内容发布更新时间 : 2024/12/23 12:53:39星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

考题回访 专题五 电路和电磁感应 第13讲 电磁感应规律及其应用

1.(多选)(2015·全国卷Ⅰ)1824年,法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”。实验中将一铜圆盘水平放置,在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针,如图所示。实验中发现,当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时,磁针也随着一起转动起来,但略有滞后。下列说法正确的 是 ( )

A.圆盘上产生了感应电动势

B.圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动

C.在圆盘转动的过程中,磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化 D.圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流,此电流产生的磁场导致磁针转动

【解析】选A、B。由于磁针位于圆盘的正上方,所以穿过圆盘的磁通量始终为零,故C错误;如果将圆盘看成由沿半径方向的“辐条”组成,则圆盘在转动过程中,“辐条”会切割磁感线产生感应电动势,在圆盘中产生涡电流,该涡电流产生的磁场导致磁针运动,故A、B正确;同时圆盘中的自由电子随圆盘一起转动形成电流,该电流对磁针的转动没有作用,D错误。

2.(2015·全国卷Ⅱ)如图,直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中,磁感应强度大小为B,方向平行于ab边向上。当金属框绕ab边以角速度ω逆时针转动时,a、b、c三点的电势分别为Ua、Ub、Uc。已知bc边的长度为l。下列判断正确的是( )

A.Ua>Uc,金属框中无电流

B.Ub>Uc,金属框中电流方向沿a-b-c-a

C.Ubc=-Blω,金属框中无电流

2

D.Ubc=Blω,金属框中电流方向沿a-c-b-a

【解析】选C。穿过金属框的磁通量始终为零,没有发生变化,故金属框中无电流,B、D项错误;bc边切割磁

2

感线的等效速度为lω,根据右手定则Ub

3.(多选)(2016·全国卷Ⅱ)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 ( )

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A.若圆盘转动的角速度恒定,则电流大小恒定

B.若从上往下看,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】选A、B。若圆盘转动的角速度恒定,则相当于无数切割磁感线的导体的运动速度恒定,切割磁感线

感应电动势为E=Brω也恒定,则电流大小恒定,A正确;由右手定则可知,从上往下看,只要圆盘顺时针转动,电流就沿a到b的方向流动,不会改变,B正确,C错误;由于电流在R上的热功率与电流的平方成正比,圆盘转动的角速度变为原来的2倍时,圆盘切割磁感线产生的感应电动势变为原来的2倍,电流也变为原来的2倍,电流在R上的热功率变为原来的4倍,选项D错误。

4.(多选)(2016·四川高考)如图所示,电阻不计、间距为l的光滑平行金属导轨水平放置于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中,导轨左端接一定值电阻R。质量为m、电阻为r的金属棒MN置于导轨上,受到垂直于金属棒的水平外力F的作用由静止开始运动,外力F与金属棒速度v的关系是F=F0+kv(F0、k是常量),金属棒与导轨始终垂直且接触良好。金属棒中感应电流为i,受到的安培力大小为FA,电阻R两端的电压为UR,感应电流的功率为P,它们随时间t变化的图象可能正确的有 ( )

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【解析】选B、C。根据牛顿定律可知,某时刻金属棒的加速度为

a===+,若k->0,则金属棒做加速度增大的加速运动,其v-t

图象如图甲所示;由i=可知感应电流i与v成正比,则i-t图线应该和v-t图线形状相同;由

FA=得FA与v成正比,图象应该

与v-t图象形状相同,B正确;UR=IR=知UR与v成正比,图象应该与v-t图象形状相同;由

P==得P与v成正比,P-t图象应该是曲线。若k-

2

<0,则金属棒做加速度减小的加速运

动,其v-t图象如图乙所示;由i=可知感应电流i与v成正比,则i-t图线应该和v-t图线形状相同,A

错误;FA=得FA与v成正比,图象应该与v-t图象形状相同;由UR=IR=知UR与v成正比,图象应

该与v-t图象形状相同,C正确;由P==得P与v成正比,P-t图象也应该是曲线,D错误;同

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理可知当k-=0时A、D亦错;故选B、C。