專題41 法拉第電磁感應(yīng)定律（練）1如圖所示，電源的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，A、B是兩個(gè)相同的小燈泡，L是一個(gè)自感系數(shù)很大的線圈。關(guān)于這個(gè)電路的以下說(shuō)法正確的是： （ ）A開(kāi)關(guān)閉合到電路中電流穩(wěn)定的時(shí)間內(nèi)，A燈立刻亮，而后逐漸變暗，最后亮度穩(wěn)定B開(kāi)關(guān)閉合到電路中電流穩(wěn)定的時(shí)間內(nèi)，B燈立刻亮，而后逐漸變暗，最后亮度穩(wěn)定C開(kāi)關(guān)由閉合到斷開(kāi)瞬間，A燈閃亮以下再熄滅D開(kāi)關(guān)由閉合到斷開(kāi)瞬間，電流自左向右通過(guò)A燈【答案】A【名師點(diǎn)睛】在判斷此類型題目時(shí)，如果開(kāi)關(guān)由斷開(kāi)到閉合，需要判斷線圈和誰(shuí)串聯(lián)，則線圈對(duì)該電器有影響，對(duì)其他的沒(méi)有影響，如果開(kāi)關(guān)是從閉合到斷開(kāi)，此時(shí)線圈相當(dāng)于一個(gè)電源，則需要判斷哪些用電器和線圈能形成一個(gè)閉合回路.2（多選）如圖所示，金屬桿ab以恒定的速率v在光滑平行金屬導(dǎo)軌上向右滑行，設(shè)整個(gè)電路總電阻保持不變，勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌所在平面垂直，下列敘述正確的是： （ ）Aab桿中的電流強(qiáng)度與速率v成正比B電路產(chǎn)生的電熱功率與速率v成正比C磁場(chǎng)作用于ab桿的安培力與速率v的平方成正比D外力對(duì)ab桿做功的功率與速率v的平方成正比【答案】AD【名師點(diǎn)睛】本題考查電磁感應(yīng)中切割類問(wèn)題，則ab棒是電源，外電路是電阻R，由法拉第電磁感應(yīng)定律求出電動(dòng)勢(shì)，再由閉合電路的歐姆定律及電功、電功率的知識(shí)進(jìn)行計(jì)算，安培力的計(jì)算要注意通過(guò)導(dǎo)體棒的電流、有效長(zhǎng)度。3（多選）轉(zhuǎn)筆（Pen Spinning）是一項(xiàng)用不同的方法與技巧、以手指來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)筆的休閑活動(dòng)，如圖所示。轉(zhuǎn)筆深受廣大中學(xué)生的喜愛(ài)，其中也包含了許多的物理知識(shí)，假設(shè)某轉(zhuǎn)筆高手能讓筆繞其上的某一點(diǎn)O做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列有關(guān)該同學(xué)轉(zhuǎn)筆中涉及到的物理知識(shí)的敘述正確的是： （ ）A 筆桿上的點(diǎn)離O點(diǎn)越近的，做圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度越小B 筆桿上的各點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是由萬(wàn)有引力提供的C 若該同學(xué)使用中性筆，筆尖上的小鋼珠有可能因快速的轉(zhuǎn)動(dòng)做離心運(yùn)動(dòng)被甩走D 若該同學(xué)使用的是金屬筆桿，且考慮地磁場(chǎng)的影響，由于筆桿中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，因此金屬筆桿兩端一定不會(huì)形成電勢(shì)差?！敬鸢浮緼C【名師點(diǎn)睛】本題屬于容易題，易得分。考查向心加速度公式，掌握向心力的來(lái)源，理解離心現(xiàn)象的條件及電磁感應(yīng)現(xiàn)象，注意形成感應(yīng)電流的條件，這些仍是高考要考查的核心知識(shí)點(diǎn)。利用生活中經(jīng)常用到的物品來(lái)考查物理基本規(guī)律，顯出新瓶裝舊酒的意味。4（多選）如圖甲所示，光滑的平行水平金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距L，在M、P之間接一個(gè)阻值為R的電阻，在兩導(dǎo)軌間cdfe矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面豎直向上、寬為d的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.一質(zhì)量為m、電阻為r、長(zhǎng)度也剛好為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒ab垂直擱在導(dǎo)軌上，與磁場(chǎng)左邊界相距d0.現(xiàn)用一個(gè)水平向右的力F拉棒ab，使它由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，棒ab離開(kāi)磁場(chǎng)前已做勻速直線運(yùn)動(dòng)，棒ab與導(dǎo)軌始終保持良好接觸，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，F(xiàn)隨ab與初始位置的距離x變化的情況如圖乙所示，F(xiàn)0已知下列判斷正確的是： （ ）A棒ab在ac之間的運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng)B棒ab在ce之間不可能一直做勻速運(yùn)動(dòng)C棒ab在ce之間可能先做加速度減小的運(yùn)動(dòng)，再做勻速運(yùn)動(dòng)D棒ab經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中，通過(guò)電阻R的電荷量為【答案】AC【解析】棒ab在ac之間運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于穿過(guò)線圈的磁通量為零，所以沒(méi)有感應(yīng)電流，故只受拉力F作用，并且在區(qū)間內(nèi)F恒定，故在ac之間做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，A正確；當(dāng)導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場(chǎng)后，若開(kāi)始拉力大于安培力，在做加速運(yùn)動(dòng)，由于速度在增大，所以安培力在增大，所以加速度在減小，當(dāng)安培力等于拉力時(shí)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，若開(kāi)始拉力等于安培力，則一直做勻速直線運(yùn)動(dòng)，若開(kāi)始進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，拉力小于安培力，則做減速運(yùn)動(dòng)，速度減小，安培力減小，加速度減小，直到安培力等于拉力后，做勻速直線運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)誤C正確；根據(jù)公式，聯(lián)立可得，故D錯(cuò)誤；【名師點(diǎn)睛】棒ab在ac之間運(yùn)動(dòng)時(shí)，水平方向只受到水平拉力的作用，做勻加速運(yùn)動(dòng)；進(jìn)入磁場(chǎng)后受到水平拉力和安培力的作用，根據(jù)兩個(gè)力的大小關(guān)系，可能存在三種情況；金屬棒通過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程通過(guò)R上的電量5（多選）如圖所示，足夠長(zhǎng)的平行光滑導(dǎo)軌固定在水平面上，導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)1 m，其右端連接有定值電阻R2 ，整個(gè)裝置處于垂直導(dǎo)軌平面磁感應(yīng)強(qiáng)度B1 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中一質(zhì)量m2 kg的金屬棒在恒定的水平拉力F10 N的作用下，在導(dǎo)軌上由靜止開(kāi)始向左運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中金屬棒始終與導(dǎo)軌垂直導(dǎo)軌及金屬棒的電阻不計(jì)，下列說(shuō)法正確的是： （ ）A產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向在金屬棒中由a指向bB金屬棒向左做先加速后減速運(yùn)動(dòng)直到靜止C金屬棒的最大加速度為5 m/s2D水平拉力的最大功率為200 W【答案】ACD【名師點(diǎn)睛】由右手定則判斷感應(yīng)電流的方向金屬棒在拉力和安培力作用下運(yùn)動(dòng)，通過(guò)分析安培力的變化，判斷加速度的變化，即可確定最大加速度當(dāng)拉力等于安培力時(shí)，速度達(dá)到最大，結(jié)合切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式、閉合電路歐姆定律以及安培力大小公式求出最大速度的大小由求解拉力的最大功率.1（多選）如圖所示，兩光滑平行導(dǎo)軌水平放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)垂直導(dǎo)軌在平面，金屬棒可沿導(dǎo)軌自由滑行，導(dǎo)軌一端跨接一個(gè)定值電阻R，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。現(xiàn)將金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止向右拉，若保持拉力F恒定，經(jīng)時(shí)間后速度為，加速度為，最終以速度做勻速運(yùn)動(dòng)；若保持拉力的功率P恒定，棒由靜止經(jīng)時(shí)間后速度為，加速度為，最終也以速度做勻速運(yùn)動(dòng)，則： （ ）A B C D【答案】BD【名師點(diǎn)睛】分析清楚兩種情況下的運(yùn)動(dòng)形式區(qū)別，然后根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律求解，注意兩種情況下導(dǎo)體棒最終勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)所受拉力大小是相同的；本題可以和機(jī)車啟動(dòng)的兩種方式進(jìn)行類比解答，只不過(guò)機(jī)車啟動(dòng)時(shí)阻力不變，而該題中阻力為安培力，是不斷變化的。2（多選）如圖所示，在半徑為R的半圓形區(qū)域內(nèi)，有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的垂直紙面向里的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，PQM為圓內(nèi)接三角形，且PM為圓的直徑，三角形的各邊由材料相同的細(xì)軟導(dǎo)線組成（不考慮導(dǎo)線中電流間的相互作用）。設(shè)線圈的總電阻為r且不隨形狀改變，此時(shí)PMQ37°，已知sin37°0.6，cos37°0.8。則下列說(shuō)法正確的是： （ ）P Q O M R A穿過(guò)線圈PQM的磁通量為0.96BR2B若磁場(chǎng)方向不變，只改變磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小，且BB0kt（k為常數(shù)，k0），則線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小為C保持P、M兩點(diǎn)位置不變，將Q點(diǎn)沿圓弧順時(shí)針移動(dòng)到接近M點(diǎn)的過(guò)程中，線圈中感應(yīng)電流的方向先沿逆時(shí)針，后沿順時(shí)針D保持P、M兩點(diǎn)位置不變，將Q點(diǎn)沿圓弧順時(shí)針移動(dòng)到接近M點(diǎn)的過(guò)程中，線圈中不會(huì)產(chǎn)生焦耳熱【答案】ABC故B正確保持P、M兩點(diǎn)位置不變，將Q點(diǎn)沿圓弧順時(shí)針移動(dòng)到接近M點(diǎn)的過(guò)程中，PQM的面積先增大后減小，穿過(guò)線圈的磁通量先增大后減小，線圈中將產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流方向先沿逆時(shí)針?lè)较蚝笱仨槙r(shí)針?lè)较?，線圈中有感應(yīng)電流，線圈要產(chǎn)生焦耳熱，故C正確，D錯(cuò)誤故選ABC.【名師點(diǎn)睛】本題要掌握磁通量公式=BS，法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定律，就能正確分析其中還用到數(shù)學(xué)上幾何知識(shí)分析線圈面積的變化，確定磁通量的變化；此題是中等題，意在考查學(xué)生對(duì)基本理論的掌握程度及運(yùn)用能力。3（多選）某學(xué)校操場(chǎng)上有如圖所示的運(yùn)動(dòng)器械：兩根長(zhǎng)金屬鏈條將一根金屬棒ab懸掛在固定的金屬架上.靜止時(shí)ab水平且沿東西方向.已知當(dāng)?shù)氐牡卮艌?chǎng)方向自南向北斜向下跟豎直方向成45°，現(xiàn)讓ab隨鏈條蕩起來(lái)，跟豎直方向最大偏角45°，則下列說(shuō)法正確的是： （ ）A當(dāng)ab棒自南向北經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，ab中感應(yīng)電流的方向是自西向東B當(dāng)鏈條與豎直方向成45°時(shí)，回路中感應(yīng)電流一定為零C當(dāng)ab棒自南向北經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，安培力的方向與水平向南的方向成45°斜向下D在ab棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，不斷有磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能【答案】BC【解析】當(dāng)ab棒自南向北經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，由右手定則知電流方向自東向西，故A錯(cuò)誤；當(dāng)ab運(yùn)動(dòng)方向與B方向垂直時(shí)感應(yīng)電流最大，當(dāng)鏈條偏南與豎直方向成45°時(shí)，ab運(yùn)動(dòng)方向（沿圓軌跡的切線方向）與磁場(chǎng)方向平行，此時(shí)感應(yīng)電流為零，最小，故B正確；當(dāng)ab棒自南向北經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，由左手定則知安培力的方向與水平向南的方向成45°斜向下，C正確；在ab棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，不斷有機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能，故D錯(cuò)誤；【名師點(diǎn)睛】本題屬于左手定則和右手安培定則的應(yīng)用，判斷力的方向用左手，判斷其它物理量的方向用右手.4如圖所示，光滑的長(zhǎng)直金屬桿上套兩個(gè)金屬環(huán)與一個(gè)完整正弦圖像的金屬導(dǎo)線ab連接，其余部分未與桿接觸。桿電阻不計(jì)，導(dǎo)線電阻為R，ab間距離為2L，導(dǎo)線組成的正弦圖形頂部或底部到桿距離都是d，在導(dǎo)線和桿平面內(nèi)有一有界磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)的寬度為L(zhǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，現(xiàn)在外力F作用下導(dǎo)線沿桿以恒定的速度v向右運(yùn)動(dòng)，t=0時(shí)刻導(dǎo)線開(kāi)始進(jìn)入磁場(chǎng)，直到全部穿過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中，外力F所做功為： （ ）A B C D【答案】C【名師點(diǎn)睛】該題是以另外一種形式考察了交變電流的做功問(wèn)題，解決此題的關(guān)鍵是把整個(gè)過(guò)程進(jìn)行合理分段，分別求出各段的電動(dòng)勢(shì)的有效值，即可求出全過(guò)程的電功了難度較大5（多選）如圖甲所示，兩條足夠長(zhǎng)得光滑平行金屬導(dǎo)軌豎直放置，導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)=1m，兩導(dǎo)軌上端接有電阻，阻值R=2，虛線下方存在垂直于導(dǎo)軌平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為2T，現(xiàn)將質(zhì)量為m=0.1kg、電阻不計(jì)的金屬桿ab，從上方某處由靜止釋放，金屬桿在下落的過(guò)程中與導(dǎo)軌保持良好接觸，且始終保持水平，不計(jì)導(dǎo)軌的電阻，已知金屬桿下落0.3m的過(guò)程中加速度a與下落距離h的關(guān)系如圖乙所示，重力加速度，則： （ ）A金屬桿剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為1m/sB下落了0.3m時(shí)速度為5m/sC金屬桿下落0.3m的過(guò)程中，在電阻R上產(chǎn)生的熱量為0.2875JD金屬桿下落0.3m的過(guò)程中，通過(guò)電阻R的電荷量為0.05C【答案】AC桿自由下落的距離滿足，解得，所以桿在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的距離，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得：通過(guò)電阻R的電荷量，解得，D錯(cuò)誤；【名師點(diǎn)睛】本題要根據(jù)圖象的信息讀出加速度和桿的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，由牛頓第二定律、安培力、法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、能量守恒等多個(gè)知識(shí)綜合求解，綜合較強(qiáng).1【2016·北京卷】如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有兩個(gè)導(dǎo)體圓環(huán)a、b，磁場(chǎng)方向與圓環(huán)所在平面垂直。磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間均勻增大。兩圓環(huán)半徑之比為2:1，圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)分別為Ea和Eb。不考慮兩圓環(huán)間的相互影響。下列說(shuō)法正確的是： （ ）AEa:Eb=4:1，感應(yīng)電流均沿逆時(shí)針?lè)较駼Ea:Eb=4:1，感應(yīng)電流均沿順時(shí)針?lè)较駽Ea:Eb=2:1，感應(yīng)電流均沿逆時(shí)針?lè)较駾Ea:Eb=2:1，感應(yīng)電流均沿順時(shí)針?lè)较颉敬鸢浮緽【考點(diǎn)定位】法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定律的應(yīng)用【方法技巧】對(duì)于楞次定律，一定要清楚是用哪個(gè)手判斷感應(yīng)電流方向的，也可以從兩個(gè)角度理解，一個(gè)是增反減同，一個(gè)是來(lái)拒去留，對(duì)于法拉第電磁感應(yīng)定律，需要靈活掌握公式，學(xué)會(huì)變通。2【2015·安徽·19】如圖所示，abcd為水平放置的平行“”形光滑金屬導(dǎo)軌，間距為l。導(dǎo)軌間有垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。已知金屬桿MN傾斜放置，與導(dǎo)軌成角，單位長(zhǎng)度的電阻為r，保持金屬桿以速度v沿平行于cd的方向滑動(dòng)（金屬桿滑動(dòng)過(guò)程中與導(dǎo)軌接觸良好）。則： （ ）A電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為B電路中感應(yīng)電流的大小為C金屬桿所受安培力的大小為D金屬桿的熱功率為【答案】B【名師點(diǎn)睛】電磁感應(yīng)選擇題是高考每年必出的，導(dǎo)體棒切割磁感線應(yīng)該是有效長(zhǎng)度，容易出錯(cuò)，而算安培力時(shí)則必須是實(shí)際長(zhǎng)度，另外不要忘記公式.3【2015·重慶·4】題圖為無(wú)線充電技術(shù)中使用的受電線圈示意圖，線圈匝數(shù)為，面積為.若在到時(shí)間內(nèi)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)平行于線圈軸線向右穿過(guò)線圈，其磁感應(yīng)強(qiáng)度大小由均勻增加到，則該段時(shí)間線圈兩端a和b之間的電勢(shì)差 ： （ ）A恒為 B 從0均勻變化到C恒為 D從0均勻變化到【答案】C【解析】穿過(guò)線圈的磁場(chǎng)均勻增加，將產(chǎn)生大小恒定的感生電動(dòng)勢(shì)，由法拉第電磁感應(yīng)定律得，而等效電源內(nèi)部的電流由楞次定理知從，即b點(diǎn)是等效電源的正極，即，故選C?！究键c(diǎn)定位】法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定律?！疽?guī)律總結(jié)】電磁感應(yīng)共分兩種情況：動(dòng)生問(wèn)題（棒切割磁感線）產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)，方向由右手定則；感生問(wèn)題（磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化）的電動(dòng)勢(shì)，方向由楞次定律。而電流方向都是等效電源內(nèi)部負(fù)極流向正極的方向。4【2014·四川·6】（多選）如圖所示，不計(jì)電阻的光滑U形金屬框水平放置，光滑、豎直玻璃擋板H、P固定在框上，H、P的間距很小。質(zhì)量為0.2kg的細(xì)金屬桿CD恰好無(wú)擠壓地放在兩擋板之間，與金屬框接觸良好并圍成邊長(zhǎng)為1m的正方形，其有效電阻為0.1。此時(shí)在整個(gè)空間加方向與水平面成30°角且與金屬桿垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律是B =（0.4 -0.2t）T，圖示磁場(chǎng)方向?yàn)檎较颉？颉醢搴蜅U不計(jì)形變。則： （ ）At = 1s時(shí)，金屬桿中感應(yīng)電流方向從C至DBt = 3s時(shí)，金屬桿中感應(yīng)電流方向從D至CCt = 1s時(shí)，金屬桿對(duì)擋板P的壓力大小為0.1NDt = 3s時(shí)，金屬桿對(duì)擋板H的壓力大小為l.2N【答案】AC【考點(diǎn)定位】 法拉第電磁感應(yīng)定律 歐姆定律 物體平衡 安培力【方法技巧】理解楞次定律的“增反減同”的原理，以及安培力的計(jì)算公式F=BIL。5【2016·全國(guó)新課標(biāo)卷】（14分）如圖，兩固定的絕緣斜面傾角均為，上沿相連。兩細(xì)金屬棒ab（僅標(biāo)出a端）和cd（僅標(biāo)出c端）長(zhǎng)度均為L(zhǎng)，質(zhì)量分別為2m和m；用兩根不可伸長(zhǎng)的柔軟導(dǎo)線將它們連成閉合回路abdca，并通過(guò)固定在斜面上沿的兩光滑絕緣小定滑輪跨放在斜面上，使兩金屬棒水平。右斜面上存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于斜面向上。已知兩根導(dǎo)線剛好不在磁場(chǎng)中，回路電阻為R，兩金屬棒與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為，重力加速度大小為g，已知金屬棒ab勻速下滑。求（1）作用在金屬棒ab上的安培力的大小；（2）金屬棒運(yùn)動(dòng)速度的大小?！敬鸢浮浚?）mg（sin 3cos ） （2）（sin 3cos ）【考點(diǎn)定位】導(dǎo)體切割磁感線、共點(diǎn)力平衡【名師點(diǎn)睛】本題是電磁感應(yīng)與電路、力學(xué)相結(jié)合的綜合題，應(yīng)用E=BLv、歐姆定律、安培力公式、共點(diǎn)力作用下的平衡即可正確解題。解決本題時(shí)，還要特別注意cd 棒的重力沿斜面的分力和滑動(dòng)摩擦力的影響。