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第24 讲 法拉第电磁感应定律、自感和涡流
1、理解环和掌握法古拉第电滋感应定律。
2、会求感生电动势和动生电动势。
3、理解自感、祸流、电掬驱动和电嘟阻尼
考点一 法拉第电磁感应定律的应用
1．感应电动势
(1)感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势．产生感应电动势的那部分导体就相当于电源，
导体的电阻相当于电源内阻．
(2)感应电流与感应电动势的关系：遵循闭合电路欧姆定律，即I＝.
2．感应电动势大小的决定因素
(1)感应电动势的大小由穿过闭合电路的磁通量的变化率和线圈的匝数共同决定，而与磁通量Φ、
磁通量的变化量ΔΦ 的大小没有必然联系．
(2)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.
3．磁通量的变化率是Φ－t 图象上某点切线的斜率．
考点二 导体切割磁感线产生感应电动势的计算
1．公式E＝Blv 的使用条件
(1)匀强磁场．
(2)B、l、v 三者相互垂直．
(3)如不垂直，用公式E＝Blvsin θ 求解，θ 为B 与v 方向间的夹角．
2．“瞬时性”的理解
(1)若v 为瞬时速度，则E 为瞬时感应电动势．
(2)若v 为平均速度，则E 为平均感应电动势．
1
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3．切割的“有效长度”
公式中的l 为有效切割长度，即导体在与v 垂直的方向上的投影长度．图中有效长度分别为：
甲图：l＝sin β；
乙图：沿v1方向运动时，l＝；沿v2方向运动时，l＝0.
丙图：沿v1方向运动时，l＝R；沿v2方向运动时，l＝0；沿v3方向运动时，l＝R.
4．“相对性”的理解
E＝Blv 中的速度v 是相对于磁场的速度，若磁场也运动，应注意速度间的相对关系．
一 无外力单导体棒
无外力单导体棒
1．电路特点
导体棒相当于电源。当速度为v时，电动势E = BLv
2．安培力的特点
安培力为阻力，并随速度减小而减小：F安= BIL= B
2 L
2v
R+r ∝v
3．加速度特点
加速度随速度减小而减小,a= B
2 L
2v
m( R+r ) + μg
4．运动特点
速度如图所示。a 减小的减速运动
5．最终状态
静止
6．四个规律
(1)全过程能量关系：−μmgx −Q =0−1
2 m v0
2 ,
速度为v时的能量关系−μmgx−Q = 1
2 mv
2−1
2 mv0
2
电阻产生的焦耳热QR
Q =
R
R+r
(2)瞬时加速度：a= B
2 L
2v
m( R+r ) + μg，
2
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(3)电荷量q =¯I Δt =
¯E
R+r Δt =
Δφ
Δt( R+r ) Δt = Δφ
R+r
(4)动量关系：μmgΔt −B¯I LΔt = μmgΔt −BqL=0−m v0
(安培力的冲量¯F Δt = B¯I LΔt = BqL)
安培力的冲量公式是μmgΔt −B¯I LΔt =0−m v0①
闭合电路欧姆定律 ¯I =
¯E
R+r ②
平均感应电动势：¯E = BL¯v③
位移：x =¯v t④
①②③④得μmgΔt + B
2 L
2 x
R+r =mv0
二 有外力单导体棒
有外力单导体棒
1、电路特点
导体棒相当于电源，当速度为v时，电动势E = BLv
2、安培力的特点
安培力为阻力，并随速度增大而增大. F安= BIL= B
2 L
2v
R+r ∝v
3、加速度特点
加速度随速度增大而减小.a= F
m −μg−B
2 L
2v
m( R+r )
4、运动特点
速度如图所示。做加速度减小的加速运动
5、最终特征
匀速运动
6、两个极值
(1)v =0时,有最大加速度：a= F
m −μg
(2)
a=0时
,
有
最
大
速
度
：
a= F
m−μg- B2 L2v
m(R+r)=0
vm= ( F −μmg)( R+r )
B
2 L
2
7、稳定后的能量
转化规律
F vm= (BLvm)
2
R+r
+ μmg vm
3
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8、起动过程中的
三个规律
(1)动量关系：Ft −B¯I <−μmgt =m vm
Ft −B
2 L
2 x
R+r −μmgt =m vm
(2)能量关系：Fx −μmgx −Q = 1
2 m vm
2
(3)电荷量q =¯I Δt =
¯E
R+r Δt =
Δφ
Δt( R+r ) Δt = Δφ
R+r
10、若F的作用下
使导体棒做匀加速
直线运动则F随时
间线性变化
证明：根据法拉第电磁感应定律
E = BLv..................................................................（1）
闭合电路欧姆定律I =
E
R+r ..................................................................(2)
安培力F＝BIL...............................................................（3）
由（1）（2）（3）得F = B
2 L
2v
R+r ......................................（4）
由牛顿第二定律F −B
2 L
2v
R+r =ma.................................（5）
由运动学公式 v =at............................................(6)
(5)(6)联立得F = B
2 L
2a
R+r t +ma....................................(7)
由（7）式可以看出要让导体棒做匀加速直线运动所加外力必然随时间均匀
变化即F =kt +b
模三 无外力等距双导体棒
无外力等距导体棒
1．电路特点
棒2 相当于电源；棒1 受安培力而加速起动,运动后产生反电动势
2．电流特点
I = Bl v2−BLv1
R1+ R2
= Bl(v2−v1)
R1+ R2
随着棒2 的减速、棒1 的加速，两棒的相
对速度v2−v1变小，回路中电流也变小。
v1=0时：电流最大，I = Bl v0
R1+ R2
。 v1= v2时：电流 I =0
4
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3．两棒的运动情况
安培力大小：F安= BIl = B
2 L
2(v2−v1)
R1+ R2
两棒的相对速度变小,感应电流变小,安培力变小.棒1 做加速度变小的加
速运动，棒2 做加速度变小的减速运动，最终两棒具有共同速度。
4．两个规律
(1)动量规律：两棒受到安培力大小相等方向相反,系统合外力为零, 系统
动量守恒.m2v0=(m1+m2)v共
(2)能量转化规律：系统机械能的减小量等于内能的增加量.（类似于完
全非弹性碰撞）Q = 1
2 m2v0
2−1
2 (m1+m2)v共
2 两棒产生焦耳热之比：
Q1
Q2
= R1
R2
；Q =Q1+Q2
四 有外力等距双导体棒
有外力等距双导
体棒
1．电路特点
棒2 相当于电源，棒1 受安培力而起动.
2．运动分析
某时刻回路中电流：I = Bl v2−BLv1
R1+ R2
= Bl(v2−v1)
R1+ R2
安培力大小：F安= BIL。棒1：a1= F安
m1
棒2：a2= F −F安
m2
最初阶段，a2>a1, 只要a2>a1,(v2−v1)↑；I ↑；F安↑；a1↑；a2↓
当a1=a2时，v2−v1恒定，I恒定，F安恒定，两棒匀加速
3．稳定时的速
度差
F =(m1+m2)a，
F安=m1a，
F安= BIL，
I = Bl(v2−v1)
R1+ R2
，
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v2−v1= ( R1+ R2)m1 F
B
2 L
2(m1+m2)
考点三 自感现象的理解
1．自感现象
(1)概念：由于导体本身的电流变化而产生的电磁感应现象称为自感，由于自感而产生的感应电动
势叫做自感电动势．
(2)表达式：E＝L.
(3)自感系数L 的影响因素：与线圈的大小、形状、匝数以及是否有铁芯有关．
2．自感现象“阻碍”作用的理解
(1)流过线圈的电流增加时，线圈中产生的自感电动势与电流方向相反，阻碍电流的增加，使其缓
慢地增加．
(2)流过线圈的电流减小时，线圈中产生的自感电动势与电流方向相同，阻碍电流的减小，使其缓
慢地减小．
线圈就相当于电源，它提供的电流从原来的IL逐渐变小．
3．自感现象的四大特点
(1)自感电动势总是阻碍导体中原电流的变化．
(2)通过线圈中的电流不能发生突变，只能缓慢变化．
(3)电流稳定时，自感线圈就相当于普通导体．
(4)线圈的自感系数越大，自感现象越明显，自感电动势只是延缓了过程的进行，但它不能使过程
停止，更不能使过程反向．
4．断电自感中，灯泡是否闪亮问题
(1)通过灯泡的自感电流大于原电流时，灯泡闪亮．
(2)通过灯泡的自感电流小于或等于原电流时，灯泡不会闪亮．
[例题1] 电磁俘能器可在汽车发动机振动时利用电磁感应发电实现能量回收，结构如图甲
所示。两对永磁铁可随发动机一起上下振动，每对永磁铁间有水平方向的匀强磁场，磁感应强
度大小均为B。磁场中，边长为L的n匝正方形线圈竖直固定在减震装置上。某时刻磁场分布
与线圈位置如图乙所示，磁场分界线恰好经过线圈的1
3
位置处，且此时永磁铁相对线圈运动的
速度大小为v，永磁铁振动时磁场分界线不会离开线圈。关于图乙中的线圈，下列说法正确的
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是（ ）
A．此时刻线圈中的感应电动势大小E =nBLv
B．若减小永磁铁相对线圈上升的速度v，则线圈中感应电动势减小
C．若永磁铁相对线圈下降，则线圈中感应电流的方向为逆时针方向
D．若永磁铁相对线圈左右振动，则线圈中也能产生感应电流
[例题2] 如图所示，三根完全相同的电阻丝一端连在一起并固定在转轴O 上，另一端分别
固定于导体圆环上的A、C、D 点，并互成120°角，导体圆环的电阻不计。转轴的右侧空间有
垂直于纸面向里的匀强磁场，范围足够大，现让圆环绕转轴O 顺时针匀速转动，在连续转动
的过程中，对其中一根电阻丝OA，下列说法正确的是（ ）
A．电流方向始终不变
B．A 点的电势始终高于O 点的电势
C．电流大小始终不变
D．电流大小有三个不同值
[例题3] 如图所示，虚线MN左侧空间存在一方向与纸面垂直的匀强磁场，磁感应强度B
随时间t的变化关系为B =(2t −3)T。一硬质细导线的电阻率为ρ、横截面积为S，将该导线做
成半径为r的圆环固定在纸面内，圆心O在MN上，t =0时磁感应强度的方向如图。对从t =0时
到t =2s时，下列说法正确的是（ ）
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A．圆环所受安培力的方向始终不变
B．圆环中的感应电流在1.5s时发生改变
C．圆环中产生的感应电动势大小为2π r
2 D．圆环中的感应电流大小为rS
2 ρ
[例题4] 如图甲所示，两根水平放置的平行粗糙金属导轨左侧接有阻值R =3Ω的定值电
阻，导轨处于垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度大小B =1T，导轨间距L=1m。一阻值
r =1Ω、长度也为L=1m的金属棒放置在导轨上，在水平向右的拉力F作用下由静止从CD处
开始运动。金属棒运动的v −x图像如图乙所示，导轨电阻不计，金属棒始终与导轨垂直且接
触良好，下列说法正确的是（ ）
A．金属棒做匀加速直线运动
B．运动过程中，拉力F做的功等于金属棒产生的焦耳热与克服摩擦力所做的功之和
C．运动到x =1m处时，金属棒所受安培力的大小为1N
D．金属棒从起点运动到x =1m处的过程中，回路产生的焦耳热为0.25J
[例题5] 一粗细均匀、总电阻为R、边长为L 的正方形单匝闭合金属线圈，静置于与线圈
平面垂直的匀强磁场中，该磁场的磁感应强度B 随时间t 变化的关系如图所示，其中B0、t0为
已知量。整个过程中，线圈无形变。求在0～3t0时间段内：
(1)该线圈中产生的电热Q；
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(2)通过该线圈截面的电量q。
[例题6] 一端开有小口的水平单匝圆环线圈固定在竖直向上的均匀磁场中，其磁感应强度
大小随时间的变化规律为B1=6t (T)，线圈的面积S = 4 m
2，线圈与水平固定的光滑导轨连接，
导轨左侧接有小灯泡L，小灯泡L 的参数为“24V，5A”。一导体棒垂直导轨静止放置，导体
棒的质量m=2kg，接入导轨间的长度l=1m，接入电路的电阻r=2Ω，导体棒处于竖直向下、磁
感应强度大小B2= 4 T的匀强磁场中。不计导轨和线圈的电阻，灯泡电阻恒定，导轨足够长，
从t=0 时刻开始，下列说法正确的是（ ）
A．灯泡一直正常发光
B．电路中的热功率先减小后不变
C．导体棒最终将静止
D．从开始运动至达到稳定状态过程中，通过导体棒的电荷量q=3C
[例题7] 如图所示，边长为2L 的正方形边界abcd 内存在垂直纸面向里、磁感应强度大小
为B 的匀强磁场，圆心为O、半径为L 的圆形边界内存在垂直纸面向外的磁感应强度大小为B
的匀强磁场，圆形边界与ad 相切于ad 的中点M，cb 的中点为P，MQ 为圆形边界的直径。一
长度为2L 的导体棒MN 沿着Ma 放置，一端固定在M 点，现让导体棒绕着M 点以角速度ω 顺
时针匀速转动，下列说法正确的是（ ）
A．当导体棒的端点N 与P 点重合时，M 点的电势高于N 点的电势
B．当导体棒转过60°时，N、M 两点间的电势差为2B L
2ω
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C．当导体棒转过240°时，产生的感应电动势为B L
2ω
D．从导体棒转过180°计时开始，半周内瞬时电动式的表达式为e=2B L
2ωsin
2(ωt )(0≤t ≤π
ω)
[例题8] 如图甲所示，相距为L1=1m的两条足够长光滑平行金属导轨，导轨的倾斜部分
和水平部分在c、d 处平滑连接，倾斜部分与水平面的夹角为θ =30°，一根质量为m=1kg、
电阻为r =1Ω的金属棒PQ 垂直导轨放置。倾斜导轨顶端接有阻值为R =1Ω的电阻，在电阻、
导轨与PQ 间有一面积为S =1m
2的磁场区域Ⅰ，磁感应强度方向垂直导轨平面向下，磁场大小
B1随时间t 变化规律如图乙所示，在0 到t0=1s内均匀增加到B0=1T，t0之后磁感应强度保持
不变。在边界ab 右侧存在磁感应强度大小为B2=2T、方向也垂直倾斜导轨平面向下的匀强磁
场区域Ⅱ，边界ab 与导轨垂直，到斜面底端cd 的距离为L2=1m。t =0时刻将金属棒PQ 由静
止释放，t =2t0时刻恰好运动到边界ab，在PQ 到达ab 边界时给它施加一平行倾斜导轨的作用
力F，使它沿导轨向下运动速度随位移均匀增大，且Δv
Δ x =k，k =1s
−1，导体棒运动到cd 时撤
掉F，之后滑进导轨的水平部分最终停止。已知导体棒PQ 与导轨始终垂直并接触良好，在cd
处进入水平导轨时无动能损失，不计导轨电阻，忽略磁场边界效应，重力加速度为
g=10 m /s
2。求：
(1)求0~2t0内回路产生的热量Q1；
(2)金属棒PQ 在abcd 区域运动过程中产生的热量Q2和力F 做的功W（结果保留3 位有效数字）；
(3)金属棒PQ 在水平导轨上滑行的路程s（结果保留3 位有效数字）。
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题型1 感应电动势的求解
1.
如图所示，间距为L 且足够长的金属导轨固定在水平面上，导轨电阻忽略不计，竖直
向下的匀强磁场范围足够大，磁感应强度为B。导轨左端用导线连接阻值为R 的定值电阻，阻
值为R 的导体棒垂直于导轨放置，与导轨接触良好。导体棒从导轨的最左端以速度v 匀速向右
运动的过程中（ ）
A．回路中的电流逐渐变大
B．回路中电流方向沿顺时针（俯视）
C．导体棒两端的电压大小为BLv
2
D．导体R 的发热功率先变大后变小
2.
如图所示，两根平行光滑金属导轨固定在同一水平面内，其左端接有定值电阻R，建
立Ox 轴平行于金属导轨，在x>0 的区域内存在着垂直导轨平面向下的磁场，磁感应强度B 随
坐标x 分布规律为B=5x(T)，金属棒ab 在外力作用下从x=0 处沿导轨向右运动，经过x1、x2、
x3，O x1= x1 x2= x2 x3，电阻R 的功率始终保持不变，不计导轨和金属棒的电阻，则在x1 x2和
x2 x3过程中（ ）
A．金属棒a 端电势低于b 端
B．金属棒产生的电动势逐渐增大
C．通过电阻R 的电量之比为3:5
D．金属棒运动时间之比为1:2
3.
如图装置可形成稳定的辐向磁场，磁场内有匝数为n、半径为R 的圆形线圈，在t =0
时刻线圈由静止释放，经时间t 速度大小为v。假设此段时间内线圈所在处磁感应强度大小恒
为B，线圈单位长度的质量、电阻分别为m、r，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）。
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A．线圈下落过程中，通过线圈的磁通量不为零
B．t 时刻线圈的加速度大小为g−B
2v
mr
C．0∼t时间内通过线圈的电荷量为mgt −mv
2 RπnB
D．0∼t时间内线圈下落高度为mr (¿−v)
B
2
题型2 感应电流电荷量的求解
4.
如图所示， A、B 是面积、磁感应强度的大小和方向均完全相同的匀强磁场区域，只
是A 区域比B 区域离地面高，甲、乙两个完全相同的线圈，在距地面同一高度处同时由静止开
始释放顺利穿过磁场，两线圈下落时始终保持线圈平面与磁场垂直，不计空气阻力。下列说法
正确的是（ ）
A．两线圈穿过磁场的过程中产生的热量相等
B．两线圈穿过磁场的过程中通过线圈横截面的电荷量不相等
C．两线圈落地时乙的速度较大
D．甲线圈运动时间较长，乙线圈先落地
5.
如图所示，光滑绝缘水平面上有两个垂直于水平面的有界匀强磁场，磁场宽度均为
L，磁场间距也为L，Ⅰ、Ⅱ区域的磁感应强度大小分别为B、2B。一质量为m、边长为L、电
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阻为R 的正方形金属线框以某一初速度向右进入磁场Ⅰ，当ab 边刚要离开磁场Ⅱ时线框速度
恰好减为0，线框运动过程中ab 边始终与磁场边界平行，下列说法正确的是（ ）
A．线框进入Ⅰ区域和离开Ⅰ区域的过程中速度的变化量相同
B．cd 边进入Ⅰ区域时线框的速度大小为9 B
2 L
3
mR
C．cd 边离开Ⅱ区域时线框的速度大小为2B
2 L
3
mR
D．线框在穿越磁场Ⅰ、Ⅱ区域的过程中产生的焦耳热之比为9 16
∶
6.
如图所示，直角梯形金属框abcd 平放在光滑绝缘的水平面上，框的质量为m、电阻
为R，∠b= 45°，∠c =∠d =90°，ad =cd = L，水平线MN 右侧有竖直向下的匀强磁场，磁
感应强度大小为B。开始时bc 边垂直于MN 且b 点在MN 上，给框施加一个垂直于MN 水平向
右、大小为F 的恒力，当a 点刚进入磁场时，框的加速度恰好为零，运动过程中，bc 始终垂直
于MN，则下列说法正确的是（ ）
A．ab 边进入磁场过程中，框所受的安培力垂直于ab 向左
B．框进入磁场过程中通过框截面的电量为3 B L
2
2 R
C．ab 边进入磁场过程中，框中产生的焦耳热为2 FL−m F
2 R
2
2B
4 L
4
D．若框进入磁场过程中电流的有效值为I，则框进磁场的时间为2 FL
I
2 R
−m F
2 R
2 I
2B
4 L
4
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题型3 平动导体棒切割电动势
7.
国庆阅兵时，我国的JH-7 型歼击轰炸机在天安门上空沿水平方向自东向西呼啸而过。
该机的翼展为12.7m，北京地区地磁场的竖直分量为4.7×10
−5T，该机水平飞过天安门时的速
度为860km/h，则有（ ）
A．机翼北面端点电势最高
B．机翼南面端点电势最高
C．机翼两端的电势差约为0.51V
D．机翼两端的电势差约为0.14V
8.
如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置长度为L 的金属棒ab 从距地面
高为h 处，以水平初速度v0抛出。设运动的整个过程中棒的取向不变，且不计空气阻力，已知
重力加速度为g，则落地时金属棒a、b 两端产生的感应电动势和电势高低，判断正确的是（
）
A．E = BLv0
，φa>φb
B．E = BL√v0
2+2gh，φa>φb
C．E = BLv0
，φa<φb
D．E = BL√v0
2+2 gh，φa<φb
9.
如图所示为某一具有电磁缓冲功能的火箭模型结构示意图，模型由缓冲槽、主体及主
体内的线圈构成。匝数为N、边长为L 的闭合正方形线圈abcd 固定在主体下部，总电阻为R。
模型外侧安装有由绝缘材料制成的缓冲槽，槽中有垂直于线圈平面、磁感应强度为B 的匀强磁
场。模型以速度v0着地时缓冲槽立即静止，此后主体在线圈与缓冲槽内磁场的作用下减速，从
而实现缓冲。主体已知主体与线圈总质量为m，重力加速度为g，不计摩擦和空气阻力。求：
（1）模型以速度v0着地瞬间ab 边中电流的大小和方向；
（2）若主体下落距离为h 时未与缓冲槽相碰，此时主体线圈瞬时发热功率为缓冲槽着地瞬时发热
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功率的一半，求该过程中线圈产生的热量Q。
题型4 转动导体棒切割电动势
10. 某同学设计了一个发电测速装置，工作原理如图1 所示。半径分别为r、2r 的两个圆
形金属导轨安装在竖直平面上，两根长为4r 的金属棒互相垂直，且与圆形导轨接触良好，中
心O 端固定在圆心处的转轴上。转轴的左端有一个半径也为r 的圆盘，圆盘和金属棒能随转轴
一起转动。圆盘上绕有足够长且不可伸长的细线，下端挂着一个质量为M 的重物。在圆形金
属导轨四分之一区域内存在垂直于导轨平面向右的匀强磁场，装置侧视图如图2 所示，磁感应
强度大小为B。重物由静止释放，细线与圆盘间没有滑动，金属棒、导线及电刷的电阻均不计，
内外圆形导轨电阻分别为R、2R，内外圆形导轨、金属棒和圆盘质量均不计，重力加速度大小
取g，求：
(1)圆盘以角速度ω0转动时，某时刻金属棒所在位置如图2
①金属棒OD 部分产生的电动势E；
②金属棒ED 间的电势差U；
(2)下落过程中重物的最大速度vm；
(3)当圆盘转过θ（弧度）时，圆形导轨角速度达到ω，求铝块由静止释放下落时间t。
11. 如图所示，平面内有一外、内直径分别为D1和D2的环形区域，以直径AD 为分界，
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左、右半环形区域内分别有垂直平面向里和向外的匀强磁场，磁感应强度大小均为B。直径为
D1、电阻不计的两个半圆形金属框，置于环形区域的外圆处，并在A、D 两处分别用长度可忽
略的绝缘材料连接。金属框的C、E两点间连有一阻值为R的电阻，一长度为D1、电阻为r的
导体棒ef 过圆心O放置于金属框上，并绕过O点的转轴以角速度ω顺时针匀速转动，转动过程
其两端与金属框接触良好。当导体棒转至图中位置时，下列说法正确的是（ ）
A．电阻R中电流方向由a到b
B．流过R的电流大小为Bω(D1
2−D2
2)
4 (R+r)
C．a、b两点间的电势差为Brω(D1
2−D2
2)
4 (R+r)
D．导体棒Of 段所受安培力大小为B
2ω(D1+ D2)(D1−D2)
2
8(R+r)
12. (24-25 高三上·河北沧州·)某兴趣小组为探究“法拉第圆盘发电机”原理，设计了如图
所示装置。飞轮由三根长度为a的金属辐条和金属圆环组成，可绕过其中心的水平固定轴转动，
不可伸长的绝缘细绳绕在圆环上，系着质量为m的物块，细绳与圆环无相对滑动。飞轮处在方
向垂直环面的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，左侧电阻R一端通过电刷与圆环边缘良好接
触，另一端连接转轴。已知飞轮每根辐条的电阻为r，不计其他电阻和阻力损耗，不计飞轮转
轴大小，重力加速度为g。现将物块由静止释放，则当物块下落速度最大时，下列说法正确的
是（ ）
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A．物块的速度大小为4 mg(3 R+r )
3 B
2a
2
B．每根辐条两端的电压为2mgr
3 Ba
C．每根辐条受到的安培力大小为2mg
D．电阻R消耗的电功率为4 m
2 g
2 R
B
2a
2
题型5 通电和断电自感
13. 如图所示，S 闭合后，流过线圈L 的电流恒为i1，流过灯泡A 的电流恒为i2，且i1>i2。
在t1时刻将S 迅速断开，在较短一段时间内流过灯泡的电流随时间变化的图像是（ ）
A．
B．
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C．
D．
14. 如图所示，P 和Q 是两个相同的小灯泡，L 是自感系数很大的线圈，其电阻小于灯泡
的电阻，两灯泡在以下操作中不会被烧坏。下列说法正确的是（ ）
A．开关S 闭合时，P 灯先亮，Q 灯后亮
B．开关S 闭合一段时间后，两灯的亮度相同
C．开关S 断开前后通过P 灯的电流方向改变
D．开关S 由闭合变为断开时，Q 灯闪亮后熄灭
15. 如图所示，两个灯泡A1和A2的规格相同，闭合开关，稳定后两个灯泡正常发光且亮
度相同。下列说法正确的是（ ）
A．闭合开关瞬间，A1、A2亮度相同
B．闭合开关瞬间，M 点电势低于N 点电势
C．电路稳定后断开S，A2闪亮一下再熄灭
D．电路稳定后断开S 瞬间，M 点电势低于N 点电势
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题型6 涡流
16. 下面对四幅图片中所涉及物理知识的描述，正确的是（ ）
A．甲图中小磁针转动是由于电流产生的电场对小磁针有作用力
B．乙图中回旋加速器通过磁场加速粒子
C．丙图中高频冶炼炉利用涡流热效应工作
D．丁图中无线充电过程利用了接触起电原理
17. (24-25 高二上·江苏宿迁·期中)如图所示，“中国第一高楼”上海中心大厦上的阻尼器，
该阻尼器首次采用了电涡流技术，底部附着永磁铁的质量块摆动通过导体板上方时，导体板内
产生涡流。关于阻尼器，下列说法正确的是（ ）
A．阻尼器摆动时产生的涡流源于外部电源供电
B．阻尼器最终将机械能转化为内能
C．风速越大，导体板中磁通量变化率越小
D．阻尼器摆动时产生的涡流源于电流的磁效应现象
18. 如图所示，玻璃圆管内壁光滑、竖直放置在方向竖直向上、磁感应强度B 随时间均匀
减小的磁场中。有一带正电的小球（可视为质点），以速率v0沿逆时针方向从管口上端贴着管
壁水平射入管内，经过一段时间后从底部离开圆管，小球从下端离开玻璃管时磁场还没减小到
0，若再次重复该过程，小球以相同速率v0进入管内，同时撤去磁场，设运动过程中小球所带
电量不变，空气阻力不计。下列说法正确的是（ ）
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A．撤去磁场后小球离开管口的速率小于有磁场时的速率
B．撤去磁场后小球离开管口的时间大于有磁场时的时间
C．有磁场时小球对玻璃管的压力一定不断增大
D．小球两次在玻璃管中运动时，都只有重力做功，故小球与地球组成的系统机械能守恒
题型7 电磁阻尼和电磁驱动
19. 电磁驱动是21 世纪初问世的新概念，该技术被视为将带来交通工具大革命。在日常
生活中，摩托车和汽车上装有的磁性转速表就是利用了电磁驱动原理。如图所示是磁性转速表
及其原理图，永久磁铁随车轮系统的转轴转动，铝盘固定在指针轴上，与永久磁铁不固定。关
于磁性式转速表的电磁驱动原理，下列说法正确的是（ ）
A．铝盘接通电源，通有电流的铝盘在磁场作用下带动指针转动
B．永久磁体随转轴转动产生运动的磁场，在铝盘中产生感应电流，感应电流使铝盘受磁场力
而转动
C．铝盘转动的方向与永久磁体转动方向相反
D．由于铝盘和永久磁体被同转轴带动，所以两者转动是完全同步的
20. (23-24 高二上·宁夏银川一中·期末)物理学中有很多关于圆盘的实验，第一个是法拉第
圆盘，圆盘全部处于磁场区域，可绕中心轴转动，通过导线将圆盘圆心和边缘与外面电阻相连。
第二个是阿拉果圆盘，将一铜圆盘水平放置，圆盘可绕中心轴自由转动，在其中心正上方用柔
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软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，以下说法正确的是（ ）
A．法拉第圆盘在转动过程中，圆盘中磁通量不变，无感应电动势，无感应电流
B．阿拉果圆盘实验中，转动圆盘，小磁针会同向转动，反之，转动小磁针，圆盘则不动
C．阿拉果圆盘实验中，转动圆盘，小磁针会同向转动，但会滞后于圆盘
D．法拉第圆盘和阿拉果圆盘都是电磁驱动的表现
21. 发电机是把机械能转化为电能的装置，其他动力作为机械驱动，对如图甲、乙所示的
两类发电机，下列说法正确的是（ ）
A．有一种发电机并不满足法拉第电磁感应定律
B．图甲是旋转电枢式发电机，图乙是旋转磁极式发电机
C．图甲所示的发电机可输出几千伏到几万伏的高压
D．发电机在实际运行过程中将机械能转化为电能的效率可达100 %
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