【物理】2019届一轮复习人教版法拉第电磁感应定律　自感　涡流学案（江苏专用）

【物理】2019届一轮复习人教版法拉第电磁感应定律　自感　涡流学案（江苏专用）

基础课2　法拉第电磁感应定律　自感　涡流 知识排查 法拉第电磁感应定律 ‎1.感应电动势 ‎(1)概念：在电磁感应现象中产生的电动势。‎ ‎(2)产生条件：穿过回路的磁通量发生改变，与电路是否闭合无关。‎ ‎(3)方向判断：感应电动势的方向用楞次定律或右手定则判断。‎ ‎2.法拉第电磁感应定律 ‎(1)内容：感应电动势的大小跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。‎ ‎(2)公式：E＝n，其中n为线圈匝数。‎ ‎(3)感应电流与感应电动势的关系：遵守闭合电路的欧姆定律，即I＝。‎ ‎3.导体切割磁感线的情形 ‎(1)若B、l、v相互垂直，则E＝Blv。‎ ‎(2)v∥B时，E＝0。‎ 自感、涡流 ‎1.自感现象 ‎(1)概念：由于导体本身的电流变化而产生的电磁感应现象称为自感。‎ ‎(2)自感电动势 ‎①定义：在自感现象中产生的感应电动势叫做自感电动势。‎ ‎②表达式：E＝L。‎ ‎(3)自感系数L ‎①相关因素：与线圈的大小、形状、匝数以及是否有铁芯有关。‎ ‎②单位：亨利(H)，1 mH＝10－3 H，1 μH＝10－6 H。‎ ‎2.涡流 当线圈中的电流发生变化时，在它附近的任何导体中都会产生感应电流，这种电流像水的漩涡所以叫涡流。‎ 小题速练 ‎1.思考判断 ‎(1)Φ＝0，不一定等于0。(　　)‎ ‎(2)感应电动势E与线圈匝数n有关，所以Φ、ΔΦ、的大小均与线圈匝数有关。(　　)‎ ‎(3)线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势越大。(　　)‎ ‎(4)当导体在匀强磁场中垂直磁场方向运动时(运动方向和导体垂直)，感应电动势为E＝BLv。(　　)‎ ‎(5)磁场相对于导体棒运动时，导体棒中也可能产生感应电动势。(　　)‎ ‎(6)涡流就是自感。(　　)‎ 答案　(1)√　(2)×　(3)√　(4)√‎ ‎(5)√　(6)×‎ ‎2.[人教版选修3－2P21第4题改编]如图1所示，纸面内有一矩形导体闭合线框abcd，ab边长大于bc边长，置于垂直纸面向里、边界为MN的匀强磁场外，线框两次匀速地完全进入磁场，两次速度大小相同，方向均垂直于MN。第一次ab边平行MN进入磁场，线框上产生的热量为Q1，通过线框导体横截面的电荷量为q1；第二次bc边平行MN进入磁场，线框上产生的热量为Q2，通过线框导体横截面的电荷量为q2，则(　　)‎ 图1‎ A.Q1＞Q2，q1＝q2　　 B.Q1＞Q2，q1＞q2‎ C.Q1＝Q2，q1＝q2 D.Q1＝Q2，q1＞q2‎ 解析　设线框边长分别为l1、l2，线框中产生的热量Q＝I2Rt＝()2R·＝＝l1。由于lab＞lbc，所以Q1＞Q2。通过线框导体横截面的电荷量q＝I·Δt＝·Δt＝＝，故q1＝q2，选项A正确。‎ 答案　A ‎　法拉第电磁感应定律的理解和应用 ‎1.法拉第电磁感应定律的理解 ‎(1)感应电动势的大小由线圈的匝数和穿过线圈的磁通量的变化率共同决定，而与磁通量Φ的大小、变化量ΔΦ的大小没有必然联系。‎ ‎(2)E＝n的研究对象是一个回路，E＝n求得的电动势是整个回路的感应电动势。‎ ‎(3)E＝n求的是Δt时间内的平均感应电动势，在磁通量均匀变化时，瞬时值才等于平均值。‎ ‎(4)磁通量的变化率对应Φ－t图线上某点切线的斜率。‎ ‎2.应用法拉第电磁感应定律的三种情况 ‎(1)磁通量的变化由面积变化引起时，‎ ΔΦ＝B·ΔS，则E＝n；‎ ‎(2)磁通量的变化由磁场变化引起时，‎ ΔΦ＝ΔB·S，则E＝n；‎ ‎(3)磁通量的变化由面积和磁场变化共同引起时，则根据定义求，ΔΦ＝Φ末－Φ初，E＝n≠n。‎ ‎【例1】　(2016·北京理综，16)如图2所示，匀强磁场中有两个导体圆环a、b，磁场方向与圆环所在平面垂直。磁感应强度B随时间均匀增大。两圆环半径之比为2∶1，圆环中产生的感应电动势分别为Ea和Eb，不考虑两圆环间的相互影响。下列说法正确的是(　　)‎ 图2‎ A.Ea∶Eb＝4∶1，感应电流均沿逆时针方向 B.Ea∶Eb＝4∶1，感应电流均沿顺时针方向 C.Ea∶Eb＝2∶1，感应电流均沿逆时针方向 D.Ea∶Eb＝2∶1，感应电流均沿顺时针方向 解析　由法拉第电磁感应定律得圆环中产生的电动势为E＝＝πr2·，则＝＝，由楞次定律可知感应电流的方向均沿顺时针方向，选项B正确。‎ 答案　B 应用电磁感应定律应注意的三个问题 ‎(1)公式E＝n求解的是一个回路中某段时间内的平均电动势，在磁通量均匀变化时，瞬时值才等于平均值。‎ ‎(2)利用公式E＝nS求感应电动势时，S为线圈在磁场范围内的有效面积。‎ ‎(3)通过回路截面的电荷量q仅与n、ΔФ和回路电阻R有关，与时间长短无关，与Φ是否均匀变化无关。推导如下：q＝IΔt＝Δt＝。‎ ‎　导体切割磁感线产生感应电动势的计算 ‎1.导体切割磁感线产生感应电动势常见情况 情景图 研究 对象 一段直导线(或等效成直导线)‎ 绕一端转动的一段导体棒 绕与B垂直的轴转动的导线框 表达式 E＝BLvsin θ E＝BL2ω E＝NBSωsin ωt ‎2.对平动切割应用注意点 ‎(1)常用公式：若运动速度v和磁感线方向垂直，则感应电动势E＝BLv。‎ 其中B、L、v三者两两垂直。‎ ‎(2)有效长度：公式中的L为有效切割长度，即导体在与v垂直的方向上的投影长度。‎ ‎(3)相对性：E＝BLv中的速度v 是相对于磁场的速度，若磁场也运动时，应注意速度间的相对关系。‎ ‎【例2】　如图3所示，在水平面内固定着U形光滑金属导轨，轨道间距为50 cm，金属导体棒ab质量为0.1 kg，电阻为0.2 Ω，横放在导轨上，电阻R的阻值是0.8 Ω(导轨其余部分电阻不计)。现加上竖直向下的磁感应强度为0.2 T的匀强磁场。用水平向右的恒力F＝0.1 N拉动ab，使其从静止开始运动，则(　　)‎ 图3‎ A.导体棒ab开始运动后，电阻R中的电流方向是从P流向M B.导体棒ab运动的最大速度为10 m/s C.导体棒ab开始运动后，a、b两点的电势差逐渐增加到1 V后保持不变 D.导体棒ab开始运动后任一时刻，F的功率总等于导体棒ab和电阻R的发热功率之和 解析　由右手定则可判断电阻R中的感应电流方向是从M流向P，A错误；当金属导体棒受力平衡时，其速度将达到最大值，由F＝BIL，I＝＝可得F＝，代入数据解得vm＝10 m/s，B正确；感应电动势的最大值Em＝1 V，a、b两点的电势差为路端电压，最大值小于1 V，C错误；在达到最大速度以前，F所做的功一部分转化为内能，另一部分转化为导体棒的动能，D错误。‎ 答案　B ‎【例3】　(2016·全国卷Ⅱ，20)(多选)法拉第圆盘发电机的示意图如图4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(　　)‎ 图4‎ A.若圆盘转动的角速度恒定，则电流大小恒定 B.若从上向下看，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　将圆盘看成无数辐条组成，它们都在切割磁感线从而产生感应电动势和感应电流，根据右手定则可知圆盘上感应电流从边缘流向中心，则当圆盘顺时针(俯视)转动时，流过电阻的电流方向从a到b，B正确；由法拉第电磁感应定律得感生电动势E＝BLv＝BL2ω，I＝，ω恒定时，I大小恒定，ω大小变化时，I大小变化，方向不变，故A正确，C错误；由P＝I2R＝知，当ω变为2倍时，P变为原来的4倍，D错误。‎ 答案　AB ‎　通电自感和断电自感　涡流 ‎1.自感现象的四大特点 ‎(1)自感电动势总是阻碍导体中原电流的变化。‎ ‎(2)通过线圈中的电流不能发生突变，只能缓慢变化。‎ ‎(3)电流稳定时，自感线圈就相当于普通导体。‎ ‎(4)线圈的自感系数越大，自感现象越明显，自感电动势只是延缓了过程的进行，但它不能使过程停止，更不能使过程反向。‎ ‎2.自感中“闪亮”与“不闪亮”问题 与线圈串联的灯泡 与线圈并联的灯泡 电路图 通电时 电流逐渐增大，灯泡逐渐变亮 电流突然增大，然后逐渐减小达到稳定 断电时 电流逐渐减小，灯泡逐渐变暗，电流方向不变 电路中稳态电流为I1、I2：①若I2≤I1，灯泡逐渐变暗；②若I2>I1，灯泡闪亮后逐渐变暗。两种情况灯泡中电流方向均改变 ‎【例4】　(多选)如图5所示的电路中，L为一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，D1、D2是两个完全相同的灯泡，E是一内阻不计的电源。t＝0时刻，闭合开关S，经过一段时间后，电路达到稳定，t1时刻断开开关S。I1、I2分别表示通过灯泡D1和D2的电流，规定图中箭头所示的方向为电流正方向，以下各图中能定性描述电流I随时间t变化关系的是(　　)‎ 图5‎ 解析　当S闭合时，L的自感作用会阻碍其中的电流变大，电流从D1流过；当L的阻碍作用变小时，L中的电流变大，D1中的电流变小至零；D2中的电流为电路总电流，电流流过D1时，电路总电阻较大，电流较小，当D1中电流为零时，电流流过L与D2，总电阻变小，电流变大至稳定；当S再断开时，D2马上熄灭，D1与L组成回路，由于L的自感作用，D1慢慢熄灭，电流反向且减小；综上所述知选项A、C正确。‎ 答案　AC ‎【例5】　(多选)如图6所示，在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，现接通交流电源，过了几分钟，杯内的水沸腾起来。若要缩短上述加热时间，下列措施可行的有(　　)‎ 图6‎ A.增加线圈的匝数 B.提高交流电源的频率 C.将金属杯换为瓷杯 D.取走线圈中的铁芯 解析　当电磁铁接通交流电源时，金属杯处在变化的磁场中产生涡电流发热，使水温升高。要缩短加热时间，需增大涡电流，即增大感应电动势或减小电阻。增加线圈匝数、提高交变电流的频率都是为了增大感应电动势。瓷杯不能产生涡电流，取走铁芯会导致磁性减弱。所以选项A、B正确，C、D错误。‎ 答案　AB 分析自感现象的两点注意 ‎(1)通过自感线圈中的电流不能发生突变，即通电过程中，电流逐渐变大；断电过程中，电流逐渐变小，此时线圈可等效为“电源”，该“电源”与其他电路元件形成回路。‎ ‎(2)断电自感现象中灯泡是否“闪亮”问题的判断，在于对电流大小的分析，若断电后通过灯泡的电流比原来强，则灯泡先闪亮后再慢慢熄灭。‎ 电磁阻尼与电磁驱动的比较——比较思维能力的培养 电磁阻尼 电磁驱动 不同 点 成因 由于导体在磁场中运动而产生感应电流，从而使导体受到安培力 由于磁场运动引起磁通量的变化而产生感应电流，从而使导体受到安培力 效果 安培力的方向与导体运动方向相反，阻碍导体运动 导体受安培力的方向与导体运动方向相同，推动导体运动 能量 转化 导体克服安培力做功，其他形式的能转化为电能，最终转化为内能 由于电磁感应，磁场能转化为电能，通过安培力做功，电能转化为导体的机械能，从而对外做功 相同点 两者都是电磁感应现象，都遵循楞次定律，都是安培力阻碍引起感应电流的导体与磁场间的相对运动 ‎【典例】　(2017·全国卷Ⅰ，18)‎ 扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品表面原子尺度上的形貌。为了有效隔离外界振动对STM的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小振动，如图7所示。无扰动时，按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场；出现扰动后，对于紫铜薄板上下及其左右振动的衰减最有效的方案是(　　)‎ 图7‎ 解析　感应电流产生的条件是闭合回路中的磁通量发生变化。在A图中，系统震动时，紫铜薄板随之上下及左右振动，在磁场中的部分有时多有时少，磁通量发生变化，产生感应电流，受到安培力，阻碍系统的振动；在B、D图中，只有紫铜薄板左右振动才产生感应电流，而上下振动无电流产生；在C图中，无论紫铜薄板上下振动还是左右振动，都不会产生感应电流，故选项A正确，B、C、D错误。‎ 答案　A 对安培力是动力、阻力的理解技巧 电磁阻尼是安培力阻碍导体运动的现象，电磁驱动是安培力使导体运动起来的现象，但实质上均是感应电流使导体在磁场中受到安培力。‎ ‎【变式训练】　如图8所示，蹄形磁铁的两极之间放置一个线圈abcd，磁铁和线圈都可以绕OO′轴转动，当磁铁按图示方向绕OO′轴转动时，线圈的运动情况是(　　)‎ 图8‎ A.俯视，线圈顺时针转动，转速与磁铁相同 B.俯视，线圈逆时针转动，转速与磁铁相同 C.线圈与磁铁转动方向相同，但转速小于磁铁的转速 D.线圈静止不动 解析　当磁铁转动时，由楞次定律知，线圈中有感应电流产生，以阻碍磁通量的增加，即感应电流的方向必定是使其受到的力的方向与磁铁转动方向相同，以减小磁通量的增加，因而线圈跟着转起来，但转速小于磁铁的转速。如果转速相等，线圈中的磁通量不再变化，起“驱动”作用的安培力将消失，选项C正确。‎ 答案　C ‎1.如图9所示，一正方形线圈的匝数为n，边长为a，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中。在Δt时间内，磁感应强度的方向不变，大小由B均匀地增大到2B。在此过程中，线圈中产生的感应电动势为(　　)‎ 图9‎ A. B. C. D. 解析　由法拉第电磁感应定律可知，在Δt时间内线圈中产生的平均感应电动势为E＝n＝n＝，选项B正确。‎ 答案　B ‎2.如图10所示，两根相距为l的平行直导轨ab、cd，b、d间连有一定值电阻R，导轨电阻可忽略不计。MN为放在ab和cd上的一导体杆，与ab垂直，其电阻也为R。整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为B ‎，磁场方向垂直于导轨所在平面(指向图中纸面内)。现对MN施力使它沿导轨方向以速度v(如图)做匀速运动。令U表示MN两端电压的大小，则(　　)‎ 图10‎ A.U＝Blv，流过定值电阻R的感应电流由b到d B.U＝Blv，流过定值电阻R的感应电流由d到b C.U＝Blv，流过定值电阻R的感应电流由b到d D.U＝Blv，流过定值电阻R的感应电流由d到b 解析　由右手定则可知，通过MN的电流方向为N→M，电路闭合，流过电阻R的电流方向由b到d，选项B、D错误；导体杆切割磁感线产生的感应电动势E＝Blv，导体杆为等效电源，其电阻为等效电源内电阻，由闭合电路欧姆定律可知，U＝IR＝·R＝Blv，选项A正确，C错误。‎ 答案　A ‎3.(2017·南通、连云港、扬州、淮安二模)(多选)涡流检测是工业上无损检测的方法之一。如图11所示，线圈中通以一定频率的正弦交变电流，靠近待测工件时，工件内会产生涡流，同时线圈中的电流受涡流影响也会发生变化。下列说法正确的是(　　)‎ 图11‎ A.涡流的磁场总是要阻碍穿过工件磁通量的变化 B .涡流的频率等于通入线圈的交变电流频率 C.通电线圈和待测工件间存在周期性变化的作用力 D.待测工件可以是塑料或橡胶制品 解析　‎ 根据楞次定律得出涡流的磁场总是要阻碍穿过工件的磁通量的变化，选项A正确；元件中涡流的频率等于通过线圈的交变电流的频率，选项B正确；根据“阻碍”两字判断两者之间存在周期性变化的作用力，选项C正确；涡流效应只在待测元件是金属时才会产生，选项D错误。‎ 答案　ABC ‎4.(2017·江苏省扬州市高三第一次模拟考试)(多选)如图12所示，L1、L2为两个相同的灯泡，线圈L的自感系数较大，直流电阻不计。下列说法正确的是(　　)‎ 图12‎ A.闭合开关S稳定后，L1、L2亮度相同 B.断开S的瞬间，L1闪亮一下逐渐熄灭 C.断开S的瞬间，L2中电流方向向右 D.断开S的瞬间，a点的电势比b点高 解析　闭合开关稳定后，L1不亮，选项A错误；断开开关瞬间，L2断路立刻熄灭，选项C错误；断开开关瞬间把线圈看成电源，外部电路电流方向为顺时针，L1闪亮一下后逐渐熄灭，a点电势比b点高，选项B、D正确。‎ 答案　BD 活页作业 ‎(时间：40分钟)‎ 一、单项选择题 ‎1.如图1，空间有一匀强磁场，一直金属棒与磁感应强度方向垂直，当它以速度v沿与棒和磁感应强度都垂直的方向运动时，棒两端的感应电动势大小为E，将此棒弯成两段长度相等且相互垂直的折线，置于与磁感应强度相垂直的平面内，当它沿两段折线夹角平分线的方向以速度v运动时，棒两端的感应电动势大小为E′。则等于(　　)‎ 图1‎ A. B. C.1 D. 解析　设折弯前导体切割磁感线的长度为L，运动产生的感应电动势为E＝BLv；折弯后，导体切割磁感线的有效长度为L′＝＝L，故产生的感应电动势为E′＝BL′v＝B·Lv＝E，所以＝，选项B正确。‎ 答案　B ‎2.如图2，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(　　)‎ 图2‎ 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＝－Bl2ω，金属框中无电流 D.Ubc＝Bl2ω，金属框中电流方向沿a－c－b－a 解析　金属框绕ab边转动时，闭合回路abc中的磁通量始终为零(即不变)，所以金属框中无电流。金属框在逆时针转动时，bc边和ac边均切割磁感线，由右手定则可知Ub＜Uc，Ua＜Uc，所以根据E＝Blv可知，Ubc＝Uac＝－Blv＝－Bl＝－Bl2ω。由以上分析可知选项C正确。‎ 答案　C ‎3.(2017·江苏省苏北四市高三第一次模拟考试)如图3所示，L是直流电阻不计的带铁芯线圈，A、B是完全相同的小灯泡。下列说法正确的是(　　)‎ 图3‎ A.闭合S瞬间，A灯立即亮，B灯从不亮到逐渐变亮 B.闭合S瞬间，B灯立即亮，A灯从不亮到逐渐变亮 C.断开S瞬间，A灯立即熄灭，B灯闪亮后熄灭 D.断开S瞬间，通过B灯的电流方向从左向右 解析　闭合开关瞬间，A、B立即亮，选项A、B错误；稳定时，A灯亮B灯不亮，断开开关瞬间，A由于断路立即熄灭，B由于自感现象，闪亮后逐渐熄灭，通过B灯的电流方向从右向左，选项C正确、D错误。‎ 答案　C ‎4.(2017·天津理综，3)如图4所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻R。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。现使磁感应强度随时间均匀减小，ab始终保持静止，下列说法正确的是(　　)‎ 图4‎ A.ab中的感应电流方向由b到a B.ab中的感应电流逐渐减小 C.ab所受的安培力保持不变 D.ab所受的静摩擦力逐渐减小 解析　导体棒ab、电阻R、导轨构成闭合回路，磁感应强度均匀减小(＝k为一定值)，则闭合回路中的磁通量减小，根据楞次定律，可知回路中产生顺时针方向的感应电流，ab中的电流方向由a到b ‎，故选项A错误；根据法拉第电磁感应定律，感应电动势E＝＝＝kS，回路面积S不变，即感应电动势为定值，根据闭合电路欧姆定律I＝，所以ab中的电流大小不变，故选项B错误；安培力F＝BIL，电流大小不变，磁感应强度减小，则安培力减小，故选项C错误；导体棒处于静止状态，所受合力为零，对其受力分析，水平方向静摩擦力f与安培力F等大反向，安培力减小，则静摩擦力减小，故选项D正确。‎ 答案　D ‎5.法拉第发明了世界上第一台发电机。如图5所示，圆形金属盘安置在电磁铁的两个磁极之间，两电刷M、N分别与盘的边缘和中心点接触良好，且与灵敏电流表相连。金属盘绕中心轴沿图示方向转动，则(　　)‎ 图5‎ A.电刷M的电势高于电刷N的电势 B.若只将电刷M移近N，电流表的示数变大 C.若只提高金属盘转速，电流表的示数变大 D.若只将变阻器滑片向左滑动，电流表的示数变大 解析　根据电源的正负极判断电磁铁上导线的电流方向，根据安培定则可知电磁铁左侧为N极，右侧为S极，M、N间的金属垂直纸面向外运动，根据右手定则可知M、N间的电动势由M指向N，则电刷N的电势高于电刷M的电势，选项A错误；根据E＝Blv推导出MN以电刷N为轴转动切割磁感线时产生的感应电动势为E＝，若只将电刷M移近N，表达式中的l减小，电流表的示数变小，选项B错误；若只提高金属盘转速，表达式中的ω增大，电流表的示数变大，选项C正确；若只将变阻器滑片向左滑动，变阻器的有效阻值增大，回路电流减小，电磁铁的磁性减弱，表达式中的B减小，灵敏电流表的示数变小，选项D错误。‎ 答案　C 二、多项选择题 ‎6.(2017·江苏省苏州市高三第一次模拟考试)“电磁感应铝箔封口机”被广泛应用在医药、食品、化工等生产行业的产品封口环节中，如图6所示为一手持式封口机，它的工作原理是：当接通电源时，内置线圈产生磁场，当磁感线穿过封口铝箔材料时，瞬间产生大量小涡流，致使铝箔自行快速发热，熔化复合在铝箔上的溶胶，从而粘贴在承封容器的封口处，达到迅速封口的目的。下列说法正确的是(　　)‎ 图6‎ A.封口材料可用普通塑料来代替铝箔 B.该封口机可用干电池作为电源以方便携带 C.封口过程中温度过高，可适当减小所通电流的频率来解决 D.该封口机适用于玻璃、塑料等多种材质的容器封口但不适用于金属容器 解析　涡流只能在金属材料中产生，选项A错误；磁通量变化才能产生涡流，恒定电流不能产生，选项B错误；所通电流的频率减少时，产生的涡流变小，则温度降低，选项C正确；金属容器中也会产生涡流，故不能用来封金属容器的口，选项D正确。‎ 答案　CD ‎7.(2016·江苏单科，6)电吉他中电拾音器的基本结构如图7所示，磁体附近的金属弦被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生感应电流，电流经电路放大后传送到音箱发出声音，下列说法正确的有(　　)‎ 图7‎ A.选用铜质弦，电吉他仍能正常工作 B.取走磁体，电吉他将不能正常工作 C.增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势 D.弦振动过程中，线圈中的电流方向不断变化 解析　铜质弦为非磁性材料，不能被磁化，选用铜质弦，电吉他不能正常工作，选项A错误；若取走磁体，金属弦不能被磁化，其振动时，不能在线圈中产生感应电动势，电吉他不能正常工作，选项B对；由E＝n可知，选项C正确；弦振动过程中，穿过线圈的磁通量大小不断变化，由楞次定律可知，线圈中感应电流方向不断变化，选项D正确。‎ 答案　BCD ‎8.(2017·苏北四市三模)如图8所示的电路中，电感L的自感系数很大，电阻可忽略，D为理想二极管，则下列说法正确的有(　　)‎ 图8‎ A.当S闭合时，L1立即变亮，L2逐渐变亮 B.当S闭合时，L1一直不亮，L2逐渐变亮 C.当S断开时，L2立即熄灭 D.当S断开时，L1突然变亮，然后逐渐变暗至熄灭 解析　当S闭合时，二极管具有单向导电性，此时为反向电流，所以L1一直不亮，自感线圈L阻碍电流的增大，阻碍不等于阻止，所以L2逐渐变亮，选项A错误，B正确；当S断开时，自感线圈L中的电流大小及方向不能突变，此时对二极管而言为正向电流，L1突然变亮，然后L1、L2逐渐变暗至熄灭，选项C错误，D正确。‎ 答案　BD ‎9.(2017·全国卷Ⅱ，20)两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂直。边长为0.1 m、总电阻为0.005 Ω的正方形导线框abcd位于纸面内，cd边与磁场边界平行，如图9(a)所示。已知导线框一直向右做匀速直线运动，cd边于t＝0时刻进入磁场。线框中感应电动势随时间变化的图线如图(b)所示(感应电流的方向为顺时针时，感应电动势取正)。下列说法正确的是(　　)‎ 图9‎ A.磁感应强度的大小为0.5 T B.导线框运动的速度的大小为0.5 m/s C.磁感应强度的方向垂直于纸面向外 D.在t＝0.4 s至t＝0.6 s这段时间内，导线框所受的安培力大小为0.1 N 解析　由E－t图象可知，线框经过0.2 s全部进入磁场，则速度v＝＝ m/s＝0.5 m/s，选项B正确；由图象可知，E＝0.01 V，根据E＝BLv得，B＝＝ T＝0.2 T，选项A错误；根据右手定则及正方向的规定可知，磁感应强度的方向垂直于纸面向外，选项C正确；在t＝0.4 s至t＝0.6 s这段时间内，导线框中的感应电流I＝＝ A＝2 A, 所受的安培力大小为F＝BIl＝0.2×2×0.1 N＝0.04 N，选项D错误。‎ 答案　BC 三、计算题 ‎10.在范围足够大、方向竖直向下的匀强磁场中，B＝0.2 T，有一水平放置的光滑框架，宽度为l＝0.4 m，如图10所示，框架上放置一质量为0.05 kg、电阻为1 Ω的金属杆cd，框架电阻不计。若cd杆以恒定加速度a＝2 m/s2，由静止开始做匀变速直线运动，则：‎ 图10‎ ‎(1)在5 s内平均感应电动势是多少？‎ ‎(2)第5 s末，回路中的电流多大？‎ ‎(3)第5 s末，作用在cd杆上的水平外力多大？‎ 解析　(1)5 s内的位移x＝at2＝25 m，‎ ‎5 s内的平均速度v＝＝5 m/s ‎(也可用v＝ m/s＝5 m/s求解)‎ 故平均感应电动势E＝Blv＝0.4 V。‎ ‎(2)第5 s末：v′＝at＝10 m/s，‎ 此时感应电动势E′＝Blv′‎ 则回路电流为 I＝＝＝ A＝0.8 A。‎ ‎(3)杆做匀加速运动，则F－F安＝ma，‎ 即F＝BIl＋ma＝0.164 N。‎ 答案　(1)0.4 V　(2)0.8 A　(3)0.164 N ‎11.(2017·淮安市5月最后一卷)很多人喜欢到健身房骑车锻炼，某同学根据所学知识设计了一个发电测速装置，如图11所示。自行车后轮置于垂直车身平面向里的匀强磁场中，用金属圆盘制成的后轮在磁场中转动时，可等效成导体棒绕圆盘中心O转动。已知磁感应强度B＝0.5 T，圆盘半径l＝0.3 m，圆盘电阻不计。导线通过电刷分别与后轮外边缘和圆心O相连，导线两端a、b间接一阻值R＝10 Ω的小灯泡。后轮匀速转动时，用电压表测得a、b间电压U＝0.6 V。‎ 图11‎ ‎(1)与a连接的是电压表的正接线柱还是负接线柱？‎ ‎(2)圆盘匀速转动10分钟，则此过程中产生了多少电能？‎ ‎(3)自行车车轮边缘线速度是多少？‎ 解析　(1)根据右手定则，轮子边缘点等效于电源的负极，则a点接电压表的负接线柱 ‎(2)根据焦耳定律Q＝t 代入数据得Q＝21.6 J ‎(3)由U＝E＝Bl2ω 代入数值解得v＝lω＝8 m/s。‎ 答案　(1)负　(2)21.6 J　(3)8 m/s