电磁感应训练1

高考物理新电磁学知识点之电磁感应专项训练及解析答案(1)一、选择题1．粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行，现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如图所示，则在移动过程中线框的一边a、b两点间电势差绝对值最大的是（）A．B．C．D．2．如图所示，A和B是电阻为R的电灯，L是自感系数较大的线圈，当S1闭合、S2断开且电路稳定时，A、B亮度相同，再闭合S2，待电路稳定后将S1断开，下列说法中，正确的是（）A．B灯逐渐熄灭B．A灯将比原来更亮一些后再熄灭C．有电流通过B灯，方向为c→dD．有电流通过A灯，方向为b→a3．如图所示，有一正方形闭合线圈，在足够大的匀强磁场中运动。

下列四个图中能产生感应电流的是A．B．C．D．4．如图所示，L是自感系数很大的线圈，但其自身的电阻几乎为零。

A和B是两个完全相同的小灯泡。

下列说法正确的是（）A．接通开关S瞬间，A灯先亮，B灯不亮B．接通开关S后，B灯慢慢变亮C．开关闭合稳定后，突然断开开关瞬间，A灯立即熄灭、B灯闪亮一下D．开关闭合稳定后，突然断开开关瞬间，A灯、B灯都闪亮一下5．两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂直。

边长为0.1m、总电阻为0.005Ω的正方形导线框abcd位于纸面内，cd边与磁场边界平行，如图甲所示。

已知导线框向右做匀速直线运动，cd边于t=0时刻进入磁场。

导线框中感应电动势随时间变化的图线如图乙所示（规定感应电流的方向abcda为正方向）。

下列说法正确的是（）A．磁感应强度的方向垂直纸面向内B．磁感应强度的大小为0.5TC．导线框运动速度的大小为0.05m/sD．在t=0.4s至t=0.6s这段时间内，导线框所受的安培力大小为0.04N6．如图所示为地磁场磁感线的示意图，在北半球地磁场的竖直分量向下。

一飞机在北半球的上空以速度v水平飞行，飞机机身长为a，翼展为b；该空间地磁场磁感应强度的水平分量为B1，竖直分量为B2；驾驶员左侧机翼的端点用A表示，右侧机翼的端点用B表示，用E表示飞机产生的感应电动势，则A．E=B2vb，且A点电势高于B点电势B．E=B1vb，且A点电势高于B点电势C．E=B2vb，且A点电势低于B点电势D．E=B1vb，且A点电势低于B点电势7．在倾角为 的两平行光滑长直金属导轨的下端，接有一电阻R，导轨自身的电阻可忽略不计，有一匀强磁场与两金属导轨平面垂直，方向垂直于导轨面向上。

高二物理磁场、电磁感应综合训练试题本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题），满分110分，测试时间100分钟。

第Ⅰ卷选择题（共48分）一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。

在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，有选错的得0分）1．关于磁感应强度的概念，以下说法中正确的有（）A．电流元IL在磁场中受力为F，则磁感应强度B一定等于ILFB．电流元IL在磁场中受力为F，则磁感应强度可能大于或等于ILFC．磁场中电流元受力大的地方，磁感应强度一定大D．磁场中某点磁感应强度的方向，与电流元在此点的受力方向相同2．如图，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向（垂直于纸面向里）垂直。

线段ab、bc和cd的长度均为L，且∠abc=∠bcd=135°，流经导线的电流为I，方向如图所示。

导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力（）A．方向沿纸面向上，大小为BIL)12(+B．方向沿纸面向上，大小为BIL)12(-C．方向沿纸面向下，大小为BIL)12(+D．方向沿纸面向下，大小为BIL)12(-3．如图所示，环形金属软弹簧，套在条形磁铁的中心位置。

若将弹簧沿半径向外拉，使其面积增大，则穿过弹簧所包围面积的磁通量将（）A．增大B．减小C．不变D．无法确定如何变化4．环型对撞机是研究高能粒子的重要装置，带电粒子在电压为U的电场中加速后注入对撞机的高真空圆形状的空腔内，在匀强磁场中，做半径恒定的圆周运动，且局限在圆环空腔内运动，粒子碰撞时发生核反应，关于带电粒子的比荷mq，加速电压U和磁感应强度B以及粒子运动的周期T的关系，下列说法正确的是（）①对于给定的加速电压，带电粒子的比荷mq越大，磁感应强度B越大②对于给定的加速电压，带电粒子的比荷mq越大，磁感应强度B越小③对于给定的带电粒子，加速电压U越大，粒子运动的周期T越小④对于给定的带电粒子，不管加速电压U多大，粒子运动的周期T都不变A．①③B．①④C．②③D．②④5．如图所示，MN为两个匀强磁场的分界面，两磁场的磁感应强度大小的关系为B1＝2B2，一带电荷量为＋q、质量为m的粒子从O点垂直MN进入B1磁场，则经过多长时间它将向下再一次通过O点（）A．12qBmπB．22qBmπC．)(211BBqm+πD．)(11BBqm+π6．质谱仪的两大重要组成部分是加速电场和偏转磁场。

电磁感应11、如图所示，一条形磁铁从静止开始，穿过采用双线绕成的闭合线圈，条形磁铁在穿过线圈过程中做( ) A ．减速运动 B ．匀速运动 C ．自由落体运动 D ．非匀变速运动3、如下图示，闭合小金属环从高h 处的光滑曲面右上端无初速滚下， 又沿曲面的另一侧上升，则 ( )A ．若是匀强磁场，环在左侧滚上的高度小于hB ．若是匀强磁场，环在左侧滚上的高度等于hC ．若是非匀强磁场，环在左侧滚上的高度等于hD ．若是非匀强磁场，环在左侧滚上的高度小于h 4、如图所示，两根和水平方向成α角的光滑平行的金属轨道，上端接有可变电阻R ，下端足够长，空间有垂直于轨道平面的匀强磁场，磁感应强度为B ，一质量为m 的金属杆从轨道上由静止滑下，经过足够长的时间后，金属杆的速度会达到最大值v m ，则 ( )A ．如果B 增大，v m 将变大 B ．如果α增大，v m 将变大C ．如果R 增大，v m 将变大D ．如果m 减小，v m 将变大5、如图，两根平行的光滑导轨竖直放置，处于垂直轨道平面的匀强磁场中，金属杆ab 接在两导轨之间，在开关S 断开时让ab 自由下落，ab 下落过程中始终保持与导轨接触良好，设导轨足够长，电阻不计。

ab 下落一段时间后开关闭合，从开关闭合开始计时，ab 下滑速度v 随时间变化的图象不可能是8、矩形导线框abcd 放在匀强磁场中，在外力控制下静止不动，磁感线方向与线圈平面垂直，磁感应强度B 随时间变化的图象如图甲所示。

t =0时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里；在0～4s 时间内，线框ab 边受匀强磁场的作用力随时间变化的图象(力的方向规定以向左为正方向)是图中的 ()10、如图所示，相距为d 的两水平线L 1和L 2分别是水平向里的匀强磁场的边界，磁场的磁感应强度为B ，正方形线框abcd 边长为L(L <d)、质量为m 。

将线框在磁场上方高h 处由静止开始释放，当ab 边进入磁场时速度为v 0，cd 边刚穿出磁场时速度也为v 0，从ab 边刚进入磁场到cd 边刚穿出磁场的整个过程中 ( )A ．线框一直都有感应电流B ．线框有一阶段的加速度为gC ．线框产生的热量为mg(d+h+L)D ．线框做过减速运动 11、关于感应电流，下列说法中正确的是 ( ) A ．只要闭合电路内有磁通量，闭合电路中就有感应电流产生B ．穿过螺线管的磁通量发生变化时，螺线管内部就一定有感应电流产生C ．线圈不闭合时，即使穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中也没有感应电流D ．只要电路的一部分作切割磁感线的运动，电路中就一定有感应电流 18、如图所示，边长为L 的闭合正方形金属线框的电阻为R ，经以速度v穿过宽度为d B ，若L ＜d ，线框穿过磁场的过程中产生的焦耳热为______________L ＞d ，线框穿过磁场的过程中产生的焦耳热为________________。

高考电磁感应经典试题(精选）专题训练1.（2013全国新课标理综1第25题）如图，两条平行导轨所在平面与水平地面的夹角为θ，间距为L。

导轨上端接有一平行板电容器，电容为C。

导轨处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向垂直于导轨平面。

在导轨上放置一质量为m的金属棒，棒可沿导轨下滑，且在下滑过程中保持与导轨垂直并良好接触。

已知金属棒与导轨之间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g。

忽略所有电阻。

让金属棒从导轨上端由静止开始下滑，求:(1)电容器极板上积累的电荷量与金属棒速度大小的关系；(2)金属棒的速度大小随时间变化的关系。

2.(2012·物理）如图，质量为M的足够长金属导轨abcd放在光滑的绝缘水平面上。

一电阻不计，质量为m的导体棒PQ放置在导轨上，始终与导轨接触良好，PQbc构成矩形。

棒与导轨间动摩擦因数为μ，棒左侧有两个固定于水平面的立柱。

导轨bc段长为L，开始时PQ左侧导轨的总电阻为R，右侧导轨单位长度的电阻为R0。

以ef为界，其左侧匀强磁场方向竖直向上，右侧匀强磁场水平向左，磁感应强度大小均为B。

在t=0时，一水平向左的拉力F垂直作用在导轨的bc边上，使导轨由静止开始做匀加速直线运动，加速度为a。

（1）求回路中感应电动势及感应电流随时间变化的表达式；（2）经过多长时间拉力F达到最大值，拉力F的最大值为多少？（3）某过程中回路产生的焦耳热为Q，导轨克服摩擦力做功为W，求导轨动能的增加量。

3.（22分）（2012·理综）为了提高自行车夜间行驶的安全性，小明同学设计了一种“闪烁”装置。

如图所示，自行车后轮由半径r1=5.0×10-2m的金属圈、半径r2=0.40m的金属外圈和绝缘幅条构成。

后轮的、外圈之间等间隔地接有4根金属条，每根金属条的中间均串联有一电阻值为R的小灯泡。

在支架上装有磁铁，形成了磁感应强度B=0.10T、方向垂直纸面向外的“扇形”匀强磁场，其半径为r1、外半径为r2、角θ=π/6 。

2021年1月12日高中物理作业学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．在科学研究的道路上经常会出现令人惋惜的遗憾。

1825年日内瓦年轻物理学家科拉顿一个人在研究电磁现象时，其类似的实验装置如图所示，示意图如图。

为避免磁铁的磁场对小磁针的作用，他把实验装置放在两个房间，在右边房间里把磁铁反复插入线圈，然后科拉顿跑到左边房间里观察，结果没有看到小磁针偏转。

下列说法中正确的 （ ）A ．该实验过程中没有感应电流的产生B ．观察到小磁针没有偏转是因为墙壁把磁场隔离了C ．观察到小磁针没有偏转是因为线圈电阻太大D ．将磁铁插入线圈后跑去隔离房间观察小磁针，错过了感应电流产生的时机2．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 ．乙和丁B ．甲、乙、丁C ．甲、乙、丙、丁D ．只有乙3．如图，abcd 为边长为L 的正方形匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向里，半径为r的匝数为n 的线圈如图所示放置。

当磁场以B t ∆∆的变化率变化时，线圈中感应电动势为（ ） A ．0 B ．n B t ∆∆·L 2 C ．n B t ∆∆·πr 2 D ．n B t∆∆·r 2 4．如图所示，垂直于纸面向外的磁场的磁感应强度沿x 轴按B ＝B 0＋kx （B 0、k 为常数）的规律均匀增大。

位于纸面内边长为L 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。

规定电流沿a →b →c →d →a 的方向为正方向，在0～t 1时间内，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 ．5．用一根横截面积为S 、电阻率为ρ的硬质导线做成一个半径为r 的圆环，ab 为圆环的一条直径。

如图所示，在ab 的左侧存在一个匀强磁场，磁场垂直圆环所在平面，方向如图所示，磁感应强度大小随时间的变化率B t∆∆＝k （k ＜0）。

电磁感应强化训练11.图9－1－10如图9－1－10所示, 绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和开关组成闭合电路, 在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环A, 下列各种情况中铜环A中没有感应电流的是()A. 线圈中通以恒定的电流B. 通电时, 使滑动变阻器的滑片P匀速移动C. 通电时, 使滑动变阻器的滑片P加速移动D. 将开关突然断开的瞬间解析: 选A.当线圈中通恒定电流时, 产生的磁场为稳定磁场, 通过铜环A的磁通量不发生变化, 不会产生感应电流.2. (2011·高考上海单科卷)如图9－1－11, 磁场垂直于纸面, 磁感应强度在竖直方向均匀分布, 水平方向非均匀分布. 一铜制圆环用丝线悬挂于O点, 将圆环拉至位置a后无初速释放, 在圆环从a摆向b的过程中()图9－1－11A. 感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针B. 感应电流方向一直是逆时针C. 安培力方向始终与速度方向相反D. 安培力方向始终沿水平方向解析: 选A D.圆环从位置a运动到磁场分界线前, 磁通量向里增大, 感应电流为逆时针; 跨越分界线过程中, 磁通量由向里最大变为向外最大, 感应电流为顺时针; 再摆到b的过程中, 磁通量向外减小, 感应电流为逆时针, 所以选A; 由于圆环所在处的磁场, 上下对称, 所受安培力竖直方向平衡, 因此总的安培力沿水平方向, 故D正确.3. 如图9－1－12甲所示, 两个闭合圆形线圈A、B的圆心重合, 放在同一水平面内, 线圈A 中通以如图乙所示的变化电流, t＝0时电流方向为顺时针(如图中箭头所示). 在t1～t2时间内, 对于线圈B, 下列说法中正确的是()图9－1－12A. 线圈B内有顺时针方向的电流, 线圈有扩张的趋势B. 线圈B内有顺时针方向的电流, 线圈有收缩的趋势C. 线圈B内有逆时针方向的电流, 线圈有扩张的趋势D. 线圈B内有逆时针方向的电流, 线圈有收缩的趋势解析: 选A.在t1～t2时间内, 通入线圈A中的电流是正向增大的, 即逆时针方向增大的, 其内部会产生增大的向外的磁场, 穿过B的磁通量增大, 由楞次定律可判定线圈B中会产生顺时针方向的感应电流. 线圈B中电流为顺时针方向, 与A的电流方向相反, 有排斥作用, 故线圈B将有扩张的趋势.4. (2012·皖南八校联考)如图9－1－13所示, P、Q是两根竖直且足够长的金属杆, 处在垂直纸面向里的匀强磁场B中, MN是一个螺线管, 它的绕线方法没有画出, P、Q的输出端a、b 和MN的输入端c、d之间用导线相连, A是在MN的正下方水平放置在地面上的金属圆环. 现将金属棒ef由静止释放, 在下滑过程中始终与P、Q棒良好接触且无摩擦. 在金属棒释放后下列说法正确的是()图9－1－13A. A环中有大小不变的感应电流B. A环中有越来越大的感应电流C. A环对地面的压力先减小后增大D. A环对地面的压力先增大后减小解析: 选 D.金属棒下滑过程中受到重力、安培力两个力的作用, 随着金属棒速度的增大, 回路中电流逐渐增大, 金属棒所受安培力逐渐增大, 棒的加速度逐渐减小, 当安培力等于重力时棒匀速下落, 回路中电流恒定不变, A、B皆错误. 回路中电流通过线圈时产生磁场, 此磁场强弱随回路中电流的变化而变化, 从而在环中产生感应电流, 由于回路中电流增大, 线圈中产生的磁场增强, 使通过环的磁通量增大, 由广义的楞次定律可知环与线圈间产生斥力, 使环对地面的压力大于环的重力. 由于棒做加速度逐渐减小的加速运动, 棒的速度变化越来越慢, 则线圈产生的磁场变化越来越慢, 通过环的磁通量变化率越来越小, 环中的电流越来越小, 当棒匀速运动时环中电流为零. 由于开始时环中电流最大但线圈产生的磁场最弱为零、最终状态下线圈产生的磁场最强但环中电流为零, 故环与线圈间的斥力必是先从零增大后又减小到零, 故C错误、D正确.图9－1－145. 如图9－1－14所示, 固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中, 金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动. t＝0时, 磁感应强度为B0, 此时MN到达的位置使MDEN构成一个边长为l的正方形. 为使MN棒中不产生感应电流, 从t＝0开始, 磁感应强度B随时间t应怎样变化？请推导出这种情况下B与t的关系式解析: 要使MN棒中不产生感应电流, 应使穿过线圈平面的磁通量不发生变化.在t＝0时刻, 穿过线圈平面的磁通量Φ1＝B0·S＝B0·l2设t时刻的磁感应强度为B, 此时磁通量为Φ2＝Bl(l＋v t)由Φ1＝Φ2, 得B＝B0ll＋v t答案: 见解析一、选择题1. 下图是验证楞次定律实验的示意图, 竖直放置的线圈固定不动, 将磁铁从线圈上方插入或拔出, 线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流. 各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况, 其中表示正确的是()图9－1－15A. ①②B. ③④C. ①③④D. ④解析: 选 B.根据楞次定律可确定感应电流的方向, 当磁铁向下运动时, 若磁铁N极向下, 如图①, 则: (1)闭合线圈原磁场的方向——向下; (2)穿过闭合线圈的磁通量的变化——增加; (3)感应电流产生的磁场方向——向上; (4)利用安培定则判断感应电流的方向——与图中箭头方向不同故①错误③正确, 同理可得②错误④正确, 选项B正确.图9－1－162. 两个大小不同的绝缘金属圆环如图9－1－16叠放在一起, 小圆环有一半面积在大圆环内,当大圆环中通顺时针方向电流的瞬间, 小圆环中感应电流的方向是()A. 顺时针方向B. 逆时针方向C. 左半圆顺时针, 右半圆逆时针D. 无感应电流解析: 选 B.根据安培定则, 当大圆环中电流为顺时针方向时, 圆环内的磁场是垂直于纸面向里的, 而环外的磁场方向垂直于纸面向外, 虽然小圆环在大圆环里外的面积一样, 但环里磁场比环外磁场要强, 净磁通量还是垂直于纸面向里. 由楞次定律知, 感应电流的磁场阻碍垂直于纸面向里方向的磁通量的增强, 应垂直于纸面向外, 再由安培定则得出小圆环中感应电流的方向为逆时针方向, B选项正确.图9－1－173. 如图9－1－17所示, ab是一个可以绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形导体线圈, 当滑动变阻器R的滑片P向右滑动过程中, 线圈ab将()A. 静止不动B. 顺时针转动C. 逆时针转动D. 发生转动, 但因电源的极性不明, 无法确定转动方向解析: 选 B.当P向右滑动时, 电路总电阻减小, 电路中的电流是增大的, 两磁铁间的磁场增强, 闭合导体线圈的磁通量增大, 线框中产生感应电流, 受到磁场力而发生转动, “转动”是结果, 反抗原因是“磁通量增大”, 因此转动后应使穿过线圈的磁通量减小, 故应沿顺时针转动. 故应选B.图9－1－184. 如图9－1－18所示, A为水平放置的橡胶圆盘, 在其侧面带有负电荷－Q, 在A正上方用丝线悬挂一个金属圆环B(丝线未画出), 使B的环面与圆盘平行, 其轴线与橡胶圆盘A的轴线O1O2重合. 现使橡胶圆盘A由静止开始绕其轴线O1O2按图中箭头方向加速转动, 则()A. 金属圆环B有扩大半径的趋势, 丝线受到的拉力增大B. 金属圆环B有缩小半径的趋势, 丝线受到的拉力减小C. 金属圆环B有扩大半径的趋势, 丝线受到的拉力减小D. 金属圆环B有缩小半径的趋势, 丝线受到的拉力增大解析: 选 B.橡胶圆盘A在加速转动时, 产生的磁场在不断增加, 穿过B的磁通量不断增加, 根据楞次定律可判知B正确.图9－1－195. (2012·西安八校联考)如图9－1－19所示, 虚线abcd为矩形匀强磁场区域, 磁场方向竖直向下, 圆形闭合金属线框以一定的速度沿光滑绝缘水平面向磁场区域运动. 如图9－1－20所示给出的是圆形闭合金属线框的四个可能到达的位置, 则圆形闭合金属线框的速度可能为零的位置是()图9－1－20A. ①②B. ①④C. ②③D. ④解析: 选 B.因为线框在进、出磁场时, 线框中的磁通量发生变化, 产生感应电流, 安培力阻碍线框运动, 使线框的速度可能减为零, 故B正确.图9－1－216. 如图9－1－21所示, 矩形闭合线圈放置在水平薄板上, 有一块蹄形磁铁如图所示置于平板的正下方(磁极间距略大于矩形线圈的宽度). 当磁铁匀速向右通过线圈正下方时, 线圈仍静止不动, 那么线圈受到薄板的摩擦力方向和线圈中产生感应电流的方向(从上向下看)是()A. 摩擦力方向一直向左B. 摩擦力方向先向左、后向右C. 感应电流的方向顺时针→逆时针→逆时针→顺时针D. 感应电流的方向顺时针→逆时针解析: 选AC.穿过线圈的磁通量先向上方向增加, 后减少, 当线圈处在磁铁中间以后, 磁通量先向下方向增加, 后减少, 所以感应电流的方向顺时针→逆时针→逆时针→顺时针, 故C 正确, D错误; 根据楞次定律可以判断: 磁铁向右移动过程中, 磁铁对线圈有向右的安培力作用, 所以摩擦力方向向左, 故A正确, B错误.图9－1－227. 如图9－1－22所示, 闭合的矩形金属框abcd的平面与匀强磁场垂直, 现金属框固定不动而磁场运动, 发现ab边所受安培力的方向为竖直向上, 则此时磁场的运动可能是()A. 水平向右平动B. 水平向左平动C. 竖直向上平动D. 竖直向下平动解析: 选A.ab受到的力向上, 由右手定则可知, ab上电流的方向由b→a, 由楞次定律可得, 线框内的磁通量在增加, 磁场向右运动, A项正确, B项错误; 当磁场上下运动时, 线框内的磁通量不变化, 不产生感应电流, C、D项错误.图9－1－238. (2012·杭州高三检测)如图9－1－23所示, 一根长导线弯成如图abcd的形状, 在导线框中通以直流电, 在框的正中间用绝缘的橡皮筋悬挂一个金属环P, 环与导线框处于同一竖直平面内, 当电流I增大时, 下列说法中正确的是()A. 金属环P中产生顺时针方向的电流B. 橡皮筋的长度增大C. 橡皮筋的长度不变D. 橡皮筋的长度减小解析: 选 B.导线框中的电流所产生的磁场在金属环P内的磁通量方向垂直于纸面向里, 当电流I增大时, 金属环P中的磁通量向里且增大, 由楞次定律和安培定则可知金属环P中产生逆时针方向的感应电流, 故A错; 根据对称性及左手定则可知金属环P所受安培力的合力方向向下, 并且随电流I的增大而增大, 所以橡皮筋会被拉长, 故B正确, C、D错误.9. 如图9－1－24所示, 开始时矩形线圈与磁场垂直, 且一半在匀强磁场内一半在匀强磁场外, 若要线圈中产生感应电流, 下列方法中可行的是()图9－1－24A. 将线圈向左平移一小段距离B. 将线圈向上平移C. 以ab为轴转动(小于90°)D. 以ac为轴转动(小于60°)解析: 选ACD.当线圈向左平移一小段距离时, 穿过闭合电路abdc的磁通量变化(减小), 有感应电流产生, A正确; 将线圈向上平移时, 磁通量不变, 无感应电流, B错误; 以ab为轴转动小于90°和以ac为轴转动小于60°时, 磁通量都是从最大减小, 故有感应电流, C、D正确.10. 如图9－1－25所示, 粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈. 当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时, 若线圈始终不动, 则关于线圈受到的支持力N及在水平方向运动趋势的判断正确的是()图9－1－25A. N 先小于mg 后大于mg , 运动趋势向左B. N 先大于mg 后小于mg , 运动趋势向左C. N 先小于mg 后大于mg , 运动趋势向右D. N 先大于mg 后小于mg , 运动趋势向右 解析: 选 D.条形磁铁从线圈正上方等高快速经过时, 通过线圈的磁通量先增加后减小. 当通过线圈的磁通量增加时, 为阻碍其增加, 在竖直方向上线圈有向下运动的趋势, 所以线圈受到的支持力大于其重力, 在水平方向上有向右运动的趋势; 当通过线圈的磁通量减小时, 为阻碍其减小, 在竖直方向上线圈有向上运动的趋势, 所以线圈受到的支持力小于其重力, 在水平方向上有向右运动的趋势. 综上所述, 线圈受到的支持力先大于重力后小于重力, 运动趋势总是向右.二、非选择题图9－1－2611. 如图9－1－26所示, 匀强磁场区域宽为d , 一正方形线框abcd 的边长为l , 且l ＞d , 线框以速度v 通过磁场区域, 从线框进入到完全离开磁场的时间内, 线框中没有感应电流的时间是多少？解析: 从线框进入到完全离开磁场的过程中, 当线框bc 边运动至磁场右边缘到ad 边运动至磁场左边缘过程中无感应电流.此过程位移为: l －d故t ＝l －d v. 答案: l －d v图9－1－2712. 如图9－1－27所示, 磁感应强度为B 的匀强磁场仅存在于边长为2L 的正方形abcd 中, 在这个正方形的同一平面内, 有一电阻为R 、边长为L 的正方形导体线圈ABCD , 以速度v 匀速通过磁场. 从BC 边进入磁场开始计时, 试回答下列问题:(1)穿过线圈的磁通量Φ随时间t 如何变化, 并作出磁通量随时间变化的图像.(2)线圈中有无感应电流, 若有, 请判断出感应电流的方向.解析: (1)由于本题中线圈的速度不变, 可根据题意把整个过程从时间上分成三段, 即0～L/v(BC边进磁场到AD边进磁场)、L/v～2L/v(整个线圈都在磁场中)、2L/v～3L/v(BC边出磁场到AD边出磁场)三个时间段. 根据磁通量的公式Φ＝B·S可知, 线圈的磁通量在第一段时间内从零均匀增大到最大值, 然后在第二段时间内磁通量保持最大值不变, 在第三段时间内均匀减小直到零(如图所示).(2)由法拉第电磁感应定律可以知道只有通过闭合回路的磁通量发生变化才有感应电动势和感应电流, 所以在第一时间段和第三时间段才有感应电动势和感应电流, 且由楞次定律可知, 第一段时间内的感应电流方向为逆时针; 第三段时间内的感应电流方向为顺时针; 在第二时间段里无感应电流.答案: 见解析。

第1讲电磁感应现象楞次定律一、单项选择题：在每一小题给出的四个选项中，只有一项为哪一项符合题目要求的。

1．如下列图，一水平放置的N匝矩形线框面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向斜向上，与水平面成30°角，现假设使矩形框以左边的一条边为轴转到竖直的虚线位置，如此此过程中磁通量的改变量的大小是( C )A．3－12BS B．3＋12NBSC．3＋12BS D．3－12NBS[解析] sin θ磁通量与匝数无关，Φ＝BS中，B与S必须垂直。

初态Φ1＝B cos θ·S，末态Φ2＝－B cos θ·S，磁通量的变化量大小ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝|BS(－cos 30°－sin30°)|＝3＋12BS，所以应选C项。

2．(2020·浙江诸暨模拟)有人设计了一种储能装置：在人的腰部固定一块永久磁铁，N 极向外；在手臂上固定一个金属线圈，线圈连接着充电电容器。

当手不停地前后摆动时，固定在手臂上的线圈能在一个摆动周期内，两次扫过别在腰部的磁铁，从而实现储能。

如下说法正确的答案是( D )A．该装置违反物理规律，不可能实现B．此装置会使手臂受到阻力而导致人走路变慢C．在手摆动的过程中，电容器极板的电性不变D．在手摆动的过程中，手臂受到的安培力方向交替变化[解析] D．在手摆动的过程中，线圈交替的进入或者离开磁场，使穿过线圈的磁通量发生变化，因而会产生感应电流，从而实现储能，该装置符合法拉第电磁感应定律，可能实现，选项A错误；此装置不会影响人走路的速度，选项B错误；在手摆动的过程中，感应电流的方向不断变化，如此电容器极板的电性不断改变。

选项C错误；在手摆动的过程中，感应电流的方向不断变化，手臂受到的安培力方向交替变化。

选项D正确。

3.如下列图，通电导线MN与单匝矩形线圈abcd共面，位置靠近ab且与线圈相互绝缘。

当MN中电流突然减小时，线圈所受安培力的合力方向( B )A．向左B．向右C．垂直纸面向外D．垂直纸面向里[解析] 解法一：当MN中电流突然减小时，单匝矩形线圈abcd垂直纸面向里的磁通量减小，根据楞次定律，线圈abcd中产生的感应电流方向为顺时针方向，由左手定如此可知ab边与cd边所受安培力方向均向右，所以线圈所受安培力的合力方向向右，B正确。

法拉第电磁感应实验摘要法拉第电磁感应实验是用来研究电磁感应现象的一种常见实验方法。

本文将介绍法拉第电磁感应实验的原理、实验步骤和结果分析，以及实验中可能遇到的问题和注意事项。

引言法拉第电磁感应实验是指利用电磁感应现象来产生电流的实验。

电磁感应是指当一个磁场与导体相互作用时，导体中会产生电流。

这一现象是由英国物理学家迈克尔·法拉第于1831年首次发现并研究的。

法拉第电磁感应实验不仅是深入理解电磁感应现象的重要手段，也是许多电磁设备和工艺的基础。

实验原理法拉第电磁感应实验的基本原理是：当导体运动时穿过磁感线时，磁通量改变，从而在导体两端产生电势差，导致电流的产生。

根据法拉第定律，电动势的大小与磁感应强度的变化速率成正比。

实验材料•直流电源•导线•磁铁•电流表•自制电磁感应装置实验步骤1.准备实验装置：将导线紧密绕制在铁芯上，形成一个螺线管状的装置。

2.将电磁感应装置的两个端点连接到直流电源的正负极上。

3.在电磁感应装置的中心位置放置一个磁铁。

4.打开直流电源，调节电流的大小。

5.在电磁感应装置两端连接一个电流表，观察电流表的读数。

6.移动磁铁，改变它与电磁感应装置之间的位置关系，观察电流表的读数变化。

7.记录实验数据并进行分析。

实验结果与分析实验中观察到的现象是：当移动磁铁时，电流表的读数发生变化。

当磁铁与电磁感应装置靠近时，电流表的读数增大；当磁铁与电磁感应装置远离时，电流表的读数减小。

这说明磁感线的穿过导体时产生了电磁感应现象，导致了电流的产生。

通过实验数据的记录和分析，可以得出以下结论：1.磁感线的穿过导体时，导体中产生的电流大小与磁感线的变化速率成正比。

2.当磁铁靠近电磁感应装置时，磁感线从电磁感应装置内穿过的数量增加，导致了电流的增大。

3.当磁铁远离电磁感应装置时，磁感线从电磁感应装置内穿过的数量减少，导致了电流的减小。

实验问题与注意事项在进行法拉第电磁感应实验时，可能会遇到以下问题和需要注意的事项：1.实验装置的搭建需要仔细，确保导线与磁铁的位置关系稳定。

一．选择题[ A ]1.（基础训练1）半径为a的圆线圈置于磁感强度为B 的均匀磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，线圈电阻为R ，当把线圈转动使其法向与B 的夹角为α=60︒时，线圈中已通过的电量与线圈面积及转动时间的关系是：(A)与线圈面积成正比，与时间无关. (B) 与线圈面积成正比，与时间成正比. (C) 与线圈面积成反比，与时间无关. (D) 与线圈面积成反比，与时间成正比. 【解析】[ D ]2.（基础训练3）在一自感线圈中通过的电流I 随时间t 的变化规律如图(a)所示，若以I 的正流向作为的正方向，则代表线圈内自感电动势随时间t 变化规律的曲线应为图(b)中(A)、(B)、(C)、(D)中的哪一个？ 【解析】dt dI LL -=ε，在每一段都是常量。

dtdI ［ B ］3.（基础训练6）如图所示，直角三角形金属框架abc 放在均匀磁场中，磁场B平行于ab 边，bc 的长度为l ．当金属框架绕ab 边以匀角速度转动时，abc 回路中的感应电动势和a 、c 两点间的电势差U a – U c 为(A) =0，U a – U c =221l B ω (B) =0，U a – U c =221l B ω- (C) =2l B ω，U a – U c =221l B ω (D) =2l B ω，U a – U c=221l B ω-【解析】金属框架绕ab 转动时，回路中0d d =Φt，所以0=ε。

2012cL a c b c bc b U U U U v B d l lBdl Bl εωω→→→⎛⎫-=-=-=-⨯⋅=-=- ⎪⎝⎭⎰⎰［ C ］5.（自测提高1）在一通有电流I 的无限长直导线所在平面内，有一半经为r ，电阻为R 的导线环，环中心距直导线为a ，如图所示，且r a >>。

当直导线的电流被切断后，沿着导线环流过的电量约为：(A))11(220r a a R Ir +-πμ (B)ar a R Ir +ln 20πμ (C)aR Ir 220μ (D) rR Ia 220μ 【解析】直导线切断电流的过程中，在导线环中有感应电动势大小：td d Φ=εaIR q 21φφ-=感应电流为：tR Ri d d 1Φ==ε则沿导线环流过的电量为：∆Φ=⋅Φ==⎰⎰Rt t R t i q 1d d d 1daR Ir R r a I R S B 212120200μππμ=⋅⋅=⋅∆≈［ C ］6.（自测提高4）有两个长直密绕螺线管，长度及线圈匝数均相同，半径分别为r 1和r 2．管内充满均匀介质，其磁导率分别为1和2．设r 1∶r 2=1∶2，1∶2=2∶1，当将两只螺线管串联在电路中通电稳定后，其自感系数之比L 1∶L 2与磁能之比W m 1∶W m 2分别为：(A) L 1∶L 2=1∶1，W m 1∶W m 2 =1∶1． (B) L 1∶L 2=1∶2，W m 1∶W m 2 =1∶1． (C) L 1∶L 2=1∶2，W m 1∶W m 2 =1∶2． (D) L 1∶L 2=2∶1，W m 1∶W m 2 =2∶1．【解析】自感系数为l r n V n L 222πμμ==，磁能为221LI W m =［ B ］7.（附录C3）在圆柱形空间内有一磁感应强度为B 的均匀磁场，如图所示，B的大小以速率dB/dt 变化。

电磁感应典型练习题1注意事项：1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2．请将答案正确填写在答题卡上1．如图是一种利用电磁原理制作的充气泵的结构示意图。

当电磁铁通入电流时，可吸引或排斥上部的小磁体，从而带动弹性金属片对橡皮碗下面的气室施加力的作用，达到充气的目的。

下列说法正确的是（）A．电磁铁的工作原理是电磁感应B．工作时AB接线柱应接入恒定电流C．电磁铁用的铁芯应选用易磁化和退磁的软磁性材料D．当电流从A接线柱流入时，发现吸引小磁体向下运动，则小磁体的下端为S极【答案】C【详解】AC．当电磁铁通入电流时，可吸引或排斥上部的小磁铁，从而带动弹性金属片对橡皮碗下面的气室施加力的作用，故电磁铁的工作原理是电流的磁效应；根据电磁铁的工作要求，当没有电流时，要让铁芯失去磁性，当通电时，要有磁性，因此种铁芯应选用易磁化和退磁的软磁性材料，故A错误，C正确；B．当A、B间接入恒定电流时，电磁铁的磁场始终保持一个方向，小磁体将只能被吸引，如果接入的是交流电，电磁铁的磁场方向在不断变化，从而可以使小磁体不断的与电磁铁之间有吸引和排斥的作用，使得弹簧片上下振动，故A、B间应接入交流电，故B错误；D．当电流从电磁铁的接线柱A流入时，从上向下看电流是顺时针方向，根据右手螺旋定则可知电磁铁的下端为N极，上端为S极；吸引小磁体向下运动，根据磁铁同极相斥，异极相吸的特性可知，小磁体的下端为N极，故D错误。

故选C。

2．如图所示，甲、乙、丙、丁所示是四种常见的磁场，下列分析正确的是（）A．矩形线圈在甲图两异名磁极间匀速转动，可产生正弦式交流电B．矩形线框放置在乙图中异名磁极间所制成的磁电式电表，表盘刻度均匀C．图丙中相距很近的两个同名磁极之间的磁场，除边缘外，可认为是匀强磁场D．图丁中相距一定距离的两个平行放置的线圈通电时，其中间区域的磁场可认为是匀强磁场【答案】D【详解】A．甲图中的电场是辐向磁场，无法产生正弦式交流电，A错误；B．乙图中磁电式电表的磁场，中间应该有铁芯，B错误；C．同名磁极与异名磁极间的磁场分布如图所示可知，相距很近的两个同名磁极之间的磁场为非匀强磁场，应该是相距很近的两具异名磁极间的磁场，除边缘外，可认为是匀强磁场，C错误；D．图丁中相距一定距离的两个平行放置的线圈通同向电流，其中间区域的磁场可认为是匀强磁场，D正确。