1、1新课标高二物理（人教版） 第三章 电磁感应第四讲 法拉第电磁感应定律（一）1在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势2法拉第电磁感应定律：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，表达式为 En ，其中 n 是线圈的匝数t3En 一般用来求 t 时间内感应电动势的平均值其中 n 为线圈匝数， 总是取绝对值t4磁通量 和磁通量的变化率 没有直接关系t(1) 很大时， 可能很小，也可能很大； (2) 0 时， 可能不为 0.t t5磁通量的变化率 是 t 图象上某点切线的斜率常见感应电动势的计算式有：t(1) 线圈面积 S 不变，磁感应强度 B 均匀变化：En S.(
2、为 Bt 图象上某点切线的斜率)Bt Bt(2) 磁感应强度 B 不变，线圈面积 S 均匀变化：EnB .St4在电磁感应现象中产生的电动势，叫做感应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的内阻如果电路没有闭合，这时虽然没有感应电流，但电动势依然存在5当导线切割磁感线产生感应电动势时，EBlv(B、l、v 两两垂直时) ，EBl vsin_(vl，但 v 与 B 夹角为 )6电动机转动时，线圈中会产生反电动势，它的作用是阻碍线圈的转动要使线圈维持原来的转动，电源就要向电动机提供能量这正是电能转化为其他形式能的过程7若电动机工作中由于机械阻力过大而停止转动，这时就没有
3、了反电动势，线圈中电流会很大，可能会把电动机烧毁，这时应立即切断电源，进行检查.1关于感应电动势，下列说法中正确的是 ( B )A电源电动势就是感应电动势 B产生感应电动势的那部分导体相当于电源C在电磁感应现象中没有感应电流就一定没有感应电动势D电路中有电流就一定有感应电动势2下列说法正确的是 ( D )A线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大B线圈中磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大C线圈处在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动势一定越大D线圈中磁通量变化得越快，线圈中产生的感应电动势越大3穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒钟均匀地减少 2 Wb，则 ( D )A线圈
4、中感应电动势每秒钟增加 2 V B线圈中感应电动势每秒钟减少 2 VC线圈中无感应电动势 D线圈中感应电动势保持不变4一根导体棒 ab 在水平方向的匀强磁场中自由下落，并始终保持水平方向且与磁场方向垂直如图所示，则有 ( D )AU ab0BU aUb，U ab 保持不变CU aU b，U ab 越来越大DU aUb，U ab 越来越大5如图所示，两根相距为 l 的平行直导轨 abdc，bd 间连有一固定电阻 R，导轨电阻可忽略不计MN 为放在 ab 和 dc 上的一导体杆，与 ab 垂直，其电阻也为 R.整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为 B，磁场方向垂直于导轨所在平面(指向图中纸面
5、内 )现对 MN 施力使它沿导轨方向以2速度 v 做匀速运动令 U 表示 MN 两端电压的大小，则 ( A )AU vBl，流过固定电阻 R 的感应电流由 b 到 d12BU vBl，流过固定电阻 R 的感应电流由 d 到 b12CUvBl，流过固定电阻 R 的感应电流由 b 到 dDUvBl，流过固定电阻 R 的感应电流由 d 到 b6如图所示，用一阻值为 R 的均匀细导线围成的金属环半径为 a，匀强磁场的磁感应强度为 B，垂直穿过金属环所在平面电阻为 的导体杆 AB，沿环表面R2以速度 v 向右滑至环中央时，杆的端电压为 ( C )ABav B. Bav12C. Bav D. Bav23
6、437一个 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 0.1 T 增加到 0.5 T，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；线圈中感应电动势的大小是_V.解析 磁通量的变化量是由磁 场的变化引起的， 应该用公式 BSsin 来计算，所以 BSsin (0.50.1) 20104 0.5 Wb410 4 Wb磁通量的变化率为 Wb/s810 3 Wb/s，t 410 40.05感应电动势的大小可根据法拉第电磁感应定律得 En 200810 3 V1.6 Vt8如图所示，在磁感应强度
7、为 1 T 的匀强磁场中，一根跟磁场垂直长 20 cm 的导线以 2 m/s 的速度运动，运动方向垂直导线与磁感线成 30 角，则导线中的感应电动势为多少？解析 EBl vsin 30(10.22sin 30) V0.2 V9在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，长为 l 的金属棒 OA 在垂直于磁场方向的平面内绕 O 点以角速度 匀速转动，如图 3 所示，求：金属棒 OA 上产生的感应电动势解析 EBl vBl Bl2.l2 1210如图所示，A、B 两个闭合线圈用同样的导线制成，匝数都为 10 匝，半径 rA2r B，图示区域内有磁感应强度均匀减小的匀强磁场，则 A、B线圈中产生的感应电动势之
8、比为 EAE B_，线圈中的感应电流之比为 IAI B _.答案 11 12解析 A、B 两环中磁通量的变化率相同， 线圈匝数相同，由 Ent可得 EAEB11；又因为 R ，故 RARB21，所以 IAIB12.lS11如图所示，匀强磁场的磁感应强度为 B，方向竖直向下，在磁场中有一边长为 l 的正方形导线框，ab 边质量为 m，其余边质量不计， cd 边有固定的水平轴，导线框可以绕其转动；现将导线框拉至水平位置由静止释放，不计摩擦和空气阻力，金属框经过时间 t 运动到竖直位置，此时 ab 边的速度为 v，求：(1) 此过程中线框产生的平均感应电动势的大小；(2) 线框运动到竖直位置时线框感
9、应电动势的大小3解析 (1) EBl2t(2) E Blv，此时求的是瞬时感应电动势新课标高二物理（人教版） 第三章 电磁感应第四讲 法拉第电磁感应定律（二）1闭合的金属环处于随时间均匀变化的匀强磁场中，磁场方向垂直于圆环平面，则 ( C )A环中产生的感应电动势均匀变化 B环中产生的感应电流均匀变化C环中产生的感应电动势保持不变 D环上某一小段导体所受的安培力保持不变2单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速运动，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 OD 过程中 ( ABD )A线圈中 O 时刻感应电动势最大B线圈中 D 时刻感应电动势为零C线圈中 D 时刻感应电动势最大
10、D线圈中 O 至 D 时间内平均感应电动势为 0.4 V3如图所示，闭合开关 S，将条形磁铁插入闭合线圈，第一次用 0.2 s，第二次用 0.4 s，并且两次的起始和终止位置相同，则 ( AB )A第一次磁通量变化较快B第一次 G 的最大偏角较大C第二次 G 的最大偏角较大D若断开 S， G 均不偏转，故均无感应电动势4一闭合线圈放在随时间均匀变化的磁场中，线圈平面和磁场方向垂直若想使线圈中的感应电流增强一倍，下述方法可行的是 ( D )A使线圈匝数增加一倍 B使线圈面积增加一倍C使线圈匝数减少一半 D使磁感应强度的变化率增大一倍5在图中，EF、GH 为平行的金属导轨，其电阻不计， R 为电阻
11、，C 为电容器，AB 为可在 EF 和 GH 上滑动的导体横杆有匀强磁场垂直于导轨平面若用 I1 和 I2 分别表示图中该处导线中的电流，则当横杆 AB ( D )A匀速滑动时，I 10，I 20B匀速滑动时，I 10，I 2 0C加速滑动时，I 10，I 2 0D加速滑动时，I 10，I 206如图所示，一导线弯成半径为 a 的半圆形闭合回路虚线 MN 右侧有磁感应强度为 B 的匀强磁场方向垂直于回路所在的平面回路以速度 v 向右匀速进入磁场，直径 CD 始终与 MN 垂直从 D 点到达边界开始到 C 点进入磁场为止，下列结论正确的是 ( ACD )A感应电流方向不变BCD 段直导线始终不受
12、安培力C感应电动势最大值 EmBavD感应电动势平均值 BavE147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 向右匀速运动，如果导轨和金属棒都是粗细相同的均匀导体，电阻率都相同，那么在 MN 运动的过程中，闭合回路的 ( BC )A感应电动势保持不变B感应电流保持不变C感应电动势逐渐增大D感应电流逐渐增大8如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒 PQ、MN，当 PQ 在外力的作用下运动时，MN 在磁场力的作用下向右运动，则 PQ 所4做的运动可能是 ( BC )A向右加速运动B向左加速运动C向右减速运动D向左减速运动9某同学在实验室
13、里熟悉各种仪器的使用，他将一条形磁铁放在水平转盘上，如图 14 甲所示，磁铁可随转盘转动，另将一磁感应强度传感器固定在转盘旁边当转盘(及磁铁)转动时，引起磁感应强度测量值周期性地变化，该变化的周期与转盘转动周期一致经过操作，该同学在计算机上得到了如图乙所示的图象该同学猜测磁感应强度传感器内有一线圈，当测得磁感应强度最大时就是穿过线圈的磁通量最大时按照这种猜测 ( AC )A在 t0.1 s 时刻，线圈内产生的感应电流的方向发生了变化B在 t0.15 s 时刻，线圈内产生的感应电流的方向发生了变化C在 t0.1 s 时刻，线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值D在 t0.15 s 时刻，线圈内产
14、生的感应电流的大小达到了最大值10闭合回路的磁通量 随时间 t 的变化图象分别如图 2 所示，关于回路中产生的感应电动势的下列论述，其中正确的是 ( B )A图甲回路中感应电动势恒定不变B图乙回路中感应电动势恒定不变C图丙回路中 0t 1 时间内感应电动势小于 t1t 2 时间内感应电动势D图丁回路中感应电动势先变大后变小11夏天将到，在北半球，当我们抬头观看教室内的电扇时，发现电扇正在逆时针转动。金属材质的电扇示意图如图所示，由于地磁场的存在，下列关于 A、 O 两点的电势及电势差的说法，正确的是（ ACD ）AA 点电势比 O 点电势高 B A 点电势比 O 点电势低C转速越大， 的电势差
15、数值越大D扇叶长度越长， 的电势差数值越大12穿过单匝闭合线圈的磁通量随时间变化的 t 图象如图所示，由图知 05 s 线圈中感应电动势大小为_V，5 s10 s 线圈中感应电动势大小为_V,10 s15 s 线圈中感应电动势大小为_V.答案： 1 0 213正在转动的电风扇叶片，一旦被卡住，电风扇电动机的温度上升，时间一久，便发生一种焦糊味，十分危险，产生这种现象的原因是_解析 电风扇叶片一旦卡住，这时反电动势消失，电阻很小的线圈直接连在电源的两端，电流会很大，所以电风扇电动机的温度很快上升，十分危 险14如图所示，abcd 是一边长为 l 的匀质正方形导线框，总电阻为 R，今使线框以恒定速
16、度 v 水平向右穿过方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域已知磁感应强度为 B，磁场宽度为 3l，求线框在进入磁区、完全进入磁区和穿出磁区三个过程中 a、b 两点间电势差的大小5答案 Blv 3Blv4 Blv415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 ，磁感应强度 B0.40 T 的匀强磁场方向垂直于导轨平面，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； (2) 回路中感应电流的大小；(3) 维持 ab 棒做匀速运动
17、的水平外力 F 的大小解析 (1) EBlv0.400.504.0 V0.80 V(2) 感应电流大小为 I4.0 A(3)由于 ab 棒受安培力 FIlB0.8 N，故外力的大小也 为 0.8 N.新课标高二物理（人教版） 第三章 电磁感应第四讲 法拉第电磁感应定律（三）1当穿过线圈的磁通量发生变化时，下列说法中正确的是 ( B )A线圈中一定有感应电流 B线圈中一定有感应电动势C感应电动势的大小跟磁通量的变化成正比 D感应电动势的大小跟线圈的电阻有关2一根直导线长 0.1 m，在磁感应强度为 0.1 T 的匀强磁场中以 10 m/s 的速度匀速运动，则导线中产生的感应电动势的说法错误的是
18、( A )A一定为 0.1 V B可能为零C可能为 0.01 V D最大值为 0.1 V3无线电力传输目前取得重大突破，在日本展出了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，原理示意图如图所示下列说法正确的是 ( BD )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CA 中电流越大，B 中感应电动势越大DA 中电流变化越快，B 中感应电动势越大4如图所示，PQRS 为一正方形导线框，它以恒定速度向右进入以 MN 为边界的匀强磁场，磁场方向垂直线框平面向里
19、，MN 线与线框的边成 45角，E、F 分别是 PS 和 PQ 的中点关于线框中的感应电流，正确的说法是 ( B )A当 E 点经过边界 MN 时，线框中感应电流最大B当 P 点经过边界 MN 时，线框中感应电流最大C当 F 点经过边界 MN 时，线框中感应电流最大D当 Q 点经过边界 MN 时，线框中感应电流最大5如图所示是霍尔元件的工作原理示意图，磁感应强度 B 垂直于霍尔元件的工作面向下，通入图示方向的电流 I，C、D 两侧面会形成电势差，下列说法正确的是（ AC ）A若元件的载流子是自由电子，则 D 侧面电势高于 C 侧面电势B若元件的载流子是自由电子，则 C 侧面电势高于 D 侧面电
20、势C在测地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持竖直D在测地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持水平6如图所示，A、B 两闭合线圈为同样导线绕成，A 有 10 匝，B 有 20 匝，两圆线圈半径之比为 21.均匀磁场只分布在 B 线圈内当磁场随时间均匀减弱时 ( BD )AA 中无感应电流BA、B 中均有恒定的感应电流CA、B 中感应电动势之比为 21DA、B 中感应电流之比为 127在匀强磁场中，有一个接有电容器的导线回路，如图所示，已知电容 C30 F，回路的长和宽分别为l15 cm，l 28 cm ，磁场变化率为 5102 T/s，则 ( C )A电容器带电荷量为 2109
21、 CB电容器带电荷量为 4109 CC电容器带电荷量为 6109 C6D电容器带电荷量为 8109 C8如图所示，一正方形线圈 abcd 在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴 OO匀速运动，沿着 OO观察，线圈沿逆时针方向转动已知匀强磁场的磁感应强度为 B，线圈匝数为 n，边长为 l，电阻为 R，转动的角速度为 .则当线圈转至图示位置时 ( BC )A线圈中感应电流的方向为 abcdaB线圈中的感应电流为nBl2RC穿过线圈的磁通量为 0D穿过线圈的磁通量的变化率为 09如图所示，空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为 B，方向相反且垂直纸面，MN、PQ 为其边界， OO为其对称轴一导线折成边长为
22、 l的正方形闭合回路 abcd，回路在纸面内以恒定速度 v0 向右运动，当运动到关于 OO对称的位置时 ( ABD )A穿过回路的磁通量为零B回路中感应电动势大小为 2Blv0C回路中感应电流的方向为顺时针方向D回路中 ab 边与 cd 边所受安培力方向相同10单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场，若线圈所围面积的磁通量随时间变化的规律如图所示，则 OD 过程中 ( ABD )A线圈中 O 时刻感应电动势最大B线圈中 D 时刻感应电动势为零C线圈中 D 时刻感应电动势最大D线圈中 O 至 D 时间内的平均感应电动势为 0.4 V11地磁场磁感线北半球地磁场的竖直分量向下，飞机在我国
23、上空匀速巡航，机翼保持水平，飞行高度不变。由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差。设飞行员左方机翼未端处的电势为 U1，右方机翼未端处的电势力 U2，则 （ AC ）A若飞机从西往东飞，U 1 比 U2 高 B若飞机从东往西飞，U 2 比 U1 高C若飞机从南往北飞，U 1 比 U2 高 D若飞机从北往南飞，U 2 比 U1 高12三根电阻丝和不计电阻的导线如图连接，虚线框内存在大小随时间均匀变化的匀强磁场，三个电阻的电阻大小之比 R1R 2R 3123，当 S1、S 2 闭合，S 3 断开时，闭合的回路中感应电流为 I，当 S2、S 3 闭合，S 1 断开时，闭合的回路中感应电流为 5I，当
24、S1、S 3 闭合，S 2 断开时，闭合的回路中感应电流是 ( D )A0 B3IC6I D7I13如图是法拉第研制成的世界上第一台发电机模型的原理图将铜盘放在磁场中，让磁感线垂直穿过铜盘，图中 a、 b 导线与铜盘的中轴线处在同一平面内，转动铜盘，就可以使闭合电路获得电流若图中铜盘半径为 r，匀强磁场的磁感应强度为 B，回路总电阻为 R，匀速转动铜盘的角速度为 .则电路的功率是( C )A. B.B2 2r4R B2 2r42RC. D.B2 2r44R B2 2r48R14如图(a)所示，一个电阻值为 R，匝数为 n 的圆形金属线圈与阻值为 2R 的电阻 R1 连接成闭合回路线圈的半径为
25、r1.在线圈中半径为 r2 的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度 B 随时间 t变化的关系图线如图(b)所示图线与横、纵轴的截距分别为 t0 和 B0.导线的电阻不计求 0 至 t1 时间内(1)通过电阻 R1 上的电流大小和方向；7(2)通过电阻 R1 上的电荷量 q 及电阻 R1 上产生的热量解析 (1)由图象分析可知， 0 至 t1时间内 .Bt B0t0由法拉第电磁感应定律有 En n S，而 Sr .t Bt 2由闭合电路欧姆定律有 I1 .联立以上各式得，通过ER1 R电阻 R1 上的电流大小 I1 .由楞次定律可判断通过电阻 R1 上的电流方向从 b 到 a.
26、nB0r23Rt0(2)通过电阻 R1 上的电量：qI 1t1nB0r2t13Rt0电阻 R1 上产生的热量：QI R1t1212n2B202r42t19Rt20新课标高二物理（人教版） 第三章 电磁感应第四讲 法拉第电磁感应定律（四）1关于科学家在电磁学中的贡献，下列说法错误的是（ B ）A. 密立根测出了元电荷 e 的数值 B. 法拉第提出了法拉第电磁感应定律C奥斯特发现了电流的磁效应 D. 安培提出了分子电流假说2下列几种说法中正确的是 ( D )A线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大B线圈中磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大C线圈放在磁场越强的位置，线圈中产生的
27、感应电动势一定越大D线圈中磁通量变化越快，线圈中产生的感应电动势一定越大3如图所示，几位同学在做“摇绳发电”实验：把一条长导线的两端连在一个灵敏电流计的两个接线柱上，形成闭合回路。两个同学迅速摇动 AB 这段“绳” 。假设图中情景发生在赤道，地磁场方向与地面平行，由南指向北。图中摇“绳”同学是沿东西站立的，甲同学站在西边，手握导线的 A 点，乙同学站在东边，手握导线的 B 点。则下列说法正确的是（ C ）A当“绳”摇到最高点时， “绳”中电流最大B当“绳”摇到最低点时， “绳”受到的安培力最大C当“绳”向下运动时， “绳 ”中电流从 A 流向 BD在摇“绳”过程中，A 点电势总是比 B 点电势
28、高4用均匀导线做成的正方形线框边长为 0.2 m，正方形的一半放在垂直纸面向里的匀强磁场中，如图甲所示当磁场以 10 T/s 的变化率增强时，线框中点 a、b 两点间的电势差是 ( B )AU ab0.1 V BU ab0.1 VCU ab0.2 V DU ab0.2 V5如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一个水平放置的金属棒 ab 以水平初速度 v0 抛出，设运动的整个过程中不计空气阻力，则金属棒在运动过程中产生的感应电动势大小将 ( C )A越来越大B越来越小C保持不变D无法确定6如图所示，在空间中存在两个相邻的、磁感应强度大小相等、方向相反的有界匀强磁场，其宽度均为 L.现将宽度也为
29、L 的矩形闭合线圈，从图示位置垂直于磁场方向匀速拉过磁场区域，则在该过程中，能正确反映线圈中所产生的感应电流或其所受的安培力随时间变化的图象是 ( D )87一直升飞机停在南半球的地磁极上空。该处地磁场的方向竖直向上，磁感应强度为 B。直升飞机螺旋桨叶片的长度为 l，螺旋桨转动的频率为 f，顺着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨按顺时针方向转动。螺旋桨叶片的近轴端为 a，远轴端为 b，如图所示。如果忽略 a 到转轴中心线的距离，用 表示每个叶片中的感应电动势，则（ A ）AE fl2B，且 a 点电势低于 b 点电势 BE2 fl2B，且 a 点电势低于 b 点电势CE fl2B，且 a 点电势高于
30、 b 点电势 DE2 fl2B，且 a 点电势高于 b 点电势8如图所示，导线全部为裸导线，半径为 r 的圆内有垂直于平面的匀强磁场，磁感应强度为 B，一根长度大于 2r 的导线 MN 以速度 v 在圆环上无摩擦地自左向右匀速滑动，电路的固定电阻为 R.其余电阻忽略不计试求 MN 从圆环的左端到右端的过程中电阻 R 上的电流强度的平均值及通过的电荷量解析 由于 B SBr 2，完成这一变化所用的时间 t ，2rv故 .Et Brv2所以电阻 R 上的电流强度平均值为 通过 R 的电荷量为 q tIER Brv2R I Br2R9如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距
31、1 m，导轨平面与水平面成37角，下端连接阻值为 R 的电阻匀强磁场方向与导轨平面垂直，质量为 0.2 kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为 0.25.(1)求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小(2)当金属棒下滑速度达到稳定时，电阻 R 消耗的功率为 8 W，求该速度的大小(3)在上问中，若 R2 ，金属棒中的电流方向由 a 到 b，求磁感应强度的大小与方向(g 取 10 m/s2，sin 37 0.6，cos 370.8)解析 (1)金属棒开始下滑的初速度为零，根据牛顿第二定律得mgsin mgcos ma 由式解得a10(0.60.2
32、50.8) m/s 24 m/s 2(2)设金属棒运动达到稳定时，速度为 v，所受安培力为 F，棒在沿导轨方向受力平衡 mgsin mgcos F0此时金属棒克服安培力做功的功率等于电路中电阻 R 消耗的电功率 FvP由两式解得： v m/s 10 m/s PF 80.2100.6 0.250.8(3)设电路中电流为 I，两导轨间金属棒的长为 l，磁场的磁感应强度为 BI PI 2R 由两式解得：B T0.4 T 磁场方向垂直导轨平面向上BlvR PRvl 8210110如图甲所示，平行导轨 MN、PQ 水平放置，电阻不计，两导轨间距 d10 cm，导体棒 ab、cd 放在导轨上，并与导轨垂直
33、每根棒在导轨间的部分，电阻均为 R1.0 .用长为 L20 cm 的绝缘丝线将两棒系住整个装置处在匀强磁场中，t0 的时刻，磁场方向竖直向下，丝线刚好处于未被拉伸的自然状态此后，磁感应强度 B 随时间 t 的变化如图乙所示不计感应电流磁场的影响，整个过程丝线未被拉断求：(1)02.0 s 的时间内，电路中感应电流的大小与方向；(2)t1.0 s 时，丝线的拉力大小B9解析 (1) 由题图乙可知 0.1 T/sBt由法拉第电磁感应定律有 E S2.010 3 V 则 I 1.010 3 At Bt E2R由楞次定律可知电流方向为顺时针方向(2) 导体棒在水平方向上受丝线拉力和安培力平衡由题图乙可
34、知 t1.0 s 时 B 0.1 T 则 FTF ABId 1.010 5 N.新课标高二物理（人教版） 第三章 电磁感应第四讲 法拉第电磁感应定律（五）1将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，关于线圈中产生的感应电动势，下列表述正确的是 ( BC )A感应电动势的大小与线圈的匝数无关B当穿过线圈的磁通量为零时，感应电动势可能不为零C当穿过线圈的磁通量变化越快时，感应电动势越大D感应电动势的大小与磁通量的变化量成正比2关于感应电动势的大小，下列说法正确的是 ( D )A穿过闭合电路的磁通量最大时，其感应电动势一定最大B穿过闭合电路的磁通量为零时，其感应电动势一定为零C
35、穿过闭合电路的磁通量由不为零变为零时，其感应电动势一定为零D穿过闭合电路的磁通量由不为零变为零时，其感应电动势一定不为零3如图 2 所示的情况中，金属导体中产生的感应电动势为 Blv 的是 ( B )A乙和丁 B甲、乙、丁 C甲、乙、丙、丁 D只有乙4某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下，大小为 4.5105 T一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸，河宽 100 m，该河段涨潮和落潮时有海水( 视为导体)流过设落潮时，海水自西向东流，流速为 2 m/s.下列说法正确的是 ( BD )A电压表记录的电压为 5 mV B电压表记录的电压为 9 mVC河南岸的电势较高 D河北岸的电势较高5如图所
36、示，平行金属导轨的间距为 d，一端跨接一阻值为 R 的电阻，匀强磁场的磁感应强度为 B，方向垂直于导轨所在平面向里，一根长直金属棒与导轨成 60角放置，且接触良好，则当金属棒以垂直于棒的恒定速度 v 沿金属导轨滑行时，其他电阻不计，电阻 R 中的电流为 ( A )A. BdvRsin 60B.BdvRC. D.Bdvsin 60R Bdvcos 60R106下列各图中，相同的条形磁铁穿过相同的线圈时，线圈中产生的感应电动势最大的是 ( D )7如图所示，半径为 r 的 n 匝线圈套在边长为 L 的正方形 abcd 之外，匀强磁场局限在正方形区域内且垂直穿过正方形面积，当磁感应强度以 的变化率均
37、匀变化时，线圈中产生的感应电动势的大小为 ( D )BtAr 2 BL 2Bt BtCnr 2 DnL 2Bt Bt8一单匝矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直先保持线框的面积不变，将磁感应强度在1 s 时间内均匀地增大到原来的两倍接着保持增大后的磁感应强度不变，在 1 s 时间内，再将线框的面积均匀地减小到原来的一半先后两个过程中，线框中感应电动势的比值为 ( B )A. B1 C 2 D4129单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量 随时间 t 的变化图象如图所示，则 ( BC )A在 t0 时，线圈中磁通量最大，感应电动势也最大B在 t110 2 s 时
38、，感应电动势最大C在 t210 2 s 时，感应电动势为零D在 0210 2 s 时间内，线圈中感应电动势的平均值为零10如图甲所示，环形线圈的匝数 n1000，它的两个端点 a 和 b 间接有一理想电压表，线圈内磁感应强度B 的变化规律如图乙所示，线圈面积 S100 cm 2，则 Uab_，电压表示数为_ V.解析 由 Bt 图象可知 5 T/s 由 En S 得：E 10005100104 V50 VBt Bt11在范围足够大、方向竖直向下的匀强磁场中，B0.2 T，有一水平放置的光滑框架，宽度为 l0.4 m，如图 7 所示，框架上放置一质量为 0.05 kg、电阻为 1 的金属杆 cd
39、，框架电阻不计若 cd 杆以恒定加速度a2 m/s 2 由静止开始做匀变速运动，则：(1) 在 5 s 内平均感应电动势是多少？(2) 第 5 s 末，回路中的电流多大？(3) 第 5 s 末，作用在 cd 杆上的水平外力多大？解析 (1)5 s 内的位移 x at225 m，125 s 内的平均速度 5 m/s， (也可用 m/s5 m/s 求解)vxt v 0 252故平均感应电动势 EBl 0.4 V.v11(2)第 5 s 末：v at10 m/s，此 时感应电动势：EBlv，则回路电流为 I 0.8 A.ER BlvR(3)杆做匀加速运动， 则 FF 安 ma ，即 FBIl ma
40、0.164 N.12如图所示，倾角为 的光滑导轨上端接入一定值电阻，和是边长都为 L 的两正方形磁场区域，其区域内的磁场方向都垂直于导轨平面向上，区域中磁场的磁感应强度为 B1，恒定不变，区域中磁场随时间按 B2kt 变化，一质量为 m、电阻为 r 的金属杆穿过区域垂直地跨放在两导轨上，并恰能保持静止试求：(1)通过金属杆的电流大小； (2)定值电阻的阻值为多大？解析 (1)对金属杆：mgsin B 1IL 解得：I mgsin B1L(2)E L2kL 2 I 故：R r rt Bt ER r EI kB1L3mgsin 13如图所示，竖直向上的匀强磁场，磁感应强度 B=0.5 T，并且以
41、=0.1 T/stB在均匀增加，水平轨道电阻不计，且不计摩擦阻力，宽 0.5 m 的导轨上放一电阻 R0=0.1 的导体棒，并用水平线通过定滑轮吊着质量 M=0.2 kg 的重物，轨道左端连接的电阻 R=0.4 ，图中的 l=0.8 m，求至少经过多长时间才能吊起重物.解：由法拉第电磁感应定律可求出回路感应电动势：E= tBS由闭合电路欧姆定律可求出回路中电流 I= RE0由于安培力方向向左，应用左手定 则可判断出电流方向为顺时针 方向（由上往下看）.再根据楞次定律可知磁场增加，在 t 时磁感应强 度为：B =（B t） 此时安培力为 F 安 =BIlab 由受力分析可知 F 安 =mg 由式并代入数据： t=495 s
