人教版高中物理选修3-2第四章《电磁感应》单元检测题含答案解析

人教版高中物理选修3-2第四章《电磁感应》单元检测题

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1．关于电磁感应现象，下列说法中正确的是( ) A ．电磁感应现象最先是由奥斯特通过实验发现的 B ．电磁感应现象说明了在自然界中电一定能产生磁 C ．电磁感应现象是由于线圈受磁场力的作用而产生的

D ．电磁感应现象是指闭合回路满足一定的条件产生感应电流的现象

2．如图所示，金属杆ab 静止放在水平固定的“U”形金属框上，整个装置处于竖直向上的磁场中，当磁感应强度均匀增大时，金属杆ab 总保持静止．则( )

A ．杆中感应电流方向从b 到a

B ．杆中感应电流大小保持不变

C ．金属杆所受安培力大小保持不变

D ．金属杆所受安培力水平向右

3．如图所示，L 是电阻不计的自感线圈，C 是电容器，E 为电源，在开关S 闭合和断开时，关于电容器的带电情况，下列说法正确的是（ ）

A ．S 闭合瞬间，A 板带正电，

B 板带负电 B ．S 保持闭合，A 板带正电，B 板带负电

C ．S 断开瞬间，A 板带正电，B 板带负电

D ．由于线圈L 的电阻不计，电容器被短路，上述三种情况下电容器均不带电 4．如图所示，粗细均匀的、电阻为r 的金属圆环放在如图所示的匀强磁场中，磁感应强度为B ，圆环直径为l ；长为l 、电阻为

2

r

的金属棒ab 放在圆环上，以速度v 0向左运动，当棒ab 运动到图示虚线位置时，金属棒两端的电势差为( )

A ．0

B ．Blv 0

C ．

2

Blv D ．

3

Blv 5．如图所示，一矩形线框，从abcd 位置移动到a ′b ′c ′d ′位置的过程中，关于穿过线框的磁通量情况，下列叙述正确的是(线框平行于纸面移动)( )

A ．一直增加

B ．一直减少

C ．先增加后减少

D ．先增加，再减少直到零，然后再增加，然后再减少

6．磁铁在线圈中心上方开始运动时，线圈中产生如图方向的感应电流，则磁铁（ ）

A ．向上运动

B ．向下运动

C ．向左运动

D ．向右运动

7．如图所示，空间分布着宽为L ，方向垂直于纸面向里的匀强磁场．一金属线框从磁场左边界匀速向右通过磁场区域．规定逆时针方向为电流的正方向，则感应电流随位移变化的关系图象(i －x )正确的是：( )

A ．

B ．

C ．

D ．

8．如图所示的电路中，P 、Q 为两相同的灯泡，L 的电阻不计，则下列说法正确的是( )

A．S断开瞬间，P立即熄灭，Q过一会儿才熄灭

B．S接通瞬间，P、Q同时达到正常发光

C．S断开瞬间，通过P的电流从右向左

D．S断开瞬间，通过Q的电流与原来方向相反

9．如图所示，在一水平光滑绝缘塑料板上有一环形凹槽，有一带正电小球质量为m、电荷量为q，在槽内沿顺时针做匀速圆周运动，现加一竖直向上的均匀变化的匀强磁场，且B逐渐增加，则( )

A．小球速度变大

B．小球速度变小

C．小球速度不变

D．以上三种情况都有可能

10．穿过某线圈的磁通量随时间变化的关系如图所示，在下列几段时间内，线圈中感应电动势最小的是( )

A．0～2 s

B．2 s～4 s

C．4 s～5 s

D．5 s～10 s

11．如图所示，两个相互绝缘的闭合圆形线圈P、Q放在同一水平面内．当线圈P中通有不断增大的顺时针方向的电流时，下列说法中正确的是()

A．线圈Q内有顺时针方向的电流且有收缩的趋势

B．线圈Q内有顺时针方向的电流且有扩张的趋势

C．线圈Q内有逆时针方向的电流且有收缩的趋势

D．线圈Q内有逆时针方向的电流且有扩张的趋势

12．如图所示，闭合线圈正上方附近有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的N极朝下但未插入线圈内部．在磁铁向上运动远离线圈的过程中（）

A．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互吸引

B．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互排斥

C．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互吸引

D．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互排斥

13．一个足够长的竖直放置的磁铁结构如图所示．在图甲中磁铁的两个磁极分别为同心的圆和圆环．在两极之间的缝隙中，存在辐射状的磁场，磁场方向水平向外，某点的磁感应强度大小与该点到磁极中心轴的距离成反比．用横截面积一定的细金属丝制成的圆形单匝线圈，从某高度被无初速释放，在磁极缝隙间下落的过程中，线圈平面始终水平且保持与磁极共轴．线圈被释放后( )

A．线圈中没有感应电流，线圈做自由落体运动

B．在图甲俯视图中，线圈中感应电流沿逆时针方向

C．线圈有最大速度，线圈半径越大，最大速度越小

D．线圈有最大速度，线圈半径越大，最大速度越大

14．如图所示，一磁铁用细线悬挂，一个很长的铜管固定在磁铁的正下方，开始时磁铁上端与铜管上端相平．烧断细线，磁铁落入铜管的过程中，下列说法正确的是( )

①磁铁下落的加速度先增大，后减小；

②磁铁下落的加速度恒定；

③磁铁下落的加速度一直减小直到为零；

④磁铁下落的速度先增大后减小；

⑤磁铁下落的速度逐渐增大，最后匀速运动．

A．只有②正确

B．只有①④正确

C．只有①⑤正确

D．只有③⑤正确

二、多选题

15．关于电荷量、电场强度、磁感应强度、磁通量的单位，下列说法错误的是( ) A．牛顿/库仑是电荷量的单位

B．特斯拉是磁感应强度的单位

C．磁通量的单位是韦伯

D．法拉是电荷量的单位

16．如图所示，空间存在一有边界的条形匀强磁场区域，磁场方向与竖直平面(纸面)

垂直，磁场边界的间距为L.一个质量为m、边长也为L的正方形导线框沿竖直方向运动，线框所在平面始终与磁场方向垂直，且线框上、下边始终与磁场的边界平行．t＝0时刻导线框的上边恰好与磁场的下边界重合(图中位置Ⅰ)，导线框的速度为v0.经历一段时间后，当导线框的下边恰好与磁场的上边界重合时(图中位置Ⅱ)，导线框的速度刚好为零．此后，导线框下落，经过一段时间回到初始位置Ⅰ(不计空气阻力)，则( )

A．上升过程中合力做的功与下降过程中合力做的功相等

B．上升过程中线框产生的热量比下降过程中线框产生的热量多

C．上升过程中，导线框的加速度逐渐减小

D．上升过程克服重力做功的平均功率小于下降过程重力的平均功率

17．如图所示，闭合螺线管固定在置于光滑水平面上的小车上，现将一条形磁铁从左向右插入螺线管中．则( )

A．车将向右运动

B．使条形磁铁向右插入时外力所做的功全部由螺线管转变为电能，最终转化为螺线管的内能

C．条形磁铁会受到向左的力

D．车会受到向左的力

18．如图所示，在方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中，沿水平面固定一个V 字型金属框架CAD，已知∠A＝θ，导体棒EF在框架上从A点开始在拉力F作用下，沿垂直EF方向以速度v匀速向右平移，使导体棒和框架始终构成等腰三角形回路．已知框架和导体棒的材料和横截面积均相同，其单位长度的电阻均为R，框架和导体棒均足够长，导体棒运动中始终与磁场方向垂直，且与框架接触良好．关于回路中的电流I、拉力F和电路消耗的电功率P与水平移动的距离x变化规律的图象中正确的是( )

A．

B．

C．

D．

19．如图所示，一端接有定值电阻的平行金属轨道固定在水平面内，通有恒定电流的长直绝缘导线垂直并紧靠轨道固定，导体棒与轨道垂直且接触良好．在向右匀速通过M、N两区的过程中，导体棒所受安培力分别用F M、F N表示．不计轨道电阻．以下叙述正确的是

A ．M F 向右

B ．N F 向左

C ．M F 逐渐增大

D ．N F 逐渐减小

20．如图，闭合小金属环从高h 的光滑曲面上端无初速滚下，又沿曲面的另一侧上升，水平方向的磁场与光滑曲面垂直，则( )

A ．若是匀强磁场，环在左侧滚上的高度小于h

B ．若是匀强磁场，环在左侧滚上的高度等于h

C ．若是非匀强磁场，环在左侧滚上的高度小于h

D ．若是非匀强磁场，环在左侧滚上的高度等于h

21．在如图所示的情况下，闭合矩形线圈中能产生感应电流的是________ .

A ．

B ．

C ．

D ．

E.

F.

三、填空题

22．如图所示，当航天飞机在环绕地球的轨道上飞行时，从中释放一颗卫星，卫星与航

天飞机保持相对静止，两者用导电缆绳相连，这种卫星称为绳系卫星，利用它可以进行多种科学实验．现有一颗绳系卫星在地球赤道上空由东往西方向运行．卫星位于航天飞机正上方，它与航天飞机间的距离约20km，卫星所在位置的地磁场沿水平方向由南往北约5×10-5T．如果航天飞机和卫星的运行速度约8km/s，则缆绳中的感应电动势大小为

V，端电势高（填“A”或“B”）．

23．一个200匝、面积为20 cm2的线圈，放在磁场中，磁场的方向与线圈平面成30°角，若磁感应强度在0.05 s内由0.1T增加到0.5T；在此过程中穿过线圈的磁通量的变化量是________Wb；磁通量的平均变化率是________Wb/s；线圈中的感应电动势的大小是________V

24．如下图所示，在水平虚线上方有磁感应强度为2B、方向水平向右的匀强磁场，下方有磁感应强度为B、方向水平向左的匀强磁场．边长为l的正方形线圈放置在两个磁场中，线圈平面与水平虚线成α角，线圈分处在两个磁场中的面积相等，则穿过线圈上方的磁通量的大小为_______，穿过线圈下方的磁通量的大小为_______，穿过线圈平面的磁通量的大小为______．

25．半径为r、电阻为R的n匝圆形线圈在边长为l的正方形abcd外，匀强磁场充满并垂直穿过该正方形区域，如下图甲所示．当磁场随时间的变化规律如图乙所示时，则穿过圆形线圈磁通量的变化率为________，t0时刻线圈产生的感应电流为________．

四、实验题

26．如图所示是“研究电磁感应现象”的实验装置．

（1）将图中所缺导线补接完整_______________．

（2）如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上电键后，

将原线圈迅速插入副线圈时，电流计指针_______（填“右偏”、“左偏”或“不偏转”）；原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向左移动时，电流计指针

_______（填“右偏”、“左偏”或“不偏转”）．

27．在研究电磁感应现象的实验中所用的器材如图所示。它们是：

①电流计、②直流电源、③带铁芯的线圈A、④线圈B、⑤电键、⑥滑动变阻器（用来控制电流以改变磁场强弱）。

(1)试按实验的要求在实物图上连线______________（图中已连好一根导线）。

(2)若连接滑动变阻器的两根导线接在接线柱C和D上，而在电键刚闭合时电流表指针左偏，则电键闭合后滑动变阻器的滑动触头向接线柱C移动时，电流计指针将_________（填“左偏”、“右偏”、“不偏”）。

五、解答题

28．如图所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，两导轨间的距离L＝1 m，定值电阻R1＝6 Ω、R2＝3 Ω，导轨上放一质量为m＝1 kg的金属杆，杆的电阻r＝2 Ω，导轨的电阻不计，整个装置处于磁感应强度为B＝0.8 T的匀强磁场中，磁场的方向垂直导轨平面向下．现用一拉力F沿水平方向拉杆，使金属杆以一定的初速度开始运动．图乙所示为通过R1中电流的平方I12随时间t的变化关系图象，求：

(1)5 s末金属杆的速度大小；

(2)写出安培力的大小随时间变化的关系方程；

(3)5 s内拉力F所做的功．

29．如图是环保型手电筒的外形．环保型手电筒不需要任何化学电池作为电源，不会造成由废电池引起的环境污染．使用时只要将它摇动一分钟，手电筒便可持续照明好几分钟．手电筒内部有一永久磁铁，外层有一线圈，那么这种手电筒的原理是什么？

参考答案

1．D

【解析】

电磁感应现象最先是由法拉第通过实验发现的，A错

电磁感应现象说明了在自然界中在一定条件下磁能生电，B错

电磁感应现象是指闭合回路满足一定的条件产生感应电流的现象，C错，D对（闭合回路磁通量发生改变，会产生感应电流）

2．B

【解析】当磁感应强度B均匀增大时，穿过回路的磁通量增大，根据楞次定律判断得到：回路中感应电流方向为顺时针方向（俯视），杆中的感应电流方向是从a到b。故A错误；

当磁感应强度B均匀增大时，穿过回路的磁通量均匀增大，根据E=ΔΦ

Δt ＝ΔB

Δt

S得，回路中产

生的感应电动势不变，则感应电流大小保持不变。故B正确。根据安培力F=BIL，得知金属杆受到的安培力逐渐增大。故C错误；由左手定则判断可知，金属杆所受安培力水平向左。故D错误。故选B。

点睛：利用楞次定律可判断感应电流的方向，左手定则判断通电导体所受的安培力方向．当穿过回路的磁通量均匀变化时，回路中产生的是恒定电流．

3．A

【分析】

闭合S瞬间，电源给电容器充电，根据电势的高低判断出电容器两极板的电性；由于线圈L 的直流电阻不计，S闭合电路稳定后，电容器被短路，两端电压为零．当断开S的瞬间，线圈中电流要减小，产生自感电动势，电容器充电，极板的电性变化．

【详解】

A、S闭合瞬间，给电容器充电，且A与电源的正极相连，故A板带正电，B板带负电，故A正确；

B、S保持闭合，电容器支路断路，但两端的电压与并联的支路电压相同为零，故电容器不带电，故B错误；

C、S断开瞬间，由于线圈产生感应电流，电流的方向与原电流方向相同，故A带负电，B 带正电，故C错误；

D、根据ABC可知，D错误；

故选A

【点睛】

本题考查自感线圈的双重作用的理当电流稳定不变时，自感线圈是电阻不计的导线；当电流变化时，相当于一个电源． 4．D 【分析】

金属棒向左运动，切割磁感线产生感应电流，相当于电源，由E BLv =求出感应电动势，由并联电路特点求出外电路电阻，然后应用欧姆定律求出金属棒两端电势差。 【详解】

当ab 棒以v 0向左运动到图示虚线位置时产生的感应电动势为

0E Blv =

外电路总电阻为

22422

r r

r R r r ?=

=+ 金属棒两端的电势差是外电压，由欧姆定律得金属棒两端电势差为

00

432

42

Blv Blv E r U IR R r r r R ==

?=

?=+

+ 故选D 。 【点睛】

电磁感应与电路知识的综合，分清金属棒两端电势差是外电压还是内电压是关键。 5．D 【详解】

离导线越近，磁场越强，当线框从左向右靠近导线的过程中，穿过线框的磁通量增大，当线框跨在档线上向右运动时，磁通量减小，当导线在线框正中央时，磁通量为零，从该位置向右，磁通量又增大，当线框离开导线向右运动的过程中，磁通量又减小；故ABC 错误，D 正确； 故选D ． 6．B 【详解】

据题意，从图示可以看出磁铁提供的穿过线圈原磁场的磁通量方向向下，由安培定则可知线

圈中感应电流激发的感应磁场方向向上，即两个磁场的方向相反，则由楞次定律可知原磁场通过线圈的磁通量的大小在增加，故选项B 正确，ACD 错误． 7．D 【解析】 【详解】

线圈进入磁场长度小于L ，此时根据楞次定律，感应电流逆时针，方向为正，且1E BLv

I R R

=

=，大小不变；进入磁场长度大于L 小于2L ，此时磁通量向里增强，根据楞次定律，感应电流

逆时针，方向为正且2122E B Lv

I I R R

===，大小不变；当全部进入磁场后，磁通量向里减小，根据楞次定律，感应电流顺时针，方向为负，且3133E B Lv

I I R R

==

=，所以ABC 错误，D 正确 8．C 【详解】

A ．S 断开瞬间，由于线圈自感作用，阻碍原电流减小，相当于新的电源，通过Q 、P 形成回路，所以PQ 均过一会熄灭，选项A 错误．

CD ．通过线圈的电流沿原方向，所以通过Q 的电流与原来方向相同，通过P 的电流与原来方向相反，从右向左，选项C 正确，D 错误．

B ．S 接通瞬间，P 立即正常发光，由于线圈自感阻碍电流增大，Q 缓慢变亮，选项B 错误． 故选

C 。 9．A 【详解】

磁感应强度竖直向上，B 随时间成正比增加，由楞次定律可知，变化的磁场产生的感生电场沿顺时针方向；小球带正电，小球所受电场力沿顺时针方向，与小球的运动方向相同，小球做加速运动，速度逐渐增加，故A 正确，BCD 错误． 10．D 【解析】

试题分析：根据E n

t

?Φ

=?得，感应电动势与磁通量的变化率成正比．Φ-t 图线的斜率表示磁通量的变化率，5 s ～10 s 内磁通量的变化率最小，则产生的感应电动势最小．故D 正确，

ABC错误．故选D．

考点：法拉第电磁感应定律

【名师点睛】此题是对法拉第电磁感应定律的考查；要知道感应电动势大小与磁通量的变化率成正比，而磁通量的变化率在Φ-t图线中是直线的斜率值，故只要理解图线的物理意义即可解答此题.

11．D

【解析】

【详解】

当线圈P中通有不断增大的顺时针方向的电流时，知穿过线圈Q的磁通量垂直向里，且增大，根据楞次定律，线圈Q产生逆时针方向的电流，由于穿过线圈Q的磁通量增大，根据楞次定律的另一种表述，线圈Q有扩张的趋势，阻碍磁通量的增加．故D正确，A、B、C 错误．

故选D．

12．C

【详解】

磁铁的N极朝下，穿过线圈的原磁场方向向下，磁铁向上运动远离线圈，磁通量减小，由楞次定律可知，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，由右手螺旋定则可知，线圈中产生与图中箭头方向相反的感应电流，由楞次定律中的“来拒去留”可知，磁铁远离线圈，所以磁铁和线圈相互吸引，故C正确．

13．D

【解析】

线圈下落过程中，切割磁感线产生感应电流，在图l俯视图中，线圈中感应电流沿顺时针方向，故AB错误

线圈作加速度逐渐减小的加速运动，直到重力与安培力大小相等时，速度达到最大值，线圈

做匀速运动，所以，所以可知最大

速度只与磁感应强度有关，而磁感应强度大小与该点到磁极中心轴的距离成反比，所以半径越大，磁感应强度越小，则最大速度越大，故C错误D正确

故选D

【解析】

刚烧断细线时，磁铁只受重力，向下加速运动，铜骨中产生感应电流，对磁铁的下落产生阻力，故磁铁速度增大，加速度减小，当阻力和重力相等时，磁铁加速度为零，速度达到最大，故D正确，A、B、C错误；

故选D．

15．AD

【详解】

A、电荷量的单位是库仑，故A错误

B、特斯拉是磁感应强度的单位，故B正确．

C、磁通量的定义式Φ=BS，B的单位是T，S的单位是m2，磁通量Φ的单位是韦伯，故C 正确；

D、法拉是电容的单位；电荷量的单位是库仑，故D错误；

本题选错误的，故选AD。

【点评】

本题关键要掌握常见物理量的单位，知道物理量之间的关系式，即相关的公式，能根据公式推导出单位之间的关系．尤其是磁通量的单位，是比较容易忘记的．

16．BC

【解析】

【详解】

线框在运动过程中要克服安培力做功，消耗机械能，故返回原位置时速率减小，由动能定理可知，上升过程动能变化量大，合力做功多，所以选项A错误；分析线框的运动过程可知，在任一位置，上升过程的安培力大于下降过程中的安培力，而上升、下降位移相等，故上升过程克服安培力做功大于下降过程中克服安培力做的功，故上升过程中线框产生的热量多，所以选项B正确；以线框为对象分析受力可知，在上升过程做减速运动，有F安＋mg＝ma，F

安＝

22

B L v

R

，故有a＝g＋

22

B L v

mR

，所以上升过程中，速度减小，加速度也减小，故选项C

正确；在下降过程中的加速度小于上升过程的加速度，而上升、下降的位移相等，故可知上升时间较短，下降时间较长，两过程中重力做功大小相同，由功率公式可知，上升过程克服重力做功的平均功率大于下降过程重力做的平均功率，所以选项D错误．

【解析】

试题分析：A 、由题意可知，当磁铁向右运动时，即靠近螺线管，导致穿过的磁通量变大，因此根据楞次定律，则有感应电流产生，根据楞次定律，小车为阻碍磁铁靠近，小车将对磁铁有向左的力，同时小车受到向右的力，向右运动，故AC 正确，D 错误；

B 、由于闭合螺线管固定在置于光滑水平面上的小车上，所以小车将向右运动，外力所做的功部分由螺线管转变为电能，部分转化为小车的动能，B 错误； 故选：A

C ． 18．AC

D 【解析】

导体棒运动时间为t 时，通过的位移为x=vt ，回路中有效的切割长度为：L=2xtan

2θ ，感应电动势为 E=BLv ；回路的总电阻为：2222

R R xtan x cos θθ=+总（） 则电流与t 的关系式为：E

I R =

总

; 联立得22

(22)

2

2

Bvtan

I R tan

cos θ

θ

θ

=

+ ，式中各量均一定，则I 为一定值，故A 正确，B 错误．拉力F=BI

L=BI?2xtan

2

θ

∝x ，故C 正确．运动x 时的功率为：2222)22

P I R I R xtan x cos θθ

==+总（ ，则知P 与x 成正比，故D 正确．故选ACD ．

19．BCD 【详解】

根据楞次定律（来拒去留），导体棒在M 区和N 区受安培力的方向都向左，

B 正确，A 错误；根据法拉第电磁感应定律，可知导体棒所受安培力大小22B L v

F BIL R

==，由于距离导线越

近，磁场的磁感强度B 越大，在M 区导体棒向右运动过程中，磁感强度逐渐增大，安培力M F 逐渐增大，在N 区磁感强度逐渐减小，导至安培力也逐渐减小，C 、D 都正确． 20．BC 【解析】

若是匀强磁场，闭合小金属球中没有感应电流产生，机械能守恒，高度不变．若是非匀强磁

场，闭合小金属球中由于电磁感应产生涡流，机械能减小转化为内能，高度减小． 解：A 、B 若是匀强磁场，穿过小球的磁通量不变，没有感应电流产生，机械能守恒，高度不变，则环在左侧滚上的高度等于h ．故A 错误，B 正确．

C 、

D 若是非匀强磁场，闭合小金属球中由于电磁感应产生涡流，机械能减小转化为内能，高度减小，则环在左侧滚上的高度小于h ．故C 正确，D 错误． 故选BC 21．EF 【详解】

A ．线圈平面平行于磁感线，且在以OO ′为轴的转动过程中，线圈平面始终与磁感线平行，磁通量始终为零，故无感应电流产生，故A 错误；

B ．在线圈竖直向上运动过程中，线圈平面始终与磁感线平行，磁通量始终为零，故无感应电流产生，故B 错误；

C ．选线圈平面与磁感线平行，与B 选项情况相同，故无感应电流产生，故C 错误；

D ．线圈转动过程中，B 与S 都不变，B 又始终垂直于S ，所以Φ＝BS 不变，故无感应电流产生，故D 错误；

E ．图示状态Φ＝0，转过90°时Φ＝BS ，所以穿过线圈的磁通量发生变化，产生感应电流故E 正确；

F ．螺线管内通入交流电，电流大小、方向都在变化，因此磁场强弱、方向也在变化，所以穿过线圈的磁通量发生变化，产生感应电流，故F 正确； 故选EF 。 22．8000，B 【解析】

由法拉第电磁感应定律E=BLv 可知感应电动势为8000V ，B 端电势高 23．4410-? 3810-? 1.6 【详解】

[1]由题意可知磁通量的变化量为

44sin 300.40.52010Wb 4.010Wb B S φ--?=???=???=?

[2]磁通量的平均变化率为

4

34.0108.010Wb/s 0.05

t φ--??==?? [3]线圈中感应电动势的大小为

32008.010V 1.6V E n

t

φ

-?==??=? 24．BL 2sinα ;1

2BL 2sinα ;1

2BL 2sinα; 【解析】 【详解】

公式Φ＝BS 中S 表示与磁场方向垂直的面积，所以当线框与磁场不垂直时，需要将线框投影到垂直磁场方向上，故穿过线圈上方的磁通量的大小为Φ1＝BL 2sin α，穿过线圈下方的磁通量的大小为Φ2＝1

2BL 2sin α，所以穿过线圈的磁场量为Φ＝Φ1－Φ2＝1

2BL 2sin α. 25．B

0t 0l 2 ；n

B 0l 2t 0R

；

【解析】 【详解】

磁通量的变化率为ΔΦ

Δt =

ΔB

Δt

S =B 0t 0

l 2

根据法拉第电磁感应定律得t 0时刻线圈中的感应电动势E =n ΔΦΔt

=n

B 0t 0

l 2

再根据闭合电路欧姆定律得感应电流I =n ΔΦR?Δt

=

nB 0l 2Rt 0

【点睛】

本题是线圈类型，要掌握法拉第定律的几种不同表达形式，再结合闭合电路欧姆定律进行求解；注意B-t 图像的斜率等于磁感应强度的变化率，斜率的符号能反映感应电流的方向。 26．见解析 向右偏转 向左偏转 【分析】

(1)注意该实验中有两个回路，一是电源、电键、变阻器、小螺线管串联成的回路，二是电流计与大螺线管串联成的回路，据此可正确解答；

(2)磁场方向不变，磁通量的变化不变时电流方向不变，电流表指针偏转方向相同，磁通量的变化相反时，电流表指针方向相反． 【详解】

(1)[1]．将电源、电键、变阻器、小螺线管串联成一个回路，再将电流计与大螺线管串联成另一个回路，电路图如图所示；

(2) [2][3]．闭合开关，穿过副线圈的磁通量增大，灵敏电流表的指针向右偏；当将原线圈迅速插入副线圈时，则线圈的磁通量也是从无到有，则说明线圈磁通量从无到有即变大，导致电流计指针向右偏一下；

线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，电路中电流变小，导致线圈磁通量变小，则电流计指针向左偏转一下．

【点睛】

本题考查研究电磁感应现象及验证楞次定律的实验，对于该实验注意两个回路的不同．知道磁场方向或磁通量变化情况相反时，感应电流反向是判断电流表指针偏转方向的关键．

27．右偏

【解析】

【详解】

(1)将电源、电键、变阻器、线圈A串联成一个回路，注意滑动变阻器接一上一下接两个接线柱，再将电流计与线圈B串联成另一个回路，电路图如图所示。

(2)闭合开关，穿过副线圈的磁通量增大，灵敏电流表的指针向左偏；由电路图可知，电键闭合后滑动变阻器的滑动触头向接线柱C移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，通过

线圈A的电流变小，磁场变弱，穿过线圈B的磁场方向不变，磁通量变小，则电流表指针向右偏。

28．（1）3m/s（2）0.24√2+0.4tN (3)7.65J

【解析】

（1）外电阻总电阻R

外

=2Ω

由图像得5s末的电流I1=0.2A，故I总=3I1=0.6A，

E=I

总·(R

外

+r)=0.6×(2+2)V=2.4V

由E=BLv得v t=E

BL = 2.4

0.8×1

=3m/s

（2）图像方程：I12=0.02+0.004t，得I1=0.1√2+0.4t A

I

总

=3I1=0.3√2+0.4t A

安培力F A=BI总L=0.24√2+0.4t N

（3）图线与时间轴包围的“面积”为1

2

(0.02+0.04)×5=0.15=，故5s内R1中产生的焦耳热为Q1=0.15×6J=0.9J，

电路中总电热Q

总

=Q1+Q2+Q r=6Q1=5.4J

金属杆初始速度v0=E0

BL =3×√0.02×(2+2)

0.8×1

v0=1.5√2m/s

由功能关系W F+W A=ΔE k得W F=ΔE k+Q总=1

2m(v t2?v02)+Q

总

，

代入数据得W F=1

2

×1×(32?1.52×2)+5.4J=7.65J

29．环保型手电筒应用了电磁感应原理，内部有磁铁外部有线圈，摇动时，使磁铁相对线圈运动，产生感应电流，把机械能转换为电能，并有一电容器暂时储存电能从而维持手电筒照明几分钟．

【解析】

【详解】

环保型手电筒应用了电磁感应原理，内部有磁铁外部有线圈，摇动时，使磁铁相对线圈运动，产生感应电流，把机械能转换为电能，并有一电容器暂时储存电能从而维持手电筒照明几分钟．