2020高考物理专题11电磁感应备考强化训练29电磁感应定律感生电动势自感新人教版

合集下载

专题11 电磁感应(解析版)

专题11 电磁感应1．（2021届福建省厦门外国语高三质检）2020年爆发了新冠肺炎，该病毒传播能力非常强，因此研究新冠肺炎病毒珠的实验室必须是全程都在高度无接触物理防护性条件下操作。

武汉病毒研究所是我国防护等级最高的P4实验室，在该实验室中有一种污水流量计，其原理可以简化为如图所示模型。

污水内含有大量正、负离子，从直径为d 的圆柱形容器右侧流入，左侧流出，流量值Q 等于单位时间通过横截面的液体的体积。

空间有垂直纸面向里的磁感应强度为B 的匀强磁场，并测出M 、N 间的电压U ，则下列判断正确的是（）A ．正、负离子所受洛伦兹力方向是相同的B ．容器内液体的流速为Uv Bd=C ．污水流量计也可以用于测量不带电的液体的流速D ．污水流量为2UdQ Bπ=【答案】B【解析】根据左手定则，正、负离子所受洛伦兹力方向相反，故A 错误；容器内离子受力平衡，有Uq Bqv d=，化简得Uv Bd=，故B 正确；不带电的液体不受洛伦兹力，所以不会发生偏转，在MN 两点之间不会产生电压，无法由B 选项的分析测流速，故C 错误；污水的流量为2()24U d Ud Q vS Bd Bππ===，故D 错误。

故选B 。

2．（2021届福建省厦门外国语高三质检）放置的长直密绕螺线管接入如图甲所示的电路中，通有俯视顺时针方向的电流，其大小按图乙所示的规律变化．螺线管内中间位置固定有一水平放置的硬质闭合金属小圆环（未画出），圆环轴线与螺线管轴线重合．下列说法正确的是（）A ．4Tt =时刻，圆环有扩张的趋势 B ．4Tt =时刻，圆环有收缩的趋势C ．4T t =和34T t =时刻，圆环内的感应电流大小相等D ．34Tt =时刻，圆环内有俯视逆时针方向的感应电流【答案】BC【解析】4Tt =时刻，螺线管中电流增大，产生的磁场变强，圆环中的磁通量增多，圆环要阻碍磁通量的增多，有收缩的趋势．故选项A 错误，选项B 正确．4T t =和34Tt =时刻，螺线管内电流的变化率相等，所以圆环内的感应电流大小相等．故C 选项正确．34Tt =时刻，螺线管中俯视顺时针方向的电流减弱，圆环中的向下磁通量减少，圆环要阻碍磁通量的减少，产生向下的磁通量，所以圆环内有俯视顺时针方向的感应电流，故D 选项错误。

2020年高考物理专题10 电磁感应

重点1 电磁感应现象楞次定律【要点解读】1．磁通量变化的常见情况弹性线圈在向外拉的过程中（1）楞次定律中“阻碍”的含义（2）判断感应电流方向的两种方法方法一用楞次定律判断方法二用右手定则判断该方法适用于切割磁感线产生的感应电流。

判断时注意掌心、拇指、四指的方向：①掌心——磁感线垂直穿入；②拇指——指向导体运动的方向；③四指——指向感应电流的方向。

4．楞次定律、左手定则、右手定则、安培定则的综合应用（1）“三个定则一个定律”的比较①因电而生磁（I→B）→安培定则；②因动而生电（v、B→I安）→右手定则；③因电而受力（I、B→F安）→左手定则；④因磁而生电（Φ、B→I安）→楞次定律。

（3）相互联系①应用楞次定律，一般要用到安培定则。

②研究感应电流受到的安培力，一般先用右手定则确定电流方向，再用左手定则确定安培力的方向，有时也可以直接应用楞次定律的推论确定。

5．利用“因果关系法”分析电磁感应现象（物理思想）（1）方法概述因果关系分析法是指在解题过程中依据事物之间的前后相连，先行后续的因果关系去分析，推断事物的原因或结果的一种思维方法。

（2）利用因果关系分析法进行主观性推断的两种情形①据因推果：根据某种原因，预见它可能产生的结果。

②执果索因：根据某种结果，探究产生或导致这种结果的原因。

（3）电磁感应中常见因果关系的例析①阻碍原磁通量变化——“增反减同”②阻碍相对运动——“来拒去留”③）使回路面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”④阻碍原电流的变化——“增反减同”【考向1】电磁感应现象【例题】（多选）如图所示，矩形闭合线圈abcd竖直放置，OO′是它的对称轴，通电直导线AB与OO′平行。

若要在线圈中产生感应电流，可行的做法是（）A．AB中电流I逐渐增大B．AB中电流I先增大后减小C．以AB为轴，线圈绕AB顺时针转90°D．线圈绕OO′轴逆时针转动90°（俯视）【审题指导】（1）AB中电流变化，能否在线圈中产生感应电流？提示：只要AB中电流变，线圈中磁通量就变，就有感应电流产生。

29.感生电动势

R 2 dB r dB dl cos dl cos 2 r dt 2 dt b a
b
a
c
b
B
o R h r
a
r

R
E内
E外

dl b dl
l
c
2R
R 2 r h (l ) 2 3 h h R cos 2 r
2 2
感
h dB 2 dt d l 0

0 I 0 a xb b dx [ sin t ln cost ] 2 x ( x b) x dt 0 I 0 a xb bv [ sin t ln cost ] 2 x ( x b) x
第一项：感第二项：
动
小结：
动生电动势下一讲
电荷堆积，从而建立起静电场 .
F静 qE静
F感 qE感
由于 E感作用在导体 AB 中建立起静电场。
dB dt
0 B
A

B

E感

4. 感生电场存在的实验验证电子感应加速器(医疗，工业探伤，中低能粒子物理实验)，涡流(冶金)……
B
感

E感 2r
E

E感
L
E感 dl
700 1 111(Vm ) 2r 2 3.14 1
讨论
动 , 感
同时存在的情况 .
例：P. 342 11- 8
B
r
c
a
dB 已知： B , k 0 dt
o
v
30
aob 60 . r . v

高考物理一轮复习课件第十一章专题强化二十四电磁感应中的动力学和能量问题

a、v反向 v减小，F安减小，a减小，当a＝0，静止或匀速直线运动
F合
考向1 “单棒＋电阻”模型
例1 (多选)(2021·全国甲卷·21)由相同材料的导线绕成边长相同的甲、乙两个正方形闭合线圈，两线圈的质量相等，但所用导线的横截面积不同，甲线圈的匝数是乙的2倍.现两线圈在竖直平面内从同一高度同时由静止开始下落，一段时间后进入一方向垂直于纸面的匀强磁场区域，磁场的上边界水平，如图所示.不计空气阻力，已知下落过程中线圈始终平行于纸面，上、下边保持水平.在线圈下边进入磁场后且上边进入磁场前，可能出现的是
由牛顿第二定律有mg－F＝ma 联立解得 a＝g－mF＝g－1B6ρ2vρ0
加速度和线圈的匝数、横截面积无关，则甲
和乙进入磁场时，具有相同的加速度. 当 g>1B6ρ2vρ0时，甲和乙都加速运动，当 g<1B6ρ2vρ0时，甲和乙都减速运动，当 g＝1B6ρ2vρ0时，甲和乙都匀速运动，故选 A、B.
例2 如图甲所示，MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ＝30° 角固定，间距为L＝1 m，质量为m的金属杆ab垂直放置在轨道上且与轨道接触良好，其阻值忽略不计.空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度为B＝0.5 T.P、M间接有阻值为R1的定值电阻， Q、N间接电阻箱R.现从静止释放ab，改变电阻箱的阻值R，测得最大速度为vm，得到v1m与R1的关系如图乙所示.若轨道足够长且电阻不计，重力加速度g取10 m/s2，则
当金属棒到达x0处时，金属棒产生的感应电动势为 E′＝2Bvx0tan θ 则此时电容器的电荷量为 Q′＝CE′＝2BCvx0tan θ，B错误；由于金属棒做匀速运动，则F＝F安＝BIL＝4B2Cv3tan2θ·t， F与t成正比，则F为变力，根据力做功的功率公式P＝Fv 可知功率P随力F变化而变化，D错误.

【高考复习】2020版高考物理单元测试电磁感应(含答案解析)

2020版高考物理单元测试电磁感应1.如图所示，空间某区域中有一匀强磁场，磁感应强度方向水平，且垂直于纸面向里，磁场上边界b和下边界d水平．在竖直面内有一矩形金属线圈，线圈上下边的距离很短，下边水平．线圈从水平面a开始下落．已知磁场上下边界之间的距离大于水平面a、b之间的距离．若线圈下边刚通过水平面b、c(位于磁场中)和d时，线圈所受到的磁场力的大小分别为F b、F c和F d，则( )A．F d>F c>F b B．F c<F d<F b C．F c>F b>F d D．F c<F b<F d2.如图所示，一圆形金属线圈放置在水平桌面上，匀强磁场垂直桌面竖直向下，过线圈上A点做切线OO′，OO′与线圈在同一平面上．在线圈以OO′为轴翻转180°的过程中，线圈中电流流向( )A．始终由A→B→C→AB．始终由A→C→B→AC．先由A→C→B→A再由A→B→C→AD．先由A→B→C→A再由A→C→B→A3.如图所示为地磁场磁感线的示意图．一架民航飞机在赤道上空匀速飞行，机翼保持水平，由于遇到强气流作用使飞机竖直下坠，在地磁场的作用下，金属机翼上有电势差．设飞行员左方机翼末端处的电势为φ1，右方机翼末端处的电势为φ2，忽略磁偏角的影响，则( )A．若飞机从西往东飞，φ2比φ1高B．若飞机从东往西飞，φ2比φ1高C．若飞机从南往北飞，φ2比φ1高D．若飞机从北往南飞，φ2比φ1高4.如图所示电路中，L为电感线圈，C为电容器，当开关S由断开变为闭合时( )A．A灯中无电流通过，不可能变亮B．A灯中有电流通过，方向由a到bC．B灯逐渐熄灭，c点电势高于d点电势D．B灯逐渐熄灭，c点电势低于d点电势5.如图所示，一条形磁铁从左向右匀速穿过线圈，当磁铁经过A、B两位置时，线圈中( )A．感应电流方向相同，感应电流所受作用力的方向相同B．感应电流方向相反，感应电流所受作用力的方向相反C．感应电流方向相反，感应电流所受作用力的方向相同D．感应电流方向相同，感应电流所受作用力的方向相反6.如图所示,甲、乙两个矩形线圈同处在纸面内,甲的ab边与乙的cd边平行且靠得较近,甲、乙两线圈分别处在垂直纸面方向的匀强磁场中,穿过甲的磁场的磁感应强度为B1,方向指向纸面里,穿过乙的磁场的磁感应强度为B2,方向指向纸面外,两个磁场可同时变化,当发现ab边和cd边之间有排斥力时,磁场的变化情况可能是( )A.B1变小,B2变大B.B1变大,B2变大C.B1变小,B2变小D.B1不变,B2变小7.如图所示，有一等腰直角三角形的区域，其斜边长为2L，高为L.在该区域内分布着如图所示的磁场，左侧磁场方向垂直纸面向外，右侧磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小均为B.一边长为L、总电阻为R的正方形导线框abcd，从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速穿过磁场区域．取沿顺时针的感应电流方向为正，则下列表示线框中电流i随bc边的位置坐标x变化的图象正确的是( )8.如图所示，a、b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成，匝数均为10匝，边长l a=3l b，图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大，不考虑线圈之间的相互影响，则( )A．两线圈内产生顺时针方向的感应电流B．a、b线圈中感应电动势之比为9∶1C．a、b线圈中感应电流之比为3∶4D．a、b线圈中电功率之比为3∶19. (多选)如图所示，足够长的金属导轨竖直放置，金属棒ab、cd均通过棒两端的环套在金属导轨上．虚线上方有垂直纸面向里的匀强磁场，虚线下方有竖直向下的匀强磁场，两匀强磁场的磁感应强度大小均为B.ab、cd棒与导轨间动摩擦因数均为μ，两棒总电阻为R，导轨电阻不计．开始两棒静止在图示位置，当cd棒无初速度释放时，对ab棒施加竖直向上的力F，使其沿导轨向上做匀加速运动．则( )A．ab棒中的电流方向由b到aB．cd棒先做加速运动后做匀速运动C．cd棒所受摩擦力的最大值大于其重力D．力F做的功等于两棒产生的电热与增加的机械能之和10.如图所示,一导线弯成闭合线圈,以速度v向左匀速进入磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向垂直平面向外,线圈总电阻为R。

高考物理一轮复习课练29 电磁感应现象楞次定律(含解析)新人教版-新人教版高三全册物理试题

课练29 电磁感应现象楞次定律1．(多项选择)如下列图，将带铁芯的线圈A通过滑动变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两端连接到灵敏电流计上，把线圈A放进线圈B的里面．下面几种情况，灵敏电流计指针可能有偏转的是( )A．闭合开关瞬间B．开关闭合且电路稳定后C．开关闭合，拔出线圈A的过程D．开关闭合，将滑动变阻器的滑片P向左滑动的过程2．(多项选择)如下列图是研究性学习小组的同学设计的防止电梯坠落的应急安全装置，在电梯轿厢上安装永久磁铁，电梯的井壁上铺设线圈，能在电梯突然坠落时减小对人员的伤害．关于该装置，如下说法正确的答案是 ( )A．当电梯突然坠落时，该安全装置可起到阻碍电梯下落的作用B．当电梯突然坠落时，该安全装置可使电梯停在空中C．当电梯坠落至永久磁铁在图示位置时，闭合线圈A、B中电流方向一样D．当电梯坠落至永久磁铁在图示位置时，闭合线圈A、B都在阻碍电梯下落3．如下列图为一个简易的电磁弹射玩具．线圈、铁芯组合充当炮筒，硬币充当子弹．现将一个金属硬币放在铁芯上(金属硬币半径略大于铁芯半径)，电容器刚开始时处于无电状态，如此如下说法正确的答案是( )A．要将硬币射出，可直接将开关拨到2B．当开关拨向1时，电路中有短暂电流出现，且电容器上极板带负电C．开关由1拨向2的瞬间，铁芯中的磁通量减小D．开关由1拨向2的瞬间，硬币中会产生向上的感应磁场4．(多项选择)如图甲所示，虚线abcd(在水平面内)为矩形匀强磁场区域，磁场方向竖直向下，圆形闭合金属线圈以某初速度沿光滑绝缘水平面向磁场区域运动．图乙给出的是圆形闭合金属线圈四个可能到达的位置，不计空气阻力，如下说法正确的答案是 ( )A．①位置线圈中感应电流方向为顺时针B．②位置线圈中一定没有感应电流C．①④位置线圈的速度可能为零D．②③位置线圈的速度可能为零5．(多项选择)如下列图，M、N为两个有一定质量的载流超导线圈，M放置在水平桌面上，N悬停于M正上方，假设增大N的质量，使得N向下运动，如此如下说法正确的答案是( ) A．线圈M和N中的电流绕行方向相反B．线圈N受到的作用力减小C．线圈M中的电流增大D．线圈M对桌面的压力减小6.如下列图，一个U形金属导轨水平放置，其上放有一个金属导体棒ab，有一磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过导轨平面，且与竖直方向的夹角为θ.在如下过程中，一定能在导轨与导体棒构成的回路中产生感应电流的是( )A．ab向右运动，同时使θ减小B．使磁感应强度B减小，θ同时也减小C．ab向左运动，同时增大磁感应强度BD．ab向右运动，同时增大磁感应强度B和θ(0°<θ<90°)练高考小题7．[2016·海南卷，4]如图，一圆形金属环与两固定的平行长直导线在同一竖直面内，环的圆心与两导线距离相等，环的直径小于两导线间距．两导线中通有大小相等、方向向下的恒定电流．假设( )A．金属环向上运动，如此环上的感应电流方向为顺时针方向B．金属环向下运动，如此环上的感应电流方向为顺时针方向C．金属环向左侧直导线靠近，如此环上的感应电流方向为逆时针方向D．金属环向右侧直导线靠近，如此环上的感应电流方向为逆时针方向8．[2016·江苏卷，6](多项选择)电吉他中电拾音器的根本结构如下列图，磁体附近的金属弦被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生感应电流，电流经电路放大后传送到音箱发出声音．如下说法正确的有( )A．选用铜质弦，电吉他仍能正常工作B．取走磁体，电吉他将不能正常工作C．增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势D．弦振动过程中，线圈中的电流方向不断变化9．[2019·全国卷Ⅲ，14]楞次定律是如下哪个定律在电磁感应现象中的具体表现？( )A．电阻定律 B．库仑定律C．欧姆定律 D．能量守恒定律10．[2016·全国卷Ⅱ，20](多项选择)法拉第圆盘发电机的示意图如下列图．铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触．圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中．圆盘旋转时，关于流过电阻R的电流，如下说法正确的答案是( ) A．假设圆盘转动的角速度恒定，如此电流大小恒定B．假设从上向下看，圆盘顺时针转动，如此电流沿a到b的方向流动C．假设圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，如此电流方向可能发生变化D．假设圆盘转动的角速度变为原来的2倍，如此电流在R上的热功率也变为原来的2倍练模拟小题11．[2019·江苏省泰州市黄桥中学模拟]如下列图，匀强磁场垂直圆形线圈指向纸内，a、b、c、d为圆形线圈上等距离的四点，现用外力在上述四点将线圈拉成正方形，且线圈仍处在原平面内，如此在线圈发生形变的过程中( )A．线圈中将产生abcda方向的感应电流B．线圈中将产生adcba方向的感应电流C．线圈中的感应电流方向无法判断D．线圈中无感应电流12．[2019·江西省景德镇模拟](多项选择)如下列图，一根长导线弯曲成“〞形，通以直流电流I，正中间用绝缘线悬挂一金属环C，环与导线处于同一竖直平面内．在电流I 增大的过程中，如下判断正确的答案是( )A.金属环中无感应电流产生B.金属环中有逆时针方向的感应电流C.悬挂金属环C的绝缘线的拉力大于环的重力D.悬挂金属环C的绝缘线的拉力小于环的重力13.[2019·湖北省武汉调研]如下列图，竖直长导线通有恒定电流，一矩形线圈abcd可绕其竖直对称轴O1O2转动．当线圈绕轴以角速度ω沿逆时针(沿轴线从上往下看)方向匀速转动，从图示位置开始计时，如下说法正确的答案是( )A.t＝0时，线圈产生的感应电动势最大B.0～π2ω时间内，线圈中感应电流方向为abcdaC.t＝π2ω时，通过线圈的磁通量为零，线圈产生的感应电动势也为零D.线圈每转动一周电流方向改变一次14.[2019·山东省枣庄八中模拟](多项选择)如下列图，水平放置的圆形闭合铜线圈沿着固定的条形磁铁的竖直轴线自由下落．如此在它穿过条形磁铁的过程中( )A.线圈中感应电流的方向从上向下看先顺时针再逆时针B.线圈中感应电流方向没有改变C.线圈所受的安培力始终为阻力D.线圈的机械能增加15.[2019·江苏省南京模拟](多项选择)匀强磁场方向垂直纸面，规定垂直纸面向里的方向为正，磁感应强度B随时间t变化的规律如图甲所示．在磁场中有一细金属圆环，圆环平面位于纸面内，如图乙所示(磁场未画出)．用I1、I2、I3分别表示Oa、ab、bc段的感应电流，F1、F2、F3分别表示电流为I1、I2、I3时，金属圆环上很小一段受到的安培力，如此( )A．I1沿逆时针方向，I2沿顺时针方向B.I2沿逆时针方向，I3沿顺时针方向C.F1方向指向圆心，F2方向指向圆心D.F2方向背离圆心向外，F3方向指向圆心16.[2019·安徽省宣城模拟]如图甲所示，水平面上的平行导轨MN、PQ上放着两根导体棒ab、cd，两棒间用绝缘细线系住．开始匀强磁场垂直纸面向里，磁感应强度B随时间t的变化如图乙所示，图线与t轴的交点为t0.I和F T分别表示通过导体棒中的电流和细线的拉力(不计电流间的相互作用)．如此在t0时刻( )A．I＝0，F T＝0 B．I＝0，F T≠0C.I≠0，F T＝0 D．I≠0，F T≠0———[综合测评提能力]———一、单项选择题(此题共8小题，每一小题3分，共24分)1．[2019·西安模拟]如下列图，导轨间的磁场方向垂直于纸面向里，圆形金属环B正对带铁芯的线圈A，当金属棒MN在导轨上向右加速滑动时，如此( )A．MN无电流，B环无感应电流B．MN有向上电流，B环无感应电流C．MN有向下电流，从左向右看B有逆时针方向电流D．MN有向上电流，从左向右看B有顺时针方向电流2．[2019·武汉联考]如下列图，金属棒ab置于水平放置的U形光滑导轨上，导轨左端接一定值电阻R，在ef右侧存在有界匀强磁场B，磁场方向垂直导轨平面向下，在ef左侧的无磁场区域cdef内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导轨在同一平面内．金属棒ab在水平恒力F的作用下从磁场左边界ef处由静止开始向右运动，导轨电阻不计，在金属棒匀速运动前，如下有关圆环的说法正确的答案是( )A．圆环内产生变大的感应电流，圆环有收缩的趋势B．圆环内产生变小的感应电流，圆环有收缩的趋势C．圆环内产生变大的感应电流，圆环有扩张的趋势D．圆环内产生变小的感应电流，圆环有扩张的趋势3．如图甲所示，绕在铁棒上的线圈ab中通有按如图乙所示规律变化的电流，以电流方向从a到b为正，在0～t0时间内，用丝线悬挂的铝环M始终静止不动，如此( )A．铝环M中有方向变化的感应电流B．铝环M中感应电流先减小后增大C．铝环M受到的摩擦力一直向右D．铝环M中感应电流的大小保持不变4．[2019·吉林长春质检]电动汽车越来越被人们所喜爱，某种无线充电方式的根本原理如下列图，路面上依次铺设圆形线圈，相邻两个线圈由供电装置通以反向电流，车身底部固定感应线圈，通过充电装置与蓄电池相连，汽车在此路面上行驶时，就可以进展充电，假设汽车正在匀速行驶，如下说法正确的答案是 ( )A．感应线圈中电流的磁场方向一定与路面线圈中电流的磁场方向相反B．感应线圈中产生的是方向改变、大小不变的电流C．感应线圈一定受到路面线圈磁场的安培力，会阻碍汽车运动D．给路面上的线圈通以同向电流，不会影响充电效果5.某同学学习了电磁感应相关知识之后，做了探究性实验：将闭合线圈按图示方式放在电子秤上，线圈上方有一N极朝下竖直放置的条形磁铁，手握磁铁在线圈的正上方静止，此时电子秤的示数为m0.如下说法正确的答案是( )A．将磁铁N极加速插向线圈的过程中，电子秤的示数小于m0B．将静止于线圈内的磁铁匀速抽出的过程中，电子秤的示数大于m0C．将磁铁N极加速插向线圈的过程中，线圈中产生的电流沿逆时针方向(俯视)D．将磁铁N极匀速插向线圈的过程中，磁铁减少的重力势能等于线圈中产生的焦耳热6．[2019·河南周口检测]如下列图，A为水平放置的胶木圆盘，在其侧面均匀分布着负电荷，在A的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环B，使B的环面水平且与圆盘面平行，其轴线与胶木圆盘A的轴线OO′重合．现使胶木圆盘A由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动，如此( )A．金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力增大B．金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力减小C．金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力减小D．金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力增大7．[2019·浙江五校联考]如图1所示的是工业上探测物件外表层内部是否存在缺陷的涡流探伤技术．其原理是用电流线圈使物件内产生涡电流，借助探测线圈测定涡电流的改变，从而获得构件内部是否断裂与位置的信息．如图2所示的是一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来的跳环实验装置，将一个套环置于线圈L上且使铁芯穿过其中，闭合开关S 的瞬间，套环将立刻跳起．关于对以上两个运用实例理解正确的答案是( )A．涡流探伤技术运用了互感原理，跳环实验演示了自感现象B．能被探测的物件和实验所用的套环必须是导电材料C．以上两个案例中的线圈所连接电源都必须是变化的交流电源D．以上两个案例中的线圈所连接电源也可以都是稳恒电源8．[2019·福建泉州检测]水平放置的光滑绝缘杆上挂有两个铜环M和N，通电密绕长螺线管穿过两环，如下列图，螺线管中部区域的管外磁场可以忽略，当滑动变阻器的滑片P向左移动时，两环将( )A．一起向左移动 B．一起向右移动C．相互靠拢 D．相互别离二、多项选择题(此题共2小题，每一小题4分，共8分)9．如下列图，光滑水平面上存在有界匀强磁场，直径与磁场宽度一样的圆形金属线框以一定的初速度斜向上匀速通过磁场．在必要的时间段内施加必要的水平拉力保证其做匀速运动，如此如下说法中正确的答案是( )A．金属线框内感应电流经历两次先增大后减小B．金属线框内感应电流方向先沿顺时针方向再沿逆时针方向C．拉力方向与速度方向一样D．拉力方向与速度方向无关10．[2019·安徽黄山八校联考]如图甲所示，等离子气流(由等电量的正、负离子组成)从左端连续不断地以速度v0射入P1和P2两极板间的匀强磁场中，ab直导线通过滑动变阻器与P1、P2相连接，线圈A与直导线cd相连接，线圈A内存在按图乙所示规律变化的磁场，且磁感应强度B的正方向规定为向左，如此如下表示正确的答案是( )A．0～1 s内ab、cd导线互相排斥B．1～2 s内ab、cd导线互相吸引C．2～3 s内ab、cd导线互相排斥D．3～4 s内ab、cd导线互相吸引三、非选择题(此题共3小题，共32分)11．(10分)如图甲所示，MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ＝37°角固定，M、P之间接电阻箱R，导轨所在空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度B＝1 T．质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上，其接入电路的电阻值为r.现从静止释放杆ab，测得最大速度为v m.改变电阻箱的阻值R，得到v m与R的关系如图乙所示．导轨间距L＝2 m，重力加速度g取10 m/s2，轨道足够长且电阻不计．(1)杆ab 下滑过程中，判断感应电流的方向．(2)求R ＝0时，闭合电路中的感应电动势E 的最大值．(3)求金属杆的质量m 和阻值r .12．(12分)[2019·重庆检测]如下列图，匀强磁场的磁感应强度方向垂直纸面向里，宽度为l ，上、下边界与地面平行，下边界与地面相距72l .将一个边长为l ，质量为m ，总电阻为R 的正方形刚性导电线框ABCD 置于匀强磁场区域上方，线框CD 边与磁场上边界平行，从高于磁场上边界h 的位置由静止释放，h 的值能保证AB 边匀速通过磁场区域．从AB 边离开磁场到CD 边落到地面所用时间是AB 边通过磁场时间的2倍(重力加速度为g )．求：(1)线框通过磁场过程中电流的方向；(2)磁场区域内磁感应强度的大小；(3)CD边刚进入磁场时线框加速度与h的函数关系，分析h在不同情况下加速度的大小和方向，计算线框通过磁场区域产生的热量．13．(11分)如图甲所示，两根足够长的平行光滑金属导轨间距L＝0.5 m，导轨电阻不计．导轨与水平面成30°角固定在一范围足够大的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向上，两根一样的金属杆MN、PQ垂直放在金属导轨上，金属杆质量均为m＝0.12 kg，电阻均为R＝0.1 Ω.用长为d＝1.0 m的绝缘细线OO′将两金属杆的中点相连，在下述运动中，金属杆与金属导轨始终接触良好．(1)在MN上施加平行于导轨的拉力，使MN保持静止，穿过回路的磁场的磁感应强度变化规律如图乙所示，如此在什么时刻回路MNQP的面积发生变化？(2)假设磁场的方向不变，磁感应强度大小恒为B＝0.4 T，将细线OO′剪断，同时用平行于导轨的拉力使金属杆MN以v1＝2 m/s的速度沿导轨向上做匀速运动，求拉力的最大功率与回路电阻的最大发热功率．课练29 电磁感应现象楞次定律[狂刷小题夯根底]1．ACD 感应电流产生的条件是闭合回路中通过线圈的磁通量发生变化，闭合开关瞬间有磁通量变化，有感应电流，A项正确；开关闭合且电路稳定后，电流不再发生变化，通过线圈B的磁通量无变化，无感应电流，B项错误；拔出线圈A，如此通过线圈B的磁通量减小，有感应电流，C项正确；滑片P滑动，滑动变阻器接入电路的电阻发生变化，电流发生变化，线圈A产生的磁场发生变化，如此通过线圈B的磁通量发生变化，有感应电流，D项正确．2．AD 假设电梯突然坠落，线圈内的磁感应强度发生变化，将在线圈中产生感应电流，感应电流会阻碍磁铁的相对运动，可起到应急避险作用，故A正确；感应电流会阻碍磁铁的相对运动，但不能阻止磁铁的运动，故B错误；当电梯坠落至题图位置时，闭合线圈A中向上的磁场减弱，感应电流的方向从上向下看是逆时针方向，线圈B中向上的磁场增强，感应电流的方向从上向下看是顺时针方向，可知线圈A与线圈B中感应电流的方向相反，故C错误；结合A选项的分析可知，当电梯坠落至题图位置时，闭合线圈A、B都在阻碍电梯下落，故D正确．3．D 电容器刚开始时处于无电状态，直接将开关拨到2，如此不能将硬币射出，选项A错误；当开关拨向1时，电容器充电，电路中有短暂电流出现，电容器上极板带正电，选项B错误；当开关由1拨向2瞬间，电容器放电，铁芯中产生向下增大的磁场，根据楞次定律，如此硬币中会产生向上的感应磁场，选项C错误，D正确．4．BC 根据楞次定律，①位置，线圈中感应电流方向为逆时针，选项A错误；②位置，线圈完全进入磁场，磁通量不变，没有感应电流产生，选项B正确；①④位置，线圈进或出磁场时，磁通量变化，线圈中会产生感应电流，线圈受到与速度方向相反的安培力的作用而减速运动，速度可能为零，故C正确；②③位置，线圈已完全进入磁场，磁通量不变，没有感应电流产生，不再受安培力，线圈在磁场中做匀速运动，所以②③位置线圈的速度不可能2．B 金属棒ab在水平恒力F的作用下从磁场左边界ef处由静止开始向右运动，金属棒ab切割磁感线产生感应电动势和感应电流，由于受到与速度成正比的安培力作用，金属棒ab的速度逐渐增大，加速度逐渐减小，左侧金属圆环内的磁通量逐渐增大，但磁通量变化率逐渐减小，根据法拉第电磁感应定律可知，圆环内产生逐渐变小的感应电流；根据楞次定律可知，圆环有收缩的趋势，选项B正确，A、C、D三项错误．3．D 此题考查安培定如此、楞次定律知识，意在考查考生的分析推理能力．根据题意可知，当电流从a流向b时，由右手螺旋定如此可知，穿过铝环M的磁场方向水平向右，由于ab中电流均匀减小，所以穿过M的磁通量均匀变小，根据楞次定律和法拉第电磁感应定律可得，铝环M的感应电流方向为顺时针方向(从左向右看)，且大小不变；后半段时间电流从b 流向a，由右手螺旋定如此可知，穿过铝环M的磁场方向水平向左，ba中电流增大，如此穿过M的磁通量变大，根据楞次定律可知，感应电流方向为顺时针方向(从左向右看)，故铝环M 中感应电流大小、方向均不变，A、B错误，D正确；铝环M中感应电流的大小、方向均保持不变，但线圈ab中产生磁场的方向变化，所以铝环M受到的摩擦力方向也变化，C错误．4．C 由安培定如此知路面上相邻圆形线圈内部的磁场方向相反，分析可知汽车在行驶过程中，感应线圈中感应电流产生的磁场方向与地面线圈产生的磁场方向时而一样，时而相反，故A项错误；由于路面线圈中的电流不知如何变化，产生的磁场也无法确定，所以感应线圈中的电流大小不能确定，故B项错误；感应线圈随汽车一起运动过程中会产生感应电流，在路面线圈的磁场中受到安培力，根据“来拒去留〞可知，此安培力一定阻碍相对运动，即阻碍汽车运动，故C项正确；给路面线圈通以同向电流，多个路面线圈内部产生一样方向的磁场，感应线圈中的磁通量的变化率与路面线圈通以反向电流时相比变小，所以会影响充电效果，故D项错误．5．C 此题以探究性实验为载体，考查感应电流的产生和方向判定、楞次定律的推论与应用，考查考生的理解能力和推理能力．将条形磁铁插入线圈或从线圈中抽出的过程，穿过线圈的磁通量发生了变化，线圈中产生了感应电流，线圈与条形磁铁会发生相互作用，根据楞次定律的推论“来拒去留〞可知，在将磁铁插入线圈(无论是匀速、加速还是减速)的过程中，线圈与磁铁相互排斥，导致电子秤的示数大于m0，在抽出磁铁(无论是匀速、加速还是减速)的过程中，线圈与磁铁相互吸引，导致电子秤的示数小于m0，A、B错误．根据楞次定律可判断，将一条形磁铁的N极加速插向线圈时，线圈中产生的感应电流方向为逆时针方向(俯视)，C正确；磁铁N极匀速插向线圈的过程中，磁铁受到重力、拉力、斥力作用，重力和拉力的合力做的功等于线圈中产生的焦耳热，D错误．6．B 胶木圆盘A由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动，形成环形电流，。

11.2 法拉第电磁感应定律自感和互感(讲)--2023-2024年高考物理一轮复习讲练测(全国通

第十一章电磁感应【网络构建】专题11.2 法拉第电磁感应定律自感和互感【网络构建】考点一法拉第电磁感应定律的理解和应用1．对法拉第电磁感应定律的理解(1)感应电动势的大小由线圈的匝数和穿过线圈的磁通量的变化率ΔΦΔt 共同决定，而与磁通量Φ的大小、变化量ΔΦ的大小没有必然联系．(2)磁通量的变化率ΔΦΔt 对应Φ t 图线上某点切线的斜率．2．应用法拉第电磁感应定律的三种情况(1)磁通量的变化是由面积变化引起时，ΔΦ＝B ΔS ，则E ＝n B ΔSΔt ；(2)磁通量的变化是由磁场变化引起时，ΔΦ＝ΔBS ，则E ＝n ΔBSΔt；(3)磁通量的变化是由于面积和磁场变化共同引起的，则根据定义求，ΔΦ＝|Φ末－Φ初|，E ＝n|B 2S 2－B 1S 1|Δt≠nΔB ΔSΔt. 考点二导体棒切割磁感线产生感应电动势1．理解E ＝Blv 的“五性”(1)正交性：本公式是在一定条件下得出的，除磁场为匀强磁场外，还需B 、l 、v 三者互相垂直． (2)瞬时性：若v 为瞬时速度，则E 为相应的瞬时感应电动势．(3)平均性：导体平动切割磁感线时，若v 为平均速度，则E 为平均感应电动势，即E ＝Blv . (4)有效性：公式中的l 为导体切割磁感线的有效长度．如图中，棒的有效长度为ab 间的距离．(5)相对性：E ＝Blv 中的速度v 是导体相对磁场的速度，若磁场也在运动，应注意速度间的相对关系． 2．导体棒切割磁感线时，可有以下四种情况考点三应用法拉第电磁感应定律求解感应电荷量问题(1)公式E ＝n ΔΦΔt 求解的是一个回路中某段时间内的平均电动势，在磁通量均匀变化时，瞬时值才等于平均值．(2)利用公式E ＝nS ΔBΔt 求感应电动势时，S 为线圈在磁场范围内的有效面积．(3)通过回路截面的电荷量q 仅与n 、ΔΦ和回路电阻R 有关，与时间长短无关．推导如下：q ＝I Δt ＝n ΔΦΔtR Δt ＝n ΔΦR. 考点四自感和涡流1．自感现象的四大特点(1)自感电动势总是阻碍导体中原电流的变化．(2)通过线圈中的电流不能发生突变，只能逐渐变化．(3)电流稳定时，自感线圈就相当于普通导体．(4)线圈的自感系数越大，自感现象越明显，自感电动势只是延缓了过程的进行，但它不能使过程停止，更不能使过程反向．2．自感中“闪亮”与“不闪亮”问题3.处理自感现象问题的技巧(1)通电自感：线圈相当于一个变化的电阻——阻值由无穷大逐渐减小，通电瞬间自感线圈处相当于断路．(2)断电自感：断电时自感线圈处相当于电源，自感电动势由某值逐渐减小到零．(3)电流稳定时，理想的自感线圈相当于导线，非理想的自感线圈相当于定值电阻．高频考点一法拉第电磁感应定律的理解和应用例1、如图所示，匀强磁场中有两个导体圆环a、b，磁场方向与圆环所在平面垂直．磁感应强度B随时间均匀增大．两圆环半径之比为2∶1，圆环中产生的感应电动势分别为E a和E b，不考虑两圆环间的相互影响．下列说法正确的是()A ．E a ∶E b ＝4∶1，感应电流均沿逆时针方向B ．E a ∶E b ＝4∶1，感应电流均沿顺时针方向C ．E a ∶E b ＝2∶1，感应电流均沿逆时针方向D ．E a ∶E b ＝2∶1，感应电流均沿顺时针方向【答案】B.【解析】由法拉第电磁感应定律E ＝ΔΦΔt ＝ΔB Δt πr 2，ΔBΔt 为常数，E 与r 2成正比，故E a ∶E b ＝4∶1.磁感应强度B 随时间均匀增大，故穿过圆环的磁通量增大，由楞次定律知，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相反，垂直纸面向里，由安培定则可知，感应电流均沿顺时针方向，故B 项正确．【变式训练】轻质细线吊着一质量为m ＝0.42 kg 、边长为L ＝1 m 、匝数n ＝10的正方形线圈，其总电阻为r ＝1 Ω.在线圈的中间位置以下区域分布着磁场，如图甲所示．磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示．(g 取10 m/s 2)(1)判断线圈中产生的感应电流的方向是顺时针还是逆时针； (2)求线圈的电功率；(3)求在t ＝4 s 时轻质细线的拉力大小．【答案】(1)逆时针 (2)0.25 W (3)1.2 N【解析】(1)由楞次定律知感应电流的方向为逆时针方向． (2)由法拉第电磁感应定律得 E ＝n ΔΦΔt ＝n ·12L 2ΔBΔt ＝0.5 V则P ＝E 2r＝0.25 W(3)I ＝Er ＝0.5 A ，F 安＝nBIL ，t ＝4 s 时，B ＝0.6 TF 安＋F 线＝mg 联立解得F 线＝1.2 N.高频考点二导体棒切割磁感线产生感应电动势例2、如图所示，在磁感应强度为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆MN 在平行金属导轨上以速度v 向右匀速滑动，MN 中产生的感应电动势为E 1；若磁感应强度增为2B ，其他条件不变，MN 中产生的感应电动势变为E 2.则通过电阻R 的电流方向及E 1与E 2之比E 1∶E 2分别为( )A ．c →a,2∶1B ．a →c,2∶1C ．a →c,1∶2D ．c →a,1∶2【答案】C【解析】用右手定则判断出两次金属棒MN 中的电流方向为N →M ，所以电阻R 中的电流方向a →c .由电动势公式E ＝Blv 可知E 1E 2＝Blv 2Blv ＝12，故选项C 正确．【变式训练】如图所示，abcd 为水平放置的平行“”形光滑金属导轨，间距为l ，导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B ，导轨电阻不计，已知金属杆MN 倾斜放置，与导轨成θ角，单位长度的电阻为r ，保持金属杆以速度v 沿平行于cd 的方向滑动(金属杆滑动过程中与导轨接触良好)．则( )A ．电路中感应电动势的大小为Blv sin θ B ．电路中感应电流的大小为 Bv sin θrC ．金属杆所受安培力的大小为 B 2lv sin θrD ．金属杆的热功率为 B 2lv 2r sin θ【答案】B.【解析】金属杆的运动方向与金属杆不垂直，电路中感应电动势的大小为E ＝Blv (l 为切割磁感线的有效长度)，选项A 错误；电路中感应电流的大小为I ＝E R ＝Blv l sin θ r ＝Bv sin θr，选项B 正确；金属杆所受安培力的大小为F ＝BIl ′＝B ·Bv sin θr ·l sin θ＝B 2lv r ，选项C 错误；金属杆的热功率为P ＝I 2R ＝B 2v 2sin 2θr 2·lr sin θ＝B 2lv 2sin θr ，选项D 错误．例3、法拉第圆盘发电机的示意图如图所示．铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P 、Q 分别与圆盘的边缘和铜轴接触．圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B 中．圆盘旋转时，关于流过电阻 Q 、R 的电流，下列说法正确的是( )A ．若圆盘转动的角速度恒定，则电流大小恒定B ．若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿a 到b 的方向流动C ．若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可能发生变化D ．若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在R 上的热功率也变为原来的2倍【答案】AB【解析】将圆盘看成无数辐条组成，它们都在切割磁感线从而产生感应电动势和感应电流，则当圆盘顺时针(俯视)转动时，根据右手定则可知圆盘上感应电流从边缘流向中心，流过电阻的电流方向从a 到b ，B 对；由法拉第电磁感应定律得感应电动势E ＝BL v ＝12BL 2ω，I ＝ER ＋r ，ω恒定时，I 大小恒定，ω大小变化时，I 大小变化，方向不变，故A 对，C 错；由P ＝I 2R ＝B 2L 4ω2R4R ＋r 2知，当ω变为原来的2倍时，P 变为原来的4倍，D 错．【变式训练】如图，直角三角形金属框abc 放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B ，方向平行于ab 边向上．当金属框绕ab 边以角速度ω逆时针转动时，a 、b 、c 三点的电势分别为U a 、U b 、U c .已知bc 边的长度为l .下列判断正确的是( )A ．U a >U c ，金属框中无电流B ．U b >U c ，金属框中电流方向沿a －b －c －aC ．U b c ＝－12Bl 2ω，金属框中无电流D ．U b c ＝12Bl 2ω，金属框中电流方向沿a －c －b －a【答案】C.【解析】金属框abc 平面与磁场平行，转动过程中磁通量始终为零，所以无感应电流产生，选项B 、D 错误；转动过程中bc 边和ac 边均切割磁感线，产生感应电动势，由右手定则判断U a ＜U c ，U b ＜U c ，选项A 错误；由转动切割产生感应电动势的公式得U bc ＝－12Bl 2ω，选项C 正确．高频考点三应用法拉第电磁感应定律求解感应电荷量问题例4、如图所示，阻值为R 的金属棒从图示位置ab 分别以v 1、v 2的速度沿光滑水平导轨(电阻不计)匀速滑到a ′b ′位置，若v 1∶v 2＝1∶2，则在这两次过程中( )A ．回路电流I 1∶I 2＝1∶2B ．产生的热量Q 1∶Q 2＝1∶4C ．通过任一截面的电荷量q 1∶q 2＝1∶1D ．外力的功率P 1∶P 2＝1∶2 【答案】AC【解析】回路中感应电流为I ＝E R ＝BLv R ，I ∝v ，则得I 1∶I 2＝v 1∶v 2＝1∶2，故A 正确；产生的热量为Q ＝I 2Rt＝(BLv R )2R ×s v ＝B 2L 2sv R ，Q ∝v ，则得Q 1∶Q 2＝v 1∶v 2＝1∶2，故B 错误；通过任一截面的电荷量为q ＝It ＝BLvR t ＝BLsR，q 与v 无关，则得q 1∶q 2＝1∶1，故C 正确；由于金属棒匀速运动，外力的功率等于回路中的功率，即得P ＝I 2R ＝(BLv R)2R ，P ∝v 2，则得P 1∶P 2＝1∶4，故D 错误．【变式训练】如图，导体轨道OPQS 固定，其中PQS 是半圆弧，Q 为半圆弧的中点，O 为圆心．轨道的电阻忽略不计．OM 是有一定电阻、可绕O 转动的金属杆，M 端位于PQS 上，OM 与轨道接触良好．空间存在与半圆所在平面垂直的匀强磁场，磁感应强度的大小为B .现使OM 从OQ 位置以恒定的角速度逆时针转到OS 位置并固定(过程Ⅰ)；再使磁感应强度的大小以一定的变化率从B 增加到B ′(过程Ⅰ)．在过程 Ⅰ、Ⅰ 中，流过OM 的电荷量相等，则B ′B等于( )A.54B.32C.74 D ．2 【答案】 B【解析】设OM 的电阻为R ，过程Ⅰ，OM 转动的过程中产生的平均感应电动势大小为E 1＝ΔΦΔt 1＝B ·ΔS Δt 1＝B ·14πl 2Δt 1＝πBl 24Δt 1，流过OM 的电流为I 1＝E 1R ＝πBl 24R Δt 1，则流过OM 的电荷量为q 1＝I 1·Δt ＝πBl 24R；过程Ⅰ，磁场的磁感应强度大小均匀增加，则该过程中产生的平均感应电动势大小为E 2＝ΔΦΔt 2＝（B ′－B ）S Δt 2＝（B ′－B ）πl 22Δt 2，电路中的电流为I 2＝E 2R ＝π（B ′－B ）l 22R Δt 2，则流过OM 的电荷量为q 2＝I 2·Δt 2＝π（B ′－B ）l 22R ；由题意知q 1＝q 2，则解得B ′B ＝32，B 正确，A 、C 、D 错误．高频考点四自感和涡流例5、如图所示，图甲和图乙是教材中演示自感现象的两个电路图，L 1和L 2为电感线圈．实验时，断开开关S 1瞬间，灯A 1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S 2，灯A 2逐渐变亮．而另一个相同的灯A 3立即变亮，最终A 2与A 3的亮度相同．下列说法正确的是 ( )A ．图甲中，A 1与L 1的电阻值相同B ．图甲中，闭合S 1，电路稳定后，A 1中电流大于L 1中电流C ．图乙中，变阻器R 与L 2的电阻值相同D ．图乙中，闭合S 2瞬间，L 2中电流与变阻器R 中电流相等【答案】C【解析】断开开关S 1瞬间，线圈L 1产生自感电动势，阻碍电流的减小，通过L 1的电流反向通过A 1，灯A 1突然闪亮，随后逐渐变暗，说明I L 1>I A1，即R L 1<R A1，故A 错；题图甲中，闭合开关S 1，电路稳定后，因为R L 1<R A1，所以A 1中电流小于L 1中电流，故B 错；题图乙中，闭合开关S 2，灯A 2逐渐变亮，而另一个相同的灯A 3立即变亮，最终A 2与A 3的亮度相同，说明变阻器R 与L 2的电阻值相同，故C 对；闭合S 2瞬间，通过L 2的电流增大，由于电磁感应，线圈L 2产生自感电动势，阻碍电流的增大，则L 2中电流与变阻器R 中电流不相等，故D 错．【变式训练】如图，A 、B 是相同的白炽灯，L 是自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈．下面说法正确的是( )A ．闭合开关S 时，A 、B 灯同时亮，且达到正常 B ．闭合开关S 时，B 灯比A 灯先亮，最后一样亮C ．闭合开关S 时，A 灯比B 灯先亮，最后一样亮D ．断开开关S 时，A 灯与B 灯同时慢慢熄灭【答案】BD【解析】由于自感的作用，闭合开关S 时，B 灯比A 灯先亮，最后一样亮，选项A 、C 错误，B 正确；断开开关S时，L中产生自感电动势，A灯与B灯同时慢慢熄灭，选项D正确．。

2020届高考物理复习：法拉第电磁感应定律(解析版)

2020届高考物理法拉第电磁感应定律（解析版）1. 如图所示，一正方形线圈的匝数为 n ，边长为 a ，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中. 在 Δt 时间内，磁感应强度的方向不变，大小由 B 均匀地增大到 2 B ．在此过程中，线圈中产生的感应电动势为（ B ）A ．B ．C ．D ．【解析】当磁场增强时线圈中产生感生电动势，由法拉第电磁感应定律221a t B n S t B n t E ∆∆∆∆ϕ∆===，选项B 正确 2. 英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发感生电场。

如图所示，一个半径为r 的绝缘细圆环水平放置，环内存在竖直向上的匀强磁场B ，环上套一带电量为+q 的小球。

已知磁感应强度B 随时间均匀增加，其变化率为k ，若小球在环上运动一周，则感生电场对小球的作用力所做功的大小是（ D ）A ．0B ．212r qk C ．22r qk π D ．2r qk π【解析】由法拉第电磁感应定律得感生电动势：22r k r tB t E ππ∆∆∆∆Φ===，而电场力做功W=qU ，小球在环上运动一周U=E ，故2r qk W π=。

D 正确。

3. 如图.在水平面（纸面）内有三报相同的均匀金属棒ab 、ac 和MN ，其中ab 、ac 在a 点接触，构成“V”字型导轨。

空间存在垂直于纸面的均匀磁场。

用力使MN 向右匀速运动，从图示位置开始计时，运动中MN 始终与∠bac 的平分线垂直且和导轨保持良好接触。

下列关于回路中电流i 与时间t 的关系图线.可能正确的是（ A ）22Ba t ∆22nBa t ∆2nBa t ∆22nBa t∆【解析】设“V”字形导轨夹角为2θ，MN 向右匀速运动运动的速度为v ，根据法拉第电磁感应定律：，设回路中单位长度的导线的电阻为R O ，，根据欧姆定律：，A 选项对。

4. 如图，在磁感应强度为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆MN 在平行金属导轨上以速度v 向右匀速滑动，MN 中产生的感应电动势为E l ；若磁感应强度增为2B ，其他条件不变，MN 中产生的感应电动势变为E 2。

大学物理第11章习题答案

第11章电磁感应11.１基本要求１理解电动势的概念。

２掌握法拉第电磁感应定律和楞次定律，能熟练地应用它们来计算感应电动势的大小，判别感应电动势的方向。

３理解动生电动势的概念及规律，会计算一些简单问题中的动生电动势。

４理解感生电场、感生电动势的概念及规律，会计算一些简单问题中的感生电动势。

５理解自感现象和自感系数的定义及物理意义，会计算简单回路中的自感系数。

６理解互感现象和互感系数的定义及物理意义，能计算简单导体回路间的互感系数。

７理解磁能（磁场能量）和磁能密度的概念，能计算一些简单情况下的磁场能量。

８了解位移电流的概念以及麦克斯韦方程组（积分形式）的物理意义。

11.２基本概念１电动势ε：把单位正电荷从负极通过电源内部移到正极时，非静电力所作的功，即Wqε=２动生电动势：仅由导体或导体回路在磁场中的运动而产生的感应电动势。

３感生电场k E ：变化的磁场在其周围所激发的电场。

与静电场不同，感生电场的电场线是闭合的，所以感生电场也称有旋电场。

４感生电动势：仅由磁场变化而产生的感应电动势。

５自感：有使回路保持原有电流不变的性质，是回路本身的“电磁惯性”的量度。

自感系数L ：//m L I N I =ψ=Φ６自感电动势L ε：当通过回路的电流发生变化时，在自身回路中所产生的感应电动势。

７互感系数M ：211212M I I ψψ== ８互感电动势12ε：当线圈２的电流2I 发生变化时，在线圈１中所产生的感应电动势。

９磁场能量m W ：贮存在磁场中的能量。

自感贮存磁能：212m W LI =磁能密度m w ：单位体积中贮存的磁场能量22111222m B w μH HB μ===１０位移电流：D d d I dt Φ=s d t∂=∂⎰DS ，位移电流并不表示有真实的电荷在空间移动。

但是，位移电流的量纲和在激发磁场方面的作用与传导电流是一致的。

１１位移电流密度：d t∂=∂D j 11.３基本规律１电磁感应的基本定律：描述电磁感应现象的基本规律有两条。

2020年高考物理一轮复习考点归纳专题电磁感应含答案

2020年高考一轮复习知识考点专题10 《电磁感应》第一节电磁感应现象楞次定律【基本概念、规律】一、磁通量1．定义：在磁感应强度为B的匀强磁场中，与磁场方向垂直的面积S和B的乘积．2．公式：Φ＝B·S.3．单位：1 Wb＝1_T·m2.4．标矢性：磁通量是标量，但有正、负．二、电磁感应1．电磁感应现象当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，电路中有电流产生，这种现象称为电磁感应现象．2．产生感应电流的条件(1)电路闭合；(2)磁通量变化．3．能量转化发生电磁感应现象时，机械能或其他形式的能转化为电能．特别提醒：无论回路是否闭合，只要穿过线圈平面的磁通量发生变化，线圈中就有感应电动势产生．三、感应电流方向的判断1．楞次定律(1)内容：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化．(2)适用情况：所有的电磁感应现象．2．右手定则(1)内容：伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内，让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导体运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向．(2)适用情况：导体切割磁感线产生感应电流．【重要考点归纳】考点一电磁感应现象的判断1.判断电路中能否产生感应电流的一般流程：2.判断能否产生电磁感应现象，关键是看回路的磁通量是否发生了变化．磁通量的变化量ΔΦ＝Φ2－Φ1有多种形式，主要有：(1)S、θ不变，B改变，这时ΔΦ＝ΔB·S sin θ；(2)B、θ不变，S改变，这时ΔΦ＝ΔS·B sin θ；(3)B、S不变，θ改变，这时ΔΦ＝BS(sin θ2－sin θ1)．考点二楞次定律的理解及应用1．楞次定律中“阻碍”的含义2．应用楞次定律判断感应电流方向的步骤考点三“一定律三定则”的综合应用1．“三个定则与一个定律”的比较2.无论是“安培力”还是“洛伦兹力”，只要是涉及磁力都用左手判断．“电生磁”或“磁生电”均用右手判断．【思想方法与技巧】楞次定律推论的应用楞次定律中“阻碍”的含义可以理解为感应电流的效果总是阻碍产生感应电流的原因，推论如下：(1)阻碍原磁通量的变化——“增反减同”；(2)阻碍相对运动——“来拒去留”；(3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”；(4)阻碍原电流的变化(自感现象)——“增反减同”第二节法拉第电磁感应定律自感涡流【基本概念、规律】一、法拉第电磁感应定律1．感应电动势(1)感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势．产生感应电动势的那部分导体就相当于电源，导体的电阻相当于电源内阻．(2)感应电流与感应电动势的关系：遵循闭合电路欧姆定律，即I＝ER＋r.2．法拉第电磁感应定律(1)内容：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比．(2)公式：E＝n ΔΦΔt，n为线圈匝数．3．导体切割磁感线的情形(1)若B、l、v相互垂直，则E＝Blv.(2)若B⊥l，l⊥v，v与B夹角为θ，则E＝Blv sin_θ.二、自感与涡流1．自感现象(1)概念：由于导体本身的电流变化而产生的电磁感应现象称为自感，由于自感而产生的感应电动势叫做自感电动势．(2)表达式：E＝L ΔI Δt.(3)自感系数L的影响因素：与线圈的大小、形状、匝数以及是否有铁芯有关．2．涡流当线圈中的电流发生变化时，在它附近的任何导体中都会产生像水的旋涡状的感应电流．(1)电磁阻尼：当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力的方向总是阻碍导体的运动．(2)电磁驱动：如果磁场相对于导体转动，在导体中会产生感应电流，使导体受到安培力作用，安培力使导体运动起来．交流感应电动机就是利用电磁驱动的原理工作的．【重要考点归纳】考点一公式E＝nΔΦ/Δt的应用1．感应电动势大小的决定因素(1)感应电动势的大小由穿过闭合电路的磁通量的变化率ΔΦΔt和线圈的匝数共同决定，而与磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ的大小没有必然联系．(2)当ΔΦ仅由B引起时，则E＝n SΔBΔt；当ΔΦ仅由S引起时，则E＝nBΔSΔt.2．磁通量的变化率ΔΦΔt是Φ－t图象上某点切线的斜率．3.应用电磁感应定律应注意的三个问题(1)公式E＝n ΔΦΔt求解的是一个回路中某段时间内的平均电动势，在磁通量均匀变化时，瞬时值才等于平均值．(2)利用公式E＝nS ΔBΔt求感应电动势时，S为线圈在磁场范围内的有效面积．(3)通过回路截面的电荷量q仅与n、ΔΦ和回路电阻R有关，与时间长短无关．推导如下：q＝IΔt＝nΔΦΔtRΔt＝nΔΦR.考点二公式E＝Blv的应用1．使用条件本公式是在一定条件下得出的，除了磁场是匀强磁场外，还需B、l、v三者相互垂直．实际问题中当它们不相互垂直时，应取垂直的分量进行计算，公式可为E＝Blv sin θ，θ为B与v 方向间的夹角．2．使用范围导体平动切割磁感线时，若v为平均速度，则E为平均感应电动势，即E＝Bl v.若v为瞬时速度，则E为相应的瞬时感应电动势．3．有效性公式中的l为有效切割长度，即导体与v垂直的方向上的投影长度．例如，求下图中MN两点间的电动势时，有效长度分别为甲图：l＝cd sin β.乙图：沿v1方向运动时，l＝MN；沿v2方向运动时，l＝0.丙图：沿v1方向运动时，l＝2R；沿v2方向运动时，l＝0；沿v3方向运动时，l＝R.4．相对性E＝Blv中的速度v是相对于磁场的速度，若磁场也运动，应注意速度间的相对关系．5.感应电动势两个公式的比较考点三自感现象的分析1．自感现象“阻碍”作用的理解(1)流过线圈的电流增加时，线圈中产生的自感电动势与电流方向相反，阻碍电流的增加，使其缓慢地增加．(2)流过线圈的电流减小时，线圈中产生的自感电动势与电流方向相同，阻碍电流的减小，使其缓慢地减小．2．自感现象的四个特点(1)自感电动势总是阻碍导体中原电流的变化．(2)通过线圈中的电流不能发生突变，只能缓慢变化．(3)电流稳定时，自感线圈就相当于普通导体．(4)线圈的自感系数越大，自感现象越明显，自感电动势只是延缓了过程的进行，但它不能使过程停止，更不能使过程反向．3．自感现象中的能量转化通电自感中，电能转化为磁场能；断电自感中，磁场能转化为电能．4.分析自感现象的两点注意(1)通过自感线圈中的电流不能发生突变，即通电过程，线圈中电流逐渐变大，断电过程，线圈中电流逐渐变小，方向不变．此时线圈可等效为“电源”，该“电源”与其他电路元件形成回路．(2)断电自感现象中灯泡是否“闪亮”问题的判断，在于对电流大小的分析，若断电后通过灯泡的电流比原来强，则灯泡先闪亮后再慢慢熄灭．第三节电磁感应中的电路和图象问题【基本概念、规律】一、电磁感应中的电路问题1．内电路和外电路(1)切割磁感线运动的导体或磁通量发生变化的线圈都相当于电源．(2)该部分导体的电阻或线圈的电阻相当于电源的内阻，其余部分是外电阻．2．电源电动势和路端电压(1)电动势：E＝Blv或E＝n ΔΦΔt.(2)路端电压：U＝IR＝ER＋r·R.二、电磁感应中的图象问题1．图象类型(1)随时间t变化的图象如B－t图象、Φ－t图象、E－t图象和i－t图象．(2)随位移x变化的图象如E－x图象和i－x图象．2．问题类型(1)由给定的电磁感应过程判断或画出正确的图象．(2)由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应的物理量．(3)利用给出的图象判断或画出新的图象．【重要考点归纳】考点一电磁感应中的电路问题1．对电源的理解：在电磁感应现象中，产生感应电动势的那部分导体就是电源，如切割磁感线的导体棒、有磁通量变化的线圈等．这种电源将其他形式的能转化为电能．2．对电路的理解：内电路是切割磁感线的导体或磁通量发生变化的线圈，外电路由电阻、电容等电学元件组成．3．解决电磁感应中电路问题的一般思路：(1)确定等效电源，利用E＝n ΔΦΔt或E＝Blv sin θ求感应电动势的大小，利用右手定则或楞次定律判断电流方向．(2)分析电路结构(内、外电路及外电路的串、并联关系)，画出等效电路图．(3)利用电路规律求解．主要应用欧姆定律及串、并联电路的基本性质等列方程求解．4.(1)对等效于电源的导体或线圈，两端的电压一般不等于感应电动势，只有在其电阻不计时才相等．(2)沿等效电源中感应电流的方向，电势逐渐升高．考点二电磁感应中的图象问题1．题型特点一般可把图象问题分为三类：(1)由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图象；(2)由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应的物理量；(3)根据图象定量计算．2．解题关键弄清初始条件，正负方向的对应，变化范围，所研究物理量的函数表达式，进、出磁场的转折点是解决问题的关键．3．解决图象问题的一般步骤(1)明确图象的种类，即是B－t图象还是Φ－t图象，或者是E－t图象、I－t图象等；(2)分析电磁感应的具体过程；(3)用右手定则或楞次定律确定方向对应关系；(4)结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等规律写出函数关系式；(5)根据函数关系式，进行数学分析，如分析斜率的变化、截距等；(6)画出图象或判断图象．4.解决图象类选择题的最简方法——分类排除法．首先对题中给出的四个图象根据大小或方向变化特点分类，然后定性地分析电磁感应过程中物理量的变化趋势(增大还是减小)、变化快慢(均匀变化还是非均匀变化)，特别是用物理量的方向，排除错误选项，此法最简捷、最有效．【思想方法与技巧】电磁感应电路与图象的综合问题解决电路与图象综合问题的思路(1)电路分析弄清电路结构，画出等效电路图，明确计算电动势的公式．(2)图象分析①弄清图象所揭示的物理规律或物理量间的函数关系；②挖掘图象中的隐含条件，明确有关图线所包围的面积、图线的斜率(或其绝对值)、截距所表示的物理意义．(3)定量计算运用有关物理概念、公式、定理和定律列式计算．第四节电磁感应中的动力学和能量问题【基本概念、规律】一、电磁感应现象中的动力学问题1．安培力的大小⎭⎬⎫安培力公式：F ＝BIl 感应电动势：E ＝Blv 感应电流：I ＝E R⇒F ＝B 2l 2v R 2．安培力的方向(1)先用右手定则判定感应电流方向，再用左手定则判定安培力方向． (2)根据楞次定律，安培力的方向一定和导体切割磁感线运动方向相反．二、电磁感应中的能量转化 1．过程分析(1)电磁感应现象中产生感应电流的过程，实质上是能量的转化过程．(2)感应电流在磁场中受安培力，若安培力做负功，则其他形式的能转化为电能；若安培力做正功，则电能转化为其他形式的能．(3)当感应电流通过用电器时，电能转化为其他形式的能． 2．安培力做功和电能变化的对应关系“外力”克服安培力做多少功，就有多少其他形式的能转化为电能；安培力做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能．【重要考点归纳】考点一电磁感应中的动力学问题分析1．导体的平衡态——静止状态或匀速直线运动状态．处理方法：根据平衡条件(合外力等于零)列式分析． 2．导体的非平衡态——加速度不为零．处理方法：根据牛顿第二定律进行动态分析或结合功能关系分析． 3.分析电磁感应中的动力学问题的一般思路(1)先进行“源”的分析——分离出电路中由电磁感应所产生的电源，求出电源参数E 和r ； (2)再进行“路”的分析——分析电路结构，弄清串、并联关系，求出相关部分的电流大小，以便求解安培力；(3)然后是“力”的分析——分析研究对象(常是金属杆、导体线圈等)的受力情况，尤其注意其所受的安培力；(4)最后进行“运动”状态的分析——根据力和运动的关系，判断出正确的运动模型．考点二电磁感应中的能量问题1．电磁感应过程的实质是不同形式的能量转化的过程，而能量的转化是通过安培力做功的形式实现的，安培力做功的过程，是电能转化为其他形式能的过程，外力克服安培力做功，则是其他形式的能转化为电能的过程．2．能量转化及焦耳热的求法 (1)能量转化(2)求解焦耳热Q的三种方法3.在解决电磁感应中的能量问题时，首先进行受力分析，判断各力做功和能量转化情况，再利用功能关系或能量守恒定律列式求解．【思想方法与技巧】电磁感应中的“双杆”模型1．模型分类“双杆”模型分为两类：一类是“一动一静”，甲杆静止不动，乙杆运动，其实质是单杆问题，不过要注意问题包含着一个条件：甲杆静止、受力平衡．另一种情况是两杆都在运动，对于这种情况，要注意两杆切割磁感线产生的感应电动势是相加还是相减．2．分析方法通过受力分析，确定运动状态，一般会有收尾状态．对于收尾状态则有恒定的速度或者加速度等，再结合运动学规律、牛顿运动定律和能量观点分析求解．3.分析“双杆”模型问题时，要注意双杆之间的制约关系，即“动杆”与“被动杆”之间的关系，需要注意的是，最终两杆的收尾状态的确定是分析该类问题的关键．电磁感应中的含容电路分析一、电磁感应回路中只有电容器元件1.这类问题的特点是电容器两端电压等于感应电动势，充电电流等于感应电流．2.(1)电容器的充电电流用I＝ΔQΔt＝CΔUΔt表示．(2)由本例可以看出：导体棒在恒定外力作用下，产生的电动势均匀增大，电流不变，所受安培阻力不变，导体棒做匀加速直线运动．二、电磁感应回路中电容器与电阻并联问题1.这一类问题的特点是电容器两端的电压等于与之并联的电阻两端的电压，充电过程中的电流只是感应电流的一支流．稳定后，充电电流为零．2.在这类问题中，导体棒在恒定外力作用下做变加速运动，最后做匀速运动．。

高中物理高考 2020年物理高考大一轮复习第10章电磁感应第29讲楞次定律法拉第电磁感应定律练习含解

第29讲楞次定律法拉第电磁感应定律[解密考纲]考查楞次定律、右手定则、公式E ＝n ΔΦΔt和E ＝Blv 的应用；判断感应电流和电动势的方向及相关导体运动方向；能分析通电自感和断电自感．1．(2018·全国卷Ⅰ)(多选)如图所示，两个线圈绕在同一根铁芯上，其中一线圈通过开关与电源连接，另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路．将一小磁针悬挂在直导线正上方，开关未闭合时小磁针处于静止状态．下列说法正确的是( )A ．开关闭合后的瞬间，小磁针的N 极朝垂直纸面向里的方向转动B ．开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N 极指向垂直纸面向里的方向C ．开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N 极指向垂直纸面向外的方向D ．开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小磁针的N 极朝垂直纸面向外的方向转动AD 解析开关闭合的瞬间，左侧的线圈中磁通量变化，产生感应电动势和感应电流，由楞次定律可判断出直导线中电流方向为由南向北，由安培定则可判断出小磁针处的磁场方向垂直纸面向里，小磁针的N 极朝垂直纸面向里的方向转动，选项A 正确；开关闭合并保持一段时间后，左侧线圈中磁通量不变，线圈中感应电动势和感应电流为零，直导线中电流为零，小磁针恢复到原来状态，选项B 、C 错误；开关闭合并保持一段时间再断开的瞬间，左侧的线圈中磁通量变化，产生感应电动势和感应电流，由楞次定律可判断出直导线中电流方向为由北向南，由安培定则可判断出小磁针处的磁场方向垂直纸面向外，小磁针的N 极朝垂直纸面向外的方向转动，选项D 正确．2．(2019·上海浦东新区高三二模)如图所示，长直导线AB 与矩形导线框abcd 固定在同一平面内，且AB 平行于ab ，长直导线中通有图示方向的电流，当电流逐渐减弱时，下列判断正确的是( )A ．线框有收缩的趋势B ．穿过线框的磁通量逐渐增大C ．线框所受安培力的合力方向向左D ．线框中将产生逆时针方向的感应电流C 解析当电流逐渐减弱时，产生的磁场减小，穿过线框的磁通量减小，根据“增缩减扩”可知，线框有扩张的趋势，故选项A 、B 错误；根据楞次定律，感应电流的磁场要阻碍原磁通量的减小，线框有向磁感应强度较大的左侧运动的趋势，所以它所受的安培力的合力向左，故选项C 正确；感应电流的磁场总要阻碍原磁通量的变化，根据右手定则判定知导线右侧的磁场方向向里，磁通量减小时，产生的感应电流的磁场方向向里，产生顺时针方向的感应电流，故选项D 错误．3．(2019·衡水中学高三三摸)L 形的光滑金属轨道AOC ，AO 沿竖直方向，OC 沿水平方向，PQ 是如图所示地放在导轨上的一根金属直杆，直杆从图示位置由静止开始在重力作用下运动，运动过程中Q 端始终在OC 上．空间存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，则在PQ 杆滑动的过程中，下列判断正确的是( )A ．感应电流的方向始终是由P →Q ，PQ 所受安培力的方向垂直杆向左B ．感应电流的方向先是由P →Q ，后是由Q →P ，PQ 所受安培力的方向先垂直于杆向左，后垂直于杆向右C ．感应电流的方向始终是由Q →P ，PQ 所受安培力的方向垂直杆向右D ．感应电流的方向先是由Q →P ，后是由P →Q ，PQ 所受安培力的方向先垂直于杆向右，后垂直于杆向左B 解析在PQ 杆滑动的过程中，△POQ 的面积先增大，后减小，穿过△POQ 磁通量先增大，后减小，根据楞次定律可知，感应电流的方向先是由P →Q ，后是由Q →P ，由左手定则判断得到PQ 受磁场力的方向先垂直于杆向左，后垂直于杆向右，故选项B 正确，A 、C 、D 错误．4．(2019·河南豫北豫南名校高三联考)(多选)如图甲所示，虚线MN 上方有一垂直纸面向里的匀强磁场，边长为L 的单匝金属线框处于该磁场中，线框下端与一阻值为R 的电阻相连．若金属框的总阻值为r ，磁场的变化情况如图乙所示，则下列说法正确的是( )A ．流经电阻R 的电流方向为从左向右B ．线框产生的感应电动势的大小为B 0L 2t 0C ．电阻R 上的电压大小为B 0L 2R R ＋r t 0D ．时间t 0内电阻R 上产生的热量为B 0L 2R R ＋r 2t 20BC 解析由楞次定律可得，感应电流的方向为顺时针，所以通过R 的电流方向由右向左，故选项A 错误．感应电动势为E ＝N ΔΦΔt ＝B 0－B 0S t 0＝B 0L 2t 0，故选项B 正确．由闭合电路的欧姆定律可知U ＝IR ＝ER ＋r ·R ＝B 0L 2R t 0R ＋r ，故选项C 正确．根据焦耳定律Q R ＝I 2Rt 0＝B 20L 4R R ＋r 2t 0，故选项D 错误． 5．(2019·山东齐鲁名校二模)(多选)如图所示，一根长1 m 左右的空心铝管竖直放置(如图甲所示)，及同样竖直放置的一根长度相同但有竖直裂缝的铝管(如图乙所示)，和一根长度相同的空心塑料管(如图丙所示)．把一枚磁场很强的小圆柱从上端管口放入管中后，小圆柱最终从下端管口落出．小圆柱在管内运动时，没有跟铝管内壁发生摩擦．设小圆柱在甲、乙、丙三条管中下落的时间分别为t 1、t 2、t 3，则下列关于小圆柱在三管中下落的说法正确的是( )A ．t 1最大，因为铝管中涡电流产生的磁场阻碍小圆柱的相对运动B ．t 2＝t 3，因为有裂缝的铝管和塑料管中不会产生感应电流C ．小圆柱在乙管内下落的过程中，管中会产生感应电动势D ．铝管可看成一个个小圆环组成，在小圆柱下落过程中，小圆环中磁通量发生变化 ACD 解析甲管为无缝铝管，强磁体下落时，产生电磁感应，阻碍强磁体的运动；乙管为有竖直裂缝的铝管，则强磁体在铝管中下落时，在侧壁也产生涡流，对磁体产生向上的阻力较小，下落的加速度小于g ；丙管为绝缘体，不产生电磁感应，强磁体没有阻碍作用，所以磁体穿越甲管的时间比穿越乙管的时间长，磁体穿越乙管的时间比穿越丙管的时间长，故选项A 、C 正确，B 错误．小圆柱是强磁体，当它通过完整铝管时，导致铝管的磁通量发生变化，从而产生感应电流，故选项D 正确．6．(2019·青岛高三一模)(多选)如图所示，一根长为l 、横截面积为S 的闭合软导线置于光滑水平面上，其材料的电阻率为ρ，导线内单位体积的自由电子数为n ，电子的电荷量为e ，空间存在垂直纸面向里的磁场．某时刻起磁场开始减弱，磁感应强度随时间的变化规律是B ＝B 0－kt ，当软导线形状稳定时，磁场方向仍然垂直纸面向里，此时( )A ．软导线围成一个正方形B ．导线中的电流为klS 4πρC ．导线中自由电子定向移动的速率为kl 4n πe ρ D ．导线中电场强度大小为kl4πBCD 解析根据楞次定律“增缩减扩”的原理，软导线稳定时呈圆形，选项A 错误．根据l ＝2πr 可得，r ＝l 2π，圆的面积S 0＝πr 2＝l 24π，感应电动势大小为E ＝S 0ΔB Δt ＝kl 24π，稳定时软导线中的电流为I ＝E R ，其中R ＝ρl S ，联立可得电流I ＝E R ＝klS 4πρ，选项B 正确．导线横截面积为S 、单位体积内的自由电子数为n 、电子的电荷量为e ，则导线中电流I ＝neSv ，解得导线中自由电子定向移动的速率v ＝kl4n πe ρ，选项C 正确．计算导线中电场可将其视为沿导线方向的匀强电场，则导线中电场强度E 场＝U l ＝kl 24πl ＝kl 4π，选项D 正确． 7．(2019·辽宁部分重点中学协作体高三模拟)(多选)有一个铜盘，与支架之间的阻力非常小，因此轻轻拨动它，就能长时间地绕轴自由转动，如果在转动时把蹄形磁铁的两极放在铜盘边缘，但并不与铜盘接触，如图所示．下列说法正确的是()A ．铜盘能够在较短的时间内停止转动B ．铜盘在转动过程中磁通量将不断减小C ．铜盘在转动过程中产生的感应电动势将不断减小D ．铜盘边缘的电势高于圆心的电势ACD 解析当铜盘转动时，切割磁感线，产生感应电动势，由于电路闭合，则出现感应电流，处于磁场中受到安培力作用，此力阻碍铜盘转动，铜盘能够在较短的时间内停止转动，选项A 正确；铜盘在转动过程中磁通量不变，选项B 错误；铜盘在转动过程中，由于转动速度减小，则产生的感应电动势将不断减小，选项C 正确；由右手定则可知，铜盘边缘的电势高于圆心的电势，选项D 正确．8．(2019·苏锡常镇四市高三调研)(多选)如图所示，一根足够长的直导线水平放置，通以向右的恒定电流，在其正上方O 点用细丝线悬挂一铜制圆环．将圆环从a 点无初速释放，圆环在直导线所处的竖直平面内运动，经过最低点b 和最右侧c 后返回，下列说法正确的是( )A ．从a 到c 的过程中圆环中的感应电流方向先顺时针后逆时针B ．运动过程中圆环受到的安培力方向与速度方向相反C ．圆环从b 到c 的时间大于从c 到b 的时间D ．圆环从b 到c 产生的热量大于从c 到b 产生的热量AD 解析由安培定则知，直导线上方磁场方向垂直纸面向外，圆环从a 到b 的过程中磁通量增加，由楞次定律和安培定则可得，线圈中感应电流方向是顺时针；圆环从b 到c 的过程中磁通量减小，由楞次定律和安培定则可得，线圈中感应电流方向是逆时针，选项A 正确．圆环从a 到b 的运动过程中，将环分解为若干个小的电流元，上半环的左右对称部分所受合力向下，下半环左右对称部分所受合力向上；下半环所在处的磁场比上半环所在处的磁场强，则整个环所受安培力的方向向上，选项B 错误．圆环从b 到c 的过程与圆环从c 到b 的过程中经同一位置时从b 到c 速率大于从c 到b 的速率(一部分机械能转化为电能)，则圆环从b 到c 的时间小于从c 到b 的时间，选项C 错误．圆环从b 到c 的过程与圆环从c 到b 的过程中经同一位置时从b 到c 速率大于从c 到b 的速率，则圆环从b 到c 的过程与圆环从c 到b 的过程中经同一位置时从b 到c 圆环所受安培力大于从c 到b 圆环所受安培力，圆环从b 到c 的过程克服安培力做的功大于圆环从c 到b 的过程克服安培力做的功，圆环从b 到c 产生的热量大于从c 到b 产生的热量，选项D 正确．9．(2019·三湘名校教育联盟高三联考)(多选)如图所示，边长为L 、总电阻为R 的正方形线框abcd 放在光滑水平面上，其右边有一磁感应强度大小为B 、方向垂直于纸面向里的有界匀强磁场，磁场宽度为L ，磁场左边界与线框的ab 边相距为L .现给线框一水平向右的恒力，ab 边进入磁场时线框恰好做匀速运动，此时线框中的感应电流大小为I 0.下列说法正确的是( )A ．线框进入磁场时，感应电流沿逆时针方向B ．线框进入磁场时的速度大小为I 0R BLC ．从开始到ab 边运动到磁场的右边界的过程中，通过线框横截面的电荷量q ＝BL 2RD ．线框通过磁场区域的过程中产生的焦耳热Q ＝2BI 0L 2ABCD 解析线框进入磁场时，根据楞次定律和右手定则，感应电流沿逆时针方向，故选项A 正确；ab 边进入磁场时线框恰好做匀速运动，则有I 0＝BLv R ，线框进入磁场时的速度大小为v ＝I 0R BL，故选项B 正确；从开始到ab 边运动到磁场的右边界的过程中，通过线框横截面的电荷量q ＝ΔΦR ＝BL 2R，故选项C 正确；根据能量守恒得线框通过磁场区域的过程中产生的焦耳热Q ＝W F ＝F 安·2L ＝2BI 0L 2，故选项D 正确．10．(2019·防城港高三模拟)(多选)如图所示，M 为水平放置的橡胶圆盘，在其外侧面均匀地带有负电荷．在M 正上方用丝线悬挂一个闭合铝环N ，铝环也处于水平面中，且M 盘和N 环的中心在同一条竖直线O 1O 2上，现让橡胶盘由静止开始绕O 1O 2轴按图示方向逆时针加速转动，下列说法正确的是( )A ．铝环N 有沿逆时针方向的感应电流B ．铝环N 有扩大的趋势C ．橡胶圆盘M 对铝环N 的作用力方向竖直向下D ．橡胶圆盘M 对铝环N 的作用力方向竖直向上AD 解析根据楞次定律可知，穿过环N 的磁通量，向下且增大，因此环N 有沿逆时针方向的感应电流，选项A 正确；橡胶圆盘M 由静止开始绕其轴线O 1O 2按箭头所示方向加速转动，形成环形电流，环形电流的大小增大；橡胶圆盘，在其外侧面均匀地带有负电荷，根据右手螺旋定则知，通过环N 的磁通量向下，且增大，根据楞次定律的另一种表述，引起的机械效果阻碍磁通量的增大，知金属环的面积有缩小的趋势，且有向上的运动趋势，所以，橡胶圆盘M 对铝环N 的作用力方向竖直向上，且铝环N 有收缩的趋势，选项D 正确，B 、C 错误．11．(2019·湖北八校高三联考)(多选)已知地磁场类似于条形磁铁产生的磁场，地磁N 极位于地理南极．如图所示，在湖北某中学实验室的水平桌面上，放置边长为L 的正方形闭合导体线框abcd ，线框的ad 边沿南北方向，ab 边沿东西方向，下列说法正确的是( )A．若使线框向东平移，则a点电势比d点电势低B．若使线框向北平移，则a点电势等于b点电势C．若以ad边为轴，将线框向上翻转90°，则翻转过程线框中电流方向始终为adcb方向D．若以ab边为轴，将线框向上翻转90°，则翻转过程线框中电流方向始终为adcb方向AC解析北半球的磁场方向由南向北斜向下分布．若线框向东平动，根据右手定则，ad边切割磁感线产生的电流方向沿ad方向，在电源内部电流方向由低电势到高电势，所以a点电势比d点电势低，故选项A正确；若使线框向北平移，ab边切割磁感线，所以会产生电势差，所以a、b两点电势不相等，故选项B错误；若以ad边为轴，将线框向上翻转90°，穿过线圈平面的向下磁通量变小，由楞次定律可知产生的感应电流的方向始终为adcb方向，故选项C正确；若以ab边为轴，将线框向上翻转90°，穿过线圈平面的向下磁通量先变大后变小，由楞次定律可知产生的感应电流的方向会发生变化，故选项D错误．12．(2019·北京海淀区高三二模)如图所示，将一个铝框放在蹄形磁铁的两个磁极间，铝框可以绕竖直轴线OO′自由转动．转动磁铁，会发现静止的铝框也会发生转动．下列说法正确的是( )A．铝框与磁极转动方向相反B．铝框始终与磁极转动的一样快C．铝框是因为磁铁吸引铝质材料而转动的D．铝框是因为受到安培力而转动的D解析根据楞次定律可知，为阻碍磁通量增加，则导致铝框与磁铁转动方向相同，但快慢不一，故选项A、B错误；转动磁铁时，导致铝框的磁通量增加，从而产生感应电流，出现安培力，导致铝框转动，所以铝框是因为受到安培力而转动的，故选项C错误，D正确．13．(2019·江苏六市高三调研)(多选)用电流传感器研究自感现象的电路如图甲所示，线圈L中未插入铁芯，直流电阻为R.闭合开关S，传感器记录了电路中电流i随时间t变化的关系图象，如图乙所示，t0时刻电路中电流达到稳定值I.下列说法正确的是( )A．t＝t0时刻，线圈中自感电动势最大B．若线圈中插入铁芯，上述过程中电路中电流达到稳定值经历的时间大于t0C．若线圈中插入铁芯，上述过程中电路达到稳定时电流值仍为ID．若将线圈匝数加倍，上述过程中电路达到稳定时电流值仍为IBC解析t＝t0时刻，线圈中电流稳定，自感现象消失，线圈中没有自感电动势，故选项A错误；若线圈中插入铁芯，线圈自感系数增大，自感现象延长，所以若线圈中插入铁芯，上述过程中电路中电流达到稳定值经历的时间大于t0，故选项B正确；线圈中插入铁芯，但线圈的直流电阻不变，所以稳定时电流不变，故选项C正确；若将线圈匝数加倍，线圈直流电阻增大，稳定时电流减小，故选项D错误．14．(2019·洛阳高三联考)(多选)如图甲所示，无限长通电直导线MN固定在绝缘水平面上，导线中通有如图乙所示的电流i(沿NM方向为正)．与R组成闭合电路的导线框ABCD 同直导线处在同一水平面内，AB边平行于直导线，则( )A．0～t0时间内，流过R的电流方向为C→R→DB．t0～2t0时间内，流过R的电流方向为C→R→DC．0～t0时间内，导线框所受安培力的大小先增大后减小D．t0～2t0时间与2t0～3t0时间内，导线框所受安培力的方向均向右AC解析0～t0时间内，导线中电流沿正方向增大，则线圈中的磁场向里增大，由楞次定律可知，流过R的电流方向为C→R→D，故选项A正确；t0～2t0时间内，电流正方向减小，则线圈中磁场向里减小，由楞次定律可知流过R的电流方向为D→R→C，故选项B错误；0～t0时间内，感应电流一直减小，而导线MN产生的磁场强度一直增大，由F＝BIL，在0～t0中间某一时刻，安培力取得最大值，故选项C正确；t0～2t0时间内电流为减小过程，根据“来拒去留”规律可知，线圈有向左的运动趋势，故受力向左，而在2t0～3t0时间内，导线框所受安培力的方向向右，故选项D错误．。

2020版高考物理一轮复习课后限时集训28法拉第电磁感应定律自感涡流含解析新人教版2

课后限时集训(二十八) 法拉第电磁感应定律自感涡流(建议用时：40分钟)[基础对点练]题组一：法拉第电磁感应定律的应用1．(多选)(2016·江苏高考)电吉他中电拾音器的基本结构如图所示，磁体附近的金属弦被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生感应电流，电流经电路放大后传送到音箱发出声音。

下列说法正确的有( )A ．选用铜质弦，电吉他仍能正常工作B ．取走磁体，电吉他将不能正常工作C ．增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势D ．弦振动过程中，线圈中的电流方向不断变化BCD [铜不能被磁化，铜质弦不能使电吉他正常工作，选项A 错误；取走磁体后，弦的振动无法通过电磁感应转化为电信号，音箱不能发声，选项B 正确；增加线圈匝数，根据法拉第电磁感应定律E ＝N 知，线圈的感应电动势变大，选项C 正确；弦振动过程中，线圈ΔΦΔt中感应电流的磁场方向发生变化，则感应电流的方向不断变化，选项D 正确。

]2.(多选)(2019·惠州模拟)目前无线电力传输技术已经比较成熟，如图所示为一种非接触式电源供应系统。

这种系统基于电磁感应原理可无线传输电力，两个感应线圈可以放置在左右相邻或上下相对的位置，利用这一原理可以实现对手机进行无线充电。

下列说法正确的是( )A ．若A 线圈中输入电流，B 线圈中就会产生感应电动势B ．只有A 线圈中输入变化的电流，B 线圈中才会产生感应电动势C ．A 中电流越大，B 中感应电动势越大D ．A 中电流变化越快，B 中感应电动势越大BD [根据法拉第电磁感应定律，只有A 线圈中输入变化的电流，B 线圈中才会产生感应电动势，若A 线圈中输入恒定电流，B 线圈中不会产生感应电动势，选项A 错误，B 正确；根据法拉第电磁感应定律，A 线圈中电流变化越快，B 线圈中感应电动势越大，选项D 正确，C 错误。

]3.(2016·北京高考)如图所示，匀强磁场中有两个导体圆环a 、b ，磁场方向与圆环所在平面垂直。

2020版53B课标Ⅰ物理专题十一电磁感应

专题十一电磁感应３
１．如图，ＥＯＦ和Ｅ′Ｏ′Ｆ′为空间一匀强磁场的边界，其中ＥＯ ∥
Ｅ′Ｏ′，ＦＯ∥Ｆ′Ｏ′，且ＥＯ⊥ＯＦ；Ｏ、Ｏ′为∠ＥＯＦ的角平分线，Ｏ、Ｏ′
间的距离为ｌ；磁场方向垂直于纸面向里。一边长为ｌ的正方
形导线框沿Ｏ′Ｏ方向匀速通过磁场，ｔ＝０时刻恰好位于图示
定感应电流的方向。２．结合各种图像，考查感应电流方向的判
断和感应电动势的计算。３．将继续考查电磁感应与电路、能量、动力学
的结合，还有与实际生产、生活的结合。
０３命题特点１．电磁感应现象的定性分析，感应电动势
的计算及图像问题，以选择题为主。２．电磁感应与电路知识、动力学规律及功
考点一电磁感应现象、楞次定律
１．磁通量、磁通量的变化量和磁通量的变化率的区别
磁通量 Φ
磁通量的变化量 ΔΦ
磁通量的变化率ΔΔΦｔ
物理意义
某时刻穿过某个面的磁感线的条数
某一段时间内穿过某个面的磁通量的变化量
表示磁场中穿过某个面的磁通量变化快慢的物理量
该方框图不仅概括了根据楞次定律判定感应电流方向的思
路，同时也描述了磁通量变化、磁场方向、感应电流方向三个因
素的关系，只要知道了其中任意两个因素，就可以判定第三个
因素。
楞次定律是判定感应电流、感应电动势方向的一般方法，适
用于各种情况的电磁感应现象。
某实验小组用如图所示的实验装置来验证楞次定
律。当条形磁铁自上而下穿过固定的线圈时，通过电流计的感
１．答案Ｂ本题中四个选项图都是ｉ－ｔ图线，故可用排除法。

2020年高中物理竞赛(电磁学)电磁感应(含真题)感生电动势和感生电场(共22张PPT)

感生电动势非静电力感生电场力
由电动势的定义
由法拉第电磁感应定律
讨论
1）此式反映变化磁场和感生电场的相互关系，即感生电场是由变化的磁场产生的。
2） S 是以 L 为边界的任一曲面。的法线方向应选得与曲线 L
的积分方向成右手螺旋关系
是曲面上的任一面元上磁感应强度的变化率不是积分回路线元上的磁感应强度的变化率
其作功与路径有关
练习求杆两端的感应电动势的大小和方向（17联赛模拟改编）
2020高中物理学奥林匹克竞赛
电磁学篇[基础版] （含往年物理竞赛真题练习）
二、感生电动势和感生电场
1、感生电动势由于磁场发生变化而激发的电动势
电磁感应
动生电动势非静电力感生电动势非静电力
洛仑兹力
2、麦克斯韦假设：变化的磁场在其周围空间会激发一种涡旋状的电场，称为涡旋电场或感生电场。记作或
通量的变化
原因
非静电力来源
由于S的变化引起
回路中 m变化
洛仑兹力
闭合回路的任何部分都不动，空间磁场发生变化导致回路中磁通量变化
由于的变化引起
回路中 m变化
感生电场力
3、感生电场的计算例1 局限于半径 R 的圆柱形空间内分布有均匀磁场，
方向如图。磁场的变化率求：圆柱内、外的分布。（18联赛模拟）
3）
与构成左旋关系。
感生电场电力线
静电场（库仑场）
感生电场（涡旋电场）
具有电能、对电荷有作用力具有电能、对电荷有作用力
由静止电荷产生
线是“有头有尾”的，起于正电荷而终于负电荷
由变化磁场产生
线是“无头无尾”的是一组闭合曲线
动生电动势

高考物理专题11电磁感应备考强化训练29电磁感应定律感生电动势自感新人教

强化训练29 电磁感应定律感生电动势自感现象本套强化训练搜集近年来各地高中物理高考真题、模拟题及其它极有备考价值的习题等筛选而成。

其主要目的在于通过训练，更加熟练地掌握和运用法拉第电磁感应定律t n E ∆∆Φ=或tB S n E ∆∆⋅=以及楞次定律去解决问题。

即确定感生电动势的大小、方向，了解自感现象及其在日光灯中的应用。

通过理论和实际的结合，不仅加深对法拉第电磁感应定律的理解，也极大地提高我们分析问题、解决问题的能力。

全卷16题，总计130分,选做题11道备用。

一、破解依据欲解“感应电动势的大小”一类问题，大致可用以下几条依据：㈠产生感应电流的条件：⑴穿过回路的“磁通量发生变化”。

⑵回路是“闭合”的。

㈡感生电动势⑴大小：.tB S n t n E ∆∆⋅=∆∆Φ=其中，S B ⊥，n 为回路匝数，S 为回路面积。

⑵方向：楞次定律即应用“增反减同”“不变为零”原则，再配合“安培”定则。

电动势与电源内的电流两者方向一致。

㈢重要推论： Rq ∆Φ=，其中q 、R 分别为流过单匝回路．．．．的电荷量及其电阻。

㈣“回路”所受的磁场力：对应“增反减同．．．．”规律则有“来拒去留．．．．”的规律。

㈤此类问题常涉及外电路变换、变化以及电流、电压、功率、效益等，则需综合应用“恒定电流”的有关概念和规律。

㈥亦常涉及功能联系（如动能定理）、能量转化和守恒，则宜采用相应手段处理。

二、精选习题㈠选择题（每小题5分，共50分）1.(14江苏)如图所示,一正方形线圈的匝数为n,边长为a,线圈平面与匀强磁场垂直,且一半处在磁场中。

在Δt 时间内,磁感应强度的方向不变,大小由B 均匀地增大到2B 。

在此过程中,线圈中产生的感应电动势为( )A.22Ba t ∆B. 22nBa t ∆C. 2nBa t ∆D. 22nBa t∆ 2.（15重庆）题图为无线充电技术中使用的受电线圈示意图，线圈匝数为n ，面积为S .若在1t 到2t 时间内，匀强磁场平行于线圈轴线向右穿过线圈，其磁感应强度大小由1B 均匀图-1增加到2B ，则该段时间线圈两端a 和b 之间的电势差a b ϕϕ-()A.恒为2121()nS B B t t -- B. 从0均匀变化到2121()nS B B t t -- C.恒为2121()nS B B t t --- D.从0均匀变化到2121()nS B B t t --- 3.（16浙江）如图所示，a 、b 两个闭合正方形线圈用同样的导线制成，匝数均为10匝，边长l a =3l b ，图示区域内有垂直纸面向里的均强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大，不考虑线圈之间的相互影响，则( )A ．两线圈内产生顺时针方向的感应电流B ．a 、b 线圈中感应电动势之比为9:1C ．a 、b 线圈中感应电流之比为3:4D ．a 、b 线圈中电功率之比为3:14.（17北京）图a 和图b 是教材中演示自感现象的两个电路图，L 1和L 2为电感线圈．实验时，断开开关S 1瞬间，灯A 1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S 2，灯A 2逐渐变亮，而另一个相同的灯A 3立即变亮，最终A 2与A 3的亮度相同．下列说法正确的是( )a bA ．图a 中，A 1与L 1的电阻值相同图-2图-3 图-4B ．图a 中，闭合S 1，电路稳定后，A 1中电流大于L 1中电流C ．图b 中，变阻器R 与L 2的电阻值相同D ．图b 中，闭合S 2瞬间，L 2中电流与变阻器R 中电流相等5.（16北京）如图所示，匀强磁场中有两个导体圆环a 、b ，磁场方向与圆环所在平面垂直。

2020高考物理精品习题：电磁感应(全套含解析)高中物理

2020高考物理精品习题：电磁感应（全套含解析）高中物理第I 课时电磁感应现象？楞次定律1如图12- 1 — 9所示，在同一平面内有四根彼此绝缘的直导线，分不通有大小相同如图的电流，要使由四根直导线所围成的面积内的磁通量增加，那么应切断哪一根导的电流〔〕A 、切断i i ;B 、切断i 2；C 、切断i 3；D 、切断i 4.【解析】i 1产生的的磁场在导线所围的面积内的磁感应强度的方向垂直纸面向里; 围的面积内的磁感应强度的方向垂直纸面向里；i 3产生的磁场在导线所围的面积内的磁感应强度的方向垂直纸面向里；i 4产生的磁场在导线所围的面积内的磁感应强度的方向垂直纸面向外；因此四根导线产生的磁场叠加后在导线所围的面积内的磁场方向向里•故要使由四根直导线所围成的面积内的磁通量增加，只要将磁场方向相反的i 4去除就能够了. 【答案】D2、磁悬浮列车是在车辆底部安装电磁铁，在轨道两旁铺设一系列的铝环•当列车运行时，电磁铁产生的磁场相对铝环运动，列车凌空浮起，使车与轨道间的摩擦减小到专门小，从而提高列车的速度.以下讲法正确的选项是〔〕A 、当列车通过铝环时，铝环中有感应电流，感应电流产生的磁场的方向与电磁铁产生的磁场的方向相同.B 、当列车通过铝环时，铝环中有感应电流，感应电流产生的磁场的方向与电磁铁产生的磁场的方向相反.C 、当列车通过铝环时，铝环中通有电流，铝环中电流产生的磁场的方向与电磁铁产生的磁场的方向相同.D 、当列车通过铝环时，铝环中通有电流，铝环中电流产生的磁场的方向与电磁铁产生的磁场的方向相反. 【解析】列车通过铝环时，铝环中磁通量增大，铝环中产生感应电流，由楞次定律可知，铝环中感应电流的磁场方向与电磁铁的磁场方向相反，从而使电磁铁受到向上的力，使列车悬浮. 【答案】B3、如图12— 1 — 10所示，一闭合的金属环从静止开始由高处下落通过条形磁铁后连续下落，空气阻力不计，那么在圆环运动过程中，以下讲法正确的选项是〔A 、圆环在磁铁的上方时，圆环的加速度小于B 、圆环在磁铁的上方时，圆环的加速度小于C 、圆环在磁铁的上方时，圆环的加速度小于D 、圆环在磁铁的上方时，圆环的加速度大于【解析】一闭合的金属环从静止开始由高处下落通过条形磁铁的过程中，闭合金属环的磁通量先增大，而后减小，依照楞次定律它增大时，不让它增大即阻碍它增大；它要减小时，不让它减小即阻碍它减小，因此下落时圆环在磁铁的上方和下方，圆环所受的安培力都向上，故加速度都小于【答案】B4、如图12— 1 — 11所示，螺线管CD 的导线绕法不明.当磁铁 AB 插入螺线电路中有图示方向的感应电流产生.以下关于螺线管极性的判定正确的选项〔〕A 、C 端一定是N 极B 、C 端的极性一定与磁铁 B 端的极性相同甘方向B3 12^1—?i 2产生的磁场在导线所〕 g ,在下方时大于 g g ，在下方时也小于 g g ，在下方时等于gg ,在下方时小于 g场必定g .国 12-1-11管时, 是C、C端一定是S极D、无法判定，因螺线管的绕法不明确【解析】磁铁AB插入螺线管时，在螺线管中产生感应电流，感应电流的磁阻碍AB 插入，故螺线管的 C 端和磁铁的B 端极性相同. 【答案】B5、如图12- 1 - 12所示，平行导体滑轨 MM 〈 NN ，水平放置，固定在匀强磁场中•磁场的方向与水平面垂直向下.滑线 AB 、CD 横放其上静止，形成一个闭合电路.当 AB 向右滑动时，电路中感应电流的方向及8、如图12- 1 - 15所示，边长为h 的正方形金属导线框，从图示的位置由静止开落，通过一匀强磁场区域，磁场方向水平，且垂直于线框平面，磁场区域宽度为边界如图中虚线所示， H h .从线框开始下落到完全穿过磁场区域的全过程中，判定正确的选项是〔〕 ①线框中总有感应电流存在②线框受到磁场力的合力方向有时向上有时向下③线动方向始终是向下的④线框速度的大小不一定总是在增加 A 、①②B 、③④C 、①④D 、②③【解析】因H h ，故能够分为三个过程：①从下边开始进入磁场到全部进入磁场；②从全部开始进入磁场到下边开始离开磁场；③下边开始离开磁场到全部离开磁场.再由楞次定律和左手定那么能够判定明白.可能会使线框离开磁场时线框所受的安培力大于线框的重力，从而使线框的速度减小. 【答案】B9、如图12- 1- 16所示，A 、B 是两个相互垂直的线框，两线框相交点恰线框的中点，两线框互相绝缘， A 线框中有电流，当线框 A 的电流强度时，线框B 中 _________ 感应电流.〔填”有无"〕【解析】A 线框中尽管有电流，同时产生了磁场，但磁感应强度的方向与滑线CD 受到的磁场力的方向分不为〔 A 、电流方向沿 B 、电流方向沿 C 、电流方向沿 D 、电流方向沿 ABCDA , ABCDA , ADCBA , ADCBA , 受力方向向右; 受力方向向左; 受力方向向右; 受力方向向左.【解析】此题用右手定那么和楞次定律都能够解决, 但用楞次定律比较快捷.由于AB 滑线向右运动，ABCD 所构成的回路面积将要增大，磁通量将增大，依照楞次定律要阻碍它增大，因此产生的感应电流方向沿 ADCBA , CD 滑线将向右滑动，故受力方向向右.【答案】C6、如图12- 1- 13所示，在绝缘圆筒上绕两个线圈 P 和Q ,分不与 E 和电阻R 构成闭合回路，然后将软铁棒迅速插入线圈 P 中，那么入的过程中〔〕A 、电阻R 上有方向向左的电流B 、电阻R 上没有电流C 、电阻R 上有方向向右的电流D 、条件不足，无法确定【解析】软铁棒被磁化，相当于插入一根跟 P 的磁场同向的条形磁铁，使 P 、Q 线圈中的磁通量增加.由楞次定律得，在 Q 中产生的感应电流向右通过电阻R .【答案】C7、如图12- 1 — 14所示，一有限范畴的匀强磁场，宽度为形导线框以速度时刻应等于〔A 、d/ ud ，将一个边长为L 的U 匀速地通过磁场区域，假设 d>L ,那么在线框中不产生感应电〕 B 、L/ uC 、(d - L)/; uD 、(d - 2L)/; ux x >—X XJ & —》S 12-1-14【解析】线框中不产生感应电流，那么要求线框所组成的闭合回路内的磁通量不变化，即线框全部在磁场中匀速运动时没有感应电流.因此线框从左边框进入磁场时开始到线框的右边框将要离开磁场时止，那个过程中回路中将没有感应电流.【答案】C正方流的发生f X X X Hx BX X j_X_ X X始下上下以下框运左右DS 12-1-12阳 12-1-13是两增大A 线50框的平面相垂直，即与 B 线框平行•因此不管 A 线框中的电流如何变化， B 线框中始终没有磁通量，即无磁通量变化. 【答案】无210、与磁感应强度B 0.8T 垂直的线圈面积为 0.05m ，现在线圈的磁通量是多大？假设那个线圈绕有匝时，磁通量多大？线圈位置假如转过530时磁通量多大?【解析】依照磁通量的定义：磁感应强度 B 与面积S 的乘积，叫做穿过那个面的磁通量，但要注意rE BL 0，而它相当于一个电源，同时其内阻为；金属棒两端电势差相当于外电路的端电压.外电S 是与磁感应强度 B 相垂直的那部分面积.即 BS 故:① 1 BS 10.8 0.05Wb4 10 2Wb②线圈绕有 50匝，但与磁感应强度 B 垂直的面积依旧 20.05m ,故穿过那个面的磁感线条数不变.磁通量也可明白得为穿过那个面的磁感线的条数.因此仍旧为 24 10 2Wb③依照磁通量的定义： 3BS COS 530 0.8 0.05 0.6Wb 2.4 10 2Wb 【答案】①14 10 2Wb ②2 4 10 2Wb ③32.4 10 2Wb第H 课时法拉第电磁感应定律？自感1、如图12-2 — 12所示，粗细平均的电阻为 r 的金属圆环，放在图示的匀强磁场中，磁感应强度为r环直径为d ,长为L ,电阻为一的金属棒ab 放在圆环上，以速度 2金属棒两端电势差为〔 C 、^BL 0 ；20向左匀速运动,棒运动到图示虚线位置时, A 、0;B 、 BLD 1BL 0 .B ，圆当ab【解析】当金属棒 ab以速度 °向左运动到图示虚线位置时, 依照公式可得产生的感应电动势为路半个圆圈的电阻为 -,而这两个半个圆圈的电阻是并联关系，故外电路总的电阻为 -,因此外电路电压23BL 0 .为U ba【答案】 1E3D 12-2- 13所示，竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒ab 以水平的初速0抛出，设在整个过程中棒的取向不变且不计空气阻力，那么在金属动过程中产生的感应电动势大小变化情形是〔〕A 、越来越大；B 、越来越小；C 、保持不变；D 、无法判定. 【解析】金属棒做切割磁感线的有效速度是与磁感应强度 B 垂直的那个分速度,金属棒做切割磁感线的水平分速度不变，故感应电动势不变.B 12-2—12棒运图 12^2-13【解析】线框在A 、C 位置时只受重力作用，加速度a A = a C = g .线框在B 、D 位置时均受两个力的作用,【答案】C3、〔 2003年杭州模拟题〕如图 12-2 — 14所示为日光灯的电路图，以法中正确的选项是〔〕①日光灯的启动器是装在专用插座上的，当日光灯正常发光后，取下启器，可不能阻碍灯管发光•②假如启动器丢失，作为应急措施，能够用段带绝缘外皮的导线启动日光灯•③日光灯正常发光后，灯管两端的电 220V .④镇流器在日光灯启动时，产生瞬时高压A 、①②B 、③④C 、①②④D 、②③④ 【解析】日光灯正常发光后，由于镇流器的降压限流作用，灯管两端的要低于220V . 电压【答案】C4、〔 2002年全国高考卷〕如图 12— 2 — 15中EF 、GH 为平行的金属导轨，其电阻可不计, R 为电阻器, 表示图中该处导线中的电流，那么当横杆 AB 〔〕 EAF A 、匀速滑动时，h 0 ,丨2 0B 、匀速滑动时11 0 , 120 A:XRXC 、加速滑动时，I 10 , I 2 0D 、加速滑动时，丨10,丨2C-k > XB【解析】横杆匀速滑动时，由于 EBL 不变，故I ? 0 , I 1 0 •加国 12-2-L5动时，由于E BL 逐步增大，电容器不断充电，故 I 1 0 , I 20 .【答案】D5、如图12— 2 — 16所示，线圈由A 位置开始下落，假设它在磁场中受到的磁场于重力，那么在 A 、B 、C 、D 四个位置〔B 、D 位置恰好线圈有一半在磁场中〕度的关系为〔〕A 、 a A >aB >a c >a DB 、 a A = aC > a B > aD C 、 a A = a c > a D > a BD 、 a A = a C > a B = a DA D---B pTL ___XXX c[x\ XX •哂0 12-2—15力总小时加速其中安培力向上重力向下由于重力大于安培力，因此加速度向下，大小B 2l 2〔吨飞ma 丨又线框在 D 点时速度大于 B 点时速度，即 F D F B ，因此a B > a D .因此加速度的关系为a A = a c >a B >a D .【答案】B6、如图12— 2 — 17所示，将长为1m 的导线从中间折成约为 1060的角，磁感应为0.5T 的匀强磁场垂直于导线所在的平面.为使导线产生 4V 的感应电动势，导线切割磁感线的最小速度约为 ___________ .下讲动一小压为C 为电容器，AB 为可在EF 和GH 上滑动的导体横杆，有平均磁场垂直于导轨平面•假设用丨1和丨2分不速滑强度那么国 12-2-17mgRsinB 2L 2【答案】〔1〕ab 杆受到一个竖直向下的重力；垂直斜面向上的支持力；沿斜面向上的安培力【解析】欲使导线获得4V 的感应电动势，而导线的速度要求最小，依照形下，L 最大且与L 垂直时速度最小. BL 可知：E 、B 一定的情故依照E BL 得: minBL4m/s 10m/s0.5 0.8【答案】10m/s7、如图12- 2- 18所示，匀强磁场的磁感应强度为C 100 F , ab 长为 20cm ，当 ab 以10m/s 的速度向右匀速运动时,中的电流为【解析】 ,电容器上板带感应电动势E BL0.4 ________ 电，电荷量为 _________ C .0.2 10V0.8V ，极板上的电荷量k x xh]XX k X XT电路Q CE100 10 6 0.8C10 5C .由于感应电动势一定，电容器的带电荷量因此电路中无电流.【答案】零；正；8 10 5C8、〔 2004年北京高考试卷〕如图角为的绝缘斜面上，两导轨间距为杆ab 放在两导轨上，并与导轨垂直. 下•导轨和金属杆的电阻可忽略•让间的摩擦. (1)由b 向a 方向看到的装置如图 12-2- 19 所示，请在此图中画出 ab 杆下滑过程中某的受力示意图；〔2〕在加速下滑的过程中，当 ab 杆的速度为时，求现在ab 杆中的电流及其加速度小；〔3〕求在下滑过程中，ab 杆能够达到的速大值.【解析】〔1〕ab 杆受到一个竖直向下的重力; 得所受的安培力沿斜面向上.12-2- 19〔 1〕所示，两根足够长的直金属导轨 L . M 、P 两点间接有阻值为整套装置处于磁感应强度为 ab 杆沿导轨由静止开始下滑，MN 、PQ 平行放置在倾R 的电阻•一根质量为 m 的平均直金属 B 的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向导轨和金属杆接触良好，不计它们之(画图略)〔2〕当ab 杆的速度大小为时，产生的感应电动势为 E BL ，现在杆ab 的电流为IBLR ；受到的安培力为F BILB 2 L 2依照牛顿第二定律得 mg sinB 2 L 2 Rma即a gsin 『L 2 mR〔3〕当加速度为零时速度达到最大即疋，0.4T , R 100函 12-2-1S度最團 12-2-19垂直斜面向上的支持力；依照楞次定律的”阻碍作用可大小的大〔2〕2 2r 、B2 L2〔2〕a g sin 〔3〕mmR mgRsi n B2L29、〔2003年北京海淀区模拟题〕如图12—2—20所示，MN和PQ是固定在水平面内间距L = 0.2m的平行金属导轨，轨道的电阻忽略不计.金属杆ab垂直放置在轨道上.两轨道间连接有阻值为R0 1.5的电阻，ab杆的电阻R 0.5 . ab杆与导轨接触良好并不计摩擦，整个装置放置在磁感应强度为 B 0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道平面向下.对ab杆施加一水平向右力，使之以5m/s速度在金属轨道上向右匀速运动.求：〔1〕通过电阻R o的电流；〔2〕对ab杆施加的水平向右的拉力大小；〔3〕ab杆两端的电势差. Mr ---------- N轨XXEXbl函12-2-3D【解析】〔1〕a、b杆上产生的感应电动势为E BL0.5V .依照闭合电路欧姆定律，通过R o的电流ER R o0.25A〔2〕由于ab杆做匀速运动，拉力和磁场对电流的安培力F大小相等，即卩拉=F BIL 0.025N〔3〕依照欧姆定律，ab杆两端的电势差U ab -ER°BL Ro0.375V R R o R R0【答案】〔1〕0.25A〔2〕0.025N〔3〕0.375V10、〔2004年上海高考卷〕水平向上足够长的金属导轨平定放置，间距为L, 一端通过导线与阻值为R的电阻连接；上放一质量为m的金属杆〔如图12-2 —21所示〕，金属导轨的电阻忽略不计；平均磁场竖直向下.用与导轨平行定拉力F作用在金属杆上，杆最终将做匀速运动. 当改变大小时，相对应的匀速运动速度也会变化，和F的关—* F X X行固导轨杆与的恒拉力系如图12— 2 —22所示.〔取重力加速度g 10m/s2〕〔1〕金属杆在匀速运动之前做什么运动?〔2〕假设m 0.5kg, L 0.5m, R 0.5 ；磁感应强度B为多大?〔3〕由一F图线的截距可求得什么物理量？其值为多少?【解析】〔1〕假设金属棒与导轨间是光滑的，那么平稳时必有恒定拉力与安培力平稳，即B2从而得到RB2L2 F，即与F成线性关系且通过坐标原点.而此题的图像坐标没有通过原点，讲明金等.故金属棒在匀速运动之前做变速运动〔加速度越来越小〕. 圈12-2—21属棒与导轨间有摩擦•金属棒在匀速运动之前 F F f + F安，随着速度的增加，安培力越来越大，最后相B 2 L 2〔2〕设摩擦力为F f ，平稳时有F = F f + F 安=F f + 皂上.选取两个平稳状态，得到两个方程组，从而R求解得到•如当 F = 4N 时， =4m/s ；当F = 10N 时,解得：B = 1T , F f 2N 〔3〕由以上分析得到：一F 图线的截距可求得金属棒与导轨间的摩擦力，大小为 2N .【答案】〔1〕金属棒在匀速运动之前做变速运动〔加速度越来越小〕；〔 2〕B = 1T ;〔 3〕 — F 图线的截距可求得金属棒与导轨间的摩擦力，大小为2N .第皿课时电磁感应和电路规律的综合应用1如图12-3 — 7所示，闭合导线框的质量能够忽略不计，将它从图示位置匀速拉出匀强磁场，假设第次用0.3s 时刻拉出，外力做的功为 W 1，通过导线截面的电量为为W 2，通过导线截面的电量为 q 2，那么〔〕；X A 、W 1 W , q 1 q 2 B 、W 1 W 2 , q 1 q 2 :X ilC 、W 1 W 2, q 1 q 2D 、W 1 W 2 , q 1 q 2:X 1. N 4【解析】设矩形线框的竖直边为 a ,水平边为 b ，线框拉出匀强磁场时的速度为框拉出匀强磁场时产生的感应电动势为 E Ba ，产生的感应电流为丨| X I X X X ： I —► 齟 12-3^7 ，线框电阻为R •那么线B a R 依照平稳条件得：作用的外力等于安培力即 F 安=Bia将线框从磁场中拉出外力要做功 W F b B 2ba 2R 由那个表达式可知: B 2b a 2 B-b ^两种情形都一样, R 拉出的速度越大，做的功就越多. 第一次速度大，故W 1 E t R 在磁场中的面积变化有关，即从磁场中拉出的线框面积•由于两次都等于整个线框的面积即两次拉出在磁依照q 11 ,由这一推导过程可知两次拉出磁场通过导线截面的电量只与场中的面积变化相等•故通过导线截面的电量两次相等•即 q i q 2【答案】C 2、如图12— 3 — 8所示，在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，有半径为 r 的光滑形导体框，OC 为一能绕O 在框架上滑动的导体棒， Ob 之间连一个电阻 R ,导架与导体电阻均不计，假设要使 OC 能以角速度匀速转动，那么外力做功的是〔〕R国 12-3-&X 0X半圆体框功率B 2 L 216m/s •代入 F = F f + B 一—Rq i ，第二次用0.9s 时刻拉出，外力做的功2R 【解析】由于导体棒匀速转动, 1 律得：E B I B- I I 2 4R 8R 因此外力的功率与产生的感应电流的电功率相等.依照法拉第电磁感应定 (1B I 2)2RI 2，因此电功率为P E 2 4R 【答案】C 3、用同种材料粗细平均的电阻丝做成在电阻可忽略的光滑的平行导轨上， ef 较长，分 ab 、cd 、ef 三根导线，如图12-3-9所示，磁场是平均的， ,而且每次力使导线水平向右作匀速运动〔每次只有一根导线在导轨上〕做功功率相同，那么以下讲法正确的选项是〔〕 A 、ab 运动得最快 B 、ef 运动得最快 C 、导线产生的感应电动势相等 D 、每秒钟产生的热量不相等磁感应定律得产生的感应电动势为 i C e:X 」；乂 X X >X x乂、A] Xb d f国 L2-3-9不放用外外力l 〕•依照法拉第电 E B l ，由于匀速运动，因此外力做功的功率与电功率相等即 .B 2l 2 由图可知导线ef 最长，ab 最短，因此有R ef R cd R ab 故ef 运动得最快. 由E B l 和ef 的速度最大可知导线 ef 产生的感应电动势最大. 由于三根导线产生的电热功率相等，由 Q Pt 得每秒钟产生的热量相等. 【答案】B 4、如图12-3- 10所示，光滑导轨倾斜放置，其下端连接一个灯泡，匀强磁场垂直于导轨所在平面，当ab 棒下滑到稳固状态时，小灯泡获得的功率为 P o ，除灯泡外，其它电阻不计，要使灯泡的功率变为2P 。