新人教版選修3-2磁感應(yīng)

第四章電磁感應(yīng)

2探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件

一、單項選擇題

1.物理實(shí)驗都需要有一定的控制條件.做奧斯特電流磁效應(yīng)實(shí)驗時就應(yīng)排除地磁場對實(shí)

驗的影響.下列關(guān)于奧斯特實(shí)驗的控制條件的說法中正確的是（）

A.該實(shí)驗必須在地球赤道上進(jìn)行

B.通電直導(dǎo)線必須豎直放置

C.通電直導(dǎo)線應(yīng)該水平東西方向放置

D.通電直導(dǎo)線可以水平南北方向放置

2.如圖4—1—10所示，在條形磁鐵N極附近懸掛一個金屬閉合線圈，當(dāng)磁鐵左右運(yùn)動

時，線圈中（）

圖4一1—10

A.一定產(chǎn)生感應(yīng)電流

B.不一定產(chǎn)生感應(yīng)電流

C.不可能產(chǎn)生感應(yīng)電流

D.無法確定

3.如圖4一1一11所示，繞在鐵芯上的線圈與電源、滑動變阻器和開關(guān)組成閉合回路，

在鐵芯的右端套有一個表面絕緣的銅環(huán)A,下列各種情況中銅環(huán)A中沒有感應(yīng)電流的是（）

cccCC_

S圖4—1—11

A.線圈中通以恒定的電流

B.通電時，使變阻器的滑片夕勻速移動

C.通電時，使變阻器的滑片P加速移動

D.將開關(guān)突然斷開的瞬間

4.關(guān)于產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，下述說法正確的是（）

A.位于磁場中的閉合線圈，一定能產(chǎn)生感應(yīng)電流

B.閉合線圈和磁場發(fā)生相對運(yùn)動，一定能產(chǎn)生感應(yīng)電流

C.閉合線圈做切割磁感線運(yùn)動，一定能產(chǎn)生感應(yīng)電流

D.穿過閉合線圈的磁感線條數(shù)發(fā)生變化，一定能產(chǎn)生感應(yīng)電流

二、雙項選擇題

5.（2011年惠州調(diào)研）將一磁鐵緩慢或迅速地插到閉合線圈中的同一位置，兩次發(fā)生變

化的物理量不同的是（）

A.磁通量的變化量

B.磁通量的變化率

C.感應(yīng)電流的電流強(qiáng)度

D.流過線圈導(dǎo)體橫截面中的電量

6.關(guān)于磁通量、磁通密度、磁感應(yīng)強(qiáng)度，下列說法正確的是（）

A.磁感應(yīng)強(qiáng)度越大的地方，磁通量越大

B.穿過某線圈的磁通量為零時，由可知磁磁感應(yīng)強(qiáng)度為零

C.磁通密度越大，磁感應(yīng)強(qiáng)度越大

D.磁感應(yīng)強(qiáng)度在數(shù)值上等于1的面積上穿過的最大磁通量

7.如圖4—1—12所示，環(huán)形金屬軟彈簧所處平面與某-勻強(qiáng)磁場垂直，將彈簧沿半徑

方向向外拉成圓形，則以下措施不能使該金屬彈簧中產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是（）

圖4—1—12

A.保持該圓的周長不變,將彈簧由圓形拉成方形

B.保持該圓的周長不變,將彈簧由圓形拉成三角形

C.保持該圓的面積不變,將彈簧由圓形拉成方形

D.保持該圓的面積不變,將彈簧由圓形拉成三角形

8.2008年年底，我國高溫超導(dǎo)磁懸浮高速列車的車速已達(dá)到500km/h,圖4-1-13

是磁懸浮的原理，圖中4是圓柱形磁鐵，8是用高溫超導(dǎo)材料制成的超導(dǎo)圓環(huán)，將超導(dǎo)圓環(huán)8

放在磁鐵力上，它就能在磁力作用下懸浮在磁鐵力上方的空中，則下列正確的是（）

A.在8放入磁場過程中，6中將產(chǎn)生感應(yīng)電流，當(dāng)穩(wěn)定后，感應(yīng)電流消失

B.在6放入磁場的過程中，4中將產(chǎn)生感應(yīng)電流，當(dāng)穩(wěn)定后，感應(yīng)電流仍存在

C.如果4的N極朝上，8中感應(yīng)電流的方向如圖所示

D.如果4的N極朝匕6中感應(yīng)電流的方向與圖示方向相反

圖4—1—13

9.如圖4一1一14所示，爾6為大小、形狀均相同且內(nèi)壁光滑，但用不同材料制成的圓

管，豎直固定在相同高度.兩個相同的磁性小球，同時從4、占管上端的管口無初速釋放，穿

過4管的小球比穿過6管的小球先落到地面.下面對于兩管的描述中可能正確的是（）

A.A管是用塑料制成的，6管是用銅制成的

B.4管是用鋁制成的，6管是用膠木制成的

C.力管是用膠木制成的，8管是用塑料制成的

D.4管是用膠木制成的，6管是用鋁制成的

三、非選擇題

10.一磁感應(yīng)強(qiáng)度為6的勻強(qiáng)磁場方向水平向右，一面積為S的矩形線圈a6cd如圖

4—1—15所示放置，平面與豎直方向成。角.將繞ad軸轉(zhuǎn)180°角，則穿過線

圈平面的磁通量的變化量是多少？

解：轉(zhuǎn)動前的磁通量為①尸BScos0,轉(zhuǎn)動后的磁通量為02=85bos（。+180°）=-

BScos，，磁通量的變化量為△0=6一叱=2殷os0.

11.如圖4一1一16所示，勻強(qiáng)磁場區(qū)域?qū)挾葹?,使一邊長為d(沸/)的矩形線框以恒定

速度”向右通過磁場區(qū)域,求該過程中有感應(yīng)電流的時間.

解:在矩形線框的右端離開磁場右邊緣開始直到線框的左端進(jìn)入磁場為止(如圖1所示)，

穿過線框的磁通量不變化，所以這段時間無感應(yīng)電流，其他通過時間磁通量變化，有感應(yīng)電

流.這段運(yùn)動的距離為d-1,運(yùn)動時間為，--

線框通過磁場的總時間為t=-

_27

所以有感應(yīng)電流的時間為△t=t—t'

v'

XXX

1

1XXX

1

1.KKX.

1

1

XXX1

1

XXX

圖1

12.邊長/=10cm的正方形線框，固定在勻強(qiáng)磁場中，磁場方向與線圈平面垂直，如圖

4—1—17所示.磁感應(yīng)強(qiáng)度隨忖間變化的規(guī)律為Q2+3NT),則第3s內(nèi)穿過線圈的磁通

量的變化量△0為多少？

圖4—1—17

解：第3s內(nèi)就是從2s末到3s末，所以2s時磁感應(yīng)強(qiáng)度為B產(chǎn)(2+3X2)T=8T,3

s時的磁感應(yīng)強(qiáng)度為氏=(2+3X3)T=11T,所以△0=55=(11-8)X0.I2Wb=3X10-2Wb.

出能力提升

13.如圖4—1—18所示，彈簧上端固定，下端懸掛一根磁鐵,磁鐵正下方不遠(yuǎn)處的水平

面上放一個質(zhì)量為必，電阻為A的閉合線圈.將磁鐵慢慢托起到彈簧恢復(fù)原長時放開，磁鐵

開始上下振動，線圈始終靜止在水平面上，不計空氣阻力，則以下說法不正確的是(A)

圖4-1-18

A.磁鐵做自由落體運(yùn)動

B.磁鐵最終能靜止

C.只要磁鐵運(yùn)動，線圈中?定有感應(yīng)電流

D.若線圈為超導(dǎo)線圈，磁鐵最終也能靜止

解析：磁鐵將運(yùn)動所具有的機(jī)械能通過電磁感應(yīng)轉(zhuǎn)化為電能，所以機(jī)械能不守恒，磁鐵

做的不是自由落體運(yùn)動，A選項合題.

14.(雙選)如圖4—1—19所示，矩形線框勖cd位于通電直導(dǎo)線附近，且開始時與導(dǎo)線

在同一平面，線框的兩個邊與導(dǎo)線平行.欲使線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流，下面做法可行的是(CD)

圖4-1-19

A.線框向上移動

B.讓ad邊與導(dǎo)線重合，繞導(dǎo)線轉(zhuǎn)過一個小角度

C.以A邊為軸轉(zhuǎn)過一個小角度

D.以劭邊為軸轉(zhuǎn)過一個小角度

解析：通電導(dǎo)線周圍的磁感線是以線上的點(diǎn)為圓心的一系列同心圓.所以A、B兩種情況

線圈中的磁感線條數(shù)不變，沒有感應(yīng)電流.C、D兩種情況下的線圈中的磁感線條數(shù)變化，產(chǎn)

生感應(yīng)電流.

15.如圖4一1一20所示，有一個垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，5=0.8T,磁場有明顯的圓

形邊界，圓心為。，半徑為1cm.現(xiàn)于紙面內(nèi)先后放上與磁場垂直的圓線圈4、B、C,圓心均

在。處，4線圈半徑為1cm,10匝；6線圈半徑為2cm,1匝；。線圈半徑為0.5cm,1匝.問：

(1)在8變?yōu)?.4T的過程中，｛和8中磁通量改變多少？

(2)當(dāng)磁場轉(zhuǎn)過30°角的過程中，C中磁通量改變多少？

解：(1)對4線圈，①尸BeF,①Z=BK

磁通量改變量

|<X>2-011=(0.8-0.4)X3.14X10'Wb

=1.256X10-4Wb

對8線圈，(P2=&^r,磁通量改變量

|02一血=(0.8-0.4)X3.14X10'Wb

=1.256X10-4Wb

(2)對。線圈：磁場轉(zhuǎn)過30°,線圈仍全部處于磁場中，線圈面積在垂直磁

場方向的投影為nrcos30°,則rcos30°.

磁通量改變量

①z一①'—BTIr(1—COS30°)

=0.8X3.14X(5X10-3)2X(1-0.866)Wb

=8.4Xl()fwb.

參考答案：1.D2.A3.A4.D5.BC6.CD7.CD8.BD9.AD13.A14.CD

3楞次定律

一、單項選擇題

1.關(guān)于楞次定律，下列說法中正確的是（D）

A.感應(yīng)電流的磁場總是阻礙原磁場的增強(qiáng)

B.感應(yīng)電流的磁場總是阻礙原磁場的減弱

C.感應(yīng)電流的磁場總是阻礙原磁場的變化

D.感應(yīng)電流的磁場總是阻礙原磁通量的變化

解析：感應(yīng)電流的磁場總是阻礙電路中的原磁通量的變化，不是阻礙原磁場的變化，只

有當(dāng)磁通量的變化單純的是由原磁場的變化引起時，才阻礙原磁場的變化.

2.如圖4—3—9所示，導(dǎo)線框a6cd與長直導(dǎo)線在同一平面內(nèi)，直導(dǎo)線通有恒定電流/,

當(dāng)導(dǎo)線框由左向右勻速通過直導(dǎo)線時，線框中感應(yīng)電流的方向是（D）

b

圖4—3—9

A.先abed,后deba,再abed

B.先abed,后deba

C.始終deba

D.先deba,后abed,再deba

解析：根據(jù)安培定則，直導(dǎo)線兩側(cè)的磁場是左出右進(jìn)，線框從左靠近導(dǎo)線時;線框中的

磁通量在增強(qiáng)，感應(yīng)電流的磁場向里，由安培定則，線框中的電流方向A岳.當(dāng)線框過直導(dǎo)

線時，線框中的原磁通向里的加強(qiáng)，向外的減弱，感應(yīng)電流的磁場向外，由安培定則，線框

中的電流方向線框越過導(dǎo)線再遠(yuǎn)離導(dǎo)線時，線框中的原磁通減弱，感應(yīng)電流的磁場向

里，由安培定則，線框中的電流方向deba.

3.如圖4一3—10中，虛線右側(cè)存在垂直紙面指向紙內(nèi)的勻強(qiáng)磁場，半圓形閉合線框與

紙面共面，繞過圓心。且垂直于紙面的軸勻速轉(zhuǎn)動.線框中的感應(yīng)電流以逆時針方向為正方

向，那么下列選項中哪個圖能正確描述線框從圖示位置開始轉(zhuǎn)動一周的過程中，線框中感應(yīng)

電流隨時間變化的情況（A）

解析：當(dāng)從圖示位置進(jìn)入，相當(dāng)于一繞。點(diǎn)轉(zhuǎn)動的長為半徑的棒在切割磁感線，由右手

定則判斷電流方向為正.離開時，也相當(dāng)于一繞0點(diǎn)轉(zhuǎn)動的長為半徑的棒在切割磁感線，由

右手定則判斷電流方向為負(fù)，再進(jìn)入又為正.

4.如圖4—3—11,尸數(shù)為一正方形導(dǎo)線框，它以恒定速度向右進(jìn)入以加V為邊界的勻強(qiáng)

磁場，磁場方向垂直于線框平面，物V線與線框的邊成45°角，E、尸分別為空和國的中點(diǎn),

則線圈中感應(yīng)電流方向描述正確的是（D）

、M

展XXX

;白飛XX

Q圖4—3-11

A.尸點(diǎn)經(jīng)過邊界也￥時順時針

B.6點(diǎn)經(jīng)過邊界版V時順時針

C.尸點(diǎn)經(jīng)過邊界血V時順時針

D.進(jìn)入過程均是逆時針

二、雙項選擇題

5.有一彈性閉合線圈處于磁場中，線圈平面與紙面平行，當(dāng)磁通量發(fā)生變化時，發(fā)現(xiàn)線

圈的面積增大了，下列說法中正確的是（AC）

A.若磁場垂直指向紙里，則磁場不斷減弱

B.若磁場垂直指向紙里，則磁場不斷增強(qiáng)

C.若磁場垂直指向紙外，則磁場不斷減弱

D.若磁場垂直指向紙外，則磁場不斷增強(qiáng)

解析：線圈中的原磁通減小時，為阻礙減小，面積增大.

6.如圖4—3—12示，螺線管6置于閉合金屬環(huán)/的軸線上，當(dāng)方中通過的電流減小時,

則（AD）

圖4-3-12

A.環(huán)1有縮小的趨勢B.環(huán)/有擴(kuò)張的趨勢

C.螺線管3有縮短的趨勢D.螺線管6有伸長的趨勢

解析：螺線管中的電流減小，螺線管中各環(huán)向電流間的吸引力減小，所以變長，D正確;

同時，穿過1環(huán)的磁通量減少，為了阻礙磁通量減少，只能縮小A環(huán)的面積，因為面積越小,

磁通量越大，故4環(huán)有收縮的趨勢，A正確.

7.兩個環(huán)46置于同一水平面上，其中4是邊緣均勻帶電的絕緣環(huán)，6是導(dǎo)體環(huán).當(dāng)4

以如圖4―3—13所示的方向繞中心轉(zhuǎn)動時，6中產(chǎn)生如圖所示方向的感應(yīng)電流.貝hBC）

A.4可能帶正電且轉(zhuǎn)速減小

B.力可能帶正電且轉(zhuǎn)速增大

C.4可能帶負(fù)電且轉(zhuǎn)速減小

D.［可能帶負(fù)電且轉(zhuǎn)速增大

解析：要產(chǎn)生6環(huán)的電流方向（如題圖），根據(jù)楞次定律則/環(huán)內(nèi)部要產(chǎn)生向里加強(qiáng)的或

者向外減弱的磁場，則據(jù)安培定則可知B、C正確.

8.如圖4一3—14,足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌版V、制水平平行固定，置于豎直向上的勻強(qiáng)

磁場中，在導(dǎo)軌上放兩條金屬桿a6、cd,兩桿平行且與導(dǎo)軌垂直接觸良好.設(shè)導(dǎo)軌電阻不計,

兩桿的電阻為定值.從某時刻起給劭施加一與導(dǎo)軌平行方向向右的恒定拉力廠作用，則以下

說法正確的是（BD）

N

Q

圖4-3-14

A.cd向左做加速運(yùn)動

B.a6受到的安培力始終向左

C.ab一直做勻加速直線運(yùn)動

D.cd將向右運(yùn)動

三、非選擇題

9.如圖4一3—15所示，當(dāng)開關(guān)S閉合瞬間，在圖中畫出線圈4?5中的電流方向.

1),-----------------------,C

Al------------

萬1—7------T

L(=HII_V圖4—3-15

答案：如圖2所示.

10.如圖4—3—16所示為“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實(shí)驗裝置，部分導(dǎo)線已連接.

圖4—3—16

(1)用筆線代替導(dǎo)線將圖中未完成的電路連接好.

(2)如果在閉合電鍵時發(fā)現(xiàn)靈敏電流計的指針向右偏了一下，那么閉合電鍵后，將原線圈

迅速插入副線圈的過程中，電流計指針將向偏；原線圈插入副線圈后，將滑動

變阻器滑片迅速向右移動時，電流計指針將向偏.

答案：(1)如圖3所示.

⑵右左

ii.三個閉合矩形線圈1、n、w處在同一豎直平面內(nèi)，在線框的正上方有一條固定的

長直導(dǎo)線，導(dǎo)線中通有自左向右的恒定電流，如圖4—3—17所示，若三個閉合線框分別做如

下運(yùn)動：I沿垂直長直導(dǎo)線向下運(yùn)動，n沿平行長直導(dǎo)線方向平動，in繞其豎直中心軸協(xié)

轉(zhuǎn)動.

(1)在這三個線框運(yùn)動的過程中，哪些線框中有感應(yīng)電流產(chǎn)生？方向如何？

(2)線框in轉(zhuǎn)到圖示位置的瞬間，是否有感應(yīng)電流產(chǎn)生？

—?/

■j

(I)(II)(1U)圖4-3-17

解：(1)線框I沿垂直于導(dǎo)線方向向下運(yùn)動，穿過它的磁通量減小，有感應(yīng)電流產(chǎn)生，電

流產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面向里，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場方向也應(yīng)垂直紙面向里，

再由右手螺旋定則可判斷感應(yīng)電流為順時針方向；線框II沿平行導(dǎo)線方向運(yùn)動，與直導(dǎo)線距

離不變，穿過線框ii的磁通量不變，因此線框n中無感應(yīng)電流產(chǎn)生；線框in繞仞'軸轉(zhuǎn)動過

程中，穿過它的磁通量不斷變化，在轉(zhuǎn)動過程中線框山中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，其方向是周期性

改變的.

(2)線框川轉(zhuǎn)到圖示位置的瞬間，線框中無感應(yīng)電流，由于長直導(dǎo)線下方的磁場方向與紙

面垂直，在該位置線框in的兩豎直邊運(yùn)動方向與磁場方向平行，不切割磁感線，所以無感應(yīng)

電流；從磁通量變化的角度考慮，圖示位置是線框in中磁通量從增加到最大之后開始減小的

轉(zhuǎn)折點(diǎn)，此位置感應(yīng)電流的方向要發(fā)生變化，故此時其大小必為o.

12.一平面線圈用細(xì)桿懸于尸點(diǎn)，開始時細(xì)桿處于水平位置，釋放后讓它在如圖4—3—

18所示的勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動，已知線圈平面始終與紙面垂直，當(dāng)線圈第一次通過位置I和位置

n時，順著磁場的方向看去，線圈中的感應(yīng)電流的方向分別為(B)

III圖4一3—18

A.位置1逆時針方向,位置II逆時針方向

B.位置I逆時針方向,位置n順時針方向

C.位置I順時針方向,位置II順時針方向

D.位置1順時針方向,位置H逆時針方向

解析：線圈第一次經(jīng)過位置I時，穿過線圈的磁通量增加，由楞次定律，線圈中感應(yīng)電

流的磁場方向向左，根據(jù)安培定則，順著磁場看去，感應(yīng)電流的方向為逆時針方向.當(dāng)線圈

第一次通過位置n時，穿過線圈的磁通量減小，可判斷出感應(yīng)電流為順時針方向，故選項B

正確.

13.(雙選)如圖4一3—19所示，在00、豳區(qū)域中存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相

反的勻強(qiáng)磁場，磁場方向均垂直于紙面，一正方形導(dǎo)線框a6cd位于紙面內(nèi)，邊與磁場的

邊界。重合.導(dǎo)線框與磁場區(qū)域的尺寸如圖所示.從Z=0時刻開始，線框勻速橫穿兩個磁場

區(qū)域，以a-?Ld為線框中的電流I.的正方向，向左為導(dǎo)線框所受安培力的正方向，以下

i-t和尸一大關(guān)系示意圖中正確的是(AC)

參考答案：l.D2.D3.A4.D5.AC6.AD7.BC.8.BD.12.B13.AC

4法拉第電磁感應(yīng)定律

一、單項選擇題

1.關(guān)于電磁感應(yīng)電動勢大小的正確表達(dá)是（D）

A.穿過某導(dǎo)體框的磁通量為零，該線框中的感應(yīng)電動勢一定為零

B.穿過某導(dǎo)體框的磁通量越大，該線框中的感應(yīng)電動勢就一定越大

C.穿過某導(dǎo)體框的磁通量變化越大，該線框里的感應(yīng)電動勢就一定越大

D.穿過某導(dǎo)體框的磁通量變化率越大，該線框里的感應(yīng)電動勢就定越大

Acp

解析：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律后=丁又7,電動勢大小與磁通量變化率成正比，當(dāng)磁通

△t

量為零時，飛下不一定為0，A項錯；◎越大，了彳不一定越大，B項錯；A0越大，飛下不

一定越大，c項錯.

2.一閉合圓線圈放在隨時間均勻變化的磁場中，線圈平面和磁場方向垂直，若想使線圈

中的感應(yīng)電流增強(qiáng)一倍，下述方法不可行的是（C）

A.使線圈匝數(shù)增加一倍

B.使線圈面積增加一倍

C.使線圈匝數(shù)減小一半

D.使磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率增大一倍

3.如圖4一4一7所示，豎直放置的螺線管與導(dǎo)線abed構(gòu)成回路，導(dǎo)線所圍區(qū)域內(nèi)有一

垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，螺線管下方水平桌面上有一導(dǎo)體圓環(huán).為使圓環(huán)受到向上的磁場

ABCD

。

圖4-4-7

解析：C、D兩種情況，abed回路中磁通量均勻變化，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢恒定，所以螺線

管中的電流恒定，產(chǎn)生磁場恒定，圓環(huán)中的磁通量不變，所以圓環(huán)中無感應(yīng)電流，不受磁場

力.而A中的回路中磁通量不均勻變化，磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率越來越小，產(chǎn)生的感應(yīng)電

動勢越來越小；螺線管中的電流越來越小，穿過圓環(huán)的磁通量變小，為阻礙變小，環(huán)有向上

運(yùn)動的趨勢，即受到向上的磁力.而B所示磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率越來越大，正好相反.

4.如圖4一4一8所示，網(wǎng);和國是平行的水平光滑金屬導(dǎo)軌，電阻不計.和cd是兩

根質(zhì)量均為勿的導(dǎo)體棒，垂直放在導(dǎo)軌匕導(dǎo)體棒有一定的電阻，整個裝置處于豎直向下的

勻強(qiáng)磁場中.原來兩導(dǎo)體棒都靜止，當(dāng)劭棒受到瞬時沖擊力作用而向右以的運(yùn)動（兩棒沒有

相碰），貝IJ（C）

MacN

-XX-------X--X--X

%

X*-XxB

XXXXX

PbdQ

圖4—4—8

A.cd棒先向右做加速運(yùn)動，后減速運(yùn)動

B.cd棒向右做勻加速運(yùn)動

C.a?和cd棒最終以共同速度向右勻速運(yùn)動

D.由于過程中有電能的消耗，兩棒最終靜止

解析：a。切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電流，使得cd也有感應(yīng)電流，安培力阻礙他們的運(yùn)動,

所以安培力對助是阻力，對cd是動力，cd加速，a6減速，同時cd也開始切割磁感線，產(chǎn)

生反電動勢，當(dāng)瑟和c"棒速度相等時，cd棒反電動勢與他產(chǎn)生的電動勢相等時，電路中

的感應(yīng)電流為零，兩棒所受合外力為零，以共同速度運(yùn)動.

二、雙項選擇題

5.根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式，電動勢的單位V可以表示為（BC）

A.T/sB.Wb/s

C.T?m2/sD.Wb,m'/s

△<t>

解析：根據(jù)公式后=/77，0=6S可知B、C正確.

6.（2011年廣州一模）如圖4—4—9,金屬棒a。、cd與足夠長的水平光滑金屬導(dǎo)軌垂直

且接觸良好，勻強(qiáng)磁場垂直導(dǎo)軌所在的平面.棒在恒力廠作用下向右運(yùn)動，則（BD）

ca

h圖4—4—9

A.安培力對勖棒做正功

B.安培力對cd棒做正功

C.abdca回路的磁通量先增加后減少

D.尸做的功等于回路產(chǎn)生的總熱量和系統(tǒng)動能增量之和

7.當(dāng)線圈中的磁通量發(fā)生變化時（BC）

A.線圈中一定有感應(yīng)電流

B.線圈中一定有感應(yīng)電動勢

C.線圈中感應(yīng)電動勢大小與電阻無關(guān)

D.線圈中感應(yīng)電流大小與電阻無關(guān)

解析：磁通量發(fā)生變化，一定有感應(yīng)電動勢，但只有當(dāng)線圈閉合時才有感應(yīng)電流，所以

卜①P

A錯，B正確；感應(yīng)電動勢與電阻無關(guān)，而電流與電阻有關(guān)，C正確，D錯.

8.閉合回路的磁能量。隨時間t變化圖象分別如圖4—4—10所示，關(guān)于回路中產(chǎn)生的

感應(yīng)電動勢的論述，其中不正確的是（CD）

0|叫葉*

----------/.A.

oIot°G/°t

甲乙丙丁

圖4—4—10

A.圖甲的回路中沒有感應(yīng)電動勢

B.圖乙的回路中感應(yīng)電動勢恒定不變

C.圖內(nèi)的回路中0?力時間內(nèi)的感應(yīng)電動勢小于A?友時間內(nèi)的感應(yīng)電動勢

D.圖丁的回路中感應(yīng)電動勢先變大，再變小

解析：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，E=F，在。一^圖象上，若片1,圖線某點(diǎn)切線

A<pA（p

的斜率表示電動勢的大小.圖甲：-=o,圖乙：工7是一定值，圖丙o?右斜率比力?友

大，圖丁斜率先變小后變大.

三、非選擇題

9.如圖4-4-11所示，在寬為0.5m的平行導(dǎo)軌上垂直導(dǎo)軌放置一個有效電阻為r=

0.6Q的直導(dǎo)體，在導(dǎo)軌的兩端分別連接兩個電阻用=4Q、尼=6Q,其他電阻不計.整

個裝置處在垂直導(dǎo)軌向里的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度6=0.1T.當(dāng)直導(dǎo)體在導(dǎo)軌上以v=6m/s

的速度向右運(yùn)動時，求：直導(dǎo)體棒兩端的電壓和流過電阻尼和上的電流大小.

解：由題意可畫出如圖5所示的電路圖，則感應(yīng)電動勢

圖5

￡=成片0.1X0.5X6V=0.3V

,ER%0.3X2.4

""=H+r=2.4+O6V=0.24V

心

-

吊

72=￡=0.04A.

Ki

10.如圖4—4—12所示，圓形金屬線框的半徑r=0.5m,圓形線框平面垂直于磁場方

向放置，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度6=LOT,現(xiàn)把圓形線框翻轉(zhuǎn)180°,所用時間Ai=0.2s,

則這段時間內(nèi)線圈中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢為多大？如果金屬導(dǎo)線的電阻率P=

1.0X107Q?m,導(dǎo)線的橫截面積$=1.0X107°,則圓形線框內(nèi)產(chǎn)生的平均感應(yīng)電流為多

大？

解：在時間△，內(nèi)磁通量的變化量

A<t>=①2—r~(―r)=2JtrB.

在△t時間內(nèi)產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢

丘X①2"62X3.14X0.52X1.0

V=7.85V.

At一Xt-0.2

線圈的電阻

2Jir1,OX1O^7X2X3.14X0,5

"P.《=P5=1.oxio-7Q=3.14Q

所以線圈中的平均電流，=4=巖A=2.5A.

Ko.14

11.如圖4—4—13甲所示的螺線管的匝數(shù)力=1500,橫截面積S=20cm2,電阻r=1.5

Q,與螺線管串聯(lián)的外電阻在=10。，%=3.5C.若穿過螺線管的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度按圖

乙所示的規(guī)律變化，計算正上消耗的電功率.

圖4-4-13

解：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，螺線管中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢應(yīng)學(xué)=6.0V

△t△t

E

整個回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流為/=?—--=0-4A

Ai+rta+r

根據(jù)電功率的公式A/K=L6W.

秒能力提升

12.如圖4—4—14所示，讓閉合導(dǎo)線框a6cd從高處自由下落一定高度后進(jìn)入水平方向

的勻強(qiáng)磁場，以c"邊開始進(jìn)入到副邊剛進(jìn)入磁場這段時間內(nèi)，下列選項中表示線框運(yùn)動的

速度一時間圖象中不可能的是(A)

口

XXX

XXX圖4—4—14

解析：當(dāng)框的下邊進(jìn)入磁場時，A邊切割磁感線產(chǎn)生電動勢，有了感應(yīng)電流，受到安培

力.此安培力如果恰好與重力相等，框的進(jìn)入過程勻速，B有可能.如果此安培力小于重力，

則框加速，安培力增大，當(dāng)兩者相等時，框勻速.如果此安培力大于重力，則框減速，安培

力減小，當(dāng)兩者相等時，框勻速.

13.(雙選)光滑金屬導(dǎo)軌寬￡=0.4m,電阻不計，均勻變化的磁場穿過整個軌道平面，

如圖4一4一15中甲所示.磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間變化的情況如圖乙所示.金屬棒a方的電

阻為1Q,自￡=0時刻起從導(dǎo)軌最左端以『=2m/s的速度向右勻速運(yùn)動，則(CD)

甲乙

圖4—4—15

A.1s末回路中電動勢為0.8V

B.1s末棒所受磁場力為0.64N

C.1s末回路中電動勢為1.6V

D.1s末數(shù)棒所受磁場力為1.28N

解析：1s末磁場強(qiáng)度為Q2T,回路中電動勢為￡=應(yīng)/=1.6V,則C對；回路中的

E

電流為/=7>=1.6A,桿受的安培力為b=6〃=1.28N,則D對.

14.如圖4一4一16所示，匝數(shù)八-100匝、橫截面積S=0.2m\電阻r=0.5Q的圓

形線圈"V處于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間按B=0.6+0.02t(T)的規(guī)律

變化.處于磁場外的電阻k=3.5Q,尼=6Q,電容C=30uF,開關(guān)S開始時未閉合，

求：

(1)閉合S后，線圈兩端M、A'兩點(diǎn)間的電壓如和電阻尼消耗的電功率；

(2)閉合S--段時間后又打開S,則S斷開后通過此的電荷量為多少？

解：(1)線圈中感應(yīng)電動勢

△①NB

E=N~—=N—S=100X0.02X0.2V=0.4V

AtAt

通過電源的電流強(qiáng)度

E0.4

[=-用-+--總----=-3-.-5-+--6-+-0--.-5A=0u.04uaAa

線圈兩端，以M兩點(diǎn)間的電壓

U^~E~Ir=(0.4-0.04X0.5)V=0.38V

電阻尼消耗的電功率

R=7用=0.04X0.04X6W=9.6X10-3W.

（2）閉合S一段時間后，電路穩(wěn)定，電容器。相當(dāng)于開路，其兩端電壓〃?等于用兩端的

電壓，即

4=7■花=0.04X6V=0.24V

電容器充電后所帶電荷量為

gC4=30X10-6x0.24C=7.2X10-6C

當(dāng)S再斷開后，電容器通過電阻發(fā)放電，通過用的電荷量為7.2X10-6C.

參考答案:l.D2c3.C4.C5.BC6.BD7.BC8.CD12.A13.CD

5電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類情況

—?、單項選擇題

1.（2011年惠州調(diào)研）在磁感應(yīng)強(qiáng)度為6,方向如圖4—5—11所示的勻強(qiáng)磁場中，金屬

桿用在寬為/的平行金屬導(dǎo)軌上以速度/向右勻速滑動，尸。中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為歷若

磁感應(yīng)強(qiáng)度增為2反其他條件不變，所產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小變?yōu)镋2,則笈與與之比及通

過電阻"的感應(yīng)電流方向為（I））

乂乂乂1々乂

圖4—5—11

A.2：1,AaB.1：2,b^a

C.2：1,aiD.1：2,ai

解析：E\—Blv,Ei—IBlv,所以￡：氏=1：2,由右手定則得電流是a—b.

2.在圖4—5—12中，閉合矩形線框a6cd,電阻為凡位于磁感應(yīng)強(qiáng)度為6的勻強(qiáng)磁場

中，ad邊位于磁場邊緣，線框平面與磁場垂直，ab、ad邊長分別用乙、%表示，若把線圈沿

/方向勻速拉出磁場所用時間為△t,則通過線框?qū)Ь€截面的電量是（B）

5戶T

XXX____二

c------d

XXX

圖4—5—12

A照B弩C端…

A（pRIP

解析：平均感應(yīng)電動勢《=丁:=十，平均感應(yīng)電流/=7再結(jié)合0=〃即可得.

IK

圖4—5—13

3.如圖4一5—13所示，導(dǎo)線網(wǎng),可無摩擦地沿豎直的長直導(dǎo)軌滑動，導(dǎo)線位于水平方向

的勻強(qiáng)磁場中，I可路電阻必將，胸由靜止開始釋放后的??小段時間內(nèi)，屈V運(yùn)動的加速度可能

是（B）

A.保持不變B.逐漸減小

C.逐漸增大D.無法確定

解析：，郵運(yùn)動時切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，通過感應(yīng)電流，必然受到向上的安培力，

且速度越大，安培力越大，合外力越小，加速度越小，直到安培力與重力平衡時，導(dǎo)體棒做

勻速直線運(yùn)動.

4.一閉合線圈置于磁場中，若磁感應(yīng)強(qiáng)度8隨時間變化的規(guī)律如圖4—5—14所示，則

能正確反映線圈中感應(yīng)電動勢后隨時間/變化的圖象是（A）

解析：山磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化圖線可知，磁場先正向均勻增大，后反向均勻增大，則電流

先為正，后為負(fù)，但大小不變，圖A正確.

二、雙項選擇題

5.如圖4一5—15所示，導(dǎo)體4?在做切割磁感線運(yùn)動時，將產(chǎn)生一個電動勢，因而在電

路中有電流通過，下列說法中正確的是（AB）

A.因?qū)w運(yùn)動而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢稱為動生電動勢

B.動生電動勢的產(chǎn)生與“洛侖茲力”有關(guān)

C.動生電動勢的產(chǎn)生與電場力有關(guān)

D.動生電動勢和感生電動勢產(chǎn)生的原因是一樣的

6.如圖4—5—16所示，半徑為〃的圓形線圈兩端4、。接入?個平行板電容器，線圈放

在隨時間均勻變化的勻強(qiáng)磁場中，線圈所在平面與磁感線的方向垂直，要使電容器所帶的電

量增大，可采取的措施是（BC）

A.增大電容器兩極板間的距離

B.增大磁感強(qiáng)度的變化率

C.增大線圈的面積

D.改變線圈平面與磁場方向的夾角

解析：在其他條件不變的情況下，兩極板距離增大使得電容減小，電壓不變，電量減小.由

AcpAB

可知,增大磁感強(qiáng)度的變化率，增大線圈的面積都會使感應(yīng)電動勢增大，即

電容兩端的電壓增大，電容不變，q=CU,所以電量增大.改變線圈平面與磁場方向的夾角，

使得每一時刻的磁通量都減小，磁感強(qiáng)度的變化率變小，所以電量變小.

7.（2011年廣州天河區(qū)二模）如圖4—5—17所示，一有界勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場方向垂直

紙面向外.一個矩形閉合導(dǎo)線框abed,沿紙面由位置1勻速運(yùn)動到位置2.貝IJ（BD）

I?

bl--c

2圖4—5-17

A.導(dǎo)線框進(jìn)入磁場時,感應(yīng)電流方向為a-Zr-c-Ma

B.導(dǎo)線框離開磁場時,感應(yīng)電流方向為a~*b~*cf4a

C.導(dǎo)線框離開磁場時,受到的安培力方向水平向右

D.導(dǎo)線框進(jìn)入磁場時,受到的安培力方向水平向左

解析：由楞次定律可知，導(dǎo)線框進(jìn)入磁場時受到阻礙其進(jìn)入方向的力作用，離開磁場時

感應(yīng)電流方向為逆時針，故B、D正確.

8.如圖4—5—18所示，甲圖中線圈4的a、8端加上如圖乙所示的電壓時，在0?友時

間內(nèi)，線圈6中感應(yīng)電流的方向及線圈6的受力方向情況是（AD）

甲乙圖4—5—18

A.感應(yīng)電流方向不變B.受力方向不變

C.感應(yīng)電流方向改變D.受力方向改變

解析：由圖象可知，電流先正向減小、后負(fù)向增大，則通過線圈6的磁通量也是先正向

減小、后負(fù)向增大，線圈8中的感應(yīng)電流的方向保持不變.由于線圈4產(chǎn)生的磁場方向的改

變，線圈6所受的安培力的方向改變.

9.如圖4一5—19所示，矩形線框的ad和6c的中點(diǎn)材、/V之間連接一電壓表，整

個裝置處于勻強(qiáng)磁場中，磁場的方向與線框平面垂直，當(dāng)線框向右勻速平動時，以下說法正

確的是（BD）

x"X咳X'X圖4—5—19

A.穿過線框的磁通量不變化，，階間無電勢差

B..松V這段導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動，物V間有電勢差

C./網(wǎng)間有電勢差，所以電壓表有讀數(shù)

I）.因為無電流通過電壓表，所以電壓表無讀數(shù)

解析：整個線框在磁場中運(yùn)動時，線框的三條豎邊勻做切割磁感線的運(yùn)動，三條邊均產(chǎn)

生感應(yīng)電動勢，選項A錯，B正確；但由于整個線框中無感應(yīng)電流，電壓表的指針不會發(fā)生

偏轉(zhuǎn)，選項C錯，選項D正確.

三、非選擇題

10.有一面積為S=100cm?金屬環(huán)，電阻為7?=0.1Q,環(huán)中磁場變化規(guī)律如圖4—5一

20乙所示，且磁場方向垂直環(huán)面向里，如圖甲.在△到友時間內(nèi)，環(huán)中感應(yīng)電流的方向如

何？通過金屬環(huán)的電量為多少？

解：(1)由楞次定律，可以判斷金屬環(huán)中感應(yīng)電流方向為逆時針方向.

(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率為好等約

△t1-1—t\

A(△

線圈中的磁通量的變P化率B為B=>—差B\您.

△t△tt?_t\

A①

E△tA(P

環(huán)中形成感應(yīng)電流為/=,=一鼠=忘7@

通過金屬環(huán)的電量為0=1卜t?

山①②③④解得：

B-BxS0.2-0.1X10-2

—c=o.01C.

Q=R0.1

11.如圖4一5—21所示，在豎直向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度為△的勻強(qiáng)磁場中，有兩根水平放置

且足夠長的平行金屬導(dǎo)軌4氏CD,在導(dǎo)軌的力。端連接一阻值為#的電阻，-根質(zhì)量為W的

金屬棒a"垂直導(dǎo)軌放置，導(dǎo)軌和金屬棒的電阻不計.金屬棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為巴

若用恒力廳沿水平向右拉導(dǎo)體棒運(yùn)動，求金屬棒的最大速度.

解：金屬棒向右運(yùn)動切割磁感線，產(chǎn)生動生電動勢，由右手定則知，棒中有劭方向的電

流；再由左手定則，安培力向左，導(dǎo)體棒受到的合力減小，向右做加速度逐漸減小的加速運(yùn)

動；當(dāng)安培力與摩擦力的合力增大到大小等于拉力/時，加速度減小到零，速度達(dá)到最大，

此后勻速運(yùn)動，所以F=BIL+umg,/=券

K

解得片匕翳R.

DL

后能力提升

12.如圖4—5—22,三角形線框與長直導(dǎo)線彼此絕緣,線框被導(dǎo)線分成面積相等的兩部

分，在"接通圖示方向電流的瞬間，線框中感應(yīng)電流的方向是(C)

M

C

B

N

圖4-5-22

A.無感應(yīng)電流B.A-B-C

C.aD.條件不足，無法判斷

解析：左部分的磁場是垂直紙面出來，右部分垂直紙面進(jìn)去，但左部分的磁場強(qiáng)于右部

分，總的磁通量是垂直紙面出來，接通瞬間，磁通量增大，所以感應(yīng)電流的磁場垂直紙面進(jìn)

去，感應(yīng)電流是

13.如圖4-5-23所示，在磁感強(qiáng)度為8的勻強(qiáng)磁場中有一半徑為L的金屬圓環(huán).已知

構(gòu)成圓環(huán)的電線電阻為4打，以。為軸可以在圓環(huán)上滑動的金屬棒的電阻為制，電阻卡=尼

=4八當(dāng)總棒以角速度3勻速轉(zhuǎn)動時，電阻尼的電功率最小值為其為多大？（其他電阻不

計）

xx

圖4-5-23

解：棒的感應(yīng)電動勢￡=一^一，當(dāng)力棒/端處于圓環(huán)最上端時，即r環(huán)|=「環(huán)2時，圓

電阻片的最小功率向=（孫立士怒.

參考答案:1.D2.B3.B4.A5AB6.BC7.BD8.AD9.BD12.C

6互感和自感

一、單項選擇題

1.關(guān)于線圈中的自感電動勢的大小，下列說法正確的是（D）

A.跟通過線圈的電流大小有關(guān)

B.跟線圈中的電流變化大小有關(guān)

C.跟線圈中的磁通量大小有關(guān)

D.跟線圈中的電流變化快慢有關(guān)

解析：自感電動勢與引起自感的電流的變化率成正比.

2.如圖4—6—10所示，一個圓環(huán)形導(dǎo)體線圈比平放在水平面上，在a的正上方固定一

豎直的螺線管A6的鐵心與a不接觸，a、6的軸線重合.螺線管與電源和滑動變阻器連接

成如圖所示的電路.當(dāng)移動滑動變阻器的觸頭一時，圓環(huán)a中將產(chǎn)生感應(yīng)電流，同時a對水

平面的壓力4將發(fā)生變化.如果要使圓環(huán)a中產(chǎn)生圖中所示方向的感應(yīng)電流，則下面的說法

中正確的是（B）

圖4—6—10

A.P應(yīng)向上滑，/￥大于a的重力

B.尸應(yīng)向下滑，/V大于a的重力

C.a應(yīng)向上滑，N小于a的重力

D.夕應(yīng)向下滑，N小于a的重力

解析：由圖可知線圈6的磁場方向向下，為使a中產(chǎn)生圖示的電流，線圈8的磁場應(yīng)增

強(qiáng)，所以線圈方中的電流應(yīng)增大，滑鍵應(yīng)向下滑.此時，兩磁場方向相反，排斥，"大于a

的重力.

3.如圖4—6—11所示，/為一個自感系數(shù)很大的自感線圈，開關(guān)閉合后，小燈能正常

發(fā)光，那么閉合開關(guān)和斷開開關(guān)的瞬間，能觀察到的現(xiàn)象分別是（A）

'圖4—6—11

A.小燈逐漸變亮，小燈立即熄滅

B.小燈逐漸變亮，小燈比原來更亮一下再慢慢熄滅

C.小燈立即亮，小燈立即熄滅

D.小燈立即亮，小燈比原來更亮一下再慢慢熄滅

解析：開關(guān)閉合瞬間，由于自感作用，燈泡會逐漸變亮.開關(guān)斷開時，由于自感放電沒

有回路，所以燈泡會立即熄火.

4.如圖4一6—12示裝置中，線圈｛的左端接在滑線變阻器的中點(diǎn)，當(dāng)滑動變阻器的滑

動頭由a端滑向6端的過程中，通過與線圈6相連的電阻A上的感應(yīng)電流的方向為（A）

圖4-6-12

A由c經(jīng)4到d

B先由c經(jīng)4至I」d,后由d經(jīng)〃至ljc

C由d經(jīng)2到c

D先由d經(jīng)彳到c,后由c經(jīng)〃到d

5下列關(guān)于自感現(xiàn)象的說法中，正確的是（AC）

A自感現(xiàn)象是由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的