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电磁感应复习讲义一、电磁感应现象:1、产生感应电流的条件:感应电流产生的条件是：穿过闭合电路的磁通量发生变化。 说明：.以上表述是充分必要条件。不论什么情况，只要满足电路闭合和磁通量发生变化这两个条件，就必然产生感应电流；反之，只要产生了感应电流，那么电路一定是闭合的，穿过该电路的磁通量也一定发生了变化。 .当闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，电路中有感应电流产生。这个表述是充分条件，不是必要的。在导体做切割磁感线运动时用它判定比较方便。 2、感应电动势产生的条件：感应电动势产生的条件是：穿过电路的磁通量发生变化。 说明：这里不要求闭合。无论电路闭合与否，只要磁通量变化了，就一定有感应电动势产生。这好比一个电源：不论外电路是否闭合，电动势总是存在的。但只有当外电路闭合时，电路中才会有电流。 3、关于磁通量变化：在匀强磁场中，磁通量=BSsin(是平面与B的夹角)，磁通量的变化2-1有多种形式，主要有： S、不变，B改变，这时=BSsin B、不变，S改变，这时=SBsin B、S不变，改变，这时BS(sin2-sin1) 当B、S、中有两个或三个一起变化时，就要分别计算1、2，再求2-1了。 在非匀强磁场中，磁通量变化比较复杂。有几种情况需要特别注意： 如图所示，矩形线圈沿abc在条形磁铁附近移动，试判断穿过线圈的磁通量如何变化?如果线圈M沿条形磁铁轴线向右移动，穿过该线圈的磁通量如何变化? (对于第一问，穿过上边线圈的磁通量由方向向上减小到零，再变为方向向下增大；右边线圈的磁通量由方向向下减小到零，再变为方向向上增大) 如图所示，环形导线a中有顺时针方向的电流，a环外有两个同心导线圈b、c，与环形导线a在同一平面内。当a中的电流增大时，穿过线圈b、c的磁通量各如何变化?在相同时间内哪一个变化更大? (b、c线圈所围面积内的磁通量有向里的也有向外的，但向里的更多，所以总磁通量向里，a中的电流增大时，总磁通量也向里增大。由于穿过b线圈向外的磁通量比穿过c线圈的少，所以穿过b线圈的磁通量更大，变化也更大。) 如图所示，虚线圆a内有垂直于纸面向里的匀强磁场，虚线圆a外是无磁场空间。环外有两个同心导线圈b、c，与虚线圆a在同一平面内。当虚线圆a中的磁通量增大时，穿过线圈b、 c的磁通量各如何变化?在相同时间内哪一个变化更大? (与的情况不同，b、c线圈所围面积内都只有向里的磁通量，且大小相同。因此穿过它们的磁通量和磁通量变化都始终是相同的。) 二、判断感应电动势(感应电流)的两种方法：1、右手定则：伸开右手，让拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，让磁感线垂直从手心进入，拇指指向导体运动的方向，其余四指指的就是感应电流的方向。 2、楞次定律：感应电流具有这样的方向，就是感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 A、注意：“阻碍原磁场的变化”不是：“阻碍原磁场”。“阻止原磁场的变化”，“有了感应电流，原电磁场就不会变化了”，“感应电流的磁场加原磁场等稳恒磁场”都是错误的认识。 应用楞次定律来判断感应电流方向的步骤：首先要明确原来磁场的方向； 搞清穿过闭合电路的磁通量是增加还是减少； 然后根据楞次定律确定感应电流的磁场方向； 最后利用安培定则来确定感应电流的方向。 B、另述：感应电流的效果总是要反抗(或阻碍)引起感应电流的原因。楞次定律的实质：能量的转化和守恒。 从“阻碍磁通量变化”的角度来看，无论什么原因，只要使穿过电路的磁通量发生了变化，就一定有感应电动势产生。 从“阻碍相对运动”的角度来看，楞次定律的这个结论可以用能量守恒来解释：既然有感应电流产生，就有其它能转化为电能。又由于感应电流是由相对运动引起的，所以只能是机械能转化为电能，因此机械能减少。磁场力对物体做负功，是阻力，表现出的现象就是“阻碍”相对运动。 从“阻碍自身电流变化”的角度来看，就是自感现象。C、具体形式：（1）阻碍原磁通量的变化或原磁场的变化 （2）阻碍相对运动，可理解为“来拒去留”。 （3）使线圈面积有扩大或缩小的趋势。 （4）阻碍原电流的变化（自感现象）。自感电动势： L自感系数，由线圈本身物理条件（线圈的形状、长短、匝数，有无铁芯等）决定。 自感电动势的作用：阻碍自感线圈所在电路中的电流变化。 应用： .日光灯的启动是应用产生瞬时高压 .双线并绕制成定值电阻器，排除影响。 三、计算感应电动势的两种方法： (1)法拉第电磁感应定律：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，感应电动势的方向跟感应电流的方向是一致的。即：E=n/t。单位之间的关系：1V=1Wb/1s。(2)导线切割磁感线时产生的感应电动势的大小，跟磁感应强度B导线长度l，运动速度V以及运动方向和磁感线方向的夹角的正弦sin成正比。即：EBlvsin。单位之间的关系： 1V1Tmms1Tm2s。当直导线在垂直匀强磁场的平面内，绕其一端作匀速圆周运动时，导体中的感应电动势为：。说明：E是标量，有方向即I感的方向，凡是发生电磁感应现象的地方都是电源，电源内部电流从低电势流向高电势。 注意区别：为状态量为过程量，t是平均过程量，0是产生电磁感应现象的根本条件，但E的大小与 t成正比。 公式EBlvsin，只适用于匀强磁场，且计算只要求B、l、v两两垂直的情况，E可为平均值，也可为瞬时值，E平=Blv平 ，E=Blv。 E的单位等价的量：1V=1Wb/1s=1j/1c=1A=1Tm2/s。典型例题分析：综合题型归纳： （1）右手定则和左手定则的综合问题 （2）应用楞次定律的综合问题 （3）回路的一部分导体作切割磁感线运动 （4）应用动能定理的电磁感应问题 （5）磁场均匀变化的电磁感应问题 （6）导体在磁场中绕某点转动 （7）线圈在磁场中转动的综合问题 （8）涉及以上题型的综合题例1、如图所示，有两个同心导体圆环。内环中通有顺时针方向的电流，外环中原来无电流。当内环中电流逐渐增大时，外环中有无感应电流?方向如何? 解析：由于磁感线是闭合曲线，内环内部向里的磁感线条数和内环外部向外的所有磁感线条数相等，所以外环所围面积内(这里指包括内环圆面积在内的总面积，而不只是环形区域的面积)的总磁通向里、增大，所以外环中感应电流磁场的方向为向外，由安培定则，外环中感应电流方向为逆时针。 例2、如图所示，闭合导体环固定。条形磁铁S极向下以初速度v0沿过导体环圆心的竖直线下落过程，导体环中的感应电流方向如何? 解析：从“阻碍磁通量变化”来看，当条形磁铁的中心恰好位于线圈M所在的水平面时，磁铁内部向上的磁感线都穿过了线圈，而磁铁外部向下穿过线圈的磁通量最少，所以此时刻穿过线圈M的磁通量最大。因此全过程中原磁场方向向上，先增后减，感应电流磁场方向先下后上，感应电流先顺时针后逆时针。 从“阻碍相对运动”来看，线圈对应该是先排斥(靠近阶段)后吸引(远离阶段)，把条形磁铁等效为螺线管，该螺线管中的电流是从上向下看逆时针方向的，根据“同向电流互相吸引，反向电流互相排斥”，感应电流方向应该是先顺时针后逆时针的，与前一种方法的结论相同。变式题1：如图所示，水平面上有两根平行导轨，上面放两根金属棒a、b。当条形磁铁如图向下移动时(不到达导轨平面)，a、b将如何移动? 解析：若按常规用“阻碍磁通量变化”判断，则需要根据下端磁极的极性分别进行讨论，比较繁琐。而且在判定a、b所受磁场力时。应该以磁极对它们的磁场力为主，不能以a、b间的磁场力为主(因为它们的移动方向由所受的合磁场的磁场力决定，而磁铁的磁场显然是起主要作用的)。如果注意到：磁铁向下插，通过闭合回路的磁通量增大，由=BS可知磁通量有增大的趋势，因此S的相应变化应该是阻碍磁通量的增加，所以a、b将互相靠近。这样判定比较起来就简便得多。 例3、如图所示装置中，cd杆原来静止。当ab杆做如下哪些运动时，cd杆将向右移动? A、向右匀速运动B、向右加速运动C、向左加速运动D、向左减速运动 解析：ab匀速运动时，ab中感应电流恒定，L1中磁通 量不变，穿过L2的磁通量不变化，L2中无感应电流产生，cd保持静止，A不正确；ab向右加速运动时，L2中的磁通量向下，增大，通过cd的电流方向向下，cd向右移动，B正确；同理可得C不正确，D正确。选B、D。变式题1：（08上海6）老师做了一个物理小实验让学生观察：一轻质横杆两侧各固定一金属环，横杆克绕中心点自由转动，老师拿一条形磁铁插向其中一个小环，后又取出插向另一个小环，同学们看到的现象是（B）A.磁铁插向左环，横杆发生转动B.磁铁插向右环，横杆发生转动C.无论磁铁插向左环还是右环，横杆都不发生转动D. 无论磁铁插向左环还是右环，横杆都发生转动解析：左环没有闭合，在磁铁插入过程中，不产生感应电流，故横杆不发生转动。右环闭合，在磁铁插入过程中，产生感应电流，横杆将发生转动。变式题:2：（05全国19）图中两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为l，磁场方向垂直纸面向里。abcd是位于纸面内的梯形线圈， ad与bc间的距离也为l。t=0时刻，bc边与磁场区域边界重合（如图）。现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域。取沿abcda的感应电流为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流I随时间t变化的图线可能是（B） 变式题:3：(2009年北京西城区)如图，线圈M和线圈N绕在同一铁芯上。M与电源、开关、滑动变阻器相连，P为滑动变阻器的滑动端，开关S处于闭合状态。N与电阻R相连。下列说法正确的是 ( AD ) NMSPabRA当P向右移动，通过R的电流为b到aB当P向右移动，通过R的电流为a到bC断开S的瞬间，通过R的电流为b到aD断开S的瞬间，通过R的电流为a到b变式题:4：如图30所示，矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直低面向里，磁感应强度B随时间变化的规律如图所示.若规定顺时针方向为感应电流I的正方向，图31各图中正确的是（ ） 图30 图31解析：0-1s内B垂直纸面向里均匀增大，则由楞次定律及法拉第电磁感应定律可得线圈中产生恒定的感应电流，方向为逆时针方向，排除A、C选项；2s-3s内，B垂直纸面向外均匀增大，同理可得线圈中产生的感应电流方向为顺时针方向，排除B选项，D正确。【答案】D变式题:5：（07山东理综21）用相同导线绕制的边长为L或2L的四个闭合导体线框，以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场，如图所示。在每个线框进入磁场的过程中，M、z两点间的电压分别为Ua、Ub、Uc和Ud。下列判断正确的是 ( )AUaUbUcUd BUaUbUdUc CUaUbUcUd DUbUaUdUc变式题:6：（09山东21）如图所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路。虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场。方向垂直于回路所在的平面。回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始络与MN垂直。从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论正确的是 （ ）A感应电流方向不变BCD段直线始终不受安培力C感应电动势最大值EBavD感应电动势平均值解析：在闭合电路进入磁场的过程中，通过闭合电路的磁通量逐渐增大，根据楞次定律可知感应电流的方向为逆时针方向不变，A正确。根据左手定则可以判断，受安培力向下，B不正确。当半圆闭合回路进入磁场一半时，即这时等效长度最大为a，这时感应电动势最大E=Bav，C正确。感应电动势平均值，D正确。点评：楞次定律、安培力、感应电动势、左手定则、右手定则提示：感应电动势公式只能来计算平均值，利用感应电动势公式计算时，l应是等效长度，即垂直切割磁感线的长度。变式题:7：（05辽宁7）如图所示，两根相距为的平行直导轨ab、cd、b、d间连有一固定电阻R，导轨电阻可忽略不计。MN为放在ab和cd上的一导体杆，与ab垂直，其电阻也为R。整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，磁场方向垂直于导轨所在平面（指向图中纸面内）。现对MN施力使它沿导轨方向以速度v（如图）做匀速运动。令U表示MN两端电压的大小，则（A）A流过固定电阻R的感应电流由b到dB流过固定电阻R的感应电流由d到bC流过固定电阻R的感应电流由b到dD流过固定电阻R的感应电流由d到b变式题:8：(2009年江苏靖江市月考)如图，平行导轨间距为d，一端跨接一个电阻为R，磁场的磁感强度为B，方向与导轨所在平面垂直。一根足够长的金属棒与导轨成角放置，金属棒与导轨的电阻不计。当金属棒沿垂直于棒的方向以速度v滑行时，通过电阻R的电流强度是（ ）ABdv/R.BBdvsin/R.CBdvcos/R.DBdv/Rsin例4、（09上海物理13）如图，金属棒ab置于水平放置的U形光滑导轨上，在ef右侧存在有界匀强磁场B，磁场方向垂直导轨平面向下，在ef左侧的无磁场区域cdef内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导轨在同一平面内。当金属棒ab在水平恒力F作用下从磁场左边界ef处由静止开始向右运动后，圆环L有_（填收缩、扩张）趋势，圆环内产生的感应电流_（填变大、变小、不变）。答案：收缩，变小解析：由于金属棒ab在恒力F的作用下向右运动，则abcd回路中产生逆时针方向的感应电流，则在圆环处产生垂直于只面向外的磁场，随着金属棒向右加速运动，圆环的磁通量将增大，依据楞次定律可知，圆环将有收缩的趋势以阻碍圆环的磁通量将增大；又由于金属棒向右运动的加速度减小，单位时间内磁通量的变化率减小，所以在圆环中产生的感应电流不断减小。例5、如图所示，长L1宽L2的矩形线圈电阻为R，处于磁感应强度为B的匀强磁场边缘，线圈与磁感线垂直。求：将线圈以向右的速度v匀速拉出磁场的过程中，(1)拉力的大小F；(2)拉力的功率P；(3)拉力做的功W；(4)线圈中产生的电热Q；(5)通过线圈某一截面的电荷量q。 解析：这是一道基本练习题，要注意计算中所用的边长是L1还是L2，还应该思考一下这些物理量与速度v之间有什么关系。 (1).E=Bl2v，I=E/R，F=BIl2，即：F=B2 l22V/Rv。 (2)P=Fv= B2 l22V2/R 。(3)W=Fl1= B2 l22V l1/Rv (4)Q=Wv(5)q=It=Et/R=/R与v无关特别要注意电热Q和电荷q的区别，其中:q=/R与速度无关! 变式题1：（05江苏34理综） (7分)如图所示，水平面上有两根相距0.5m的足够长的平行金属导轨MN和PQ，它们的电阻可忽略不计，在M和P之间接有阻值为R的定值电阻，导体棒ab长0.5m，其电阻为r，与导轨接触良好，整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B0.4T，现使ab以10ms的速度向右做匀速运动. (1)ab中的感应电动势多大? (2)ab中电流的方向如何? (3)若定值电阻R,导体棒的电阻r,则电路中的电流多大?解析：（1）ab中的感应电动势,代入数值，得 （2）ab中电流的方向为ba（3）由闭合电路欧姆定律，回路中的电流 代入数值，得： 变式题2：（09全国卷24）)如图，匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里，大小随时间的变化率， 为负的常量。用电阻率为、横截面积为的硬导线做成一边长为的方框。将方框固定于纸面内，其右半部位于磁场区域中。求（1）导线中感应电流的大小；（2）磁场对方框作用力的大小随时间的变化。（1）；（2）。解析：本题考查电磁感应现象.(1)线框中产生的感应电动势在线框产生的感应电流,联立得(2)导线框所受磁场力的大小为,它随时间的变化率为,由以上式联立可得。例6、 （09广东物理18）（15分）如图18（a）所示，一个电阻值为R ，匝数为n的圆形金属线与阻值为2R的电阻R1连结成闭合回路。线圈的半径为r1 . 在线圈中半径为r2的圆形区域存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图18（b）所示。图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0 . 导线的电阻不计。求0至t1时间内（1）通过电阻R1上的电流大小和方向；（2）通过电阻R1上的电量q及电阻R1上产生的热量。 解析：由图象分析可知，0至时间内 由法拉第电磁感应定律有而由闭合电路欧姆定律有联立以上各式解得通过电阻上的电流大小为 由楞次定律可判断通过电阻上的电流方向为从b到a通过电阻上的电量通过电阻上产生的热量例7.（05上海物理22） (14分)如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距，导轨平面与水平面成=37角，下端连接阻值为的电阻匀强磁场方向与导轨平面垂直质量为0.2kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为0.25 (1)求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小；(2)当金属棒下滑速度达到稳定时，电阻消耗的功率为，求该速度的大小；(3)在上问中，若2，金属棒中的电流方向由a到b，求磁感应强度的大小与方向(g取10rns2，sin370.6， cos370.8)解析：（1）金属棒开始下滑的初速为零，根据牛顿第二定律： 由式解得10(O.60.250.8)ms2=4ms2 (2)设金属棒运动达到稳定时，速度为，所受安培力为F，棒在沿导轨方向受力平衡此时金属棒克服安培力做功的功率等于电路中电阻消耗的电功率： 由、两式解得：(3)设电路中电流为I，两导轨间金属棒的长为l，磁场的磁感应强度为B由、两式解得磁场方向垂直导轨平面向上。变式题1：如图12-9所示，平行导轨倾斜放置，倾角为，匀强磁场的方向垂直于导轨平面，磁感强度，质量为的金属棒ab直跨接在导轨上，ab与导轨间的动摩擦因数。ab的电阻，平行导轨间的距离，导轨电阻不计，求ab在导轨上匀速下滑的速度多大？此时ab所受重力的机械功率和ab输出的电功率各为多少？（，g取10 m/s2） 分析：金属棒下滑过程中，除受重力、支持力外，还受到磁场力和滑动摩擦力作用。匀速下滑时，合外力为零。金属棒沿斜面下滑，重力方向竖直向下，重力做功的功率。 解析：（1） 其中 （2） （3） 由上，金属棒ab最大速度为10 m/s，重力的功率为60W，输出电功率为36W。例8.如图12-23所示，一矩形线圈面积为400 cm2，匝数为100匝，绕线圈的中心轴线以角速度匀速转动，匀强磁场的磁感强度，转动轴与磁感线垂直，线圈电阻为，其余电阻不计，电键K断开，当线圈转到线圈平面与磁感线平行时，线圈所受磁场力矩为。求： （1）线圈转动的角速度。 （2）感应电动势的最大值。 （3）电键K闭合后，线圈的输出功率。 分析：当线圈平面与磁感线平行时，感应电动势最大，线圈所受磁场力矩也最大。 解析：（1）线圈平面平行磁感线时 （2） （3）当K闭合后，外电路总电阻为 电流有效值 输出功率例9、如图所示，竖直放置的U形导轨宽为L，上端串有电阻R(其余导体部分的电阻都忽略不计)。磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直于纸面向外。金属棒ab的质量为m，与导轨接触良好，不计摩擦。从静止释放后ab保持水平而下滑。试求ab下滑的最大速度vm。 解析：释放瞬间ab只受重力，开始向下加速运动。随着速度的增大，感应电动势E、感应电流I、安培力F都随之增大，加速度随之减小。当F增大到F=mg时，加速度变为零，这时ab达到最大速度。 由F=B2l2Vm/R=mg可得：Vm =mgR/ B2l2。 点评：这道题也是一个典型的习题。要注意该过程中的功能关系：重力做功的过程是重力势能向动能和电能转化的过程；安培力做功的过程是机械能向电能转化的过程；合外力(重力和安培力)做功的过程是动能增加的过程；电流做功的过程是电能向内能转化的过程。达到稳定速度后，重力势能的减小全部转化为电能，电流做功又使电能全部转化为内能。这时重力的功率等于电功率也等于热功率。 进一步讨论：如果在该图上端电阻的右边串联接一只电键，让ab下落一段距离后再闭合电键，那么闭合电键后ab的运动情况又将如何?(无论何时闭合电键，ab可能先加速后匀速，也可能先减速后匀速，还可能闭合电键后就开始匀速运动，但最终稳定后的速度总是一样的)。 例10、金属棒a在离地h高处从静止开始沿光滑弧形金属轨道下滑，导轨的水平部分有竖直向上的匀强磁场B，水平部分原来放有一金属杆b。如图所示，已知ma：mb3：4，导轨足够长，不计摩擦，求：(1)a和b的最大速度分别为多大?(2)整个过程释放出来的最大热能是多少? (设ma已知) 解析：金属棒自弧形轨道由静止下滑到水平轨道的过程中，机械能守恒。它刚进轨道时的速度可由机械能守恒定律求出，a棒进入磁场后，由于切割磁感线产生感应电动势从而使回路中有感应电流，由右手定则可以判定出a棒中的感应电流方向，a棒、b棒中的感应电流又要受到磁场对它们的安培力作用，由左手定则可知，a棒受到的安培力方向与运动方向相反而减速向前运动(非匀减)，b棒受安培力作用而从静止开始沿着a棒运动的方向加速运动(非匀加)，b棒的运动又要产生与a棒中感应电动势方向相反的反电动势，使整个回路中的总感应电动势减小，感应电流减小，当两棒速度相等时，回路中的感应电流为零，此后两棒以共同速度向前匀速运动，且两棒向前运动过程中的总动量守恒。 (1)由机械能守恒定律知：a棒刚进入水平轨道时的速度最大，且为：magh=maV12/2，即：V1=2gh。当两棒相互作用时，由动量守恒定律知： 所以，V2=ma V1/ma+mb=32gh/7。 (即为b棒的最大速度) (2)系统在整个过程中产生的最大热能等于系统机械能的最大减小量，至两棒速度相同后，系统的机械能不再减少。由能的转化和守恒定律知：Q=E= magh - (ma+mb) V22/2= 4magh/7。点评：用“功能观点”分析时，要注意分清整个过程中有多少种形式的能在相互转化。例11、如图所示，L为一足够大的电感，其直流电阻为R。A1、A2、为两个相同的小灯泡，电阻大小也为R，电源内阻不计。则：(1)在电键K闭合的过程中出现的现象是什么? (2)待电路稳定后，将电键K断开的过程中出现的现象又是什么? 解析：(1)K闭合的瞬间，由于自感电动势的作用，电感L中的电流从零开始逐渐增加，此时灯A2与电阻R并联后再与A1串联，两灯流过的电流I1=2I2，灯A1的功率是灯A2的4倍，所以灯A1比灯A2亮。随着电感L中的电流增加，电路中的其它物理量也相应发生变化。电感L与灯A1并联，并联后的电阻比灯A1的电阻小，其并联后的电阻与灯A2和电阻R的并联电阻串联后的总电阻比原状态的总电阻要小，电路中的总电阻也随之减小。根据全电路欧姆定律，电路中的总电流将增大。灯A2两端的电压将增大，灯A2将变亮。根据U1+U2。U1将减小，即M、N两点间的电压要减小，故灯A1先亮，而后灯A1从亮变暗，与此同时灯A2将变亮，直至两灯亮度相同。 (2)电键K断开的瞬间，灯A2立即熄灭。在电感L与灯A1组成的回路中，灯A1由电感L供电，开始时灯A1中流过的电流大小与灯A1熄灭前的电流大小相同，而方向相反。灯A1逐渐熄灭，不会出现闪亮的现象。 过关试题： 1. （1996全国3）一平面线圈用细杆悬P点，开始时细杆处于水平位置，释放后让它在如图13-1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I和位置II时，顺着磁场的方向看去，线圈中感应电流的方向分别为（ ） 位置I 位置II 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 2. （1998上海9）如图13-2所示，在一固定圆柱形磁铁的N极附近置一平面线圈abcd，磁铁轴线与线圈水平中心线轴重合，下列说法正确的是（ ） A. 当线圈刚沿轴向右平移时，线圈中有感应电流，方向是abcda B. 当线圈刚绕轴转动时（ad向外，bc向里），线圈中有感应电流，方向为abcda C. 当线圈刚沿垂直纸面方向向外平移时，线圈中有感应电流，方向为adcba D. 当线圈刚绕轴转动时（ab向里，cd向外），线圈中有感应电流，方向为abcda 3. （1999全国6）如图13-3所示，为地磁场磁感线的示意图，在北半球地磁场的竖直分量向下，飞机在我国上空匀速巡航，机翼保持水平，飞机高度不变，由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差。设飞行员左方机翼末端处的电势为U1，右方机翼末端处的电势为U2（ ） A. 若飞机从西往东飞，U1比U2高 B. 若飞机从东往西飞，U2比U1高 C. 若飞机从南往北飞，U1比U2高 D. 若飞机从北往南飞，U2比U1高 4. （1999上海6）如图13-4（a）所示，竖直放置的螺线管与导线abcd构成回路，导线所围区域内有一垂直纸面向里变化的匀强磁场，螺线管下方水平桌面上有一导体圆环，导线abcd所围区域内磁场的磁感强度按图13-4（b）中哪一图线所表示的方式随时间变化时，导体圆环将受到向上的磁场作用力（ ） 5. （2000上海10）如图13-5（a），圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方悬挂一相同线圈Q，P和Q共轴，Q中通有变化电流，电流随时间变化的规律如图13-5（b）所示，P所受的重力为G，桌面对P的支持力为N，则（ ） A. t1时刻NG B. t2时刻NG C. t3时刻NE2，I1沿逆时针方向，I2沿顺时针方向 B. E1E2，I1沿逆时针方向，I2沿顺时针方向 C. E1E2，I2沿顺时针方向，I3沿逆时针方向 D. E2=E3，I2沿顺时针方向，I3沿顺时针方向 10. （1999上海24）如图13-14所示，长为L，电阻、质量的金属棒CD垂直跨搁在位于水平面上的两条平行光滑金属导轨上，两条轨间距也是L，棒与导轨间接触良好，导轨电阻不计，导轨左端接有的电阻，量程为03.0A的电流表串接在一条导轨上，量程为01.0V的电压表接在电阻R的两端，垂直导轨平面的匀强磁场向下穿过平面，现以向右恒定外力F使金属棒右移，当金属棒以的速度在导轨平面上匀速滑动时，观察到电路中的一个电表正好满偏，而另一个电表未满偏，问： （1）此满偏的电表是什么表？说明理由。 （2）拉动金属棒的外力F多大？ （3）此时撤去外力F，金属棒将逐渐慢下来，最终停止在导轨上，求从撤去外力到金属棒停止运动的过程中通过电阻R的电量。 11. （2000全国12）空间存在以ab、cd为边界的匀强磁场区域，磁感强度大小为B，方向垂直纸面向外，区域宽为，现有一矩形线框处在图中纸面内，它的短边与ab重合，长度为，长边的长度为，如图13-15所示，某时刻线框以初速度v沿与ab垂直的方向进入磁场区域，同时某人对线框施以作用力，使它的速度大小和方向保持不变，设该线框的电阻为R，从线框开始进入磁场到完全离开磁场的过程中，人对线框作用力所做的功等于_。 12. （1996上海二、2）如图13-16所示（a）（b）中，R和自感线圈L的电阻都很小，接通K，使电路达到稳定，灯泡S发光，下列说法正确的是（ ） A. 在电路（a）中，断开K，S将渐渐变暗 B. 在电路（a）中，断开K，S将先变得更亮，然后渐渐变暗 C. 在电路（b）中，断开K，S将渐渐变暗 D. 在电路（b）中，断开K，S将先变得更亮，然后渐渐变暗 13. （1997全国33）如图13-17所示的电路，A1和A2是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可以忽略，下列说法正确的是（ ） A. 合上开关K接通电路时，A2先亮，A1后亮，最后一样亮 B. 合上开关K接通电路时，A1和A2始终一样亮 C. 断开开关K切断电路时，A2立刻熄灭，A1过一会儿才熄灭 D. 断开开关K切断电路时，A1和A2都要过一会儿才熄灭 14. （1994全国12）如图13-18所示，A是一边长为的正方形线框，电阻为R，今维持线框以恒定速度v沿x轴运动，并穿过图中所示的匀强磁场B区域，若以x轴正方向作为力的正方向，线框在图示位置的时刻作为时间的零点，则磁场对线框的作用力F随时间t的变化图线为图13-19中的（ ） 15. （1994上海二、5）两根光滑的金属导轨，平行放置在倾角为的斜面上，导轨的左端接有电阻R，导轨的电阻可忽略不计，斜面处在一匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向上，质量为m，电阻可不计的金属棒ab，在沿着斜面，与棒垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上滑，并上升h高度，如图13-20所示，在这过程中（ ） A. 作用在金属棒上的各个力的合力所做的功等于零 B. 作用在金属棒上的各个力的合力所做的功等于mgh与电阻R上发出的焦耳热之和 C. 恒力F与安培力的合力所做的功等于零 D. 恒力F与重力的合力所做的功等于电阻R上发出的焦耳热 16. （1997上海三、B、5）如图13-23所示，空间存在垂直于纸面的均匀磁场，在半径为a的圆形区域内、外，磁场方向相反，磁感强度的大小均为B，一半径为b，电阻为R的圆形导线环放置在纸面内，其圆心与圆形区域的中心重合，在内外磁场同时由B均匀地减小到零的过程中，通过导线截面的电量_。 17. （1995上海二、5）如图13-21所示，通有恒定电流的螺线管竖直放置，铜环R沿螺线管的轴线加速下落，在下落过程中，环面始终保持水平，铜环先后经过轴线上1、2、3位置时的加速度分别为，位置2处于螺线管中心，位置1、3与位置2等距离，则（ ） A. B. C. D. 18. （1996上海一、6）如图13-22所示，MN是一根固定的通电长直导线，电流方向向上，今将一金属线框abcd放在导线上，让线框的位置偏向导线的左边，两者彼此绝缘，当导线中的电流突然增大时，线框整体受力情况为（ ） A. 受力向右 B. 受力向左 C. 受力向上 D. 受力为零 19. （2001全国理科综合24）电磁流量计广泛应用于测量可导电流体（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13-34所示的横截面为长方形的一段管道，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（ ） A. B. C. D. 20. （2001上海理科综合14）某实验小组用如图13-38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，通过电流计的感生电流方向是（ ） A. B. 先，后 C. D. 先，后 21. （2001广东理科综合28）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，下列说法中不正确的是（ ） 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 22. （2002江苏30）如图13-39所示，在一均匀磁场中有一U形导线框abcd，线框处于水平面内，磁场与线框平面垂直，R为一电阻，ef为垂直于ab的一根导体杆，它可在ab、cd上无摩擦地滑动，杆ef及线框中导线的电阻都可不计，开始时，给ef一个向右的初速度，则（ ） A. ef将减速向右运动，但不是匀减速 B. ef将匀减速向右运动，最后停止 C. ef将匀速向右运动 D. ef将往返运动 23. （2002天津20）图13-40中MN、GH为平行导轨，AB、CD为跨在导轨上的两根横杆，导轨和横杆均为导体，有匀强磁场垂直于导轨所在平面，方向如图，用I表示回路中的电流（ ） A. 当AB不动而CD向右滑动时，且沿顺时针方向 B. 当AB向左、CD向右滑动且速度大小相等时， C. 当AB、CD都向右滑动且速度大小相等时， D. 当AB、CD都向右滑动，且AB速度大于CD时，且沿逆时针方向 24. （2002全国17）图13-41中EF、GH为平行的金属导轨，其电阻可不计，R为电阻器，C为电容器，AB为可在EF和GH上滑动的导体横杆，有均匀磁场垂直于导轨平面，若用和分别表示图中该处导线中的电流，则当横杆AB（ ） A. 匀速滑动时， B. 匀速滑动时， C. 匀速滑动时， D. 匀速滑动时， 25. （2001上海5）如图13-35所示，有两根和水平方向成角的光滑平行的金属轨道，上端接有可变电阻R，下端足够长，空间有垂直于轨道平面的匀强磁场，磁感强度为B，一根质量为m的金属杆从轨道上由静止滑下，经过足够长的时间后，金属杆的速度会趋近于一个最大速度，则（ ） A. 如果B增大，将变大 B. 如果变大，将变大 C. 如果R变大，将变大 D. 如果m变小，将变大 26. （2001上海6）如图13-36所示是一种延时开关，当S1闭合时，电磁铁下将衔铁D吸下，C线路接通；当S1断开时，由于电磁感应作用，D将延迟一段时间才被释放，则（ ） A. 由于A线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用 B. 由于B线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用 C. 如果断开B线圈的电键S2，无延时作用 D. 如果断开B线圈的电键