《2019-2020版高中物理 第一章 電磁感應(yīng) 3 法拉第電磁感應(yīng)定律講義+精練（含解析）教科版選修3-2》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019-2020版高中物理 第一章 電磁感應(yīng) 3 法拉第電磁感應(yīng)定律講義+精練（含解析）教科版選修3-2（16頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、3法拉第電磁感應(yīng)定律學(xué)科素養(yǎng)與目標(biāo)要求物理觀念：理解和掌握法拉第電磁感應(yīng)定律科學(xué)思維：1.通過比較，區(qū)分、2.通過自主和合作探究，運(yùn)用法拉第電磁感應(yīng)定律推導(dǎo)出導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的公式3.在進(jìn)行感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算時(shí)培養(yǎng)綜合分析能力一、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)由電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)，叫感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)二、法拉第電磁感應(yīng)定律1內(nèi)容：電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過這個(gè)電路的磁通量的變化率成正比，這就是法拉第電磁感應(yīng)定律2表達(dá)式：En，其中n是線圈的匝數(shù)三、導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(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1所示，EBLv.圖12導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)方向與導(dǎo)線本身垂直，但與磁感線方向夾角為時(shí)，如圖2
2、所示，EBLvsin .圖21判斷下列說法的正誤(1)在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，有感應(yīng)電流，就一定有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；反之，有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，就一定有感應(yīng)電流()(2)線圈中磁通量的變化量越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定越大()(3)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()(4)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()2圖3甲、乙中，金屬導(dǎo)體中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)分別為E甲_，E乙_.圖3答案BlvBlvsin 一、對(duì)電磁感應(yīng)定律的理解如圖所示，將條形磁鐵從同一高度插入線圈的實(shí)驗(yàn)中(1)快速插入和緩慢插入磁通量的變化量相同嗎？指針偏轉(zhuǎn)角度相同嗎？(2)分別用一根磁鐵和兩根磁鐵以同樣
3、速度快速插入，磁通量的變化量相同嗎？指針偏轉(zhuǎn)角度相同嗎？(3)指針偏轉(zhuǎn)角度取決于什么？答案(1)磁通量變化量相同，但磁通量變化的快慢不同，快速插入比緩慢插入時(shí)指針偏轉(zhuǎn)角度大(2)用兩根磁鐵快速插入時(shí)磁通量變化量較大，磁通量變化率也較大，指針偏轉(zhuǎn)角度較大(3)指針偏轉(zhuǎn)角度大小取決于的大小1感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小由穿過電路的磁通量的變化率和線圈的匝數(shù)n共同決定，而與磁通量、磁通量的變化量的大小沒有必然聯(lián)系，和電路的電阻R無關(guān)2當(dāng)僅由B的變化引起時(shí)，則En；當(dāng)僅由S的變化引起時(shí)，則En；當(dāng)由B、S的變化同時(shí)引起時(shí)，則Enn.3在t圖像中，圖像上某點(diǎn)切線的斜率表示磁通量的變化率；在Bt圖像中，某點(diǎn)切線的斜率
4、表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率.例1關(guān)于感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，下列說法中正確的是 ()A穿過線圈的磁通量最大時(shí)，所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就一定最大B穿過線圈的磁通量的變化量增大時(shí)，所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也增大C穿過線圈的磁通量等于0，所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就一定為0D穿過線圈的磁通量的變化率越大，所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就越大答案D解析根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與磁通量的變化率成正比，與磁通量及磁通量的變化量沒有必然聯(lián)系當(dāng)磁通量很大時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)可能很小，甚至為0.當(dāng)磁通量等于0時(shí)，其變化率可能很大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也可能很大，而增大時(shí)，可能減小如圖所示，t1時(shí)刻，最大，但E0；0t1時(shí)間內(nèi)增大，但減小，E
5、減小；t2時(shí)刻，0，但最大，E最大故D正確例2如圖4甲所示，一個(gè)圓形線圈的匝數(shù)n1 000匝，線圈面積S200 cm2，線圈的電阻r1 ，線圈外接一個(gè)阻值R4 的電阻，把線圈放入一方向垂直于線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示，求：圖4(1)前4 s內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小及電阻R上消耗的功率；(2)前5 s內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)答案(1)1 V0.16 W(2)0解析(1)前4 s內(nèi)磁通量的變化量21S(B2B1)200104(0.40.2) Wb4103 Wb由法拉第電磁感應(yīng)定律得En1 000 V1 V.I APRI2R()24 W0.16 W(2)由題圖乙知，46 s
6、內(nèi)的0.2 T/s，則第5 s時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B20.2 T，前5 s內(nèi)磁通量的變化量21S(B2B1)200104(0.20.2) Wb0由法拉第電磁感應(yīng)定律得n0.二、導(dǎo)線切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)1導(dǎo)線切割磁感線時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)表達(dá)式的推導(dǎo)如圖5所示，閉合電路一部分導(dǎo)線ab處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，ab的長(zhǎng)度為l，ab以速度v勻速垂直切割磁感線圖5則在t內(nèi)穿過閉合電路磁通量的變化量為BSBlvt根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得EBlv.2對(duì)公式的理解(1)當(dāng)B、l、v三個(gè)量方向互相垂直時(shí)，EBlv；當(dāng)有任意兩個(gè)量的方向互相平行時(shí)，E0.(2)當(dāng)l垂直于B、l垂直于v，而v與B成角時(shí)，導(dǎo)線切割磁感線
7、產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為EBlvsin .(3)若導(dǎo)線是曲折的，或l與v不垂直時(shí)，EBlv中的l應(yīng)為導(dǎo)線在與v垂直的方向上的投影長(zhǎng)度，即有效切割長(zhǎng)度例3如圖6所示的情況中，金屬導(dǎo)體中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為Blv的是()圖6A丙和丁B甲、乙、丁C甲、乙、丙、丁D只有乙答案B解析公式EBlv中的l應(yīng)指導(dǎo)體的有效切割長(zhǎng)度，甲、乙、丁中的有效切割長(zhǎng)度均為l，電動(dòng)勢(shì)EBlv；而丙的有效長(zhǎng)度為0，電動(dòng)勢(shì)為0，故選項(xiàng)B正確例4如圖7所示， “”形金屬框架MON所在平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直，金屬棒ab能緊貼金屬框架運(yùn)動(dòng)，且始終與ON垂直，金屬棒與金屬框架材料、粗細(xì)相同當(dāng)ab從O點(diǎn)開始勻速向右平動(dòng)時(shí)，速度為
8、v0，MON30.圖7(1)試求bOc回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的函數(shù)關(guān)系式(2)閉合回路中的電流隨時(shí)間變化的圖像是_答案(1)EBv02t(2)B解析(1)設(shè)ab從O點(diǎn)出發(fā)時(shí)開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過時(shí)間t后，ab勻速運(yùn)動(dòng)的距離為s，則有sv0t.由tan 30，有v0ttan 30.則金屬棒ab接入回路的bc部分切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為EBv0Bv02ttan 30Bv02t.(2)lObv0t，lbcv0ttan 30，lOc，單位長(zhǎng)度電阻設(shè)為R0，則回路總電阻RR0(v0v0tan 30)t，回路電流I為常量，與時(shí)間t無關(guān)，選項(xiàng)B正確學(xué)科素養(yǎng)本題考查了導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算和閉合電
9、路歐姆定律的運(yùn)用解題過程要注意閉合回路中切割磁感線的那部分產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，相當(dāng)于電源該題將電磁感應(yīng)與電路問題有機(jī)結(jié)合，提高了學(xué)生的邏輯思維能力和綜合應(yīng)用能力，很好地體現(xiàn)了“科學(xué)思維”的核心素養(yǎng).1(對(duì)法拉第電磁感應(yīng)定律的理解)如圖8所示，半徑為R的n匝線圈套在邊長(zhǎng)為a的正方形abcd之外，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過該正方形，當(dāng)磁場(chǎng)以的變化率變化時(shí)，線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為()圖8AR2 Ba2CnR2 Dna2答案D解析由題意可知，線圈中磁場(chǎng)的面積為a2，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為Enna2，故只有選項(xiàng)D正確2(公式En的應(yīng)用)(多選)如圖9甲所示，線圈的匝數(shù)n100
10、匝，橫截面積S50 cm2，線圈總電阻r10 ，沿軸向有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，設(shè)圖示磁場(chǎng)方向?yàn)檎较?，磁?chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間按如圖乙所示規(guī)律變化，則在開始的0.1 s內(nèi)()圖9A磁通量的變化量為0.25 WbB磁通量的變化率為2.5102 Wb/sCa、b間電壓為0D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答案BD解析通過線圈的磁通量與線圈的匝數(shù)無關(guān)，由于0時(shí)刻和0.1 s時(shí)刻的磁場(chǎng)方向相反，磁通量穿入的方向不同，則(0.10.4)50104 Wb2.5103 Wb，A項(xiàng)錯(cuò)誤；磁通量的變化率 Wb/s2.5102 Wb/s，B項(xiàng)正確；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，當(dāng)a、b間斷開時(shí)，其間電壓等
11、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En2.5 V且恒定，C項(xiàng)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 A0.25 A，D項(xiàng)正確3(公式EBlv的應(yīng)用)如圖10所示，空間有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一直金屬棒與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直，當(dāng)它以速度v沿與棒和磁感應(yīng)強(qiáng)度都垂直的方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，棒兩端的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為E，將此棒彎成兩段長(zhǎng)度相等且相互垂直的折線，置于與磁感應(yīng)強(qiáng)度相互垂直的平面內(nèi)，當(dāng)它沿兩段折線夾角平分線的方向以速度v運(yùn)動(dòng)時(shí)，棒兩端的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為E.則等于()圖10A. B. C1 D.答案B解析設(shè)折彎前金屬棒切割磁感線的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，E
12、BLv；折彎后，金屬棒切割磁感線的有效長(zhǎng)度為lL，故產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為EBlvBLvE，所以，B正確4(公式En的應(yīng)用)(2018南通中學(xué)高二上學(xué)期期中)如圖11甲所示，在一個(gè)正方形金屬線圈區(qū)域內(nèi)存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的方向與線圈平面垂直金屬線圈所圍的面積S200 cm2，匝數(shù)n1 000，線圈電阻r2.0 .線圈與電阻R構(gòu)成閉合回路，電阻的阻值R8.0 .勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的情況如圖乙所示，求：圖11(1)t12.0 s時(shí)線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大??；(2)在t12.0 s時(shí)通過電阻R的感應(yīng)電流的大小；(3)在t25.0 s時(shí)刻，線圈端點(diǎn)a、b間的電壓答案(1)
13、1 V(2)0.1 A(3)3.2 V解析(1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，04.0 s時(shí)間內(nèi)線圈中磁通量均勻變化，產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電流，t12.0 s時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E1nn1 V(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律，閉合回路中的感應(yīng)電流I1解得I10.1 A(3)由題圖乙可知，在4.06.0 s時(shí)間內(nèi)，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E2nnS4 V根據(jù)閉合電路歐姆定律，t25.0 s時(shí)閉合回路中的感應(yīng)電流I20.4 Aa、b間電壓UI2R3.2 V.一、選擇題考點(diǎn)一公式En的理解和應(yīng)用1將多匝閉合線圈置于僅隨時(shí)間變化的磁場(chǎng)中，關(guān)于線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，下列表述正確的是()A感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與線圈的匝數(shù)無
14、關(guān)B穿過線圈的磁通量越大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大C穿過線圈的磁通量變化越快，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大D穿過線圈的磁通量變化率為0，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不一定為0答案C解析由法拉第電磁感應(yīng)定律En知，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與線圈匝數(shù)有關(guān)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)正比于磁通量變化率，與磁通量的大小無直接關(guān)系，選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤，C正確2(2018會(huì)寧一中高二下學(xué)期期末)如圖1所示，一半徑為a、電阻為R的金屬圓環(huán)(被固定)與勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直，且一半處在磁場(chǎng)中在t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3B，在此過程中()圖1A線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為B線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為C線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流為0D線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流為答案B解
15、析根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律ESa2，感應(yīng)電流為I，故A、C、D錯(cuò)誤，B正確3(多選)單匝矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸垂直于磁場(chǎng)，若穿過線圈所圍面積的磁通量隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖2所示，則OD過程中()圖2A線圈中O時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大B線圈中D時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零C線圈中D時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大D線圈中O至D時(shí)間內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0.4 V答案ABD解析由于En，為t圖線切線的斜率的大小，故A、B正確，C錯(cuò)誤；線圈中O至D時(shí)間內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)n1 V0.4 V，故D正確4(2018石室中學(xué)高二期中)如圖3所示，半徑為r的單匝金屬圓環(huán)以角速度繞通過其直徑的軸OO勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.
16、從金屬環(huán)所在的平面與磁場(chǎng)方向重合時(shí)開始計(jì)時(shí)，在轉(zhuǎn)過30角的過程中，環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值為()圖3A2Br2 B2Br2 C3Br2 D3Br2答案C解析題圖位置時(shí)穿過金屬環(huán)的磁通量為10，轉(zhuǎn)過30角時(shí)穿過金屬環(huán)的磁通量大小為2BSsin 30BS，轉(zhuǎn)過30角用的時(shí)間為t，由法拉第電磁感應(yīng)定律得感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值為nn3Br2，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤5.如圖4所示，邊長(zhǎng)為a的正方形導(dǎo)線框ABCD處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，BC邊與磁場(chǎng)右邊界重合，現(xiàn)發(fā)生以下兩個(gè)過程：一是僅讓線框以垂直于邊界的速度v勻速向右運(yùn)動(dòng)；二是僅使磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻變化若導(dǎo)線框在上述兩個(gè)過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電流
17、大小相等，則磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化率為()圖4A. B. C. D.答案B解析第一種情況根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律和閉合電路歐姆定律，可得：I；同樣當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻變化時(shí)，可得：I，聯(lián)立得：，選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤6.一閉合的正方形線圈放置在水平面上，在線圈所在的空間加一豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖5所示已知線圈的匝數(shù)為n、邊長(zhǎng)為a、面積為S，圖線的斜率為k，則下列說法正確的是()圖5A線圈的匝數(shù)由n變?yōu)?n，則線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流變?yōu)樵瓉淼膬杀禕線圈的面積由S變?yōu)?S，則線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流變?yōu)樵瓉淼膬杀禖線圈的邊長(zhǎng)由a變?yōu)?a，則線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流變?yōu)樵瓉淼膬杀?/p>
18、D圖線的斜率由k變?yōu)椋瑒t線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流變?yōu)樵瓉淼膬杀洞鸢窩解析由法拉第電磁感應(yīng)定律得線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Ennnka2，設(shè)繞成線圈的導(dǎo)線的橫截面積為S截，導(dǎo)線的電阻率為，由電阻定律可知，線圈的電阻R，則線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流I.若要使線圈中的感應(yīng)電流變?yōu)樵瓉淼膬杀?，則可使圖線的斜率變?yōu)樵瓉淼膬杀痘蛘叫尉€圈的邊長(zhǎng)變?yōu)樵瓉淼膬杀?，C正確，A、B、D錯(cuò)誤7.(多選)如圖6所示，a、b是用同種規(guī)格的鋼絲做成的兩個(gè)同心圓環(huán)，兩環(huán)半徑之比為23，其中僅在a環(huán)所圍區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)當(dāng)該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大時(shí)，則()圖6Aa、b兩圓環(huán)內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小之比為11Ba、b兩圓環(huán)內(nèi)的
19、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小之比為49Ca、b兩圓環(huán)內(nèi)的感應(yīng)電流大小之比為23Da、b兩圓環(huán)內(nèi)的感應(yīng)電流大小之比為32答案AD解析由法拉第電磁感應(yīng)定律得：EnnSnR2，n相同，則EaEbRa2Ra211，故A正確，B錯(cuò)誤根據(jù)電阻定律，圓環(huán)的電阻為r，由于圓環(huán)中感應(yīng)電流I，綜合可得：IaIb32，故C錯(cuò)誤，D正確考點(diǎn)二公式EBlv的應(yīng)用8如圖7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)過程中不計(jì)空氣阻力，則金屬棒在運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小將()圖7A越來越大B越來越小C保持不變D無法確定答案C9如圖8所示，PQRS為一正方形導(dǎo)線框，它以恒定速度向右進(jìn)入以
20、MN為邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直線框平面，MN與水平直線成45角，E、F分別為PS和PQ的中點(diǎn)關(guān)于線框中的感應(yīng)電流()圖8A當(dāng)E點(diǎn)經(jīng)過邊界MN時(shí)，感應(yīng)電流最大B當(dāng)P點(diǎn)經(jīng)過邊界MN時(shí)，感應(yīng)電流最大C當(dāng)F點(diǎn)經(jīng)過邊界MN時(shí)，感應(yīng)電流最大D當(dāng)Q點(diǎn)經(jīng)過邊界MN時(shí)，感應(yīng)電流最大答案B解析當(dāng)P點(diǎn)經(jīng)過邊界MN時(shí)，有效切割長(zhǎng)度最長(zhǎng)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，所以感應(yīng)電流最大10如圖9所示，平行導(dǎo)軌間距為d，其左端接一個(gè)電阻R，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直于平行金屬導(dǎo)軌所在平面向上，一根金屬棒與導(dǎo)軌成角放置，金屬棒與導(dǎo)軌的電阻均不計(jì)當(dāng)金屬棒沿垂直于棒的方向以恒定的速度v在導(dǎo)軌上滑行時(shí)，通過電阻R的電流大小是()圖
21、9A. B.C. D.答案D解析金屬棒MN垂直于磁場(chǎng)放置，運(yùn)動(dòng)速度v與棒垂直，且vB，即已構(gòu)成兩兩相互垂直的關(guān)系，MN接入導(dǎo)軌間的有效長(zhǎng)度為l，所以EBlv，I，故選項(xiàng)D正確11(多選)如圖10所示，三角形金屬導(dǎo)軌EOF上放有一金屬桿AB，在外力作用下，使AB保持與OF垂直，從O點(diǎn)開始以速度v勻速右移，該導(dǎo)軌與金屬桿均由粗細(xì)相同的同種金屬制成，則下列判斷正確的是 ()圖10A電路中的感應(yīng)電流大小不變B電路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小不變C電路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)逐漸增大D電路中的感應(yīng)電流逐漸減小答案AC解析設(shè)金屬桿從O點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)到題圖所示位置所經(jīng)歷的時(shí)間為t，EOF，金屬桿切割磁感線的有效長(zhǎng)度為L(zhǎng)，故EBLv
22、Bvvttan Bv2tan t，即電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與時(shí)間成正比，C選項(xiàng)正確；電路中感應(yīng)電流I，而l為閉合三角形的周長(zhǎng)，即lvtvttan vt(1tan )，所以I是恒量，所以A正確二、非選擇題12如圖11甲所示的螺線管，匝數(shù)n1 500匝，橫截面積S20 cm2，電阻r1.5 ，與螺線管串聯(lián)的外電阻R13.5 ，R225 ，方向向右穿過螺線管的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度按圖乙所示規(guī)律變化，試計(jì)算電阻R2的功率圖11答案1.0 W解析由題圖乙知，螺線管中磁感應(yīng)強(qiáng)度B均勻增加，其變化率為 T/s2 T/s由法拉第電磁感應(yīng)定律知，螺線管中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EnnS1 500201042 V6.0
23、V由閉合電路歐姆定律知，螺線管回路中的電流為I A0.2 A電阻R2消耗的功率為P2I2R2(0.2)225 W1.0 W.13.在范圍足夠大、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，B0.2 T，有一水平放置的光滑框架，寬度為l0.4 m，如圖12所示，框架上放置一質(zhì)量為0.05 kg、接入電路的電阻為1 的金屬桿cd，金屬桿與框架垂直且接觸良好，框架電阻不計(jì)若cd桿在水平外力的作用下以恒定加速度a2 m/s2由靜止開始向右沿框架做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，則：圖12(1)在5 s內(nèi)平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是多少？(2)第5 s末，回路中的電流多大？(3)第5 s末，作用在cd桿上的水平外力大小為多少？(金屬桿cd受到的安培力方向與其在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)方向相反)答案(1)0.4 V(2)0.8 A(3)0.164 N解析(1)金屬桿5 s內(nèi)的位移：xat225 m，金屬桿5 s內(nèi)的平均速度v5 m/s(也可用v m/s5 m/s求解)故平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EBlv0.4 V.(2)金屬桿第5 s末的速度vat10 m/s，此時(shí)回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：EBlv則回路中的電流為：I A0.8 A.(3)金屬桿做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則FF安ma，即FBIlma0.164 N. - 16 -
2019-2020版高中物理 第一章 電磁感應(yīng) 3 法拉第電磁感應(yīng)定律講義+精練（含解析）教科版選修3-2
