微专题74法拉第电磁感应定律　自感和涡流.docx

微专题74法拉第电磁感应定律自感和涡流1.法拉第电磁感应定律：量，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：£=切力.3.导体棒绕一端转动垂直切割磁感 线时：E=BL2m.1 . （2020安徽合肥市调研）电磁炉具有升温快、效率高、体积小、安全性好等优点.关于电磁 炉加热食物的过程，如图1所示.下列说法正确的是（）炉面板：通电厂一一线图通电线圈产生的磁场图1A.电磁炉是通过炉面板发热来加热食物的B.电磁炉是通过锅底部产生的涡流发热来加热食物的C.只要是环保、绝缘材料做成的锅具均可以加热食物D.线圈中通入足够大的恒定电流也能加热食物答案B解析 电磁炉的工作原理为通电线图中通入交变电流，其产生的周期性变化的磁场在锅底产 生涡流，发热功率较大，从而加热食物.结合上述分析可知，锅具一定要用非绝缘材料制成， 通入恒定电流不会产生涡流，不能产生热量，无法加热食物，故B正确，A、C、D错误.2 .在如图2所示的电路中，a、b为两个完全相同的灯泡，L为自感线圈，E为电源，S为开关.下 列说法正确的是（）A.合上开关S, a、b同时亮B.合上开关S, a光亮、b后亮C.将原来闭合的开关S断开，a先熄灭、b后熄灭D.将原来闭合的开关S断开，b先熄灭、a后熄灭答案B解析 合上开关S, a灯泡立刻发光，自感线图L 中磁通量发生变化产生自感电动势，对电流的增大有阻碍作用，故a先亮、b后亮，选项A 错误，B正确；将原来闭合的开关S断开，自感线图L中磁通量发生变化产生自感电动势， 两个灯泡和自感线图形成闭合回路，则a、b逐渐变暗并同时熄灭，选项C、D错误.3 .（2020山东德州市模拟）如图3所示，长为L的金属导线弯成一圆环，导线的两端接在电容 为C的平行板电容器上，户、Q为电容器的两个极板，磁场方向垂直于环面向里，磁感应强 度以4=%+A/（Q0）随时间变化./=（）时，P、Q两极板电势相等，两极板间的距离远小于环 的半径.经时间，电容器的P极板（图3A.不带电B.所带电荷量与1成正比C.带正电，电荷量是好D.带负电，电荷量是第答案D解析磁感应强度随时间增加，金属导线中产生的感应电动势的方向为逆时针方向，。板带ARLr 2正电，P板带负也，A、C错误；E=S=knR2t L=2nR,联立解得E=右，电容器上的 bJ2C包荷量Q=CE=, B错误，D正确.4.如图4所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻凡金属棒"与两导轨垂 直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下.现使磁感应 强度随时间均匀减小，始终保持静止，下列说法正确的是（）图4A. ab中的感应电流方向由b到aB.必中的感应电流逐渐减小C.时所受的安培力保持不变D.他所受的静摩擦力逐渐减小答案D第2页，共8页 解析 磁感应强度随时间均匀减小，岫始终保持岸止，所以闭合回路而积不发生改变，根据 楞次定律和法拉第电磁感应定律可知，“中产生由。到的恒定电流，A、B错误；由于电 流恒定，磁感应强度逐渐减小，所以安培力逐渐减小，静摩擦力与安培力是一对平衡力，所 以必 所受的静摩擦力逐渐减小，C错误，D正确.5 .如图5所示，铝质圆盘可绕竖直轴转动，整个圆盘都处在竖直向下的匀强磁场之中，通过 电刷在圆盘轴心与边缘之间接一个电阻R,在圆盘按图中箭头方向转动时，下列说法中正确 的是（）A.圆盘上各点电势都相等B.圆盘边缘上各点电势都相等C.通过电阻R的电流由到。D.不发生电磁感应现象答案B解析铝质圆盘可看成由无数铝质辐条组成，故各金属辐条切割磁感线产生感应电动势，相 当于电源，由右手定则可知电流由边缘流向圆心，所以圆盘上各点的电势不相等，通过电阻 ”的电流由到a, A、C、D错误：圆盘边缘相当于各电源的负极，各电源并联，所以圆盘 边缘各点的电,势相等，B正确.6 .（多选）（2020四川绵阳市诊断）如图6所示，在边长为。的等边三角形区域内有匀强磁场，磁 感应强度为8,其方向垂直于纸面向外，一个边长也为。的等边三角形导线框EFG正好与上 述磁场区域的边界重合，而后绕其几何中心O点在纸面内以角速度s顺时针匀速转动，下是 线框EFG中产生感应电动势，若转过60。后线框转到图中的虚线位置，则在这段时间内（）A.感应电流方向为E-*G-尸一EB.感应电流方向为E一广一G-E c.平均感应电动势大小等于吟密D.平均感应电动势大小等于华普第3页，共8页答案BC解析根据题意，穿过线框的磁通量变小，根据楞次定律，感应电流产生的磁场方向与原磁 场方向相同，再由安培定则可知感应封流方向为A项错误，B项正确；根据 几何关系可得，磁场穿过线框的有效面积减小了A/=£=j,根据法拉第电磁感应定律得平均感应电动势下=§8=吟番，C项正确，D项错误.7 .（多选）如图7所示，将一导线折成边长为。的正三角形闭合导线框，虚线MN右侧有磁感应 强度大小为B的匀强磁场，方向垂直于导线框所在的平面（竖直面），导线框以速度。向右匀 速进入磁场，C。边始终与MN垂直，从。点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论 中正确的是（）A.导线框受到安培力的方向始终向上.导线框受到安培力的方向始终向下C.感应电动势的最大值为坐D.感应电动势的平均值为坐及切答案CD解析由楞次定律知，在导线框进入磁场的过程中，导线框中产生逆时针方向的感应电流， 由左手定则，分析可知导线框在竖直方向受到的安培力的合力为零，水平方向上受到的安培 力方向向左，选项A、B错误；E点进入磁场时导线框中产生的感应电动势有最大值，为E =-Bav,选项C正确；由法拉第电磁感应定律得，感应电动势的平均值为方=詈=等=乎 vBov,选项D正确.8.（多选）（2020贵州部分重点中学教学质量评测卷（四）长为L的细金属棒0P固定在顶角为2。 的塑料圆锥体侧面上，H为圆锥体底面直径.圆锥体绕其轴。'以角速度在磁感应强度 大小为3、方向竖直向下的匀强磁场中匀速转动，转动方向如图8所示，下列说法正确的是 （ ）第4页，共8页图8A.金属棒上。点的电势高于P点的电势.金属棒上。点的电势低于尸点的电势C.金属棒两端电势差大小为gBcJLsin 0D.金属棒OP两端电势差大小为:及oZAi/。答案AD解析 由右手定则知细金属棒OP在匀速转动过程中切割磁感线产生的感应电动势方向由P 指向O,在电源内部由电势低处指向高处，金属棒上0点的电势高于P点的电势，故A正 确，B错误；细金属棒。尸在匀速转动过程中切割磁感线的有效长度7/ =0' P=Lsin 6,故 产生的感应.电动势E=BL' gcuL' =4"，访2，故C错误，D正确.8 .（2020湖北武汉部分学校监测）如图9所示，导轨OPQS的电阻忽略不计，OM是有一定电 阻、可绕。转动的金属杆，M可在PQS上自由滑动，空间存在与导轨平面垂直的匀强磁场， 磁感应强度的大小为8.先让OM从OQ位置以角速度3沿逆时针方向匀速转到OS位置（过 程【）：再将OM固定在OS位置,使整个装置以。为轴，以角速度叱匀速转动90。（过程II）.要 使过程I、II回路中产生的热量相同，升应等于（）图97227A 万 C.R D.正答案A解析 设金属杆OM长度为L,电阻为R,则过程I中OM转动时产生的感应电动势为E）=1OM从OQ位竟转到OS位置所用时间为，i=肃，根据Q=f,回路中产生的焦耳 热彷=备产吗件：过程II中产生的感应电动势有效值为&=义典2,转过90。AOA74第5页，共8页 所用时间为力=仑，回路中产生的焦耳热。2 =32 = 叱俨.又。尸。2,可得那=亨，选项 A正确.10.如图1()甲所示，电阻不计，间距为/的平行长金属导轨置于水平面内，阻值为R的导体 棒，心固定连接在导轨左端，另一阻值也为R的导体棒d垂直放置在导轨上，以与导轨接触 良好，并可在导软上无摩擦移动.现有一根轻杆一端固定在£/中点，另一端固定于墙上，轻 杆与导轨保持平行，ef,必两棒间距为".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/按图乙所示的方式变化.求：(1)在。b时间内流过导体棒以的电流的大小与方向；(2)在m2m时间内流过导体棒。的电流的大小与方向；(3)1.5力时刻杆对导体棒0的作用力的大小和方向.答案方向eff Q)噂着方向尸"(3)用方向水平向右解析(1)在。M时间内，磁感应强度的变化率为八丛_BOAn - to产生感应电动势的大小AGi ABi ABi BMdE尸&=不=丁d=F流过导体棒的电流大小/|=枭=黑由楞次定律可判断流过导体棒外的电流方向为e-f.(2)在/o2/o时间内，磁感应强度的变化率A2 2B()，2 to产生感应电动势大小 A02 A&g AB2, , 2B()ld&=百=原5=右=丁流过导体棒4的电流大小，2=品=需电流方向为ffe.第6页，共8页(3)1.5知时刻,磁感应强度B=8o导体棒受安培力：尸=Bohl= B飞：方向水平向左根据导体棒6/受力平衡可知，杆对导体棒的作用力为 尸=/=噌©，方向水平向右.11.(2020广东广州市3月质检)如图I所示,长L=25cm、重G=0.1 N的金属杆。寸用竖直 绝缘轻绳水平悬挂在垂直纸面向里的匀强磁场中.时下方有固定的圆形金属导轨，导轨平 面与纸面平行，半径r= 10 cm,圆形导轨内存在垂直纸面向外的匀强磁场.长r= 1() cm的导 体棒OA的一端固定在圆心。处的转轴上，另一端紧贴导轨.油的两端通过轻质导线分别与 。点、导凯连接.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8=0.5 T,必电阻R=0.5Q,其他电阻不计.求：图II(1)04的转动方向和co的大小；(2)0/1每转过半周通过"横截面的电荷量多(结果保留三位有效数字)答案 顺时针转动160rad/s (2)1.57X 10-2 C解析(1)依题意，金属杆受到向上的安培力，由左手定则可知电流方向是一，导体棒 O八中的也流方向是八-*O,由右手定则可知。人顺时针转动.假设轻绳的拉力为零时，回路 电流为/,则有8=G 由欧姆定律有e=IR,OA转动产生的电动势保持不变，联立以上各式，并代入数据解得侬=160 rad/s(2)。4每转过半周产生的平均电动势第7页，共8页_ E回路的平均电流I=方 K通过金属杆ab横极面的电荷量夕=I Ar联立以上各式，并代入数据解得g*1.57Xl(T2c.第8页，共8页