1、第93练法拉第电磁感应定律的应用（时间30分钟）思维方法1法拉第电磁感应定律：En，感应电动势取决于线圈匝数和磁通量的变化率，与磁通量及其变化量均无关2导体棒垂直切割磁感线时：EBLv.3导体棒绕一端转动垂直切割磁感线时：EBL2.一、选择题1(多选)2022贵州贵阳考试如图甲所示，20匝的金属线圈(图中只画了2匝)电阻为r2 ，两端a、b与R8 的电阻相连线圈内有垂直线圈平面(纸面)向里的磁场，磁通量按图乙所示规律变化则()A通过电阻R的电流方向为baB线圈产生的感应电动势为5 VC电阻R两端的电压为8 VD00.1 s，通过线圈导线横截面的电荷量为0.1 C22022江苏南京调研如图所示，
2、A1和A2是完全相同的灯泡，线圈L的直流电阻忽略不计，下列说法正确的是()A闭合开关S，A2先亮，A1后亮，最后A1比A2亮B闭合开关S后，A1和A2始终一样亮C断开开关S，A2立即熄灭，A1逐渐熄灭D断开开关S，A1和A2都逐渐熄灭32022山东省济南市上学期期末如图甲所示，一线圈匝数为100匝，横截面积为0.01 m2，磁场与线圈轴线成30角向右穿过线圈若在2 s时间内磁感应强度随时间的变化关系如图乙所示，则该段时间内线圈两端a和b之间的电势差Uab为()A VB2 VC VD从0均匀变化到2 V4光滑绝缘水平面上静置一边长为1 m的正方形单匝线框，总电阻为1 .线框左边通过一水平细线与固
3、定的力传感器相连，线框右边一半有均匀减小的如图甲所示的磁场，其变化规律为BB0kt，k为恒量在00.1 s内传感器显示的拉力值随时间变化关系如图乙所示，则k值为()A2 T/s B2 T/sC2 T/s D2 T/s5如图a所示，在倾角37的斜面上放置着一个金属圆环，圆环的上半部分处在垂直斜面向上的匀强磁场(未画出)中，磁感应强度的大小按如图b所示的规律变化释放圆环后，在t8t0和t9t0时刻，圆环均能恰好静止在斜面上假设圆环与斜面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin 370.6，则圆环和斜面间的动摩擦因数为()A BC D6(多选)2022山东新高考测评如图所示，在光滑的水平面上，三根相同的
4、导体棒ab、ch、ef用导线连成“日”字形状，每根导体棒的质量为m，长度为L，电阻为R，相邻两导体棒间距离为d，导线电阻忽略不计水平面上MN、PQ之间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B，磁场宽度为d.导体棒在水平恒力F作用下由静止开始运动，ab棒进入磁场后，恰好做匀速运动下列说法正确的是()A导体棒ab进入磁场时的速度为B导体棒ab进入磁场时的速度为C导体棒ch进入磁场时的加速度大小为D在导体框通过磁场的过程中，棒ef上产生的热量为Fd二、非选择题7如图甲所示，电阻不计，间距为l的平行长金属导轨置于水平面内，阻值为R的导体棒ab固定连接在导轨左端，另一阻值也为R的导体棒ef垂直放置在导轨
5、上，ef与导轨接触良好，并可在导轨上无摩擦移动现有一根轻杆一端固定在ef中点，另一端固定于墙上，轻杆与导轨保持平行，ef、ab两棒间距为d.若整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中，且从某一时刻开始，磁感应强度B随时间t按图乙所示的方式变化求：(1)在0t0时间内流过导体棒ef的电流的大小与方向；(2)在t02t0时间内流过导体棒ef的电流的大小与方向；(3)1.5t0时刻杆对导体棒ef的作用力的大小和方向8.2022广东广州市质检如图所示，长L25 cm、重G0.1 N的金属杆ab用竖直绝缘轻绳水平悬挂在垂直纸面向里的匀强磁场中ab下方有一固定的圆形金属导轨，导轨平面与纸面平行，半径r10 c
6、m，圆形导轨内存在垂直纸面向外的匀强磁场长r10 cm的导体棒OA的一端固定在圆心O处的转轴上，另一端紧贴导轨ab的两端通过轻质导线分别与O点、导轨连接OA在外力作用下以角速度绕O匀速转动时，绳子拉力刚好为零已知两磁场的磁感应强度大小均为B0.5 T，ab电阻R0.5 ，其他电阻不计求：(1)OA的转动方向和的大小；(2)OA每转过半周通过ab横截面的电荷量q.(结果保留三位有效数字)第93练法拉第电磁感应定律的应用1答案：CD解析：线圈相当于电源，由楞次定律可知a相当于电源的正极，b相当于电源的负极，故通过电阻R的电流方向为ab，选项A错误；由法拉第电磁感应定律得EN20V10 V，选项B错
7、误；由闭合电路欧姆定律得IA1 A，又由部分电路欧姆定律得UIR18 V8 V，选项C正确；根据qIt得，00.1 s内通过线圈导线横截面的电荷量为q10.1 C0.1 C，选项D正确2答案：D解析：闭合开关S，由于线圈的自感作用，通过灯泡A1的电流变化较慢，A1缓慢亮起，A2立即变亮，由于A1、A2完全相同且L的直流电阻为零，故最后A1、A2一样亮，A、B错误；断开开关S，由于线圈的自感作用，线圈中产生与原来方向相同的电流，且线圈与灯泡A1、A2组成闭合回路，因此A1和A2均逐渐熄灭，C错误，D正确3答案：A解析：由图乙可知，与线圈轴线成30角向右穿过线圈的磁场，磁感应强度均匀增加，故产生恒
8、定的感应电动势由楞次定律可知，Uab为负值根据法拉第电磁感应定律，有：EnnS cos 30，由图乙可知： T/s2 T/s，代入数据解得：UabE V，故A正确，B、C、D错误4答案：D解析：由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势大小为ESk1（V）0.5k（V），感应电流为I0.5k（A），线框受到的安培力为F安培BIL（B0kt）0.5k1（N）0.5k（B0kt）（N），线框静止，由平衡条件得F安培F，由图乙可知t0时，F0.2 N，t0.1 s时，F0，代入数据解得k2 T/s，故D正确5答案：D解析：根据楞次定律可知，08t0时间内圆环中感应电流的方向沿顺时针方向，由左手定则可知圆环
9、上部受安培力沿斜面向下，设圆环半径为r，电阻为R，在t8t0时有E1r2r2，I1，此时圆环恰好静止，由平衡条件得mg sin B0I12rmg cos ；同理在t9t0时，圆环上部分受到的安培力沿斜面向上，E2r2，I2，此时圆环恰好静止，由平衡条件得mg sin mg cos B0I22r，联立以上各式得，故A、B、C错误，D正确6答案：AD解析：ab棒进入磁场后，由法拉第电磁感应定律有EBLv，ab棒的电阻R相当于电源内阻，ch、ef两棒并联，闭合回路总电阻为1.5R，由闭合电路欧姆定律有I，导体棒恰好做匀速运动，说明导体棒ab所受安培力等于水平恒力F，由平衡条件可知，FBIL，联立解得
10、导体棒ab进入磁场时的速度为v，选项A正确，B错误导体棒ch进入磁场时，导体棒ab恰好出磁场区域，产生的感应电动势不变，ch棒的电阻R为电源内阻，ab、ef两棒并联，闭合回路总电阻仍为1.5R，导体棒ch所受安培力与水平恒力F的合力为零，仍做匀速运动，加速度为零，选项C错误；在导体框通过磁场的过程中，力F做的功W3Fd，分析可知，三根导体棒产生的热量相同，由功能关系可知，W3Q，所以金属棒ef上产生的热量QFd，选项D正确7答案：（1）方向ef（2）方向fe（3）方向水平向右解析：（1）在0t0时间内，磁感应强度的变化率为产生感应电动势的大小E1Sld流过导体棒ef的电流大小I1由楞次定律可判
11、断流过导体棒ef的电流方向为ef.（2）在t02t0时间内，磁感应强度的变化率，产生感应电动势大小E2Sld流过导体棒ef的电流大小I2电流方向为fe.（3）1.5t0时刻，磁感应强度BB0，导体棒ef受安培力：FB0I2l方向水平向左，根据导体棒ef受力平衡可知，杆对导体棒的作用力为FF，方向水平向右8答案：（1）顺时针转动160 rad/s（2）1.57102C解析：（1）依题意，金属杆ab受到向上的安培力，由左手定则可知电流方向是ab，导体棒OA中的电流方向是AO，由右手定则可知OA顺时针转动假设轻绳的拉力为零时，回路电流为I，则有BILG由欧姆定律有EIR，OA转动产生的电动势EBr2保持不变，联立以上各式，并代入数据解得160 rad/s.（2）OA每转过半周产生的平均电动势，回路的平均电流通过金属杆ab横截面的电荷量qt，联立以上各式，并代入数据解得q1.57102C.
