1、1第 2 讲 法拉第电磁感应定律 自感和涡流微知识 1 法拉第电磁感应定律1感应电动势(1)概念：在电磁感应现象中产生的电动势。感生电动势：由于磁场的变化而激发出感生电场，由感生电场而产生的感应电动势。动生电动势：由于导体在磁场中运动而产生的感应电动势。(2)条件：无论电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就一定有感应电动势。(3)与感应电流的关系：遵守闭合电路欧姆定律，即 I 。ER r2法拉第电磁感应定律(1)定律内容：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 。其中 n 为线圈的匝数。 t微知识 2 导体切割磁感线产生的感应电动势导体
2、棒切割磁感线时，可有以下三种情况微知识 3 自感和涡流1自感现象2(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 。 I t(3)自感系数 L相关因素：与线圈的大小、形状、匝数以及是否有铁芯有关。单位：亨利 H(1 mH10 3 H,1 H10 6 H)。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感应电流，这种电流像水的旋涡所以叫做涡流。(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运动，在导体中会产生感应电流
3、使导体受到安培力的作用，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。(3)电磁阻尼和电磁驱动的原理体现了楞次定律的推广应用。一、思维辨析(判断正误，正确的画“” ，错误的画“” 。)1线圈中的磁通量越大，产生的感应电动势越大。()2线圈的匝数越多，磁通量越大，产生的感应电动势也越大。()3导体在磁场中运动速度越大，产生的感应电动势越大。()4对于同一线圈，当电流变化越快时，线圈中的自感电动势越大。()5自感电动势阻碍电流的变化，但不能阻止电流的变化。()二、对点微练1(法拉第电磁感应定律)如图所示，虚线 MN 表示甲、乙、丙三个相同正方形金属框的一条对称轴，金属框内均匀分
4、布有界匀强磁场，磁感应强度随时间变化规律满足 B kt，金属框按照图示方式处在磁场中，测得金属框甲、乙、丙中的感应电流分别为 I 甲 、 I 乙 、 I 丙 ，则下列判断正确的是( )A I 乙 2 I 甲 ， I 丙 2 I 甲 B I 乙 2 I 甲 ， I 丙 03C I 乙 0， I 丙 0 D I 乙 I 甲 ， I 丙 I 甲解析 I 甲 ， I 乙 S ，由于丙中磁通量始终为零，E甲R B t S2 1R Sk2R E乙R B t 1R SkR故 I 丙 0。所以 I 乙 2 I 甲 ， I 丙 0，只有 B 项正确。答案 B 2(公式 E Blv 的应用)如图所示，在庆祝反法西
5、斯胜利 70 周年阅兵盛典上，我国预警机“空警2 000”在通过天安门上空时机翼保持水平，以 4.5102 km/h 的速度自东向西飞行。该机的翼展(两翼尖之间的距离)为 50 m，北京地区地磁场的竖直分量向下，大小为4.7105 T，则( )A两翼尖之间的电势差为 2.9 VB两翼尖之间的电势差为 1.1 VC飞机左方翼尖的电势比右方翼尖的电势高D飞机左方翼尖的电势比右方翼尖的电势低解析 飞机的飞行速度为 4.5102 km/h125 m/s，飞机两翼尖之间的电动势为E BLv4.710 5 50125 V0.29 V，A、B 项错；飞机从东向西飞行，磁场竖直向下，根据右手定则可知，飞机左方
6、翼尖电势高于右方翼尖的电势，C 项对，D 项错。答案 C 3(自感现象)如图所示，电感线圈 L 的自感系数足够大，其电阻忽略不计，L A、L B是两个相同的灯泡，且在下列实验中不会烧毁，电阻 R2阻值约等于 R1的两倍，则( )4A闭合开关 S 时，L A、L B同时达到最亮，且 LB更亮一些B闭合开关 S 时，L A、L B均慢慢亮起来，且 LA更亮一些C断开开关 S 时，L A慢慢熄灭，L B马上熄灭D断开开关 S 时，L A慢慢熄灭，L B闪亮后才慢慢熄灭解析 由于灯泡 LA与线圈 L 和 R1串联，灯泡 LB与电阻 R2串联，当 S 闭合瞬间，通过线圈的电流突然增大，线圈产生自感电动势
7、，阻碍电流的增大，所以 LB比 LA先亮，A、B 项错误；由于 LA所在的支路电阻阻值较小，故稳定时电流较大，即 LA更亮一些，当 S 断开瞬间，线圈产生自感电动势，两灯组成的串联电路中，电流从线圈中开始减小，即从 IA减小，故LA慢慢熄灭，L B闪亮后才慢慢熄灭。C 项错误，D 项正确。答案 D 4(涡流)如图所示为高频电磁炉的工作示意图，它是采用电磁感应原理产生涡流加热的，它利用变化的电流通过线圈产生变化的磁场，当变化的磁场通过含铁质锅的底部时，即会产生无数小涡流，使锅体本身自行高速升温，然后再加热锅内食物。电磁炉工作时产生的电磁波，完全被线圈底部的屏蔽层和顶板上的含铁质锅所吸收，不会泄漏
8、，对人体健康无危害。关于电磁炉，以下说法正确的是( )A电磁炉是利用变化的磁场在食物中产生涡流对食物加热的B电磁炉是利用变化的磁场产生涡流，使含铁质锅底迅速升温，进而对锅内食物加热的C电磁炉是利用变化的磁场使食物中的极性水分子振动和旋转来对食物加热的D电磁炉跟电炉一样是让电流通过电阻丝产生热量来对食物加热的解析 电磁炉的工作原理是利用变化的电流通过线圈产生变化的磁场，变化的磁场通过含铁质锅的底部产生无数小涡流，使锅体温度升高后加热食物，故选项 A、D 错误，B 正确；而选项 C 是微波炉的加热原理，C 项错误。答案 B 见学生用书 P1605微考点 1 法拉第电磁感应定律的理解和应用核|心|微
9、|讲1决定感应电动势大小的因素感应电动势 E 的大小决定于穿过电路的磁通量的变化率 和线圈的匝数 n。而与磁通量 t的大小、磁通量变化量 的大小无必然联系。2磁通量变化通常有两种方式(1)磁感应强度 B 不变，垂直于磁场的回路面积发生变化，此时 E nB . S t(2)垂直于磁场的回路面积不变，磁感应强度发生变化，此时 E n S，其中 是 B t B t B t图象的斜率。典|例|微|探【例 1】 (多选)粗细均匀的导线绕成匝数为 n、半径为 r 的圆形闭合线圈。线圈放在磁场中，磁场的磁感应强度随时间均匀增大，线圈中产生的电流为 I，下列说法正确的是( )A电流 I 与匝数 n 成正比B电
10、流 I 与线圈半径 r 成正比C电流 I 与线圈面积 S 成正比D电流 I 与导线横截面积 S0成正比【解题导思】(1)感应电动势和感应电流如何表示？答：感应电动势 E n n r 2，感应电流 I 。 t B t ERn B t r2 n2 rS0 S0r2 B t6(2)感应电流与线圈的匝数 n、半径 r、导线的横截面积 S0、线圈的面积 S 有何关系？答：感应电流与线圈的匝数 n、线圈的面积 S 无关，与半径 r、导线的横截面积 S0均成正比。解析 由题给条件可知感应电动势为 E n r2 ，电阻为 R ，电流 I ，联立 B t n2 rS0 ER以上各式得 I ，则可知 B、D 项正
11、确，A、C 项错误。S0r2 B t答案 BD题|组|微|练1如图所示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 t1到 t2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 B1均匀增加到B2，则该段时间线圈两端 a 和 b 之间的电势差 a b( )A恒为nS B2 B1t2 t1B从 0 均匀变化到nS B2 B1t2 t1C恒为nS B2 B1t2 t1D从 0 均匀变化到nS B2 B1t2 t1解析 根据 E ， ( B2 B1)S，知 E ，根据楞次定律可判断电流n t nS B2 B1t2 t1由 a 流向 b，电源内部由低电势流向高电
12、势，所以 b a，A、B 项错误；磁感应强度均匀增加，产生恒定电动势，C 项正确，D 项错误。答案 C 2如图所示，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里，磁感应强度大小为 B0。使该线框从静止开始绕过圆心7O、垂直于半圆面的轴以角速度 匀速转动半周，在线框中产生感应电流。现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化。为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率 的大小应为( ) B tA. B. C. D.4 B0 2 B0 B0 B02解析 当导线框匀速转动时，设半径为 r，导线框电阻为 R，在
13、很小的 t 时间内，转过圆心角 t，由法拉第电磁感应定律及欧姆定律可得感应电流 I1 B0 SR t ；当导线框不动，而磁感应强度发生变化时，同理可得感应电流B0 r2 2R t B0r22RI2 ，令 I1 I2，可得 ，C 项对。 BSR t B r22R t B t B0答案 C 微考点 2 导体切割磁感线产生感应电动势的计算核|心|微|讲1理解 E Blv 的“四性”(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)有效性：公式中 l 为导体切割磁感线的有效长度。(4
14、)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公式 E Blv 与 E n 的区别与联系 t8典|例|微|探【例 2】 如图所示，水平放置的平行金属导轨，相距 L0.50 m，左端接一电阻 R0.20 、方向垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度 B0.40 T，导体棒 ab 垂直放在导轨上，并能无摩擦地沿导轨滑动，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计，当 ab 以 v4.0 m/s 的速度水平向右匀速滑动时，求：(1)ab 棒中感应电动势的大小，并指出 a、 b 哪端电势高。(2)回路中感应电流的大小。(3)维持 ab 棒做匀速运动的水平力 F
15、 的大小。【解题导思】(1)哪一部分导体相当于电源？答：切割磁感线运动的导体相当于电源。(2)安培力是阻力还是动力？答：阻力，阻碍导体棒的相对运动。解析 (1)根据 E BLv，则 E0.40.54 V0.8 V，9由右手定则可知， a 端电势高于 b 端电势。(2)感应电流大小为 I A4.0 A。ER 0.800.20(3)由于 ab 棒受安培力，故外力F ILB4.00.50.4 N0.8 N，故外力的大小为 0.8 N。答案 (1)0.8 V， a 端高 (2)4.0 A (3)0.8 N题|组|微|练3.如图所示，平行导轨间距为 d，一端跨接一个电阻 R。匀强磁场的磁感应强度为 B，
16、方向垂直于平行金属导轨所在平面。金属棒与导轨的电阻均不计。当金属棒沿垂直于棒的方向以恒定的速度 v 在金属导轨上滑行时，通过电阻 R 的电流是( )A. B.BdvR BdvsinRC. D.BdvcosR BdvRsin解析 电流应等于感应电动势除以电阻 R，问题在于感应电动势应如何计算。由于这里有明显的金属切割磁感线的运动，故不妨用 E Blv 的办法计算。能够引起感应电流的电动势是 MN 间产生的电动势，所以有效切割长度应为 MN，而 MN 用已知参数表示应为 ，所以有效切割长度 l 。解得dsin dsinE Blv ， I ，所以选项 D 正确。Bdvsin ER BdvRsin答案
17、 D 4.(多选)如图所示，长为 L 的细金属棒 OP 固定在顶角为 2 的塑料圆锥体的侧面上，当圆锥体绕其轴 OO以角速度 在磁感应强度大小为 B、方向水平向右的匀强磁场中匀速转动时，下列说法中正确的是( )10A OP 旋转经过 a 或 c 位置时，两端电势差为零B OP 旋转经过 b 或 d 位置时，两端电势差为零C OP 旋转经过 a 或 c 位置时，两端电势差最大，最大值为 BL 2sin cos12D OP 旋转经过 a 或 c 位置时，两端电势差最大，最大值为 BL 2cos212解析 由题可知， P 端旋转经过 b 点或 d 点的瞬间， OP 的运动方向与磁感应强度方向平行，这
18、时 OP 不产生感应电动势，两端电势差为零，B 项对；当 P 端旋转经过 a 点或 c 点的瞬间，OP 的运动方向与磁感应强度方向垂直，产生的感应电动势最大，此时 OP 在垂直于磁感应强度方向上的有效长度为 l Lcos ， P 端的速度为 v L sin ， OP 上所有点的平均速度 v，可得 OP 上的感应电动势为 E Bl BL 2sin cos ，C 项对，A、D 项错。v12 v 12答案 BC 微考点 3 自感现象的理解和应用核|心|微|讲通电自感和断电自感的比较通电自感 断电自感电路图器材要求A1、A 2同规格， R RL， L 较大 L 很大(有铁芯)， RLRA现象在 S 闭
19、合的瞬间，灯 A2立即亮起来，灯 A1逐渐变亮，最终一样亮在开关 S 断开时，灯 A 突然闪亮一下后再渐渐熄灭11原因开关闭合时，流过电感线圈的电流迅速增大，线圈产生自感电动势，阻碍了电流的增大，使流过灯 A1的电流比流过灯 A2的电流增加得慢开关 S 断开时，流过线圈 L 的电流减小，线圈产生自感电动势，阻碍了电流的减小，使电流继续存在一段时间；通过 L 的电流反向通过灯A，且由于 RLRA，使得流过灯 A的电流在开关断开的瞬间突然增大，即灯 A 闪亮一下再熄灭能量转化情况电能转化为磁场能 磁场能转化为电能典|例|微|探【例 3】 某同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁芯的线圈 L、小灯泡
20、 A、开关 S 和电池组 E，用导线将它们连接成如图所示的电路。检查电路后，闭合开关 S，小灯泡发光；再断开开关 S，小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象。虽经多次重复，仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象，他冥思苦想找不出原因。你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是( )A电源的内阻较大 B小灯泡电阻偏大C线圈电阻偏大 D线圈的自感系数较大【解题导思】(1)断开开关时线圈中感应电流的方向与原电流的方向有何关系？答：相同。(2)断开开关后瞬间，灯泡中电流与线圈中电流有何关系？答：断开后瞬间灯泡中电流与线圈中电流相等。解析 由自感规律可知，在开关断开的瞬间造成灯泡闪亮以及延时的原因是在线圈中产生了与原
21、电流同向的自感电流，且大于稳定时通过灯泡的原电流。由图可知灯泡和线圈构成闭合的自感回路，与电源无关，故 A 项错误；造成不闪亮的原因是自感电流不大于稳定时12通过灯泡的原电流，当线圈电阻小于灯泡电阻时才会出现闪亮现象，故 B 项错误，C 项正确；自感系数越大，感抗越大，延时越明显，故 D 项错误。答案 C题|组|微|练5.如图所示的电路中，A 1和 A2是两个相同的小灯泡， L 是一个自感系数相当大的线圈，其阻值与 R 相同。在开关 S 接通和断开时，灯泡 A1和 A2亮暗的顺序是( )A接通时 A1先达最亮，断开时 A1后灭B接通时 A2先达最亮，断开时 A1后灭C接通时 A1先达最亮，断开
22、时 A1先灭D接通时 A2先达最亮，断开时 A1先灭解析 当开关 S 接通时，A 1和 A2应该同时亮，但由于自感现象的存在，流过线圈的电流由零变大时，瞬间电流几乎全部从 A1通过，而该电流又将同时分路通过 A2和 R，所以 A1先达最亮，经过一段时间电路稳定后，A 1和 A2达到一样亮。当开关 S 断开时，电源电流立即为零，同时 A2与 R 被导线短路，没有电流通过，因此 A2立刻熄灭，而对 A1，由于通过线圈的电流突然减弱，线圈中产生自感电动势，使线圈 L 和 A1组成的闭合电路中有感应电流，所以 A1后灭。答案 A 6.如图所示的电路中，A、B、C 是三个完全相同的灯泡， L 是一个自感
23、系数较大的线圈，其直流电阻与灯泡电阻相同。下列说法正确的是( )A闭合开关 S，A 灯逐渐变亮13B电路接通稳定后，流过 B 灯的电流是流过 C 灯电流的32C电路接通稳定后，断开开关 S，C 灯立即熄灭D电路接通稳定后，断开开关 S，A、B、C 灯过一会儿才熄灭，且 A 灯亮度比 B、C 灯亮度高解析 电路中 A 灯与线圈并联后与 B 灯串联，再与 C 灯并联。S 闭合时，线圈的自感系数较大，自感电动势很大，故三个灯同时立即发光，由于线圈的电阻与灯泡电阻相同，电路稳定后，流过 A 灯的电流是流过 C 灯电流的 ，A 灯逐渐变暗，故 A、B 项错误；电路接通13稳定后，断开开关 S，由于线圈中
24、电流减小，产生自感电动势，阻碍电流的减小，线圈中电流不会立即消失，这个自感线圈与 A、B、C 三灯构成闭合回路，三灯都要过一会儿再熄灭。由于 B、C 串联后同 A 并联，流过 A 灯的电流大于流过 B、C 两灯的电流，故 A 灯比B、C 两灯的亮度高，所以 D 项正确，C 项错误。答案 D 见学生用书 P162等效法在电磁感应中的应用素能培养1方法概述闭合线圈磁通量的变化或导体棒切割磁感线形成感应电流，将电磁感应和电路问题相结合，采用等效的方法找到电源和电路结构，利用闭合电路知识求解。2方法技巧(1)明确切割磁感线的部分导体相当于电源，其电阻是电源的内阻，其他部分为外电路，电源的正、负极由右手
25、定则判定。(2)画出等效电路图，并结合闭合电路欧姆定律等有关知识解决问题。经典考题 14如图，由某种粗细均匀的总电阻为 3R 的金属条制成的矩形线框 abcd，固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场 B 中。一接入电路电阻为 R 的导体棒 PQ，在水平拉力作用下沿 ab、 dc 以速度 v 匀速滑动，滑动过程 PQ 始终与 ab 垂直，且与线框接触良好，不计摩擦。在 PQ 从靠近 ad 处向 bc 滑动的过程中( )A PQ 中电流先增大后减小B PQ 两端电压先减小后增大C PQ 上拉力的功率先减小后增大D线框消耗的电功率先减小后增大解析 设 PQ 左侧电路的电阻为 Rx，则右侧电路的电
26、阻为 3R Rx，所以外电路的总电阻为R 外 ，外电路电阻先增大后减小，所以路端电压先增大后减小，所以 B 项错Rx 3R Rx3R误；电路的总电阻先增大后减小，再根据闭合电路的欧姆定律可得 PQ 中的电流 I先减小后增大，故 A 项错误；由于导体棒做匀速运动，拉力等于安培力，即ER R外F BIL，拉力的功率 P BILv，故先减小后增大，所以 C 项正确；外电路的总电阻 R 外 ，最大值为 R，小于导体棒的电阻 R，又外电阻先增大后减小，由电源的输Rx 3R Rx3R 34出功率与外电阻的关系图象可知，线框消耗的电功率先增大后减小，故 D 项错误。答案 C 对法对题1如图甲所示，一个圆形线
27、圈的匝数 N100，线圈面积 S200 cm2，线圈的电阻 r1 ，线圈外接一个阻值 R4 的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示。下列说法正确的是 ( )A线圈中的感应电流方向为顺时针方向B电阻 R 两端的电压随时间均匀增大C线圈电阻 r 消耗的功率为 4104 WD前 4 s 内通过 R 的电荷量为 4104 C15答案 C 2.(多选)如图所示，金属三角形导轨 COD 上放有一根金属棒 MN，拉动 MN 使它以速度 v 在匀强磁场中向右匀速平动，若导轨和金属棒都是粗细相同的均匀导体，它们的电阻率相同，则在 MN 运动过程中闭合电路的( )
28、A感应电动势逐渐增大B感应电流逐渐增大C感应电流将保持不变D感应电流逐渐减小解析 拉动 MN 使它以速度 v 在匀强磁场中向右匀速平动， t 时刻，导体棒切割磁感线的有效长度 l vttan ，产生的感应电动势 E Blv Bv2ttan ，感应电动势逐渐增大，选项 A 项正确；粗细相同的均匀导体，它们的电阻率相同，单位长度电阻相同，设为 R，回路总电阻 R 总 R R vt，产生的感应电流 I(vttan vtcos vt) (tan 1cos 1)是一恒量，选项 C 正确，B、D 错误。ER总答案 AC 见学生用书 P1631.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
29、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 21，圆环中产生的感应电动势分别为 Ea和Eb。不考虑两圆环间的相互影响。下列说法正确的是( )16A Ea Eb41，感应电流均沿逆时针方向B Ea Eb41，感应电流均沿顺时针方向C Ea Eb21，感应电流均沿逆时针方向D Ea Eb21，感应电流均沿顺时针方向解析 由法拉第电磁感应定律 E r2， 为常数， E 与 r2成正比，故 t B t B tEa Eb41。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
30、，故 B 项正确。答案 B 2(多选)如图所示， S 和 P 是半径为 a 的环形导线的两端点， OP 间电阻为 R，其余电阻不计，匀强磁场的磁感应强度为 B，方向垂直环面，金属棒 OQ 与环形导线接触，以角速度 绕 O 点无摩擦匀速转动时，则 ( )A电阻 R 两端的电压为B a22B电阻 R 消耗的功率为B2 2a44RC金属棒受的安培力为B2 a22RD外力对 OQ 做功的功率为B2 2a42R17解析 OQ 产生的电动势 E Ba ，因为只有 OP 间有电阻，所以电阻 R 两端的电压为vBa22，A 项正确；电阻 R 消耗的功率为 P ，B 项正确；电路中电流 I B a22 E2R
31、B2 2a44R ER，金属棒受的安培力 F BIa ，C 项错误；外力对 OQ 做功的功率为 P PBa22R B2a32R，D 项错误。B2 2a44R答案 AB 3如图所示，一半圆形铝框处在垂直纸面向外的非匀强磁场中，场中各点的磁感应强度为By ， y 为各点到地面的距离， c 为常数， B0为一定值。铝框平面与磁场垂直，直径B0y cab 水平，空气阻力不计，铝框由静止释放下落的过程中( )A铝框回路磁通量不变，感应电动势为 0B回路中感应电流沿顺时针方向，直径 ab 两点间电势差为 0C铝框下落的加速度大小一定小于重力加速度 gD直径 ab 所受安培力向上，半圆弧 ab 所受安培力向
32、下，铝框下落加速度大小可能等于 g解析 由题意知， y 越小， By越大，铝框下落过程中，磁通量逐渐增加，感应电动势不为0，A 项错误；由楞次定律判断，铝框中电流沿顺时针方向，但 Uab0，B 项错误；直径 ab所受安培力向上，半圆弧 ab 所受安培力向下，但直径 ab 处在磁场较强的位置，所受安培力较大，半圆弧 ab 的等效水平长度与直径相等，但处在磁场较弱的位置，所受安培力较小，这样整个铝框所受安培力的合力向上，铝框下落的加速度大小一定小于重力加速度 g，故C 项正确，D 项错误。答案 C 4.如图甲为磁感应强度 B 随时间 t 的变化规律，磁场方向垂直纸面，规定向里的方向为正。在磁场中有
33、一细金属圆环，平面位于纸面内，如图乙所示。令 I1、 I2、 I3分别表示Oa、 ab、 bc 段的感应电流， F1、 F2、 F3分别表示金属环上很小一段导体受到的安培力。下列说法不正确的是( )18A I1沿逆时针方向， I2沿顺时针方向B I2沿顺时针方向， 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方向指向圆心解析 由图甲所示可知， Oa 段，磁场垂直于纸面向里，穿过圆环的磁通量增加，由楞次定律可知，感应电流 I1沿逆时针方向，在 ab 段磁场向里，穿过圆环的磁通量减少，由楞次定律可知，感应电流 I2沿顺时针方向，故 A 项正确；由图甲所示可知，在 bc 段，磁场向外，磁通量增加，由楞次定律可知，感应电流 I3沿顺时针方向，故 B 项正确；由左手定则可知， Oa 段电流受到的安培力 F1方向指向圆心， ab 段安培力 F2方向背离圆心向外，故 C项错误；由左手定则可知， ab 段安培力 F2方向背离圆心向外， bc 段，安培力 F3方向指向圆心，故 D 项正确；此题选择错误选项，故选 C 项。答案 C
