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第74講 法拉第電磁感應定律 自感 1．(多選)(2018四川瀘州一檢)如圖1甲所示，線圈兩端a、b與一電阻R相連，線圈內(nèi)有垂直于線圈平面向里的磁場，t＝0時起，穿過線圈的磁通量按圖乙所示規(guī)律變化．下列說法正確的是(　　) 圖1 A.時刻，R中電流方向由a到b B.t0時刻，R中電流方向由a到b C．0～t0時間內(nèi)R中的電流是t0～2t0時間內(nèi)的 D．0～t0時間內(nèi)R產(chǎn)生的焦耳熱是t0～2t0時間內(nèi)的 2．(多選)(2017山東淄博一模)如圖2甲所示，在豎直方向分布均勻的磁場中水平放置一個金屬圓環(huán)，圓環(huán)所圍面積為0.1m2，圓環(huán)電阻為0.2Ω.在第1s內(nèi)感應電流I沿順時針方向．磁場的磁感應強度B隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示(其中在4～5s的時間段呈直線)．則(　　) 圖2 A．在0～5s時間段，感應電流先減小再增大 B．在0～2s時間段感應電流沿順時針的方向，在2～5s時間段感應電流沿逆時針方向 C．在0～5s時間段，圓環(huán)最大發(fā)熱功率為5.010－4W D．在0～2s時間段，通過圓環(huán)橫截面積的電荷量為0.5C 3．(多選)(2017湖南株洲一模)用導線繞成一圓環(huán)，環(huán)內(nèi)有一用同樣導線折成的內(nèi)接正方形線框，圓環(huán)與線框絕緣，如圖3所示．把它們放在磁感應強度為B的勻強磁場中，磁場方向垂直于圓環(huán)平面(紙面)向里．當磁場均勻減弱時(　　) 圖3 A．線框和圓環(huán)中的電流方向都為順時針 B．線框和圓環(huán)中的電流方向都為逆時針 C．線框和圓環(huán)中的電流大小之比為1∶ D．線框和圓環(huán)中的電流大小之比為1∶2 4．(多選)(2018福建三明一中模擬)如圖4甲所示，一個匝數(shù)為n的圓形線圈(圖中只畫了2匝)，面積為S，線圈的電阻為R，在線圈外接一個阻值為R的電阻和一個理想電壓表，將線圈放入垂直線圈平面指向紙內(nèi)的磁場中，磁感應強度隨時間變化規(guī)律如圖乙所示，下列說法正確的是(　　) 圖4 A．0～t1時間內(nèi)P端電勢高于Q端電勢 B．0～t1時間內(nèi)電壓表的讀數(shù)為 C．t1～t2時間內(nèi)R上的電流為 D．t1～t2時間內(nèi)P端電勢高于Q端電勢 5．(2017四川涼山州二診)如圖5所示，一橫截面積為S的N匝線圈，與水平放置相距為d、電容大小為C的平行板電容器組成一電路，線圈放于方向豎直向上的的磁場中，有一質(zhì)量為m、帶電荷量＋q的粒子在板間剛好可勻速運動(重力加速度為g)．則線圈中的磁場B變化為(　　) 圖5 A．減少，且＝ B．增加，且＝ C．減少，且＝ D．增加，且＝ 6．(2017北京海淀區(qū)模擬)如圖6所示電路為演示自感現(xiàn)象的電路圖，其中R0為定值電阻，電源電動勢為E、內(nèi)阻為r，小燈泡的燈絲電阻為R(可視為不變)，電感線圈的自感系數(shù)為L、電阻為RL.電路接通并達到穩(wěn)定狀態(tài)后，斷開開關(guān)S，可以看到燈泡先是“閃亮”(比開關(guān)斷開前更亮)一下，然后才逐漸熄滅，但實驗發(fā)現(xiàn)“閃亮”現(xiàn)象并不明顯．為了觀察到斷開開關(guān)S時燈泡比開關(guān)斷開前有更明顯的“閃亮”現(xiàn)象，下列措施中一定可行的是(　　) 圖6 A．撤去電感線圈中的鐵芯，使L減小 B．更換電感線圈中的鐵芯，使L增大 C．更換電感線圈，保持L不變，使RL增大 D．更換電感線圈，保持L不變，使RL減小 7．(多選)(2017江西南昌三校第四次聯(lián)考)如圖7中a所示是用電流傳感器(相當于電流表，其內(nèi)阻可以忽略不計)研究自感現(xiàn)象的實驗電路，圖中兩個電阻的阻值均為R，L是一個自感系數(shù)足夠大的自感線圈，其直流電阻值也為R.圖b是某同學畫出的在t0時刻開關(guān)S切換前后，通過傳感器的電流隨時間變化的圖像．關(guān)于這些圖像，下列說法中正確的是(　　) 圖7 A．圖b中甲是開關(guān)S由斷開變?yōu)殚]合，通過傳感器1的電流隨時間變化的情況 B．圖b中乙是開關(guān)S由斷開變?yōu)殚]合，通過傳感器1的電流隨時間變化的情況 C．圖b中丙是開關(guān)S由閉合變?yōu)閿嚅_，通過傳感器2的電流隨時間變化的情況 D．圖b中丁是開關(guān)S由閉合變?yōu)閿嚅_，通過傳感器2的電流隨時間變化的情況 8．(2018廣東東莞模擬)如圖8所示，在豎直平面內(nèi)有一金屬環(huán)，環(huán)半徑為0.5m，金屬環(huán)總電阻為2Ω，在整個豎直平面內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強磁場(圖中未畫出)，磁感應強度為B＝1T，在環(huán)的最高點上方A點用鉸鏈連接一長度為1.5m、電阻為3Ω的均勻?qū)w棒AB，當導體棒AB擺到豎直位置時，導體棒B端的速度為3m/s.已知導體棒下擺過程中緊貼環(huán)面且與金屬環(huán)有良好接觸，則導體棒AB擺到豎直位置時AB兩端的電壓大小為(　　) 圖8 A．0.4V B．0.65V C．2.25V D．4.5V 答案精析 1．AC　2.BC　3.AC 4．AC　[0～t1時間內(nèi)，磁通量增大，根據(jù)楞次定律感應電流沿逆時針方向，線圈相當于電源，上端正極，下端負極，所以P端電勢高于Q端電勢，故A正確； 0～t1時間內(nèi)線圈產(chǎn)生的感應電動勢 E＝n＝nS＝nS，電壓表的示數(shù)等于電阻R兩端的電壓U＝IR＝R＝，故B錯誤； t1～t2時間內(nèi)線圈產(chǎn)生的感應電動勢E′＝n＝nS， 根據(jù)閉合電路的歐姆定律I′＝＝，故C正確； t1～t2時間內(nèi)，磁通量減小，根據(jù)楞次定律，感應電流沿順時針方向，線圈相當于電源，上端負極，下端正極，所以P端電勢低于Q端電勢，故D錯誤．] 5．A　6.D 7．BC　[開關(guān)S由斷開變?yōu)殚]合，傳感器2這一支路立即有電流，線圈這一支路，由于線圈阻礙電流的增加，通過線圈的電流要慢慢增加，所以干路電流(通過傳感器1的電流)也要慢慢增加，故A錯誤，B正確．開關(guān)S由閉合變?yōu)閿嚅_，通過傳感器1的電流立即消失，而線圈這一支路，由于線圈阻礙電流的減小，該電流又通過傳感器2，只是電流的方向與以前相反，所以通過傳感器2的電流逐漸減?。蔆正確，D錯誤．] 8．B　[當導體棒擺到豎直位置時，設(shè)導體棒與金屬環(huán)上端的交點C，由v＝ωr可得：C點的速度為： vC＝vB＝3m/s＝1 m/s AC間電壓為：UAC＝EAC＝BLAC＝10.5V＝0.25V CB段產(chǎn)生的感應電動勢為： ECB＝BLCB＝11V＝2V 金屬環(huán)兩側(cè)并聯(lián)，電阻為：R＝Ω＝0.5Ω， 導體棒CB段的電阻為：r＝2Ω 則CB間電壓為：UCB＝ECB＝2V＝0.4V 故AB兩端的電壓大小為：UAB＝UAC＋UCB＝0.25V＋0.4V＝0.65V]