《2019年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十章 電磁感應(yīng) 第2講 法拉第電磁感應(yīng)定律 自感和渦流學(xué)案.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十章 電磁感應(yīng) 第2講 法拉第電磁感應(yīng)定律 自感和渦流學(xué)案.doc（18頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

第2講　法拉第電磁感應(yīng)定律　自感和渦流 微知識1 法拉第電磁感應(yīng)定律 1．感應(yīng)電動勢 (1)概念：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢。 ①感生電動勢：由于磁場的變化而激發(fā)出感生電場，由感生電場而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢。 ②動生電動勢：由于導(dǎo)體在磁場中運動而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢。 (2)條件：無論電路是否閉合，只要穿過電路的磁通量發(fā)生變化，電路中就一定有感應(yīng)電動勢。 (3)與感應(yīng)電流的關(guān)系：遵守閉合電路歐姆定律，即I＝。 2．法拉第電磁感應(yīng)定律 (1)定律內(nèi)容：電路中感應(yīng)電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比。 (2)公式：E＝n。其中n為線圈的匝數(shù)。 微知識2 導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢 導(dǎo)體棒切割磁感線時，可有以下三種情況 微知識3 自感和渦流 1．自感現(xiàn)象 (1)概念：由于導(dǎo)體本身的電流變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象稱為自感，由于自感而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢叫做自感電動勢。 (2)表達(dá)式：E＝L。 (3)自感系數(shù)L ①相關(guān)因素：與線圈的大小、形狀、匝數(shù)以及是否有鐵芯有關(guān)。 ②單位：亨利H(1 mH＝10－3 H,1 μH＝10－6 H)。 2．渦流 當(dāng)線圈中的電流發(fā)生變化時，在它附近的任何導(dǎo)體中都會產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種電流像水的旋渦所以叫做渦流。 (1)電磁阻尼：當(dāng)導(dǎo)體在磁場中運動時，感應(yīng)電流會使導(dǎo)體受到安培力，安培力的方向總是阻礙導(dǎo)體的運動。 (2)電磁驅(qū)動：如果磁場相對于導(dǎo)體運動，在導(dǎo)體中會產(chǎn)生感應(yīng)電流使導(dǎo)體受到安培力的作用，安培力使導(dǎo)體運動起來。交流感應(yīng)電動機就是利用電磁驅(qū)動的原理工作的。 (3)電磁阻尼和電磁驅(qū)動的原理體現(xiàn)了楞次定律的推廣應(yīng)用。 一、思維辨析(判斷正誤，正確的畫“√”，錯誤的畫“”。) 1．線圈中的磁通量越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大。() 2．線圈的匝數(shù)越多，磁通量越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢也越大。() 3．導(dǎo)體在磁場中運動速度越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大。() 4．對于同一線圈，當(dāng)電流變化越快時，線圈中的自感電動勢越大。(√) 5．自感電動勢阻礙電流的變化，但不能阻止電流的變化。(√) 二、對點微練 1．(法拉第電磁感應(yīng)定律)如圖所示，虛線MN表示甲、乙、丙三個相同正方形金屬框的一條對稱軸，金屬框內(nèi)均勻分布有界勻強磁場，磁感應(yīng)強度隨時間變化規(guī)律滿足B＝kt，金屬框按照圖示方式處在磁場中，測得金屬框甲、乙、丙中的感應(yīng)電流分別為I甲、I乙、I丙，則下列判斷正確的是(　　) A．I乙＝2I甲，I丙＝2I甲 B．I乙＝2I甲，I丙＝0 C．I乙＝0，I丙＝0 D．I乙＝I甲，I丙＝I甲 解析　I甲＝＝＝，I乙＝＝S＝，由于丙中磁通量始終為零，故I丙＝0。所以I乙＝2I甲，I丙＝0，只有B項正確。 答案　B　 2．(公式E＝Blv的應(yīng)用)如圖所示，在慶祝反法西斯勝利70周年閱兵盛典上，我國預(yù)警機“空警－2 000”在通過天安門上空時機翼保持水平，以4.5102 km/h的速度自東向西飛行。該機的翼展(兩翼尖之間的距離)為50 m，北京地區(qū)地磁場的豎直分量向下，大小為4.710－5 T，則(　　) A．兩翼尖之間的電勢差為2.9 V B．兩翼尖之間的電勢差為1.1 V C．飛機左方翼尖的電勢比右方翼尖的電勢高 D．飛機左方翼尖的電勢比右方翼尖的電勢低 解析　飛機的飛行速度為4.5102 km/h＝125 m/s，飛機兩翼尖之間的電動勢為E＝BLv＝4.710－550125 V＝0.29 V，A、B項錯；飛機從東向西飛行，磁場豎直向下，根據(jù)右手定則可知，飛機左方翼尖電勢高于右方翼尖的電勢，C項對，D項錯。 答案　C　 3．(自感現(xiàn)象)如圖所示，電感線圈L的自感系數(shù)足夠大，其電阻忽略不計，LA、LB是兩個相同的燈泡，且在下列實驗中不會燒毀，電阻R2阻值約等于R1的兩倍，則(　　) A．閉合開關(guān)S時，LA、LB同時達(dá)到最亮，且LB更亮一些 B．閉合開關(guān)S時，LA、LB均慢慢亮起來，且LA更亮一些 C．?dāng)嚅_開關(guān)S時，LA慢慢熄滅，LB馬上熄滅 D．?dāng)嚅_開關(guān)S時，LA慢慢熄滅，LB閃亮后才慢慢熄滅 解析　由于燈泡LA與線圈L和R1串聯(lián)，燈泡LB與電阻R2串聯(lián)，當(dāng)S閉合瞬間，通過線圈的電流突然增大，線圈產(chǎn)生自感電動勢，阻礙電流的增大，所以LB比LA先亮，A、B項錯誤；由于LA所在的支路電阻阻值較小，故穩(wěn)定時電流較大，即LA更亮一些，當(dāng)S斷開瞬間，線圈產(chǎn)生自感電動勢，兩燈組成的串聯(lián)電路中，電流從線圈中開始減小，即從IA減小，故LA慢慢熄滅，LB閃亮后才慢慢熄滅。C項錯誤，D項正確。 答案　D　 4．(渦流)如圖所示為高頻電磁爐的工作示意圖，它是采用電磁感應(yīng)原理產(chǎn)生渦流加熱的，它利用變化的電流通過線圈產(chǎn)生變化的磁場，當(dāng)變化的磁場通過含鐵質(zhì)鍋的底部時，即會產(chǎn)生無數(shù)小渦流，使鍋體本身自行高速升溫，然后再加熱鍋內(nèi)食物。電磁爐工作時產(chǎn)生的電磁波，完全被線圈底部的屏蔽層和頂板上的含鐵質(zhì)鍋所吸收，不會泄漏，對人體健康無危害。關(guān)于電磁爐，以下說法正確的是(　　) A．電磁爐是利用變化的磁場在食物中產(chǎn)生渦流對食物加熱的 B．電磁爐是利用變化的磁場產(chǎn)生渦流，使含鐵質(zhì)鍋底迅速升溫，進而對鍋內(nèi)食物加熱的 C．電磁爐是利用變化的磁場使食物中的極性水分子振動和旋轉(zhuǎn)來對食物加熱的 D．電磁爐跟電爐一樣是讓電流通過電阻絲產(chǎn)生熱量來對食物加熱的 解析　電磁爐的工作原理是利用變化的電流通過線圈產(chǎn)生變化的磁場，變化的磁場通過含鐵質(zhì)鍋的底部產(chǎn)生無數(shù)小渦流，使鍋體溫度升高后加熱食物，故選項A、D錯誤，B正確；而選項C是微波爐的加熱原理，C項錯誤。 答案　B　 見學(xué)生用書P160 微考點　1　法拉第電磁感應(yīng)定律的理解和應(yīng)用 　　　 核|心|微|講 1．決定感應(yīng)電動勢大小的因素 感應(yīng)電動勢E的大小決定于穿過電路的磁通量的變化率和線圈的匝數(shù)n。而與磁通量的大小、磁通量變化量ΔΦ的大小無必然聯(lián)系。 2．磁通量變化通常有兩種方式 (1)磁感應(yīng)強度B不變，垂直于磁場的回路面積發(fā)生變化，此時E＝nB. (2)垂直于磁場的回路面積不變，磁感應(yīng)強度發(fā)生變化，此時E＝nS，其中是B－t圖象的斜率。 典|例|微|探 【例1】　(多選)粗細(xì)均勻的導(dǎo)線繞成匝數(shù)為n、半徑為r的圓形閉合線圈。線圈放在磁場中，磁場的磁感應(yīng)強度隨時間均勻增大，線圈中產(chǎn)生的電流為I，下列說法正確的是(　　) A．電流I與匝數(shù)n成正比 B．電流I與線圈半徑r成正比 C．電流I與線圈面積S成正比 D．電流I與導(dǎo)線橫截面積S0成正比 【解題導(dǎo)思】 (1)感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流如何表示？ 答：感應(yīng)電動勢E＝n＝nπr2，感應(yīng)電流I＝＝＝。 (2)感應(yīng)電流與線圈的匝數(shù)n、半徑r、導(dǎo)線的橫截面積S0、線圈的面積S有何關(guān)系？ 答：感應(yīng)電流與線圈的匝數(shù)n、線圈的面積S無關(guān)，與半徑r、導(dǎo)線的橫截面積S0均成正比。 解析　由題給條件可知感應(yīng)電動勢為E＝nπr2，電阻為R＝，電流I＝，聯(lián)立以上各式得I＝，則可知B、D項正確，A、C項錯誤。 答案　BD 題|組|微|練 1．如圖所示為無線充電技術(shù)中使用的受電線圈示意圖，線圈匝數(shù)為n，面積為S。若在t1到t2時間內(nèi)，勻強磁場平行于線圈軸線向右穿過線圈，其磁感應(yīng)強度大小由B1均勻增加到B2，則該段時間線圈兩端a和b之間的電勢差φa－φb(　　) A．恒為 B．從0均勻變化到 C．恒為－ D．從0均勻變化到－ 解析　根據(jù)E＝，ΔΦ＝(B2－B1)S，知E＝，根據(jù)楞次定律可判斷電流由a流向b，電源內(nèi)部由低電勢流向高電勢，所以φb＞φa，A、B項錯誤；磁感應(yīng)強度均勻增加，產(chǎn)生恒定電動勢，C項正確，D項錯誤。 答案　C　 2．如圖所示，均勻磁場中有一由半圓弧及其直徑構(gòu)成的導(dǎo)線框，半圓直徑與磁場邊緣重合；磁場方向垂直于半圓面(紙面)向里，磁感應(yīng)強度大小為B0。使該線框從靜止開始繞過圓心O、垂直于半圓面的軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動半周，在線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流。現(xiàn)使線框保持圖中所示位置，磁感應(yīng)強度大小隨時間線性變化。為了產(chǎn)生與線框轉(zhuǎn)動半周過程中同樣大小的電流，磁感應(yīng)強度隨時間的變化率的大小應(yīng)為(　　) A.　　　B.　　　C.　　　D. 解析　當(dāng)導(dǎo)線框勻速轉(zhuǎn)動時，設(shè)半徑為r，導(dǎo)線框電阻為R，在很小的Δt時間內(nèi)，轉(zhuǎn)過圓心角Δθ＝ωΔt，由法拉第電磁感應(yīng)定律及歐姆定律可得感應(yīng)電流I1＝＝＝；當(dāng)導(dǎo)線框不動，而磁感應(yīng)強度發(fā)生變化時，同理可得感應(yīng)電流I2＝＝，令I(lǐng)1＝I2，可得＝，C項對。 答案　C　 微考點　2　導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的計算 核|心|微|講 1．理解E＝Blv的“四性” (1)正交性：本公式是在一定條件下得出的，除磁場為勻強磁場外，還需B、l、v三者互相垂直。 (2)瞬時性：若v為瞬時速度，則E為相應(yīng)的瞬時感應(yīng)電動勢。 (3)有效性：公式中l(wèi)為導(dǎo)體切割磁感線的有效長度。 (4)相對性：E＝Blv中的速度v是導(dǎo)體相對磁場的速度，若磁場也在運動，應(yīng)注意速度間的相對關(guān)系。 2．公式E＝Blv與E＝n的區(qū)別與聯(lián)系 典|例|微|探 【例2】　如圖所示，水平放置的平行金屬導(dǎo)軌，相距L＝0.50 m，左端接一電阻R＝0.20 Ω、方向垂直于導(dǎo)軌平面的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B＝0.40 T，導(dǎo)體棒ab垂直放在導(dǎo)軌上，并能無摩擦地沿導(dǎo)軌滑動，導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均可忽略不計，當(dāng)ab以v＝4.0 m/s的速度水平向右勻速滑動時，求： (1)ab棒中感應(yīng)電動勢的大小，并指出a、b哪端電勢高。 (2)回路中感應(yīng)電流的大小。 (3)維持ab棒做勻速運動的水平力F的大小。 【解題導(dǎo)思】 (1)哪一部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源？ 答：切割磁感線運動的導(dǎo)體相當(dāng)于電源。 (2)安培力是阻力還是動力？ 答：阻力，阻礙導(dǎo)體棒的相對運動。 解析　(1)根據(jù)E＝BLv， 則E＝0.40.54 V＝0.8 V， 由右手定則可知，a端電勢高于b端電勢。 (2)感應(yīng)電流大小為I＝＝ A＝4.0 A。 (3)由于ab棒受安培力，故外力 F＝ILB＝4.00.50.4 N＝0.8 N， 故外力的大小為0.8 N。 答案　(1)0.8 V，a端高　(2)4.0 A　(3)0.8 N 題|組|微|練 3.如圖所示，平行導(dǎo)軌間距為d，一端跨接一個電阻R。勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，方向垂直于平行金屬導(dǎo)軌所在平面。金屬棒與導(dǎo)軌的電阻均不計。當(dāng)金屬棒沿垂直于棒的方向以恒定的速度v在金屬導(dǎo)軌上滑行時，通過電阻R的電流是(　　) A. B. C. D. 解析　電流應(yīng)等于感應(yīng)電動勢除以電阻R，問題在于感應(yīng)電動勢應(yīng)如何計算。由于這里有明顯的金屬切割磁感線的運動，故不妨用E＝Blv的辦法計算。 能夠引起感應(yīng)電流的電動勢是MN間產(chǎn)生的電動勢，所以有效切割長度應(yīng)為MN，而MN用已知參數(shù)表示應(yīng)為，所以有效切割長度l＝。解得E＝Blv＝，I＝＝，所以選項D正確。 答案　D　 4.(多選)如圖所示，長為L的細(xì)金屬棒OP固定在頂角為2θ的塑料圓錐體的側(cè)面上，當(dāng)圓錐體繞其軸OO′以角速度ω在磁感應(yīng)強度大小為B、方向水平向右的勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動時，下列說法中正確的是(　　) A．OP旋轉(zhuǎn)經(jīng)過a或c位置時，兩端電勢差為零 B．OP旋轉(zhuǎn)經(jīng)過b或d位置時，兩端電勢差為零 C．OP旋轉(zhuǎn)經(jīng)過a或c位置時，兩端電勢差最大，最大值為BωL2sinθcosθ D．OP旋轉(zhuǎn)經(jīng)過a或c位置時，兩端電勢差最大，最大 值為BωL2cos2θ 解析　由題可知，P端旋轉(zhuǎn)經(jīng)過b點或d點的瞬間，OP的運動方向與磁感應(yīng)強度方向平行，這時OP不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，兩端電勢差為零，B項對；當(dāng)P端旋轉(zhuǎn)經(jīng)過a點或c點的瞬間，OP的運動方向與磁感應(yīng)強度方向垂直，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大，此時OP在垂直于磁感應(yīng)強度方向上的有效長度為l＝Lcosθ，P端的速度為v＝ωLsinθ，OP上所有點的平均速度＝v，可得OP上的感應(yīng)電動勢為E＝Bl＝BωL2sinθcosθ，C項對，A、D項錯。 答案　BC　微考點　3　自感現(xiàn)象的理解和應(yīng)用 核|心|微|講 通電自感和斷電自感的比較 通電自感 斷電自感 電路圖 器材 要求 A1、A2同規(guī)格，R＝RL，L較大 L很大(有鐵芯)，RL?RA 現(xiàn)象 在S閉合的瞬間，燈A2立即亮起來，燈A1逐漸變亮，最終一樣亮 在開關(guān)S斷開時，燈A突然閃亮一下后再漸漸熄滅 原因 開關(guān)閉合時，流過電感線圈的電流迅速增大，線圈產(chǎn)生自感電動勢，阻礙了電流的增大，使流過燈A1的電流比流過燈A2的電流增加得慢 開關(guān)S斷開時，流過線圈L的電流減小，線圈產(chǎn)生自感電動勢，阻礙了電流的減小，使電流繼續(xù)存在一段時間；通過L的電流反向通過燈A，且由于RL?RA，使得流過燈A的電流在開關(guān)斷開的瞬間突然增大，即燈A閃亮一下再熄滅 能量轉(zhuǎn) 化情況 電能轉(zhuǎn)化為磁場能 磁場能轉(zhuǎn)化為電能 典|例|微|探 【例3】　某同學(xué)為了驗證斷電自感現(xiàn)象，自己找來帶鐵芯的線圈L、小燈泡A、開關(guān)S和電池組E，用導(dǎo)線將它們連接成如圖所示的電路。檢查電路后，閉合開關(guān)S，小燈泡發(fā)光；再斷開開關(guān)S，小燈泡僅有不顯著的延時熄滅現(xiàn)象。雖經(jīng)多次重復(fù)，仍未見老師演示時出現(xiàn)的小燈泡閃亮現(xiàn)象，他冥思苦想找不出原因。你認(rèn)為最有可能造成小燈泡未閃亮的原因是(　　) A．電源的內(nèi)阻較大 B．小燈泡電阻偏大 C．線圈電阻偏大 D．線圈的自感系數(shù)較大 【解題導(dǎo)思】 (1)斷開開關(guān)時線圈中感應(yīng)電流的方向與原電流的方向有何關(guān)系？ 答：相同。 (2)斷開開關(guān)后瞬間，燈泡中電流與線圈中電流有何關(guān)系？ 答：斷開后瞬間燈泡中電流與線圈中電流相等。 解析　由自感規(guī)律可知，在開關(guān)斷開的瞬間造成燈泡閃亮以及延時的原因是在線圈中產(chǎn)生了與原電流同向的自感電流，且大于穩(wěn)定時通過燈泡的原電流。由圖可知燈泡和線圈構(gòu)成閉合的自感回路，與電源無關(guān)，故A項錯誤；造成不閃亮的原因是自感電流不大于穩(wěn)定時通過燈泡的原電流，當(dāng)線圈電阻小于燈泡電阻時才會出現(xiàn)閃亮現(xiàn)象，故B項錯誤，C項正確；自感系數(shù)越大，感抗越大，延時越明顯，故D項錯誤。 答案　C 題|組|微|練 5.如圖所示的電路中，A1和A2是兩個相同的小燈泡，L是一個自感系數(shù)相當(dāng)大的線圈，其阻值與R相同。在開關(guān)S接通和斷開時，燈泡A1和A2亮暗的順序是(　　) A．接通時A1先達(dá)最亮，斷開時A1后滅 B．接通時A2先達(dá)最亮，斷開時A1后滅 C．接通時A1先達(dá)最亮，斷開時A1先滅 D．接通時A2先達(dá)最亮，斷開時A1先滅 解析　當(dāng)開關(guān)S接通時，A1和A2應(yīng)該同時亮，但由于自感現(xiàn)象的存在，流過線圈的電流由零變大時，瞬間電流幾乎全部從A1通過，而該電流又將同時分路通過A2和R，所以A1先達(dá)最亮，經(jīng)過一段時間電路穩(wěn)定后，A1和A2達(dá)到一樣亮。當(dāng)開關(guān)S斷開時，電源電流立即為零，同時A2與R被導(dǎo)線短路，沒有電流通過，因此A2立刻熄滅，而對A1，由于通過線圈的電流突然減弱，線圈中產(chǎn)生自感電動勢，使線圈L和A1組成的閉合電路中有感應(yīng)電流，所以A1后滅。 答案　A　 6.如圖所示的電路中，A、B、C是三個完全相同的燈泡，L是一個自感系數(shù)較大的線圈，其直流電阻與燈泡電阻相同。下列說法正確的是(　　) A．閉合開關(guān)S，A燈逐漸變亮 B．電路接通穩(wěn)定后，流過B燈的電流是流過C燈電流的 C．電路接通穩(wěn)定后，斷開開關(guān)S，C燈立即熄滅 D．電路接通穩(wěn)定后，斷開開關(guān)S，A、B、C燈過一會兒才熄滅，且A燈亮度比B、C燈亮度高 解析　電路中A燈與線圈并聯(lián)后與B燈串聯(lián)，再與C燈并聯(lián)。S閉合時，線圈的自感系數(shù)較大，自感電動勢很大，故三個燈同時立即發(fā)光，由于線圈的電阻與燈泡電阻相同，電路穩(wěn)定后，流過A燈的電流是流過C燈電流的，A燈逐漸變暗，故A、B項錯誤；電路接通穩(wěn)定后，斷開開關(guān)S，由于線圈中電流減小，產(chǎn)生自感電動勢，阻礙電流的減小，線圈中電流不會立即消失，這個自感線圈與A、B、C三燈構(gòu)成閉合回路，三燈都要過一會兒再熄滅。由于B、C串聯(lián)后同A并聯(lián)，流過A燈的電流大于流過B、C兩燈的電流，故A燈比B、C兩燈的亮度高，所以D項正確，C項錯誤。 答案　D　 見學(xué)生用書P162 等效法在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用 　素能培養(yǎng) 1．方法概述 閉合線圈磁通量的變化或?qū)w棒切割磁感線形成感應(yīng)電流，將電磁感應(yīng)和電路問題相結(jié)合，采用等效的方法找到電源和電路結(jié)構(gòu)，利用閉合電路知識求解。 2．方法技巧 (1)明確切割磁感線的部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源，其電阻是電源的內(nèi)阻，其他部分為外電路，電源的正、負(fù)極由右手定則判定。 (2)畫出等效電路圖，并結(jié)合閉合電路歐姆定律等有關(guān)知識解決問題。 　經(jīng)典考題　 如圖，由某種粗細(xì)均勻的總電阻為3R的金屬條制成的矩形線框abcd，固定在水平面內(nèi)且處于方向豎直向下的勻強磁場B中。一接入電路電阻為R的導(dǎo)體棒PQ，在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v勻速滑動，滑動過程PQ始終與ab垂直，且與線框接觸良好，不計摩擦。在PQ從靠近ad處向bc滑動的過程中(　　) A．PQ中電流先增大后減小 B．PQ兩端電壓先減小后增大 C．PQ上拉力的功率先減小后增大 D．線框消耗的電功率先減小后增大 解析　設(shè)PQ左側(cè)電路的電阻為Rx，則右側(cè)電路的電阻為3R－Rx，所以外電路的總電阻為R外＝，外電路電阻先增大后減小，所以路端電壓先增大后減小，所以B項錯誤；電路的總電阻先增大后減小，再根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得PQ中的電流I＝先減小后增大，故A項錯誤；由于導(dǎo)體棒做勻速運動，拉力等于安培力，即F＝BIL，拉力的功率P＝BILv，故先減小后增大，所以C項正確；外電路的總電阻R外＝，最大值為R，小于導(dǎo)體棒的電阻R，又外電阻先增大后減小，由電源的輸出功率與外電阻的關(guān)系圖象可知，線框消耗的電功率先增大后減小，故D項錯誤。 答案　C　 　對法對題 1．如圖甲所示，一個圓形線圈的匝數(shù)N＝100，線圈面積S＝200 cm2，線圈的電阻r＝1 Ω，線圈外接一個阻值R＝4 Ω的電阻，把線圈放入一方向垂直線圈平面向里的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度隨時間變化規(guī)律如圖乙所示。下列說法正確的是 (　　) A．線圈中的感應(yīng)電流方向為順時針方向 B．電阻R兩端的電壓隨時間均勻增大 C．線圈電阻r消耗的功率為410－4 W D．前4 s內(nèi)通過R的電荷量為410－4 C 答案　C　 2.(多選)如圖所示，金屬三角形導(dǎo)軌COD上放有一根金屬棒MN，拉動MN使它以速度v在勻強磁場中向右勻速平動，若導(dǎo)軌和金屬棒都是粗細(xì)相同的均勻?qū)w，它們的電阻率相同，則在MN運動過程中閉合電路的(　　) A．感應(yīng)電動勢逐漸增大 B．感應(yīng)電流逐漸增大 C．感應(yīng)電流將保持不變 D．感應(yīng)電流逐漸減小 解析　拉動MN使它以速度v在勻強磁場中向右勻速平動，t時刻，導(dǎo)體棒切割磁感線的有效長度l＝vttan α，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E＝Blv＝Bv2ttan α，感應(yīng)電動勢逐漸增大，選項A項正確；粗細(xì)相同的均勻?qū)w，它們的電阻率相同，單位長度電阻相同，設(shè)為R，回路總電阻R總＝R＝Rvt，產(chǎn)生的感應(yīng)電流I＝是一恒量，選項C正確，B、D錯誤。 答案　AC　 見學(xué)生用書P163 1.如圖所示，勻強磁場中有兩個導(dǎo)體圓環(huán)a、b，磁場方向與圓環(huán)所在平面垂直。磁感應(yīng)強度B隨時間均勻增大。兩圓環(huán)半徑之比為2∶1，圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢分別為Ea和Eb。不考慮兩圓環(huán)間的相互影響。下列說法正確的是(　　) A．Ea∶Eb＝4∶1，感應(yīng)電流均沿逆時針方向 B．Ea∶Eb＝4∶1，感應(yīng)電流均沿順時針方向 C．Ea∶Eb＝2∶1，感應(yīng)電流均沿逆時針方向 D．Ea∶Eb＝2∶1，感應(yīng)電流均沿順時針方向 解析　由法拉第電磁感應(yīng)定律E＝＝πr2，為常數(shù)，E與r2成正比，故Ea∶Eb＝4∶1。磁感應(yīng)強度B隨時間均勻增大，故穿過圓環(huán)的磁通量增大，由楞次定律知，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向與原磁場方向相反，垂直紙面向里，由安培定則可知，感應(yīng)電流均沿順時針方向，故B項正確。 答案　B　 2．(多選)如圖所示，S和P是半徑為a的環(huán)形導(dǎo)線的兩端點，OP間電阻為R，其余電阻不計，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，方向垂直環(huán)面，金屬棒OQ與環(huán)形導(dǎo)線接觸，以角速度ω繞O點無摩擦勻速轉(zhuǎn)動時，則 (　　) A．電阻R兩端的電壓為 B．電阻R消耗的功率為 C．金屬棒受的安培力為 D．外力對OQ做功的功率為 解析　OQ產(chǎn)生的電動勢E＝Ba＝，因為只有OP間有電阻，所以電阻R兩端的電壓為，A項正確；電阻R消耗的功率為P＝＝，B項正確；電路中電流I＝＝，金屬棒受的安培力F＝BIa＝，C項錯誤；外力對OQ做功的功率為P′＝P＝，D項錯誤。 答案　AB　 3．如圖所示，一半圓形鋁框處在垂直紙面向外的非勻強磁場中，場中各點的磁感應(yīng)強度為By＝，y為各點到地面的距離，c為常數(shù)，B0為一定值。鋁框平面與磁場垂直，直徑ab水平，空氣阻力不計，鋁框由靜止釋放下落的過程中(　　) A．鋁框回路磁通量不變，感應(yīng)電動勢為0 B．回路中感應(yīng)電流沿順時針方向，直徑ab兩點間電勢差為0 C．鋁框下落的加速度大小一定小于重力加速度g D．直徑ab所受安培力向上，半圓弧ab所受安培力向下，鋁框下落加速度大小可能等于g 解析　由題意知，y越小，By越大，鋁框下落過程中，磁通量逐漸增加，感應(yīng)電動勢不為0，A項錯誤；由楞次定律判斷，鋁框中電流沿順時針方向，但Uab≠0，B項錯誤；直徑ab所受安培力向上，半圓弧ab所受安培力向下，但直徑ab處在磁場較強的位置，所受安培力較大，半圓弧ab的等效水平長度與直徑相等，但處在磁場較弱的位置，所受安培力較小，這樣整個鋁框所受安培力的合力向上，鋁框下落的加速度大小一定小于重力加速度g，故C項正確，D項錯誤。 答案　C　 4.如圖甲為磁感應(yīng)強度B隨時間t的變化規(guī)律，磁場方向垂直紙面，規(guī)定向里的方向為正。在磁場中有一細(xì)金屬圓環(huán)，平面位于紙面內(nèi)，如圖乙所示。令I(lǐng)1、I2、I3分別表示Oa、ab、bc段的感應(yīng)電流，F(xiàn)1、F2、F3分別表示金屬環(huán)上很小一段導(dǎo)體受到的安培力。下列說法不正確的是(　　) A．I1沿逆時針方向，I2沿順時針方向 B．I2沿順時針方向，I3沿順時針方向 C．F1方向指向圓心，F(xiàn)2方向指向圓心 D．F2方向背離圓心向外，F(xiàn)3方向指向圓心 解析　由圖甲所示可知，Oa段，磁場垂直于紙面向里，穿過圓環(huán)的磁通量增加，由楞次定律可知，感應(yīng)電流I1沿逆時針方向，在ab段磁場向里，穿過圓環(huán)的磁通量減少，由楞次定律可知，感應(yīng)電流I2沿順時針方向，故A項正確；由圖甲所示可知，在bc段，磁場向外，磁通量增加，由楞次定律可知，感應(yīng)電流I3沿順時針方向，故B項正確；由左手定則可知，Oa段電流受到的安培力F1方向指向圓心，ab段安培力F2方向背離圓心向外，故C項錯誤；由左手定則可知，ab段安培力F2方向背離圓心向外，bc段，安培力F3方向指向圓心，故D項正確；此題選擇錯誤選項，故選C項。 答案　C