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文档简介

第2讲法拉第电磁感应定律涡流和自感

|1夯实必备知识

一、法拉第电磁感应定律

1.感应电动势

(1)感应电动势:在电磁感应现象中产生的电动势。

⑵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。

⑶方向判断:感应电动势的方向用楞次定律或右手定则判断。

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:E=n=,其中〃为线圈匝数。

(3)感应电流与感应电动势的关系/=充。

3.导线切割磁感线时的感应电动势

⑴导线垂直切割磁感线时,感应电动势式中/为导线切割磁感线的有效

长度。

(2)导体棒在匀强磁场中以端点为轴、垂直于磁感线方向匀速转动产生感应电动势

-10

E=BIV=2BPCD

【自测】将多匝闭合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

二、涡流、电磁阻尼、电磁驱动和自感

1.涡流现象

(1)涡流:块状金属放在变化磁场中,或者让它在磁场中运动时,金属块内产生的

漩涡状感应电流。

⑵产生原因:金属块内磁通量变化f感应电动势f感应电流。

2.电磁阻尼

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。

3.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,使导体受到玄埴力的作用,

安培力使导体运动起来。

4.自感现象

(1)概念:当一个线圈中的电流变化时,它所产生的变化的磁场在线圈本身激发出

感应电动势的现象称为自感,由于自感而产生的感应电动势叫作自感电动势。

(2)表达式:E=L^o

(3)自感系数L的影响因素:与线圈的大小、形状、匝数以及是否有铁芯有关。

L研透命题要点

命题点一法拉第电磁感应定律的理解及应用

1.三种情况

⑴当△。仅由8的变化引起时,则E=〃岩。

(2)当△⑦仅由S的变化引起时,则石=〃等。

⑶当△⑦由8、S的变化同时引起时,则后=〃丝也评包W然户。

2.磁通量的变化率等是。一f图像上某点切线的斜率。利用斜率和线圈匝数可确

定电动势的大小。

【真题示例1】(2020•天津卷,10)如图1所示,垂直于纸面向里的匀强磁场,磁

感应强度8随时间f均匀变化。正方形硬质金属框"〃放置在磁场中,金属框平

面与磁场方向垂直,电阻R=0.1Q,边长/=0.2m。求:

(1)在,=0至h=o.ls时间内,金属框中的感应电动势E;

(2)/=0.05s时,金属框ab边受到的安培力F的大小和方向;

(3)在,=0至h=0.1s时间内,金属框中电流的电功率产。

答案(1)0.08V(2)0.016N方向垂直于必向左(3)0.064W

解析(1)在f=0到t=0.1s的时间加内,磁感应强度的变化量△B=0.2T,设穿

过金属框的磁通量变化量为△0,有

A0=AfiZ20

由于磁场均匀变化,金属框中产生的电动势是恒定的,有后=等②

联立①②式,代入数据解得E=0。8V③

(2)设金属框中的电流为/,由闭合电路欧姆定律,有/=骨)

由图可知,f=0.05s时,磁感应强度为

81=0.1T

金属框ah边受到的安培力F=IlBi⑤

联立①②④⑤式,代入数据解得F=0.016N⑥

由楞次定律知金属框中电流方向为顺时针,由左手定则知,必边受到安培力方向

垂直于ab向左。

⑶在r=0到/=0.1s时间内,金属框中电流的电功率P=/2R⑦

联立①②④⑦式,代入数据解得

P=0.064Wo

【针对训练1](2021.湖北武汉市4月质检)如图2甲所示,虚线MN左、右两侧

的空间均存在与纸面垂直的匀强磁场,右侧匀强磁场的方向垂直纸面向外,磁感

应强度大小恒为B);左侧匀强磁场的磁感应强度B随时间f变化的规律如图乙所

示,规定垂直纸面向外为磁场的正方向。一硬质细导线的电阻率为p、横截面积

为So,将该导线做成半径为/•的圆环固定在纸面内,圆心。在MN上。求:

(1产颉寸,圆环受到的安培力;

⑵在。〜京o内,通过圆环的电荷量。

答案(1)里警方向垂直于MN向左

3BorSo

⑵*

解析(1)根据法拉第电磁感应定律,圆环中产生的感应电动势后=等5

其中S/

由图乙可知后=而

根据欧姆定律有/

根据电阻定律有

t=5()时,圆环受到的安培力

F=Bo/-(2r)+y/-(2r)

联豆解传F=^-

安培力方向垂直于MN向左。

(2)通过圆环的电荷量q=l\t

根据欧姆定律和法拉第电磁感应定律有

;E-A0

/=4£=A7

3,

在。〜,0内,圆环磁通量的变化量为

A区n1.Bo1

A0=i7-r5•,兀广9

联立解得

命题点二导体切割磁感线产生感应电动势

1.大小计算

切割方式表达式

垂直切割E=Blv

倾斜切割E=Blvsin0,其中。为。与3的夹角

旋转切割(以一

E=^B12CO

端为轴)

2.方向判断

(1)把产生感应电动势的那部分电路或导体当作电源的内电路,那部分导体相当于

电源。

(2)若电路是不闭合的,则先假设有电流通过,然后应用楞次定律或右手定则判断

出电流的方向。

(3)电源内部电流的方向是由负极(低电势)流向正极(高电势),外电路顺着电流方向

每经过一个电阻电势都要降低。

类型1平动切割磁感线

【真题示例2】(2020•江苏卷,15)如图3所示,电阻为0.1Q的正方形单匝线圈

乃川的边长为0.2m,次边与匀强磁场边缘重合。磁场的宽度等于线圈的边长,

磁感应强度大小为0.5T。在水平拉力作用下,线圈以8m/s的速度向右穿过磁场

区域。求线圈在上述过程中

XX

XX

XX

XX

XX

XX

图3

(1)感应电动势的大小E;

⑵所受拉力的大小F;

(3)感应电流产生的热量Q.

答案(1)0.8V(2)0.8N(3)0.32J

解析(1)感应电动势

代入数据得E=0.8V。

E

(2)感应电流/=斤

拉力的大小等于安培力,即户

解得尸=一五一,代入数据得尸=0.8N。

_21

(3)运动时间t=~

焦耳定律Q=/2R/

2a2/37,

解得。=—^一,代入数据得。=0.32J。

类型2转动切割磁感线

【真题示例3】(多选)(2021•广东卷)如图4所示,水平放置足够长光滑金属导轨

abc和de,ab与de平行,匕c是以。为圆心的圆弧导轨。圆弧be左侧和扇形Obc

内有方向如图的匀强磁场。金属杆OP的。端与e点用导线相接,P端与圆弧儿

接触良好。初始时,可滑动的金属杆MN静止在平行导轨上。若杆OP绕。点在

匀强磁场区内从方到c匀速转动时,回路中始终有电流,则此过程中,下列说法

正确的有()

图4

A.杆OP产生的感应电动势恒定

B.杆OP受到的安培力不变

C.杆MN做匀加速直线运动

D.杆MN中的电流逐渐减小

答案AD

解析根据转动切割磁感线产生感应电动势的公式可知EOP=)/2处由于杆。尸

匀速转动,故A正确;OP切割磁感线,产生感应电流,由右手定则可判断出MN

中电流为从M到N,根据左手定则可知MN所受安培力向左,MN向左运动,切

割磁感线,产生由N到M的感应电流,与0P切割磁感线产生的感应电流方向相

反,故。尸与MN中的电流会逐渐减小,由尸=〃3可知,杆0P和MN所受安培

力逐渐减小,MN做加速度逐渐减小的加速运动,故B、C错误,D正确。

【针对训练21(多选)如图5所示,在纸面内有半圆形轻质导体框,。为圆心,

圆半径长为r,A0段、弧A3段的电阻均为R,8。段导体的电阻可忽略,磁感应

强度大小为3、方向垂直纸面向里的匀强磁场的边界与半圆直径重合,现用外力

使导体框在纸面内绕0点以角速度。沿顺时针方向,从图示位置匀速转动一周,

下列说法正确的是()

图5

A.圆弧AB段内电流方向总是从A流向8

B.转动的前半周内A、B两端电压为等

C.转动的后半周内通过。点的电荷量为喏

D.外力对线框做的功为噜^

答案CD

解析导体框转动的前半周内,A。切割磁感线,感应电动势为田=等,圆弧

A8段内电流方向从A流向B,AB段为外电路,故两端电压为〃=*1=等;转

动的后半周80段切割磁感线,感应电动势为及=等,圆弧段内电流方向

从B流向A,故A、B错误;转动的后半周穿过导线框的磁通量变化量为△◎=

]5兀B3

&B春,电路总电阻为2R,则转动的后半周内通过。点的电荷量为4=箸=一寸

ZZAZA

=喘故c正确;从图示位置匀速转动一周过程中,外力对线框做的功等于产

生的电能,则W蜷7=0^蟾=嚼^,故D正确。

Z.KZKCO4/\

规律总结

产生电动势的“四种”情形

磁场变化平动切割转动切割旋转切割

rx\XXXX山GB

XXXXX/XXa-------!--------

情景图(xxx)

XXXX。XX

\><Xx/

-------------------------------------------

XXXX1C

一段直导线绕一端垂直匀强绕与匀强磁场垂直

研究对回路(不一定

(或等效成直磁场匀速转动的的轴匀速转动的导

象闭合)

导线)一段导体棒线框

E=NBScosincot

(从中性面

2CD

表达式£=/7E=Blvsin0E=^B1

A7位置开始

计时)

题型自我感悟

1.求解部分导体切割磁感线运动产生的电动势应注意哪些问题?

提示首先要区别是平动切割还是转动切割。

(1)如果是导体棒在匀强磁场中平动切割时,L为导体切割磁感线的有效长度,。

为导体运动的速度,当导体棒匀变速运动时感应电动势为瞬时值。

(2)如果是转动切割,。应该是导体棒各部分转动线速度的平均速度。

2.感应电流通过导体棒是会受到安培力的作用,这个安培力方向如何?是否做

功?

提示感应电流受到的安培力与导体棒运动方向相反,做负功,把其他形式的能

转化为内能。

命题点三自感现象

1.自感现象的四大特点

(1)自感电动势总是阻碍线圈中原电流的变化。

(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.通电自感和断电自感的比较

【例4】(2021.天津红桥区一模)如图6所示灯泡AHA2的规格完全相同,线圈L

的电阻不计,下列说法中正确的是()

图6

A.当接通电路时,Ai和A2始终一样亮

B.当接通电路时,A2先达到最大亮度,Ai后达到最大亮度,最后两灯一样亮

C.当断开电路时,A2立即熄灭、Ai过一会儿才熄灭

D.当断开电路时,两灯都立即熄灭

答案B

解析当接通电路时,A2立即正常发光,而线圈中电流要增大,由于自感电动势

的阻碍,灯泡Ai中电流只能逐渐增大,则A2先达到最大亮度,Ai后达到最大亮

度,电路稳定后,最后两灯一样亮,故B正确,A错误;当断开电路时,A2原来

方向的电流立即减小为零,线圈中产生自感电动势,两灯泡串联和线圈组成回路,

由于线圈L的电阻不计,回路中电流从原来值逐渐减小到零,流过A2的电流与

原来方向相反,则Ai和A2都要过一会儿才熄灭,故C、D错误。

方法技巧

分析自感问题的三个技巧

通电自感:通电时自感线圈相当于一个

变化的电阻,阻值由无穷大逐渐减小

断电自感:断电时自感线圈相当于电源,

技电动势由某值逐渐减小到零

电流稳定时,自感线圈相当于导体,是

否需要考虑其电阻,根据题意而定

【针对训练3](多选)(2021.北京海淀区期末)物理课上,老师做了一个奇妙的

“自感现象”实验。按图7连接电路,先闭合开关S,电路稳定后小灯泡A正常

发光,然后断开开关S,同学们发现小灯泡A闪亮一下再熄灭。已知自感线圈L

的直流电阻为RL,小灯泡A正常发光时电阻为RA。下列说法中正确的是()

A.RL>RA

B.RL〈RA

C.断开开关S的瞬间,小灯泡A中的电流方向为。一。

D.断开开关S的瞬间,小灯泡A中的电流方向为。一a

答案BD

解析稳定时,灯泡A与线圈L并联,故两者电压相等,通过线圈的电流为

通过小灯泡的电流为及,由于稳定后开关S断开,小灯泡闪亮一下,可以判断

l\>h,结合欧姆定律可知,线圈L的电阻小于灯泡A的电阻,A错误,B正确;

在断开开关瞬间,线圈中产生自感电动势,线圈相当于电源,线圈右端为电源正

极,因此灯泡中的电流方向为A-a,C错误,D正确。

命题点四涡流、电磁阻尼和电磁驱动

【例5】(2021•广东佛山市南海区摸底)涡流内检测技术是一项用来检测各种金属

管道是否有破损的技术。图8是检测仪在管道内运动及其工作原理剖面示意图,

当激励线圈中通以正弦交流电时,金属管道壁内会产生涡流,涡流磁场会影响检

测线圈的电流。以下有关涡流及检测仪的说法正确的是()

图8

A.检测线圈消耗功率等于激励线圈输入功率

B.在管道内某处检测时,如果只增大激励线圈中交流电的频率,则检测线圈的

电流强度不变

C.在管道内某处检测时,如果只增大激励线圈中交流电的频率,则检测仪消耗

功率将变大

D.当检测仪从金属管道完好处进入到破损处检测时,管道壁中将产生更强的涡

答案C

解析激励线圈输入功率大于检测线圈消耗功率,管道壁中产生涡流,有一定的

热功率,尸源劭=尸检泓+P熟,故A错误;增大频率,检测线圈的磁通量变化率变大,

产生的感应电动势变大,则电流强度变大,故B错误;增大频率,检测线圈的功

率和管道产生的热功率变大,则检测仪消耗功率将变大,故C正确;当检测仪从

金属管完好处进入破损处检测时,厚度减小,则管道壁中产生的涡流变小,故D

错误。

【针对训练4】如图9甲所示是一个电磁阻尼现象演示装置,钢锯条上端固定在

支架上,下端固定有强磁铁,将磁铁推开一个角度释放,它会在竖直面内摆动较

长时间;如图乙所示,若在其正下方固定一铜块(不与磁铁接触),则摆动迅速停

止。关于实验以下分析与结论正确的是()

甲乙

图9

A.如果将磁铁的磁极调换,重复实验将不能观察到电磁阻尼现象

B.用闭合的铜制线圈替代铜块,重复试验将不能观察到电磁阻尼现象

C.在图乙情况中,下摆和上摆过程中磁铁和锯条组成的系统机械能均减少

D.在摆动过程中铜块不受磁铁的作用力

答案C

解析此现象的原理是当磁铁在铜块上面摆动时,在铜块中产生涡流,与磁场相

互作用阻碍磁铁的运动。如果将磁铁的磁极调换,重复实验仍能观察到电磁阻尼

现象,选项A错误;用闭合的铜制线圈替代铜块,仍能在线圈中产生感应电流,

从而对磁铁的运动产生阻碍作用,重复试验仍能观察到电磁阻尼现象,选项B错

误;在图乙情况中,下摆和上摆过程中均会产生涡流从而消耗机械能,磁铁和锯

条组成的系统机械能均减少,选项C正确;由上述分析可知,在摆动过程中铜块

对磁铁有阻碍作用,同时铜块也要受磁铁的作用力,选项D错误。

|1提升素养能力(限时:35分钟)

|A级基础对速练

对点练U法拉第电磁感应定律的理解和应用

1.半径为H的圆形线圈共有〃匝,总阻值为Ho,其中心位置处半径为r的虚线

范围内有匀强磁场,磁场方向垂直线圈平面,如图1所示,若初始的磁感应强度

为8,在时间,内均匀减小为0,则通过圆形线圈的电流为()

图1

A-nBuR1B.nBiir1

nBi2-rniBr2

r------D--------

JROJtRo

答案D

解析由法拉第电磁感应定律知后=7第=瞥《,则通过圆形线圈的电流/=5

△II1\0

2.(多选)(2021.北京海淀区期末)如图2所示,匀强磁场中有a、b两个闭合线圈,

它们用同样的导线制成,匝数均为〃匝,线圈半径打=2力。磁场方向与两线圈所

在平面垂直,磁感应强度3随时间均匀增大。两线圈中产生的感应电动势分别为

反和&,感应电流分别为和不考虑两线圈间的相互影响。下列说法中正确

的是()

图2

A.Ea:Eb=4:1,感应电流均沿逆时针方向

B.Ea:Eb=2:1,感应电流均沿顺时针方向

C.la:Ib=2:1,感应电流均沿逆时针方向

D.la:Ib=\:2,感应电流均沿顺时针方向

答案AC

解析设磁感应强度的变化率为幺由法拉第电磁感应定律£=〃娉,得忌

Eb=nknn,所以及:&=4:1,根据楞次定律,磁感应强度B随时间均匀增大,

所以感应电流均沿逆时针方向,故A正确,B错误;根据电阻定律可知,两线圈

的电阻之比等于周长之比,由欧姆定律/=?可得小〃=胃X华=2:1,故C正

K匕bKa

确,D错误。

3.(2021.新高考八省大联考)在如图3甲所示的电路中,螺线管匝数”=1000匝,

横截面积S=20cn?。螺线管导线电阻「=1.0Q,R]=4.0Q,&=5.0Q,C=30.。

在一段时间内,垂直穿过螺线管的磁场的磁感应强度B的方向如图甲所示,大小

按如图乙所示的规律变化,则下列说法中正确的是()

图3

A.螺线管中产生的感应电动势为1.2V

B.闭合S,电路中的电流稳定后电容器下极板带负电

C.闭合S,电路中的电流稳定后,电阻Ri的电功率为2.56X10-2w

D.S断开后,流经上的电荷量为1.8义IO"c

答案C

解析根据法拉第电磁感应定律£=/第="娉,解得E=0.8V,故A错误;根

据楞次定律可知,螺线管的感应电流盘旋而下,则螺线管下端是电源的正极,那

么电容器下极板带正电,故B错误;根据闭合电路欧姆定律,有/

R\+火2十r

0.08A,根据P=1~R\,解得「=2.56X10-2w,故c正确;S断开后,流经&

的电荷量即为S闭合时C板上所带的电荷量Q,电容器两端的电压为U=IRz=

0.4V,流经A的电荷量为Q=CU=1.2X10-50故D错误。

对点练迹导体切割磁感线产生感应电动势

4.(多选)(2021•江西省4月教学质量检测)如图4是金属圆盘发电机的原理图。匀

强磁场垂直于金属圆盘,电阻R通过导线与两块铜片电刷。、C连接,。、。分

别与转动轴和圆盘的边缘良好接触。圆盘绕通过圆心。的固定转动轴按图示顺时

针方向转动,电阻R中就有电流通过。则()

图4

A.电流方向由。经过电阻R流向C

B.通过电阻R的电流大小与铜盘的半径成正比

C.通过电阻R的电流大小与磁感应强度成正比

D.通过电阻H的电流大小与圆盘转动的角速度成正比

答案CD

解析金属圆盘按图示方向转动,切割磁感线,产生感应电动势,根据右手定则

可判断圆盘边缘电势比轴心电势高,故电流方向由。经过电阻R流向。,选项A

错误;根据法拉第电磁感应定律知感应电动势E=Blv=^BcoP,结合欧姆定律可

知,选项B错误,C、D正确。

5.(多选)(2021.河南新乡市摸底)如图5所示,固定在绝缘水平面上的半径r=0.2

m的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小8=0.1T的匀强磁场。金属

棒一端与圆环接触良好,另一端固定在竖直导电转轴0。上,随轴顺时针匀速转

动。在圆环的A点和电刷间接有阻值R=10Q的电阻和板间距d=0.01m的平行

板电容器,有一质量m=\g、电荷量<7=1X105C的颗粒在电容器极板间恰好处

于静止状态。取重力加速度大小g=10m/s2,不计其他电阻和摩擦,下列说法正

确的是()

A.电容器两极板间的电压为10V

B.电容器的上极板带正电荷

C.每秒钟通过电阻的电荷量为10C

D.金属棒转动的角速度大小为5X103^(战

答案AD

解析对电容器极板间的带电颗粒受力分析有q*mg,解得。=噜=

1X1O-3X10X0.01

V=10V,选项A正确;金属棒顺时针运动,由右手定则可知,

ixio-5

转轴中心的电势高于圆环边缘的电势,故电容器下极板带正电荷,选项B错误;

由欧姆定律可得通过电阻R的电流为/=g=兴A=1A,则每秒钟通过电阻的电

K1U

荷量。=〃=1X1C=1C,选项C错误;金属棒转动切割磁感线产生的感应电动

势为E=BKU=]B4CO,E=U=10V,解得①=§[=0]X022rad/s=5X10^rad/s,

选项D正确。

对点练El自感、涡流、电磁驱动和电磁阻尼

6.(2021•东北三省四市教研联合体模拟)磁电式电流表是常用的电学实验器材。如

图16所示,电表内部由线圈、磁铁、极靴、圆柱形软铁、螺旋弹簧等构成。下列

说法正确的是()

磁电式电表

结构的示意图

A.极靴与圆柱形软铁之间为匀强磁场

B.当线圈中电流方向改变时,线圈受到的安培力方向不变

C.通电线圈通常绕在铝框上,主要因为铝的电阻率小,可以减小焦耳热的产生

D.在运输时通常把正、负极接线柱用导线连在一起,是应用了电磁阻尼的原理

答案D

解析极靴与圆柱间的磁场是均匀地辐向分布,并不是匀强磁场,故选项A错误;

当线圈中电流方向改变时,磁场方向不变,所以线圈受到的安培力方向发生改变,

故选项B错误;用金属铝做线圈框架,主要的原因有:(1)铝不导磁,用铝做框架

可以减小磁场的影响,保证仪表的准确性更高。(2)铝材料较轻、电阻率较小,能

更好地利用电磁阻尼现象,使指针迅速停下来,故选项C错误;运输过程中由于

振动会使指针不停摆动,可能会使指针损坏。将接线柱用导线连在一起,相当于

把表内线圈电路组成闭合回路,在指针摆动过程中线圈切割磁感线产生感应电流,

利用电磁阻尼原理,阻碍指针摆动,防止指针因撞击而变形,故选项D正确。

7.(2021.江苏常州市第一次模拟)零刻度在表盘正中间的电流计非常灵敏,通入电

流后,线圈所受安培力和螺旋弹簧的弹力作用达到平衡时,指针在示数附近摆动

很难停下,使读数变得困难。在指针转轴上装上扇形铝框或扇形铝板,在合适区

域加上磁场,可以解决此困难。下列方案合理的是()

指针指针指针指针

地框Y

J?铝框?铝板«汨板

n>戚维二))>芹磁场\磁场:rj>

ABCD

答案D

解析如图A、C所示,当指针向左偏转时,铝框或铝板可能会离开磁场,产生

不了涡流,起不到电磁阻尼的作用,指针不能很快停下,A、C方案不合理;B

图是铝框,磁场在铝框中间,当指针偏转角度较小时,铝框不能切割磁感线,不

能产生感应电流,起不到电磁阻尼的作用,指针不能很快停下,B方案不合理;

D图是铝板,磁场在铝板中间,无论指针偏转角度大小,都会在铝板上产生涡流,

起到电磁阻尼的作用,指针会很快稳定的停下,便于读数,D方案合理。

8.图7甲和乙是教材中演示自感现象的两个电路图,心和必为电感线圈。实验

时,断开开关Si瞬间,灯Ai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()

图7

A.图甲中,Ai与心的电阻值不相同

B.图甲中,闭合Si,电路稳定后,Ai中电流大于L中电流

C.图乙中,变阻器R与上的电阻值不相同

D.图乙中,闭合S2瞬间,心中电流与变阻器R中电流相等

答案A

解析图甲中,断开开关Si瞬间,灯Ai突然闪亮,随后逐渐变暗,说明在电路

稳定时通过心电流大于通过灯Ai的电流,即Ai的电阻大于L的电阻值,选项A

正确,B错误;图乙中,开关闭合最终A2与A3的亮度相同,可知上下两个支路

的电流相同,电阻相同,即变阻器R与心的电阻值相同,选项C错误;图乙中,

闭合S2瞬间,由于办中产生感应电动势阻碍电流增加,可知心中电流比变阻器

R中电流小,选项D错误。

|B级综合提升练

9.(多选)(2021•黑龙江哈尔滨模拟)轻质细线吊着一质量为〃?=0.32kg、边长为L

=0.8m、匝数〃=10的正方形线圈,总电阻为R=1如图8甲所示,边长为?

的正方形磁场区域对称分布在线圈下边的两侧,磁场方向垂直纸面向里,大小随

时间变化如图乙所示。从f=0开始经M时间细线开始松弛,g取10m/s2,则()

图8

A.7=0时刻穿过线圈的磁通量为0.8Wb

B.在前m时间内线圈中产生的电动势为0.4V

C.r=o时刻的线圈受到的安培力为0.016N

D.m的数值为2s

答案BD

解析t=0时刻穿过线圈的磁通量0=B()X^S=1X;X(竽/Wb=0.08Wb,A错

误;由法拉第电磁感应定律得第=,79*爷=〃*;><(4)2><詈=0.4丫,B正

确;线圈中的电流为/=。=竽A=0.4A,r=0时刻的线圈受到的安培力F=〃Bog

K1

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