【物理】2020届一轮复习人教版第十章第1讲楞次定律　法拉第电磁感应定律学案 19页

第1讲　楞次定律　法拉第电磁感应定律 ‎[考试标准]‎ 知识内容 考试要求 说明 电磁感应现象 b ‎1.不要求掌握法拉第等科学家对电磁感应现象研究的具体细节．‎ ‎2.在用楞次定律判断感应电流方向时，只要求闭合电路中磁通量变化容易确定的情形．‎ ‎3.导体切割磁感线时感应电动势的计算，只限于l、B、v三者垂直的情形．‎ ‎4.不要求计算涉及反电动势的问题．‎ ‎5.在电磁感应现象中，不要求判断电路中各点电势的高低．‎ ‎6.不要求计算既有感生电动势，又有动生电动势的电磁感应问题．‎ ‎7.不要求计算自感电动势．‎ ‎8.不要求解释电磁驱动和电磁阻尼现象.‎ 楞次定律 c 法拉第电磁感应定律 d 电磁感应现象的两类情况 b 互感和自感 b 涡流、电磁阻尼和电磁驱动 b 一、电磁感应现象 ‎1．磁通量 ‎(1)公式：Φ＝BS.‎ 适用条件：①匀强磁场；‎ ‎②磁感应强度的方向垂直于S所在的平面．‎ ‎(2)几种常见引起磁通量变化的情形 ‎①B变化，S不变，ΔΦ＝ΔB·S.‎ ‎②B不变，S变化，ΔΦ＝B·ΔS.‎ ‎③B、S两者都变化，ΔΦ＝Φ2－Φ1，不能用ΔΦ＝ΔB·ΔS来计算．‎ ‎2．电磁感应现象 ‎(1)产生感应电流的条件：穿过闭合回路的磁通量发生变化．‎ 特例：闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线运动．‎ ‎(2)电磁感应现象中的能量转化：发生电磁感应现象时，机械能或其他形式的能转化为电能，该过程遵循能量守恒定律．‎ 自测1　如图所示的现象中涉及电磁感应的是(　　)‎ 答案　B 二、感应电流方向的判断 ‎1．楞次定律 ‎(1)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．‎ ‎(2)适用范围：适用于一切闭合回路磁通量变化的情况．‎ ‎2．右手定则 ‎(1)内容：伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导体运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向．‎ ‎(2)适用情况：导体切割磁感线产生感应电流．‎ 自测2　(多选)关于楞次定律，下列说法中正确的是(　　)‎ A．感应电流的磁场方向总是与原磁场的方向相反 B．感应电流的磁场方向总是与原磁场的方向相同 C．感应电流的磁场方向可能与原磁场的方向相反，也可能与原磁场的方向相同 D．感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化 答案　CD 三、法拉第电磁感应定律 ‎1．感应电动势 ‎(1)感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势．‎ ‎(2)产生条件：穿过回路的磁通量发生改变，与电路是否闭合无关．‎ ‎(3)方向判断：感应电动势的方向用楞次定律或右手定则判断．‎ ‎2．法拉第电磁感应定律 ‎(1)内容：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比．‎ ‎(2)公式：E＝n，其中n为线圈匝数．‎ 自测3　(多选)将多匝闭合线圈置于仅随时间变化的磁场中，关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是(　　)‎ A．感应电动势的大小与线圈的匝数有关 B．穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大 C．穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大 D．感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同 答案　AC 四、导线切割磁感线时的感应电动势 导线切割磁感线时，可有以下两种情况：‎ 切割方式 电动势表达式 说明 垂直切割 E＝Blv ‎①导线与磁场方向垂直②磁场为匀强磁场 旋转切割(以一端为轴)‎ E＝Bl2ω 五、自感和涡流 ‎1．自感现象 由于通过导体自身的电流发生变化而产生的电磁感应现象．‎ ‎2．自感电动势 ‎(1)定义：在自感现象中产生的感应电动势．‎ ‎(2)表达式：E＝L.‎ ‎(3)自感系数L：‎ ‎①相关因素：与线圈的大小、形状、匝数以及是否有铁芯等因素有关．‎ ‎②单位：亨利(H)，1 mH＝10－3 H,1 μH＝10－6 H.‎ ‎3．涡流 ‎(1)定义：当线圈中的电流发生变化时，在它附近的导体中产生的像水中的旋涡一样的感应电流．‎ ‎(2)涡流的应用 ‎①涡流热效应的应用，如真空冶炼炉．‎ ‎②涡流磁效应的应用，如探雷器．‎ 自测4　(多选)电磁炉为新一代炊具，无烟、无明火、无污染、不产生有害气体、无微波辐射、高效节能等是电磁炉的优势所在．电磁炉是利用电流通过线圈产生磁场，当磁场的磁感线通过含铁质锅底部时，即会产生无数小涡流，使锅体本身自行高速发热，然后再加热锅内食物．下列相关说法中正确的是(　　)‎ A．锅体中的涡流是由恒定的磁场产生的 B．恒定磁场越强，电磁炉的加热效果越好 C．锅体中的涡流是由变化的磁场产生的 D．提高磁场变化的频率，可提高电磁炉的加热效果 答案　CD 命题点一　感应电流方向的判断 考向1　应用楞次定律判断感应电流的方向 应用楞次定律的思路 例1　长直导线与矩形线框abcd在同一平面中静止不动，如图1甲所示．长直导线中通以大小和方向都随时间做周期性变化的交变电流：i＝Imsin ωt，i－t图象如图乙所示．规定沿长直导线向上的电流为正方向．关于最初一个周期内矩形线框中感应电流的方向，下列说法正确的是(　　)‎ 图1‎ A．由顺时针方向变为逆时针方向 B．由逆时针方向变为顺时针方向 C．由顺时针方向变为逆时针方向，再变为顺时针方向 D．由逆时针方向变为顺时针方向，再变为逆时针方向 答案　D 解析　由题图乙知，在0～T时间内电流变大，线框中磁通量增大，由楞次定律可知，线框中感应电流产生的磁场应与长直导线中电流产生的磁场相反，故应该垂直纸面向外，再由安培定则可得线框中感应电流方向为逆时针，同理分析可得T～T时间内，线框中感应电流方向为顺时针，T～T时间内感应电流方向为逆时针，A、B、C错误，D正确．‎ 变式1　(多选)下列各选项是验证楞次定律实验的示意图，竖直放置的线圈固定不动，将磁铁从线圈上方插入或拔出，线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流．各选项中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况，其中正确的是(　　)‎ 答案　CD 解析　根据楞次定律可确定感应电流的方向：以C选项为例，当磁铁向下运动时：‎ ‎(1)闭合线圈原磁场的方向——向上；‎ ‎(2)穿过闭合线圈的磁通量的变化——增加；‎ ‎(3)感应电流产生的磁场方向——向下；‎ ‎(4)利用安培定则判断感应电流的方向——与图中箭头方向相同．‎ 运用以上分析方法可知，C、D正确．‎ 考向2　楞次定律推论的应用 楞次定律推论的应用技巧 ‎(1)线圈(回路)中磁通量变化时，阻碍原磁通量的变化——应用“增反减同”的规律；‎ ‎(2)导体与磁体间有相对运动时，阻碍相对运动——应用“来拒去留”的规律；‎ ‎(3)当回路可以形变时，感应电流可使线圈面积有扩大或缩小的趋势——应用“增缩减扩”的规律；‎ ‎(4)自感现象中，感应电动势阻碍原电流的变化——应用“增反减同”的规律．‎ 例2　(多选)如图2所示，光滑固定的金属导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放置在导轨上，形成一个闭合回路，一条形磁铁从高处下落接近回路时(　　)‎ 图2‎ A．P、Q将相互靠拢 B．P、Q将相互远离 C．磁铁的加速度仍为g D．磁铁的加速度小于g 答案　AD 解析　根据楞次定律的另一种表述——感应电流的效果，总要阻碍产生感应电流的原因．本题中“原因”是回路中磁通量的增加，归根结底是磁铁靠近回路，“效果”便是阻碍磁通量的增加和磁铁的靠近．所以，P、Q将相互靠拢且磁铁的加速度小于g，应选A、D.‎ 考向3　切割类感应电流方向的判断 用右手定则判断，该方法适用于部分导体切割磁感线．判断时注意掌心、四指、拇指的方向：‎ ‎(1)掌心——磁感线垂直穿入 ‎(2)拇指——指向导体运动的方向 ‎(3)四指——指向感应电流的方向．‎ 例3　如图3所示，一个金属圆盘安装在竖直的转动轴上，置于蹄形磁铁之间，两块铜片A、O分别与金属圆盘的边缘和转动轴接触．若使金属圆盘按图示方向(俯视顺时针方向)转动起来，下列说法正确的是(　　)‎ 图3‎ A．电阻R中有Q→R→P方向的感应电流 B．电阻R中有P→R→Q方向的感应电流 C．穿过圆盘的磁通量始终没有变化，电阻R中无感应电流 D．调换磁铁的N、S极同时改变金属圆盘的转动方向，R中感应电流的方向也会发生改变 答案　B 解析　根据右手定则可判断出R中有P→R→Q方向的电流，B正确，A、C错误；D选项中流过R的感应电流方向不变，D错误．‎ 命题点二　法拉第电磁感应定律的理解及应用 求感应电动势大小的五种类型及对应解法 ‎(1)磁通量变化型：E＝n ‎(2)磁感应强度变化型：E＝nS ‎(3)面积变化型：E＝nB ‎(4)平动切割型：E＝Blv(B、l、v三者垂直)‎ ‎①l为导体切割磁感线的有效长度．‎ ‎②v为导体相对磁场的速度．‎ ‎(5)转动切割型：E＝Blv＝Bl2ω 类型1　磁通量变化型 例4　(多选)(2016·浙江理综·16)如图4所示，a、b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成，匝数均为7匝，边长la＝3lb，图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大，不考虑线圈之间的相互影响，则(　　)‎ 图4‎ A．两线圈内产生沿顺时针方向的感应电流 B．a、b线圈中感应电动势之比为9∶1‎ C．a、b线圈中感应电流之比为3∶1‎ D．a、b线圈中电功率之比为3∶1‎ 答案　BC 解析　因磁感应强度随时间均匀增大，根据楞次定律可知，两线圈内均产生沿逆时针方向的感应电流，选项A错误；设＝k，根据法拉第电磁感应定律可得E＝n＝nkl2，则＝()2＝，选项B正确；根据I＝＝＝可知，I∝l，故a、b线圈中感应电流之比为3∶1，选项C正确；电功率P＝IE＝·nkl2＝，则P∝l3，故a、b线圈中电功率之比为27∶1，选项D错误．‎ 变式2　如图5甲所示，螺线管匝数n＝1 500匝，横截面积S＝20 cm2，螺线管导线电阻r＝1 Ω，电阻R＝4 Ω，磁感应强度B的B－t图象如图乙所示(以向右为正方向)，下列说法正确的是(　　)‎ 图5‎ A．通过电阻R的电流方向是从A到C B．感应电流的大小保持不变为2.4 A C．电阻R两端的电压为6 V D．C点的电势为4.8 V 答案　D 解析　从题图中可得磁通量在逐渐增大，根据楞次定律可得通过R的电流方向为从C到A，A错误；根据法拉第电磁感应定律：E＝n＝n＝1 500×0.002× V＝6 V，而感应电流大小为：I＝＝ A＝1.2 A，B错误；根据闭合电路欧姆定律，有：U＝IR＝1.2×‎ ‎4 V＝4.8 V，C错误；因为A点接地，电势为零，所以C点的电势为4.8 V，D正确．‎ 类型2　平动切割型 例5　(多选)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 Ω的正方形导线框abcd位于纸面内，cd边与磁场边界平行，如图6甲所示．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乙所示(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(　　)‎ 图6‎ A．磁感应强度的大小为0.5 T B．导线框运动的速度的大小为0.5 m/s C．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这段时间内，导线框所受的安培力大小为0.1 N 答案　BC 解析　由E－t图象可知，导线框经过0.2 s全部进入磁场，则速度v＝＝ m/s＝0.5 m/s，选项B正确；由题图乙可知，E＝0.01 V，根据E＝Blv得，B＝＝ T＝0.2 T，选项 A错误；根据右手定则及正方向的规定可知，磁感应强度的方向垂直于纸面向外，选项C正确；在t＝0.4 s至t＝0.6 s这段时间内，导线框中的感应电流I＝＝ A＝2 A, 所受的安培力大小为F＝BIl＝0.2×2×0.1 N＝0.04 N，选项D错误．‎ 类型3　转动切割型 例6　(多选)法拉第圆盘发电机的示意图如图7所示．铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触．圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中．圆盘旋转时，关于流过电阻R的电流，下列说法正确的是(　　)‎ 图7‎ A．若圆盘转动的角速度恒定，则电流大小恒定 B．若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿a到b的方向流动 C．若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可能发生变化 D．若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在R上的热功率也变为原来的2倍 答案　AB 解析　将圆盘看成无数幅条组成，它们都在切割磁感线从而产生感应电动势和感应电流，则当圆盘顺时针(俯视)转动时，根据右手定则可知圆盘上感应电流从边缘流向中心，流过电阻的电流方向从a到b，B对；由法拉第电磁感应定律得感应电动势E＝BL＝BL2ω，I＝，ω恒定时，I大小恒定，ω大小变化时，I大小变化，方向不变，故A对，C错；由P＝I2R＝知，当ω变为原来的2倍时，P变为原来的4倍，D错．‎ 命题点三　电磁感应中的图象问题 ‎1．解决图象问题的一般步骤 ‎(1)明确图象的种类，即是B－t图象还是Φ－t图象，或者E－t图象、I－t图象等；‎ ‎(2)分析电磁感应的具体过程；‎ ‎(3)用右手定则或楞次定律确定方向的对应关系；‎ ‎(4)结合法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、牛顿运动定律等知识写出相应的函数关系式；‎ ‎(5)根据函数关系式，进行数学分析，如分析斜率的变化、截距等；‎ ‎(6)画图象或判断图象正误．‎ ‎2．电磁感应中图象类选择题的两种常见解法 ‎(1)排除法：定性地分析电磁感应过程中物理量的变化趋势(增大还是减小)、变化快慢(均匀变化还是非均匀变化)，特别是物理量的正负，排除错误的选项．‎ ‎(2)函数法：根据题目所给条件定量地写出两个物理量之间的函数关系，然后由函数关系对图象作出分析和判断．‎ 例7　如图8所示，有一个矩形边界的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里．一个三角形闭合导线框，由位置1(左)沿纸面匀速运动到位置2(右)．取线框刚到达磁场边界的时刻为计时起点(t＝0)，规定逆时针方向为电流的正方向，则图中能正确反映线框中电流与时间关系的是(磁场宽度大于三角形导线框底边长度)(　　)‎ 图8‎ 答案　A 解析　线框进入磁场的过程，磁通量向里增加，根据楞次定律知感应电流的磁场向外，由安培定则可知感应电流方向为逆时针，电流方向应为正方向，故B、C错误；线框进入磁场的过程，线框切割磁感线的有效长度先均匀增大后均匀减小，由E＝BLv，可知感应电动势先均匀增大后均匀减小，线框中产生的感应电流也是先均匀增大后均匀减小；线框完全进入磁场后，磁通量不变，没有感应电流产生；线框穿出磁场的过程，磁通量向里减小，根据楞次定律知感应电流的磁场向里，由安培定则可知感应电流方向为顺时针，电流方向应为负方向，线框切割磁感线的有效长度先均匀增大后均匀减小，由E＝BLv，可知感应电动势先均匀增大后均匀减小，故A正确，D错误．‎ 变式3　(多选)如图9，矩形闭合线框在匀强磁场上方，由不同高度静止释放，用t1、t2分别表示线框ab边和cd边刚进入磁场的时刻，线框下落过程形状不变，ab边始终保持与磁场水平边界OO′平行，线框平面与磁场方向垂直，设OO′下方磁场区域足够大，不计空气阻力，则下列哪一个图象可能反映线框下落过程中速度v随时间t变化的规律(　　)‎ 图9‎ 答案　CD 解析　线框先做自由落体运动，若ab边进入磁场后重力小于安培力，则做减速运动，由F＝知线框所受的安培力减小，加速度逐渐减小，v－t图象的斜率应逐渐减小，故A、B错误；线框先做自由落体运动，ab边进入磁场后若重力大于安培力，则做加速度减小的加速运动，cd边进入磁场后做匀加速直线运动，加速度为g，故C正确；线框先做自由落体运动，ab边进入磁场后若重力等于安培力，则做匀速直线运动，cd边进入磁场后做匀加速直线运动，加速度为g，故D正确．‎ 命题点四　自感和涡流 ‎1．自感现象的四大特点 ‎(1)自感电动势总是阻碍导体中原电流的变化．‎ ‎(2)通过线圈中的电流不能发生突变，只能缓慢变化．‎ ‎(3)电流稳定时，自感线圈相当于普通导体．‎ ‎(4)线圈的自感系数越大，自感现象越明显，自感电动势只是延缓了过程的进行，它不能使过程停止，更不能使过程反向．‎ ‎2．涡流产生的条件 ‎(1)只有金属导体中才有可能产生；‎ ‎(2)需处于变化的磁场中．‎ 例8　(多选)如图10，A、B是相同的白炽灯，L是自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈．下面说法正确的是(　　)‎ 图10‎ A．闭合开关S时，A、B灯同时亮，且达到正常 B．闭合开关S时，B灯比A灯先亮，最后一样亮 C．闭合开关S时，A灯比B灯先亮，最后一样亮 D．断开开关S时，A灯与B灯同时慢慢熄灭 答案　BD 解析　闭合开关S，B灯立即变亮，而A灯由于线圈的阻碍作用逐渐变亮，由于A、B灯相同，故最后一样亮；断开S时，线圈阻碍电流的减小产生自感电动势和A、B构成闭合回路，两灯一起逐渐熄灭．‎ 变式4　(多选)如图11所示，在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，现接通交流电源，过了几分钟，杯内的水沸腾起来．若要缩短上述加热时间，下列措施可行的有(　　)‎ 图11‎ A．增加线圈的匝数 B．提高交流电源的频率 C．将金属杯换为瓷杯 D．取走线圈中的铁芯 答案　AB 解析　当线圈接通交流电源时，金属杯处在变化的磁场中产生涡流发热，使水温升高．要缩短加热时间，需增大涡流，即增大感应电动势或减小电阻．增加线圈匝数、提高交流电源的频率都是为了增大感应电动势，瓷杯不能产生涡流，取走铁芯会导致磁性减弱，故选项A、B正确，选项C、D错误.‎ ‎1．关于电磁感应，下列说法正确的是(　　)‎ A．穿过回路的磁通量越大，则产生的感应电动势越大 B．穿过回路的磁通量减小，则产生的感应电动势一定变小 C．穿过回路的磁通量变化越快，则产生的感应电动势越大 D．穿过回路的磁通量变化越大，则产生的感应电动势越大 答案　C 解析　由法拉第电磁感应定律可知感应电动势的大小只与磁通量的变化率成正比，与磁通量大小、磁通量的变化量都没有关系，A、B、D错误，C正确．‎ ‎2．(多选)下列各图所描述的物理情境中，有感应电流产生的是(　　)‎ 答案　BCD 解析　A中开关S闭合稳定后，穿过线圈N的磁通量保持不变，线圈N中不产生感应电流；B中磁铁向铝环A靠近，穿过铝环A的磁通量在增大，铝环A中产生感应电流；C中金属框从A向B运动，穿过金属框的磁通量时刻在变化，金属框中产生感应电流；D中铜盘在磁场中按题图所示方向转动，铜盘的一部分切割磁感线，电阻R中产生感应电流．‎ ‎3.(多选)如图1所示，几位同学在做“摇绳发电”实验：把一条长导线的两端连在一个灵敏电流计的两个接线柱上，形成闭合回路．两个同学迅速摇动AB这段“绳”．假设图中情景发生在赤道，地磁场方向与地面平行，由南指向北．图中摇“绳”同学是沿东西站立的，甲同学站在西边，手握导线的A点，乙同学站在东边，手握导线的B点．下列说法正确的是(　　)‎ 图1‎ A．当“绳”摇到最高点时，“绳”中电流最小 B．当“绳”摇到最低点时，“绳”受到的安培力最大 C．当“绳”向下运动时，“绳”中电流从A流向B D．在摇“绳”过程中，“绳”中电流总是从A流向B 答案　AC ‎4．(多选)如图2所示，当磁铁运动时，流过电阻的电流是由A经R到B，则磁铁的运动可能是(　　)‎ 图2‎ A．向下运动 B．向上运动 C．向左运动 D．以上都不可能 答案　BC 解析　本题可通过逆向应用楞次定律来判定．由感应电流方向A→R→B，应用安培定则知感应电流在螺线管内产生的磁场方向应是从上指向下；运用楞次定律判得螺线管内原磁通量的变化应是向下减小或向上增大；由条形磁铁的磁感线分布知，螺线管内原磁场是向下的，故应是磁通量减小，即磁铁向上运动或向左、向右平移，所以B、C正确．‎ ‎5.如图3所示，在O点正下方有一个有理想边界的磁场，铜环在A点由静止释放向右摆至最高点B，不考虑空气阻力，则下列说法正确的是(　　)‎ 图3‎ A．A、B两点在同一水平线 B．A点高于B点 C．A点低于B点 D．铜环将做等幅摆动 答案　B 解析　由于铜环刚进入和要离开磁场过程中，会产生感应电流，一部分机械能转化为电能，所以铜环运动不到与A点等高点，即B点低于A点，故A、C错误，B正确．铜环的振幅先不断减小，直到铜环完全在磁场时做等幅摆动，故D错误．‎ ‎6．(多选) 如图4，两同心圆环A、B置于同一水平面上，其中B为均匀带负电绝缘环，A为导体环．当B绕轴心顺时针转动且转速增大时，下列说法正确的是(　　)‎ 图4‎ A．A中产生逆时针的感应电流 B．A中产生顺时针的感应电流 C．A具有收缩的趋势 D．A具有扩展的趋势 答案　BD 解析　由题意可知，B为均匀带负电绝缘环，B中电流为逆时针方向，由右手螺旋定则可知，电流的磁场垂直纸面向外且逐渐增大；由楞次定律可知，磁场增大时，感应电流的磁场与原磁场的方向相反，所以感应电流的磁场方向垂直纸面向里，A中感应电流的方向为顺时针方向，故A错误，B正确；B环外的磁场的方向与B环内的磁场的方向相反，当B环内的磁场增强时，A环具有面积扩展的趋势，故C错误，D正确．‎ ‎7．如图5所示，关于涡流，下列说法中错误的是(　　)‎ 图5‎ A．真空冶炼炉是利用涡流来熔化金属的装置 B．家用电磁炉锅体中的涡流是由恒定磁场产生的 C．阻尼摆摆动时产生的涡流总是阻碍其运动 D．变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成能减小涡流 答案　B ‎8.如图6所示，线圈L的自感系数很大，且其直流电阻可以忽略不计，L1、L2是两个完全相同的小灯泡，开关S闭合和断开的过程中，灯L1、L2的亮度变化情况是(灯丝不会断)(　　)‎ 图6‎ A．S闭合，L1亮度不变，L2亮度逐渐变亮，最后两灯一样亮；S断开，L2立即熄灭，L1逐渐变亮 B．S闭合，L1亮度不变，L2很亮；S断开，L1、L2立即熄灭 C．S闭合，L1、L2同时亮，而后L1逐渐熄灭，L2亮度不变；S断开，L2立即熄灭，L1亮一下再熄灭 D．S闭合，L1、L2同时亮，而后L1逐渐熄灭，L2则逐渐变得更亮；S断开，L2立即熄灭，L1亮一下再熄灭 答案　D ‎9．(多选)如图7所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外．一个矩形闭合导线框abcd，沿纸面由位置1(左)匀速运动到位置2(右)，则(　　)‎ 图7‎ A．导线框进入磁场时，感应电流方向为a→b→c→d→a B．导线框离开磁场时，感应电流方向为a→b→c→d→a C．导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向右 D．导线框进入磁场时，受到的安培力方向水平向左 答案　BD 解析　导线框进入磁场时，cd边切割磁感线，由右手定则可知，电流方向沿a→d→c→b→a，由左手定则可知cd边受到的安培力方向向左；导线框离开磁场时，ab边处于磁场中且在做切割磁感线运动，同样用右手定则和左手定则可以判断电流的方向为a→b→c→d→a，安培力的方向仍然向左，故选项B、D正确．‎ ‎10.如图8所示，匀强磁场中有两个导体圆环a、b，磁场方向与圆环所在平面垂直．磁感应强度B随时间均匀增大，两圆环半径之比为2∶1，圆环中产生的感应电动势分别为Ea和Eb，不考虑两圆环间的相互影响．下列说法正确的是(　　)‎ 图8‎ A．Ea∶Eb＝4∶1，感应电流均沿逆时针方向 B．Ea∶Eb＝4∶1，感应电流均沿顺时针方向 C．Ea∶Eb＝2∶1，感应电流均沿逆时针方向 D．Ea∶Eb＝2∶1，感应电流均沿顺时针方向 答案　B 解析　由E＝n·S＝n·πr2‎ 由ra∶rb＝2∶1知Ea∶Eb＝4∶1‎ 由楞次定律知感应电流方向为顺时针方向．‎ ‎11.(多选)用均匀导线做成的正方形线圈边长为l，正方形的一半放在垂直于纸面向里的匀强磁场中，如图9所示，当磁场以的变化率增强时，则(　　)‎ 图9‎ A．线圈中感应电流方向为acbda B．线圈中产生的电动势E＝· C．线圈中感应电流方向为adbca D．线圈中产生的电动势E＝·l2‎ 答案　AB 解析　当磁场增强时，由楞次定律可判定感应电流的方向为acbda，故A项正确，C项错误；由法拉第电磁感应定律得E＝·，B项正确，D错误．‎ ‎12．(多选)如图10所示为法拉第圆盘发电机．‎ 图10‎ 半径为r的导体圆盘绕竖直轴以角速度ω旋转，匀强磁场方向竖直向上，磁感应强度为B，电刷a与圆盘表面接触，接触点距圆心为，电刷b与圆盘边缘接触，两电刷间接有阻值为R的电阻，忽略圆盘电阻与接触电阻，则(　　)‎ A．a、b两点间的电势差为Br2ω B．通过电阻R的电流为 C．通过电阻R的电流方向为从上到下 D．圆盘在ab连线上所受的安培力与ab连线垂直，与旋转方向相反 答案　BD ‎13.在范围足够大、方向竖直向下的匀强磁场中，B＝0.2 T，有一水平放置的光滑金属框架，宽度为L＝0.4 m，框架上放置一垂直于框架、长度也为L＝0.4 m、质量为0.05 kg、电阻为 ‎1 Ω的金属杆cd，如图11所示，框架电阻不计，金属杆始终与框架接触良好．若杆cd以恒定加速度a＝2 m/s2由静止(t＝0)开始做匀加速直线运动，求：‎ 图11‎ ‎(1)在5 s内平均感应电动势是多少？‎ ‎(2)在5 s末回路中的电流多大？‎ ‎(3)第5 s末作用在杆cd上的水平外力多大？‎ 答案　(1)0.4 V　(2)0.8 A　(3)0.164 N 解析　(1)5 s内的位移x＝at2＝25 m ‎5 s内磁通量的变化量为ΔΦ＝BxL＝2 Wb 故平均感应电动势＝＝0.4 V.‎ ‎(2)第5 s末：v＝at＝10 m/s 此时感应电动势：E＝BLv 则回路中的电流为：I＝＝＝ A＝0.8 A.‎ ‎(3)杆cd做匀加速直线运动，由牛顿第二定律得：‎ F－F安＝ma 即F＝BIL＋ma＝0.164 N.‎ ‎14．轻质细线吊着一质量为m＝0.42 kg、边长为L＝1 m、匝数n＝10的正方形线圈，其总电阻为r＝1 Ω.在线圈的中间位置以下区域分布着匀强磁场，如图12甲所示．磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示．(g＝10 m/s2)‎ 图12‎ ‎(1)判断线圈中产生的感应电流的方向是顺时针还是逆时针；‎ ‎(2)求线圈的电功率；‎ ‎(3)求在t＝4 s时轻质细线的拉力大小．‎ 答案　(1)逆时针　(2)0.25 W　(3)1.2 N 解析　(1)由楞次定律知感应电流的方向为逆时针方向．‎ ‎(2)由法拉第电磁感应定律得 E＝n＝n·L2＝0.5 V，则P＝＝0.25 W ‎(3)I＝＝0.5 A 由题图乙知，t＝4 s时，B＝0.6 T，‎ F安＝nBIL＝10×0.6×0.5×1 N＝3 N 线圈受力平衡，则F安＋F线＝mg，解得F线＝1.2 N.‎