2017届高考物理第一轮复习限时检测题11.doc

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[2017高考备考导航]
考点
考纲要求
专家解读
电磁感应现象
Ⅰ
本章知识是历年高考的重点，高考对本章知识的考查主要集中在以下几个方面：
1．应用楞次定律和右手定则判断感应电流的方向。
2．结合各种图象(如Φ－t图象、B－t图象和i－t图象)，考查感应电流的产生条件及其方向的判定，导体切割磁感线产生感应电动势的计算。
3．电磁感应现象与磁场、电路、力学等知识的综合，以及电磁感应与实际的结合。
磁通量
Ⅰ
法拉第电磁感应定律
Ⅱ
楞次定律
Ⅱ
自感、涡流
Ⅰ
第一节　电磁感应现象　楞次定律

[主干回顾]

[自我检测]
1．判断下列说法的正误。
(1)闭合电路内只要有磁通量，就有感应电流产生。(×)
(2)穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中不一定有感应电流产生。(×)
(3)线框不闭合时，即使穿过线框的磁通量发生变化，线框中也没有感应电流产生。(√)
(4)当导体切割磁感线时，一定产生感应电动势。(√)
(5)由楞次定律知，感应电流的磁场一定与引起感应电流的磁场方向相反。(×)
(6)回路不闭合，穿过回路的磁通量变化时，也会产生“阻碍”作用。(×)
(7)感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化。(√)

2．(2016·沈阳模拟)下列图中能产生感应电流的是

答案　B
3．如图9－1－1所示，当磁场的磁感应强度B增强时，内、外金属上的感应电流的方向应为

图9－1－1
A．内环顺时针，外环逆时针　　 B．内环逆时针，外环顺时针
C．内、外环均为顺时针 D．内、外环均为逆时针
答案　A
4．[导学号：60810644](多选)下列各图是验证楞次定律实验的示意图，各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况，其中与事实相符的是

解析　A选项中，当磁铁向下运动时：闭合线圈中原磁场的方向——向下；穿过闭合线圈的磁通量的变化——增加；感应电流产生的磁场方向——向上；由安培定则判断感应电流的方向——与图中箭头方向相反。所以A错误。同理可判断，B、D错误，C正确。
答案　C

考点一　对电磁感应现象的理解
1．磁通量发生变化的三种常见情况
(1)磁场强弱不变，回路面积改变；
(2)回路面积不变，磁场强弱改变；
(3)回路面积和磁场强弱均不变，但二者的相对位置发生改变。
2．判断感应电流的流程
(1)确定研究的回路。
(2)弄清楚回路内的磁场分布，并确定该回路的磁通量Φ。
(3)
第九章　电磁感应高考总复习·物理(Ⅰ) 考向1　磁场变化引起的电磁感应现象
[例1]　[导学号：60810645]现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流表及开关如图9－1－2所示连接。下列说法中正确的是

图9－1－2
A．开关闭合后，线圈A插入或拔出都会引起电流表指针偏转
B．线圈A插入线圈B中后，开关闭合和断开的瞬间电流表指针均不会偏转
C．开关闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，会使电流表指针静止在中央零刻度
D．开关闭合后，只有滑动变阻器的滑片P加速滑动，电流表指针才能偏转
[解析]　开关闭合后，线圈A插入或拔出都会引起穿过线圈B的磁通量发生变化，从而电流表指针偏转，选项A正确；线圈A插入线圈B中后，开关闭合和断开的瞬间，线圈B的磁通量会发生变化，电流表指针会偏转，选项B错误；开关闭合后，滑动变阻器的滑片P无论匀速滑动还是加速滑动，都会导致线圈A的电流发生变化，线圈B的磁通量变化，电流表指针都会发生偏转，选项C、D错误。
[答案]　A
考向2　面积、夹角变化引起的电磁感应现象
[例2]　[导学号：60810646](2016·大连模拟)如图9－1－3所示，一个U形金属导轨水平放置，其上放有一个金属导体棒ab，有一磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面，且与竖直方向的夹角为θ。在下列各过程中，一定能在轨道回路里产生感应电流的是

图9－1－3
A．ab向右运动，同时使θ减小
B．使磁感应强度B减小，θ角同时也减小
C．ab向左运动，同时增大磁感应强度B
D．ab向右运动，同时增大磁感应强度B和θ角(0°<θ<90°)
[解析]　设开始时回路面积为S，据题意，磁通量Φ＝BScos θ，对A，S增大，θ减小，cos θ增大，则Φ增大，选项A正确。对B，B减小，θ减小，cos θ增大，Φ可能不变，选项B错。对C，S减小，B增大，Φ可能不变，选项C错。对D，S增大，B增大，θ增大，cos θ减小，Φ可能不变，选项D错。
[答案]　A
考点二　楞次定律的理解及应用
1．楞次定律中“阻碍”的含义

2．判断感应电流方向的两种方法
方法一　用楞次定律判断

方法二　用右手定则判断
该方法适用于切割磁感线产生的感应电流。判断时注意掌心、拇指、四指的方向：
(1)掌心——磁感线垂直穿入；
(2)拇指——指向导体运动的方向；
(3)四指——指向感应电流的方向。
考向1　电流变化产生感应电流方向的判断
[例3]　[导学号：60810647]长直导线与矩形线框abcd处在同一平面中静止不动，如图9－1－4甲所示，长直导线中通以大小和方向都随时间做周期性变化的交流电：i＝Imsin ωt，i－t图象如图乙所示。规定沿长直导线方向向上的电流为正方向。关于最初一个周期内矩形线框中感应电流的方向，下列说法正确的是

图9－1－4
A．由顺时针方向变为逆时针方向
B．由逆时针方向变为顺时针方向
C．由顺时针方向变为逆时针方向，再变为顺时针方向
D．由逆时针方向变为顺时针方向，再变为逆时针方向

在一个周期内，下列物理量是如何变化的？
(1)穿过线框的磁通量的变化：___________________________________________。
(2)感应电流的磁场方向变化：____________________________________________。
(3)感应电流的方向变化：________________________________________________。
[解析]　将一个周期分为四个阶段，对全过程的分析列表如下：
时间段
长直导线中电流
线框中磁通量
感应电流的磁场
感应电流的方向
0～
向上，逐渐变大
向纸里，变大
垂直纸面向外
逆时针
～
向上，逐渐变小
向纸里，变小
垂直纸面向里
顺时针
～T
向下，逐渐变大
向纸外，变大
垂直纸面向里
顺时针
T～T
向下，逐渐变小
向纸外，变小
垂直纸面向外
逆时针
[答案]　D
考向2　导体棒切割磁感线电流方向的判断
[例4]　[导学号：60810648]如图9－1－5所示，MN、GH为光滑的水平平行金属导轨，ab、cd为跨在导轨上的两根金属杆，垂直纸面向外的匀强磁场垂直穿过MN、GH所在的平面，则

图9－1－5
A．若固定ab，使cd向右滑动，则abdc回路有电流，电流方向为a→b→d→c→a
B．若ab、cd以相同的速度一起向右滑动，则abdc回路有电流，电流方向为a→c→d→b→a
C．若ab向左、cd向右同时运动，则abdc回路中的电流为零
D．若ab、cd都向右运动，且两杆速度vcd>vab，则abdc回路有电流，电流方向为a→c→d→b→a
[解析]　由右手定则可判断出A项做法使回路产生顺时针方向的电流，故A项错，若ab、cd同向运动且速度大小相同，ab、cd所围面积不变，磁通量不变，故不产生感应电流，故B项错，若ab向左，cd向右，则abdc回路中有顺时针方向的电流，故C项错。若ab、cd都向右运动，且两杆速度vcd>vab，则ab、cd所围面积发生变化，磁通量也发生变化，由楞次定律可判断出，abdc回路中产生顺时针方向的电流，故D项正确。
[答案]　D
考点三　“三定则一定律”的综合应用
1．“三个定则一个定律”的比较
名称
基本现象
应用的定则或定律
电流的磁效应
运动电荷、电流产生磁场
安培定则
洛伦兹力、安培力
磁场对运动电荷、电流有作用力
左手定则
电磁感应
部分导体做切割磁感线运动
右手定则
闭合回路磁通量变化
楞次定律
2.三个定则的因果关系
三个定则容易相混，特别是左、右手易错用，抓住因果关系是关键：
(1)因电而生磁(I→B)→安培定则；
(2)因动而生电(v、B→I)→右手定则；
(3)因电而受力(I、B→F安)→左手定则。
考向1　“因电而动”类
[例5]　[导学号：60810649](多选)(2016·西安模拟)如图9－1－6所示的电路中，若放在水平光滑金属导轨上的ab棒突然向右移动，这可能发生在

图9－1－6
A．闭合开关S的瞬间
B．断开开关S的瞬间
C．闭合开关S后，减小滑动变阻器R的阻值时
D．闭合开关S后，增大滑动变阻器R的阻值时
[解析]　本题中线圈L1和L2绕在同一个铁芯上，因此穿过二者的磁通量始终相等。只要L1中的电流发生变化，穿过L2的磁通量就随之发生变化，L2中就有感应电流产生，ab棒就受安培力的作用发生移动。显然，对ab棒来说“因电而动”，故可由左手定则确定其中的电流方向。由左手定则判定ab中的电流方向为a→b，再由安培定则可判断出L2中的感应电流产生的磁场方向与L1产生的磁场方向相反。说明原磁场——L1产生的磁场磁通量是增加的，即L1中的电流在增大，故相应的情况应是闭合开关S的瞬间或闭合开关S后减小滑动变阻器R的阻值时，故选项A、C两项正确。
[答案]　AC

考向2　“因动而电”与“因电而力”类
[例6]　[导学号：60810650](多选)如图9－1－7所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，当PQ在外力作用下运动时，MN在磁场力作用下向右运动，则PQ所做的运动可能是

图9－1－7
A．向右加速运动　　　　　　 B．向左加速运动
C．向右减速运动 D．向左减速运动

①左侧线框的作用是什么？
②PQ棒是因动而电用右手定则
③MN棒是因电而动用左手定则
[解析]　MN向右运动，说明MN受到向右的安培力，因为ab在MN处的磁场垂直纸面向里MN中的感应电流由M→NL1中感应电流的磁场方向向上；若L2中磁场方向向上减弱PQ中电流为Q→P且减小向右减速运动；若L2中磁场方向向下增强PQ中电流为P→Q且增大向左加速运动。
[答案]　BC
规律总结
应用左手定则和右手定则时应注意的两个问题
(1)右手定则与左手定则的区别：抓住“因果关系”才能无误，“因动而电”——用右手；“因电而动”——用左手。
(2)使用中左手定则和右手定则很容易混淆，为了便于区分，可把两个定则简单地总结为“通电受力用左手，运动生电用右手”。“力”的最后一笔“丿”方向向左，用左手；“电”的最后一笔“乚”方向向右，用右手。
考点四　利用“因果关系法”分析电磁感应现象(物理思想)
1．方法概述
因果关系分析法是指在解题过程中依据事物之间的前后相连，先行后续的因果关系去分析，推断事物的原因或结果的一种思维方法。
2．利用因果关系分析法进行主观性推断的两种情形
(1)据因推果：根据某种原因，预见它可能产生的结果。
(2)执果索因：根据某种结果，探究产生或导致这种结果的原因。
3．电磁感应中常见因果关系的例析
(1)阻碍原磁通量变化——“增反减同”
(2)阻碍相对运动——“来拒去留”
(3)使回路面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”
(4)阻碍原电流的变化——“增反减同”
考向1　“执果索因”类
[例7]　[导学号：60810651]一长直铁芯上绕有一固定线圈M，铁芯右端与一木质圆柱密接，木质圆柱上套有一闭合金属环N，N可在木质圆柱上无摩擦移动。M连接在如图9－1－8所示的电路中，其中R为滑动变阻器，E1和E2为直流电源，S为单刀双掷开关。下列情况中，可观测到N向左运动的是

图9－1－8
A．在S断开的情况下，S向a闭合的瞬间
B．在S断开的情况下，S向b闭合的瞬间
C．在S已向a闭合的情况下，将R的滑动头向c端移动时
D．在S已向a闭合的情况下，将R的滑动头向d端移动时
[审题探究]
本题中感应电流的“效果”是使N靠近M；“原因”是穿过N的磁通量减小，即M中的电流减小。
[解析]　由楞次定律的推广含义可知：只要线圈中电流增强，即穿过N的磁通量增加，N就向右运动；只要线圈中电
流减弱，即穿过N的磁通量减少，N就向左运动。故C选项正确。
[答案]　C
规律总结
应用楞次定律及其推论时，要注意“阻碍”的具体含义
(1)从阻碍磁通量的变化理解为：当磁通量增大时，会阻碍磁通量增大，当磁通量减小时，会阻碍磁通量减小。
(2)从阻碍相对运动理解为：阻碍相对运动是“阻碍”的又一种体现，表现在“近斥远吸，来拒去留”。
(3)从阻碍电流的变化(自感现象)理解为：阻碍电流的变化，增则反，减则同。
考向2　据因推果类
[例8]　[导学号：60810652](多选)如图9－1－9所示，光滑固定的金属导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放置在导轨上，形成一个闭合回路，一条形磁铁从高处下落接近回路时

图9－1－9
A．P、Q将相互靠拢
B．P、Q将相互远离
C．磁铁的加速度仍为g
D．磁铁的加速度小于g
[解析]　解法一　设磁铁下端为N极，如图所示，根据楞次定律可判断出P、Q中的感应电流方向，根据左手定则可判断P、Q所受安培力的方向。可见，P、Q将互相靠拢。由于回路所受安培力的合力向下，由牛顿第三定律，磁铁将受到向上的反作用力，从而加速度小于g。当磁铁下端为S极时，根据类似的分析可得到相同的结果，所以，本题应选A、D。
解法二　根据楞次定律的另一种表述——感应电流的效果，总要反抗产生感应电流的原因。本题中“原因”是回路中磁通量的增加，归根结底是磁铁靠近回路，“效果”便是阻碍磁通量的增加和磁铁的靠近。所以，P、Q将互相靠近且磁铁的加速度小于g，应选A、D。
[答案]　AD

[随堂巩固]
1．[导学号：60810653](2014·课标Ⅰ)在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是
A．将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化
B．在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化
C．将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表的变化
D．绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化
解析　将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，因线圈中的磁通量没有变化，故不能观察到感应电流，选项A不符合题意；在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，同时如果通电线圈通以恒定电流，产生不变的磁场，则在另一线圈中不会产生感应电流，选项B不符合题意；在线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表时磁通量已不再变化，因此也不能观察到感应电流选项C不符合题意，在同一铁环上的两个线圈，在给一个线圈通电或断电的瞬间；线圈产生的磁场变化，使穿过另一线圈的磁通量变化，因此能观察到感应电流，选项D符合题意。
答案　D
2．如图9－1－10所示，矩形闭合线圈abcd竖直放置，OO′是它的对称轴，通电直导线AB与OO′平行，且AB、OO′所在平面与线圈平面垂直。若要在线圈中产生abcda方向的感应电流，可行的做法是

图9－1－10
A．AB中电流I逐渐增大
B．AB中电流I先增大后减小
C．AB正对OO′，逐渐靠近线圈
D．线圈绕OO′轴逆时针转动90°(俯视)
解析　选项A、B、C的做法，电流产生的磁场穿过线圈的磁通量始终为零，所以不会产生感应电流；D项中线圈绕OO′轴逆时针转动90°(俯视)，线圈中会产生abcda方向的感应电流，选项D正确。
答案　D
3．[导学号：60810654](2014·广东理综)如图9－1－11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

图9－1－11
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
解析　小磁块在铜管中下落时，由于电磁阻尼作用，不做自由落体运动，而在塑料管中不受阻力作用而做自由落体运动，因此在P中下落得慢，用时长，到达底端速度小，C项正确，A、B、D错误。
答案　C
4．(2016·福州模拟)某实验小组用如图9－1－12所示的实验装置来验证楞次定律，当条形磁铁自上而下穿过固定的线圈时，通过电流表的感应电流方向是

图9－1－12
A．a→G→b
B．先a→G→b，后b→G→a
C．b→G→a
D．先b→G→a，后a→G→b
解析　(1)条形磁铁在穿入线圈的过程中，原磁场方向向下。
(2)穿过线圈向下的磁通量增加。
(3)由楞次定律可知：感应电流的磁场方向向上。
(4)应用安培定则可判断：感应电流的方向为逆时针(俯视)，即由b→G→a。
同理可以判断：条形磁铁穿出线圈的过程中，向下的磁通量减小，感应电流产生的磁场方向向下，感应电流的方向为顺时针(俯视)，即由a→G→b。
答案　D
[限时检测]
(限时45分钟，满分100分)
一、选择题(每小题7分，共84分)
1．[导学号：60810655](2014·大纲全国)很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放，形成一很长的竖直圆筒。一条形磁铁沿圆筒的中心轴竖直放置，其下端与圆筒上端开口平齐。让条形磁铁从静止开始下落。条形磁铁在圆筒中的运动速率
A．均匀增大
B．先增大，后减小
C．逐渐增大，趋于不变
D．先增大，再减小，最后不变
解析　对磁铁受力分析可知，磁铁重力不变，磁场力随速率的增大而增大，当重力等于磁场力时，磁铁匀速下落，所以选C。
答案　C
2．如图9－1－13所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向外。一个矩形闭合导线框abcd沿纸面由位置1匀速运动到位置2，则

图9－1－13
A．导线框进入磁场时，感应电流方向为a→b→c→d→a
B．导线框离开磁场时，感应电流方向为a→d→c→b→a
C．导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向右
D．导线框进入磁场时，受到的安培力方向水平向左
答案　D
3．北半球地磁场的竖直分量向下。如图9－1－14所示，在北京某中学实验室的水平桌面上，放置着边长为L的正方形闭合导体线圈abcd，线圈的ab边沿南北方向，ad边沿东西方向。下列说法中正确的是

图9－1－14
A．若使线圈向东平动，则a点的电势比b点的电势高
B．若使线圈向北平动，则a点的电势比b点的电势低
C．若以ab边为轴将线圈向上翻转，则线圈中的感应电流方向为a→b→c→d→a
D．若以ab边为轴将线圈向上翻转，则线圈中的感应电流方向为a→d→c→b→a
解析　线圈向东平动时，ab和cd两边切割磁感线，且两边切割磁感线产生的感应电动势大小相等，a点电势比b点电势低，A错；同理，线圈向北平动，则a、b两点的电势相等，高于c、d两点的电势，B错；以ab边为轴将线圈向上翻转，向下的磁通量减小，感应电流的磁场方向应该向下，再由安培定则知，感应电流的方向为a→b→c→d→a，则C对、D错。
答案　C
4．(2016·南昌模拟)某部小说中描述一种窃听电话：窃贼将并排在一起的两根电话线分开，在其中一根电话线旁边铺设一条两端分别与耳机连接的导线，这条导线与电话线之间是绝缘的，如图9－1－15所示，下列说法正确的是

图9－1－15
A．不能窃听到电话，因为电话线中电流太小
B．不能窃听到电话，因为电话线与耳机没有接通
C．可以窃听到电话，因为电话线中的电流是恒定电流，在耳机电路中引起感应电流
D．可以窃听到电话，因为电话线中的电流是交变电流，在耳机电路中引起感应电流
解析　电话线与窃听线相互绝缘，故电话线中的电流不可能进入窃听线内，由于电话线中的电流是音频电流(即交变电流)，不断变化，耳机、窃听线组成的闭合电路中有不断变化的磁通量，耳机中产生与电话线中频率一样的感应电流，故可以窃听到电话。
答案　D
5．[导学号：60810656]MN、GH为光滑的水平平行金属导轨，ab、cd为跨在导轨上的两根金属杆，匀强磁场垂直穿过MN、GH所在的平面，如图9－1－16所示，则

图9－1－16
A．若固定ab，使cd向右滑动，则abdc回路有电流，电流方向由a到b到d到c
B．若ab、cd以相同的速度一起向右滑动，则abdc回路有电流，电流方向由c到d到b到a
C．若ab向左、cd向右同时运动，则abdc回路电流为零
D．若ab、cd都向右运动，且两棒速度vcd>vab，则abdc回路有电流，电流方向由c到d到b到a
解析　若固定ab，使cd向右滑动，由右手定则知应产生顺时针方向的电流，故A错，若ab、cd同向运动且速度大小相同，ab、cd所围的面积不变，磁通量不变，不产生感应电流，故B错，若ab向左、cd向右同时运动，则abdc中有顺时针方向的电流，故C错。若ab、cd向右运动，且vcd>vab，则ab、cd所围的面积发生变化，磁通量也发生变化，故由楞次定律可判断出产生由c到d到b到a的电流，故D正确。
答案　D

6．如图9－1－17所示，在两个沿竖直方向的匀强磁场中，分别放入两个完全一样的水平金属圆盘a和b。它们可以绕竖直轴自由转动，用导线通过电刷把它们相连。当圆盘a转动时

图9－1－17
A．圆盘b总是与a沿相同方向转动
B．圆盘b总是与a沿相反方向转动
C．若B1、B2同向，则a、b转向相同
D．若B1、B2反向，则a、b转向相同
解析　当圆盘a转动时，由于切割磁感线而产生感应电流，该电流流入b盘中，在磁场中由于受安培力b盘会转动。但若不知B1、B2的方向关系，则b盘与a盘的转向关系将无法确定。故A、B错。设B1、B2同向且向上，a盘逆时针转动，则由右手定则可知a盘中的感应电流由a→a′，b盘受力将顺时针转动，故C错，同理可判定D项正确。
答案　D
7．[导学号：60810657](2016·济南模拟)如图9－1－18所示，闭合的矩形金属框abcd的平面与匀强磁场垂直，现金属框固定不动而磁场运动，发现ab边所受安培力的方向竖直向上，则此时磁场的运动可能是

图9－1－18
A．水平向右平动　　　　　 B．水平向左平动
C．竖直向上平动 D．竖直向下平动
解析　本题考查楞次定律、左手定则、法拉第电磁感应定律的应用。ab边受到的力向上，由左手定则可知，ab上电流的方向由b→a，由楞次定律可得，金属框内的磁通量在向外增加，磁场向右运动，A项正确、B项错误；当磁场上下运动时，金属框内的磁通量不变化，不产生感应电流，C、D项错误。
答案　A
8．如图9－1－19甲所示，长直导线与闭合线框位于同一平面内，长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图乙所示。在0～时间内，长直导线中电流向上，则线框中感应电流的方向与所受安培力的情况是

图9－1－19
A．0～T时间内线框中感应电流方向为顺时针方向
B．0～T时间内线框中感应电流方向为先顺时针方向后逆时针方向
C．0～T时间内线框受安培力的合力向左
D．0～时间内线框受安培力的合力向右，～T时间内线框受安培力的合力向左
解析　0～时间内，电流i在减小，闭合线框内的磁通量必然在向里减小，由楞次定律可以判断线框中感应电流方向为顺时针方向，则0～时间内线框受安培力的合力应向左；同理，可以判断在～T时间内，电流i在反向增大，闭合线框内的磁通量必然在向外增大，由楞次定律可以判断线框中感应电流方向也为顺时针方向，故A项对、B项错；而且～T时间内线框受安培力的合力应向右，C、D错误。
答案　A
9．如图9－1－20所示，线圈由A位置开始下落，在磁场中受到的安培力如果总小于它的重力，则它在A、B、C、D四个位置(B、D位置恰好线圈有一半在磁场中)时，加速度关系为

图9－1－20
A．aA>aB>aC>aD B．aA＝aC>aB>aD
C．aA＝aC>aD>aB D．aA＝aC>aB＝aD
解析　线圈在A、C位置时只受重力作用，加速度aA＝aC＝g。线圈在B、D位置时均受两个力的作用，其中安培力向上，重力向下，由于重力大于安培力，所以加速度向下，大小a＝g－<g。又线圈在D点时速度大于B点速度，即FD>FB，所以aD<aB，因此加速度的关系为aA＝aC>aB>aD，选项B正确。
答案　B
10．[导学号：60810658](2016·杭州期末)如图9－1－21所示，导轨间的磁场方向垂直于纸面向里，当导线MN在导轨上向右加速滑动时，正对电磁铁A的圆形金属环B中

图9－1－21
A．有感应电流，且B被A吸引
B．无感应电流
C．可能有，也可能没有感应电流
D．有感应电流，且B被A排斥
解析　MN向右加速滑动时，电磁铁A中的电流增大，引起穿过B的磁通量增大，故B中有感应电流产生，再由楞次定律的推广知，B应被排斥，D正确。
答案　D
11．[导学号：60810659](多选)如图9－1－22所示，一个闭合三角形导线框ABC位于竖直平面内，其下方(略靠前)固定有一根与导线框平面平行的水平直导线，导线中通以图示方向的恒定电流。释放导线框，它由实线位置处下落到虚线位置处的过程中未发生转动，在此过程中

图9－1－22
A．导线框中感应电流方向依次为ACBA→ABCA→ACBA
B．导线框的磁通量为零时，感应电流却不为零
C．导线框所受安培力的合力方向依次为向上→向下→向上
D．导线框所受安培力的合力为零，做自由落体运动
解析　根据右手螺旋定则可知导线上方的磁场方向垂直于纸面向外，下方的磁场方向垂直于纸面向里，而且越靠近导线磁场越强，所以闭合导线框ABC在下降过程中，导线框内垂直于纸面向外的磁通量先增大，当增大到BC边与导线重合时，达到最大，再向下运动，导线框内垂直于纸面向外的磁通量逐渐减小至零，然后随导线框的下降，导线框内垂直于纸面向里的磁通量增大，当增大到A点与导线重合时，达到最大，继续下降时由于导线框逐渐远离导线，使导线框内垂直于纸面向里的磁通量再逐渐减小，所以根据楞次定律可知，感应电流的磁场总是阻碍内部磁通量的变化，所以感应电流的磁场先向内，再向外，最后向内，所以导线框中感应电流方向依次为ACBA→ABCA→ACBA，选项A正确；当导线框内的磁通量为零时，内部的磁通量仍然在变化，有感应电动势产生，所以感应电流不为零，选项B正确；根据对楞次定律的理解，感应电流的效果总是阻碍导体
间的相对运动，由于导线框一直向下运动，所以导线框所受安培力的合力方向一直向上，不为零，选项C、D错误。
答案　AB
12．[导学号：60810660](多选)如图9－1－23是某电磁冲击钻的原理图，若突然发现钻头M向右运动，则可能是

图9－1－23
A．开关S闭合瞬间
B．开关S由闭合到断开的瞬间
C．开关S已经是闭合的，滑动变阻器滑片P向左迅速滑动
D．开关S已经是闭合的，滑动变阻器滑片P向右迅速滑动
答案　AC
二、计算题(共16分)
13．[导学号：60810661](16分)如图9－1－24所示，固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动。t＝0时，磁感应强度为B0，此时MN到达的位置使MDEN构成一个边长为l的正方形。为使MN棒中不产生感应电流，从t＝0开始，磁感应强度B应怎样随时间t变化？请推导出这种情况下B与t的关系式。

图9－1－24
解析　要使MN棒中不产生感应电流，应使穿过线圈平面的磁通量不发生变化，
在t＝0时刻，穿过线圈平面的磁通量
Φ1＝B0S＝B0l2。
设t时刻的磁感应强度为B，此时磁通量为
Φ2＝Bl(l＋vt)，
由Φ1＝Φ2得B＝。
答案　B＝
第二节　法拉第电磁感应定律　自感和涡流

[主干回顾]

[自我检测]
1．判断下列说法的正误。
(1)线圈中磁通量越大，产生的感应电动势越大。(×)
(2)线圈中磁通量变化越大，产生的感应电动势越大。(×)
(3)线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势越大。(√)
(4)线圈匝数n越多，磁通量越大，产生的感应电动势也越大。(×)
(5)线圈中的电流越大，自感系数也越大。(×)
(6)对于同一线圈，当电流变化越快时，线圈中的自感电动势越大。(√)
(7)自感电动势阻碍电流的变化，但不能阻止电流的变化。(√)
2．[导学号：60810662](多选)(2016·西宁检测)如图9－2－1甲所示线圈的匝数n＝100匝，横截面积S＝50 cm2，线圈总电阻r＝10 Ω，沿轴向有匀强磁场，设图示磁场方向为正，磁场的磁感应强度随时间做如图乙所示变化，则在开始的0.1 s内

图9－2－1
A．磁通量的变化量为0.25 Wb
B．磁通量的变化率为2.5×10－2 Wb/s
C．a、b间电压为0
D．在a、b间接一个理想电流表时，电流表的示数为0.25 A
答案　BD

3．[导学号：60810663](多选)如图9－2－2所示的甲、乙两个电路，电感线圈的自感系数足够大，且直流电阻非常小但不可忽略，闭合开关S，待电路达到稳定后，灯泡均能发光。现将开关S断开，这两个电路中灯泡亮度的变化情况可能是

图9－2－2
A．甲电路中灯泡将渐渐变暗
B．甲电路中灯泡将先变得更亮，然后渐渐变暗
C．乙电路中灯泡将渐渐变暗
D．乙电路中灯泡将先变得更亮，然后渐渐变暗
解析　图甲的电路中，断开开关前，灯泡中的电流与线圈L中的电流相同，断开开关后，灯泡、线圈L、电阻R构成闭合电路，自感电流将使灯泡继续亮一会儿，但自感电流只能在灯泡原有电流的基础上减小，所以灯泡中的电流不会比断开开关前大，即灯泡的亮度不会比断开前更亮，所以选项A正确、B错误；图乙电路中，断开开关前，线圈L中的电流比灯泡中的电流大，断开开关后，线圈L中的自感电流通过灯泡，该电流大于灯泡中原有的电流，故灯泡将比原来更亮；又由于自感不能阻止电流的减小，最终自感电流还是要减为零，故灯泡将逐渐变暗直至熄灭，所以选项C错误、D正确。
答案　AD
4．如图9－2－3所示，匀强磁场方向垂直于纸面向下，导体棒ab匀速向右切割磁感线运动时，导体棒相当于电源，a、b两点的电势为φa、φb，则下列说法正确的是

图9－2－3
A．φa>φb，a为电源正极　　 B．φa<φb，b为电源正极
C．φa<φb，a为电源正极 D．φa<φb，b为电源正极
答案　A

考点一　法拉第电磁感应定律的应用
1．磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ、磁通量的变化率的比较
　　物理量

项目　
磁通量Φ
磁通量的变化量ΔΦ
磁通量的变化率
意义
某时刻穿过某个面的磁感线的条数
某段时间内穿过某个面的磁通量变化多少
穿过某个面的磁通量变化的快慢
大小
Φ＝B·Scos θ
ΔΦ＝Φ2－Φ1
ΔΦ＝B·ΔS
ΔΦ＝S·ΔB
＝B或＝
注意
若有相反方向磁场，磁通量可能抵消
转过180°前后穿过平面的磁通量是一正一负，ΔΦ＝2BS，而不是零
既不表示磁通量的大小，也不表示变化的多少．实际上，它就是单匝线圈上产生的感应电动势，即
E＝
2.法拉第电磁感应定律应用的几种情况
(1)磁通量的变化是由面积变化引起时，ΔΦ＝B·ΔS，
则E＝n；
(2)磁通量的变化是由磁场变化引起时，ΔΦ＝ΔB·S，
则E＝n；
(3)磁通量的变化是由于面积和磁场变化共同引起的，则根据定义求，ΔΦ＝Φ末－Φ初，E＝n≠n。
3．在图象问题中磁通量的变化率是Φ－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。
考向1　对公式E＝n的理解及应用
[例1]　[导学号：60810664]如图9－2－4甲所示，电阻不计，间距为l的平行长金属导轨置于水平面内，阻值为R的导体棒ab固定连接在导轨左端，另一阻值也为R的导体棒ef垂直放置在导轨上，ef与导轨接触良好，并可在导轨上无摩擦移动，现有一根轻杆一端固定在ef中点，另一端固定于墙上，轻杆与导轨保持平行，ef、ab两棒间距为d。若整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中，且从某一时刻开始，磁感应强度B随时间t按图乙所示的方式变化。

图9－2－4
(1)求在0～t0时间内流过导体棒ef的电流的大小与方向；
(2)求在t0～2t0时间内流过导体棒ef的电流的大小与方向。
(3)1.5t0时刻杆对导体棒ef的作用力的大小和方向。

①0～t0和t0～2t0时间内，磁感应强度如何变化？磁感应强度的变化率是多少？
②两段时间内回路内磁通量如何变化？怎样判断感应电流的方向？
[解析]　(1)在0～t0时间内，磁感应强度的变化率＝
产生感应电动势的大小E1＝＝S＝ld＝
流过导体棒ef的电流大小I1＝＝
由楞次定律可判断电流方向为e→f。
(2)在t0～2t0时间内，磁感应强度的变化率＝
产生感应电动势大小E2＝＝S＝ld＝
流过导体棒ef的电流大小I2＝＝
电流方向为f→e
(3)1.5t0时刻，磁感应强度B＝B0
导体棒ef受安培力：F＝B0I2l＝
方向水平向左
根据导体棒ef受力平衡可知杆对导体棒的作用力为F′＝F＝，方向水平向右
[答案]　(1)