PAGEPAGE5電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類狀況eq\a\vs4\al([全員參加·基礎(chǔ)練])1．(多選)下列說法中正確的是()A．感生電場是由改變的磁場激發(fā)而產(chǎn)生的B．恒定的磁場也能在四周空間產(chǎn)生感生電場C．感生電場的方向也同樣可以用楞次定律和右手螺旋定則來判定D．感生電場的電場線是閉合曲線，其方向肯定是沿逆時針方向【解析】由麥克斯韋電磁理論知A正確，B錯誤；感生電場的產(chǎn)生也是符合電磁感應(yīng)原理的，C正確；感生電場的電場線是閉合的，但不肯定是逆時針方向，故D錯誤．【答案】AC2．(多選)下列說法中正確的是()A．動生電動勢是洛倫茲力對導(dǎo)體中自由電荷的作用而引起的B．因?yàn)槁鍌惼澚\(yùn)動電荷始終不做功，所以動生電動勢不是由洛倫茲力而產(chǎn)生的C．動生電動勢的方向可以由右手定則來判定D．導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，受到的安培力肯定與受到的外力大小相等、方向相反【解析】洛倫茲力對導(dǎo)體中自由電荷的作用效果是產(chǎn)生動生電動勢的本質(zhì)，A正確；在導(dǎo)體中自由電荷受洛倫茲力的合力與合速度方向垂直，總功為零，B錯誤；動生電動勢的方向可由右手定則判定，C正確；只有在導(dǎo)體棒做勻速切割磁感線時，除安培力以外的力的合力與安培力大小相等、方向相反，做變速運(yùn)動時不成立，D錯誤．故選A、C.【答案】AC圖4-5-103．(多選)如圖4-5-10所示，導(dǎo)體AB在做切割磁感線運(yùn)動時，將產(chǎn)生一個感應(yīng)電動勢，因而在電路中有電流通過，下列說法中正確的是()A．因?qū)w運(yùn)動而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢稱為動生電動勢B．動生電動勢的產(chǎn)生與洛倫茲力有關(guān)C．動生電動勢的產(chǎn)生與電場力有關(guān)D．動生電動勢和感生電動勢產(chǎn)生的緣由是一樣的【解析】依據(jù)動生電動勢的定義，A正確．動生電動勢中的非靜電力與洛倫茲力有關(guān)，感生電動勢中的非靜電力與感生電場有關(guān)，B正確，C、D錯誤．【答案】AB圖4-5-114．(2015·天津月考)如圖4-5-11所示，在勻強(qiáng)磁場中，放置兩根光滑平行導(dǎo)軌MN和PQ，其電阻不計(jì)，ab、cd兩根導(dǎo)體棒，其電阻Rab＜Rcd，當(dāng)ab棒在外力F1作用下向左勻速滑動時，cd棒在外力F2作用下保持靜止，F(xiàn)1和F2的方向都與導(dǎo)軌平行，那么，F(xiàn)1和F2大小相比、ab和cd兩端的電勢差相比，正確的是()A．F1＞F2，Ucd＞Uab B．F1＝F2，Uab＝UcdC．F1＜F2，Uab＜Ucd D．F1＝F2，Uab＜Ucd【解析】因ab和cd的磁場力都是F＝BIl，又因?yàn)閍b棒在外力F1作用下向左勻速滑動時，cd在外力F2作用下保持靜止，故F1＝F2，又由MN、PQ電阻不計(jì)，所以a、c兩點(diǎn)等勢，b、d兩點(diǎn)等勢，因而Uab＝Ucd，故B正確．【答案】B圖4-4-125．(2014·江蘇蘇北四校聯(lián)考)如圖4-5-12所示，金屬棒ab置于水平放置的光滑框架cdef上，棒與框架接觸良好，勻強(qiáng)磁場垂直于ab棒斜向下．從某時刻起先磁感應(yīng)強(qiáng)度勻稱減小，同時施加一個水平方向上的外力F使金屬棒ab保持靜止，則F()A．方向向右，且為恒力 B．方向向右，且為變力C．方向向左，且為變力 D．方向向左，且為恒力【解析】由E＝neq\f(ΔB,Δt)·S可知，因磁感應(yīng)強(qiáng)度勻稱減小，感應(yīng)電動勢E恒定，由F安＝BIL，I＝eq\f(E,R)可知，ab棒受的安培力隨B的減小而勻稱變小，由外力F＝F安可知，外力F也勻稱減小，為變力，由左手定則可推斷F安水平方向上的重量向右，所以外力F水平向左，C正確．【答案】C圖4-5-136．(2013·北京高考)如圖4-5-13所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面對里的勻強(qiáng)磁場中，金屬桿MN在平行金屬導(dǎo)軌上以速度v向右勻速滑動，MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E1；若磁感應(yīng)強(qiáng)度增為2B，其他條件不變，MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢變?yōu)镋2.則通過電阻R的電流方向及E1與E2之比E1∶E2分別為()A．c→a，2∶1 B．a(chǎn)→c，2∶1C．a(chǎn)→c，1∶2 D．c→a，1∶2【解析】金屬桿垂直平動切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E＝Blv，推斷金屬桿切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向可用右手定則．由右手定則推斷可得，電阻R上的電流方向?yàn)閍→c，由E＝Blv知，E1＝Blv，E2＝2Blv，則E1∶E2＝1∶2，故選項(xiàng)C正確．【答案】C圖4-5-147．(多選)(2014·江蘇金湖中學(xué)測試)如圖4-5-14所示，將一個與勻強(qiáng)磁場垂直的正方形多匝線圈從磁場中勻速拉出的過程中，拉力做功的功率()A．與線圈匝數(shù)成正比B．與線圈邊長的平方成正比C．與導(dǎo)線的電阻率成正比D．與導(dǎo)線橫截面積成正比【解析】磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，導(dǎo)線的橫截面積為S，電阻率為ρ，拉出磁場時的速度為v，設(shè)線圈邊長為L，勻速拉出時E＝nBLv，I＝E/R，R＝eq\f(ρl,S)，l＝4nL所以P＝Fv＝n2BILv＝n2B2L2v2/R＝eq\f(nB2v2LS,4ρ)，所以A、D正確．【答案】AD圖4-5-158．始終升機(jī)停在南半球的地磁極上空，該處地磁場的方向豎直向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，直升機(jī)螺旋槳葉片的長度為l，螺旋槳轉(zhuǎn)動的頻率為f，順著地磁場的方向看螺旋槳，螺旋槳按順時針方向轉(zhuǎn)動．螺旋槳葉片的近軸端為a，遠(yuǎn)軸端為b，如圖4-5-15所示．假如忽視a到轉(zhuǎn)軸中心線的距離，用E表示每個葉片中的感應(yīng)電動勢，則()A.E＝πfl2B，且a點(diǎn)電勢低于b點(diǎn)電勢B.E＝2πfl2B，且a點(diǎn)電勢低于b點(diǎn)電勢C.E＝πfl2B，且a點(diǎn)電勢高于b點(diǎn)電勢D.E＝2πfl2B，且a點(diǎn)電勢高于b點(diǎn)電勢【解析】直升機(jī)螺旋槳的葉片圍圍著軸轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E＝Blv＝eq\f(1,2)Blvb＝eq\f(1,2)Bl(ωl)＝eq\f(1,2)B(2πf)l2＝πfl2B，設(shè)想ab是閉合電路的一部分導(dǎo)體，由右手定則知感應(yīng)電流方向?yàn)閍→b，所以b點(diǎn)電勢比a點(diǎn)電勢高．選項(xiàng)A正確．【答案】Aeq\a\vs4\al([超越自我·提升練])9．(2013·海南瓊海期中)如圖4-5-16是法拉第做成的世界上第一臺發(fā)電機(jī)模型的原理圖．將銅盤放在磁場中，讓磁感線垂直穿過銅盤．圖中a、b導(dǎo)線與銅盤的中軸線處在同一豎直平面內(nèi)，轉(zhuǎn)動銅盤，就可以使閉合電路獲得電流．若圖中銅盤半徑為L，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，回路總電阻為R，從上往下看逆時針勻速轉(zhuǎn)動銅盤的角速度為ω.則下列說法正確的是()圖4-5-16A．回路中有大小和方向周期性改變的電流B．回路中電流大小恒定，且等于eq\f(BL2ω,R)C．回路中電流方向不變，且從b導(dǎo)線流進(jìn)燈泡，再從a導(dǎo)線流向旋轉(zhuǎn)的銅盤D．若將勻強(qiáng)磁場改為仍舊垂直穿過銅盤的按正弦規(guī)律改變的磁場，不轉(zhuǎn)動銅盤，燈泡中也會有電流流過【解析】銅盤在轉(zhuǎn)動的過程中產(chǎn)生恒定的電流I＝eq\f(BL2ω,2R)，A、B錯．由右手定則可知銅盤在轉(zhuǎn)動的過程中產(chǎn)生恒定的電流，從b導(dǎo)線流進(jìn)燈泡，再從a流向旋轉(zhuǎn)的銅盤，C正確．若將勻強(qiáng)磁場改為仍舊垂直穿過銅盤的按正弦規(guī)律改變的磁場，不轉(zhuǎn)動銅盤時閉合回路磁通量不發(fā)生改變，燈泡中沒有電流流過．【答案】C10．在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，水平放置一個不變形的單匝金屬圓線圈，規(guī)定線圈中感應(yīng)電流的正方向如圖4-5-17甲所示，當(dāng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t發(fā)生如圖4-5-17乙所示的改變時，圖中能正確表示線圈中感應(yīng)電動勢E隨時間t改變的關(guān)系圖象是()圖4-5-17【解析】在第1s內(nèi)，由楞次定律可判定電流為正，其產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E1＝eq\f(ΔΦ1,Δt1)＝eq\f(ΔB1,Δt1)S；在第2s和第3s內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B不發(fā)生改變，線圈中無感應(yīng)電動勢；在第4s和第5s內(nèi)，B減小，由楞次定律可判定，其電流為負(fù)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E2＝eq\f(ΔΦ2,Δt2)＝eq\f(ΔB2S,Δt2)，由ΔB1＝ΔB2，Δt2＝2Δt1，故E1＝2E2，由此可知，選項(xiàng)A正確．【答案】A11．如圖4-5-18甲所示，一個電阻值為R、匝數(shù)為n的圓形金屬線圈與阻值為2R的電阻R1連接成閉合回路．線圈的半徑為r1，在線圈中半徑為r2的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直于線圈平面對里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t改變的關(guān)系圖線如圖4-5-18乙所示．圖線與橫、縱軸的截距分別為t0和B0，導(dǎo)線的電阻不計(jì)．求0至t1時間內(nèi)：圖4-5-18(1)通過電阻R1上的電流大小和方向；(2)通過電阻R1上的電荷量q及電阻R1上產(chǎn)生的熱量．【解析】(1)由圖象分析可知，0至t1時間內(nèi)eq\f(ΔB,Δt)＝eq\f(B0,t0)，由法拉第電磁感應(yīng)定律有E＝neq\f(ΔΦ,Δt)＝neq\f(ΔB,Δt)S，而S＝πreq\o\al(2,2)，由閉合電路歐姆定律有I1＝eq\f(E,R1＋R)，聯(lián)立以上各式解得通過電阻R1上的電流大小為I1＝eq\f(nB0πreq\o\al(2,2),3Rt0)，由楞次定律可推斷通過電阻R1上的電流方向?yàn)閺腷到a.(2)通過電阻R1上的電荷量q＝I1t1＝eq\f(nB0πreq\o\al(2,2)t1,3Rt0)，電阻R1上產(chǎn)生的熱量Q＝Ieq\o\al(2,1)R1t1＝eq\f(2n2Beq\o\al(2,0)π2req\o\al(4,2)t1,9Rteq\o\al(2,0)).【答案】(1)eq\f(nB0πreq\o\al(2,2),3Rt0)，從b到a(2)eq\f(nB0πreq\o\al(2,2)t1,3Rt0)eq\f(2n2Beq\o\al(2,0)π2req\o\al(4,2)t1,9Rteq\o\al(2,0))12．有一面積為S＝100cm2的金屬環(huán)，電阻為R＝0.1Ω，環(huán)中磁場改變規(guī)律如圖4-5-19所示，且磁場方向垂直環(huán)面對里，在t1到t2時間內(nèi)，圖4-5-19【解析】由楞次定律，可以推斷金屬環(huán)中感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r針方向．由圖乙可知，磁感應(yīng)強(qiáng)度的改變率為eq\f(ΔB,Δt)＝eq