电磁感应规律及其应用
一、选择题(本题共8小题，其中1～5题为单选，6～8题为多选)
1．(2019·广东模拟)航母上飞机弹射起飞是利用电磁驱动来实现的。电磁驱动原理如图所示，在固定线圈左右两侧对称位置放置两个闭合金属圆环，铝环和铜环的形状、大小相同，已知铜的电阻率较小，则合上开关S的瞬间( D )
A．两个金属环都向左运动
B．两个金属环都向右运动
C．铜环受到的安培力小于铝环受到的安培力
D．从左侧向右看，铝环中感应电流沿顺时针方向
[解析] 若环放在线圈两边，根据“来拒去留”可得，合上开关S的瞬间，环为阻碍磁通量增大，则环将向两边运动，A、B错误；由于铜环的电阻较小，则铜环中感应电流较大，故铜环受到的安培力要大于铝环，C错误；线圈中电流为右侧流入，磁场方向为向左，在闭合开关的过程中，磁场变强，由楞次定律可知，电流由左侧向右看为顺时针，D正确。
2．(2019·湖南模拟)图甲为兴趣小组制作的无线充电装置中受电线圈示意图，已知线圈匝数n＝100匝、电阻r＝1 Ω、横截面积S＝1.5×10－3 m2，外接电阻R＝7 Ω。线圈处在平行于线圈轴线的磁场中，磁场的磁感应强度随时间变化如图乙所示，设磁场的正方向水平向左，则( C )
A．在0.005 s时通过电阻R的电流大小为0
B．在0.005 s时通过电阻R的电流方向由a流向b
C．在0～0.01 s内通过电阻R的电荷量q＝1.5×10－3C
D．在0.02～0.03 s内电阻R产生的焦耳热为Q＝1.8×10－3 J
[解析] t＝0.005 s时磁感应强度为0，磁通量为0，但磁通量的变化率最大，感应电动势最大，感应电流最大，A错误；0～0.005 s过程中，磁感应强度减小，磁通量减小，根据楞次定律，根据电流磁场方向向左，由安培定则知流过电阻R的电流方向由b流向a，B错误；在0～0.01 s内，根据感应电量的公式有q＝n，其中ΔΦ＝2BS＝2×4×10－2×1.5×10－3＝1.2×10－4Wb，所以q＝100×C＝1.5×10－3C，C正确；由图象知周期T＝2.0×10－2s，角速度ω＝＝＝100π rad/s，感应电动势的最大值Em＝nBSω＝100×4×10－2×1.5×10－3×100π＝0.6π，感应电动势的有效值E＝＝，电流I＝＝A，电阻R上产生的焦耳热Q＝I2Rt＝()2×7×0.01 J≈4.0×10－3 J，D错误。
3．(2019·江苏模拟)发光二极管是目前电器指示灯广泛使用的电子元件，在电路中的符号是“
”。只有电流从标有“＋”号的一端流入时，它才能发光，如图所示，螺线管与两只反向并联的发光二极管相连，磁铁从螺线管的正上方由静止释放，向下穿过螺线管。下列说法正确的是( A )
A．磁铁N极朝下释放时，先红灯亮后绿灯亮
B．磁铁S极朝下释放时，先红灯亮后绿灯亮
C．若磁铁磁性足够强，则磁铁可以悬停在管内
D．磁铁减少的重力势能等于回路中产生的电能
[解析] 磁铁N极朝下释放时， 由楞次定律可判断先是红灯亮后绿灯亮，A正确；磁铁S极朝下释放时，由楞次定律可判断先是绿灯亮后红灯亮，B错误；即使磁铁磁性足够强，磁铁也不可能悬停在管内，因为假设悬停在管内，螺线管内无磁通量变化，无感应电流产生，磁铁只受重力，C错误；此过程中，磁铁的重力势能、动能和回路中的电能相互转化，磁铁减少的机械能等于回路中产生的电能，D错误。
4．(2019·云南模拟)如图所示，两光滑水平放置的平行金属导轨间距为L，直导线MN垂直跨在导轨上，且与导轨接触良好，整个装置处于垂直于纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B。电容器的电容为C，除电阻R外，导轨和导线的电阻均不计。现给导线MN一初速度，使导线MN向右运动，当电路稳定后，MN以速度v向右匀速运动时( C )
