【物理】2020届一轮复习人教版第十三单元第一节法拉第电磁感应定律楞次定律自感和涡流作业

【物理】2020届一轮复习人教版第十三单元第一节法拉第电磁感应定律楞次定律自感和涡流作业

第十三单元 第一节 法拉第电磁感应定律 楞次定律 自感和涡 流（A、B卷）‎ A卷——夯基保分练 ‎1．目前金属探测器已经广泛应用于各种安检、高考及一些重要场所。关于金属探测器的下列有关论述正确的是(　　)‎ A．金属探测器可用于月饼生产中，用来防止细小的金属颗粒混入月饼馅中 B．金属探测器能帮助医生探测儿童吞食或扎到手脚中的金属物，是因为探测器的线圈中能产生涡流 C．使用金属探测器的时候，应该让探测器静止不动，探测效果会更好 D．能利用金属探测器检测考生是否携带手机等违禁物品，是因为探测器的线圈中通有直流电 解析：选A　金属探测器能探测金属，故可以用于月饼生产中，用来防止细小的金属颗粒混入月饼馅中，故A正确；金属探测器探测金属时，是金属物产生了涡流，而被探测器探测到，故B错误；使用金属探测器探测过程中，金属探测器与被测物体发生相对运动时探测效果更好，故C错误；探测器的原理是因为手机上产生涡流而被探测器检测到，故D错误。‎ ‎2．[多选]如图甲所示，边长L＝0.4 m的正方形线框总电阻R＝1 Ω(在图中用等效电阻画出)，方向垂直纸面向外的磁场充满整个线框平面。磁场的磁感应强度随时间变化的情况如图乙所示，则下列说法中正确的是(　　)‎ A．回路中电流方向沿逆时针方向 B．线框所受安培力逐渐减小 C．5 s末回路中的电动势为0.08 V D．0～6 s内回路中产生的电热为3.84×10－2 J 解析：选CD　由楞次定律可判断出感应电流的方向为顺时针方向，故A错误；由图象可知，磁通量变化率是恒定的，根据法拉第电磁感应定律，则有感应电动势一定，依据闭合电路欧姆定律，则感应电流大小也是一定的，再依据安培力表达式F＝BIL，安培力大小与磁感应强度成正比，故B错误；根据感应电动势：E＝N＝×S＝×0.4×0.4 V＝0.08 V，故C正确；根据闭合电路欧姆定律，则有感应电流为：I＝＝ A＝0.08‎ ‎ A；又由焦耳定律，在0～6 s内回路产生的焦耳热：Q＝I2Rt＝3.84×10－2 J，故D正确。‎ ‎3.(2018·桐乡凤鸣高级中学期中)某实验小组利用如图所示装置，探究感应电流的产生条件。图中A是螺线管，条形磁铁的S极置于螺线管内，磁铁保持静止状态，B为灵敏电流计，开关K处于断开状态，电路连接和各仪器均正常。下列关于实验现象的说法错误的是(　　)‎ A．K闭合前，通过螺线管的磁通量为零 B．K闭合瞬间，通过螺线管的磁通量不变 C．K闭合瞬间，灵敏电流计指针不发生偏转 D．K闭合，抽出磁铁过程中，灵敏电流计指针发生偏转 解析：选A　条形磁铁插在螺线管内，K闭合前，通过螺线管的磁通量不为零，故A错误；K闭合瞬间，通过螺线管的磁通量不变，故B正确；K闭合瞬间，穿过螺线管的磁通量不变，不产生感应电流，灵敏电流计指针不发生偏转，故C正确；K闭合，抽出磁铁的过程中，穿过闭合回路的磁通量减少，产生感应电流，灵敏电流计指针偏转，故D正确。‎ ‎4.[多选]如图所示，是研究自感通电实验的电路图，L1、L2是两个规格相同的小灯泡，闭合开关调节电阻R，使两个灯泡的亮度相同，调节可变电阻R1，使它们都正常发光，然后断开开关S。重新闭合开关S，则(　　)‎ A．闭合瞬间，L1立刻变亮，L2逐渐变亮 B．闭合瞬间，L2立刻变亮，L1逐渐变亮 C．稳定后，L和R两端电势差一定相同 D．稳定后，L1和L2两端电势差不相同 解析：选BC　开关S闭合瞬间，L相当于断路，L1逐渐变亮，L2立刻变亮，稳定后，两个灯泡的亮度相同，说明它们两端的电压相同，L和R两端电势差一定相同，选项B、C正确，A、D错误。‎ ‎5.涡流检测是工业上无损检测的方法之一。如图所示，线圈中通以一定频率的正弦交流电，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。下列说法中正确的是(　　)‎ A．涡流的磁场总是与线圈的磁场方向相反 B．涡流的大小与通入线圈的交流电频率无关 C．待测工件可以是塑料或橡胶制品 D．通电线圈和待测工件间存在周期性变化的作用力 解析：‎ 选D　根据楞次定律得知：感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，故涡流的磁场总是要阻碍穿过工件磁通量的变化，根据楞次定律可知，涡流的磁场与线圈的磁场方向可能相同也可能相反，故A错误。涡流的大小取决于磁场变化的快慢，故与通入线圈的交流电频率有关，故B错误。电磁感应只能发生在金属物体上，故待测工件只能是金属制品，故C错误。因为线圈中交流电是周期性变化的，故在工件中引起的交流电也是周期性变化的，可知通电线圈和待测工件间存在周期性变化的作用力，故D正确。‎ ‎6.[多选]在如图所示的电路中，D1和D2是两个完全相同的灯泡，其额定电压在数值上约等于电源电动势，电源内电阻可以忽略不计，L是一处自身电阻可以忽略不计而自感系数足够大的线圈。将开关S2断开、S1闭合，两个灯泡都发出较暗的光。若闭合S2，两个灯的亮度变化情况是(　　)‎ A．D1逐渐变亮，后来亮度稳定 B．D1逐渐变暗，后来熄灭 C．D2逐渐变亮，后来亮度稳定 D．D2逐渐变暗，后来熄灭 解析：选BC　当将开关S2断开、S1闭合，两个灯泡都发出较暗的光。若闭合S2，线圈L的电流在变大，产生的感应电动势阻碍电流变大，当稳定后，灯泡D1被短路，导致D1渐渐变暗，而D2渐渐变亮。故B、C正确。‎ ‎7.实验装置如图所示，在铁芯F上绕着两个线圈A、B。如果通过线圈A中的电流i和时间t的关系如各选项图所示，在t1～t2这段时间内，A、B、C、D四种情况中，在线圈B中观察不到感应电流的是(　　)‎ 解析：选A　选项A图中线圈A中电流不变，产生恒定的磁场，穿过B线圈的磁通量不变，不产生感应电流，故A正确。选项B图中线圈A中的电流均匀增加，产生磁场均匀增强，则穿过B线圈的磁通量均匀增大，磁通量的变化率不变，根据法拉第电磁感应定律可知B线圈中产生恒定的感应电动势，形成不变的感应电流，故B错误。选项C图中线圈A中的电流均匀减小，产生的磁场均匀减弱，则穿过B线圈的磁通量均匀减小，磁通量的变化率不变，根据法拉第电磁感应定律可知B中产生恒定的感应电动势，产生恒定不变的感应电流，故C错误。选项D图中线圈A中的电流不是均匀变化的，则产生的磁场也是不均匀变化的，穿过B线圈的磁通量不是均匀变化的，磁通量的变化率是变化的，则在线圈B中产生变化的感应电流，故D错误。‎ ‎8．下列图示中，正方形闭合线框始终在匀强磁场中运动，线框中能产生感应电流的是(　　)‎ A．水平方向匀速运动　　　 B．水平方向匀速运动 C．绕O点在纸面内转动 D．绕轴OO′转动 解析：选D　线框平行于磁感线运动，穿过线框的磁通量没有变化，不会产生感应电流，A错误；线框整体垂直于磁感线运动，虽然切割磁感线，但穿过的磁通量没有变化，因此也不会产生感应电流，B错误；线框绕轴转动，但穿过的磁通量没有变化，因此也不会产生感应电流，故C错误；线框绕轴转动，导致磁通量发生变化，因此线框产生感应电流，故D正确。‎ ‎9.如图所示，铜圆盘水平放置在竖直向下的匀强磁场中，圆盘圆心处固定一个摇柄，边缘和圆心处各与一个黄铜电刷紧贴，用导线将电刷与电流表连接起来形成回路。转动摇柄，使圆盘以ω角速度逆时针匀速转动，下列说法正确的是(　　)‎ A．回路中不会产生感应电流 B．回路中会产生电流大小不变、方向变化的感应电流 C．回路中电流的大小和方向都周期性变化，周期为 D．回路中电流方向不变，从b导线流进电流表 解析：选D　铜盘转动产生的感应电动势为：E＝BL2ω，B、 L、ω不变，E不变，电流：I＝＝，电流大小恒定不变，由右手定则可知，回路中电流方向不变，从b导线流进电流表，故A、B、C错误，D正确。‎ ‎10.如图所示，在匀强磁场中放有平行铜导轨，它与大线圈M相连接。要使小线圈N获得逆时针方向的感应电流，则放在导轨上的裸金属棒ab的运动情况是(两线圈共面放置)(　　)‎ A．向右匀速运动 B．向右加速运动 C．向右减速运动 D．向左加速运动 解析：选B　若要让N中产生逆时针的感应电流，M必须让N中的磁场“向里增大”或“向外减少”‎ ‎，所以有两种情况：垂直纸面向里的磁场大小增大，根据楞次定律与法拉第电磁感应定律，则有导体棒向右加速运动；同理，垂直纸面向外的磁场大小减小，根据楞次定律与法拉第电磁感应定律，则有导体棒向左减速运动，故B正确，A、C、D错误。‎ ‎11.如图所示，固定不动的绝缘直导线mn和可以自由移动的矩形线框abcd位于同一光滑水平面内，mn与ad、bc边平行且离ad边较近。当导线mn中通入向上的电流，线框中通入顺时针方向的电流时，线框运动情况是(　　)‎ A．向左运动 B．向右运动 C．以mn轴转动 D．静止不动 解析：选B　根据左手定则可知：线框ab、dc两边所受电流I的磁场力大小相等、方向相反，彼此平衡，ad边的电流和直导线电流I方向相同，所以相互吸引，bc边的电流和直导线电流方向相反，所以相互排斥，所以ad、bc两边受到的磁场力方向都向右，线框将向右运动，故选项B正确。‎ ‎12．[多选]如图所示是一个非接触式电源供应系统，左侧线圈连接小灯泡，右侧线圈接电源。它是基于电磁感应原理，可以实现无线电力传输。下列说法正确的是(　　)‎ A．只要右侧线圈中输入电流，左侧小灯泡中就会有电流 B．只有右侧线圈中输入变化的电流，左侧小灯泡中才会有电流 C．右侧线圈中电流越大，左侧线圈中感应电动势越大 D．右侧线圈中电流变化越快，左侧线圈中感应电动势越大 解析：选BD　根据感应电流产生的条件，若右侧线圈中输入恒定的电流，则右侧线圈产生恒定的磁场，左侧线圈中的磁通量不发生变化，则左侧线圈中不产生感应电动势，故A错误；若右侧线圈中输入变化的电流，根据法拉第电磁感应定律：E＝n，可知左侧线圈中就会产生感应电动势，当右侧线圈中电流变化越快，左侧线圈中感应电动势越大，故B、D正确，C错误。‎ ‎13．[多选]如图所示，两平行导轨间距为L，倾斜部分和水平部分长度均为L，倾斜部分与水平面的夹角为37°，cd间接电阻R，导轨电阻不计。质量为m的金属细杆静止在倾斜导轨底端，与导轨接触良好，电阻为r。整个装置处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化关系为B＝B0＋kt(k＞0)，在杆运动前，以下说法正确的是(　　)‎ A．穿过回路的磁通量为2(B0＋kt)L2‎ B．流过金属细杆的电流方向为由b到a C．回路中电流的大小为 D．细杆受到的摩擦力一直减小 解析：选BC　由Φ＝BS效＝(B0＋kt)·(L2＋L2cos 37°)＝1.8(B0＋kt)L2，故A错误。磁感应强度均匀增大，由法拉第电磁感应定律得产生的感生电动势E＝n＝·S＝k(L2＋L2cos 37°)＝1.8kL2，由欧姆定律得I＝＝，则C正确。由楞次定律可得感应电流的方向俯视为顺时针方向，即电流流向为b到a，B正确。因感应电流大小恒定，则细杆所受的安培力F＝BIL，因B逐渐增大而增大，由左手定则知方向水平向右，对杆由平衡知识可得mgsin θ＝f＋BILcos θ，则摩擦力先向上逐渐减小到零，后向下逐渐增大，D错误。‎ ‎14.[多选]如图所示，A、B为大小、形状均相同且内壁光滑、但用不同材料制成的圆管，竖直固定在相同高度，两个相同的磁性小球，同时从A、B管上端的管口无初速释放，穿过A管的小球比穿过B管的小球先落到地面，下列对两管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管是用胶木制成的，B管是用铝制成的 解析：选AD　由题意可知，小球在B管中下落的速度要小于在A管中的下落速度，故说明小球在B管时受到阻力作用；其原因是金属导体切割磁感线，从而使闭合的导体中产生感应电流，由于磁极间的相互作用而使小球受向上的阻力；故B管应为金属导体，如铜、铝、铁等，而A管应为绝缘体，如塑料、胶木等，故A、D正确，B、C错误。‎ ‎15.如图所示，一金属铜球用绝缘细线挂于O点，将铜球拉离平衡位置并释放，铜球摆动过程中经过有界的水平匀强磁场区域，若不计空气阻力，则(　　)‎ A．铜球向右穿过磁场后，还能摆至原来的高度 B．在进入和离开磁场时，铜球中均有涡流产生 C．铜球进入磁场后离最低点越近速度越大，涡流也越大 D．铜球最终将静止在竖直方向的最低点 解析：选B　铜球向右进入和穿出磁场时，会产生涡流，铜球中将产生焦耳热，根据能量守恒知铜球的机械能将转化为电能，所以回不到原来的高度，故A错误。当铜球进入或离开磁场区域时磁通量发生变化，均会产生涡流，故B正确。整个铜球进入磁场后，磁通量不发生变化，不产生涡流，机械能守恒，离平衡位置越近速度越大，故C错误。在铜球不断经过磁场，机械能不断损耗过程中铜球越摆越低，最后整个铜球只会在磁场区域来回摆动，因为在此区域内没有磁通量的变化(一直是最大值)，所以机械能守恒，即铜球最后的运动状态为在磁场区域来回摆动，而不是静止在最低点。故D错误。‎ B卷——提能增分练 ‎1.金属探测器是用来探测金属的仪器，关于其工作原理，下列说法中正确的是(　　)‎ A．探测器内的探测线圈会产生稳定的磁场 B．只有有磁性的金属物才会被探测器探测到 C．探测到金属物是因为金属物中产生了涡流 D．探测到金属物是因为探测器中产生了涡流 解析：选C　金属探测器探测金属时，探测器内的探测线圈会产生变化的磁场，被测金属中感应出涡流，故选项A、D错误，C正确；所有的金属都能在变化的磁场中产生涡流，所以不一定是只有有磁性的金属物才会被探测器探测到，选项B错误。‎ ‎2.[多选]如图所示，电池内阻不计，L是电阻不计、自感系数足够大的线圈，D1、D2是两个规格相同的灯泡。对于这个电路，下列说法中正确的是(　　)‎ A．S刚闭合瞬间，D1、D2同时亮 B．S刚闭合瞬间，D1先亮，D2后亮 C．闭合S电路达到稳定后，D1熄灭，D2比S刚闭合时亮 D．闭合S待电路达到稳定后，再将S断开时，D1亮一下再逐渐变暗，D2立即熄灭 解析：选ACD　由电路可知，当S刚闭合瞬间，线圈中的电流变化较大，线圈的感抗很大，相当于断开，故D1、D2同时亮，二者串联，选项A正确，选项B错误；当电路达到稳定后，线圈的电阻很小，故灯泡D1被短路，D1熄灭，D2两端是电源电压，比刚闭合开关时亮，选项C正确；若将S断开，线圈中的电流减小，它将产生电动势阻碍这种减小，故D1亮一下再逐渐变暗，D2立即熄灭，选项D正确。‎ ‎3.铺设海底金属油气管道时，焊接管道需要先用感应加热的方法对焊口两侧进行预热，将被加热管道置于感应线圈中，当感应线圈中通以电流时管道发热。下列说法中正确的是(　　)‎ A．管道发热是由于线圈中的电流直接流经管道引起的 B．感应加热是利用线圈电阻产生的焦耳热加热管道的 C．感应线圈中通以恒定电流时也能在管道中产生电流 D．感应线圈中通以正弦交流电在管道中产生的涡流也是交流电 解析：‎ 选D　感应线圈中通入高频交变电流产生高频交变磁场，在焊接的金属工件中就产生感应电流，根据法拉第电磁感应定律分析可知，电流变化的频率越高，磁通量变化越快，产生的感应电动势越大，感应电流越大，焊缝处的温度升高的越快。管道发热是由于线圈的作用，导致管道中产生涡流，A错误；感应加热是利用线圈变化的磁场，从而产生感应电场，形成涡流，B错误；感应线圈中通以正弦交流电在管道中产生的涡流也是交流电，C错误，D正确。‎ ‎4.[多选]如图所示，两个闭合铝环A、B与一个螺线管套在同一铁芯上，A、B可以左右摆动，则(　　)‎ A．在S闭合的瞬间，A、B必相吸 B．在S闭合的瞬间，A、B必相斥 C．在S断开的瞬间，A、B必相吸 D．在S断开的瞬间，A、B必相斥 解析：选AC　在S闭合瞬间，穿过两个铝环的磁通量变化相同，铝环中产生同方向的感应电流，同向电流相吸，则A、B相吸，A正确，B错误；在S断开瞬间，穿过两个铝环的磁通量变化相同，铝环中产生同方向的感应电流，同向电流相吸，则A、B 相吸，C正确，D错误。‎ ‎5.如图所示，光滑的水平桌面上放着两个完全相同的金属环a和b，当一条形磁铁的S极竖直向下迅速靠近两环中间时，则(　　)‎ A．a、b均静止不动 B．a、b互相靠近 C．a、b均向上跳起 D．a、b互相远离 解析：选D　根据楞次定律可知：当条形磁铁沿轴线竖直向下迅速移动时，闭合金属环内的磁通量增大，因此两金属环产生顺时针感应电流，由于两金属环靠近处电流方向相反，所以a、b两环互相远离，故D正确，A、B、C错误。‎ ‎6.如图是用电流传感器(相当于电流表，其电阻可以忽略不计)研究自感现象的实验电路，图中两个电阻的阻值均为R，L是一个自感系数足够大的自感线圈，其直流电阻值也为R。下图是某同学画出的在t0时刻开关S由闭合变为断开，通过传感器的电流随时间变化的图象。关于这些图象，下列说法中正确的是(　　)‎ A．甲图是通过传感器1的电流随时间变化的情况 B．乙图是通过传感器1的电流随时间变化的情况 C．丙图是通过传感器2的电流随时间变化的情况 D．丁图是通过传感器2的电流随时间变化的情况 解析：选C　开关S由闭合变为断开，传感器1中的电流立刻变为零，如丁图；传感器2中的电流由于线圈的自感作用，通过线圈的电流要在R和传感器2中形成新的回路，即电流反向并逐渐减小，C正确，A、B、D错误。‎ ‎7．[多选]如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ放在水平面上，左端向上弯曲，导轨间距为L，电阻不计，水平段导轨所处空间存在方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。导体棒的质量分别为ma＝m，mb＝2m，电阻值分别为Ra＝R，Rb＝2R。b棒静止放置在水平导轨上足够远处，与导轨接触良好且与导轨垂直；a棒在弧形导轨上距水平面h高度处由静止释放，运动过程中导体棒与导轨接触良好且始终与导轨垂直，重力加速度为g，则(　　)‎ A．a棒刚进入磁场时回路中的感应电流为 B．a棒刚进入磁场时，b棒受到的安培力大小为 C．a棒和b棒最终稳定时的速度大小为 D．从a棒开始下落到最终稳定的过程中，a棒上产生的焦耳热为mgh 解析：选BCD　设a棒刚进入磁场时的速度为v，从开始下落到进入磁场，根据机械能守恒定律有：mgh＝mv2，a棒切割磁感线产生感应电动势为：E＝BLv，根据闭合电路欧姆定律有：I＝；联立解得I＝，故A错误。b棒受到的安培力为F＝BIL，代入电流I，解得F＝，方向水平向右，B正确。设两棒最后稳定时的速度为v′，从a棒进入磁场到两棒速度达到稳定，两棒组成的系统外力之和为零，根据动量守恒定律有：mv＝3mv′，解得：v′＝＝，C正确。从a棒进入磁场到两棒共速的过程，安培力做功把机械能转化为电能，又转化为两棒中的焦耳热，设a棒产生的内能为Ea，b棒产生的内能为Eb，根据能量守恒定律有：mv2＝×3mv′2＋Ea＋Eb；两棒串联产生的内能与电阻成正比：Eb＝2Ea，解得：Ea＝mgh；故D正确。‎ ‎8．[多选]如图所示，在电阻不计的边长为L的正方形金属框abcd的cd边上接两个相同的电阻，平行金属板e和f 通过导线与金属框相连，金属框内两虚线之间有垂直于纸面向里的磁场，同一时刻各点的磁感应强度B大小相等，B随时间t均匀增加，已知＝k，磁场区域面积是金属框面积的二分之一，金属板长为L，板间距离为L。质量为m，电荷量为q的粒子从两板中间沿中线方向以某一初速度射入，刚好从f 板右边缘射出。不计粒子重力，忽略边缘效应。则(　　)‎ A．金属框中感应电流方向为abcda B．粒子带正电 C．粒子初速度为 D．粒子在e、f间运动增加的动能为kL2q 解析：选AC　因为磁场垂直纸面向里均匀增大，故根据楞次定律可得金属框中感应电流方向为abcda，e板带负电，f板带正电，A正确；因为粒子刚好从f板右边缘射出，所以粒子受到向下的电场力，而电场方向向上，所以粒子带负电，B错误；粒子在电场中做类平抛运动，在水平方向上有L＝v0t，在竖直方向上有＝at2，a＝，E＝，而电容器两极板间的电压等于R两端的电压，故U＝·＝k·L2＝kL2，联立解得v0＝，C正确；根据动能定理可得粒子增加的动能为ΔEk＝Uq＝·qkL2＝qkL2，D错误。‎ ‎9．[多选]现代科学研究中常要用到高速电子，电子感应加速器是利用感生电场使电子加速的设备，它的基本原理如图甲所示。上、下是电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室，电子在真空室中做圆周运动，电磁铁线圈中电流产生的感生电场可使电子加速，电磁铁线圈电流按如图乙所示的正弦规律变化，其正方向规定为图甲所示的方向。图甲中上图为侧视图，下图为真空室的俯视图，如果从上向下看，要电子沿逆时针方向加速运动后击靶，则电子枪向环形真空室注入电子的时刻为(　　)‎ A．t＝0 B．t＝ C．t＝ D．t＝ 解析：选AD　0～内，穿过环形真空室的磁场方向竖直向上，由题图乙可知，电流增大即电流产生的磁场增大，在环形真空室中产生的电场(从上向下看)为顺时针方向，电子在电场作用下沿逆时针方向加速运动，所以在t＝0时刻进入环形真空室符合题意，故A正确；～内，穿过环形真空室的磁场方向竖直向上，由题图乙可知，电流减小即电流产生的磁场减小，在环形真空室中产生的电场(从上向下看)为逆时针方向，电子在电场作用下沿顺时针方向运动，所以在t＝时刻进入环形真空室不符合题意，故B错误；～内，穿过环形真空室的磁场方向竖直向下，由题图乙可知，电流增大即电流产生的磁场增大，在环形真空室中产生的电场(从上向下看)为逆时针方向，电子在电场作用下沿顺时针方向运动，所以在t＝时刻进入环形真空室不符合题意，故C错误；～T内，穿过环形真空室的磁场方向竖直向下，由题图乙可知，电流减小即电流产生的磁场减小，在环形真空室中产生的电场(从上向下看)为顺时针方向，电子在电场作用下沿逆时针方向运动，所以在t＝时刻进入环形真空室符合题意，故D正确。‎ ‎10．[多选]某同学在实验室里熟悉各种仪器的使用。他将一条形磁铁放在水平转盘上，如图甲所示，磁铁可随转盘转动，另将一磁感应强度传感器固定在转盘旁边，当转盘(及磁铁)转动时，引起磁感应强度传感器测量值周期性地变化，该变化的周期与转盘转动周期一致。经过操作，该同学在计算机上得到了如图乙所示的图象。该同学猜测磁感应强度传感器内有一线圈，当测得磁感应强度最大时就是穿过线圈的磁通量最大时，按照这种猜测(　　)‎ A．在t＝0.1 s时刻，线圈内产生的感应电流的方向发生了变化 B．在t＝0.15 s时刻，线圈内产生的感应电流的方向发生了变化 C．在t＝0.1 s时刻，线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值 D．在t＝0.15 s时刻，线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值 解析：选AC　在t＝0.1 s时刻，线圈内磁场最强，磁通量最大，接着磁通量会变小，但磁场方向没变，所以导致产生感应电流的方向发生变化，故A正确；在t＝0.15 s时刻，线圈内磁场为零，磁通量为零，接着磁通量会变大，由于磁场方向发生变化，所以产生感应电流的方向不会发生变化，故B错误；在t＝0.1 s时刻，线圈内磁场最强，磁通量最大，此时磁通量变化率最大，产生的感应电流最大，故C正确；在t＝0.15 s时刻，线圈内磁场最弱，磁通量最小，但磁通量变化率最小，线圈内产生的感应电流的大小达到了最小值，故D错误。‎ ‎11．[多选]如图甲所示，导体框架abcd放置于水平面内，ab平行于cd，导体棒MN与两导轨垂直并与导轨接触良好，整个装置放置于垂直于框架平面的磁场中，磁感应强度B随时间变化规律如图乙所示，MN始终保持静止。规定竖直向上为磁场正方向，沿导体棒由M到N为感应电流的正方向，水平向右为导体棒所受安培力F的正方向，水平向左为导体棒所受摩擦力f的正方向，下列图象中正确的是(　　)‎ 解析：选BD　由题图看出，磁感应强度先不变，后均匀减小，再反向均匀增大，则可判定的值先为零，然后一定，根据法拉第电磁感应定律得知，回路中产生的感应电动势先为零，后恒定不变，感应电流先为零，后恒定不变，根据楞次定律得知，回路中感应电流方向为逆时针，为正，故A错误，B正确。在0～t1时间内，导体棒MN不受安培力；由左手定则判断可知，在t1～t2时间内，导体棒MN所受安培力方向水平向右，由F＝BIL可知，B均匀减小，MN所受安培力大小F均匀减小；在t2～t3时间内，导体棒MN所受安培力方向水平向左，由F＝BIL可知，B均匀增大，MN所受安培力大小F均匀增大；根据平衡条件得到，棒MN受到的静摩擦力大小f＝F，方向相反，即在0～t1时间内，不受摩擦力，而在t1～t2时间内，摩擦力方向向左，大小均匀减小，在t2～t3时间内，摩擦力方向向右，大小均匀增大。故C错误，D正确。‎ ‎12．(2019·绍兴调研)如图(a)所示，两根足够长的平行光滑导轨间距为d，倾角为α，轨道顶端连有一阻值为R的定值电阻，用力将质量为m、电阻也为R的导体棒CD固定于离轨道顶端l处。整个空间存在垂直轨道平面向上的磁场，磁感应强度B的变化规律如图(b)所示(图中B0、t1已知)，在t＝t1时刻撤去外力，之后导体棒下滑距离x 后达到最大速度，导体棒与导轨接触良好，不计导轨电阻，重力加速度为g。求：‎ ‎(1)0～t1时间内通过导体棒CD的电流大小和方向；‎ ‎(2)导体棒CD的最大速度vm；‎ ‎(3)导体棒CD加速运动的时间和该过程中导体棒产生的焦耳热Q。‎ 解析：(1)由楞次定律可知，流过导体棒CD的电流方向为D到C 由法拉第电磁感应定律得E1＝ld 由闭合电路欧姆定律得I1＝＝。‎ ‎(2)当导体棒CD下滑最大速度时匀速运动，切割磁感线产生感应电动势E2‎ E2＝B0dvm，I2＝，mgsin α＝B0I2d 解得：vm＝。‎ ‎(3)设导体棒CD开始下滑到达到最大速度时间为t，则由动量定理mgsin α·t－B0d·t＝mvm－0‎ 又t＝q，q＝＝ 解得：t＝＋ 下滑过程电阻与导体棒产生热量相等，由能量守恒定律得mgxsin α＝mvm2＋2Q 得Q＝m。‎ 答案：(1)　电流方向由D到C　(2) ‎(3)＋　m ‎13．(2018·浙江省余姚中学模拟)如图甲所示，光滑绝缘斜面的倾角θ＝30°，矩形区域GHIJ(GH与IJ相距为d)内存在着方向垂直于斜面的匀强磁场。质量为m、边长为d的正方形闭合金属线框abcd平放在斜面上，开始时ab边与GH相距也为d，现用一平行于斜面的恒力拉动线框，使其由静止开始(t＝0)沿斜面向上运动，当线框完全通过磁场后运动一段时间再撤去外力。已知线框运动的过程中产生的电流I随时间t变化的It图象如图乙所示(规定电流沿abcd方向为正)。已知向上穿过磁场时线框中电流大小为I0‎ ‎，前后两次通过磁场产生电流的时间之比为2∶1，重力加速度为g，斜面足够长，线框ab边始终与GH平行，求：‎ ‎(1)匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向；‎ ‎(2)线框的电阻阻值；‎ ‎(3)撤去外力之前线框位移的大小。‎ 解析：(1)由It图象知道，线框向上和向下穿过磁场的过程都做匀速运动，设向上穿过磁场时线框的速度大小为v1，向下穿过磁场时线框的速度大小为v2，线框中电流大小为I；‎ 根据运动学公式和欧姆定律可得：‎ 向上穿过磁场时，v1t1＝2d，I0R＝Bdv1‎ 向下穿过磁场时，v2t2＝2d，IR＝Bdv2‎ 根据共点力的平衡可得：mgsin 30°＝BId 由题设条件知道t1∶t2＝2∶1‎ 联立解得：B＝ 根据右手定则可知磁场方向垂直斜面向上。‎ ‎(2)线框向上穿过磁场时，根据共点力平衡可得：‎ F＝mgsin 30°＋BI0d 线框从开始运动到ab边向上刚好进入磁场的过程中，根据动能定理可得：‎ ‎(F－mgsin 30°)d＝mv12‎ 联立解得R＝。‎ ‎(3)设撤去外力前位移大小为x，线框离开磁场后恒力作用的位移为x－3d，‎ 从线框离开磁场到再次进入磁场的过程中，根据动能定理可得：F(x－3d)＝mv22－mv12‎ 联立可得x＝4d。‎ 答案：(1)　磁场方向垂直斜面向上 ‎(2)　(3)4d