第2讲法拉第电磁感应定律自感和涡流一、选择题(每小题6分,共60分)1.(2015·河南三市联考)矩形导线框固定在匀强磁场中,如图甲所示。磁感线的方向与导线框所在平面垂直,规定磁场的正方向为垂直纸面向里,磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示,则(C)A.从0到t1时间内,导线框中电流的方向为abcdaB.从0到t1时间内,导线框中电流越来越小C.从0到t2时间内,导线框中电流的方向始终为adcbaD.从0到t2时间内,导线框ab边受到的安培力越来越大【解析】由楞次定律知,从0到t2时间内,导线框中电流的方向始终为adcba,A项错误,C项正确;由法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律得I=1为定值,则导线框中电流恒定,B项错误;由安培力公式F=BIl可知,从0到t2时间内,导线框ab边受到的安培力先减小后增大,D项错误。2.(2015·长沙模拟)如图所示,闭合导线框的质量可以忽略不计,将它从如图所示的位置匀速拉出匀强磁场。若第一次用0.3s时间拉出,外力所做的功为W1,通过导线截面的电荷量为q1;第二次用0.9s时间拉出,外力所做的功为W2,通过导线截面的电荷量为q2,则(C)A.W1W2,q1=q2D.W1>W2,q1>q2【解析】因t1∶t2=1∶3,则两次拉出的速度之比v1∶v2=3∶1,电动势E=Blv,则E1∶E2=3∶1,电流之比I1∶I2=3∶1,则电量之比q1∶q2=(I1t1)∶(I2t2)=1∶1,安培力之比F1∶F2=(BI1l)∶(BI2l)=3∶1,则外力做功之比W1∶W2=3∶1,故C项正确。3.如图,均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框,半圆直径与磁场边缘重合;磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里,磁感应强度大小为B0。使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周,在线框中产生感应电流。现使线框保持图中所示位置,磁感应强度大小随时间线性变化。为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流,磁感应强度随时间的变化率的大小应为(C)A.B.C.D.【解析】设半圆的半径为L,电阻为R,当线框以角速度ω匀速转动时产生的感应电动势E1=0222022,故C项正确。4.(2015·石家庄模拟)如图所示的电路中,A、B、C是三个完全相同的灯泡,L是一个自感系数较大的线圈,其直流电阻与灯泡电阻相同。下列说法正确的是(D)A.闭合开关S,A灯逐渐变亮B.电路接通稳定后,流过B灯的电流是流过C灯电流的C.电路接通稳定后,断开开关S,C灯立即熄灭D.电路接通稳定后,断开开关S,A、B、C灯过一会儿才熄灭,且A灯亮度比B、C灯亮度大【解析】闭合开关的瞬间,线圈自感电动势很大,相当于断路,故三灯同时发光;随线圈自感阻碍作用减小,通过灯A的电流不断减小,A灯变暗,A项错误;电路稳定时,线圈相当于电阻,与C灯并联支路总电阻为C灯电阻的1.5倍,由并联分流规律可知,通过B灯的电流是流过C灯电流的,B项错误;断开开关后,自感线圈产生自感电动势,可等效为电源,与C灯构成回路,故C灯并不立即熄灭,C项错误;在断开S后的等效电路中,B、C灯所在支路电阻大于A灯所在支路电阻,故流过A灯的电流较大,D项正确。5.如图所示,边长为L,匝数为N的正方形线圈abcd位于纸面内,线圈内接有电阻值为R的电阻,过ab中点和cd中点的连线OO'恰好位于垂直纸面向里的匀强磁场的右边界上,磁场的磁感应强度为B。当线圈转过90°时,通过电阻R的电荷量为(B)A.B.C.D.【解析】初状态时,通过线圈的磁通量为Φ1=,B项正确。6.法拉第发明了世界上第一台发电机——法拉第圆盘发电机。如图所示,紫铜做的圆盘水平放置在竖直向下的匀强磁场中,圆盘圆心处固定一个摇柄,边缘和圆心处各与一个黄铜电刷紧贴,用导线将电刷与电流表连接起来形成回路。转动摇柄,使圆盘逆时针匀速转动,电流表的指针发生偏转。下列说法正确的是(D)A.回路中电流大小变化,方向不变B.回路中电流大小不变,方向变化C.回路中电流的大小和方向都周期性变化D.回路中电流方向不变,从b导线流进电流表【解析】圆盘在磁场中切割磁感线产生恒定的感应电动势E=BωR2保持不变,则电流大小也不变,由右手定则判断得a端为负极、b端为正极,D项正确。7.(2015·沈阳质检)(多选)如图所示,在磁感应强度B=1.0T的匀强磁场中,金属杆PQ在外力F作用下在粗糙U形导轨上以速度v=2m/s向右匀速滑动,两导轨间距离L=1.0m,电阻R=3.0Ω,金属杆的电阻r=1.0Ω,导轨电阻忽略不计,则下列说法正确的是(BC)A....
