专题10.2 法拉第电磁感应定律　自感现象（练）（解析版）.doc

专题10.2 法拉第电磁感应定律自感现象 1（山东省淄博一中2019届期末）如图所示，闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度随时间变化下列说法正确的是()A当磁感应强度增加时，线框中的感应电流可能减小B当磁感应强度增加时，线框中的感应电流一定增大C当磁感应强度减小时，线框中的感应电流一定增大D当磁感应强度减小时，线框中的感应电流可能不变【答案】AD【解析】线框中的感应电动势为ES，设线框的电阻为R，则线框中的电流I·，因为B增大或减小时，可能减小，也可能增大，也可能不变，线框中的感应电动势的大小只和磁通量的变化率有关，和磁通量的变化量无关，故选项A、D正确2（四川省遂宁一中2019届质检）如图所示，导体AB在做切割磁感线运动时，将产生感应电动势，设导体AB的电阻为r，导轨左端接有阻值为R的电阻，磁场磁感应强度为B，导轨宽为d，导体AB匀速运动，速度为v.下列说法正确的是()A在本题中分析电路时，导体AB相当于电源，且A端为电源正极BUCDBdvCC、D两点电势关系为C<DD在AB中电流从B流向A，所以B>A【答案】A【解析】导体AB切割磁感线产生感应电动势，在回路中产生感应电流，方向从B到A，导体AB相当于电源，电源内部电流由负极流向正极，因此A项对，D项错；C、D间电阻R相当于外电阻，UCD，且C>D.B、C项均错误3（云南省玉溪一中2019届期末）如图所示，电源的电动势为E，内阻r不能忽略A、B是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈关于这个电路的以下说法正确的是()A开关由闭合到电路中电流稳定的时间内，A灯立刻亮起，而后逐渐变暗，最后亮度稳定B开关由闭合到电路中电流稳定的时间内，B灯立刻亮起，而后逐渐变暗，最后亮度稳定C开关由闭合到断开的瞬间，A灯闪亮一下再熄灭D开关由闭合到断开的瞬间，电流自右向左通过A灯【答案】AD【解析】从开关闭合到电路中电流稳定的时间内，A灯立刻亮起，而后逐渐变暗，最后亮度稳定；B灯逐渐变亮，最后亮度稳定，选项A正确，B错误开关由闭合到断开的瞬间，电流自右向左通过A灯，由于线圈中电流不大于A灯电流，故本题电路A灯不会闪亮一下再熄灭，选项C错误，D正确4（甘肃省白银一中2019届期中）如图所示，一正方形线圈的匝数为n，边长为a，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中，在t时间内，磁感应强度的方向不变，大小由B均匀地增大到2B.在此过程中，线圈中产生的感应电动势为()A B C D【答案】B【解析】磁感应强度的变化率，法拉第电磁感应定律公式可写成EnnS，其中磁场中的有效面积Sa2，代入得En，选项B正确，A、C、D错误5（内蒙赤峰四中2019届期末）如图甲所示的是工业上探测物件表面层内部是否存在缺陷的涡流探伤技术其原理是用电流线圈使物件内产生涡电流，借助探测线圈测定涡电流的改变，从而获得构件内部是否断裂及位置的信息如图乙所示的是一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来的跳环实验装置，将一个套环置于线圈L上且使铁芯穿过其中，闭合开关S的瞬间，套环将立刻跳起关于对以上两个运用实例理解正确的是()A涡流探伤技术运用了互感原理，跳环实验演示了自感现象B能被探测的物件和实验所用的套环必须是导电材料C以上两个案例中的线圈所连接电源都必须是变化的交流电源D以上两个案例中的线圈所连接电源也可以都是稳恒电源【答案】B【解析】涡流探伤技术运用了互感原理，跳环实验演示了互感现象，选项A错误；能被探测的物件和实验所用的套环必须是导电材料，能使得在套环中形成感应电流，选项B正确；以上两个案例中涡流探伤技术的线圈必须用交流电源，而跳环实验演示所连接电源是直流电源，选项C、D错误6（安徽省亳州一中2019届期中）如图所示，半径为r的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场B中，绕O轴以角速度沿逆时针方向匀速运动，则通过电阻R的电流的方向和大小是(金属圆盘的电阻不计)()A由c到d，IB由d到c，IC由c到d，ID由d到c，I【答案】D【解析】由右手定则判定通过电阻R的电流的方向是由d到c；而金属圆盘产生的感应电动EBr2，所以通过电阻R的电流大小是I，选项D正确7（广东省梅州一中2019届期末）如图甲所示，在垂直纸面向里的匀强磁场中，一个单匝线圈与一个电容器相连，线圈平面与匀强磁场垂直，电容器的电容C60 F，穿过线圈的磁通量随时间t的变化如图乙所示，下列说法正确的是()A电容器下极板电势高于上极板 B线圈中磁通量的变化率为3 Wb/sC电容器两极板间电压为2.0 V D电容器所带电荷量为120 C【答案】C【解析】根据楞次定律，可判断出电容器上极板电势高于下极板，A错误；根据图象可得线圈中磁通量的变化率为 Wb/s2 Wb/s，B错误；根据法拉第电磁感应定律有En2.0 V，C正确；根据QCU，可得电容器所带电荷量为Q60×106×2.0 C1.20×104 C，D错误8（陕西省铜川一中2019届期中）如图所示，在一磁感应强度B0.5 T的匀强磁场中，垂直于磁场方向水平放置着两根相距为L0.1 m的平行金属导轨MN和PQ，导轨电阻忽略不计，在两根导轨的端点N、Q之间连接一阻值R0.3 的电阻导轨上正交放置着金属棒ab，其电阻r0.2 .当金属棒在水平拉力作用下以速度v4.0 m/s向左做匀速运动时()Aab棒所受安培力大小为0.02 N BN、Q间电压为0.2 VCa端电势比b端电势低 D回路中感应电流大小为1 A【答案】A【解析】ab棒产生的电动势EBLv0.5×0.1×4.0 V0.2 V，电流I0.4 A，ab棒受的安培力FBIL0.5×0.4×0.1 N0.02 N，A正确，D错误；N、Q之间的电压UE0.12 V，B错误；由右手定则得a端电势较高，C错误8（广西省桂林一中2019届期中）如图所示，abcd为水平放置的平行“”形光滑金属导轨，间距为l，导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，导轨电阻不计，已知金属杆MN倾斜放置，与导轨成角，单位长度的电阻为r，保持金属杆以速度v沿平行于cd的方向滑动(金属杆滑动过程中与导轨接触良好)则()A电路中感应电动势的大小为 B电路中感应电流的大小为 C金属杆所受安培力的大小为 D金属杆的热功率为 【答案】B【解析】金属杆的运动方向与金属杆不垂直，电路中感应电动势的大小为EBlv(l为切割磁感线的有效长度)，选项A错误；电路中感应电流的大小为I，选项B正确；金属杆所受安培力的大小为FBIlB··，选项C错误；金属杆的热功率为PI2R·，选项D错误9. （江西省上饶一中2019届质检）如图所示，线圈L的自感系数很大，且其直流电阻可以忽略不计，L1、L2是两个完全相同的小灯泡开关S闭合和断开的过程中，灯L1、L2的亮度变化情况是(灯丝不会断)()AS闭合，L1亮度不变，L2亮度逐渐变亮，最后两灯一样亮；S断开，L2立即熄灭，L1逐渐变亮BS闭合，L1不亮，L2很亮；S断开，L1、L2立即熄灭CS闭合，L1、L2同时亮，而后L1逐渐熄灭，L2亮度不变；S断开，L2立即熄灭，L1亮一下才熄灭DS闭合，L1、L2同时亮，而后L1逐渐熄灭，L2则逐渐变得更亮；S断开，L2立即熄灭，L1亮一下才熄灭【答案】D【解析】当S闭合，L的自感系数很大，对电流的阻碍作用较大，L1和L2串联后与电源相连，L1和L2同时亮，随着L中电流的增大，因为L的直流电阻不计，则L的分流作用增大，L1中的电流逐渐减小为零，由于总电阻变小，故电路中的总电流变大，L2中的电流增大，L2灯变得更亮；当S断开，L2中无电流，立即熄灭，而线圈L产生自感电动势，试图维持本身的电流不变，L与L1组成闭合电路，L1要亮一下后再熄灭综上所述，D正确 10. （福建省厦门一中2019届期中）如图甲所示，用粗细均匀的导线制成的一只圆形金属圈，现被一根绝缘丝线悬挂在竖直平面内处于静止状态，已知金属圈的质量为m0.1 kg，半径为r0.1 m，导线单位长度的阻值为0.1 /m。金属圈的上半部分处在一方向垂直圈面向里的有界匀强磁场中，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示。金属圈下半部分在磁场外。已知从t0时刻起，测得经过10 s丝线刚好被拉断。重力加速度g取10 m/s2。求：甲乙(1)金属圈中感应电流的大小及方向；(2)丝线所能承受的最大拉力F；(3)此过程中金属圈中产生的焦耳热Q。【解析】(1)由楞次定律可知，金属圈中电流方向为逆时针方向由题图乙知0.8 T/s金属圈的电阻为R2r金属圈中感应电流I··0.8× A0.2 A。(2)t时刻磁感应强度B t金属圈受到的安培力F安BI·2r丝线的拉力FF安mg2BIrmg当t10 s时，代入数据得F1.32 N。(3)金属圈中产生的焦耳热QI2Rt代入数据得Q0.025 J。11（河南省三门峡一中2019届高三质检）如图甲所示，导体棒MN置于水平导轨上，PQMN所围的面积为S，PQ之间有阻值为R的电阻，不计导轨和导体棒的电阻导轨所在区域内存在沿竖直方向的匀强磁场，规定磁场方向竖直向上为正方向，在02t0时间内磁感应强度随时间的变化情况如图乙所示，导体棒MN始终处于静止状态下列说法正确的是()A在0t0和t02t0时间内，导体棒受到的导轨的摩擦力方向相同B在0t0时间内，通过导体棒的电流方向为N到MC在t02t0时间内，通过电阻R的电流大小为D在02t0时间内，通过电阻R的电荷量为【答案】B【解析】在0t0时间内磁通量减小，根据楞次定律要阻碍磁通量的减小，导体棒有向右运动的趋势，摩擦力水平向左在t02t0时间内磁通量增大，同理可判断导体棒有向左运动的趋势，摩擦力水平向右，选项A错；0t0时间内竖直向上的磁通量减小，根据楞次定律感应电流的磁场方向竖直向上，感应电流的方向由N到M，选项B对；导体棒MN始终静止，与导轨围成的回路面积不变，根据电磁感应定律可得感应电动势ES，即感应电动势与Bt图象斜率成正比，0t0时间内感应电流大小I1SS，t02t0时间内感应电流大小I2SS，选项C错；在02t0时间内，通过电阻R的电荷量QI·t·tS·t，选项D错12（江苏省镇江一中2019届高三模拟）如图甲所示，水平放置的平行金属导轨连接一个平行板电容器C和电阻R，导体棒MN放在导轨上且接触良好，整个装置放于垂直导轨平面的磁场中，磁感应强度B的变化情况如图乙所示(图甲所示磁感应强度方向为正)，MN始终保持静止，则0t2时间()甲乙A电容器C的电荷量大小始终没变 B电容器C的a板先带正电后带负电CMN所受安培力的大小始终没变 DMN所受安培力的方向先向右后向左【答案】AD【解析】由题图乙可知，磁感应强度均匀变化，产生恒定电动势，由C可知，感应电动势不变，电容器的电压U不变，则电荷量大小不变，故A正确；根据楞次定律可知MN中的感应电流方向由N到M，电容器的a极板一直带正电，故B错误；感应电流不变，由于磁感应强度的大小变化，MN所受安培力FBIL的大小先减小后增大，方向先向右后向左，故C错误，D正确。13. （黑龙江省牡丹江一中2019届高三调研）如图所示，闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从如图所示的位置匀速拉出匀强磁场。若第一次用0.3 s时间拉出，外力所做的功为W1，通过导线截面的电荷量为q1；第二次用0.9 s时间拉出，外力所做的功为W2，通过导线截面的电荷量为q2，则()AW1<W2，q1<q2 BW1<W2，q1q2 CW1>W2，q1q2DW1>W2，q1>q2【答案】C【解析】两次拉出的速度之比v1v231，电动势之比E1E231，电流之比I1I231，则电荷量之比q1q2(I1t1)(I2t2)11。安培力之比F1F231，则外力做功之比W1W231，故C正确。14（江苏省连云港一中2019届高三模拟）如图甲所示，abcd是匝数为100匝、边长为10 cm、总电阻为0.1 的正方形闭合导线圈，放在与线圈平面垂直的图示匀强磁场中，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示，则以下说法正确的是()甲乙A导线圈中产生的是交变电流 B在t2.5 s时导线圈产生的感应电动势为1 VC在02 s内通过导线横截面的电荷量为20 C D在t1 s时，导线圈内电流的瞬时功率为10 W【答案】ACD【解析】在02 s内，磁感应强度变化率为1 T/s，根据法拉第电磁感应定律，产生的感应电动势为E1nS100×0.12×1 V1 V；在23 s内，磁感应强度变化率为2 T/s，根据法拉第电磁感应定律，产生的感应电动势为E2nS100×0.12×2 V2 V。导线圈中产生的感应电流为方波交变电流，选项A正确；在t2.5 s时，产生的感应电动势为E22 V，选项B错误；在02 s内，感应电流I10 A，通过导体横截面的电荷量为qIt20 C，选项C正确；在t1 s时，导线圈内感应电流的瞬时功率PUII2R102×0.1 W10 W，选项D正确。15（河北省衡水二中2019届高三质检）如图所示是法拉第制作的世界上第一台发电机的模型原理图。把一个半径为r的铜盘放在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，使磁感线水平向右垂直穿过铜盘，铜盘安装在水平的铜轴上，两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘接触，G为灵敏电流表。现使铜盘按照图示方向以角速度匀速转动，则下列说法中正确的是()AC点电势一定高于D点电势B圆盘中产生的感应电动势大小为Br2C电流表中的电流方向为由a到bD若铜盘不转动，使所加磁场磁感应强度均匀增大，在铜盘中可以产生涡旋电流【答案】BD【解析】把铜盘看成由中心指向边缘的无数条铜棒组合而成，当铜盘转动时，每根铜棒都在切割磁感线，相当于电源，由右手定则知，盘边缘为电源正极，中心为电源负极，C点电势低于D点电势，选项A错误；此电源对外电路供电，电流由b经电流表再从a流向铜盘，选项C错误；铜盘转动切割磁感线，相当于电源，回路中感应电动势为EBrvBrrBr2，选项B正确；若铜盘不转动，使所加磁场磁感应强度均匀增大，在铜盘中产生感生环形电场，使铜盘中的自由电荷在电场力的作用下定向移动，形成环形电流，选项D正确。16. （辽宁省本溪一中2019届高三模拟） 如图所示，灯泡A、B与定值电阻的阻值均为R，L是自感系数较大的线圈，当S1闭合、S2断开且电路稳定时，A、B两灯亮度相同，再闭合S2，待电路稳定后将S1断开，下列说法中正确的是()AB灯立即熄灭 BA灯将比原来更亮一下后熄灭C有电流通过B灯，方向为cd D有电流通过A灯，方向为ba【答案】AD【解析】S1闭合、S2断开且电路稳定时，A、B两灯一样亮，说明两个支路中的电流相等，这时线圈L没有自感作用，可知线圈L的电阻也为R，在S2、S1都闭合且稳定时，IAIB，当S2闭合、S1突然断开时，由于线圈的自感作用，流过A灯的电流方向变为ba，但A灯不会出现比原来更亮一下再熄灭的现象，故选项D正确，B错误；由于定值电阻R没有自感作用，故断开S1时，B灯立即熄灭，选项A正确，C错误17（湖南省株洲二中2019届高三模拟）如图，一端接有定值电阻的平行金属轨道固定在水平面内，通有恒定电流的长直绝缘导线垂直并紧靠轨道固定，导体棒与轨道垂直且接触良好在向右匀速通过M、N两区的过程中，导体棒所受安培力分别用FM、FN表示不计轨道电阻以下叙述正确的是()AFM向右 BFN向左 CFM逐渐增大DFN逐渐减小【答案】BCD【解析】根据直线电流产生磁场的分布情况知，M区的磁场方向垂直纸面向外，N区的磁场方向垂直纸面向里，离导线越远，磁感应强度越小当导体棒匀速通过M、N两区时，感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因，故导体棒在M、N两区运动时，受到的安培力均向左，故选项A错误，B正确；导体棒在M区运动时，磁感应强度B变大，根据EBlv，I及FBIl可知，FM逐渐变大，故选项C正确；导体棒在N区运动时，磁感应强度B变小，根据EBlv，I及FBIl可知，FN逐渐变小，故选项D正确18. （江苏省宿迁一中2019届高三模拟）半径为a右端开小口的导体圆环和长为2a的导体直杆，单位长度电阻均为R0.圆环水平固定放置，整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B.杆在圆环上以速度v平行于直径CD向右做匀速直线运动，杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心O开始，杆的位置由确定，如图所示则下列说法正确的是()A0时，杆产生的电动势为2Bav B时，杆产生的电动势为BavC0时，杆受的安培力大小为 D时，杆受的安培力大小为【答案】AD【解析】开始时刻，感应电动势E1BLv2Bav，故A项正确；时，E2B·2acos·vBav，故B项错误；由L2acos ，EBLv，I，RR02acos (2)a，得在0时，F，故C项错误；时F，故D项正确19（湖北省襄樊一中2019届高三模拟）如图所示，一半径为r1的金属圆环内有一半径为r2的圆形区域内存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，金属圆环的两个端点通过单刀双掷开关与图示电路连接电路中电容器的电容为C，定值电阻的阻值为R，金属圆环的电阻为r，导线电阻不计(1)若单刀双掷开关拨至1处，令半径为r2的圆形区域内的磁场按照Bkt的规律变化，求电容器的带电荷量；(2)若单刀双掷开关拨至2处，令半径为r2的圆形区域内的磁场按照BB0sin t的规律变化，求定值电阻消耗的电功率【答案】(1)krC(2) 【解析】(1)根据法拉第电磁感应定律可知，金属圆环内产生的感应电动势ESkr电容器两端电压UE电容器带电荷量QCUCEkrC.(2)根据法拉第电磁感应定律可知，金属圆环内产生的感应电动势eSB0rcos t根据闭合电路欧姆定律可知，通过定值电阻的电流icos t电流的最大值Imax电流的有效值I定值电阻消耗的电功率PI2R.20（福建省福州一中2019届高三模拟）如图甲所示，足够长的平行光滑金属导轨ab、cd倾斜放置，两导轨之间的距离为L0.5 m，导轨平面与水平面的夹角30°，导轨上端a、c之间连接有一阻值为R14 的电阻，下端b、d之间接有一阻值为R24 的小灯泡有理想边界的匀强磁场垂直于导轨平面向上，虚线ef为磁场的上边界，ij为磁场的下边界，此区域内的磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，现将一质量为m0.2 kg的金属棒MN从距离磁场上边界ef一定距离处从t0时刻开始由静止释放，金属棒MN从开始运动到经过磁场的下边界ij的过程中，小灯泡的亮度始终不变金属棒MN在两轨道间的电阻r1 ，其余电阻忽略不计，ef、ij边界均垂直于两导轨，重力加速度g取10 m/s2.求：(1)小灯泡的实际功率；(2)金属棒MN穿出磁场前的最大速率；(3)整个过程中小灯泡产生的热量【答案】(1)1 W(2)3 m/s(3)1.08 J【解析】(1)由于灯泡亮度始终不变，可知MN棒在t1时刻进入磁场以后做匀速直线运动，受力平衡，受力如图丙所示，丙列平衡方程mgsin F安F安BIL联立解得I1 AMN切割磁感线，相当于电源，等效电路如图丁所示丁由电路的串并联关系得I灯I0.5 A所以P灯IR21 W.(2)由法拉第电磁感应定律可知EBLvEI(rR并)，代入得v3 m/s.(3)灯泡亮度始终不变，在MN进入磁场前的等效电路如图戊所示戊，R并0.8 EI灯(R2R并)2.4 VMN进入磁场前做匀加速直线运动vgt1sin ，t10.6 s由法拉第电磁感应定律可知ELxei其中 T/s，联立得xei1.44 m从ef到ij，棒MN做匀速直线运动，xeivt2t20.48 s整个过程中小灯泡产生的热量QP灯(t1t2)1.08 J.1.（2019·新课标全国卷）空间存在一方向与直面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，其边界如图（a）中虚线MN所示，一硬质细导线的电阻率为、横截面积为S，将该导线做成半径为r的圆环固定在纸面内，圆心O在MN上。t=0时磁感应强度的方向如图（a）所示。磁感应强度B随时间t的变化关系如图（b）所示，则在t=0到t=t1的时间间隔内（ ）A圆环所受安培力的方向始终不变 B圆环中的感应电流始终沿顺时针方向C圆环中的感应电流大小为 D圆环中的感应电动势大小为【答案】BC【解析】AB、根据B-t图象，由楞次定律可知，线圈中感应电流方向一直为顺时针，但在t0时刻，磁场的方向发生变化，故安培力方向的方向在t0时刻发生变化，则A错误，B正确；CD、由闭合电路欧姆定律得：，又根据法拉第电磁感应定律得：，又根据电阻定律得：，联立得：，则C正确，D错误。故本题选BC。2.（2019·新课标全国卷）如图，方向竖直向下的匀强磁场中有两根位于同一水平面内的足够长的平行金属导轨，两相同的光滑导体棒ab、cd静止在导轨上。t=0时，棒ab以初速度v0向右滑动。运动过程中，ab、cd始终与导轨垂直并接触良好，两者速度分别用v1、v2表示，回路中的电流用I表示。下列图像中可能正确的是（ ）【答案】AC【解析】ab棒向右运动，切割磁感线产生感应电流，则受到向左的安培力，从而向左做减速运动，；金属棒cd受向右的安培力作用而做加速运动，随着两棒的速度差的减小安培力减小，加速度减小，当两棒速度相等时，感应电流为零，最终两棒共速，一起做匀速运动，故最终电路中电流为0，故AC正确，BD错误。3.(2018·全国卷·11)如图，导体轨道OPQS固定，其中PQS是半圆弧，Q为半圆弧的中点，O为圆心轨道的电阻忽略不计OM是有一定电阻、可绕O转动的金属杆，M端位于PQS上，OM与轨道接触良好空间存在与半圆所在平面垂直的匀强磁场，磁感应强度的大小为B.现使OM从OQ位置以恒定的角速度逆时针转到OS位置并固定(过程)；再使磁感应强度的大小以一定的变化率从B增加到B(过程)在过程、中，流过OM的电荷量相等，则等于()ABCD2【答案】B【解析】在过程中，根据法拉第电磁感应定律，有E1根据闭合电路欧姆定律，有I1且q1I1t1在过程中，有E2I2，q2I2t2又q1q2，即所以.4.(2017·全国卷·20)(多选)两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂直边长为0.1 m、总电阻为0.005 的正方形导线框abcd位于纸面内，cd边与磁场边界平行，如图甲所示已知导线框一直向右做匀速直线运动，cd边于t0时刻进入磁场线框中感应电动势随时间变化的图线如图乙所示(感应电流的方向为顺时针时，感应电动势取正)下列说法正确的是()A磁感应强度的大小为0.5 TB导线框运动速度的大小为0.5 m/sC磁感应强度的方向垂直于纸面向外D在t0.4 s至t0.6 s这段时间内，导线框所受的安培力大小为0.1 N【答案】BC【解析】A错：由图象可知，cd边切割磁感线产生的感应电动势E0.01 V，由公式EBLv，可得磁感应强度的大小B T0.2 TB对：由图象可知，从导线框的cd边进入磁场到ab边刚好进入磁场，用时为0.2 s，可得导线框运动速度的大小v m/s0.5 m/s.C对：感应电流的方向为顺时针时，对cd边应用右手定则可知，磁感应强度的方向垂直于纸面向外D错：t0.4 s至t0.6 s时间段为cd边离开磁场，ab边切割磁感线的过程由闭合电路欧姆定律及安培力公式得安培力F，代入数据得F0.04 N5(2017·高考江苏卷)如图所示，两条相距d的平行金属导轨位于同一水平面内，其右端接一阻值为R的电阻质量为m的金属杆静置在导轨上，其左侧的矩形匀强磁场区域MNPQ的磁感应强度大小为B、方向竖直向下当该磁场区域以速度v0匀速地向右扫过金属杆后，金属杆的速度变为v.导轨和金属杆的电阻不计，导轨光滑且足够长，杆在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触求：(1)MN刚扫过金属杆时，杆中感应电流的大小I；(2)MN刚扫过金属杆时，杆的加速度大小a；(3)PQ刚要离开金属杆时，感应电流的功率P.【答案】(1)(2)(3)【解析】本题考查法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、牛顿第二定律(1)感应电动势EBdv0感应电流I解得I.(2)安培力FBId牛顿第二定律Fma解得a.(3)金属杆切割磁感线的速度vv0v，则感应电动势EBd(v0v)电功率P解得P.6. (2016·高考全国卷)法拉第圆盘发电机的示意图如图所示铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中圆盘旋转时，关于流过电阻R的电流，下列说法正确的是()A若圆盘转动的角速度恒定，则电流大小恒定B若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿a到b的方向流动C若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可能发生变化D若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在R上的热功率也变为原来的2倍【答案】AB【解析】设圆盘的半径为r，圆盘转动的角速度为，则圆盘转动产生的电动势为EBr2，可知，若转动的角速度恒定，电动势恒定，电流恒定，A项正确；根据右手定则可知，从上向下看，圆盘顺时针转动，圆盘中电流由边缘指向圆心，即电流沿a到b的方向流动，B项正确；圆盘转动方向不变，产生的电流方向不变，C项错误；若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电动势变为原来的2倍，电流变为原来的2倍，由PI2R可知，电阻R上的热功率变为原来的4倍，D项错误7(2016·全国卷·25)如图，两条相距l的光滑平行金属导轨位于同一水平面(纸面)内，其左端接一阻值为R的电阻；一与导轨垂直的金属棒置于两导轨上；在电阻、导轨和金属棒中间有一面积为S的区域，区域中存在垂直于纸面向里的均匀磁场，磁感应强度大小B1随时间t的变化关系为B1kt，式中k为常量；在金属棒右侧还有一匀强磁场区域，区域左边界MN(虚线)与导轨垂直，磁场的磁感应强度大小为B0，方向也垂直于纸面向里某时刻，金属棒在一外加水平恒力的作用下从静止开始向右运动，在t0时刻恰好以速度v0越过MN，此后向右做匀速运动金属棒与导轨始终相互垂直并接触良好，它们的电阻均忽略不计求：(1)在t0到tt0时间间隔内，流过电阻的电荷量的绝对值；(2)在时刻t(t>t0)穿过回路的总磁通量和金属棒所受外加水平恒力的大小【答案】(1)(2)B0lv0(tt0)kSt(B0lv0kS)【解析】(1)在金属棒越过MN之前，t时刻穿过回路的磁通量为ktS设在从t时刻到tt的时间间隔内，回路磁通量的变化量为，流过电阻R的电荷量为q.由法拉第电磁感应定律有E由欧姆定律有I由电流的定义有I联立式得|q|t由式得，在t0到tt0的时间间隔内，流过电阻R的电荷量q的绝对值为|q|(2)当t>t0时，金属棒已越过MN.由于金属棒在MN右侧做匀速运动，有F外F安式中，F外是外加水平恒力，F安是匀强磁场施加的安培力设此时回路中的电流为I，F安的大小为F安B0Il此时金属棒与MN之间的距离为xv0(tt0)匀强磁场穿过回路的磁通量为B0lx回路的总磁通量为t式中，仍如式所示由式得，在时刻t(t>t0)穿过回路的总磁通量为tB0lv0(tt0)kSt在t到tt的时间间隔内，总磁通量的改变t为t(B0lv0kS)t由法拉第电磁感应定律得，回路感应电动势的大小为Et由欧姆定律有I联立式得F外(B0lv0kS)