割磁感線(xiàn)的有效長(zhǎng)度最大，為l2R，根據(jù)EBlv得EB2Rv，此時(shí)通過(guò)r的電流為I。真題模擬練8(2018全國(guó)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(chǎng)，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(guò)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(guò)程)。在過(guò)程、中，流過(guò)OM的電荷量相等，則等于()A. B. C. D2答案B解析通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量為：qttn，過(guò)程流過(guò)OM的電荷量為：q1；過(guò)程流過(guò)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(guó)卷)(多選)如圖a，在同一平面內(nèi)固定有一長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)PQ和一導(dǎo)線(xiàn)框R，R在PQ的右側(cè)。導(dǎo)線(xiàn)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(xiàn)框R中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)()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?lè)较駾在tT時(shí)最大，且沿順時(shí)針?lè)较虼鸢窤C解析由圖b可知，導(dǎo)線(xiàn)PQ中電流在t時(shí)達(dá)到最大值，變化率為零，導(dǎo)線(xiàn)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時(shí)導(dǎo)線(xiàn)框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，A正確；在t時(shí)，導(dǎo)線(xiàn)PQ中電流圖象斜率正負(fù)不變，導(dǎo)致導(dǎo)線(xiàn)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(xiàn)框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向不變，B錯(cuò)誤；由于在t時(shí)，導(dǎo)線(xiàn)PQ中電流圖象斜率最大，電流變化率最大，導(dǎo)致導(dǎo)線(xiàn)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(xiàn)框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，由楞次定律可判斷出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?，C正確；由楞次定律可判斷出在tT時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?，D錯(cuò)誤。10(2016全國(guó)卷) (多選)法拉第圓盤(pán)發(fā)電機(jī)的示意圖如圖所示。銅圓盤(pán)安裝在豎直的銅軸上，兩銅片P、Q分別與圓盤(pán)的邊緣和銅軸接觸。圓盤(pán)處于方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中。圓盤(pán)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()A若圓盤(pán)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(pán)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(pán)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(pán)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倍答案AB解析設(shè)圓盤(pán)的半徑為r，圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為，則圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為EBlBrBr2，可知，轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度恒定，電動(dòng)勢(shì)恒定，電流恒定，A正確；根據(jù)右手定則可知，從上向下看，圓盤(pán)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，圓盤(pán)中電流由邊緣指向圓心，即電流沿a到b的方向流動(dòng)，B正確；圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)方向不變，產(chǎn)生的電流方向不變，C錯(cuò)誤；若圓盤(pán)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，電阻R上的熱功率變?yōu)樵瓉?lái)的4倍，D錯(cuò)誤。11(2018濰坊高三統(tǒng)考)(多選) 如圖所示，等邊三角形導(dǎo)體框abc邊長(zhǎng)為l，bdac，導(dǎo)體框繞軸bd以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)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(chǎng)。下列說(shuō)法正確的是()A導(dǎo)體框中無(wú)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(shì)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(chǎng)方向平行，則穿過(guò)導(dǎo)體框的磁通量始終為零，即導(dǎo)體框中無(wú)感應(yīng)電流，A正確，B錯(cuò)誤；由導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)可知，a、d兩點(diǎn)間的電壓為EB2Bl2，C錯(cuò)誤，D正確。12(2018濰坊高三統(tǒng)考) 如圖所示，平行金屬導(dǎo)軌寬度L1 m，固定在水平面內(nèi)，左端A、C間接有R4 的電阻，金屬棒DE質(zhì)量m0.36 kg，電阻r1 ，垂直導(dǎo)軌放置，金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，到AC的距離x1.5 m。勻強(qiáng)磁場(chǎng)與水平面成37角斜向左上方，與金屬棒垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間t變化的規(guī)律是B(12t) T。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，不計(jì)導(dǎo)軌電阻，sin370.6，cos370.8，g10 m/s2，則經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間金屬棒開(kāi)始滑動(dòng)？答案12 s解析回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)ELxsin37感應(yīng)電流I對(duì)金屬棒受力分析，有FABILFAsin37NNmgFAcos37又B(12t) T，聯(lián)立解得t12 s。