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1、习题课法拉第电磁感应的综合应用1产生感应电流的条件：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，即0，闭合电路中就有感应电流产生2引起磁通量变化的常见情况(1)闭合电路的局部导体做切割磁感线运动，导致变化(2)线圈在磁场中转动，导致变化(3)磁感应强度B变化，导致变化3感应电流方向的判断(1)楞次定律的内容：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化楞次定律是判定感应电流(或感应电动势)方向的一般规律，普遍适用于所有电磁感应现象应用楞次定律判断感应电流的流程图(2)右手定那么：伸开右手，使拇指与其余四指垂直，并且都与手掌在同一平面内；让磁感线垂直从手心进入，并使拇指指向导线运动的方向，这时四指所指
2、的方向就是感应电流的方向4感应电动势大小计算的两种情形(1)En(2)EBlvsin 如下图，导线框abcd与直导线在同一平面内，直导线通有恒定电流I，当线框由左向右匀速通过直导线的过程中，线框中感应电流的方向是()A先abcd，后dcba，再abcdB先abcd，后dcbaC始终dcbaD先dcba，后abcd，再dcba思路点拨 解答此题的关键是线圈的cd边跨过直导线后感应电流如何判断此时按右手定那么判断ab和cd边各自切割产生的感应电流方向解析线框在直导线左侧时，随着线框向右运动，磁通量增加，根据楞次定律线框中感应电流的方向为dcba当线框的cd边跨过直导线后，如下图，根据右手定那么ab
3、边产生的感应电流方向为ab，cd边产生的感应电流方向为cd线框全部跨过直导线后，随着向右运动，磁通量减少，根据楞次定律知线框中感应电流的方向为dcba应选项D正确答案D1如下图，AB是固定的通电直导线，闭合导线框P与AB在同一平面内，当P远离AB匀速运动时，闭合导线框中的感应电流()A为零B大小不变，方向顺时针C逐渐增大，方向逆时针D逐渐减小，方向顺时针解析：选D根据电流周围的磁场分布情况，离电流越远磁场越弱，线框远离AB且匀速运动时，切割磁感线产生的电动势越来越小，电流会越来越小；穿过线框的原磁场方向向里且减少，由楞次定律得感应电流的方向为顺时针如下图，矩形线圈abcd由n50匝组成，ab边
4、长l104 m，bc边长l202 m，整个线圈的电阻R2 ，在B01 T的匀强磁场中，以短边中点的连线为轴转动，50 rad/s求：(1)线圈从图示位置转动90过程中平均感应电动势；(2)线圈转过90时的瞬时感应电动势思路点拨 求出线圈转过90所需的时间，即可由电磁感应定律求出这段时间内的平均感应电动势；由EBlv可求出线圈转过90时的瞬时感应电动势解析(1)开始时，穿过线圈的磁通量1Bl1l2，线圈转过90时，穿过线圈的磁通量20，磁通量的变化量|12|Bl1l2经历的时间t为转动一周所需时间的1/4t线圈转过90过程中的平均感应电动势EnnBl1l2500104022 V127 V(2)线
5、圈转到90位置时，线圈长边l1切割磁感线的速度v线圈的两条长边产生的感应电动势对线圈回路来说是串联的，线圈转过90时瞬时感应电动势E2nBl1vnBl1l25001040250 V20 V答案(1)127 V(2)20 V2如下图，导轨OM和ON都在纸面内，导体AB可在导轨上无摩擦滑动，假设AB以5 m/s的速度从O点开始沿导轨匀速右滑，导体与导轨都足够长，它们每米长度的电阻都是02 ，磁场的磁感应强度为02 T问：(1)3 s末电路中的电流为多少？(2)3 s内电路中产生的平均感应电动势为多少？(保存两位有效数字)解析：(1)3 s末OB长度sOBvt53 m15 m，3 s末OA长度sOA
6、10 m，夹在导轨间AB段长度sABsOB tan 305 m，整个回路的导轨总长度为ssOAsABsOB(10515) m15(1) m，电动势EBLv0255 V5 V，电阻为Rs0215(1)02 820 所以电流I106 A(2)3 s内平均感应电动势为n1 V V43 V答案：(1)106 A(2)43 V1(多项选择)如下图的装置，在以下各种情况中，能使悬挂在螺线管附近的铜质闭合线圈A中产生感应电流的是()A开关S接通的瞬间B开关S接通后，电路中电流稳定时C开关S接通后，滑动变阻器滑片滑动的瞬间D开关S断开的瞬间解析：选ACD开关S接通的瞬间，开关S接通后滑动变阻器滑片滑动的瞬间，
7、开关S断开的瞬间，都使螺线管线圈中的电流变化而引起磁场变化，线圈A中的磁通量发生变化而产生感应电流2一个闭合金属线框的两边接有电阻R1、R2，线框上垂直放置一根金属棒ab，棒与线框接触良好，整个装置放在匀强磁场中，如下图当用外力使ab棒右移时，以下判断中正确的选项是()A穿过线框的磁通量不变，框内没有感应电流B框内有感应电流，电流方向沿顺时针方向绕行C框内有感应电流，电流方向沿逆时针方向绕行D框内有感应电流，左半边沿逆时针方向绕行，右半边沿顺时针方向绕行解析：选D导体棒ab在磁场中向右切割磁感线，由右手定那么可判断ab中感应电流的方向为ab，ab分别与导体框的左右两局部构成两个闭合回路，所以左
8、侧回路有逆时针方向的电流，右侧回路有顺时针方向的电流，A、B、C三项都错误，D项正确3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，以下表述正确的选项是()A感应电动势的大小与线圈的匝数无关B穿过线圈的磁通量越大，感应电动势不一定越大C穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越小D感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同解析：选B由法拉第电磁感应定律En可知感应电动势的大小E与n有关，与即磁通量变化的快慢成正比，所以A、C错误，B正确由楞次定律可知，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的原磁通量的变化，即原磁通量增加，感应电流的磁场与原磁场方
9、向相反原磁通量减小，感应电流的磁场与原磁场方向相同，故D错误4(多项选择)两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂直边长为01 m、总电阻为0005 的正方形导线框abcd位于纸面内，cd边与磁场边界平行，如图(a)所示导线框一直向右做匀速直线运动，cd边于t0时刻进入磁场线框中感应电动势随时间变化的图线如图(b)所示(感应电流的方向为顺时针时，感应电动势取正)以下说法正确的选项是()A磁感应强度的大小为05 TB导线框运动速度的大小为05 m/sC磁感应强度的方向垂直于纸面向外D在t04 s至t06 s这段时间内，导线框所受的安培力大小为01 N解析：选BC由题图(b)可知，导线
10、框运动的速度大小v m/s05 m/s，B项正确；导线框进入磁场的过程中，cd边切割磁感线，由EBLv，得B T02 T，A项错误；由题图可知，导线框进入磁场的过程中，感应电流的方向为顺时针方向，根据楞次定律可知，磁感应强度方向垂直纸面向外，C项正确；在0406 s这段时间内，导线框正在出磁场，回路中的电流大小I A2 A，那么导线框受到的安培力FBIL02201 N004 N，D项错误5(多项选择)某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下，大小为45105 T一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸，河宽100 m，该河段涨潮和落潮时有海水(视为导体)流过设落潮时，海水自西向东流，流速为2 m/
11、s以下说法正确的选项是()A电压表记录的电压为5 mVB电压表记录的电压为9 mVC河南岸的电势较高D河北岸的电势较高解析：选BD海水在落潮时自西向东流，该过程可以理解为：自西向东运动的导体棒在切割竖直向下的磁感线根据右手定那么，北岸是正极电势高，南岸电势低，所以D正确，C错误根据法拉第电磁感应定律EBLv451051002 V9103 V，所以B正确，A错误6如下图，水平面上有两根相距05 m的足够长的平行金属导轨MN和PQ，它们的电阻可忽略不计，在M和P之间接有阻值为R的定值电阻，导体棒ab长L05 m，其电阻为r，与导轨接触良好整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B04 T现
12、使ab以v10 m/s的速度向右做匀速运动(1)ab中的感应电动势多大？(2)假设定值电阻R30 ，导体棒的电阻r10 ，那么电路电流多大？解析：(1)ab中的感应电动势为：EBLv代入数据得：E20 V(2)由闭合电路欧姆定律，回路中的电流I代入数据得：I05 A答案：(1)20 V(2)05 A7如下图，面积为02 m2的100匝线圈A处在磁场中，磁场方向垂直于线圈平面磁感应强度B随时间变化的规律是B(602t) T，电路中的R14 ，R26 ，电容C30 F，线圈的电阻不计，求：(1)闭合S一段时间后，通过R2的电流大小及方向(2)闭合S一段时间后，再断开S，S断开后通过R2的电荷量是多少？解析：(1)由于磁感应强度随时间均匀变化，根据B(602t) T，可知02 T/s，所以线圈中感应电动势的大小为EnnS1000202 V4 V通过R2的电流大小为I A04 A由楞次定律可知电流的方向自上而下通过R2(2)闭合S一段时间后，电容器充电，此时两板间电压U2IR2046 V24 V再断开S，电容器将放电，通过R2的电荷量就是电容器原来所带的电荷量QCU23010624 C72105 C答案：(1)04 A由上向下通过R2(2)72105 C