三十三法拉第電磁感應(yīng)定律自感和渦流

（40分鐘70分）

【基礎(chǔ)鞏固練】

1.（6分）（2023?武漢模擬）如圖所示，在一根軟鐵棒上繞有一組線圈,a、c是線圈的兩端力為中心

抽頭。把。端和6抽頭分別接到兩條平行金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌間有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于導(dǎo)軌所在

紙面向里。金屬棒尸。在外力作用下左右運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過程中保持與導(dǎo)軌垂直，且兩端與導(dǎo)軌始終

接觸良好。若PQ運(yùn)動(dòng)過程中,。、c的電勢(shì)都比b點(diǎn)的電勢(shì)高，則PQ可能的運(yùn)動(dòng)情況為

（）

〈二：XXXX

左左X一―XB右

工*

錄Q

A.向左減速運(yùn)動(dòng)B.向右減速運(yùn)動(dòng)

C.向左勻速運(yùn)動(dòng)D.向右勻速運(yùn)動(dòng)

2.（6分）（2024.撫州模擬）如圖所示，虛線。。左側(cè)有面積足夠大、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),

磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，虛線右側(cè)為真空區(qū)域。現(xiàn)有一邊長(zhǎng)為L(zhǎng),電阻為R的正方形單匝導(dǎo)

線框abed垂直磁場(chǎng)放置，且ad邊與虛線重合。若導(dǎo)線框在外界作用下繞其頂點(diǎn)a在紙面

內(nèi)順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，且導(dǎo)線框由初始位置經(jīng)過時(shí)間才首次轉(zhuǎn)到圖中虛線位置，則（）

o

A.導(dǎo)線框Med中感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向

B.該過程流過線框be邊某一橫截面的電荷量為半

C.該過程平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為當(dāng)

D.t時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為立警

OL

3.（6分）（2023?石家莊模擬）某同學(xué)設(shè)計(jì)了一種無線供電裝置，原理如圖甲所示，感應(yīng)線圈處在垂

直于感應(yīng)線圈平面的磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度變化如圖乙所示,規(guī)定磁場(chǎng)垂直感應(yīng)線圈平面

向上為正，下列說法正確的是（）

A.0~n時(shí)間內(nèi)，感應(yīng)線圈中的電流方向自6向。

B1273時(shí)間內(nèi)，感應(yīng)線圈中的電流方向自。向人

C.保持磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度最大值不變,使其周期減半，則ab端感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)將加倍

D.保持磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度最大值不變，使其周期加倍，則ab端感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)將加倍

【加固訓(xùn)練】

如圖所示，兩根平行金屬導(dǎo)軌置于水平面內(nèi)，導(dǎo)軌之間接有電阻Ro金屬棒ab與兩導(dǎo)軌垂

直并保持良好接觸，整個(gè)裝置放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面向下。現(xiàn)使磁感應(yīng)強(qiáng)度

隨時(shí)間均勻減小,仍始終保持靜止，下列說法正確的是（）

，ab中的感應(yīng)電流方向由6到a

B.ab中的感應(yīng)電流逐漸減小

C.ab所受的安培力保持不變

D.ab所受的靜摩擦力逐漸減小

4.（6分）（2023?南京模擬）如圖所示,光滑絕緣水平面上有兩條固定導(dǎo)線ab、cd相互垂直彼此絕

緣,在角平分線上，對(duì)稱固定著四個(gè)相同的圓形金屬線圈。某段時(shí)間內(nèi)兩導(dǎo)線均通以由零均勻增

加到某個(gè)值的電流,在這段時(shí)間內(nèi)1、3線圈不受安培力,2、4線圈中電流方向分別為順時(shí)針

和逆時(shí)針,且受到指向各自圓心的安培力作用，則兩導(dǎo)線的電流方向?yàn)椋ǎ?/p>

d

20O'

鼠a—b、c一dB.a—b、d—c

C.b—>〃、c—dD.b-。、d—c

5.（6分）（學(xué)習(xí)探究情境）（多選）某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)前進(jìn)中的發(fā)電測(cè)速裝置，如圖所示。自行車的

圓形金屬盤后輪置于垂直車身平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，后輪圓形金屬盤在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可等

效成一導(dǎo)體棒繞圓盤中心。轉(zhuǎn)動(dòng)。已知磁感應(yīng)強(qiáng)度3=0.5T,圓盤半徑片0.3m,圓盤電阻不計(jì)。

導(dǎo)線通過電刷分別與后輪外邊緣和圓心。相連，導(dǎo)線兩端a、b間接一阻值R=10Q的小燈泡。

后輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),用電壓表測(cè)得。、人間電壓。=0.6V,則可知（）

A.自行車勻速行駛時(shí)產(chǎn)生的是交流電

B.與a連接的是電壓表的負(fù)接線柱

C.自行車車輪邊緣線速度是8m/s

D.圓盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)10min的過程中產(chǎn)生了0.36J的電能

6.（6分）（2023?天津和平區(qū)模擬）如圖所示，在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，將一水平放置的金屬棒ab

以垂直于棒的水平速度丫。拋出。設(shè)在整個(gè)過程中金屬棒的方向不變且不計(jì)空氣阻力，則金屬棒

運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小變化情況是（）

A.保持不變B.越來越小

C.越來越大D.無法判斷

7.（10分）如圖，一不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩的上端固定，下端系在邊長(zhǎng)為Z=0.40m的正方形金屬框的一

個(gè)頂點(diǎn)上。金屬框的一條對(duì)角線水平，其下方有方向垂直于金屬框所在平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。已知

構(gòu)成金屬框的導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的阻值為7=5.0x10-3C/m;在t=0到/=3.0s時(shí)間內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小

隨時(shí)間t的變化關(guān)系為B（?）=0.3-0.k（SI）o求：

（1）/=2.0s時(shí)金屬框所受安培力的大小;

（2）在/=0到/=2.0s時(shí)間內(nèi)金屬框產(chǎn)生的焦耳熱。

8.（6分）（2024.成都模擬）如圖甲所示的電路中，燈泡電阻為R,A\、A2為完全相同的電流表（內(nèi)阻

不計(jì)）。閉合開關(guān)K,得到如圖乙所示的/I圖像,電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為廠,則（）

Ofot\

甲乙

A.r=^R

212-11

B.E=-^R

272-/1

C.斷開開關(guān)時(shí)，小燈泡會(huì)明顯閃亮后逐漸熄滅

D.閉合開關(guān)時(shí),自感線圈中電流為零，其自感電動(dòng)勢(shì)也為零

【綜合應(yīng)用練】

9.（6分）（2022.全國(guó)甲卷）三個(gè)用同樣的細(xì)導(dǎo)線做成的剛性閉合線框，正方形線框的邊長(zhǎng)與圓形

線框的直徑相等，圓形線框的半徑與正六邊形線框的邊長(zhǎng)相等，如圖所示。把它們放入磁感應(yīng)強(qiáng)

度隨時(shí)間線性變化的同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框所在平面均與磁場(chǎng)方向垂直，正方形、圓形和正六邊

形線框中感應(yīng)電流的大小分別為九、“和無則（）

A.71</3</2B./l>/3>/2

CJi=h>hD.h=l2=h

10.（6分）（多選）如圖，一根長(zhǎng)為I、橫截面積為S的閉合軟導(dǎo)線置于光滑水平面上,其材料的電阻

率為〃導(dǎo)線內(nèi)單位體積的自由電子數(shù)為〃，電子的電荷量為％空間存在垂直于紙面向里的磁場(chǎng)o

某時(shí)刻起磁場(chǎng)開始減弱，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化規(guī)律是B=B0-kt,當(dāng)軟導(dǎo)線形狀穩(wěn)定時(shí)，磁場(chǎng)

方向仍然垂直紙面向里，此時(shí)（）

A.軟導(dǎo)線將圍成一個(gè)圓形

B.軟導(dǎo)線將圍成一個(gè)正方形

C.導(dǎo)線中的電流為監(jiān)

klS

D.導(dǎo)線中自由電子定向移動(dòng)的速率為

4nitep

【情境創(chuàng)新練】

11.（6分）（多選）如圖所示，在豎直平面內(nèi)有一半圓形區(qū)域?yàn)閳A心,為半圓的水平直徑，區(qū)

域內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為3、方向垂直于豎直平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。在A、。兩點(diǎn)各固定一

顆水平的光滑釘子,一個(gè)由細(xì)軟導(dǎo)線制成的閉合導(dǎo)線框ACDE掛在兩顆釘子上，在導(dǎo)線框的E

處有一個(gè)動(dòng)滑輪，動(dòng)滑輪下面掛重物，使導(dǎo)線處于繃緊狀態(tài)。設(shè)導(dǎo)線框的電阻為廠,半圓形區(qū)域的

半徑為民從仁0時(shí)刻開始，將導(dǎo)線上的C點(diǎn)繞圓心0以恒定角速度。從A點(diǎn)沿圓弧移動(dòng)到D

點(diǎn)，此過程中不考慮導(dǎo)線中產(chǎn)生的磁場(chǎng)。在C從A點(diǎn)移動(dòng)到。點(diǎn)的過程中，下列說法正確的是

（）

A.導(dǎo)線框中的感應(yīng)電流先沿逆時(shí)針方向，后沿順時(shí)針方向

B.導(dǎo)線框中產(chǎn)生的電熱為誓至

C.通過導(dǎo)線框橫截面的電荷量為皿

T

D.導(dǎo)線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間t的變化關(guān)系為e=coB史coscot

【加固訓(xùn)練】

如圖所示為感應(yīng)式發(fā)電機(jī),。、b、c、d是空間四個(gè)可用電刷與銅盤邊緣接觸的點(diǎn),。1、02

是銅盤軸線導(dǎo)線的接線端,“、N是電流表的接線端。現(xiàn)在將銅盤轉(zhuǎn)動(dòng)，能觀察到感應(yīng)電流的是

A.將電流表的接線端M、N分別連接。、。位置

B.將電流表的接線端“、N分別連接。、。位置

C.將電流表的接線端M、N分別連接5、S位置

D.將電流表的接線端M、N分別連接c、d位置

解析版

1.（6分）（2023?武漢模擬）如圖所示，在一根軟鐵棒上繞有一組線圈,a、c是線圈的兩端力為中心

抽頭。把。端和6抽頭分別接到兩條平行金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌間有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于導(dǎo)軌所在

紙面向里。金屬棒PQ在外力作用下左右運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過程中保持與導(dǎo)軌垂直，且兩端與導(dǎo)軌始終

接觸良好。若PQ運(yùn)動(dòng)過程中,。、c的電勢(shì)都比b點(diǎn)的電勢(shì)高，則PQ可能的運(yùn)動(dòng)情況為

（）

:1J*

右

左/

K

A.向左減速運(yùn)動(dòng)B.向右減速運(yùn)動(dòng)

C.向左勻速運(yùn)動(dòng)D.向右勻速運(yùn)動(dòng)

【解析】選B。尸。向左減速運(yùn)動(dòng)的過程中，根據(jù)右手定則可知產(chǎn)生的感應(yīng)電流由P到。減小,

此時(shí)。點(diǎn)電勢(shì)高于。點(diǎn);由于穿過線圈的磁通量向上減小，根據(jù)楞次定律可知力、c線圈產(chǎn)生的

感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)力點(diǎn)電勢(shì)高于c點(diǎn)，則a>c的電勢(shì)都比b點(diǎn)的電勢(shì)低,A錯(cuò)誤;向右減速運(yùn)動(dòng)的

過程中，根據(jù)右手定則可知產(chǎn)生的感應(yīng)電流由。到P減小，此時(shí)。點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn);由于穿過線

圈的磁通量向下減小，根據(jù)楞次定律可知力、c線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),。點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)，則

c的電勢(shì)都比b點(diǎn)的電勢(shì)高,B正確;尸。做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生恒定的電流，線圈不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)

電流力、。等電勢(shì),c、D錯(cuò)誤。

2.（6分）（2024.撫州模擬）如圖所示，虛線。。左側(cè)有面積足夠大、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),

磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，虛線右側(cè)為真空區(qū)域。現(xiàn)有一邊長(zhǎng)為L(zhǎng),電阻為R的正方形單匝導(dǎo)

線框abed垂直磁場(chǎng)放置，且ad邊與虛線。。重合。若導(dǎo)線框在外界作用下繞其頂點(diǎn)a在紙面

內(nèi)順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，且導(dǎo)線框由初始位置經(jīng)過時(shí)間t首次轉(zhuǎn)到圖中虛線位置，則（）

o

A.導(dǎo)線框"cd中感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向

B.該過程流過線框be邊某一橫截面的電荷量為萼

C.該過程平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為穿

D1時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為在警

【解析】選Co由題意可知,線框在轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，穿過線框的磁通量減小，根據(jù)楞次定律可知

導(dǎo)線框abed中感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，故A錯(cuò)誤;磁通量的變化量為:A。4》千江2亨［2根據(jù)

法拉第電磁感應(yīng)定律得平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為:方=當(dāng)=誓，根據(jù)歐姆定律可得：/=&q=〃，整理可

△CZeK

2E

得斫拶=?，故B錯(cuò)誤,C正確;導(dǎo)線框旋轉(zhuǎn)的角速度為初所以f時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小

KZKL

為:E=B/）=/山上笠=等，故D錯(cuò)誤。

Z4c

3.（6分）（2023?石家莊模擬）某同學(xué)設(shè)計(jì)了一種無線供電裝置，原理如圖甲所示，感應(yīng)線圈處在垂

直于感應(yīng)線圈平面的磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度變化如圖乙所示，規(guī)定磁場(chǎng)垂直感應(yīng)線圈平面

向上為正，下列說法正確的是（）

A.o~n時(shí)間內(nèi)，感應(yīng)線圈中的電流方向自。向。

B1273時(shí)間內(nèi)，感應(yīng)線圈中的電流方向自。向。

C.保持磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度最大值不變，使其周期減半，則ab端感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)將加倍

D.保持磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度最大值不變，使其周期加倍，則ab端感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)將加倍

【解析】選C。0~九時(shí)間內(nèi)磁場(chǎng)方向向上且增強(qiáng)，根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向

向下，由右手螺旋定則可判斷電流方向由。流向。龍73時(shí)間內(nèi)磁場(chǎng)方向向下且增強(qiáng)，根據(jù)楞次定

律可知感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向上，由右手螺旋定則可判斷電流方向由。流向a,A、B錯(cuò)誤;

磁場(chǎng)的最大值不變，周期減半,感應(yīng)線圈磁通量變化率加倍，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，感應(yīng)

電動(dòng)勢(shì)加倍,C正確，同理D錯(cuò)誤。

【加固訓(xùn)練】

如圖所示，兩根平行金屬導(dǎo)軌置于水平面內(nèi)，導(dǎo)軌之間接有電阻Ro金屬棒ab與兩導(dǎo)軌垂

直并保持良好接觸，整個(gè)裝置放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面向下。現(xiàn)使磁感應(yīng)強(qiáng)度

隨時(shí)間均勻減小,仍始終保持靜止，下列說法正確的是（）

b.ab中的感應(yīng)電流方向由。到a

B.ab中的感應(yīng)電流逐漸減小

C.ab所受的安培力保持不變

D.ab所受的靜摩擦力逐漸減小

【解析】選Do磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻減小，根據(jù)楞次定律判斷回路中產(chǎn)生順時(shí)針的感應(yīng)電

流，而中的感應(yīng)電流方向由a到瓦故A錯(cuò)誤。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,石=喈=吟衿電阻一

定磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻減小，磁通量變化率為定值,仍中的感應(yīng)電流不變,B錯(cuò)誤。

磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻減小，則安培力隨時(shí)間均勻減小,C錯(cuò)誤。仍始終保持靜止說明靜

摩擦力和安培力為一對(duì)平衡力，故摩擦力逐漸減小，故D項(xiàng)正確。

4.（6分）（2023?南京模擬）如圖所示,光滑絕緣水平面上有兩條固定導(dǎo)線ab、cd相互垂直彼此絕

緣,在角平分線上，對(duì)稱固定著四個(gè)相同的圓形金屬線圈。某段時(shí)間內(nèi)兩導(dǎo)線均通以由零均勻增

加到某個(gè)值的電流,在這段時(shí)間內(nèi)1、3線圈不受安培力,2、4線圈中電流方向分別為順時(shí)針

和逆時(shí)針,且受到指向各自圓心的安培力作用，則兩導(dǎo)線的電流方向?yàn)椋ǎ?/p>

A.〃一6、c—dB.a-b、d—c

C.b一a、c-dD.b-a、d—>c

【解析】選A。根據(jù)題述某段時(shí)間內(nèi)兩導(dǎo)線均通以由零均勻增加到某個(gè)值的電流，在這段時(shí)間

內(nèi)1、3線圈不受安培力，說明在這段時(shí)間內(nèi)1、3線圈中不產(chǎn)生感應(yīng)電流。根據(jù)法拉第電磁

感應(yīng)定律,在這段時(shí)間內(nèi)1、3線圈中磁通量不變化，根據(jù)安培定則可判斷出兩條固定導(dǎo)線ab.

cd在1、3線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向相反,磁通量抵消。根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)兩導(dǎo)線均通以由零均勻增

加到某個(gè)值的電流24線圈中電流方向分別為順時(shí)針和逆時(shí)針，可知ab導(dǎo)線的電流方向?yàn)?/p>

a—仄cd導(dǎo)線的電流方向?yàn)閏―d,選項(xiàng)A正確。

5.（6分）（學(xué)習(xí)探究情境）（多選）某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)前進(jìn)中的發(fā)電測(cè)速裝置，如圖所示。自行車的

圓形金屬盤后輪置于垂直車身平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，后輪圓形金屬盤在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可等

效成一導(dǎo)體棒繞圓盤中心。轉(zhuǎn)動(dòng)。已知磁感應(yīng)強(qiáng)度3=0.5T,圓盤半徑片0.3m,圓盤電阻不計(jì)。

導(dǎo)線通過電刷分別與后輪外邊緣和圓心。相連，導(dǎo)線兩端a、b間接一阻值7?=10Q的小燈泡。

后輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),用電壓表測(cè)得。、。間電壓。=0.6V,則可知（）

A.自行車勻速行駛時(shí)產(chǎn)生的是交流電

B.與a連接的是電壓表的負(fù)接線柱

C.自行車車輪邊緣線速度是8m/s

D.圓盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)10min的過程中產(chǎn)生了0.36J的電能

【解析】選B、C。根據(jù)右手定則，圓盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，等效為導(dǎo)體棒勻速切割磁感應(yīng)線產(chǎn)生的是直

流電，輪子中心是電源的正極，輪子邊緣點(diǎn)是等效電源的負(fù)極，則。點(diǎn)接電壓表的負(fù)接線柱，故A

錯(cuò)誤、B正確;由U=E=^BI2（D得m/s=8m/s,故C正確;根據(jù)焦耳定律代

乙>U.3XU?3i\

n?2

入數(shù)據(jù)得Q=*X10X60J=21.6J,故D錯(cuò)誤。

6.（6分）（2023?天津和平區(qū)模擬）如圖所示，在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，將一水平放置的金屬棒ab

以垂直于棒的水平速度皿拋出。設(shè)在整個(gè)過程中金屬棒的方向不變且不計(jì)空氣阻力，則金屬棒

運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小變化情況是（）

A.保持不變B.越來越小

C.越來越大D.無法判斷

【解析】選A。金屬棒ab做平拋運(yùn)動(dòng)，其水平分速度保持不變，等于voo由感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式

E=BlvSma,vsma是垂直于磁感線方向的分速度，即平拋運(yùn)動(dòng)的水平分速度，等于見則感應(yīng)電動(dòng)

勢(shì)E=Blvo,B、I、vo均不變，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小保持不變。故A正確,B、C、D錯(cuò)誤。

7.(10分)如圖，一不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩的上端固定，下端系在邊長(zhǎng)為/=0.40m的正方形金屬框的一

個(gè)頂點(diǎn)上。金屬框的一條對(duì)角線水平，其下方有方向垂直于金屬框所在平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。已知

構(gòu)成金屬框的導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的阻值為7=5.0x10-3Q/m;在/=0到/=3.0s時(shí)間內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小

隨時(shí)間t的變化關(guān)系為B(r)=0.3-0.k(SI)o求：

(l)/=2.0s時(shí)金屬框所受安培力的大小；

答案:⑴宏N

【解析】(1)金屬框的總電阻為7?=4/2=4x0.40x5.0xl0-3Q=8xl0-3

金屬框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

E=^|s=Z：x|z2=0.lx|x0.402V=8xio3V,

金屬框中的電流為片=需A=IA,

R8X10°

t=2.0s時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度

B=0.3T-0.1x2.0T=0.1T,

金屬框處于磁場(chǎng)中的有效長(zhǎng)度為

L=V2Z=^m

此時(shí)金屬框所受安培力大小為

F=BIL=0.1xix這N=—N;

525

⑵在t=o到t=2.0s時(shí)間內(nèi)金屬框產(chǎn)生的焦耳熱。

答案:(2)0.016J

【解析】(2)在t=0到7=2.0s時(shí)間內(nèi)金屬框產(chǎn)生的焦耳熱為:0=產(chǎn)放=12x8x10-3x2.0J=0.016J。

8.（6分）（2024.成都模擬）如圖甲所示的電路中，燈泡電阻為民Ai、A2為完全相同的電流表（內(nèi)阻

不計(jì)）。閉合開關(guān)K,得到如圖乙所示的圖像，電源電動(dòng)勢(shì)為瓦內(nèi)阻為r,則（）

C.斷開開關(guān)時(shí)，小燈泡會(huì)明顯閃亮后逐漸熄滅

D.閉合開關(guān)時(shí),自感線圈中電流為零，其自感電動(dòng)勢(shì)也為零

【解析】選Bo由題圖乙可知，當(dāng)仁/0時(shí),自感線圈中電流為零，流過燈泡支路的電流為人,根據(jù)

閉合電路歐姆定律有E=hr+hR;當(dāng)/=力時(shí)，電路穩(wěn)定，兩支路電流相等為上,干路電流為2上,根據(jù)

閉合電路歐姆定律有E=2/2/+/2民聯(lián)立解得:『臀氏E弓魯氏故A錯(cuò)誤,B正確;由題圖乙可知,

電路穩(wěn)定后，兩支路電流相等，則斷開開關(guān)時(shí),小燈泡不會(huì)閃亮后逐漸熄滅，故c錯(cuò)誤;閉合開關(guān)

時(shí),自感線圈中電流為零,但由于電流變化,自感電動(dòng)勢(shì)不為零，故D錯(cuò)誤。

【綜合應(yīng)用練】

9.（6分）（2022.全國(guó)甲卷）三個(gè)用同樣的細(xì)導(dǎo)線做成的剛性閉合線框，正方形線框的邊長(zhǎng)與圓形

線框的直徑相等，圓形線框的半徑與正六邊形線框的邊長(zhǎng)相等，如圖所示。把它們放入磁感應(yīng)強(qiáng)

度隨時(shí)間線性變化的同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框所在平面均與磁場(chǎng)方向垂直，正方形、圓形和正六邊

形線框中感應(yīng)電流的大小分別為小心和瓦則（）

A./l</3</2B.Zl>/3>/2

C./l=/2>/3D./l=/2=/3

【解析】選c。設(shè)圓形線框的半徑為廠,則由題意可知正方形線框的邊長(zhǎng)為2『，正六邊形線框的

邊長(zhǎng)為廠,所以圓形線框的周長(zhǎng)為。2=2g，面積為S2F”,同理可知正方形線框的周長(zhǎng)和面積分別

為。=8/5=4戶,正六邊形線框的周長(zhǎng)和面積分別為。3=6m3=6歲》爭(zhēng)-啜，三個(gè)線框材料粗

細(xì)相同，根據(jù)電阻定律氏="廿一可知,三個(gè)線框電阻之比為R：&：7?3=CI：C2：C3=4：6兀：3,

橫截面

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有腐=號(hào)（可得電流之比為11:h:13=2：2：8，即/1=/2>/3,故選C。

KACK

10.（6分）（多選）如圖，一根長(zhǎng)為I、橫截面積為S的閉合軟導(dǎo)線置于光滑水平面上,其材料的電阻

率為4導(dǎo)線內(nèi)單位體積的自由電子數(shù)為〃，電子的電荷量為e,空間存在垂直于紙面向里的磁場(chǎng)o

某時(shí)刻起磁場(chǎng)開始減弱，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化規(guī)律是B=B0-kt,當(dāng)軟導(dǎo)線形狀穩(wěn)定時(shí)，磁場(chǎng)

方向仍然垂直紙面向里，此時(shí)（）

A.軟導(dǎo)線將圍成一個(gè)圓形

B.軟導(dǎo)線將圍成一個(gè)正方形

C導(dǎo)線中的電流為第

4Ttp

D.導(dǎo)線中自由電子定向移動(dòng)的速率為盧

4nitep

【解析】選A、Co當(dāng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度減弱時(shí)，軟導(dǎo)線圍成的圖形的面積有擴(kuò)大的趨勢(shì)，最終

軟導(dǎo)線圍成一個(gè)圓形，故A正確,B錯(cuò)誤;設(shè)線圈圍成的圓形半徑為廠,則有：/=2”,圓形的面積

為5=兀/,線圈的電阻為:R%,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為:E=凈尸碟感應(yīng)電流為:/備第

而/=〃eSv,解得:故C正確.D錯(cuò)誤。

4nnep

【情境創(chuàng)新練】

11.（6分）（多選）如圖所示，在豎直平面內(nèi)有一半圓形區(qū)域?yàn)閳A心,49。為半圓的水平直徑