专题17：电磁感应定律_电磁感应定律概念

2021年1月22日发(作者：唐涤生)
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专题
17
：
电磁感应定律
_
电磁感应定律概念





电磁感应

一、楞次定律的推广含义的应用
(1)
阻碍原磁通量
的变化——“增反减同”
．
(2)
阻碍(
导体的
)
相对运动——“来拒去
留”
．
(3)< br>磁通量增加，线圈面积“缩小”
，磁通量减小，线圈面积
“扩张”
．
(4)
阻碍线圈自身电流的变化
(
自感现象
)
．
1．如图所
示，在载流直导线近旁固定有两平行光滑导轨
A
、
B
， 导轨与直导线
平行且在同一水平面内，在导轨上有两可自由滑动的导体
ab
和
cd.
当载流直导线中的电流逐渐增强时，
导体
ab
和
cd
的运动情况是
(

)
A
．一起向左运动
B
．一起向右运动
C
．
ab
和
cd
相向运动，相互靠近
D
．
ab
和
cd
相背运动，相互远离

答案：
C 2
．如图所示，老师做了一个物理小实验让学生观察：一轻质横杆两侧各固定一金属环，
横杆可绕中心点自由转动，
老师拿一条形磁
铁插向其中一 个小环，
后又取出插向另一个小环，
同学们看到的现象
是
(

) A
．磁铁插向左环，横杆发生转动
B
．磁铁插向
右环，横杆发生转动
C
．无论磁铁插向左环还是右环，横杆 都不发
生转动
D
．无论磁铁插向左环还是右环，横杆都发生转动

答案：
B
3
．
直导线
ab
放在如图所示的水平 导体框架上，
构成一个闭合回路．
长
直导线
cd
和框架处在同一个平 面内，
且
cd
和
ab
平行，
当
cd
中通有
电流时，
发现
ab
向左滑动．
关于
cd
中的电流下 列说法正确的是
(

)
1


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A
．电流肯定在增大，不论电流是什么方向
B
．电流肯定在减小，
不论电流是什么方向
C
．
电流大小恒定，
方向由
c
到
d D
．
电
流大小恒定，方向由
d
到
c
解析：ab
向左滑动，说明通过回路的磁
通量在减小，
通过回路的磁感应强度在减弱，< br>通过
cd
的电流在减小，
与电流方向无关．

答案：
B 4
．如图是某电磁冲击钻的原理图，
若突然发现钻头
M
向右运动，
则可能是
(

)
①．
开关
S
闭合瞬间

②．开关
S
由闭合到断开的瞬间

③．开关
S
已 经是闭合的，变阻器
滑片
P
向左迅速滑动

④．
开关S
已经是闭合的，
变阻器滑片
P
向右
迅速滑动
A
．①③
B
．②④
C
．①④
D
．②③

答
案：
A 5
．
如图所示，< br>通过水平绝缘传送带输送完全相同的铜线圈，
线圈均与传送带以相同的速度匀速运动．
为 了检测出个别未闭合的不
合格线圈，
让传送带通过一固定匀强磁场区域，
磁场方向垂直 于传送
带，线圈进入磁场前等距离排列，穿过磁场后根据线圈间的距离，就
能够检测出不合格线 圈，
通过观察图形，
判断下列说法正确的是
(

)
①．若线圈闭合，进入磁场时，线圈相对传送带向后滑动

②．若线
圈不闭合，进入磁场时，线圈相对传送带向后滑动

③．从图中可以
看出，第
2
个线圈是不合格线圈

④．从图中可以看出，第
3
个线圈
是不合格线圈状
A
．
①③
B
．
②③
C
．
②④

Ｄ．
①④

解
析：由 电磁感应条件和楞次定律，①正确，②错误．由各线圈位置关
系，③错误，④正确．

答案：

D
二、
楞次定律、
右手定则、
左手定则、
安培定则的综合应用

安
培定则、
左手定则、
右手定则、
楞次定律的比较及应用

基本现象

应
2


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用的定则或定律

运动电荷、
电流产生磁场

安培定则

磁场对运动
电荷、
电流有作用力

左手定则

电磁感应

部分导体做切割磁感线
运动

右手定则

闭合回路磁通量变化

楞次定律
2.
应用区别

关键是抓住因果关系：


（
1
）因电而生磁（
I
→
B
）→安培定则；


（
2
）因动 而生电（
v
、
B
→
I
安）→右手定则；


（
3
）因电而受力（
I
、
B
→
F
安）→左手定则
. 6
．如图所示，
水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的 金属棒
PQ
、
MN
，当
PQ
在
外力的作用下运动时 ，
MN
在磁场力的作用下向右运动，则
PQ
所做的
运动可能是
(

)
不定项
A
．向右加速运动
B
．向左加速运动

C
．向右减速运动
D
．向左减速运动

解析：由右手定则，
PQ
向右加速运动，穿过
L1
的磁通量向上且增加，由楞次定律和左手定
则可判断
MN
向左运 动，故
A
项错．

若
PQ
向左加速运动，情况正好
和
A
项相反，故
B
项对．

若
PQ
向 右减速运动，由右手定则，穿过
L1
的磁通量向上且减小，
由楞次定律和左手定则可判 知
MN
向右运动，
故
C
项对．

若
PQ
向左减速运动，情况恰好和
C
项相反，故
D
项错，
故选B
、
C.
答案：
BC 7
．如图所示，在匀强磁场中 放有平行铜
导轨，
它与大导线圈
M
相连接，
要使小导线圈
N
获得顺时针方向的感
应电流，
则放在导轨中的裸金属棒
ab
的运动情 况是
(
两导线圈共面放
置
)(

) A
．向右匀速运动
B
．向左匀速运动
C
．向
右减速运动
D
．
向右加速运动

解析：
欲使
N
产生顺时针方向的
感应电流，
感应电流的磁场垂直纸 面向里，
由楞次定律可知有两种情
3


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况：
一是
M
中有顺时针方向逐渐减小的电流，
使其在
N
中的磁场方向
向里，且磁通量在减小，二是
M
中有逆时针方 向逐渐增大的电流，使
其在
N
中的磁场方向向外，且磁通量在增大．因此，对于前者应 使
ab
向右减速运动，
对于后者则应使
ab
向左加速运动．
应选
C.
答案：
C
三、法拉第电磁感应定律
2
．公式
E
＝
n
与
E
＝
BLv
的区别与
联系

E
＝
n E
＝
BLv
区

别

研究对象

闭合回路

回路中
做切割磁感线运动的那部分导体

适用范围

对任何电磁感应现象
普遍适用

只适用于导体切割磁感线运动的情况

联

系
(1)E
＝
BLv
可由
E
＝
n
推导出来．
E
即为瞬时感应电动
势．
(3)
在
B
、
L
、
v
三者均不变时，两公式均可求 Δ
t
时间内的平
均感应电动势
. 8
．
如图中半径为r
的金属圆盘在垂直于盘面的匀强
磁场
B
中，绕
O
轴以 角速度ω沿逆时针方向匀速转动，则通过电阻
R
的电流的大小和方向是
(
金属 圆盘的电阻不计
)(

) A
．
由
c
到d
，
I
＝
Br2
ω
/R B
．由< br>d
到
c
，
I
＝
Br2
ω
/R C
．由
c
到
d
，
I
＝
Br2
ω/(2R) D
．由
d
到
c
，
I
＝Br2
ω
/(2R)
答案：
D 9
．如图所示，
一导线弯成半径为
a
的半圆形闭合回路．虚线
MN
右侧有磁感应强度
为
B
的匀强磁场，
方向垂直于回路所在的平面．
回路以速度
v
向右匀
速进入磁场，
直径
CD
始终与
MN
垂直．
从
D
点到达边界开始到
C
点进
入磁场为止，下列结论错误的是
(

) A
．感应电流方向不变

B
．
CD
段直导线始终不受安培力
C
．感应电动势最大值
Em
＝
Bav
D
．感应电动势平均值＝π
Bav
答案：
B 10
． 如图所示，在垂直纸
面向里，
磁感应强度为
B
的匀强磁场区域中有一个均匀导 线制成的单
4


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匝直角三角形线框．
现用外力使线框以恒定的速度
v
沿 垂直磁场方向
向右运动，运动中线框的
AB
边始终与磁场右边界平行．已知
A B
＝
BC
＝
l
，
线框导线的总电阻为
R.
则线框离开磁场的过程中
(

) A
．
线
框中的电动势与时间无关
B
．
通过线框截面的电荷量为
C
．
线框所
受外力的最大值为
D
．线框中的热功率与时间成正比

解析：三角
形线框向外匀速运动的过程 中，由于有效切割磁感线的长度
l
＝
vt
，
所以线框中感应电动势的 大小
E
＝
Blv
＝
Bv2t
，故选项
A
错 误；

线框离开磁场的运动过程中，通过线圈的电荷量
Q
＝
It＝×Δ
t
＝，
选项
B
正确；

当线框恰好刚要 完全离开磁场时，线框有效切割磁感线的长度最大，
则
F
＝
BIl
＝ ，选项
C
错误；

线框的热功率为
P
＝
Fv
＝
BIvt
×
v
＝，选项
D
错误．

答案：

B 11
．如图所示，电阻不计的平行金属导轨
MN< br>和
OP
放置在水平面
内．
MO
间接有阻值为
R
＝
3
Ω的电阻．导轨相距
d
＝
1 m
，其间有竖
直向下的匀强磁场，磁感应强度
B
＝
0.5
T
．质量为
m
＝
0.1
kg
，电阻
为
r
＝
1
Ω的导体棒
CD< br>垂直于导轨放置，并接触良好．用平行于
MN
的恒力
F
＝
1 N
向右拉动

受摩擦阻力
f
恒为
0.5 N
．求：

(1)CD
运动的最大速度是多少？
(2)
当
CD
到最大速度后，电阻
R
消耗的电功率是多少？
(3)
当
CD
的速度为最大速度的一半时，
CD
的加速度是多少？< br>
解析：
(1)
设
CD
棒运动速度为
v
， 则：导体棒产
生的感应电动势为：
E
＝
Bdv
①

据闭合电路欧姆定律有：
I
＝

②

则安培力为：
F0
＝
BdI
③

据题意分析，当
5