（全國版）2019版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第11章 電磁感應(yīng) 第41課時 法拉第電磁感應(yīng)定律自感學(xué)案

《（全國版）2019版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第11章 電磁感應(yīng) 第41課時 法拉第電磁感應(yīng)定律自感學(xué)案》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（全國版）2019版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第11章 電磁感應(yīng) 第41課時 法拉第電磁感應(yīng)定律自感學(xué)案（18頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 第41課時　法拉第電磁感應(yīng)定律　自感 考點1　對法拉第電磁感應(yīng)定律的理解與應(yīng)用 1．感應(yīng)電動勢 (1)概念：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢。 (2)產(chǎn)生：只要穿過回路的磁通量發(fā)生變化，就能產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，與電路是否閉合無關(guān)。 (3)方向：產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的電路(導(dǎo)體或線圈)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)電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比。 (2)公式：E＝n，其中為磁通量的變化率，n為線圈匝數(shù)。 [例1]　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

2、磁場中，在圓環(huán)的缺口兩端引出兩根導(dǎo)線，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強(qiáng)度大小為零 D．第4 s末兩極板之間的電場強(qiáng)度大小為 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)電動勢不變，則兩極板之間的電場強(qiáng)度大小不

3、為零，故C錯誤；由題意可知，第4 s末兩極板間的電場強(qiáng)度大小E＝＝＝＝，故D錯誤。 答案　A (1)由于磁通量有正負(fù)之分，計算磁通量的變化時一定要規(guī)定磁通量的正方向。正向的磁通量增加與反向的磁通量減少產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向相同。 (2)公式E＝n是求解回路某段時間內(nèi)平均感應(yīng)電動勢的最佳選擇，所求得的感應(yīng)電動勢是整個回路的電動勢，而不是某部分導(dǎo)體產(chǎn)生的電動勢。 (3)用公式E＝nS求感應(yīng)電動勢時，S為線圈在磁場范圍內(nèi)垂直磁場方向的有效面積。 1．(人教版選修3－2 P17·T1改編)關(guān)于法拉第電磁感應(yīng)定律，下列說法正確的是(　　) A．線圈中的磁通量變化越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電

4、動勢就越大 B．線圈中的磁通量變化越快，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢就越大 C．線圈中的磁通量越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢就越大 D．線圈放在磁場越強(qiáng)的地方，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢就越大 答案　B 解析　根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E＝n得，感應(yīng)電動勢的大小跟磁通量的變化率成正比。磁通量變化越大，由于不知磁通量的變化時間，故不一定越大，A錯誤；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)電動勢就越大，B正確；磁通量Φ越大，但不一定大，C錯誤；磁感應(yīng)強(qiáng)度大的磁場中可能沒有磁通量的變化，則感應(yīng)電動勢可能為零，D錯誤。 2. (2017·河北衡水中學(xué)調(diào)研)如圖，

5、一匝數(shù)為N、面積為S、總電阻為R的圓形線圈，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于線圈平面。當(dāng)線圈由原位置翻轉(zhuǎn)180°的過程中，通過線圈導(dǎo)線橫截面的電荷量為(　　) A. B. C. D. 答案　B 解析　由法拉第電磁感應(yīng)定律E＝N，可求出感應(yīng)電動勢的大小，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q＝IΔt，可得q＝N。由于開始線圈平面與磁場垂直，現(xiàn)把線圈翻轉(zhuǎn)180°，則有ΔΦ＝2BS，所以由上述公式可得通過線圈導(dǎo)線橫截面的電荷量q＝，B正確，A、C、D錯誤。 3．(2017·湖北七校聯(lián)考)(多選)如圖所示，a、b兩個閉合正方形線圈用同樣

6、的導(dǎo)線制成，匝數(shù)均為10匝，邊長La＝2Lb，圖示區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，且磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間均勻減小，不考慮線圈之間的相互影響，則(　　) A．兩線圈內(nèi)產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流 B．a(chǎn)、b線圈中感應(yīng)電動勢之比為2∶1 C．a(chǎn)、b線圈中感應(yīng)電流之比為4∶1 D．a(chǎn)、b線圈中電功率之比為8∶1 答案　AD 解析　原磁場向里減小，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流的磁場與原磁場方向相同，因此感應(yīng)電流的方向為順時針方向，A正確；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，E＝n＝n·L2，而La＝2Lb，因此電動勢之比為4∶1，B錯誤；線圈電阻R＝ρ，故電阻之比為2∶1，由閉合電路歐姆定律可知I＝，則

7、電流之比為2∶1，C錯誤；電功率P＝I2R，兩線圈電流之比為2∶1，電阻之比為2∶1，則電功率之比為8∶1，D正確。 考點2　導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的計算 1．E＝Blv的三個特性 (1)正交性：本公式要求磁場為勻強(qiáng)磁場，而且B、l、v三者相互垂直。 (2)有效性：公式中的l為導(dǎo)體切割磁感線的有效長度。 (3)相對性：E＝Blv中速度v是導(dǎo)體相對于磁場的速度。 2．公式E＝n與E＝Blv的比較 E＝n E＝Blv 區(qū)別 研究 對象 閉合回路 回路中做切割磁感線運(yùn)動的部分導(dǎo)體 研究 內(nèi)容 平均電動勢 ①若v為瞬時速度，則求的是瞬時感應(yīng)電動勢 ②若

8、v為平均速度，則求的是平均感應(yīng)電動勢 適用 范圍 對任何電磁感應(yīng) 現(xiàn)象普遍適用 只適用于導(dǎo)體垂直切割磁感線的運(yùn)動 聯(lián)系 E＝Blv由E＝在一定條件下推導(dǎo)得到。導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動時，常用E＝Blv求E，磁感應(yīng)強(qiáng)度變化時，常用E＝n求E [例2]　(2015·安徽高考)如圖所示，abcd為水平放置的“”形光滑金屬導(dǎo)軌，間距為l，導(dǎo)軌間有垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，導(dǎo)軌電阻不計。已知金屬桿MN傾斜放置，與導(dǎo)軌成θ角，單位長度的電阻為r，保持金屬桿以速度v沿平行于cd的方向滑動(金屬桿滑動過程中與導(dǎo)軌接觸良好)。則(　　) A．電路中感應(yīng)電動勢的大小為

9、 B．電路中感應(yīng)電流的大小為 C．金屬桿所受安培力的大小為 D．金屬桿的熱功率為 解析　當(dāng)桿滑動時，切割的有效長度為l，所以動生電動勢E＝Blv，A錯誤；金屬桿長為，所以金屬桿的電阻R＝，由歐姆定律可知I＝＝，B正確；安培力F＝BI·＝，C錯誤；金屬桿的熱功率P＝I2R＝，D錯誤。 答案　B 1．切割情況 切割方式 電動勢表達(dá)式 垂直切割 E＝Blv 傾斜切割 E＝Blvsinθ(θ為B與v的夾角) 旋轉(zhuǎn)切割 繞導(dǎo)體一端以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動： E＝Bωl2 2．典圖示例 如圖甲：θ＝30°，所以E＝Blvsin30°＝Blv。 如圖乙：切割磁感線的有效長度

10、l＝L，所以E＝BLv。 如圖所示，均勻磁場中有一由半圓弧及其直徑構(gòu)成的導(dǎo)線框，半圓直徑與磁場邊緣重合；磁場方向垂直于半圓面(紙面)向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0。使該線框從靜止開始繞過圓心O、垂直于半圓面的軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動半周，在線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流?，F(xiàn)使線框保持圖中所示位置，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時間線性變化。為了產(chǎn)生與線框轉(zhuǎn)動半周過程中同樣大小的電流，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時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)其繞過圓心O的軸勻速轉(zhuǎn)動時，圓弧部分不切割磁感線，不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，而在轉(zhuǎn)過半周的過程中直徑只有一半在磁場中切割

11、磁感線，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E＝B0r＝B0r·＝B0r2ω；當(dāng)線框不動時，E′＝·。由閉合電路歐姆定律得I＝，要使I＝I′，必須使E＝E′，可得＝，C正確。 考點3　自感與渦流 1．自感現(xiàn)象：由于通過導(dǎo)體自身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。 2．自感電動勢 (1)定義：在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢。 (2)表達(dá)式：E＝L。 (3)自感系數(shù)L ①相關(guān)因素：與線圈大小、形狀、圈數(shù)以及是否有鐵芯等因素有關(guān)。 ②單位：亨利(H)，常用單位還有毫亨(mH)、微亨(μH)。1 mH＝10－3 H, 1 μH＝10－6 H。 3．渦流：當(dāng)線圈中的電流發(fā)生變化時，在它附近的導(dǎo)

12、體中產(chǎn)生的像水的旋渦一樣的感應(yīng)電流。 [例3]　 (2017·遼寧大連模擬)(多選)如圖所示，L是自感系數(shù)很大的線圈，但其自身的電阻幾乎為零。A和B是兩個完全相同的燈泡，則下列說法中正確的有(　　) A．當(dāng)開關(guān)S閉合瞬間，A、B兩燈同時亮，最后B燈熄滅 B．當(dāng)開關(guān)S斷開瞬間，A、B兩燈同時熄滅 C．當(dāng)開關(guān)S斷開瞬間，a點電勢比b點電勢低 D．當(dāng)開關(guān)S斷開瞬間，流經(jīng)燈泡B的電流由a到b 解析　開關(guān)S閉合瞬間，線圈L對電流有阻礙作用，則相當(dāng)于燈泡A與B串聯(lián)，因此同時亮，且亮度相同，穩(wěn)定后B被短路熄滅，A正確。當(dāng)開關(guān)S斷開后，燈泡A馬上熄滅，由于自感，線圈中的電流慢慢減小，其

13、相當(dāng)于電源，左端為高電勢，與燈泡B構(gòu)成閉合回路放電，流經(jīng)燈泡B的電流由a到b，燈泡B閃一下再熄滅，D正確，B、C錯誤。 答案　AD 1．自感情況分類 通電自感 斷電自感 電路圖 器材規(guī)格 A1、A2同規(guī)格，R＝RL，L較大 L很大(有鐵芯)，RL

14、減小時，線圈可等效成一個電動勢由較大逐漸減小的電源，線圈中的磁場能逐漸轉(zhuǎn)化成電能，構(gòu)成回路中的電流沿原方向非線性逐漸減小。 1. (人教版選修3－2 P22演示實驗改編)如圖所示電路中，A、B是兩個相同的小燈泡。L是一個帶鐵芯的線圈，其電阻可忽略不計。調(diào)節(jié)R，電路穩(wěn)定時兩小燈泡都正常發(fā)光，則(　　) A．合上開關(guān)時，A、B兩燈同時正常發(fā)光，斷開開關(guān)時，A、B兩燈同時熄滅 B．合上開關(guān)時，B燈比A燈先達(dá)到正常發(fā)光狀態(tài) C．?dāng)嚅_開關(guān)時，A、B兩燈都不會立即熄滅，通過A、B兩燈的電流方向都與原電流方向相同 D．?dāng)嚅_開關(guān)時，A燈會突然閃亮一下后再熄滅 答案　B 解析　合上開關(guān)時，

15、B燈立即正常發(fā)光，A燈所在的支路中，由于L產(chǎn)生的自感電動勢阻礙電流的增大，A燈將推遲一些時間才能達(dá)到正常發(fā)光狀態(tài)，故選項A錯誤、B正確；斷開開關(guān)時，L中產(chǎn)生與原電流方向相同的自感電流，流過A燈的電流方向與原電流方向相同，流過B燈的電流方向與原電流方向相反，選項C錯誤；因為斷開開關(guān)后，由L作為電源提供的電流是從原來穩(wěn)定時通過L的電流值逐漸減小的，所以A、B兩燈只是延緩一些時間熄滅，并不會比原來更亮，選項D錯誤。 2．某同學(xué)為了驗證斷電自感現(xiàn)象，自己找來帶鐵芯的線圈L、小燈泡A、開關(guān)S和電池組E，用導(dǎo)線將它們連接成如圖所示的電路。檢查電路后，閉合開關(guān)S，小燈泡發(fā)光；再斷開開關(guān)S，小燈泡僅有不顯著

16、的延時熄滅現(xiàn)象。雖經(jīng)多次重復(fù)，仍未見老師演示時出現(xiàn)的小燈泡閃亮現(xiàn)象，他冥思苦想找不出原因，你認(rèn)為最有可能造成小燈泡未閃亮的原因是(　　) A．電源的內(nèi)阻較大 B．小燈泡電阻偏大 C．線圈電阻偏大 D．線圈的自感系數(shù)較大 答案　C 解析　由自感規(guī)律可知，在開關(guān)斷開的瞬間造成燈泡閃亮以及延時熄滅的原因是：線圈中產(chǎn)生了與原電流同向的自感電流，且大于穩(wěn)定時通過燈泡的原電流。斷開開關(guān)S，線圈與燈泡構(gòu)成閉合的自感回路，與電源無關(guān)，故A錯誤。開關(guān)S閉合，電路穩(wěn)定，燈泡正常發(fā)光時，如果電感線圈L的電阻比燈泡的電阻大，則電感線圈L中的電流IL比燈泡A中的電流IA小；開關(guān)S斷開，由于自感現(xiàn)象，

17、L和A構(gòu)成回路，使L和A中的電流從IL開始減小，因此不可能看到小燈泡閃亮的現(xiàn)象，B錯誤、C正確。自感系數(shù)越大，延時越明顯，與是否閃亮無關(guān)，D錯誤。 3．(2017·北京高考)圖1和圖2是演示自感現(xiàn)象的兩個電路圖，L1和L2為電感線圈。實驗時，斷開開關(guān)S1瞬間，燈A1突然閃亮，隨后逐漸變暗；閉合開關(guān)S2，燈A2逐漸變亮，而另一個相同的燈A3立即變亮，最終A2與A3的亮度相同。下列說法正確的是(　　) 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

18、電流相等 答案　C 解析　圖1中，斷開開關(guān)S1瞬間，L1與燈A1組成閉合回路，L1產(chǎn)生感應(yīng)電動勢阻礙電流的變化，電流逐漸減小，由于燈A1突然閃亮，故斷開開關(guān)S1之前，通過L1的電流大于通過燈A1的電流，由歐姆定律知，A1的電阻值大于L1的電阻值，A、B錯誤；圖2中，閉合開關(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)電動勢阻礙電流的增加，故L2中電流小于變阻器R中電流，D錯誤。 1．如圖所示，由導(dǎo)體棒ab和矩形線框cdef組成的“10”圖案在勻強(qiáng)磁場中一起向右勻速平動，勻強(qiáng)磁場的方

19、向垂直線框平面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間均勻增大，則下列說法正確的是(　　) A．導(dǎo)體棒的a端電勢比b端電勢高，電勢差Uab在逐漸增大 B．導(dǎo)體棒的a端電勢比b端電勢低，電勢差Uab在逐漸增大 C．線框cdef中有順時針方向的電流，電流大小在逐漸增大 D．線框cdef中有逆時針方向的電流，電流大小在逐漸增大 答案　A 解析　對于導(dǎo)體棒ab，由于磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間均勻增大，所以Uab＝Blv逐漸增大，由右手定則知a端電勢高于b端電勢，A正確、B錯誤；對于矩形線框，依題意可知、S都不變，由法拉第電磁感應(yīng)定律E＝·S知線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小不變，由閉合電路歐姆定律知線框中的感應(yīng)電流

20、大小不變，C、D錯誤。 2. A、B兩閉合圓形導(dǎo)線環(huán)用相同規(guī)格的導(dǎo)線制成，它們的半徑之比rA∶rB＝2∶1，在兩導(dǎo)線環(huán)包圍的空間內(nèi)存在一正方形邊界的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場方向垂直于兩導(dǎo)線環(huán)所在的平面，如圖所示。當(dāng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間均勻增大的過程中，流過兩導(dǎo)線環(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)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間均勻增大，即不變，由E＝＝·S(S為磁場區(qū)域面積)，由于及S均相同，可得兩導(dǎo)線環(huán)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢相等，即＝1，I＝，R＝ρ(S′為導(dǎo)線的橫截面積)，l＝2πr，所以＝＝＝＝。D正確。 3．在半徑為r、電阻

21、為R的圓形導(dǎo)線框內(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。以垂直紙面向外的方向為磁場的正方向，兩部分磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示。則0～t0時間內(nèi)，導(dǎo)線框中(　　) A．沒有感應(yīng)電流 B．感應(yīng)電流方向為逆時針 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)線框左邊產(chǎn)生的感應(yīng)電流沿順時針方向，導(dǎo)線框右邊產(chǎn)生的感應(yīng)電流也沿順時針方向，則整個導(dǎo)線框中的感應(yīng)電流沿順時針方向，A、B錯誤；由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為導(dǎo)線框左、右兩邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢之和，即E＝2×S＝2×＝，由閉合電路歐姆定律

22、可得，感應(yīng)電流大小為I＝＝，C正確、D錯誤。 4．如圖是一種焊接方法的原理示意圖。將圓形待焊接金屬工件放在線圈中，然后在線圈中通以某種電流，待焊接工件中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流在焊縫處產(chǎn)生大量的熱量將焊縫兩邊的金屬熔化，待焊接工件就焊接在一起。自行車車輪圈就是用這種辦法焊接的。下列說法中正確的是(　　) A．線圈中的電流是很強(qiáng)的恒定電流 B．線圈中的電流是交變電流，且頻率很高 C．待焊接工件焊縫處的接觸電阻比非焊接部分電阻小 D．焊接工件中的感應(yīng)電流方向與線圈中的電流方向總是相反 答案　B 解析　線圈中的電流是交變電流，且頻率很高，A錯誤、B正確；待焊工件焊縫處的接觸電阻比非

23、焊接部分電阻大，C錯誤；根據(jù)楞次定律，當(dāng)線圈中的電流增大時，待焊接工件中的感應(yīng)電流方向與線圈中的電流方向相反；當(dāng)線圈中的電流減小時，待焊接工件中的感應(yīng)電流方向與線圈中的電流方向相同，D錯誤。 5. (多選)如圖是生產(chǎn)中常用的一種延時繼電器的示意圖，鐵芯上有兩個線圈A和B，線圈A跟電源連接，線圈B的兩端接在一起，構(gòu)成一個閉合回路。下列說法中正確的是(　　) A．閉合開關(guān)S時，B中產(chǎn)生圖示方向的感應(yīng)電流 B．閉合開關(guān)S時，B中產(chǎn)生與圖示方向相反的感應(yīng)電流 C．?dāng)嚅_開關(guān)S時，電磁鐵會繼續(xù)吸住銜鐵D一小段時間 D．?dāng)嚅_開關(guān)S時，彈簧K立即將銜鐵D拉起 答案　BC 解析　閉合開關(guān)S時，

24、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錯誤、B正確；斷開開關(guān)S時，B中磁通量變化產(chǎn)生感應(yīng)電流，電磁鐵會繼續(xù)吸住銜鐵D一小段時間，C正確、D錯誤。 6．(多選)如圖所示，L是自感系數(shù)很大的、用銅導(dǎo)線繞成的線圈，其電阻可以忽略不計，開關(guān)S原來是閉合的。當(dāng)開關(guān)S斷開瞬間，則(　　) A．L中的電流方向不變 B．燈泡D要過一會兒才熄滅 C．燈泡D立即熄滅 D．電容器將放電 答案　AC 解析　S斷開時L產(chǎn)生方向不變的感應(yīng)電流對C充電(C兩端電壓原來為零)，而電流不通過燈泡D，故燈泡立即熄滅，A、C正確。 7.圖中電感L的直流電阻為RL，小燈泡的電阻為R，小量程電流表G1

25、、G2的內(nèi)阻不計。開關(guān)S閉合，電路達(dá)到穩(wěn)定后，電流表G1、G2的指針均偏向右側(cè)(電流表的零刻度在表盤的中央)。則在開關(guān)S斷開后，兩個電流表的指針偏轉(zhuǎn)情況是(　　) A．G1、G2的指針都立即回到零點 B．G1緩慢回到零點，G2立即左偏，偏后緩慢回到零點 C．G1立即回到零點，G2緩慢回到零點 D．G2立即回到零點，G1緩慢回到零點 答案　B 解析　在開關(guān)S斷開瞬間，L中產(chǎn)生自感電動勢，阻礙原電流的減小，自感電流與原電流方向一致，即從左向右通過G1，兩個電流表的指針偏轉(zhuǎn)情況是G1緩慢回到零點，G2中電流方向為Q指向P，即立即左偏，偏后緩慢回到零點，故選B。 8.如圖所示，半徑為

26、R的圓形導(dǎo)軌處在垂直于圓平面的勻強(qiáng)磁場中，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直于紙面向里。一根長度略大于導(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。導(dǎo)體棒與圓形導(dǎo)軌接觸良好。求： (1)在滑動過程中通過電阻r上的電流的平均值； (2)MN從左端到右端的整個過程中，通過r上的電荷量； (3)當(dāng)MN通過圓導(dǎo)軌中心時，通過r上的電流是多少？ 答案　(1)　(2)　(3) 解析　導(dǎo)體棒從左向右滑動的過程中，切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，對電阻r供電。 (1)計算平均電流，應(yīng)該用法拉第電磁感應(yīng)定律，先求出平均感應(yīng)電動勢。整個過程磁通量的變化為ΔΦ＝BS

27、＝BπR2，所用的時間Δt＝，代入公式＝＝，平均電流為＝＝。 (2)電荷量的運(yùn)算應(yīng)該用平均電流，q＝Δt＝。 (3)當(dāng)MN通過圓形導(dǎo)軌中心時，切割磁感線的有效長度最大為l＝2R，根據(jù)E＝Blv得E＝B·2Rv，此時通過r的電流為I＝＝。 9．(2016·北京高考)如圖所示，勻強(qiáng)磁場中有兩個導(dǎo)體圓環(huán)a、b，磁場方向與圓環(huán)所在平面垂直。磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間均勻增大。兩圓環(huán)半徑之比為2∶1，圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢分別為Ea和Eb。不考慮兩圓環(huán)間的相互影響。下列說法正確的是(　　) A．Ea∶Eb＝4∶1，感應(yīng)電流均沿逆時針方向 B．Ea∶Eb＝4∶1，感應(yīng)電流均沿順時針方向 C．E

28、a∶Eb＝2∶1，感應(yīng)電流均沿逆時針方向 D．Ea∶Eb＝2∶1，感應(yīng)電流均沿順時針方向 答案　B 解析　根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得E＝＝·S，根據(jù)題意可得＝，故Ea∶Eb＝4∶1，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場要阻礙原磁場的變大，即產(chǎn)生向里的感應(yīng)磁場，根據(jù)楞次定律可得，感應(yīng)電流均沿順時針方向。故選B。 10. (2017·天津高考)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，整個裝置放在勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面向下?，F(xiàn)使磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間均勻減小，ab始終保持靜止，下列說法正確的是(　　) A．a(chǎn)b中的感應(yīng)電流方向由b到a B

29、．a(chǎn)b中的感應(yīng)電流逐漸減小 C．a(chǎn)b所受的安培力保持不變 D．a(chǎn)b所受的靜摩擦力逐漸減小 答案　D 解析　導(dǎo)體棒ab、電阻R、導(dǎo)軌構(gòu)成閉合電路，磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻減小，即＝k為一定值，則閉合回路中的磁通量減小，根據(jù)楞次定律，可知回路中產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流，ab中的電流方向由a到b，故A錯誤；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，感應(yīng)電動勢E＝＝＝kS，回路面積S不變，即感應(yīng)電動勢為定值，根據(jù)歐姆定律I＝，所以ab中的電流大小不變，故B錯誤；安培力F＝BIL，電流大小不變，磁感應(yīng)強(qiáng)度減小，則安培力減小，故C錯誤；導(dǎo)體棒處于靜止?fàn)顟B(tài)，所受合力為零，對其受力分析，水平方向靜摩擦力f與安培力F等大反向，安培

30、力減小，則靜摩擦力減小，故D正確。 11．(2017·全國卷Ⅱ)(多選)兩條平行虛線間存在一勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與紙面垂直。邊長為0.1 m、總電阻為0.005 Ω的正方形導(dǎo)線框abcd位于紙面內(nèi)，cd邊與磁場邊界平行，如圖a所示。已知導(dǎo)線框一直向右做勻速直線運(yùn)動，cd邊于t＝0時刻進(jìn)入磁場。線框中感應(yīng)電動勢隨時間變化的圖線如圖b所示(感應(yīng)電流的方向為順時針時，感應(yīng)電動勢取正)。下列說法正確的是(　　) A．磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為0.5 T B．導(dǎo)線框運(yùn)動速度的大小為0.5 m/s C．磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直于紙面向外 D．在t＝0.4 s至t＝0.6 s這段時間內(nèi)，導(dǎo)線框所受的安

31、培力大小為0.1 N 答案　BC 解析　由圖b可知，導(dǎo)線框全部進(jìn)入磁場的時間為0.2 s，則其做勻速直線運(yùn)動的速度v＝＝ m/s＝0.5 m/s，B正確；導(dǎo)線框進(jìn)入磁場時感應(yīng)電流方向為順時針方向，根據(jù)楞次定律可知，磁場的方向垂直于紙面向外，C正確；由E＝BLv，解得B＝＝ T＝0.2 T，A錯誤；在t＝0.4 s至t＝0.6 s這段時間內(nèi)，導(dǎo)線框勻速出磁場，電流I＝＝2 A，所受的安培力大小為F＝BIL＝0.04 N，D錯誤。 12．(2016·全國卷Ⅱ) (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

32、強(qiáng)磁場B中。圓盤旋轉(zhuǎn)時，關(guān)于流過電阻R的電流，下列說法正確的是(　　) A．若圓盤轉(zhuǎn)動的角速度恒定，則電流大小恒定 B．若從上向下看，圓盤順時針轉(zhuǎn)動，則電流沿a到b的方向流動 C．若圓盤轉(zhuǎn)動方向不變，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)動的角速度變?yōu)樵瓉淼?倍，則電流在R上的熱功率也變?yōu)樵瓉淼?倍 答案　AB 解析　設(shè)圓盤的半徑為r，圓盤轉(zhuǎn)動的角速度為ω，則圓盤轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的電動勢為E＝Bl＝Br·＝Bωr2，可知，轉(zhuǎn)動的角速度恒定，電動勢恒定，電流恒定，A正確；根據(jù)右手定則可知，從上向下看，圓盤順時針轉(zhuǎn)動，圓盤中電流由邊緣指向圓心，即電流沿a到b的方向流動，B

33、正確；圓盤轉(zhuǎn)動方向不變，產(chǎn)生的電流方向不變，C錯誤；若圓盤轉(zhuǎn)動的角速度變?yōu)樵瓉淼?倍，則電動勢變?yōu)樵瓉淼?倍，電流變?yōu)樵瓉淼?倍，由P＝I2R可知，電阻R上的熱功率變?yōu)樵瓉淼?倍，D錯誤。 13．(2015·浙江高考)小明同學(xué)設(shè)計了一個“電磁天平”，如圖1所示，等臂天平的左臂為掛盤，右臂掛有矩形線圈，兩臂平衡。線圈的水平邊長L＝0.1 m，豎直邊長H＝0.3 m，匝數(shù)為N1。線圈的下邊處于勻強(qiáng)磁場內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B0＝1.0 T，方向垂直線圈平面向里。線圈中通有可在0～2.0 A范圍內(nèi)調(diào)節(jié)的電流I。掛盤放上待測物體后，調(diào)節(jié)線圈中電流使天平平衡，測出電流即可測得物體的質(zhì)量。(重力加速度取g＝10

34、 m/s2) (1)為使電磁天平的量程達(dá)到0.5 kg，線圈的匝數(shù)N1至少為多少？ (2)進(jìn)一步探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象，另選N2＝100匝形狀相同的線圈，總電阻R＝10 Ω。不接外電流，兩臂平衡。如圖2所示，保持B0不變，在線圈上部另加垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，且磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間均勻變大，磁場區(qū)域?qū)挾萪＝0.1 m。當(dāng)掛盤中放質(zhì)量為0.01 kg的物體時，天平平衡，求此時磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率。 答案　(1)25匝　(2)0.1 T/s 解析　(1)線圈受到安培力F＝N1B0IL 天平平衡mg＝N1B0IL 代入數(shù)據(jù)得N1＝25匝。 (2)由電磁感應(yīng)定律得E＝N2 即E＝N2Ld 由歐姆定律得I′＝ 線圈受到安培力F′＝N2B0I′L 天平平衡m′g＝NB0· 代入數(shù)據(jù)可得＝0.1 T/s。 18