《（浙江專版）2018-2019學(xué)年高中物理 第四章 第4節(jié) 法拉第電磁感應(yīng)定律講義（含解析）新人教版選修3-2.doc》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（浙江專版）2018-2019學(xué)年高中物理 第四章 第4節(jié) 法拉第電磁感應(yīng)定律講義（含解析）新人教版選修3-2.doc（12頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

法拉第電磁感應(yīng)定律 電磁感應(yīng)定律 [探新知基礎(chǔ)練] 1．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) (1)在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫做感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源。 (2)在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，若閉合導(dǎo)體回路中有感應(yīng)電流，電路就一定有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；如果電路斷開(kāi)，這時(shí)雖然沒(méi)有感應(yīng)電流，但感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)依然存在。 2．法拉第電磁感應(yīng)定律 (1)內(nèi)容：閉合電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過(guò)這一電路的磁通量的變化率成正比。 (2)公式：E＝。 若閉合電路是一個(gè)匝數(shù)為n的線圈，則E＝n。 (3)在國(guó)際單位制中，磁通量的單位是韋伯，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的單位是伏特。 [辨是非](對(duì)的劃“√”，錯(cuò)的劃“”) 1．產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，不一定產(chǎn)生感應(yīng)電流。(　　) 2．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與磁通量大小有關(guān)。(　　) 3．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E和磁通量Φ均與線圈匝數(shù)有關(guān)。(　　) 答案：1.√　2.　3. [釋疑難對(duì)點(diǎn)練] 1．磁通量Φ、磁通量的變化量ΔΦ、磁通量的變化率的比較 磁通量Φ 磁通量的變化量ΔΦ 磁通量的變化率 物理意義 某時(shí)刻穿過(guò)磁場(chǎng)中某個(gè)面的磁感線條數(shù)，Φ是狀態(tài)量 穿過(guò)某個(gè)面的磁通量的變化，ΔΦ是過(guò)程量 表示磁場(chǎng)中穿過(guò)某個(gè)面的磁通量的變化快慢 大小計(jì)算 Φ＝BS，S為在與B垂直方向上的投影面積 ΔΦ＝Φ2－Φ1 ΔΦ＝BΔS(B不變)或ΔΦ＝SΔB(S不變) ＝B (B不變)或 ＝S (S不變) 關(guān)系 Φ、ΔΦ、均與線圈匝數(shù)無(wú)關(guān)。Φ大，不一定大；ΔΦ大，也不一定大。Φ、ΔΦ、的大小沒(méi)有直接關(guān)系，可與運(yùn)動(dòng)學(xué)中v、Δv、三者的關(guān)系類比 2．理解公式E＝n (1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E的大小取決于穿過(guò)電路的磁通量的變化率，而與Φ的大小、ΔΦ的大小沒(méi)有必然的關(guān)系，與電路的電阻R無(wú)關(guān)；感應(yīng)電流的大小與E和回路總電阻R有關(guān)。 (2)磁通量的變化率，是Φt圖象上某點(diǎn)切線的斜率，可反映單匝線圈感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向。 (3)E＝n只表示感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，不涉及其正負(fù)，計(jì)算時(shí)ΔΦ應(yīng)取絕對(duì)值，感應(yīng)電流的方向，可以用楞次定律去判定。 (4)磁通量發(fā)生變化有三種方式：一是ΔΦ僅由B的變化引起，ΔB＝|B2－B1|，E＝nS；二是ΔΦ僅由S的變化引起，ΔS＝|S2－S1|，E＝nB；三是磁感應(yīng)強(qiáng)度B和線圈面積S均不變，而線圈繞過(guò)線圈平面內(nèi)的某一軸轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)E＝n。 [特別提醒]　對(duì)于磁通量的變化量和磁通量的變化率來(lái)說(shuō)，穿過(guò)一匝線圈和穿過(guò)n匝線圈是一樣的，而感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)則不同，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與匝數(shù)成正比。 [試身手] 1．下列幾種說(shuō)法中正確的是(　　) A．線圈中磁通量變化越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定越大 B．線圈中磁通量越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定越大 C．線圈放在磁場(chǎng)越強(qiáng)的位置，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定越大 D．線圈中磁通量變化越快，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定越大 解析：選D　感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和磁通量的大小、磁通量變化量的大小以及磁場(chǎng)的強(qiáng)弱均無(wú)關(guān)系，它由磁通量的變化率決定，故選D。 [探新知基礎(chǔ)練] 1．導(dǎo)線切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) (1)導(dǎo)線垂直于磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，B、l、v兩兩垂直時(shí)，如圖所示，E＝Blv。 (2)公式中l(wèi)指導(dǎo)線的有效切割長(zhǎng)度：即導(dǎo)線在與v垂直的方向上的投影長(zhǎng)度。 2．反電動(dòng)勢(shì) (1)定義：電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于切割磁感線，線圈中產(chǎn)生的削弱電源電動(dòng)勢(shì)作用的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。 (2)作用：反電動(dòng)勢(shì)的作用是阻礙線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)。如果要使線圈維持原來(lái)的轉(zhuǎn)動(dòng)，電源就要向電動(dòng)機(jī)提供能量，此時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。 [辨是非](對(duì)的劃“√”，錯(cuò)的劃“”) 1．如圖甲所示，線圈以恒定速度v從圖示位置向上離開(kāi)磁場(chǎng)過(guò)程中感應(yīng)電流逐漸變大(　　) 2．如圖乙所示，導(dǎo)體棒平動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為Blv。(　　) 3．當(dāng)線圈減速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，也存在反電動(dòng)勢(shì)。(　　) 答案：1.　2.√　3.√ [釋疑難對(duì)點(diǎn)練] 1．對(duì)公式E＝Blv的理解 (1)公式E＝Blv只有在導(dǎo)線垂直切割磁感線時(shí)，即B、l、v三者兩兩垂直才適用。 (2)導(dǎo)線不垂直切割磁感線時(shí)，即v與B有一夾角θ時(shí)，如圖所示，此時(shí)可將導(dǎo)線的速度v向垂直于磁感線和平行于磁感線兩個(gè)方向分解，則分速度v2＝vcos θ不使導(dǎo)線切割磁感線，使導(dǎo)線切割磁感線的是分速度v1＝vsin θ，從而使導(dǎo)線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E＝Blv1＝Blvsin θ。 (3)若導(dǎo)線是曲折的，則l應(yīng)是導(dǎo)線的有效切割長(zhǎng)度，即導(dǎo)線兩端點(diǎn)在v、B所決定平面的垂線上的長(zhǎng)度。如圖甲所示的三種情況下感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相同；如圖乙所示的半徑為r的圓弧形導(dǎo)體垂直切割磁感線吋，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝Blv≠2Brv。 2．平均電動(dòng)勢(shì)與瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)的比較 E＝n E＝Blv 區(qū) 別 物理意 義不同 求的是Δt時(shí)間內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，E與某段時(shí)間或某個(gè)過(guò)程相對(duì)應(yīng) 求的是瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，E與某個(gè)時(shí)刻或某個(gè)位置相對(duì)應(yīng) 適用范 圍不同 求的是整個(gè)電路的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。整個(gè)電路的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零時(shí)，其電路中某段導(dǎo)體的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不一定為零 求的是電路中一部分導(dǎo)體切割磁感線時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 研究對(duì) 象不同 由于是整個(gè)電路的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，因此電源部分不容易確定 由于是一部分導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，該部分就相當(dāng)于電源 聯(lián) 系 公式E＝n和E＝Blv是統(tǒng)一的，當(dāng)Δt→0時(shí)，E為瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，只是由于高中數(shù)學(xué)知識(shí)所限，現(xiàn)在還不能這樣求瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，而公式E＝Blv中的v若代入平均速度，則求出的E為平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) [試身手] 2．如圖所示的導(dǎo)體棒的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，棒運(yùn)動(dòng)的速度均為v，則產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為BLv的是(　　) 解析：選D　當(dāng)B、L、v三個(gè)量方向相互垂直時(shí)，E＝BLv；A選項(xiàng)中B與v不垂直；B、C選項(xiàng)中B與L平行，E＝0；只有D選項(xiàng)中三者互相垂直，D正確。 應(yīng)用E＝n求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) [典例1]　如圖甲所示，平行導(dǎo)軌MN、PQ水平放置，電阻不計(jì)，兩導(dǎo)軌間距d＝10 cm，導(dǎo)體棒ab、cd放在導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直。每根棒在導(dǎo)軌間的部分，電阻均為R＝1.0 Ω。用長(zhǎng)為L(zhǎng)＝20 cm的絕緣絲線將兩棒系住。整個(gè)裝置處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，t＝0的時(shí)刻，磁場(chǎng)方向豎直向下，絲線剛好處于未被拉伸的自然狀態(tài)。此后，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化如圖乙所示。不計(jì)感應(yīng)電流磁場(chǎng)的影響，整個(gè)過(guò)程絲線未被拉斷。求： (1)0～2.0 s的時(shí)間內(nèi)，電路中感應(yīng)電流的大小與方向； (2)t＝1.0 s時(shí)，絲線的拉力大小。 [解析]　(1)由題圖乙可知＝0.1 T/s 由法拉第電磁感應(yīng)定律有 E＝＝S＝2.010－3 V 則I＝＝1.010－3 A 由楞次定律可知電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较颉? (2)導(dǎo)體棒在水平方向上受絲線拉力和安培力平衡 由題圖乙可知t＝1.0 s時(shí)B＝0.1 T 則FT＝FA＝BId＝1.010－5 N。 [答案]　(1)1.010－3 A　順時(shí)針　(2)1.010－5 N 1．當(dāng)導(dǎo)體和磁場(chǎng)間無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁通量的變化完全是由磁場(chǎng)的變化引起的，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算只能采用公式E＝n。 2．如果閉合回路的面積不發(fā)生變化，而磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻變化，不管磁場(chǎng)的方向是否變化，由于的大小及正負(fù)都不變，所以產(chǎn)生感應(yīng)電流的大小和方向都不變。 3．綜合法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律，對(duì)于面積一定的線圈，不管磁場(chǎng)的方向如何變化，只要磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間均勻變化，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向均保持不變。所以在Bt圖象中，如果圖象為一條直線，不管圖線在時(shí)間軸上方還是下方，整個(gè)過(guò)程感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流均為恒量。 E＝Blv的應(yīng)用 [典例2]　試寫出如圖所示的各種情況下導(dǎo)線中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式，導(dǎo)線長(zhǎng)均為l，速度為v，磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B，圖(3)中導(dǎo)線垂直紙面。 [答案]　(1)E＝0　(2)E＝Blv　(3)E＝0 1．當(dāng)磁場(chǎng)和導(dǎo)體間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，且感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小在變化，求瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)時(shí)，應(yīng)采用公式E＝Blv。 2．牢記公式E＝Blv的適用條件是三者兩兩垂直。 平均電動(dòng)勢(shì)與瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)的求解 [典例3]　如圖所示，一導(dǎo)線彎成半徑為a的半圓形閉合回路。虛線MN右側(cè)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于回路所在的平面?；芈芬运俣葀向右勻速進(jìn)入磁場(chǎng)，直徑CD始終與MN垂直。從D點(diǎn)到達(dá)邊界開(kāi)始到C點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)為止，下列結(jié)論錯(cuò)誤的是(　　) A．感應(yīng)電流方向不變 B．CD段直導(dǎo)線始終不受安培力 C．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值E＝Bav D．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)平均值＝πBav [解析]　感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式E＝只能用來(lái)計(jì)算平均值，利用感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式E＝Blv計(jì)算時(shí)，l應(yīng)是等效長(zhǎng)度，即導(dǎo)線垂直切割磁感線的長(zhǎng)度。在閉合電路進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中，通過(guò)閉合電路的磁通量逐漸增大，根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较虿蛔?，A正確；根據(jù)左手定則可以判斷，CD段受安培力向下，B錯(cuò)誤；當(dāng)半圓閉合回路進(jìn)入磁場(chǎng)一半時(shí)，等效長(zhǎng)度最大為a，這時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大為E＝Bav，C正確；感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)平均值＝＝＝πBav，D正確。 [答案]　B 1．一般求某一位置或某一時(shí)刻的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)應(yīng)用瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)公式求解。如切割磁感線情形用E＝Blv，而用E＝n時(shí)，應(yīng)為該時(shí)刻的磁通量的變化率。求某一段時(shí)間或某一過(guò)程的電動(dòng)勢(shì)要用E＝n，其中Δt為對(duì)應(yīng)的這段時(shí)間。 2．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值不一定是最大值與最小值的平均值，需根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律求解。 [課堂對(duì)點(diǎn)鞏固] 1.(多選)如圖所示，閉合金屬導(dǎo)線框放置在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度增加時(shí)，線框中的感應(yīng)電流可能減小 B．當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度增加時(shí)，線框中的感應(yīng)電流一定增大 C．當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度減小時(shí)，線框中的感應(yīng)電流一定增大 D．當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度減小時(shí)，線框中的感應(yīng)電流可能不變 解析：選AD　由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，感應(yīng)電流的大小取決于磁通量的變化率，與磁感應(yīng)強(qiáng)度的增與減無(wú)關(guān)，選項(xiàng)A、D正確。 2．穿過(guò)一個(gè)單匝線圈的磁通量始終保持每秒鐘均勻地減少2 Wb，則(　　) A．線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)每秒鐘增加2 V B．線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)每秒鐘減少2 V C．線圈中無(wú)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) D．線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)保持不變 解析：選D　由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：E＝n＝2 V，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是一個(gè)定值，不隨時(shí)間變化，故A、B、C錯(cuò)誤，D正確。 3.如圖所示，在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，將一個(gè)水平放置的金屬棒ab以水平初速度v0拋出，設(shè)運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中不計(jì)空氣阻力，則金屬棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小將(　　) A．越來(lái)越大　　　　　　 　B．越來(lái)越小 C．保持不變 D．無(wú)法確定 解析：選C　金屬棒做平拋運(yùn)動(dòng)，水平速度v0不變，且水平速度即為金屬棒垂直切割磁感線的速度，故感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)保持不變，C正確。 4．如圖甲所示，環(huán)形線圈的匝數(shù)n＝1 000，它的兩個(gè)端點(diǎn)a和b間接有一理想電壓表，線圈內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化規(guī)律如圖乙所示，線圈面積S＝100 cm2，則Uab＝______ V，電壓表示數(shù)為_(kāi)_______ V。 解析：由Bt圖象可知＝5 T/s， 由E＝nS，得：E＝1 000510010－4 V＝50 V。則Uab＝50 V，電壓表示數(shù)也為50 V。 答案：50　50 [課堂小結(jié)] [課時(shí)跟蹤檢測(cè)(四)] 一、單項(xiàng)選擇題 1．關(guān)于感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．電源電動(dòng)勢(shì)就是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) B．產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源 C．在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中沒(méi)有感應(yīng)電流就一定沒(méi)有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) D．電路中有電流就一定有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 解析：選B　電源電動(dòng)勢(shì)的來(lái)源很多，不一定是由于電磁感應(yīng)產(chǎn)生的，所以A錯(cuò)誤；在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源，即使沒(méi)有感應(yīng)電流，也可以有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，B正確，C錯(cuò)誤；電路中的電流可能是由化學(xué)電池或其它電池作為電源提供的，所以有電流不一定有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，D錯(cuò)誤。 2．下列說(shuō)法正確的是(　　) A．線圈中磁通量變化越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定越大 B．線圈中磁通量越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定越大 C．線圈處在磁場(chǎng)越強(qiáng)的位置，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定越大 D．線圈中磁通量變化得越快，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大 解析：選D　線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝n，即E與成正比，與Φ或ΔΦ的大小無(wú)直接關(guān)系；磁通量變化得越快，即越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大，故只有D正確。 3．如圖甲所示線圈的匝數(shù)n＝100，橫截面積S＝50 cm2，線圈總電阻r＝10 Ω，沿軸向有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，設(shè)圖示磁場(chǎng)方向?yàn)檎艌?chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間按如圖乙所示規(guī)律變化，則在開(kāi)始的0.1 s內(nèi)(　　) A．磁通量的變化量為0.25 Wb B．磁通量的變化率為2.5102 Wb/s C．a(chǎn)、b間電壓為0 D．在a、b間接一個(gè)理想電流表時(shí)，電流表的示數(shù)為0.25 A 解析：選D　通過(guò)線圈的磁通量與線圈的匝數(shù)無(wú)關(guān)，若設(shè)Φ2＝B2S為正，則線圈中磁通量的變化量為ΔΦ＝B2S－(－B1S)，代入數(shù)據(jù)即ΔΦ＝(0.1＋0.4)5010－4 Wb＝2.510－3 Wb，A錯(cuò)誤；磁通量的變化率＝ Wb/s＝2.510－2 Wb/s，B錯(cuò)誤；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，當(dāng)a、b間斷開(kāi)時(shí)，其間電壓等于線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為E＝n＝2.5 V且恒定，C錯(cuò)誤；在a、b間接一個(gè)理想電流表時(shí)相當(dāng)于a、b間接通而形成回路，回路總電阻即為線圈的總電阻，故感應(yīng)電流大小I＝＝0.25 A，D正確。 4.如圖所示，將一半徑為r的金屬圓環(huán)在垂直于環(huán)面的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中用力握中間使其變成“8”字形狀，并使上、下兩圓半徑相等。如果環(huán)的電阻為R，則此過(guò)程中流過(guò)環(huán)的電荷量為(　　) A. B. C．0 D. 解析：選B　通過(guò)環(huán)橫截面的電荷量只與磁通量的變化量和環(huán)的電阻有關(guān)，因此，ΔΦ＝Bπr2－2Bπ2＝Bπr2，電荷量q＝＝。B正確。 5.如圖所示，兩根相距為l的平行直導(dǎo)軌ab、dc，bd間連有一固定電阻R，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)。MN為放在ab和dc上的一導(dǎo)體棒，與ab垂直，連入兩導(dǎo)軌間的電阻也為R。整個(gè)裝置處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌所在平面(指向圖中紙面內(nèi))?，F(xiàn)對(duì)MN施力使它沿導(dǎo)軌方向以速度v做勻速運(yùn)動(dòng)，令U表示MN兩端電壓的大小，則(　　) A．U＝vBl，流過(guò)固定電阻R的感應(yīng)電流由b到d B．U＝vBl，流過(guò)固定電阻R的感應(yīng)電流由d到b C．U＝vBl，流過(guò)固定電阻R的感應(yīng)電流由b到d D．U＝vBl，流過(guò)固定電阻R的感應(yīng)電流由d到b 解析：選A　題目中的導(dǎo)體棒相當(dāng)于電源，其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝Blv，其內(nèi)阻等于R，則U＝，電流方向用右手定則判斷，易知流過(guò)固定電阻R的感應(yīng)電流由b到d，A正確。 6．一單匝矩形線框置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框平面與磁場(chǎng)方向垂直。先保持線框的面積不變，將磁感應(yīng)強(qiáng)度在1 s時(shí)間內(nèi)均勻地增大到原來(lái)的兩倍，接著保持增大后的磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，在1 s時(shí)間內(nèi)，再將線框的面積均勻地減小到原來(lái)的一半。先后兩個(gè)過(guò)程中，線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的比值為(　　) A.　　　　 　B．1　　　　　C．2　　　　　D．4 解析：選B　根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E＝，設(shè)初始時(shí)刻磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0，線框面積為S0，則第一種情況下的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E1＝＝＝B0S0；第二種情況下的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E2＝＝＝B0S0，所以兩種情況下線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等，比值為1，故選項(xiàng)B正確。 7.如圖所示，在半徑為R的虛線圓內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(磁場(chǎng)未畫出)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化關(guān)系為B＝B0＋kt。在磁場(chǎng)外距圓心O為2R處有一半徑恰為2R的半圓導(dǎo)線環(huán)(圖中實(shí)線)，則導(dǎo)線環(huán)中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為(　　) A．0 B．kπR2 C. D．2kπR2 解析：選C　由E＝n＝＝πR2k，可知選項(xiàng)C正確。 8．如圖所示，一正方形線圈的匝數(shù)為n，邊長(zhǎng)為a，線圈平面與勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直，且一半處在磁場(chǎng)中。在Δt時(shí)間內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向不變，大小由B均勻地增大到2B。在此過(guò)程中，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為(　　) A. B. C. D. 解析：選B　線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝n＝nS＝n＝，選項(xiàng)B正確。 二、多項(xiàng)選擇題 9.如圖所示，閉合開(kāi)關(guān)S，將條形磁鐵插入閉合線圈，第一次用時(shí)0.2 s，第二次用時(shí)0.4 s，并且兩次磁鐵的起始和終止位置相同，則(　　) A．第一次線圈中的磁通量變化較快 B．第一次電流表G的最大偏轉(zhuǎn)角較大 C．第二次電流表G的最大偏轉(zhuǎn)角較大 D．若斷開(kāi)S，電流表G均不偏轉(zhuǎn)，故兩次線圈兩端均無(wú)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 解析：選AB　兩次磁通量變化量相同，第一次時(shí)間短，則第一次線圈中磁通量變化較快，故A正確；感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與磁通量的變化率成正比，磁通量的變化率大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大，產(chǎn)生的感應(yīng)電流大，故B正確，C錯(cuò)誤；斷開(kāi)S，電流表不偏轉(zhuǎn)，故感應(yīng)電流為零，但感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不為零，故D錯(cuò)誤。 10.單匝線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過(guò)線圈的磁通量Φ隨時(shí)間t的關(guān)系如圖所示，則下列說(shuō)法正確的是(　　) A．在t＝0時(shí)刻，線圈中磁通量最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也最大 B．在t＝110－2 s時(shí)刻，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大 C．在t＝210－2 s時(shí)刻，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零 D．在0～210－2 s時(shí)間內(nèi)，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值為零 解析：選BC　由法拉第電磁感應(yīng)定律知，單匝線圈中E＝，故t＝0及t＝210－2 s時(shí)刻，E＝0，A錯(cuò)，C對(duì)；t＝110－2 s，E最大，B對(duì)；0～210－2 s時(shí)間內(nèi)ΔΦ≠0，故≠0，D錯(cuò)。 11．某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室里熟悉各種儀器的使用，他將一條形磁鐵放在水平轉(zhuǎn)盤上，如圖甲所示，磁鐵可隨轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，另將一磁感應(yīng)強(qiáng)度傳感器固定在轉(zhuǎn)盤旁邊。當(dāng)轉(zhuǎn)盤(及磁鐵)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，引起磁感應(yīng)強(qiáng)度測(cè)量值周期性地變化，該變化的周期與轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)周期一致。經(jīng)過(guò)操作，該同學(xué)在計(jì)算機(jī)上得到了如圖乙所示的圖象。該同學(xué)猜測(cè)磁感應(yīng)強(qiáng)度傳感器內(nèi)有一線圈，當(dāng)測(cè)得磁感應(yīng)強(qiáng)度最大時(shí)就是穿過(guò)線圈的磁通量最大時(shí)。按照這種猜測(cè)(　　) A．在t＝0.1 s時(shí)刻，線圈內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向發(fā)生了變化 B．在t＝0.15 s時(shí)刻，線圈內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向發(fā)生了變化 C．在t＝0.1 s時(shí)刻，線圈內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流的大小達(dá)到了最大值 D．在t＝0.15 s時(shí)刻，線圈內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流的大小達(dá)到了最大值 解析：選AC　根據(jù)圖象可知，t＝0.1 s時(shí)刻磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)到最大，并且突然從增大變?yōu)闇p小，所以感應(yīng)電流應(yīng)該最大并且改變方向。故A、C正確。 三、非選擇題 12.如圖所示，水平放置的平行金屬導(dǎo)軌相距l(xiāng)＝0.50 m，左端接一電阻R＝0.20 Ω，有一磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.40 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于導(dǎo)軌平面。導(dǎo)體棒ab垂直放在導(dǎo)軌上，并能無(wú)摩擦地沿導(dǎo)軌滑動(dòng)，導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均可忽略不計(jì)，當(dāng)ab以v＝4.0 m/s的速度水平向右勻速滑動(dòng)時(shí)，求： (1)ab棒中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大??； (2)回路中感應(yīng)電流的大小； (3)維持ab棒做勻速運(yùn)動(dòng)的水平外力F的大小。 解析：(1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，ab棒中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 E＝Blv＝0.400.504.0 V＝0.80 V。 (2)感應(yīng)電流的大小為 I＝＝ A＝4.0 A。 (3)ab棒受安培力 F安＝BIl＝0.404.00.50 N＝0.80 N 由于ab以v＝4.0 m/s的速度水平向右勻速滑動(dòng)，故水平外力F的大小也為0.80 N。 答案：(1)0.80 V　(2)4.0 A　(3) 0.80 N 13.如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向豎直向下，在磁場(chǎng)中有一邊長(zhǎng)為l的正方形導(dǎo)線框，ab邊質(zhì)量為m，其余邊質(zhì)量不計(jì)，cd邊有固定的水平軸，導(dǎo)線框可以繞其轉(zhuǎn)動(dòng)；現(xiàn)將導(dǎo)線框拉至水平位置由靜止釋放，不計(jì)摩擦和空氣阻力，導(dǎo)線框經(jīng)過(guò)時(shí)間t運(yùn)動(dòng)到豎直位置，此時(shí)ab邊的速度為v，求： (1)此過(guò)程中導(dǎo)線框產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小； (2)導(dǎo)線框運(yùn)動(dòng)到豎直位置時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小。 解析：(1)水平位置Φ1＝BS＝Bl2，轉(zhuǎn)到豎直位置Φ2＝0 ΔΦ＝Φ2－Φ1＝－Bl2 根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，有E＝＝ 平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為。 (2)轉(zhuǎn)到豎直位置時(shí)，bc、ad兩邊不切割磁感線，ab邊垂直切割磁感線，且速度為v， 故感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝Blv。 答案：(1)　(2)Blv