优化探究（新课标）2017届高三物理一轮复习 第9章 电磁感应 第2讲 法拉第电磁感应定律 自感

法拉第电磁感应定律 自感 涡流

[随堂反馈]

1．将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直．关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是( ) A．感应电动势的大小与线圈的匝数无关 B．穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大 C．穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大 D．感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同

ΔΦ

解析：由法拉第电磁感应定律E＝n知，感应电动势的大小与线圈匝数有关，A错误；感

ΔtΔΦ

应电动势正比于，与磁通量的大小无直接关系，B错误，C正确；根据楞次定律知，感

Δt应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，即“增反减同”，D错误． 答案：C

2.如图所示，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ΔB流，磁感应强度随时间的变化率的大小应为( )

Δt

4ωB0A.

πωB0C. π

B.D.2ωB0

πωB0

2π

解析：设圆的半径为r，当其绕过圆心O的轴匀速转动时，圆弧部分不切割磁感线，不产生感应电动势，而在转过半周的过程中仅有一半直径在磁场中，产生的感应电动势E＝B0rv＝1ΔBπrEB0r·＝B0r2ω；当线框不动时，E′＝·.由闭合电路欧姆定律得I＝，要使I22Δt2R＝I′，必须使E＝E′，即答案：C

3.某同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁芯的线圈L、小灯泡A、开关S和电池组E，用导线将它们连接成如图所示的电路．检查电路后，闭合开关S，小灯泡发光；再断开开关S，小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象．虽经多次重复，仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象，他冥思苦想找不出原因．你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是( )

ΔBωB0

＝，C正确． Δtπ

rω

2

A．电源的内阻较大 C．线圈电阻偏大

B．小灯泡电阻偏大 D．线圈的自感系数较大

解析：由自感规律可知，在开关断开的瞬间造成灯泡闪亮以及延时熄灭的原因是：线圈中产生了与原电流同向的自感电流，且大于稳定时通过灯泡的原电流．断开开关S，线圈与灯泡构成闭合的自感回路，与电源无关，故A错误．开关S闭合，电路稳定，灯泡正常发光时，如果电感线圈L的电阻比灯泡的电阻大，则电感线圈L中的电流IL比灯泡A中的电流IA小；开关S断开，由于自感现象，L和A构成回路，使L和A中的电流从IL开始减小，因此不可能看到小灯泡闪亮的现象，B错误，C正确．自感系数越大，延时越明显，与是否闪亮无关，D错误． 答案：C

4.(多选)(2015·高考山东卷)如图所示，一均匀金属圆盘绕通过其圆心且与盘面垂直的轴逆时针匀速转动．现施加一垂直穿过圆盘的有界匀强磁场，圆盘开始减速．在圆盘减速过程中，以下说法正确的是( )

A．处于磁场中的圆盘部分，靠近圆心处电势高 B．所加磁场越强越易使圆盘停止转动 C．若所加磁场反向，圆盘将加速转动 D．若所加磁场穿过整个圆盘，圆盘将匀速转动

解析：将圆盘看成很多根由圆心沿半径指向外的金属杆．根据右手定则可知，磁场中的导体部分电流由b指向a，即a端电势高，A正确．由于磁场部分导体切割磁感线，会在圆盘中形成涡流，根据楞次定律可知，磁场部分受到与转动方向相反的力使圆盘停止转动，而且磁场越强圆盘停止越快，B正确．若所加磁场方向相反，则电流会反向，安培力仍阻碍圆盘转动，不会加速，C错误．若磁场穿过整个圆盘，圆心与边缘会形成一个恒定的电势差，不会形成涡流，也就不存在安培力，因此，圆盘将匀速转动，D正确． 答案：ABD

5.如图所示，金属三角形导轨COD上放有一根金属棒MN，拉动MN使它以速度v在匀强磁场中向右匀速平动．若导轨和金属棒都是粗细相同的均匀导体，它们的电阻率相同，则在MN运动过程中闭合电路的( )

A．感应电动势保持不变 B．感应电流逐渐增大 C．感应电流将保持不变 D．感应电流逐渐减小

解析：拉动MN使它以速度v在匀强磁场中向右匀速平动，t时刻，导体棒切割磁感线的有效长度l＝vttan α，产生的感应电动势E＝Blv＝Bvttan α，感应电动势逐渐增大，选项A错误；粗细相同的均匀导体，它们的电阻率相同，单位长度电阻相同，设为R，回路总电1vtE?＋1?阻R总＝R(vttan α＋＋vt)＝R?tan α＋vt，产生的感应电流I＝是一?cos αcos αR总??恒量，选项C正确，B、D错误． 答案：C

[课时作业]

授课提示：对应学生用书第4页

一、单项选择题

1．(2016·南通模拟)电磁炉是利用电磁感应现象产生的涡流，使锅体发热从而加热食物，下列相关的说法中正确的是( )

A．锅体中涡流的强弱与磁场变化的频率有关 B．电磁炉中通入电压足够高的直流电也能正常工作

C．金属或环保绝缘材料制成的锅体都可以利用电磁炉来烹饪食物 D．电磁炉的上表面一般都用金属材料制成，以加快热传递、减少热损耗

解析：涡流是高频交流电产生的磁场引起的电磁感应现象，故选项A正确，B错误；电磁炉表面一般用绝缘材料制成，避免产生涡流，锅体用金属制成，利用涡流加热食物，故选项C、D错误． 答案：A

2．关于感应电动势，下列说法中正确的是( ) A．线圈中的磁通量越大，产生的感应电动势一定越大

B．线圈放在磁感应强度越大的地方，产生的感应电动势一定越大

C．线圈中产生的感应电动势为2 V，则穿过线圈的磁通量的变化率一定为2 Wb/s D．线圈中产生的感应电动势为2 V，则线圈电源的“－”极比“＋”极电势低2 V ΔΦΔΦ

解析：由E＝n可知，感应电动势E与磁通量的变化率成正比，与磁通量Φ、磁感

ΔtΔt应强度B大小无关，故选项A、B均错误；由于不知道线圈的匝数n，虽知道E的大小为2 V，ΔΦ

但无法确定的大小，故选项C错误；感应电动势的方向为电源内部感应电流的方向，电

Δt源内部感应电流从“－”极流向“＋”极，故选项D正确． 答案：D

3．一矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直．先保持线框的面积不变，将磁感应强度在1 s时间内均匀地增大到原来的两倍．接着保持增大后的磁感应强度不变，在1 s时间内，再将线框的面积均匀地减小到原来的一半．先后两个过程中，线框中感应电动势的比值为( )

2

1A. 2C．2

B．1 D．4

ΔΦ

解析：根据法拉第电磁感应定律E＝，设初始时刻磁感应强度为B0，线圈面积为S0，则

ΔtΔBS第一种情况下的感应电动势为E1＝＝ΔtB0－B0S0

1

＝B0S0，则第二种情况下的感应电动

势为E2＝

BΔS＝Δt2B0

S0

S0－

21

＝B0S0，所以两种情况下线圈中的感应电动势相等，比值为1，

B正确． 答案：B

4.如图所示，在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆MN在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动，MN中产生的感应电动势为E1；若磁感应强度增为2B，其他条件不变，MN中产生的感应电动势变为E2.通过电阻R的电流方向及E1与E2之比分别为( )

e

A．c→a,2∶1 C．a→c,1∶2

所以E1∶E2＝1∶2，故选项C正确． 答案：C

5．(2016·常州检测)如图所示，电路中A、B是两个完全相同的灯泡，L是一个自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈，C是电容很大的电容器．当S闭合与断开时，A、B灯泡的发光情况是( )

B．a→c,2∶1 D．c→a,1∶2

解析：杆MN向右匀速滑动，由右手定则判知，通过R的电流方向为a→c；又因为E＝BLv，

A．S刚闭合后，A亮一下又逐渐熄灭，B逐渐变亮 B．S刚闭合后，B亮一下又逐渐亮暗，A逐渐变亮 C．S闭合足够长时间后，A和B一样亮 D．S闭合足够长时间后，A、B都熄灭

解析：S刚闭合后，A、B都变亮，之后A逐渐熄灭，B逐渐变亮，选项A正确，B错误．S闭合足够长时间后，A熄灭，B一直都是亮的，选项C、D错误． 答案：A

6.(2016·武汉模拟)如图所示，正方形线框的左半侧处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁