第16讲 电磁感应复习-高二物理上学期知识点讲解及课后练习(江苏专用)

第16讲 电磁感应复习 适用学科 物理 适用年级 高二 适用区域 江苏 本讲时长 120分钟 知识点 及学习目标 电磁感应单元复习 回顾本单元重要知识点，掌握常考题型的解题方法，培养学生的解题分析能力。 电磁感应 一．对楞次定律的理解和应用 1．楞次定律揭示了判断感应电流方向的规律，即“感应电流的磁场”总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，其核心思想是阻碍，楞次定律提供了判断感应电流方向的基本方法。 2．楞次定律的扩展含义，即从磁通量变化的角度看，感应电流的磁场表现为“增反减同”；从磁体与回路的相对运动角度看，表现为“来拒去留”；从回路面积看，表现为“增缩减扩”；从导体中原电流的变化（自感）看，表现为“增反减同”。 3．楞次定律体现了电磁感应现象符合能量守恒定律。在电磁感应过程中其他形式的能与电能相互转化，但总能量守恒，能量守恒定律丰富了我们处理电磁感应问题的思路。 例1．如图所示，A为水平放置的胶木圆盘，在其侧面均匀分布着负电荷，在A的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环B，使B的环面水平且与圆盘面平行，其轴线与胶木盘A的轴线OO′重合。现使胶木盘A由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动，则（　 　） A．金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力增大 B．金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力减小 C．金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力减小 D．金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力增大 （变式训练1）（多选）如图，两个线圈绕在同一根铁芯上，其中一线圈通过开关与电源连接，另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路。将一小磁针悬挂在直导线正上方，开关未闭合时小磁针处于静止状态。下列说法正确的是（　 　） A．开关闭合后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动 B．开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向 C．开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向 D．开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动 二．电磁感应中的电路问题 1．在电磁感应现象中，导体切割磁感线或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势，该导体或回路相当于电源。因此，电磁感应问题往往与电路问题联系在一起。 2．解决与电路相联系的电磁感应问题的基本方法 （1）用法拉第电磁感应定律和楞次定律（右手定则）确定感应电动势的大小和方向。 （2）确定内电路和外电路，画等效电路图。 （3）运用闭合电路欧姆定律，串、并联电路的性质，电功率等公式求解。 3．与上述问题相关的几个知识点： （1）电源电动势E＝n或E＝BLv （2）闭合电路欧姆定律I＝ （3）通过导体的电荷量q＝IΔt＝ 例2．如图所示，在两条平行光滑的导轨上有一金属杆ab，外加磁场跟轨道平面垂直，导轨上连有两个定值电阻（R1＝5 Ω，R2＝6 Ω）和滑动变阻器R0，电路中的电压表量程为0～10 V，电流表的量程为0～3 A，把R0调至30 Ω，用F＝40 N的力使金属杆ab垂直导轨向右平移，当金属杆ab达到稳定状态时，两块电表中有一块表正好满偏，而另一块表还没有达到满偏，求此时金属杆ab速度的大小（其他电阻不计）。 （变式训练2）如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，设导体棒Oa可以以点O为中心转动，而另一端a刚好搭在光滑的半圆形金属导轨上，Oa长为L且以角速度ω顺时针匀速转动，在Ob间接入一阻值为R的电阻，不计其他电阻，试求： （1）导体棒Oa两端产生的电势差； （2）流过电阻R上的电流大小及方向； （3）所需外力的功率。 三．电磁感应中的力学问题 1．导体中的感应电流在磁场中将受到安培力作用，所以电磁感应问题往往与力学问题联系在一起，处理此类问题的基本方法： （1）用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向。 （2）求回路中的电流强度的大小和方向。 （3）分析研究导体受力情况（包括安培力）。 （4）列动力学方程或平衡方程求解。 2．电磁感应现象中涉及的具有收尾速度的力学问题，关键要抓好受力情况和运动情况的动态分析： →→→→→→ 周而复始地循环，达到稳定状态时，加速度等于零，导体达到稳定运动状态。 两种运动状态的处理思路： （1）达到稳定运动状态后，导体匀速运动，受力平衡，应根据平衡条件——合外力为零，列式分析平衡态。 （2）导体达到稳定运动状态之前，往往做变加速运动，处于非平衡态，应根据牛顿第二定律或结合功能关系分析非平衡态。 3．电磁感应中的动力学临界问题 （1）解决这类问题的关键是通过受力分析和运动状态的分析，寻找过程中的临界状态，如速度、加速度为最大值、最小值的条件。 （2）基本思路：导体受外力运动感应电动势―→感应电流导体安培力―→合外力变化―→加速度变化―→速度变化―→临界状态―→列式求解。 例3．（多选）两根相距L的足够长的金属直角导轨如图所示放置，它们各有一边在同一水平面内，另一边垂直于水平面。质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ，导轨电阻不计，回路总电阻为2R。整个装置处于磁感应强度大小为B，方向竖直向上的匀强磁场中。当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下以速度v1沿导轨匀速运动时，cd杆也正好以速度v2向下匀速运动。重力加速度为g。以下说法正确的是（　 　） A．ab杆所受拉力F的大小为μmg＋ B．cd杆所受摩擦力为零 C．回路中的电流为 D．μ与v1大小的关系为μ＝ （变式训练3）如图所示，间距为L的光滑M、N金属轨道水平平行放置，ab是电阻为R0的金属棒，可紧贴导轨滑动，导轨右侧连接水平放置的平行板电容器，板间距为d，板长也为L，导轨左侧接阻值为R的定值电阻，其他电阻忽略不计。轨道处的磁场方向垂直轨道平面向下，电容器处的磁场垂直纸面向里，磁感应强度均为B。当ab以速度v0向右匀速运动时，一带电量大小为q的颗粒以某一速度从紧贴A板左侧平行于A板进入电容器内，恰好做匀速圆周运动，并刚好从C板右侧边缘离开。求： （1）AC两板间的电压U； （2）带电颗粒的质量m； （3）带电颗粒的速度大小v。 四．电磁感应的图象问题 1．图象问题的特点 考查方式比较灵活，有时根据电磁感应现象发生的过程，确定图象的正确与否，有时依据不同的图象，进行综合计算。 2．解题关键 弄清初始条件，正、负方向的对应，变化范围，所研究物理量的函数表达式，进出磁场的转折点是解决问题的关键。 3．解决图象问题的一般步骤 （1）明确图象的种类，即是B－t图还是Φ－t图，或者E－t图，I－t图等。 （2）分析电磁感应的具体过程。 （3）用右手定则或楞次定律确定方向对应关系。 （4）结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿定律等规律写出函数关系式。 （5）根据函数关系式，进行数学分析，如分析斜率的变化、截距等。 （6）画图象或判断图象。 特别提醒：对图象的理解，应做到“四明确一理解” （1）明确图象所描述的物理意义：明确各种“＋”“－”的含义；明确斜率的含义；明确图象和电磁感应过程之间的对应关系。 （2）理解三个相似关系及其各自的物理意义：v、Δv、，B、ΔB、，Φ、ΔΦ、。 、、分别反映了v、B、Φ变化的快慢。 例4．如图甲所示，圆形线圈位于随时间t变化的匀强磁场中，磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示。取磁场垂直纸面向里为正，线圈中感应电流i顺时针方向为正，则i－t图线正确的是（　 　） （变式训练4）（多选）如图，方向竖直向下的匀强磁场中有两根位于同一水平面内的足够长的平行金属导轨，两相同的光滑导体棒ab、cd静止在导轨上。t＝0时，棒ab以初速度v0向右滑动。运动过程中，ab、cd始终与导轨垂直并接触良好，两者速度分别用v1、v2表示，回路中的电流用I表示。下列图象中可能正确的是（　 　） 　　 A　　　　　　　　　　B 　　 C　　　　　　　　　　D 五．电磁感应中的能量转化问题分析 1．过程分析 （1）电磁感应现象中产生感应电流的过程，实质上是能量的转化过程。 （2）电磁感应过程中产生的感应电流在磁场中必定受到安培力的作用，因此，要维持感应电流的存在，必须有“外力”克服安培力做功。此过程中，其他形式的能转化为电能。“外力”克服安培力做了多少功，就有多少其他形式的能转化为电能。 （3）当感应电流通过用电器时，电能又转化为其他形式的能量。安培力做功的过程，是电能转化为其他形式能的过程，安培力做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能。 2．求解思路 （1）利用安培力做的功求解：电磁感应中产生的电能等于克服安培力所做的功； （2）利用能量守恒求解：若只有电能与机械能的转化，则机械能的减少量等于产生的电能； （3）利用电路特征求解：即根据电路结构直接计算电路中所产生的电能。 例5．如图所示，电动机牵引一根原来静止的、长l＝1 m、质量m＝0.1 kg、电阻R＝1 Ω的导体棒MN向上运动，导体棒靠在处于磁感应强度B＝1 T、竖直放置的框架上。当导体棒上升高度h＝3.8 m时获得稳定速度，导体棒产生的热量为2 J。电动机牵扯引棒时，电压表、电流表的读数分别为7 V、1 A并保持不变。电动机内阻r＝1 Ω，不计框架电阻及一切摩擦，取g＝10 m/s2。求： （1）棒获得的稳定速度的大小； （2）棒从静止达到稳定速度所需要的时间。 1．如图所示为“跳环实验”的实验装置，将一个带较长铁芯的线圈L、开关S和直流电源用导线连接起来后，将一金属套环置于线圈L上，且使铁芯穿过套环，闭合开关S的瞬间，套环立刻沿铁芯竖直跳起一定高度，待电路稳定又落下来。某同学由此实验受到启发，设想在此实验的基础上进行改进，使套环跳起后不落下来，悬在线圈正上方，成为一个“磁悬浮环”，下列哪种方案可能实现他的设想（　 　） A．增大直流电源的电压 B．选用匝数更多的线圈 C．把直流电源换成交流电源 D．选用质量较小的金属套环 2．如图，在同一水平面内有两根平行长导轨，导轨间存在依次相邻的矩形匀强磁场区域，区域宽度均为l，磁感应强度大小相等、方向交替向上向下。一边长为l的正方形金属线框在导轨上向左匀速运动。线框中感应电流i随时间t变化的正确图线可能是（　 　） 　　　　　　 A　　　　　　　　B　　　　　　　C　　　　　　　　D 3．（多选）如图（a），在同一平面内固定有一长直导线PQ和一导线框R，R在PQ的右侧。导线PQ中通有正弦交流电i，i的变化如图（b）所示，规定从Q到P为电流正方向。导线框R中的感应电动势（　 　） 　 　 　 图（a） 　 　 　 　 　 　　图（b） A．在t＝时为零 B．在t＝时改变方向 C．在t＝时最大，且沿顺时针方向 D．在t＝T时最大，且沿顺时针方向 4．（多选）空间存在一方向与纸面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，其边界如图（a）中虚线MN所示。一硬质细导线的电阻率为ρ、横截面积为S，将该导线做成半径为r的圆环固定在纸面内，圆心O在MN上。t＝0时磁感应强度的方向如图（a）所示；磁感应强度B随时间t的变化关系如图（b）所示。则在t＝0到t＝t1的时间间隔内（　 　） 　　　　 图（a） 　 　 　 　 　 　　图（b） A．圆环所受安培力的方向始终不变 B．圆环中的感应电流始终沿顺时针方向 C．圆环中的感应电流大小为 D．圆环中的感应电动势大小为 5．图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图，L1和L2为电感线圈。实验时，断开开关S1瞬间，灯 A1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S2，灯 A2逐渐变亮，而另一个相同的灯 A3立即变亮，最终 A2与 A3的亮度相同。下列说法正确的是（　 　） A．图1中，A1与L1的电阻值相同 B．图1中，闭合S1，电路稳定后，A1中电流大于L1中电流 C．图2中，变阻器R与L2的电阻值相同 D．图2中，闭合S2瞬间，L2中电流与变阻器R中电流相等 6．（多选）如图，两条光滑平行金属导轨固定，所在平面与水平面夹角为θ，导轨电阻忽略不计。虚线ab、cd均与导轨垂直，在ab与cd之间的区域存在垂直于导轨所在平面的匀强磁场。将两根相同的导体棒PQ、MN先后自导轨上同一位置由静止释放，两者始终与导轨垂直且接触良好。已知PQ进入磁场时加速度恰好为零。从PQ进入磁场开始计时，到MN离开磁场区域为止，流过PQ的电流随时间变化的图象可能正确的是（　 　） 　　　　　　 A　　　　　　　 B　　　　　　　C　　　　　　 D 7．（多选）航母上飞机弹射起飞所利用的电磁驱动原理如图所示。当固定线圈上突然通过直流电流时，线圈左侧的金属环被弹射出去。现在线圈左侧同一位置，先后放上用横截面积相等的铜和铝导线制成的形状、大小相同的两个闭合环，电阻率ρ铜<ρ铝。则合上开关S的瞬间（　 　） A．从右侧看，环中产生沿逆时针方向的感应电流 B．铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力 C．电池正、负极调换后，金属环仍能向左弹射 D．若将金属环置于线圈右侧，环将向右弹射 8．（多选）如图（a）所示，在t＝0时刻，质量为m、边长为L、电阻为R的正方形金属线框以速度v0进入宽度为L、磁感应强度为B的有界匀强磁场区域。在t＝t1时刻，线框恰好全部进入磁场且速度减小为v1；此时对线框施加一沿运动方向的力F，使线框在t＝2t1时刻恰好完全离开磁场。该过程中线圈的v－t图象如图（b）所示，图象关于t＝t1对称。下列说法正确的是（　 　） A．线框进入磁场和穿出磁场的过程，感应电流的方向相同 B．线框进入磁场和穿出磁场的过程，受到安培力的方向相同 C．线框进入磁场的过程，通过导体横截面的电荷量为 D．线框穿出磁场的过程中，外力F所做的功为m（v－v） 9．如图所示，匀强磁场中有一个用软导线制成的单匝闭合线圈，线圈平面与磁场垂直。已知线圈的面积S＝0.3 m2、电阻R＝0.6 Ω，磁场的磁感应强度B＝0.2 T。现同时向两侧拉动线圈，线圈的两边在Δt＝0.5 s时间内合到一起。求线圈在上述过程中： （1）感应电动势的平均值E； （2）感应电流的平均值I，并在图中标出电流方向； （3）通过导线横截面的电荷量q。 第16讲 电磁感应复习 适用学科 物理 适用年级 高二 完成情况 完成评分 1．如图，在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨，导轨平面与磁场垂直。金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS，一圆环形金属线框T位于回路围成的区域内，线框与导轨共面。现让金属杆PQ突然向右运动，在运动开始的瞬间，关于感应电流的方向，下列说法正确的是（　 　） A．PQRS中沿顺时针方向，T中沿逆时针方向 B．PQRS中沿顺时针方向，T中沿顺时针方向 C．PQRS中沿逆时针方向，T中沿逆时针方向 D．PQRS中沿逆时针方向，T中沿顺时针方向 2．在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一圆形导体环。规定导体环中电流的正方向如图甲所示，磁场方向竖直向上为正。当磁感应强度B 随时间 t 按图乙变化时，下列能正确表示导体环中感应电流随时间变化情况的是（　 　） 3．（多选）等离子气流由左方连续以速度v0射入P1和P2两板间的匀强磁场中，ab直导线与P1、P2相连接，线圈A与直导线cd连接。线圈A内有随图乙所示变化的磁场，且磁场B的正方向规定为向左，如图甲所示，则下列叙述正确的是（　 　） A．0～1 s内ab、cd导线互相排斥 B．1～2 s内ab、cd导线互相吸引 C．2～3 s内ab、cd导线互相吸引 D．3～4 s内ab、cd导线互相排斥 4．（多选）在如图甲所示的电路中，螺线管匝数n＝5 000匝，横截面积S＝20 cm2，螺线管导线电阻r＝1.0 Ω，R1＝4.0 Ω，R2＝5.0 Ω，在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度按如图乙所示的规律变化（规定磁感应强度B向下为正），则下列说法中正确的是（　 　） A．螺线管中产生的感应电动势为1 V B．闭合S，电路中的电流稳定后，电阻R1的电功率为5×10－2 W C．电路中的电流稳定后电容器下极板带负电 D．S断开后，流经R2的电流方向由下向上 答案 第16讲 适用区域 江苏 适用年级 高二 例1　【答案】　B 解题指导：灵活运用楞次定律的扩展含义，是解答该类问题的有效途径。 解析：胶木盘A由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动，形成环形电流，环形电流的大小增大，根据右手螺旋定则知，通过B线圈的磁通量向下，且增大，根据楞次定律，感应电流的磁场要阻碍磁通量的增大，由楞次定律的扩展含义知金属环的面积有缩小的趋势，且有向上的运动趋势，所以丝线的拉力减小。故B正确，A、C、D错误。故选B。 〔变式训练1〕【答案】　AD　 解析：根据安培定则，开关闭合时铁芯上产生水平向右的磁场。 A对：开关闭合后的瞬间，根据楞次定律，直导线上将产生由南向北的电流，根据安培定则，直导线上方的磁场垂直纸面向里，故小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动。 B、C错：开关闭合并保持一段时间后，直导线上没有感应电流，故小磁针的N极指北。 D对：开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，根据楞次定律，直导线上将产生由北向南的电流，这时直导线上方的磁场垂直纸面向外，故小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动。 例2　【答案】1 m/s 解题指导：产生感应电动势的那部分电路应等效为电源，其余部分视为外电路，必要时可画出等效电路图，再根据电路知识进行分析求解。 解析：假如电流表满偏，则定值电阻R2两端的电压为U＝IR并＝3× V＝15 V，超过电压表的量程，故假设不成立。 假如电压表满偏，则通过电流表的电流是I2＋I0＝ A＋ A＝2 A，小于电流表的量程，符合题意。 金属杆ab切割磁感线产生的电动势E＝BLv 金属杆ab相当于电源，有E＝U＋(I2＋I0)R1 金属杆ab达到稳定速度时，F＝F安＝(I2＋I0)LB 联立解得v＝1 m/s 答案：1 m/s 〔变式训练2〕【答案】(1)BL2ω　(2)　从左向右　(3) 解析：(1)(2)导体棒Oa匀速转动，产生的感应电动势： E＝Bl＝BL＝BL2ω， 电路中只有电阻R，其余电阻都不计，则Oa端的电势差为：BL2ω； (2)回路中感应电流：I＝＝， 由右手定则可知，流过电阻R的电流从左流向右； (3)外力功率等于电阻R消耗的电功率：P＝＝。 例3　【答案】　AD 解题指导：(1)ab杆切割磁感线产生感应电动势，cd杆运动方向与磁场平行，不产生感应电动势。(2)对ab杆和cd杆分别进行受力分析，列平衡方程求解。 解析：当ab杆向右以速度v1匀速运动时，切割磁感线产生动生电动势E1＝BLv1，cd杆竖直向下运动不切割磁感线E2＝0，所以回路中电流I＝＝，故选项C错误；由右手定则可知电流方向为a→b→d→c→a，由左手定则可知ab杆所受安培力水平向左，cd杆所受安培力水平向右。 对ab杆受力分析，可得： F＝μmg＋F安＝μmg＋，故选项 A正确； 对cd杆受力分析，可知：mg＝μF安＝μ得：μ＝，故选项B错误D正确。 〔变式训练3〕【答案】(1)　(2)　(3) 解析：(1)由法拉第电磁感应定律，ab棒的电动势为：E＝BLv0 设AC间的电压为U，由闭合电路欧姆定律，得：I＝，又U＝IR 解得：U＝ (2)带电颗粒恰好做匀速圆周运动，则重力与电场力平衡有：q＝mg 解得：m＝ (3)颗粒做匀速圆周运动，由牛顿第二定律可得：qvB＝m 颗粒运动轨迹如图所示，由几何关系可得：L2＋(r－d)2＝r2 解得：v＝ 例4　【答案】　D 解题指导：本题中线圈面积不变，磁场随时间变化产生感应电流，根据楞次定律和法拉第电磁感应定律判定。 解析：设圆形线圈的匝数为n，线圈回路的面积为S，总电阻为R，根据法拉第电磁感应定律E＝n＝nS，线圈电流i＝，得：在0～2 s内，回路中电流大小恒为i＝，沿逆时针方向，图像在横轴下方；在2～3秒内，磁场强弱不变，即为零，i＝0；在3～4秒内，电流大小恒为i＝，沿顺时针方向，图像出现在横轴上方。选项D正确。 〔变式训练4〕【答案】　AC　 解析：导体棒ab运动，切割磁感线，产生感应电流(从上向下看为逆时针)，导体棒ab受阻力F作用，速度减小， 导体棒cd受安培力F′作用，速度变大。如图所示。 由E＝Blv知，感应电动势E随速度v的减小而减小，则感应电流非均匀变化。当两棒的速度相等时，回路上感应电流消失，两棒在导轨上以共同速度做匀速运动。系统的动量守恒，则mv0＝2mv共，v共＝。故A、C正确，B、D错误。 例5　【答案】(1)2 m/s　(2)1 s 解题指导：(1)电动机工作时，电能转化为机械能和电动机内阻的内能。 (2)棒达到稳定速度时，受力平衡，牵引力＝安培力＋重力。 (3)电动机输出的电路＝导体棒增加的机械能＋导体棒产生的热量。 解析：导体棒MN在电动机牵引下上升，切割磁感线产生感应电动势E＝Blv，回路中出现感应电流I′＝，棒受到安培力F′＝BI′l＝；达到稳定速度时，棒受力平衡，牵引力F＝F′＋mg＝＋mg ① (1)对电动机有IU－I2r＝Fv ② 其中I＝1 A，U＝7 V，r＝1 Ω，B＝1 T，l＝1 m，m＝0.1 kg，R＝1 Ω，①②式联立，且代入数据即可求得棒所达到的稳定速度v＝2 m/s。 (2)在棒从静止到速度稳定的过程中，对棒应用能量守恒定律有Fvt＝mgh＋mv2＋Q ③ 其中h＝3.8 m，Q＝2 J，m＝0.1 kg，①②③式联立解得完成此过程所需时间t＝1 s。 课堂练习 1．【答案】　C 解析：增大直流电源的电压，在套环中产生的感应电流更大，跳起更高，但还会掉下来，故 A错误。选用匝数更多的线圈，在套环中产生的感应电流更大，跳起更高，但还会掉下来，故B错误。把直流电源换成交流电源，则在线圈中始终有感应电流产生，则套环总受安培力作用，这样可以使套环跳起后不落下来，成为一个”磁悬浮环”，选项C正确；选用质量较小的金属套环，只是跳起更高，但还会掉下来，故D错误。 2．　【答案】D 解析：设线路中只有一边切割磁感线时产生的感应电流为i。 线框位移 等效电路的连接 电流 0～ I＝2i(顺时针) ～l I＝0 l～ I＝2i(逆时针) ～2l I＝0 分析知，只有选项D符合要求。 3．【答案】　AC　 解析：A对：在t＝时，交流电图线斜率为0，即磁场变化率为0，由E＝＝S知，E＝0。C对，B、D错：在t＝和t＝T时，图线斜率最大，在t＝和t＝T时感应电动势最大。在到之间，电流由Q向P减弱，导线在R处产生垂直纸面向里的磁场，且磁场减弱，由楞次定律知，R产生的感应电流的磁场方向也垂直纸面向里，即R中感应电动势沿顺时针方向，同理可判断在到时，R中电动势也为顺时针方向，在T到T时，R中电动势为逆时针方向。 4．【答案】　BC 解析：A错：由于通过圆环的磁通量均匀变化，故圆环中产生的感应电动势、感应电流的大小和方向不变，但t0时刻磁场方向发生变化，故安培力方向发生变化。B对：根据楞次定律，圆环中感应电流的方向始终沿顺时针方向。C对，D错：根据法拉第电磁感应定律，感应电动势E＝·S′＝·＝，根据闭合电路欧姆定律知，电流I＝＝＝。 5．【答案】　C　 解析：题图1中，稳定时通过 A1的电流记为IL，通过L1的电流记为I1。S1断开瞬间， A1突然变亮，可知IL>I1，因此 A1和L1电阻不相等，所以A、B错误；题图2中，闭合S2时，由于自感作用，通过L2与 A2的电流I2会逐渐增大，而通过R与 A3的电流I3立即变大，因此电流不相等，所以D错误；由于最终 A2与 A3亮度相同，所以两支路电流I相同，根据部分电路欧姆定律，两支路电压U与电流I均相同，所以两支路电阻相同。由于 A2、 A3完全相同，故变阻器R与L2的电阻值相同，所以C正确。 6．【答案】　AD　 解析：PQ刚进入磁场时，加速度为零，则mgsinθ＝BIL，I＝，即电流恒定；且由题意知，MN刚进入磁场时与PQ刚进入磁场时速度相同。 情形1：若MN刚进入磁场时，PQ已离开磁场区域，则对MN，由mgsinθ＝BIL及右手定则知，通过PQ的电流大小不变，方向相反，故I­t图象如图 A所示。 情形2：若MN刚进入磁场时，PQ未离开磁场区域，由于两导体棒速度相等，产生的电动势等大、反向，故电流为0，但两棒在重力作用下均加速直至PQ离开磁场，此时MN为电源，由E＝BLv，I＝，BIL－mgsinθ＝ma知，MN减速，电流减小，可能的I­t图象如图D所示。 7．【答案】　BCD　 解析：合上开关S的瞬间，金属环中向右的磁通量增大，根据楞次定律，从右侧看，环中产生沿顺时针方向的感应电流，选项 A错误。由于电阻率ρ铜<ρ铝，先后放上用横截面积相等的铜和铝导线制成的形状、大小相同的两个闭合环，铜环中产生的感应电流大于铝环中产生的感应电流，由安培力公式可知，铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力，选项B正确。根据楞次定律的推广含义可知选项C、D正确。 8．【答案】　BC　 解析：根据楞次定律可得，线框进入磁场过程中的电流方向为顺时针，出磁场过程中的电流方向为逆时针， A错误；根据左手定则可知，线框进入磁场和穿出磁场的过程，受到安培力的方向均向左，B正确；根据电荷量的经验公式可得q＝＝，所以线框进入磁场的过程，通过导体横截面的电荷量为，C正确；线框穿出磁场的过程中，外力F和安培力的合力所做的功为m(v－v)，D错误。 9．【答案】 (1)0.12 V　(2)0.2 A(电流方向见图)　(3)0.1 C 解析：(1)感应电动势的平均值　E＝ 磁通量的变化　ΔΦ＝BΔS 解得　E＝ 代入数据得　E＝0.12 V (2)平均电流　I＝ 代入数据得　I＝0.2 A(电流方向如下图) (3)电荷量　q＝IΔt 代入数据得　q＝0.1 C 1． 【答案】D　 解析：金属杆PQ向右切割磁感线，根据右手定则可知PQRS中感应电流沿逆时针方向；原来T中的磁场方向垂直于纸面向里，金属杆PQ中的感应电流产生的磁场方向垂直于纸面向外，使得穿过T的磁通量减小，根据楞次定律可知T中产生顺时针方向的感应电流，综上所述，可知ABC项错误，D项正确。 2．【答案】　B　 解析：根据法拉第电磁感应定律有：E＝n＝nS，因此在面积、匝数不变的情况下，感应电动势与磁场的变化率成正比，即与B－t图象中的斜率成正比，由图象可知：0～2 s，斜率不变，故形成的感应电流不变，根据楞次定律可知感应电流方向顺时针即为正值，而2～4 s斜率不变，电流方向为逆时针，即为负值，故ACD错误，B正确，故选B。 3．【答案】　BD　 解析：由左手定则，可判定等离子气流中的正离子向上极板偏转，负离子向下极板偏转，所以ab中电流方向是由a向b的。在第1 s内，线圈A内磁场方向向右，磁感应强度减小，由楞次定律可知感应电流的方向是由c向d的，由同向电流相互吸引，异向电流相互排斥，可知两导线相互吸引， A错；在第2 s内，线圈A内磁场方向向左，磁感应强度增加，由楞次定律可知感应电流的方向是由c向d的，由同向电流相互吸引，异向电流相互排斥，可知两导线相互吸引，B正确；同理可以判断其他选项，故正确选项为B、D。 4．【答案】　AD　 解析：根据法拉第电磁感应定律：E＝n＝nS；代入数据可求出：E＝1 V，故 A正确；根据全电路欧姆定律，有：I＝＝ A＝0.1 A；根据P＝I2R1得：P＝0.12×4 W＝4×10－2W，故B错误；根据楞次定律可知，螺线管下端电势高，则电流稳定后电容器下极板带正电，故C错误；S断开后，电容器经过电阻R2放电，因下极板带正电，则流经R2的电流方向由下向上，故D正确；故选AD。 5 / 6 学科网（北京）股份有限公司 $$