《考点49 法拉第电磁感应定律 自感现象-备战2022年高考物理考点一遍过.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《考点49 法拉第电磁感应定律 自感现象-备战2022年高考物理考点一遍过.doc（25页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、内容要求要点解读法拉第电磁感应定律重点、热点和高频点。理解磁通量或磁感应强度变化率的意义，能够区分动生电动势和感生电动势，特别是能够分析平动切割和转动切割产生的电动势。重点掌握导体棒切割磁感线为背景的动力学问题、电路问题和能量问题，还有电磁感应现象中的电荷量问题。自感、涡流不要求用自感系数计算自感电动势，这里不单独命题，一般体现在对实际电磁感应现象的理解和解释中。一、法拉第电磁感应定律1公式：2感应电动势的大小由穿过电路的磁通量的变化率和线圈的匝数共同决定，与磁通量、磁通量的变化量的大小没有必然联系。3法拉第发现了电磁感应现象的规律，但法拉第电磁感应定律的数学形式是由纽曼和韦伯给出的。4法拉第
2、电磁感应定律的应用（1）磁通量的变化由磁场变化引起时，当S=Lx，且n=1时，公式为导体切割磁感线产生的感应电动势E=BLv（2）磁通量的变化由面积变化引起时，（3）磁通量的变化由磁场和面积变化共同引起时，（4）平均感应电动势二、导体切割磁感线产生感应电动势1公式E=BLv的使用条件：（1）匀强磁场；（2）L为切割磁场的有效长度；（3）B、L、v三者相互垂直；如不垂直，用E=BLvsin 求解，为B与v方向间的夹角。2瞬时性：（1）若v为瞬时速度，则E为瞬时感应电动势；（2）若v为平均速度，则E为平均感应电动势，即。3有效长度：导体与v垂直方向上的投影长度。图中有效长度分别为：甲，；乙，沿v1
3、方向运动时为，沿v2方向运动时为0；丙，沿v1方向运动时为，沿v2方向运动时为0，沿v3方向运动时为R。4相对性：速度v是导体相对于磁场的速度，若磁场也运动，应注意速度间的相对关系。三、自感1自感现象：由于导体自身电流的变化而产生的电磁感应现象叫做自感现象。2自感电动势，总是阻碍原电流的变化，只是延缓变化，但不能使变化停止其中线圈的自感系数L跟线圈的横截面积、长度、匝数等因素有关，线圈的横截面积越大、线圈越长、匝数越多，自感系数越大。另外，有铁芯时线圈的自感系数比没有铁芯时大得多。3自感电路（1）通电时，线圈产生的自感电动势与稳定时电流方向相反，阻碍电流增大，使电流缓慢增大。（2）断电时，线圈
4、产生的自感电动势与稳定时电流方向相同，阻碍电流减小，使电流缓慢减小；在与线圈串联的回路中，线圈相当于电源，它提供的电流从原来的IL逐渐减小。（3）稳定时，若线圈有电阻就相当于一个定值电阻，若不计线圈电阻时就相当于一根导线。三种切割方式感应电动势大小的计算 垂直切割 倾斜切割 旋转切割1垂直切割：如图所示，感应电动势的表达式EBlv2倾斜切割：如图所示，感应电动势的表达式EBlvsin ，其中为v与B的夹角3垂直切割：如图所示，感应电动势的表达式EBl2【注意事项】EBlv的三个特性：（1）正交性：本公式要求磁场为匀强磁场，而且B、l、v三者互相垂直（2）有效性：公式中的l为导体切割磁感线的有效
5、长度。（3）相对性：EBlv中的速度v是导体相对磁场的速度，若磁场也在运动，应注意速度间的相对关系。（2018·云南省玉溪第一中学高二上学期期中考试）如图所示，竖直平面内有一金属圆环，半径为a，总电阻为R（指拉直时两端的电阻），磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过环平面。环的最高点A用铰链连接长度为2a、电阻为R2的导体棒AB，AB由水平位置紧贴环面（接触良好）摆下，当摆到竖直位置时，B点的线速度为v，则AAB杆产生的感应电流由A流向B，A为电源正极BAB杆产生的感应电动势大小为BavCAB两端的电压大小为Bav3D不计任何摩擦，则AB下摆的过程机械能守恒【参考答案】BC【详细解析】A项
6、：由右手定则可知，AB杆产生的感应电流由A流向B，B为电源正极，故A错误；B项：当摆到竖直位置时，导体棒产生的感应电动势为：E=B2av=2Ba0+v2=Bav，故B正确；C项：金属环并联的电阻为：R并=12×12R=R4，AB两端的电压是路端电压，AB两端的电压大小为：U=R并R并+12RE=13Bav，故C正确；D项：不计任何摩擦，电路中有热量产生，所以机械能不守恒，故D错误。故应选BC。【名师点睛】本题是电磁感应与电路的结合问题，关键是弄清电源和外电路的构造，然后根据电学知识进一步求解，容易出错之处是把AB间的电压看成是内电压，得到结果是23Bav。10（2019·北
7、京市101中学三模）图甲的铜盘安装在水平的铜轴上，它的边缘正好在两磁极之间，两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘接触。闭合电键S，给铜盘一个初动能，铜盘转动方向和所处磁场如图乙所示，不计一切摩擦和空气阻力，下列说法正确的是A通过圆盘平面的磁通量增加B通过电阻R的电流方向向下C断开电键S，圆盘将减速转动D断开电键S，圆盘将匀速转动【答案】C【解析】A由于磁感线的条数不变，故铜盘转动过程中，穿过铜盘的磁通量不变，故A错误；B根据右手定则可知，电流从D点流出，流向C点，因此通过电阻R的电流方向向上，故B错误；CD圆盘看成无数金属棒组成，转动过程中切割磁感线形成电流，在磁场中的每一条金属棒受安培力阻
8、碍棒的运动，所以断开电键S，圆盘将减速转动，故C正确，D错误。1（2018·江西省红色七校高三第一次联考）两条相互平行的光滑金属导轨，距离为L，电阻不计。导轨内有一与水平面垂直向里的匀强磁场，导轨左侧接电容器C，电阻R1和R2，如图所示。垂直导轨且与导轨接触良好的金属杆AB以一定的速度向右匀速运动，某时刻开始做匀减速运动至速度为零后反向匀加速运动。在金属杆变速运动的过程中，下列说法正确的是AR1中无电流通过BR1中电流一直从e流向aCR2中电流一直从a流向bDR2中电流先从b流向a，后从a流向b【答案】B【解析】开始时，金属杆AB以一定的速度向右匀速运动，由感应电动势：E=BLv，电
9、容器两端的带电量为，Q=CU=CBLv，由右手定则知，R2感应电流方向由a向b，故电容器的上极板带正电，开始做匀减速运动至速度为零的过程中，Q=CU=CBLv知，速度减小，极板带电量减小，有电流定义式：Iq/t可知，R1中有电流通过，方向由e流向a，R2中电流从a流向b，故A错误；反向匀加速运动过程中，由右手定则知，R2感应电流方向由b向a，电容器反向充电，流经R1电流方向由e流向a，故B正确，CD错误；故选B。【名师点睛】本题电磁感应中电路问题，基础是识别电路的结构。本题难点是根据并联电路电流与电阻成反比确定两电阻电量的关系。在高考中电路中含有电容器也是热点问题。2如图所示，用粗细相同的铜丝
10、做成边长分别为L和2L的两只闭合线框a和b，以相同的速度从磁感应强度为B的匀强磁场区域中匀速地拉到磁场外，不考虑线框的动能变化，若外力对环做的功分别为Wa、Wb，则Wa:Wb为A1:4 B1:2C1:1 D不能确定【答案】A【解析】线框a产生的感应电动势，外力对a做的功，则得，线框b产生的感应电动势，外力对b做的功，则得，故有，选A。（2019·山东省潍坊市教科院高三高考模拟）如图甲所示，绝缘的水平桌面上放置一金属圆环，在圆环的正上方放置一个螺线管，在螺线管中通入如图乙所示的电流，电流从螺线管a端流入为正。以下说法正确的是A01 s内圆环面积有扩张的趋势B1 s末圆环对桌面的压力小于
11、圆环的重力C12 s内和23 s内圆环中的感应电流方向相反D从上往下看，02 s内圆环中的感应电流先沿顺时针方向、后沿逆时针方向【答案】D【解析】01 s线圈中电流增大，产生的磁场增大，金属环中磁通量增大，有面积缩小趋势，故A错误；1 s末金属环中感应电流最大，但螺线管中电流为零，没有磁场，与金属环间无相互作用，所以1 s末圆环对桌面的压力等于圆环的重力，故B错误；12 s正方向电流减小，23 s反向电流增大，根据楞次定律，金属环中感应电流的磁场方向不变，感应电流方向不变，故C错误；01 s线圈中电流增大，产生的磁场增大，金属环中磁通量增大，根据楞次定律可知，从上往下看，0l s内圆环中的感应
12、电流沿顺时针方向；1 s2 s线圈中电流减小，产生的磁场减弱，金属环中磁通量减小，根据楞次定律可知，从上往下看，1 s2 s内圆环中的感应电流沿逆时针方向，故D正确。1如图所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有定值电阻R金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下。现使磁感应强度随时间均匀减小，ab始终保持静止，下列说法正确的是（）Aab中的感应电流方向由b到aBab中的感应电流逐渐减小Cab所受的安培力保持不变D电阻R的热功率不变【答案】D【解析】磁感应强度均匀减小，穿过回路的磁通量均匀减小，根据楞次定律得知ab中的感应电流方向由a到b，
13、故A项错误；由于磁感应强度均匀减小，穿过回路的磁通量均匀减小，根据法拉第电磁感应定律E可知，回路产生的感应电动势恒定，则ab中的感应电流不变，故B项错误；根据安培力公式FBIL知，电流I不变，B均匀减小，则ab所受的安培力减小，故C项错误；I不变，根据PI2R分析知电阻R的热功率保持不变，故D项正确。2如图所示，匀强磁场中有a、b两个闭合线圈，它们用同样的导线制成，匝数均为10匝，半径ra=2rb。磁场方向与线圈所在平面垂直，磁感应强度B随时间均匀减小。两线圈中产生的感应电动势分别为Ea和Eb，感应电流分别为Ia和Ib。不考虑两线圈间的相互影响。下列说法正确的是AEaEb=21，感应电流均沿顺
14、时针方向BEaEb=41，感应电流均沿逆时针方向CIaIb=21，感应电流均沿顺时针方向DIaIb=41，感应电流均沿逆时针方向【答案】C【解析】由法拉第电磁感应定律得：E=nt=nBtS=nBtR2，n、Bt相同，则得到Ea:Eb=ra2:rb2=4:1，根据电阻定律：线圈的电阻为R=LS=n2RS，则、S、n相同，两线圈电阻之比ra:rb=Ra:Rb=2:1。线圈中感应电流I=ER，综合得到Ia:Ib=2:1，根据楞次定律可得感应电流方向都沿顺时针方向，C正确。自感中“闪亮”与“不闪亮”问题与线圈串联的灯泡与线圈并联的灯泡电路图通电时电流逐渐增大，灯泡逐渐变亮电流突然增大，然后逐渐减小达到
15、稳定断电时电流逐渐减小，灯泡逐渐变暗，电流方向不变电路中稳态电流为I1、I2：若I2I1，灯泡逐渐变暗；若I2>I1，灯泡闪亮后逐渐变暗两种情况灯泡中电流方向均改变（2019·学科网第二次全国大联考江苏卷）（多选）如图所示，小明做课本自感线圈实验时，连接电路如图所示。则A闭合开关S，L2逐渐变亮，然后亮度不变B闭合开关S，L1逐渐变亮，然后亮度不变C断开开关S，L1逐渐变暗至熄灭，L2变亮后再熄灭D断开开关S，L1变亮后再熄灭，L2一直不亮【答案】BC【解析】闭合开关S，根据二极管的单向导电性，L2不亮，选项A错误；根据自感现象，闭合开关S，由于自感线圈的“阻碍”作用，L1逐渐
16、变亮，然后亮度不变，选项B正确；当断开开关S，线圈与二极管D形成回路，则有流过L2的电流，则L2变亮后再熄灭，而流过L1的电流逐渐减小，故L1逐渐变暗至熄灭，选项C正确、D错误。【名师点睛】当通过线圈本身的电流变化时，线圈中会产生自感现象，这是一种特殊的电磁感应现象，可运用楞次定律分析自感电动势对电流的影响。1（多选）如图所示，L是自感系数很大的线圈，但其自身的直流电阻几乎为0，A、B是两个相同的小灯泡，下列说法正确的是（）A开关S闭合时，A灯立即发光B开关S闭合时，B灯立即发光C开关S断开时，A灯闪亮一下再灭D开关S断开后瞬间，a点的电势低于b点【答案】AD【解析】开关s闭合瞬间，灯泡A与电
17、源直接相连因此立即发光，而灯泡B因为自感线圈的阻碍作用则是缓慢变亮，因此A正确，B错误；灯泡B与线圈L构成闭合回路，电路稳定时A中和B中的电流相等，因此S断开时A中电流不增加，因此不会闪亮，C错误；开关断开瞬间，L中的电流逐渐减小，则电流的方向向左流过A灯，a点的电势低于b点，故D正确。2（多选）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中电流小于
18、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【参考答案】BC【详细解析】图1中，断开S1的瞬间，A1灯闪亮，是因为电路稳定时，A1的电流小于L的电流，则可知L的电阻小于A1的电阻，故A错误，故B正确；图2中，因为要观察两只灯泡发光的亮度变化，两个支路的总电阻相同，因两个灯泡电阻相同，所以变阻器R与L2的电阻值相同，故C正确；图2中，闭合S2瞬间，L2对电流有阻碍作用，所以L2中电流与变阻器R中电流不相等，故D错误。1闭合线圈放在随时间均匀变化的磁场中，线圈平面和磁场方向垂直。若想使线圈中的感应电流增强一倍，下述方法可行的是A使线圈匝数增加
19、一倍B使线圈面积增加一倍C使线圈匣数减少一半D使磁感应强度的变化率增大一倍2（多选）如图是磁悬浮的原理，图中A是圆柱形磁铁，B是用高温超导材料制成的超导圆环将超导圆环水平放在磁铁A上，它就能在磁力的作用下悬浮在磁铁A上方的空中，则()A将B放入磁场的过程中，B中将产生感应电流，稳定后，感应电流消失B将B放入磁场的过程中，B中将产生感应电流，稳定后，感应电流仍存在C如A的N极朝上，B中感应电流为顺时针方向(俯视)D如A的N极朝上，B中感应电流为逆时针方向(俯视)3如图所示，用均匀导线做成的单匝等边三角形线框的面积为0.6 m2，线框一半放在垂直于纸面向里的匀强磁场中。当磁场以30 T/s的变化率
20、减弱时，线框的a、b两点间的电势差Uab是A3 VB1.5 VC3 VD1.5 V4固定于水平面上的金属框架CDEF处在竖直向上的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以速度v向右匀速运动。t=0时，磁感应强度为B0，此时MN到达的位置使MDEN构成一个边长为b的正方形。为使MN棒中不产生感应电流，从t=0开始，磁感应强度B随时间t变化的关系为A BC D4（2019·黑龙江学与考联盟四模）（多选）如图所示，用一根粗细均匀表面粗糙的金属线弯成一正方形导轨abcd置于水平面内，导体棒ef的电阻为导轨bc电阻的，空间存在竖直向下的匀强磁场。导体棒ef由靠近bc位置以一定的速度向右运动，刚好停在导轨
21、中央gh处，关于此运动过程下列说法正确的是A导体棒ef产生的电动势逐渐减小B通过导轨bc的电荷量和通过导轨ad的电荷量相同C导体棒ef受到的安培力一直在减小D导体棒克服安培力做的功在数值上小于导体棒减小的动能5近来，无线充电成为应用于我们日常生活中的一项新科技，其中利用电磁感应原理来实现无线充电是比较成熟的一种方式，电动汽车无线充电方式的基本原理如图所示：路面下依次铺设圆形线圈，相邻两个线圈由供电装置通以反向电流，车身底部固定感应线圈，通过充电装置与蓄电池相连，汽车在此路面上行驶时，就可以进行充电汽车匀速行驶的过程中，下列说法正确的是()A感应线圈中电流的磁场方向一定与路面线圈中电流的磁场方向
22、相反B感应线圈中产生的是方向改变、大小不变的电流C给路面下的线圈通以同向电流，不会影响充电效果D感应线圈一定受到路面线圈磁场的安培力，会阻碍汽车运动6如图，半径为a、右端开有小口的导体圆环和长为2a的导体直杆的单位长度电阻均为R0。圆环水平固定，整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B。杆在圆环上以速度v平行于直径CD向右做匀速直线运动，杆始终有两点与圆环良好接触。从圆环中心O开始，杆的位置由确定，则A时，杆产生的电动势为B时，杆产生的电动势为C时，杆受的安培力大小为D时，杆受的安培力大小为7如图所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路。虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场，方向
23、垂直于回路所在平面。回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直。从D点到达边界开始至C点进入磁场为止，下列结论正确的是A感应电流方向不变BCD段直导线始终不受安培力C感应电动势最大值为BavD感应电动势平均值为8（2019·北京市通州区高考物理二模）课堂上，老师演示了一个有趣的电磁现象：将一铝管竖立，把一块直径比铝管内径小一些的圆柱形的强磁铁从铝管上端由静止释放，强磁铁在铝管中始终与管壁不接触。可以观察到，相比强磁铁自由下落，强磁铁在铝管中的下落会延缓许多。下课后，好奇的小明将一块较厚的泡沫塑料垫在电子秤上，再将这个铝管竖直固定在泡沫塑料上（用以消除电子秤内部铁磁性材料与磁
24、铁相互作用的影响），如图所示，重复上述实验操作。在强磁铁由静止释放至落到泡沫塑料上之前，关于强磁铁的运动和受力情况，下列情况可能发生的是A先加速下落后减速下落B始终做加速运动，且加速度不断增大C所受合力方向竖直向上D所受铝管对它的作用力越来越大9（2018·山东省潍坊市联考）如图所示，有界匀强磁场垂直纸面向里，一闭合导线框abcd从高处自由下落，运动一段时间后进入磁场，下落过程线框始终保持竖直，对线框进入磁场过程的分析正确的是A感应电流沿顺时针方向Ba端电势高于b端C可能匀加速进入D感应电流的功率可能大于重力的功率10（2019·黑龙江学与考联盟五模）（多选）如图1所示，粗
25、糙绝缘斜面的倾角为=30°，斜面上放置一质量为1 kg，电阻为2 、边长为1.0 m的正方形导线框MNQP，开始时导线框处于静止状态。现施加一垂直线圈平面向上的磁场，磁感应强度B随时间t的变化规律如图2所示，重力加速度大小g=10 m/s2，则下列说法正确的是A在01 s内线圈中产生的感应电流是0.05 AB在34 s内通过线圈的电荷量是0.1 CC前4 s内线圈中产生的焦耳热是0.01 JD在04 s内线圈一直受到大小是5 N、方向沿斜面向下的摩擦力11（2019·中原名校联盟高三第四次质量考评）如图所示，两虚线1、2为磁场的理想边界，且两虚线之间存在垂直纸面向里的匀强磁
26、场，磁感应强度的大小为，纸面内等边三角形导线框的边长为，且bc边始终与磁场方向垂直，导线框单位长度的电阻为，两虚线的间距也为，等边三角形以水平向右的速度由图中的位置穿越两虚线之间的磁场。则下列说法正确的是A导线框穿越磁场的过程中，感应电流的方向保持不变B由于bc边与导线框的速度方向平行，则bc边所受的磁场力为零C整个过程中，导线框中产生的感应电动势的最大值为D导线框从开始运动到完全进入磁场的过程中，通过导线框某一横截面的电荷量为12如图所示，abcd为水平放置的平行光滑金属导轨，导轨间距为l，电阻不计。导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B。金属杆放置在导轨上，与导轨的接触点为M
27、、N，并与导轨成角。金属杆以的角速度绕N点由图示位置匀速转动到与导轨ab垂直，转动过程金属杆与导轨始终良好接触，金属杆单位长度的电阻为r。则在金属杆转动过程中（ ）A金属杆中感应电流的方向是由N流向MB电路中感应电流的大小始终减小CM点电势低于N点电势D电路中通过的电量为 13如图所示电路中，电源电动势为E（内阻不可忽略），线圈L的电阻不计。以下判断正确的是A闭合S稳定后，电容器两端电压小于EB闭合S稳定后，电容器的a极板带正电C断开S的瞬间，通过R1的电流方向向右D断开S的瞬间，通过R2的电流方向向右14如图所示的电路中，L为一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，D1、D2是两个完全相同的灯
28、泡，E是内阻不计的电源。t=0时刻，闭合开关S，经过一段时间后，电路稳定，t1时刻断开开关S，分别用I1、I2表示流过D1和D2的电流，规定图中箭头方向为电流正方向，能定性描述电流随时间t变化关系的是A B C D1（2019·天津卷）单匝闭合矩形线框电阻为，在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动，穿过线框的磁通量与时间的关系图像如图所示。下列说法正确的是A时刻线框平面与中性面垂直B线框的感应电动势有效值为C线框转一周外力所做的功为D从到过程中线框的平均感应电动势为2（2018·新课标全国I卷）如图，导体轨道OPQS固定，其中PQS是半圆弧，Q为半圆弧的中心，O为圆心。轨道
29、的电阻忽略不计。OM是有一定电阻。可绕O转动的金属杆。M端位于PQS上，OM与轨道接触良好。空间存在半圆所在平面垂直的匀强磁场，磁感应强度的大小为B，现使OQ位置以恒定的角速度逆时针转到OS位置并固定（过程）；再使磁感应强度的大小以一定的变化率从B增加到B'（过程）。在过程、中，流过OM的电荷量相等，则B'B等于A54 B32 C74 D23（2018·新课标全国III卷）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中通有正弦交流电流i，i的变化如图（b）所示，规定从Q到P为电流的正方向。导线框R中的感应电动势A在t=T4时为零B
30、在t=T2时改变方向C在t=T2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（2017·新课标全国卷）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0.1 m、总电阻为0.005 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。已知导线框一直向右做匀速直线运动，cd边于t=0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）。下列说法正确的是A磁感应强度的大小为0.5 TB导线框运动速度的大小为0.5 m/sC磁感应强度的方向垂直于纸面向外D在t=0.4 s至t=0.6 s这段时
31、间内，导线框所受的安培力大小为0.1 N5（2017·北京卷）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（2019·北京卷）如图所示，垂直于纸面的匀强磁场磁感应强度为B。纸面内有一正方形均匀金属线框abcd，其边长为L
32、，总电阻为R，ad边与磁场边界平行。从ad边刚进入磁场直至bc边刚要进入的过程中，线框在向左的拉力作用下以速度v匀速运动，求：（1）感应电动势的大小E；（2）拉力做功的功率P；（3）ab边产生的焦耳热Q。7（2019·江苏卷）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 ，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t=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q1D 【解析】A项：法拉
33、第电磁感应定律：E=nt将线圈的匝数变化时，说明t一定时，E与n成正比。当线圈匝数增加1倍，则线圈产生的感应电动势也增加1倍，但线圈电阻也增加1倍，因此线圈中的感应电流没有变化，故A错误；B项：由法拉第电磁感应定律：E=nt将线圈的面积增加1倍时，则也增加1倍，则线圈产生的感应电动势是原来的2倍，线圈的面积增加1倍，半径为原来的2周长也为原来的2，由电阻定律R=LS，可得线圈电阻是原来的2倍，因此线圈中的感应电流是原来的2倍，故B错误；C项：法拉第电磁感应定律：E=nt，将线圈的匝数变化时，说明t一定时，E与n成正比，当线圈匝数减小为原来的一半，则线圈产生的感应电动势也减小为原来的一半，但线圈
34、电阻也减小原来的一半，因此线圈中的感应电流没有变化，故C错误；D项：法拉第电磁感应定律：E=nt，将磁感应强度的变化率增大一倍时，则线圈产生的感应电动势也增加为原来的1倍，而线圈电阻不变，那么线圈中的感应电流也增加1倍，故D正确。故应选D。【名师点睛】本题综合考查了电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、电阻定律。关键能运用这些定律推导出电流的表达式，同时注意式中S不是线圈的面积，而是导线横截面积。2BC 【解析】当将B环靠近A时，由于越靠近磁铁A，磁场就越强，磁感线就越密，所以在靠近过程中穿过B环的磁通量发生改变，即在该环中会产生感应电流；由于发生了超导，即B环没有电阻，所以稳定后B环中的电流不会变
35、小，且永远存在，故A错误，B正确此时B环水平放在磁铁A上且悬浮在磁铁A的上方空中，即其相互排斥，说明B环的下面是N极，故B环中感应电流为顺时针方向(俯视)，故C正确，D错误3C 【解析】由法拉第电磁感应定律E=可得线框产生的电动势E=9 V。ab两点间的电势差占电动势的。根据楞次定律，线框中感应电流是顺时针方向，。因此=3 V，故选C。4ACD 【解析】导体棒向右做减速运动，根据E=BLv，导体棒的电动势在不断减小，即A正确；电路总电阻在不断增大，则干路电流在不断减小，导体棒ef受到的安培力一直在减小，即C正确；运动中导体棒左方导轨电阻总是小于右方导轨电阻，则左方导轨电流总是大于右方，则通过导
36、轨bc的电荷量大于通过导轨ad的电荷量，即B错误；导轨表面粗糙，导体棒运动时受到安培力和摩擦阻力，导体棒克服安培力做的功在数值上小于导体棒减小的动能，即D 正确。5D 【解析】由于路面下铺设圆形线圈，相邻两个线圈的电流相反，所以感应线圈中电流的磁场方向不一定与路面线圈中电流的磁场方向相反，A错误；由于不知路面上的线圈中的电流如何变化，即无法确定产生的磁场变化情况，所以感应线圈中的电流大小不能确定，B错误；路面下的线圈通以同向电流，则线圈产生的磁场方向相同，在汽车运动过程中产生的感应电流与路面线圈电流反向时不同，充电效果不同，C错误；感应线圈随汽车一起运动过程中会产生感应电流，在路面线圈的磁场中
37、受到的安培力，根据“来拒去留”可知，此安培力阻碍相对运动，即阻碍汽车运动，D正确。6AD 【解析】时，杆产生的电动势，电路中总电阻为，杆受的安培力，A正确，C错误；时，根据几何关系可得此时导体棒的有效切割长度是a，杆产生的电动势为，电路中总电阻为，杆受的安培力，B错误，D正确。7ACD 【解析】在闭合回路进入磁场的过程中，通过闭合电路的磁通量逐渐增大，根据楞次定律可知感应电流的方向为逆时针方向不变，A正确；CD段直导线的电流方向为从D到C，根据左手定则可知，所受安培力方向向下，B错误；当半圆闭合回路进入磁场一半时，切割磁感线的等效长度最大，为a，感应电动势最大，为Em=Bav，C正确；由法拉第
38、电磁感应定律可得，感应电动势平均值，D正确。8D 【解析】A、强磁铁在下落的过程中，铝管切割磁感线产生感生电流，受到磁铁所给的向下安培力作用，磁铁受到向上的安培力反作用力。初始阶段，磁铁的速度较小，在铝管中产生的安培力较小，磁铁受到的向下重力大于向上的安培力反作用力，于是向下做加速度减小的加速运动。如果铝管足够长，磁铁的加速度减小到零，此时磁铁受到的向下重力等于向上的安培力反作用力，之后磁铁向下做匀速运动。A、B均错误；C、由以上分析可知，如果铝管足够长，强磁铁在运动过程中，所受合力方向先竖直向下后减为零，C错误；D、由于强磁铁在铝管中运动的速度越来越大，铝管切割磁感线产生感生电流越来越大，受
39、到磁铁所给的向下安培力越来越大，铝管对强磁铁的安培力反作用力也随之越来越大，这是强磁铁落到泡沫塑料上时还没有达到最大速度或者刚好达到最大速度的情况，D正确。9D 【解析】线框进入磁场时，磁通量增大，根据楞次定律可知感应电流方向为逆时针方向，选项A错误；根据右手定则可知，b端电势高于a端，选项B错误；线圈进入磁场时受向上的安培力作用，大小为F=B2L2vR，随速度的增加，安培力逐渐变大，可知加速度逐渐减小，则线圈进入磁场时做加速度减小的加速运动，选项C错误；开始进入磁场时，可能安培力大于重力，即F=B2L2vR>mg，即B2L2v2R>mgv，即E2R>mgv，即感应电流的功率
40、可能大于重力的功率，选项D正确；故选D。10AC 【解析】由法拉第电磁感应定律，结合闭合电路欧姆定律，在01 s内和在34 s内线圈中产生的感应电流，A正确；同理，在34 s内通过线圈的电荷量=0.05 C，B错误；由题图2可知，有感应电流通过的总时间t总=2 s，依据焦耳定律，则有Q=I2Rt总=0.01 J，C正确；虽然穿过线圈的磁通量有变化，线圈中产生感应电流，但各边都受到安培力的作用，依据矢量的合成法则，则线圈受到的安培力的合力为零，因此在04 s内，线圈受到沿斜面向上的摩擦力，等于重力沿斜面向下的分力，即f=mgsin=5 N，D错误。11CD 【解析】导线框进入磁场的过程中，由楞次
41、定律可知导线框中的感应电流方向沿逆时针方向，而导线框离开磁场的过程中，导线框中的感应电流方向沿顺时针方向，A错误。导线框进入磁场时，bc边中的电流方向由b到c，则由左手定则可知bc边所受的磁场力方向竖直向上；导线框离开磁场的过程中，bc边所受的磁场力方向竖直向下，B错误；由于导线框匀速运动，则当有效切割长度最大时导线框中的感应电动势最大，显然当等边三角形的顶点a与虚线重合时，有效切割长度最大，感应电动势最大，由几何关系可知，有效切割长度的最大值为，则由法拉第电磁感应定律可知感应电动势的最大值为，C正确；由法拉第电磁感应定律可知，导线框进入磁场的过程中导线框中产生感应电动势的平均值为，又，则通过
42、导线框某一横截面的电荷量为，D正确。12B 【解析】根据楞次定律可得回路中的感应电流方向为顺时针，所以金属杆中感应电流的方向是由M流向N，故A错误；设MN在回路中的长度为L，其接入电路的电阻为R=rL，根据导体转动切割磁感应线产生的感应电动势大小计算公式可得，感应电流的大小为：，由于B、r都是定值而L减小，所以电流I大小始终减小，故B正确；由于导轨电阻不计，所以路端电压为零，即MN两点间的电压为零，M、N两点电势相等，故C错误；由于导体棒MN在回路中的有效切割长度逐渐减小，所以接入电路的电阻R逐渐减小，不能根据计算通过电路的电量小于，故D错误。13AC 【解析】闭合S稳定后，L相当于一段导线，
43、R1被短路，所以C两端的电压等于路端电压，小于电动势E，A正确；闭合S稳定后，b极板带正电，a极板带负电，B错误；断开S的瞬间，L相当于电源，与R1组成回路，电流方向自左向右，C正确；断开S的瞬间，电容器会放电，则R2中电流方向自右向左，D错误。14AC 【解析】开关闭合时，电感阻碍电流变化，产生自感电动势，I1缓慢减小，I2缓慢增大；电路稳定时电感相当于导线，D1被短路，I1为0；开关断开时，I2立即消失，电感阻碍电流变化，产生自感电动势，与D1构成闭合回路，电流沿负方向逐渐减小。故选AC。1BC 【解析】由图像可知时刻线圈的磁通量最大，因此此时线圈处于中性面位置，因此A错误；由图可知交流电
44、的周期为T，则，由交流电的电动势的最大值为，则有效值为，故B正确，线圈转一周所做的功为转动一周的发热量，故C正确；从0时刻到时刻的平均感应电动势为，故D错误。2B 【解析】过程I回路中磁通量变化1=14BR2，设OM的电阻为R，流过OM的电荷量Q1=1/R。过程II回路中磁通量变化2=12（B-B）R2，流过OM的电荷量Q2=2/R。Q2= Q1，联立解得：B/B=3/2，选项B正确。【名师点睛】此题将导体转动切割磁感线产生感应电动势和磁场变化产生感应电动势有机融合，经典中创新。3AC 【解析】由图（b）可知，导线PQ中电流在t=T/4时达到最大值，变化率为零，导线框R中磁通量变化率为零，根据
45、法拉第电磁感应定律，在t=T/4时导线框中产生的感应电动势为零，选项A正确；在t=T/2时，导线PQ中电流图象斜率方向不变，导致导线框R中磁通量变化率的正负不变，根据楞次定律，所以在t=T/2时，导线框中产生的感应电动势方向不变，选项B错误；由于在t=T/2时，导线PQ中电流图象斜率最大，电流变化率最大，导致导线框R中磁通量变化率最大，根据法拉第电磁感应定律，在t=T/2时导线框中产生的感应电动势最大，由楞次定律可判断出感应电动势的方向为顺时针方向，选项C正确；由楞次定律可判断出在t=T时感应电动势的方向为逆时针方向，选项D错误。【名师点睛】此题以交变电流图象给出解题信息，考查电磁感应及其相关
46、知识点。解答此题常见错误主要有四方面：一是由于题目以交变电流图象给出解题信息，导致一些同学看到题后，不知如何入手；二是不能正确运用法拉第电磁感应定律分析判断；三是不能正确运用楞次定律分析判断，陷入误区。4BC 【解析】由Et图象可知，线框经过0.2 s全部进入磁场，则速度，B正确；由法拉第电磁感应定律E=BLv可知，B=0.2 T，A错误；根据楞次定律，可知磁感应强度的方向垂直于纸面向外，C正确；在0.40.6 s时间内，导线框中感应电流，所受安培力F=BIl=0.04 N，D错误。5C 【解析】断开S1瞬间，由于线圈L1的自感，通过L1的电流逐渐减小，且通过A1，灯A1突然闪亮，说明自感电流会大于原来通过A1的电流，即闭合S1，电路稳定时，通过A1的电流小于通过L1的电流，L1的电阻小于A1的电阻，AB错误；闭合S2，电路稳定时，A2与A3