专题跟踪训练(十二)电磁感应及综合应用
一、选择题
1．(2018·全国卷Ⅲ)(多选)如图(a)，在同一平面内固定有一长直导线PQ和一导线框R，R在PQ的右侧．导线PQ中通有正弦交流电i，i的变化如图(b)所示，规定从Q到P为电流正方向．导线框R中的感应电动势( )
A．在t＝时为零
B．在t＝时改变方向
C．在t＝时最大，且沿顺时针方向
D．在t＝T时最大，且沿顺时针方向
[解析] 因通电导线的磁感应强度大小正比于电流的大小，故导线框R中磁感应强度与时间的变化关系类似于题图(b)，感应电动势正比于磁感应强度的变化率，即题图(b)中的切线斜率，斜率的正负反映电动势的方向，斜率的绝对值反映电动势的大小．由题图(b)可知，电流为零时，电动势最大，电流最大时电动势为零，A正确，B错误．再由楞次定律可判断在一个周期内，～内电动势的方向沿顺时针，时刻最大，C正确，其余时间段电动势沿逆时针方向，D错误．
[答案] AC
2．(2018·昆明市高三摸底)(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，整个装置置于垂直于框架平面的磁场中，磁感应强度B随时间的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] 在0～t1时间内，磁感应强度B竖直向上且大小不变，则闭合回路中的磁通量Φ不变，没有发生电磁感应现象，闭合回路中无感应电流，导体棒MN不受安培力的作用，考虑到导体棒MN始终处于静止状态，知此时间段内导体棒MN不受摩擦力，选项C错误；在t1～t2时间内，磁感应强度B竖直向上且均匀减小，则闭合回路中的磁通量Φ均匀减少，发生电磁感应现象，闭合回路中有感应电流，由楞次定律判断知，感应电流为逆时针方向，即由M流向N，电流为正方向感应电流，导体棒MN受安培力的作用，由左手定则判断知，安培力方向水平向右，为正方向，考虑到导体棒MN始终处于静止状态，知此时间段内导体棒MN受摩擦力，大小与安培力大小相等，方向与安培力方向相反，即水平向左，也为正方向，由法拉第电磁感应定律E＝n＝nS＝nkS(定值)，其中k为B－t图象的斜率的绝对值，为定值，根据欧姆定律I＝＝(定值)，安培力大小F＝BIL＝[B0－k(t－t1)]L(随时间均匀减小)，摩擦力大小f＝F＝[B0－k(t－t1)]L(随时间均匀减小)；在t2～t3时间内，磁感应强度B竖直向下且均匀增大，则闭合回路中的磁通量Φ均匀增加，发生电磁感应现象，闭合回路中有感应电流，由楞次定律判断知，感应电流为逆时针方向，即由M流向N，为正方向感应电流，选项A错误；t2～t3时间内，导体棒MN受安培力的作用，由左手定则判断知，安培力方向水平向左，为负方向，考虑到导体棒MN始终处于静止状态知，此时间段内导体棒MN受摩擦力，大小与安培力大小相等，方向与安培力方向相反，即水平向右，也为负方向，由法拉第电磁感应定律E＝n＝nS＝nkS(定值)，其中k为B－t图象的斜率的绝对值，为定值，根据欧姆定律I＝＝(定值)，选项B正确；t2～t3时间内安培力大小F＝BIL＝k(t－t2)L(随时间均匀增大)，摩擦力大小f＝F＝k(t－t2)L(随时间均匀增大)，选项D正确．
[答案] BD
