1、電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩種情況一、選擇題(其中第14題為單選題，第57題為多選題)1在空間某處存在一變化的磁場(chǎng)，則下列說(shuō)法中正確的是()A在磁場(chǎng)中放一閉合線圈，線圈中一定會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流B在磁場(chǎng)中放一閉合線圈，線圈中一定會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)C在磁場(chǎng)中不放閉合線圈，在變化的磁場(chǎng)周?chē)欢ú粫?huì)產(chǎn)生電場(chǎng)D在磁場(chǎng)中不放閉合線圈，在變化的磁場(chǎng)周?chē)欢〞?huì)產(chǎn)生電場(chǎng)2在如圖所示的四種磁場(chǎng)情況中能產(chǎn)生恒定的感生電場(chǎng)的是()3如圖甲所示，n50匝的圓形線圈M，它的兩端點(diǎn)a、b與內(nèi)阻很大的電壓表相連，線圈中磁通量的變化規(guī)律如圖乙所示，則a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)高低與電壓表的讀數(shù)為()Aab,20 VBab,10 VCab,20 VDab,

2、10 V4如圖所示，一個(gè)由導(dǎo)體做成的矩形線圈，以恒定速率v運(yùn)動(dòng)，從無(wú)場(chǎng)區(qū)進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)，磁場(chǎng)寬度大于矩形線圈的寬度da，然后出來(lái)。若取逆時(shí)針?lè)较虻碾娏鳛檎较颍敲聪铝羞x項(xiàng)中能正確地表示回路中電流對(duì)時(shí)間的函數(shù)關(guān)系的是()5某空間出現(xiàn)了如圖所示的一組閉合的電場(chǎng)線，這可能是()A沿AB方向磁場(chǎng)在迅速減弱B沿AB方向磁場(chǎng)在迅速增強(qiáng)C沿BA方向磁場(chǎng)在迅速增強(qiáng)D沿BA方向磁場(chǎng)在迅速減弱6一個(gè)面積S4×102 m2、匝數(shù)n100匝的線圈放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于線圈平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖所示，則下列判斷正確的是()A在開(kāi)始的2 s內(nèi)穿過(guò)線圈的磁通量變化率等于0.08 Wb/

3、sB在開(kāi)始的2 s內(nèi)穿過(guò)線圈的磁通量的變化量等于零C在開(kāi)始的2 s內(nèi)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等于8 VD在第3 s末線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等于零7如圖所示，阻值為R的金屬棒從圖示ab位置分別以v1、v2的速度沿光滑導(dǎo)軌(電阻不計(jì))勻速滑到ab位置，若v1v212，則在這兩次過(guò)程中()A回路電流I1I212B產(chǎn)生的熱量Q1Q212C通過(guò)任一截面的電荷量q1q212D外力的功率P1P212二、非選擇題8如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)的光滑直金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行放置在傾角為的絕緣斜面上，兩導(dǎo)軌間距為l，M、P兩點(diǎn)間接有阻值為R的電阻。一根質(zhì)量為m的均勻直金屬桿ab放在兩導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直。整套裝置處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中

4、，磁場(chǎng)方向垂直于斜面向上。導(dǎo)軌和金屬桿的電阻可忽略。讓金屬桿ab沿導(dǎo)軌由靜止開(kāi)始下滑，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，金屬桿達(dá)到最大速度vmax，在這個(gè)過(guò)程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量為Q。導(dǎo)軌和金屬桿接觸良好，重力加速度為g。求：(1)金屬桿達(dá)到最大速度時(shí)安培力的大小。(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。(3)金屬桿從靜止開(kāi)始至達(dá)到最大速度的過(guò)程中桿下降的高度。9如圖甲所示，在一個(gè)正方形金屬線圈區(qū)域內(nèi)，存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的方向與線圈平面垂直。金屬線圈所圍的面積S200 cm2，匝數(shù)n1 000，線圈電阻r1.0 。線圈與電阻R構(gòu)成閉合回路，電阻R4.0 。勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的情況如圖乙所

5、示，求：(1)在t2.0 s時(shí)刻，通過(guò)電阻R的感應(yīng)電流大小。(2)在t5.0 s時(shí)刻，電阻R消耗的電功率。(3)06.0 s內(nèi)整個(gè)閉合電路中產(chǎn)生的熱量。參考答案1解析：由感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件可知，只有閉合線圈中磁通量發(fā)生改變，才能產(chǎn)生感應(yīng)電流，如果閉合線圈平面與磁場(chǎng)方向平行，則線圈中無(wú)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流產(chǎn)生，故A、B錯(cuò)誤；由麥克斯韋電磁場(chǎng)理論可知，感生電場(chǎng)的產(chǎn)生與變化的磁場(chǎng)周?chē)袩o(wú)閉合線圈無(wú)關(guān)，故C錯(cuò)誤，D正確。答案：D2解析：均勻變化的磁場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生恒定的感生電場(chǎng)，由Bt圖象可以看出只有C中的磁場(chǎng)是均勻變化的。答案：C3解析：磁通量均勻增大，由楞次定律知，線圈中感應(yīng)電流為逆時(shí)針?lè)较颍志€圈相當(dāng)于

6、內(nèi)電路，故ab；En50× V10 V，因而電壓表的讀數(shù)為10 V。電壓表測(cè)量的是電源的電動(dòng)勢(shì)，即感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。故答案選B。答案：B4解析：當(dāng)線圈開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，尚未進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)時(shí)，沒(méi)有產(chǎn)生感應(yīng)電流。ab邊切割磁感線時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為定值，因此感應(yīng)電流也為定值，方向?yàn)槟鏁r(shí)針(正)。當(dāng)cd邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，ab和cd邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)互相抵消，沒(méi)有感應(yīng)電流。當(dāng)線圈繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，在磁場(chǎng)中只有cd邊時(shí)，感應(yīng)電流是順時(shí)針(負(fù))，數(shù)值與前者的等大。cd邊離開(kāi)磁場(chǎng)后，線圈無(wú)感應(yīng)電流。所以C項(xiàng)正確。答案：C5解析：空間磁場(chǎng)變化產(chǎn)生的電場(chǎng)方向可用楞次定律判斷，四指環(huán)繞方向即為感應(yīng)電場(chǎng)的方向，由此可知A、C正確。答案

7、：AC6解析：磁通量的變化率S，其中磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率即為Bt圖象的斜率。由圖知前2 s的2 T/s，所以2×4×102 Wb/s0.08 Wb/s，A選項(xiàng)正確；在開(kāi)始的2 s內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度B由2 T減到0，又從0向相反方向的B增加到2 T，所以這2 s內(nèi)的磁通量的變化量B1SB2S2BS2×2×4×102 Wb0.16 Wb，B選項(xiàng)錯(cuò)；在開(kāi)始的2 s內(nèi)En100×0.08 V8 V，C選項(xiàng)正確；第3 s末的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等于24 s內(nèi)的平均電動(dòng)勢(shì)，EnnS100×2×4×102 V8 V。答案：AC7解析：感

8、應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為BLv，感應(yīng)電流I，大小與速度成正比，產(chǎn)生的熱量QI2Rt·v，B、L、L、R是一樣的，兩次產(chǎn)生的熱量比等于運(yùn)動(dòng)速度比；通過(guò)任一截面的電荷量qIt·與速度無(wú)關(guān)，所以這兩個(gè)過(guò)程中，通過(guò)任一截面的電荷量之比應(yīng)為11；金屬棒運(yùn)動(dòng)中受磁場(chǎng)力的作用，為使棒勻速運(yùn)動(dòng)，外力大小要與磁場(chǎng)力相等，則外力的功率PFvBIL·v，其中B、L、R大小相等，外力的功率與速度的平方成正比，所以外力的功率之比應(yīng)為14。答案：AB8解析：(1)當(dāng)達(dá)到最大速度時(shí)，設(shè)金屬桿受安培力為Fmax，桿受力平衡Fmaxmgsin 。(2)當(dāng)桿達(dá)到最大速度時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為Emax，感應(yīng)電流為Imax，則EmaxBlvmaxImax由FmaxBImaxlB得B。(3)設(shè)金屬桿從靜止開(kāi)始至達(dá)到最大速度的過(guò)程中下降的高度為h由能量守恒得mghQ得h。答案：(1)mgsin (2) (3) 9解析：(1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，04.0 s時(shí)間內(nèi)線圈中磁通量均勻變化，產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電流。t2.0 s時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E1nn根據(jù)閉合電路歐姆定律，閉合回路中的感應(yīng)電流I1解得I10.2 A。(2)由圖象可知，在4.06.0 s時(shí)間內(nèi)，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E2nn根據(jù)閉合電路歐姆定律，t5.0 s時(shí)閉合回路中的感應(yīng)電流I2電阻消耗的電功