2019-2020年高考物理总复习 第九章 电磁感应讲义.doc

2019-2020年高考物理总复习 第九章 电磁感应讲义考纲下载考向前瞻(1)电磁感应现象() (2)感应电流的产生条件()(3)法拉第电磁感应定律楞次定律()(4)自感涡流()预计在xx的高考中，本章的热点仍是滑轨类问题，线框穿越有界匀强磁场问题，电磁感应的图像问题，电磁感应的能量问题，其涉及的知识较多，考查学生的分析综合能力及运用数学知识解决物理问题的能力，命题仍会倾向于上述热点内容，侧重于本章知识与相关知识的综合应用，以大型综合题出现的可能性非常大。电磁感应现象 对应学生用书P155必备知识1磁通量(1)定义：磁场中穿过磁场某一面积S的磁感线条数定义为穿过该面积的磁通量。(2)公式：BS。(3)单位：1 Wb1_Tm2。(4)磁通量是标量，但有正负之分，若规定磁感线从正面穿入时磁通量为正，则磁感线从反面穿入时磁通量为负。(5)磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率的区别：磁通量磁通量的变化量磁通量的变化率物理意义某时刻穿过某个面的磁感线的条数某一段时间内穿过某个面的磁通量的变化量穿过某个面的磁通量变化的快慢大小BS，S是与B垂直的面的面积21BSSBBS注意穿过某个面有方向相反的磁场，则不能直接用BS求解，应考虑相反方向的磁通量抵消后所剩余的磁通量开始时和转过180时平面都与磁场垂直，穿过平面的磁通量是一正一负，2BS而不是0即不表示磁通量的大小，也不表示变化的多少，实际上它就是单匝线圈上产生的电动势2电磁感应现象(1)当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，电路中有感应电流产生的现象。(2)感应电流的产生条件表述1闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线运动。表述2穿过闭合电路的磁通量发生变化。(3)电磁感应现象的实质电磁感应现象的实质是产生感应电动势，如果回路闭合则产生感应电流；如果回路不闭合，则只有感应电动势而无感应电流。典题例析(多选)(xx德州模拟)线圈在长直导线电流的磁场中，做如图911所示的运动：A向右平动，B向下平动，C绕轴转动(ad边向外转动角度90)，D向上平动(D线圈有个缺口)，判断线圈中有感应电流的是()图911解析选BCA中线圈向右平动，穿过线圈的磁通量没有变化，故A线圈中没有感应电流；B中线圈向下平动，穿过线圈的磁通量减少，必产生感应电动势和感应电流；C中线圈绕轴转动，穿过线圈的磁通量变化(开始时减小)，必产生感应电动势和感应电流；D中线圈由于有个缺口不会产生感应电流。故B、C正确。判断电磁感应现象是否发生的一般流程针对训练1(xx全国卷)在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是()A将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化B在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化C将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表的变化D绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化解析：选D只形成闭合回路，回路中的磁通量不变化，不会产生感应电流，A、B、C错误；给线圈通电或断电瞬间，通过闭合回路的磁通量变化，会产生感应电流，能观察到电流表的变化，D正确。2.如图912所示，一个U形金属导轨水平放置，其上放有一个金属导体棒ab，有一个磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面，且与竖直方向的夹角为。在下列各过程中，一定能在轨道回路里产生感应电流的是()图912Aab向右运动，同时使减小B使磁感应强度B减小，角同时也减小Cab向左运动，同时增大磁感应强度BDab向右运动，同时增大磁感应强度B和角(0mg，T2mgBT1mg，T2mg，T2mgDT1mg解析：选A环从位置释放下落，环经过磁铁上端和下端附近时，环中磁通量都变化，都产生感应电流，由楞次定律可知，磁铁阻碍环下落，磁铁对圆环有向上的作用力。根据牛顿第三定律，圆环对磁铁有向下的作用力，所以T1mg，T2mg，选项A正确。3(xx北京高考)物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验”。如图2，她把一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来后，将一金属套环置于线圈L上，且使铁芯穿过套环。闭合开关S的瞬间，套环立刻跳起。某同学另找来器材再探究此实验。他连接好电路，经重复试验，线圈上的套环均未动。对比老师演示的实验，下列四个选项中，导致套环未动的原因可能是()图2A线圈接在了直流电源上B电源电压过高C所选线圈的匝数过多D所用套环的材料与老师的不同解析：选D金属套环跳起的原因是开关S闭合时，套环上产生的感应电流与通电线圈上的电流相互作用而引起的。无论实验用交流电还是直流电，闭合开关S瞬间，金属套环都会跳起。如果套环是塑料材料做的，则不能产生感应电流，也就不会受安培力作用而跳起。所以答案是D。4(xx北京丰台期末)如图3是一种焊接方法的原理示意图。将圆形待焊接金属工件放在线圈中，然后在线圈中通以某种电流，待焊接工件中会产生感应电流，感应电流在焊缝处产生大量的热量将焊缝两边的金属熔化，待焊工件就焊接在一起。我国生产的自行车车轮圈就是用这种办法焊接的。下列说法中正确的是()图3A线圈中的电流是很强的恒定电流B线圈中的电流是交变电流，且频率很高C待焊工件焊缝处的接触电阻比非焊接部分电阻小D焊接工件中的感应电流方向与线圈中的电流方向总是相反解析：选B线圈中的电流是交变电流，且频率很高，选项B正确A错误；待焊工件焊缝处的接触电阻比非焊接部分电阻大，选项C错误；根据楞次定律，当线圈中的电流增大时，焊接工件中的感应电流方向与线圈中的电流方向相反；当线圈中的电流减小时，焊接工件中的感应电流方向与线圈中的电流方向相同，选项D错误。5.如图4所示，均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置，当a绕O点在其所在平面内旋转时，b中产生顺时针方向的感应电流，且具有收缩趋势，由此可知，圆环a()图4A顺时针加速旋转B顺时针减速旋转C逆时针加速旋转D逆时针减速旋转解析：选B由楞次定律，欲使b中产生顺时针电流，则a环内磁场应向里减弱或向外增强，a环的旋转情况应该是顺时针减速或逆时针加速，由于b环又有收缩趋势，说明a环外部磁场向外，内部向里，故选B。6(xx无锡检测)如图5所示，一个金属圆环水平放置在竖直向上的匀强磁场中，能使圆环中产生感应电流的做法是()图5A使匀强磁场均匀减少B保持圆环水平并在磁场中上下移动C保持圆环水平并在磁场中左右移动D保持圆环水平并使圆环绕过圆心的竖直轴转动解析：选A根据闭合回路中磁通量变化产生感应电流这一条件，能使圆环中产生感应电流的做法是使匀强磁场均匀减少，选项A正确。二、多项选择题7(xx大连二模)在大连某中学实验室的水平桌面上，放置一矩形闭合导体线圈，如图6所示，线圈的ab边沿南北方向，ad边沿东西方向。仅考虑地磁场的影响，下列说法中正确的是()图6A若使线圈向东平动，则a点的电势比b点的电势低B若使线圈向东平动，则a点的电势与b点的电势相等C若以bc为轴将线圈向上翻转90过程中，则线圈中感应电流方向为abcdaD若以bc为轴将线圈向上翻转90过程中，则线圈中感应电流方向为adcba解析：选AC线圈向东平动时，ba和cd两边切割磁感线，且两边切割磁感线产生的感应电动势大小相同，根据右手定则知，a点的电势比b点的电势低，故A正确，B错误；若以bc为轴将线圈向上翻转90过程中，则穿过线圈的磁通量刚开始的时候减小，且磁场向下，之后磁场从线圈的另一面穿过，且磁通量增大，根据楞次定律可知，线圈中感应电流方向为abcda，故C正确，D错误。8(xx淮安模拟)如图7所示，“U”形金属框架固定在水平面上，金属杆ab与框架间无摩擦，整个装置处于竖直方向的磁场中。若因磁场的变化，使杆ab向右运动，则磁感应强度()图7A方向向下并减小B方向向下并增大C方向向上并增大 D方向向上并减小解析：选AD因磁场变化，发生电磁感应现象，杆ab中有感应电流产生，而使杆ab受到磁场力的作用，并发生向右运动。ab向右运动，使得闭合回路中磁通量有增加的趋势，说明原磁场的磁通量必定减弱，即磁感应强度正在减小，与方向向上、向下无关。故A、D正确，B、C错误。9(xx唐山摸底)如图8甲所示，水平放置的平行金属导轨连接一个平行板电容器C和电阻R，导体棒MN放在导轨上且接触良好，整个装置放于垂直导轨平面的磁场中，磁感应强度B的变化情况如图乙所示(图示磁感应强度方向为正)，MN始终保持静止，则0t2时间()图8A电容器C的电荷量大小始终没变B电容器C的a板先带正电后带负电CMN所受安培力的大小始终没变DMN所受安培力的方向先向右后向左解析：选AD磁感应强度均匀变化，产生恒定电动势，电容器C的电荷量大小始终没变，选项A正确B错误；由于磁感应强度变化，MN所受安培力的大小变化，MN所受安培力的方向先向右后向左，选项C错误D正确。10(xx泰州期末)如图9甲所示，螺线管内有一平行于轴线的磁场，规定图中箭头所示方向为磁感应强度B的正方向，螺线管与U型导线框cdef相连，导线框cdef内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导线框cdef在同一平面内，当螺线管内的磁感应强度随时间按图乙所示规律变化时，下列选项中正确的是()图9A在t1时刻，金属圆环L内的磁通量最大B在t2时刻，金属圆环L内的磁通量最大C在t1t2时间内， 金属圆环L内有逆时针方向的感应电流D在t1t2时间内，金属圆环L有收缩的趋势解析：选BD当螺线管内的磁感应强度随时间按图乙所示规律变化时，在导线框cdef内产生感应电动势和感应电流，在t1时刻，感应电流为零，金属圆环L内的磁通量为零，选项A错误；在t2时刻，感应电流最大，金属圆环L内的磁通量最大，选项B正确；由楞次定律，在t1t2时间内，导线框cdef内产生逆时针方向感应电流，感应电流逐渐增大，金属圆环L内磁通量增大，根据楞次定律，金属圆环L内有顺时针方向的感应电流，选项C错误；在t1t2时间内，金属圆环L有收缩的趋势，选项D正确。三、非选择题11.(xx上海高考)为判断线圈绕向，可将灵敏电流计G与线圈L连接，如图10所示。已知线圈由a端开始绕至b端，当电流从电流计G左端流入时，指针向左偏转。图10(1)将磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时，发现指针向左偏转。俯视线圈，其绕向为_(填：“顺时针”或“逆时针”)。(2)当条形磁铁从图中的虚线位置向右远离L时，指针向右偏转。俯视线圈，其绕向为_(填：“顺时针”或“逆时针”)。解析：(1)将磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时，发现指针向左偏转，说明L中电流从b到a。根据楞次定律，L中应该产生竖直向上的磁场。由安培定则可知，俯视线圈，电流为逆时针方向，线圈其绕向为顺时针。(2)当条形磁铁从图中的虚线位置向右远离L时，指针向右偏转，说明L中电流从a到b。根据楞次定律，L中应该产生竖直向上的磁场。由安培定则可知，俯视线圈，电流为逆时针方向，俯视线圈，其绕向为逆时针。答案：(1)顺时针(2)逆时针12.磁感应强度为B的匀强磁场仅存在于边长为2l的正方形范围内，有一个电阻为R、边长为l的正方形导线框abcd，沿垂直于磁感线方向，以速度v匀速通过磁场，如图11所示，从ab进入磁场时开始计时，到线框离开磁场为止。图11(1)画出穿过线框的磁通量随时间变化的图像；(2)判断线框中有无感应电流。若有，答出感应电流的方向。解析：(1)进入磁场的过程中磁通量均匀地增加，完全进入以后磁通量不变，之后磁通量均匀减小，如图所示。(2)线框进入磁场阶段，磁通量增加，由楞次定律得电流方向为逆时针方向；线框在磁场中运动阶段，磁通量不变，无感应电流；线框离开磁场阶段，磁通量减小，由楞次定律得电流方向为顺时针方向。答案：见解析第2节法拉第电磁感应定律_自感和涡流法拉第电磁感应定律 对应学生用书P158必备知识1感应电动势(1)定义：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：En，其中n为线圈匝数。(3)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，而与磁通量、磁通量的变化量的大小没有必然联系。3法拉第电磁感应定律应用的三种情况(1)磁通量的变化是由面积变化引起时，BS，则En；(2)磁通量的变化是由磁场变化引起时，BS，则En；(3)磁通量的变化是由于面积和磁场变化共同引起的，则根据定义求，末初，Enn。4在图像问题中磁通量的变化率是 t图像上某点切线的斜率，利用斜率和线圈匝数可以确定感应电动势的大小。典题例析如图921甲所示，一个电阻值为R，匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路。线圈的半径为r1。在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图乙所示。图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0，导线的电阻不计。求0至t1时间内图921(1)通过电阻R1上的电流大小和方向；(2)通过电阻R1上的电荷量q及电阻R1上产生的热量。思维流程解析(1)根据楞次定律可知，通过R1的电流方向为由b到a。根据法拉第电磁感应定律得线圈中的电动势为En根据闭合电路欧姆定律得通过R1的电流为I。(2)通过R1的电荷量qIt1，R1上产生的热量QI2R1t1。答案(1)方向由b到a(2)应用电磁感应定律应注意的三个问题(1)公式En求解的是一个回路中某段时间内的平均电动势，在磁通量均匀变化时，瞬时值才等于平均值。(2)利用公式EnS求感应电动势时，S为线圈在磁场范围内的有效面积。(3)通过回路截面的电荷量q仅与n、和回路电阻R有关，与时间长短无关。推导如下：qtt。针对训练1(xx泰州质检)如图922甲所示，一个圆形线圈的匝数n100，线圈面积S200 cm2，线圈的电阻r1 ，线圈外接一个阻值R4 的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示。下列说法中正确的是()图922A线圈中的感应电流方向为顺时针方向B电阻R两端的电压随时间均匀增大C线圈电阻r消耗的功率为4104 WD前4 s内通过R的电荷量为4104 C解析：选C由楞次定律，线圈中的感应电流方向为逆时针方向，选项A错误；由法拉第电磁感应定律，产生的感应电动势恒定为EnSB/t0.1 V，电阻R两端的电压不随时间变化，选项B错误；回路中电流IE/(Rr)0.02 A，线圈电阻r消耗的功率为PI2r4104 W，选项C正确；前4 s内通过R的电荷量为qIt0.08 C，选项D错误。2(xx江苏高考)如图923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均匀地增大到2B。在此过程中，线圈中产生的感应电动势为()图923A.B.C. D.解析：选B磁感应强度的变化率，法拉第电磁感应定律公式可写成EnnS，其中磁场中的有效面积Sa2，代入得En，选项B正确，A、C、D错误。导体切割磁感线产生感应电动势 对应学生用书P159必备知识1导体平动切割磁感线对于导体平动切割磁感线产生感应电动势的计算式EBlv，应从以下几个方面理解和掌握。(1)正交性本公式是在一定条件下得出的，除了磁场是匀强磁场，还需B、l、v三者相互垂直。实际问题中当它们不相互垂直时，应取垂直的分量进行计算，公式可为EBlvsin ，为B与v方向间的夹角。(2)平均性导体平动切割磁感线时，若v为平均速度，则E为平均感应电动势，即Bl。(3)瞬时性若v为瞬时速度，则E为相应的瞬时感应电动势。(4)有效性公式中的l为有效切割长度，即导体与v垂直的方向上的投影长度。图924中有效长度分别为：图924甲图：lcdsin (容易错算成labsin )。乙图：沿v1方向运动时，lMN；沿v2方向运动时，l0。丙图：沿v1方向运动时，lR；沿v2方向运动时，l0；沿v3方向运动时，lR。(5)相对性EBlv中的速度v是相对于磁场的速度，若磁场也运动时，应注意速度间的相对关系。2导体转动切割磁感线当导体在垂直于磁场的平面内，绕一端以角速度匀速转动时，产生的感应电动势为EBlBl2，如图925所示。图925典题例析(多选)(xx山东高考)如图926，一端接有定值电阻的平行金属轨道固定在水平面内，通有恒定电流的长直绝缘导线垂直并紧靠轨道固定，导体棒与轨道垂直且接触良好，在向右匀速通过M、N两区的过程中，导体棒所受安培力分别用FM、FN表示。不计轨道电阻。以下叙述正确的是()图926AFM向右BFN向左CFM逐渐增大 DFN逐渐减小思路点拨(1)导体棒所受安培力FM、FN的大小与什么因素有关？方向如何判断？提示：根据FBIl，结合已知条件可知FM、FN的大小与M、N区域的磁场分布有关，跟棒中通过的电流有关。方向可以用左手定则或楞次定律判断。(2)长直绝缘导线产生的磁场有什么特点？提示：根据安培定则，M、N区域的磁场并非匀强磁场，而是越靠近导线磁场越强。解析选BCD由题意可知，根据安培定则，在轨道内的M区、N区通电长直导线产生的磁场分别垂直轨道平面向外和向里，由此可知，当导体棒运动到M区时，根据右手定则可以判定，在导体棒内产生的感应电流与长直绝缘导线中的电流方向相反，再根据左手定则可知，金属棒在M区时受到的安培力方向向左，因此A选项不正确；同理可以判定B选项正确；再根据导体棒在M区匀速靠近长直绝缘导线时对应的磁场越来越大，因此产生的感应电动势越来越大，根据闭合电路的欧姆定律和安培力的公式可知，导体棒所受的安培力FM也逐渐增大，故C选项正确；同理D选项正确。公式En与EBlvsin 的区别与联系两个公式项目EnEBlvsin 区别求的是t时间内的平均感应电动势，E与某段时间或某个过程相对应求的是瞬时感应电动势，E与某个时刻或某个位置相对应求的是整个回路的感应电动势。整个回路的感应电动势为零时，其回路中某段导体的感应电动势不一定为零求的是回路中一部分导体切割磁感线时产生的感应电动势由于是整个回路的感应电动势，因此电源部分不容易确定由于是由一部分导体切割磁感线的运动产生的，该部分就相当于电源联系公式En和EBlvsin 是统一的，当t0时，E为瞬时感应电动势，而公式EBlvsin 中的v若代入，则求出的E为平均感应电动势针对训练1(xx北京高考)如图927所示，在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆MN在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动，MN中产生的感应电动势为E1；若磁感应强度增为2B，其他条件不变，MN中产生的感应电动势变为E2。则通过电阻R的电流方向及E1与E2之比E1E2分别为()图927Aca,21 Bac,21Cac,12 Dca,12解析：选C金属棒MN向右切割磁感线，产生感应电动势，由安培定则可知，电阻中电流方向为ac。E1BLv，E22BLv，所以E1E212。综上所述，C正确。2(xx天津高考)如图928所示，纸面内有一矩形导体闭合线框abcd，ab边长大于bc边长，置于垂直纸面向里、边界为MN的匀强磁场外，线框两次匀速地完全进入磁场，两次速度大小相同，方向均垂直于MN。第一次ab边平行MN进入磁场，线框上产生的热量为Q1，通过线框导体横截面的电荷量为q1；第二次bc边平行MN进入磁场，线框上产生的热量为Q2，通过线框导体横截面的电荷量为q2，则()图928AQ1Q2，q1q2 BQ1Q2，q1q2CQ1Q2，q1q2 DQ1Q2，q1q2解析：选A由QI2Rt得，Q12Rt，Q22Rt，又因为LabLbc，故Q1Q2。由电荷量qtn，故q1q2。所以A正确。自感 涡流 对应学生用书P161必备知识1互感现象两个互相靠近的线圈，当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势的现象。2自感现象(1)定义：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：定义：在自感现象中产生的感应电动势。表达式：EL。自感系数L：相关因素：与线圈的大小、形状、圈数以及是否有铁芯有关。单位：亨利(H)，1 mH103 H,1 H106 H。3涡流当线圈中的电流发生变化时，在它附近的任何导体中都会产生感应电流，这种电流像水的旋涡，所以叫涡流。(1)电磁阻尼：当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力的方向总是阻碍导体的运动。(2)电磁驱动：如果磁场相对于导体转动，在导体中会产生感应电流使导体受到安培力的作用，安培力使导体运动起来。交流感应电动机就是利用电磁驱动的原理工作的。4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，自感线圈就相当于普通导体。(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，但它不能使过程停止，更不能使过程反向。典题例析(xx南通调研)如图929所示，A、B、C是3个完全相同的灯泡，L是一个自感系数较大的线圈(直流电阻可忽略不计)。则()图929AS闭合时，A灯立即亮，然后逐渐熄灭BS闭合时，B灯立即亮，然后逐渐熄灭C电路接通稳定后，3个灯亮度相同D电路接通稳定后，S断开时，C灯立即熄灭解析选A因线圈L的自感系数较大且直流电阻可忽略不计，S闭合时，A灯立即亮，然后逐渐熄灭，A正确。S闭合时，B灯先不太亮，然后变亮，B错误。电路接通稳定后，B、C灯亮度相同，A灯不亮，C错误。电路接通稳定后，S断开时，C灯逐渐熄灭，D错误。针对训练1(xx扬州模拟)如图9210所示，L是一带铁芯的理想电感线圈，其直流电阻为0，电路中A、B是两个完全相同的灯泡，与A灯泡串接一个理想二极管D，则()图9210A开关S闭合瞬间，A灯泡先亮B开关S闭合瞬间，A、B灯泡同时亮C开关S断开瞬间，A灯泡逐渐熄灭，B灯泡立即熄灭D开关S断开瞬间，B灯泡逐渐熄灭，A灯泡立即熄灭解析：选B闭合瞬间线圈相当于断路，二极管为正向电流，故A、B同时亮，故A错误，B正确；开关S断开瞬间，B立刻熄灭，由于二极管只正向导通，故自感线圈与A无法形成回路，A也立刻熄灭，故C、D错误。2(多选)(xx江苏高考)如图9211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9211A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取走线圈中的铁芯解析：选AB当线圈上通交流电时，金属杯由于发生电磁感应现象，杯中有感应电流，对水加热，若要增大感应电流，则需要增大感应电动势或者减小杯体的电阻。增加线圈的匝数，使得穿过金属杯的磁场增强，感应电动势增大，选项A正确；提高交流电的频率，使得磁通量的变化率增大，感应电动势增大，选项B正确；若将金属杯换为瓷杯，则不会产生感应电流，选项C错误；取走线圈中的铁芯，磁场会大大减弱，感应电动势减小，选项D错误。课时跟踪检测 一、单项选择题1.如图1所示，电源的电动势为E，内阻r不能忽略。A、B是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈。关于这个电路的以下说法正确的是()图1A开关闭合到电路中电流稳定的时间内， A灯立刻亮，而后逐渐变暗，最后亮度稳定B开关闭合到电路中电流稳定的时间内，B灯立刻亮，而后逐渐变暗，最后亮度稳定C开关由闭合到断开瞬间，A灯闪亮一下再熄灭D开关由闭合到断开瞬间，电流自左向右通过A灯解析：选A开关闭合到电路中电流稳定的时间内，A灯立刻亮，而后逐渐变暗，最后亮度稳定；B灯逐渐变亮，最后亮度稳定，选项A正确，B错误。开关由闭合到断开瞬间，电流自右向左通过A灯，A灯没有闪亮一下再熄灭，选项C、D错误。2.(xx南京模拟)如图2所示，长为L的金属导线弯成一圆环，导线的两端接在电容为C的平行板电容器上，P、Q为电容器的两个极板，磁场垂直于环面向里，磁感应强度以BB0Kt(K0)随时间变化，t0时，P、Q两极板电势相等。两极板间的距离远小于环的半径，经时间t电容器P板()图2A不带电B所带电荷量与t成正比C带正电，电荷量是 D带负电，电荷量是解析：选D磁感应强度以BB0Kt(K0)随时间变化，由法拉第电磁感应定律得ESKS，而S，经时间t电容器P板所带电荷量QEC；由楞次定律知电容器P板带负电，故D选项正确。3(xx温州八校联考)如图3所示的四个选项中，虚线上方空间都存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。A、B中的导线框为正方形，C、D中的导线框为直角扇形。各导线框均绕垂直纸面轴O在纸面内匀速转动，转动方向如箭头所示，转动周期均为T。从线框处于图示位置时开始计时，以在OP边上从P点指向O点的方向为感应电流i的正方向。则在如图4所示的四个情景中，产生的感应电流i随时间t的变化规律如图3所示的是()图3图4解析：选C根据感应电流在一段时间恒定，导线框应为扇形；由右手定则可判断出产生的感应电流i随时间t的变化规律如图3所示的是C。4.(xx九江三模)如图5所示电路中，电源电动势为E，线圈L的电阻不计。以下判断正确的是()图5A闭合S瞬间，灯泡不发光B闭合S待电路稳定后，灯泡发光C断开S瞬间，灯泡发光D断开S瞬间，电阻R上无电流通过解析：选C闭合S瞬间，线圈L与灯泡并联与R串联，线圈阻碍电流的增加，灯泡中有电流，故灯泡发光，A错误；由于线圈L的直流电阻不计，闭合S，稳定后，灯泡被短路，电流强度为零，灯泡不发光，故B错误。断开S的瞬间，电容器放电，R中电流不为零，线圈中电流减小，产生自感电动势，相当于电源，灯泡中的电流逐渐减小，故C正确，D错误。5(xx济南外国语学校测试)如图6所示，正方形闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从如图所示的位置匀速拉出匀强磁场。若第一次用0.3 s时间拉出，外力所做的功为W1；第二次用0.9 s时间拉出，外力所做的功为W2，则()图6AW1W2 BW1W2CW13W2 DW19W2解析：选C设正方形边长为L，导线框的电阻为R，则导体切割磁感线的边长为L，运动距离为L，Wt，可知W与t成反比，W13W2，选C。6.(xx大纲卷)如图7所示，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里，磁感应强度大小为B0。使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度匀速转动半周，在线框中产生感应电流。现使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半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率的大小应为()图7A. B.C. D.解析：选C设圆的半径为r，当其绕过圆心O的轴匀速转动时，圆弧部分不切割磁感线，不产生感应电动势，而在转过半周的过程中仅有一半直径在磁场中，产生的感应电动势为EB0rB0rB0r2；当线框不动时：E。由闭合电路欧姆定律得I，要使II必须使EE，可得C正确。二、多项选择题7(xx资阳模拟)在如图8甲所示的电路中，螺线管匝数n1 500匝，横截面积S20 cm2。螺线管导线电阻r1.0 ，R15.0 ，R26.0 ，C30 F。在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按如图乙所示规律变化。则下列说法中正确的是()图8A2秒末通过线圈的磁通量为2103 WbB螺线管中产生的感应电动势为1.5 VC闭合S，电路稳定后电阻R1消耗的电功率为5102 WD电路中电流稳定后电容器上极板带正电解析：选AC2秒末通过线圈的磁通量为：BS1.020104 Wb2103 Wb，故A正确；螺线管中产生的感应电动势为：EnnS1 50020104 V1.2 V，故B错误；根据闭合电路欧姆定律，I A0.1 A，电阻R1消耗电功率为：PI2R10.125 W5102 W，故C正确；根据楞次定律可知，螺线管下端为正极，则电流稳定后电容器下极板带正电，上极板带负电，故D错误。8(xx嘉定区二模)如图9甲所示，在竖直方向分布均匀的磁场中水平放置一个金属圆环，圆环所围面积为0.1 m2，圆环电阻为0.2 。在第1 s内感应电流I 沿顺时针方向。磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示(其中在45 s的时间段呈直线)。则()图9A在05 s时间段，感应电流先减小再增大B感应电流的方向，在02 s时间段顺时针，在25 s时间段逆时针C感应电流的方向，在04 s时间段顺时针，在45 s时间段逆时针D在05 s时间段，线圈最大发热功率为5.0104 W解析：选BD根据闭合电路欧姆定律得，In，知磁感应强度的变化率越大，则电流越大，磁感应强度变化率最大值为0.1，则最大电流I0.05 A，则在05 s时间段，感应电流先减小再增大，最后不变，故A错误；根据楞次定律知，感应电流的方向在02 s时间段顺时针，在25 s时间段逆时针，故B正确，C错误；在05 s时间段，当电流最大时，发热功率最大，则PI2R0.0520.2 W5104 W，故D正确。9(xx汕头质检)如图10所示，圆形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列表述正确的是()图10A线圈a中将产生俯视逆时针方向的感应电流B穿过线圈a的磁通量变小C线圈a有扩张的趋势D线圈a对水平桌面的压力FN将增大解析：选AD通过螺线管b的电流方向如图所示，根据右手螺旋定则判断出螺线管b所产生的磁场方向竖直向下，滑片P向下滑动，接入电路的电阻减小，电流增大，所产生的磁场的磁感应强度增强，根据楞次定律，a线圈中所产生的感应电流产生的感应磁场方向竖直向上，再由右手螺旋定则可得线圈a中的电流方向为俯视逆时针方向，故A正确；由于线圈b中的电流增大，产生的磁场增强，导致穿过线圈a的磁通量变大，故B错误；根据楞次定律，线圈a将阻碍磁通量的增大，因此，线圈a有缩小的趋势，线圈a对水平桌面的压力增大，C选项错误，D选项正确。10.半径为a右端开小口的导体圆环和长为2a的导体直杆，单位长度电阻均为R0。圆环水平固定放置，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，如图11所示。则()图11A0时，杆产生的电动势为2BavB时，杆产生的电动势为BavC0时，杆受的安培力大小为D时，杆受的安培力大小为解析：选AD根据法拉第电磁感应定律可得EBlv(其中l为有效长度)，当0时，l2a，则E2Bav；当时，la，则EBav，故A选项正确，B选项错误。根据通电直导线在磁场中所受安培力的大小的计算公式可得FBIl，又根据闭合电路欧姆定律可得I，当0时，rR(2)aR0，解得F；当时，rRaR0，解得F，故C选项错误，D选项正确。三、非选择题11(xx万州区模拟)如图12甲所示，光滑导轨宽0.4 m，ab为金属棒，均匀变化的磁场垂直穿过轨道平面，磁场的变化情况如图乙所示，金属棒ab的电阻为1 ，导轨电阻不计。t0时刻，ab棒从导轨最左端，以v1 m/s的速度向右匀速运动，求1 s末回