L单元电磁感应

1、L 单元单元电磁感应电磁感应L1电磁感应现象、楞次定律16L1L22016北京卷 如图 1所示，匀强磁场中有两个导体圆环 a、b，磁场方向与圆环所在平面垂直磁感应强度 B 随时间均匀增大两圆环半径之比为 21，圆环中产生的感应电动势分别为 Ea和 Eb，不考虑两圆环间的相互影响下列说法正确的是()图 1AEaEb41，感应电流均沿逆时针方向BEaEb41，感应电流均沿顺时针方向CEaEb21，感应电流均沿逆时针方向DEaEb21，感应电流均沿顺时针方向16B解析 由法拉第电磁感应定律可知 Ent，则 EnBtR2.由于 RaRb21，则 EaEb41.由楞次定律和安培定则可以判断产生顺时针方向

2、的电流选项 B 正确6 L1 2016江苏卷 电吉他中电拾音器的基本结构如图 1所示， 磁体附近的金属弦被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生感应电流，电流经电路放大后传送到音箱发出声音，下列说法正确的有()图 1A选用铜质弦，电吉他仍能正常工作B取走磁体，电吉他将不能正常工作C增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势D磁振动过程中，线圈中的电流方向不断变化6BCD解析 选用铜质弦时，不会被磁化，不会产生电磁感应现象，电吉他不能正常工作，选项 A 错误；取走磁体时，金属弦磁性消失，电吉他不能正常工作，选项 B 正确；根据法拉第电磁感应定律可知，增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势，选项 C 正确；

3、根据楞次定律可知，磁振动过程中，线圈中的电流方向不断变化，选项 D 正确L2法拉第电磁感应定律、自感20L22016全国卷 法拉第圆盘发电机的示意图如图 1所示铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片 P、Q 分别与圆盘的边缘和铜轴接触圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场 B中圆盘旋转时，关于流过电阻 R 的电流，下列说法正确的是()图 1A若圆盘转动的角速度恒定，则电流大小恒定B若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿 a 到 b 的方向流动C若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可能发生变化D若圆盘转动的角速度变为原来的 2 倍，则电流在 R 上的热功率也变为原来的 2 倍20AB解析 将圆盘

4、看成由无数辐条组成，各辐条都在切割磁感线，从而产生感应电动势，出现感应电流，当圆盘顺时针转动时(从上往下看)，根据右手定则可判断，圆盘上感应电流从边缘向中心，流过电阻 R 的电流方向从 a 到 b，B 正确；由法拉第电磁感应定律可得，感应电动势 EBLv12BL2，而 IER，故 A 正确，C 错误；当角速度变为原来的 2倍时，感应电动势 E12BL2变为原来的 2 倍，感应电流 I 变为原来的 2 倍，电流在 R 上的热动率 PI2R 变为原来的 4 倍，D 错误21L2M12016全国卷 如图所示，M 为半圆形导线框，圆心为 OM；N 是圆心角为直角的扇形导线框，圆心为 ON；两导线框在同

5、一竖直面(纸面)内；两圆弧半径相等；过直线 OMON的水平面上方有一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面现使线框 M、N 在 t0 时从图示位置开始，分别绕垂直于纸面、且过 OM和 ON的轴，以相同的周期 T 逆时针匀速转动，则()图 1A两导线框中均会产生正弦交流电B两导线框中感应电流的周期都等于 TC在 tT8时，两导线框中产生的感应电动势相等D两导线框的电阻相等时，两导线框中感应电流的有效值也相等21BC解析 设导线圈半径为 l，角速度为，两导线框切割磁感线的等效长度始终等于圆弧半径，因此在产生感应电动势时其瞬时感应电动势大小始终为 E12Bl2，但进磁场和出磁场时电流方向相反，所以线框中应该产

6、生方波交流式电，如图所示，A 错误；由 T2可知，两导线框中感应电流的周期相同，均为 T，B 正确；在 tT8时，两导线框均在切割磁感线， 故两导线框中产生的感应电动势均为12Bl2， C 正确； 对于线框 M， 有E2RT2E2RT2U2有MRT，解得 U有ME；对于线框 N，有E2RT40E2RT40U2有NRT，解得 U有N22E，故两导线框中感应电流的有效值并不相等，D 错误13D4、D5、L2、L32016江苏卷 据报道，一法国摄影师拍到“天宫一号”空间站飞过太阳的瞬间照片中，“天宫一号”的太阳帆板轮廓清晰可见如图所示，假设“天宫一号”正以速度 v7.7 km/s 绕地球做匀速圆周运

7、动， 运动方向与太阳帆板两端 M、 N 的连线垂直， M、 N 间的距离 L20 m， 地磁场的磁感应强度垂直于 v， MN 所在平面的分量 B1.0105T，将太阳帆板视为导体图 1(1)求 M、N 间感应电动势的大小 E；(2)在太阳帆板上将一只“1.5 V，0.3 W”的小灯泡与 M、N 相连构成闭合电路，不计太阳帆板和导线的电阻试判断小灯泡能否发光，并说明理由；(3)取地球半径R6.4103km， 地球表面的重力加速度g9.8 m/s2， 试估算“天宫一号”距离地球表面的高度 h(计算结果保留一位有效数字)13答案 (1)1.54 V(2)不能，理由见解析(3)4105m解析 (1)法

8、拉第电磁感应定律 EBLv，代入数据得 E1.54 V(2)不能，因为穿过闭合回路的磁通量不变，不产生感应电流(3)在地球表面有 GMmR2mg匀速圆周运动 GMm（Rh）2mv2Rh解得 hgR2v2R，代入数据得 h4105m(数量级正确都算对)16L1L22016浙江卷 如图 12 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()图 12A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

9、线圈中电功率之比为 3116B解析 由楞次定律可判断，两线圈中产生的感应电流均沿逆时针方向，选项 A错误；由 EnBtS，Sl2，RlS，IER，PE2R，可知 Ea：Eb9：1，Ia：Ib3：1，Pa：Pb27：1，选项 B 正确，选项 C、D 错误L3电磁感应与电路的综合L4电磁感应与力和能量的综合24L4 2016全国卷 如图 1，两固定的绝缘斜面倾角均为，上沿相连两细金属棒ab(仅标出 a 端)和 cd(仅标出 c 端)长度均为 L，质量分别为 2m 和 m；用两根不可伸长的柔软轻导线将它们连成闭合回路 abdca，并通过固定在斜面上沿的两光滑绝缘小定滑轮跨放在斜面上，使两金属棒水平右

10、斜面上存在匀强磁场，磁感应强度大小为 B，方向垂直于斜面向上，已知两根导线刚好不在磁场中，回路电阻为 R，两金属棒与斜面间的动摩擦因数均为，重力加速度大小为 g，已知金属棒 ab 匀速下滑求：()(1)作用在金属棒 ab 上的安培力的大小；(2)金属棒运动速度的大小图 1答案 (1)mg(sin3cos)(2)(sin3cos)mgRB2L2解析 (1)设导线的张力的大小为 T，右斜面对 ab 棒的支持力的大小为 N1，作用在 ab 棒上的安培力的大小为 F，左斜面对 cd 棒的支持力大小为 N2，对于 ab 棒，由力的平衡条件得2mgsinN1TFN12mgcos对于 cd 棒，同理有mgs

11、inN2TN2mgcos联立式得Fmg(sin3cos)(2)由安培力公式得FBIL这里 I 是回路 abdca 中的感应电流，ab 棒上的感应电动势为BLv式中，v 是 ab 棒下滑速度的大小，由欧姆定律得IR联立式得v(sin3cos)mgRB2L224L42016全国卷 如图 1所示，水平面(纸面)内间距为 l 的平行金属导轨间接一电阻，质量为 m、长度为 l 的金属杆置于导轨上t0 时，金属杆在水平向右、大小为 F 的恒定拉力作用下由静止开始运动t0时刻，金属杆进入磁感应强度大小为 B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域，且在磁场中恰好能保持匀速运动杆与导轨的电阻均忽略不计，两者始终保持

12、垂直且接触良好，两者之间的动摩擦因数为.重力加速度大小为 g.求：(1)金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小；(2)电阻的阻值图 124答案 (1)Blt0Fmg(2)B2l2t0m解析 (1)设金属杆进入磁场前的加速度大小为 a，由牛顿第二定律得maFmg设金属杆到达磁场左边界时的速度为 v，由运动学公式有 vat0当金属杆以速度 v 在磁场中运动时，由法拉第电磁感应定律，杆中的电动势为EBlv联立式可得EBlt0Fmg(2)设金属杆在磁场区域中匀速运动时，金属杆中的电流为 I，根据欧姆定律IER式中 R 为电阻的阻值金属杆所受的安培力为fBIl因金属杆做匀速运动，由牛顿运动定律得Fmgf

13、0联立式得RB2l2t0m7L4 2016四川卷 如图 1所示，电阻不计、间距为 l 的光滑平行金属导轨水平放置于磁感应强度为 B、方向竖直向下的匀强磁场中，导轨左端接一定值电阻 R.质量为 m、电阻为r 的金属棒 MN 置于导轨上， 受到垂直于金属棒的水平外力 F 的作用由静止开始运动， 外力 F与金属棒速度 v 的关系是 FF0kv(F0、k 是常量)，金属棒与导轨始终垂直且接触良好金属棒中感应电流为 i，受到的安培力大小为 FA，电阻 R 两端的电压为 UR，感应电流的功率为P，它们随时间 t 变化图像可能正确的有()图 1图 17BC解析 设金属棒在某一时刻速度为 v，由题意可知，感应

14、电动势 EBlv，感应电流 IERrBlRrv，即 Iv；安培力 FABIlB2l2Rrv，方向水平向左，即 FAv；R 两端电压 URIRBlRRrv，即 URv；感应电流功率 PEIB2l2Rrv2，即 Pv2.分析金属棒运动情况，由牛顿第二定律可得 F合FFAF0kvB2l2RrvF0kB2l2Rr v，而加速度 aF合m.因为金属棒从静止出发，所以 F00，且 F合0，即 a0，加速度方向水平向右(1)若 kB2l2Rr，F合F0，即 aF0m，金属棒水平向右做匀加速直线运动，有 vat，说明vt，即 It，FAt，URt，Pt2，所以在此情况下没有选项符合；(2)若 kB2l2Rr，

15、F合随 v 增大而增大，即 a 随 v 增大而增大，说明金属棒在做加速度增大的加速运动，根据四个物理量与速度的关系可知 B 选项符合；(3)若 kt0)穿过回路的总磁通量和金属棒所受外加水平恒力的大小图 125答案 (1)kt0SR(2)B0lv0(tt0)kSt(B0lv0kS)B0lR解析 (1)在金属棒未越过 MN 之前，t 时刻穿过回路的磁通量为ktS设在从 t 时刻到 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 Et由欧姆定律有 iER由电流的定义有 iqt联立式得|q|kSRt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|kt0SR(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 fF式中，