PAGEPAGE62025高中物理人教版選修3-2教學(xué)資源包（名師同步導(dǎo)學(xué)）第四章第1、2節(jié)劃時代的發(fā)現(xiàn)探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件「基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練」1．(2019·遼源市田家炳高級中學(xué)高二模擬)一個閉合線圈中沒有產(chǎn)生感應(yīng)電流，因此可以得出()A．此時該處一定沒有磁場B．此時該處一定沒有磁場的變化C．閉合線圈的面積一定沒有變化D．穿過線圈平面的磁通量一定沒有變化解析：選D根據(jù)感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件——閉合線圈磁通量發(fā)生變化，故一個閉合線圈中沒有感應(yīng)電流的產(chǎn)生，一定是穿過線圈平面的磁通量沒有變化，D選項正確．2．(2019·平羅月考)關(guān)于磁通量，下列說法正確的是()A．面積S一定的線圈放在勻強(qiáng)磁場中時，穿過線圈平面的磁通量是一定的B．穿過線圈平面的磁通量越小，則該磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度也越小C．穿過線圈平面的磁通量為零，則線圈所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零D．穿過線圈平面的磁通量為零，線圈所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度可能很大解析：選D根據(jù)磁通量的定義式Φ＝BScosθ可知，磁通量的大小與面積和磁感應(yīng)強(qiáng)度的夾角有關(guān)，A選項錯誤；穿過線圈平面的磁通量越小，該磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定小，可能是夾角大，B選項錯誤；當(dāng)線圈平面磁感應(yīng)強(qiáng)度平行時，磁通量為零，磁感應(yīng)強(qiáng)度不為零，可能很大，C選項錯誤，D選項正確．3．如圖所示實驗裝置中用于研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是()解析：選B選項A是用來探究影響安培力的大小因素的實驗裝置；選項B是研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實驗裝置，觀察導(dǎo)體棒在磁場中做切割磁感線運(yùn)動時，電流表中是否會產(chǎn)生感應(yīng)電流；選項C是用來探究安培力的方向與哪些因素有關(guān)的實驗裝置；選項D是奧斯特實驗裝置，證明通電導(dǎo)線周圍存在磁場，故B正確．4.(2018·瀘縣期中)如圖，在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，有一閉合導(dǎo)體環(huán)，環(huán)面與磁場方向垂直，當(dāng)導(dǎo)體環(huán)在磁場中完成下述運(yùn)動時，可能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()A．導(dǎo)體環(huán)保持水平方向在磁場中向上或向下運(yùn)動B．導(dǎo)體環(huán)保持水平方向向左或向右加速平動C．導(dǎo)體環(huán)以垂直環(huán)面，通過環(huán)心的軸轉(zhuǎn)動D．導(dǎo)體環(huán)以一條直徑為軸，在磁場中轉(zhuǎn)動解析：選D閉合回路磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，導(dǎo)體環(huán)在磁場中向上或向下運(yùn)動，磁通量不變，導(dǎo)體環(huán)向左或向右加速平動，磁通量也不變，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，A、B選項錯誤；導(dǎo)體環(huán)以垂直環(huán)面，通過環(huán)心的軸轉(zhuǎn)動，穿過線圈的磁通量仍不變，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，C選項錯誤；導(dǎo)體環(huán)以一條直徑為軸，在磁場中轉(zhuǎn)動時，有效面積S在變化，磁通量變化，將產(chǎn)生感應(yīng)電流，D選項正確．5.如圖所示，在條形磁鐵的外面套著一個閉合金屬彈簧線圈P，現(xiàn)用力從四周拉彈簧線圈，使線圈包圍的面積變大，則下列關(guān)于穿過彈簧線圈磁通量的變化以及線圈中是否有感應(yīng)電流產(chǎn)生的說法中，正確的是()A．磁通量增大，有感應(yīng)電流產(chǎn)生B．磁通量增大，無感應(yīng)電流產(chǎn)生C．磁通量減小，有感應(yīng)電流產(chǎn)生D．磁通量減小，無感應(yīng)電流產(chǎn)生解析：選C本題中條形磁鐵磁感線的分布如圖所示(從上向下看)．磁通量是指穿過一個面的磁感線的多少，由于豎直向上的和豎直向下的磁感線要抵消一部分，當(dāng)彈簧線圈P的面積擴(kuò)大時，豎直向下的磁感線條數(shù)增加，而豎直向上的磁感線條數(shù)是一定的，故穿過這個面的磁通量將減小，回路中會有感應(yīng)電流產(chǎn)生.6．如圖所示，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()A．將開關(guān)突然斷開的瞬間B．線圈中通以恒定的電流C．通電時，使滑動變阻器的滑片P做加速移動D．通電時，使滑動變阻器的滑片P做勻速移動解析：選B將電鍵突然斷開的瞬間，線圈產(chǎn)生的磁場從有到無，穿過銅環(huán)a的磁通量減小，產(chǎn)生感應(yīng)電流，故A不符合題意；線圈中通以恒定的電流時，線圈產(chǎn)生穩(wěn)恒的磁場，穿過銅環(huán)a的磁通量不變，沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，故B符合題意；通電時，使變阻器的滑片P做加速滑動時，變阻器接入電路的電阻變化，回路中電流變化，線圈產(chǎn)生的磁場變化，穿過銅環(huán)a磁通量變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，故C不符合題意；通電時，使變阻器的滑片P做勻速滑動時，變阻器接入電路的電阻減小，回路中電流增大，線圈產(chǎn)生的磁場增強(qiáng)，穿過銅環(huán)a磁通量增大，產(chǎn)生感應(yīng)電流，故D不符合題意．7．磁通量是研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的重要物理量，如圖所示，通有恒定電流的直導(dǎo)線MN與閉合線框共面，第一次將線框由位置1平移到位置2，第二次將線框由位置1繞cd邊翻轉(zhuǎn)到位置2，設(shè)前后兩次通過線框的磁通量變化分別為ΔΦ1和ΔΦ2，則()A．ΔΦ1>ΔΦ2 B．ΔΦ1＝ΔΦ2C．ΔΦ1<ΔΦ2 D．無法確定解析：選C第一次將線框由位置1平移到位置2，磁感線從線框的同一側(cè)穿入，ΔΦ1為前后兩位置磁通量的絕對值之差．第二次將線框由位置1繞cd邊翻轉(zhuǎn)到位置2，磁感線從線框的不同側(cè)穿入，ΔΦ2為前后兩位置磁通量的絕對值之和．故ΔΦ1<ΔΦ2，選項C正確．8．如圖所示，是“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實驗裝置．(1)將圖中所缺導(dǎo)線補(bǔ)充完整．(2)如果在閉合開關(guān)時發(fā)現(xiàn)靈敏電流計的指針向右偏了一下，那么合上開關(guān)后，將原線圈迅速插入副線圈中，電流計指針將________(選填“向左”“向右”或“不”)偏轉(zhuǎn)．(3)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________(選填“向左”“向右”或“不”)偏轉(zhuǎn)．解析：(1)“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實驗電路分兩部分，一部分是含有電源的電路，另一部分是含有電流計的電路，要使原線圈產(chǎn)生磁場必須對其通電，故電源、開關(guān)、滑動變阻器、原線圈組成閉合電路，靈敏電流計與副線圈組成另一個閉合電路，如圖所示：(2)閉合開關(guān)時，穿過副線圈的磁通量增加，靈敏電流計的指針向右偏，那么合上開關(guān)后，將原線圈迅速插入副線圈中，穿過副線圈的磁通量增加，電流計指針將向右偏轉(zhuǎn)．(3)原線圈插入副線圈后，將滑動變阻器滑片迅速向右移動時，接入電路的電阻變大，流過原線圈的電流減小，穿過副線圈的磁通量減少，電流計指針將向左偏轉(zhuǎn)．答案：(1)見解析(2)向右(3)向左「能力提升練」1.一條形磁鐵與導(dǎo)線環(huán)在同一平面內(nèi)，磁鐵的中心恰與導(dǎo)線環(huán)的圓心重合．如圖所示，為了在導(dǎo)線環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流，磁鐵應(yīng)()A．繞垂直于紙面且過O點的軸轉(zhuǎn)動B．向右平動C．向左平動D．N極向外，S極向里轉(zhuǎn)動解析：選D題圖中位置穿過導(dǎo)線環(huán)平面的磁通量為零，要使導(dǎo)線環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流，只要讓導(dǎo)線環(huán)中的磁通量發(fā)生變化，A、B、C項中的運(yùn)動，導(dǎo)線環(huán)內(nèi)的磁通量始終為零，只有D項導(dǎo)線環(huán)中的磁通量發(fā)生變化，故選D.2．(2019·寧波諾丁漢大學(xué)附中檢測)如圖甲所示為法拉第在研究電磁感應(yīng)時用過的線圈，其工作原理如圖乙所示，則實驗中不會使電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的是()A．保持開關(guān)閉合 B．開關(guān)閉合瞬間C．開關(guān)斷開瞬間 D．移動變阻器滑片解析：選A開關(guān)閉合狀態(tài)下，線圈中電流恒定，穿過線圈的磁通量不發(fā)生變化，沒有感應(yīng)電流，電流表指針不會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故A正確；當(dāng)開關(guān)接通的瞬間、開關(guān)斷開的瞬間或者移動變阻器滑片時，線圈中磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故B、C、D錯誤．3．如圖所示，勻強(qiáng)磁場區(qū)域?qū)挒閐，一正方形線框abcd的邊長為L，且L>d，線框以速度v通過磁場區(qū)域，從線框進(jìn)入到完全離開磁場的時間內(nèi)，線框中沒有感應(yīng)電流的時間是()A.eq\f(L＋d,v) B.eq\f(L－d,v)C.eq\f(L＋2d,v) D.eq\f(L－2d,v)解析：選B只有線框在進(jìn)入磁場的過程中(bc邊未出磁場)和線框在穿出磁場的過程中(僅ad邊在磁場中切割磁感線)，穿過線框的磁通量才發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流．a(chǎn)d邊和bc邊都在磁場外時穿越磁場的過程中，沒有感應(yīng)電流，則t＝eq\f(L－d,v)，故B正確．4.(多選)如圖所示是等腰直角三棱柱，其中側(cè)面abcd為正方形，邊長為L，它們按圖示位置放置處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，下面說法中正確的是()A．通過abcd平面的磁通量大小為B·L2B．通過dcfe平面的磁通量大小為B·eq\f(\r(2),2)L2C．通過abfe平面的磁通量大小為B·eq\f(\r(2),2)L2D．通過整個三棱柱的磁通量為零解析：選BD由公式Φ＝BScosθ可以得出通過面abcd的磁通量Φ1＝BL2cos45°＝eq\f(\r(2),2)BL2，A錯誤；通過面dcfe的磁通量Φ2＝B·eq\f(\r(2),2)L2，B正確；通過面abfe的磁通量Φ3＝B·eq\f(\r(2),2)L2cos90°＝0，C錯誤；而整個三棱柱表面是個閉合曲面，穿入與穿出的磁感線條數(shù)相等，即穿過它的凈磁感線的條數(shù)是0，故穿過整個三棱柱的磁通量為零，D正確．5.邊長l＝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，如圖所示．磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間變化的規(guī)律為B＝(2＋3t)(T)，則3s內(nèi)穿過線圈的磁通量的變化量ΔΦ為多少？解析：3s內(nèi)就是從0到3s末，所以0s時磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1＝(2＋3×0)T＝2T，3s末時的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2＝(2＋3×3)T＝11T，所以ΔΦ＝ΔBS＝(11－2)×0.12Wb＝9×10－2Wb.答案：9×10－2Wb6．如圖甲所示，一個電阻為R、面積為S的矩形導(dǎo)線框abcd，水平放置在勻強(qiáng)磁場中，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向與ad邊垂直并與線框平面成45°角，O、O′分別是ab邊和cd邊的中點．現(xiàn)將線框右半邊ObcO′繞OO′逆時針旋轉(zhuǎn)90°到圖乙所示位置，求在這一過程中，線框中磁通量的變化量為多少？解析：穿過線框aOO′d部分的磁通量在這一過程中不發(fā)生改變，因此本題只需分析ObcO′部分在初、末位置時的磁通量Φ1和Φ2，求出該部分在這一過程中磁通量的變化量即可．Φ1＝Bsin45°·eq\f(S,2)＝eq\f(\r(2),4)BSΦ2＝－Bcos45°·eq\f(S,2)＝－eq\f(\r(2),4)BSΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝eq\f(\r(2),2)BS.答案：eq\f(\r(2),2)BS第四章第3節(jié)楞次定律「基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練」第四章第4節(jié)法拉第電磁感應(yīng)定律「基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練」1．關(guān)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象，下列說法正確的是()A．線圈放在磁場中就一定能產(chǎn)生感應(yīng)電流B．閉合線圈放在勻強(qiáng)磁場中做切割磁感線運(yùn)動時，一定能產(chǎn)生感應(yīng)電流C．感應(yīng)電流的磁場總是阻礙原來磁場的磁通量的變化D．穿過線圈的磁通量變化量越大，感應(yīng)電動勢越大解析：選C感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件是，只有穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，線圈中才會有感應(yīng)電流產(chǎn)生，故A錯誤；閉合線圈放在勻強(qiáng)磁場中做切割磁感線運(yùn)動時，若穿過線圈的磁通量變化，則產(chǎn)生感應(yīng)電流，若穿過線圈的磁通量不變，則沒有感應(yīng)電流，故B錯誤；電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，感應(yīng)電流的磁場總阻礙原來磁場的磁通量的變化，即原來的磁場增強(qiáng)，則感應(yīng)電流的磁場與原磁場方向相反，若原磁場減弱，則感應(yīng)電流的磁場與原磁場方向相同，故C正確；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，穿過線圈的磁通量變化量越快，感應(yīng)電動勢越大，而穿過線圈的磁通量變化量大，感應(yīng)電動勢不一定大，故D錯誤．2.如圖所示，在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，將一個水平放置的金屬棒ab以水平初速度v0拋出，設(shè)運(yùn)動的整個過程中棒的取向不變且不計空氣阻力，則金屬棒在運(yùn)動過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小將()A．越來越大 B．越來越小C．保持不變 D．無法確定解析：選CE＝BLvsinθ＝BLvx，ab做平拋運(yùn)動，水平速度保持不變，感應(yīng)電動勢保持不變．3.(2019·阜寧期中)如圖所示，條形磁鐵位于線圈的軸線上，下列過程中，能使線圈中產(chǎn)生最大感應(yīng)電動勢的是()A．條形磁鐵沿軸線緩慢插入線圈B．條形磁鐵沿軸線迅速插入線圈C．條形磁鐵在線圈中保持相對靜止D．條形磁鐵沿軸線從線圈中緩慢拔出解析：選B根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，感應(yīng)電動勢與磁通量的變化率成正比，磁通量變化越快，感應(yīng)電動勢越大．條形磁鐵沿軸線緩慢插入線圈與條形磁鐵沿軸線迅速插入線圈，磁通量變化相同，迅速插入時間短，電動勢大，條形磁鐵在線圈中保持相對靜止無感應(yīng)電動勢，條形磁鐵沿軸線從線圈中緩慢拔出與條形磁鐵沿軸線緩慢插入線圈感應(yīng)電動勢大小相同，方向相反，B選項正確．4.如圖所示，一正方形線圈的匝數(shù)為n，邊長為a，線圈平面與勻強(qiáng)磁場垂直，且一半處在磁場中．在Δt時間內(nèi)，磁場的方向不變，大小由B均勻地增大到2B.在此過程中，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為()A.eq\f(Ba2,2Δt) B.eq\f(nBa2,2Δt)C.eq\f(nBa2,Δt) D.eq\f(2nBa2,Δt)解析：選B線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E＝neq\f(ΔΦ,Δt)＝n·eq\f(ΔB,Δt)·S＝n·eq\f(2B－B,Δt)·eq\f(a2,2)＝eq\f(nBa2,2Δt)，B正確．5.韋伯和紐曼總結(jié)、提出了電磁感應(yīng)定律，如圖是關(guān)于該定律的實驗，P是由閉合線圈組成的螺線管，把磁鐵從P正上方，距P上端h處由靜止釋放，磁鐵豎直穿過P后落在海綿墊上并停下．若僅增大h，重復(fù)原來的操作，磁鐵穿過P的過程與原來相比，下列說法正確的是()A．穿過線圈的磁通量將增大B．線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢將增大C．通過線圈導(dǎo)線截面的電量將增大D．線圈對磁鐵的阻礙作用將變小解析：選B僅增大h，穿過線圈的磁通量沒有影響，A選項錯誤；僅增大h，磁鐵經(jīng)過線圈的時間減小，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢將增大，B選項正確；根據(jù)電荷量公式q＝neq\f(ΔΦ,R)可知，通過線圈導(dǎo)線截面的電量保持不變，C選項錯誤；線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢將增大，感應(yīng)電流增大，根據(jù)楞次定律可知，線圈對磁鐵的阻礙作用將變大，D選項錯誤．6.如圖所示，導(dǎo)體AB的長為2R，繞O點以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，OB長為R，且OBA三點在一條直線上，有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場充滿轉(zhuǎn)動平面且與轉(zhuǎn)動平面垂直，那么AB兩端的電勢差為()A.eq\f(1,2)BωR2 B．2BωR2C．4BωR2 D．6BωR2解析：選CA點線速度vA＝ω·3R，B點線速度vB＝ω·R，AB棒切割磁感線的平均速度eq\x\to(v)＝eq\f(vA＋vB,2)＝2ω·R，由E＝Blv得A、B兩端的電勢差為4BωR2，C正確．7．如圖所示，將一半徑為r的金屬圓環(huán)在垂直于環(huán)面的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中用力握中間成“8”字形，并使上、下兩圓半徑相等．如果環(huán)的電阻為R，則此過程中流過環(huán)的電荷量為()A.eq\f(πr2B,R) B.eq\f(πr2B,2R)C.0D.eq\f(3πr2B,4R)解析：選B通過金屬圓環(huán)橫截面的電荷量只與磁通量的變化量和金屬圓環(huán)的電阻有關(guān)，與時間等其他量無關(guān)，因此ΔΦ＝Bπr2－2×Bπeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(r,2)))2＝eq\f(1,2)Bπr2，電荷量q＝eq\f(ΔΦ,R)＝eq\f(πr2B,2R).8．如圖所示，導(dǎo)體棒ab長L，沿傾角為α的斜導(dǎo)軌以速度v下滑，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.求：(1)若磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向垂直于斜導(dǎo)軌向上，導(dǎo)體棒ab中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為多大？(2)若磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向豎直向上，導(dǎo)體棒ab中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為多大？解析：將題給的立體圖改畫成平面圖如圖所示．(1)當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向垂直于斜軌時，導(dǎo)體棒ab的速度方向與B是垂直的，即v與B的夾角θ＝90°.則可將感應(yīng)電動勢直接寫為E1＝BLv.(2)當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B豎直向上時，此時v與B的夾角θ＝90°＋α，我們可直接套用公式寫出此時的感應(yīng)電動勢E2＝BLvsin(90°＋α)＝BLvcosα，也可從基本原理出發(fā)，將棒的速度v分解為垂直于B和平行于B的兩個分量，只有垂直于B的速度分量v⊥＝vcosα才對產(chǎn)生感應(yīng)電動勢有貢獻(xiàn)，所以感應(yīng)電動勢E2＝Blv⊥＝Blvcosα.答案：(1)BLv(2)BLvcosα「能力提升練」1．單匝線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動，穿過線圈的磁通量Φ隨時間t的變化圖象如圖所示，則()A．在t＝0時，線圈中磁通量最大，感應(yīng)電動勢也最大B．在0～2×10－2s時間內(nèi)，線圈中感應(yīng)電動勢的平均值為零C．在t＝2×10－2s時，線圈中磁通量最小，感應(yīng)電動勢最大D．在t＝1×10－2s時，線圈中磁通量最小，感應(yīng)電動勢最大解析：選Dt＝0時刻，線圈中磁通量最大，線圈與磁場垂直，磁通量的變化率最小，感應(yīng)電動勢最小，故A錯誤；在0～2×10－2s時間內(nèi)，磁通量的變化量不為零，則線圈中感應(yīng)電動勢的平均值不為零，故B錯誤；在t＝2×10－2s時，線圈中磁通量最大，線圈與磁場垂直，磁通量的變化率最小，感應(yīng)電動勢最小，故C錯誤；在t＝1×10－2s時，線圈中磁通量為零，最小，磁通量的變化率最大，感應(yīng)電動勢最大，故D正確．2．(多選)在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，水平放置一個不變形的單匝金屬圓線圈，線圈所圍的面積為0.1m2，線圈電阻為1Ω.規(guī)定線圈中感應(yīng)電流I的正方向從上往下看是順時針方向，如圖甲所示，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示，則下列說法正確的是()A．在時間0～5s內(nèi)，I的最大值為0.1AB．在第4s時刻，I的方向為逆時針C．前2s內(nèi)，通過線圈某截面的總電荷量為0.01CD．第3s內(nèi)，線圈的發(fā)熱功率最大解析：選BC根據(jù)B-t圖象的斜率k表示eq\f(ΔB,Δt)，由E＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝Sk，因此剛開始時，圖象的斜率最大，為0.1，代入得電源的電動勢為0.01V，電流為0.01A，故A項錯誤；在第4s時刻，根據(jù)楞次定律，電流為逆時針方向，故B項正確；由q＝eq\f(ΔΦ,R)＝eq\f(0.1×0.1,1)C＝0.01C，代入得C項正確；第3s內(nèi)，B不變，故不產(chǎn)生感應(yīng)電流，因此發(fā)熱功率為零，D項錯誤．3．1831年10月28日，法拉第在一次會議上展示了他發(fā)明的圓盤發(fā)電機(jī)(圖甲)．它是利用電磁感應(yīng)的原理制成的，是人類歷史上的第一臺發(fā)電機(jī)．據(jù)說，在法拉第表演他的圓盤發(fā)電機(jī)時，一位貴婦人問道：“法拉第先生，這東西有什么用呢？”法拉第答道：“夫人，一個剛剛出生的嬰兒有什么用呢？”圖乙是這個圓盤發(fā)電機(jī)的示意圖：銅盤安裝在水平的銅軸上，它的邊緣正好在兩磁極之間，兩塊銅片C、D分別與轉(zhuǎn)動軸和銅盤的邊緣接觸．使銅盤轉(zhuǎn)動，電阻R中就有電流通過．已知銅盤半徑為r，銅盤內(nèi)阻忽略不計，銅盤所在區(qū)域磁感強(qiáng)度為B，轉(zhuǎn)動的角速度為ω，則以下判斷正確的是()①銅盤轉(zhuǎn)動過程中產(chǎn)生的電流方向是D到C②銅盤轉(zhuǎn)動過程中D點的電勢高于C點③銅盤轉(zhuǎn)動過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小為E＝eq\f(1,2)Br2ω④銅盤轉(zhuǎn)動過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小為I＝eq\f(Br2ω,R)A．①② B．②③C．③④ D．①④解析：選B根據(jù)右手定則可知，電流從D點流出，經(jīng)過R流向C點，因此銅片D的電勢高于銅片C的電勢，故①錯誤，②正確；根據(jù)電磁感應(yīng)定律：E＝Breq\x\to(v)，eq\x\to(v)＝eq\f(ωr,2)，解得E＝eq\f(Br2ω,2)，根據(jù)歐姆定律I＝eq\f(E,R)＝eq\f(Br2ω,2R)，故③正確，④錯誤，故B正確．4．如圖所示，現(xiàn)有一長為2L的金屬棒ab垂直置于兩平行導(dǎo)軌上，棒的右側(cè)分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場．已知導(dǎo)軌間距為L，左端接有一電阻R，其余電阻不計．現(xiàn)ab以a點為軸沿順時針以一定角速度轉(zhuǎn)過60°，并固定(設(shè)此為過程Ⅰ)；再使磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小以一定的變化率從B增加到B′(設(shè)此為過程Ⅱ)．整個過程中，棒與導(dǎo)軌接觸良好，在過程Ⅰ、Ⅱ中，通過電阻R的電荷量相等，則eq\f(B′,B)等于()A．2 B．3C．4 D．5解析：選A由法拉第電磁感應(yīng)定律，則有E＝eq\f(ΔΦ,Δt)，而閉合電路歐姆定律I＝eq\f(E,R)，電量表達(dá)式q＝I·Δt，解得q＝eq\f(ΔΦ,R)，ab以a為軸沿順時針以ω轉(zhuǎn)過60°的過程中，磁通量的改變?yōu)棣う?＝B·eq\f(\r(3)L·L,2)＝eq\f(\r(3)BL2,2)，所以過程Ⅰ回路中通過R的電荷量為q＝eq\f(ΔΦ1,R)＝eq\f(\r(3)BL2,2R)；過程Ⅱ回路中磁通量的變化為ΔΦ2＝eq\f(\r(3)L2B′－B,2)，通過R的電荷量為q＝eq\f(ΔΦ2,R)＝eq\f(\r(3)L2B′－B,2R)，解得eq\f(B′,B)＝2，故A正確，B、C、D錯誤．5．(2019·永安市模擬)如圖所示，水平面上有兩根相距0.5m的足夠長的平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ，它們的電阻可忽略不計，在M和P之間接有阻值為R的定值電阻．導(dǎo)體棒ab長l＝0.5m，其電阻為r，與導(dǎo)軌接觸良好．整個裝置處于方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.4T．現(xiàn)使ab以v＝10m/s的速度向右做勻速運(yùn)動．(1)ab中的感應(yīng)電動勢多大？(2)ab中電流的方向如何？(3)若定值電阻R＝3.0Ω，導(dǎo)體棒的電阻r＝1.0Ω，則電路中的電流多大？解析：(1)導(dǎo)體棒ab切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知E＝Blv＝2V.(2)根據(jù)右手定則可知，導(dǎo)體棒ab中電流的方向為從b向a.(3)若定值電阻R＝3.0Ω，導(dǎo)體棒的電阻r＝1.0Ω，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知I＝eq\f(E,R＋r)＝0.5A.答案：(1)2V(2)從b向a(3)0.5A6．如圖甲所示，一個圓形線圈匝數(shù)n＝1000匝、面積S＝2×10－2m2、電阻r＝1Ω.在線圈外接一阻值為R＝4Ω的電阻．把線圈放入一個勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直線圈平面向里，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間變化規(guī)律如圖乙所示．求：(1)0～4s內(nèi)，回路中的感應(yīng)電動勢；(2)t＝5s時，a、b兩點哪點電勢高；(3)t＝5s時，電阻R兩端的電壓U.解析：(1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得，0～4s內(nèi)，回路中的感應(yīng)電動勢E＝neq\f(ΔΦ,Δt)＝1000×eq\f(0.4－0.2×2×10－2,4)V＝1V.(2)t＝5s時，磁感應(yīng)強(qiáng)度正在減弱，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相同，即感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向是垂直紙面向里，故a點的電勢高．(3)在t＝5s時，線圈的感應(yīng)電動勢為E′＝neq\f(ΔΦ,Δt)＝1000×eq\f(|0－0.4|×2×10－2,6－4)V＝4V根據(jù)閉合電路歐姆定律得電路中的電流為I＝eq\f(E′,R＋r)＝eq\f(4,4＋1)A＝0.8A故電阻R兩端的電壓U＝IR＝0.8×4V＝3.2V.答案：(1)1V(2)a點的電勢高(3)3.2V第四章第5節(jié)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類情況「基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練」1．(2019·馬鞍山市期中)關(guān)于物理學(xué)發(fā)展過程中的認(rèn)識，下列說法正確的是()A．奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，并發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，揭示了磁現(xiàn)象和電現(xiàn)象之間的聯(lián)系B．法拉第在分析了許多實驗事實后提出，感應(yīng)電流應(yīng)具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化C．回路中的磁場發(fā)生變化時產(chǎn)生感生電動勢，其本質(zhì)是變化的磁場能在其周圍空間激發(fā)感生電場，通過電場力對自由電荷做功實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化D．導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動時產(chǎn)生動生電動勢，其本質(zhì)是導(dǎo)體中的自由電荷受到洛倫茲力作用，通過洛倫茲力對自由電荷做功實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)化解析：選C奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，揭示了磁現(xiàn)象和電現(xiàn)象之間的聯(lián)系，A選項錯誤；楞次在分析了許多實驗事實后提出，感應(yīng)電流應(yīng)具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化，B選項錯誤；回路中的磁場發(fā)生變化時產(chǎn)生感生電動勢，其本質(zhì)是變化的磁場能在其周圍空間激發(fā)感生電場，通過電場力對自由電荷做功實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化，C選項正確；導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動時產(chǎn)生動生電動勢，其本質(zhì)是導(dǎo)體中的自由電荷受到洛倫茲力作用，但是洛倫茲力對自由電荷不做功，D選項錯誤．2．在如圖所示的四種磁場情況中能產(chǎn)生恒定的感生電場的是()解析：選C據(jù)麥克斯韋電磁理論，要產(chǎn)生恒定的感生電場，必須由均勻變化的磁場產(chǎn)生，C正確．3.(多選)如圖所示，導(dǎo)體AB在做切割磁感線運(yùn)動時，將產(chǎn)生一個感應(yīng)電動勢，因而在電路中有電流通過，下列說法中正確的是()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)生與洛倫茲力有關(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)生的原因是一樣的解析：選AB根據(jù)動生電動勢的定義，選項A正確；動生電動勢中的非靜電力與洛倫茲力有關(guān)，感生電動勢中的非靜電力與感生電場有關(guān)，選項B正確，選項C、D錯誤．4．如圖所示，A、B兩閉合圓形導(dǎo)線環(huán)用相同規(guī)格的導(dǎo)線制成，它們的半徑之比rA∶rB＝2∶1，在兩導(dǎo)線環(huán)包圍的空間內(nèi)存在一正方形邊界的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場方向垂直于兩導(dǎo)線環(huán)的平面，在磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間均勻增大的過程中，流過兩導(dǎo)線環(huán)的感應(yīng)電流之比為()A.eq\f(IA,IB)＝1 B.eq\f(IA,IB)＝2C.eq\f(IA,IB)＝eq\f(1,4) D.eq\f(IA,IB)＝eq\f(1,2)解析：選D根據(jù)公式E＝neq\f(ΔB,Δt)S，其中的S表示的是在磁場區(qū)域的有效面積．因此對于A、B來說，變化的磁場的面積都是相同的，都是勻強(qiáng)磁場的面積，因此EA∶EB＝1∶1.而電阻公式R＝eq\f(\a\vs4\al(ρl),S)，其中的l是圓環(huán)的真實周長，橫截面積S相同，ρ也相同，l＝2πr，故RA∶RB＝2∶1，根據(jù)I＝eq\f(E,R)得到IA∶IB＝RB∶RA＝1∶2，故D選項正確．5．如圖甲所示，n＝50匝的圓形線圈M，它的兩端點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兩點的電勢高低與電壓表的讀數(shù)為()A．φa>φb,20V B．φa>φb,10VC．φa<φb,20V D．φa<φb,10V解析：選B磁通量均勻增加，根據(jù)楞次定律，則感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相反，線圈中感應(yīng)電流方向為逆時針方向，又圓形線圈相當(dāng)于電源內(nèi)電路，故φa>φb，E＝neq\f(ΔΦ,Δt)＝10V，因電壓表測量的是電源的電動勢，即感生電動勢，故B正確．6.(多選)如圖所示，一金屬半圓環(huán)置于勻強(qiáng)磁場中，當(dāng)磁場突然減弱時，則()A．N端電勢高B．M端電勢高C．若磁場不變，將半圓環(huán)繞MN軸旋轉(zhuǎn)180°的過程中，N端電勢高D．若磁場不變，將半圓環(huán)繞MN軸旋轉(zhuǎn)180°的過程中，M端電勢高解析：選BD將半圓環(huán)補(bǔ)充為圓形回路，由楞次定律可判斷圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢方向在半圓環(huán)中由N指向M，即M端電勢高，B正確；若磁場不變，半圓環(huán)繞MN軸旋轉(zhuǎn)180°的過程中，由楞次定律可判斷，半圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢方向在半圓環(huán)中由N指向M，即M端電勢高，D正確．7.(多選)如圖，導(dǎo)體棒在勻強(qiáng)磁場中做切割磁感線運(yùn)動，下列說法正確的是()A．導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動產(chǎn)生動生電動勢B．導(dǎo)體棒中的自由電荷因受洛倫茲力而定向移動C．導(dǎo)體棒中的自由電荷因受感生電場作用而定向移動D．導(dǎo)體棒中的自由電荷熱運(yùn)動的速度為v0解析：選AB導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動，產(chǎn)生動生電動勢，A選項正確；導(dǎo)體棒在勻強(qiáng)磁場中做切割磁感線運(yùn)動，自由電荷，受到洛倫茲力后定向移動，不是電場力作用而發(fā)生的定向移動，B選項正確，C選項錯誤；導(dǎo)體棒中的自由電荷相對磁場運(yùn)動的速度為v0，不是熱運(yùn)動的速度，D選項錯誤．8．如圖所示，半徑為R的圓形導(dǎo)軌處在垂直于圓平面的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直于紙面向里，一根長度略大于導(dǎo)軌直徑的導(dǎo)體棒MN以速率v在圓導(dǎo)軌上從左端滑到右端，電路中的定值電阻為r，其余電阻不計，導(dǎo)體棒與圓形導(dǎo)軌接觸良好．求：(1)在滑動過程中通過電阻r的電流的平均值；(2)MN從左端到右端的整個過程中，通過r的電荷量；(3)MN通過圓導(dǎo)軌中心時通過r的電流．解析：(1)整個過程磁通量的變化為ΔΦ＝BS＝BπR2，所用的時間Δt＝eq\f(2R,v)，代入得E＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝BπR2·eq\f(v,2R)＝eq\f(BπRv,2)，通過r的平均電流eq\x\to(I)＝eq\f(E,r)＝eq\f(BπRv,2r).(2)通過r的電荷量q＝eq\x\to(I)Δt＝eq\f(BπRv,2r)·eq\f(2R,v)＝eq\f(BπR2,r).(3)MN經(jīng)過圓軌中心O時，感應(yīng)電動勢E＝Blv＝2BRv，通過r的電流I＝eq\f(E,r)＝eq\f(2RBv,r).答案：(1)eq\f(BπRv,2r)(2)eq\f(BπR2,r)(3)eq\f(2RBv,r)「能力提升練」1.(多選)如圖所示，在內(nèi)壁光滑、水平放置的玻璃圓環(huán)內(nèi)，有一直徑略小于圓環(huán)口徑的帶正電的小球，正以速率v0沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動．若在此空間突然加上方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間成正比例增加的變化磁場，設(shè)運(yùn)動過程中小球的帶電荷量不變，那么()A．小球?qū)ΣＡA環(huán)的壓力不斷增大B．小球受到的磁場力不斷增大C．小球先沿逆時針方向做減速運(yùn)動，過一段時間后，沿順時針方向做加速運(yùn)動D．磁場力對小球一直不做功解析：選CD因為玻璃圓環(huán)所在處有均勻變化的磁場，在周圍產(chǎn)生穩(wěn)定的渦旋電場，對帶正電的小球做功．由楞次定律可判斷感生電場方向為順時針方向．在電場力作用下，小球先沿逆時針方向做減速運(yùn)動，后沿順時針方向做加速運(yùn)動．小球在水平面內(nèi)沿軌跡半徑方向受兩個力作用：環(huán)的彈力FN和洛倫茲力F＝Bqv，而且兩個力的矢量和時刻等于小球做圓周運(yùn)動的向心力．由于小球速度大小的變化、方向的變化，以及磁場強(qiáng)弱的變化，彈力FN和洛倫茲力F不一定始終在增大．磁場力始終與圓周運(yùn)動的線速度方向垂直，所以磁場力對小球不做功，故選項C、D正確．2.(多選)如圖所示，金屬桿ab以恒定的速率v在光滑平行導(dǎo)軌上向右滑行，設(shè)整個電路中總電阻為R(恒定不變)，整個裝置置于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，下列敘述正確的是()A．a(chǎn)b桿中的電流與速率v成正比B．磁場作用于ab桿的安培力與速率v成正比C．電阻R上產(chǎn)生的熱功率與速率v成正比D．外力對ab桿做功的功率與速率v成正比解析：選AB由E＝Blv和I＝eq\f(E,R)，得I＝eq\f(Blv,R)，所以安培力F＝BIl＝eq\f(B2l2v,R)，電阻上產(chǎn)生的熱功率P＝I2R＝eq\f(B2l2v2,R)，外力對ab做功的功率就等于回路產(chǎn)生的熱功率．3．(多選)在如圖甲所示的電路中，螺線管匝數(shù)n＝1500匝，橫截面積S＝20cm2.螺線管導(dǎo)線電阻r＝1.0Ω，R1＝4.0Ω，R2＝5.0Ω，C＝30μF.在一段時間內(nèi)，穿過螺線管的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B按如圖乙所示的規(guī)律變化．則下列說法中正確的是()A．螺線管中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為1VB．閉合S，電路中的電流穩(wěn)定后，電阻R1消耗的電功率為5×10－2WC．電路中的電流穩(wěn)定后電容器下極板帶正電D．S斷開后，流過R2的電荷量為1.8×10－5C解析：選CD根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E＝neq\f(ΔΦ,Δt)＝n·Seq\f(ΔB,Δt)求出E＝1.2V，選項A錯誤；根據(jù)閉合電路歐姆定律I＝eq\f(E,R1＋R2＋r)＝0.12A，根據(jù)P＝I2R1求出P＝5.76×10－2W，選項B錯誤；由楞次定律得選項C正確；S斷開后，流經(jīng)R2的電荷量即為S閉合時電容器上所帶的電荷量Q，電容器兩端的電壓U＝IR2＝0.6V，流經(jīng)R2的電荷量Q＝CU＝1.8×10－5C，選項D正確．4.一根粗細(xì)均勻且直徑為d、電阻率為ρ的長導(dǎo)線，現(xiàn)把它繞成了匝數(shù)為n、半徑為r的圓形閉合線圈，如圖所示．線圈放在磁場中，磁場方向垂直于線圈平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間均勻變化，即B＝kt(k為大于0的常數(shù))，則下列說法正確的是()A．線圈中的感應(yīng)電流方向為逆時針方向(從上往下看)B．線圈的電阻大小為ρeq\f(2n,r)C．感應(yīng)電流的大小為eq\f(kπrd2,8ρ)D．線圈在磁場中有擴(kuò)張的趨勢解析：選C穿過線圈向上的磁通量增大，根據(jù)楞次定律可知，線圈中感應(yīng)電流為順時針方向(從上往下看)，A選項錯誤；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知E＝neq\f(ΔΦ,Δt)＝neq\f(ΔB,Δt)S＝nkπr2，根據(jù)電阻定律可知R＝ρeq\f(n×2πr,π\(zhòng)b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,2)))2)＝eq\f(8nρr,d2)，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，感應(yīng)電流I＝eq\f(E,R)＝eq\f(kπrd2,8ρ)，B選項錯誤，C選項正確；根據(jù)楞次定律推廣含義——增縮減擴(kuò)可知，線圈在磁場中有收縮的趨勢，D選項錯誤．5．如圖所示，在水平平行放置的兩根光滑長直導(dǎo)電軌道MN與PQ上，放著一根直導(dǎo)線ab，ab與導(dǎo)軌垂直，它在導(dǎo)軌間的長度為20cm，這部分的電阻r＝0.02Ω.導(dǎo)軌部分處于方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.20T，電阻R＝0.08Ω，其他電阻不計，ab的質(zhì)量為0.02kg.(1)斷開開關(guān)S，ab在水平恒力F＝0.01N的作用下，由靜止沿軌道滑動，經(jīng)過多長時間速度才能達(dá)到10m/s?(2)上述過程中感應(yīng)電動勢隨時間變化的表達(dá)式是怎樣的？(3)當(dāng)ab的速度達(dá)到10m/s時，閉合開關(guān)S，為了保持ab仍能以10m/s的速度勻速運(yùn)動，水平拉力應(yīng)變?yōu)槎嗌?？解析?1)由牛頓第二定律F＝ma，得a＝eq\f(F,m)＝eq\f(0.01,0.02)m/s2＝0.5m/s2t＝eq\f(v1－v0,a)＝eq\f(10,0.5)s＝20s.(2)因為感應(yīng)電動勢E＝BLv＝BLat＝0.02t(V)，所以感應(yīng)電動勢與時間成正比．(3)導(dǎo)線ab保持以10m/s的速度運(yùn)動，受到的安培力F安＝BIL＝eq\f(B2L2v,R＋r)＝0.16N安培力與拉力F是一對平衡力，故F＝0.16N.答案：(1)20s(2)E＝0.02t(V)(3)0.16N6．如圖甲所示，水平放置的線圈匝數(shù)n＝200匝，直徑d1＝40cm，電阻r＝2Ω，線圈與阻值R＝6Ω的電阻相連．在線圈的中心有一個直徑d2＝20cm的有界勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度按圖乙所示規(guī)律變化．試求：(1)電壓表的示數(shù)；(2)若撤去原磁場，在圖中豎直虛線的右側(cè)空間加磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.5T的勻強(qiáng)磁場，方向垂直紙面向里，試證明將線圈向左拉出磁場的過程中，通過電阻R上的電荷量為定值，并求出其值．解析：(1)由E＝neq\f(ΔΦ,Δt)可得E＝neq\f(πd22ΔB,4Δt)E＝I(R＋r)U＝IR解得U＝1.5πV＝4.71V.(2)設(shè)線圈拉出磁場經(jīng)歷時間Δt.eq\x\to(E)＝neq\f(ΔΦ,Δt)＝neq\f(πd12B,4Δt)，eq\x\to(I)＝eq\f(\x\to(E),R＋r)電荷量q＝eq\x\to(I)Δt解得q＝neq\f(πd12B,4R＋r)，與線圈運(yùn)動的時間無關(guān)，也與運(yùn)動的速度無關(guān)．代入數(shù)據(jù)即得q＝0.5πC＝1.57C.答案：(1)4.71V(2)見解析第四章第6節(jié)互感和自感「基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練」1．如圖所示是測定自感系數(shù)很大的線圈L直流電阻的電路圖，L兩端并聯(lián)一只電壓表，用來測量自感線圈的直流電壓，在測量完畢后，將電路解體時應(yīng)()A．先斷開S1 B．先斷開S2C．先拆除電流表 D．先拆除電阻R解析：選BS1斷開瞬間，L中產(chǎn)生很大的自感電動勢，若此時S2閉合，則可能將電壓表燒壞，故應(yīng)先斷開S2，又因不能在電路閉合時拆除電路中的元件，故B選項正確．2．(多選)(2018·浙江模擬)如圖甲是一個電解電容器，電容器外殼上標(biāo)有“4.7μF50V”字樣；圖乙是一個標(biāo)準(zhǔn)自感線圈，外殼上標(biāo)有“1H”字樣，下列有關(guān)該電容器和自感線圈的說法正確的是()A．電容器的電容為4.7×10－12FB．自感線圈的自感系數(shù)為1HC．電容器在20V的工作電壓下，其帶電量為9.4×10－5CD．自感線圈的自感電動勢大小與流過線圈的電流大小有關(guān)解析：選BC分析甲圖可知，電容器的電容為4.7×10－6F，A選項錯誤；自感線圈的自感系數(shù)為1H，B選項正確；根據(jù)電荷量公式Q＝CU可知，電容器在20V的工作電壓下，其帶電量為9.4×10－5C，C選項正確；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，自感線圈的自感電動勢大小與流過線圈電流的變化率有關(guān)，D選項錯誤．3．在制作精密電阻時，為了消除使用過程中由于電流變化而引起的自感現(xiàn)象，采取了雙線繞法，如圖所示，其道理是()A．當(dāng)電路中的電流變化時，兩股導(dǎo)線中產(chǎn)生的自感電動勢互相抵消B．當(dāng)電路中的電流變化時，兩股導(dǎo)線中產(chǎn)生的感應(yīng)電流互相抵消C．當(dāng)電路中的電流變化時，兩股導(dǎo)線中產(chǎn)生的磁通量互相抵消D．以上說法均不對解析：選C由于采用了雙線繞法，兩根平行導(dǎo)線中的電流反向，它們產(chǎn)生的磁通量相互抵消．不論導(dǎo)線中的電流如何變化，線圈中的磁通量始終為零，所以消除了自感現(xiàn)象的影響．4．(多選)如圖所示，電源的電動勢為E，內(nèi)阻r忽略不計．A、B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．以下說法正確的是()A．開關(guān)閉合到電路中電流穩(wěn)定的時間內(nèi)，A燈立刻亮，且亮度保持穩(wěn)定B．開關(guān)閉合到電路中電流穩(wěn)定的時間內(nèi)，B燈立刻亮，且亮度保持穩(wěn)定C．開關(guān)斷開后瞬間，A燈閃亮一下再熄滅D．開關(guān)斷開后瞬間，電流自右向左通過A燈解析：選AD開關(guān)閉合，A燈立刻亮，因為電源沒有內(nèi)阻，所以A燈兩端的電壓保持不變，燈泡亮度穩(wěn)定，故A正確；因為L是一個自感系數(shù)相當(dāng)大的線圈，所以開關(guān)閉合時B燈不亮，然后逐漸變亮，最后亮度穩(wěn)定，故B錯誤；兩個燈泡電阻一樣，若L也沒有電阻，則斷開前后A燈的電流相同，不會閃亮．若L有電阻，則通過B的電流小于A的電流，所以A也不會閃亮一下，故C錯誤；開關(guān)斷開后瞬間，L產(chǎn)生感應(yīng)電流，在回路中通過A燈的電流方向為從右向左，故D正確，故選AD.5．如圖所示電路中，A、B是兩個完全相同的燈泡，L是一個理想電感線圈，下列說法正確的是()A．S閉合時，A逐漸變亮，然后逐漸熄滅B．S閉合時，B立即亮，然后逐漸熄滅C．S閉合足夠長時間后，B發(fā)光，而A熄滅D．S閉合足夠長時間后，B熄滅，而A發(fā)光解析：選C閉合S瞬間，電流增大，線圈L中產(chǎn)生自感電動勢，阻礙電流增加，A燈立即變亮，此時電容器電荷量為零，兩板之間電壓也為零，故B燈逐漸變亮；電流穩(wěn)定后，線圈兩端電壓為零，A燈熄滅，B燈達(dá)到最大亮度．6.如圖所示，S閉合后，流過線圈L的電流恒為i1，流過燈泡A的電流恒為i2，且i1>i2.在t1時刻將S迅速斷開，在較短一段時間內(nèi)流過燈泡的電流隨時間變化的圖象是()解析：選D閉合電鍵，電路穩(wěn)定后，流過燈泡的電流i2恒定不變，電鍵S斷開瞬間，線圈L阻礙電流的減小，發(fā)生自感現(xiàn)象，線圈L相當(dāng)于電源，通過燈泡A的電流從i1逐漸減小，方向與i2相反，D選項正確．7．(2017·北京卷)圖1和圖2是教材中演示自感現(xiàn)象的兩個電路圖，L1和L2為電感線圈．實驗時，斷開開關(guān)S1瞬間，燈A1突然閃亮，隨后逐漸變暗；閉合開關(guān)S2，燈A2逐漸變亮，而另一個相同的燈A3立即變亮，最終A2與A3的亮度相同．下列說法正確的是()A．圖1中，A1與L1的電阻值相同B．圖1中，閉合S1，電路穩(wěn)定后，A1中電流大于L1中電流C．圖2中，變阻器R與L2的電阻值相同D．圖2中，閉合S2瞬間，L2中電流與變阻器R中電流相等解析：選C圖1中，斷開開關(guān)S1瞬間，線圈發(fā)生自感現(xiàn)象，相當(dāng)于電源，燈A1突然閃亮，說明電路穩(wěn)定時，A1的電流小于L1的電流，即L1的電阻小于A1的電阻，A、B選項錯誤；圖2中，最終A2與A3的亮度相同，說明滑動變阻器R與L2的電阻值相同，C選項正確；圖2中，閉合S2瞬間，L2對電流有阻礙作用，L2中電流與變阻器R中電流不相等，D選項錯誤．8.如圖所示，L是自感系數(shù)較大的一個線圈，電源的電動勢E＝6V，開關(guān)S已閉合，當(dāng)S斷開時，在L中出現(xiàn)的自感電動勢E′＝100V，求此時a、b兩點間的電勢差．解析：當(dāng)S斷開時，線圈中出現(xiàn)的自感電動勢阻礙原電流的減小，因此電動勢方向與線圈中原電流方向相同，即L的右端電勢高于左端電勢，由于S斷開時a、b兩點間斷路，相當(dāng)于電阻很大，所以整個回路中由電動勢造成的電勢差集中在a、b兩點間，φb－φa＝E＋E′＝6V＋100V＝106V，即a點的電勢比b點低106V.答案：106V「能力提升練」1．如圖所示的電路中，三個燈泡L1、L2、L3的電阻關(guān)系為R1<R2<R3，電感L的電阻和電源的內(nèi)阻可忽略，D為理想二極管．電鍵K從閉合穩(wěn)定狀態(tài)突然斷開時，下列判斷正確的是()A．L2逐漸變暗B．L1先變亮，然后逐漸變暗C．L3先變亮，然后逐漸變暗D．L3立即熄滅解析：選C閉合時，因為R1<R2<R3，所以通過燈泡L1的電流大于通過L3的電流，斷開電鍵，原來通過L2和L3的電流立即消失，通過L1的電流由于線圈對電流的變化有阻礙作用，阻礙電流的變化，且與L2、L3構(gòu)成回路，由于二極管具有單向?qū)щ娦?，所以無電流通過L2，則L2立即熄滅，由于開始通過L1的電流大于通過L3的電流，所以L3先變亮然后逐漸變暗．L1逐漸變暗，故A、B、D不正確，C正確．2．在如圖所示的電路中，a、b、c為三盞完全相同的燈泡，L是自感線圈，直流電阻為RL，則下列說法正確的是()A．合上開關(guān)后，c先亮，a、b后亮B．?dāng)嚅_開關(guān)時，N點電勢高于M點C．?dāng)嚅_開關(guān)后，b、c同時熄滅，a緩慢熄滅D．?dāng)嚅_開關(guān)后，c馬上熄滅，b閃一下后緩慢熄滅解析：選B開關(guān)S閉合瞬間，因線圈L的電流增大，磁通量增大，產(chǎn)生自感電動勢，根據(jù)楞次定律可知，自感電動勢阻礙電流的增大，通過a燈的電流逐漸增大，所以b、c先亮，a后亮，故A錯誤；合上開關(guān)一會兒后，因線圈中電流逐漸穩(wěn)定，斷開開關(guān)S的瞬間，由電感的特性可知：L和a、b組成的回路中有電流，電流的方向與L中原來電流的方向相同，方向為L→N→b→M→a→L，可知N點電勢高于M點，故B正確；合上開關(guān)一會兒后，因線圈中電流逐漸穩(wěn)定，則相當(dāng)于導(dǎo)線，所以a、b一樣亮；斷開開關(guān)S的瞬間，由電感的特性可知：L和a、b組成的回路中有電流，導(dǎo)致a、b一起緩慢熄滅；而c沒有電流，馬上熄滅．由于原來ab兩燈的電流相等，開關(guān)斷開的瞬間，通過a、b和線圈回路的電流由a燈原來的電流逐漸減小，所以兩燈都不會閃亮，故C錯誤，D錯誤．3．如圖所示，電源電動勢為E，其內(nèi)阻r不可忽略，L1、L2是完全相同的燈泡；線圈L的直流電阻不計，電容器的電容為C.下列說法正確的是()A．剛接通開關(guān)S的瞬間，L1立即亮，L2逐漸變亮B．合上開關(guān)S，電路穩(wěn)定后，燈泡L1、L2的亮度相同C．電路穩(wěn)定后在斷開S的瞬間，通過燈泡L1的電流方向向右D．電路穩(wěn)定后在斷開S的瞬間，通過燈泡L2的電流為零解析：選C閉合開關(guān)瞬間L相當(dāng)于斷路，L1和L2串聯(lián)接入電路，都有電流，可知兩個燈泡同時變亮，故A錯誤；穩(wěn)定后L相當(dāng)于一段導(dǎo)線，L1中無電流，L2中有電流，二者的亮度不同，故B錯誤；斷開瞬間，L相當(dāng)于電源與L1組成回路，L1中電流方向向右，故C正確；電容器和L2組成回路，斷開瞬間電容器有一短暫的放電電流，L2中電流不為0，故D錯誤．4．如圖所示，某小組利用電流傳感器(接入電腦，圖中未畫出)記錄燈泡A和自感元件L構(gòu)成的并聯(lián)電路在斷電瞬間各支路電流隨時間的變化情況，i1表示小燈泡中的電流，i2表示自感元件中的電流(已知開關(guān)S閉合時i2>i1)，則下列圖象中正確的是()解析：選C電鍵斷開后，A與L組成閉合自感回路；電感阻礙自身電流變化，產(chǎn)生的感應(yīng)電流仍沿著原來方向，大小逐漸減小；所以電鍵斷開后，通過L的電流的方向不變，而通過A的電流的方向與開始時是相反的，故C正確，A、B、D錯誤．5．在如圖所示的電路中，電流表的內(nèi)阻不計，電阻R1＝2.5Ω，R2＝7.5Ω，線圈的直流電阻可以忽略．閉合開關(guān)S的瞬間，電流表讀數(shù)I1＝0.2A，當(dāng)線圈中的電流穩(wěn)定后，電流表的讀數(shù)I2＝0.4A．求電源的電動勢和內(nèi)阻．解析：閉合開關(guān)S的瞬間，R1和R2串聯(lián)接入電路，由閉合電路歐姆定律得I1＝eq\f(E,R1＋R2＋r)，即0.2＝eq\f(E,2.5＋7.5＋r)，電路穩(wěn)定后，R2被短路，I2＝eq\f(E,R1＋r)，即0.4＝eq\f(E,2.5＋r)，由以上式子解得E＝3V，r＝5Ω.答案：3V5Ω6．如圖所示是一種觸電保安器，變壓器A處用雙股相線(火線和零線)平行繞制成線圈，然后接到用電器上，B處有一個輸出線圈，一旦有電流，經(jīng)放大后便能立即推動繼電器J切斷電源，下列情況中能起保護(hù)作用的是哪一種？說明理由．(1)增加開燈的盞數(shù)，能否切斷電源？(2)雙手分別接觸相線和零線，能否切斷電源？(3)單手接觸相線，腳與地相接觸而觸電，能否切斷電源？解析：(1)不能．因A處線圈采用的是雙繞法，增加開燈的盞數(shù)只會使電路中電流增大，但A中兩線中電流始終大小相等方向相反，磁通量相互抵消，B中磁通量不發(fā)生改變，故不能推動J切斷電源．(2)不能．理由同(1)．(3)能．因為有電流通過人體而流入地下，使A中兩股相線電流大小不相等，B中磁通量發(fā)生改變，B中產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而推動J切斷電源．答案：見解析1.(多選)如圖，勻強(qiáng)磁場垂直于軟導(dǎo)線回路平面，由于磁場發(fā)生變化，回路變?yōu)閳A形．則該磁場()A．逐漸增強(qiáng)，方向向外B．逐漸增強(qiáng)，方向向里C．逐漸減弱，方向向外D．逐漸減弱，方向向里解析：選CD回路變?yōu)閳A形，面積增大，說明閉合回路的磁通量減少，所以磁場逐漸減弱，而磁場方向可能向外，也可能向里，故選項C、D正確．2．(多選)如圖是驗證楞次定律實驗的示意圖，豎直放置的線圈固定不動，將磁鐵從線圈上方插入或拔出，線圈和電流表構(gòu)成的閉合回路中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流，各圖中分別標(biāo)出了磁鐵的極性、磁鐵相對線圈的運(yùn)動方向以及線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向等情況，其中表示正確的是()解析：選CD先根據(jù)楞次定律“來拒去留”判斷線圈的N極和S極，A中線圈上端為N極，B中線圈上端為N極，C中線圈上端為S極，D中線圈上端為S極，再根據(jù)安培定則確定感應(yīng)電流的方向，A、B錯誤，C、D正確．3．(多選)(2019·寧波諾丁漢大學(xué)附中模擬)兩根相互平行的金屬導(dǎo)軌水平放置于如圖所示的勻強(qiáng)磁場中，與導(dǎo)軌接觸良好的導(dǎo)體棒AB和CD可以在導(dǎo)軌上自由滑動，當(dāng)AB在外力F作用下向右運(yùn)動時，下列說法正確的是()A．導(dǎo)體棒CD內(nèi)有電流通過，方向是D→CB．導(dǎo)體棒CD內(nèi)有電流通過，方向是C→DC．磁場對導(dǎo)體棒CD的作用力向左D．磁場對導(dǎo)體棒CD的作用力向右解析：選BDAB切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)右手定則可知，感應(yīng)電流由C到D，A選項錯誤，B選項正確；感應(yīng)電流流過CD，導(dǎo)體棒CD受到安培力作用，根據(jù)左手定則可知，安培力向右，C選項錯誤，D選項正確．4．如圖所示為“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實驗裝置，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，實驗現(xiàn)象為()A．將原線圈迅速拔出副線圈的過程中，電流計指針將向右偏B．將原線圈迅速拔出副線圈的過程中，電流計指針將不會發(fā)生偏轉(zhuǎn)C．副線圈位置保持不動時，將滑動變阻器滑片向右移動時，電流計指針將不會偏轉(zhuǎn)D．副線圈位置保持不動時，將滑動變阻器滑片向右移動時，電流計指針將向左偏轉(zhuǎn)解析：選D當(dāng)在閉合電鍵時，發(fā)現(xiàn)靈敏電流計的指針向右偏了一下，說明穿過大線圈磁通量增加時，電流計指針向右偏轉(zhuǎn)．將原線圈迅速拔出副線圈時，穿過線圈的磁通量減小，電流表指針向左偏轉(zhuǎn)，故A、B錯誤；副線圈位置保持不動時，將滑動變阻器滑片向右移動時，滑動變阻器接入電路的阻值增大，原線圈電路電流減小，穿過副線圈的磁通量減小，電流計指針向左偏轉(zhuǎn)，故D正確，C錯誤．5．大小不等的兩導(dǎo)電圓環(huán)P、Q均固定在水平桌面上，Q環(huán)位于P環(huán)內(nèi)．在兩環(huán)間的范圍內(nèi)存在方向豎直向下、大小隨時間均勻增強(qiáng)的勻強(qiáng)磁場B，則()A．P環(huán)內(nèi)有順時針方向的感應(yīng)電流B．P環(huán)內(nèi)有逆時針方向的感應(yīng)電流C．Q環(huán)內(nèi)有順時針方向的感應(yīng)電流D．Q環(huán)內(nèi)有逆時針方向的感應(yīng)電流解析：選B在兩環(huán)間的范圍內(nèi)存在方向豎直向下、大小隨時間均勻增強(qiáng)的勻強(qiáng)磁場B，故穿過兩環(huán)間的磁通量在增大，根據(jù)楞次定律可知，P環(huán)中的感應(yīng)電流方向逆時針，Q環(huán)中磁通量始終為零，沒有感應(yīng)電流，B選項正確．6．如圖所示，固定的水平長直導(dǎo)線中通有直流電流I，矩形線框與導(dǎo)線在同一豎直平面內(nèi)，且一邊與導(dǎo)線平行．線框由靜止釋放，在下落過程中()A．穿過線框的磁通量保持不變B．線框中感應(yīng)電流方向保持不變C．線框所受安培力的合力為零D．線框的機(jī)械能不斷增大解析：選B線框下落過程中，穿過線框的磁通量減小，選項A錯誤；由楞次定律可判斷出感應(yīng)電流方向一直沿順時針方向，選項B正確；線框受到的安培力的合力豎直向上，但小于重力，則合力不為零，選項C錯誤；在下落過程中，安培力對線框做負(fù)功，則其機(jī)械能減小，選項D錯誤．7.(2019·荊州中學(xué)模擬)如圖所示的電路中，一個N極朝下的條形磁鐵豎直下落，在穿過水平放置的方形導(dǎo)線框的過程中，下列判斷正確的是()A．磁鐵經(jīng)過圖中位置1時，線框中感應(yīng)電流沿abcd方向，經(jīng)過位置2時沿adcb方向B．磁鐵經(jīng)過圖中位置1時，線框中感應(yīng)電流沿adcb方向，經(jīng)過位置2時沿abcd方向C．磁鐵經(jīng)過位置1和2時，感應(yīng)電流都沿abcd方向D．磁鐵經(jīng)過位置1和2時，感應(yīng)電流都沿adcb方向解析：選A磁鐵經(jīng)過圖中位置1時，線框中向下的磁通量增大，根據(jù)楞次定律可知，線框中感應(yīng)電流為abcd方向，同理，經(jīng)過位置2時，線框中向下的磁通量減小，感應(yīng)電流為adcb方向，A選項正確．8．如圖所示為“跳環(huán)實驗”的實驗裝置，將一個帶較長鐵芯的線圈L、開關(guān)S和直流電源用導(dǎo)線連接起來后，將一金屬套環(huán)置于線圈L上，且使鐵芯穿過套環(huán)，閉合開關(guān)S的瞬間，套環(huán)立刻沿鐵芯豎直跳起一定高度，待電路穩(wěn)定又落下來．某同學(xué)由此實驗受到啟發(fā)，設(shè)想在此實驗的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，使套環(huán)跳起后不落下來，懸在線圈正上方，成為一個“磁懸浮環(huán)”，下列哪種方案可能實現(xiàn)他的設(shè)想()A．增大直流電源的電壓B．選用匝數(shù)更多的線圈C．把直流電源換成交流電源D．選用質(zhì)量較小的金屬套環(huán)解析：選C增大直流電源的電壓，在套環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流更大，跳起更高，但還會掉下來，故A錯誤；選用匝數(shù)更多的線圈，在套環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流更大，跳起更高，但還會掉下來，故B錯誤；把直流電源換成交流電源，則在線圈中始終有感應(yīng)電流產(chǎn)生，則套環(huán)總受安培力作用，這樣可以使套環(huán)跳起后不落下來，懸在線圈正上方，成為一個“磁懸浮環(huán)”，故C正確；選用質(zhì)量較小的金屬套環(huán)，同樣在套環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流，只是跳起更高，但還會掉下來，故D錯誤．故選C.「能力提升練」1．如圖所示，四組同學(xué)分別制作探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實驗裝置，在一根較長的鐵釘