1、14 法拉第电磁感应定律 必 做 部 分1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( )A02 s B24 sC45 s D510 s解析： 图象斜率越小，表明磁通量的变化率越小，感应电动势也就越小答案： D2一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( )A. B112C2 D4解析： 设原磁感应强度是 B，线框面积是 S.第 1 s 内
2、12 BS BS BS，第 2 s内 22 B 2 BS BS.因为 E n ，所以两次电动势大小相等，B 正确S2 t答案： B3.如图所示，将直径为 d，电阻为 R 的闭合金属环从匀强磁场 B 中拉出，这一过程中通过金属环某一截面的电荷量为( )A. B.B d24R 2 BdRC. D.Bd2R Bd2 R解析： n ，故 q t t n .E t I ER B (d2)2R B d24R答案： A4如图所示，均匀的金属长方形线框从匀强磁场中拉出，它的两边固定有带金属滑轮的导电机构，线框向右运动时总是与两边良好接触，线框的长为 a，宽为 b，磁感应强度为 B，一理想电压表跨接在 A、 B
3、 两导电机构上，当线框在恒定外力 F 作用下向右运动的过程中(线框离开磁场前已做匀速运动)，关于线框及电压表，下列说法正确的是 ( )A线框先做匀加速运动，后做匀速运动B电压表的读数先增大后不变2C电压表的读数一直增大D回路的电功率先增大后不变解析： 线框在运动过程中先做变加速运动，后做匀速运动电压表读数为外电路的电压，根据 E BLv 回路电动势先增大后不变，外电阻不断增大，电压表的读数一直增大，选项 C 正确 P ，回路的电功率先增大后不变，选项 D 正确E2R BLv 2R答案： CD5在匀强磁场中，有一个接有电容器的单匝导线回路，如图所示，已知 C30 F， L15 cm， L28 c
4、m，磁场以 5102 T/s 的速率增加，则( )A电容器上极板带正电，带电荷量为 6105 CB电容器上极板带负电，带电荷量为 6105 CC电容器上极板带正电，带电荷量为 6109 CD电容器上极板带负电，带电荷量为 6109 C解析： 电容器两极板间的电势差 U 等于感应电动势 E，由法拉第电磁感应定律，可得 E L1L2210 4 V，电容器的带电荷量 Q CU CE610 9 C，再由楞次定律可 B t知上极板的电势高，带正电，C 项正确答案： C6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和感应电流，下列表述正确的是( )A感应电动势
5、的大小与线圈的匝数无关B穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大C穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大D感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同解析： 由法拉第电磁感应定律 E n 知，感应电动势的大小与线圈匝数有关，A t错感应电动势正比于 ，与磁通量的大小无直接关系，B 错误，C 正确根据楞次定律 t知，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，即“增反减同” ，D 错误答案： C7如图，空间某区域中有一匀强磁场，磁感应强度方向水平，且垂直于纸面向里，磁场上边界 b 和下边界 d 水平在竖直面内有一矩形金属线圈，线圈上下边的距离很短，下边水平线圈从水平面 a 开始下落已知磁场上下
6、边界之间的距离大于水平面 a、 b 之间的距离若线圈下边刚通过水平面 b、 c(位于磁场中)和 d 时，线圈所受到的磁场力的大小分别为 Fb、 Fc和 Fd，则( )3A Fd Fc Fb B Fc Fd FbC Fc Fb Fd D Fc Fb Fd解析： 本题考查导体切割磁感线时感应电动势及安培力的计算线圈自由下落，到b 点受安培力，线圈全部进入磁场，无感应电流，则线圈不受安培力作用，线圈继续加速，到 d 点出磁场时受到安培力作用，由 F 知，安培力和线圈的速度成正比，D 项对B2L2vR答案： D8如图所示，在宽为 0.5 m 的平行导轨上垂直导轨放置一个有效电阻为 r0.6 的直导体棒
7、，在导轨的两端分别连接两个电阻 R14 、 R26 ，其他电阻不计整个装置处在垂直导轨向里的匀强磁场中，磁感应强度 B0.1 T当直导体棒在导轨上以 v6 m/s 的速度向右运动时，求：直导体棒两端的电压和流过电阻 R1和 R2的电流大小解析： 由题意可画出如图所示的电路图，则感应电动势E Blv0.10.56 V0.3 V又 R 外 2.4 R1R2R1 R2 646 4则 U V0.24 V，ER外R外 r 0.32.42.4 0.6I1 0.06 AUR1I2 0.04 A.UR2答案： 0.24 V 0.06 A 0.04 A9如图所示，匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里，大小随时
8、间由 B0开始均匀增大，其变化率 k，用电阻为 R 的硬导 B t线做成一边长为 L 的方框将方框固定于纸面内，其右半部位于磁场区域中求：(1)方框中感应电流的大小；(2)磁场对方框作用力的大小随时间变化的关系式解析： (1)穿过方框的磁通量 BSBL22根据电磁感应定律： E t BS t kL22所以感应电流： I .ER kL22R4(2)由题意 B B0 kt所以磁场对方框的作用力F BIL . B0 kt kL32R答案： (1) (2)kL22R B0 kt kL32R10如图所示，导轨 OM 和 ON 都在纸面内，导体 AB 可在导轨上无摩擦滑动，若 AB 以 5 m/s 的速度
9、从 O 点开始沿导轨匀速向右滑动，导体与导轨都足够长，它们每米长度的电阻都是 0.2 ，磁场的磁感应强度为 0.2 T求：(1)3 s 末电路上的电流为多少；(2)3 s 内电路中产生的平均感应电动势为多少解析： (1)夹在导轨间的部分导体切割磁感线产生的感应电动势才是电路中的电动势，3 s 末时刻，夹在导轨间导体的长度为 l OBtan 30 vttan 305 m3所以 E Blv5 V3此时电阻为 R( OB OA AB)0.2 8.19 ，所以 I 1.06 AER(2)3 s 内的感应电动势的平均值为 E 4.33 V. t BS 0 t B12OBl t答案： (1)1.06 A
10、(2)4.33 V 选 做 部 分11如图所示，固定的水平长直导线中通有电流 I，矩形线框与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行，线框由静止释放，在下落过程中( )A穿过线框的磁通量保持不变B线框中感应电流方向保持不变C线框所受安培力的合力为零D线框的机械能不断增大解析： 线框下落过程中距离直导线越来越远，磁场越来越弱，但磁场方向不变，所以磁通量越来越小，根据楞次定律可知感应电流的方向不变，A 错，B 对；线框左边和右边所受安培力总是大小相等，方向相反，但上下两边磁场强弱不同，安培力大小不同，合力不为零，C 错；下落过程中机械能越来越小，D 错答案： B512矩形线圈 abcd，长 ab20
11、 cm，宽 bc10 cm，匝数n200，线圈回路总电阻 R5 .整个线圈平面内均有垂直于线圈平面的匀强磁场穿过若匀强磁场的磁感应强度 B 随时间 t 的变化规律如图所示，则( )A线圈回路中感应电动势随时间均匀变化B线圈回路中产生的感应电流为 0.4 AC当 t0.3 s 时，线圈的 ab 边所受的安培力大小为 0.016 ND在 1 min 内线圈回路产生的焦耳热为 48 J解析： 由 E n nS 可知，由于线圈中磁感应强度的变化率 t B t B tT/s0.5 T/s 为常数，则回路中感应电动势为 E nS 2 V，且恒 20 5 10 20.3 B t定不变，故选项 A 错误；回路中感应电流的大小为 I 0.4 A，选项 B 正确；当 t0.3 ERs 时，磁感应强度 B0.2 T，则安培力为 F nBIl2000.20.40.2 N3.2 N，故选项 C 错误；1 min 内线圈回路产生的焦耳热为 Q I2Rt0.4 2560 J48 J，选项 D 正确答案： BD
