第2讲电磁感应及其应用1.(2015·海南卷)如图所示,空间有一匀强磁场,一直金属棒与磁感应强度方向垂直,当它以速度v沿与棒和磁感应强度都垂直的方向运动时,棒两端的感应电动势大小为ε,将此棒弯成两段长度相等且相互垂直的折线,置于与磁感应强度方向垂直的平面内,当它沿两段折线夹角平分线的方向以速度v运动时,棒两端的感应电动势大小为ε′.则等于(B)A.B.C.1D.解析:设折弯前金属棒切割磁感线的长度为L,ε=BLv;折弯后,金属棒切割磁感线的有效长度l==L,故产生的感应电动势为ε′=Blv=B·Lv=ε,所以=,B正确.2.(2014·山东卷)如图所示,一端接有定值电阻R的平行金属轨道固定在水平面内,通有恒定电流的长直绝缘导线垂直并紧靠轨道固定,导体棒与轨道垂直且接触良好.在向右匀速通过M、N两区的过程中,导体棒所受安培力分别用FM、FN表示.不计轨道电阻.以下叙述正确的是(BCD)A.FM向右B.FN向左C.FM逐渐增大D.FN逐渐减小解析:根据安培定则,在轨道内的M区、N区通电长直导线产生的磁场分别垂直轨道平面向外和向里,由此可知,当导体棒运动到M区时,根据右手定则可以判定,在导体棒内产生的感应电流与长直绝缘导线中的电流方向相反,再根据左手定则可知,金属棒在M区时受到的安培力方向向左,A错误;同理可以判定B正确;再根据导体棒在M区匀速靠近长直绝缘导线时对应的磁场越来越大,因此产生的感应电动势越来越大,根据闭合电路的欧姆定律和安培力的公式可知,导体棒所受的安培力FM也逐渐增大,C正确;同理D正确.3.(2014·江苏卷)如图所示,一正方形线圈的匝数为n,边长为a,线圈平面与匀强磁场垂直,且一半处在磁场中,在Δt时间内,磁感应强度的方向不变,大小由B均匀地增大到2B.在此过程中,线圈中产生的感应电动势为(B)A.B.C.D.解析:磁感应强度的变化率==,法拉第电磁感应定律公式可写成E=n=nS,其中磁场中的有效面积S=a2,代入得E=,B正确,A、C、D错误.4.(2016·全国卷甲)法拉第圆盘发电机的示意图如图所示.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(AB)A.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:由圆盘产生感应电动势为E=Br2ω,可知电流大小恒定,A正确;由右手定则可知,圆盘中心的电势比边缘高,因此电流方向为由a到b流过电阻R,并且只要转动方向不变,电流方向就不会变,B正确,C错误;当圆盘转动的角速度变为原来2倍时,感应电动势就变为原来2倍,由欧姆定律知,电路中的电流变为原来2倍,在R上的热功率变为原来4倍,D错误.5.如图,一载流长直导线和一矩形导线框固定在同一平面内,线框在长直导线右侧,且其长边与长直导线平行.已知在t=0到t=t1的时间间隔内,直导线中电流i发生某种变化,而线框中的感应电流总是沿顺时针方向;线框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右.设电流i正方向与图中箭头所示方向相同,则i随时间t变化的图线可能是(A)解析:线框中感应电流沿顺时针方向,由安培定则可知,感应电流的磁场垂直于纸面向里;如果原磁场方向垂直于纸面向里,则原磁场减弱,直线电流变小,由安培定则可知直线电流应竖直向上;直线电流按A所示变化,感应电流始终沿顺时针方向,由楞次定律可知,在i大于零时,为阻碍磁能量的减小,线框受到的合力水平向左,在i小于零时,为阻碍磁通量的增加,线框受到的合力水平向右,选项A正确.图示C电流使线框在水平方向受到的合力始终水平向左,选项C错误,图示B、D电流使线框中产生的感应电流沿逆时针方向,选项B、D错误.6.(2016·武汉质检)半径分别为r和2r的同心圆形导轨固定在同一水平面内,一长为r、质量为m且质量分布均匀的直导体棒AB置于圆导轨上面,BA的延长线通过圆导轨中心O,装置的俯视图如图所示.整个装置位于一匀强磁场中,磁感应...