电磁感应定律+-+习题解答

t 《电磁感应定律》专题一．选择题（共10小题）1．物理学中的许多规律是通过实验发现的，下列说法中符合史实的是（）A．法拉第通过实验发现了电磁感应现象B．牛顿通过理想斜面实验发现了物体的运动不需要力来维持C．奥斯特通过实验发现了电流的热效应D．卡文迪许通过扭秤实验测出了静电力常量2．关于电磁感应，以下说法正确的是（）A．只要磁通量发生变化就会产生感应电流B．导体做切割磁感线运动时，导体两端会产生电压C．感应电流的产生是因为静电力做了功D．发生电磁感应，外界不需要提供能量3．如图所示，两个相同的小导线环和大导线环放在同一水平面内，且两小环关于大环圆心对称．当两小环中通过图示方向的电流，电流强度随时间均匀增大且始终相同，大环（）A．无感应电流，不存在扩张收缩趋势B．有顺时针方向的感应电流，存在扩张趋势C．有顺时针方向的感应电流，存在收缩趋势D．有逆时针方向的感应电流，存在收缩趋势4．在匀强磁场中放一电阻不计的平行金属导轨，导轨跟大线圈M相接，如图所示．导轨上放一根导线ab，磁感线垂直于导轨所在平面．欲使M所包围的小闭合线圈N产生顺时针方向的感应电流，则导线的运动可能是（）A．匀速向右运动B．加速向右运动C．匀速向左运动D．加速向左运动5．如图甲所示，在坐标系xOy中，有边长为L的正方形金属线框abcd，其对角线ac和y轴重合，顶点a位于坐标原点O处．在y轴右侧的第I象限内有一等腰直角三角形区域，直角边边长为L，底边的左端位于坐标原点O处，内有垂直纸面向里的匀强磁场．t=0时刻，线圈从图示位置沿cb方向，匀速穿过磁场区域．取a→b→c→d→a为感应电流的正方向，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流i、ab间的电势差U ab．随时间t变化的图线应是乙图中的（）A．B．C．D．6．在如图所示的倾角为θ的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度大小均为B的强磁场区域，区域I的磁场方向垂直斜面向上，区域II的磁场方向垂直斜面向下，磁场和宽度H P及PN均为L，一个质量为m、电阻为R、边长也为L的正方形导线框，由静止开始沿斜面下滑，1时刻ab边刚越GH进入磁场I区域，此时导线框恰好以速度v1做匀速直线运动；t2时刻ab边下滑到JP与MN的中间位置，此时导线框又恰好以速度v2做匀速直线运动．重力加速度为g，下列说法中正确的是（）A．当ab边刚越好JP时，导线框具有加速度大小为a=gsinθB．导线框两次匀速直线运动的速度v1：v2=4：1C．从t1到t2的过程中，导线框克服安培力做功的大小等于重力势能的减少D．从t1到t2的过程中，有+机械能转化为电能7．如图所示，磁场垂直于纸面向外，磁场的磁感应强度随水平向右的x轴按B=B0+kx（B0、k为常量）的规律均匀增大．位于纸面内的正方形导线框ab cd处于磁场中，在外力作用下始终保持dc边与x轴平行向右匀速运动．若规定电流沿a→b→c→d→a的方向为正方向，则从t=0到t=t1的时间间隔内，下列关于该导线框中产生的电流i随时间t变化的图象，正确的是（）A．B．C．D．8．如图电路中，A1、A2是两个指示灯，L是自感系数很大的线圈，电阻R阻值较小，开关S1断开、S2闭合．现闭合S1，一段时间后电路稳定．下列说法中正确的是（）A．闭合S1，通过电阻R的电流先增大后减小B．闭合S1，A l亮后逐渐变暗C．闭合S1，A2逐渐变亮，然后亮度不变D．断开电路时，为保护负载，应先断开S2，再断开S19．如图所示，电源的电动势为E、内阻为r，L1、L2为两个相同的灯泡，线圈L的直流电阻不计，与灯泡L1连接的是一只理想二极管D．下列说法中正确的是（）A．闭合开关S稳定后L1、L2亮度相同B．断开S的瞬间，L2会逐渐熄灭C．断开S的瞬间，L1中电流方向向左D．断开S的瞬间，a点的电势比b点高10．下列关于日光灯电路的接法中，正确的是（）A．B．C．D．二．解答题（共4小题）11．如图所示，间距为L的光滑M、N金属轨道水平放置，ab是电阻为R0的金属棒，此棒可紧贴平行导轨滑动．导轨右侧连接一水平放置的平行板电容器，板间距为d，板长也为L，导轨左侧接阻值为R的定值电阻，其它电阻忽略不计．轨道处的磁场方向垂直轨道平面向下，电容器处的磁场垂直纸面向里，磁感应强度均为B．当ab以速度v0向右匀速运动时，一带电量大小为q的粒子以某一速度从紧贴A板左侧平行于A板进入电容器内，恰好做匀速圆周运动，并从C板右侧边缘离开．试求：（1）AC两板间的电压U；（2）带电粒子的质量m；（3）带电粒子的速度大小v．（ 12．如图甲所示，单匝矩形闭合导线框 αbed 处于匀强磁场中，线框电阻为 R ，αb 、αd 的边长分别为 L l 、L 2；磁感应 强度 B 的大小随时间变化的规律如图乙所示．（1）求 0～2t 0 时间内，回路中电流 I 1 的大小和方向；（2）求 t 0 时刻 ab 边受到的安培力大小 F ；（3）在 2t 0 时刻后线框绕 cd 边以角速度 ω 匀速转动，计算线框中感应电流的有效值 I 2，并求线框从中性面开始转过 90°的过程中，通过导线横截面的电量 q ．13．如图 A 所示，一能承受最大拉力为 16N 的轻绳吊一质量为 m=0.8k g 边长为 L= m 正方形线圈 ABCD ，已知线圈 总电阻为 R=0.5Ω，在线圈上半部分布着垂直于线圈平面向里，大小随时间变化的磁场，如图B 所示，已知 t 0 时刻轻绳 刚好被拉断，g=10m/s 2求：1）在轻绳被拉断前线圈感应电动势大小及感应电流的方向；（2）t=0 时 AB 边受到的安培力的大小；（3）t 0 的大小．14．如图所示，正方形单匝均匀线框 a b cd ，边长 L=0.4m ，每边电阻相等，总电阻 R=0.5Ω． 一根足够长的绝缘轻质细 线跨过两个轻质光滑定滑轮，一端连接正方形线框，另一端连接 绝缘物体 P ，物体 P 放在一个光滑的足够长的固定斜 面上，斜面倾角 θ=30°，斜面上方的 细线与斜面平行．在正方形线框正下方有一有界的勻强磁场，上边界 I 和下边界 II 都水平，两边界之间距离也是 L=0.4m ．磁场方向水平，垂直纸面向里，磁感应强度大小 B=0.5T ． 现让正方形线框 的 cd 边距上边界 I 的正上方高度 h=0.9m 的位置由静止释放，且线框在 运动过程中始终与磁场垂直，cd 边始终保持水 平，物体 P 始终在斜面上运动，线框刚好能 以 v=3m/s 的速度进入勻强磁场并匀速通过匀强磁场区域．释放前细线绷 紧，重力加速度 g=10m/s 2，不计空气阻力．（1）线框的 cd 边在匀强磁场中运动的过程中，c 、d 间的电压是多大？（2）线框的质量 m 1 和物体 P 的质量 m 2 分别是多大？（3）在 cd 边刚进入磁场时，给线框施加一个竖直向下的拉力 F 使线框以进入磁场前 的加速度匀加速通过磁场区域， 在此过程中，力 F 做功 w=0.23J ，求正方形线框 cd 边产生的焦耳热是多少？（ 由 《电磁感应定律》专题参考答案与试题解析一．选择题（共 10 小题）1．物理学中的许多规律是通过实验发现的，下列说法中符合史实的是（ ）A ．法拉第通过实验发现了电磁感应现象B ．牛顿通过理想斜面实验发现了物体的运动不需要力来维持C ．奥斯特通过实验发现了电流的热效应D ．卡文迪许通过扭秤实验测出了静电力常量解：A 、法拉第通过实验发现了电磁感应现象．故 A 正确．B 、伽利略通过理想斜面实验发现了物体的运动不需要力来维持．故 B 错误．C 、奥斯特通过实验发现了电流的磁效应．故 C 错误．D 、卡文迪许通过实验测出了引力常量，故 D 错误．故选：A ．2．（2014•长宁区一模）关于电磁感应，以下说法正确的是（ ） A ．只要磁通量发生变化就会产生感应电流 B ．导体做切割磁感线运动时，导体两端会产生电压C ．感应电流的产生是因为静电力做了功D ．发生电磁感应，外界不需要提供能量解：A 、当闭合电路中的磁通量发生变化，才会产生感应电流，故 A 错误；B 、导体做切割磁感线运动时，导体两端会产生电压，故 B 正确；C 、感应电流现象是产生电能，而静电力做功是消耗电能，故 C 错误；D 、在电磁感应现象中，消耗了机械能而产生了电能，即机械能转化为了电能，故D 错误；故选：B ．3． 2013•嘉定区一模）如图所示，两个相同的小导线环和大导线环放在同一水平面内，且两小环关于大环圆心对称．当 两小环中通过图示方向的电流，电流强度随时间均匀增大且始终相同，大环（ ）A ．无感应电流，不存在扩张收缩趋势B ．有顺时针方向的感应电流，存在扩张趋势C ．有顺时针方向的感应电流，存在收缩趋势D ．有逆时针方向的感应电流，存在收缩趋势解：根据安培定则判断可知，两个小环产生的磁场方向相反，面积又相等，则知穿过大环的磁通量 完 全抵消，即总的磁通量为零，而且不会变化，故大环中无感应电流，也就不受磁场的安培力作用，不存在扩张或收缩 趋势．故选 A4．（2014•上海二模）在匀强磁场中放一电阻不计的平行金属导轨，导轨跟大线圈 M 相接，如图所示．导轨上放一根 导线 ab ，磁感线垂直于导轨所在平面．欲使 M 所包围的小闭合线圈 N 产生顺时针方向的感应电流，则导线的运动可 能是（ ）A ．匀速向右运动B ．加速向右运动C ．匀速向左运动D ．加速向左运动解：A 、导线 ab 匀速向右运动时，导线 ab 产生的感应电动势和感应电流恒定不变，大线圈M 产生的磁场恒定不变，穿过小线圈 N 中的磁通量不变，没有感应电流产生．故 A 错误．B 、导线 ab 加速向右运动时，导线 ab 中产生的感应电动势和感应电流增加， 右手定则判断出来 a b 电流方向由 a →b ，根据安培定则判断可知：M 产生的磁场方向：垂直纸面向里，穿过N 的磁通量增大，由楞次定律判断得知：线圈N 产 生逆时针方向的感应电流，不符合题意．故 B 错误．C 、导线 ab 匀速向左运动时，导线 ab 产生的感应电动势和感应电流恒定不变，大线圈 M 产生的磁场恒定不变， 穿过小线圈 N 中的磁通量不变，没有感应电流产生，不符合题意．故 C 错误．D 、导线 ab 加速向左运动时，导线 ab 中产生的感应电动势和感应电流增加，由右手定则判断出来 ab 电流方向由 b →a ，根据安培定则判断可知：M 产生的磁场方向：垂直纸面向外，穿过 N 的磁通量增大，由楞次定律判断得知：线 圈 N 产生顺时针方向的感应电流，符合题意．故 D 正确．故选 D（ t =5．（2014•德州二模）如图甲所示，在坐标系 xOy 中，有边长为 L 的正方形金属线框 abcd ，其对角线 ac 和 y 轴重合， 顶点 a 位于坐标原点 O 处．在 y 轴右侧的第 I 象限内有一等腰直角三角形区域，直角边边长为 L ，底边的左端位于坐 标原点 O 处，内有垂直纸面向里的匀强磁场．t=0 时刻，线圈从图示位置沿 cb 方向，匀速穿过磁场区域．取 a →b →c →d →a 为感应电流的正方向，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流 i 、ab 间的电势差 U ab ．随时间 t 变化的图线应是乙 图中的（ ）A ．B ．C ．D ． 解：A 、在 d 点运动到 O 点过程中，ab 边切割磁感线，根据右手定则可以确定线框中电流方向为逆时针方向，即正方 向，电动势均匀减小到 0，则电流均匀减小到 0；然后 cd 边开始切割，感应电流的方向为顺时针方向，即负方向，电 动势均匀减小到 0，则电流均匀减小到 0．故 A 错误，B 正确．C 、d 点运动到 O 点过程中，ab 边切割磁感线，ab 相当于电源，电流由 a 到 b ，b 点的电势高于 a 点，ab 间的电势差 Uab 为负值，大小等于电流乘以 bcd a 三条边的电阻，并逐渐减小．ab 边出磁场后后，cd 边开始切割，cd 边相当于电 源，电流由 b 到 a ，ab 间的电势差 Uab 为负值，大小等于电流乘以 ab 边得电阻，并逐渐减小，且电压的最大值小于前 阶段的最大值．故 C 错误，D 也错误．故选：B ．6． 2014•陕西校级二模）在如图所示的倾角为 θ 的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度大小均为B 的强磁场区域，区 域 I 的磁场方向垂直斜面向上，区域 II 的磁场方向垂直斜面向下，磁场和宽度 HP 及 PN 均为 L ，一个质量为 m 、电阻 为 R 、边长也为 L 的正方形导线框，由静止开始沿斜面下滑，t 1 时刻 ab 边刚越 GH 进入磁场 I 区域，此时导线框恰好 以速度 v 1 做匀速直线运动；2 时刻 ab 边下滑到 JP 与 MN 的中间位置，此时导线框又恰好以速度 v 2 做匀速直线运动．重 力加速度为 g ，下列说法中正确的是（ ）A ．当 ab 边刚越好 JP 时，导线框具有加速度大小为 a=gsin θB ．导线框两次匀速直线运动的速度 v 1：v 2=4：1C ．从 t 1 到 t 2 的过程中，导线框克服安培力做功的大小等于重力势能的减少D ．从 t 1 到 t 2 的过程中，有+ 机械能转化为电能【解答】解：A 、t 1 时刻，线圈做匀速直线运动，所受的安培力与重力的下滑分力平衡，则得：F 1==mg sin θ；当 ab 边刚越好 JP 时，线圈的上下两边都切割磁感线，产生感应电动势，回路中产生的总感应电动势为 E=2BLv 1，线圈所受的安培力的合力为 F=2BIL=2BL •=4mgsin θ 根据牛顿第二定律得：F ﹣mgsin θ=ma ，解得：a=3gsin θ，故 A 错误．B 、t 2 时刻，有安培力 F 2=2BLI 2=2BL= =mg sin θ，由两式比较得，v 1：v 2=4：1．故 B 正确．C 、从 t 1 到 t 2 过程中，导线框克服安培力做功的大小等于回路中产生的焦耳热，此过程中，线框的重力势能和动能均 减小，根据功能关系得知，线圈克服安培力做功的大小等于重力势能的减少量与动能减小量之和．故C 错误．D 、根据能量守恒定律得从 t 1 到 t 2，线框中产生的电能为：E 电 + ．故 D 正确．故选：BD7．（2014•吉林校级二模）如图所示，磁场垂直于纸面向外，磁场的磁感应强度随水平向右的 x 轴 按 B=B 0+kx （B 0、k 为常量）的规律均匀增大．位于纸面内的正方形导线框 abcd 处于磁场中，在外力作用下始终保持dc边与x轴平行向右匀速运动．若规定电流沿a→b→c→d→a的方向为正方向，则从t=0到t=t1的时间间隔内，下列关于该导线框中产生的电流i随时间t变化的图象，正确的是（）A．B．C．D．【解答】解：由题意可知，ad、bc两边均在切割磁感线，产生感应电动势的方向相反，大小相减，根据题意，bc、ad两边的磁场之差为：△B=B0+k（L+x）﹣B0﹣kx=kL根据法拉第电磁感应定律E=BLv，则有：△E=BLv=Lv•kL；而感应电流i==，是定值，故A正确，BCD错误；故选：A8．（2014•宿迁二模）如图电路中，A1、A2是两个指示灯，L是自感系数很大的线圈，电阻R阻值较小，开关S1断开、S2闭合．现闭合S1，一段时间后电路稳定．下列说法中正确的是（）A．闭合S1，通过电阻R的电流先增大后减小B．闭合S1，A l亮后逐渐变暗C．闭合S1，A2逐渐变亮，然后亮度不变D．断开电路时，为保护负载，应先断开S2，再断开S1解：A、闭合开关S1的瞬间，由于线圈中自感电动势的阻碍，通过电阻R的电流慢慢增加．故A错误．B、闭合开关S1，虽因存在自感作用，但通过R的电流逐渐增加，干路电流逐渐增加，通过A l逐渐变亮．故B错误．C、当闭合S1，线圈对电流的阻碍渐渐变小，导致A2逐渐变暗，故C错误；D、断开电路时，为保护负载，由于线圈L产生自感电动势，应先断开S2，再断开S1．故D正确，故选：D．9．（2013•扬州模拟）如图所示，电源的电动势为E、内阻为r，L1、L2为两个相同的灯泡，线圈L的直流电阻不计，与灯泡L1连接的是一只理想二极管D．下列说法中正确的是（）A．闭合开关S稳定后L1、L2亮度相同B．断开S的瞬间，L2会逐渐熄灭C．断开S的瞬间，L1中电流方向向左D．断开S的瞬间，a点的电势比b点高解：A、闭合开关S稳定后，因线圈L的直流电阻不计，所以L1与二极管被短路，导致灯泡L1不亮，而L2将更亮，因此L1、L2亮度度不同，故A错误；B、断开S的瞬间，L2会立刻熄灭，故B错误；C、断开S的瞬间，线圈L与灯泡L1及二极管构成回路，因线圈产生感应电动势，a端的电势高于b端，所以回路中没有电流，故C错误，D正确；故选：D10．（2009•肇庆一模）下列关于日光灯电路的接法中，正确的是（）A．B．C．D．解：启辉器是一个自动开关，开始时闭合，然后迅速断开，整流器线圈中产生瞬时高电压，点燃灯管；故启辉器与灯管并联后与整流器串流，故AD错误，BC正确；故选BC．二．解答题（共4小题）11．（2014惠州模拟）如图所示，间距为L的光滑M、N金属轨道水平放置，ab是电阻为R0的金属棒，此棒可紧贴平行导轨滑动．导轨右侧连接一水平放置的平行板电容器，板间距为d，板长也为L，导轨左侧接阻值为R的定值电阻，其它电阻忽略不计．轨道处的磁场方向垂直轨道平面向下，电容器处的磁场垂直纸面向里，磁感应强度均为B．当ab 以速度v0向右匀速运动时，一带电量大小为q的粒子以某一速度从紧贴A板左侧平行于A板进入电容器内，恰好做匀速圆周运动，并从C板右侧边缘离开．试求：（1）AC两板间的电压U；（2）带电粒子的质量m；（3）带电粒子的速度大小v．解：（1）棒ab向右运动时产生的电动势为：E=BLv0AC间的电压即为电阻R的分压，由分压关系可得：（或：，U=IR）解得：（2）带电粒子在AC板间电磁场中做匀速圆周运动，则重力与电场力平衡，则有：解得：（3）粒子由牛顿第二定律可得：粒子运动轨迹如图所示，由几何关系可得：L2+（r﹣d）2=r2解得：v=答：（1）AC两板间的电压U为；（2）带电粒子的质量m为；（3）带电粒子的速度大小v为．12．（2014•南通三模）如图甲所示，单匝矩形闭合导线框αbed处于匀强磁场中，线框电阻为R，αb、αd的边长分别为L l、L2；磁感应强度B的大小随时间变化的规律如图乙所示．（1）求0～2t0时间内，回路中电流I1的大小和方向；（2）求t0时刻ab边受到的安培力大小F；（3）在2t0时刻后线框绕cd边以角速度ω匀速转动，计算线框中感应电流的有效值I2，并求线框从中性面开始转过90°的过程中，通过导线横截面的电量q．解：（1）在0到2t0时间内，回路中的感应电动势：E1=；由图乙可知，；由闭合电路欧姆定律，则有：电流大小I1=；解得：；由楞次定律，可知，在0到2t0时间内，回路中的电流方向逆时针；（2）安培力的大小F=BI1L1；t0时刻的磁场为B=；那么安培力的大小为，F=；（3）线框匀速转动时，产生正弦交流电，感应电动势的最大值E2m=B0L1L2ω；感应电动势的有效值E2=；感应电流的有效值I2==；平均感应电流；通过导线横截面的电量q=；解得：答：（1）0～2t0时间内，回路中电流I1的大小和方向为逆时针；（2）t0时刻ab边受到的安培力大小F=（3）线框中感应电流的有效值I2=．；；线框从中性面开始转过90°的过程中，通过导线横截面的电量：， 13．（2014•潮州二模）如图 A 所示，一能承受最大拉力为 16N 的轻绳吊一质量为 m=0.8k g 边长为 L= m 正方形线圈 ABCD ，已知线圈总电阻为 R=0.5Ω，在线圈上半部分布着垂直于线圈平面向里，大小随时间变化的磁场，如图 B 所示， 已知 t 0 时刻轻绳刚好被拉断，g=10m/s 2求：（1）在轻绳被拉断前线圈感应电动势大小及感应电流的方向；（2）t=0 时 AB 边受到的安培力的大小；（3）t 0 的大小．解：（1）由法拉第电磁感应定律，则有：E= = ，代入数据，解得：E==1V ；根据楞次定律可知，感应电流的方向：逆时针方向；（2）根据闭合电路欧姆定律，则有：I= ； 而 AB 受到的安培力大小为：F=BIL=1×2×N=2 N ； （3）当轻绳刚好被拉断，对其受力分析，如图所示，则有：2Fcos45°+mg=T解得：F=4 N ； 而安培力 F ﹣BIL ，可得：B=； 再根据图象可得：t 0=1s ；答：（1）在轻绳被拉断前线圈感应电动势大小 1V 及感应电流的方向逆时针；（2）t=0 时 AB 边受到的安培力的大小 2 N ；（3）t 0 的大小 1s ．14．（2014•福州二模）如图所示，正方形单匝均匀线框 a bcd ，边长 L=0.4m ，每边电阻相等，总电阻 R=0.5Ω． 一根足 够长的绝缘轻质细线跨过两个轻质光滑定滑轮，一端连接正方形线框，另一端连接 绝缘物体 P ，物体 P 放在一个光滑 的足够长的固定斜面上，斜面倾角 θ=30°，斜面上方的 细线与斜面平行．在正方形线框正下方有一有界的勻强磁场， 上边界 I 和下边界 II 都水平，两边界之间距离也是 L=0.4m ．磁场方向水平，垂直纸面向里，磁感应强度大小 B=0.5T ． 现 让正方形线框的 cd 边距上边界 I 的正上方高度 h=0.9m 的位置由静止释放，且线框在 运动过程中始终与磁场垂直，cd 边始终保持水平，物体 P 始终在斜面上运动，线框刚好能 以 v=3m/s 的速度进入勻强磁场并匀速通过匀强磁场区域．释 放前细线绷紧，重力加速度 g=10m/s 2，不计空气阻力．（1）线框的 cd 边在匀强磁场中运动的过程中，c 、d 间的电压是多大？（2）线框的质量 m 1 和物体 P 的质量 m 2 分别是多大？（3）在 cd 边刚进入磁场时，给线框施加一个竖直向下的拉力 F 使线框以进入磁场前 的加速度匀加速通过磁场区域，在此过程中，力 F 做功w=0.23J ，求正方形线框 cd 边产生的焦耳热是多少？【解答】解：（1）正方形线框匀速通过匀强磁场区域的过程中，设 c d 边上的感应电动势为 E ，线框中的电流强度为 I ， c 、d 间的电压为 U cd ，则E=BLv由欧姆定律，得 解得 U cd =0.45V（2）正方形线框匀速通过磁场区域的过程中，设受到的安培力为 F ，细线上的张力为 T ，则F=BIL T=m 2gsin θ m 1g=T+F正方形线框在进入磁场之前的运动过程中，根据能量守恒，则解得 m 1=0.032kg ，m 2=0.016kg（3）因为线框在磁场中运动的加速度与进入前的加速度相同（只受重力） 所以在通过磁场区域的过程中，线框和物体 P 的总机械能保持不变，故力 F 做功 W 等于整个线框中产生的焦耳热 Q ，即 W=Q 设线框 cd 边产生的焦耳热为 Q cd ，根据 Q=I 2Rt 得 解得 Q cd =0.0575J。

高中物理电磁感应练习题及答案一、选择题1、在电磁感应现象中，下列说法正确的是：A.感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化B.感应电流的磁场方向总是与原磁场的方向相反C.感应电流的磁场方向总是与原磁场的方向相同D.感应电流的磁场方向与原磁场方向无关答案：A.感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化。

2、一导体在匀强磁场中匀速切割磁感线运动，产生感应电流。

下列哪个选项中的物理量与感应电流大小无关？A.磁感应强度B.导体切割磁感线的速度C.导体切割磁感线的长度D.导体切割磁感线的角度答案：D.导体切割磁感线的角度。

二、填空题3、在电磁感应现象中，当磁通量增大时，感应电流的磁场方向与原磁场方向_ _ _ _ ；当磁通量减小时，感应电流的磁场方向与原磁场方向 _ _ _ _。

答案：相反；相同。

31、一根导体在匀强磁场中以速度v运动，切割磁感线，产生感应电动势。

如果只增大速度v，其他条件不变，则产生的感应电动势将_ _ _ _ ；如果保持速度v不变，只减小磁感应强度B，其他条件不变，则产生的感应电动势将 _ _ _ _。

答案：增大；减小。

三、解答题5、在电磁感应现象中，有一闭合电路，置于匀强磁场中，接上电源后有电流通过，现将回路断开，换用另一电源重新接上，欲使产生的感应电动势增大一倍，应采取的措施是（）A.将回路绕原路转过90°B.使回路长度变为原来的2倍C.使原电源的电动势增大一倍D.使原电源的电动势和回路长度都增大一倍。

答案：A.将回路绕原路转过90°。

法拉第电磁感应定律是电磁学中的重要规律之一，它描述了变化的磁场产生电场，或者变化的电场产生磁场的现象。

这个定律是法拉第在1831年发现的，它为我们打开了一个全新的领域——电磁学，也为我们的科技发展提供了强大的理论支持。

在高中物理中，法拉第电磁感应定律主要通过实验和理论推导来展示，让学生们能够更直观地理解这个重要的规律。

高中的学生们已经对电场和磁场的基本概念有了一定的了解，他们已经掌握了电场线和磁场线的概念，以及安培定则等基本知识。

四. 知识要点：第一单元电磁感应现象楞次定律〔一〕电磁感应现象1. 产生感应电流的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化.2. 磁通量的计算〔1〕公式Φ=BS此式的适用条件是：①匀强磁场；②磁感线与平面垂直。

〔2〕如果磁感线与平面不垂直，上式中的S为平面在垂直于磁感线方向上的投影面积.即其中θ为磁场与面积之间的夹角，我们称之为"有效面积〞或"正对面积〞。

〔3〕磁通量的方向性：磁通量正向穿过*平面和反向穿过该平面时，磁通量的正负关系不同。

求合磁通时应注意相反方向抵消以后所剩余的磁通量。

〔4〕磁通量的变化：可能是B发生变化而引起，也可能是S发生变化而引起，还有可能是B和S同时发生变化而引起的，在确定磁通量的变化时应注意。

3. 感应电动势的产生条件：无论电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，这局部电路就会产生感应电动势。

这局部电路或导体相当于电源。

〔二〕感应电流的方向1. 右手定则当闭合电路的局部导体切割磁感线时，产生的感应电流的方向可以用右手定则来进展判断。

右手定则：伸开右手，使大拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面，让磁感线垂直穿入手心，大拇指指向导体运动方向，则伸直四指指向即为感应电流的方向。

说明：伸直四指指向还有另外的一些说法：①感应电动势的方向；②导体的高电势处。

2. 楞次定律〔1〕容感应电流具有这样的方向：就是感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

注意：①"阻碍〞不是"相反〞，原磁通量增大时，感应电流的磁场与原磁通量相反，"对抗〞其增加；原磁通量减小时，感应电流的磁场与原磁通量一样，"补偿〞其减小，即"增反减同〞。

②"阻碍〞也不是阻止，电路中的磁通量还是变化的，阻碍只是延缓其变化。

③楞次定律的实质是"能量转化和守恒〞，感应电流的磁场阻碍过程，使机械能减少，转化为电能。

〔2〕应用楞次定律判断感应电流的步骤：①确定原磁场的方向。

法拉第电磁感应定律 基础练习学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．将多匝线圈置于磁感应强度大小随时间变化的磁场中，关于线圈中产生的感应电动势，下列说法正确的是（ ）A ．感应电动势与线圈的匝数无关B ．通过线圈的磁通量越大，感应电动势越大C ．通过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大D ．通过线圈的磁通量为0，感应电动势一定也为02．下列关于电磁感应说法正确的是（ ）A ．只要磁通量发生变化，就会产生感应电流B ．穿过闭合回路磁通量最大时，感应电流也一定最大C ．穿过闭合回路磁通量为零时，感应电流也为零D ．感应电流激发的磁场总是阻碍线圈中磁通量的变化3．如图所示，导体直导轨OM 和PN 平行且OM 与x 轴重合，两导轨间距为d ，两导轨间垂直纸面向里的匀强磁场沿y 轴方向的宽度按sin 2y d x d π=的规律分布，两金属圆环固定在同一绝缘平面内，外圆环与两导轨接触良好，与两导轨接触良好的导体棒从OP 开始始终垂直导轨沿x 轴正方向以速度v 做匀速运动，规定内圆环a 端电势高于b 端时，a 、b 间的电压u ab 为正，下列u ab -x 图像可能正确的是（ ）A ．B．C．D．4．如图所示，导体棒ab沿水平面内的光滑导线框向右做匀速运动，速度v=6.0m/s．线框宽度L=0.3m，处于垂直纸面向下的匀强磁场中，磁感应强度B=0.1T．则感应电动势E的大小为A．0.18V B．0.20 V C．0.30V D．0.40V5．如图所示，xOy坐标系第一象限有垂直纸面向外的匀强磁场，第三象限有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，第二、四象限内没有磁场．一个围成四分之一圆弧形的导体环Oab，其圆心在原点O，开始时导体环在第四象限，从t＝0时刻起绕O点在xOy坐标平面内逆时针匀速转动．若以逆时针方向的电流为正，下列表示环内感应电流i随时间t变化的图象中，正确的是()A．B．C．D．6．关于电场和磁场的有关问题，下列说法中正确的是（）A．电场是电荷周围空间实际存在的物质B．由FEq=可知，电场中某点的场强E与q成反比，与F成正比C．导体切割磁感线产生的电动势为E=BLvD．根据公式FBIL=可知，通电导线受磁场力为零的地方磁感应强度一定为零7．如图所示的情况中，金属导体中产生的感应电动势为Blv的是（）A．丙和丁B．甲、乙、丁C．甲、乙、丙、丁D．只有乙二、多选题8．如图甲所示，水平放置的平行金属导轨连接一个平行板电容器C和电阻R，导体棒MN放在导轨上且接触良好，整个装置放于垂直导轨平面的磁场中，磁感应强度B的变化情况如图乙所示（图示磁感应强度方向为正），MN始终保持静止，则20t-时间内（）A．流过电阻R的电流方向始终没变B．电容器C的a板一直带正电C．1t时刻电容器C的带电量为零D．MN所受安培力的方向始终没变9．半径分别为r和2r的同心半圆光滑导轨MN、PQ固定在同一水平面内，一长为r、电阻为2R、质量为m且质量分布均匀的导体棒AB置于半圆轨道上面，BA的延长线通过导轨的圆心O，装置的俯视图如图所示．整个装置位于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中．在N、Q之间接有一阻值为R的电阻．导体棒AB在水平外力作用下，以角速度ω绕O顺时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触．设导体棒与导轨间的动摩擦因数为μ，导轨电阻不计，重力加速度为g，则下列说正确的是( )A．导体棒AB两端的电压为34Brω2B．电阻R中的电流方向从Q到N，大小为2 2 Br RωC．外力的功率大小为24234B rRω＋32μmgrωD．若导棒不动要产生同方向的感应电流，可使竖直向下的磁感应强度增加，且变化得越来越慢10．下列关于物理学家的贡献，说法正确的是（）A．法拉第最早发现了电流的磁效应，并提出电磁感应定律B．库仑通过实验提出库仑定律，并在实验室测出静电常量kC．美国物理学家密立根发明的回旋加速器能在实验室中产生大量的高能粒子D．牛顿用“月—地检验”证实了万有引力定律的正确性11．在水平光滑绝缘桌面上有一边长为l的正方形线框ABCD，被限制在沿AB方向的水平直轨道自由滑动．BC边右侧有一直角三角形匀强磁场区域Efg，直角边Ef等于l，边gE小于l，Ef边平行AB边，磁场方向竖直向下，其俯视图如图所示，线框在水平拉力F作用下向右匀速穿过磁场区，若图示位置为t =0时刻，设逆时针方向为电流的正方向，水平向右的拉力为正．则感应电流i－t和F－t图象正确的是（时间单位为l/v，A、B、C图象为线段，D为抛物线)A．B．C．D．12．闭合线圈中感应电流大小与穿过线圈的磁通量之间的关系的下列说法，可能的是（）A．穿过线圈的磁通量很大而感应电流为零B．穿过线圈的磁通量很小而感应电流很大C．穿过线圈的磁通量变化而感应电流不变D．穿过线圈的磁通量变化而感应电流为零三、解答题13．如图（俯视图），虚线右侧有竖直向下的磁感应强度为B=0.5T的匀强磁场，边长为L=0.4m，质量为m=0.5kg的正方形导线框起初静止在光滑水平地面上．从t=0时刻起，用水平恒力F向右拉线框从图示位置开始运动，此后线框运动的v-t图像如右图所示．求：（1）恒力F的大小；（2）线框进入磁场过程中感应电流的大小；（3）线框进入磁场过程中线框产生的热量．14．如图所示，光滑平行导轨置于磁感应强度B=0.1T的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨所在平面。

法拉第电磁感应定律练习(含答案)A。

穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大；C。

穿过线圈的磁通量变化越大，感应电动势越大；D。

线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势越大。

改写：根据法拉第电磁感应定律，当磁通量穿过线圈越大时，感应电动势也越大；当穿过线圈的磁通量变化越大时，感应电动势也越大；线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势也越大。

3、如图所示，在一匀强磁场中有一U形导线框abcd，线框处于水平面内，磁场与线框平面垂直，R为一电阻，ef为垂直于ab的一根导体杆，它可以在ab、cd上无摩擦地滑动．杆ef及线框中导线的电阻都可不计．开始时，给ef一个向右的初速度，则ef将往返运动。

改写：在一匀强磁场中，有一U形导线框abcd，线框位于水平面内，磁场与线框平面垂直。

R是一个电阻，ef是一根垂直于ab的导体杆，它可以在ab、cd上无摩擦地滑动。

忽略杆ef和线框中导线的电阻。

当给ef一个向右的初速度时，ef 将开始往返运动。

4、如图(a)、(b)所示的电路中，电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，且小于灯A的电阻，接通S，使电路达到稳定，灯泡A发光，则在电路(a)中，断开S后，A将逐渐变暗。

改写：在图(a)、(b)所示的电路中，电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，且小于灯A的电阻。

接通S，使电路达到稳定，灯泡A发光。

当断开S后，在电路(a)中，灯A将逐渐变暗。

5、如图8中，闭合矩形线框abcd位于磁感应强度为B的匀强磁中，ab边位于磁场边缘，线框平面与磁场垂直，ab边和bc边分别用L1和L2.若把线框沿v的方向匀速拉出磁场所用时间为△t，则通过框导线截面的电量是b。

改写：在图8中，闭合矩形线框abcd位于磁感应强度为B的匀强磁场中，其中ab边位于磁场边缘，线框平面与磁场垂直，ab边和bc边分别用L1和L2表示。

若把线框沿v的方向匀速拉出磁场所用时间为△t，则通过框导线截面的电量是b。

3Ω。

金属棒以匀速v=2m/s向右滑动，垂直于框架和磁场。

法拉第电磁感应定律习题复习题及答案一、高中物理解题方法：法拉第电磁感应定律1．如图甲所示，一个电阻值为R，匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路。

线圈的半径为r1。

在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图乙所示，图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0。

导线的电阻不计，求0至t1时间内(1)通过电阻R1上的电流大小及方向。

(2)通过电阻R1上的电荷量q。

【答案】(1)2023n B rRtπ电流由b向a通过R1(2)20213n B r tRtπ【解析】【详解】(1)由法拉第电磁感应定律得感应电动势为22022n B rBE n n rt t tππ∆Φ∆===∆∆由闭合电路的欧姆定律，得通过R1的电流大小为20233n B rEIR Rtπ==由楞次定律知该电流由b向a通过R1。

(2)由qIt=得在0至t1时间内通过R1的电量为:202113n B r tq ItRtπ==2．两间距为L=1m的平行直导轨与水平面间的夹角为θ=37° ,导轨处在垂直导轨平面向下、磁感应强度大小B=2T的匀强磁场中.金属棒P垂直地放在导轨上，且通过质量不计的绝缘细绳跨过如图所示的定滑轮悬吊一重物（重物的质量m0未知），将重物由静止释放，经过一段时间，将另一根完全相同的金属棒Q垂直放在导轨上，重物立即向下做匀速直线运动，金属棒Q恰好处于静止状态.己知两金属棒的质量均为m=lkg、电阻均为R=lΩ，假设重物始终没有落在水平面上，且金属棒与导轨接触良好，一切摩擦均可忽略，重力加速度g=l0m/s2，sin 37°=0.6，cos37°=0.8.求：（1）金属棒Q放上后，金属棒户的速度v的大小；（2）金属棒Q放上导轨之前，重物下降的加速度a的大小（结果保留两位有效数字）；（3）若平行直导轨足够长，金属棒Q放上后，重物每下降h=lm时，Q棒产生的焦耳热.【答案】（1）3m/s v = （2）22.7m/s a = （3）3J 【解析】 【详解】(1)金属棒Q 恰好处于静止时sin mg BIL θ=由电路分析可知E BLv = ,2E I R= , 代入数据得，3m/s v =（2）P 棒做匀速直线运动时，0sin m g BIL mg θ=+， 金属棒Q 放上导轨之前，由牛顿第二定律可得00sin ()m g mg m m a θ-=+代入数据得，22.7m/s a =（3）根据能量守恒可得，0sin m gh mgh Q θ=+总 由于两个金属棒电阻串联，均为R ，可知 Q 棒产生的焦耳热为3J 2Q Q ==总3．如图甲所示,两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距为L 1=1m,导轨平面与水平面成θ=30°角，上端连接阻值R =1.5Ω的电阻，质量为m =0.2Kg 、阻值r=0.5Ω的金属棒放在两导轨上,距离导轨最上端为L 2=4m,棒与导轨垂直并保持良好接触．整个装置处于一匀强磁场中,该匀强磁场方向与导轨平面垂直,磁感应强度大小随时间变化的情况如图乙所示．为保持ab 棒静止,在棒上施加了一平行于导轨平面的外力F ，g =10m/s 2求：（1）当t =1s 时,棒受到安培力F 安的大小和方向; （2）当t =1s 时,棒受到外力F 的大小和方向;（3）4s 后,撤去外力F ，金属棒将由静止开始下滑,这时用电压传感器将R 两端的电压即时采集并输入计算机,在显示器显示的电压达到某一恒定值后,记下该时刻棒的位置，测出该位置与棒初始位置相距2m,求棒下滑该距离过程中通过金属棒横截面的电荷量q.【答案】（1）0.5N ；方向沿斜面向上（2）0.5N ，方向沿斜面向上（3）1.5C 【解析】 【分析】 【详解】（1）0-3s 内，由法拉第电磁感应定律得：122V BE L L t t∆Φ∆===∆∆ T =1s 时，F 安=BIL 1=0.5N 方向沿斜面向上（2）对ab 棒受力分析，设F 沿斜面向下，由平衡条件： F +mg sin30° -F 安=0 F =-0.5N外力F 大小为0.5N ．方向沿斜面向上 （3）q =It ,EI R r =+；E t∆Φ=∆； 1∆Φ=BL S 联立解得1 1.512C 1.5C 1.50.5BL S q R r ⨯⨯===++4．如图所示，质量为2m 的 U 形线框ABCD 下边长度为L ，电阻为R ，其它部分电阻不计，其内侧有质量为m ，电阻为R 的导体棒PQ ，PQ 与线框相接触良好，可在线框内上下滑动．整个装置竖直放置，其下方有垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度为B ．将整个装置从静止释放，在下落过程线框底边始终水平．当线框底边进入磁场时恰好做匀速运动，此时导体棒PQ 与线框间的滑动摩擦力为．经过一段时间，导体棒PQ 恰好到达磁场上边界，但未进入磁场，PQ 运动的距离是线框在磁场中运动距离的两倍．不计空气阻力，重力加速度为g ．求：（1）线框刚进入磁场时，BC 两端的电势差； （2）导体棒PQ 到达磁场上边界时速度大小；（3）导体棒PQ 到达磁场上边界前的过程线框中产生的焦耳热．【答案】（1）52mgR BL （2）2215mgR B L （3）32244125m g R B L【解析】试题分析：（1）线框刚进入磁场时是做匀速运动．由平衡知识可列：122mg mg BIL +=52BC mgRU IR BL==（2）设导体棒到达磁场上边界速度为，线框底边进入磁场时的速度为；导体棒相对于线框的距离为，线框在磁场中下降的距离为．52mgRIR BLε==联解上述方程式得：2215PQ mgRB L υ=（3）线框下降的时间与导体棒下滑的时间相等联解上述方程式得：32244125m g R Q B L= 考点：法拉第电磁感应定律；物体的平衡.5．如图甲所示为发电机的简化模型，固定于绝缘水平桌面上的金属导轨，处在方向竖直向下的匀强磁场中，导体棒ab 在水平向右的拉力F 作用下，以水平速度v 沿金属导轨向右做匀速直线运动，导体棒ab 始终与金属导轨形成闭合回路．已知导体棒ab 的长度恰好等于平行导轨间距l ，磁场的磁感应强度大小为B ，忽略摩擦阻力．(1)求导体棒ab 运动过程中产生的感应电动势E 和感应电流I ；(2)从微观角度看，导体棒切割磁感线产生感应电动势是由于导体内部的自由电荷受到沿棒方向的洛伦兹力做功而产生的．如图乙(甲图中导体棒ab )所示，为了方便，可认为导体棒ab 中的自由电荷为正电荷，每个自由电荷的电荷量为q ，设导体棒ab 中总共有N 个自由电荷．a.求自由电荷沿导体棒定向移动的速率u ；b.请分别从宏观和微观两个角度，推导非静电力做功的功率等于拉力做功的功率． 【答案】(1) Blv F Bl(2) F NqB 宏观角度【解析】(1)根据法拉第电磁感应定律，感应电动势E Blv = 导体棒水平向右匀速运动，受力平衡，则有F BIl F ==安 联立解得：FI Bl=(2)a 如图所示：每个自由电荷沿导体棒定向移动，都会受到水平向左的洛伦兹力1f quB = 所有自由电荷所受水平向左的洛伦兹力的合力宏观表现为安培力F 安 则有：1F Nf NquB F ===安 解得：F u NqB=B, 宏观角度：非静电力对导体棒ab 中所有自由电荷做功的功率等于感应电源的电功率，则有：P P EI Fv ===非电 拉力做功的功率为：P Fv =拉因此P P =非拉， 即非静电力做功的功率等于拉力做功的功率； 微观角度：如图所示：对于一个自由电荷q ，非静电力为沿棒方向所受洛伦兹力2f qvB = 非静电力对导体棒ab 中所有自由电荷做功的功率2P Nf u 非= 将u 和2f 代入得非静电力做功的功率P Fv =非拉力做功的功率P Fv =拉因此P P =非拉 即非静电力做功的功率等于拉力做功的功率.6．如图甲所示，一水平放置的线圈，匝数n=100匝，横截面积S=0.2m 2，电阻r=1Ω，线圈处于水平向左的均匀变化的磁场中，磁感应强度B 1随时间t 变化关系如图乙所示。

典型例例1： 关于感应电动势，下列说法正确的是（ ） A ．穿过回路的磁通量越大，回路中的感应电动势就越大 B ．穿过回路的磁通量变化量越大，回路中的感应电动势就越大 C ．穿过回路的磁通量变化率越大，回路中的感应电动势就越大D ．单位时间内穿过回路的磁通量变化量越大，回路中的感应电动势就越大 【解析】感应电动势E 的大小与磁通量变化率t∆∆φ成正比，与磁通量φ、磁通量变化量φ∆无直接联系。

A 选项中磁通量φ很大时，磁通量变化率t∆∆φ可能很小，这样感应电动势E 就会很小，故A 错。

B 选项中φ∆很大时，若经历时间很长，磁通量变化率t∆∆φ仍然会很小，感应电动势E 就很小，故B 错。

D 选项中单位时间内穿过回路的磁通量变化量即磁通量变化率t∆∆φ，它越大感应电动势E 就越大，故D 对。

答案：CD【总结】感应电动势的有无由磁通量变化量φ∆决定，φ∆≠0是回路中存在感应电动势的前提，感应电动势的大小由磁通量变化率t ∆∆φ决定，t∆∆φ越大，回路中的感应电动势越大，与φ、φ∆无关。

例2：一个面积S=4×10-2m 2，匝数N=100的线圈，放在匀强磁场中，磁场方向垂直线圈平面，磁场的磁感应强度B 随时间变化规律为△B /△t=2T/s ，则穿过线圈的磁通量变化率t∆∆φ为 Wb/s ，线圈中产生的感应电动势E= V 。

【解析】根据磁通量变化率的定义得t∆∆φ= S △B /△t=4×10-2×2 Wb/s=8×10-2Wb/s 由E=N △φ/△t 得E=100×8×10-2V=8V 答案：8×10-2；8【总结】计算磁通量φ=BScos θ、磁通量变化量△φ=φ2-φ1、磁通量变化率△φ/△t 时不用考虑匝数N ，但在求感应电动势时必须考虑匝数N ，即E=N △φ/△t 。

同样，求安培力时也要考虑匝数N ，即F=NBIL ，因为通电导线越多，它们在磁场中所受安培力就越大，所以安培力也与匝数N 有关。

一、法拉第电磁感应定律1．如图所示，条形磁场组方向水平向里，磁场边界与地面平行，磁场区域宽度为L＝0.1 m，磁场间距为2L，一正方形金属线框质量为m＝0.1 kg，边长也为L，总电阻为R＝0.02 Ω.现将金属线框置于磁场区域1上方某一高度h处自由释放，线框在经过磁场区域时bc边始终与磁场边界平行．当h＝2L时，bc边进入磁场时金属线框刚好能做匀速运动．不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2.（1）求磁感应强度B的大小；（2）若h>2L，磁场不变，金属线框bc边每次出磁场时都刚好做匀速运动，求此情形中金属线框释放的高度h；（3）求在(2)情形中，金属线框经过前n个磁场区域过程中线框中产生的总焦耳热．【答案】（1）1 T （2）0.3 m（3）0.3n J【解析】【详解】(1)当h=2L时，bc进入磁场时线框的速度===v gh gL222m/s此时金属框刚好做匀速运动，则有：mg=BIL又E BLv==IR R联立解得1mgR=BL v代入数据得：1TB=(2)当h＞2L时，bc边第一次进入磁场时金属线框的速度022v gh gL =>即有0mg BI L <又已知金属框bc 边每次出磁场时都刚好做匀速运动，经过的位移为L ，设此时线框的速度为v′，则有'222v v gL =+解得：6m /s v '=根据题意可知，为保证金属框bc 边每次出磁场时都刚好做匀速运动，则应有2v v gh '==即有0.3m h =(3)设金属线框在每次经过一个条形磁场过程中产生的热量为Q 0，则根据能量守恒有：'2211(2)22mv mg L mv Q +=+ 代入解得：00.3J Q =则经过前n 个磁场区域时线框上产生的总的焦耳热Q =nQ 0=0.3n J 。

2．如图甲所示，一个圆形线圈的匝数n ＝100，线圈面积S ＝200cm 2，线圈的电阻r ＝1Ω，线圈外接一个阻值R ＝4Ω的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示。

姓名：_______________班级：_______________考号：_______________题号一、选择题二、填空题三、计算题四、多项选择总分得分一、选择题（每空？分，共？分）1、彼此绝缘、相互垂直的两根通电直导线与闭合线圈共面，下图中穿过线圈的磁通量可能为零的是2、伟大的物理学家法拉第是电磁学的奠基人，在化学、电化学、电磁学等领域都做出过杰出贡献，下列陈述中不符合历史事实的是（）A．法拉第首先引入“场”的概念来研究电和磁的现象B．法拉第首先引入电场线和磁感线来描述电场和磁场C．法拉第首先发现了电流的磁效应现象D．法拉第首先发现电磁感应现象并给出了电磁感应定律3、如图所示，两个同心放置的共面金属圆环a和b，一条形磁铁穿过圆心且与环面垂直，则穿过两环的磁通量Φa和Φb大小关系为：A.Φa＞ΦbB.Φa＜ΦbC.Φa＝ΦbD.无法比较4、关于感应电动势大小的下列说法中，正确的是（）A．线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大评卷人得分B．线圈中磁通量越大，产生的感应电动势一定越大C．线圈放在磁感强度越强的地方，产生的感应电动势一定越大D．线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势越大5、对于法拉第电磁感应定律，下面理解正确的是A．穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大B．穿过线圈的磁通量为零，感应电动势一定为零C．穿过线圈的磁通量变化越大，感应电动势越大D．穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大6、如图所示，均匀的金属长方形线框从匀强磁场中以匀速V拉出，它的两边固定有带金属滑轮的导电机构，金属框向右运动时能总是与两边良好接触，一理想电压表跨接在PQ两导电机构上，当金属框向右匀速拉出的过程中，电压表的读数：（金属框的长为a，宽为b，磁感应强度为B）A．恒定不变，读数为BbV B．恒定不变，读数为BaVC．读数变大 D．读数变小7、如图所示，平行于y轴的导体棒以速度v向右匀速直线运动，经过半径为R、磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域，导体棒中的感应电动势ε与导体棒位置x关系的图像是8、如图所示，一个高度为L的矩形线框无初速地从高处落下，设线框下落过程中，下边保持水平向下平动。

电磁感应练习题及解答电磁感应练习题及解答电磁感应是物理学中的一个重要概念，涉及到电磁场的变化过程中电场和磁场相互作用产生的现象。

它在日常生活和科学研究中都有广泛的应用。

下面是一些电磁感应练习题及解答，供大家进行练习。

1. 一根长导线以速度v从北向南方向通过均匀磁场B，该导线的两端分别连接一个电阻为R的电灯泡。

求当导线通过磁场过程中，电灯泡亮起的时间。

解答：根据法拉第电磁感应定律，导线通过磁场时产生感应电动势，导致电流流过电灯泡。

所以，在导线通过磁场期间，电灯泡会一直亮起。

因此，电灯泡亮起的时间等于导线通过磁场的时间。

2. 一个长方形线圈的边长为a和b，放置在匀强磁场B中，使得长方形线圈的法线与磁场方向垂直。

求长方形线圈在匀强磁场中的磁通量。

解答：根据法拉第电磁感应定律，在匀强磁场中，线圈的磁通量可以通过以下公式计算：Φ = B * A * cosθ，其中B表示磁场强度，A表示线圈的面积，θ表示磁场方向与线圈法线方向之间的夹角。

由于线圈的法线与磁场方向垂直，θ为0，所以磁通量Φ = B * A。

3. 在一个闭合导线中有一个直径为d的圆环，该圆环的电阻为R。

当一个恒定的磁场B垂直于圆环平面时，求圆环上感应的电动势。

解答：根据法拉第电磁感应定律，当磁场的变化导致一个闭合回路中的磁通量发生改变时，会在回路中产生感应电动势。

在这个问题中，磁场是恒定的，所以不会产生感应电动势。

4. 一个导线带有电流I，在该导线旁边有另一条导线，它们平行。

第二条导线的长度为L，并且距离第一条导线的距离为d。

求第二条导线中感应的电动势。

解答：当电流从第一条导线中流过时，会在周围产生磁场。

第二条导线因为位于磁场中，所以会感受到这个磁场产生的磁通量的改变。

根据法拉第电磁感应定律，第二条导线中的感应电动势可以通过以下公式计算：ε = -dΦ/dt，其中Φ表示磁通量的变化率。

在这个问题中，需要计算第二条导线中的磁通量的变化率，并由此得出感应电动势。

法拉第电磁感应定律应用练习题一、选择题1、穿过一个单匝闭合线圈的磁通量始终为每秒均匀增加 2Wb，则（）A 线圈中感应电动势每秒增加 2VB 线圈中感应电动势每秒减少 2VC 线圈中感应电动势始终为 2VD 线圈中感应电动势始终为一个确定值，但不一定是 2V答案：C解析：根据法拉第电磁感应定律$E ＝ n\frac{＼Delta ＼Phi}｛＼Delta t}＄，其中$n$为线圈匝数，＄＼Delta ＼Phi$为磁通量变化量，＄＼Delta t$为时间变化量。

因为是单匝线圈，所以$n ＝ 1$，磁通量均匀增加 2Wb 每秒，所以感应电动势$E ＝ 1×＼frac{2Wb}｛1s} ＝ 2V$，且保持不变。

2、一个面积为 S 的矩形线圈在匀强磁场中以一边为轴匀速转动，磁场方向与轴垂直。

若线圈中感应电动势的最大值为$E_{m}＄，线圈转动的周期为 T，则该磁场的磁感应强度大小为（）A ＄＼frac{E_{m}｝｛2\pi S}＄B ＄＼frac{E_{m}｝｛2\pi S}T$C ＄＼frac{2\pi E_{m}｝｛S}＄D ＄＼frac{2\pi E_{m}｝｛S}T$答案：B解析：线圈转动产生的感应电动势的最大值$E_{m} ＝nBSω$，其中$ω ＝＼frac{2\pi}｛T}＄。

因为是单匝线圈，所以$n ＝ 1$，又因为$E_{m} ＝ BS\frac{2\pi}｛T}＄，所以$B ＝＼frac{E_{m}T}｛2\pi S}＄。

3、如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒ab 以水平初速度$v_{0}＄抛出，设在整个过程中，棒始终平动且不计空气阻力，则在金属棒运动过程中产生的感应电动势大小变化情况是（）A 越来越大B 越来越小C 保持不变D 无法判断答案：C解析：金属棒做平抛运动，水平方向速度不变，而竖直方向做自由落体运动，速度不断增大。

但由于磁场竖直向下，只有水平速度切割磁感线产生感应电动势，＄E ＝ BLv_{水平}＄，水平速度不变，磁感应强度 B 和有效长度 L 也不变，所以感应电动势保持不变。

法拉第电磁感应定律15、将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是（ ）A 、感应电动势的大小与线圈的匝数无关B 、穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大C 、穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大D 、感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同7．下列说法正确的是A ．当线圈中电流不变时，线圈中没有自感电动势B ．当线圈中电流反向时．线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相反C ．当线圈中电流增大时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反D ．当线圈中电流减小时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反【答案】AC【解析】由法拉第电磁感应定律可知，当线圈中电流不变时，不产生自感电动势，A 对；当线圈中电流反向时．相当于电流减小，线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相同，B 错；当线圈中电流增大时，自感电动势阻碍电流的增大，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反，C 对；当线圈中电流减小时，自感电动势阻碍电流的减小，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相同，D 错。

2、一矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直，先保持线框的面积不变，将磁感应强度在1 s 时间内均匀地增大到原来的两倍，接着保持增大后的磁感应强度不变，在1 s 时间内，再将线框的面积均匀地减小到原来的一半，先后两个过程中，线框中感应电动势的比值为（A ）12 （B ）1 （C ）2 （D ）4【答案】B【解析】由法拉第电磁感应定律：E t φ∆=∆，且BS φ∆=∆、B S φ∆=∆有1(2)BS B B S BS E t t t ∆-===，212()22B S S B S BS E t t t -∆===-。

大小相等。

选项B正确。

10．（16分）如图甲所示，在水平面上固定有长为L =2m 、宽为d =1m 的金属“U”型轨导，在“U”型导轨右侧l =0．5m 范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间变化规律如图乙所示．在t =0时刻，质量为m =0．1kg 的导体棒以v 0=1m/s 的初速度从导轨的左端开始向右运动，导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ=0．1，导轨与导体棒单位长度的电阻均为λ=0．1Ω/m ，不计导体棒与导轨之间的接触电阻及地球磁场的影响（取g =10m/s 2）．（1）通过计算分析4s 内导体棒的运动情况；（2）计算4s 内回路中电流的大小，并判断电流方向；(3)计算4s 内回路产生的焦耳热．10． (1) 导体棒在第1s 内在无磁场区域做匀减速运动，以后一直保持静止，离左端位置为0.5x m =;(2)前2s 磁通量不变，回路电动势和电流分别为0E =，0I =；后2s 回路产生的电流为0．2A ，电流方向是顺时针方向;(3)前2s 电流为零，后2s 有恒定电流，焦耳热为0．04J。

第八章 电磁感应一、简答题1、简述电磁感应定律答：当穿过闭合回路所围面积的磁通量发生变化时，不论这种变化是什么原因引起的，回路中都会建立起感应电动势，且此感应电动势等于磁通量对时间变化率的负值，即dtd i φε-=。

2、简述动生电动势和感生电动势答：由于回路所围面积的变化或面积取向变化而引起的感应电动势称为动生电动势。

由于磁感强度变化而引起的感应电动势称为感生电动势。

3、简述自感和互感答：某回路的自感在数值上等于回路中的电流为一个单位时，穿过此回路所围成面积的磁通量，即LI LI =Φ=Φ。

两个线圈的互感M M 值在数值上等于其中一个线圈中的电流为一单位时，穿过另一个线圈所围成面积的磁通量，即212121MI MI ==φφ或。

4、简述感应电场与静电场的区别？ 答：感生电场和静电场的区别5、写出麦克斯韦电磁场方程的积分形式。

答：⎰⎰==⋅svqdv ds D ρdS tB l E sL⋅∂∂-=⋅⎰⎰d0d =⋅⎰S S B dS t D j l H s l ⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+=⋅⎰⎰d6、简述产生动生电动势物理本质答：在磁场中导体作切割磁力线运动时，其自由电子受洛仑滋力的作用，从而在导体两端产生电势差7、 简述何谓楞次定律答：闭合的导线回路中所出现的感应电流，总是使它自己所激发的磁场反抗任何引发电磁感应的原因（反抗相对运动、磁场变化或线圈变形等）.这个规律就叫做楞次定律。

二、选择题1、有一圆形线圈在均匀磁场中做下列几种运动，那种情况在线圈中会产生感应电流 ( D )A 、线圈平面法线沿磁场方向平移B 、线圈平面法线沿垂直于磁场方向平移C 、线圈以自身的直径为轴转动，轴与磁场方向平行D 、线圈以自身的直径为轴转动，轴与磁场方向垂直2、对于位移电流，下列四种说法中哪一种说法是正确的 ( A ) A 、位移电流的实质是变化的电场 B 、位移电流和传导电流一样是定向运动的电荷 C 、位移电流服从传导电流遵循的所有规律 D 、位移电流的磁效应不服从安培环路定理3、下列概念正确的是 ( B )。

法拉第电磁感应定律10-1如图10-1所示，一半径a=0.10m,电阻7?=1.OX1O 3Q 的圆形导体回路置于均匀磁场中，磁场方向与回路面积的法向之间的夹角为TT /3,若磁场变化的规律为3（f ） = （3" +8/ + 5）X 10-4T求：（1） f=2s 时回路的感应电动势和感应电流；（2）最初2s 内通过回路截面的电量。

解：(1) <t>^B S^BScosO图 10-1a —3 ? x 10 -5t = 2s, & =—3.2x107, I =_=------ =—2x10—2 AR -负号表示与方向与确定五的回路方向相反(2) / = ；(0 -Q )=；留(0)-8(2)]• S• cos 。

= 28x1" 1*0.1 - =4.4xl0-2 CR R 1x10 x210-2如图10-2所示，两个具有相同轴线的导线回路，其平面相互平行。

大回路中有电流/,小的回路在大 dx的回路上面距离X 处，X»R,即/在小线圈所围面积上产生的磁场可视为是均匀的。

若—=v 等速 dt 率变化，（1）试确定穿过小回路的磁通量e 和X 之间的关系；（2）当x=NR （N 为一正数），求小回 路内的感应电动势大小；（3）若v>0,确定小回路中感应电流方向。

解：（1）大回路电流/在轴线上x 处的磁感应强度大小B = cl" 2、3 2 '方向竖直向上。

2（舟+》2产x»R 时，® = B ・S = BS = B •兀尸=“祁："2疽 2x3(2)=1. ju JR-TIP 2x 4 — , x = NR 时, dt 2dt （3）由楞次定律可知，小线圈中感应电流方向与/相同。

动生电动势10-3 一半径为R 的半圆形导线置于磁感应强度为W 的均匀磁场中，该导线以 速度v沿水平方向向右平动，如图10-3所不，分别采用（1）法拉第电磁 感应定律和（2）动生电动势公式求半圆导线中的电动势大小，哪一端电 势高？解：（1）假想半圆导线在宽为2R 的U 型导轨上滑动，设顺时针方向为回路方向,在x 处O…, = （2Rx+-兀R2 ）B , s = 一^^ = -2RB — = -2RBv2 dt dt由于静止U 型导轨上电动势为零，所以半圈导线上电动势为 8 = -2RBv 负号表示电动势方向为逆时针，即上端电势高。

1.固定在匀强磁场中的正方形导线框abcd ，各边长l ，其中ab 是一段电阻为R 的均匀电阻丝，其余三边均为电阻可忽略的铜线.磁场的磁感应强度为B ，方向垂直纸面向里，现有一与ab段所用材料、粗细、长度都相同的电阻丝PQ 架在导线框上，如图所示，以恒定速度v 从ad滑向bc ，当PQ 滑过l/3的距离时，通时aP 段电阻丝的电流是多大?方向如何?〖解析〗PQ 滑动时，产生的感应电动势为 =Blv ①此电路就可以等效为如图所示的电路根据串并联电路的特点和性质，可得电路中的总电阻 R 总＝R 911 ② aP 段的电流 I ＝总R ε32 ③ 联立①、②、③三式，可得 I ＝RυBl 116，方向从a 到P 。

2.(2010·宣武模拟)如图14所示，光滑的U 形金属导轨MNN ′M ′水平的固定在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B ，导轨的宽度为L ，其长度足够长，M ′、M 之间接有一个阻值为R 的电阻，其余部分电阻不计．一质量为m 、电阻也为R 的金属棒ab 恰能放在导轨之上，并与导轨接触良好．给棒施加一个水平向右的瞬间作用力，棒就沿轨道以初速度v 0开始向右滑行．求：(1)开始运动时，棒中的瞬时电流i 和棒两端的瞬时电压u 分别为多大？(2)当棒的速度由v 0减小到v 0/10的过程中，棒中产生的焦耳热Q 是多少？解析：(1)开始运动时，棒中的感应电动势：E ＝BLv 03.(9分)一根电阻R ＝0.6 Ω的导线弯成一个圆形线圈，圆半径r ＝1 m ，圆形线圈质量m ＝1 kg ，此线圈放在绝缘光滑的水平面上，在y 轴右侧有垂直线圈平面的磁感应强度B ＝0.5 T 的匀强磁场，如图15所示．若线圈以初动能E 0＝5 J 沿x 轴方向滑进磁场，当进入磁场0.5 m 时，线圈中产生的电能为E ＝3 J ．求：b c(1)此时线圈的运动速度的大小；(2)此时线圈与磁场左边缘两交接点间的电压；(3)此时线圈加速度的大小．解析：(1)设线圈的速度为v，由能量守恒定律得4.(10分)如图16所示，竖直放置的等距离金属导轨宽0.5 m，垂直于导轨平面向里的匀强磁场的磁感应强度为B＝4 T，轨道光滑、电阻不计，ab、cd为两根完全相同的金属棒，套在导轨上可上下自由滑动，每根金属棒的电阻为1 Ω.今在ab棒上施加一个竖直向上的恒力F，这时ab、cd恰能分别以0.1 m/s的速度向上和向下做匀速滑行．(g取10 m/s2)试求： (1)两棒的质量；(2)外力F的大小．解析：(1)根据右手定则，可以判定电路中电流方向是沿acdba流动的．设ab棒的质量为m1，cd棒的质量为m2.取cd 棒为研究对象，受力分析，根据平衡条件可得BIL＝m2g根据题意判断可知m1＝0.04 kg.(2)取两根棒整体为研究对象，根据平衡条件可得F＝m1g＋m2g＝0.8 N.5．(12分)(2009·上海高考)如图17所示，光滑的平行金属导轨水平放置，电阻不计，导轨间距为l，左侧接一阻值为R的电阻．区域cdef内存在垂直轨道平面向下的有界匀强磁场，磁场宽度为s.一质量为m、电阻为r的金属棒MN 置于导轨上，与导轨垂直且接触良好，受到F＝0.5v＋0.4(N)(v为金属棒速度)的水平外力作用，从磁场的左边界由静止开始运动，测得电阻两端电压随时间均匀增大．(已知：l＝1 m，m＝1 kg，R＝0.3 Ω，r＝0.2 Ω，s＝1 m)(1)分析并说明该金属棒在磁场中做何种运动；(2)求磁感应强度B的大小；(3)若撤去外力后棒的速度v随位移x的变化规律满足且棒在运动到ef处时恰好静止，则外力F作用的时间为多少？(4)若在棒未出磁场区域时撤出外力，画出棒在整个运动过程中速度随位移变化所对应的各种可能的图线．解析：(1)金属棒做匀加速直线运动R两端电压U∝I∝E∝v，U随时间均匀增大，即v随时间均匀增大．所以加速度为恒量．(4)可能图线如下：6.如图所示, 金属棒a从高为h处自静止起沿光滑的弧形导轨下滑, 进入光滑导轨的水平部分, 导轨的水平部分处于竖直向下的匀强磁场中. 在水平部分原先静止有另一根金属棒b, 两根棒的质量关系是, 整个水平导轨足够长并处于广阔的匀强磁场中.(1) 当金属棒刚进入磁场的瞬间, 两棒的加速度大小之比是多少?(2) 假设金属棒a始终没跟金属棒b相碰, 则两棒的最终速度各多大?(3) 在上述整个过程中两根金属棒和导轨所组成的回路中消耗的电能是多少?23、(1) 1： 2 (2) 都是(3)7.如图所示，竖直平行导轨间距l=20cm ，导轨顶端接有一电键K 。