全国2017版高考物理二轮复习专题突破4电路与电磁感应第2讲电磁感应规律及其应用.docx

第2讲电磁感应规律及其应用1(多选)(2016全国卷，20)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倍解析将圆盘看成无数幅条组成，它们都在切割磁感线从而产生感应电动势和感应电流，根据右手定则可知圆盘上感应电流从边缘流向中心，则当圆盘顺时针(俯视)转动时，流过电阻的电流方向从a到b，B对；由法拉第电磁感应定律得感生电动势EBLBL2，I，恒定时，I大小恒定，大小变化时，I大小变化，方向不变，故A对，C错；由PI2R知，当变为2倍时，P变为原来的4倍，D错。答案AB2(多选)(2016全国卷，21)如图2，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2A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t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解析当线框进入磁场过程中，根据EBR2可得，感应电动势恒定，感应电流恒定，不是正弦式交流电，A错误，C正确；当线框进入磁场时，根据楞次定律可得，两线框中的感应电流方向为逆时针，当线框穿出磁场时，根据楞次定律可得，线框中产生的感应电流为顺时针，所以感应电流的周期和线框运动周期相等，B正确；线框N在完全进入磁场后有时间内穿过线框的磁通量不变化，没有感应电动势产生，即线框N在0和T内有感应电流，其余时间内没有；而线框M在整个过程中都有感应电流，即便两导线框电阻相等，两者的电流有效值不会相同，D错误。答案BC3(2015全国卷15)如图3，直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向平行于ab边向上当金属框绕ab边以角速度逆时针转动时，a、b、c三点的电势分别为Ua、Ub、Uc.已知bc边的长度为l.下列判断正确的是()图3AUaUc，金属框中无电流BUbUc，金属框中电流方向沿abcaCUbcBl2，金属框中无电流DUbcBl2，金属框中电流方向沿acba解析金属框abc平面与磁场平行，转动过程中磁通量始终为零，所以无感应电流产生，选项B、D错误；转动过程中bc边和ac边均切割磁感线，产生感应电动势，由右手定则判断UaUc，Ubt0)穿过回路的总磁通量和金属棒所受外加水平恒力的大小。解析(1)在金属棒越过MN之前，t时间内穿过回路的磁通量的变化量为BSktS由法拉第电磁感应定律有E由欧姆定律得I由电流的定义得I联立式得|q|t由式得，在t0到tt0的时间间隔内即tt0，流过电阻R的电荷量q的绝对值为|q|(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安式中，F是外加水平恒力，F安是金属棒受到的安培力。设此时回路中的电流为I，F安B0lI此时金属棒与MN之间的距离为sv0(tt0)匀强磁场穿过回路的磁通量为B0ls回路的总磁通量为t其中B1SktS由式得，在时刻t(tt0)，穿过回路的总磁通量为tB0lv0(tt0)kSt在t到tt的时间间隔内，总磁通量的改变t为t(B0lv0kS)t由法拉第电磁感应定律得，回路感应电动势的大小为Et由欧姆定律得I联立式得F(B0lv0kS)答案(1)(2)B0lv0(tt0)kSt(B0lv0kS)备 考 指 导【考情分析】2014卷T14：产生感应电流的条件T18：电磁感应中的图象问题2015卷T19：楞次定律、法拉第电磁感应定律卷T15：右手定则、法拉第电磁感应定律的应用2016卷T20：圆盘旋转切割产生电动势T24：导体切割磁感线、法拉第电磁感应定律的应用卷T21：感应电流和感应电动势的产生与计算T25：磁通量的计算，安培力、法拉第电磁感应定律的应用电磁感应是电磁学中最为重要的内容，也是高考命题频率最高的内容之一，题型多为选择题、计算题。主要考查电磁感应现象、楞次定律、法拉第电磁感应定律、自感等知识。【备考策略】(1)抓住两个关键：一是电动势的大小，它取决于磁通量的变化率；二是电动势的方向，实际方向与规定的正方向一致时取正，反之取负。同时注意对无感应电流区域的判断。(2)迁移力学知识、规律解决电磁感应问题。(3)常用思想方法：图象法等效法守恒法模型法楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用 规 律 方 法1感应电流方向的判断方法(1)右手定则，即根据导体在磁场中做切割磁感线运动的情况进行判断；(2)楞次定律，即根据穿过闭合回路的磁通量的变化情况进行判断。2楞次定律中“阻碍”的主要表现形式(1)阻碍原磁通量的变化“增反减同”；(2)阻碍相对运动“来拒去留”；(3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势“增缩减扩”；(4)阻碍原电流的变化(自感现象)“增反减同”。3感应电动势大小的计算(1)法拉第电磁感应定律：En，适用于普遍情况。(2)EBlv，适用于导体棒切割磁感线的情况。(3)EBl2，适用于导体棒旋转切割磁感线的情况。 精 典 题 组1(2016北京理综，16)如图7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7AEaEb41，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解析由法拉第电磁感应定律得圆环中产生的电动势为Er2，则，由楞次定律可知感应电流的方向均沿顺时针方向，B项对。答案B2(多选)(2016江苏单科，6)电吉他中电拾音器的基本结构如图8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8A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弦振动过程中，线圈中的电流方向不断变化解析铜质弦为非磁性材料，不能被磁化，选用铜质弦，电吉他不能正常工作，A项错误；若取走磁体，金属弦不能被磁化，其振动时，不能在线圈中产生感应电动势，电吉他不能正常工作，B项对；由En可知，C项正确；弦振动过程中，穿过线圈的磁通量大小不断变化，由楞次定律可知，线圈中感应电流方向不断变化，D项正确。答案BCD3(多选)(2016江西新余模拟)如图9甲，固定在光滑水平面上的正三角形金属线框，匝数n20，总电阻R2.5 ，边长L0.3 m，处在两个半径均为rL/3的圆形匀强磁场区域中。线框顶点与右侧磁场区域圆心重合，线框底边中点与左侧磁场区域圆心重合。磁感应强度B1垂直水平面向上，大小不变；B2垂直水平面向下，大小随时间变化，B1、B2的值和变化规律如图乙所示。则下列说法中正确的是(取3)()图9A通过线框中的感应电流方向为逆时针方向Bt0时刻穿过线框的磁通量为0.1 WbC在00.6 s内通过线框中的电荷量为0.006 CD00.6 s时间内线框中产生的热量为0.06 J解析匀强磁场B1不变化，磁场B2垂直水平面向下，大小随时间均匀增加，根据楞次定律，线框中的感应电流方向为逆时针方向，选项A正确；t0时刻穿过线框的磁通量为B1r2B2r20.005 Wb，选项B错误；t0.6 s时穿过线框的磁通量为B1r2B2r20.01 Wb，根据qnn，在00.6 s内通过线框中的电荷量为0.12 C，选项C错误；00.6 s时间内线框中产生的热量Q(n)2t0.06 J，选项D正确。答案AD4如图10甲所示，绝缘的水平桌面上放置一金属圆环，在圆环的正上方放置一个螺线管，在螺线管中通入如图乙所示的电流，电流从螺线管a端流入为正，以下说法正确的是()图10A从上往下看，01 s内圆环中的感应电流沿顺时针方向B01 s内圆环面积有扩张的趋势C3 s末圆环对桌面的压力小于圆环的重力D12 s内和23 s内圆环中的感应电流方向相反解析由图乙知，01 s内螺线管中电流逐渐增大，穿过圆环向上的磁通量增大，由楞次定律知圆环中感应电流的磁场向下，圆环面积有缩小的趋势，从上往下看，01 s内圆环中的感应电流沿顺时针方向，选项A正确，B错误；同理可得12 s内和23 s内圆环中的感应电流方向相同，选项D错误；3 s末电流的变化率为0，螺线管中磁感应强度的变化率为0，在圆环中不产生感应电流，圆环对桌面的压力等于圆环的重力，选项C错误。答案A电磁感应中的力、电综合问题规 律 方 法解决电磁感应中的力、电问题的关键电磁感应与力学问题联系的桥梁是磁场对感应电流的安培力。解答电磁感应中的力学问题，在分析方法上，要始终抓住导体的受力(特别是安培力)特点及其变化规律，明确导体的运动过程以及运动过程中状态的变化，准确把握运动状态的临界点。(1)电学对象电源：EBLv或En分析电路的结构(2)力学对象受力分析：F安BILF合ma过程分析：F合mavEIF安(3)临界点运动状态的临界点精 典 题 组1.(2016襄阳模拟)如图11，两根相距L1 m、电阻不计的平行光滑金属导轨水平放置，导轨足够长，其一端接有一阻值为R2 的电阻，导轨处在磁感应强度为B0.5 T的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向里。一根质量m0.2 kg、电阻r0.5 的金属棒置于导轨左端，并与导轨垂直放置。有两种情况可以让棒在导轨上做匀变速直线运动：(1)给棒施加一个水平向右的随时间变化的力F，可以让棒从静止开始向右以加速度a11 m/s2做匀加速运动；(2)将轨道左端的定值电阻换成一个随时间变化的电阻R0，再给棒一个水平向右的初速度v06 m/s，可以使棒向右以加速度a21 m/s2匀减速运动一段时间。则上述两种情况所描述的变力F和变化的电阻R0满足的方程是()图11AF0.1t0.2(N)，R071.25t()BF0.1t0.2(N)，R071.25t()CF0.125t0.2(N)，R07.51.25t()DF0.125t0.2(N)，R07.51.25t()解析第一种情况：金属棒在水平方向上受到力F和安培力FA，由牛顿第二定律得FFAma1，其中安培力FABIL，解得力F随安培力变化的方程为F0.1t0.2(N)，C、D错误；第二种情况：金属棒在水平方向上只受安培力，因此有ma2，解得R071.25t()，B错误，A正确。答案A2.(2016湖南益阳模拟)如图12所示，竖直面内的正方形导线框ABCD和abcd的边长均为l、电阻均为R，质量分别为2m和m，它们分别系在一跨过两个定滑轮的绝缘轻绳两端，在两导线框之间有一宽度为2l、磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。开始时ABCD的下边界与匀强磁场的上边界重合，abcd的上边界到匀强磁场的下边界的距离为l。现将两导线框由静止释放，当ABCD全部进入磁场时，两导线框开始做匀速运动。不计摩擦和空气阻力，重力加速度为g，求：图12(1)两导线框匀速运动的速度大小；(2)两导线框在从开始运动至等高的过程中所产生的总焦耳热；(3)导线框abcd通过磁场的时间。解析(1)如图所示，设两导线框刚匀速运动的速度大小为v、此时轻绳上的张力为T，则对ABCD有T2mg对abcd有TmgBIlIEBlv则v(2)设两导线框在从开始运动至等高的过程中所产生的总焦耳热为Q，当左、右两导线框分别向上、向下运动2l的距离时，两导线框等高，对这一过程，由能量守恒定律有4mgl2mgl3mv2Q联立解得Q2mgl(3)导线框abcd通过磁场的过程中以速度v匀速运动，设导线框abcd通过磁场的时间为t，则t联立解得t。答案(1)(2)2mgl(3)3.(2016河北衡水模拟)如图13所示，粗糙斜面的倾角37，半径r0.5 m的圆形区域内存在着垂直于斜面向下的匀强磁场。一个匝数n10匝的刚性正方形线框abcd，通过松弛的柔软导线与一个额定功率P1.25 W的小灯泡A相连，圆形磁场的一条直径恰好过线框bc边。已知线框质量m2 kg，总电阻R01.25 ，边长L2r，与斜面间的动摩擦因数0.5。从t0时起，磁场的磁感应强度按B2t(T)的规律变化。开始时线框静止在斜面上，在线框运动前，灯泡始终正常发光。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8。求：图13(1)小灯泡正常发光时的电阻R；(2)线框保持不动的时间内，小灯泡产生的热量Q。解析(1)由法拉第电磁感应定律有En得En|r2100.52 V2.5 V小灯泡正常发光，有PI2R由闭合电路欧姆定律有EI(R0R)则有P()2R，代入数据解得R1.25 。(2)对线框受力分析如图设线框恰好要运动时，磁场的磁感应强度大小为B，由力的平衡条件有mgsin F安fF安mgcos F安nBI2r联立解得线框刚要运动时，磁场的磁感应强度大小B0.4 T线框在斜面上可保持静止的时间t s s小灯泡产生的热量QPt1.25 J3.14 J。答案(1)1.25 (2)3.14 J高频考点十电磁感应中的图象问题三“看”与三“找”妙解电磁感应图象问题(一)解决磁感应强度变化产生电动势问题的三“看”：一看区间、二看大小、三看方向。【典例】 一矩形线圈位于一随时间t变化的匀强磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面(纸面)向里，如图14甲所示。磁感应强度B随t的变化规律如图乙所示。以I表示线圈中的感应电流，以图甲中线圈上箭头所示方向为电流的正方向，则下列选项中的It图象正确的是()图14解析一看区间，根据法拉第电磁感应定律，45 s内磁通量不变，感应电动势和感应电流为0，排除C、D；二看大小，02 s内感应电流大小不变，A、B都符合要求；三看方向，根据楞次定律，01 s内感应电流方向为负方向，12 s内感应电流方向为正方向，B错误，A正确。答案A变式1根据感应电流，反推磁感应强度B的变化(多选)一个圆形闭合线圈固定在垂直纸面的匀强磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，如图15甲所示。设垂直于纸面向里的方向为磁感应强度的正方向，线圈中顺时针方向为感应电流的正方向。已知圆形线圈中的感应电流i随时间变化的图象如图乙所示，则线圈处的磁场的磁感应强度随时间变化的图象可能是下列选项中的()图15解析一看区间，在01 s内感应电流方向发生了变化，因此01 s内Bt图象的斜率发生变化，排除B；二看大小，A、C、D都符合题意；三看方向，根据楞次定律，A中由于磁感应强度变化而产生的感应电流的方向在01 s内的前一段为正方向，A错误，通过03 s内的感应电流方向可知C、D符合题意。答案CD变式2判断安培力随时间的变化(2016河南郑州模拟)如图16甲所示，正三角形硬导线框abc固定在磁场中，磁场方向与线框平面垂直。图乙表示该磁场的磁感应强度B随时间t变化的关系，t0时刻磁场方向垂直纸面向里。在04t0时间内，线框ab边受到该磁场对它的安培力F随时间t变化的关系图为(规定垂直ab边向左为安培力的正方向)()图16解析利用排除法。本题四个选项中变化区间都符合要求，0t0和3t03.5t0时间内，电流方向相反，但磁场方向也相反，因此安培力的方向是相同的，选项B、C、D错误，A正确。答案A(二)解决导体做切割磁感线运动产生电动势问题的三“找”：一找有效切割长度、二找变化趋势、三找方向。【典例】 如图17所示，有一个等腰三角形磁场区域，底边长为2L，高为L，左半边的磁场方向垂直纸面向外，右半边的磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小均为B。边长为L、总电阻为R的正方形导线框abcd，从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速穿过磁场区域。取沿abcda方向的感应电流为正，取Im，则表示线框中电流i随bc边的位置坐标x变化的图象正确的是()图17解析线框bc边在0L过程中不产生感应电流，在L2L过程中bc边切割磁感线的有效长度逐渐变大，由右手定则知感应电流沿顺时针方向，逐渐变大；线框bc边在2L3L过程中，bc边和ad边都有一部分切割磁感线，产生的感应电流沿逆时针方向，大小不变；线框bc边在3L4L过程中，ad边切割磁感线，有效长度逐渐变小，产生的感应电流沿顺时针方向，逐渐减小。答案C变式磁场区域变为正方形，且判断电流和安培力的变化(多选)如图18所示，在光滑的水平桌面上有一直角边长为l、电阻为R的等腰直角三角形ABC导线框；在导线框的右侧有一边长为l的正方形匀强磁场区域，磁场的左边界与导线框的直角边BC平行，磁场方向垂直纸面向里。现将导线框以恒定的速度v向右运动，t0时刻，导线框的顶点A恰好到达磁场的左边界，随后导线框进入并匀速通过磁场区域，规定逆时针方向为感应电流(i)的正方向，水平向左为安培力(F)的正方向，则下列选项中的it图象和Ft图象可能正确的是()图18解析在判断感应电流时，BC边未进入磁场前，有效切割长度均匀增大，感应电动势均匀增大，感应电流均匀增大，根据右手定则，感应电流为逆时针方向，BC边刚进入磁场后，有效切割长度为0，感应电流为0，之后有效切割长度又均匀增大，感应电动势均匀增大，感应电流均匀增大，根据右手定则，感应电流为顺时针方向，选项B正确，A错误；安培力FBIl有，其中l有为有效切割长度，在0时间内I与l有成正比，l有与t成正比，故安培力F与t的二次方成正比，根据楞次定律可知，感应电流的效果总要阻碍引起感应电流的原因，因此安培力的方向一直向左，选项C错误，D正确。答案BD反思总结(1)电磁感应中的图象问题的分析解决图象问题的关键是分析磁通量的变化是否均匀，从而判断感应电动势(感应电流)或安培力的大小是否恒定，然后运用楞次定律或右手定则判断其方向，从而确定其正负。(2)电磁感应中图象类选择题的两个常见解法排除法：定性地分析电磁感应过程中物理量的变化趋势(增大还是减小)、变化快慢(均匀变化还是非均匀变化)，特别是物理量的正负，排除错误的选项。函数法：根据题目所给条件写出两个物理量之间的函数关系，然后由函数关系对图象作出分析和判断。一、选择题(13题为单项选择题，47题为多项选择题)1.(2016河南焦作模拟)如图1所示，两根足够长的光滑金属导轨水平平行放置，间距为l1 m，c、d间，d、e间，c、f间分别接着阻值R10 的电阻。一阻值R10 的导体棒ab以速度v4 m/s匀速向左运动，导体棒与导轨接触良好；导轨所在平面存在磁感应强度大小B0.5 T、方向竖直向下的匀强磁场。下列说法中正确的是()图1A导体棒ab中电流的流向为由b到aBc、d两端的电压为2 VCd、e两端的电压为1 VDf、e两端的电压为1 V解析由右手定则可知ab中电流方向为ab，选项A错误；导体棒ab切割磁感线产生的感应电动势EBlv，ab为电源，c、d间电阻R为外电路负载，d、e和c、f间电阻中无电流，d、e间无电压，因此c、d间与f、e间电压相等，UcdR1 V，选项D正确，B、C错误。答案D2. (2016山东临沂模拟)边长为a的正三角形金属框架的左边竖直且与磁场右边界平行，该框架完全处于垂直框架平面向里的匀强磁场中。现把框架匀速水平向右拉出磁场，如图2所示，则下列图象与这一过程相符合的是()图2解析该过程中，框架切割磁感线的有效长度等于框架与磁场右边界两交点的间距，根据几何关系有l有x，所以E电动势Bl有vBvxx，选项A错误，B正确；F外力x2，选项C错误；P外力功率F外力vx2，选项D错误。答案B3(2016浙江理综，16)如图3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3A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线圈中电功率之比为31解析根据楞次定律可知，两线圈内均产生逆时针方向的感应电流，选项A错误；因磁感应强度随时间均匀增大，设k，根据法拉第电磁感应定律可得Ennl2，则()2，选项B正确；根据I可知，Il，故a、b线圈中感应电流之比为31，选项C错误；电功率PIEnl2，则Pl3，故a、b线圈中电功率之比为271，选项D错误。答案B4.如图4所示是法拉第制作的世界上第一台发电机的模型原理图。把一个半径为r的铜盘放在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，使磁感线水平向右垂直穿过铜盘，铜盘安装在水平的铜轴上，两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘接触，G为灵敏电流表。现使铜盘按照图示方向以角速度匀速转动，则下列说法中正确的是()图4AC点电势一定高于D点电势B圆盘中产生的感应电动势大小为Br2C电流表中的电流方向为由a到bD若铜盘不转动，使所加磁场磁感应强度均匀增大，在铜盘中可以产生涡旋电流解析把铜盘看作由中心指向边缘的无数条铜棒组合而成，当铜盘开始转动时，每根铜棒都在切割磁感线，相当于电源，由右手定则知，盘边缘为电源正极，中心为电源负极，C点电势低于D点电势，选项A错误；此电源对外电路供电，电流由b经电流表再从a流向铜盘，选项C错误；铜棒转动切割磁感线，相当于电源，回路中感应电动势为EBrvBrrBr2，选项B正确；若铜盘不转动，使所加磁场磁感应强度均匀增大，在铜盘中产生感生环形电场，使铜盘中的自由电荷在电场力的作用下定向移动，形成环形电流，选项D正确。答案BD5.如图5所示，一边长为l2a的正方形区域内分布着方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场。一边长为a、电阻为R的正方形线框置于磁场左侧，且线框右边与磁场左边界平行，距离为a，现给该正方形线框施加一水平向右的拉力，使其沿直线匀速向右运动，则以下关于线框受到的安培力、产生的感应电流随时间变化的图象正确的是(以水平向左的方向为安培力的正方向，以逆时针方向为电流的正方向)()图5解析由于安培力在整个运动过程中都在阻碍线框向右运动，所以安培力的方向不会发生改变，线框未进入磁场前和线框完全在磁场中时不受安培力作用，所以选项A错误，B正确；当线框经过一段时间进入磁场时，由楞次定律可知，产生的感应电流的方向为逆时针方向，线框完全在磁场中时不产生感应电流，当线框出磁场时，由楞次定律可知，产生的感应电流的方向为顺时针方向，所以选项C错误，选项D正确。答案BD6如图6甲所示，一单匝圆形闭合导线框半径为r，线框电阻为R，连接一交流电流表(内阻不计)。线框内充满匀强磁场，已知该磁场磁感应强度B随时间按正弦规律变化，如图乙所示(规定向下为B的正方向)，则下列说法正确的是()图6A0.005 s时线框中的感应电流最大B0.01 s时线框中感应电流方向从上往下看为顺时针方向C0.015 s时电流表的示数为零 D00.02 s内闭合导线框上产生的热量为解析线圈中的感应电动势为Er2，感应电流为i，在0.005 s时，0，则i0，A项错；由楞次定律知在0.01 s时感应电流方向为顺时针方向(从上往下看)，B项正确；交流电流表测量的是交变电流的有效值，C项错；感应电动势的峰值为EmBmr2，一个周期导线框上产生的热量为QT，D项正确。答案BD7(2016四川理综，7)如图7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(F、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变化图象可能正确的有()图7解析设金属棒在某一时刻速度为v，由题意可知，感应电动势EBLv，回路电流Iv，即Iv；安培力FABILv，方向水平向左，即FAv；R两端电压URIRv，即URv；感应电流功率PEIv2，即Pv2。分析金属棒运动情况，由牛顿运动第二定律可得F0kvvma，即F0(k)vma。因为金属棒从静止出发，所以F00 。(1)若k，金属棒水平向右做匀加速直线运动。所以在此情况下没有选项符合；(2)若k，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k，F合随v增大而减小，即a随v增大而减小，说明金属棒在做加速度减小的加速运动，直到加速度减小为0后金属棒做匀速直线运动，根据四个物理量与速度关系可知C选项符合。综上所述，选项B、C符合题意。答案BC二、非选择题8(2016浙江理综，24)小明设计的电磁健身器的简化装置如图8所示，两根平行金属导轨相距l0.50 m，倾角53，导轨上端串接一个0.05 的电阻。在导轨间长d0.56 m的区域内，存在方向垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度B2.0 T。质量m4.0 kg的金属棒CD水平置于导轨上，用绝缘绳索通过定滑轮与拉杆GH相连。CD棒的初始位置与磁场区域的下边界相距s0.24 m。一位健身者用恒力F80 N拉动GH杆，CD棒由静止开始运动，上升过程中CD棒始终保持与导轨垂直。当CD棒到达磁场上边界时健身者松手，触发恢复装置使CD棒回到初始位置(重力加速度g10 m/s2，sin 530.8，不计其他电阻、摩擦力以及拉杆和绳索的质量)。求图8(1)CD棒进入磁场时速度v的大小；(2)CD棒进入磁场时所受的安培力FA的大小；(3)在拉升CD棒的过程中，健身者所做的功W和电阻产生的焦耳热Q。解析(1)由牛顿定律a12 m/s2进入磁场时的速度v2.4 m/s(2)感应电动势EBlv感应电流I安培力FAIBl代入得FA48 N(3)健身者做功WF(sd)64 J由牛顿定律Fmgsin FA0CD棒在磁场区做匀速运动在磁场中运动时间t焦耳热QI2Rt26.88 J答案(1)2.4 m/s(2)48 N(3)64 J26.88 J9(2016福建龙岩模拟)如图9所示，两根足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距L1 m，一理想电流表和R10 的电阻通过导线与两导轨相连，导轨之间存在着方向相反、高度均为h5 m的磁感应强度分别为B1、B2的匀强磁场区域、，匀强磁场方向与导轨平面垂直。一质量为m1 kg、有效电阻为R10 的导体棒，从距磁场下方边界一定距离处，在F20 N的恒定外力作用下从静止开始竖直向上运动，导体棒