2020高考物理一轮复习第十章第2讲法拉第电磁感应定律自感现象学案（含解析）.docx

第2讲法拉第电磁感应定律自感现象主干梳理 对点激活知识点法拉第电磁感应定律1感应电动势(1)概念：在电磁感应现象中产生的电动势。(2)产生条件：穿过回路的磁通量发生改变，与电路是否闭合无关。(3)方向判断：感应电动势的方向用楞次定律或右手定则来判断。2法拉第电磁感应定律(1)内容：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。(2)公式：En，其中n为线圈匝数。(3)感应电流与感应电动势的关系：遵守闭合电路欧姆定律，即I。3导体切割磁感线时的感应电动势知识点自感、涡流1互感现象两个互相靠近的线圈，当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势的现象。2自感现象(1)定义：当一个线圈中的电流变化时，它产生的变化的磁场在它本身激发出感应电动势。(2)自感电动势定义：由于自感而产生的感应电动势。表达式：EL。自感系数L相关因素：与线圈的大小、形状、圈数以及是否有铁芯等因素有关。单位：亨利(H)，1 mH103 H,1 H106 H。3涡流当线圈中的电流发生变化时，在它附近的任何导体中都会产生感应电流，这种电流像水的旋涡，所以叫涡电流，简称涡流。(1)电磁阻尼：当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力的方向总是阻碍导体的运动。(2)电磁驱动：如果磁场相对于导体转动，在导体中会产生感应电流，使导体受到安培力的作用，安培力使导体运动起来。交流感应电动机就是利用电磁驱动的原理工作的。(3)电磁阻尼和电磁驱动的原理体现了楞次定律的推广应用。一 思维辨析1导体棒在磁场中运动一定能产生感应电动势。()2公式EBlv中的l就是导体的长度。()3断电自感中，感应电流方向与原电流方向一致。()4回路中磁通量变化量越大，回路产生的感应电流越大。()5在自感现象中，感应电流一定和原电流方向相反。()答案1.2.3.4.5.二 对点激活1(人教版选修32P17T1改编)将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是()A感应电动势的大小与线圈的匝数无关B穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大C穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大D感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同答案C解析由法拉第电磁感应定律可知En，感应电动势的大小与匝数成正比，A错误。感应电动势大小与磁通量的变化率成正比，磁通量变化越快，感应电动势越大，C正确。感应电动势的大小与磁通量的大小以及磁通量的变化量的大小无关，所以B错误。感应电流产生的磁场阻碍原磁场的变化，可能与原磁场方向相同，也可能与原磁场方向相反，D错误。2(人教版选修32P18T6改编)A、B两个闭合线圈用同样的导线制成，匝数均为10匝，半径rA2rB，分别按下图甲、乙两种方式放入匀强磁场中，且磁感应强度随时间均匀减小，则下列说法正确的是()A甲图中，A、B两线圈中电动势之比为41B甲图中，A、B两线圈中电流之比为21C乙图中，A、B两线圈中电动势之比为41D乙图中，A、B两线圈中电流之比为41答案C解析由法拉第电磁感应定律可知，EnnS，其中S为有效面积，在甲图中，A、B两线圈的有效面积相等，所以感应电动势之比就是匝数比，为11，由电阻定律R可知，电阻之比为两线圈周长之比，也就是21，所以甲图中电流之比为12，故A、B错误。同理，乙图中，电动势之比为41，电流之比为21，故C正确，D错误。3(2015海南高考)如图，空间有一匀强磁场，一直金属棒与磁感应强度方向垂直，当它以速度v沿与棒和磁感应强度都垂直的方向运动时，棒两端的感应电动势大小为；将此棒弯成两段长度相等且相互垂直的折线，置于与磁感应强度相垂直的平面内，当它沿两段折线夹角平分线的方向以速度v运动时，棒两端的感应电动势大小为。则等于()A. B. C1 D.答案B解析设金属棒的长度为l，磁感应强度为B，根据法拉第电磁感应定律，感应电动势Blv；当将此棒弯成两段长度相等且相互垂直的折线时，有效长度变为ll，所以此时的感应电动势BlvBlv。所以，故B正确。4(人教版选修32P22演示实验改编)(多选)如图所示，两个灯泡A1和A2的规格相同，A1与线圈L串联后接到电路中，A2与可变电阻R串联后接到电路中，先闭合开关S，调节R，使两个灯泡的亮度相同，再调节R1，使它们正常发光，然后断开开关S，下列说法正确的是()A重新接通电路，A1、A2同时亮B重新接通电路，A1逐渐变亮C接通电路，一段时间电路稳定后再次断开S，A1、A2逐渐熄灭D接通电路，一段时间电路稳定后再次断开S，A2闪亮一下再熄灭答案BC解析重新接通电路，由于L有自感电动势产生，阻碍电流增大，所以A1逐渐变亮，故A错误，B正确。再次断开S，A1、A2与L、R构成回路，L相当于电源，因原来两支路电流相等，所以不会出现A2闪亮一下的现象，都会逐渐熄灭，故C正确，D错误。5(人教版选修32P29T3改编)如图所示，上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置。小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部。则小磁块()A在P和Q中都做自由落体运动B在两个下落过程中的机械能都守恒C在P中的下落时间比在Q中的长D落至底部时在P中的速度比在Q中的大答案C解析小磁块在铜管中下落的过程，根据电磁感应知铜管中产生涡流，小磁块受到阻力，P中小磁块的部分机械能转化为铜管中产生涡流的焦耳热，机械能不守恒，故A、B均错误。Q管为塑料管，小磁块下落过程为自由落体，所以比在P中下落时间短，落至底部时比P中速度大，故C正确，D错误。考点细研 悟法培优考点1法拉第电磁感应定律的应用1磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率的比较提示：、的大小之间没有必然的联系，0，不一定等于0；感应电动势E与线圈匝数n有关，但、的大小均与线圈匝数无关。2法拉第电磁感应定律公式的物理意义：En求的是t时间内的平均感应电动势，当t0时，E为瞬时感应电动势。3法拉第电磁感应定律应用的三种情况(1)磁通量的变化是由有效面积变化引起时，BS，则En。(2)磁通量的变化是由磁场变化引起时，BS，则En，S是磁场范围内的有效面积。(3)磁通量的变化是由有效面积和磁场变化共同引起的，则根据定义求，末初，En。4在图象问题中磁通量的变化率是t图象上某点切线的斜率，利用斜率和线圈匝数可以确定感应电动势的大小。例1(2018长沙名校实验班段考)(多选)如图所示，水平平行光滑金属导轨上连有阻值为R的定值电阻，电阻不计的金属杆垂直导轨放置，导轨间距为l，导轨与金属杆组成的闭合电路面积为S，金属杆上系一根轻绳，绕过光滑定滑轮与一质量为m的物块相连，初始时物块静止在水平地面上，轻绳拉直但没有弹力。在导轨区域加一竖直向上的磁场，磁感应强度随时间变化规律为Bkt(k0)，重力加速度大小为g，导轨电阻不计，则下列说法正确的是()A金属杆中的电流从a向bBt时，物块恰好离开地面C物块离开地面前，定值电阻上产生的总热量为D物块离开地面前，流过定值电阻的总电荷量为解题探究(1)如何判断金属杆中的电流方向与大小？提示：用楞次定律判断感应电流方向，用法拉第电磁感应定律求感应电动势，再用欧姆定律求电流大小。(2)物块离开地面时，金属杆受安培力的大小是多少？提示：安培力等于物块重力。尝试解答选AD。磁场的磁感应强度方向向上，逐渐增强，由楞次定律可得感应电流的方向是从a向b，A正确；磁场的磁感应强度随时间均匀变化，则k，ESkS，I，物块恰好离开地面时有BIlmg，其中Bkt，解得t，B错误；物块离开地面前定值电阻上产生的热量为QI2Rt，C错误；物块离开地面前流过定值电阻的电荷量为qIt，D正确。总结升华法拉第电磁感应定律的规范应用(1)一般解题步骤分析穿过闭合电路的磁场方向及磁通量的变化情况；利用楞次定律确定感应电流的方向；灵活选择法拉第电磁感应定律的不同表达形式列方程求解。(2)应注意的问题用公式EnS求感应电动势时，S为线圈在磁场范围内的有效面积，且不变，在Bt图象中为图线切线的斜率。变式1(2018安徽百所重点中学模拟)(多选)一圆形线圈的匝数n10，面积S50 cm2，电阻r1 ，线圈外接一个阻值R4 的电阻，如图甲所示。t0时刻把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示。下列说法正确的是()A线圈中感应电流沿顺时针方向B线圈电阻r消耗的电功率为4104 WC电阻R两端的电压为0.1 VD前2 s内通过电阻R的电荷量为零答案AB解析由楞次定律可知，线圈中感应电流沿顺时针方向，A正确；由法拉第电磁感应定律知，线圈中产生的感应电动势恒为E0.1 V，根据闭合电路欧姆定律知，回路中的电流I0.02 A，则线圈电阻r消耗的电功率为PI2r4104 W，B正确；电阻R两端的电压UIR0.08 V，C错误；前2 s内通过电阻R的电荷量qIt0.04 C，D错误。考点2导体切割磁感线产生感应电动势的计算切割磁感线的那部分导体相当于电路中的电源，常见的情景有以下两种：1导体平动切割磁感线对于导体平动切割磁感线产生感应电动势的计算式EBlv，应从以下几个方面理解和掌握。(1)正交性本公式是在一定条件下得出的，除了磁场是匀强磁场，还需B、l、v三者相互垂直。当它们不相互垂直时，应取垂直的分量进行计算。如果v与l垂直，且B与l垂直，v与B的夹角为，则EBlvsin；如果l与B垂直，且v与B垂直，l与v的夹角为，则EBlvsin；如果l与v垂直，且B与v垂直，l与B的夹角为，则EBlvsin。(2)平均性导体平动切割磁感线时，若v为平均速度，则E为平均感应电动势，即Bl。(3)瞬时性导体平动切割磁感线时，若v为瞬时速度，则E为相应的瞬时感应电动势。(4)有效性公式中的l为导体有效切割长度，即导体在与v共同所在平面上垂直于v的方向上的投影长度。下图中有效长度分别为：甲图：lcdsin(容易错算成labsin)。乙图：沿v1方向运动时，lMN；沿v2方向运动时，l0。丙图：沿v1方向运动时，lR；沿v2方向运动时，l0；沿v3方向运动时，lR。(5)相对性EBlv中的速度v是相对于磁场的速度，若磁场也运动时，应注意速度间的相对关系。2导体转动切割磁感线当导体在垂直于磁场的平面内，绕一端以角速度匀速转动时，产生的感应电动势为EBlBl2，如图所示。(1)以中点为轴时，E0(相同两段的代数和)。(2)以端点为轴时，EBl2(平均速度取中点位置的线速度l)。(3)以任意点为轴时，EB(ll)(不同两段的代数和，其中l1l2)。例2(2015安徽高考)如图所示，abcd为水平放置的平行“匚”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金属杆的发热功率为解题探究(1)金属杆MN的有效切割长度为多少？提示：l。(2)金属杆电阻多大？提示：Rr。尝试解答选B。金属杆MN切割磁感线产生的电动势EBlv，故A错误。金属棒电阻Rr，所以电路中感应电流大小为I，故B正确。金属杆所受安培力大小FBI，故C错误。金属杆的发热功率PI2R，故D错误。总结升华变式21(2015全国卷)如图，直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向平行于ab边向上。当金属框绕ab边以角速度逆时针转动时，a、b、c三点的电势分别为Ua、Ub、Uc。已知bc边的长度为l。下列判断正确的是()AUaUc，金属框中无电流BUbUc，金属框中电流方向沿abcaCUbcBl2，金属框中无电流DUacBl2，金属框中电流方向沿acba答案C解析在三角形金属框内，有两边切割磁感线，其一为bc边，根据EBlv可得：电动势大小为Bl2；其二为ac边，ac边有效的切割长度为l，根据EBlv，可得：电动势大小也为Bl2；由右手定则可知：金属框内无电流，且UcUbUa，A、B、D错误；UbcUacBl2，C正确。变式22(2017江苏高考)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(1)MN刚扫过金属杆时，金属杆的感应电动势EBdv0回路的感应电流I由式解得I(2)金属杆所受的安培力FBId由牛顿第二定律得，对金属杆Fma由式得a(3)金属杆切割磁感线的相对速度vv0v感应电动势EBdv感应电流的电功率P由式得P。考点3通电自感和断电自感1自感现象的四大特点(1)自感电动势总是阻碍导体中原电流的变化。(2)通过线圈中的电流不能发生突变，只能缓慢变化。(3)电流稳定时，自感线圈就相当于普通导体。(4)线圈的自感系数越大，自感现象越明显，自感电动势只是延缓了过程的进行，但它不能使过程停止，更不能使过程反向。2自感中“闪亮”与“不闪亮”问题与线圈串联的灯泡与线圈并联的灯泡电路图通电时电流逐渐增大，灯泡逐渐变亮电流突然增大，灯泡立刻变亮，然后电流逐渐减小达到稳定，灯泡比刚通电时暗些断电时电流逐渐减小，灯泡逐渐变暗，电流方向不变电路中稳态电流为I1、I2若I2I1，灯泡逐渐变暗；若I2I1，灯泡闪亮后逐渐变暗。两种情况灯泡中电流方向均改变例3(人教版选修32P25T3改编)如图所示，线圈L的自感系数很大，且其电阻可以忽略不计，L1、L2是两个完全相同的小灯泡，随着开关S闭合和断开的过程中，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立即不亮，L1逐渐变亮BS闭合，L1亮度不变，L2很亮；S断开，L1、L2立即不亮CS闭合，L1、L2同时亮，而后L1逐渐熄灭，L2亮度不变；S断开，L2立即不亮，L1亮一下才灭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亮一下才灭解题探究(1)开关闭合瞬间、电路稳定时、开关断开瞬间线圈分别相当于什么？提示：L分别相当于阻值减小的大电阻、导线、电动势减小的电源。(2)当自感电流满足什么条件时，灯泡L1才会闪一下？提示：当自感电流大于电路稳定时灯泡L1的原电流时灯泡L1才会闪一下。尝试解答选D。S闭合瞬间，自感线圈L相当于一个大电阻，以后阻值逐渐减小到0，所以观察到的现象是灯泡L1和L2同时亮，以后L1逐渐变暗到熄灭，L2逐渐变得更亮。S断开瞬间，自感线圈相当于一个电动势逐渐减小的内阻不计的电源，它与灯泡L1组成闭合回路，所以L2立即熄灭，L1亮一下才熄灭。所以A、B、C选项都是错误的，只有D选项正确。总结升华(1)断电自感现象中电流方向是否改变的判断：与线圈在同一条支路的用电器中的电流方向不变；与线圈并联的用电器中的电流方向改变。(2)通电自感：线圈相当于一个变化的电阻阻值由无穷大逐渐减小，通电瞬间自感线圈处相当于断路。(3)断电自感：断电时自感线圈相当于电源，电动势由某值逐渐减小到零。(4)电流稳定时，自感线圈就是导体，是否需要考虑其电阻，根据题意而定。变式31(多选)如图甲、乙所示的电路中，电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，且小于灯泡A的电阻，接通S，使电路达到稳定，灯泡A发光，则()A在电路甲中，断开S后，A将逐渐变暗B在电路甲中，断开S后，A将先变得更亮，然后才逐渐变暗C在电路乙中，断开S后，A将逐渐变暗D在电路乙中，断开S后，A将先变得更亮，然后才逐渐变暗答案AD解析在电路甲中，灯A和线圈L串联，它们的电流相同，断开S时，线圈上产生自感电动势，阻碍原来通过它的电流减小，但流过灯A的电流仍逐渐减小，故灯A逐渐变暗。在电路乙中，电阻R和灯A串联，灯A的电阻大于线圈L的电阻，电流则小于线圈L中的电流，断开S时，电源不再给灯供电，而线圈产生自感电动势阻碍通过它本身的电流减小，通过A、R形成回路，灯A中电流突然变大，灯A变得更亮，然后渐渐变暗，故A、D正确。变式32(多选)如图所示的电路中，L是一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，D1、D2和D3是三个完全相同的灯泡，E是内阻不计的电源。在t0时刻，闭合开关S，电路稳定后在t1时刻断开开关S。规定电路稳定时流过D1、D2的电流方向为正方向，分别用I1、I2表示流过D1和D2的电流，则四个选项中能定性描述电流I随时间t变化关系的是()答案BC解析闭合开关S，D1缓慢变亮，D2和D3立即变亮。在t1时刻断开开关S后，由于自感现象，通过D1的电流逐渐减小，方向不变，而通过D2和D3的电流方向立即改变，且电流大小先变大后逐渐减小，B、C正确。高考模拟 随堂集训1(2018全国卷)(多选)如图a，在同一平面内固定有一长直导线PQ和一导线框R，R在PQ的右侧。导线PQ中通有正弦交流电流i，i的变化如图b所示，规定从Q到P为电流的正方向。导线框R中的感应电动势()A在t时为零B在t时改变方向C在t时最大，且沿顺时针方向D在tT时最大，且沿顺时针方向答案AC解析由图b可知，导线PQ中电流在t时达到最大值，变化率为零，导线框R中磁通量变化率为零，根据法拉第电磁感应定律，在t时导线框中产生的感应电动势为零，A正确；在t时，导线PQ中电流图象斜率正负不变，导致导线框R中磁通量变化率的正负不变，根据楞次定律，所以在t时，导线框中产生的感应电动势方向不变，B错误；由于在t时，导线PQ中电流图象斜率最大，电流变化率最大，导致导线框R中磁通量变化率最大，根据法拉第电磁感应定律，在t时导线框中产生的感应电动势最大，由楞次定律可判断出感应电动势的方向为顺时针方向，C正确；由楞次定律可判断出在tT时感应电动势的方向为逆时针方向，D错误。2(2017全国卷)(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a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b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，故B正确。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 T，故A错误。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，故C正确。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 N，故D错误。3(2017北京高考)图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图，L1和L2为电感线圈。实验时，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S2，灯A2逐渐变亮，而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2与A3的亮度相同。下列说法正确的是()A图1中，A1与L1的电阻值相同B图1中，闭合S1，电路稳定后，A1中电流大于L1中电流C图2中，变阻器R与L2的电阻值相同D图2中，闭合S2瞬间，L2中电流与变阻器R中电流相等答案C解析断开开关S1瞬间，线圈L1产生自感电动势，阻碍电流的减小，通过L1的电流反向通过灯A1，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗，说明IL1IA1，即RL1RA1，故A错误。图1中，闭合S1，电路稳定后，因为RL1t0)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B1SktS设在从t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tt0时，金属棒已越过MN。由于金属棒在MN右侧做匀速运动，有F恒F安设此时回路中的电流为I，F安的大小为F安B0lI此时金属棒与MN之间的距离为sv0(tt0)匀强磁场穿过回路的磁通量为B0ls回路的总磁通量为t式中，仍如式所示。由式得，在时刻t(tt0)穿过回路的总磁通量为tB0lv0(tt0)kSt在t到tt的时间间隔内，总磁通量的改变量为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恒(B0lv0kS)。配套课时作业时间：45分钟满分：100分一、选择题(本题共8小题，每小题8分，共64分。其中 15为单选，68为多选)1.(2016浙江高考)如图所示，a、b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成，匝数均为10匝，边长la3lb，图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大，不考虑线圈之间的相互影响，则()A两线圈内产生顺时针方向的感应电流Ba、b线圈中感应电动势之比为91Ca、b线圈中感应电流之比为34Da、b线圈中电功率之比为31答案B解析磁场均匀增大，穿过两线圈的磁通量增大，根据楞次定律可知两线圈内会产生逆时针方向的感应电流，A错误；由法拉第电磁感应定律Ennl2，得，B正确；由电阻定律R，得，由闭合电路欧姆定律可得I，即，C错误；由P得，D错误。2(2018内蒙古部分学校期中)如图甲所示，固定闭合线圈abcd处于方向垂直纸面向外的磁场中，磁感线分布均匀，磁场的磁感应强度大小B随时间t的变化规律如图乙所示，则下列说法正确的是()At1 s时，ab边受到的安培力方向向左Bt2 s时，ab边受到的安培力为0Ct2 s时，ab边受到的安培力最大Dt4 s时，ab边受到的安培力最大答案B解析由题图知，02 s内磁感应强度大小逐渐增大，根据楞次定律知线圈中产生感应电流的方向为顺时针方向，根据左手定则判断知ab边受到的安培力方向向右，A错误；t2 s时，0，感应电流I0，安培力F0，B正确，C错误；t4 s时，B0，安培力F0，D错误。3(2018厦门二模)法拉第发明了世界上第一台发电机法拉第圆盘发电机，原理如图所示。铜质圆盘水平放置在竖直向下的匀强磁场中，圆盘圆心处固定一个带摇柄的转轴，边缘和转轴处各有一个铜电刷与其紧贴，用导线将电刷与电阻R连接起来形成回路，其他电阻均不计。转动摇柄，使圆盘沿如图所示的方向匀速转动。已知匀强磁场的磁感应强度为B，圆盘半径为r，电阻的功率为P。则()A圆盘转动的角速度为，流过电阻R的电流方向为从c到dB圆盘转动的角速度为，流过电阻R的电流方向为从d到cC圆盘转动的角速度为，流过电阻R的电流方向为从c到dD圆盘转动的角速度为，流过电阻R 的电流方向为从d到c答案D解析圆盘沿如图所示方向匀速转动，由右手定则判断出流过R的感应电流方向为从d到c，A、C错误。电动势EBr2，由P联立得，故D正确，B错误。4(2018徐州模拟)如图所示，电路中有三个相同的灯泡L1、L2、L3，电感线圈L的电阻可忽略，D为理想二极管。下列说法正确的是()A闭合开关S的瞬间，L3立即变亮，L1、L2逐渐变亮B闭合开关S的瞬间，L2、L3立即变亮，L1逐渐变亮C断开开关S的瞬间，L2立即熄灭，L1先变亮一下然后才熄灭D断开开关S的瞬间，L2立即熄灭，L3先变亮一下然后才熄灭答案B解析开关S闭合的瞬间，由于自感线圈L产生自感电动势的作用，L1逐渐变亮，而L2、L3立即变亮，故A错误，B正确。断开开关S的瞬间，线圈L和L1、L3构成回路，因原来L1、L3两支路电流相等，所以L1、L3逐渐熄灭，L2立即熄灭，故C、D错误。5(2018石家庄二模)如图甲所示，导体棒MN置于水平导轨上，P、Q之间有阻值为R的电阻，PQNM所围的面积为S，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磁场，规定磁场方向竖直向上为正，在02t0时间内磁感应强度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内，导体棒受到导轨的摩擦力方向相同B在t02t0内，通过电阻R的电流方向为P到QC在0t0内，通过电阻R的电流大小为D在02t0内，通过电阻R的电荷量为答案D解析由楞次定律和右手定则，结合题图可知0t0时间内，通过电阻R的电流方向为PQ，t02t0时间内，电流方向为QP，B项错误；由左手定则可知，两段时间内安培力方向相反，故导体棒所受静摩擦力方向相反，A项错误；由法拉第电磁感应定律可知，0t0时间内，E1，所以通过R的电流I1，C项错误；在02t0时间内，PQNM范围内磁通量变化量为B0S，则通过电阻R的电荷量q2t02t02t0，D项正确。6(2018保定二模)如图所示，两根平行光滑金属导轨MN和PQ放置在水平面内，间距为L，电阻不计。磁感应强度为B的匀强磁场垂直轨道平面向下，两导轨之间连接的电阻阻值为R。在导轨上有一均匀金属棒ab，其长度为2L、阻值为2R，金属棒与导轨垂直且接触良好，接触点为c、d。在ab棒上施加水平拉力使其以速度v向右匀速运动，设金属导轨足够长。下列说法正确的是()A金属棒c、d两点间的电势差为BLvB金属棒a、b两点间的电势差为BLvC通过电阻的电流大小为D水平拉力的功率为答案BD解析导体棒以速度v向右匀速运动，电动势EcdBLv，Eab2BLv，cd与导轨间电阻R组成闭合回路，UcdRBLv，故A错误。UabEacUcdEdb，其中EacEdbBLv，所以UabBLv，故B正确。通过电阻的电流I，故C错误。水平拉力的功率PFv，其中FFA，FABIL，联立得P，故D正确。7(2018长沙重点中学联考)如图所示，水平面内固定两根足够长的金属导轨MN、MN，其电阻不计，两导轨之间存在竖直向下的匀强磁场。现将两根粗细均匀的相同铜棒ab、cd放在两导轨上，若两棒从图示位置开始以相同的速度沿MN方向做匀速直线运动，运动过程中两棒始终与两导轨接触良好，且始终与导轨MN垂直，不计一切摩擦，则下列说法正确的是()A回路中有顺时针方向的感应电流B回路中总的感应电动势不变C回路中的感应电流不变D回路中的热功率不断减小答案BD解析两棒沿MN方向做匀速直线运动，穿过回路的磁通量不断增大，根据楞次定律知，回路中有逆时针方向的感应电流，A错误；设开始时两棒间的距离为L，两导轨间的夹角为，则回路中总的感应电动势EBLtanv，恒定，B正确；回路中总的感应电流I，由于运动过程中两棒在两导轨间的总电阻R不断增大，故I不断减小，C错误；根据P知，回路中的热功率不断减小，D正确。8(2018江西南昌二中期末)在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一与磁场方向垂直、长度为L的金属杆aO，已知abbccO，a、c与磁场中以O为圆心的同心圆(都为部分圆弧)金属轨道始终接触良好。一电容为C的电容器接在轨道上，如