法拉第电磁感应定律 一、单选题 1．如图所示是法拉第在 1831 年做电磁感应实验的示意图，分析这个实验，下列说法 中正确的是（　　） A．闭合开关 S 的瞬间，电流表 G 中有 b � a 的感应电流 B．断开开关 S 的瞬间，电流表 G 中有 b � a 的感应电流 C．闭合开关 S 后，滑动变阻器滑动触头向左移动，电流表 G 中有 b � a 的感应电流 D．闭合开关 S 后，滑动变阻器滑动触头向右移动，电流表 G 中有 b � a 的感应电流 2．如图，在水平光滑桌面上，两相同的圆形刚性小线圈分别叠放在固定的绝缘矩形金 属框的左右两边上，且每个小线圈都各有一半面积在金属框内，在金属框接通逆时针 方向电流的瞬间，下列说法正确的是（　　） A．两小线圈会有相互靠拢的趋势 B．两小线圈会有相互远离的趋势 C．两小线圈中感应电流都沿逆时针方向 D．左边小线圈中感应电流沿顺时针方向，右边小线圈中感应电流沿逆时针方向 3．如图所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有灯泡 A。金属棒 ab 与 两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向 下。现使金属棒 ab 以一定的初速度 v 开始向右运动，此后（　　） A．棒 ab 匀减速运动直到停止 B．棒 ab 中的感应电流方向由 a 到 b C．棒 ab 所受的安培力方向水平向右 D．灯泡 A 逐渐变暗 4．如图所示，螺线管导线的两端与平行金属板相接，一个带正电的小球用绝缘细线悬 挂在两金属板间，并处于静止状态。若使一条形磁铁从左向右靠近螺线管，则（　 　） A．小球向右摆动 B．小球向左摆动 C．小球向前摆动 D．小球保持静止 5．如图甲所示，光滑金属导轨 ab 、 ac 成 45�角固定放置在水平面上，处于磁感应强度 大小为 B、方向竖直向下的匀强磁场中。一导体棒在水平拉力作用下，以某一初速度 由 MN 处减速到 PQ 处，此过程中棒始终与 ac 垂直，所受安培力 F 随位移 x 变化的图像 如图乙所示。除阻值为 R 的电阻外，其余电阻不计， PQ 处的过程中（　　） MN  L0 。在棒由 MN 处运动到 A．棒做匀减速直线运动 B．通过电阻的电流恒定 BL20 C．通过电阻的电荷量为 2 R 3F0 L0 D．电阻产生的焦耳热为 2 6．如图甲所示，面积为 0.2m 2 的 100 匝线圈处在匀强磁场中，线圈电阻 r  4 ，磁场 方向垂直于线圈平面向里，已知磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，定值电阻 R  6 。下列说法正确的是（ ） A．线圈中产生的感应电动势均匀增大 B． a 、 b 两点间电压为 2V C． a 点电势比 b 点电势低 1.2V D． 0 ~ 5s 内通过电阻 R 的电荷量为 1.0C 7．如图甲所示，在绝缘的水平桌面上放置一金属圆环。在圆环的正上方放置一个螺线 管，在螺线管中通入如图乙所示的电流，电流从螺线管 a 端流入为正。以下说法中正 确的是（　　） A．在第 1s 末，圆环中的感应电流最大 B．在第 2s 末，圆环对桌面的压力小于重力 C．在 1 ~ 2s 内和 2 ~ 3s 内，圆环中的感应电流的方向相反 D．从上往下看，在 0 ~ 1s 内，圆环中的感应电流沿顺时针方向 8．如图所示，一电阻可忽略的 U 形光滑金属框 abcd 置于水平绝缘平台上，ab、dc 足 够长，一根电阻为 R 的导体棒 MN 置于金属框上，用水平恒力 F 向右拉动金属框，运 动过程中，装置始终处于竖直向下的匀强磁场中，MN 与金属框保持良好接触，且与 bc 边保持平行。则金属棒速度 v、加速度 a、两端电压 UMN、回路中电流强度 i 随时间 t 变化的关系图像正确的是（　　） A． B． C． D． 9．小明和其他同学利用学生电源、一个小灯泡、一个忽略电阻的线圈 L、开关和若干 导线连成如图甲所示的电路。小明断开开关，把小灯泡取走，几位同学手牵手接入电 路中，如图乙所示。下列说法正确的是（ ） A．图甲中，闭合开关，电路稳定后，小灯泡中的电流大于线圈 L 中的电流 B．图甲中，断开开关的瞬间，小灯泡立即熄灭 C．图乙中，在断开开关的瞬间有电流通过这几位同学 D．图乙中，在断开开关的瞬间流过这几位同学的电流大于流过线圈 L 的电流 二、多选题 10．如图甲所示，地面上方高度为 d 的空间内有水平方向的匀强磁场，质量为 m 的正 方形闭合导线框 abcd 的边长为 l，从 bc 边距离地面高为 h 处将其由静止释放，已知 h>d>l。从导线框开始运动到 bc 边即将落地的过程中，导线框的 v-t 图像如图乙所示， 重力加速度为 g，不计空气阻力，以下有关这一过程的判断正确的是（　　） A．t1~t2 时间内导线框受到的安培力逐渐减小 B．磁场的高度 d 可以用 v-t 图中阴影部分的面积表示 C．导线框重力势能的减少量等于其动能的增加量 D．导线框产生的焦耳热大于 mgl 11．如图所示， a 、 b 两个闭合正方形线框用同样的导线制成，丙数为 1 匝，边长 la  3lb ，图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大，不 考虑线圈之间的相互影响，则（　　） A．两线圈内产生顺时针方向的感应电流 B． a 、 b 线圈中感应电动势之比为 9 :1 C． a 、 b 线图中感应电流之比为 3 : 4 D． a 、 b 线圈中电功率之比为 27 :1 12．如图所示，正方形金属线框 abcd 固定在光滑水平桌面上，线框正上方有一条形磁 铁，下列说法正确的是（　　） A．当磁铁向下靠近金属线框时，线框中产生 adcba 方向的感应电流，线框有扩大的趋 势 B．当磁铁向下靠近金属线框时，线框中产生 abcda 方向的感应电流，线框有缩小的趋 势 C．当磁铁水平向右运动时，线框中产生 adcba 方向的感应电流，线框有向右运动的趋 势 D．当磁铁水平向右运动时，线框中产生 abcda 方向的感应电流，线框有向左运动的趋 势 13．竖直放置的长导线中通有向下电流，矩形导线框与导线在同一平面内且长边与导 线平行，则（　　） A．导线框内磁场为匀强磁场 B．穿过线框面的磁感线向纸面里 C．导线框向右移会产生感应电流 D．导线框竖直向上移，穿过线框平面磁通量不变 14．如图所示，一质量为 m 的足够长 U 形光滑金属框 abcd 置于水平绝缘平台上，bc 边长为 L，不计金属框电阻。一长为 L 的导体棒 MN 置于金属框上，导体棒的阻值为 R、质量为 2m。装置处于磁感应强度为 B、方向竖直向下的匀强磁场中。现给金属框 水平向右的初速度 v0，在整个运动过程中 MN 始终与金属框保持良好接触，则（　 　） A．刚开始运动时产生的感应电流方向为 b→c→N→M B．导体棒的最终和 U 形光滑金属框一起匀速直线运动速度为 v0 3 1 2 C．导体棒产生的焦耳热为 mv0 3 D．通过导体棒的电荷量为 2mv0 3BL 三、实验题 15．探究感应电流方向的实验中，要用到灵敏电流计，条形磁铁，螺线管，已知若电 流从正接线柱流入时，指针将偏向正接线柱的一侧，则： （1）甲图中螺线管的感应电流的磁场方向是______（请填“向上”或“向下”） （2）乙图中磁铁在螺线管中产生的磁场方向是______（请填“向上”或“向下”） （3）图丙中螺线管中的磁通量正在______（请填“增大”或“减小”） （4）图丁中螺线管的绕向为（从上往下看，按电流流经方向）______（请填“顺时针” 或“逆时针”） （5）感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要_________引起感应电流的磁 通量的变化。 16．电吉他是利用电磁感应原理工作的一种乐器。如图所示为电吉他的扩音器的原理 图，在金属弦的下方放置有一个连接到放大器的螺线管。一条形磁铁固定在管内，当 拨动金属弦后，螺线管内就会产生感应电流，经一系列转化后可将电信号转为声音信 号。 （1）金属弦的作用类似“研究电磁感应现象”实验中铁芯的作用，则被拨动后靠近螺线 管的过程中，通过放大器的电流方向为________（填“向上”或“向下”）。 （2）下列说法正确的是（______） A．金属弦上下振动的周期越大，螺线管内感应电流的方向变化也越快 B．金属弦上下振动过程中，经过相同位置时速度越大，螺线管中感应电动势也越大 C．电吉他通过扩音器发出的声音随感应电流强度增大而变响，增减螺线管匝数会起到 调节音量的作用 D．电吉他通过扩音器发出的声音频率和金属弦振动频率相同 四、解答题 17．如图所示， MN 、 PQ 是足够长的粗糙平行导轨，其间距为 L  1m ，且 MN∥ PQ ， 导轨平面与水平面间的夹角   37�， MP 间接有电阻 R  0.8Ω ，匀强磁场垂直于导轨 平面，磁感应强度 B0  1T ，质量为 m  1kg 的金属棒 ab 紧靠 PM 放在导轨上，且与导 轨接触良好，金属棒的电阻为 r  0.2Ω ，其余电阻均不计，金属棒与导轨之间的动摩 擦因数   0.5 。现用与导轨平行的恒力 F  15N 沿导轨平面向上拉金属棒，使金属棒 从静止开始沿导轨向上运动，运动过程中金属棒始终与 MP 平行，滑行至 cd 处时已经 达到稳定速度， cd 到 MP 的距离为 s  3m ，g 取 10m / s ， sin 37� 0.6 ， cos 37� 0.8 ， 2 求： （1）金属棒达到的稳定速度； （2）金属棒从静止开始运动到 cd 的过程中，电阻 R 上产生的热量； （3）若将金属棒滑行至 cd 处的时刻记作 t  0 ，从此时刻起，让磁感应强度逐渐减小， 可使金属棒中不产生感应电流，请推导出 B 与 t 的关系式。 18．如图，磁场中有一正方形闭合线圈 abcd 线圈平面与磁场垂直，已知线圈的匝数 N  100 匝，边长 L  1.0m ，电阻 r  2 ．磁感应强度 B 随时间 t 变化的关系图像如图． 取垂直纸面向里为磁场的正方向，导线长度保持不变． （1）试问在 0.5s 时线圈中感应电流的方向和大小； （2）求在 0 ~ 3s 内线圈产生的焦耳热； （3）在 3s ~ 5s 内，将正方形闭合线圈迅速地拉变成圆形闭合线圈，求通过导线横截面 的电荷量。 19．如图所示，两足够长的水平光滑导轨左侧接有电动势为 E 的电源，导轨间距为 L，长度均为 L 的金属棒甲、乙垂直导轨放置，金属棒甲放在虚线Ⅰ的左侧，金属棒乙 放在两虚线Ⅰ、Ⅱ之间，虚线Ⅰ的左侧、虚线Ⅱ的右侧均有方向竖直向上