PAGEPAGE14法拉第電磁感應定律第1課時?當穿過線圈的磁通量發生變更時,下列說法正確的是 ()A.線圈中肯定有感應電流B.線圈中肯定有感應電動勢C.感應電動勢的大小跟磁通量的變更量成正比D.感應電動勢的大小跟線圈的電阻有關?(多選)無線電力傳輸目前取得重大突破,如手機無線充電系統,這種系統基于電磁感應原理可無線傳輸電力.兩個感應線圈可以放置在左、右相鄰或上、下相對的位置,原理示意圖如圖4-4-1所示.下列說法正確的是 ()圖4-4-1A.只要A線圈中輸入電流,B線圈中就會產生感應電動勢B.只有A線圈中輸入變更的電流,B線圈中才會產生感應電動勢C.A線圈中電流越大,B線圈中感應電動勢越大D.A線圈中電流變更越快,B線圈中感應電動勢越大?關于感應電動勢的大小,下列說法正確的是 ()A.穿過線圈的磁通量Φ越大,所產生的感應電動勢就越大B.穿過線圈的磁通量的變更量ΔΦ越大,所產生的感應電動勢就越大C.穿過線圈的磁通量的變更率ΔΦΔtD.穿過線圈的磁通量Φ等于0,所產生的感應電動勢就肯定為0?如圖4-4-2所示,在磁感應強度為B、方向垂直于平行金屬導軌平面對里的勻強磁場中,金屬桿MN在導軌上以速度v向右勻速滑動,MN中產生的感應電動勢為E1;若磁感應強度增為2B,其他條件不變,MN中產生的感應電動勢變為E2,則通過電阻R的電流方向及E1與E2之比E1∶E2分別為 ()圖4-4-2A.c→a,2∶1 B.a→c,2∶1C.a→c,1∶2 D.c→a,1∶2?一閉合線圈放在隨時間勻稱變更的磁場中,線圈平面和磁場方向垂直.若想使線圈中的感應電流增加一倍,下述方法可行的是 ()A.使線圈匝數增加一倍B.使線圈面積增加一倍C.使線圈匝數削減一半D.使磁感應強度的變更率增大一倍?(多選)閉合回路的磁通量Φ隨時間t的變更圖像如圖4-4-3所示,關于回路中產生的感應電動勢,下列說法中正確的是 ()圖4-4-3A.圖甲對應的回路中感應電動勢恒為零B.圖乙對應的回路中感應電動勢恒定不變C.圖丙對應的回路中0~t1時間內感應電動勢小于t1~t2時間內感應電動勢D.圖丁對應的回路中感應電動勢先變大后變小?如圖4-4-4所示,MN、PQ為水平放置的兩條平行的金屬導軌,左端接有阻值為R的定值電阻,金屬棒斜放在兩導軌上,與導軌接觸良好,兩接觸點之間的距離ab=L.磁感應強度為B的勻強磁場垂直于導軌平面,設金屬棒與兩導軌間的夾角為60°,棒以速度v水平向右勻速運動,不計導軌和棒的電阻,則流過金屬棒的電流為 ()圖4-4-4A.I=BLvB.I=3C.I=BLvD.I=3?(多選)如圖4-4-5所示,一導線彎成半徑為r的半圓形閉合回路,虛線MN右側有磁感應強度為B的勻強磁場,磁場方向垂直于閉合回路所在的平面,閉合回路以速度v向右勻速進入磁場,直徑CD始終與MN垂直.從D點到達虛線邊界起先到C點進入磁場為止,下列結論正確的是 ()圖4-4-5A.感應電流方向始終不變B.CD段直導線始終不受安培力C.感應電動勢最大值Em=BrvD.感應電動勢平均值E=14π?如圖4-4-6所示,兩個端面半徑同為R的圓柱形鐵芯共軸水平放置,相對的端面之間有一縫隙,鐵芯上繞有導線且導線與電源連接,在縫隙中形成一勻強磁場.一銅質細直棒ab水平置于縫隙中,且與圓柱的軸線等高、垂直.讓銅棒由靜止起先自由下落,銅棒下落距離為0.2R時銅棒中的感應電動勢大小為E1,下落距離為0.8R時銅棒中的感應電動勢大小為E2,忽視邊緣效應.關于E1、E2的大小和銅棒離開磁場前兩端的極性,下列推斷正確的是 ()圖4-4-6A.E1>E2,a端為正極B.E1>E2,b端為正極C.E1<E2,a端為正極D.E1<E2,b端為正極[2024·蘭州一中高二期末]如圖4-4-7甲所示,螺線管內有一平行于軸線的勻強磁場,規定圖中箭頭所示方向為磁感應強度B的正方向,螺線管與U形導線框cdef相連,導線框cdef內有一半徑很小的金屬圓環L,圓環與導線框cdef在同一平面內.當螺線管內的磁感應強度隨時間按圖乙所示規律變更時 ()圖4-4-7A.在t1時刻,穿過金屬圓環L的磁通量最大B.在t2時刻,穿過金屬圓環L的磁通量最小C.在t1~t2時間內,金屬圓環L內有逆時針方向的感應電流D.在t1~t2時間內,金屬圓環L有收縮趨勢如圖4-4-8所示,導線全部為裸導線,半徑為r的圓環內有垂直于紙面的勻強磁場,磁感應強度為B,一根長度大于2r的導線MN以速度v在圓環上無摩擦地自左向右勻速滑動,電路中的定值電阻阻值為R,其余部分電阻忽視不計.在MN從圓環的左端到右端的過程中,定值電阻上的電流的平均值為,通過的電荷量為.

圖4-4-8[2024·江西師大附中高二檢測]如圖4-4-9甲所示,平行金屬導軌MN、PQ放置于同一水平面內,導軌電阻不計,兩導軌間距d=10cm,導體棒ab、cd放在導軌上,并與導軌垂直,每根棒在導軌間的部分電阻均為R=1.0Ω.用長為l=20cm的絕緣絲線將兩棒系住,整個裝置處在勻強磁場中.t=0時刻,磁場方向豎直向下,絲線剛好處于未被拉伸的自然狀態,此后磁感應強度B隨時間t的變更規律如圖乙所示.不計感應電流磁場的影響,整個過程中絲線未被拉斷.求:(1)0~2.0s時間內電路中感應電流的大小與方向;(2)t=1.0s時刻絲線的拉力大小.圖4-4-9第2課時?(多選)如圖4-4-10所示,閉合開關S,將條形磁鐵插入閉合線圈中,第一次用時0.2s,其次次用時0.4s,并且兩次磁鐵的起始和終止位置相同,則 ()圖4-4-10A.第一次線圈中的磁通量變更較快B.第一次電流表G的最大偏轉角較大C.其次次電流表G的最大偏轉角較大D.若斷開開關S,電流表G均不偏轉,故兩次線圈兩端均無感應電動勢?(多選)單匝矩形線圈在勻強磁場中勻速運動,轉軸垂直于磁場,若通過線圈的磁通量隨時間變更的規律如圖4-4-11所示,則O~D過程中()圖4-4-11A.O時刻線圈中感應電動勢最大B.D時刻線圈中感應電動勢為零C.D時刻線圈中感應電動勢最大D.O至D時間內線圈中平均感應電動勢為0.4V?(多選)某地的地磁場磁感應強度的豎直重量方向向下,大小為4.5×10-5T.一靈敏電壓表連接在當地入海河段的兩岸,河寬100m,該河段漲潮和落潮時有海水(視為導體)流過.設落潮時,海水自西向東流,流速為2m/s.下列說法正確的是 ()A.電壓表記錄的電壓為9mVB.電壓表記錄的電壓為5mVC.河北岸的電勢較高D.河南岸的電勢較高?如圖4-4-12所示,粗細勻稱、電阻為r的金屬圓環固定在圖示的勻強磁場中,磁感應強度為B,圓環直徑為l;長為l、電阻為r2的金屬棒放在圓環上,并以速度v0向左勻速運動.當金屬棒運動到圖示虛線位置時,金屬棒兩端的電壓為(圖4-4-12A.0B.Blv0 C.Blv02?如圖4-4-13所示,一正方形線圈的匝數為n,邊長為a,線圈平面與勻強磁場方向垂直,且一半處在磁場中.在Δt時間內,磁感應強度的方向不變,大小由B勻稱地增大到2B.在此過程中,線圈中產生的感應電動勢為()圖4-4-13A.Ba22ΔtC.nBa2Δt?如圖4-4-14所示,在豎直向下的勻強磁場中,將一水平放置的金屬棒ab以水平的初速度v0拋出,設在整個過程中棒始終保持水平且不計空氣阻力,則金屬棒中產生的感應電動勢大小變更狀況是 ()圖4-4-14A.越來越大 B.越來越小C.保持不變 D.無法推斷?(多選)如圖4-4-15所示,一端接有定值電阻的平行金屬軌道固定在水平面內,通有恒定電流的長直絕緣導線垂直并緊靠軌道固定,導體棒與軌道垂直且接觸良好,在向右勻速通過M、N兩區的過程中,導體棒所受安培力分別用FM、FN表示.不計軌道電阻.以下敘述正確的是 ()圖4-4-15A.FM向右B.FN向左C.FM漸漸增大D.FN漸漸減小?(多選)如圖4-4-16所示,正方形線框的左半側處在磁感應強度為B的勻強磁場中,磁場方向與線框平面垂直,線框的對稱軸MN恰與磁場邊界平齊.若第一次將線框從磁場中以恒定速度v1向右勻速拉出,其次次讓線框繞軸MN以線速度v2勻速轉過90°,兩次過程中線框產生的平均感應電動勢相等,則 ()圖4-4-16A.兩種狀況下產生的感應電流方向相同B.兩種狀況下產生的感應電流方向不同C.v1∶v2=2∶πD.v1∶v2=2∶1?始終升機停在南半球的地磁極上空.該處地磁場的方向豎直向上,磁感應強度為B.直升機螺旋槳葉片的長度為l,螺旋槳轉動的頻率為f,順著地磁場的方向看螺旋槳,螺旋槳按順時針方向轉動.螺旋槳葉片的近軸端為a,遠軸端為b,如圖4-4-17所示.假如忽視a到轉軸中心線的距離,用E表示每個葉片中的感應電動勢,則 ()圖4-4-17A.E=πfl2B,且a點電勢低于b點電勢B.E=2πfl2B,且a點電勢低于b點電勢C.E=πfl2B,且a點電勢高于b點電勢D.E=2πfl2B,且a點電勢高于b點電勢(多選)如圖4-4-18甲所示,面積為0.1m2的10匝線圈EFG處于勻強磁場中,t=0時,磁場方向垂直于線圈平面對里,磁感應強度B隨時間t變更的規律如圖乙所示.已知線圈與右側電路接觸良好,電路中的電阻R=4Ω,電容器的電容C=10μF,線圈EFG的電阻為1Ω,其余部分電阻不計.當開關S閉合,電路穩定后,在t=0.1s至t=0.2s這段時間內 ()圖4-4-18A.電容器所帶的電荷量為8×10-5CB.通過電阻R的電流是2.5A,方向從b到aC.通過電阻R的電流是2A,方向從a到bD.電阻R消耗的電功率是0.16W[2024·西安交大附中期末]如圖4-4-19甲所示,導體棒MN置于水平導軌上,PQMN所圍的面積為S,P、Q之間有阻值為R的電阻,不計導軌和導體棒的電阻.導軌所在區域內存在沿豎直方向的勻強磁場,規定磁場方向豎直向上為正,在0~2t0時間內磁感應強度的變更狀況如圖乙所示,導體棒MN始終處于靜止狀態.下列說法正確的是 ()圖4-4-19A.在0~t0和t0~2t0時間內,導體棒受到的導軌的摩擦力方向相同B.在0~t0時間內,通過導體棒的電流方向為從N到MC.在t0~2t0時間內,通過電阻R的電流大小為SD.在0~t0時間內,通過電阻R的電荷量為S(多選)如圖4-4-20甲所示,線圈的匝數n=100匝,橫截面積S=50cm2,總電阻r=10Ω,沿軸向有勻強磁場,設圖示磁場方向為正,磁場的磁感應強度隨時間按如圖乙所示規律變更,則在起先的0.1s內()圖4-4-20A.穿過線圈的磁通量的變更量為0.25WbB.穿過線圈的磁通量的變更率為2.5×10-2Wb/sC.a、b兩點間的電壓為0D.在a、b間接一個志向電流表時,電流表的示數為0.25A如圖4-4-21甲所示,在水平面上有兩根足夠長的金屬導軌平行固定放置,導軌間距為L,左端通過導線與阻值為R的電阻連接;導軌上放一質量為m的金屬桿,金屬桿與導軌的電阻忽視不計;勻強磁場方向豎直向下.將與導軌平行的恒定拉力F作用在金屬桿上,桿由靜止起先運動且最終將做勻速運動.當變更拉力F的大小時,對應的勻速運動的速度v也會變更,v與F的關系如圖乙所示.(重力加速度g取10m/s2)(1)金屬桿在勻速運動之前做什么運動?(2)若m=0.5kg,L=0.5m,R=0.5Ω,則磁感應強度B為多大?(3)由v-F圖線的橫軸截距可求得什么物理量?其值為多少?圖4-4-21第1課時1.B[解析]穿過閉合電路的磁通量發生變更時才會產生感應電流,而感應電動勢與電路是否閉合無關,且感應電動勢的大小跟磁通量的變更率成正比,B正確.2.BD[解析]依據產生感應電動勢的條件,只有處于變更的磁場中,B線圈才能產生感應電動勢,A錯誤,B正確;依據法拉第電磁感應定律,感應電動勢的大小取決于磁通量的變更率,C錯誤,D正確.3.C[解析]依據法拉第電磁感應定律可知,感應電動勢的大小與磁通量的變更率ΔΦΔt成正比,與磁通量Φ及磁通量的變更量ΔΦ沒有必定聯系.當磁通量Φ很大時,感應電動勢可能很小,甚至為0;當磁通量Φ等于0時,磁通量的變更率可能很大,產生的感應電動勢可能很大,只有選項4.C[解析]由右手定則可知,金屬桿MN中產生的感應電流的方向為N→M,所以流過R的電流的方向為a→c,選項A、D錯誤.由E=BLv可知,兩次產生的感應電動勢之比為1∶2,選項B錯誤,選項C正確.5.D[解析]依據E=nΔΦΔt=nΔBΔtS求感應電動勢,當n、S發生變更時,線圈的電阻也發生了變更.若線圈匝數增加一倍,則電阻也增加一倍,感應電流不變,A錯誤;若線圈匝數削減一半,則感應電流也不變,C錯誤;若線圈面積增加一倍,則長度會變大,因此電阻也會變大,6.AB[解析]因E=ΔΦΔt,則可依據圖像斜率推斷感應電動勢的變更.圖甲中ΔΦΔt=0,即感應電動勢E=0;圖乙中ΔΦΔt=恒量,即感應電動勢E為一恒定值;圖丙中E前>E后;圖丁中圖像斜率的肯定值ΔΦΔt7.B[解析]金屬棒切割磁感線的有效長度為d=Lsin60°=32L,故感應電動勢E=Bdv=32BLv,由閉合電路的歐姆定律得I=ER=3BLv28.ACD[解析]在閉合回路進入磁場的過程中,穿過閉合回路的磁通量漸漸增大,依據楞次定律可推斷,感應電流的方向始終為逆時針方向,A正確.依據左手定則可推斷,CD段直導線受到向下的安培力,B錯誤.當半圓形閉合回路有一半進入磁場時,有效切割長度最大,為r,所以感應電動勢最大值Em=Brv,C正確.感應電動勢平均值E=ΔΦΔt=14π9.D[解析]通電導線在縫隙中產生的磁場方向向左,在銅棒下落過程,由右手定則可推斷,b端為正極.依據法拉第電磁感應定律得E=BLv,由幾何關系可知,L1=2R2-(0.2R)2=20.96R,L2=2R2-(0.8R)2=20.36R,依據v=2gh,則v1=2g·0.2R=2R,v2=2g·010.D[解析]依據B-t圖線斜率的變更可知,在t1~t2時間內,磁感應強度的變更率不斷變大,則螺線管內的感應電流不斷變大,依據楞次定律,在螺線管中的電流方向為由f到c,依據右手螺旋定則,穿過圓環的磁通量向紙外且在增大,則依據楞次定律,在金屬圓環中產生順時針方向的感應電流,金屬圓環有收縮的趨勢,故C錯誤,D正確;在t1時刻,穿過金屬圓環的磁通量為零,而在t2時刻,穿過金屬圓環的磁通量最大,故A、B錯誤.11.πBrv2[解析]由于磁通量的變更量ΔΦ=BΔS=Bπr2,完成這一變更所用的時間Δt=2r故感應電動勢的平均值E=ΔΦΔt所以定值電阻上的電流的平均值為I=ER=π通過定值電阻的電荷量為q=IΔt=πB12.(1)1.0×10-3Aa→c→d→b→a(2)1.0×10-5N[解析](1)由圖乙可知ΔBΔt=由法拉第電磁感應定律有E=ΔΦΔt=ΔBΔtS=2.則I=E2R=1.0×10-3由楞次定律可推斷,感應電流方向為a→c→d→b→a.(2)導體棒在水平方向上受絲線拉力和安培力而平衡.由圖乙可知,t=1.0s時,B=0.1T,則絲線的拉力F=F安=BId=1.0×10-5N.第2課時1.AB[解析]兩次的磁通量變更相同,第一次用時短,則第一次線圈中磁通量變更較快,故A正確;感應電動勢的大小與磁通量的變更率成正比,磁通量的變更率大,則感應電動勢大,產生的感應電流大,故B正確,C錯誤;斷開開關,電流表不偏轉,可知感應電流為零,但感應電動勢不為零,故D錯誤.2.ABD[解析]由法拉第電磁感應定律知,O至D時間內線圈中的平均感應電動勢E=ΔΦΔt=2×10-312×0.01V=0.4V,選項D正確.由感應電動勢的物理意義知,感應電動勢的大小由磁通量的變更率ΔΦΔt確定,而隨意時刻磁通量的變更率ΔΦΔt就是該時刻Φ-t圖像切線的斜率,由圖中可看出,O時刻處切線斜率最大,D時刻處切線斜率為零,3.AC[解析]依據法拉第電磁感應定律,感應電動勢E=BLv=9×10-3V,選項A正確,選項B錯誤;海水自西向東流淌相當于導體棒做切割磁感線運動,依據右手定則可推斷,河北岸的電勢高,河南岸的電勢低,選項C正確,選項D錯誤.4.D[解析]金屬棒產生的感應電動勢E=Blv0,金屬棒兩端的電壓為路端電壓.左、右兩側圓弧均為半圓,電阻均為r2,并聯后的電阻為外電路電阻,即R=r4,金屬棒在圓中部分的電阻為等效電源內阻,即r'=r2,故金屬棒兩端的電壓U=ER+5.B[解析]依據法拉第電磁感應定律可知,感應電動勢E=nΔΦΔt=nΔB·SΔt,這里的S指的是線圈在磁場中的有效面積,即S=a26.C[解析]金屬棒做切割磁感線運動的有效速度是與磁感應強度B垂直的分速度,由于金屬棒做切割磁感線運動的水平分速度不變,故感應電動勢不變.7.BCD[解析]依據安培定則可推斷,通電導線在M區產生豎直向上的磁場,在N區產生豎直向下的磁場.當導體棒勻速通過M區時,由右手定則和左手定則可知導體棒受到的安培力向左;當導體棒勻速通過N區時,由右手定則和左手定則可知導體棒受到的安培力也向左,選項A錯誤,選項B正確.設導體棒的電阻為r,軌道的寬度為L,導體棒產生的感應電流為I',則導體棒受到的安培力F安=BI'L=BBLvR+rL=B2L2vR+r,在導體棒從左到右勻速通過M區時,磁場由弱到強,所以FM漸漸增大;在導體棒從左到右勻速通過N區時,磁場由強到弱,所以F8.AC[解析]由楞次定律可知,兩種狀況下產生的感應電流方向相同,A正確,B錯誤.第一次將線框從磁場中以恒定速度v1向右勻速拉出,線框中的感應電動勢恒定,有E1=E1=Blv1;其次次讓線框繞軸MN以線速度v2勻速轉過90°,所需時間Δt=πr2v2=πl4v2,穿過線框的磁通量變更量ΔΦ=B·l·l2=12Bl2,產生的平均感應電動勢E2=ΔΦΔt=2Blv2π9.A[解析]螺旋槳葉片轉動切割磁感線產生感應電動勢,依據轉動切割模型有E=Bl0+ωl2,其中ω=2πf,則每個葉片上的感應電動勢為E=πfl2B.順著地磁場的方向看螺旋槳,螺旋槳按順時針方向轉動(類比于我們抬頭看天花板上的吊扇,吊扇的扇葉在按順時針方向轉動),利用右手定則,將每個葉片等效為一電源,依據“電流由電源的正極流出”可知,b為電源的正極,a為電源的負極,所