1、【 精品教育资源文库 】 课时达标 第 28 讲 法拉第电磁感应定律自感现象 解密考纲 考查公式 E n t 和 E Blv 的应用；会判断电动势的方向；理解自感现象、涡流等概念，能分析通电自感和断电自感 1 (多选 )如图所示，不计电阻的光滑 U 形金属框水平放置，光滑、竖直玻璃挡板 H、 P固定在框上， H、 P 的间距很小质量为 0.2 kg 的细金属杆 CD 恰好无挤压地放在两挡板之间，与金属框接触良好并围成边长为 1 m 的正方形，其有效电阻为 0.1 . 此时在整个空间加方向与水平面成 30 角且与金属杆垂直的匀强磁场，磁感应强度 随时间变化规律是 B(0.4 0.2t)T，图示
2、磁场方向为正方向，框、挡板和杆不计形变则 ( AC ) A t 1 s 时，金属杆中感应电流方向从 C 到 D B t 3 s 时，金属杆中感应电流方向从 D 到 C C t 1 s 时，金属杆对挡板 P 的压力大小为 0.1 N D t 3 s 时，金属杆对挡板 H 的压力大小为 0.2 N 解析 由楞次定律可知， t 1 s、 t 3 s 时，金属杆中感应电流方向均从 C 到 D，选项 A 正确，选项 B 错误；由法拉第电磁感应定律，得感应电动势 E B tSsin 30 0.1 V，感应电流 I ER 1 A， t 1 s 时，金属杆受力如图甲所示，由平衡条件，得 FP FAsin 30
3、 BILsin 30 (0.4 0.21) T ILsin 30 0.1 N，选项 C 正确； t 3 s 时，金属杆受力如图乙所示，由平衡条件，得 FH FAsin 30 B3ILsin 30 ，而 B3 0.4 T 0.23 T 0.2 T，方向向左上方，代入解得 FH 0.1 N，选项 D 错误 2 (多选 )如图所示，匀强磁场的方向垂直于电路所在平面向里，导体棒 ab 与电路接触良好当导体棒 ab 在外力 F 作用下从左向右做匀加速直线运动时，若不计摩擦和导线的电阻，整个过程中，灯泡 L 未被烧毁，电容器 C 未被击穿，则该过程中 ( AB ) 【 精品教育资源文库 】 A感应电动势
4、将变大 B灯泡 L 的亮度变大 C电容器 C 的上极板带负电 D电容器两极板间的电场强度将减小 解析 当导体棒 ab 在外力 F 作用下从左向右做匀加速直线运动时，由右手定则知，导体棒 a 端的电势高，电容器 C 的上极板带正电；由公式 E Blv 知，感应电动势将变大，导体棒两端的电压变大，灯泡 L 的亮度变大，由于场强 E Ud，电容器两极板 间的电场强度将变大综上可知，选项 A、 B 正确， C、 D 错误 3矩形导线框 abcd 固定在匀强磁场中，如图甲所示，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度 B 随时间 t 变化的规律如图乙所示，则( A )
5、A从 0 到 t1时间内，导线框中电流的方向为 adcba B从 0 到 t1时间内，导线框中电流越来越小 C从 t1到 t2时间内，导线框中电流越来越大 D从 t1到 t2时间内，导线框 bc 边受到的安培力大小保持不变 解析 从 0 到 t1时间内，垂直纸面向里的磁感应强度减小，磁通量减小，根据 楞次定律可判断，产生顺时针方向的电流，故选项 A 正确；由 E t S B t， I ER，且磁感应强度均匀减小， B t为一恒定值，则线框中产生的感应电流大小不变，故选项 B、 C 错误；磁感应强度 B 均匀变化，由 F BILbc知， bc 边受到的安培力是变化的，故选项 D 错误 4 (多选
6、 )如图所示在方向垂直纸面向里，磁感应强度为 B 的匀强磁场区域中有一个由均匀导线制成的单匝矩形线框 abcd.线框以恒定的速度 v 沿垂直磁场方向向右运动，运动中 线框 dc 边始终与磁场右边界平行，线框边长 ad l， cd 2l.线框导线的总电阻为 R.则在线框离开磁场的过程中下列说法中正确的是 ( ABD ) A流过线框截面的电量为 2Bl2R B线框中的电流在 ad 边产生的热量2l3B2v3R C线框所受安培力的合力为 2B2l2vR D ad 间的电压为Blv3 【 精品教育资源文库 】 解析 线框离开磁场的过程中，感应电动势 E 2Blv，由电路知识可知 ad 间的电压为Ua
7、d E6 Blv3 ，线框所受安培力的合力为 F BI(2l) 4B2l2vR ，产生的总热量 Q I2Rt， t lv，Qad Q6，所以 Qad 2l3B2v3R ，通过的电量 q R 2Bl2R .综上可知，选项 A、 B、 D 正确， C 错误 5一直升飞机停在南半球的地磁极上空，该处地磁场的磁感应强度在竖直方向的分量为 B，螺旋桨叶片的长度为 l，螺旋桨转动的频率为 f，顺着地磁场的方向看，螺旋桨按顺时针方向转动螺旋桨叶片的近轴端为 a，远轴端为 b，如图所示如果忽略 a 到转轴中心线的距离，用 E 表示每个叶片中的感应电动势，则 ( A ) A E fl2B，且 a 点电势低于 b
8、 点电势 B E 2 fl2B，且 a 点电势低于 b 点电势 C E fl2B，且 a 点电势高于 b 点电势 D E 2 fl2B，且 a 点电势高于 b 点电势 解析 螺旋桨的叶片围绕着 O 点转动，产生的感应电动势为 E 12Bl(l ) 12B(2 f) l2 fl2B，由右手定则判断出 b 点电势比 a 点电势高所 以选项 A 正确 6如图所示的电路中， L 为自感线圈，其直流电阻与电阻 R 相等， C 为电容器，电源内阻不可忽略当开关 S 由闭合变为断开瞬间，下列说法正确的是 ( B ) A通过灯 A 的电流由 c 到 d B A 灯突然闪亮一下再熄灭 C B 灯无电流通过，不可
9、能变亮 D电容器立即放电 解析 S 断开瞬间，线圈 L 与 A 灯、电阻 R 形成闭合回路，通过灯 A 的电流由 d 到 c，故选项 A 错由于自感提供给 A 灯的电流开始时大于电源原来提供的电流，故 A 灯闪亮一下再熄灭，选项 B 正确 S 断开瞬间，电源的路端电压增大，将对电容器充电，充电电流通过B 灯，可能会使 B 灯闪亮一下再熄灭，故选项 C、 D 均错 7 (多选 )用一根横截面积为 S、电阻率为 的硬质导线做成一个半径为 r 的圆环， ab为圆环的一条直径，如图所示，在 ab 的左侧存在一个均匀变化的匀强磁场，磁场垂直圆环【 精品教育资源文库 】 所在平面，方向如图，磁感应强度大
10、小随时间的变化率 Bt k(k0)，则 ( BD ) A圆环中产生逆时针方向的感应电流 B圆环具有扩张的趋势 C圆环中感应电流的大小为 |krS2 | D图中 a、 b 两点间的电压 U |14k r2| 解析 磁通量垂直纸面向里逐渐减小，由楞次定律可知，圆环中的感应电流方向为顺时针，故选项 A 错误；为了阻碍磁通量的减小，圆环有扩张的趋势，故选项 B 正确由法拉第电磁感应定律可知， E B r22 t ?12k r2 ，感应电流 I ERE 2 rS ? ?kSr4 ，故选项 C 错误；由闭合电路欧姆定 律可知， ab 两点间的电压 U E2 ? ?14k r2 ，故选项 D 正确 8如图甲
11、所示，质量为 2 kg 的绝缘板静止在粗糙水平面上，质量为 1 kg、边长为 1 m、电阻为 0.1 的正方形金属框 ABCD 位于绝缘板上， E、 F 分别为 BC、 AD 的中点某时刻起在 ABEF 区域内有竖直向下的磁场，其磁感应强度 B1的大小随时间变化的规律如图乙所示，AB 边恰在磁场边缘以外； FECD 区域内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度 B2 0.5 T， CD边恰在磁场边缘以内假设金属框受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，两磁场均有理想边界， g 取 10 m/s2.则 ( D ) A金属框中产生的感应电动势大小为 1 V B金属框受到向左的安培力大小为 1 N C金属框中的
12、感应电流方向沿 ADCB 方向 D如果金属框与绝缘板间的动摩擦因数为 0.3，则金属框可以在绝缘板上保持静止 解析 根据法拉第电磁感应定律有 E n t B1 t L22 0.5 V，故选项 A 错误；回路中的电流为 I ER 5 A，所受安培力的大小为 F B2IL 2.5 N，根据楞次定律可知，产生感应电流的方向为逆时针，即 ABCD 方向，则由左手定则可知，安培力的方向水平向右，故选项 B、 C 错误；若金属框与绝缘板间的动摩擦因数为 0.3，则最大静摩擦力 Ffm F N mg 3 N，大于安培力，金属框可以在绝缘板上保持静止，故选项 D 正确 【 精品教育资源文库 】 9 (多选
13、)如图甲所示， abcd 为导体做成的框架，其平面与水平面成 角，导体棒 PQ与 ad、 bc 接触良好，整个装置放在垂直于框架平面的变化磁场中，磁场的磁感应强度 B 随时间 t 变化情况如图乙 所示 (设图甲中 B 的方向为正方向 )，在 0 t1时间内导体棒 PQ 始终静止，下面判断正确的是 ( AD ) A导体棒 PQ 中电流方向由 Q 至 P B导体棒 PQ 受安培力方向沿框架向下 C导体棒 PQ 受安培力大小在增大 D导体棒 PQ 受安培力大小在减小 解析 根据法拉第电磁感应定律可知在线圈中产生恒定的感应电流，方向由 Q 至 P，故选项 A 正确；根据左手定则可知，导体棒 PQ 受到
14、沿框架向上的安培力，故选项 B 错误；产生的感应电流不变，但磁感应强度逐渐减小，故受到的安培力逐渐减小，故选项 C 错误， D正确 10 (多选 )如图甲所示 ，光滑绝缘水平面上，虚线 MN 的右侧存在磁感应强度 B 2 T的匀强磁场， MN 的左侧有一质量 m 0.1 kg 的矩形线圈 abcd， bc 边长 L1 0.2 m，电阻 R 2 ， t 0 时，用一恒定拉力 F 拉线圈，使其由静止开始向右做匀加速运动，经过 1 s，线圈的 bc 边到达磁场边界 MN，此时立即将拉力 F 改为变力，又经过 1 s，线圈恰好完全进入磁场，整个运动过程中，线圈中感应电流 i 随时间 t 变化的图象如图乙所示则 ( ABD ) A恒定拉力大小为 0.05 N B线圈在第 2 s 内的加速度大小为 1 m/s2 C线圈 ab 边 长 L2 0.5 m D在第 2 s 内流过线圈的电荷量为 0.2 C 解析 在第 1 s 末， i1 ER， E BL1v1， v1 a1t1， F ma1，联立得 F 0.05 N，选项 A 正确；在第 2 s 内，由图象分析知线圈做匀加速直线运动，第 2 s 末， i2 ER ， E BL1v2，v2 v1 a2t2，解得 a2 1 m/s2，选项 B 正确；在第 2 s 内， v22 v21 2a2L2，得 L2 1 m，选项【
