1、十三 电磁感应定律及其应用 1.(人教版选修 32 P14 第 6 题改编)(多选)如图所示，一轻质绝缘横杆两侧各固定一金属环，横杆可绕中心点自由转动，老师拿一条形磁铁先后插向两环，同学们看到的现象及现象分析正确的是()A磁铁插向左环，横杆发生转动B磁铁插向右环，横杆发生转动C磁铁插向左环，左环中不产生感应电动势和感应电流D磁铁插向右环，右环中产生感应电动势和感应电流答案 BD解析 条形磁铁插向右侧闭合金属圆环时，圆环中产生感应电动势和感应电流，磁铁对圆环有力的作用，横杆发生转动，B、D 正确；条形磁铁插向左侧不闭合金属圆环时，圆环中产生感应电动势，但不产生感应电流，磁铁对圆环没有力的作用，横
2、杆不发生转动，A、C 错误。2.(人教版选修 32 P9 第 7 题改编)如图所示，固定于水平面上的金属架abcd 处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒 MN 沿框架以速度 v 向右做匀速运动。t0 时，磁感应强度为 B0，此时 MN 到达的位置恰好使 MbcN 构成一个边长为 l 的正方形。为使 MN 棒中不产生感应电流，从 t0 开始，磁感应强度 B 随时间 t 变化的示意图为()答案 C解析 为了使 MN 棒中不产生感应电流，即让 MN 棒与线框组成回路的磁通量保持不变，所以 B0l2B(l2lvt)，解得 B B0l2l2lvt B01vtl，由数学知识可知 C 图正确，故选 C。3.(人
3、教版选修 32 P21 第 4 题改编)如图所示，纸面内有一矩形导体闭合线框 abcd，ab 边长大于 bc 边长，置于垂直纸面向里、边界为 MN 的匀强磁场外，线框两次匀速地完全进入磁场，两次速度大小相同，方向均垂直于MN。第一次 ab 边平行 MN 进入磁场，线框上产生的热量为 Q1，通过线框导体横截面的电荷量为 q1；第二次 bc 边平行 MN 进入磁场，线框上产生的热量为 Q2，通过线框导体横截面的电荷量为 q2，则()AQ1Q2，q1q2BQ1Q2，q1q2CQ1Q2，q1q2DQ1Q2，q1q2答案 A解析 由 QI2Rt 得，Q1E1R2RtBLabv2RLbcv B2L2abL
4、bcvR，同理，Q2B2L2bcLabvR，又因为 LabLbc，故 Q1Q2。通过导体横截面的电荷量 qItR BLbcLabR，故 q1q2，所以 A 正确。4图甲和图乙是教材中演示自感现象的两个电路图，L1 和 L2 为电感线圈。实验时，断开开关 S1 瞬间，灯 A1 突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S2，灯 A2 逐渐变亮，而另一个相同的灯 A3 立即变亮，最终 A2 与 A3 的亮度相同。下列说法正确的是()A图甲中，A1 与 L1 的电阻值相同B图甲中，闭合 S1，电路稳定后，A1 中电流大于 L1 中电流C图乙中，变阻器 R 与 L2 的电阻值相同D图乙中，闭合 S2 瞬间，L2
5、 中电流与变阻器 R 中电流相等答案 C解析 图甲中，断开开关 S1 瞬间，灯 A1 突然闪亮，所以断开开关 S1 之前，电路处于稳定状态时，流经 L1 的电流大于流经 A1 的电流，L1 的电阻值小于 A1 的阻值，A、B 错误；图乙中，闭合开关 S2，最终完全相同的灯 A2与 A3 的亮度相同，即最终 A2 与 A3 中的电流相同，所以变阻器 R 与 L2 的电阻值相同，C 正确；闭合 S2 瞬间，L2 对电流有阻碍作用，L2 中电流小于变阻器 R 中电流，D 错误。5将一段导线绕成如图甲所示的闭合回路，并固定在水平面(纸面)内，回路的 ab 边置于垂直纸面向里的匀强磁场中，回路的圆环区域
6、内有垂直纸面的磁场，以向里为磁场的正方向，其磁感应强度 B 随时间 t 变化的图象如图乙所示。用 F 表示 ab 边受到的安培力，以水平向右为 F 的正方向，能正确反映 F 随时间 t 变化的图象是()答案 B解析 根据 B-t 图象可知，在 0T2时间内，B-t 图线的斜率为负且为定值，根据法拉第电磁感应定律 EnBt S 可知，该段时间圆环区域内感应电动势和感应电流是恒定的，由楞次定律可知，ab 中电流方向为 ba，再由左手定则可判断 ab 边受到向左的安培力，且 0T2时间内安培力恒定不变，方向与规定的正方向相反；同理，在T2T 时间内，ab 边所受安培力仍恒定不变，但方向与规定的正方向
7、相同。综上可知，B 正确。6.如图所示，MN、PQ 是两根足够长的光滑平行金属导轨，导轨间距为d，导轨所在平面与水平面成 角，M、P 间接阻值为 R 的电阻。匀强磁场的方向与导轨所在平面垂直，磁感应强度大小为 B。质量为 m、阻值为 r 的金属棒放在两导轨上，在平行于导轨的拉力作用下，以速度 v 匀速向上运动。已知金属棒与导轨始终垂直并且保持良好接触，重力加速度为 g。求：(1)金属棒产生的感应电动势 E；(2)通过电阻 R 的电流 I 的大小；(3)拉力 F 的大小。答案(1)Bdv(2)BdvRr(3)mgsinB2d2vRr解析(1)根据法拉第电磁感应定律得 EBdv。(2)根据闭合电路欧姆定律得 I ERr BdvRr。(3)导体棒的受力情况如图所示，根据平衡条件有 FF 安mgsin0，又因为 F 安BIdB2d2vRr，所以 FmgsinB2d2vRr。本课结束