1、选择题 关于感应电动势大小的说法正确的是( )
A.线圈中磁通量越大,产生的感应电动势越大
B.线圈中磁通量变化越大,产生的感应电动势越大
C.线圈中磁通量变化越快,产生的感应电动势越大
D.线圈中磁通量增加时感应电动势增大,磁通量减小时感应电动势减小
参考答案:A、磁通量大,磁通量的变化率不一定大,所以感应电动势不一定大.故A错误.
? B、磁通量的变化大,磁通量的变化率不一定大,还与变化的时间有关,所以感应电动势不一定.故B错误.
? C、磁通量变化快,磁通量变化率大,所以感应电动势大.故C正确.
? D、感应电动势的大小关键看磁通量的变化率,不是看磁通量的增加还是减小.若磁通量增加时,磁通量的变化率减小,也就是增加的越来越慢,则感应电动势变小.故D错误.
故选C.
本题解析:
本题难度:简单
2、填空题 (A)如图所示,一个有界的匀强磁场区域,方向垂直纸面向里,一个矩形闭合导线框abcd沿纸面由位置Ⅰ运动到位置Ⅱ,在dc边刚进入磁场时,受到的安培力方向为______,在ab边即将离开磁场时,线框中感应电流方向为______(选填“顺时针”或“逆时针”).
参考答案:在dc边进入磁场时,根据楞次定律知,产生逆时针方向的电流,根据左手定则,dc边所受的安培力水平向左.ab边即将离开磁场时,磁通量减小,根据楞次定律,产生顺时针方向的电流.
故答案为:向左,顺时针.
本题解析:
本题难度:一般
3、简答题

闭合线圈abcd用绝缘硬竿悬于O点,虚线表示有界磁场B。把线圈从图示位置释放后使其摆动,不计其他阻力,线圈将很快就停在竖直方向平衡而不再摆动,这是为什么?
参考答案:
当线圈abcd进或出磁场时,穿过线圈的磁通量在发生变化,△Φ不为零,从而在线圈中产生感应电流,机械能不断转化为电能,直至最终线圈不再摆动,在这过程中,线圈中产生的热量
本题解析:
当线圈abcd进或出磁场时,穿过线圈的磁通量在发生变化,△Φ不为零,从而在线圈中产生感应电流,机械能不断转化为电能,直至最终线圈不再摆动,在这过程中,线圈中产生的热量
Q=ΔE(线圈机械能的减少量)。
本题难度:简单
4、选择题 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正方向与图中箭头方向相同,则i随时间t变化的图线可能是

[? ]
A.
B.
C.
D.
参考答案:A
本题解析:
本题难度:一般
5、计算题 如图所示,一个U形导体框架,其宽度L=1m,框架所在平面与水平面的夹用α=30°。其电阻可忽略不计。设匀强磁场与U形框架的平面垂直。匀强磁场的磁感强度B=0.2T。今有一条形导体ab,其质量为m=0.5kg,有效电阻R=0.1Ω,跨接在U形框架上,并且能无摩擦地滑动,求:

(1)由静止释放导体,导体ab下滑的最大速度vm;
(2)在最大速度vm时,在ab上释放的电功率。(g=10m/s2)。
参考答案:(1)2.5m/s(2)2.5W
本题解析:
【错解分析】错解一:
(1)ab导体下滑过程中受到重力G和框架的支持力N,如图。

根据牛顿第二定律ΣF=ma
mgsinα= ma
a = gsinα
导体的初速度为V0=0,导体做匀加速直线运动,由运动学公式
v=v0+at=5t
随着t的增大,导体的速度v增大vm→∞

由ε=BLv可知
当vm→∞,电功率P→∞
错解二:
当导体所受合力为零时,导体速度达到最大值。
(1)导体ab受G和框架的支持力N,而做加速运动
由牛顿第二定律
mgsin30°= ma
a = gsin30°
但是导体从静止开始运动后,就会产生感应电动势,回路中就会有感应电流,感应电流使得导体受到磁场的安培力的作用。设安培力为FA。



随着速度v的增加,加速度a逐渐减小。当a=0时,速度v有最大值

分析导体ab下滑过程中物理量变化的因果关系是求ab导体下滑最大速度的关键。
错解一:正是由于对电磁现象规律和力与运动的关系理解不够,错误地分析出ab导体在下滑过程中做匀加速运动。实际上,导体ab只要有速度,就会产生感应电动势,感应电流在磁场中受到安培力的作用。安培力随速度的增加而增大,且安培力的方向与速度方向相反,导体做加速度逐渐减小的变加速直线运动。
错解二:的分析过程是正确的,但是把导体下滑时产生的电动势写错了公式,ε=BLvsin30°中30°是错误的。ε=BLvsinθ中的θ角应为磁感强度B与速度v的夹角。本题中θ=90°。
【正解】(1)导体ab受G和框架的支持力N,而做加速运动由牛顿第二定律
mgsin30°= ma
a = gsin30°= 5(m/s2)
但是导体从静止开始运动后,就会产生感应电动势,回路中就会有感应电流,感应电流使得导体受到磁场的安培力的作用。设安培力为FA



随着速度v的增加,加速度a逐渐减小。当a=0时,速度v有最大值

(2)在导体ab的速度达到最大值时,电阻上释放的电功率

【点评】物理解题训练同学们的思维能力。本题要求同学从多角度来看问题。从加速度产生的角度看问题。由于导体运动切割磁感线发生电磁感应产生感应电流,感应电流的受力使得导体所受的合力发生改变,进而使导体的加速度发生变化,直到加速度为零。从能量转化和守恒的角度看:当重力做功使导体的动能增加的同时,导体又要切割磁感线发生电磁感应将动能转化为内能。直至重力做功全部转化为回路的内能。
本题难度:一般