高考物理复习题库 第2讲 法拉第电磁感应定律 自感和涡流

第2讲法拉第电磁感应定律自感和涡流

A（t>

学习目标1.理解法拉第电磁感应定律，会应用E=7厂W进行有关计算。2.会计

算导体切割磁感线产生的感应电动势。3.了解自感现象、涡流、电磁驱动和电磁

阻尼。

■夯实必备知识

1~4理至I一在电磁感应现象中产生的电动势

感应-----

电动-U牛一穿过回路的磁通城发生改变,与电路是否闭合无关

势|wr——

U^j一用楞次定律或右手定则判断

闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一叫路

电磁

的磁通盘的变化通成正比

感应一

定律公式｝"E=n

2.其中〃为线圈的匝数

E=Blv」为蚌线切割磁感线的有效

长雨"

E=；B/%（绕导线一端转动）

3.

当一个线圈中的也流变化时,它所产生的变化的磁

圆囹一场在线圈本身激发出感应电动势的现象称为且感,

由于口感而产生的感应电动生叫作白感电动势

口感」.

现象自感电动势］-E=L

自感系数卜与线圈的大小、形状、匝数及数否仃铁芯行关

4.

了K块状金属放在变化磁场中，或者让它在非均勺磁场中

-1圾5一运动时,金屈块内产生的漩涡状感应电流

涡

流

1-产生原因—金质块内磁通嵬:变化

5.

［电磁阻尼）一当导体在磁场中运动时,感应电流使林体受到安培力.

6.其效果总是幽导体的运动

磁场相对导体运动.导体中产生感应电流，使导体受安培

电磁驱动

7.力，其效果使导体运动起来

1.思考判断

（1）线圈中磁通量变化越大，产生的感应电动势越大。（X）

(2)穿过线圈的磁通量变化越快，产生的感应电动势越大。(J)

(3)感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同。(义)

(4)线圈中的电流越大，则自感系数也越大。(X)

2.(多选)空间存在一方向与纸而垂直、大小随时间变化的匀强磁场，其边界如图(a)

中虚线MN所示。一硬质细导线的电阻率为小横截面积为S,将该导线做成半径

为r的圆环固定在纸面内，圆心。在上。1=0时磁感应强度的方向如图(a)

所示；磁感应强度8随时间/的变化关系如图(b)所示。则在，=0到的时间

间隔内()

A.圆环所受安培力的方向始终不变

B.圆环中的感应电流始终沿顺时针方向

C.圆环中的感应电流大小为驾

410P

D.圆环中的感应电动势大小为空

4/0

答案BC

■研透核心考点

考点一法拉第电磁感应定律的理解和应用

1.对法拉第电磁感应定律的理解

公式E=〃笑求解的是一个回路中某段时间内的平均电动势，在磁通量均匀变化

时，瞬时值才等于平均值。

2.磁通量发生变化的三种情况

(1)磁通量的变化是由磁场变化引起时，△①=SbB,则E=

(2)磁通量的变化是由面积变化引起时，△①=BbS,则E=

(3)磁通量的变化是由面积和磁场共同变化引起时，则根据定义，△⑦=⑺末一S初

B2s?—BTSIABAS

E=n_Xi-^fr~KT°

例1如图1甲所示，10匝铜导线制成的线圈两端M、N与一电压表相连，线圈

内磁场方向垂直纸面向里，线圈中磁通量的变化规律如图乙所示，下列说法中正

确的是（）

图1

A.电压表的正接线柱接线圈的N端

B.线圈中磁通量的变化量为1.5Wb

C.线圈中磁通量的变化率为1.5Wb/s

D.电压表的读数为5V

答案D

解析由楞次定律可得，感应电流的方向为逆时针，则M端比N端的电势高，所

以电压表正接线柱接M端，故A错误；磁通量的变化需要时间，由于未说明变

化时间，故B错误；磁通量的变化率为笑=*普Wb/s=0.5Wb/s,故C错

误；根据法拉第电磁感应定律有石耳=〃笑=10X0.5V=5V,所以电压表读数为

5V,故D正确。

■跟踪训练

1.（2023・湖北卷，5）近场通信（NFC）器件应用电磁感应原理进行通讯，其天线类似

一个压平的线圈，线圈尺寸从内到外逐渐变大。如图2所示，一正方形NFC线圈

共3匝，其边长分别为1.0cm、1.2cm和1.4cm,图中线圈外线接入内部芯片时

与内部线圈绝缘。若匀强磁场垂直通过此线圈，磁感应强度变化率为103T/S,则

线圈产生的感应电动势最接近（）

图2

A.0.30VB.0.44V

C.0.59VD.4.3V

答案B

解析根据法拉第电磁感应定律可知七=等=等=103X(1.02+1.22+1.42)X1()

-4V=0.44V,故B正确。

2.(2022•全国甲卷)三个田同样的细导线做成的刚性闭合线框，正方形线框的边长

与圆线框的直径相等，圆线框的半径与正六边形线框的边长相等，如图3所示。

把它们放入磁感应强度随时间线性变化的同一匀强磁场中，线框所在平面均与磁

场方向垂直，正方形、圆形和正六边形线框中感应电流的大小分别为人、〃和4

则()

图3

A./l</3</2B./l>/3>/2

C./l=/2>/3D./l=/2=，3

答案C

解析设圆线框的半径为广，则由题意可知正方形线框的边长为2〃，正六边形线

框的边长为小所以圆线框的周长为。2=2〃，面积为S2=7C/

同理可知正方形线框的周长和面积分别为

G=8几Si=4r

正六边形线框的周长和面积分别为

1_久c3^3r

Cy6r,S32

三个线框材料、粗细相同，

根据电阻定律R=p-^~

可知三个线框电阻之比为

Ri:Ri:/?3=Ci:Ci:。=4：兀：3

根据法拉第电磁感应定律有

E=^BS

R~~KtR

由于三个线框处于同一随时间线性变化的磁场中，可得电流之比为

SiS2S3rr

万・12・，3=瓦:瓦:瓦=2：2,小

即人=/2>/3,故选项C正确。

考点二导线切割磁感线产生的感应电动势

1.导线平动切割的有效长度

公式E=Blv中的/为导体两端点连线在垂直于速度方向上的投影长度。如图4,

导体的有效长度分别为：

甲乙丙

图4

图甲：/=cdsin00

图乙：沿。方向运动时，l=MN。

图丙：沿切方向运动时，/=也尺；沿02方向运动时，l=R°

2.导线转动切割的三种情况

（1）以中点为轴时，E=0（不同两段的代数和）。

（2）以端点为轴时，①（平均速度取中点位置的线速度当必。

（3）以任意点为轴时，/2分别为传轴到两端点的距离，E为导体

两端间的电势差）。

角度■平动切割磁感线

例2如图5所示，由均匀导线制成的半径为R的圆环，以速度。匀速进入一磁感

应强度大小为8的匀强磁场。当圆环运动到图示位置（/〃。人=90。）时，〃、b两点

的电势差U时为（）

图5

X.^BRv

D.-乎BRo

答案D

解析有效切割长度即。、力连线的长度，如图所示，由几何关系知有效切割长度

为啦R,所以产生的电动势为E=BLv=B5v,电流的方向为ai,所以Uab

<0,由于在磁场部分的阻值为整个圆的电阻的2所以Uab=一孤木&=一呼

BRv,故D正确。

■跟踪训练

3.如图6所示，为水平放置的U形光滑金属导轨，"与cd的间距为/,导轨

间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为导轨电阻不计，金属杆

MN倾斜放置，与导轨成夕角，单位长度的电阻为L保持金属杆以速度。沿平行

于cd的方向滑动（金属杆滑动过程中与导轨接触良好），则（）

图6

A.电路中感应电动势的大小为瞿

qi…Bysin0

B.电路中感应电流的大小为一：—

人…B2lvsin0

C.金属杆所受安培力t的大小为一--

B2lv2

D.金属杆的热功率为

7,sin0

答案B

解析金属杆的运动方向与金属杆不垂直，电路中感应电动势的大小为E=B/o（/

为切割磁感线的有效长度），选项A错误；电路中感应电流的大小为/=苴=华=

sin0

Bvsin6、a一丁,人口-“.》一,।।的sin0/B-lv

—丁，选项B正确；金属杆所受安培力的大小为F="8=-•.nB=—,

!Irdill（_/•

选项C错误;金属杆的热功率为尸=尸宠=典普.磊=迪誓，选项D错误。

角度回转动切割磁感线

例3（多选汝I图7所示，水平放置足够长光滑金属导轨abc和de,ab与de平行,

儿是以。为圆心的圆弧导轨。圆弧区左侧和扇形。儿内有方向如图的匀强磁场。

金属杆O尸的O端与e点用导线相接，P端与圆弧曲接触良好。初始时，可滑动

的金属杆MN静止在平行导轨上。若杆。尸绕0点在匀强磁场区内从〃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（）

图7

A.杆0P产生的感应电动势恒定

B.杆。户受到的安培力不变

C.杆MN做匀加速直线运动

D.杆MN中的电流逐渐减小

答案AD

解析根据转动切割磁感线产生感应电动势的公式可知七0尸=3引2口，由于柠0P

匀速转动，故A正确；O尸切割磁感线，产生感应电流，由右手定则可判断出MN

中电流为从M到N,根据左手定则可知所受安培力向左，MN向左运动，切

割磁感线，产生由N到M的感应电流，与0P切割磁感线产生的感应电流方向相

反，故。户与加、中的电流会逐渐减小，由尸=〃B可知，杆0P和MN所受安培

力逐渐减小，MN做加速度逐渐减小的加速运动，故B、C错误，D正确。

考点三自感现象

通电自感与断电自感现象对比

LA,A/

R&

电路图-<=»——

-i|~~cSl

SR,氏

Ai、A2同规格，R=RL,

器材要求L很大（有铁芯）

L较大

在S闭合瞬间，灯A2立

灯A立即亮，然后逐渐变喑达

通电时即亮起来，灯Ai逐渐变

到稳定

亮，最终一样亮

①若/2忘/1,灯泡逐渐变暗

回路电流减小，灯泡逐渐②若灯泡闪亮后逐渐变

断电时变暗，Ai电流方向不变，暗

A2电流反向两种情况下灯泡中电流方向均

改变

总结自感电动势总是阻碍原电流的变化

例4某同学想对比自感线圈和小灯泡对电路的影响，他设计了如图8甲所示的电

路，电路两端电压U恒定，AHA2为完全相同的电流传感器。先闭合开关S得

到如图乙所示的图像,等电路稳定后，断开开关（断开开关的实验数据未画出）。

下列关于该实验的说法正确的是（）

①)01寸…卜.

121

1-----0-----1

+U一°1A；

甲乙

A.闭合开关时，自感线圈中电流为零，其自感电动势也为零

B.图乙中的a曲线表示电流传感器A2测得的数据

C.断开开关时，小灯泡会明显闪亮后逐渐熄灭

D.n时刻小灯泡与线圈的电阻相等

答案D

解析闭合开关时，其线圈自感电动势等于电源巨动势，自感线圈中电流为零，

故A错误；A2中电流等于自感线圈中电流，自感线圈中电流从零开始逐渐增大,

最后趋于稳定，故A2中数据应为题图乙中〃曲线，故B错误；断开开关前，两

支路中电流相等，刚断开开关时，回路中的电流大小不变，故灯泡不会发生明显

闪亮，而是逐渐熄灭，故C错误；力时刻，两支路中电压相等，电流相等，则电

阻相等，即小灯泡与线圈的电阻相等，故D正确。

■跟踪训练

4.用电流传感器（电流传感器相当于电流表，其电阻可以忽略不计）研究自感现象的

实验电路如图9所示，电源的电动箝为尺内阻为匕自感线圈的自感系数足

够大，其直流电阻值大于灯泡D的阻值，在/=0时刻闭合开关S,经过一段时间

后，在/=人时刻断开开关S。下列关于灯泡D中的电流随时间变化情况的图像可

能正确的是（）

图9

答案B

解析闭合开关的瞬间，灯泡中有一定的电流通过，过一段时间，随着自感线圈

分流作用增大，灯泡中的电流变小，A、D错误；一段时间后，灯泡的电流稳定

在某一值上，当断开开关时，自感线圈产生自感电动势，自感线圈中的电流与原

来的电流方向相同，它与灯泡组成的电路中，感应电流沿逆时针方向，而灯泡中

原来的电流沿顺时针方向，并且灯泡中的电流比稳定时要小一些，然后电流随自

感电动势的减小而慢慢减小到（），B正确，C错误。

考点四涡流电磁阻尼和电磁驱动

1.产生涡流时的能量转化

（I）金属块放在变化的磁场中，则磁场能转化为电能，最终转化为内能。

（2）如果是金属块进出磁场或在非匀强磁场中运动，则由于克服安培力做功，金属

块的机械能转化为电能，最终转化为内能。

2.电磁阻尼和电磁驱动

电磁阻尼电磁驱动

由于磁场运动引起磁通量的变

由于导体在磁场中运动而产生感

不成因化而产生感应电流，从而使导

应电流，从而使导体受到安培力

同体受到安培力

点安培力的方向与导体运动方向相导体受安培力的方向与导体运

效果

反，阻碍导体运动动方向相同，推动导体运动

两者都是电磁感应现象，都遵循楞次定律，都是安培力阻碍引起感

相同点

应电流的导体与磁场间的相对运动

I跟踪训练

5.（多选）涡流检测是工业上无损检测的方法之一。如图10所示，线圈中通以一定

频率的正弦交流电，靠近待测工件时，工件内会产生涡流，同时线圈中的电流受

涡流影响也会发生变化。下列说法中正确的是（）

A.涡流的磁场总是要阻碍穿过工件的磁通量的变化

B.涡流的频率等于通入线圈的交流电的频率

C.通电线圈和待测工件间存在周期性变化的作用力

D.待测工件可以是塑料或橡胶制品

答案ABC

解析由楞次定律可知，涡流的磁场总是要阻碍穿过工件的磁通量的变化，A正

确；涡流随着交流电而变化，所以涡流的频率等于通入线圈的交流电的频率，B

正确；由于电流在磁场中受安培力作用，故通电线圈和待测工件间存在周期性变

化的作用力，C正确；涡流只能在导体中产生，故待测工件不能是塑料或橡胶制

品，D错误。

6.（2024.福建厦门模拟）如图11是汽车上使用的电磁制动装置示意图。电磁制动是

一种非接触的制动方式，其原理是当导体在通电线圈产生的磁场中运动时，会产

生泯流，使导体受到阻碍运动的制动力.下列说法正确的是（）

A.制动过程中，导体不会产生热量

B.如果导体反向转动，此装置将不起制动作用

C.制动力的大小与线圈中电流的大小无关

D.线圈电流一定时，导体运动的速度越大，制动力就越大

答案D

解析电磁制动的原理是当导体在通电线圈产生的磁场中运动时，会产生涡流，

电流流过导体时会产生热量，A错误；如果导体反向转动，此时产生的涡流方向

也相反，电流和运动方向同时反向，安培力方向不变，故还是使导体受到阻碍运

动的制动力，B错误；线圈中电流越大，产生的磁场越强，转盘转动产生的涡流

越强，则制动装置对转盘的制动力越大，C错误；线圈电流一定时，导体运动的

速度越大，转盘转动产生的涡流越强，制动力就越大，D正确。

-提升素养能力（限时：40分钟）

A级基础对点练

对点练1法拉第电磁感应定律的理解和应用

1.目前手机的无线充电技术（如图1甲）已经成熟，其工作过程可简化为如图乙所示,

A、B两个线圈彼此靠近平行放置，当线圈4接通工作电源时，线圈5中会产生

感应电动势，并对与其相连的手机电池充电。下列说法正确的是（）

手机电池

工作电源

图1

A.只要线圈A中输入电流，线圈3中就会产生感应电动势

R若线圈4中输入变化的电流，线圈B中产生的感应电动势也会发生变化

C.线圈A中输入的电流越大，线圈B中感应电动势越大

D.线圈A中输入的电流变化越快，线圈B中感应电动势越大

答案D

解析根据感应电流产生的条件，若在线圈A中输入恒定电流，则线圈A中只产

生恒定的磁场，线圈8中的磁通量不发生变化，则线圈B中不会产生感应电动势，

故A错误；若线圈人中输入随时间均匀变化的电流，则会使线圈人产生随时间均

匀变化的磁场，根据法拉第电磁感应定律石=〃笑=常数，则线圈B中会产生恒

定不变的感应电动势，故B错误；若线圈A中电流恒定不变，无论多大，产生的

磁场是恒定的，则线圈8中没有磁通量变化，不会产生感应电动势，故C错误;

线圈A中电流变化越快，则线圈A中电流产生的磁场变化就越快，根据法拉第电

磁感应定律£=〃笑，可知线圈8中感应电动势也会越大，故D正确。

2.（2024・湖北武汉模拟）洛一根绝缘硬质细导线顺次绕成如图2所示的线圈，其中

大圆面积为S,小圆面积为S2,不规则形状的面积为S3,垂直线圈平面方向有一

随时间/变化的磁场，磁感应强度大小3=砌+38）和％均为大于零的常量。则

线圈中总的感应电动势大小为（）

图2

A.A(S3—Sz)B.k(S3+Si—S2)

C.k(S3—5i—52)D.£(S3+S2—Si)

答案B

解析按线圈绕向可以将线圈分成两部分，不规则部分和大圆部分产生的感应电

动势叠加，大小为田=?，(S3+SI)=MS3+SI),外圆部分产生的感应电动势的方

向与不规则部分产生的感应电动势相反，大小为E2=^S2=kS2f则线圈产生的

感应电动势大小为E=EK-EI=+51-52),故RJF确。

3.(2024•四川成都模拟)如图3甲所示，边长2=0.5m、电阻R=0.5C正方形金属

线框ABCO左半部分处于匀强磁场中，磁场磁感应强度B的变化规律如图乙所示

(图线为直线)。则f=1s时AB边受到的安培力大小为()

A.2NB.4N

C.5ND.6N

答案A

ADAR/2p

解析由图乙可得£=弁6=仄75=0.5V,则/=^=1A,f=ls时8=4T,AB

iXIZAZZA

边受到的安培力大小为尸=〃B=2N,故A正确。

4.(多选)(2024•福建福州高三月考)如图4甲所示，螺线管匝数〃=1500匝，横截

面积S=20cm2,螺线管的电阻r=1.5C,Ri=3.5Q,Rz=25Q,穿过螺线管的

磁场的磁感应强度B方向向右、大小按图乙所示规律变化，下列说法正确的是

)

A.通过电阻Ri的电流逐渐增大

B.通过电阻R2电流方向自左向右

C.螺线管两端的电压为6V

D.螺线管的长度比无电流时短

答案BD

解析根据法拉第电磁感应定律得上=点5=1500X,X0.002V=6V,根据闭

合电路欧姆定律得电流为口上螺线管两端的电压为

1=1P=0.2A,U=/(R+

R2)=5.7V,故A、C错误；由楞次定律可知，通过电阻R2电流方向自左向右，

故B正确；螺线管产生的感应磁场使螺线管被压缩，长度比无电流时短，故D正

确。

对点练2导线切割磁感线产生的感应电动势

5.(2023・江苏卷，8)如图5所示，圆形区域内有垂宜纸面向里的匀强磁场，OC导

体棒的。端位于圆心，棒的中点A位于磁场区域的边缘。现使导体棒绕。点在

纸面内逆时针转动。。、A、C点电势分别为go、%、则()

/XX'、、

!\

,XXXX.4•

'•^=»|

\XxOxX?Cj

、'、、XxJ

图5

\.(po＞(pcB.QC＞夕八

C.(pO=(pAV).(po-(PA=(pA-(pc

答案A

解析由题图可看出OA导体棒转动切割磁感线，则根据右手定则可知cpoXpA.

其中导体棒AC段不在磁场中，不切割磁感线，电流为0,则(pc=q)A,A正确，B、

C错误；根据以上分析可知”＞一夕八＞0,(pA—(pc=。,则0。一夕八＞夕八一8。，D错误。

6.如图6所示，空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为3,方向相反且垂直纸

面，MMPQ为其边界，00,为其对称轴。一导线折成边长为I的正方形闭合回

路"cd,回路在纸面内以恒定速度内向右运动，当运动到关于0。，对称的位置时，

下列说法不正确的是()

图6

A.回路中ab边与cd边所受安培力方向相反

B.回路中感应电动势大小为23历o

U同路中感应电流的方向为逆时针方向

D.穿过回路的磁通量为零

答案A

解析根据右手定则可知，回路中感应电流的方向为逆时针方向，故C正确；根

据左手定则可知，回路中出？边电流的方向为。f〃，磁场的方向向外，所以安培

力的方向向左；同理，cd边电流的方向为c-d,成场的方向向里，所受安培力方

向向左，即右必边与cd边所受安培力方向相同，故A错误；ab边切割磁感线产生

的电动势〃端为等效电源的正极，cd边切割磁感线产生的电动势c端为等效电源

的负极，故回路中感应电动势为E=2B历o,故B正确；此时回路中有一半面积磁

场垂直纸面向外，一半面积磁场垂直纸面向内，因此穿过回路的磁通量为零，故

D正确。

对点练3自感、涡流、电磁驱动和电磁阻尼

7.(2023•全国乙卷，17)一学生小组在探究电磁感应现象时，进行了如下比较实验。

用图7(a)所示的缠绕方式，将漆包线分别绕在儿何尺寸相同的有机玻璃管和金属

铝管上，漆包线的两端与电流传感器接通。两管皆竖直放置，将一很小的强磁体

分别从管的上端由静止释放，在管内下落至管的下端。实验中电流传感器测得的

两管上流过漆包线的电流I随时间t的变化分别如图(b)和图(c)所示，分析可知

()

图7

A.图⑹是用玻璃管获得的图像

B.在铝管中下落，小磁体做匀变速运动

C.在玻璃管中下落，小磁体受到的电磁阻力始终保持不变

D.用铝管时测得的电流第一个峰到最后一个峰的时间间隔比用玻璃管时的短

答案A

解析

玻璃管绝缘一只有线圈阻碍，作用小一。较大，/较大，对应题图（c）1

铝管导电一铝管和线圈阻碍，作用大一。较小，/较小，对应题图（b）J»A正确用・’

利用/安变化，尸玄变化,加速度。变化，B、C错误；

定性分析［铝管中强磁体所受阻力大，用时更长，D错误。

8.（多选）（2024•河北衡水高三期末）如图8所示，三个灯泡Li、L2、L3规格相同,

螺线管和二极管的导通电阻可以忽略。竖直悬挂的线圈中心轴线与螺线管的轴线

水平共线。现突然断开开关S,将发生的现象是（）

AL逐渐熄火，L2、L3逐渐熄灭

B.Li逐渐熄灭，L2立即熄灭，L3先变亮后熄灭

C.线圈向左摆动，并有收缩趋势

D.线圈中的感应电流为逆时针（从左向右看）

答案BD

解析突然断开开关，由于螺线管的自感现象，线圈产生自感电动势，使得电流

■向右）不能突变，而是逐渐变为0,Li逐渐熄灭，由于二极管的单向导电性，L2

马上熄灭，由于/〉/3,所以L3闪亮后熄灭，故A错误，B正确；穿过线圈内的

磁通量减小，根据楞次定律可知，线圈和螺线管间将有引力作用，线圈向右摆动，

且有扩张趋势，线圈中的感应电流方向为逆时针方向（从左向右看），故C错误，

D正确。

9.如图9所示，某小组利用电流传感器（接入电脑，图中未画出）记录灯泡A和自

感元件L构成的并联电路某时刻在断电瞬间各支路电流随时间的变化情况，人表

示小灯泡中的电流，力表示自感元件中的电流（已知开关S闭合时，2＞八），则下列

图像中正确的是（）

S

图9

答案C

解析当开关S断开后，自感元件与灯泡形成回路，自感元件阻碍自身电流变化，

自感元件产生的感应电流仍沿着原来方向，大小从，a开始不断减小，灯泡的电流

反向，大小与自感元件电流相等，故C正确，A、B、D错误。

B级综合提升练

10.（多选）（2024•四川绵阳诊断）如图10所示，虚线圆边界与金属圆环是以。为圆

心的同心圆，半径分别是1m和2m,在它们之间存在以OiP为理想分界线的有

界匀强磁场，磁场的大小都为2T,方向相反并垂直于圆面；不计电阻的金属杆

AC以O为转轴做角速度为2rad/s的匀速圆周运动，转动过程中两端始终与金属

圆环接触，金属圆环的总电阻为480,则（）

A.金属杆AC转一圈电流的方向改变1次

B.流过金属杆AC的电流大小始终为1A

C.金属圆环的发热功率为48W

D.金属杆AC转一圈克服安培力做功37.68J

答案BD

解析金属杆4c每经过OiP一次电流方向改变一次，则转一圈电流的方向改变

2r+r

2次，故A错误；金属杆产生的感应电动势E—25(2r—r)0•三一一12V,电路总

24、E

电阻R=方C=12C,流过金属杆4c的电流大小始终为/=万=1A,故B正确；

zK

金属圆环的发热功率为P=%=12W,故C错误；金属杆AC转一圈克服安培力

27r

做的功等于产生的焦耳热VV=e=/2/?T=l2XI2XyJ=37.68J,故D正确。

11.如图11所示，电阻为0.1Q的正方形单匝线圈a8cc/的边长为0.2m,儿边与

匀强磁场边缘重合。磁场的宽度等于线圈的边长，磁感应强度大小为0.5T。在水

平拉力作用下，线圈以8m/s的速度向右匀速穿过磁场区域。求线圈在上述过程

中

图11

⑴感应电动势的大小E；

⑵所受拉力的大小F;

(3)感应电流产生的热量Q。

答案(1)0.8V(2)0.8N(3)0.32J

解析(1)感应电动势E=