2024-2025版高中物理第四章電磁感應(yīng)5電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類情況教案新人教版選修3-2

PAGE14-5電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類狀況[學(xué)科素養(yǎng)與目標(biāo)要求]物理觀念：1.建立感生電場(chǎng)的概念.2.會(huì)推斷感生電動(dòng)勢(shì)和動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的方向.科學(xué)思維：1.通過探究感生電動(dòng)勢(shì)和動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的緣由，形成對(duì)學(xué)問的邏輯推理實(shí)力.2.比較感生電動(dòng)勢(shì)和動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)，并嫻熟駕馭其大小的計(jì)算方法.一、感生電場(chǎng)的產(chǎn)生麥克斯韋在他的電磁理論中指出：改變的磁場(chǎng)能在四周空間激發(fā)電場(chǎng)，這種電場(chǎng)叫感生電場(chǎng).二、感生電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生1.由感生電場(chǎng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫感生電動(dòng)勢(shì).2.感生電動(dòng)勢(shì)大小：E＝neq\f(ΔΦ,Δt).3.方向推斷：由楞次定律和右手螺旋定則判定.三、動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生1.由于導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫動(dòng)生電動(dòng)勢(shì).2.動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)大?。篍＝Blv(B的方向與v的方向垂直).3.方向推斷：右手定則.1.推斷下列說法的正誤.(1)只要磁場(chǎng)改變，即使沒有電路，在空間也將產(chǎn)生感生電場(chǎng).(√)(2)處于改變磁場(chǎng)中的導(dǎo)體，其內(nèi)部自由電荷定向移動(dòng)，是由于受到感生電場(chǎng)的作用.(√)(3)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)(切割磁感線產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì))產(chǎn)生的緣由是導(dǎo)體內(nèi)部的自由電荷受到洛倫茲力的作用.(√)(4)產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)時(shí)，洛倫茲力對(duì)自由電荷做了功.(×)2.探討表明，地球磁場(chǎng)對(duì)鴿子識(shí)別方向起著重要作用.在北半球若某處地磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的豎直重量約為5×10－5T.鴿子以20m/s的速度水平滑翔，鴿子兩翅綻開可達(dá)30cm左右，則可估算出兩翅之間產(chǎn)生的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)約為______V，______(填“左”或“右”)側(cè)電勢(shì)高.答案3×10－4左一、感生電場(chǎng)和感生電動(dòng)勢(shì)1.感生電場(chǎng)的產(chǎn)生如圖1所示，B改變時(shí)，就會(huì)在空間激發(fā)一個(gè)感生電場(chǎng)E.假如E處空間存在閉合導(dǎo)體，導(dǎo)體中的自由電荷就會(huì)在電場(chǎng)力的作用下定向移動(dòng)，而產(chǎn)生感應(yīng)電流.圖12.改變的磁場(chǎng)四周產(chǎn)生的感生電場(chǎng)，與閉合電路是否存在無關(guān).假如在改變的磁場(chǎng)中放一個(gè)閉合回路，回路中就有感應(yīng)電流，假如無閉合回路，感生電場(chǎng)仍舊存在.3.感生電場(chǎng)可用電場(chǎng)線形象描述.感生電場(chǎng)是一種渦旋電場(chǎng)，電場(chǎng)線是閉合的，而靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線不閉合.4.感生電場(chǎng)(感生電動(dòng)勢(shì))的方向一般由楞次定律推斷，感生電動(dòng)勢(shì)的大小由法拉第電磁感應(yīng)定律E＝neq\f(ΔΦ,Δt)計(jì)算.例1(多選)某空間出現(xiàn)了如圖2所示的一組閉合的電場(chǎng)線，這可能是()圖2A.沿AB方向的磁場(chǎng)在快速減弱B.沿AB方向的磁場(chǎng)在快速增加C.沿BA方向的磁場(chǎng)在快速增加D.沿BA方向的磁場(chǎng)在快速減弱答案AC閉合回路(可假定其存在)的感應(yīng)電流方向就表示感生電場(chǎng)的方向.推斷思路如下：eq\x(假設(shè)存在垂直磁場(chǎng)方向的閉合回路)→eq\x(回路中的磁通量改變)eq\o(→,\s\up7(楞次定律),\s\do5(安培定則))eq\x(回路中感應(yīng)電流的方向)→eq\x(感生電場(chǎng)的方向)例2如圖3甲所示，線圈總電阻r＝0.5Ω，匝數(shù)n＝10，其端點(diǎn)a、b與R＝1.5Ω的電阻相連，線圈內(nèi)磁通量改變規(guī)律如圖乙所示.關(guān)于a、b兩點(diǎn)電勢(shì)φa、φb及兩點(diǎn)電勢(shì)差Uab，正確的是()圖3A.φa>φb，Uab＝1.5VB.φa<φb，Uab＝－1.5VC.φa<φb，Uab＝－0.5VD.φa>φb，Uab＝0.5V答案A解析從題圖乙可知，線圈內(nèi)的磁通量是增大的，依據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)跟原磁場(chǎng)方向相反，即感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向?yàn)榇怪奔埫鎸?duì)外，依據(jù)右手螺旋定則可知，線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向.在回路中，線圈相當(dāng)于電源，由于電流的方向是逆時(shí)針方向，所以a相當(dāng)于電源的正極，b相當(dāng)于電源的負(fù)極，所以a點(diǎn)的電勢(shì)高于b點(diǎn)的電勢(shì).依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得：E＝eq\f(n·ΔΦ,Δt)＝10×eq\f(0.08,0.4)V＝2V.I＝eq\f(E,R總)＝eq\f(2,1.5＋0.5)A＝1A.a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)差相當(dāng)于電路中的路端電壓，所以Uab＝IR＝1.5V，故A正確.二、動(dòng)生電場(chǎng)和動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)1.動(dòng)生電場(chǎng)的產(chǎn)生如圖4所示，導(dǎo)體棒CD在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng).圖4自由電荷會(huì)隨著導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)，并因此受到洛倫茲力.若CD向右勻速運(yùn)動(dòng)，由左手定則可推斷自由電子受到沿棒向下的洛倫茲力作用，C端電勢(shì)高，D端電勢(shì)低.隨著C、D兩端聚集電荷越來越多，在CD棒間產(chǎn)生的電場(chǎng)越來越強(qiáng)，當(dāng)電場(chǎng)力等于洛倫茲力時(shí)，自由電荷不再定向運(yùn)動(dòng)，C、D兩端形成穩(wěn)定的電勢(shì)差.2.感生電動(dòng)勢(shì)與動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的比較感生電動(dòng)勢(shì)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生緣由磁場(chǎng)的改變導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)移動(dòng)電荷的非靜電力感生電場(chǎng)對(duì)自由電荷的電場(chǎng)力導(dǎo)體中自由電荷所受洛倫茲力沿導(dǎo)體方向的分力回路中相當(dāng)于電源的部分處于改變磁場(chǎng)中的線圈部分做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體方向推斷方法由楞次定律推斷通常由右手定則推斷，也可由楞次定律推斷大小計(jì)算方法由E＝neq\f(ΔΦ,Δt)計(jì)算通常由E＝Blvsinθ計(jì)算，也可由E＝neq\f(ΔΦ,Δt)計(jì)算例3如圖5所示，邊長為L的正方形線圈與足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.當(dāng)線圈按圖示方向以速度v垂直B運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列推斷正確的是()圖5A.線圈中無電流，φa＝φb＝φc＝φd B.線圈中無電流，φa＞φb＝φd＞φcC.線圈中有電流，φa＝φb＝φc＝φd D.線圈中有電流，φa＞φb＝φd＞φc答案B解析線圈在運(yùn)動(dòng)過程中，穿過線圈的磁通量不變，所以在線圈中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，C、D錯(cuò)誤；導(dǎo)線兩端有電勢(shì)差，依據(jù)右手定則，可知A錯(cuò)誤，B正確.[學(xué)科素養(yǎng)]通過例2和例3，加深對(duì)感生電動(dòng)勢(shì)和動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的理解，駕馭它們方向的推斷方法，并會(huì)對(duì)兩者進(jìn)行區(qū)分，體現(xiàn)了“科學(xué)思維”的學(xué)科素養(yǎng).三、導(dǎo)體棒轉(zhuǎn)動(dòng)切割產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算1.當(dāng)導(dǎo)體棒在垂直于磁場(chǎng)的平面內(nèi)，其一端固定，以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E＝Bleq\x\to(v)＝eq\f(1,2)Bl2ω，如圖6所示.圖62.若圓盤在磁場(chǎng)中以角速度ω繞圓心勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，如圖7所示，相當(dāng)于多數(shù)根“輻條”轉(zhuǎn)動(dòng)切割，它們之間相當(dāng)于電源的并聯(lián)結(jié)構(gòu)，圓盤上的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E＝Breq\x\to(v)＝eq\f(1,2)Br2ω.圖7例4長為l的金屬棒ab以a點(diǎn)為軸在垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的平面內(nèi)以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖8所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.求：圖8(1)金屬棒ab兩端的電勢(shì)差；(2)答案(1)eq\f(1,2)Bl2ω(2)eq\f(1,2)Bl2ωΔteq\f(1,2)Bl2ω解析(1)ab兩端的電勢(shì)差：Uab＝E＝Bleq\x\to(v)＝eq\f(1,2)Bl2ω.(2)經(jīng)時(shí)間Δt金屬棒ab所掃過的扇形面積ΔS＝eq\f(1,2)l2θ＝eq\f(1,2)l2ωΔt，ΔΦ＝BΔS＝eq\f(1,2)Bl2ωΔt.由法拉第電磁感應(yīng)定律得：eq\x\to(E)＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(\f(1,2)Bl2ωΔt,Δt)＝eq\f(1,2)Bl2ω.1.(感生電場(chǎng)和感生電動(dòng)勢(shì))如圖9所示，內(nèi)壁光滑的塑料管彎成的圓環(huán)平放在水平桌面上，環(huán)內(nèi)有一帶負(fù)電的小球，整個(gè)裝置處于豎直向下的磁場(chǎng)中，當(dāng)磁場(chǎng)突然增加時(shí)，小球?qū)?)圖9A.沿順時(shí)針方向運(yùn)動(dòng) B.沿逆時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)C.在原位置旁邊往復(fù)運(yùn)動(dòng) D.仍舊保持靜止?fàn)顟B(tài)答案A2.(感生電場(chǎng)和感生電動(dòng)勢(shì))在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，水平放置一個(gè)不變形的單匝金屬圓線圈，規(guī)定線圈中感應(yīng)電流的正方向如圖10甲所示，當(dāng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t按如圖乙所示規(guī)律改變時(shí)，下列四個(gè)圖中正確表示線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E改變的是()圖10答案A解析在第1s內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B勻稱增大，由楞次定律可判定感應(yīng)電流為正，其產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E1＝eq\f(ΔΦ1,Δt1)＝eq\f(ΔB1,Δt1)S，在第2～3s內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B不改變，即線圈中無感應(yīng)電流，在第4～5s內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B勻稱減小，由楞次定律可判定，其感應(yīng)電流為負(fù)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E2＝eq\f(ΔΦ2,Δt2)＝eq\f(ΔB2,Δt2)S，由于ΔB1＝ΔB2，Δt2＝2Δt1，故E1＝2E2，由此可知，選項(xiàng)A正確.3.(轉(zhuǎn)動(dòng)切割產(chǎn)生的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì))如圖11所示，直角三角形金屬框abc放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向平行于ab邊向上.當(dāng)金屬框繞ab邊以角速度ω逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，a、b、c三點(diǎn)的電勢(shì)分別為φa、φb、φc.已知bc邊的長度為l.下列推斷正確的是()圖11A.φa＞φc，金屬框中無電流B.φb＞φc，金屬框中電流方向沿abcaC.Ubc＝－eq\f(1,2)Bl2ω，金屬框中無電流D.Uac＝eq\f(1,2)Bl2ω，金屬框中電流方向沿acba答案C解析金屬框abc平面與磁場(chǎng)方向平行，轉(zhuǎn)動(dòng)過程中磁通量始終為零，所以無感應(yīng)電流產(chǎn)生，選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤；轉(zhuǎn)動(dòng)過程中bc邊和ac邊均切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，由右手定則推斷φa<φc，φb<φc，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由A項(xiàng)的分析及eq\x\to(E)＝BLeq\x\to(v)得Ubc＝－eq\f(1,2)Bl2ω，選項(xiàng)C正確.圖12(1)試求bOc回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間改變的函數(shù)關(guān)系式.(2)閉合回路中的電流隨時(shí)間改變的圖象是________.答案(1)E＝eq\f(\r(3),3)Bv02t(2)B解析(1)t＝0時(shí)ab從O點(diǎn)動(dòng)身，經(jīng)過時(shí)間t后，ab勻速運(yùn)動(dòng)的距離為s，則有s＝v0t.由tan30°＝eq\f(\x\to(bc),s)，有eq\x\to(bc)＝v0t·tan30°.則金屬棒ab接入回路的bc部分切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E＝Bv0eq\x\to(bc)＝Bv02ttan30°＝eq\f(\r(3),3)Bv02t.(2)lOb＝v0t，lbc＝v0ttan30°，lOc＝eq\f(v0t,cos30°)，單位長度電阻設(shè)為R0，則回路總電阻R＝R0(v0t＋v0ttan30°＋eq\f(v0t,cos30°))＝R0v0t(1＋eq\r(3))，則回路電流I＝eq\f(E,R)＝eq\f(3－\r(3)Bv0,6R0)，故I為常量，與時(shí)間t無關(guān)，選項(xiàng)B正確.一、選擇題考點(diǎn)一感生電動(dòng)勢(shì)1.如圖1所示，在一水平光滑絕緣塑料板上有一環(huán)形凹槽，有一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小球，在槽內(nèi)沿順時(shí)針方向做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)加一豎直向上的磁感應(yīng)強(qiáng)度勻稱減小的磁場(chǎng)，則()圖1A.小球速度變大 B.小球速度變小C.小球速度不變 D.小球速度可能變大也可能變小答案B解析磁場(chǎng)的改變使空間內(nèi)產(chǎn)生感生電場(chǎng)，由楞次定律知感生電場(chǎng)的方向?yàn)槟鏁r(shí)針，帶正電小球受到的電場(chǎng)力與運(yùn)動(dòng)方向相反，故小球速度減小，選B.2.英國物理學(xué)家麥克斯韋認(rèn)為，磁場(chǎng)改變時(shí)會(huì)在空間激發(fā)感生電場(chǎng).如圖2所示，一個(gè)半徑為r的絕緣細(xì)圓環(huán)水平放置，環(huán)內(nèi)存在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，環(huán)上套一帶電荷量為＋q的小球，已知磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間勻稱增加，其改變率為k，若小球在環(huán)上運(yùn)動(dòng)一周，則感生電場(chǎng)對(duì)小球的作用力所做功的大小是()圖2A.0 B.eq\f(1,2)r2qkC.2πr2qk D.πr2qk答案D解析依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，磁場(chǎng)改變產(chǎn)生的感生電動(dòng)勢(shì)為E＝eq\f(ΔB,Δt)πr2＝kπr2，小球在環(huán)上運(yùn)動(dòng)一周，則感生電場(chǎng)對(duì)小球的作用力所做功的大小W＝qE＝πr2qk，故選項(xiàng)D正確.3.(多選)如圖3甲，在虛線所示的區(qū)域有垂直紙面對(duì)里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的改變規(guī)律如圖乙所示，虛線區(qū)域內(nèi)有一面積為S、與紙面平行的的單匝金屬線框，線框與電阻R相連，若金屬線框的電阻為eq\f(R,2)，下列說法正確的是()圖3A.流過電阻R的感應(yīng)電流由a到bB.線框cd邊受到的安培力方向向上C.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為eq\f(2B0S,t0)D.ab間電壓大小為eq\f(2B0S,3t0)答案AD解析穿過線框的磁通量在增大，依據(jù)楞次定律可得感應(yīng)電流為逆時(shí)針方向，故流過電阻R的感應(yīng)電流的方向?yàn)橛蒩到b，A正確；感應(yīng)電流是從c到d，依據(jù)左手定則，可得線框cd邊受到的安培力方向向下，B錯(cuò)誤；依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得E＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(B0S,t0)，依據(jù)閉合電路歐姆定律可得ab間電壓大小為U＝eq\f(R,R＋\f(R,2))E＝eq\f(2B0S,3t0)，故C錯(cuò)誤，D正確.4.如圖4為無線充電技術(shù)中運(yùn)用的受電線圈示意圖，線圈匝數(shù)為n，面積為S.若在t1到t2時(shí)間內(nèi)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)平行于線圈軸線向右穿過線圈，其磁感應(yīng)強(qiáng)度大小由B1勻稱增加到B2，則該段時(shí)間線圈兩端a和b之間的電勢(shì)差φa－φb()圖4A.恒為eq\f(nSB2－B1,t2－t1) B.從0勻稱改變到eq\f(nSB2－B1,t2－t1)C.恒為－eq\f(nSB2－B1,t2－t1) D.從0勻稱改變到－eq\f(nSB2－B1,t2－t1)答案C解析依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝neq\f(ΔΦ,Δt)＝neq\f(B2－B1S,t2－t1)，由楞次定律和右手螺旋定則可推斷b點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn)電勢(shì)，因磁場(chǎng)勻稱改變，所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定，因此a、b兩點(diǎn)電勢(shì)差恒為φa－φb＝－neq\f(B2－B1S,t2－t1)，選項(xiàng)C正確.5.如圖5所示，長為L的金屬導(dǎo)線彎成一圓環(huán)，導(dǎo)線的兩端接在電容為C的平行板電容器上，P、Q為電容器的兩個(gè)極板，磁場(chǎng)垂直于環(huán)面對(duì)里，磁感應(yīng)強(qiáng)度以B＝B0＋kt(k>0)的規(guī)律隨時(shí)間改變，t＝0時(shí)，P、Q兩板電勢(shì)相等，兩板間的距離遠(yuǎn)小于環(huán)的半徑，經(jīng)時(shí)間t，電容器P板()圖5A.不帶電 B.所帶電荷量與t成正比C.帶正電，電荷量是eq\f(kL2C,4π) D.帶負(fù)電，電荷量是eq\f(kL2C,4π)答案D解析磁感應(yīng)強(qiáng)度以B＝B0＋kt(k>0)的規(guī)律隨時(shí)間改變，由法拉第電磁感應(yīng)定律得：E＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝Seq\f(ΔB,Δt)＝kS，而S＝πr2＝πeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(L,2π)))2＝eq\f(L2,4π)，經(jīng)時(shí)間t電容器P板所帶電荷量Q＝EC＝eq\f(kL2C,4π)；由楞次定律和安培定則知電容器P板帶負(fù)電，故D選項(xiàng)正確.6.如圖6甲所示，矩形導(dǎo)線框abcd固定在改變的磁場(chǎng)中，產(chǎn)生了感應(yīng)電流(電流方向沿abcda為正方向).若規(guī)定垂直紙面對(duì)里的方向?yàn)榇艌?chǎng)的正方向，能夠產(chǎn)生如圖乙所示電流的磁場(chǎng)為()圖6答案D解析由題圖乙可知，0～t1內(nèi)，線框中電流的大小與方向都不變，依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，線框中磁通量的改變率不變，故0～t1內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度與時(shí)間的關(guān)系圖線是一條傾斜的直線，A、B錯(cuò)；又由于0～t1時(shí)間內(nèi)電流的方向?yàn)檎?，即沿abcda方向，由楞次定律可知，電路中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向垂直紙面對(duì)里，故0～t1內(nèi)原磁場(chǎng)垂直紙面對(duì)里減小或垂直紙面對(duì)外增大，C錯(cuò)，D對(duì).考點(diǎn)二動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)7.夏天時(shí)，在北半球，當(dāng)我們抬頭觀看教室內(nèi)的電風(fēng)扇，會(huì)發(fā)覺電風(fēng)扇正在逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng).金屬材質(zhì)的電風(fēng)扇示意圖如圖7所示，由于地磁場(chǎng)的存在，下列關(guān)于A、O兩點(diǎn)的電勢(shì)及電勢(shì)差的說法，正確的是()圖7A.A點(diǎn)電勢(shì)比O點(diǎn)電勢(shì)高B.A點(diǎn)電勢(shì)比O點(diǎn)電勢(shì)低C.A點(diǎn)電勢(shì)和O點(diǎn)電勢(shì)相等D.扇葉長度越短，UAO的電勢(shì)差數(shù)值越大答案A解析在北半球，地磁場(chǎng)的豎直重量豎直向下，由右手定則可推斷OA中電流方向由O到A，再依據(jù)在電源內(nèi)部電流由負(fù)極流向正極，可知A點(diǎn)為正極，電勢(shì)高，A對(duì)，B、C錯(cuò)；由E＝eq\f(1,2)Bl2ω可知D錯(cuò).8.如圖8所示，導(dǎo)體棒AB的長為2R，繞O點(diǎn)以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，OB長為R，且O、B、A三點(diǎn)在一條直線上，有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)充溢轉(zhuǎn)動(dòng)平面且與轉(zhuǎn)動(dòng)平面垂直，那么AB兩端的電勢(shì)差大小為()圖8A.eq\f(1,2)BωR2 B.2BωR2C.4BωR2 D.6BωR2答案C解析A點(diǎn)線速度vA＝ω·3R，B點(diǎn)線速度vB＝ωR，AB棒切割磁感線的平均速度eq\x\to(v)＝eq\f(vA＋vB,2)＝2ωR，由E＝Blv得，AB兩端的電勢(shì)差大小為E＝B·2R·eq\x\to(v)＝4BωR2，C正確.9.(多選)如圖9所示，三角形金屬導(dǎo)軌EOF上放有一金屬桿AB，在外力作用下，使AB保持與OF垂直，從O點(diǎn)起先以速度v勻速右移，該導(dǎo)軌與金屬桿均由粗細(xì)相同的同種金屬制成，則下列推斷正確的是()圖9A.電路中的感應(yīng)電流大小不變B.電路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小不變C.電路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)漸漸增大D.電路中的感應(yīng)電流漸漸減小答案AC解析設(shè)金屬桿從O點(diǎn)起先運(yùn)動(dòng)到題圖所示位置所經(jīng)驗(yàn)的時(shí)間為t，∠EOF＝θ，金屬桿切割磁感線的有效長度為L，故E＝BLv＝Bv·vttanθ＝Bv2tanθ·t，即電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與時(shí)間成正比，C選項(xiàng)正確；電路中感應(yīng)電流I＝eq\f(E,R)＝eq\f(Bv2tanθ·t,\f(ρl,S))，而l為閉合三角形的周長，即l＝vt＋vt·tanθ＋eq\f(vt,cosθ)＝vt(1＋tanθ＋eq\f(1,cosθ))，所以I＝eq\f(Bvtanθ·S,ρ1＋tanθ＋\f(1,cosθ))是恒量，所以A正確.10.如圖10所示，等腰直角三角形OPQ區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，另有一等腰直角三角形導(dǎo)線框abc以恒定的速度v沿垂直于磁場(chǎng)方向穿過磁場(chǎng)，穿越過程中速度方向始終與ab邊垂直，且保持ac平行于OQ.關(guān)于線框中的感應(yīng)電流，以下說法正確的是()圖10A.起先進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)感應(yīng)電流最小B.起先穿出磁場(chǎng)時(shí)感應(yīng)電流最大C.起先進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)感應(yīng)電流沿順時(shí)針方向D.起先穿出磁場(chǎng)時(shí)感應(yīng)電流沿順時(shí)針方向答案D解析線框中感應(yīng)電流的大小正比于感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，又感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝BL有v，L有指切割磁感線部分兩端點(diǎn)連線在垂直于速度方向上的投影長度，故起先進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)感應(yīng)電流最大，起先穿出磁場(chǎng)時(shí)感應(yīng)電流最小，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤.感應(yīng)電流的方向可以用楞次定律推斷，可知選項(xiàng)D正確，C錯(cuò)誤.11.如圖11所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一由半圓弧及其直徑構(gòu)成的導(dǎo)線框，半圓直徑與磁場(chǎng)邊緣重合；磁場(chǎng)方向垂直于半圓面(紙面)向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0.使該線框從靜止起先繞過圓心O、垂直于半圓面的軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)半周，線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流.現(xiàn)使線框保持圖中所示位置，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間線性改變.為了產(chǎn)生與線框轉(zhuǎn)動(dòng)半周過程中同樣大小的電流，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間改變的改變率eq\f(ΔB,Δt)的大小應(yīng)為()圖11A.eq\f(4ωB0,π)B.eq\f(2ωB0,π)C.eq\f(ωB0,π)D.eq\f(ωB0,2π)答案C解析設(shè)半圓的半徑為L，電阻為R，當(dāng)線框以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E1＝eq\f(1,2)B0ωL2.當(dāng)線框不動(dòng)，而磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間改變時(shí)E2＝eq\f(1,2)πL2·eq\f(ΔB,Δt)，由eq\f(E1,R)＝eq\f(E2,R)得eq\f(1,2)B0ωL2＝eq\f(1,2)πL2·eq\f(ΔB,Δt)，即eq\f(ΔB,Δt)＝eq\f(ωB0,π)，故C項(xiàng)正確.12.(多選)如圖12所示是法拉第制作的世界上第一臺(tái)發(fā)電機(jī)的模型原理圖.把一個(gè)半徑為r的銅盤放在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，使磁感線水平向右垂直穿過銅盤，銅盤安裝在水平的銅軸上.兩塊銅片C、D分別與轉(zhuǎn)動(dòng)軸和銅盤的邊緣接觸.G為靈敏電流計(jì).現(xiàn)使銅盤依據(jù)圖示方向以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則下列說法正確的是()圖12A.C點(diǎn)電勢(shì)肯定低于D點(diǎn)電勢(shì)B.圓盤中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為Bωr2C.電流計(jì)中的電流方向?yàn)橛蒩到bD.銅盤不轉(zhuǎn)動(dòng)，所加磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度減小，則銅盤中產(chǎn)生順時(shí)針方向感應(yīng)電流(從左向右看)答案AD解析將銅盤看做多數(shù)條由中心指向邊緣的銅棒組合而成，當(dāng)銅盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，每根銅棒都在切割磁感線，相當(dāng)于電源，由右手定則可知，銅盤邊緣為電源正極，中心為負(fù)極，C點(diǎn)電勢(shì)低于D點(diǎn)電勢(shì)，此電源對(duì)外電路供電，電流方向由b經(jīng)電流計(jì)再從a流向銅盤，故A正確，C錯(cuò)誤；回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝Breq\x\to(v)＝eq\f(1,2)Br2ω，故B錯(cuò)誤；若銅盤不轉(zhuǎn)動(dòng)，使所加磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度勻稱減小，在銅盤中產(chǎn)生順時(shí)針方向感應(yīng)電流(從左向右看)，故D正確.二、非選擇題13.如圖13所示，線框由導(dǎo)線組成，cd、ef兩邊豎直放置且相互平行，導(dǎo)體棒ab水平放置并可沿cd、ef無摩擦滑動(dòng)，導(dǎo)體棒