1、1【例 1】 （2004，上海综合）发电的基本原理是电磁感应。发现电磁感应现象的科学家是（ ）A安培 B赫兹C法拉第 D麦克斯韦解析：该题考查有关物理学史的知识，应知道法拉第发现了电磁感应现象。答案：C 【例 2】发现电流磁效应现象的科学家是_，发现通电导线在磁场中受力规律的科学家是_，发现电磁感应现象的科学家是_，发现电荷间相互作用力规律的的科学家是_。解析：该题考查有关物理学史的知识。答案：奥斯特 安培 法拉第 库仑对概念的理解和对物理现象的认识【例 3】下列现象中属于电磁感应现象的是（ ）A磁场对电流产生力的作用B变化的磁场使闭合电路中产生电流C插在通电螺线管中的软铁棒被磁化D电流周围产
2、生磁场解析：电磁感应现象指的是在磁场产生电流的现象，选项 B 是正确的。答案：B巩固练习1.关于磁通量、磁通密度、磁感应强度，下列说法正确的是 （ ）A磁感应强度越大的地方，磁通量越大B穿过某线圈的磁通量为零时，由 B= 可知磁通密度为零SC磁通密度越大，磁感应强度越大D磁感应强度在数值上等于 1 m2 的面积上穿过的最大磁通量解析：B 答案中“磁通量为零 ”的原因可能是磁感应强度（磁通密度）为零，也可能是线圈平面与磁感应强度平行。答案：CD2.下列单位中与磁感应强度的单位“特斯拉”相当的是 （ ）AWb/m 2 BN/AmCkg/As 2 Dkg/Cm解析：物理量间的公式关系，不仅代表数值关
3、系，同时也代表单位.答案：ABC3.关于感应电流，下列说法中正确的是 （ ）A只要穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中就一定有感应电流B只要闭合导线做切割磁感线运动，导线中就一定有感应电流C若闭合电路的一部分导体不做切割磁感线运动，闭合电路中一定没有感应电流D当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中一定有感应 电流答案：D4.在一长直导线中通以如图所示的恒定电流时，套在长直导线上的闭合线环（环面与导线垂直，长直导线通过环的中心） ，当发生以下变化时，肯定能产生感应电流的是 （ ）A保持电流不变，使导线环上下移动B保持导线环不变，使长直导线中的电流增大或减小C保持电流不变，使导线在竖直平面内顺时
4、针（或逆时针）转动D保持电流不变，环在与导线垂直的水平面内左右水平移动2解析：画出电流周围的磁感线分布情况。答案：C5.如图所示，环形金属软弹簧，套在条形磁铁的中心位置。若将弹簧沿半径向外拉，使其面积增大，则穿过弹簧所包围面积的磁通量将 （ ）A增大 B减小C不变 D无法确定如何变化解析：弹簧所包围的面积内既有条形磁铁的内部向左的磁感线，又有条形磁铁外部向右的磁感线，因此，磁通量为向左与向右的磁感线条数之差.因为磁感线是闭合的，所以条形磁铁内部磁感线条数与外部总的磁感线条数相等，显然，环的面积越大，返回的磁感线条数越多，因此，磁通量减小.答案：B6.行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最后停下；流
5、星在夜空中坠落并发出明亮的火焰；降落伞在空中匀速下降；条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，线圈中产生电流。上述不同现象中所包含的相同的物理过程A物体克服阻力做功B物体的动能转化为其他形式的能量C物体的势能转化为其他形式的能量D物体的机械能转化为其他形式的能量解析：都是宏观的机械运动对应的能量形式机械能的减少，相应转化为其他形式能（如内能、电能） 。能的转化过程也就是做功的过程。答案：AD7.在无线电技术中，常有这样的要求：有两个线圈，要使一个线圈中有电流变化时，对另一个线圈几乎没有影响。图 16-1-9 中，最能符合这样要求的一幅图是 （ ）A B C D解析：线圈有电流通过时产生磁场，对其他线
6、圈有无影响实质是是否引起电磁感应现象即看穿过邻近线圈的磁通量有无变化.通过分析知 D 图中一个线圈产生的磁场很少穿过另一个线圈，因而是最符合要求的.答案：D4.3 楞次定律巩固练习1根据楞次定律知感应电流的磁场一定是 （ ）A.阻碍引起感应电流的磁通量B.与引起感应电流的磁场反向C.阻碍引起感应电流的磁通量的变化D.与引起感应电流的磁场方向相同答案：C点评：楞次定律揭示了感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化.2如图所示，通电导线旁边同一平面有矩形线圈 abcd.则 （ ）A.若线圈向右平动，其中感应电流方向是 abcdB.若线圈竖直向下平动，无感应电流产生C.当线圈以 ab 边为轴转动
7、时，其中感应电流方向是 abcdD.当线圈向导线靠近时，其中感应电流方向是 abc d3答案：ABC点评：先明确直线电流周围磁感线的分布情况，再用楞次定律 判定.3如图所示，一水平放置的矩形闭合线框 abcd，在细长磁铁的 N 极附近竖直下落，保持 bc 边在纸外， ad 边在纸内，如图中的位置经过位置到位置，位置和都很靠近，在这个过程中，线圈中感应电流 （ ）A.沿 abcd 流动B.沿 dcba 流动C.由到是沿 abcd 流动，由到是沿 dcba 流动D.由到是沿 dcba 流动，由到是沿 abcd 流动解析：根据细长磁铁的 N 极附近的磁感线分布，线圈 abcd在位置时，穿过线圈的磁通
8、量为零；在位置时，磁感线向上穿过线圈；在位置时，磁感线向下穿过线圈.设磁感线向上穿过线圈，磁通量为正，因此可见，由到再到，磁通量连续减小，感应电流方向不变，应沿 abcda 流动 .故 A 正确. 答案：A点评：明确 N 极附近磁感线的分布情况由穿过磁感线的条数判定磁通量变化,再用楞次定律分段研究4如图所示，两个相同的铝环套在一根光滑杆上，将一条形磁铁向左插入铝环的过程中两环的运动情况是 （ ）A.同时向左运动，间距增大B.同时向左运动，间距不变C.同时向左运动，间距变小D.同时向右运动，间距增大解析：在条形磁铁插入铝环过程中，穿过铝环的磁通量增加，两环为了阻碍磁通量的增加，应朝条形磁铁左端运
9、动，由于两环上感应电流方向相同，故将相互吸引，而使间距变小.答案：C点评：同向电流相互吸引，异向电流相互排斥5如图所示，匀强磁场垂直于圆形线圈指向纸里, a、b、c、d 为圆形线圈上等距离的四点，现用外力作用在上述四点，将线圈拉成正方形.设线圈导线不可伸长，且线圈仍处于原先所在的平面内，则在线圈发生形变的过程中 （ ）A.线圈中将产生 abcd 方向的感应电流B.线圈中将产生 adcb 方向的感应电流C.线圈中产生感应电流的方向先是 abcd，后是 adcbD.线圈中无感应电流产生解析：由几何知识知，周长相等的几何图形中，圆的面积最大.当由圆形变成正方形时磁通量变小. 答案：A点评：周长相同情
10、况下，圆的面积最大6.如图所示，有一固定的超导圆环，在其右端放一条形磁铁，此时圆环中无电流，当把磁铁向右方移走时，由于电磁感应，在超导圆环中产生了一定的电流.则以下判断中正确的是 （ ）A.此电流方向如箭头所示，磁铁移走后，此电流继续维持B.此电流方向与箭头方向相反，磁铁移走后，此电流很快消失C.此电流方向如箭头所示，磁铁移走后，此电流很快消失D.此电流方向与箭头方向相反，磁铁移走后，此电流继续维持解析：在超导圆环中产生感应电流后，电能基本不损失，电流继4续存在. 答案：D点评：超导无电阻71931 年，英国物理学家狄拉克从理论上预言了存在着只有一个磁极的粒子磁单极子.如图所示，如果有一个磁单
11、极子（单 N 极）从 a 点开始运动穿过线圈后从 b 点飞过.那么 （ ）A.线圈中感应电流的方向是沿 PMQ 方向B.线圈中感应电流的方向是沿 QMP 方向C.线圈中感应电流的方向先是沿 QMP 方向，然后是 PMQ 方向D.线圈中感应电流的方向先是沿 PMQ 方向，然后是 QMP 方向解析：将磁单极子（单 N 极） ，理解为其磁感线都是向外的答案：B点评：关键是磁单极子的磁场 特点.8如图所示，一平面线圈用细杆悬于 P 点，开始时细杆处于水平位置，释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动.已知线圈平面始终与纸面垂直，当线圈第一次通过位置和位置时，顺着磁场方向看去，线圈中感应电流的方向分别为 （
12、 ）A.逆时针方向,逆时针方向B.逆时针方向,顺时针方向C.顺时针方向,顺时针方向D.顺时针方向,逆时针方向解析：线圈在位置时，磁通量方向水平向右且在增加.据楞次定律，感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，所以感应电流的磁场方向应水平向左.据安培定则，顺着磁场方向看，线圈中的感应电流方向为逆时针方向.当线圈第一次通过位置时，穿过线圈的磁通量方向水平向右且在减小.根据楞次定律，感应电流的磁场方向应水平向左.再根据安培定则，顺着磁场方向看去，线圈中感应电流的方向应为顺时针. 答案：B点评：应用楞次定律按程序 分析9如图所示，ab 是一个可绕垂直于纸面的轴 O 转动的闭合矩形线框，当滑动
13、变阻器的滑片 P 自左向右滑动时，从纸外向纸内看，线框 ab 将 （ ）A.保持静止不动B.逆时针转动C.顺时针转动D.发生转动，但因电源极性不明，无法确定转动方向解析：滑动变阻器 R 的滑片 P 向右滑动时，接入电路的电阻变大，电流强度变小，由这个电流产生的磁场减弱，穿过线框磁通量变小.根据楞次定律，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流磁场的变化,所以线框 ab 应顺时针方向转动，增大其垂直于磁感线方向的投影面积，才能阻碍线框的磁通量减小. 答案：C点评：若被电源未标明极性所困惑，于是作个假设：设电源左端为正或右端为正，然后根据两种情况中的磁极的极性和引起穿过线圈磁通量的变化分别判断.这样做，
14、费很大周折,如能抓住楞次定律的实质去判别则很简便.54.4 法拉第电磁感应定律【例 1】如图所示，有一弯成 角的光滑金属导轨 POQ，水平放置在磁感应强度为 B的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，有一金属棒 MN 与导轨的 OQ 边垂直放置，当金属棒从 O 点开始以加速度 a 向右匀加速运动 t 秒时，棒与导轨所构成的回路中的感应电动势是多少?解：由于导轨的夹角为 ，开始运动 t 秒时，金属棒切割磁感线的有效长度为：L=stan = at2tan1据运动学公式，这时金属棒切割磁感线的速度为 v=at由题意知 B、L、v 三者互相垂直，有E=BLv=B at2tan at= Ba2t3tan1
15、即金属棒运动 t 秒时，棒与导轨所构成的回路中的感应电动势是 E= Ba2t3tan .1点评：在这道题目中感应电动势是在不断变化的，求解的是运动 t 秒时感应电动势的瞬时值，因而不能用法拉第电磁感应定律。【例 2】（2001 年上海）如图所示，固定于水平面上的金属框 cdef，处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒 ab 搁在框架上，可无摩擦滑动.此时 abed 构成一个边长 l 的正方形，棒电阻 r，其余电阻不计，开始时磁感应强度为 B。（1）若以 t=0 时起，磁感应强度均匀增加，每秒增加量 k，同时保持棒静止，求棒中的感应电流。（2）在上述情况中，棒始终保持静止，当 t=t1 时需加垂直于棒
16、水平外力多大?（3）若从 t=0 时起，磁感应强度逐渐减小，当棒以恒定速度 v向右匀速运动，可使棒中不产生 I 感 ，则磁感应强度应怎样随时间变化?（写出 B 与 t 的关系式）解析：（1）据法拉第电磁感应定律，回路中产生的感应电动势为E= =kl2t回路中的感应电流为I= rkl6（2）当 t=t1 时，B= B0+kt1金属杆所受的安培力为F 安 =BIl=（B 0+kt1） rkltBlrk3102)(据平衡条件，作用于杆上的水平拉力为F=F 安 =（B 0+kt1） rl3（3）要使棒中不产生感应电流，则通过闭合回路的磁通量不变，即B0l2=Bl（l+v t ）解得B= tl巩固练习1
17、.法拉第电磁感应定律可以这样表述：闭合电路中感应电动势的大小 （ ）A.跟穿过这一闭合电路的磁通量成正比B.跟穿过这一闭合电路的磁感应强度成正比C.跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化率成正比D.跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化量成正比答案：C点评：熟记法拉第电磁感应定律的内容2.将一磁铁缓慢地或迅速地插到闭合线圈中同样位置处，不发生变化的物理量有 （ ）A.磁通量的变化率B.感应电流的大小C.消耗的机械功率D.磁通量的变化量E.流过导体横截面的电荷量解析：插到闭合线圈中同样位置，磁通量的变化量相同，磁通量的变化率不同，由 I 感 =可知，I 感 不同，消耗的机械功率也不同，流过导体的横截面的电荷
18、量 q=It =tRE t= t= ，因 、R 不变，所以 q 与磁铁插入线圈的快慢无关.答案：DE点评：插到同样位置，磁通量变化量相同，但用时不同3.恒定的匀强磁场中有一圆形闭合导线圈，线圈平面垂直于磁场方向，当线圈在磁场中做下列哪种运动时，线圈中能产生感应电流 （ ）A.线圈沿自身所在平面运动B.沿磁场方向运动C.线圈绕任意一直径做匀速转动D.线圈绕任意一直径做变速转动解析：无论线圈绕哪一处直径怎样转动，都会导致磁通量的变化，从而引起感应电动势，又因是闭合导体线圈，故产生感应电流. 答案：CD点评：判断磁通量是否变化4.一个矩形线圈，在匀强磁场中绕一个固定轴做匀速运动，当线圈处于如图所示位
19、置时，7此线圈 （ ）A.磁通量最大，磁通量变化率最大，感应电动势最小B.磁通量最大，磁通量变化率最大，感应电动势最大C.磁通量最小，磁通量变化率最大，感应电动势最大D.磁通量最小，磁通量变化率最小，感应电动势最小解析：这时线圈平面与磁场方向平行，磁通量为零，磁通量的变化率最大. 答案：C点评：弄清磁通量、磁通量变化率的区别5一个 N 匝的圆线圈，放在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，线圈平面跟磁感应强度方向成 30角，磁感应强度随时间均匀变化，线圈导线规格不变.下列方法中可使线圈中感应电流增加一倍的是 （ ）A.将线圈匝数增加一倍 B.将线圈面积增加一倍C.将线圈半径增加一倍 D.适当改变线圈
20、的取向解析：A、B 中的 E 虽变大一倍，但线圈电阻也相应发生变化. 答案：CD点评：感应电流的大小由感应电动势大小和电路的电阻共同决定6如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一个水平放置的金属棒 ab 以水平初速度 v0抛出，设运动的整个过程中棒的取向不变且不计空气阻力，则金属棒在运动过程中产生的感应电动势大小将 （ ）A.越来越大 B.越来越小C.保持不变 D.无法确定解析：由于导体棒在磁场中做平抛运动，导体棒在水平方向上以v0 做匀速运动而 v =v0 是不变的，故 E=BLv =BLv0 也是不变的.答案：C点评：理解 E=BLv 中 v 是有效切割速度7如图所示，C 是一只电容器，先用
21、外力使金属杆 ab 贴着水平平行金属导轨在匀强磁场中沿垂直磁场方向运动，到有一定速度时突然撤销外力.不计摩擦，则 ab 以后的运动情况可能是A.减速运动到停止 B.来回往复运动C.匀速运动 D.加速运动解析：当 ab 达到速度 v 时，ab 中感应电动势 E=BLv，此时，电容器已被充电的两板间电势差 U=E=BLv，外力撤销瞬间，ab 速度仍为 v，则棒中感应电动势仍为 E=BLv，电容器带电荷量未变时，两极板间电势差为 U=BLv，则 a 端与电容器上板间，b 端与电容器下板间电势差均为零，回路中没有充放电电流，所以 ab 将以速度 v 做匀速运动，不发生任何能量的转化. 答案：C点评：电
22、容器两端电压不变化则棒中无电流8横截面积 S=0.2 m2、n=100 匝的圆形线圈 A 处在如图所示的磁场内，磁感应强度变化率为 0.02 T/s.开始时S 未闭合，R 1=4 ，R 2=6， C=30 F，线圈内阻不计，求：（1）闭合 S 后，通过 R2 的电流的大小；（2）闭合 S 后一段时间又断开，问 S 断开后通过R2 的电荷量是多少?8解：（1）磁感应强度变化率的大小为 =0.02 T/s，B 逐渐减弱，t所以 E=n =1000.020.2 V=0.4 VtBSI= A=0.04 A，方向从上向下流过 R2.64.021R（2）R 2 两端的电压为 U2= 0.4 V=0.24
23、V6421ER所以 Q=CU2=3010-60.04 C=7.210-6 C.点评：利用法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律求解电流大小。S 断开后，流过 R2的电荷量就是 S 闭合时 C 上带有的电荷量高考真题选编1 （2001 年广东理综）有一种高速磁悬浮列车的设计方案是在每节车厢底部安装磁铁（磁场方向向下） ，并在两条铁轨之间沿途平放一系列线圈.下列说法不正确的是（ ）A.当列车运动时，通过线圈的磁通量会发生变化B.列车的速度越快，通过线圈的磁通量变化越快C.列车运行时，线圈中会产生感应电流D.线圈中的感应电流的大小与列车速度无关分析：列车运动时，车厢（磁铁）与线圈的相对位置发生变化，引
24、起线圈内的磁通量发生变化，从而在线圈中产生感应电流.解答：设线圈的宽度为 L，电阻为 R，列车运行的速度为 v，则有磁通量的变化 =BS= BLvt磁通量的变化率 =BLvt线圈中的感应电流 I= = .REnv注意：由计算结果可见，选项 A、B、C 都是正确的，但本题是要选不正确的，故答案为选项 D.本题联系实际，创设情景，考查了磁通量的变化量和变化率的概念及法拉第电磁感应定律和欧姆定律等基本规律，是一道很不错的题目。2 （2001 年全国）电磁流量计广泛应用于测量可导电液体（如污水）在管中的流量（在单位时间通过管内横截面的流体的体积）.为了简化，假设流量计是如图所示的横截面为长方形的一段管
25、道，其中空部分的长、宽、高分别为图中的 a、b、c，流量计的两端与输送流体的管道相连接（图中虚线）.图中流量计的上下两面是金属材料，前后两面是绝缘材料.现于流量计所在处加磁感应强度为 B 的匀强磁场，磁场方向垂直于前后两面.当导电流体稳定地流经流量计时，在管外将流量计上、下两表面分别与一串接了电阻 R 的电流表的两端连接，I 表示测得的电流值.已知液体的电阻率为 ，不计电流表的内阻，则可求得流量为（ ）abcA. （bR+ ） B. （aR+ ）BI BIcb9C. （cR+ ） D. （R+ ）BIbaBIabc分析：设流体的速度为 v，从管的右端流到左端所用时间为 t，由流量的定义可知：Q
26、= =vbc tc由法拉第电磁感应定律得：E=Bcv 根据电阻定律和闭合电路的欧姆定律：E=I（R+ ） abc解可知选项 A 正确.点拨：（1）本题的情景比较新颖，同时又是一道计算性的选择题.首先要弄清题意：流体怎样产生的电动势?组成了怎样的闭合回路?本题让你求什么?要用到哪些规律?（2）从复杂的物理情景中把有关物理的内容抽象出来，是做这一类题的关键.3 （2003 年江苏）如图所示，两根平行金属导轨固定在水平桌面上，每根导轨每米的电阻为 r0=0.10 /m，导轨的端点 P、Q 用电阻可忽略的导线相连，两导轨间的距离 l=0.20 m，有随时间变化的匀强磁场垂直于桌面.已知磁感应强度 B
27、与时间 t 的关系：B=kt，比例系数k=0.020 T/s.一电阻不计的金属杆可在导轨上无摩擦地滑动，在滑动过程中保持与导轨垂直.在 t=0 时刻，金属杆紧靠在 P、Q 端上，在外力作用下，杆以恒定的加速度从静止开始向导轨的另一端滑动.求在 t=6.0 s 时金属杆所受的安培力.PQ分析：根据匀变速直线运动的规律，可表示出棒的位移和速度；根据法拉第电磁感应定律，可表示出感应电动势的大小；根据全电路欧姆定律和电阻定律，可表示出电流的大小，代入安培定律公式可求出安培力的大小.解答：以 a 表示金属杆运动的加速度，在 t 时刻，金属杆与初始位置的距离为 L= at2，1此时杆的速度为 v=at，杆
28、与导轨构成回路的面积为 S=Ll，回路中的感应电动势为E=S +Blv 而 B=kt， = =ktttk） （回路的总电阻 R=2Lr0；回路中的感应电流 I= RE作用于杆的安培力 F=BIl= t 代入数据为 F=1.44103 N.023rlk点拨：本题的关键在于感应电动势是由于导体运动切割磁感线和磁感应强度随时间变化两种因素产生，总电动势应为这两种情况产生的电动势之和.4 （2001 年上海）如图所示，半径为 a 的圆形区域内有均匀磁场，磁感应强度为 B=0.2 T，磁场方向垂直纸面向里.半径为 b 的金属圆环与磁场同心地放置，磁场与环面垂直，其中a=0.4 m，b=0.6 m.金属环
29、上分别接有灯 L1、L 2，两灯的电阻均为 R0=2 ，一金属棒 MN 与金属环接触良好，棒与环的电阻均忽略不计.（1）若棒以 v0=5 m/s 的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径 OO的瞬时（如图所示） ，MN 中的电动势和流过灯 L1 的电流；（2）撤去中间的金属棒 MN，将右面的半圆环 OL2O以 OO为轴向上翻转 90，若此时磁场随时间均匀变化，其变化率为 = T/s，求 L1 的功率.tB410OMNOa bL1 L2分析：本题中先后以两种形式（切割、磁通量变化）产生感应电动势，然后综合恒定电路知识求解解答：（1）棒滑过圆环直径的瞬时产生的感应电动势：E1=B2av=0.220.45 V=0.8 V通过 L1 的电流可由欧姆定律求出：I 1= .0RE（2）撤去 MN，由于磁场均匀变化，回路中将产生感应电动势 E2，大小可由法拉第电磁感应定律求出：E= =S =0.50.4 2 V=0.32 VttB4灯泡 L1 的功率 P1= = W=1.28102 W.02/RE）（ 43.点拨：本题综合考查了法拉第电磁感应定律，闭合电路的欧姆定律，串、并联电路的特点及电功率的计算等知识点.题目不太难，但关键的地方仍要引起足够重视.比如求瞬时电动势和平均电动势要选用不同形式的公式，导体切割磁感线时的长度及磁场变化部分的面积的取值问题等不要弄错.
