文档文本内容
考向19 电磁感应定律-备战2022年高考一轮复习考点微专题
解决目标及考点:
1.感应电流的有无、方向
2.楞次定律推论
3.感应、楞次、受力运动
4.电动势的计算
【例题1】置于匀强磁场中的金属圆盘中央和边缘各引出一根导线,与套在铁芯上部的线圈A相连.套在铁
芯下部的线圈B引出两根导线接在两根水平光滑导轨上,如图16所示.导轨上有一根金属棒ab静止处在垂
直于纸面向外的匀强磁场中.下列说法正确的是( )
A.圆盘顺时针加速转动时,ab棒将向右运动
B.圆盘顺时针匀速转动时,ab棒将向右运动
C.圆盘顺时针减速转动时,ab棒将向右运动
D.圆盘逆时针加速转动时,ab棒将向左运动
【答案】C
【例题2】(多选)法拉第圆盘发电机的示意图如图6所示.铜圆盘安装在竖直的铜轴上,两铜片P、Q分别
与圆盘的边缘和铜轴接触.圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中.圆盘旋转时,关于流过电阻R的电流,
下列说法正确的是( )
A.若圆盘转动的角速度恒定,则电流大小恒定
B.若从上向下看,圆盘顺时针转动,则电流沿a到b的方向流动
C.若圆盘转动方向不变,角速度大小发生变化,则电流方向可能发生变化
D.若圆盘转动的角速度变为原来的 2倍,则电流在R上的热功率也变为原来的2
倍
【答案】AB
【解析】将圆盘看成无数幅条组成,它们都在切割磁感线从而产生感应电动势和感应电流,则当圆盘顺时
针(俯视)转动时,根据右手定则可知圆盘上感应电流从边缘流向中心,流过电阻的电流方向从a到b,B对;
由法拉第电磁感应定律得感应电动势E=BL=BL2ω,I=,ω恒定时,I大小恒定,ω大小变化时,I大小
变化,方向不变,故A对,C错;由P=I2R=知,当ω变为原来的2倍时,P变为原来的4倍,D错.
一、电磁感应现象
1.定义:当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时,闭合导体回路中有感应电流产生,这种利用磁场产生
电流的现象叫做电磁感应.
2.条件:穿过闭合电路的磁通量发生变化。Φ变化的方式有多种,如导体切割磁感线、闭合线圈的B变化、
闭合线圈的S变化等。3.注意
当闭合导体回路的磁通量发生变化的时候,导体就产生感应电动势。如果电路闭合,则有感应电流.如果
电路不闭合,则只有感应电动势而无感应电流。并不是磁通量变化就有感应电流。
二、感应电流方向的判定
1.楞次定律
(1)内容:感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化.(2)适用范围:一切电磁感应现象.
辅助理解:这里涉及两个磁场。一个是导体外在磁场1,另一个是导体自身产生的磁场2。楞次定律的内容
可以理解为因磁场1的变化,导致磁场2的产生,而磁场2永远是“阻碍”磁场1的“变化”的。
2.右手定则
(1)内容:如图2,伸开右手,使拇指与其余四个手指垂直并且都与手掌在同一平面内:让磁感线从掌心进
入,并使拇指指向导线运动的方向,这时四指所指的方向就是感应电流的方向.
(2)适用情况:导线切割磁感线产生感应电流.
楞次定律的判断跟右手定则的判断是相同的,只是对于不同的情况,使用的便利性不同而已。
对于导体而言,用右手定则更方便;对于闭合线圈,则是用楞次定律更方便。
三、法拉第电磁感应定律
1.法拉第电磁感应定律
图2
(1)内容:闭合电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比.
(2)公式:E=n,其中n为线圈匝数.
(3)感应电流与感应电动势的关系:遵循闭合电路的欧姆定律,即I=.
(4)说明:①当ΔΦ仅由B的变化引起时,则E=n;当ΔΦ仅由S的变化引起时,则E=n;当ΔΦ由
B、S的变化同时引起时,则E=n≠n.②磁通量的变化率是Φ-t图象上某点切线的斜率.
E=n这个式子一般用于求线圈产生的电动势。此时线圈相当于整个电路的“电源”。
2.导体切割磁感线时的感应电动势
(1)导体垂直切割磁感线时,感应电动势可用E=Blv 求出,式中l为导体切割磁感线的有效长度;
有效长度:导体与v垂直方向上的投影长度。图中有效长度分别为:
甲, ; 乙,沿v 方向运动时为 ,沿v 方向运动时为0;
1 2
丙,沿v 方向运动时为 ,沿v 方向运动时为0,沿v 方向运动时为R。
1 2 3
(2)导体棒在磁场中转动时,导体棒以端点为轴,在匀强磁场中垂直于磁感线方向匀速转动产生感应电动
势E=Bl=Bl2ω(平均速度等于中点位置的线速度lω).考点: 感应电流的有无、方向
【例题3】(多选)如图所示,水平面内有两条相互垂直且彼此绝缘的通电长直导线,以它们为坐标轴构成
一个平面直角坐标系.四个相同的圆形闭合线圈在四个象限内完全对称放置,两直导线中的电流大小与变
化情况完全相同,电流方向如图中所示,当两直导线中的电流都增大时,四个线圈a、b、c、d中感应电流
的情况是( )
A.线圈a中有感应电流
B.线圈b中有感应电流
C.线圈c中无感应电流
D.线圈d中无感应电流
【例题3】【答案】AD
【例题4】如图,在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一 U形金属导轨,导轨平面与磁场垂直,金属杆
PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS,一圆环形金属线框T位于回路围成的区域内,线框与导轨共面.
现让金属杆PQ突然向右运动,在运动开始的瞬间,关于感应电流的方向,下列说法正确的是( )
A.PQRS中沿顺时针方向,T中沿逆时针方向
B.PQRS中沿顺时针方向,T中沿顺时针方向
C.PQRS中沿逆时针方向,T中沿逆时针方向
D.PQRS中沿逆时针方向,T中沿顺时针方向
【例题4】【答案】D
【解析】金属杆PQ突然向右运动,在运动开始的瞬间,闭合回路PQRS中磁场方向垂直纸面向里,磁通量
增大,由楞次定律可判断,闭合回路PQRS中感应电流产生的磁场垂直纸面向外,由安培定则可判断感应电
流方向为逆时针;由于闭合回路PQRS中感应电流产生的磁场方向垂直纸面向外,与原磁场方向相反,则T
中磁通量减小,由楞次定律可判断,T中感应电流产生的磁场方向垂直纸面向里,由安培定则可知T中感
应电流方向为顺时针,选项D正确.
常见的产生感应电流的三种情况电流方向判断方法
1.用楞次定律判断
(1)楞次定律中“阻碍”的含义: (2)应用楞次定律的思路:
2.用右手定则判断
该方法只适用于切割磁感线产生的感应电流,注意三个要点:
(1)掌心——磁感线垂直穿入;
(2)拇指——指向导体运动的方向;
(3)四指——指向感应电流的方向.
考点: 楞次定律推论
【例题5】如图所示,光滑平行导轨M、N固定在同一水平面上,两根导体棒P、Q平行放置在导轨上,形
成一个闭合回路,当一条形磁铁从高处下落接近回路时( )
A. P、Q将互相靠拢
B. P、Q将互相远离
C. 磁铁的加速度仍为g
D. 磁铁的加速度大于g
【例题5】【答案】A
【解析】
解法一 根据楞次定律的另一表述“感应电流的效果总是要阻碍产生感应电流的原因”,
本题中“原因”是回路中磁通量的增加,归根结底是磁铁靠近回路,“效果”便是阻碍
磁通量的增加和磁铁的靠近.所以,P、Q将互相靠拢且磁铁的加速度小于g,选项A正
确.
解法二 设磁铁下端为N极,根据楞次定律可判断出P、Q中的感应电流方向,如图所示,根据左手定则可
判断P、Q所受安培力的方向,可见,P、Q将相互靠拢.由于回路所受安培力的合力向下,由牛顿第三定律
知,磁铁将受到向上的反作用力,从而加速度小于g.当磁铁下端为S极时,根据类似的分析可得到相同的
结论,选项A正确.
【例题6】在水平面内有一固定的U型裸金属框架,框架上静止放置一根粗糙的金属杆ab,整个装置放在
竖直方向的匀强磁场中,如图13所示.下列说法中正确的是( )
A.只有当磁场方向向上且增强,ab杆才可能向左移动
B.只有当磁场方向向下且减弱,ab杆才可能向右移动
C.无论磁场方向如何,只要磁场减弱,ab杆就可能向右移动D.当磁场变化时,ab杆中一定有电流产生,且一定会移动
【例题6】【答案】C
【解析】由楞次定律可知,当闭合回路的磁通量增大时,导体棒将向左移动,阻碍磁通量的增加,当闭合
回路的磁通量减小时,导体棒将向右运动,以便阻碍磁通量的减小,与磁场方向无关,故选C.
1、“增反减同” 磁铁靠近线圈,B 与B 方向相反
感 原
2、“来拒去留” 磁铁靠近,是斥力 磁铁远离,是引力
3、“增缩减扩” P、Q是光滑固定导轨,a、b是可动金属棒、磁铁下移,a、b靠近
4、“增反减同” 合上S,B先亮
考点: 感应、楞次、受力运动
【例题7】(多选)如图所示,金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时,铜制线圈c
中将有感应电流产生且被螺线管吸引( )
A.向右做匀速运动 B.向左做减速运动
C.向右做减速运动 D.向右做加速运动
【例题7】【答案】BC
【解析】当导体棒向右匀速运动时产生恒定的电流,线圈中的磁通量恒定,无感应电流出现,A错;当导
体棒向左做减速运动时,由右手定则可判定回路中出现了b→a的感应电流且减小,由安培定则知螺线管中
感应电流的磁场向左在减弱,由楞次定律知c中出现顺时针方向的感应电流(从右向左看)且被螺线管吸引,
B对;同理可判定C对,D错.
【例题8】(多选)如图所示,水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN,MN的左边有一如
图所示的闭合电路,当PQ在一外力的作用下运动时,MN向右运动,则PQ所做的运动可能是( )
A. 向右加速运动
B. 向左加速运动
C. 向右减速运动
D. 向左减速运动
【例题8】【答案】BC【解析】MN向右运动,说明MN受到向右的安培力,因为ab在MN处的磁场垂直纸面向里―――→MN中的
感应电流方向为 M→N―――→L中感应电流的磁场方向向上―――→.若 L中磁场方向向上减
1 2
弱―――→PQ中电流方向为Q→P且减小―――→向右减速运动;若L中磁场方向向下增强―――→PQ中
2
电流方向为P→Q且增大―――→向左加速运动.
1、线圈与线圈、导线与导线的相互作用力,则是看电流流向,“同向相吸,异向排斥”。
2、导体移动产生电动势(右手定则判断电流),加速——电流增加;减速——电流减小
3、线圈,流入变化的电流则产生变化的磁场,增大的电流——磁场增强;减小的电流——磁场减弱
4、线圈,外部磁场变化则产生电流(楞次定律判断电流方向)
考点:电动势的计算
【例题9】(多选)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0.1 m、总电阻为
0.005 Ω的正方形导线框abcd位于纸面内,cd边与磁场边界平行,如图5甲所示.已知导线框一直向右做
匀速直线运动,cd边于t=0时刻进入磁场.线框中感应电动势随时间变化的图线如图乙所示(感应电流的
方向为顺时针时,感应电动势取正).下列说法正确的是( )
A.磁感应强度的大小为0.5 T
B.导线框运动的速度的大小为0.5 m/s
C.磁感应强度的方向垂直于纸面向外
D.在t=0.4 s至t=0.6 s这段时间内,导线框所受的安培力大
小为0.1 N
【例题9】【答案】BC
【解析】由Et图象可知,导线框经过0.2 s全部进入磁场,则速度v== m/s=0.5 m/s,选项B正确;由
题图乙可知,E=0.01 V,根据E=Blv得,B== T=0.2 T,选项A错误;根据右手定则及正方向的规定
可知,磁感应强度的方向垂直于纸面向外,选项C正确;在t=0.4 s至t=0.6 s这段时间内,导线框中
的感应电流I== A=2 A, 所受的安培力大小为F=BIl=0.2×2×0.1 N=0.04 N,
【例题10】(2015·安徽理综·19)如图7所示,abcd为水平放置的平行“ ”形光滑金属导轨,间距为
l,导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度大小为B,导轨电阻不计.已知金属杆MN倾斜放置,
与导轨成θ角,单位长度的电阻为r,保持金属杆以速度v沿平行于cd的方向滑动(金属杆滑动过程中与
导轨接触良好).则( )
A.电路中感应电动势的大小为
B.电路中感应电流的大小为
C.金属杆所受安培力的大小为
D.金属杆的发热功率为
【答案】B
【解析】电路中的感应电动势E=Blv,感应电流I===,
故A错误,B正确;金属杆所受安培力大小F=BI=,故C错误;金属杆的发热功
率P=I2R=I2 r=,故D错误.电动势
1.感应电动势常见情况
情景图
回路(不一定 一段直导线(或 绕一端转动的一 绕与B垂直的轴匀
研究对象
闭合) 等效成直导线) 段导体棒 速转动的导线框
表达式 E=n E=BLvsin θ E=BL2ω E=NBSωsin ωt
应用注意点
公式E=n的应用,ΔΦ与B、S相关,可能是=B,也可能是=S,当B=kt时,=kS.
2.动生电动势计算:
切割方式 感应电动势的表达式
垂直切割 E=Blv
E=Blvsin θ,其中θ为v与B的夹
倾斜切割
角
旋转切割(以一端为轴) E=Bl2ω
说明 (1)导体与磁场方向垂直;(2)磁场为匀强磁场.
判断:(1)把产生感应电动势的那部分电路或导体当作电源的内电路,那部分导体相当于电源.(2)若
电路是不闭合的,则先假设有电流通过,然后应用楞次定律或右手定则判断出电流的方向.(3)电源
内部电流的方向是由负极(低电势)流向正极(高电势),外电路顺着电流方向每经过一个电阻电势都
要降低.
1.下列图中能产生感应电流的是( )
2.如图所示,线圈两端与电阻相连构成闭合回路,在线圈上方有一竖直放置的条形磁铁,磁铁的S极朝下.
在将磁铁的S极插入线圈的过程中( )
A.通过电阻的感应电流的方向由a到b,线圈与磁铁相互排斥
B.通过电阻的感应电流的方向由b到a,线圈与磁铁相互排斥
C.通过电阻的感应电流的方向由a到b,线圈与磁铁相互吸引D.通过电阻的感应电流的方向由b到a,线圈与磁铁相互吸引
3.如图所示的金属圆环放在匀强磁场中,将它从磁场中匀速拉出来,下列说法正确的是( )
A.向左拉出和向右拉出,其感应电流方向相反
B.不管从什么方向拉出,金属圆环中的感应电流方向总是顺时针
C.不管从什么方向拉出,环中的感应电流方向总是逆时针
D.在此过程中感应电流大小不变
4.(多选)如图5所示,水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN,当PQ在外力作用下运
动时,MN在磁场力的作用下向右运动,则PQ所做的运动可能是( )
A.向右加速运动
B.向左加速运动
C.向右减速运动
D.向左减速运动
5.如图所示,金属棒ab、金属导轨和螺线管组成闭合回路,金属棒ab在匀强 磁场 B
中沿导轨向右运动,则( )
A.ab棒不受安培力作用
B.ab棒所受安培力的方向向右
C.ab棒向右运动速度v越大,所受安培力越大
D.螺线管产生的磁场,A端为N极
6.如图4所示,两根相距为l的平行直导轨ab、cd,b、d间连有一固定电阻R,导轨电阻可忽略不计.MN
为放在ab和cd上的一导体杆,与ab垂直,其电阻也为R.整个装置处于匀强磁场中,磁感应强度的大小为
B,磁场方向垂直于导轨所在平面(垂直纸面向里).现对MN施力使它沿导轨方向以速度v水平向右做匀速运
动.令U表示MN两端电压的大小,下列说法正确的是( )
A.U=Blv,流过固定电阻R的感应电流由b经R到d
B.U=Blv,流过固定电阻R的感应电流由d经R到b
C.MN受到的安培力大小F=,方向水平向右
A
D.MN受到的安培力大小F=,方向水平向左
A
7.(多选)如图,两同心圆环A、B置于同一水平面上,其中B为均匀带负电绝缘环,A为导体环.当B绕轴心
顺时针转动且转速增大时,下列说法正确的是( )
A.A中产生逆时针的感应电流
B.A中产生顺时针的感应电流
C.A具有收缩的趋势
D.A具有扩张的趋势
8.如图所示,金属棒ab置于水平放置的U形光滑导轨上,在ef右侧存在有界匀强磁场B,磁场方向垂直导轨平面向下,在ef左侧的无磁场区域cdef内有一半径很小的金属圆环L,圆环与导轨在同一平面内.当金
属棒ab在水平恒力F作用下从磁场左边界ef处由静止开始向右运动后,下列有关圆环的说法正确的是(
)
A.圆环内产生变大的感应电流,圆环有收缩的趋势
B.圆环内产生变大的感应电流,圆环有扩张的趋势
C.圆环内产生变小的感应电流,圆环有收缩的趋势
D.圆环内产生变小的感应电流,圆环有扩张的趋势
9. 如图甲所示,导体棒MN置于水平导轨上,PQMN所围的面积为S,PQ之间有阻值为R的电阻,不计导轨
和导体棒的电阻.导轨所在区域内存在沿竖直方向的匀强磁场,规定磁场方向竖直向上为正方向,在 0~
2t时间内磁感应强度随时间的变化情况如图乙所示,导体棒MN始终处于静止状态.下列说法正确的是(
0
)
A.在0~t和t~2t时间内,导体棒受到的导轨的摩擦力方向相同
0 0 0
B.在0~t时间内,通过导体棒的电流方向为N到M
0
C.在t~2t时间内,通过电阻R的电流大小为
0 0
D.在0~2t时间内,通过电阻R的电荷量为
0
10.如图所示,MN、PQ是两根足够长的光滑平行金属导轨,导 轨
间距为d,导轨所在平面与水平面成θ角,M、P间接阻值为R 的
电阻.匀强磁场的方向与导轨所在平面垂直,磁感应强度大小 为
B.质量为m、阻值为r、长度为d的金属棒放在两导轨上,在平行于导轨的拉力作用下,以速度v匀速向上
运动.已知金属棒与导轨始终垂直并且保持良好接触,重力加速度为g.求:
(1)金属棒产生的感应电动势E;
(2)通过电阻R的电流I;
(3)拉力F的大小.
1.如图所示,在一有界匀强磁场中放一电阻不计的平行金属导轨,虚线为有界磁场的左边界,导轨跟圆形
线圈M相接,图中线圈N与线圈M共面、彼此绝缘,且两线圈的圆心重合,半径R<R.在磁场中垂直于导
M N
轨放置一根导体棒ab,已知磁场垂直于导轨所在平面向外.欲使线圈N有收缩的趋势,下列说法正确的是(
)A.导体棒可能沿导轨向左做加速运动
B.导体棒可能沿导轨向右做加速运动
C.导体棒可能沿导轨向左做减速运动
D.导体棒可能沿导轨向左做匀速运动
2.矩形导线框固定在匀强磁场中,如图12甲所示.磁感线的方向与导线框所在平面垂直,规定磁场的正方
向为垂直纸面向里,磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示,则( )
A.从0~t时间内,导线框中电流的方向为a→b→c→d→a
1
B.从0~t时间内,导线框中电流越来越小
1
C.从0~t时间内,导线框中电流的方向始终为a→d→c→b→a
2
D.从0~t时间内,导线框bc边受到的安培力越来越大
2
3.如图,直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中,磁感应强度大小为B,方向平行于ab边向上.当金属
框绕ab边以角速度ω逆时针转动时,a、b、c三点的电势分别为U、U、U.已知bc边的长度为l.下列判
a b c
断正确的是( )
A.U>U,金属框中无电流
a c
B.U>U,金属框中电流方向沿abca
b c
C.U=-Bl2ω,金属框中无电流
bc
D.U=Bl2ω,金属框中电流方向沿acba
bc
1.【答案】B
【解析】根据产生感应电流的条件:A中,电路没闭合,无感应电流;B中,电路闭合,且垂直磁感线的平
面的面积增大,即闭合电路的磁通量增大,有感应电流;C中,穿过闭合线圈的磁感线相互抵消,磁通量
恒为零,无感应电流;D中,闭合回路中的磁通量不发生变化,无感应电流.
2.【答案】A
【解析】将磁铁的S极插入线圈的过程中,由楞次定律知,通过电阻的感应电流的方向由a到b,线圈与
磁铁相互排斥.
3.【答案】B
【解析】金属圆环不管是从什么方向拉出磁场,金属圆环中的磁通量方向不变,且不断减小,根据楞次定
律知,感应电流的方向相同,感应电流的磁场方向和原磁场的方向相同,则由右手螺旋定则知感应电流的
方向是顺时针方向,A、C错误,B正确;金属圆环匀速拉出磁场过程中,磁通量的变化率在发生变化,感
应电流的大小也在发生变化,D错误.
4.【答案】BC
【解析】设PQ向右运动,用右手定则和安培定则判定可知穿过L的磁感线方向向上.若PQ向右加速运动,
1
则穿过L的磁通量增加,用楞次定律判定可知通过MN的感应电流方向是N→M,对MN用左手定则判定,可
1
知MN向左运动,可见A选项不正确.若PQ向右减速运动,则穿过L的磁通量减少,用楞次定律判定可知通
1过MN的感应电流方向是M→N,对MN用左手定则判定,可知MN是向右运动,可见C正确.同理设PQ向左运
动,用上述类似的方法可判定B正确,而D错误.
5.【答案】C
【解析】金属棒ab沿导轨向右运动时,安培力方向向左,“阻碍”其运动,选项A、B错误;金属棒ab沿
导轨向右运动时,感应电动势E=Blv,感应电流I=,安培力F=BIl=,可见,选项C正确;根据右手定
则可知,流过金属棒ab的感应电流的方向是从b流向a,所以流过螺线管的电流方向是从A端到达B端,
根据右手螺旋定则可知,螺线管的A端为S极,选项D错误.
6.【答案】A
【解析】根据电磁感应定律,MN产生的电动势E=Blv,由于MN的电阻与外电路电阻相同,所以MN两端的
电压U=E=Blv,根据右手定则,流过固定电阻R的感应电流由b经R到d,故A正确,B错误;MN受到的
安培力大小F=,方向水平向左,故C、D错误.
A
7.【答案】BD
【解析】由题图可知,B为均匀带负电绝缘环,B中电流为逆时针方向,由右手螺旋定则可知,电流的磁场
垂直纸面向外且逐渐增大;由楞次定律可知,磁场增大时,感应电流的磁场与原磁场的方向相反,所以感
应电流的磁场的方向垂直纸面向里,A中感应电流的方向为顺时针方向,故A错误,B正确;B环外的磁场
的方向与B环内的磁场的方向相反,当B环内的磁场增强时,A环具有面积扩张的趋势,故C错误,D正确.
8.【答案】C
【解析】根据右手定则,当金属棒ab在恒力F的作用下向右运动时, abdc回路中会产生逆时针方向的感
应电流,则在圆环处产生垂直于纸面向外的磁场,随着金属棒向右加速运动,abdc回路中的感应电流逐渐
增大,穿过圆环的磁通量也逐渐增大,依据楞次定律可知,圆环将有收缩的趋势以阻碍圆环磁通量的增大;
abdc回路中的感应电流I=,感应电流的变化率=,又由于金属棒向右运动的加速度a减小,所以感应电
流的变化率减小,圆环内磁通量的变化率减小,所以在圆环中产生的感应电流不断减小,选项C正确.
9.【答案】B
【解析】在0~t时间内磁通量减小,根据楞次定律要阻碍磁通量的减小,导体棒有向右运动的趋势,摩
0
擦力水平向左.在t~2t时间内磁通量增大,同理可判断导体棒有向左运动的趋势,摩擦力水平向右,选
0 0
项A错;0~t时间内竖直向上的磁通量减小,根据楞次定律感应电流的磁场方向竖直向上,感应电流的方
0
向由N到M,选项B对;导体棒MN始终静止,与导轨围成的回路面积不变,根据电磁感应定律可得感应电
动势E==S,即感应电动势与B-t图象斜率成正比,0~t时间内感应电流大小I==S=S,t~2t时间
0 1 0 0
内感应电流大小I==S=S,选项C错;在0~2t时间内,通过电阻R的电荷量Q=I·Δt=·Δt=
2 0
S·Δt==,选项D错.
10.【解析】(1)根据法拉第电磁感应定律得E=Bdv.
(2)根据闭合电路欧姆定律得I==
(3)导体棒的受力情况如图所示,根据牛顿第二定律有F-F -mgsin θ=0,又因为F =BId=,所以F
安 安
=mgsin θ+.1.【答案】C
【解析】导体棒ab加速向左运动时,导体棒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中电流方向由b→a,根据安培定则可知M产生的磁场方向垂直纸面向外,穿过N的磁通量增大,线圈
面积越大抵消的磁感线越多,所以线圈N要通过增大面积以阻碍磁通量的增大,故A错误;导体棒ab加速
向右运动时,导体棒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,同理可知B错误;导体棒
ab减速向左运动时,导体棒ab中产生的感应电动势和感应电流减小,由右手定则判断出来ab中电流方向
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的磁通量减小,线圈面积越大抵
消的磁感线越多,所以线圈N要通过减小面积以阻碍磁通量的减小,故C正确;导体棒ab匀速向左运动时,
导体棒ab产生的感应电动势和感应电流恒定不变,线圈M产生的磁场恒定不变,穿过线圈N中的磁通量不
变,没有感应电流产生,则线圈N不受磁场力,没有收缩的趋势,故D错误.
2.【答案】C
【解析】由题图乙可知,0~t时间内,导线框中磁通量的变化率相同,故0~t时间内电流的方向相同,
2 2
由楞次定律可知,电路中电流方向为顺时针,即电流为adcba方向,故A错误,C正确;从0~t时间内,
1
导线框中磁通量的变化率相同,感应电动势恒定不变,电路中电流大小恒定不变,故 B错误;从0~t时
2
间内,磁场的变化率不变,则电路中电流大小恒定不变,由F=BIL可知,F与B成正比,即先减小后增大,
故D错误.
3.【答案】C
【解析】金属框abc平面与磁场平行,转动过程中磁通量始终为零,所以无感应电流产生,选项 B、D错误.
转动过程中bc边和ac边均切割磁感线,产生感应电动势,由右手定则判断U<U,U<U,选项A错误.由
a c b c
转动切割产生感应电动势的公式得U=-Bl2ω,选项C正确.
bc