高中物理鲁科版选修3-2第1章_电磁感应专题突破

1.电磁灶是利用电磁感应引起的涡流加热的原理来工作的，它主要是由感应加热线圈、灶台台板和烹饪锅等组成，如图所示．电磁灶的台面下布满了线圈，当通过高频交流电时，在台板和金属锅之间产生交变磁场，磁感线穿过锅体，产生感应电流——涡流，这种感应电流在金属锅体中产生热效应，从而达到加热和烹饪食物的目的．下列可导致加热效果明显的是()A．交流电的频率增加B．交流电的频率降低C．将金属锅换成陶瓷锅D．将底面积较大的锅换成底面积较小的锅2.A．增大涡流，提高变压器的效率B．减小涡流，降低变压器的效率C．增大涡流，减小铁芯的发热量D．减小涡流，减小铁芯的发热量解析：选D.涡流的主要效应之一就是热效应，而变压器的铁芯发热是我们所不希望出现的，故不采用整块硅钢，而采用薄硅钢片叠压在一起，目的是减少涡流，减小铁芯的发热量，进而提高变压器的效率．选D.3.如图所示，磁带录音机可用来录音，也可用来放音．其主要部件为可匀速行进的磁带a和绕有线圈的磁头b，不论是录音还是放音过程，磁带或磁隙软铁会存在磁化现象．对于它们在录音、放音过程中的主要工作原理，下列说法正确的是()A．放音的主要原理是电磁感应，录音的主要原理是电流的磁效应B．录音的主要原理是电磁感应，放音的主要原理是电流的磁效应C．放音和录音的主要原理都是磁场对电流的作用D．放音和录音的主要原理都是电磁感应解析：选A.录音过程及原理是：先将声音信号通过话筒转换成变化的电流信号，加在题图中的线圈上，由于电流的磁效应，变化电流产生的变化磁场信号将由于磁带被磁化而记录在匀速经过的磁带上，是电流的磁效应．放音过程是该过程的逆过程，磁带匀速通过磁隙，由于磁带上变化的磁场使磁头发生磁化现象，使磁头线圈的磁通量发生变化，导致磁头上的线圈中产生感应电流，该感应电流通过扬声器即发出声音，是电磁感应过程．故选项A是正确的．4.如图所示是冶炼金属的感应炉的示意图．高频感应炉中装有待冶炼的金属，当线圈中通有电流时，通过产生涡流来熔化金属．以下关于高频感应炉的说法中正确的是()A．高频感应炉的线圈中必须通有变化的电流，才会产生涡流B．高频感应炉的线圈中通有恒定的电流，也可以产生涡流C．高频感应炉是利用线圈中电流产生的焦耳热使金属熔化的D．高频感应炉是利用线圈中电流产生的磁场使金属熔化的解析：选A.变化的电流才能产生变化的磁场，引起磁通量的变化，产生电磁感应现象，恒定电流不会使感应炉中的磁通量发生变化，不会有涡流产生，选项A对、B错；当感应炉内装入待冶炼的金属时，会在待冶炼的金属中直接产生涡流来加热金属，而不是利用线圈中电流产生的焦耳热，也不是利用线圈中电流产生的磁场加热，C、D错误．5.弹簧上端固定，下端悬挂一根磁铁．将磁铁托到某一高度后放开，磁铁能上下振动较长时间才停下来．如果在磁铁下端放一个固定的闭合线圈，使磁铁上下振动时穿过它(如图)，磁铁就会很快地停下来，解释这个现象，并说明此现象中能量转化的情况．解析：当磁铁穿过固定的闭合线圈时，在闭合线圈中会产生感应电流，感应电流的磁场会阻碍磁铁和线圈靠近或离开，也就使磁铁振动时除了空气阻力外，还有线圈的磁场力作为阻力，克服阻力需要做的功较多，弹簧振子的机械能损失较快，因而会很快停下来．答案：见解析一、选择题1.下列关于涡流的说法中正确的是()A．涡流跟平时常见的感应电流一样，都是因为穿过导体的磁通量变化而产生的B．涡流不是感应电流，而是一种有别于感应电流的特殊电流C．涡流有热效应，但没有磁效应D．在硅钢中也能产生涡流解析：选AD.涡流的本质是电磁感应现象，只不过是由金属块自身构成回路，它既有热效应，也有磁效应，所以A正确，B、C错误．硅钢中产生的涡流较小，并不是不能产生涡流，D 项正确．2.如图所示，A、B两图是把带绝缘层的线圈绕在软铁上，C、D两图是把带绝缘层的线圈绕在有机玻璃上，则能产生涡流的是()解析：选A.只有穿过整个导体的磁通量发生变化，才产生涡流，B错在是直流电源，C、D 不是导体．3.唱卡拉OK用的话筒内有放大声音的装置，其中有一种是动圈式的，它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈，线圈处于永磁体的磁场中，当声波使膜片前后振动时，线圈就将声音信号转变为电信号，下列说法中正确的是()A．该装置是根据电流的磁效应工作的B．该装置是根据电磁感应原理工作的C．膜片振动时，穿过线圈的磁通量不变D．膜片振动时，金属线圈中不会产生感应电动势解析：选B.动圈式话筒的工作特点是线圈在磁场中振动，产生了电流，可知B对．4.如图所示，一条形磁铁从静止开始向下穿过一个用双线绕成的闭合线圈，条形磁铁在穿过线圈的过程中()A．做自由落体运动B．做减速运动C．做匀速运动D．做非匀变速运动解析：选A.双线绕成的线圈由于两导线产生的磁通量相互抵消，不会产生磁场，所以磁铁将做自由落体运动．5.如图所示，一光滑水平桌面的左半部分处于竖直向下的匀强磁场内，当一电阻不计的环形导线圈在此水平桌面上向右以某一速度开始滑行时，下列说法正确的是()A．若整个线圈在磁场内，线圈一定做匀速运动B．线圈从磁场内滑到磁场外过程，必做加速运动C．线圈从磁场内滑到磁场外过程，必做减速运动D．线圈从磁场内滑到磁场外过程，必定放热解析：选ACD.整个线圈在磁场内时，无感应电流，故不受安培力，线圈做匀速运动，A对；线圈滑出磁场过程中，产生感应电流，受到阻碍它运动的安培力，故线圈做减速运动，机械能转化为内能，选项B错，C、D对．6.如图所示，闭合金属环从光滑曲面上h高处滚下，又沿曲面的另一侧上升．设环的初速度为零，摩擦不计，曲面处在图中磁场中，则()A．若是匀强磁场，环滚上的高度小于hB．若是匀强磁场，环滚上的高度等于hC．若是非匀强磁场，环滚上的高度等于hD．若是非匀强磁场，环滚上的高度大于h解析：选B.若磁场为匀强磁场，穿过环的磁通量不变，不产生感应电流，即无机械能向电能转化，机械能守恒，故A错，B正确；若磁场为非匀强磁场，环内要产生电能，机械能减少，故D错误．7.如图所示，在光滑水平面上固定一条形磁铁，有一小球以一定的初速度向磁铁方向运动．如果发现小球做减速运动，则小球的材料不．可能是()A．铁B．木C．铝D．塑料解析：选ABD.小球做减速运动，说明小球受到阻力的作用，若为铁球，在小球靠近磁铁过程中，铁球将被磁化，磁化后小球与磁铁间为吸引力，对小球来讲是动力不是阻力，A错误；若为木球或塑料球，在它们靠近的过程中，既不被磁化，也不产生感应电流，与磁铁之间没有相互作用，B、D错误；若为铝球，在小球靠近磁铁的过程中将产生涡流，涡流在磁场中阻碍小球的运动，使小球做减速运动，C正确，故选ABD.8.磁电式仪表的线圈通常用铝框当骨架，把线圈绕在铝框上，这样做的目的是()A．防止涡流而设计的B．利用涡流而设计的C．起电磁驱动的作用D．起电磁平衡的作用解析：选B.线圈通电后，在安培力作用下发生转动，铝框随之转动，并切割磁感线产生感应电流，就是涡流，涡流阻碍线圈的转动，使线圈偏转后较快停下来．所以，这样做的目的是利用涡流来起电磁阻尼的作用．B正确，A、C、D错误．9.如图所示，A、B为大小、形状均相同且内壁光滑，但用不同材料制成的圆管．将它们竖直固定在相同高度．两个相同的磁性小球，同时从A、B管上端的管口无初速度释放，穿过A管的小球比穿过B管的小球先落到地面．下列关于两管的描述可能正确的是()A．A管是用铝制成的，B管是用铜制成的B．A管是用铝制成的，B管是用胶木制成的C．A管是用胶木制成的，B管是用塑料制成的D ．A 管是用胶木制成的，B 管是用铝制成的解析：选D.若两管都是金属材料制成的，小球下落过程中管壁都会产生感应电流，两球机械能都减小，几乎同时落地．若两管都是绝缘体制成的，管壁不会产生感应电流，两球机械能不变，仍做自由落体运动，同时落地，由此可见，若A 管内小球先落地，A 管必定是绝缘体制成的，B 管是金属材料制成的，D 正确，A 、B 、C 错误．10.(2012·荆州高二期末)如图所示，一闭合的小金属环用一根绝缘细杆挂在固定点O 处，使金属圆环在竖直线OO ′的两侧来回摆动的过程中穿过水平方向的有界匀强磁场区域，若悬点摩擦和空气阻力均不计．则( )A ．金属环每次进入磁场区都有感应电流，而离开磁场区没有感应电流B ．金属环进入磁场区域后越靠近OO ′线时速度越大，而且产生的感应电流越大C ．金属环开始摆动后，摆角会越来越小，摆角小到某一值后不再减小D ．金属环在摆动一段时间后将停在最低点解析：选C.金属环进入磁场和离开磁场区的过程中，穿过金属环的磁通量变化，环内都会有感应电流产生，机械能转化为电能，所以摆角越来越小，最后，当环不再进出磁场，而是在磁场内往复运动摆角不再变化，A 、D 错误，C 正确．越靠近OO ′，金属环的速度越大，但穿过环的磁通量不变，没有感应电流，B 错误．二、非选择题11.如图所示，在光滑的水平面上有一半径r ＝10 cm 、电阻R ＝1 Ω、质量m ＝1 kg 的金属环，以速度v ＝10 m/s 向一有界磁场滑去．匀强磁场方向垂直于纸面向里，B ＝0.5 T ，从环刚进入磁场算起，到刚好有一半进入磁场时，圆环释放了32 J 的热量，求：(1)此时圆环中电流的瞬时功率；(2)此时圆环运动的加速度的大小．解析：(1)由能量守恒m v 22＝Q ＋m v ′22， 而P ＝E 2R ＝（B ·2r ·v ′）2R两式联立可得P ＝0.36 W.(2)a ＝BIl m ＝B 2（2r ）2v ′mR＝6×10－2 m/s 2. 答案：(1)0.36 W (2)6×10－2 m/s 212.高频焊接(利用电磁感应产生热量进行焊接)是一种常用焊接方法，其原理如图所示．将半径是10 cm 的待焊接圆形金属工件放在用金属导线做成的1000匝线圈中，然后在线圈中通以变化的电流，线圈中产生垂直于金属工件所在平面的变化磁场，磁场的变化率为ΔB Δt＝102π T/s.焊缝处(待焊处)的电阻是非焊接部分电阻的99倍．工件非焊接部分每单位长度上的电阻R 0＝10－2 π Ω·m －1，焊接的缝宽远小于未焊接部分的长度，则在焊接过程中焊接处产生的热功率为多大？(π2＝10，结果保留两位有效数字) 解析：由法拉第电磁感应定律 E ＝n ΔΦΔt＝1000×102×π2×10－2 V ＝2×103 V 非焊接部分电阻R ＝2πrR 0＝2π×0.1×10－2 π Ω＝0.02 Ω总电阻R 总＝100R ＝2 Ω热功率P 总＝E 2R 总＝2×1062 W ＝1×106 W. 焊接处热功率P ＝0.99P 总＝9.9×105 W.答案：9.9×105 W。

物理选修3-2知识点归纳(鲁科版)第一章 电磁感应 第1节 磁生电的探索1.电磁感应：只要闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就会产生电流。

国磁通量变化而产生电流的现象叫做电磁感应，所产生的电流叫做感应的电流。

第2节 感应电动势与电磁感应定律1.感应电动势：电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势。

电路中感应电动势的大小与电路中磁通量变化的快慢有关。

2.法拉第电磁感应定律：电路中感应电动势的大小与穿过这一电路的磁通量变化率成正比。

tkE ∆∆Φ=，k 为比例常数。

在国际单位制中，感应电动势E 的单位是V ，Φ的单位是Wb ，t 的单位是s ， 1=k ， 上式可以化简为t E ∆∆Φ=。

n 匝线圈的感应电动势大小为：tn E ∆∆Φ=。

磁通量的变化量仅由导线切割磁感线引起时，感应电动势的公式还可以写成：Blv E =。

第3节 电磁感应定律的应用1.涡流：将整块金属放在变化的磁场中，穿过金属块的磁通量发生变化，金属块内部就产生感应电流。

这种电流在金属块内部形成闭合回路，就像旋涡一样，我们把这种感应电流叫做涡电流(eddy current)，简称涡流。

如图所示，把绝缘导线绕在块状铁芯上，当交变电流通过导线时，铁芯中会产生图中虚线所示的涡流。

在以上实验中，小铁锅的电阻很小，穿过铁锅的磁通量变比时产生的涡流较大，足以使水温升高；而玻璃杯是绝缘体，电阻很大，不产生涡流。

2.电磁炉：电磁炉的工作原理与涡流有关。

如图所示，当50 Hz 的交流电流入电磁炉时，经过整流变为直流电，再使其变为高频电流(20～50 kHz)进入炉内的线圈。

由于电流的变化频率较高，通过铁质锅底的磁通量变化率较大，根据电磁感应定律t E ∆∆Φ=/可知，产生的感应电动势也较大；铁质锅底是整块导体，电阻很小，所以在锅底能产生很强的涡电流，使锅底迅速发热，进而加热锅内的食物。

（1）与煤气灶、电饭锅等炊具相比，电磁炉具有很多优点：电磁炉利用涡流使锅直接发热，减少了能量传递的中间环节，能大大提高热效率；电磁炉使用时无烟火，无毒气、废气；电磁炉只对铁质锅具加热，炉体本身不发热……由于以上种种优点，电磁炉深受消费者的喜爱，被称为“绿色炉具”。

认识“磁生电”与“电生磁”磁是什么？一般提起磁，有些人都觉得磁是较为少见的，好像主要就是磁石或磁铁吸引铁，情况真是这样吗？现代科学的发展已经表明这样的看法是不对的。

现代科学研究和实际应用已经充分证实：任何物质都具有磁性，只是有的物质磁性强，有的物质磁性弱；任何空间都存在磁场，只是有的空间磁场高，有的空间磁场低。

所以说包含物质磁性和空间磁场的磁现象是普遍存在的。

电和磁是不可分割的，它们始终交织在一起。

简单地说，就是电生磁、磁生电。

一、磁生电如果把一个螺线管两端接上检测电流的检流计，在螺线管内部放置一根磁铁。

当把磁铁很快地抽出螺线管时，可以看到检流计指针发生了偏转，而且磁铁抽出的速度越快，检流计指针偏转的程度越大。

同样，如果把磁铁插入螺线管，检流计也会偏转，但是偏转方向和抽出时相反。

为什么会发生这种现象呢？我们已经知道，磁铁会向周围的空间发出磁力线。

如果把磁铁放在螺线管中，那么磁力线就会穿过螺线管。

这时，如果把磁铁抽出，磁铁远离了螺线管，将造成穿过螺线管的磁力线数目减少（或者说线圈内部的磁通量减少）。

正是这种穿过螺线管的磁力线数目（也就是磁通量）的变化使得螺线管中产生了感生电动势。

如果线圈闭合，就产生电流，称为感生电流。

如果磁铁是插入螺线管内部，这时穿过螺线管的磁力线增多，产生的感生电流和磁铁抽出时相反。

那么，如何决定线圈中感生电动势的大小和方向呢？从上面的实验我们知道，磁铁抽出的快慢决定检流计指针的偏转程度，这实际上是说，线圈中的感生电动势的大小与线圈内部磁通量的变化率成正比。

这称为法拉第定律。

通过实验我们可以证实，如果磁铁抽出，导致线圈中的磁通量减少，那么在线圈中产生的感生电流的方向是它所产生的磁通量能够补偿由于磁铁抽出引起的磁通量降低，也就是说，感生电流所产生的磁通量总是阻碍线圈中磁通量的变化。

这称为楞次定律。

如图所示，如果磁铁从线圈中向上抽出，将使得线圈中的磁通量减少，这时如果线圈是闭合的，线圈中产生感生电流，该感生电流的方向是：它产生的磁力线的方向也指向下方，以补偿由于磁铁抽出导致的磁通量减少。

图 1 图4图5 图6高中物理学习材料桑水制作第1章 电磁感应建议用时 实际用时满分 实际得分90分钟100分一、选择题（本题包括10小题，每小题给出的四个 选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分，共40分）1.电磁感应现象揭示了电和磁之间的内在联系，根据这一发现，发明了许多电器设备．下列电器设备中，哪个没有利用电磁感应原理( ) A ．动圈式话筒 B ．白炽灯泡 C ．磁带录音机 D ．电磁炉2.(2011年重庆高二检测)如图1所示，a 、b 、c 三个环水平套在条形磁铁外面，其中a 和b 两环大小相同，c 环最大，a 环位于N 极处，b 和c 两环位于条形磁铁中部，则穿过三个环的磁通量的大小 是( )A ．c 环最大，a 与b 环相同B ．三个环相同C ．b 环比c 环大D ．a 环一定比c 环大3.如图2所示的装置，在下列各种情况中，能使悬挂在螺线管附近的铜质闭合线圈A中不产生感应电流的 是( )A ．开关S 接通的瞬间B ．开关S 接通后，电路中电流稳定时C ．开关S 接通后，滑动变阻器触头滑动的瞬间D ．开关S 断开的瞬间4.闭合回路的磁通量Φ随时间t 变化图象分别如图3 所示，关于回路中产生的感应电动势的下列论述，其中正确的是( )A ．图甲的回路中感应电动势恒定不变B ．图乙的回路中感应电动势恒定不变C ．图丙的回路中0～t 1时间内的感应电动势小于t 1～t 2时间内的感应电动势D ．图丁的回路中感应电动势先变大，再变小 5.如图4所示，PQRS 为一正方形导线框，它以恒定速度向右进入以MN 为边界的匀强磁场，磁场方向垂直线圈平面，MN 线与线框的边成45°角，E 、F 分别为PS 和PQ 的中点．关于线框中的感应电流，正确的说法 是( )A ．当E 点经过边界MN 时，线框中感应电流最大B ．当P 点经过边界MN 时，线框中感应电流最大C ．当F 点经过边界MN 时，线框中感应电流最大D ．当Q 点经过边界MN 时，线框中感应电流最大 6.半径为R 的圆形线圈，两端A 、D 接有一个平行板电容器，线圈垂直放在随时间均匀变化的匀强磁场中，如图5所示，则要使电容器所带电荷量Q 增大，可以采取的措施是( )A ．增大电容器两极板间的距离B ．增大磁感应强度的变化率C ．减小线圈的半径D ．改变线圈所在平面与磁场方向间的夹 角7.如图6所示，边长为L 的正方形导体框匀速地从磁场左边穿过磁场运动到磁场右边，磁场的宽度为d ，线框的速度为v .若L <d ，则线框中存在感应电流的时间为( )A ．L/vB ．2L/v图2图7图9图10 图11C ．d/vD ．2d/v 8.信用卡的磁条中有一个个连续的相反极性的磁化区，每个磁化区代表了二进制数1或0，用以储存信息．刷卡时，当磁条以某一速度拉过信用卡阅读器的检测头时，在检测头的线圈中会产生变化的电压(如图7甲所示)．当信用卡磁条按如图乙所示方向以该速度拉过阅读器检测头时，在线圈中产生的电压随时间的变化关系正确的是( )图89.如图9所示，圆环a 和b 的半径之比为 r 1∶r 2=2∶1，且都是由粗细相同的同种材料的导线构成，连接两环的导线电阻不计，匀强磁场的磁感应强度始终以恒定的变化率变化，那么，当只有a 环置于磁场中与只有b 环置于磁场中两种情况下，A 、B 两点的电势差之比为( ) A ．1∶1 B ．5∶1 C ．2∶1 D ．4∶110.如图10所示，金属杆ab 以恒定的速率v 在间距为L的光滑平行导轨上向右滑行，设整个电路总电阻为R (恒定不变)，整个装置置于垂直纸面向里的匀强磁场中，下列叙述正确的是( )A ．ab 杆中的电流与速率v 成正比B ．磁场作用于ab 杆的安培力与速率v 成反比C ．电阻R 上产生的电热功率与速率v 成正比D ．外力对ab 杆做功的功率与速率v 的平方成反比 二、填空与作图题（本题共2小题，每小题8分，共16分.请将正确答案填在横线上） 11.(2011年福州高二检测) 如图11所示，正三角形abc 的边长为L ，在磁感应强度为B 的匀强磁场中以平行于bc 边的速度v 匀速运动，则电流表的示数为__________A ，ab 两点间的电势差为________V.12.在研究电磁感应现象的实验中，为了能明确地观察实验现象，请在如图12所示的实验器材中选择必要的器材，在图中用实线连接成相应的实物电路图．图12三、计算题（本题共4小题，共44分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）13.(8分)如图13甲所示的螺线管，匝数n =1500匝，横截面积S =20 cm 2，电阻r =1.5 Ω，与螺线管串联的外电阻R 1=3.5 Ω，R 2=25 Ω，方向向右穿过螺线管的匀强磁场，磁感应强度按图乙所示规律变化，试计算电阻R 2的电功率和a 、b 两点的电势差．14.(8分)如图14所示，在连有电阻R =3r 的裸铜线框ABCD 上，以AD 为对称轴放置另一个正方形的小裸铜线框abcd ，整个小线框处于垂直框面向里、磁感应强度为B 的匀强磁场中．已知小线框每边长为L ，每边电阻为r ，其他图13图15电阻不计．现使小线框以速度v 向右平移，求通过电阻R 的电流及R 两端的电压．图1415.(14分)如图15所示，匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里，大小随时间的变化率ΔB Δt＝k ，k为负的常量．用电阻率为ρ、横截面积为S 的硬导线做成一边长为l 的方框．将方框固定于纸面内，其右半部位于磁场区域中．求： (1)导线中感应电流的大小； (2)磁场对方框作用力的大小随时间的变化率．16.(14分) 如图16所示，A 是一面积为S =0.2 m 2、匝数为n =100匝的圆形线圈，处在均匀磁场中，磁场方向与线圈平面垂直，磁感应强度随时间变化规律为B =(6－0.02t)T ，开始时外电路开关S 断开，已知R 1=4 Ω，R 2=6 Ω，电容器电容C =30 μF ，线圈内阻不计，求： (1)S 闭合后，通过R 2的电流大小； (2)S 闭合一段时间后又断开，在断开后流过R 2的电荷量．图16第1章电磁感应得分：一、选择题题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案二、填空与作图题11.12.三、计算题13.14.15.16.第1章 电磁感应 参考答案一、选择题1.B 解析：白炽灯泡是因灯丝通过电流而发热，当达到一定温度时，就会发光，而不是利用电磁感应原理．2.C 解析：条形磁铁磁场的磁感线分布特点是：(1)外部磁感线两端密，中间疏；(2)磁铁内、外磁感线的条数相等．据以上两点知：a 、b 、c 三个环中磁场方向都向上．考虑到磁铁外部磁场的不同，外部磁场a >b ，故b 环的磁通量大于a 环的磁通量，外部c 的磁通量大于b 的磁通量，内部磁通量相等，故合磁通量b 大于c ，选项C 正确.其中a 、c 两个环磁通量大小关系不确定，故选项A 、B 、D 错．3.B 解析：开关S 接通的瞬间、开关S 接通后滑动变阻器触头滑动的瞬间、开关S 断开的瞬间，都使螺线管线圈中的电流变化而引起磁场变化，线圈A 中的磁通量发生变化而产生感应电流．4.B 解析：由法拉第电磁感应定律E =n ΔΦΔt知，E 与ΔΦΔt成正比，ΔΦΔt是磁通量的变化率，在Φ−t 图象中图线的斜率即为ΔΦΔt.图甲中斜率为0，所以E ＝0.图乙中斜率恒定，所以E 恒定．因为图丙中0～t 1时间内图线斜率大小大于t 1～t 2时间内斜率，所以图丙中0～t 1时间内的感应电动势大于t 1～t 2时间内的感应电动势．图丁中斜率绝对值先变小再变大，所以回路中的电动势先变小再变大，故选项B 正确，选项A 、C 、D 错误．5.B 解析：由法拉第电磁感应定律知当导体切割磁感线时，产生的感应电动势E ＝Blv ，其中l 为导体切割磁感线的有效长度，由几何关系可知，P 点经过边界MN 时，线框切割磁感线的有效长度为L ，产生的感应电动势最大，感应电流最大，故选项B 正确．当E 点经过MN 时，线框切割磁感线的有效长度为L2，当F 点经过MN 时，线框切割磁感线的有效长度等于FQ 的长度，小于边长L ，故产生感应电流较小，当Q 点经过MN 时，整个线框处在磁场中，磁通量不再变化，故感应电流为零，所以A 、C 、D 错误． 6.B 解析：Q =CU ，由C =εS 4πkd知，增大极板距离d ，电容C 减小，因此Q 也减小，故选项A 错误；由U =E =nΔΦΔt=nΔB ΔtS ，分析可得增大磁感应强度变化率或增大线圈在垂直磁场方向的投影面积可增大A 、D 间电压，从而使Q 增大，所以选项B 正确，选项C 、D 错误.7.B 解析：线圈从开始进到完全进，从开始出到完全出的过程，线圈中有感应电流．所以线框中有感应电流的时间t =L v+L v=2Lv，故选项B 正确．8.B 解析：由图甲可知，当“1”区经过阅读器的检测头时，产生正向电压，当“0”区经过阅读器的检测头时，产生负向电压，可见选项B 正确．9.C 解析：当a 环置于磁场中，a 环等效为内电路，b 环等效为外电路，A 、B 两端的电压为外电压，设S b =S ，则S a =4S ，根据法拉第电磁感应定律得E =ΔΦΔt=4ΔBS Δt则U AB =ER R+2R=4ΔBS 3Δt当b 环置于磁场中，b 环等效为内电路，a 环等效为外电路．AB 两端电压仍为外电压，E ′=ΔΦ′Δt=ΔBS Δt则U AB ′=E ′∙2RR+2R =2ΔBS3Δt所以U AB UAB′=21，选项C 正确．10.A 解析： E =BLv ，I =E R=BLv R，F =BIL =B 2L 2v R，Q R =I 2R =B 2l 2v 2R因金属棒匀速运动，外力对杆 ab 做功的功率就等于消耗的热功率，由以上各式可知，选项A 正确． 二、填空与作图题11.0√32BLv 解析：因为穿过三角形线框的磁通量没有发生变化，所以，线框中没有感应电流，电流表示数为零．三角形线框运动时，等效为长度等于三角形的高的导体棒切割磁感线，所以E =B ×√32L ×v =√32BLv .12.如图17所示 解析：本实验探究原理是小线圈中电流的磁场如何引起大线圈中产生感应电流，所以应把小线圈与电源连在一个电路中，定值电阻阻值太大，不选择使用，要显示大线圈中是否产生感应电流，应使大线圈与电流表或电压表连在一个电路中，由于电压表内阻太大，所以应选择电流表．三、计算题13.1 W 5.7 V 解析：螺线管中产生的感应电动势E =nSΔB Δt=6 V ，根据闭合电路欧姆定律，电路中的电流大小I =E R 1+R 2+r=0.2 A ，电阻R 2上消耗的电功率大小P =I 2R 2=1 W ，a 、b 两点间的电势差U =I (R 1+R 2)=5.7 V . 14.BLv 4r34BLv 解析：感应电动势E ＝BLv ，由闭合电路欧姆定律得I =E R 总=BLv r+3r=BLv 4r.R 两端的电压U R =IR .所以U R =34BLv . 15.(1)klS 8ρ(2)k 2l 2S 8ρ解析：(1)导线框的感应电动势为E =ΔΦΔt①ΔΦ=12l 2ΔB ②导线框中的电流为I =ER③式中R 是导线框的电阻，根据电阻定律公式有R =ρ4lS④联立①②③④式，将ΔB Δt =k 代入得I =klS 8ρ. ⑤(2)导线框所受磁场的作用力的大小为f =BIl ⑥它随时间的变化率为Δf Δt=IlΔB Δt⑦由⑤⑦式得Δf Δt=k 2l 2S 8ρ.16.(1)0.04 A (2)7.2×10−6 C解析：由B =(6－0.02t)T 知，圆形线圈A 内的磁场先是向里均匀减小，后是向外均匀增大，画出等效电路图如图18所示．(1)E =nΔΦΔt=n|ΔB Δt|S ，由题意知|ΔB Δt|=0.02 T/s故E =100×0.02×0.2 V =0.4 V由I =E R 1+R 2，得I R 2=I =0.44+6A =0.04 A .(2)S 闭合后，电容器两端电压U C =U 2=IR 2=0.04×6 V =0.24 V 电容器带电荷量Q =CU C =30×10－6×0.24 C =7.2×10－6 C 断开S 后，放电电荷量为Q =7.2×10－6 C .图17图18。

高中鲁科版物理新选修3-2 第一章电磁感应章节练习一、单选题1.如图所示，一个“∠”型导轨垂直于磁场固定在磁感应强度为B的匀强磁场中，a是与导轨相同的导体棒，导体棒与导轨接触良好．在外力作用下，导体棒以恒定速度v向右运动，以导体棒在图所示位置的时刻作为计时起点，下列物理量随时间变化的图像可能正确的是（）A. 回路的感应电动势随时间变化关系B. 感应电流随时间变化关系C. 金属棒所受安倍力大小随时间变化关系D. 电流产生的热功率随时间变化关系2.如图所示，水平放置的平行金属导轨左边接有电阻R，轨道所在处有竖直向下的匀强磁场,金属棒ab横跨导轨，第一次用恒定的拉力F作用下由静止开始向右运动，稳定时速度为2v，第二次保持拉力的功率P恒定，由静止开始向右运动，稳定时速度为３v(除R外，其余电阻不计，导轨光滑)，在两次金属棒ab速度为v时加速度分别为a1、a2，则（）A. a1＝a2B. a1＝a2C. a1＝a2D. a1＝a23.欧姆最早是用小磁针测量电流的，他的具体做法是将一个小磁针处于水平静止状态，在其上方平行于小磁针放置一通电长直导线，已知导线外某磁感应强度与电流成正比，当导线中通有电流时，小磁针会发生偏转，通过小磁针偏转的角度可测量导线中电流．小磁针转动平面的俯视图如图所示．关于这种测量电流的方法，下列叙述正确的是（）A. 导线中电流的大小与小磁针转过的角度成正比B. 通电后小磁针静止时N极所指的方向是电流产生磁场的方向C. 若将导线垂直于小磁针放置，则不能完成测量D. 这种方法只能测量电流的大小，不能测量电流的方向4.下列设备中，利用电磁感应原理工作的是（）A. 电动机B. 白炽灯泡C. 发电机D. 电风扇5.下列现象中属于电磁感应现象的是（）A. 磁场对电流产生力的作用B. 变化的磁场使闭合电路中产生电流C. 插在通电螺线管中的软铁棒被磁化D. 电流周围产生磁场6.某学生做观察电磁感应现象的实验，将电流表、线圈A和B、蓄电池、开关用导线连接成如图所示的实验电路，当他接通、断开开关时，电流表的指针都没有偏转，其原因是（）A. 开关位置错误B. 电流表的正、负极接反C. 线圈B的接头3、4接反D. 蓄电池的正、负极接反7.如图所示，线框ABCD从有界的匀强磁场区域穿过，下列说法中正确的是（）A. 进入匀强磁场区域的过程中，ABCD中有感应电流B. 在匀强磁场中加速运动时，ABCD中有感应电流C. 在匀强磁场中匀速运动时，ABCD中有感应电流D. 离开匀强磁场区域的过程中，ABCD中没有感应电流8.如图所示实验装置中用于研究电磁感应现象的是（）A. B. C. D.二、填空题9.探究电磁感应现象应选用如图________（选填“甲”或“乙”）所示的装置进行实验．在这个现象中感应电流的方向与________的方向和磁感应线方向有关．10.如图所示，框架面积为S ，框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直，则穿过平面的磁通量为________ ．若使框架绕OO′转过60°角，则穿过框架平面的磁通量为________ ．11.如图所示，线圈ABCO面积为0.4m2，匀强磁场的磁感应强度B=0.1T ，方向为x轴正方向．在线圈由图示位置绕z轴向下转过60°的过程中，通过线圈的磁通量改变________Wb ．12.发现电流磁效应的科学家是________；提出磁场对运动电荷有力的作用的科学家是________；发现电磁感应现象的科学家是________ ．三、综合题13.如图所示，矩形线圈的面积为0.2m2，放在磁感应强度为0.1T的匀强磁场中，线圈的一边ab与磁感线垂直，线圈平面与磁场方向成30°角．求：（1）穿过线圈的磁通量是多大？（2）当线圈从图示位置绕ab边转过60°的过程中，穿过线圈的磁通量变化了多少？四、实验探究题14.在探究磁场产生电流的条件，做了右图所示实验，在表格中填写观察到现象。