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1、法拉第电磁感应定律自感涡流一、选择题(15题只有一个选项符合题目要求，69题有多个选项符合题目要求)1穿过一个内阻为1 的单匝闭合线圈的磁通量每秒均匀地减少2 Wb，则()A线圈中感应电动势每秒增加2 VB线圈中感应电动势每秒减少2 VC线圈中感应电流每秒增加2 AD线圈中感应电动势不变，感应电流也不变解析：线圈的磁通量每秒均匀减少2 Wb，即其变化率的大小2 Wb/s恒定不变，故感应电动势E2 V恒定，电流I2 A也恒定不变，选D.答案：D2(2014江苏高考)如图所示，一正方形线圈的匝数为n，边长为a，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中在t时间内，磁感应强度的方向不变，大小由B均匀地
2、增大到2B.在此过程中，线圈中产生的感应电动势为()A.B.C. D.解析：线圈在磁场中的面积Sa2，穿过线圈的磁通量的变化量2BSBSBa2.根据法拉第电磁感应定律En得En，所以B正确答案：B3如图所示，L1和L2是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈，其阻值与R相同由于存在自感现象，在开关S接通和断开时，灯L1和L2先后亮暗的顺序是()A接通时，L1先达最亮，断开时，L1后暗B接通时，L2先达最亮，断开时，L2后暗C接通时，L1先达最亮，断开时，L1先暗D接通时，L2先达最亮，断开时，L2先暗解析：电路的连接是L1与L并联，L2与R并联然后再串联起来开关闭合时，由于线圈L的自感
3、，阻碍电流的增加，所以大部分电流从L1中通过，L1灯先最亮而断开开关S时，线圈中产生自感电动势阻碍电流的减弱，自感电流的方向与原电流同向，并且只能在L与L1的闭合回路中流过，这样L1灯中有自感电流，所以它要比L2后暗选项A正确答案：A4如图所示，通有恒定电流的直导线MN与闭合金属框共面，第1次将金属框由位置平移到位置，第2次将金属框由位置翻转到位置，设两次通过金属框截面的电量分别为q1和q2，则()Aq1q2 Dq10，q20解析：磁通量是标量，但也有正、负之分此题若只注意磁通量的量值，而忽视其正、负的变化，将错选B.设线圈在位置时，通过线圈的磁通量为正且数值为1，在位置时通过线圈的磁通量数值
4、为2，如图所示由法拉第电磁感应定律知E，I，qIt得q.第1次将金属框由位置平移到位置，磁通量的变化量为12；第2次将金属框由位置翻转到位置，磁通量的变化量为12.所以，第2次磁通量变化大，通过的电量多选A.答案：A5(2017厦门模拟)如图所示，在均匀磁场中有一由两段圆弧及其半径构成的导线框CDEF，且C点和F点正好是OD、OE的中点，圆的半径OE和OD与磁场边缘重合，磁场方向垂直于圆面(纸面)向里，磁感应强度大小为B0.使该线框绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度匀速转过90，在线框中产生感应电流现使线框保持图中所示位置不变，而磁感应强度大小随时间均匀变化为了产生与线框转过90过程中同样大
5、小的电流，则磁感应强度随时间的变化率的大小应为()A. B.C. D.解析：设OE2r，线框的电阻为R，该线框绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度匀速转动90，在线框中产生的感应电流I.线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化为了产生与线框转动90过程中同样大小的电流，有I，所以有，故C对，A、B、D错答案：C6某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下，大小为4.5105T.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/s.下列说法中正确的是()A河北岸的电势较高B河南岸的电势较高C电压表记录的电
6、压为9 mVD电压表记录的电压为5 mV解析：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场根据右手定则，左岸即北岸是正极电势高，南岸电势低，A对根据法拉第电磁感应定律EBLv4.51051002 V9103 V，C对，选A、C.答案：AC7如图所示，圆形闭合线圈内存在方向垂直纸面向外的磁场，磁感应强度随时间变化如图所示，则下列说法正确的是()A01 s内线圈的磁通量不断增大B第4 s末的感应电动势为0C01 s内与24 s内的感应电流相等D01 s内感应电流方向为顺时针解析：01 s内磁感应强度不断增大，磁通量不断增大，选项A正确第4 s末磁感应强度为零，
7、但斜率不为零，感应电动势不为零，选项B错误.01 s内与24 s内斜率大小不相等，电动势不相等，感应电流不相等，选项C错误用楞次定律判断，感应电流在01 s内为顺时针，选项D正确答案：AD8(2017合肥二模)如图甲所示，一个匝数n100的圆形导体线圈，面积S10.4 m2，电阻r1 .在线圈中存在面积S20.3 m2的垂直线圈平面向外的匀强磁场区域，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示有一个R2 的电阻，将其两端a、b分别与图甲中的圆形线圈相连接，b端接地，则下列说法正确的是()A圆形线圈中产生的感应电动势E6 VB在04 s时间内通过电阻R的电荷量q6 CC设b端电势为零，则a端的电势
8、a3 VD在04 s时间内电阻R上产生的焦耳热Q18 J解析：由法拉第电磁感应定律可得En，由图乙结合数学知识可得kT/s0.15 T/s，将其代入可求E4.5 V，A错设平均电流强度为，则qttntn，在04 s穿过圆形导体线圈的磁通量的变化量为0.60.3 Wb00.18 Wb，代入可解得q6 C，B对.04 s内磁感应强度增大，圆形线圈内磁通量增加，由楞次定律结合右手定则可得b点电势高，a点电势低，故C错由于磁感应强度均匀变化产生的电动势与电流均恒定，可得I1.5 A，由焦耳定律可得QI2Rt18 J，D对答案：BD9如图，足够长U型光滑金属导轨平面与水平面成角(090)，其中MN与PQ
9、平行且间距为L，导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，NQ段电阻为R，导轨其余部分电阻不计金属棒ab由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且良好接触，ab棒接入电路的电阻为R，当流过ab棒某一横截面的电量为q时，棒的速度大小为v，则金属棒ab在这一过程中()A运动的平均速度大小为v/2B下滑的位移大小为C产生的焦耳热为qBLvD受到的最大安培力大小为解析：棒沿导轨下滑做加速度减小的加速运动，不是匀变速，因此v/2，A错因为qtt，所以沿斜面下滑位移s，B对因为速度变化，电动势变化，不始终为BLv，C错FABIlBl，最大安培力为，D对选B、D.答案：BD二、非选择题10(2015浙江理
10、综)小明同学设计了一个“电磁天平”，如图甲所示，等臂天平的左臂为挂盘，右臂挂有矩形线圈，两臂平衡线圈的水平边长L0.1 m，竖直边长H0.3 m，匝数为N1.线圈的下边处于匀强磁场内，磁感应强度B01.0 T，方向垂直线圈平面向里线圈中通有可在02.0 A范围内调节的电流I.挂盘放上待测物体后，调节线圈中电流使天平平衡，测出电流即可测得物体的质量(重力加速度取g10 m/s2)(1)为使电磁天平的量程达到0.5 kg，线圈的匝数N1至少为多少？(2)进一步探究电磁感应现象，另选N2100匝、形状相同的线圈，总电阻R10 .不接外电流，两臂平衡如图乙所示，保持B0不变，在线圈上部另加垂直纸面向外
11、的匀强磁场，且磁感应强度B随时间均匀变大，磁场区域宽度d0.1 m当挂盘中放质量为0.01 kg的物体时，天平平衡，求此时磁感应强度的变化率.解析：(1)线圈受到安培力FN1B0IL，天平平衡mgN1B0IL，代入数据得N125匝(2)由电磁感应定律得EN2，EN2Ld，由欧姆定律得I，线圈受到安培力FN2B0IL，天平平衡，则mgNB0，代入数据可得0.1 T/s.答案：(1)25匝(2)0.1 T/s11如图所示，长为L、电阻r0.3 、质量m0.1 kg的金属棒CD垂直跨搁在位于水平面上的两条平行光滑金属导轨上，两导轨间距也是L，棒与导轨间接触良好，导轨电阻不计，导轨左端接有R0.5 的
12、电阻，量程为03.0 A的电流表串接在一条导轨上，量程为01.0 V的电压表接在电阻R的两端，垂直导轨平面的匀强磁场向下穿过平面现以向右恒定外力F使金属棒右移当金属棒以v2 m/s的速度在导轨平面上匀速滑动时，观察到电路中的一个电表正好满偏，而另一个电表未满偏问：(1)此满偏的电表是什么表？说明理由；(2)拉动金属棒的外力F多大？(3)此时撤去外力F，金属棒将逐渐慢下来，最终停止在导轨上求从撤去外力到金属棒停止运动的过程中通过电阻R的电荷量解析：(1)电压表满偏若电流表满偏，则I3 A，UIR1.5 V，大于电压表量程(2)由功能关系得FvI2(Rr)，而I，得F，代入数据得F N1.6 N(
13、3)由动量定理得mvBLt，又因：qt即mvBLq.由电磁感应定律得EBLv，EI(Rr)由以上三式解得q，代入数据得q C0.25 C.答案：(1)电压表(2)1.6 N(3)0.25 C12(2017四川成都一诊)如图所示，水平桌面放置的U型金属导轨，串接有电源，现将两根质量相等的裸导线L1和L2放在导轨边缘上，方向与导轨垂直，导轨所在平面有一个方向向上的匀强磁场，当合上开关后，两根导线便 向右运动，并先后脱离导轨右端掉在水平地面上测得它们落地点与导轨右端的水平距离分别为x1和x2求合上开关后(1)安培力对L1和L2所做的功W1和W2之比W1：W2是多少；(2)通过L1和L2的电荷量q1：q2是多少解析：(1)通电后，安培力对金属棒做功使之获得速度v做平抛运动，满足xvt，hgt2，则vx.Wmv2.安培力对L1和L2所做的功W1和W2之比为W1：W2x：x(2)设通电时间为t，抛出速度v，由动量定理有F安tmv0，F安BIl.又因QIt，通过棒的电荷量QIt .则依题意通过L1和L2的电荷量之比为q1：q2x1：x2答案：(1)x：x(2)x1：x2
