1、1电磁感应现象 产生感应电流的条件一、单项选择题1在物理学的发展过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步，在对以下几位物理学家所作的科学贡献的叙述中，不正确的是（ ） A库仑发现了电流的磁效应B焦耳发现了焦耳定律C法拉第通过实验发现了磁场产生电流的条件和规律D牛顿提出的万有引力定律奠定了天体力学的基础2某学生做观察电磁感应现象的实验，将电流表、线圈 A 和 B、蓄电池、开关用导线连接成如图所示的实验电路，当它接通、断开开关时，电流表的指针都没有偏转，其原因是（ ） A开关位置接错B电流表的正、负极接反C线圈 B 的接头 3、4 接反D蓄电池的正、负极接反3磁通量是研究电磁感应现象的重
2、要物理量如下图所示，通有恒定电流的导线 MN与闭合线框共面，第一次将线框由 1 平移到 2，第二次将线框绕 cd 边翻转到 2，设先后两次通过线框的磁通量变化量分别为 1和 2，则（ ） A 1 2 B 1 2 C 1 2 D无法确定二、双项选择题4一个闭合线圈中没有感应电流产生，由此可以得出（ ） A该时该地一定没有磁场2B该时该地一定没有磁场的变化C穿过线圈平面的磁感线条数一定没有变化D穿过线圈平面的磁通量一定没有变化5如下图所示，竖直通电直导线与闭合导线环的平面垂直，且过圆环中心，则下列说法正确的是（ ） A电流增强或减弱时，环中无感应电流B环竖直向上或向下运动时，环中有感应电流C环以导
3、线为轴，在垂直于电流的平面内转动时，环中有感应电流D环以自身的任意一条直径为轴转动时，环中无感应电流6如图，在水平面上有两条平行导电导轨 MN、 PQ，导轨间距离为 l，匀强磁场垂直于导轨所在的平面（纸面）向里，磁感应强度的大小为 B，两根金属杆 1、2 摆在导轨上，与导轨垂直，它们分别以速度 v1、 v2做匀速直线运动，下列哪种情形回路中有电流通过（ ） A v1 v2 B v1 v2 C v1 v2 D以上说法都不对三、非选择题7边长 L10 cm 的正方形线框，固定在匀强磁场中，磁场方向与线圈平面间的夹角 30，如下图所示，磁感应强度随时间变化的规律为 B（23 t）T，则第 3s 内穿
4、过线圈的磁通量的变化量 为多少？8矩形线框 abcd 的边长分别为 l1、 l2，可绕它的一条对称轴 OO转动，匀强磁场的磁感应强度为 B，方向与 OO垂直，如图甲所示，初位置时线圈平面与 B 平行求：3（1）初位置时穿过线框的磁通量 0为多少？（2）当线框绕轴沿甲图所示方向转过 60时，磁通量 1为多少？这一过程中磁通量的变化量 1为多少？（3）当线框绕轴沿图示方向由乙图中的 60位置再转过 60时，磁通量 2为多少？这一过程中 2 2 1为多少？4参考答案1答案：A解析：奥斯特发现了电流的磁效应A 项错2答案：A解析：题图中所示开关的连接不能控制含有电源的电路中电流的通断而本实验的内容之一
5、就是用来研究在开关通断瞬间，电流的有无，导致磁场变化，进而产生感应电流的情况，但题图中的接法却达不到目的3答案：C解析：设线框在位置 1 时的磁通量为 1，在位置 2 时的磁通量为 2，直线电流产生的磁场在 1 处比在 2 处要强若平移线框，则 1 1 2，若转动线框，磁感线是从线框的正反两面穿过的，一正一负，因此 2 1 2，故有 1 24答案：CD解析：闭合线圈中没有感应电流说明穿过线圈的磁通量没有变化，不能说明该地没有磁场，也不能说明磁场没有变化5答案：AD解析：无论导线中电流是否变化，环竖直上下运动还是以导线为轴转动，或以自身的任意一条直径为轴转动，穿过闭合导线环的磁通量都保持为零，没
6、有变化，都不会产生感应电流6答案：BC解析：只要两杆速度不同，穿过闭合回路的磁通量就会变化，回路中就有感应电流选项 A 中 v1 v2时，闭合回路的面积不变，在匀强磁场方磁通量也不会变，所以回路中没有感应电流产生；选项 B 中 v1 v2，两金属杆 1、2 间距离减小，回路面积减小，使磁通量减小，会在回路中产生感应电流；同理选项 C 会使回路中磁通量变大，也会产生感应电流，所以选项 BC 正确7答案：1.510 2 Wb解析：闭合导体回路的面积 S 不变， B 变化，只要求出第 3 s 始末的 ，即可求出 第 3 s 内是从第 2 s 末到第 3 s 末，所以第 2 s 末的磁感应强度为 B1
7、（232）T8 T，第 3 s 末的磁感应强度为 B2（233）T11 T磁通量的变化量为 BSsin （118）0.1 2sin 30Wb1.510 2 Wb8答案：（1）0 （2） 123l 12l （3） 12Bl 0解析：（1）当处于甲图所示位置时，从俯视图乙图可以看出没有磁感线穿过矩形线框，5故 00（2）当绕轴（从上往下看）沿逆时针方向转动 60到 a d位置时，线框与 B 的夹角为 60所以 1 BSsin 60 32Bl1l2， 1 1 0 32Bl1l2（3）当再由 a d位置逆时针转 60到 a d位置时，线框与 B 的夹角为 120，所以 2 BSsin 120 Bl1l
8、2， 2 2 1 3Bl1l2 Bl1l201涡流现象及其应用一、单项选择题1下列关于涡流的说法中，正确的是（ ） A涡流跟平时所见的感应电流一样，都是因为穿过导体的磁通量变化而产生的B涡流不是感应电流，而是一种有别于感应电流的特殊电流C涡流有热效应，但没有磁效应D在硅钢中不能产生涡流2高频感应炉是用来熔化金属对其进行冶炼的，如图为冶炼金属的高频感应炉的示意图，炉内放入被冶炼的金属，线圈通入高频交变电流，这时被冶炼的金属就能被熔化，这种冶炼方法速度快，温度易控制，并能避免有害杂质混入被炼金属中，因此适于冶炼特种金属，该炉的加热原理是（ ） A利用线圈中电流产生的焦耳热B利用线圈中电流产生的磁场
9、C利用交变电流的磁场在炉内金属中产生的涡流D给线圈通电的同时，给炉内金属也通了电3在水平放置的光滑导轨上，沿导轨固定一个条形磁铁如下图现有铜、铝和有机玻璃制成的滑块甲、乙、丙，使它们从导轨上的 A 点以某一初速度向磁铁滑去各物块在碰上磁铁前的运动情况将是（ ） A都做匀速运动 B甲、乙做加速运动C甲、乙做减速运动 D乙、丙做匀速运动二、双项选择题4如下图所示，是电表中的指针和电磁阻尼器，下列说法中正确的是（ ） 2A2 是磁铁，在 1 中产生涡流B1 是磁铁，在 2 中产生涡流C该装置的作用是使指针能够转动D该装置的作用是使指针能很快地稳定下来5如下图所示， A、 B 为大小、形状均相同且内壁
10、光滑、使用不同材料做成的圆管，竖直固定在相同的高度两个相同的磁性小球，同时从 A、 B 管上端的管口无初速释放，穿过 A 管的小球比穿过 B 管的小球先落到地面下面关于两管的描述中可能正确的是（ ） A A 管是用塑料制成的， B 管是用铜制成的B A 管是用铝制成的， B 管是用胶木制成的C A 管是用胶木制成的， B 管是用塑料制成的D A 管是用胶木制成的， B 管是用铝制成的6如下图所示，一闭合金属圆环用绝缘细线挂于 O 点，将圆环拉离平衡位置并释放，圆环摆动过程中（环平面与磁场始终保持垂直）经过有界的水平匀强磁场区域， A、 B 为该磁场的竖直边界，若不计空气阻力，则（ ） A圆环向
11、右穿过磁场后，还能摆至原来的高度B在进入和离开磁场时，圆环中均有感应电流产生C圆环进入磁场后，离最低点越近速度越大，感应电流也越大D圆环最终将做等幅振动三、非选择题7光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图所示，抛物线的方程是 y x2，下半部分处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是 y a 的直线（图中的虚线所示） ，一个小金属块从抛物线上 y b（ b a）处以速度 v 沿曲面下滑，假设曲面足够长，经过时间足够长，小金属块沿曲面下滑后产生的焦耳热为_38我们用来做饭的炉子有各种各样的款式，它们的工作原理各不相同有用天然气、液化石油气等作燃料的，例如天然气炉；还有直接用电热方式加热的，例
12、如电饭锅下面介绍的是以电磁感应原理生热的电磁炉如图所示是描述电磁炉工作原理的示意图炉子的内部有一个金属线圈，当电流通过线圈时，会产生磁场，这个磁场的大小和方向是不断变化的，这个变化的磁场又会引起放在电磁炉上面的铁质（或钢质）锅底内产生感应电流，由于锅底有电阻，所以感应电流又会在锅底产生热效应，这些热能对锅内物体加热电磁炉的特点是：电磁炉的效率比一般的炉子都高，热效率高达 90%以上，炉面无明火，无烟无废气，安全可靠因为电磁炉是以电磁感应产生电流，利用电流的热效应产生热量，所以不是所有的锅或器具都适用适合放在电磁炉上烹饪的器具有不锈钢锅、不锈钢壶、平底铁锅；不适用的有陶瓷锅、圆底铁锅、耐热玻璃锅
13、、铝锅、铜锅等（1）在电磁炉加热食物的过程中涉及的物理原理有（回答三个即可）：_；_；_（2）电磁炉不能用陶瓷锅、耐热玻璃锅的原因是_；电磁炉不能用铝锅、铜锅的原因是_（3）在锅和电磁炉中间放一纸板，则电磁炉还能起到加热作用吗？为什么？参考答案41答案：A解析：涡流是整块金属中产生的电磁感应现象，它同样符合电磁感应规律A 项正确，B、D 项错误；涡流既有热效应，又有磁效应，C 项错误2答案：C解析：高频感应炉的原理是给线圈通以高频交变电流后，线圈产生高频变化的磁场，磁场穿过金属，在金属内产生强涡流，利用涡流的热效应，可使金属熔化3答案：C解析：铜块、铝块向磁铁靠近时，穿过它们的磁通量发生变化，
14、因此在其内部会产生感应电流，感应电流的效果对产生它的原因总起阻碍作用，所以铜块、铝块向磁铁的运动会受阻而减速有机玻璃为非金属，不产生涡流现象故正确选项为 C4答案：AD解析：题干中“电磁阻尼器”是本题的突破口，这说明它起着阻碍指针摆动的作用，结合选项情景，说明发生了电磁感应现象这是涡流的典型应用之一当指针摆动时，1随之转动，2 是磁铁，那么在 1 中产生涡流，2 对 1 的安培力将阻碍 1 的转动总之不管 1向哪个方向转动，2 对 1 的效果总起到阻尼作用所以它能使指针很快地稳定下来5答案：AD解析：本题考查的是对楞次定律内容的理解磁性小球通过金属圆管的过程中，将圆管看作由许多圆环组成，小球的
15、磁场使每个圆环中产生感应电流根据楞次定律，该电流阻碍磁性小球的下落，小球的加速度小于重力加速度，用时长小球在塑料、胶木等非金属材料管中由于没有感应电流产生，小球仍做自由落体运动，用时短因此 A 管是非金属制成的， B 管是用导体材料制成的，所以 A、D 两项正确，B、C 两项错误6答案：BD解析：在圆环进入和穿出磁场的过程中环中磁通量发生变化，有感应电流产生，即圆环的机械能向电能转化，其机械能越来越小，上升的高度越来越低，A 项错误，B 项正确；但在环完全进入磁场后，不再产生感应电流，C 项错误，最终圆环将不能摆出磁场，从此再无机械能向电能转化，其摆动的幅度不再变化，D 项正确7答案： 12m
16、v2 mg（ b a）解析：小金属块每次进出磁场过程中，穿过金属块的磁通量都会发生变化，会在小金属块中产生涡流，这一过程中机械能转化为电能，电能再产生焦耳热，故最终小金属块只在 y a 边界以下范围运动，由能量守恒定律得：Q 12mv2 mg（ b a）8答案：（1）电流的磁效应（或电生磁） 电磁感应现象（或磁生电） 电5流的热效应（或焦耳定律）（2）不能产生电磁感应现象 电阻率小，电热少，效率低（3）能起到加热作用由于线圈产生的磁场能穿透纸板到达锅底，在锅底产生感应电流，利用电流的热效应起到加热作用1感应电流的方向一、单项选择题1楞次定律中“阻碍”的含义是（ ） A感应电流形成的磁场方向与引
17、起感应电流的磁场方向相反B感应电流的磁场只是阻碍引起感应电流的磁场的增强C感应电流的磁场只是阻碍引起感应电流的磁场的减弱D当引起感应电流磁场增强时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反；当引起感应电流磁场减弱时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同2如图所示，闭合的金属环 a 套在一个通电螺线管的外边，螺线管位于金属环的轴线上，当螺线管中的电流减小时（ ） A a 环有缩小趋势B a 环有扩张趋势C a 环有向左运动趋势D a 环有向右运动趋势3桌面上放一铜线圈，一条形磁铁的 N 极自上而下接近线圈的过程中，线圈对桌面的压力（ ） A增大 B减小 C不变 D无法判断是否变化二、双项选择题4如图所示
18、，一金属环下落穿过一匀强磁场区域，下列结论正确的是（ ） A进入磁场时环中有逆时针方向的感应电流B整个环在磁场中时环中有稳定的感应电流C出磁场时环中有顺时针方向的感应电流2D进磁场和出磁场时环所受的安培力相反5如下图所示是验证楞次定律实验的示意图，竖直放置的线圈固定不动将磁铁从线圈上方插入或拔出，线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况，其中表示正确的是（ ） 6 （2011广东模拟）如图是某电磁冲击钻的原理图，若突然发现钻头 M 向右运动，则可能是（ ） A开关 S 闭合瞬间B开关 S 由闭合到断开的瞬
19、间C开关 S 闭合，滑动变阻器的滑片 P 向左迅速滑动D开关 S 闭合，滑动变阻器的滑片 P 向右迅速滑动7 （2011 上海高考卷）如图所示，磁场垂直于纸面，磁感应强度在竖直方向均匀分布，水平方向非均匀分布一铜制圆环用丝线悬挂于 O 点，将圆环拉至位置 a 后无初速释放，在圆环从 a 摆向 b 的过程中（ ） A感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针B感应电流方向一直是逆时针C安培力方向始终与速度方向相反D安培力方向始终沿水平方向3三、非选择题8现代汽车中有一种先进的制动系统防抱死（ABS）系统它有一个自动控制刹车系统的装置，原理如下图铁质齿轮 P 与车轮同步转动右端有一个绕有线圈的磁体，G
20、是一个电流检测器当车轮带动齿轮转动时，线圈中会产生感应电流这是由于齿轮靠近线圈时被磁化，使通过线圈的磁通量增大，齿轮离开线圈时又使磁通量减小，从而能使线圈中产生感应电流判断当齿轮靠近和离开线圈时，电流检测器中的电流方向并说明利用该装置测车轮转速的原理4参考答案1答案：D解析：楞次定律中“阻碍”既不是阻碍引起感应电流的磁场的增强，又不是阻碍引起感应电流的磁场的减弱，也不一定和原磁场方向相反，而是当引起感应电流磁场增强时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反；当引起感应电流磁场减弱时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，D 项正确2答案：A解析：当螺线管中电流减小时，金属环 a 中磁通量将减少根据楞
21、次定律，感应电流的磁场将阻碍磁通量的变化，从推广意义上看， a 环面积有缩小趋势3答案：A解析：根据楞次定律阻碍相对运动的“来拒去留” ，知线圈对桌面的压力增大4答案：AC解析：由楞次定律判定进入磁场时环中有逆时针方向的感应电流，出磁场时环中有顺时针方向的感应电流，而整个环在磁场中时环中的磁通量没有发生变化，所以没有感应电流，由楞次定律中的阻碍相对运动的“来拒去留” ，知进磁场和出磁场时环所受的安培力都向上，方向是相同的，所以 A、C 两项正确5答案：CD解析：根据楞次定律可确定感应电流的方向：对 C 项，当磁铁向下运动时：（1）闭合线圈原磁场的方向向上；（2）穿过闭合线圈的磁通量的变化增加；
22、（3）感应电流产生的磁场方向向下；（4）利用安培定则判断感应电流的方向与图中箭头方向相同，线圈的上端为 S 极，磁铁与线圈相互排斥同理可知，D 项正确综合以上分析知，C、D 两项正确6答案：AC解析：当开关 S 突然闭合时，左线圈上有了电流，产生磁场，而对于右线圈来说，磁通量增加，由楞次定律可知，为了阻碍磁通量的增加，钻头 M 向右运动远离左线圈，故选项 A 正确当开关 S 由闭合到断开瞬间，穿过右线圈的磁通量要减少，为了阻碍磁通量的减少，钻头 M 要向左运动靠近左线圈，故选项 B 错误开关 S 闭合时，当滑动变阻器的滑片 P 突然向左滑动时，回路的电阻减小，回路中电流增大，产生的磁场增强，穿
23、过右线圈的磁通量增加，为了阻碍磁通量的增加，钻头 M 向右运动远离左线圈，故选项 C 正确；当滑动变阻器的滑片 P 突然向右滑动时，回路的电阻增大，回路中电流减小，产生的磁场减弱，穿过右线圈的磁通量减少，为了阻碍磁通量的减少，钻头 M 向左运动靠近左线圈，故选项 D 错误7答案：AD解析：从磁感线的分布看，穿过圆环的磁通量先是向里增加，在交界处向里减少后再5向外增加，全部越过边界后又再向外减少，所以圆环中产生的感应电流的方向先逆时针，跨边界过程中顺时针，全部越过边界后又逆时针A 正确根据左手定则，铜制圆环所受安培力因为左右不等，合力方向始终沿水平方向D 正确8答案：由题图，线圈中磁场方向向左，
24、当线圈与齿轮靠近时，齿轮被磁化，使得穿过线圈的磁通量增加，由楞次定律，感应电流的磁场方向向右，由安培定则，G 中的电流方向由左向右当线圈与齿轮远离时，穿过线圈的磁通量减少，由楞次定律、安培定则可得 G 中电流方向由右向左由上可知，感应电流方向改变的频率等于单位时间内靠近线圈的齿数，若车轮转速为n，齿轮齿数为 N，感应电流方向变化频率为 f，则 nN f，即 =fnN所以利用该装置可测定车轮的转速1电磁感应规律的应用一、单项选择题1如下图， MN、 PQ 为两平行金属导轨， M、 P 间连接一阻值为 R 的电阻，导轨处于匀强磁场中，磁感应强度为 B，磁场方向与导轨所在平面垂直，图中磁场垂直纸面向
25、里，有一金属圆环沿两导轨滑动、速度为 v，与导轨接触良好，圆环的直径 d 与两导轨间的距离相等，设金属环与导轨的电阻均可忽略，当金属环向右做匀速运动时（ ） A有感应电流通过电阻 R，大小为 dBvB有感应电流通过电阻 R，大小为C有感应电流通过电阻 R，大小为 2dvD没有感应电流通过电阻 R2如图所示，在匀强磁场中， MN 和 PQ 是两条平行的金属导轨， ab 和 cd 为串有电压表和电流表的两根金属棒，当两棒以相同水平速度向右运动时，下列说法正确的是（ ） A电压表有读数，电流表有读数B电压表无读数，电流表无读数C电压表有读数，电流表无读数D电压表无读数，电流表有读数二、双项选择题3如
26、图所示，阻值为 R 的金属棒 AB 从图示位置分别以 v1、 v2的水平速度沿光滑导轨（电阻不计）匀速滑到 A B位置，若 v1 v212，则在这两个过程中（ ） 2A回路电流 I1 I212B产生的热量 Q1 Q212C通过任一截面的电荷量 q1 q212D外力的功率 P1 P2124如下图所示，在磁感应强度为 B 的匀强磁场中有固定的金属框架 ABC，已知 B ，导体棒 DE 在框架上从 B 点开始在外力作用下，沿垂直 DE 方向以速度 v 匀速向右平移，使导体棒和框架构成等腰三角形回路设框架和导体棒材料相同，其单位长度的电阻均为 R0，框架和导体棒均足够长，不计摩擦及接触电阻，关于回路中
27、的电流 I 和电功率P 随时间 t 变化的下面四个图象中可能正确的是（ ） 5如图所示，固定放置在同一水平面内的两根长直金属导轨的间距为 d，其右端接有阻值为 R 的电阻，整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为 B 的匀强磁场中一质量为m（质量分布均匀）的导体杆 AB 垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为 现杆在水平向左、垂直于杆的恒力 F 作用下从静止开始沿导轨运动距离 l 时，速度恰好达到最大（运动过程中杆始终与导轨保持垂直） 设杆接入电路中的电阻为 r，导轨电阻不计，重力加速度大小为 g，则此过程中， （ ） A杆的速度最大值为 2()FmgRBdB流过电阻
28、R 的电荷量为 lrC恒力 F 做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量D恒力 F 做的功与安培力做的功之和大于杆动能的变化量36单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动转轴垂直于磁场若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示，则（ ） A线圈中 O 时刻感应电动势最小B线圈中 C 时刻感应电动势为零C线圈中 C 时刻感应电动势最大D线圈从 O 至 C 时间内平均感应电动势为 0.4 V三、非选择题7如图所示，线圈 abcd 每边长 l0.20 m，线圈质量 m10.10 kg，电阻 R0.10 ，砝码质量 m20.14 kg.线圈上方的匀强磁场的磁感应强度 B0.5 T，方向垂直线圈平面向里，
29、磁场区域的宽度为 h l0.20 m砝码从某一位置下降，使 ab 边进入磁场开始做匀速运动求线圈做匀速运动的速度8如下图所示，两根互相平行的光滑金属导轨位于水平面内，相距为 L0.5 m，在导轨的一端接有阻值为 R0.3 的电阻，在 x0 一侧存在一与水平面垂直的均匀磁场，磁感应强度 B1 T一质量 m2 kg 的金属杆垂直放置在导轨上，金属杆的电阻 r0.2 ，导轨电阻不计当金属杆以 v04 m/s 的初速度进入磁场的同时，受到一个水平向右的外力作用，且外力的功率恒为 P18 W，经过 2 s 金属杆达到最大速度求：（1）金属杆达到的最大速度 vmax；（2）在这 2 s 时间内回路产生的热
30、量 Q；（3）当速度变为 5 m/s 时，金属杆的加速度 a4参考答案1答案：B解析：穿过闭合回路的磁通量发生变化，故产生感应电流，感应电动势为 E Bdv，则通过 R 的感应电流 =dvIR，故选 B 项2答案：B解析：两棒以相同速度向右运动时，都产生相同的电动势，由右手定则可知 a b， d c；又因 a d， b c，所以回路中无电流，因此电流表无示数，由于电压表本身由电流表改装而成，也无示数3答案：AB解析：感应电动势为 BLv，感应电流 =EBLvIR，大小与速度成正比，产生的热量Q I2Rt22BLvLvR， B、 L、 L、 R 是一样的，两次产生的热量比等于运动速度比通过任一截
31、面的电荷量 qItv与速度无关，所以这两个过程中，通过任一截面的电荷量之比应为 11金属棒运动中受磁场力的作用，为使棒匀速运动，外力大小要与磁场力相等则外力的功率 P Fv BILv2BLR，其中 B、 L、 R 相同，外力的功率与速度的二次方成正比，所以外力的功率之比应为 14故选项 A、B 正确4答案：AD解析：当导体棒 DE 在框架上从 B 点开始在外力作用下，沿垂直 DE 方向以速度 v 匀速向右平移时，在和框架构成的等腰三角形回路中导体棒的有效切割长度 L t，回路的周长 s t，故感应电动势 E BLv t；回路电阻 R t，感应电流 =EIR保持不变电功率 P I2R t5答案：
32、BD解析：当杆达到最大速度 vmax时，导体杆所受的合力为零，由F mg 2maxBdvRr0 得， max2()(FgRrBd，选项 A 错误；由=Slq可知，选项 B 正确；在杆从开始到达到最大速度的过程中，由动能定理有： WF Wf W 安 Ek，其中 Wf mgl ， W 安 Q，恒力 F 做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量与回路产生的焦耳热之和，选项 C 错误；恒力 F 做的功与安培5力做的功之和等于杆动能的变化量与克服摩擦力做的功之和，选项 D 正确6答案：BD解析：在 t 图象中，斜率表示磁通量的变化率由图知， O 时刻磁通量最小，但变化率最大， C 时刻磁通量最大，但变
33、化率为零，所以 A、C 两项错，B 项对由 O 到 C，3210 V=.4 .5Et，D 项对7答案：4 m/s解析：该题的研究对象为线圈，线圈在匀速上升时受到的安培力 F 安 、绳子的拉力 F和重力 m1g 相互平衡，即 F F 安 m1g砝码受力也平衡： F m2g线圈匀速上升，在线圈中产生的感应电流 I Blv/R因此线圈受到向下的安培力 F 安 BIl联解式得 v（ m2 m1） gR/B2l2代入数据得 v4 m/s8答案：（1）6 m/s （2）16 J （3）0.55 m/s 2解析：（1）金属杆达到最大速度 vmax时，外力 F 与安培力平衡，则 F BImaxL外力的功率 P
34、 Fvmax根据感应电动势公式和闭合电路欧姆定律可得 maxaxBLvIRr由可得 max1()=6 /svRrPBL（2）金属杆在从开始到达最大速度的过程中，根据动能定理可得 WF W 安 2max01v又 WF Pt克服安培力做的功等于回路产生的电能，即 W 安 Q由解得 Q16 J（3）当 v5 m/s 时，由牛顿第二定律，有 F BIL ma 且 =Pv=BLIRr由解得22()=0.5 m/sPLvRra1自感现象及其应用一、单项选择题1如图所示，L A和 LB是两个相同的小灯泡， L 是一个自感系数相当大的线圈，其电阻值与 R 相同由于存在自感现象，在开关 S 闭合和断开时，灯 L
35、A和 LB先后亮暗的顺序是（ ） A闭合时，L A先达到最亮；断开时，L A后熄灭B闭合时，L B先达到最亮；断开时，L B后熄灭C闭合时，L A先达到最亮；断开时，L A先熄灭D闭合时，L B先达到最亮；断开时，L B先熄灭2如下图所示，多匝电感线圈 L 的电阻和电池内阻都忽略不计，两个电阻的阻值都是R，开关 S 原来打开，电流 02EIR ，今合上开关将一电阻短路，于是线圈有自感电动势产生，这一电动势（ ） A有阻碍电流的作用，最后电流由 I0减小到零B有阻碍电流的作用，最后电流总小于 I0C有阻碍电流增大的作用，因而电流 I0保持不变D有阻碍电流增大的作用，但电流最后增大到 2I03在制
36、作精密电阻时，为了消除使用过程中由电流变化而引起的自感现象，采用双线并绕的方法，如下图所示，其道理是（ ） A当电路中的电流变化时，两股导线产生的自感电动势相互抵消2B当电路中的电流变化时，两股导线产生的感应电流相互抵消C当电路中的电流变化时，两股导线中原电流的磁通量相互抵消D以上说法都不对4如图所示，线圈 L 的自感系数很大，且其电阻可以忽略不计，L 1、L 2是两个完全相同的小灯泡在开关 S 的闭合和断开的过程中，L 1、L 2的亮度变化情况是（灯丝不会断） （ ） AS 闭合，L 1亮度不变，L 2亮度逐渐变亮，最后两灯一样亮；S 断开，L 2立即不亮，L1逐渐变亮BS 闭合，L 1不亮
37、，L 2很亮；S 断开，L 1、L 2立即不亮CS 闭合，L 1、L 2同时亮，而后 L1逐渐熄灭，L 2亮度不变；S 断开，L 2立即熄灭，L 1亮一下才熄灭DS 闭合，L 1、L 2同时亮，而后 L1逐渐熄灭，L 2则逐渐变得更亮；S 断开，L 2立即熄灭，L 1亮一下才熄灭二、双项选择题5下列关于线圈自感系数的说法中，正确的是（ ） A自感电动势越大，自感系数也越大B把线圈中的铁芯抽出，自感系数减小C把线圈匝数增加一些，自感系数变大D线圈中电流变化越快，自感系数越大6如下图， L 是自感系数很大、直流电阻很小的线圈，电表的零刻度都在表盘的中央，且量程均较大，闭合开关 S，各表的指针都偏向
38、零刻度的右边，则在断开开关的瞬间，指针偏向零刻度左边的是（ ） AA 1 BA 2 CA 3 DV3三、非选择题7如下图所示，设电源的电动势为 E10 V，内阻不计， L 与 R 的电阻均为 5 ，两灯泡的电阻均为 RS10 （1）求断开 S 的瞬间，灯泡 L1两端的电压；（2）画出断开 S 前后一段时间内电流随时间的变化规律8某同学为了研究日光灯镇流器的限流作用，在日光灯正常发光后，将一只额定电压为 100 V 的灯泡并联在镇流器两端当断开镇流器时，日光灯仍能正常发光，关闭电源后，重新开启日光灯时，只见灯泡闪烁，日光灯不亮请你分析一下产生这些现象的原因4参考答案1答案：A2答案：D解析：当开
39、关 S 闭合时，电路中电流将增大，电感线圈中产生自感电动势有阻碍原电流增大的作用，但不能阻止原电流的增大，电路稳定后电路中的电流仍增大到 2I0所以D 项正确3答案：C解析：由于采用双线并绕的方法，当电流通过时，两股导线中的电流方向是相反的，不管电流怎样变化，任何时刻两股电流总是等大反向的，所产生的磁通量也是等大反向的，故总磁通量等于零，在该线圈中不会产生电磁感应现象，因此消除了自感，A、B 两项错误，只有 C 项正确4答案：D解析：当开关 S 接通时，线圈 L 的自感系数很大，对电流的阻碍作用较大，相当于 L1和 L2串接后与电源相连，L 1和 L2同时亮，随着线圈 L 中电流的增大，线圈
40、L 的直流电阻不计，线圈 L 的分流作用增大，通过 L1的电流逐渐减小为零由于总电阻变小，总电流变大，通过 L2的电流增大，L 2变得更亮当开关 S 断开时，L 2中无电流，立即熄灭，而线圈 L 将要阻碍本身的电流变化，线圈 L 与 L1组成闭合电路，L 1要亮一下后再熄灭综上所述，选项 D 正确5答案：BC解析：自感系数的大小是由线圈的匝数、材料、粗细、有无铁芯等因素决定的，与电流大小、自感电动势大小无关匝数越多，自感系数越大；有铁芯时，自感系数显著增大故选项 A、D 错误，选项 B、C 正确6答案：CD解析：由题意知，通过电流表和电压表的电流，流向哪一侧，指针向哪一侧偏转，断开 S 时，
41、L 产生自感电动势与 A2、 R、A 3、V 组成闭合回路，电流方向沿顺时针，故表针向左侧偏转的是 A3、V而 A1中无电流通过7答案：（1）10 V （2）见解析解析：（1）电路稳定工作时，由于 a、 b 两点的电势相等，导线 ab 上无电流流过因此通过 L 的电流为 01 LEIR 流过 L1的电流为 SA.5 2 断开 S 的瞬间，由于线圈要维持 IL不变，而与 L1组成闭合回路，因此通过 L1的最大电流为 1 A所以此时 L1两端的电压为 U ILRS10 V（正常工作时为 5 V） 5（2）断开 S 前，流过 L1的电流为 0.5 A 不变，而断开 S 的瞬间，通过 L1的电流突变为
42、 1 A，且方向也发生变化，然后渐渐减小到零，所以它的图象应为如图所示（ t0为断开S 的时刻） 注：从 t0开始，电流持续的时间实际上是很短的8答案：见解析解析：当日光灯正常发光时，灯管两端的电压在 100120 V，镇流器上分担了 100 V左右的电压所以，当灯管正常发光时，将一只额定电压为 100 V 的灯泡并联在镇流器两端，当断开镇流器时，灯泡与灯管串联，所以两者均正常发光接着关闭电源、重新启动时，由于没有镇流器，不能为灯管提供瞬时高压，所以日光灯管不亮，而启动器不间断地闭合、断开所以只见灯泡闪烁1法拉第电磁感应定律一、单项选择题1穿过一个单匝线圈的磁通量，始终为每秒钟均匀地增加 2
43、Wb，则（ ） A线圈中的感应电动势每秒钟增加 2 VB线圈中的感应电动势每秒钟减少 2 VC线圈中的感应电动势始终为 2 VD线圈中不产生感应电动势2如图所示的几种情况中，金属导体中产生的感应电动势为 BLv 的是（ ） A甲和乙 B乙和丙 C甲和丙 D只有甲3如下图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒 ab 以水平初速 v0抛出设在整个过程中棒始终与原抛出位置平行，且不计空气阻力，则在金属棒运动的过程中，产生的感应电动势大小的变化情况是（ ） A越来越大 B越来越小 C保持不变 D无法判断4如下图所示， abcd 为一匀强磁场区域，现在给竖直方位的金属环以某种约束，以保持它不
44、转动地匀速下落，在下落过程中，它的左半部通过磁场圆环用均匀电阻丝做成，F、 O、 E 为环的上、中、下三点，则下列说法中正确的是（ ） A当 E 和 d 重合时，感应电动势最大B当 O 和 d 重合时，感应电动势最大2C当 F 和 d 重合时，感应电动势最大D以上说法都不对二、双项选择题5 （2011 安徽六校联考）图中 a d 所示分别为穿过某一闭合回路的磁通量 随时间t 变化的图象，关于回路中产生的感应电动势下列论述正确的是（ ） A图 a 中回路产生的感应电动势恒定不变B图 b 中回路产生的感应电动势恒定不变C图 c 中回路在 0 t1时间内产生的感应电动势大于在 t1 t2时间内产生的
45、感应电动势D图 d 中回路产生的感应电动势一直变大6 （2011普宁中学高二检测）一个面积 S410 2 m2，匝数 n100 的线圈，放在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，磁感应强度 B 随时间 t 变化的规律如图所示，则下列判断正确的是（ ） A在开始 2 s 内穿过线圈的磁通量变化率等于0.08 Wb/sB在开始 2 s 内穿过线圈的磁通量的变化量等于 0C在开始 2 s 内线圈中产生的感应电动势等于 8 VD在第 3 s 末线圈中的感应电动势等于零三、非选择题7一个 200 匝、面积为 20 cm2的线圈放在磁场中，磁场方向与线圈平面成 30角，若磁感应强度在 0.05 s 内由 0
46、.1 T 增加到 0.5 T在此过程中穿过线圈的磁通量的变化是_Wb，磁通量的平均变化率是_Wb/s，线圈中感应电动势的大小是_V8如图所示，有一弯成 角的光滑金属导轨 POQ，水平放置在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，有一金属棒 MN 与导轨的 OQ 边垂直放置，当金属棒从 O 点开始以加速度 a 向右匀加速运动 t 时，棒与导轨所构成的回路中的感应电动势是多3少？4参考答案1答案：C解析：由题意可知 =2 Wb/st根据法拉第电磁感应定律 =2 VEnt2答案：C解析：公式 E BLv 的适用条件是：导体所在处的磁感应强度相同，且导体沿与自身垂直的方向运动 L 为切
47、割磁感线的有效长度甲、丙正确3答案：C解析：金属棒 ab 以水平速度 v0抛出后，做平抛运动，速度在不断增大，但由于在垂直于磁场方向的速度不变，所产生的感应电动势大小不变，虽然在竖直方向上金属棒的分速度在不断增大，但由于该分运动平行于磁场，不切割磁感线，不产生感应电动势，故感应电动势不变4答案：B解析：金属环在匀速下落，其中竖直直径 FOE 的左侧部分匀速通过匀强磁场，图中水平虚线间的部分表示线圈匀速通过磁场时面积的变化量 S，环中产生的感应电动势E B S/ t BLv，由此可知当 O 和 d 重合时金属环产生的感应电动势 E 最大5答案：BC解析：图 a 中 不变不产生感应电动势，A 项错
48、；图 b 中 t恒定，则感应电动势恒定不变B 项正确；图 c 中 0 t1时间内图象的斜率大于 t1 t2时间内的斜率，所以 C项正确；图 d 中图线的斜率先变小后变大则感应电动势应先变小后变大D 项错误6答案：AC解析： 2=BSt4102 Wb/s0.08Wb/s，A 项正确； BS（22）410 2 Wb0.16WbB 项错误； E nt1000.08 V8 V C 项正确；第 3 s 末，磁感应强度 B 等于 0，但 t不等于零，所以感应电动势不为零D 项错误7答案：410 4 810 3 1.65解析：磁通量的变化量是由磁场的变化引起的，所以 BSsin 30（0.50.1）2010 4 12Wb410 4 Wb 磁通量的变化率为410.5tWb/s810 3 Wb/s 感应电动势 Ent 200810 3 V1.6 V8答案： 2tan B解析：由于导轨的夹角为 ，开始运动 t 时，金属棒切割磁感线的有效长度为：L stan 12at2tan ，据运动学公式，这时金属棒切割磁感线的速度为 v at，由题意知 B、 L、 v 三者互相垂直，有 E BLv B at2tan at 12Ba2t3tan ，即金属棒运动 t 时，棒与导轨所构成的回路中的感应电动势是 E Ba2t3tan
