2.铁路上使用一种电磁装置向控制中心传输信号以确定火车的位置.如图甲所示(俯视图)，能产生匀强磁场的磁铁被安装在火车上首节车厢下面，当它经过安放在两铁轨间的线圈时，便会产生一电信号传至控制中心.若火车通过某路段时，控制中心接收到的线圈两端的电压信号如图乙所示，则说明火车在做(　)

A.匀速直线运动

B.匀加速直线运动

C.匀减速直线运动

D.加速度逐渐增大的变加速直线运动

解析：感应电动势E＝BLv，控制中心接收到线圈两端电压u∝E，由图乙可知火车在做匀加速直线运动，选项B正确.

答案：B

1.关于电磁感应，下列说法正确的是(　)

A.穿过线圈的磁通量变化越大，感应电动势就越大

B.当导体平动做切割磁感线的运动时，导体中一定有感应电流产生

C.当穿过线圈的磁通量减小时，感应电动势可能越来越大

D.当穿过线圈的磁通量发生变化时，感应电动势的大小与线圈电阻无关

解析：E＝n.其中为磁通量的变化率，即E由n和磁通量的变化率决定，与其他量无关.

答案：CD

6.有一种先进的汽车制动装置(ABS)，可保证车轮在制动时不被抱死，仍有一定的滚动.图示是这种装置的某一环节原理示意图.铁齿轮P与车轮同步转动，右端有一个绕有线圈的磁铁Q，是一个电流检测器.刹车时，磁铁与齿轮相互靠近而产生感应电流，这个电流经放大后控制制动器.车轮转动时，由于a齿轮在经过磁铁的过程中被磁化，引起中有感应电流，其方向是(　)

A.先向右，后向左　 B.先向左，后向右

C.一直向左　 D.一直向右

解析：由于a有一个先接近后离开磁铁的过程，所以螺线管中的电流方向会发生改变，故选项C、D错误.a接近螺线管时，螺线管中的磁通量向左增加，由楞次定律可判断中电流向右；同理，a离开螺线管时，中的电流向左.故选项A正确.

答案：A

第60讲　法拉第电磁感应定律

体验成功

5.如图甲所示，在水平地面下有一条沿东西方向铺设的水平直导线，导线中通有自东向西的稳定、强大的直流电流.现用一闭合的检测线圈(线圈中串有灵敏的检流表，图中未画出)检测此通电直导线的位置.若不考虑地磁场的影响，检测线圈位于水平面内，从距直导线很远处由北向南沿水平地面通过导线的上方并移至距直导线很远处的过程中，俯视检测线圈，其中的感应电流的方向是(　)

A.先顺时针，后逆时针

B.先逆时针，后顺时针

C.先逆时针，接着顺时针，然后再变为逆时针

D.先顺时针，接着逆时针，然后再变为顺时针

解析：检测线圈移动过程的正视截面图如图乙所示：

在北方无穷远时磁通量为零，在A位置磁感线向下穿过的磁通量最大，在B位置磁通量为零，在C位置磁感线向上穿过的磁通量最大，至南方无穷远处磁通量为零.

故∞→A的过程，感应电流为逆时针方向；A→B的过程，感应电流为顺时针方向；B→C的过程，感应电流为顺时针方向；C→∞的过程，感应电流为逆时针方向.

答案：C

4.如图所示，A、B为大小、形状均相同且内壁光滑、用不同材料制成的圆筒，它们竖直固定在相同高度.两个相同的条形磁铁同时从A、B上端管口同一高度处无初速度同时释放，穿过A管的条形磁铁比穿过B管的条形磁铁先落到地面.下列关于两管的制作材料的描述中，可能正确的是(　)

A.A管是用塑料制成的，B管是用铜制成的

B.A管是用铝制成的，B管是用胶木制成的

C.A管是用胶木制成的，B管是用塑料制成的

D.A管是用铜制成的，B管是用铝制成的

解析：只要圆筒是由导体材料制成的，磁铁从中穿过时都能在筒壁产生环形感应电流，而且由楞次定律知，感应电流与磁铁之间的作用力将阻碍磁铁向下运动，延迟其穿过的时间.铜的电阻率比铝的小，阻碍作用较大，落到地面的时间更长.

答案：A

3.由于地磁场的存在，飞机在一定高度水平飞行时，其机翼就会切割磁感线，机翼的两端之间会产生电势差.若飞机在北半球水平飞行，则相对飞行员而言(　)

A.机翼的左端比右端的电势低

B.机翼的左端比右端的电势高

C.哪端的电势高与飞行的方向有关

D.哪端的电势高与飞行的高度有关

解析：将地磁场沿水平、竖直方向分解，在北半球竖直分量向下，由右手定则可知，由于电磁感应，机翼左端的电势总比右端的高.

答案：B

2.如图所示，一个铜质圆环套在悬挂条形磁铁的细绳上.如果不考虑空气阻力，使铜环无初速度地自位置A下落到位置B，则所需的时间(　)

A.等于　 B.大于

C.小于　 D.无法确定

解析：铜环下落的过程发生电磁感应，磁场对感应电流的安培力总是阻碍它向下运动，故t＞.

答案：B

1.一个匝数为n、面积为S的闭合线圈置于水平面上，若线圈内的磁感应强度在时间t内由竖直向下从B₁减少到零，再反向增加到B₂，则线圈内的磁通量的变化量ΔΦ为(　)

A.n(B₂－B₁)S　　　B.n(B₂+B₁)S

C.(B₂－B₁)S　 D.(B₂+B₁)S

解析：磁通量的变化量与线圈匝数无关，由于磁感应强度的方向改变，故ΔΦ＝(B₂+B₁)S.

答案：D

12.如图甲所示，顶角θ＝45°的金属导轨MON固定在水平面内，导轨处在方向竖直、磁感应强度为B的匀强磁场中，一根与ON垂直的导体棒在水平外力作用下以恒定速度v₀沿导轨MON向右滑动，导体棒的质量为m，导轨与导体棒单位长度的电阻均为r.导体棒与导轨接触点为a和b，导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触.t＝0时，导体棒位于顶角O处.求：

(1)t时刻流过导体棒的电流I和电流方向.

(2)导体棒做匀速直线运动时水平外力F的表达式.

(3)导体棒在0-t时间内产生的焦耳热Q.

(4)若在t₀时刻将外力F撤去，导体棒最终在导轨上静止时的坐标x.

[2006年高考·江苏物理卷]

解析：(1)0到t时间内，导体棒的位移为：x＝v₀t

t时刻，导体棒的有效长度为：l＝x

导体棒的电动势为：E＝Blv₀

回路总电阻为：R＝(2x+x)r

回路中的电流为：I＝＝

电流方向在棒ab上由b向a.

(2)水平外力F的表达式为：F＝BIl＝.

(3)t时刻导体棒的电功率为：P＝I²R′

其中：R′＝v₀tr，P∝t

由于I恒定，因此有：＝I²＝I²·

所以：Q＝t＝.

(4)撤去外力后，设任意时刻t导体棒的坐标为x，速度为v，取很短时间Δt或很短距离Δx.

在t-t+Δt时间内，由动量定理有：

BlIΔt＝mΔv

∑(lvΔt)＝ΣmΔv

S＝mv₀

扫过面积S＝＝(x₀＝v₀t₀)

得x＝.

答案：(1)　b→a

(2)F＝

(3)

(4)x＝

11.两根光滑的长直金属导轨MN、M′N′平行置于同一水平面内，导轨间距为l，电阻不计，M、M′处接有如图所示的电路，电路中各电阻的阻值均为R，电容器的电容为C.长度也为l、电阻为R的金属棒ab垂直于导轨放置，导轨处于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中.ab在外力作用下向右匀速运动且与导轨保持良好接触，在ab运动距离为s的过程中，整个回路中产生的焦耳热为Q.求：

(1)ab运动的速度v的大小.

(2)电容器所带的电荷量q.[2007年高考·天津理综卷Ⅰ]

解析：(1)设ab上产生的感应电动势为E，回路中的电流为I，ab运动距离s所用的时间为t，则有：

E＝Blv

I＝

t＝

Q＝I²(4R)t

由上述方程得：v＝.

(2)设电容器两极板间的电势差为U，则有：U＝IR

电容器所带电荷量q＝CU

q＝.

答案：(1)　(2)