课件40张PPT。01课前新知预习 02课堂师生共研【金版教程】2015-2016学年高中物理 第四章 法拉第电磁感应定律的应用习题课课后提升考能 新人教版选修3-2
知识点
基础
中档
稍难
电磁感应与力学问题
11、12
感应电动势
1、2、4、6
8、9
电磁感应与电路问题
5
7
电磁感应中图象问题
3
10
1.穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒均匀地减少2 Wb，则( )
A．线圈中感应电动势每秒增加2 V
B．线圈中感应电动势每秒减小2 V
C．线圈中无感应电动势
D．线圈中感应电动势大小不变
答案 D
解析 因线圈的磁通量均匀变化，所以磁通量的变化率为一定值，又因为是单匝线圈，据E＝可知选项D正确。
2．如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒ab以水平速度v0抛出，运动过程中棒的取向不变，不计空气阻力，那么金属棒内产生的感应电动势将( )
A．越来越大 B．越来越小
C．保持不变 D．方向不变，大小改变
答案 C
解析 由于导体棒中无感应电流，故棒只受重力作用，导体棒做平抛运动，水平速度v0不变，即切割磁感线的速度不变，故感应电动势保持不变。
3．[2014·课标全国卷Ⅰ]如图(a)，线圈ab、cd绕在同一软铁芯上。在ab线圈中通以变化的电流，用示波器测得线圈cd间电压如图(b)所示，已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比，则下列描述线圈ab中电流随时间变化关系的图中，可能正确的是( )
答案 C
解析 根据题图(b)可知：cd两端在0～0.5 s产生恒定的电压，根据法拉第电磁感应定律，穿过线圈的磁通量均匀变化，即恒定不变，故选项C正确，A、B、D错误。
4. 如图所示，在匀强磁场中，MN、PQ是两条平行金属导轨，而ab、cd为串有电压表和电流表的两根金属棒，两只电表可看成理想电表。当两棒以相同速度向右匀速运动时(运动过程中两棒始终与导轨接触)( )
A．电压表有读数；电流表有读数
B．电压表无读数；电流表无读数
C．电压表有读数；电流表无读数
D．电压表无读数；电流表有读数
答案 B
解析 在两棒以相同速度向右匀速运动的过程中，磁通量不变，无感应电流产生。根据电压表和电流表的测量原理知，两表均无读数。
5. (多选)如图所示，水平面内两光滑的平行金属导轨，左端与电阻R相连接，匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在的空间内，质量一定的金属棒垂直于导轨并与导轨接触良好。今对金属棒施加一个水平向右的外力F，使金属棒从a位置开始向右做初速度为零的匀加速运动，依次通过位置b和c。若导轨与金属棒的电阻不计，ab与bc的距离相等，关于金属棒在运动过程中的有关说法正确的是( )
A．金属棒通过b、c两位置时，电阻R的电功率之比为1∶2
B．金属棒通过b、c两位置时，外力F的大小之比为1∶
C．从a到b和从b到c的两个过程中，电阻R上产生的热量之比为1∶1
D．从a到b和从b到c的两个过程中，通过金属棒横截面的电荷量之比为1∶1
答案 AD
解析 由题意知vc＝vb，所以Ec＝Eb，Ic＝Ib，电阻R消耗的功率P＝I2R，所以＝＝，A正确；所需的外力F＝＋ma，而金属棒所受的安培力＝＝，因加速度未知，B错误；金属棒从a到b和从b到c的两个过程中外力做功W16．(多选)一航天飞机下有一细金属杆，杆指向地心。若仅考虑地磁场的影响，则当航天飞机位于赤道上空( )
A．由东向西水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由上向下
B．由西向东水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由上向下
C．沿经过地磁极的那条经线由南向北水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由下向上
D．沿经过地磁极的那条经线由北向南水平飞行时，金属杆中一定没有感应电动势
答案 AD
解析 如图，设观察方向为面向北方，左西右东，则地磁场方向平行赤道表面向北，若飞机由东向西飞行时，由右手定则可判断出电动势方向为由上向下，若飞机由西向东飞行时，由右手定则可判断出电动势方向为由下向上，A对，B错；沿着经过地磁极的那条经线运动时，速度方向平行于磁场，金属杆中一定没有感应电动势，C错，D对。
7．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，则在移出过程中线框的一边a、b两点间电势差绝对值最大的是( )
答案 B
解析 由E＝Blv知，这四种情况线框切割磁感线产生的感应电动势是相同的，而B选项表示的是电源的路端电压，电势差的绝对值为3E/4，而其他三种情况电势差的绝对值都为E/4，所以选B。
8. 如图所示，长为L的金属导线弯成一圆环，导线的两端接在电容为C的平行板电容器上，P、Q为电容器的两个极板，磁场垂直于环面向里，磁感应强度以B＝B0＋kt(k>0)随时间变化，t＝0时，P、Q两板电势相等，两板间的距离远小于环的半径，经时间t，电容器P板( )
A．不带电 B．所带电荷量与t成正比
C．带正电，电荷量是 D．带负电，电荷量是
答案 D
解析 磁感应强度以B＝B0＋kt(k>0)随时间变化，由法拉第电磁感应定律得：E＝＝S＝kS，而S＝，经时间t电容器P板所带电荷量Q＝EC＝；由楞次定律知电容器P板带负电，故D选项正确。
9．有一种高速磁悬浮列车的设计方案是：在每节车厢底部安装强磁铁(磁场方向向下)，并且在沿途两条铁轨之间平放一系列线圈。下列说法中不正确的是( )
A．列车运动时，通过线圈的磁通量会发生变化
B．列车速度越快，通过线圈的磁通量变化越快
C．列车运动时，线圈中会产生感应电动势
D．线圈中的感应电动势的大小与列车速度无关
答案 D
解析 列车运动时，安装在每节车厢底部的强磁铁产生的磁场使通过线圈的磁通量发生变化；列车速度越快，通过线圈的磁通量变化越快，根据法拉第电磁感应定律可知，由于通过线圈的磁通量发生变化，线圈中会产生感应电动势，感应电动势的大小与通过线圈的磁通量的变化率成正比，与列车的速度有关。由以上分析可知，选项A、B、C的说法正确，选项D的说法不正确。
10．[2014·浙江温州八校联考]电吉他是利用电磁感应原理工作的一种乐器。如图甲为电吉他的拾音器的原理图，在金属弦的下方放置有一个连接到放大器的螺线管。一条形磁铁固定在管内，当拨动金属弦后，螺线管内就会产生感应电流，经一系列转化后可将电信号转为声音信号。若由于金属弦的振动，螺线管内的磁通量随时间的变化如图乙所示，则对应感应电流的变化为( )
答案 B
解析 由感应电流公式I＝＝n，感应电流大小与磁通量的变化率有关，在Φ－t图线上各点切线的斜率的绝对值表示感应电流的大小，斜率的正、负号表示电流的方向；根据图乙，在0～t0时间内，感应电流I的大小先减小到零，然后再逐渐增大，电流的方向改变一次，选项B符合要求。
11．[2014·四川高考](多选)如图所示，不计电阻的光滑U形金属框水平放置，光滑、竖直玻璃挡板H、P固定在框上，H、P的间距很小。质量为0.2 kg的细金属杆CD恰好无挤压地放在两挡板之间，与金属框接触良好并围成边长为1 m的正方形，其有效电阻为0.1 Ω。此时在整个空间加方向与水平面成30°角且与金属杆垂直的匀强磁场，磁感应强度随时间变化规律是B＝(0.4－0.2t) T，图示磁场方向为正方向。框、挡板和杆不计形变。则( )
A．t＝1 s时，金属杆中感应电流方向从C到D
B．t＝3 s时，金属杆中感应电流方向从D到C
C．t＝1 s时，金属杆对挡板P的压力大小为0.1 N
D．t＝3 s时，金属杆对挡板H的压力大小为0.2 N
答案 AC
解析 由于磁感应强度随时间的变化规律是B＝(0.4－0.2t) T，则在t＝1 s时，穿过金属杆与金属框围成的平面的磁通量向下且在减小，则根据楞次定律可知，金属杆CD中的感应电流的方向从C到D，故A项正确；在t＝3 s时，穿过金属杆与金属框围成的平面的磁通量向上且在增大，则根据楞次定律可知，金属杆CD中的感应电流的方向从C到D，故B项错误；根据法拉第电磁感应定律可得，在t＝1 s时，回路中产生的感应电动势的大小为E＝L2sin30°＝0.1 V，根据闭合电路欧姆定律和电路的串并联知识可得，流经金属杆CD的电流大小为I＝＝1 A，又根据平衡条件可知，在t＝1 s时挡板P对金属杆CD产生的弹力为F＝BILsin30°＝0.2×1×1× N＝0.1 N，又根据牛顿第三定律可得，在t＝1 s时金属杆CD对挡板P产生的压力为0.1 N，故C项正确；根据法拉第电磁感应定律可得，在t＝3 s时，回路中产生的感应电动势的大小为E′＝L2sin30°＝0.1 V，根据闭合电路欧姆定律和电路的串并联知识可得，流经金属杆CD的电流大小为I′＝＝1 A，又根据平衡条件可知，在t＝3 s时挡板H对金属杆CD产生的弹力为F′＝BI′Lsin30°＝0.2×1×1× N＝0.1 N，根据牛顿第三定律可得，在t＝3 s时金属杆CD对挡板H产生的压力为0.1 N，故D项错误。
12．[2014·天津高考]如图所示，两根足够长的平行金属导轨固定在倾角θ＝30°的斜面上，导轨电阻不计，间距L＝0.4 m。导轨所在空间被分成区域Ⅰ和Ⅱ，两区域的边界与斜面的交线为MN，Ⅰ中的匀强磁场方向垂直斜面向下，Ⅱ中的匀强磁场方向垂直斜面向上，两磁场的磁感应强度大小均为B＝0.5 T。在区域Ⅰ中，将质量m1＝0.1 kg，电阻R1＝0.1 Ω的金属条ab放在导轨上，ab刚好不下滑。然后，在区域Ⅱ中将质量m2＝0.4 kg，电阻R2＝0.1 Ω的光滑导体棒cd置于导轨上，由静止开始下滑。cd在滑动过程中始终处于区域Ⅱ的磁场中，ab、cd始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，取g＝10 m/s2。问：
(1)cd下滑的过程中，ab中的电流方向；
(2)ab刚要向上滑动时，cd的速度v多大；
(3)从cd开始下滑到ab刚要向上滑动的过程中，cd滑动的距离x＝3.8 m，此过程中ab上产生的热量Q是多少。
答案 (1)由a流向b (2)5 m/s (3)1.3 J
解析 (1)由a流向b。
(2)开始放置ab刚好不下滑时，ab所受摩擦力为最大静摩擦力，设其为Fmax，有Fmax＝m1gsinθ ①
设ab刚好要上滑时，cd棒的感应电动势为E，由法拉第电磁感应定律有E＝BLv ②
设电路中的感应电流为I，由闭合电路欧姆定律有
I＝ ③
设ab所受安培力为F安，有F安＝ILB ④
此时ab受到的最大静摩擦力方向沿斜面向下，由平衡条件有
F安＝m1gsinθ＋Fmax ⑤
综合①②③④⑤式，代入数据解得v＝5 m/s ⑥
(3)设cd棒的运动过程中电路中产生的总热量为Q总，由能量守恒有m2gxsinθ＝Q总＋m2v2 ⑦
又Q＝Q总 ⑧
解得Q＝1.3 J ⑨
【金版教程】2015-2016学年高中物理 第四章 法拉第电磁感应定律的应用习题课随堂对点练 新人教版选修3-2
知识点一 楞次定律、电磁感应现象
1．如图所示，固定的水平长直导线中通有电流I，矩形线框与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行。线框由静止释放，在下落过程中( )
A．穿过线框的磁通量保持不变
B．线框中感应电流方向保持不变
C．线框所受安培力的合力为零
D．线框的机械能不断增大
答案 B
解析 线框下落过程中，穿过线框的磁通量减小，选项A错误；由楞次定律可判断出感应电流方向一直沿顺时针方向，选项B正确；线框受到的安培力的合力竖直向上，但小于重力，则合力不为零，选项C错误；在下落过程中，安培力对线框做负功，则其机械能减小，选项D错误。
2．如图所示，矩形线框abcd放置在水平面内，磁场方向与水平方向成α角，已知sinα＝，回路面积为S，磁感应强度为B，则通过线框的磁通量为( )
A．BS B.BS
C.BS D.BS
答案 B
解析 在磁通量Φ＝BS公式中，B与S必须垂直，若B与S不垂直，则S要转化为垂直于B的有效面积，也可以将B转化为垂直于S的垂直分量，故Φ＝BSsinα＝BS。
知识点二 电磁感应中的图象
3．矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度B随时间变化的规律如图甲所示。若规定顺时针方向为感应电流i的正方向，下列各图(图乙)中正确的是( )
答案 D
解析 本题利用楞次定律可判断感应电流的方向。0～1 s内B垂直纸面向里均匀增大，则由楞次定律判断出感应电流的磁场方向向外，根据安培定则知感应电流的方向为逆时针，即电流的方向为负，排除A、C选项；2～3 s内，B垂直纸面向外均匀增大，同理可得线圈中产生的感应电流方向为顺时针方向，排除B选项，D正确。
知识点三 电磁感应中的能量关系
4. 如图所示，由7根长度都是L的金属杆连接成的一个“日”字形的矩形金属框abcdef，放在纸面所在的平面内。有一个宽度也为L的匀强磁场，磁场边界跟cd杆平行，磁感应强度的大小是B，方向垂直于纸面向里，金属杆af、be、cd的电阻都为r，其他各杆的电阻不计，各杆端点间接触良好。现以速度v匀速地把金属框从磁场的左边界水平向右拉，从cd杆刚进入磁场瞬间开始计时，求：
(1)cd杆在磁场中运动的过程中，通过af杆的电流；
(2)从开始计时到金属框全部通过磁场的过程中，金属框中电流所产生的总热量Q。
答案 (1) (2)
解析 在“日”字形矩形金属框穿过磁场的过程中，cd、be和af依次切割磁感线作为电源对其他两段导体供电，af杆中的电流和产生的电热Q可用欧姆定律和电热公式求解。
(1)cd杆在磁场中运动时，cd杆作为电源，产生的电动势为E＝BLv
由欧姆定律，回路中的电流
I＝＝＝
通过af中的电流
I1＝I＝
(2)在线框穿过磁场的过程中，三杆依次充当电源，但电路的连接关系不变。
由焦耳定律Q＝I2Rt＝IEt＝·BLv·＝。
知识点四 电磁感应中电路问题
5．均匀导线制成的正方形闭合线框abcd，每边边长为L，总电阻为R，总质量为m。将其置于磁感应强度为B的水平匀强磁场上方h处，如图所示，线框由静止自由下落，线框平面保持在竖直平面内，且cd边始终与水平的磁场边界平行。当cd边刚进入磁场时，
(1)求线框中产生的感应电动势的大小；
(2)求c、d两点间的电势差大小；
(3)若此时线框加速度恰好为零，求线框下落的高度h所应满足的条件。
答案 (1)BL (2)BL (3)h＝
解析 cd边刚进入磁场时，切割磁感线相当于电源，所以cd两点间的电势差大小等于电源的路端电压。
(1)线框下落h的过程中做自由落体运动，由运动学公式得，cd边刚进入磁场时，线框速度v＝
刚进入磁场时cd边切割磁感线，所以线框中产生的感应电动势E＝BLv＝BL。
(2)由欧姆定律知，此时线框中电流I＝
cd两点间的电压U＝I×R＝BL。
(3)安培力F＝BIL＝
根据牛顿第二定律mg－F＝ma，由a＝0
解得下落高度满足h＝。
6．某兴趣小组设计了一种发电装置，如图所示。在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角α均为π，磁场均沿半径方向。匝数为N的矩形线圈abcd的边长ab＝cd＝l、bc＝ad＝2l。线圈以角速度ω绕中心轴匀速转动，bc和ad边同时进入磁场。在磁场中，两条边所经过处的磁感应强度大小均为B、方向始终与两边的运动方向垂直。线圈的总电阻为r，外接电阻为R。求：
(1)线圈切割磁感线时，感应电动势的大小Em；
(2)线圈切割磁感线时，bc边所受安培力的大小F。
答案 (1)2NBl2ω (2)
解析 (1)bc、ad边的运动速度v＝ω，感应电动势Em＝4NBlv，解得Em＝2NBl2ω。
(2)电流：Im＝
安培力：F＝2NBIml
解得F＝。
课件34张PPT。1系统构建 2基础速查3易错警示 4素养培优 【金版教程】2015-2016学年高中物理 第四章 电磁感应章节测试 新人教版选修3-2
测试时间：90分钟 满分：100分
一、选择题(本大题共10小题，每小题4分，共40分。在第1～6题给出的4个选项中，只有一个选项正确；在第7～10题给出的四个选项中，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．[2015·长春高二检测]下列说法正确的是( )
A．奥斯特发现了电流磁效应；法拉第发现了电磁感应现象
B．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
C．线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大
D．涡流的形成不遵循法拉第电磁感应定律
答案 A
解析 A项由物理学史可知A正确；B项中做切割磁感线运动且使磁通量变化才产生感应电流，故B错；C项中，感应电动势与磁通量变化率成正比，故C错；涡流也是感生电流，也遵循法拉第电磁感应定律，D项不正确。
2．当一段导线在磁场中做切割磁感线运动时，则( )
A．导线中一定有感应电流
B．导线中一定有感应电动势
C．导线上一定会产生焦耳热
D．导线一定受到磁场的作用力，这个力阻碍导线运动
答案 B
解析 导体切割磁感线一定能产生感应电动势，但如果不是闭合回路，则没有感应电流，也不会产生焦耳热，也不会受安培力，故B正确，A、C、D错。
3．如图所示，竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R，质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦，棒与导轨的电阻均不计，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，棒在竖直向上的恒力F作用下做加速上升运动的一段时间内，力F做的功与安培力做的功的代数和等于( )
A．棒的机械能增加量 B．棒的动能增加量
C．棒的重力势能增加量 D．电阻R上放出的热量
答案 A
解析 根据动能定理可知：WF＋W安＋WG＝mv2。其中，安培力、重力均做负功，外力F做正功，则由上式可得A正确，B、C错误；D选项中电阻上放出的热量应等于克服安培力所做的功，故D错误。
4．如图，EOF和E′O′F′为空间一匀强磁场的边界，其中EO∥E′O′，FO∥F′O′，且EO⊥OF；OO′为∠EOF的角平分线，OO′间的距离为l；磁场方向垂直于纸面向里。一边长为l的正方形导线框沿OO′方向匀速通过磁场，t＝0时刻恰好位于图示位置。规定导线框中感应电流沿逆时针方向时为正，则感应电流i与时间t的关系图线可能正确的是( )
答案 B
解析 根据楞次定律，线框刚进入磁场时感应电流沿逆时针方向，故C、D错误。再根据E＝BLv，线框通过磁场的过程中，导体切割磁感线的有效长度发生变化，感应电动势先增大，后不变，再减小，然后再反向增大，后不变，再减小，故A错误，B正确。
5.
两块水平放置的金属板间的距离为d，用导线与一个n匝线圈相连，线圈电阻为r，线圈中有竖直方向的磁场，电阻R与金属板连接，如图所示，两板间有一个质量为m、电荷量＋q的油滴恰好处于静止。则线圈中的磁感应强度B的变化情况和磁通量的变化率分别是( )
A．磁感应强度B竖直向上且正增强，＝
B．磁感应强度B竖直向下且正增强，＝
C．磁感应强度B竖直向上且正减弱，＝
D．磁感应强度B竖直向下且正减弱，＝
答案 C
解析 油滴静止说明电容器下极板带正电，线圈中电流自上而下(电源内部)，由楞次定律可以判断，线圈中的磁感应强度B为向上的减弱或向下的增强。
又E＝n①
UR＝·E②
＝mg③
由①②③式可解得：＝。
6．如图所示，水平面内有一平行金属导轨，导轨光滑且电阻不计，匀强磁场与导轨平面垂直。阻值为R的导体棒垂直于导轨静止放置，且与导轨接触良好。t＝0时，将开关S由1掷到2。q、i、v和a分别表示电容器所带电荷量、棒中的电流、棒的速度和加速度。下列图象正确的是( )
答案 D
解析 导体棒做加速度减小的加速运动，直至匀速，故q-t图象应如图甲所示，A错；i-t图象应如图乙所示，B错；v-t图象应如图丙所示，C错，D对。
7．[2014·江苏高考]如图所示，在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，现接通交流电源，过了几分钟，杯内的水沸腾起来。若要缩短上述加热时间，下列措施可行的有( )
A．增加线圈的匝数 B．提高交流电源的频率
C．将金属杯换为瓷杯 D．取走线圈中的铁芯
答案 AB
解析 当线圈上通交流电时，金属杯由于发生电磁感应现象，杯中有感应电流，对水加热，若要增大感应电流，则需要增大感应电动势或者减小杯体的电阻。增加线圈的匝数，使得穿过金属杯的磁场增强，感应电动势增大，选项A正确；提高交流电的频率，使得磁通量的变化率增大，感应电动势增大，选项B正确；若将金属杯换为瓷杯，则不会产生感应电流，选项C错误；取走线圈中的铁芯，磁场会大大减弱，感应电动势减小，选项D错误。
8．如图所示，闭合电路中的螺线管可自由伸缩，螺线管有一定的长度，这时灯泡具有一定的亮度，若将一软铁棒从螺线管左边迅速插入螺线管内，则将看到( )
A．灯泡变暗 B．灯泡变亮
C．螺线管缩短 D．螺线管伸长
答案 AD
解析 加上软铁棒，使螺线管磁场变强，则螺线管产生自感电动势来阻碍磁场的变强，使原电流减小，故灯泡变暗，螺线管各匝间吸引力变小，从而螺线管伸长。
9．[2015·汕头高二检测]如图甲、乙电路中，电阻R和自感线圈L的电阻都很小。接通S，使电路达到稳定，电灯D发光，则( )
A．在电路甲中，断开S，电灯D将渐渐变暗
B．在电路甲中，断开S，电灯D将先变得更亮，然后渐渐变暗
C．在电路乙中，断开S，电灯D将渐渐变暗
D．在电路乙中，断开S，电灯D将先变得更亮，然后渐渐变暗
答案 AD
解析 甲图中，电灯D与电感线圈L在同一个支路中，流过的电流相同，断开开关S时，线圈L中的自感电动势要维持原电流不变，所以，开关断开的瞬间，电灯D的电流不变，以后电流渐渐变小。因此，电灯渐渐变暗，A对B错；乙图中，电灯D所在支路的电流比电感线圈所在支路的电流要小(因为电感线圈的电阻很小)，断开开关S时，电感线圈的自感电动势要阻碍电流的变小，此瞬间电感线圈中的电流不变，电感线圈相当于一个电源给电灯D供电。因此，反向流过电灯D的电流瞬间要变大，然后渐渐变小，所以电灯要先闪亮一下，然后渐渐变暗，C错D对。
10．[2015·山东高考]如图，一均匀金属圆盘绕通过其圆心且与盘面垂直的轴逆时针匀速转动。现施加一垂直穿过圆盘的有界匀强磁场，圆盘开始减速。在圆盘减速过程中，以下说法正确的是( )
A．处于磁场中的圆盘部分，靠近圆心处电势高
B．所加磁场越强越易使圆盘停止转动
C．若所加磁场反向，圆盘将加速转动
D．若所加磁场穿过整个圆盘，圆盘将匀速转动
答案 ABD
解析 把圆盘看成沿半径方向紧密排列的“辐条”，由右手定则知，圆心处电势高，选项A正确；所加磁场越强，感应电流越强，安培力越大，对圆盘转动的阻碍越大，选项B正确；如果磁场反向，由楞次定律可知，仍阻碍圆盘转动，选项C错误；若将整个圆盘置于磁场中，则圆盘中无感应电流，圆盘将匀速转动，选项D正确。
二、实验题(本大题共2小题，每小题6分，共12分，把答案填在题中横线上或按题目要求作答。)
11．图为“研究电磁感应现象”的实验装置。
(1)将图中所缺的导线补接完整。
(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后可能出现的情况有：
①将原线圈迅速插入副线圈时，灵敏电流计指针将________；
②原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器的阻值调大时，灵敏电流计指针________。
(3)在做“研究电磁感应现象”实验时，如果副线圈两端不接任何元件，则副线圈电路中将________。
A．因电路不闭合，无电磁感应现象
B．有电磁感应现象，但无感应电流，只有感应电动势
C．不能用楞次定律判断感应电动势方向
D．可以用楞次定律判断感应电动势方向
(4)如图所示的A、B分别表示原、副线圈，若副线圈中产生顺时针方向的感应电流，可能是因为________。
A．原线圈通入顺时针方向电流，且正从副线圈中取出
B．原线圈通入顺时针方向电流，且其中铁芯正被取出
C．原线圈通入顺时针方向电流，且将滑动变阻器阻值调小
D．原线圈通入逆时针方向电流，且正在断开电源
答案 (1)如图所示
(2)①向右偏转一下 ②向左偏转一下 (3)BD (4)AB
解析 (2)依照楞次定律及灵敏电流计的指针偏转方向与流过它的电流方向的关系来判定，则①向右偏转一下；②向左偏转一下。
(3)穿过电路中的磁通量发生变化即产生电磁感应现象。如电路不闭合无感应电流，但有感应电动势，且可以用楞次定律判断出感应电动势。要产生感应电流，电路要求必须闭合，故答案选B、D。
(4)副线圈中产生顺时针方向的感应电流，可依据楞次定律来判断原线圈通入电流的情况。如果原线圈电流在减小(或磁通量减小)，肯定与顺时针方向相同。因为副线圈会阻碍其磁通量的减小，在电流上表现为同向。反过来如果原线圈电流在增大(或磁通量增加)，则副线圈中电流方向与原线圈中电流方向相反。故答案选A、B。
12．如图甲所示是某同学研究自感现象的实验电路图，并用电流传感器显示出在t＝1×10－3 s时断开开关前后一段时间内各时刻通过线圈L的电流(如图乙)。已知电源电动势E＝6 V，内阻不计，灯泡R1的阻值为6 Ω，电阻R的阻值为2 Ω。
(1)线圈的直流电阻为________Ω。
(2)开关断开时，该同学观察到的现象为：_______________。
答案 (1)2 (2)灯泡闪亮一下再熄灭
解析 (1)由题图乙可知，当开关S闭合时，线圈L中的电流IL＝1.5 A，此时有E＝IL(RL＋R)，解得RL＝2 Ω。
(2)S闭合时，灯泡中的电流I1＝＝ A＝1 A，故IL>I1，当断开S时，通过灯泡中的电流由IL逐渐减为零，所以灯泡闪亮一下熄灭。
三、计算题(本大题共4小题，共48分，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。)
13．[2015·盐城摸底](10分)如图所示，Ⅰ、Ⅱ区域是宽度均为L＝0.5 m的匀强磁场，磁感应强度大小B＝1 T，方向相反。一边长L＝0.5 m、质量m＝0.1 kg、电阻R＝0.5 Ω的正方形金属线框，在外力作用下，以初速度v＝10 m/s匀速穿过磁场区域。
(1)取逆时针方向为正，作出i-t图象；
(2)求线框穿过磁场区域的过程中外力做的功。
答案 (1)见解析 (2)15 J
解析 (1)电流I1＝＝10 A逆时针方向取正值；时间间隔Δt1＝0.05 s
I2＝＝20 A顺时针方向取负值；
时间间隔Δt2＝0.05 s
I3＝＝10 A逆时针方向取正值；
时间间隔Δt3＝0.05 s
电流随时间变化关系如图所示。
(2)因为线框匀速运动，所以外力做的功等于电流做的功W＝IRΔt1＋IRΔt2＋IRΔt3＝15 J。
14．[2015·无锡高二检测](12分)如图所示，ab、cd为足够长、水平放置的光滑固定导轨，导体棒MN的长度为L＝2 m，电阻r＝1 Ω。有垂直abcd平面向下的匀强磁场，磁感应强度B＝1.5 T，定值电阻R1＝4 Ω，R2＝20 Ω，小灯泡L的额定功率和额定电压分别为1.35 W和9 V。当导体棒MN水平向左匀速运动，小灯泡L正常发光时。求：
(1)电流表的示数；
(2)导体棒MN两端的电压；
(3)导体棒MN运动的速度大小。
答案 (1)0.45 A (2)11.4 V (3)4 m/s
解析 (1)电流表的示数为：I2＝＝0.45 A。
(2)通过灯泡中的电流为：IL＝＝0.15 A。
则干路中的电流为：I＝I2＋IL＝0.6 A
导体棒MN两端的电压为路端电压，大小为：U＝IR1＋UL＝11.4 V。
(3)电源电动势大小为：E＝U＋Ir＝12 V
由E＝BLv，得v＝＝4 m/s。
15．[2014·江苏高考](12分)如图所示，在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨，导轨间距为L，长为3d，导轨平面与水平面的夹角为θ，在导轨的中部刷有一段长为d的薄绝缘涂层。匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向与导轨平面垂直。质量为m的导体棒从导轨的顶端由静止释放，在滑上涂层之前已经做匀速运动，并一直匀速滑到导轨底端。导体棒始终与导轨垂直，且仅与涂层间有摩擦，接在两导轨间的电阻为R，其他部分的电阻均不计，重力加速度为g。求：
(1)导体棒与涂层间的动摩擦因数μ；
(2)导体棒匀速运动的速度大小v；
(3)整个运动过程中，电阻产生的焦耳热Q。
答案 (1)tanθ (2)
(3)2mgdsinθ－
解析 (1)在绝缘涂层上导体棒受力平衡有mgsinθ＝μmgcosθ
解得μ＝tanθ
(2)在光滑导轨上
感应电动势E＝BLv
感应电流I＝
安培力F安＝BIL
导体棒受力平衡有F安＝mgsinθ
解得v＝
(3)摩擦生热QT＝μmgdcosθ
由能量守恒定律有3mgdsinθ＝Q＋QT＋mv2
解得Q＝2mgdsinθ－。
16．[2015·唐山高二检测](14分)如图所示，一个100匝的圆形线圈(图中只画了2匝)，面积为200 cm2，线圈的电阻为1 Ω，在线圈外接一个阻值为4 Ω的电阻和一个理想电压表。电阻的一端B与地相接，线圈放入方向垂直线圈平面指向纸内的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如B-t图所示，求：
(1)t＝3 s时穿过线圈的磁通量；
(2)t＝5 s时，电压表的读数；
(3)若取B点电势为零，A点的最高电势是多少？
答案 (1)7×10－3 Wb (2)0.32 V (3)0.08 V
解析 (1)t＝3 s时，Φ＝BS＝3.5×10－1×200×10－4 Wb＝7×10－3 Wb。
(2)4～6 s内的感应电动势为
E1＝nS＝100××200×10－4 V＝0.4 V，
电压表的读数为
U＝R＝×4 V＝0.32 V。
(3)0～4 s，A点电势高于零；4～6 s，A点电势低于零。
0～4 s内的感应电动势为E2＝nS＝100××200×10－4 V＝0.1 V
A、B两端的电势差为
UAB＝R＝×4 V＝0.08 V，
故A点的最高电势为φA＝0.08 V。
