1、第四章 電磁感應(yīng)物理·選修32(人教版)電磁感應(yīng)第4節(jié)法拉第電磁感應(yīng)定律1將閉合多匝線圈置于僅隨時(shí)間變化的磁場(chǎng)中，線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直，關(guān)于線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，下列表述正確的是()A感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與線圈的匝數(shù)無(wú)關(guān)B穿過(guò)線圈的磁通量越大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大C穿過(guò)線圈的磁通量變化越快，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大D感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向始終相同解析：本題考查法拉第電磁感應(yīng)定律等知識(shí)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律EnS，在其他條件不變的情況下，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與線圈匝數(shù)成正比，A錯(cuò)；由上式可知，在n，S不變的情況下(穿過(guò)線圈的磁通量)變化越快，E越大，B錯(cuò)，C對(duì)；由于不知道原磁場(chǎng)的磁通

2、量是變大還是變小，所以也就不知道感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向是相同還是相反，D錯(cuò)答案：C2穿過(guò)閉合回路的磁通量隨時(shí)間t變化的圖象分別如圖中的甲丁所示下列關(guān)于回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的論述中正確的是()A圖甲中回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定不變B圖乙中回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一直在變大C圖丙中回路在0t1時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)小于在t1t2時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)D圖丁中回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)先變小后變大解析：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等于磁通量的變化率，得到在圖甲中的磁通量不變，所以不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤由數(shù)學(xué)知識(shí)得圖乙中的磁通量變化率是恒定的，所以產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是恒定的，選項(xiàng)B錯(cuò)誤圖

3、丙中回路在0t1時(shí)間內(nèi)與t1t2時(shí)間內(nèi)磁通量的變化率都是恒定的，故產(chǎn)生恒定的電動(dòng)勢(shì)，但是0t1時(shí)間內(nèi)的磁通量的變化率大于t1t2時(shí)間內(nèi)磁通量的變化率，所以前一段時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大于后一段時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤圖丁中的磁通量的變化率是先變小后變大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也是先變小后變大所以本題的正確選項(xiàng)應(yīng)該為D.答案：D3(2013·北京卷)如圖，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬桿MN在平行金屬導(dǎo)軌上以速度v向右勻速滑動(dòng)，MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E1；若磁感應(yīng)強(qiáng)度增為2B，其他條件不變，MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變?yōu)镋2.則通過(guò)電阻R的電流方向及E1與E2之

4、比E1E2分別為()Aca,21 Bac,21 Cac,12 Dca,12分析：本題是電磁感應(yīng)問(wèn)題，由右手定則判斷MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向，即可知道通過(guò)電阻R的電流方向MN產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式為EBLv，E與B成正比解析：由右手定則判斷可知，MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)镹M，則通過(guò)電阻R的電流方向?yàn)閍c.MN產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式為EBLv，其他條件不變，E與B成正比，則得E1E212.答案：C點(diǎn)評(píng)：本題關(guān)鍵要掌握楞次定律和切割感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式EBLv，并能正確使用，屬于基礎(chǔ)題4如下圖所示，平行導(dǎo)軌間有一矩形的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，細(xì)金屬棒PQ沿導(dǎo)軌從MN處勻速運(yùn)動(dòng)到MN的過(guò)程中，棒上感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E隨時(shí)間t變

5、化的圖象，可能正確的是()解析：金屬棒PQ在進(jìn)磁場(chǎng)前和出磁場(chǎng)后，不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，而在磁場(chǎng)中，由于勻速運(yùn)動(dòng)所以產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不變，故正確選項(xiàng)為A.答案：A5一矩形線框置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框平面與磁場(chǎng)方向垂直先保持線框的面積不變，將磁感應(yīng)強(qiáng)度在1 s時(shí)間內(nèi)均勻地增大到原來(lái)的兩倍接著保持增大后的磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，在1 s時(shí)間內(nèi)，再將線框的面積均勻地減小到原來(lái)的一半先后兩個(gè)過(guò)程中，線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的比值為()A. B1 C2 D4解析：設(shè)原磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，線框面積為S，第一次在1 s內(nèi)將磁感應(yīng)強(qiáng)度增大為原來(lái)的兩倍，即變?yōu)?B，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E1；第二次在1 s內(nèi)將線框面積均勻的減小到原來(lái)的一半，即變?yōu)镾

6、，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為E2，所以有1，選項(xiàng)B正確答案：B6一矩形線圈abcd位于一隨時(shí)間變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)，磁場(chǎng)方向垂直線圈所在的平面向里(如圖甲所示)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖乙所示以I表示線圈中的感應(yīng)電流(圖甲中線圈上箭頭方向?yàn)殡娏鞯恼较?，則圖丙中能正確表示線圈中電流I隨時(shí)間t變化規(guī)律的是()解析：01 s內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大，根據(jù)楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律可判定，感應(yīng)電流為逆時(shí)針(為負(fù)值)、大小為定值，A、B錯(cuò)誤；4 s5 s內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度恒定，穿過(guò)線圈abcd的磁通量不變化，無(wú)感應(yīng)電流，D錯(cuò)誤答案：C7設(shè)一單匝線圈內(nèi)磁通量變化情況如下圖所示，則線圈中(1)前3 s內(nèi)的平均感應(yīng)電

7、動(dòng)勢(shì)為_(kāi)(2)前4 s內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為_(kāi)(3)第4 s內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為_(kāi)解析：本題考查平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)由圖知00，30.3 Wb，40，根據(jù)公式E得：(1)前3 s內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E1 V0.1 V.(2)前4 s內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E20.(3)第4 s內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小即第3 s至第4 s內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，因?yàn)榈? s至第4 s內(nèi)磁通量是均勻變化的，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小不變所以第4 s內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E4 V0.3 V，即大小為0.3 V.答案：(1)0.1 V(2)0(3)0.3 V8如下圖所示，在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，將一水平放置的金屬棒ab以水平初速度v0拋出，設(shè)在整個(gè)過(guò)程中

8、棒的方向不變且不計(jì)空氣阻力，則在金屬棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小變化情況是()A越來(lái)越大B越來(lái)越小C保持不變 D無(wú)法判斷解析：金屬棒水平拋出后，在垂直于磁場(chǎng)方向上的速度不變，由EBLv知，電動(dòng)勢(shì)也不變，故C正確答案：C9(2013·安徽卷)如圖所示，足夠長(zhǎng)平行金屬導(dǎo)軌傾斜放置，傾角為37°，寬度為0.5 m，電阻忽略不計(jì)，其上端接一小燈泡，電阻為1 .一導(dǎo)體棒MN垂直于導(dǎo)軌放置，質(zhì)量為0.2 kg，接入電路的電阻為1 ，兩端與導(dǎo)軌接觸良好，與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5.在導(dǎo)軌間存在著垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.8 T將導(dǎo)體棒MN由靜止釋放，運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，

9、小燈泡穩(wěn)定發(fā)光，此后導(dǎo)體棒MN的運(yùn)動(dòng)速度以及小燈泡消耗的電功率分別為多少(重力加速度g取10 m/s2，sin 37°0.6)分析：當(dāng)導(dǎo)體棒所受合力為零時(shí)，導(dǎo)體棒做勻速直線運(yùn)動(dòng)，由平衡條件可以求出導(dǎo)體棒的速度；由EBLv求出導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，然后由閉合電路歐姆定律及電功率公式求出燈泡消耗的功率解析：導(dǎo)體棒做勻速直線運(yùn)動(dòng)，處于平衡狀態(tài)，由平衡條件得：mgsin mgcos 解得：v5 m/s；導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) EBLv, 電路電流 I，燈泡消耗的功率PI2R，解得：P1 W.答案：見(jiàn)解析點(diǎn)評(píng)：本題難度不大，由平衡條件即可求出導(dǎo)體棒的速度，應(yīng)用公式EBLv求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，然后

10、應(yīng)用歐姆定律及電功率公式即可求出燈泡功率10如右圖所示，兩足夠長(zhǎng)的光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置，相距為L(zhǎng)，一理想電流表與兩導(dǎo)軌相連，勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌平面垂直一質(zhì)量為m、有效電阻為R的導(dǎo)體棒在距磁場(chǎng)上邊界h處?kù)o止釋放導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場(chǎng)后，流經(jīng)電流表的電流逐漸減小，最終穩(wěn)定為I.整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好，且始終保持水平，不計(jì)導(dǎo)軌的電阻求：(1) 磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B；(2) 電流穩(wěn)定后，導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)速度的大小v；(3) 流經(jīng)電流表電流的最大值Im.解析：(1)電流穩(wěn)定后，導(dǎo)體棒做勻速運(yùn)動(dòng)：BILmg，解得：B.(2)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) EBLv，感應(yīng)電流 I，由解得：v.(3)由題意知，導(dǎo)體棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度

11、最大，設(shè)為vm.機(jī)械能守恒 mvmgh，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值 EmBLvm，感應(yīng)電流的最大值 Im ，解得：Im.答案：見(jiàn)解析11如右圖所示，用相同的均勻?qū)Ь€制成的兩個(gè)圓環(huán)a和b，已知b的半徑是a的兩倍，若在a內(nèi)存在著隨時(shí)間均勻變化的磁場(chǎng)，b在磁場(chǎng)外，MN兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為U；若該磁場(chǎng)存在于b內(nèi)，a在磁場(chǎng)外，MN兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為多少？(MN在連接兩環(huán)的導(dǎo)線的中點(diǎn)，該連接導(dǎo)線的長(zhǎng)度不計(jì))解析：磁場(chǎng)的變化引起磁通量的變化，從而使閉合電路產(chǎn)生感應(yīng)電流由題意，磁場(chǎng)隨時(shí)間均勻變化，設(shè)磁場(chǎng)的變化率為，a的半徑為r，則b的半徑為2r，線圈導(dǎo)線單位長(zhǎng)電阻為R0.線圈a的電阻為Ra2rR0，線圈b的電阻為Rb4rR

12、0.因此有Rb2Ra.當(dāng)線圈a在磁場(chǎng)中時(shí)，a相當(dāng)于電源，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，電動(dòng)勢(shì)為Ear2，當(dāng)線圈b在磁場(chǎng)中時(shí)，b相當(dāng)于電源，所以，Eb(2r)24Ea，U是a為電源時(shí)的路端電壓，由閉合電路歐姆定律，URb，設(shè)Ub是b為電源時(shí)的路端電壓，同理有UbRa，將上面各式聯(lián)立解得：Ub2U.答案：2U12勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.2 T，磁場(chǎng)寬度l3 m，一正方形金屬框邊長(zhǎng)adl1 m，每邊的電阻r0.2 ，金屬框以v10 m/s的速度勻速穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)，其平面始終保持與磁感線方向垂直，如下圖所示求：(1)畫(huà)出金屬框穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中，金屬框內(nèi)感應(yīng)電流的It圖線；(2)畫(huà)出ab兩端電壓的Ut圖線解析：線框的運(yùn)動(dòng)過(guò)程分為三個(gè)階段：第一階段cd相當(dāng)于電源，ab為等效外電路；第二階段cd和ab相當(dāng)于開(kāi)路時(shí)兩并聯(lián)的電源；第三階段ab相當(dāng)于電源，cd相當(dāng)于外電路，如下圖所示在第一階段，有I12.5 A.感應(yīng)電流