單元小結(jié)練 感應(yīng)電流方向的判斷及大小的計(jì)算(限時：45分鐘)一、單項(xiàng)選擇題1如圖1所示，某人在自行車道上從東往西沿直線以速度v騎行，該處地磁場的水平分量大小為B1，方向由南向北，豎直分量大小為B2，方向豎直向下；自行車車把為直把、金屬材質(zhì)，兩把手間距為L，只考慮自行車在地磁場中的電磁感應(yīng)，下列結(jié)論正確的是()A圖示位置中輻條A點(diǎn)電勢比B點(diǎn)電勢低B圖示位置中輻條A點(diǎn)電勢比B點(diǎn)電勢高 圖1C自行車左車把的電勢比右車把的電勢高B2LvD自行車在十字路口左拐改為南北騎向，則自行車車把兩端電動勢要降低答案AC解析自行車車把切割磁感線，由右手定則知，自行車左車把的電勢比右車把的電勢高B2Lv；輻條旋轉(zhuǎn)切割磁感線，由右手定則知，圖示位置中輻條A點(diǎn)電勢比B點(diǎn)電勢低；自行車在十字路口左拐改為南北騎向，地磁場豎直分量始終垂直于自行車車把，則其兩端電動勢不變正確答案為A、C.2.兩個大小不同的絕緣金屬圓環(huán)a、b如圖2所示疊放在一起，小圓環(huán)b有一半面積在大圓環(huán)a中，當(dāng)大圓環(huán)a通上順時針方向電流的瞬間，小圓環(huán)中感應(yīng)電流的方向是 ()A順時針方向 圖2B逆時針方向C左半圓順時針，右半圓逆時針D無感應(yīng)電流答案B解析當(dāng)大圓環(huán)a中電流為順時針方向時，圓環(huán)a內(nèi)部的磁場方向垂直紙面向里，而環(huán)外的磁場方向垂直紙面向外，但環(huán)里磁場比環(huán)外磁場要強(qiáng)，圓環(huán)b的凈磁通量是垂直紙面向里且增強(qiáng)的；由楞次定律可知圓環(huán)b中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場方向應(yīng)垂直紙面向外；再由安培定則得出圓環(huán)b中感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r針方向，B正確3如圖3所示，一磁鐵用細(xì)線懸掛，一個很長的銅管固定在磁鐵的正下方，開始時磁鐵上端與銅管上端相平，燒斷細(xì)線，磁鐵落入銅管的過程中，下列說法正確的是 ()磁鐵下落的加速度先增大，后減小磁鐵下落的加速度恒定磁鐵下落的加速度一直減小最后為零圖3磁鐵下落的速度先增大后減小磁鐵下落的速度逐漸增大，最后勻速運(yùn)動A只有正確B只有正確C只有正確D只有正確答案D解析剛燒斷細(xì)線時，磁鐵只受重力，向下加速運(yùn)動，銅管中產(chǎn)生感應(yīng)電流，對磁鐵的下落產(chǎn)生阻力，故磁鐵速度增大，加速度減小，當(dāng)阻力和重力相等時，磁鐵加速度為零，速度達(dá)到最大，做勻速運(yùn)動，可見D正確4下列各圖中，相同的條形磁鐵垂直穿過相同的線圈時，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大的是()答案D解析感應(yīng)電動勢的大小為EnnS，A、B兩圖磁通量的變化量相同，C圖變化量最小，D圖變化量最大磁鐵穿過線圈所用的時間A、C、D圖相同且小于B圖所用的時間，綜合比較，D圖中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大5如圖4所示，一導(dǎo)線彎成閉合線圈，以速度v向左勻速進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直平面向外線圈總電阻為R，從線圈進(jìn)入磁場開始到完全進(jìn)入磁場為止，下列結(jié)論正確的是 ()圖4A感應(yīng)電流一直沿順時針方向B線圈受到的安培力先增大，后減小C感應(yīng)電動勢的最大值EBrvD穿過線圈某個橫截面的電荷量為答案AB解析在閉合線圈進(jìn)入磁場的過程中，通過閉合線圈的磁通量逐漸增大，根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流的方向一直為順時針方向，A正確線圈切割磁感線的有效長度先變大后變小，感應(yīng)電流先變大后變小，安培力也先變大后變小，B正確線圈切割磁感線的有效長度最大值為2r，感應(yīng)電動勢最大值為E2Brv，C錯誤穿過線圈某個橫截面的電荷量為q，D錯誤6如圖5所示，一導(dǎo)線彎成半徑為a的半圓形閉合回路虛線MN右側(cè)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，方向垂直于回路所在的平面回路以速度v向右勻速進(jìn)入磁場，直徑CD始終與MN垂直從D點(diǎn)到達(dá)邊界開始到C點(diǎn)進(jìn)入磁場為止，下列結(jié)論正確的是 ()圖5A感應(yīng)電流方向不變BCD段直導(dǎo)線始終不受安培力C感應(yīng)電動勢最大值EmBavD感應(yīng)電動勢平均值Bav答案ACD解析在閉合回路進(jìn)入磁場的過程中，通過閉合回路的磁通量逐漸增大，根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r針方向不變，A正確根據(jù)左手定則可判斷，CD段受安培力向下，B不正確當(dāng)半圓形閉合回路進(jìn)入磁場一半時，這時有效切割長度最大為a，所以感應(yīng)電動勢最大值EmBav，C正確感應(yīng)電動勢平均值Bav.D正確7.如圖6所示，一半圓形鋁框處在水平向外的非勻強(qiáng)磁場中，場中各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為By，y為該點(diǎn)到地面的距離，c為常數(shù)，B0為一定值鋁框平面與磁場垂直，直徑ab水平，空氣阻力不計(jì)，鋁框 圖6由靜止釋放下落的過程中 ()A鋁框回路磁通量不變，感應(yīng)電動勢為0B回路中感應(yīng)電流沿順時針方向，直徑ab兩點(diǎn)間電勢差為0C鋁框下落的加速度大小一定小于重力加速度gD直徑ab受安培力向上，半圓弧ab受安培力向下，鋁框下落加速度大小可能等于g答案C解析由題意知，y越小，By越大，下落過程中，磁通量逐漸增加，感應(yīng)電動勢不為0，A錯誤；由楞次定律判斷，鋁框中電流沿順時針方向，但Uab0，B錯誤；直徑ab受安培力向上，半圓弧ab受安培力向下，但直徑ab處在磁場較強(qiáng)的位置，所受安培力較大，半圓弧ab的等效水平長度與直徑相等，但處在磁場較弱的位置，所受安培力較小，這樣整個鋁框受安培力的合力向上，鋁框下落的加速度大小小于g，故C正確，D錯誤8.如圖7所示的電路中，L是一個自感系數(shù)很大、直流電阻不計(jì)的線圈，D1、D2和D3是三個完全相同的燈泡，E是內(nèi)阻不計(jì)的電源在t0時刻，閉合開關(guān)S，電路穩(wěn)定后在t1時刻斷開開關(guān)S.規(guī)定電路穩(wěn)定時流過D1、D2的電流方向?yàn)檎较颍謩e用I1、I2表示流過D1和D2的電流，則下圖中能定性描述電流I隨時間t變化關(guān)系的是 () 圖7答案BC解析在t1時刻斷開開關(guān)S后，由于自感現(xiàn)象通過D1的電流逐漸減小，方向不變，A錯誤，B正確；而通過D2和D3的電流方向立即改變，且逐漸減小，C正確，D錯誤三、非選擇題9(2011·浙江理綜·23)如圖8甲所示，在水平面上固定有長為L2 m、寬為d1 m的金屬“U”型導(dǎo)軌，在“U”型導(dǎo)軌右側(cè)l0.5 m范圍內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，且磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間變化規(guī)律如圖乙所示在t0時刻，質(zhì)量為m0.1 kg的導(dǎo)體棒以v01 m/s的初速度從導(dǎo)軌的左端開始向右運(yùn)動，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為0.1，導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒單位長度的電阻均為0.1 /m，不計(jì)導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的接觸電阻及地球磁場的影響(取g10 m/s2 )甲乙圖8(1)通過計(jì)算分析4 s內(nèi)導(dǎo)體棒的運(yùn)動情況；(2)計(jì)算4 s內(nèi)回路中電流的大小，并判斷電流方向；(3)計(jì)算4 s內(nèi)回路產(chǎn)生的焦耳熱答案(1)前1 s導(dǎo)體棒做勻減速直線運(yùn)動，1 s4 s內(nèi)一直保持靜止(2)0.2 A，順時針方向(3)0.04 J解析(1)導(dǎo)體棒先在無磁場區(qū)域做勻減速直線運(yùn)動，有mgma，vtv0at，sv0tat2導(dǎo)體棒速度減為零時，vt0.代入數(shù)據(jù)解得：t1 s，s0.5 m<Ll1.5 m，導(dǎo)體棒沒有進(jìn)入磁場區(qū)域?qū)w棒在1 s末已停止運(yùn)動，以后一直保持靜止，離左端位置仍為s0.5 m.(2)前2 s磁通量不變，回路電動勢和電流分別為E0，I0后2 s回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為Eld0.1 V回路的總長度為5 m，因此回路的總電阻為R50.5 電流為I0.2 A根據(jù)楞次定律，在回路中的電流方向是順時針方向(3)前2 s電流為零，后2 s有恒定電流，焦耳熱為QI2Rt0.04 J.10如圖9所示，寬度為L的金屬框架豎直固定在絕緣地面上，框架的上端接有一個電子元件，其阻值與其兩端所加的電壓成正比，即RkU，式中k為已知常數(shù)框架上有一質(zhì)量為m，離地高為h的金屬棒，金屬棒與框架始終接觸良好無摩擦，且保持水平磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場方向垂直于框架平面向里將金屬棒由靜止釋放，棒沿框架向下運(yùn)動，不計(jì)金屬棒及導(dǎo)軌的電阻重力加速度為g.求：(1)金屬棒運(yùn)動過程中，流過棒的電流的大小和方向； 圖9(2)金屬棒落到地面時的速度大小；(3)金屬棒從釋放到落地過程中通過電子元件的電荷量答案(1)水平向右(或從ab)(2) (3) 解析(1)流過電子元件的電流大小為I，由串聯(lián)電路特點(diǎn)知流過棒的電流大小也為，由右手定則判定流過棒的電流方向?yàn)樗较蛴?或從ab)(2)在運(yùn)動過程中金屬棒受到的安培力為F安BIL對金屬棒運(yùn)用牛頓第二定律有mgF安ma得ag恒定，故金屬棒做勻加速直線運(yùn)動根據(jù)v22ax，得v (3)設(shè)金屬棒經(jīng)過時間t落地，有hat2解得t 故有qI·t