【强化训练】楞次定律 法拉第电磁感应定律

1、PAGE12楞次定律法拉第电磁感应定律考点一：楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用1考查楞次定律及其应用多选如图所示，两个条形磁铁的N极和S极相向水平放置，一竖直放置的矩形线框从两个磁铁之间正上方自由落下，并从两磁铁中间穿过。下列关于线框受到安培力及从右向左看感应电流方向说法正确的是A感应电流方向先逆时针方向，后顺时针方向B感应电流方向先顺时针方向，后逆时针方向C安培力方向一直竖直向上D安培力方向先竖直向上，后竖直向下解析：选BC由题图可知，磁感线自左向右，故在线框从高处下落过程中，穿过线框的磁通量一直向右，且先增大后减小，由楞次定律可知，感应电流方向先顺时针方向，后逆时针方向，故B正确，A错误

2、；产生的感应电流一直阻碍物体间的相对运动，故安培力一定一直竖直向上，故C正确，D错误。2考查法拉第电磁感应定律的应用在匀强磁场中，有一个接有电容器的单匝导线回路，如图所示，导线回路与匀强磁场垂直，磁场方向垂直纸面向里，磁场均匀地增强，磁感应强度随时间的变化率eqfB,t5102T/s，电容器电容C60F，导线回路边长L18 cm，L25 cm。则电容器上极板A带正电，电荷量是104B带负电，电荷量是104C带正电，电荷量是108D带负电，电荷量是108解析：选C根据楞次定律知，感应电动势的方向是逆时针方向，则上极板带正电。根据法拉第电磁感应定律得：EeqfBS,t51022104V，则：QCU

3、CE61052104 C108故C正确，A、B、D错误。3考查导体切割磁感线产生的感应电流大小和方向分析多选如图甲所示，一宽为l的匀强磁场B区域，磁场方向垂直于纸面向里。一个边长为ala的正方形导线框ABCD位于纸面内，以垂直于磁场边界的恒定速度v通过该磁场区域，导线框电阻为R，在运动过程中，线框有一条边始终与磁场区域的边界平行。取它刚进入磁场的时刻t0，线框中感应电流随时间变化规律的It图像如图乙所示，则下列说法正确的是A在第1s内，线框中感应电流为逆时针方向，大小恒定为0.3 AB在第2s内，穿过线框的磁通量最大，感应电流大小恒定为0.6 AC在第3s内，线框中感应电流方向为顺时针方向，大

4、小恒定为0.3 AD在第1s内，线框中C点电势高于D点电势，感应电流大小为0解析：选AC在第1s内，线框向磁场中运动，穿过线框的磁通量均匀增加，感应电流为逆时针方向取为正方向，电流大小恒定IeqfBav,R0.3 A，选项A正确；在第2s内，整个线框在磁场中运动，穿过线框的磁通量最大且不变，没有感应电流，选项B错误；在第3s内，线框从磁场中出来，磁通量均匀减小，感应电流为顺时针方向为负方向，大小恒定IeqfBav,R0.3 A，选项C正确；在第1s内，由楞次定律判断出线框中感应电流方向沿逆时针方向，则C点电势低于D点电势，选项D错误。考点二：电磁感应中的图像问题4考查感应电流与位移的关系图像如

5、图所示，在边长为a的正方形区域内，有以对角线为边界、垂直于纸面的两个匀强磁场，磁感应强度大小相同、方向相反，纸面内一边长为a的正方形导线框沿轴匀速穿过磁场区域，t0时刻恰好开始进入磁场区域，以顺时针方向为导线框中电流的正方向，下列选项中能够正确表示电流与位移关系的是解析：选B在0，a时，右边框切割磁感线产生感应电流，电流大小ieqfBavBv,ReqfBv,Ra2，其中eqblcrcavs4alco10，fa,2时，方向为顺时针；eqfa,2时，导线框中感应电流为零；eqblcrcavs4alco1fa,2，a时，方向为逆时针。在a,2a时，左边框切割磁感线产生感应电流，感应电流大小ieqfB

6、aavBav,ReqfBv,R3a2，其中eqblcrcavs4alco1a，f3,2a时，方向为逆时针；eqf3,2a时，导线框中感应电流为零；eqblcrcavs4alco1f3,2a，2a，方向为顺时针，所以B正确，A、C、D错误。5考查感应电流的功率和安培力的图像问题多选如图所示，粗细均匀的矩形金属导体线框abcd固定于匀强磁场中，磁场方向垂直线框所在平面，磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示。以垂直于线框所在平面向里为磁感应强度B的正方向，则下列关于ab边的热功率的导体棒ab，从MM上方某处由静止释放，导体棒ab在下落的过程中与导轨保持良好接触，且始终保持水平，已知导体棒ab到达N

7、N和0.5 m1.5 m3 m3 m1 m5 m1 m1 kg，电阻为R10，磁感应强度为B1T，当线框的cd边刚进入磁场时：1求线框中产生的感应电动势大小；2求cd两点间的电势差大小；3若线框此时加速度等于0，则线框电阻应该变为多少解析：1cd边刚进入磁场时，线框速度：veqr2gh线框中产生的感应电动势：EBLvBLeqr2gh10V。2此时线框中电流：IeqfE,Rcd切割磁感线相当于电源，cd两点间的电势差即路端电压：UIeqf3,4R。3安培力：FBILeqfB2L2r2gh,R根据牛顿第二定律：mgFma由a0，解得电阻R满足：ReqfB2L2r2gh,mg1。答案：110V231

8、考点四：电磁感应中的“杆导轨”模型9考查水平导轨上金属杆切割磁感线的情况多选如图所示，在水平面上有两条足够长的平行光滑金属导轨MN、，电阻均为R，两杆与导轨接触良好，导轨电阻不计，现将杆1以初速度v0向右滑向杆2，在运动过程中两杆始终不碰撞，则A杆1将做匀减速运动，杆2将做匀加速运动B杆1、杆2最终均以速度做匀速运动C杆1上总共产生eqf1,8mv02的热量D通过杆2上的电荷量为eqfmv0,2Bd解析：选BCD杆1向右运动时，由于切割磁感线，回路中将产生感应电流，在安培力的作用下，杆1做减速运动，杆2做加速运动，由于杆的速度变化，回路中的感应电动势变化，感应电流跟随着变化，导致两杆所受安培力

9、大小发生变化，加速度大小随之改变，故选项A错误；由于两杆质量相等，它们的加速度大小时刻相等，在相同时间内，它们的速度变化量大小也相等，最终两杆速度相等时，杆间距不再变化，感应电流随之消失，有：v0vv0，解得v，故选项B正确；两杆中电流时刻相等，杆相同，因此两杆产生的热量相等，根据能量守恒定律可知，2Qeqf1,2mv022eqf1,2mv2，解得Qeqf1,8mv02，故选项C正确；根据电流强度的定义式可知，通过杆2上的电荷量为：qeqtoIt，根据加速度定义式可知：eqtoaeqfv,teqfv0,2t，由牛顿第二定律可知：eqtoaeqftoF,m，由安培力大小计算公式有：eqtoFeq

10、toIdB，解得：qeqfmv0,2Bd，故选项D正确。10考查倾斜导轨上金属杆切割磁感线的情况如图所示，在匀强磁场中倾斜放置两根平行的光滑金属导轨，它们所构成的导轨平面与水平面成30角，平行导轨间距L1.0 m。匀强磁场方向垂直于导轨平面向下，磁感应强度B。两根金属杆ab和cd可以在导轨上无摩擦地滑动。两金属杆的质量均为m0.20 kg，电阻均为R。若用与导轨平行的拉力作用在金属杆ab上，使ab杆沿导轨匀速上滑并使cd杆在导轨上保持静止，整个过程中两金属杆均与导轨垂直且接触良好。金属导轨的电阻可忽略不计，取重力加速度g10 m/s2。求：1cd杆所受安培力F安的大小；2通过金属杆的感应电流I

11、；3作用在金属杆ab上拉力的功率gsin30解得：F安。2F安BIL，解得：I5.0 A。3金属杆ab所受安培力方向与导轨平面平行向下，金属杆ab在拉力F、安培力F安和重力mg作用下匀速上滑，则FF安mgsin30根据电磁感应定律，金属杆ab上产生的感应电动势为E感BLv根据闭合电路欧姆定律，通过金属杆ab的电流IeqfE感,2R根据功率公式：5.0 A0.2 m0.01 kg，电阻均为R，棒cd放置在水平绝缘平台上，整个装置处在垂直于导轨平面向里的匀强磁场中，磁感应强度B。棒ab在竖直向上的恒力F作用下由静止开始向上运动，当ab棒运动0.1 m时达到最大速度vm，此时cd棒对绝缘平台的压力恰

12、好为零，g取10 m/s2。求：1ab棒的最大速度vm；2ab棒由静止到最大速度的过程中通过ab棒的电荷量q；3ab棒由静止到最大速度的过程中回路产生的焦耳热Q。解析：1当ab棒达到最大速度vm时，对cd棒，受重力和向上的安培力作用，根据共点力平衡条件有：mgILB对整个回路，根据闭合电路欧姆定律有：E2IR根据法拉第电磁感应定律可知，ab棒切割磁感线产生的感应电动势为：EBLvm由式联立解得：vmeqf2mgR,B2L2eqf210,m/s1 m/s2设ab棒由静止开始运动经过时间t后速度达到最大，根据电流强度的定义可知：eqtoIeqfq,t根据闭合电路欧姆定律可知：eqtoIeqftoE,2R根据法拉第电磁感应定律有：