2021-2022学年人教版物理选择性必修第二册学案：第二章 法拉第电磁感应定律

2.法拉第电磁感应定律

课程标准素养目标

1.了解感应电动势的概念.会判断等效电源.判断感应电动势的方向.解决实际问题。（物理观念）

通过实验.理解法拉第电磁

2.能在问题情境中区分磁通量、磁通量的变化、磁通量的变化率,分析问题.获得结论。（科学思维）

感应定律

3.会应用法拉第电磁感应定律推导公式E=I3Lv,利用公式进行有关计算。（科学探究）

必备知识•自主学习

一、电磁感应定律

1.感应电动势：

⑴产生条件：穿过电路的磁通量发生变化，与电路是否闭合无差。

⑵产生感应电动势的那部分导体相当于电源。

2.法拉第电磁感应定律：

⑴内容：闭合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。

⑵大小：E=等（单匝线圈）；E=n等（n匝线圈）。

二、导体切割磁感线时的感应电动势

1.垂直切割：B、/、v两两垂直时，如图甲所示,E=BZv0

导线的横截面

甲乙

2.不垂直切割：导线的运动方向与导线本身垂直，与磁感线方向夹

角为9时，如图乙所示，则E=B/v』=BZv_sin_0o

易错辨析、

⑴在电磁感应现象中，有感应电动势，就一定有感应电流。（x）

（2）穿过某电路的磁通量变化量越大，产生的感应电动势就越大。（x）

⑶闭合电路置于磁场中，当磁感应强度很大时，感应电动势可能为

零；当磁感应强度为零时，感应电动势可能很大。（4）

（4）线圈中磁通量变化越快，线圈中产生的感应电动势就越大。（4）

⑸导体棒在磁场中切割磁感线，就一定会产生感应电动势。（力

关键能力•合作学习

知识点一法拉第电磁感应定律的理解和应用

1.磁通量①、磁通量的变化量A①及磁通量的变化率常的比较：

磁通量的

磁通量的

磁通量①

变化率等

变化量AO

在某一过程中

某时刻穿过磁穿过某个面的

物理穿过某个面的

场中某个面的磁通量变化的

意义磁通量的变化

磁感线条数快慢

量

当B、S

俨2—G

AO_

互相垂①二BS±△①=13•AS后二

's•AB

直时，

大小'也一①J

Z

计算

„AS

15•—

△B。

若穿过某个面

开始和转过

有方向相反的既不表示磁通

180。时平面都与

磁场，则不能直量的大小，也不

磁场垂直，但穿

接用①二BS。应表示变化的多

注意过平面的磁通

考虑相反方向少。在①-t图像

量是不同的，一

的磁通量或抵中,可用图线的

正一负，△①二

消以后所剩余斜率表不

2BS,而不是零

的磁通量

提醒：注意磁通量的变化量和磁通量的变化率的区别。

2.公式E=^的理解：感应电动势的大小由磁通量变化的快慢，即

磁通量变化率后决定，与磁通量中、磁通量变化量A①无关。

问题探究\

如图甲中导线运动得越快，产生的感应电流越大，图乙中磁铁插入

的速度越快，感应电流越大，说明了什么？

甲乙

提示：感应电动势与磁通量的变化率有关。

产典例示范二

【典例】（多选）如图甲所示，闭合矩形导线框abed固定在匀强磁场

中，磁场的方向与导线框所在平面垂直，磁感应强度B随时间t变化

的规律如图乙所示。规定垂直纸面向内为磁场的正方向，顺时针为线

框中感应电流的正方向，水平向右为安培力的正方向。关于线框中的

感应电流i与ad边所受的安培力F随时间t变化的图像，下列选项中

正确的是（）

选B、Co由题图乙可知，0~1s内，B增大，①增大，由楞次定律

可知，感应电流沿逆时针方向，为负值；1~2s内，磁通量不变，无

感应电流；2~3s内，B的方向垂直纸面向里，B减小，①减小，由

楞次定律可知，感应电流沿顺时针方向，为正值；3~4s内，B的方

向垂直纸面向外，B增大，①增大，由楞次定律可知，感应电流沿顺

时针方向，感应电流为正值，A错误，B正确；由左手定则可知，在

0~1s内，ad边受到的安培力方向水平向右，是正值，根据F=BIZ

可知安培力均匀增加；1~2s内无感应电流，ad边不受安培力,2~3

s内,安培力方向水平向左，是负值且逐渐减小；3~4s内，安培力

方向水平向右，是正值且逐渐变大；由法拉第电磁感应定律可知，感

应电动势E二等二等S,感应电流1二差,由B-t图像可知，

AlAlKKZXI

ATD

在每一时间段内，的大小是定值,在各时间段内I是定值，ad边

受到的安培力F=BU,I、/不变，B均匀变化，则安培力F均匀变化,

不是定值，C正确，D错误。

口规律方法、应用E=n等求解的三种思路

(1)磁感应强度B不变，垂直于磁场的回路面积S发生变化，则E

|AS|

=nB

At0

(2)垂直于磁场的回路面积S不变，磁感应强度B发生变化,则E

|AB|

=nS

At0

(3)磁感应强度B、垂直于磁场的回路面积S均发生变化，则E=

|①2■■①1|

nAt0

2素养训练

1.(多选)一长直导线与闭合金属线框放在同一竖直面内，长直导线

中的电流i随时间t的变化关系如图所示(以竖直向上为电流的正方

向x则在0~T时间内，下列说法正确的是()

T

A.0~1时间内，穿过线框的磁通量最小

T2T

B.j时间内,线框中始终产生逆时针方向的感应电流

c.jT2T时间内，线框先有扩张的趋势后有收缩的趋势

2T

D.y~T时间内，线框受安培力的合力方向向右

T

选B、Co0~1时间内，长直导线中的电流最大，且保持不变，所

以穿过线框的磁通量最大，A错误；由楞次定律可以判断在T"~?号T

时间内，线框中始终产生逆时针方向的感应电流,B正确T已~号?T时

间内，长直导线中的电流先减小后增大，所以线框内的磁通量先减小

后增大，线框先有扩张的趋势后有收缩的趋势，C正确；号~T时

间内，长直导线中的电流保持不变，穿过线框的磁通量不变，所以线

框内无感应电流产生，线框不受安培力作用，D错误。

2.如图甲所示的螺线管，匝数n=1500匝，横截面积S=20cm2,方

向向右穿过螺线管的匀强磁场的磁感应强度按图乙所示规律变化。则

(l)2s内穿过线圈的磁通量的变化量是多少?

(2)磁通量的变化率多大？

(3)线圈中感应电动势大小为多少？

(1)磁通量的变化量是由磁感应强度的变化引起的，则①尸BiS，①2

=B2s,△①=02-01,

所以A①二ABS=(6-2)x20xl0-4Wb=8xl0-3Wb

△①8x10-3

(2)磁通量的变化率为后=—2—Wb/s=4x10-3Wb/s

(3)根据法拉第电磁感应定律得感应电动势的大小

AO&

E=n&=1500x4x10-3V=6.0V

答案：(1)8x10-3Wb(2)4x10-3Wb/s(3)6.0V

a【加固训练】

i.当线圈中的磁通量发生变化时，下列说法中正确的是()

A.线圈中一定有感应电流

B.线圈中一定有感应电动势，其大小与磁通量成正比

C.线圈中一定有感应电动势，其大小与磁通量的变化量成正比

D.线圈中一定有感应电动势，其大小与磁通量的变化率成正比

选Do当线圈中的磁通量发生变化时，若线圈是闭合的，则有感应电

流，若不闭合，则无感应电流。有感应电动势，根据法拉第电磁感应

定律E=N等知感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比，故A、

B、C错误，D正确。

2.如图所示的圆形线圈共n匝，电阻为R,过线圈中心O垂直于线圈

平面的直线上有A、B两点，A、B两点的距离为L,A、B关于O

点对称。一条形磁铁开始放在A点，中心与O点重合，轴线与A、B

所在直线重合，此时线圈中的磁通量为①1,将条形磁铁以速度v匀

速向右移动，轴线始终与直线重合，磁铁中心到0点时线圈中的磁

通量为①2,下列说法中正确的是（）

A.磁铁在A点时，通过一匝线圈的磁通量为?

B.磁铁从A到0的过程中，线圈中产生的平均感应电动势为E=

2nv（①i-①2）

L

C.磁铁从A到B的过程中，线圈中磁通量的变化量为20）!

D.磁铁从A到B的过程中，通过线圈某一截面的电量不为零

选Bo磁铁在A点时，线圈中的磁通量为①1,故通过一匝线圈的磁

通量也为01,与匝数无关，故A错误；磁铁从A到O的过程中，线

回①

-2

=nL=

圈中产生的平均感应电动势为：E=n-r--

2

-

V

2nv（①]-①？）

------；——,故B正确；磁通量先增加后减小，磁通量的变化

量为零，故平均感应电动势为零，故平均感应电流为零，故通过线圈

某一截面的电量为零，故c、D错误。

知识点二导体切割磁感线时的电动势

角度]导体平动切割磁感线

导体平动切割磁感线产生的感应电动势

(1)对公式E=B/vsin0的理解：

①该公式可看成法拉第电磁感应定律的一个推论，通常用来求导线运

动速度为v时的瞬时感应电动势，随着v的变化，E也相应变化；若

v为平均速度，则E也为平均感应电动势。

②当B、/、v三个量方向互相垂直时，9=90。，感应电动势最大，E

二B/v；当有任意两个量的方向互相平行时，。=0。，感应电动势为零,

E=0o

(2)有效长度：E=B/v中的I应理解为导体切割磁感线时的有效长

度，导体切割磁感线的情况应取与B和v垂直的等效导体长度。

导体棒长度I,从中间弯成90。后，以速度v运动时，产生的感应

电动势多大？

提示：E=2B/v。

卜典例示范入

【典例1】(多选)如图所示，先后以速度V1和V2匀速把一矩形线圈

拉出有界匀强磁场区域，V1=2V2①，在先后两种情况下()

XX

R~x

XX

XX

A.线圈中的感应电流②之比为Ii:12=2:1

B.线圈中的感应电流之比为L:k=1：2

C.线圈中产生的焦耳热③之比Q1:Q2=1：2

D.通过线圈某截面的电荷量④之比qi:q2=l:1

【审题关键】

序号解题依据信息提取

导体切割磁感线产生的感应电先后两次产生的感应电动势之

①

动势E=BZv比为2:1

F先后两次产生的感应电流之比

闭合电路欧姆定律1-

②R+r

为2:1

先后两次产生的焦耳热之比为

焦耳热Q=l2Rt=12R,

③

V2:1

通过线圈某截面的电荷量q=

先后两次通过线圈某截面的电

AO

④

At△①

--At=—荷量之比为1：1

R总R总

选A、Do由于vi=2V2,根据E=B/v可知感应电动势之比为2:1,

F

感应电流I=五，则感应电流之比为h：L=2:1,A正确，B错误；

由t二:可知时间比为1：2,根据Q=I2Rt可知焦耳热之比为2:1,

C错误；根据法拉第电磁感应定律结合电流表达式可以得到电量为q

=It=等知通过某截面的电荷量之比为1:1,D正确。

K

规律方法、求解电路中通过的电荷量的方法

E

电磁感应现象中通过闭合电路某截面的电荷量q=i以乙而］=—

R总

=n-^-，则q=n皎，所以q只和线圈匝数、磁通量的变化量及

△t•R总R总

总电阻有关，与完成该过程需要的时间无关。

角度2导体转动切割磁感线

导体转动切割磁感线产生的感应电动势

当导体绕一端转动时如图所示，由于导体上各点的速度不同，自圆心

向外随半径增大，速度是均匀增加的，所以导体运动的平均速度为7

=吐/=㈣由公式£=8/7得，

22

E=B-/--B^cOo

22

下典例示范Z

【典例2】（多选）（2021.广东选择考）如图所示，水平放置足够长的

光滑金属导轨abc和de1ab与de平行,bc是以O为圆心的圆弧导轨。

圆弧be左侧和扇形Obc内有方向如图的匀强磁场。金属杆OP的O

端与e点用导线相接，P端与圆弧be接触良好。初始时，可滑动的

金属杆MN静止在平行导轨上。若杆OP绕O点在匀强磁场区内从b

到c匀速转动时，回路中始终有电流，则此过程中，下列说法正确的

有（）

M

dN

A•杆OP产生的感应电动势恒定

B•杆OP受到的安培力不变

C.杆MN做匀加速直线运动

D.杆MN中的电流逐渐减小

2

选A、DoOP转动切割磁感线产生的感应电动势为E=|Brco,因为

OP匀速转动，所以杆OP产生的感应电动势恒定，故A正确；杆0P

匀速转动产生的感应电动势产生的感应电流由M到N通过金属杆

MN,由左手定则可知，MN会向左运动，MN运动会切割磁感线，

产生感应电流与原来电流方向相反，使回路电流减小，MN所受合力

为安培力，电流减小，安培力会减小，加速度减小，故D正确，B、

C错误。

力素养训练

1.纸面内两个半径均为R的圆相切于0点，两圆形区域内分别存在垂

直于纸面的匀强磁场，磁感应强度大小相等、方向相反，且不随时间

变化。一长为2R的导体杆0A绕过。点且垂直于纸面的轴顺时针匀

速旋转，角速度为3。t=0时，0A恰好位于两圆的公切线上，如图

所示。若选取从0指向A的电动势为正，下列描述导体杆中感应电

动势随时间变化的图像可能正确的是（）

Xx、'、

XXXXx\

XXXxx1

4\xXXXX/

选co设经时间t导体杆转过的角度为a,则a=3t,由图可知此时

导体杆的有效切割长度为/=2Rsincot，由法拉第电磁感应定律可知，

E=BZv=B-2RsincotcoRsincot=2BcoR2sin2cot,则选项C正确。

2.如图所示，导体棒ab长为21，匀强磁场的磁感应强度为B,导体绕

过。点垂直纸面的轴以角速度3匀速转动，a与0的距离很近。则a

端和b端的电势差Uab的大小等于（）

XXXXXX

XXXXXX

X0XXXX、夕

A.2BAOB.4B/20

C.6B/2coD.BAO

选Ao导体棒ab以a端为轴在纸面内以角速度3匀速转动，平均速

—11、一1

度v=53/=]3・2/=3/,则a、b两端的电势差Uab=E=B/V=万

B(2/)2①=2B/2CO,A正确，B、C、D错误。

教师

专用【加固训练】

(多选)如图所示，一个金属圆环放在匀强磁场中，将它匀速拉

出磁场，下列说法中正确的是(不计重力)()

A.环中感应电流的方向是顺时针方向

B.环中感应电流的强度大小不变

C.所施加水平拉力的大小不变

D.若将此环向左拉出磁场，则环中感应电流的方向也是顺时针方向

选A、Do环向右拉出的过程中，在磁场中的部分切割磁感线，相当

于电源，故根据右手定则,可以判断出感应电流的方向是顺时针方向,

或向右拉出的过程中，环中的磁通量在减少，所以根据楞次定律可以

判断出环中电流的方向是顺时针方向，A正确；因为是匀速拉出，所

以拉力的大小应等于环受到的安培力的大小，环中的电流是先增大后

减小，切割磁感线的有效长度也是先增大后减小，所以安培力是先增

大后减小，故拉力是先增大后减小，B、C错误；若将环向左拉出磁

场，环中的磁通量在减少，根据楞次定律可以判断出环中感应电流的

方向也是顺时针方向，D正确。

知识点三电磁感应中的电路问题

1.内电路和外电路：

(1)切割磁感线运动的导体或磁通量发生变化的线圈都相当于电源。

(2)该部分导体的电阻或线圈的电阻相当于电源的内阻，其余部分

是外电路。

2.问题分类：

(1)确定等效电源的正负极、感应电流的方向、电势高低、电容器

极板带电性质等问题。

(2)根据电路规律求解电路中的总电阻、路端电压、电功率等问题。

(3)根据电磁感应的平均感应电动势求解电路中通过的电荷量：E

AO_EnAO

q=1

=nA7I=—At=------

R总艮总、

3.公式E=n后与E=B/vsin0的区别与联系：

E5后E=B/vsin9

研究回路中做切割磁感线运动的

整个闭合回路

对象那部分导体

区适用只适用于导体切割磁感线运

各种电磁感应现象

别范围动的情况

计算

At内的平均感应电动势某一时刻的瞬时感应电动势

结果

E-B/vsin0是由E-nAt在XE条件下推导出来的，该

联系

公式可看作法拉第电磁感应定律的一个推论

提醒：任何时候洛伦兹力不做功，产生电动势的非静电力是洛伦兹

力的一个分力，这个分力做了正功，增加了电势能，同时另一个分力

一定做了负功，消耗了其他形式的能量。

4.电磁感应中电路问题的分析方法：

(1)明确哪一部分导体或电路产生感应电动势，该导体或电路就是

电源，其他部分是外电路。

(2)用法拉第电磁感应定律及推导公式计算感应电动势大小。

(3)将发生电磁感应现象的导体看作电源，与电路整合，作出等效

电路。

(4)运用闭合电路欧姆定律，部分电路欧姆定律，串、并联电路的

性质及电压、电功率分配等公式进行求解。

>典例示范

【典例】用相同导线绕制的边长为1或21的四个闭合导体线框①，

以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场②，如图所示。在每个线框进入

磁场的过程中，M、N两点间的电压分别为Ua、Ub、5和Ud③。下

列判断正确的是()

MMMMix'x"x"x]

A.Ua<Ub<Uc<Ud

B.Ua<Ub<Ud<Uc

C.Ua=Ub<Uc=Ud

D.Ub<Ua<Ud<Uc

【审题关键】

序号解题依据信息提取

相同导线电阻率相同,截面电阻的比就是导线长度的

①

积相同比

②运动速度相等电动势的比就是边长的比

MN切割磁感线，相当于电M、N两点间的电压为路

③

源端电压

选B。线框进入磁场后切割磁感线，a、b中产生的感应电动势是c、

d中电动势的一半，而不同的线框的电阻不同，设a线框电阻为4r,

3r3

b、c、d线框的电阻分别为6r、8r、6r则有：Ua=B/v•石=4B/v,

5r56r34r4

Ub=B/v-^二不B/v,Uc=B-2/v•而=2B/v,Ud=B-2/v-^B/v,

故Ua<Ub<Ud<Uc,B正确。

下素养训练“

1.（多选）如图所示，两光滑平行金属导轨位于同一水平面上，导轨

间距为I,左端与一阻值为R的电阻连接；整个系统置于竖直向下的

匀强磁场中，磁感应强度大小为Bo一质量为m、电阻为r的导体棒

垂直于导轨以初速度V。向右滑动，经过t停在导轨上，滑动过程中始

终保持与导轨垂直并接触良好。导轨电阻不计，此过程中，下列说法

正确的是（）

R2]2V2

A.电阻产生的热量为八B.电阻产生的热量为

mvoR

2(R+r)

C.通过电阻的电荷量为更见D.通过电阻的电荷量为

R+r

mvp

Bl

选B、Do根据能量关系可知，系统产生的总热量为Qmv?,则

电阻产生的热量为QR=工一Q二°汴,A错误，B正确；根

据动量定理Ft=-BI/At=0-mv0,又q=IAt,解得通过电阻的电荷

量为q=鲁，C错误，D正确。

£)1

2.如图所示，两个光滑金属导轨(金属导轨电阻忽略不计)相距1=

50cm,导体棒AB长度与框架宽度相同，其电阻为r=lQ,且可以

在光滑金属导轨上滑动，定值电阻Ri=3Q,R2=6Q,整个装置放

在磁感应强度B=1.0T的匀强磁场中，磁场方向垂直于整个导轨平

面，现用外力F拉着AB向右以v=5m/s速度作匀速运动。求：

A

B

(1)导体棒AB产生的感应电动势E和AB棒上的感应电流方向；

(2)导体棒AB两端的电压U；

(1)导体棒AB产生的感应电动势E=B/v=2.5V

由右手定则得，AB棒上的感应电流方向是B-A；

(2)外电路电阻R并=2Q,总电流1=工A

Ri+R2R+r3

导体棒AB两端的电压U=LR并二拼V

答案：(1)2.5V,B—A(2)|V

|教师|

【加固训练】

如图甲所示，线圈的匝数n二200匝，横截面积S=50cm2,线圈

总电阻r=10Q,沿轴方向有匀强磁场，磁场的磁感应强度随时间按

如图乙所示规律变化，贝U()

A.若在a、b间接一个理想电流表时，第0.4s末电流表的示数为0.4A

B.若在a、b间接一个理想电流表时，第0.2s末和0.6s末的电流方

向相同

C.第1s末a、b间电压为零

D.第0.9s末a、b间电压比0.2s末的小

选Ao线圈在0.3~0.8s内产生的感应电动势不变，由法拉第电磁感

.△①200x(8-6)x50x10-4

应定律可得：E=n后=---------53--------------V=4V,由闭合

F4

电路欧姆定律可得感应电流I大小为：I=；=正A=0.4A,故A

正确；由图可知,在0~0.3s时间内与0.3~0.8s时间内磁感应强度

斜率的方向不同，由楞次定律可知，在第0.2s末和0.6s末的电流方

向相反，故B错误；在1s末a、b之间的电压等于电源的电动势，

为30V,故C错误；在0.9s时刻的电动势与0.8~1.0s时间内的电

(6-0)x50xl0-4

动势相等，为：E=n烹=200x---V---=---3-0---V---,--同------

理可得，0.2s末电动势为26.7V,所以在第0.9s末a、b间电压比

0.2s末的大，故D错误。

|教师|

【拓展例题】考查内容：电磁感应中的能量问题

【典例】如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B,方向竖直向下，在

磁场中有一边长为I的正方形导线框,ab边质量为m,其余边质量不

计，cd边有固定的水平轴，导线框可以绕其转动，现将导线框拉至

水平位置由静止释放，不计摩擦和空气阻力，导线框经过时间t运动

到竖直位置，此时ab边的速度为v,求：

(1)此过程中导线框产生的平均感应电动势的大小；

(2)导线框运动到竖直位置时导线框产生的感应电动势的大小；

(3)此过程中导线框产生的热量。

(1)6=BS=B/2,转至I」竖直位置①2二0,△①=①2-①1二-B/2,根

据法拉第电磁感应定律，有E=^=,平均感应电动势的大

t

..B12

小为

(2)转到竖直位置时，be、ad两边不切割磁感线，ab边垂直切割磁

感线，E=B/v,此时求的是瞬时感应电动势。

(3)由能量转化与守恒定律，导线框的重力势能转化为ab的动能和

电路中的电能(即转化为热能的部分)，由mg/=;mV?+Q,得Q=

2

mg/-2mv0

R]2i

答案：(1)—(2)BZv(3)mg/-2mv2

情境•模型•素养

生活情境、

为了测量列车运行的速度和加速度大小，可采用如图甲所示的装

置，它由一块安装在列车车头底部的强磁体和埋设在轨道地面的一组

线圈及电流测量记录仪组成(测量记录仪未画出1当列车经过线圈

上方时，线圈中产生的电流被记录下来，P、Q为接测量仪器的端口,

若俯视轨道平面磁场垂直地面向下，如图乙所示。

/为圈［纬照n，、线圈I线圈n

/八而〃/〃历牙冲

%7万〃7力尸(牛尸：11rl11rl

磁体接测量仪器-Q

甲乙

探究：在列车经过测量线圈的过程中，流经线圈I的电流方向怎样？

提示：在列车经过线圈的上方时，由于列车上的磁场的方向向下，所

以线圈内的磁通量方向向下，先增大后减小，根据楞次定律可知，线

圈中的感应电流的方向为先逆时针，再顺时针方向。

生产情境、

无线充电成为应用于我们日常生活中的一项新科技,其中利用电磁

感应原理来实现无线充电是比较成熟的一种方式，电动汽车无线充电

方式的基本原理如图所示。路面下依次铺设圆形线圈，相邻两个线圈

由供电装置通以反向电流，车身底部固定感应线圈，通过充电装置与

蓄电池相连，汽车在此路面上行驶时，就可以进行充电。

福离子善电池充蟠置车身底部感

地面供应线圈—

探究：

(1)能不能确定感应线圈中产生的电流大小变不变？

(2)在汽车匀速行驶的过程中，感应线圈是否受到路面线圈磁场的

安培力？若感应线圈受到路面线圈磁场的安培力，它会阻碍汽车的运

动，还是促进汽车的运动？

提示：(1)由于路面上的线圈中的电流变化情况未知，即产生的磁场

无法确定变化情况，所以感应线圈中的电流大小不能确定；

(2)感应线圈随汽车一起运动过程中会产生感应电流，在路面线圈

的磁场中受到安培力，根据“来拒去留”可知，此安培力阻碍相对运动,

即阻碍汽车运动。

课堂检测•素养达标

1.(2020.全国II卷)管道高频焊机可以对由钢板卷成的圆管的接缝实

施焊接。焊机的原理如图所示，圆管通过一个接有高频交流电源的线

圈，线圈所产生的交变磁场使圆管中产生交变电流，电流产生的热量

使接缝处的材料熔化将其焊接。焊接过程中所利用的电磁学规律的发

现者为（）

A.库仑B.霍尔C.洛伦兹D.法拉第

选D。线圈中接高频交流电源，交变电流产生的交变磁场通过圆管,

在圆管中产生交变电流，这是电磁感应现象，是法拉第发现的，D正

确，A、B、C错误。

2.（多选）如图甲所示,正方形金属线框abed固定在磁场中，磁场方

向与导线框所在平面垂直，规定垂直线框平面向里为磁场的正方向,

磁感应强度B随时间的变化关系如图乙所示。已知正方形线框的边

长/=0.4m,电阻R=2Q,贝日（）

A.0-1S内线框中有逆时针方向的感应电流

B.1~3s内线框ab边受到的安培力大小先减小后增大

C.1~3s内通过线框某一横截面的电荷量为0.16C

D.前4s内线框中产生的热量为0.512J

选B、C。0~1s内线框中磁场方向向外并增大，根据楞次定律及安

培定则可知，电流方向为顺时针，A错误；1~3s内，根据法拉第电

磁感应定律可得E二誓二警,由图乙可知，该时间段内，等

为恒定值，则感应电动势为定值，电流大小不变，根据F=BI/可知,

B先减小后增大，则安培力先减小后增大，B正确；1~3s内，根据

法拉第电磁感应定律可得，感应电动势大小为E=T,通过某一

pAR.QAR.p

横截面的电荷量为q=IAt，代入得q=f加=萱=^~=0.16

C,C正确；前4s内，由于磁感应强