课件23张PPT。感应电动势大小的计算 电磁感应与力学规律的综合 电磁感应与电路规律的综合应用 课件71张PPT。教师用书独具演示●教学流程设计演示结束电磁感应的探索历程 奥斯特 电磁感应现象 科学探究——感应电流产生的条件 变化 不变 变化 不变 变化 不变 磁通量 对磁通量及其变化的认识 感应电流产生的条件 综合解题方略——电磁感应与能量转化问题 课时作业（一）课件61张PPT。教师用书独具演示●教学流程设计演示结束感应电动势与电磁感应定律 感应电动势 电源 磁通量变化率 伏特(V) Blv Blvsin θ 对法拉第电磁感应定律的理解 对E＝Blvsin θ的理解 课时作业（二）课件55张PPT。教师用书独具演示●教学流程设计演示结束涡流、磁卡和动圈式话筒 旋涡状 热效率高 绿色炉具 绝缘材料 整块 电流的磁效应 电磁感应原理 声音 电 电磁感应原理 涡流的产生及能量转化 综合解题方略——电磁感应在录放机中的应用 课时作业（三）综合检测(一)
第1章 电磁感应
(分值：100分 时间：60分钟)
一、选择题(本大题共7个小题，每小题6分，共42分．每小题至少有一个答案是正确的，把正确答案的字母填在题后的括号内．)
1．(2013·咸宁高二检测)电磁感应现象揭示了电和磁之间的内在联系，根据这一发现，发明了许多电器设备．下列用电器中，没有利用电磁感应原理的是
( )
A．动圈式话筒 B．自动取款机
C．磁带录音机 D．白炽灯泡
【解析】 自动取款机和磁带录音机都是应用材料的磁化和电磁感应原理来存取信息的，所以不选B和C.动圈式话筒是利用电磁感应将声音信号转化为电信号的，故A也不选．白炽灯泡是利用了电流的热效应，与电磁感应无关，故选D.
【答案】 D
2．关于磁通量的概念，下列说法中正确的有( )
A．磁感应强度越大的地方，穿过线圈的磁通量也越大
B．磁感应强度越大的地方，线圈面积越大，则穿过线圈的磁通量也越大
C．穿过线圈的磁通量为零时，磁通量的变化率不一定为零
D．磁通量的变化率为零时，穿过线圈的磁通量一定为零
【解析】 磁通量与磁感应强度、线圈面积及它们之间的夹角都有关，只有一个或两个量大，第三个量不确定，得不出磁通量大，所以A、B均错．某一时刻的磁通量为零，磁通量变化率可以不为零，也可以为零，所以C正确．磁通量的变化率为零，穿过线圈的磁通量可能很大，所以D错误．
【答案】 C
3．如图1所示，ab是闭合电路的一部分，处在垂直于纸面向外的匀强磁场中( )
图1
A．当ab垂直于纸面向外平动时，ab中有感应电流
B．当ab垂直于纸面向里平动时，ab中有感应电流
C．当ab垂直于磁感线向右平动时，ab中有感应电流
D．当ab垂直于磁感线向左平动时，ab中无感应电流
【解析】 当ab垂直于磁感线向右平动时，闭合电路的一部分切割磁感线，ab中有感应电流．故C对．
【答案】 C
4．(2012·银川高二检测)图2乙中A、B为两个相同的环形线圈，共轴并靠近放置，A线圈中通有如图甲所示的电流，则( )
图2
A．在t1到t2时间内，B中有感应电流产生
B．在t1到t2和t2到t3两段时间内B中平均感应电流相等
C．t1时刻，B中感应电流最大
D．t2时刻，B中感应电流最大
【解析】 t1到t2，A中电流变化，引起B磁通量变化产生感应电流，A对．t1到t2和t2到t3，A中电流变化引起B磁通量变化大小相等，平均感应电流相等，B对．t1时刻，A中电流变化最慢，B中感应电流最小，t2时刻A中电流变化最快，B中感应电流最大，C错，D对．
【答案】 ABD
5．(2013·珠海高二检测)电磁炉是应用电磁感应原理进行加热工作的，是现代家庭烹饪食物的先进电子炊具．其工作过程如下：电流电压经过整流器转换为直流电，又经高频电力转换装置使直流电变为超过音频的高频交流电，将高频交流电加在扁平空心螺旋状的感应加热线圈上，由此产生高频交变磁场．其磁力线穿透灶台的陶瓷台板而作用于金属锅．在烹饪锅体内因电磁感应就有强大的涡流产生．涡流克服锅体的内阻流动时完成电能向热能的转换，所产生的焦耳热就是烹调的热源．下列叙述中正确的是( )
图3
A．电磁炉加热食物的过程中涉及的原理有电磁感应、电流的磁效应和热效应等
B．被加热的锅体不能是陶瓷锅，但铝锅、铜锅是可以的
C．被加热的锅体必须是铁质等电阻率较大锅体
D．若在锅底和电磁炉中间放一纸板，电磁炉将不能起到加热作用
【解析】 铝锅、铜锅的电阻率小、电热少、效率低，选项B错误；线圈产生的磁场能穿透纸板到达锅底，在锅底产生感应电流，利用电流的热效应仍起到加热的作用，选项D错误，正确答案为A、C.
【答案】 AC
图4
6．(2013·无锡高二检测)如图4所示，闭合导线框abcd的质量可以忽略不计，将它从如图所示的位置匀速拉出匀强磁场．若第一次用0.3 s时间拉出，拉动过程中导线ab所受安培力为F1，通过导线横截面的电量为q1；第二次用0.9 s时间拉出，拉动过程中导线ab所受安培力为F2，通过导线横截面的电量为q2，则
( )
A．F1C．F1＝F2，q1F2，q1＝q2
【解析】 两次拉出过程， 穿过线框的磁通量变化相等，ΔΦ1＝ΔΦ2，而通过导线横面的电量q＝n，故q1＝q2，据E＝n，又Δt1<Δt2，因此电动势E1>E2，闭合回路电流I1>I2再据F＝BIl知：F1>F2，故选项D正确．
【答案】 D
7．如图5所示，闭合线圈放在匀强磁场中，线圈平面和磁感线方向成30°角，磁感应强度随时间均匀变化．用下述哪一种方法可使线圈中的感应电流增加一倍( )
图5
A．使线圈的匝数增加一倍
B．使线圈的面积增加一倍
C．使线圈的半径增加一倍
D．改变线圈平面的取向，使之与磁场方向垂直
【解析】 磁感应强度的变化率是一定的，由E＝nS(S为垂直于B方向上的投影面积)；匝数增加一倍，E增加一倍，电阻R也增加一倍，I不变；面积增加一倍，E增加一倍，但R增加倍，电流增加倍；半径R增加一倍，面积变为原来的4倍，E变为原来的4倍，电阻R变为原来的2倍，则电流I增加一倍；使线圈与磁场方向垂直，E增加一倍，R不变，电流增加一倍．
【答案】 CD
二、非选择题(本题共5个小题，共58分．计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位．)
8．(8分)某同学在探究感应电流产生的条件时，做了如下实验：
探究Ⅰ：如图6甲所示，先将水平导轨、导体棒AB放置在磁场中，并与电流表组成一闭合回路．然后进行如下操作：
①AB与磁场保持相对静止；
②让导轨与AB一起平行于磁感线(上、下)运动；
③让AB在水平方向上运动(切割磁感线)．
甲
乙 丙
图6
探究Ⅱ：如图6乙所示，将螺线管与电流表组成闭合回路．然后进行如下操作：
①把条形磁铁放在螺线管内不动；
②把条形磁铁插入螺线管；
③把条形磁铁拔出螺线管．
探究Ⅲ：如图6丙所示，螺线管A、滑动变阻器、电源、开关组成一个回路；A放在螺线管B内，B与电流表组成一个闭合回路．然后进行如下操作：
①闭合和断开开关瞬时；
②闭合开关，A中电流稳定后；
③闭合开关，A中电流稳定后，再快速改变滑动变阻器的阻值．
可以观察到：(请在(1)(2)(3)中填写探究中的序号)
(1)在探究Ⅰ中，________闭合回路会产生感应电流；
(2)在探究Ⅱ中，________闭合回路会产生感应电流；
(3)在探究Ⅲ中，________闭合回路会产生感应电流；
(4)从以上探究中可以得到的结论是：当________时，闭合回路中就会产生感应电流．
【解析】 在探究Ⅰ中，③会产生感应电流，在探究Ⅱ中，②③会产生感应电流，在探究Ⅲ中，①③会产生感应电流．由以上可知，穿过闭合回路的磁通量发生变化是产生感应电流的条件．
【答案】 (1)③ (2)②③ (3)①③ (4)穿过闭合回路的磁通量发生变化
9．(8分)有一面积为S＝100 cm2的金属环如图7甲所示，电阻为R＝0.1 Ω，环中磁场变化规律如图乙所示，且磁场方向垂直环面向里，在t1到t2时间内，通过金属环的电荷量为多少？
甲 乙
图7
【解析】 q＝Δt＝Δt＝nΔt＝n＝nS＝×100×10－4 C＝0.01 C.
【答案】 0.01 C
10．(12分)(2013·深圳检测)在光滑绝缘水平面上，电阻为0.1 Ω、质量为0.05 kg的长方形金属框abcd，以10 m/s的初速度向磁感应强度B＝0.5 T、方向垂直纸面向内、范围足够大的匀强磁场滑去．当金属框进入磁场到达如图8所示位置时，已产生1.6 J的热量．求图示位置时金属框中的感应电动势及感应电流的大小．(已知ab边长L＝0.1 m)
图8
【解析】 设图示位置线圈的速度为v，由动能定理，－1.6＝mv2－mv，解得v＝6 m/s，此位置时框中的感应电动势E＝Blv＝0.5×0.1×6 V＝0.3 V，I＝＝ A＝3 A.
【答案】 0.3 V 3 A
11．(15分)把总电阻为2R的均匀电阻丝焊接成一半径为a的圆环，水平固定在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，如图9所示，一长度为2a，电阻等于R，粗细均匀的金属棒MN放在圆环上，它与圆环始终保持良好的接触，当金属棒以恒定速度v向右移动经过环心O时，求：
图9
(1)棒上电流的大小及棒两端的电压UMN；
(2)在圆环和金属棒上消耗的总热功率．
【解析】 (1)把切割磁感线的金属棒看成一个具有内阻为R，感应电动势为E的电源，两个半圆环看成两个并联电阻，画出等效电路如图所示．
等效电源电动势为E＝Blv＝2Bav.
外电路的总电阻为R外＝＝R，
棒上电流大小为I＝＝＝，
根据分压原理，棒两端的电压为UMN＝IR外＝Bav.
(2)圆环和金属棒上消耗的总热功率为P＝IE＝.
【答案】 (1) Bav (2)
12．(15分)(2013·宁波高二期末)李海是我市某校高二的一名理科生，他对物理很有兴趣，学习了电磁感应后，他设想了一个测量匀强磁场的磁感应强度的方法：如图10，质量为m的导体棒ab从距磁场上边界高为h处沿导轨自由下落，并始终与轨道接触良好，反复调节h的大小，直到棒在进入磁场后恰好做匀速运动．已知与导轨相接的电阻为R，其余电阻不计，若h已知，导轨的宽度为L，空气阻力不计，重力加速度的大小为g，试求：
图10
(1)棒ab进入磁场瞬间的速度大小；
(2)磁感应强度B的大小；
(3)在棒穿过匀强磁场过程中，通过电阻R的电量．
【解析】 (1)设棒进入磁场瞬间的速度为v，则由机械能守恒得mgh＝mv2①
解得v＝.②
(2)棒进入磁场后做切割磁感线运动，产生的电动势E＝BLv③
而I＝E/R④
棒所受的安培力F＝BIL⑤
棒匀速运动时安培力和重力平衡F＝mg⑥
由②③④⑤⑥B＝ /L.⑦
(3)通过R的电量q＝It⑧
而t＝H/v⑨
由②③④⑧⑨q＝BLH/R＝ .⑩
【答案】 (1) (2) (3)
1．关于电磁感应，下列说法正确的是( )
A．导体相对磁场运动，导体内一定会产生感应电流
B．导体做切割磁感线运动，导体内一定会产生感应电流
C．闭合电路在磁场中做切割磁感线运动，电路中一定会产生感应电流
D．穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中一定会产生感应电流
【解析】 判断闭合电路中有无电流产生，关键是看穿过闭合电路的磁通量是否发生变化，只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，回路中一定会产生感应电流，故D正确．A、B选项所述导体不一定处于闭合电路中，故不一定产生感应电流，A、B错．C中穿过闭合电路的磁通量也不一定变化，电路中也未必有感应电流产生．
【答案】 D
2．下列现象中，属于电磁感应现象的是( )
A．接入电路后的电流表指针发生了偏转
B．变化的磁场使闭合电路产生感应电流
C．插入通电螺线管中的软铁棒被磁化
D．接通电源后的电铃不断发出响声
【解析】 A中表针偏转是靠磁场对电流的作用，A错；B中变化的磁场引起闭合回路磁通量的变化，产生感应电流，属于电磁感应现象，B对；C中软铁棒被磁化是磁现象，C错；通电的电铃不断发出铃声是利用了电流的磁效应，D错．
【答案】 B
3．如图1－1－13所示，ab是水平面上一个圆的直径，在过ab的竖直平面内有一根通电导线ef.已知ef平行于ab，当ef竖直向上平移时，电流磁场穿过圆面积的磁通量将( )
图1－1－13
A．逐渐增大 B．逐渐减少
C．始终为零 D．不为零，但保持不变
【解析】 利用右手螺旋定则判断电流产生的磁场，作出俯视图，考虑到磁场具有对称性，可以知道，进入线圈的磁感线的条数与穿出线圈的磁感线的条数是相等的．故选C.
【答案】 C
4．如图1－1－14所示在垂直于纸面向里的范围足够大的匀强磁场中有一个矩形闭合线圈abcd，线圈平面与磁场垂直，O1O2与O3O4都是线圈的对称轴，应使线圈怎样运动才能使其中产生感应电流( )
图1－1－14
(1)向左或向右平动 (2)向上或向下平动
(3)绕O1O2轴转动 (4)绕O3O4轴转动
A．(1)(2) B．(3)(4)
C．(1) D．(4)
【解析】 当线圈向左、向右、向上、向下平动时，穿过线圈的磁通量不变，不能产生感应电流．当线圈绕O1O2轴转动，绕O3O4轴转动时，穿过线圈的磁通量发生变化，故能产生感应电流，B正确．
【答案】 B
5．如图1－1－15所示，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．下述过程中能使线圈产生感应电流的是( )
图1－1－15
A．以bc为轴转动45°
B．以ad为轴转动45°
C．将线圈向下平移
D．将线圈向上平移
【解析】 线圈有没有产生感应电流关键看磁通量是否变化或磁感线条数是否改变，以bc为轴转动45°，磁通量不发生变化，无感应电流，所以A错．将线圈向上、向下平移时线圈的磁通量也不发生变化，也无感应电流，故C、D错．
【答案】 B
6. (2013·青岛高二检测)两个圆环A、B如图1－1－16所示放置，且半径RA＞RB，一条形磁铁的轴线过两个圆环的圆心处，且与圆环平面垂直，则穿过A、B环的磁通量ΦA和ΦB的关系是( )
图1－1－16
A．ΦA＞ΦB B．ΦA＝ΦB
C．ΦA＜ΦB D．无法确定
【解析】 因为有两个方向的磁感线穿过线圈，磁通量应是抵消之后所剩余的磁感线的净条数．从上向下看，磁感线有进有出，A、B环向外的磁感线条数一样多，但A环向里的磁感线条数较多，抵消得多，净剩条数少，所以ΦA＜ΦB，选C.
【答案】 C
7．在如图所示的条件下，闭合矩形线圈能产生感应电流的是( )
【解析】 A选项中因为线圈平面平行于磁感线，在以OO′为轴转动的过程中，线圈平面始终与磁感线平行，穿过线圈的磁通量始终为零，所以无感应电流产生；B选项中，线圈平面也与磁感线平行，穿过线圈的磁通量为零，竖直向上运动过程中，线圈平面始终与磁感线平行，磁通量始终为零，故无感应电流产生；C选项中尽管线圈在转动，但B与S都不变，B又垂直于S，所以Φ＝BS始终不变，线圈中无感应电流；而D选项，图示状态Φ＝0，当转过90°时Φ＝BS，所以转动过程中穿过线圈的磁通量在不断地变化，因此转动过程中线圈中产生感应电流．D正确．
【答案】 D
8．如图1－1－17所示，当导线MN沿导轨开始向右滑动的瞬间(导轨间有磁场，磁场方向垂直纸面向里)，正对电磁铁A的圆形金属环B中
图1－1－17
A．有感应电流
B．没有感应电流
C．可能有也可能没有感应电流
D．无法确定
【解析】 导线MN开始向右滑动的瞬间，闭合回路的磁通量发生变化，闭合回路有感应电流产生，线圈A在圆形环B中产生的磁通量从零开始增加，B中一定有感应电流，故正确答案为A.
【答案】 A
9．如图1－1－18所示，a、b、c三个环水平套在条形磁铁外面，其中a和b两环大小相同，c环最大，a环位于N极处，b和c两环位于条形磁铁中部，则穿过三个环的磁通量的大小的说法正确的是( )
图1－1－18
A．c环最大，a与b环相同
B．三个环相同
C．b环比c环大
D．a环一定比c环大
【解析】 条形磁铁磁场的磁感线分布特点是：①在外部，两端密，中间疏；②磁铁内、外磁感线条数相等．a、b、c三个环中磁铁内磁场方向都向上，而磁铁外部磁场不同，应选C.而a、c两环磁通量大小关系不确定，D不正确．
【答案】 C
10．(2013·镇江检测)如图1－1－19所示，金属裸导线框abcd放在水平光滑金属导轨上，在磁场中向右运动，匀强磁场垂直水平面向下，则( )
图1－1－19
A．G1表的指针发生偏转
B．G2表的指针发生偏转
C．G1表的指针不发生偏转
D．G2表的指针不发生偏转
【解析】 虽然线圈abcd构成的闭合回路中没有磁通量的变化，但电流表G1和线框abcd构成的闭合回路中磁通量发生变化，有感应电流流过G1和G2，选A、B.
【答案】 AB
11．在研究电磁感应现象的实验中所用的器材如图1－1－20所示．它们是：
①电流计 ②直流电源 ③带铁芯的线圈A ④线圈B ⑤电键 ⑥滑动变阻器
(1)试按实验的要求在实物图上连线(图中已连好一根导线)．
(2)怎样才能使线圈B中有感应电流产生？试举出两种方法．
图1－1－20
【解析】 (1)
(2)将断开的电键闭合、将闭合的电键断开、闭合电键后，改变滑动变阻器滑片的位置、闭合电键后，将线圈A插入线圈B、闭合电键后，将线圈A从线圈B中拔出．(任选其二)
【答案】 见解析
12．如图1－1－21所示，有一垂直纸面向里的匀强磁场，B＝0.8 T，磁场有明显的圆形边界，圆心为O，半径为1 cm.现在纸面内先后放上圆线圈A、B、C，圆心均处在O处，A线圈半径为1 cm，10匝；B线圈半径为2 cm,1匝；C线圈半径为0.5 cm,1匝．问：
图1－1－21
(1)在B减为0.4 T的过程中，A和B中磁通量分别改变了多少？
(2)在磁场转过30°角的过程中，C中磁通量改变了多少？
【解析】 (1)分析可知B与A线圈磁通量始终一样，故它们的改变量也一样．
ΔΦ＝ΔBπr2＝(0.4－0.8)×3.14×(1×10－2)2 Wb＝－1.256×10－4 Wb.
所以A和B中磁通量都减少了1.256×10－4 Wb.
(2)对C线圈，Φ1＝Bπr2，当磁场转过30°时，Φ2＝Bπr2cos 30°，故ΔΦ＝Φ2－Φ1＝Bπr2(cos 30°－1)≈－8.4×10－6 Wb.
所以C中磁通量减少了8.4×10－6 Wb.
【答案】 (1)减少1.256×10－4 Wb 减少1.256×10－4 Wb (2)减少8.4×10－6 Wb
1．(2012·德州高二检测)处在磁场中的一闭合线圈，若没有感应电流，则可以判定( )
A．线圈在磁场中静止
B．线圈没有切割磁感线运动
C．磁场没有变化
D．穿过线圈的磁通量没有变化
【解析】 闭合线圈中没有感应电流，说明穿过线圈的磁通量没有变化，可能是由于线圈相对磁场静止，也可能是在匀强磁场内部切割磁感线运动或磁场虽然变化，但线圈与磁场平行，最终导致磁通量不变，A、B、C错，D对．
【答案】 D
2．由法拉第电磁感应定律知(设回路的总电阻一定)( )
A．穿过闭合电路的磁通量达最大时，回路中的感应电流达最大
B．穿过闭合电路的磁通量为零时，回路中的感应电流一定为零
C．穿过闭合电路的磁通量变化量越大，回路中的感应电流越大
D．穿过闭合电路的磁通量变化越快，回路中的感应电流越大
【解析】 本题考查对法拉第电磁感应定律的理解．关键是抓住感应电动势的大小和磁通量的变化率成正比．感应电动势大小和磁通量大小、磁通量变化量的大小无关，它由磁通量变化率决定，故选D.
【答案】 D
3．A是闭合导体中的一部分，判断下列各图中有感应电动势产生的是( )
【解析】 选项A、C中导体均切割磁感线，选项B、D中导体均不切割磁感线，故选项A、C正确，B、D错误．
【答案】 AC
4．如图1－2－11所示，在匀强磁场中，MN、PQ是两根平行的金属导轨，而ab、cd为串有电压表和电流表的两根金属棒，同时以相同速度向右运动时，下列说法正确的有( )
图1－2－11
A．电压表有读数，电流表有读数
B．电压表无读数，电流表有读数
C．电压表无读数，电流表无读数
D．电压表有读数，电流表无读数
【解析】 因两根金属棒以相同速度向右运动，穿过闭合回路的磁通量不变，无感应电流产生，两电表均无读数，故选项C正确．
【答案】 C
5．某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下，大小为4.5×10－5T.一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸，河宽100 m，该河段涨潮和落潮时有海水(视为导体)流过．设落潮时，海水自西向东流，流速为2 m/s.下列说法正确的是
( )
A．电压表记录的电压为5 mV
B．电压表记录的电压为9 mV
C．河南岸的电势较高
D．河北岸的电势较高
【解析】 海水在落潮时自西向东流，该过程可以理解为：自西向东运动的导体棒在切割竖直向下的磁感线．根据右手定则可判断出北岸是正极，电势高，南岸电势低，所以D正确，C错．根据法拉第电磁感应定律E＝Blv＝4.5×10－5×100×2 V＝9×10－3 V，所以B正确，A错．
【答案】 BD
图1－2－12
6．物理实验中常用一种叫做“冲击电流计”的仪器测定通过电路的电荷量，如图1－2－12所示，探测线圈与冲击电流计串联后可用来测定磁场的磁感应强度．已知线圈匝数为n，面积为S，线圈与冲击电流计组成的回路电阻为R.若将线圈放在被测匀强磁场中，开始线圈平面与磁场垂直，现把探测线圈翻转180°，冲击电流计测出通过线圈的电荷量为q，由上述数据可测出被测磁场的磁感应强度为( )
A. B.
C. D.
【解析】 q＝Δt＝·Δt＝n＝n＝n，所以B＝.
【答案】 B
图1－2－13
7．如图1－2－13所示，MN、PQ为两条平行的水平放置的金属导轨，左端接有定值电阻R，金属棒ab斜放在两导轨之间，与导轨接触良好．磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面．设金属棒与两导轨接触点之间的距离为L，金属棒与导轨间夹角为60°，以速度v水平向右匀速运动，不计导轨和棒的电阻，则流过金属棒中的电流为( )
A．I＝ B．I＝
C．I＝ D．I＝
【解析】 公式E＝BLv适用于B、L、v三者互相垂直的情况．本题B与L，B与v是相互垂直的，但L与v不垂直，故取L垂直于v的长度Lsin θ，即有效切割长度，所以E＝BLvsin 60°＝BLv，由欧姆定律I＝得I＝，故B正确．
【答案】 B
图1－2－14
8．(2013·新课标全国高考)如图1－2－14，在水平面(纸面)内有三根相同的均匀金属棒ab、ac和MN，其中ab、ac在a点接触，构成“V”字型导轨．空间存在垂直于纸面的均匀磁场．用力使MN向右匀速运动，从图示位置开始计时，运动中MN始终与∠bac的平分线垂直且和导轨保持良好接触．下列关于回路中电流i与时间t的关系图线，可能正确的是( )
【解析】 本题为电磁感应和电路的题目，所以应从动生感应电动势和闭合电路欧姆定律角度入手．
设图示位置时a距棒的距离为l0，导体棒匀速切割磁感线的速度为v，单位长度金属棒的电阻为R0，导轨夹角为θ，运动时间t时，切割磁感线的导体棒长度l＝2(l0＋vt)tan ，有效电路中导体棒长度l总＝l＋，导体棒切割磁感线产生的感应电动势e＝Blv＝2Bv(l0＋vt)tan ，电路中总电阻R＝R0l总＝R0[2(l0＋vt)tan ＋]，所以i＝＝＝，
即i为恒定值与t无关，选项A正确．
【答案】 A
9．为了利用海洋资源，海洋工作者有时根据水流切割地磁场所产生的感应电动势来测量海水的流速．假设海洋某处地磁场竖直分量B＝0.5×10－4T，水流是南北流向，如图1－2－15所示，将两电极竖直插入此处海水中，且保持两电极的连线垂直水流方向．若两电极相距L＝20 m，与两电极相连的灵敏电压表读数U＝0.2 mV，则海水的流速大小为( )
图1－2－15
A．10 m/s B．0.2 m/s
C．5 m/s D．2 m/s
【解析】 将流动的海水看成是运动的导体，可以利用法拉第电磁感应定律求解．
由E＝BLv知，v＝＝0.2 m/s.故选B.
【答案】 B
10．(2013·沈阳高二检测)如图1－2－16甲所示，一个500匝的线圈的两端跟R＝99 Ω的电阻相连接，置于竖直向下的匀强磁场中，线圈的横截面积是20 cm2，电阻为1 Ω，磁场的磁感应强度随时间变化的图象如图1－2－16乙所示，求磁场变化过程中通过电阻R的电流．
图1－2－16
【解析】 由题图乙知：线圈中磁感应强度B均匀增加，其变化率＝ T/s＝10 T/s.
由法拉第电磁感应定律得线圈中产生的感应电动势为E＝n＝nS＝500×10×20×10－4V＝10 V
由闭合电路欧姆定律得感应电流大小为I＝＝ A＝0.1 A.
【答案】 0.1 A
11．一个边长为a＝1 m的正方形线圈，总电阻为R＝2 Ω，当线圈以v＝2 m/s的速度通过磁感应强度B＝0.5 T的匀强磁场区域时，线圈平面总保持与磁场垂直．若磁场的宽度b＞1 m，如图1－2－17所示，求：
图1－2－17
(1)线圈进入磁场过程中感应电流的大小；
(2)线圈在穿过整个磁场过程中释放的焦耳热．
【解析】 (1)根据E＝Blv，I＝，知I＝＝ A＝0.5 A.
(2)线圈穿过磁场过程中，由于b＞1 m，故只在进入和穿出时有感应电流，故Q＝2I2Rt＝2I2R·＝2×0.52×2× J＝0.5 J.
【答案】 (1)0.5 A (2)0.5 J
12. (2012·阜阳高二期中)如图1－2－18所示，水平放置的平行金属导轨相距l＝0.50 m，左端接一电阻R＝0.20 Ω，磁感应强度B＝0.40 T的匀强磁场，方向垂直于导轨平面．导体棒ab垂直放在导轨上，并能无摩擦地沿导轨滑动，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计，当ab以v＝4.0 m/s的速度水平向右匀速滑动时，求：
图1－2－18
(1)ab棒中感应电动势的大小；
(2)回路中感应电流的大小；
(3)ab棒中哪端电势高；
(4)维持ab棒做匀速运动的水平外力F的大小．
【解析】 根据法拉第电磁感应定律，ab棒中的感应电动势为
E＝Blv＝0.40×0.50×4.0 V＝0.80 V.
(2)感应电流的大小为I＝＝ A＝4.0 A.
(3)ab相当于电源，根据右手定则知，a端电势高．
(4)ab棒受安培力F＝BIl＝0.40×4.0×0.50 N＝0.8 N
由于ab以v＝4.0 m/s的速度水平向右匀速滑动，故外力的大小也为0.8 N.
【答案】 (1)0.80 V (2)4.0 A (3)a端高
(4)0.8 N
1．磁电式仪表的线圈通常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上，这样做的目的是( )
A．防止涡流 B．利用涡流
C．起电磁阻尼的作用 D．起电磁驱动的作用
【解析】 本题考查涡流现象的作用．线圈通电后，在安培力作用下发生转动，铝框随之转动，并切割磁感线产生感应电流，就是涡流．涡流阻碍线圈的转动，使线圈偏转后尽快停下来．所以，这样做的目的是利用涡流来起涡流阻尼的作用．
【答案】 BC
2．(2012·长沙高二期中)如图1－3－6所示，闭合金属环从曲面上h高处滚下，又沿曲面的另一侧上升，设环的初速度为零，摩擦不计，曲面处在图示磁场中，则( )
图1－3－6
A．若是匀强磁场，环滚上的高度小于h
B．若是匀强磁场，环滚上的高度等于h
C．若是非匀强磁场，环滚上的高度等于h
D．若是非匀强磁场，环滚上的高度小于h
【解析】 若是匀强磁场，金属环中无涡流产生，无机械能损失；若是非匀强磁场，金属环中有涡流产生，机械能损失转化为内能．
【答案】 BD
3．如图1－3－7所示，在O点正下方有一个有理想边界的磁场，铜球在A点由静止释放，向右摆至最高点B，不考虑空气阻力，则下列说法中正确的是
( )
图1－3－7
A．A、B两点在同一水平线上
B．A点高于B点
C．A点低于B点
D．铜球将做等幅摆动
【解析】 铜球在进入和穿出磁场的过程中，球中会有涡流产生，有一些机械能转化为了电能(最终转化为内能)，所以A点应高于B点．选B.
【答案】 B
4．如图1－3－8所示，金属球(铜球)下端有通电的线圈，今把小球拉离平衡位置后释放，此后关于小球的运动情况是(不计空气阻力)( )
图1－3－8
A．做等幅振动
B．做阻尼振动
C．振幅不断增大
D．无法判定
【解析】 小球在通电线圈磁场中运动，小球中产生涡流，所以小球要受到安培力作用阻碍它的相对运动而使它做阻尼振动．
【答案】 B
5．如图1－3－9所示是高频焊接原理示意图．线圈中通以高频变化的电流时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，感应电流通过焊缝产生大量热量，将金属熔化，把工件焊接在一起，而工件其他部分发热很少，以下说法正确的是
( )
图1－3－9
A．电流变化的频率越高，焊缝处的温度升高得越快
B．电流变化的频率越低，焊缝处的温度升高得越快
C．工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻小
D．工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻大
【解析】 交变电流的频率越高，它产生的磁场的变化就越快，根据法拉第电磁感应定律，在待焊接工件中产生的感应电动势就越大，感应电流就越大．而放出的电热与电流的平方成正比，所以交变电流的频率越高，焊接处放出的热量越多．又可根据Q＝I2Rt判断D正确．
【答案】 AD
6．如图1－3－10所示，将一根带有绝缘漆的金属导线按如图所示方式缠绕在一铁块上，线圈中通入变化的电流时，下列说法正确的是( )
图1－3－10
A．铁块中会产生感应电流
B．铁块中不会产生感应电流
C．铁块电阻很大，会产生很弱的感应电流
D．铁块换为塑料块的话，一定会产生感应电流
【解析】 由于上下各一半的线圈中电流方向相反、磁场方向相反，合磁场为零，磁通量不变化，也就不会产生感应电流，B对，A、C、D错．
【答案】 B
7．(2013·烟台高二检测)在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒AB，以初速度v水平抛出．空气阻力不计，如图1－3－11所示，运动过程中棒保持水平，那么下列说法中正确的是( )
图1－3－11
A．AB棒中会产生涡流
B．AB棒中的感应电动势越来越大
C．AB棒中有感应电动势产生
D．AB棒中的感应电动势保持不变
【解析】 由于金属棒垂直切割磁感线的速度为棒的水平分速度，大小不变，由E＝Blv可知棒中感应电动势大小不变，B错，D对．由于无闭合回路，故无感应电流，又因为磁场不变化，故无涡流，所以A错，C对．
【答案】 CD
8．在水平放置的光滑导轨上，沿导轨固定一个条形磁铁，如图1－3－12所示．现有铜、铝和有机玻璃制成的滑块甲、乙、丙，使它们从导轨上的A点以某一初速度向磁铁滑去．各滑块在没碰上磁铁前的运动情况是( )
图1－3－12
A．都是匀速运动
B．甲、乙做加速运动
C．甲、乙做减速运动
D．乙、丙做匀速运动
【解析】 本题有新的物理现象再现：同属金属的铜块、铝块向磁铁靠近时，穿过它们的磁通量发生变化，因此在其内部会产生感应电流I，这个电流在金属块内部自成回路，好像水的旋涡一样，故叫涡流．有感应电流形成，则铜块、铝块的一部分动能要转化为电能并进一步转化为内能，所以铜块、铝块做减速运动．有机玻璃为绝缘体，不产生涡流现象，故仍以原速度运动．
【答案】 C
9．弹簧上端固定，下端悬挂一根磁铁，将磁铁抬到某一高度放下，磁铁能上下振动较长时间才停下来，如图1－3－13甲所示；如果在磁铁下端放一个固定的铁制金属圆环，使磁铁上、下振动穿过它，能使磁铁较快地停下来，如图乙所示；若将铁环换成橡胶环，如图丙所示，可以推测下列叙述正确的是( )
图1－3－13
A．放入橡胶环磁铁机械能转化成一部分电能，从而对磁铁产生阻力，故橡胶环有明显的阻尼效果
B．放入橡胶环，没有机械能与电能的转化，橡胶环不产生阻尼作用
C．放入铁环后，磁铁的机械能转化为电能，然后进一步转化为内能，磁铁机械能能迅速地转化掉，具有阻尼效果
D．放入铁环时，磁铁的机械能转化为热能，损失掉了，能起阻尼作用
【解析】 放入橡胶环时，磁铁向下运动时，不产生涡流，没有机械能和电能的转化，故A错，B对．而放入铁环后，能将机械能转化为电能，电能又进一步转化为内能，具有阻尼效果，C对，D错．
【答案】 BC
10．光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图1－3－14所示，磁场的高度为a，一个小金属块从抛物线高度b(b>a)处以速度v沿抛物线下滑，假设抛物线足够长，则金属块在曲面上滑动的过程中产生的焦耳热总量最多是( )
图1－3－14
A．mgb B.mv2
C．mg(b－a) D．mg(b－a)＋mv2
【解析】 金属块进出磁场时，会产生焦耳热，损失机械能，而使金属块所能达到的最高位置越来越低，当金属块所能达到的最高位置为y＝a时，金属块不再进出磁场，不再产生焦耳热．金属块机械能不再损失，在磁场中往复运动．由于金属块减少的动能和重力势能全部转化为内能，所以Q＝|ΔEp＋ΔEk|＝mg(b－a)＋mv2.
【答案】 D
11．一个质量为m的正方体金属块以速度v1沿光滑水平轨道进入变化的磁场，并以大小为v2的速度从磁场中滑出来，求这一过程中金属块中产生的热量．
图1－3－15
【解析】 由于产生涡电流，金属块损失的机械能转化为电热，产生的电热大小：
Q＝mv－mv.
【答案】 mv－mv
12．如图1－3－16所示，在光滑的水平面上有一半径r＝10 cm、电阻R＝1 Ω、质量m＝1 kg的金属环，以速度v＝10 m/s向一有界磁场滑去．匀强磁场方向垂直于纸面向里，B＝0.5 T，从环刚进入磁场算起，到刚好有一半进入磁场时，圆环释放了32 J的热量，求：
图1－3－16
(1)此时圆环中电流的瞬时功率；
(2)此时圆环运动的加速度．
【解析】 (1)由能量守恒得
mv2/2＝Q＋mv′2/2，
而P＝E2/R＝(B·2r·v′)2/R
两式联立可得P＝0.36 W.
(2)a＝BIl/m＝B2(2r)2v′/(mR)＝6×10－2 m/s2，方向向左．
【答案】 (1)0.36 W (2)6×10－2 m/s2，方向向左
