第四章 電磁感應(yīng)（教）

第四章電磁感應(yīng)1劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)2探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件課時(shí)演練·促提升A組1.如圖所示,一個(gè)矩形線圈與兩條通有相同大小電流的平行直導(dǎo)線處于同一平面,并且處在兩導(dǎo)線的中央,則()A.兩導(dǎo)線電流同向時(shí),穿過線圈的磁通量為零B.兩導(dǎo)線電流反向時(shí),穿過線圈的磁通量為零C.兩導(dǎo)線電流同向或反向,穿過線圈的磁通量都相等D.兩導(dǎo)線電流產(chǎn)生的磁場是不均勻的,不能判定穿過線圈的磁通量是否為零解析:根據(jù)安培定則,兩導(dǎo)線電流同向時(shí),它們在線圈處產(chǎn)生的磁場反向,穿過線圈的磁通量為零;兩導(dǎo)線電流反向時(shí),它們在線圈處產(chǎn)生的磁場同向,穿過線圈的磁通量不為零,故選項(xiàng)A正確。答案:A2.如圖所示,條形磁鐵正上方放置一矩形線框,線框平面水平且與條形磁鐵平行。則線框由N極端勻速平移到S極端的過程中,線框中的感應(yīng)電流的情況是()A.線框中始終無感應(yīng)電流B.線框中始終有感應(yīng)電流C.線框中開始有感應(yīng)電流,當(dāng)線框運(yùn)動(dòng)到磁鐵中部時(shí)無感應(yīng)電流,過中部后又有感應(yīng)電流D.線框中開始無感應(yīng)電流,當(dāng)線框運(yùn)動(dòng)到磁鐵中部時(shí)有感應(yīng)電流,過中部后又無感應(yīng)電流解析:先畫出條形磁鐵的磁場分布情況,然后分析線圈在平移過程中,穿過線框的磁通量的變化情況,可知,穿過線圈的磁通量始終在變化,故B正確。答案:B3.如圖所示,矩形線框在磁場內(nèi)做的各種運(yùn)動(dòng)中,能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()解析:產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是穿過線圈的磁通量發(fā)生變化,選項(xiàng)B符合要求。答案:B4.如圖所示,豎直放置的長直導(dǎo)線通以圖示方向的電流,有一矩形金屬線框abcd與導(dǎo)線處在同一平面內(nèi),下列情況下,矩形線框中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()A.導(dǎo)線中電流變大B.線框向右平動(dòng)C.線框向下平動(dòng)D.線框以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)解析:導(dǎo)線中電流變大,則周圍的磁感應(yīng)強(qiáng)度增強(qiáng),線框中磁通量增大,可以產(chǎn)生感應(yīng)電流;線框向右平動(dòng)時(shí),線框中的磁感應(yīng)強(qiáng)度減小,磁通量減小,可以產(chǎn)生感應(yīng)電流;線框向下平動(dòng)時(shí),線框中的磁感應(yīng)強(qiáng)度不變,磁通量不變,不會產(chǎn)生感應(yīng)電流;線框以ad邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),線框中的磁通量發(fā)生變化,會產(chǎn)生感應(yīng)電流,故選項(xiàng)A、B、D不合題意,選項(xiàng)C符合題意。答案:C5.如圖所示,一通電螺線管b放在閉合金屬線圈a內(nèi),螺線管的中心線恰好和線圈的一條直徑MN重合。要使線圈a中產(chǎn)生感應(yīng)電流,可采用的方法有()A.使螺線管在線圈a所在平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)B.使螺線管上的電流發(fā)生變化C.使線圈以MN為軸轉(zhuǎn)動(dòng)D.使線圈以與MN垂直的直徑為軸轉(zhuǎn)動(dòng)解析:圖示位置,線圈a所在平面與磁感線平行,穿過線圈的磁通量為零,當(dāng)按A、B、C所述方式變化時(shí),線圈a所在平面仍與磁感線平行,磁通量不變,不產(chǎn)生感應(yīng)電流;按D所述方式變化時(shí),由于線圈與磁場夾角變化引起磁通量變化,能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流,故選D。答案:D6.(多選)如圖所示是截面為等腰直角形的三棱柱,其側(cè)面abcd為正方形,邊長為L,將它按圖示位置放置于豎直向下的勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,下面說法中正確的是()A.通過abcd平面的磁通量大小為B·L2B.通過dcfe平面的磁通量大小為B·L2C.通過abfe平面的磁通量大小為B·L2D.通過整個(gè)三棱柱的磁通量為零解析:由公式Φ=BScosθ可以得出通過側(cè)面abcd的磁通量Φ1=BL2cos45°=BL2,A錯(cuò)誤;通過平面dcfe的磁通量Φ2=BL·L,B正確;通過平面abfe的磁通量Φ3=B·L2cos90°=0,C錯(cuò)誤;而整個(gè)三棱柱表面是個(gè)閉合曲面,穿入與穿出的磁感線條數(shù)相等,即穿過它的凈磁感線的條數(shù)是0,故穿過整個(gè)三棱柱的磁通量為零,D正確。答案:BD7.(多選)如圖所示,A、B兩回路中各有一開關(guān)S1、S2,且回路A中接有電源,回路B中接有靈敏電流計(jì),下列操作及相應(yīng)的結(jié)果中可能的是()A.先閉合S2,后閉合S1的瞬間,電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)B.S1、S2閉合后,在斷開S2的瞬間,電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)C.先閉合S1,后閉合S2的瞬間,電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)D.S1、S2閉合后,在斷開S1的瞬間,電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)解析:回路A中有電源,當(dāng)S1閉合后,回路中有電流,產(chǎn)生磁場,回路B中有磁通量。在S1閉合或斷開的瞬間,回路A中的電流從無到有或從有到無,產(chǎn)生的磁場發(fā)生變化,從而使穿過回路B的磁通量發(fā)生變化,此時(shí)若S2是閉合的,則回路B中有感應(yīng)電流,電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn),所以選項(xiàng)A、D正確。答案:AD8.如圖所示為法拉第研究“磁生電”現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝置原理圖。兩個(gè)線圈分別繞在一個(gè)鐵環(huán)上,線圈A接直流電源,線圈B接靈敏電流表,下列哪種情況不可能使線圈B中產(chǎn)生感應(yīng)電流()A.開關(guān)S閉合或斷開瞬間B.開關(guān)S閉合一段時(shí)間之后C.開關(guān)S閉合后,改變滑動(dòng)變阻器滑片的位置時(shí)D.拿走鐵環(huán),再做這個(gè)實(shí)驗(yàn),開關(guān)S閉合或斷開的瞬間解析:根據(jù)法拉第對產(chǎn)生感應(yīng)電流的五類概括,選項(xiàng)A、C、D符合變化的電流(變化的磁場)產(chǎn)生感應(yīng)電流的現(xiàn)象。而開關(guān)S閉合一段時(shí)間之后,A線圈中是恒定電流,產(chǎn)生恒定的磁場,B線圈中磁通量穩(wěn)定不變,故不能使B線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流,故選項(xiàng)B符合題意。答案:B9.要研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn),為了能明顯地觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,請?jiān)谌鐖D所示的實(shí)驗(yàn)器材中,選擇必要的器材,在圖中用實(shí)線接成相應(yīng)的實(shí)物電路圖。答案:實(shí)物電路圖如圖所示。B組1.如圖所示,在勻強(qiáng)磁場中的U形導(dǎo)軌上,有兩根等長的平行導(dǎo)線ab和cd,以相同的速度v勻速向右滑動(dòng)。為使ab中有感應(yīng)電流產(chǎn)生,對開關(guān)S來說()A.打開和閉合都可以 B.應(yīng)打開C.打開和閉合都不行 D.應(yīng)閉合解析:若開關(guān)打開,導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)時(shí),閉合回路abdc中磁通量不變,不產(chǎn)生感應(yīng)電流;若開關(guān)閉合,導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)時(shí),閉合回路abNM中磁通量變化,產(chǎn)生感應(yīng)電流。所以,應(yīng)選D選項(xiàng)。答案:D2.如圖所示,在條形磁鐵的外面套著一個(gè)閉合金屬彈簧線圈P,現(xiàn)用力從四周拉彈簧線圈,使線圈包圍的面積變大,則下列關(guān)于穿過彈簧線圈磁通量的變化以及線圈中是否有感應(yīng)電流產(chǎn)生的說法中,正確的是()A.磁通量增大,有感應(yīng)電流產(chǎn)生B.磁通量增大,無感應(yīng)電流產(chǎn)生C.磁通量減小,有感應(yīng)電流產(chǎn)生D.磁通量減小,無感應(yīng)電流產(chǎn)生解析:本題中條形磁鐵磁感線的分布如圖所示(從上向下看)。磁通量是指穿過一個(gè)面的磁感線的多少,由于垂直紙面向外的和垂直紙面向里的磁感線要抵消一部分,當(dāng)彈簧線圈P的面積擴(kuò)大時(shí),垂直紙面向里的磁感線條數(shù)增加,而垂直紙面向外的磁感線條數(shù)是一定的,故穿過P的磁通量將減小,回路中會有感應(yīng)電流產(chǎn)生。答案:C3.(多選)2013年12月2日1時(shí)30分,我國嫦娥三號搭載月球車“玉兔號”從西昌衛(wèi)星發(fā)射中心順利升空,正式開始探月之旅。假如月球車登月后要探測一下月球表面是否有磁場,應(yīng)該怎樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)()A.直接將電流表放于月球表面,看是否有示數(shù)來判斷磁場有無B.將電流表與線圈組成閉合電路,使線圈沿某一方向運(yùn)動(dòng),若電流表無示數(shù),則判斷月球表面無磁場C.將電流表與線圈組成閉合電路,使線圈沿某一方向運(yùn)動(dòng),若電流表有示數(shù),則判斷月球表面有磁場D.將電流表與線圈組成閉合電路,使線圈分別繞兩個(gè)互相垂直的軸轉(zhuǎn)動(dòng),月球表面若有磁場,則電流表至少有一次示數(shù)不為零解析:只要線圈中能產(chǎn)生感應(yīng)電流,電流表有示數(shù),就說明月球上一定有磁場。如果沒有電流,只能說明線圈中的磁通量沒有發(fā)生變化,需要變換轉(zhuǎn)動(dòng)軸或運(yùn)動(dòng)方向再試。如果線圈分別繞兩個(gè)互相垂直的軸轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)空間有磁場時(shí),至少會有一次產(chǎn)生感應(yīng)電流,C、D正確。答案:CD4.(多選)下列說法中正確的是()A.只要導(dǎo)體相對磁場運(yùn)動(dòng),導(dǎo)體中就一定會產(chǎn)生感應(yīng)電流B.閉合導(dǎo)體回路在磁場中做切割磁感線運(yùn)動(dòng),導(dǎo)體回路中不一定會產(chǎn)生感應(yīng)電流C.只要穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量不為零,導(dǎo)體回路中就一定會產(chǎn)生感應(yīng)電流D.只要穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化,導(dǎo)體回路中就一定會產(chǎn)生感應(yīng)電流解析:產(chǎn)生感應(yīng)電流要有兩個(gè)條件:一是導(dǎo)體回路要閉合;二是穿過導(dǎo)體回路的磁通量要發(fā)生變化,故D正確;如果導(dǎo)體沒有構(gòu)成閉合回路或構(gòu)成閉合回路但沿磁感線運(yùn)動(dòng),導(dǎo)體中就沒有感應(yīng)電流,故A錯(cuò)誤;如果閉合導(dǎo)體回路在與回路平面垂直的磁場中運(yùn)動(dòng),兩邊都切割磁感線,但閉合導(dǎo)體回路的磁通量仍沒有發(fā)生變化,也不產(chǎn)生感應(yīng)電流,故B正確;穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量不為零,但如果磁通量沒有變化,回路中就沒有感應(yīng)電流,故C錯(cuò)誤。答案:BD5.如圖所示,矩形線圈abcd左半邊處在勻強(qiáng)磁場中,右半邊在磁場外,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,線圈一半的面積為S,初始時(shí)磁場垂直于線圈平面,求下列情況中線圈中磁通量的變化量:(1)以ab邊為軸線圈轉(zhuǎn)過90°。(2)以ab邊為軸線圈轉(zhuǎn)過60°。(3)以中線ef為軸線圈轉(zhuǎn)過180°。解析:(1)線圈初始磁通量Φ1=BS,轉(zhuǎn)過90°后,Φ2=0,所以ΔΦ=Φ2-Φ1=-BS,大小為BS。(2)當(dāng)線圈以ab邊為軸邊轉(zhuǎn)過60°時(shí),矩形線圈恰好全部進(jìn)入磁場,Φ2=B·2Scos60°=BS,所以ΔΦ=Φ2-Φ1=0,說明磁通量未發(fā)生變化。(3)當(dāng)線圈繞中線轉(zhuǎn)過180°時(shí),因?yàn)棣?=BS,磁感線是垂直于線圈的正前面向里穿過的,當(dāng)線圈繞中線轉(zhuǎn)過180°時(shí),線圈的正后面轉(zhuǎn)到正前面,磁感線是從原正后面向里穿過的,故Φ2=-BS,所以ΔΦ=Φ2-Φ1=-2BS,大小為2BS。答案:見解析。6.如圖是研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)所需的器材,用實(shí)線將帶有鐵芯的線圈A、電源、滑動(dòng)變阻器和開關(guān)連接成原線圈回路,將小量程電流表和線圈B連接成副線圈回路,并列舉出在實(shí)驗(yàn)中能夠改變副線圈回路磁通量,使副線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的三種方法:(1)。

(2)。

(3)。

答案:實(shí)線連接,如圖所示。(1)A線圈在B線圈中,合上(或斷開)開關(guān)瞬間(2)將原線圈插入副線圈或從副線圈中抽出的過程中(3)A線圈在B線圈中,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片時(shí)3楞次定律課時(shí)演練·促提升A組1.關(guān)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象,下列說法中正確的是()A.感應(yīng)電流的磁場總是與原磁場方向相反B.閉合線圈放在變化的磁場中就一定能產(chǎn)生感應(yīng)電流C.閉合線圈放在勻強(qiáng)磁場中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),一定能產(chǎn)生感應(yīng)電流D.感應(yīng)電流的磁場總是阻礙原磁場的磁通量的變化解析:電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,若磁通量減小,則感應(yīng)電流的磁場與原磁場方向相同,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;若閉合線圈平面與磁場方向平行,則無論磁場強(qiáng)弱如何變化,穿過線圈的磁通量始終為零,不產(chǎn)生感應(yīng)電流,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;若線圈切割磁感線時(shí),穿過線圈的磁通量不發(fā)生變化,則不能產(chǎn)生感應(yīng)電流,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;只有選項(xiàng)D正確。答案:D2.如圖所示,一線圈用細(xì)桿懸于P點(diǎn),開始時(shí)細(xì)桿處于水平位置,釋放后讓它在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動(dòng),已知線圈平面始終與紙面垂直,當(dāng)線圈第一次通過位置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ時(shí)(位置Ⅱ正好是細(xì)桿豎直位置),線圈內(nèi)的感應(yīng)電流方向(順著磁場方向看去)是()A.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ位置均是順時(shí)針方向B.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ位置均是逆時(shí)針方向C.Ⅰ位置是順時(shí)針方向,Ⅱ位置為零,Ⅲ位置是逆時(shí)針方向D.Ⅰ位置是逆時(shí)針方向,Ⅱ位置為零,Ⅲ位置是順時(shí)針方向解析:線圈由初始位置向Ⅰ位置運(yùn)動(dòng)過程中,沿磁場方向的磁通量逐漸增大,根據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相反,從右向左穿過線圈,根據(jù)安培定則,Ⅰ位置時(shí)感應(yīng)電流的方向(沿磁感線方向看去)是逆時(shí)針方向;在Ⅱ位置時(shí)由左向右穿過線圈的磁通量最大,由Ⅱ位置向Ⅲ位置運(yùn)動(dòng)時(shí),向右穿過線圈的磁通量減少,根據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流的磁場方向向右,阻礙它的減少,根據(jù)安培定則可判定Ⅲ位置的電流方向(沿磁感線方向看去)是順時(shí)針方向,且知Ⅱ位置時(shí)感應(yīng)電流為零。故選D。答案:D3.閉合線圈abcd運(yùn)動(dòng)到如圖所示的位置時(shí),bc邊所受到的磁場力方向向下,那么線圈的運(yùn)動(dòng)情況是()A.向左平動(dòng)進(jìn)入磁場B.向右平動(dòng)出磁場C.向上平動(dòng)D.向下平動(dòng)解析:當(dāng)bc受力向下時(shí),說明感應(yīng)電流方向由b指向c,當(dāng)向左進(jìn)入磁場時(shí),磁通量增加,感應(yīng)電流的磁場方向應(yīng)該與原磁場方向相反,垂直紙面向里,用右手螺旋定則可以判斷感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向。答案:A4.如圖所示,一根條形磁鐵自左向右穿過一個(gè)閉合螺線管,則電路中()A.始終有感應(yīng)電流自a向b流過電流表GB.始終有感應(yīng)電流自b向a流過電流表GC.先有a→G→b方向的感應(yīng)電流,后有b→G→a方向的感應(yīng)電流D.將不會產(chǎn)生感應(yīng)電流解析:條形磁鐵從左邊進(jìn)入螺線管的過程中,在螺線管內(nèi)產(chǎn)生的磁場方向向右,且穿過螺線管的磁通量不斷增加,根據(jù)楞次定律,產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向是a→G→b;條形磁鐵從螺線管中向右穿出的過程中,在螺線管中產(chǎn)生的磁場方向仍向右,穿過螺線管的磁通量不斷減小,根據(jù)楞次定律,產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向是b→G→a,故C正確。答案:C5.如圖所示,磁鐵垂直于銅環(huán)所在平面,當(dāng)磁鐵突然向銅環(huán)運(yùn)動(dòng)時(shí),銅環(huán)的運(yùn)動(dòng)情況是()A.向右擺動(dòng) B.向左擺動(dòng)C.靜止 D.轉(zhuǎn)動(dòng)解析:銅環(huán)只有向右運(yùn)動(dòng),才能阻礙穿過銅環(huán)的磁通量的增加。答案:A6.如圖所示,矩形線框與長直導(dǎo)線在同一平面內(nèi),當(dāng)矩形線框從直導(dǎo)線的左側(cè)平移到右側(cè)的過程中線框內(nèi)感應(yīng)電流的方向?yàn)?)A.先順時(shí)針,后逆時(shí)針B.先逆時(shí)針,后順時(shí)針C.先順時(shí)針,后逆時(shí)針,再順時(shí)針D.先逆時(shí)針,后順時(shí)針,再逆時(shí)針解析:直線電流產(chǎn)生的磁場在右側(cè)垂直紙面向里,在左側(cè)垂直線面向外,線框從左向右平移時(shí),磁通量是先從垂直紙面向外的增強(qiáng)到減弱(線框通過導(dǎo)線時(shí)),當(dāng)線框正通過直線電流的中間時(shí),磁通量為零,繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng)時(shí)磁通量從垂直紙面向里的增強(qiáng)又到減弱,根據(jù)楞次定律和右手定則,感應(yīng)電流的方向先為順時(shí)針,后為逆時(shí)針,再順時(shí)針。答案:C7.如圖所示,一質(zhì)量為m的條形磁鐵用細(xì)線懸掛在天花板上,細(xì)線從一水平金屬圓環(huán)中穿過。現(xiàn)將環(huán)從位置Ⅰ釋放,經(jīng)過磁鐵到達(dá)位置Ⅱ。設(shè)環(huán)經(jīng)過磁鐵上端和下端附近時(shí)細(xì)線的張力分別為FT1和FT2,重力加速度大小為g,則()A.FT1>mg,FT2>mgB.FT1<mg,FT2<mgC.FT1>mg,FT2<mgD.FT1<mg,FT2>mg解析:當(dāng)圓環(huán)經(jīng)過磁鐵上端時(shí),磁通量增大,根據(jù)楞次定律可知磁鐵要把圓環(huán)向上推,又由牛頓第三定律可知圓環(huán)給磁鐵一個(gè)向下的磁場力,因此有FT1>mg;當(dāng)圓環(huán)經(jīng)過磁鐵下端時(shí),磁通量減小,根據(jù)楞次定律可知磁鐵要把圓環(huán)向上吸,同理圓環(huán)要給磁鐵一個(gè)向下的磁場力,因此有FT2>mg,所以只有A正確。答案:A8.(多選)如圖是驗(yàn)證楞次定律實(shí)驗(yàn)的示意圖,豎直放置的線圈固定不動(dòng),將磁鐵從線圈上方插入或拔出,線圈和電流表構(gòu)成的閉合回路中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流。各圖中分別標(biāo)出了磁鐵的極性、磁鐵相對線圈的運(yùn)動(dòng)方向以及線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向等情況,其中表示正確的是()解析:根據(jù)楞次定律可確定感應(yīng)電流的方向:如對C圖分析,當(dāng)磁鐵向下運(yùn)動(dòng)時(shí):(1)閉合線圈原磁場的方向——向上;(2)穿過閉合線圈的磁通量的變化——增加;(3)感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向——向下;(4)利用安培定則判斷感應(yīng)電流的方向——與圖中箭頭方向相同。線圈的上端為S極,磁鐵與線圈相互排斥。綜合以上分析知,C、D正確。答案:CDB組1.如圖所示,固定的水平長直導(dǎo)線中通有直流I,矩形線框與導(dǎo)線在同一豎直平面內(nèi),且一邊與導(dǎo)線平行。線框由靜止釋放,在下落過程中()A.穿過線框的磁通量保持不變B.線框中感應(yīng)電流方向保持不變C.線框所受安培力的合力為零D.線框的機(jī)械能不斷增大解析:線框下落過程中,穿過線框的磁通量減小,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;由楞次定律可判斷出感應(yīng)電流方向一直沿順時(shí)針方向,選項(xiàng)B正確;線框受到的安培力的合力豎直向上,但小于重力,則合力不為零,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;在下落過程中,安培力對線框做負(fù)功,則其機(jī)械能減小,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案:B2.如圖所示,當(dāng)導(dǎo)線ab在電阻不計(jì)的金屬導(dǎo)軌上滑動(dòng)時(shí),線圈c向右擺動(dòng),則ab的運(yùn)動(dòng)情況是()A.向左或向右勻速運(yùn)動(dòng)B.向左或向右減速運(yùn)動(dòng)C.向左或向右加速運(yùn)動(dòng)D.只能向右勻加速運(yùn)動(dòng)解析:當(dāng)導(dǎo)線ab在導(dǎo)軌上滑行時(shí),線圈c向右運(yùn)動(dòng),說明穿過線圈的磁通量正在減少,即右側(cè)回路中的感應(yīng)電流減小,導(dǎo)線正在減速運(yùn)動(dòng),與方向無關(guān),故A、C、D錯(cuò)誤,B正確。答案:B3.如圖所示,螺線管CD的導(dǎo)線繞向不明,當(dāng)磁鐵AB插入螺線管時(shí),電路中有圖示方向的電流產(chǎn)生,下列關(guān)于螺線管極性的判斷正確的是()A.C端一定是N極B.C端一定是S極C.C端的極性一定與磁鐵B端的極性相同D.無法判斷極性,因螺線管的繞法不明解析:AB的插入使螺線管磁通量增大而產(chǎn)生感應(yīng)電流,根據(jù)楞次定律知,感應(yīng)電流的磁場阻礙AB插入,因此,C端極性一定和B端極性相同。答案:C4.如圖所示,粗糙水平桌面上有一質(zhì)量為m的銅質(zhì)矩形線圈。當(dāng)一豎直放置的條形磁鐵從線圈中線AB正上方等高快速經(jīng)過時(shí),若線圈始終不動(dòng),則關(guān)于線圈受到的支持力FN及在水平方向運(yùn)動(dòng)趨勢的正確判斷是()A.FN先小于mg后大于mg,運(yùn)動(dòng)趨勢向左B.FN先大于mg后小于mg,運(yùn)動(dòng)趨勢向左C.FN先小于mg后大于mg,運(yùn)動(dòng)趨勢向右D.FN先大于mg后小于mg,運(yùn)動(dòng)趨勢向右解析:當(dāng)一豎直放置的條形磁鐵從線圈中線AB正上方等高快速經(jīng)過時(shí),線圈中向下的磁通量先增加后減小,由楞次定律可知,線圈中先產(chǎn)生逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流,后產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流,線圈的感應(yīng)電流磁場阻礙磁鐵的運(yùn)動(dòng),故靠近時(shí)磁鐵與線圈相互排斥,線圈受排斥力向右下方,FN大于mg,線圈有水平向右運(yùn)動(dòng)的趨勢;離開時(shí)磁鐵與線圈相互吸引,線圈受到吸引力向右上方,FN小于mg,線圈有水平向右運(yùn)動(dòng)的趨勢。所以正確選項(xiàng)是D。答案:D5.(多選)如圖所示,導(dǎo)體AB、CD可在水平軌道上自由滑動(dòng),且兩水平軌道在中央交叉處互不相通。當(dāng)導(dǎo)體棒AB向左移動(dòng)時(shí)()A.AB中感應(yīng)電流的方向?yàn)锳到BB.AB中感應(yīng)電流的方向?yàn)锽到AC.CD向左移動(dòng)D.CD向右移動(dòng)解析:由右手定則可判斷導(dǎo)體AB中感應(yīng)電流方向?yàn)锳→B,由左手定則可判斷導(dǎo)體CD受到向右的安培力作用而向右運(yùn)動(dòng)。答案:AD6.(多選)如圖所示,在勻強(qiáng)磁場中放有平行銅導(dǎo)軌,它與大線圈M相連,要使線圈N獲得順時(shí)針方向的感應(yīng)電流,則放在導(dǎo)軌上的裸金屬棒ab的運(yùn)動(dòng)情況是(兩線圈共面放置)()A.向右勻速運(yùn)動(dòng) B.向左加速運(yùn)動(dòng)C.向右減速運(yùn)動(dòng) D.向右加速運(yùn)動(dòng)解析:欲使線圈N產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流,則感應(yīng)電流的磁場方向應(yīng)為垂直紙面向里,由楞次定律可知有兩種情況:一是M中有順時(shí)針方向逐漸減小的電流,使其在N中的磁場方向向里,且磁通量在減小;二是M中有逆時(shí)針方向逐漸增大的電流,使其在N中的磁場方向向外,且磁通量在增大。因此,對于前者,應(yīng)使ab減速向右運(yùn)動(dòng);對于后者,則應(yīng)使ab加速向左運(yùn)動(dòng)。故應(yīng)選B、C。(注意勻速運(yùn)動(dòng)只能產(chǎn)生恒定電流;勻變速運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生均勻變化的電流)答案:BC4法拉第電磁感應(yīng)定律課時(shí)演練·促提升A組1.閉合電路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的大小,跟穿過這一閉合電路的下列哪個(gè)物理量成正比()A.磁通量 B.磁感應(yīng)強(qiáng)度C.磁通量的變化率 D.磁通量的變化量解析:根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律表達(dá)式E=n知,閉合電路中感應(yīng)電動(dòng)勢的大小與磁通量的變化率成正比,而與磁通量Φ、磁感應(yīng)強(qiáng)度B、磁通量的變化量ΔΦ無關(guān),所以選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤,選項(xiàng)C正確。答案:C2.穿過一個(gè)單匝線圈的磁通量,始終以每秒均勻地增加2Wb,則()A.線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢每秒增大2VB.線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢每秒減小2VC.線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢始終為2VD.線圈中不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢解析:根據(jù)題意,穿過線圈的磁通量始終每秒均勻增加2Wb,即穿過線圈的磁通量的變化率=2Wb/s,由法拉第電磁感應(yīng)定律知E=n=2V,所以選C。答案:C3.如圖所示,有一匝接在電容器C兩端的圓形導(dǎo)線回路,垂直于回路平面以內(nèi)存在著向里的勻強(qiáng)磁場B,已知圓的半徑r=5cm,電容C=20μF,當(dāng)磁場B以4×10-2T/s的變化率均勻增加時(shí),則()A.電容器a板帶正電,電荷量為2π×10-9CB.電容器a板帶負(fù)電,電荷量為2π×10-9CC.電容器b板帶正電,電荷量為4π×10-9CD.電容器b板帶負(fù)電,電荷量為4π×10-9C解析:根據(jù)楞次定律可判斷a板帶正電,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢E=πr2=π×10-4V,板上帶電荷量Q=CE=2π×10-9C,選項(xiàng)A正確。答案:A4.(多選)如圖所示為地磁場磁感線的示意圖,在北半球地磁場的豎直分量向下。飛機(jī)在我國上空勻速巡航,機(jī)翼保持水平,飛行高度保持不變。由于地磁場的作用,金屬機(jī)翼上有電勢差。設(shè)飛行員左方機(jī)翼末端處的電勢為φ1,右方機(jī)翼末端處的電勢為φ2,則()A.若飛機(jī)從西往東飛,φ1比φ2高B.若飛機(jī)從東往西飛,φ2比φ1高C.若飛機(jī)從南往北飛,φ1比φ2高D.若飛機(jī)從北往南飛,φ2比φ1高解析:由右手定則可知機(jī)翼左端電勢比右端電勢高,即φ1>φ2,A、C項(xiàng)正確。答案:AC5.(多選)在北半球,地磁場的豎直分量向下。飛機(jī)在我國上空勻速巡航,機(jī)翼保持水平,飛行高度不變,由于地磁場的作用,金屬機(jī)翼上有電勢差,設(shè)飛行員左方機(jī)翼末端處的電勢為φ1,右方機(jī)翼末端處電勢為φ2,則()A.若飛機(jī)從西往東飛,φ1比φ2高B.若飛機(jī)從東往西飛,φ2比φ1高C.若飛機(jī)從南往北飛,φ1比φ2高D.若飛機(jī)從北往南飛,φ2比φ1高解析:該題中飛機(jī)兩翼是金屬材料,可視為一垂直于飛行方向切割豎直向下的磁感線的導(dǎo)體棒,磁場水平分量對產(chǎn)生電動(dòng)勢無作用。對選項(xiàng)A,磁場豎直分量向下,手心向上,拇指指向飛機(jī)飛行方向,四指指向左翼末端,故φ1>φ2,選項(xiàng)A正確。同理,飛機(jī)從東往西飛,仍是φ1>φ2,選項(xiàng)B錯(cuò)誤。從南往北、從北往南飛,都是φ1>φ2,故選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案:AC6.如圖所示,在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中,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)過程中棒的方向不變且不計(jì)空氣阻力,則在金屬棒運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢大小變化情況是()A.越來越大 B.越來越小C.保持不變 D.無法判斷解析:棒ab水平拋出后,其速度越來越大,但只有水平分速度v0切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢,故E=Blv0保持不變。答案:C7.將一段導(dǎo)線繞成圖甲所示的閉合回路,并固定在水平面(紙面)內(nèi)?；芈返腶b邊置于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場Ⅰ中?；芈返膱A環(huán)區(qū)域內(nèi)有垂直紙面的磁場Ⅱ,以向里為磁場Ⅱ的正方向,其磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙所示。用F表示ab邊受到的安培力,以水平向右為F的正方向,能正確反映F隨時(shí)間t變化的圖象是()解析:根據(jù)楞次定律,在前半個(gè)周期內(nèi),圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針,即通過ab邊的電流方向?yàn)橛蒪指向a,再根據(jù)左手定則判斷,ab邊受到的安培力為水平向左,即負(fù)方向。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,前半個(gè)周期內(nèi)ab中的電流為定值,則所受安培力也為定值。結(jié)合選項(xiàng)可知B正確。答案:B8.如圖所示,勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T。一個(gè)匝數(shù)n=50的矩形線圈邊長ab=0.2m,bc=0.1m,以角速度ω=314rad/s繞ab邊勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。求:(1)圖示位置時(shí)的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢。(2)由圖示位置轉(zhuǎn)過90°這段時(shí)間內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢。解析:(1)在題圖中位置的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢由公式E=nBlv得E=50×0.5×0.2×0.1×314V=157V。(2)這段時(shí)間內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢由公式=n得=50×V=100V。答案:(1)157V(2)100VB組1.(多選)如圖是穿過某閉合回路的磁通量隨時(shí)間變化的四種情況,在t0時(shí)間內(nèi)可使該回路產(chǎn)生恒定感應(yīng)電流的是()解析:產(chǎn)生恒定感應(yīng)電流的條件是感應(yīng)電動(dòng)勢恒定,由電磁感應(yīng)定律E=n得到,是常量,因此Φ-t圖象是條斜線,C、D正確。答案:CD2.如圖所示,將一半徑為r的金屬圓環(huán)在垂直于環(huán)面的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中用力握中間成“8”字形,并使上、下兩圓半徑相等。如果環(huán)的電阻為R,則此過程中流過環(huán)的電荷量為()解析:通過金屬圓環(huán)橫截面的電荷量只與磁通量的變化量和金屬圓環(huán)的電阻有關(guān),與時(shí)間等其他量無關(guān),因此,ΔΦ=Bπr2-2×Bπ()2=Bπr2,電荷量q=。答案:B3.紙面內(nèi)兩個(gè)半徑均為R的圓相切于O點(diǎn),兩圓形區(qū)域內(nèi)分別存在垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相反,且不隨時(shí)間變化。一長為2R的導(dǎo)體桿OA繞過O點(diǎn)且垂直于紙面的軸順時(shí)針勻速旋轉(zhuǎn),角速度為ω,t=0時(shí),OA恰好位于兩圓的公切線上,如圖所示。若選取從O指向A的電動(dòng)勢為正,下列描述導(dǎo)體桿中感應(yīng)電動(dòng)勢隨時(shí)間變化的圖象可能正確的是()解析:導(dǎo)體桿在右邊圓形磁場中切割磁感線的有效長度為l=2Rsinωt,產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的大小E=Bl2ω=2BωR2sin2ωt,電動(dòng)勢隨時(shí)間變化,且非均勻變化,排除A、B。根據(jù)右手定則,導(dǎo)體桿在右邊磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢為正,排除D。答案:C4.一閉合線圈放在隨時(shí)間均勻變化的磁場中,線圈平面和磁場方向垂直。若想使線圈中的感應(yīng)電流增大一倍,下述方法可行的是()A.使線圈匝數(shù)增加一倍B.使線圈面積增加一倍C.使線圈匝數(shù)減少一半D.使磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率增大一倍解析:根據(jù)E=n=nS求電動(dòng)勢,當(dāng)n、S發(fā)生變化時(shí)導(dǎo)體的電阻也發(fā)生了變化。若匝數(shù)增加一倍,電阻也增加一倍,感應(yīng)電流不變,故A錯(cuò);若匝數(shù)減少一半,感應(yīng)電流也不變,故C錯(cuò);若面積增加一倍,長度變?yōu)樵瓉淼谋?因此電阻為原來的倍,電流為原來的倍,故B錯(cuò)。答案:D5.(多選)如圖所示,A、B兩閉合線圈用同樣導(dǎo)線繞成,A有10匝,B有20匝,兩圓線圈半徑之比為2∶1。均勻磁場只分布在B線圈內(nèi)。當(dāng)磁場隨時(shí)間均勻減弱時(shí)()A.A中無感應(yīng)電流B.A、B中均有恒定的感應(yīng)電流C.A、B中感應(yīng)電動(dòng)勢之比為2∶1D.A、B中感應(yīng)電流之比為1∶2解析:只要穿過圓線圈內(nèi)的磁通量發(fā)生變化,線圈中就有感應(yīng)電動(dòng)勢和感應(yīng)電流。因?yàn)榇艌鲎兓闆r相同,有效面積也相同,所以,每匝線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢相同,又由于兩線圈的匝數(shù)和半徑不同,電阻值不同,根據(jù)電阻定律,單匝線圈電阻之比為2∶1,所以,感應(yīng)電流之比為1∶2。因此正確答案是B、D。答案:BD6.輕質(zhì)細(xì)線吊著一質(zhì)量為m=0.32kg、邊長為l=0.8m、匝數(shù)n=10的正方形線圈,總電阻為r=1Ω,邊長為的正方形磁場區(qū)域?qū)ΨQ分布在線圈下邊的兩側(cè),如圖甲所示,磁場方向垂直紙面向里,大小隨時(shí)間變化如圖乙所示,從t=0開始經(jīng)t0時(shí)間細(xì)線開始松弛,g取10m/s2。求:(1)在前t0時(shí)間內(nèi)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢。(2)在前t0時(shí)間內(nèi)線圈的電功率。(3)t0的值。解析:(1)由法拉第電磁感應(yīng)定律得E=n=n××()2=10××()2×0.5V=0.4V。(2)I==0.4A,P=I2r=0.16W。(3)分析線圈受力可知,當(dāng)細(xì)線松弛時(shí)有F安=nBt0I=mgI=Bt0==2T由圖象知Bt0=1+0.5t0,解得t0=2s。答案:(1)0.4V(2)0.16W(3)2s5電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類情況課時(shí)演練·促提升A組1.在空間某處存在一變化的磁場,則下列說法中正確的是()A.在磁場中放一閉合線圈,線圈中一定會產(chǎn)生感應(yīng)電流B.在磁場中放一閉合線圈,線圈中一定會產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢C.在磁場中不放閉合線圈,在變化的磁場周圍一定不會產(chǎn)生電場D.在磁場中不放閉合線圈,在變化的磁場周圍一定會產(chǎn)生電場解析:由感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件可知,只有閉合線圈中磁通量發(fā)生改變,才能產(chǎn)生感應(yīng)電流,如果閉合線圈平面與磁場方向平行,則線圈中無感應(yīng)電動(dòng)勢和感應(yīng)電流產(chǎn)生,故A、B錯(cuò)誤;由麥克斯韋電磁場理論可知,感生電場的產(chǎn)生與變化的磁場周圍有無閉合線圈無關(guān),故C錯(cuò)誤,D正確。答案:D2.如圖甲所示,n=50匝的圓形線圈M,它的兩端點(diǎn)a、b與內(nèi)阻很大的電壓表相連,線圈中磁通量的變化規(guī)律如圖乙所示,則a、b兩點(diǎn)的電勢高低與電壓表的讀數(shù)為()A.φa>φb,20V B.φa>φb,10VC.φa<φb,20V D.φa<φb,10V解析:磁通量均勻增大,由楞次定律知,線圈中感應(yīng)電流為逆時(shí)針方向,又線圈相當(dāng)于內(nèi)電路,故φa>φb;E=n=50×V=10V,因而電壓表的讀數(shù)為10V。電壓表測量的是電源的電動(dòng)勢,即感應(yīng)電動(dòng)勢。故答案選B。答案:B3.如圖所示,一個(gè)由導(dǎo)體做成的矩形線圈,以恒定速率v運(yùn)動(dòng),從無場區(qū)進(jìn)入勻強(qiáng)磁場區(qū),磁場寬度大于矩形線圈的寬度da,然后出來。若取逆時(shí)針方向的電流為正方向,那么下列選項(xiàng)中能正確地表示回路中電流對時(shí)間的函數(shù)關(guān)系的是()解析:當(dāng)線圈開始運(yùn)動(dòng),尚未進(jìn)入磁場區(qū)時(shí),沒有產(chǎn)生感應(yīng)電流。ab邊切割磁感線時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為定值,因此感應(yīng)電流也為定值,方向?yàn)槟鏁r(shí)針(正)。當(dāng)cd邊進(jìn)入磁場時(shí),ab和cd邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢互相抵消,沒有感應(yīng)電流。當(dāng)線圈繼續(xù)運(yùn)動(dòng),在磁場中只有cd邊時(shí),感應(yīng)電流是順時(shí)針(負(fù)),數(shù)值與前者的等大。cd邊離開磁場后,線圈無感應(yīng)電流。所以C項(xiàng)正確。答案:C4.(多選)一個(gè)面積S=4×10-2m2、匝數(shù)n=100匝的線圈放在勻強(qiáng)磁場中,磁場方向垂直于線圈平面,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖所示,則下列判斷正確的是()A.在開始的2s內(nèi)穿過線圈的磁通量變化率等于0.08Wb/sB.在開始的2s內(nèi)穿過線圈的磁通量的變化量等于零C.在開始的2s內(nèi)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢等于8VD.在第3s末線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢等于零解析:磁通量的變化率S,其中磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率即為B-t圖象的斜率。由題圖知前2s的=2T/s,所以=2×4×10-2Wb/s=0.08Wb/s,選項(xiàng)A正確;在開始的2s內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度B由2T減到0,又從0向相反方向的B增加到2T,所以這2s內(nèi)的磁通量的變化量ΔΦ=B1S+B2S=2BS=2×2×4×10-2Wb=0.16Wb,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;在開始的2s內(nèi)E=n=100×0.08V=8V,選項(xiàng)C正確;第3s末的感應(yīng)電動(dòng)勢等于2~4s內(nèi)的平均電動(dòng)勢,E=n=nS=100×2×4×10-2V=8V,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案:AC5.(多選)如圖所示,阻值為R的金屬棒從圖示ab位置分別以v1、v2的速度沿光滑導(dǎo)軌(電阻不計(jì))勻速滑到a'b'位置,若v1∶v2=1∶2,則在這兩次過程中()A.回路電流I1∶I2=1∶2B.產(chǎn)生的熱量Q1∶Q2=1∶2C.通過任一截面的電荷量q1∶q2=1∶2D.外力的功率P1∶P2=1∶2解析:感應(yīng)電動(dòng)勢為BLv,感應(yīng)電流I=,大小與速度成正比,產(chǎn)生的熱量Q=I2Rt=v,B、L、L'、R是一樣的,兩次產(chǎn)生的熱量比等于運(yùn)動(dòng)速度比,選項(xiàng)A、B正確;通過任一截面的電荷量q=It=與速度無關(guān),所以這兩個(gè)過程中,通過任一截面的電荷量之比應(yīng)為1∶1,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;金屬棒運(yùn)動(dòng)中受磁場力的作用,為使棒勻速運(yùn)動(dòng),外力大小要與磁場力相等,則外力的功率P=Fv=BIL·v=,其中B、L、R大小相等,外力的功率與速度的二次方成正比,所以外力的功率之比應(yīng)為1∶4,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案:AB6.如圖甲所示,豎直放置的螺線管與導(dǎo)線abcd構(gòu)成回路,導(dǎo)線所圍的區(qū)域內(nèi)有一垂直紙面向里變化的磁場,螺線管下方水平桌面上有一導(dǎo)體圓環(huán),導(dǎo)線abcd所圍區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度按圖乙中哪一圖線所表示的方式隨時(shí)間變化時(shí),導(dǎo)體環(huán)將受到向上的磁場力作用()甲乙解析:選項(xiàng)A中,abcd中磁通量變化時(shí),產(chǎn)生感應(yīng)電流,螺線管下方的導(dǎo)體環(huán)中有磁通量穿過,但由于磁場的變化越來越慢,穿過圓環(huán)的磁通量也越來越小,根據(jù)楞次定律,為阻礙環(huán)中磁通量的減少,環(huán)將靠近螺線管,即環(huán)受向上的磁場力的作用。選項(xiàng)B中,磁場變化越來越快,螺線管中磁場變強(qiáng),圓環(huán)中磁通量增大,為阻礙磁通量增大,環(huán)將向下運(yùn)動(dòng),即受磁場力向下。選項(xiàng)C、D中,磁場均勻變化,螺線管中電流恒定,穿過圓環(huán)的磁通量不變,圓環(huán)中無感應(yīng)電流產(chǎn)生,與螺線管無相互作用的力。答案:A7.平面上的光滑平行導(dǎo)軌MN、PQ上放著光滑導(dǎo)體棒ab、cd,兩棒用細(xì)線系住,細(xì)線拉直但沒有張力。開始時(shí)勻強(qiáng)磁場的方向如圖甲所示,而磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化如圖乙所示,不計(jì)ab、cd間電流的相互作用,則細(xì)線中的張力大小隨時(shí)間變化的情況為圖丙中的()丙解析:在0到t0時(shí)間內(nèi),根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知感應(yīng)電動(dòng)勢恒定,感應(yīng)電流恒定,但因磁場均勻變?nèi)?故兩導(dǎo)體棒上的安培力均勻變小,根據(jù)左手定則和平衡知識知細(xì)線上有拉力,大小等于每個(gè)棒受到的安培力,當(dāng)t0時(shí)刻磁場為零,安培力為零。大于t0時(shí)刻后,磁場反向變強(qiáng),兩棒間距變小,線上無力。故只有D圖正確。答案:D8.如圖所示,兩根足夠長的光滑直金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行放置在傾角為θ的絕緣斜面上,兩導(dǎo)軌間距為l,M、P兩點(diǎn)間接有阻值為R的電阻。一根質(zhì)量為m的均勻直金屬桿ab放在兩導(dǎo)軌上,并與導(dǎo)軌垂直。整套裝置處于勻強(qiáng)磁場中,磁場方向垂直于斜面向上。導(dǎo)軌和金屬桿的電阻可忽略。讓金屬桿ab沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑,經(jīng)過一段時(shí)間后,金屬桿達(dá)到最大速度vmax,在這個(gè)過程中,電阻R上產(chǎn)生的熱量為Q。導(dǎo)軌和金屬桿接觸良好,重力加速度為g。求:(1)金屬桿達(dá)到最大速度時(shí)安培力的大小。(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。(3)金屬桿從靜止開始至達(dá)到最大速度的過程中桿下降的高度。解析:(1)當(dāng)達(dá)到最大速度時(shí),設(shè)金屬桿受安培力為Fmax,桿受力平衡Fmax=mgsinθ。(2)當(dāng)桿達(dá)到最大速度時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢為Emax,感應(yīng)電流為Imax,則Emax=BlvmaxImax=由Fmax=BImaxlB=得B=。(3)設(shè)金屬桿從靜止開始至達(dá)到最大速度的過程中下降的高度為h由能量守恒得mgh=+Q得h=。答案:(1)mgsinθ(2)(3)B組1.在如圖所示的A、B、C、D四種磁場情況中能產(chǎn)生恒定的電場的是()解析:均勻變化的磁場產(chǎn)生恒定的電場,C正確。答案:C2.在勻強(qiáng)磁場中,ab、cd兩根導(dǎo)體棒沿兩根導(dǎo)軌分別以速度v1、v2滑動(dòng),如圖所示,下列情況中,能使電容器獲得最多電荷量且左邊極板帶正電的是()A.v1=v2,方向都向右B.v1=v2,方向都向左C.v1>v2,v1向右,v2向左D.v1>v2,v1向左,v2向右解析:當(dāng)ab棒和cd棒分別向右和向左運(yùn)動(dòng)時(shí),兩棒均相當(dāng)于電源,且串聯(lián),電路中有最大電動(dòng)勢,對應(yīng)最大的順時(shí)針方向電流,電阻上有最高電壓,所以電容器上有最多電荷量,左極板帶正電。答案:C3.如圖所示,足夠長平行金屬導(dǎo)軌傾斜放置,傾角為37°,寬度為0.5m,電阻忽略不計(jì),其上端接一小燈泡,電阻為1Ω。一導(dǎo)體棒MN垂直于導(dǎo)軌放置,質(zhì)量為0.2kg,接入電路的電阻為1Ω,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,磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.8T。將導(dǎo)體棒MN由靜止釋放,運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后,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(重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6)()A.2.5m/s1WB.5m/s1WC.7.5m/s9W D.15m/s9W解析:當(dāng)小燈泡穩(wěn)定發(fā)光時(shí),導(dǎo)體棒MN勻速運(yùn)動(dòng),受力如圖所示。根據(jù)受力平衡可得mgsinθ=μmgcosθ+,代入數(shù)據(jù)得v=5m/s;小燈泡消耗的電功率為P=()2R=1W,B項(xiàng)正確。答案:B4.(多選)如圖所示,內(nèi)壁光滑、水平放置的玻璃圓環(huán)內(nèi)有一直徑略小于圓環(huán)直徑的帶正電的小球,以速率v0沿逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)(俯視),若在此空間突然加上方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間成正比例增加的變化磁場。設(shè)運(yùn)動(dòng)過程中小球電荷量不變,那么()A.小球?qū)ΣＡA環(huán)的壓力一定不斷增大B.小球所受的磁場力一定不斷增大C.小球先沿逆時(shí)針方向減速運(yùn)動(dòng),過一段時(shí)間后沿順時(shí)針方向加速運(yùn)動(dòng)D.磁場力對小球一直不做功解析:變化的磁場將產(chǎn)生感生電場,這種感生電場由于其電場線是閉合的,也稱為渦旋電場,其電場強(qiáng)度方向可借助電磁感應(yīng)現(xiàn)象中感應(yīng)電流方向的判定方法,使用楞次定律判斷。當(dāng)磁場增強(qiáng)時(shí),會產(chǎn)生順時(shí)針方向的渦旋電場,電場力先對小球做負(fù)功使其速度減為零,后對小球做正功使其沿順時(shí)針方向做加速運(yùn)動(dòng),所以C正確;磁場力始終與小球運(yùn)動(dòng)方向垂直,因此始終對小球不做功,D正確;小球在水平面內(nèi)沿半徑方向受兩個(gè)力作用:環(huán)的壓力FN和磁場的洛倫茲力F,這兩個(gè)力的合力充當(dāng)小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,其中F=Bqv,磁場在增強(qiáng),球速先減小后增大,所以洛倫茲力不一定總在增大;向心力F向=m,其大小隨速度先減小后增大,因此壓力FN也不一定始終增大。故正確選項(xiàng)為C、D。答案:CD5.如圖所示,固定于水平桌面上的金屬框架cdef,處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中,金屬棒ab擱在框架上,可無摩擦滑動(dòng)。此時(shí)adeb構(gòu)成一個(gè)邊長為l的正方形。金屬棒的電阻為r,其余部分電阻不計(jì)。開始時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0。(1)若從t=0時(shí)刻起,磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增加,每秒增加k,同時(shí)保持棒靜止,求金屬棒中的感應(yīng)電流大小和方向。(2)在上述(1)情況中,始終保持金屬棒靜止,當(dāng)t=t1末時(shí)需加的垂直于棒的水平拉力為多大?解析:(1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E=S=kl2,再根據(jù)歐姆定律得I=,根據(jù)楞次定律判斷,“增反減同”,回路中的電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向,即棒上電流從b到a。(2)要保持棒靜止,使作用到棒上的力平衡,即水平拉力等于棒受到的安培力F=F安=BIl=(B0+kt1)l=(B0+kt1)。答案:(1)棒中電流方向由b到a(2)6.如圖甲所示,在一個(gè)正方形金屬線圈區(qū)域內(nèi),存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的勻強(qiáng)磁場,磁場的方向與線圈平面垂直。金屬線圈所圍的面積S=200cm2,匝數(shù)n=1000,線圈電阻r=1.0Ω。線圈與電阻R構(gòu)成閉合回路,電阻R=4.0Ω。勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的情況如圖乙所示,求:(1)在t=2.0s時(shí)刻,通過電阻R的感應(yīng)電流大小。(2)在t=5.0s時(shí)刻,電阻R消耗的電功率。(3)0~6.0s內(nèi)整個(gè)閉合電路中產(chǎn)生的熱量。解析:(1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,0~4.0s時(shí)間內(nèi)線圈中磁通量均勻變化,產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電流。t=2.0s時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢E1=n=n根據(jù)閉合電路歐姆定律,閉合回路中的感應(yīng)電流I1=解得I1=0.2A。(2)由圖象可知,在4.0~6.0s時(shí)間內(nèi),線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢E2=n=n根據(jù)閉合電路歐姆定律,t=5.0s時(shí)閉合回路中的感應(yīng)電流I2=電阻消耗的電功率P2=R=2.56W。(3)根據(jù)焦耳定律,0~4.0s內(nèi)閉合電路中產(chǎn)生的熱量Q1=(r+R)Δt1=0.8J4.0~6.0s內(nèi)閉合電路中產(chǎn)生的熱量Q2=(r+R)Δt2=6.4J0~6.0s內(nèi)閉合電路中產(chǎn)生的熱量Q=Q1+Q2=7.2J。答案:(1)0.2A(2)2.56W(3)7.2J6互感和自感課時(shí)演練·促提升A組1.下列說法正確的是()A.當(dāng)線圈中電流不變時(shí),線圈中的自感電動(dòng)勢也不變B.當(dāng)線圈中電流反向時(shí),線圈中自感電動(dòng)勢的方向與線圈中原電流的方向相反C.當(dāng)線圈中電流增大時(shí),線圈中自感電動(dòng)勢的方向與線圈中電流的方向相反D.當(dāng)線圈中電流減小時(shí),線圈中自感電動(dòng)勢的方向與線圈中電流的方向相反解析:由法拉第電磁感應(yīng)定律可知,當(dāng)線圈中的電流不變時(shí),不產(chǎn)生自感電動(dòng)勢,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;當(dāng)線圈中的電流反向時(shí),相當(dāng)于電流減小,線圈中自感電動(dòng)勢的方向與線圈中原電流的方向相同,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;當(dāng)線圈中的電流增大時(shí),自感電動(dòng)勢阻礙電流的增大,線圈中自感電動(dòng)勢的方向與線圈中電流的方向相反,所以選項(xiàng)C正確,同理可知選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案:C2.在制作精密電阻時(shí),為消除使用過程中由于電流變化而引起的自感現(xiàn)象,采取了雙線繞法,如圖所示,其道理是()A.當(dāng)電路中電流變化時(shí),兩股導(dǎo)線中產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢相互抵消B.當(dāng)電路中電流變化時(shí),兩股導(dǎo)線中產(chǎn)生的感應(yīng)電流相互抵消C.當(dāng)電路中電流變化時(shí),兩股導(dǎo)線中產(chǎn)生的磁通量相互抵消D.以上說法均不正確解析:由于采用雙線并繞的方法,當(dāng)電流通過時(shí),兩股導(dǎo)線中的電流方向是相反的,不管電流怎樣變化,任何時(shí)刻兩股電流總是等大反向的,所產(chǎn)生的磁通量也是等大反向的,故總磁通量等于零,在線圈中不會產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象,因此消除了自感現(xiàn)象,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤,只有C正確。答案:C3.如圖所示是測定自感系數(shù)很大的線圈L的直流電阻的電路,L兩端并聯(lián)一只電壓表,用來測量自感線圈的直流電壓,在測量完畢后,將電路拆除時(shí)應(yīng)()A.先斷開S2 B.先斷開S1C.先拆除電流表 D.先拆除電阻R解析:只要不斷開S1,線圈L與電壓表就會組成閉合回路,在斷開S2時(shí),線圈L會因此產(chǎn)生感應(yīng)電流,電流的方向與原來方向相同。這時(shí)流過電壓表的電流方向與原來電流方向相反,電壓表中的指針將反向轉(zhuǎn)動(dòng),損壞電壓表,所以必須先拆下電壓表,即斷開S1。答案:B4.在同一鐵芯上繞著兩個(gè)線圈A、B,兩電源相同,單刀雙擲開關(guān)原來接在點(diǎn)1,現(xiàn)在把它從點(diǎn)1扳向點(diǎn)2,如圖所示,試判斷在此過程中,在電阻R上的電流方向是()A.先由P→Q,再由Q→PB.先由Q→P,再由P→QC.始終由Q→PD.始終由P→Q解析:單刀雙擲開關(guān)接在點(diǎn)1上時(shí),A線圈中的電流恒定不變,在鐵芯中產(chǎn)生的磁場方向是沿鐵芯自右向左。當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由點(diǎn)1扳向點(diǎn)2的過程中,通過線圈A中的電流,先沿原方向減小到零,再由零增大到原電流值,所以B中產(chǎn)生的感應(yīng)電流分兩個(gè)階段分析:(1)在A中電流沿原方向減小到零的過程中,A的磁場自右向左也跟著減弱,導(dǎo)致穿過線圈B的磁通量在減小。由楞次定律知,線圈B中會產(chǎn)生右上左下的感應(yīng)電流,即流過電阻R的電流方向是P→Q;(2)在A中電流由零增大到原方向的電流的過程中,A的磁場自右向左也跟著增強(qiáng),導(dǎo)致穿過線圈B的磁通量在增大.由楞次定律知,線圈B中會產(chǎn)生左上右下的感應(yīng)電流,即通過電阻R的電流方向是Q→P。綜上分析知,全過程中流過電阻R的電流方向是先由P→Q,再由Q→P,所以A對。答案:A5.(多選)如圖所示的電路中,電源電動(dòng)勢為E,內(nèi)阻r不能忽略。R1和R2是兩個(gè)定值電阻,L是一個(gè)自感系數(shù)較大的線圈。開關(guān)S原來是斷開的,從閉合開關(guān)S到電路中電流達(dá)到穩(wěn)定為止的時(shí)間內(nèi),通過R1的電流I1和通過R2的電流I2的變化情況是()A.I1開始較大而后逐漸變小B.I1開始很小而后逐漸變大C.I2開始很小而后逐漸變大D.I2開始較大而后逐漸變小解析:閉合開關(guān)S時(shí),由于L是一個(gè)自感系數(shù)較大的線圈,產(chǎn)生反向的自感電動(dòng)勢阻礙電流的變化,所以開始I2很小,隨著電流達(dá)到穩(wěn)定,自感作用減小,I2開始逐漸變大。閉合開關(guān)S時(shí),由于線圈阻礙作用很大,路端電壓較大,隨著自感作用減小,路端電壓減小,所以R1上的電壓逐漸減小,電流逐漸減小,故A、C正確。答案:AC6.如圖所示,兩個(gè)電阻均為R,電感線圈L的電阻及電池內(nèi)阻均可忽略不計(jì),S原來斷開,電路中電流I0=,現(xiàn)將S閉合,于是電路中產(chǎn)生了自感電動(dòng)勢,此自感電動(dòng)勢的作用是()A.使電路的電流減小,最后由I0減小到零B.有阻礙電流增大的作用,最后電流小于I0C.有阻礙電流增大的作用,因而電流總保持不變D.有阻礙電流增大的作用,但電流還是增大,最后變?yōu)?I0解析:S閉合,電路中電阻減小,電流增大,線圈產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢的作用是阻礙原電流的增大,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;阻礙電流增大,不是不讓電流增大,而是讓電流增大的速度變慢,選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤;最后達(dá)到穩(wěn)定時(shí),電路中總電流為I==2I0,故選項(xiàng)D正確。答案:D7.(多選)如圖甲、乙電路中,電阻R和自感線圈L的電阻都很小。閉合S,使電路達(dá)到穩(wěn)定,燈泡A發(fā)光,則()A.在電路甲中,斷開S,A將漸漸變暗B.在電路甲中,斷開S,A將先變得更亮,然后漸漸變暗C.在電路乙中,斷開S,A將漸漸變暗D.在電路乙中,斷開S,A將先變得更亮,然后漸漸變暗解析:在電路斷開時(shí),電感線圈的自感電動(dòng)勢阻礙原電流減小,此時(shí)電感線圈在電路中相當(dāng)于一個(gè)電源,表現(xiàn)為兩個(gè)方面:一是自感電動(dòng)勢所對應(yīng)的電流方向與原電流方向一致;二是在斷電瞬間,自感電動(dòng)勢所對應(yīng)的電流大小與原電流的大小相等,以后以此電流開始緩慢減小到零。題圖甲中,燈泡A與電感線圈L在同一個(gè)支路中,流過的電流相同,斷開開關(guān)S時(shí),線圈L中的自感電動(dòng)勢要維持原電流不變,所以,開關(guān)斷開的瞬間,燈泡A的電流不變,以后電流漸漸變小。因此,燈泡A漸漸變暗。題圖乙中,燈泡A所在支路的電流比電感線圈所在支路的電流要小(因?yàn)殡姼芯€圈的電阻很小),斷開開關(guān)S時(shí),電感線圈的自感電動(dòng)勢要阻礙電流的變小,此瞬間電感線圈中的電流不變,電感線圈相當(dāng)于一個(gè)電源給燈泡A供電。因此,反向流過A的電流瞬間要變大,然后漸漸變小,所以燈泡A要先更亮一下,然后漸漸變暗。答案:AD8.如圖所示,L為自感線圈,a是一個(gè)燈泡,在S閉合瞬間,A、B兩點(diǎn)電勢相比,點(diǎn)電勢較高,在S斷開瞬間,A、B兩點(diǎn)電勢相比,點(diǎn)電勢較高。

解析:開關(guān)閉合的瞬間,線圈的自感作用將阻礙電流的增加,故A端電勢高;開關(guān)斷開的瞬間,線圈中自感電動(dòng)勢的方向與原電流方向相同,B端電勢高。答案:ABB組1.(多選)線圈通以如圖所示的隨時(shí)間變化的電流,則()A.0~t1時(shí)間內(nèi)線圈中的自感電動(dòng)勢最大B.t1~t2時(shí)間內(nèi)線圈中的自感電動(dòng)勢最大C.t2~t3時(shí)間內(nèi)線圈中的自感電動(dòng)勢最大D.t1~t2時(shí)間內(nèi)線圈中的自感電動(dòng)勢為零解析:線圈中的自感電動(dòng)勢與通入的電流的變化率成正比,即E∝。根據(jù)圖象分析:0~t1時(shí)間內(nèi)的電流變化率小于t2~t3時(shí)間內(nèi)的電流變化率,A錯(cuò)誤,C正確;t1~t2時(shí)間內(nèi)的電流變化率為零,自感電動(dòng)勢為零,B錯(cuò)誤,D正確。答案:CD2.(多選)如圖所示,閉合電路中的螺線管可自由伸縮,螺線管有一定的長度,這時(shí)燈泡具有一定的亮度,若將一軟鐵棒從螺線管右邊迅速插入螺線管內(nèi),則將看到()A.燈泡變暗 B.燈泡變亮C.螺線管縮短 D.螺線管伸長解析:通電螺線管周圍存在磁場,軟鐵棒插入其中,軟鐵棒迅速被磁化引起螺線管磁通量的增加,產(chǎn)生感應(yīng)電流引起燈泡變暗。每匝線圈之間吸引力減小,螺線管伸長,A、D對,B、C錯(cuò)。答案:AD3.在生產(chǎn)實(shí)際中,有些高壓直流電路含有自感系數(shù)很大的線圈,當(dāng)電路中的開關(guān)S由閉合到斷開時(shí),線圈會產(chǎn)生很高的自感電動(dòng)勢,使開關(guān)S處產(chǎn)生電弧,危及操作人員的人身安全。為了避免電弧的產(chǎn)生,可在線圈處并聯(lián)一個(gè)元件,下列方案可行的是()解析:閉合S時(shí),二極管處于反向截止?fàn)顟B(tài),不影響電路正常工作。斷開S時(shí),由于自感現(xiàn)象,線圈跟二極管D組成閉合回路,此時(shí)二極管處于正向?qū)?可以避免電弧的產(chǎn)生,故選項(xiàng)D正確。答案:D4.如圖所示的電路中,兩個(gè)靈敏電流表G1和G2的零點(diǎn)都在刻度盤中央,當(dāng)電流從“+”接線柱流入時(shí),指針向右擺;電流從“-”接線柱流入時(shí),指針向左擺。在電路接通后再斷開的瞬間,下列說法中符合實(shí)際情況的是()A.G1表指針向左擺,G2表指針向右擺B.G1表指針向右擺,G2表指針向左擺C.G1、G2表的指針都向左擺D.G1、G2表的指針都向右擺解析:電路接通后線圈中電流方向向右,當(dāng)電路斷開時(shí),線圈中電流減小,產(chǎn)生與原方向相同的自感電動(dòng)勢,與G2和電阻組成閉合回路,所以G1中電流方向向右,G2中電流方向向左,即G1指針向右擺,G2指針向左擺,B項(xiàng)正確。答案:B5.在如圖所示的電路中,兩個(gè)相同的小燈泡L1和L2分別串聯(lián)一個(gè)帶鐵芯的電感線圈L和一個(gè)滑動(dòng)變阻器R。閉合開關(guān)S后,調(diào)整R,使L1和L2發(fā)光的亮度一樣,此時(shí)流過兩個(gè)燈泡的電流均為I,然后斷開S。若t'時(shí)刻再閉合S,則在t'前后的一小段時(shí)間內(nèi),正確反映流過L1的電流i1、流過L2的電流i2隨時(shí)間t變化的圖象是()解析:閉合S后,由于電感線圈的自感作用,i1逐漸增大,最終達(dá)到穩(wěn)定值,而i2直接從某一最大值減小到某一穩(wěn)定值后保持不變,所以選項(xiàng)B正確。答案:B6.(多選)如圖所示電路中,自感系數(shù)較大的線圈L其直流電阻不計(jì),下列操作中能使電容器C的A板帶正電的是()A.S閉合的瞬間B.S斷開的瞬間C.S閉合電路穩(wěn)定后D.S閉合、向右移動(dòng)變阻器觸頭解析:S閉合電路穩(wěn)定時(shí),線圈兩端沒有電勢差,電容器兩板不帶電;S閉合瞬間,電流增大,線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢方向與電流方向相反,使B板帶正電;S斷開的瞬間,或向右移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片時(shí),電流減小,線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢的方向與電流方向相同,使A板帶正電,B、D項(xiàng)正確。答案:BD7.(多選)如圖所示,是一種延時(shí)開關(guān)的原理圖,當(dāng)S1閉合時(shí),電磁鐵F將銜鐵D吸下,C線路接通;當(dāng)S1斷開時(shí),由于電磁感應(yīng)作用,D將延遲一段時(shí)間才被釋放。則()A.由于A線圈的電磁感應(yīng)作用,才產(chǎn)生延時(shí)釋放D的作用B.由于B線圈的電磁感應(yīng)作用,才產(chǎn)生延時(shí)釋放D的作用C.如果斷開B線圈的開關(guān)S2,無延時(shí)作用D.如果斷開B線圈的開關(guān)S2,延時(shí)將變長解析:線圈A相當(dāng)于條形磁鐵,其產(chǎn)生的磁場隨線圈A中的電流的增大而增大,隨線圈A中的電流的減小而減小,而電流的變化可以通過開關(guān)的閉合、斷開來實(shí)現(xiàn),從而引起線圈B中磁通量變化而產(chǎn)生感應(yīng)電流。S2閉合時(shí),S1斷開瞬間,線圈A在線圈B中產(chǎn)生的磁場減弱,線圈B產(chǎn)生感應(yīng)電流,產(chǎn)生的磁場吸引銜鐵D,使銜鐵D延遲一段時(shí)間釋放,選項(xiàng)B正確;若S2斷開時(shí),S1斷開瞬間,線圈B中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流,將起不到延時(shí)作用,選項(xiàng)C正確。答案:BC7渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)課時(shí)演練·促提升A組1.電磁爐是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的渦流,使鍋體發(fā)熱從而加熱食物。下列相關(guān)的說法中正確的是()A.鍋體中渦流的強(qiáng)弱與磁場變化的頻率有關(guān)B.電磁爐中通入電壓足夠高的直流電也能正常工作C.金屬或環(huán)保絕緣材料制成的鍋體都可以利用電磁爐來烹飪食物D.電磁爐的上表面一般都用金屬材料制成,以加快熱傳遞、減少熱損耗解析:渦流是高頻交變電流產(chǎn)生的磁場引起的電磁感應(yīng)現(xiàn)象,故選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤;電磁爐表面一般用絕緣材料制成,避免產(chǎn)生渦流,鍋體用金屬制成,利用渦流加熱物體,故選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。答案:A2.如圖所示,在一個(gè)繞有線圈的可拆變壓器鐵芯上分別放一小鐵鍋水和一玻璃杯水,給線圈通入電流一段時(shí)間后,一個(gè)容器中水溫升高,則通入的電流與水溫升高的是()A.恒定直流、小鐵鍋B.恒定直流、玻璃杯C.變化的電流、小鐵鍋 D.變化的電流、玻璃杯解析:通入恒定電流時(shí),所產(chǎn)生的磁場不變,不會產(chǎn)生感應(yīng)電流。通入變化的電流,所產(chǎn)生的磁場發(fā)生變化,在空間產(chǎn)生感生電場,鐵鍋是導(dǎo)體,感生電場在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生渦流,電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,使水溫升高。渦流是由變化的磁場在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的,所以玻璃杯中的水不會升溫,故C正確。答案:C3.如圖所示,蹄形磁鐵的兩極之間放置一個(gè)線圈abcd,磁鐵和線圈都可以繞OO'軸轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)磁鐵按圖示方向繞OO'軸轉(zhuǎn)動(dòng),線圈的運(yùn)動(dòng)情況是()A.俯視,線圈順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)速與磁鐵相同B.俯視,線圈逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)速與磁鐵相同C.線圈與磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同,但轉(zhuǎn)速小于磁鐵的轉(zhuǎn)速D.線圈靜止不動(dòng)解析:磁鐵相對線圈轉(zhuǎn)動(dòng),通過線圈的磁通量發(fā)生變化,線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流,則線圈受安培力作用,阻礙兩者的相對運(yùn)動(dòng),由“來拒去留”可知線圈跟著磁鐵同方向轉(zhuǎn)動(dòng)。如果轉(zhuǎn)速相同,則沒有相對運(yùn)動(dòng),線圈中不產(chǎn)生感應(yīng)電流,線圈不受安培力作用,則線圈不會轉(zhuǎn)動(dòng),所以線圈與磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同,但轉(zhuǎn)速小于磁鐵轉(zhuǎn)速。答案:C4.如圖所示,使一個(gè)銅盤繞其豎直的軸OO'轉(zhuǎn)動(dòng),且各種摩擦等阻力不計(jì)。現(xiàn)把一個(gè)蹄形磁鐵移近銅盤,則()A.銅盤轉(zhuǎn)動(dòng)將變慢B.銅盤轉(zhuǎn)動(dòng)將變快C.銅盤仍以原來的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)D.銅盤的轉(zhuǎn)動(dòng)速度是否變化,要根據(jù)磁鐵的上下兩端的極性來決定解析:當(dāng)一個(gè)蹄形磁鐵移近銅盤時(shí),銅盤轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線,產(chǎn)生感應(yīng)電流,由楞次定律可知其感應(yīng)電流受的安培力阻礙其相對運(yùn)動(dòng),所以銅盤的轉(zhuǎn)動(dòng)將變慢。本題也可以從能量守恒的角度去分析,因?yàn)殂~盤轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線,產(chǎn)生感應(yīng)電流,銅盤的機(jī)械能不斷轉(zhuǎn)化成電能,銅盤轉(zhuǎn)動(dòng)會逐漸變慢,故正確選項(xiàng)為A。答案:A5.如圖所示,矩形線圈放置在水平薄木板上,在薄木板的下面有兩塊相同的蹄形磁鐵,四個(gè)磁極之間的距離相等。當(dāng)兩塊磁鐵勻速向右通過線圈時(shí),線圈仍靜止不動(dòng),那么線圈受到木板的摩擦力方向是()A.先向左,后向右B.先向左、后向右、再向左C.一直向右D.一直向左解析:根據(jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的“來拒去留”知,當(dāng)兩磁鐵靠近線圈時(shí),線圈要阻礙其靠近,線圈有向右移動(dòng)的趨勢,受木板的摩擦力向左;當(dāng)磁鐵遠(yuǎn)離線圈時(shí),線圈要阻礙其遠(yuǎn)離,仍有向右移動(dòng)的趨勢,受木板的摩擦力方向仍是向左的,故選項(xiàng)D正確。答案:D6.(多選)如圖所示是電表中的指針和電磁阻尼器的結(jié)構(gòu),下列說法中正確的是()A.2是磁鐵,在1中產(chǎn)生渦流B.1是磁鐵,在2中產(chǎn)生渦流C.該裝置的作用是使指針能夠轉(zhuǎn)動(dòng)D.該裝置的作用是使指針能很快地穩(wěn)定解析:這是渦流的典型應(yīng)用之一。當(dāng)指針擺動(dòng)時(shí),1隨之轉(zhuǎn)動(dòng),2是磁鐵,那么在1中產(chǎn)生渦流,2對1的安培力將阻礙1的轉(zhuǎn)動(dòng)。不管1向哪個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng),2對1的效果總起到阻尼作用。所以它能使指針很快地穩(wěn)定下來。答案:AD7.(多選)如圖所示,abcd是一小金屬塊,用一根絕緣細(xì)桿掛在固定點(diǎn)O,使金屬塊繞在直線OO'兩邊來回?cái)[動(dòng),O的正下方有一水平方向的勻強(qiáng)磁場區(qū)域,磁感線方向跟紙面垂直,若摩擦和空氣阻力均不計(jì),則()A.金屬塊進(jìn)入或離開磁場區(qū)域時(shí),都會產(chǎn)生感應(yīng)電流B.金屬塊完全進(jìn)入磁場區(qū)域后,金屬塊中無感應(yīng)電流C.金屬塊開始擺動(dòng)后,擺角會越來越小,擺角小到某一值后將不再減小D.金屬塊擺動(dòng)過程中,機(jī)械能會完全轉(zhuǎn)化