2019高考物理一輪復(fù)習(xí)第十章電磁感應(yīng)第2講法拉第電磁感應(yīng)定律自感渦流學(xué)案

1、第 2 講 法拉第電磁感應(yīng)定律 自感 渦流基礎(chǔ)再現(xiàn)亠夯實(shí)収基【基礎(chǔ)梳理】、法拉第電磁感應(yīng)定律1.感應(yīng)電動(dòng)勢(1) 概念：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢.(2) 產(chǎn)生：只要穿過回路的磁通量發(fā)生變化，就能產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，與電路是否閉合無關(guān).(3) 方向：產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的電路(導(dǎo)體或線圈)相當(dāng)于電源，電源的正、負(fù)極可由右手定則或楞次定律判斷.(4) 感應(yīng)電流與感應(yīng)電動(dòng)勢的關(guān)系：遵循閉合電路歐姆定律，即I= 匕.珀r2 .法拉第電磁感應(yīng)定律(1)內(nèi)容：閉合電路中感應(yīng)電動(dòng)勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比公式：E=n=r，n為線圈匝數(shù).-3 .導(dǎo)體切割磁感線的情形(1)若B、I、v相互垂直，則

2、E=Blv.若B丄I,I丄v,v與B夾角為0，貝U E=Blvsin、自感與渦流1.自感現(xiàn)象(1)概念：由于導(dǎo)體本身的電流變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象稱為自感，由于自感而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢叫做 自感電動(dòng)勢.I(2) 表達(dá)式：E=.t(3) 自感系數(shù)L的影響因素：與線圈的大小、形狀、匝數(shù)以及是否有鐵芯有關(guān).2 .渦流當(dāng)線圈中的電流發(fā)生變化時(shí)，在它附近的任何導(dǎo)體中都會(huì)產(chǎn)生像水的旋渦狀的感應(yīng)電流.(1) 電磁阻尼：當(dāng)導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電流會(huì)使導(dǎo)體受到安培力住培力的方向總是阻礙導(dǎo)體的運(yùn) 動(dòng).(2) 電磁驅(qū)動(dòng)：如果磁場相對(duì)于導(dǎo)體轉(zhuǎn)動(dòng)，在導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流導(dǎo)體受到安培力作用，安培力使 導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)起來.交流

3、感應(yīng)電動(dòng)機(jī)就是利用電磁驅(qū)動(dòng)的原理工作的.【自我診斷】|_1 判一判(1) 磁場相對(duì)導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體棒中也能產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢.()若v/B,貝U E= 0.2(2) 線圈匝數(shù)n越多，磁通量越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢越大.()3(3) 線圈中的電流越大，自感系數(shù)也越大.()(4) 自感電動(dòng)勢阻礙電流的變化，但不能阻止電流的變化.()提示：V(2)X(3)X(4)V做一做在如圖所示的電路中，a、b為兩個(gè)完全相同的燈泡，L為自感系數(shù)較大而電阻不能忽略的線圈，E為電源,S 為開關(guān)關(guān)于兩燈泡點(diǎn)亮和熄滅的情況下列說法正確的是()2 .磁通量的變化率AAt是一t圖象上某點(diǎn)切線的斜率.3 求解感應(yīng)電動(dòng)勢常見的情況與

4、方法A. 合上開關(guān),B. 合上開關(guān),C. 斷開開關(guān),D. 斷開開關(guān),提示：Ba先亮，b后亮；穩(wěn)定后a、b一樣亮b先亮，a后亮；穩(wěn)定后b比a更亮一些a逐漸熄滅，b先變得更亮后再與a同時(shí)熄滅b逐漸熄滅，a先變得更亮后再與b同時(shí)熄滅多維課堂考點(diǎn)突破1.感應(yīng)電動(dòng)勢大小的決定因素對(duì)法拉第電磁感應(yīng)定律的理解與應(yīng)用學(xué)生用書 P201【知識(shí)提煉】(1)感應(yīng)電動(dòng)勢的大小由穿過閉合電路的磁通量的變化率普和線圈的匝數(shù)共同決定，而與磁通量 、磁通量的變化量的大小沒有必然聯(lián)系.當(dāng)僅由B引起時(shí)，貝y E=nSABt；當(dāng)僅由S引起時(shí)，則E=nBASAt.情景圖-1-,丄bfIIJ:_V1研究對(duì)象回路(不一定閉合)一段直導(dǎo)線

5、(或等效成直導(dǎo)線)表達(dá)式E=nE=BLvsin0繞一端轉(zhuǎn)動(dòng)的一段導(dǎo)體棒12E=2BL2W繞與B垂直的軸轉(zhuǎn)動(dòng)的導(dǎo)線框突破鏈雎芒練提H4【典題例析】例(2016 高考全國卷川)如圖，兩條相距l(xiāng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面(紙面)內(nèi)，其左端5接一阻值為R的電阻；一與導(dǎo)軌垂直的金屬棒置于兩導(dǎo)軌上；在電阻、導(dǎo)軌和金屬棒中間有一面積為S的區(qū)域,區(qū)域中存在垂直于紙面向里的均勻磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B隨時(shí)間t的變化關(guān)系為B=kt,式中k為常量；在金屬棒右側(cè)還有一勻強(qiáng)磁場區(qū)域，區(qū)域左邊界MN虛線)與導(dǎo)軌垂直，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向也垂直于紙面向里.某時(shí)刻，金屬棒在一外加水平恒力的作用下從靜止開始向右運(yùn)

6、動(dòng)，在 越過MN此后向右做勻速運(yùn)動(dòng).金屬棒與導(dǎo)軌始終相互垂直并接觸良好，它們的電阻均忽略不計(jì).求:金屆棒、yr；XX X X XJ 八1 fi X b1XXXX/ X X X :X ：1 Xi1XXXXx x /、HU*:x1aXXXX；XXXXX? x x x x xj(1)在t= 0 到t=to時(shí)間間隔內(nèi)，流過電阻的電荷量的絕對(duì)值;(2)在時(shí)刻t(tto)穿過回路的總磁通量和金屬棒所受外加水平恒力的大小.審題指導(dǎo)(1)t0前只有左側(cè)區(qū)域磁通量變化引起感應(yīng)電動(dòng)勢.(2)to后感應(yīng)電動(dòng)勢由左、右兩側(cè)磁通量變化引起.(3)金屬棒越過MN速運(yùn)動(dòng)，所加外力等于運(yùn)動(dòng)過程受到的安培力.解析(1)在金屬棒

7、未越過MN之前，t時(shí)刻穿過回路的磁通量為=ktS設(shè)在從t時(shí)刻到t+ t的時(shí)間間隔內(nèi)，回路磁通量的變化量為，流過電阻R的電荷量為q.由法拉第電磁感應(yīng)定律有E=p由歐姆定律有i=ER由電流的定義有i=qt聯(lián)立式得| q| =tR由式得，在t= o 到t=to的時(shí)間間隔內(nèi)，流過電阻R的電荷量q的絕對(duì)值為|q| =.R當(dāng)tto時(shí)，金屬棒已越過MN由于金屬棒在MN側(cè)做勻速運(yùn)動(dòng)，有f=F式中，f是外加水平恒力，F(xiàn)是勻強(qiáng)磁場施加的安培力.設(shè)此時(shí)回路中的電流為I,F的大小為F=Boll此時(shí)金屬棒與MN之間的距離為s=vo(tto) 勻強(qiáng)磁場穿過回路的磁通量為=Bls回路的總磁通量為t=+?式中，仍如式所示.由

8、？式得，在時(shí)刻t(tt0)穿過回路的總磁通量為t=Bolv0(tto) +kSt?在t到t+ t的時(shí)間間隔內(nèi)，總磁通量的改變量為t= (Bolvo+kS) t?to時(shí)刻恰好以速度Vo6由法拉第電磁感應(yīng)定律得，回路感應(yīng)電動(dòng)勢的大小為E=1?t7由歐姆定律有I=?RBol聯(lián)立？ ？ ？式得f= (Blvo+kS)w.?R答案見解析應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律應(yīng)注意的三個(gè)問題(1)公式E=n罟求解的是一個(gè)回路中某段時(shí)間內(nèi)的平均電動(dòng)勢，在磁通量均勻變化時(shí)，瞬時(shí)值才等于平均值.(3)通過回路截面的電荷量q僅與n、和回路電阻R有關(guān)，與時(shí)間長短無關(guān)，與是否均勻變化無關(guān).推導(dǎo)如下：nnq-I-tRt=R.【遷移題組

9、】|_1遷移 1 對(duì)法拉第電磁感應(yīng)定律的理解1.將閉合多匝線圈置于僅隨時(shí)間變化的磁場中， 線圈平面與磁場方向垂直， 關(guān)于線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng) 勢和感應(yīng)電流，下列表述正確的是()A. 感應(yīng)電動(dòng)勢的大小與線圈的匝數(shù)無關(guān)B. 穿過線圈的磁通量越大，感應(yīng)電動(dòng)勢越大C. 穿過線圈的磁通量變化越快，感應(yīng)電動(dòng)勢越大D. 感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向與原磁場方向始終相同解析：選 C.由法拉第電磁感應(yīng)定律E=亡牛知，感應(yīng)電動(dòng)勢的大小與線圈匝數(shù)有關(guān)，A錯(cuò)誤；感應(yīng)電動(dòng)起感應(yīng)電流的磁通量的變化，即“增反減同”，D 錯(cuò)誤., 遷移2感生電動(dòng)勢E=nH的應(yīng)用2.(2016 高考北京卷)如圖所示，勻強(qiáng)磁場中有兩個(gè)導(dǎo)體圓環(huán)a、b,

10、磁場方向與圓環(huán)所在平面垂直.磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間均勻增大.兩圓環(huán)半徑之比為2 : 1，圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢分別為Ea和&,不考慮兩圓環(huán)間的相互影響.下列說法正確的是()A. E :& = 4 :1,感應(yīng)電流均沿逆時(shí)針方向B. & :6 = 4 :1,感應(yīng)電流均沿順時(shí)針方向S為線圈在磁場范圍內(nèi)的有效面積.勢正比于 苛，與磁通量的大小無直接關(guān)系,B 錯(cuò)誤，C 正確；根據(jù)楞次定律知，感應(yīng)電流的磁場總是阻礙引利用公式E=n8C. E :& =2 :1,感應(yīng)電流均沿逆時(shí)針方向9D.丘：E = 2 ： 1,感應(yīng)電流均沿順時(shí)針方向解析：選 B.由法拉第電磁感應(yīng)定律=苛=寸nr2,頁為常數(shù)，E與r2成正比，故

11、 呂：曰=4 : 1.磁感 應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間均勻增大，故穿過圓環(huán)的磁通量增大，由楞次定律知，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向與原磁場方向相反，垂直紙面向里，由安培定則可知，感應(yīng)電流均沿順時(shí)針方向，故B 項(xiàng)正確.導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的計(jì)算學(xué)生用書 P202【知識(shí)提煉】1.計(jì)算切割方式感應(yīng)電動(dòng)勢的表達(dá)式垂直切割E=Blv傾斜切割E=Blvsin0，其中B為v與B的夾角旋轉(zhuǎn)切割（以一端為軸）12E=尹23Q 特別提齪（1）導(dǎo)體與磁場方向垂直：（2）磁場為勻強(qiáng)磁場.2 .判斷（1）把產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的那部分電路或?qū)w當(dāng)做電源的內(nèi)電路，那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源.（2）若電路是不閉合的，則先假設(shè)有電流通過，然后應(yīng)用

12、楞次定律或右手定則判斷出電流的方向.（3）電源內(nèi)部電流的方向是由負(fù)極（低電勢）流向正極（高電勢），外電路順著電流方向每經(jīng)過一個(gè)電阻電勢 都要降低.【典題例析】（多選）（2017 高考全國卷n）兩條平行虛線間存在一勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與紙面垂直.邊長為 0.1 m、總電阻為 0.005Q的正方形導(dǎo)線框abcd位于紙面內(nèi)，cd邊與磁場邊界平行，如圖（a）所示.已知導(dǎo)線框一直向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，cd邊于t= 0 時(shí)刻進(jìn)入磁場.線框中感應(yīng)電動(dòng)勢隨時(shí)間變化的圖線如圖（b）所示（感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢取正）.下列說法正確的是（）J i0.017v1ia:00.2 0,4- Of此Ill-

13、0,01圖 00A.磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為 0.5 TB.導(dǎo)線框運(yùn)動(dòng)速度的大小為0.5 m/sC. 磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直于紙面向外D.在t= 0.4 s 至t= 0.6 s 這段時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)線框所受的安培力大小為0.1 NL0 1解析由題圖（b）可知，導(dǎo)線框運(yùn)動(dòng)的速度大小v= - = 0-m/s = 0.5 m/s, B 項(xiàng)正確；導(dǎo)線框進(jìn)入磁場的過程中，cd邊切割磁感線，由E=BLv，得B=LV=駁5-O.2T，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由圖可知，導(dǎo)線框進(jìn)入磁場例210的過程中，感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針方向，根據(jù)楞次定律可知，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向外，C 項(xiàng)正確；在111=R= 004=1 2A 則導(dǎo)線框受到的安培

14、力1金屬桿在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)勢的大??；2電阻的阻值.解析：(1)設(shè)金屬桿進(jìn)入磁場前的加速度大小為a,由牛頓第二定律得ma= F卩mgD設(shè)金屬桿到達(dá)磁場左邊界時(shí)的速度為v,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有v=at。當(dāng)金屬桿以速度v在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，由法拉第電磁感應(yīng)定律，桿中的電動(dòng)勢為E=Blv聯(lián)立式可得E=Blt0m卩g.(2)設(shè)金屬桿在磁場區(qū)域中勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，金屬桿中的電流為I，根據(jù)歐姆定律I=R式中R為電阻的阻值.金屬桿所受的安培力為f=BlI因金屬桿做勻速運(yùn)動(dòng)，由牛頓運(yùn)動(dòng)定律得F卩mef= 00.40.6 s 這段時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)線框正在出磁場，回路中的電流大小12F=BIL= 0.2X2X0.1 N = 0.

15、04 N , D 項(xiàng)錯(cuò)誤.答案BCis ns理解E=Blv的“五性”(1)正交性：本公式是在一定條件下得出的，除磁場為勻強(qiáng)磁場外，還需B、l、v三者互相垂直.瞬時(shí)性：若v為瞬時(shí)速度，則E為相應(yīng)的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢.平均性：導(dǎo)體平動(dòng)切割磁感線時(shí)，若v為平均速度，則E為平均感應(yīng)電動(dòng)勢，即E=Blv.(4)有效性：公式中的I為導(dǎo)體切割磁感線的有效長度.如圖中，棒的有效長度為ab間的距離.(5)相對(duì)性：E=Blv中的速度v是導(dǎo)體相對(duì)磁場的速度，若磁場也在運(yùn)動(dòng)，應(yīng)注意速度間的相對(duì)關(guān)系.【遷移題組】遷移 1 導(dǎo)體平動(dòng)切割磁感線問題1. (2016 高考全國卷n)如圖，水平面(紙面)內(nèi)間距為I的平行金屬導(dǎo)軌間接

16、一電阻，質(zhì)量為m長度為I的金屬桿置于導(dǎo)軌上，t= 0 時(shí)，金屬桿在水平向右、大小為F的恒定拉力作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng).t。時(shí)刻，金屬桿進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，且在磁場中恰好能保持勻速運(yùn)動(dòng).桿與導(dǎo)軌的電阻均忽略不計(jì)，兩者始終保持垂直且接觸良好，兩者之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為卩.重力加速度大小為g.求：:X X X X1F:X X X Xj必其 X X :X X X X13B2I2t聯(lián)立式得R.m答案：見解析口遷移 2 導(dǎo)體旋轉(zhuǎn)切割磁感線問題2 . (2015 高考全國卷H)如圖，直角三角形金屬框abc放置在勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為框繞ab邊以角速度3逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，a、b

17、、c三點(diǎn)的電勢分別為U、Ub、UC.已知bc邊的長度為I.下列判斷正確的是()A.UUC,金屬框中無電流B.U)U=,金屬框中電流方向沿abcac. Uc=2BI23，金屬框中無電流D. Uc=2BI23，金屬框中電流方向沿a-c-b-a解析：選 C.金屬框abc平面與磁場平行，轉(zhuǎn)動(dòng)過程中磁通量始終為零，所以無感應(yīng)電流產(chǎn)生，選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤.轉(zhuǎn)動(dòng)過程中bc邊和ac邊均切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，由右手定則判斷Uv U=,JvU,選項(xiàng)A錯(cuò)誤.由轉(zhuǎn)動(dòng)切割產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的公式得Uc=錯(cuò)誤！BI23，選項(xiàng) C 正確.自感 渦流學(xué)生用書 P203【知識(shí)提煉】1自感現(xiàn)象“阻礙”作用的理解(1) 流過線圈的電

18、流增加時(shí)，線圈中產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢與電流方向相反，阻礙電流的增加，使其緩慢地增加.(2) 流過線圈的電流減小時(shí)，線圈中產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢與電流方向相同，阻礙電流的減小，使其緩慢地減小.2 .自感現(xiàn)象的四個(gè)特點(diǎn)(1) 自感電動(dòng)勢總是阻礙導(dǎo)體中原電流的變化.(2) 通過線圈中的電流不能發(fā)生突變，只能緩慢變化.(3) 電流穩(wěn)定時(shí)，自感線圈就相當(dāng)于普通導(dǎo)體.(4) 線圈的自感系數(shù)越大，自感現(xiàn)象越明顯，自感電動(dòng)勢只是延緩了過程的進(jìn)行，但它不能使過程停止，更不能使過程反向.3 .通電自感和斷電自感B,方向平行于ab邊向上.當(dāng)金屬14與線圈串聯(lián)的燈泡與線圈并聯(lián)的燈泡15電路圖通電時(shí)電流逐漸增大，燈泡逐漸變亮電流

19、突然增大，然后逐漸減小達(dá)到穩(wěn)定斷電時(shí)電流逐漸減小，燈泡逐漸變暗，電流方向不變電路中穩(wěn)態(tài)電流為li、丨2：(i)若l2|i,燈泡閃亮后逐漸變 暗兩種情況燈泡中電流方向均改 變4 . 自 感 現(xiàn) 象 中 的 能 量 轉(zhuǎn) 化 ： 通 電 自 感 中 ， 電 能 轉(zhuǎn) 化 為 磁 場 能 ； 斷 電 自 感 中 ， 磁 場 能 轉(zhuǎn) 化 為 電 能 .【典題例析】泡開關(guān) S 閉合和斷開的過程中，燈 Li、L2的亮度變化情況是(燈絲不會(huì)斷)(A.S 閉合，Li亮度不變，L2亮度逐漸變亮，最后兩燈一樣亮；S 斷開，L2立即熄滅，Li逐漸變亮B. S 閉合，Li不亮，L2很亮；S 斷開，Li、L2立即熄滅C.

20、S 閉合，Li、L2同時(shí)亮，而后 Li逐漸熄滅，L2亮度不變；S 斷開，L2立即熄滅，Li亮一下才熄滅D.S 閉合，Li、L2同時(shí)亮，而后 Li逐漸熄滅，L2則逐漸變得更亮；S 斷開，L2立即熄滅，Li亮一下才熄滅 審題指導(dǎo)解此題關(guān)鍵有兩點(diǎn)：(i)燈泡和線圈在電路中的連接方式.(2)流過燈泡的原電流的方向及大小.K解析當(dāng) S 閉合，L的自感系數(shù)很大，對(duì)電流的阻礙作用較大，Li和 L2串聯(lián)后與電源相連，Li和 L2同時(shí)亮，隨著L中電流的增大，因?yàn)長的直流電阻不計(jì)，貝UL的分流作用增大，Li中的電流逐漸減小為零，由于總 電阻變小，故電路中的總電流變大，L2中的電流增大，L2燈變得更亮；當(dāng) S 斷開

21、，L2中無電流，立即熄滅，而線圈L產(chǎn)生自感電動(dòng)勢，試圖維持本身的電流不變，L與 Li組成閉合電路，Li要亮一下后再熄滅綜上所述，D 正確.答案D分析自感現(xiàn)象的三點(diǎn)注意、三個(gè)技巧遹社自嘉股圈中的電流予能發(fā)生璽吏即通電過 程中.電流是逐矯費(fèi)大.赫電過程中.電就是謖 漸費(fèi)小.此時(shí)毀圏可等效為“電isr,復(fù)“電源 與其他電路元件弼成回路J例3】L的自感系數(shù)很大，且其直流電阻可以忽略不計(jì),Li、L2是兩個(gè)完全相同的小燈)如圖所示，線圈16斷電自寄現(xiàn)累中燈逾是否“閃亮”問趣的判斷根于對(duì)電廉丸小的分析，若斷電疳通i燈泡的 電迸比原來強(qiáng)，朗燈也先閃亮后再換慢爆滅J岳電自廳現(xiàn)獴中電注方向是否跤變的判斷：若用 電

22、滾與塩圈在同一泰支晤中，用電就申的電流方 向不畫7若用電轟號(hào)鏗圈不在同一條丸幣申，用 電需中的電流方向敢變通電自感:毀罔相當(dāng)于一個(gè)墜牝的電n PR值由無劈大迸誹減小通電瞬間自感纜刪 赴擁當(dāng)于斷路斷電自盛：斷電時(shí)自感皺甌處相當(dāng)于電源電 動(dòng)勢由某值逛漸減小列瘵 電誡穩(wěn)定時(shí)自廉蜿圈就是導(dǎo)捧【遷移題組】|_|遷移 1 對(duì)通電自感和斷電自感現(xiàn)象的分析1. （2017 高考北京卷）圖 1 和圖 2 是教材中演示自感現(xiàn)象的兩個(gè)電路圖，Li和L2為電感線圈.實(shí)驗(yàn)時(shí)，斷開開關(guān) S 瞬間，燈 A 突然閃亮，隨后逐漸變暗；閉合開關(guān)S2,燈 A 逐漸變亮，而另一個(gè)相同的燈A3 立即變亮，最終 A 與 As的亮度相同.

23、下列說法正確的是（）A. 圖 1 中，A 與L1的電阻值相同B.圖 1 中，閉合 S,電路穩(wěn)定后，A 中電流大于 L 中電流C. 圖 2 中，變阻器R與L2的電阻值相同D. 圖 2 中，閉合 S2瞬間，L2中電流與變阻器R中電流相等解析：選 C.本題考查自感現(xiàn)象的判斷在題圖 1 中斷開 S 瞬間，燈 A 突然閃亮，說明斷開 S1前，L中的 電流大于 A中的電流，故L1的阻值小于 A 的阻值，A、B 選項(xiàng)均錯(cuò)誤；在題圖 2 中，閉合 S2瞬間，由于L2的自 感作用，通過L2的電流很小，D 錯(cuò)誤；閉合 Sa 后，最終A與 As亮度相同，說明兩支路電流相等，故R與L2的阻值相同，C 項(xiàng)正確.電磁阻尼

24、現(xiàn)象的應(yīng)用2 . （2017 高考全國卷I）掃描隧道顯微鏡 （STM）可用來探測樣品表面原子尺度上的形貌.為了有效隔離外界振動(dòng)對(duì) STM 的擾動(dòng)，在圓底盤周邊沿其徑向?qū)ΨQ地安裝若干對(duì)紫銅薄板，并施加磁場來快速衰減其微小振動(dòng)，如圖所示.無擾動(dòng)時(shí)，按下列四種方案對(duì)紫銅薄板施加恒磁場；出現(xiàn)擾動(dòng)后，對(duì)于紫銅薄板上下及左右振動(dòng)的衰減最有效的方案是（）17解析：選 A.施加磁場來快速衰減 STM 的微小振動(dòng)，其原理是電磁阻尼，在振動(dòng)時(shí)通過紫銅薄板的磁通量變化，紫銅薄板中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢和感應(yīng)電流， 則其受到安培力作用， 該作用阻礙紫銅薄板振動(dòng)， 即促使其振 動(dòng)衰減.方案 A 中，無論紫銅薄板上下振動(dòng)還是左右

25、振動(dòng)，通過它的磁通量都發(fā)生變化；方案B 中，當(dāng)紫銅薄板上下振動(dòng)時(shí)，通過它的磁通量可能不變，當(dāng)紫銅薄板向右振動(dòng)時(shí)，通過它的磁通量不變；方案C 中，紫銅薄板上下振動(dòng)、左右振動(dòng)時(shí)，通過它的磁通量可能不變；方案D 中，當(dāng)紫銅薄板上下振動(dòng)時(shí)，紫銅薄板中磁通量可能不變.綜上可知，對(duì)于紫銅薄板上下及左右振動(dòng)的衰減最有效的方案是A.隨堂檢測丄鞏固落實(shí)P2041.（2017 高考天津卷）如圖所示，兩根平行金屬導(dǎo)軌置于水平面內(nèi)，導(dǎo)軌之間接有電阻R金屬棒ab與兩導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，整個(gè)裝置放在勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面向下.現(xiàn)使磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻減小，ab始終保持靜止，下列說法正確的是（）A. ab中

26、的感應(yīng)電流方向由b到aB. ab中的感應(yīng)電流逐漸減小C. ab所受的安培力保持不變D. ab所受的靜摩擦力逐漸減小解析：選 D.本題考查楞次定律、電磁感應(yīng)定律、閉合電路歐姆定律、安培力、平衡條件由于通過回路的磁通量向下減小， 則根據(jù)楞次定律可知ab中感應(yīng)電流的方向由a到b,A 錯(cuò)誤；因ab不動(dòng)，回路面積不變； 當(dāng)B均勻減小時(shí)，由E= n=nBS知，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢恒定，回路中感應(yīng)電流1= 恒定，B 錯(cuò)誤；ttR+r由F=BIL知，F(xiàn)隨B減小而減小，C 錯(cuò)誤；對(duì)ab由平衡條件有f=F,故 D 正確.2 如圖所示的電路中，電源的電動(dòng)勢為E,內(nèi)阻為r,電感L的電阻不計(jì)，電阻R的阻值大于燈泡 D 的阻

27、 值在t= 0f K K X廠J:f iXXX scXXK耳耳1 LXJ；K XX K M2LS.SAK K X KM* P FB（XXXDXXX底盤學(xué)生用書可力II礁場區(qū)18時(shí)刻閉合開關(guān)S,經(jīng)過一段時(shí)間后，在t=t1時(shí)刻斷開 S.下列表示AB兩點(diǎn)間電壓“B隨時(shí)間t變化的圖象中，正確的是（）19j亠*iARJhttcD解析：選 B閉合開關(guān) S 后，燈泡 D 直接發(fā)光，電感L的電流逐漸增大，電路中的總電流也將逐漸增大，電源內(nèi)電壓增大，則路端電壓逐漸減??；斷開開關(guān) S 后，燈泡 D 中原來的電流突然消失，電感L與燈泡形成閉合回路，所以燈泡 D 中電流將反向，并逐漸減小為零，即UB反向逐漸減小為零，

28、故選B.3.4. (2017 高考江蘇卷)如圖所示，兩條相距d的平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面內(nèi)，其右端接一阻值為R的電阻質(zhì)量為m的金屬桿靜置在導(dǎo)軌上，其左側(cè)的矩形勻強(qiáng)磁場區(qū)域MNP的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向下.當(dāng)該磁場區(qū)域以速度V0勻速地向右掃過金屬桿后，金屬桿的速度變?yōu)閂.導(dǎo)軌和金屬桿的電阻不計(jì)，導(dǎo)軌光滑且足夠長，桿在運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸求：V_ MK Xij11i St N IOB : w KXXL*；X X覽;il(；耳M xiP.N如圖所示，半徑為r的金屬圓盤在垂直于盤面的勻強(qiáng)磁場B中，繞O軸以角速度3沿逆時(shí)針方向勻速運(yùn)動(dòng)，則通過電阻R的電流的方向和大小

29、是(金屬圓盤的電阻不計(jì)22c至 ud,i=BrB.由d至 uc,i=Br)( )A.由C.由Br1 2c到d,I=3D .由d到2R解析: 選 D.由右手定則判定通過電阻R的電流的方向是由d到c;而金屬圓盤產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)2Br23,Br2所以通過電阻R的電流大小是I=3選項(xiàng) D 正確.20感應(yīng)電流I=ERBdvoR(2)安培力F=Bld牛頓第二定律F=ma金屬桿切割磁感線的速度v=VoV,則感應(yīng)電動(dòng)勢E=Bd（Vov）E電功率P=-R辱宀Bdv? B2d2voBd2(vov)答案：-FT卞RT-課后達(dá)標(biāo)亠能力提升33解得a=B2d2vomR解得P=B2d2(vov)學(xué)生21如圖，空間有一勻強(qiáng)磁

30、場， 一直金屬棒與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直,的方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，棒兩端的感應(yīng)電動(dòng)勢大小為；將此棒彎成兩段長度相等且相互垂直的折線，置于與磁感應(yīng)強(qiáng)度相垂直的平面內(nèi)， 當(dāng)它沿兩段折線夾角平分線的方向以速度v運(yùn)動(dòng)時(shí)，棒兩端的感應(yīng)電動(dòng)勢大小為A.2C. 1 D. 2解析：選 B.設(shè)折彎前導(dǎo)體切割磁感線的長度為L,折彎后，導(dǎo)體切割磁場的有效長度為 =Blv=B#LV=，所以=, B 正確.2 2 2當(dāng)它以速度v沿與棒與磁感應(yīng)強(qiáng)度都垂直B.2.i3英國物理學(xué)家麥克斯韋認(rèn)為，磁場變化時(shí)會(huì)在空間激發(fā)感生電場.水平放置，環(huán)內(nèi)存在豎直向上的勻強(qiáng)磁場，環(huán)上套一帶電荷量為+q的小球已知磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間均勻增加，其變化率為k，若

31、小球在環(huán)上運(yùn)動(dòng)一周，則感生電場對(duì)小球的作用力所做功的大小是（）12 A.oB.2qk22C.2nr qkD. nr qk解析：選 D.變化的磁場使回路中產(chǎn)生的感生電動(dòng)勢E=4T= BS=knr2,則感生電場對(duì)小球的作用tt力所做的功WqU=qE=qknr2,選項(xiàng) D 正確.3. （2018 長沙模擬）如圖所示，閉合導(dǎo)線框的質(zhì)量可以忽略不計(jì)，將它從如圖所示的位置勻速拉出勻強(qiáng)磁場.若第一次用0.3s 時(shí)間拉出，外力所做的功為W,通過導(dǎo)線截面的電荷量為qi;第二次用 0.9 s 時(shí)間拉出，外力所做的功為W,通過導(dǎo)線截面的電荷量為q2，則（）A.WW, qiq2B .WW, qi=q2D .W/W,

32、qiq2解析：選 C.兩次拉出的速度之比vi：V2= 3 : i.電動(dòng)勢之比Ei:E2= 3 : i，電流之比Ii：12= 3 : i，則電荷量之比qi:q2= （Iiti）：（ 12t2）= i : i.安培力之比Fi:F2= 3 : i，則外力做功之比W：W= 3 : i，故 C 正確.4.如圖為無線充電技術(shù)中使用的受電線圈示意圖，線圈匝數(shù)為n面積為s若在ti到t2時(shí)間內(nèi)，勻強(qiáng)磁場平行于線圈軸線向右穿過線圈，其磁感應(yīng)強(qiáng)度大小由Bi均勻增加到B,則該段時(shí)間線圈兩端a和b之間的電如圖所示，一個(gè)半徑為r的絕緣細(xì)圓環(huán)i3A.恒為nS(B)t2一tiB.從 0 均勻變化到nS(Bi)t2一tiC.

33、恒為nS(B2B)t2tiD.從 0 均勻變化到nS(B2B)t2ti24解析：選 C.根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得，感應(yīng)電動(dòng)勢E=n4=n（B2B），由楞次定律和右手螺旋tt2t1定則可判斷b點(diǎn)電勢高于a點(diǎn)電勢，因磁場均勻變化，所以感應(yīng)電動(dòng)勢恒定，因此a、b兩點(diǎn)電勢差恒為0a（B2B）S0b= n，選項(xiàng) C 正確.t2t15.加刃勿加M勸如圖所示，在光滑絕緣水平面上， 有一鋁質(zhì)圓形金屬球以一定的初速度通過有界勻強(qiáng)磁場，則從球開始進(jìn)入磁場到完全穿出磁場過程中（磁場寬度大于金屬球的直徑），小球（）A. 整個(gè)過程勻速運(yùn)動(dòng)B. 進(jìn)入磁場過程中球做減速運(yùn)動(dòng)，穿出過程做加速運(yùn)動(dòng)C. 整個(gè)過程都做勻減速運(yùn)動(dòng)D

34、. 穿出時(shí)的速度一定小于初速度解析：選 D.小球在進(jìn)出磁場時(shí)有渦流產(chǎn)生，要受到阻力.6.如圖所示，A、B C 是三個(gè)完全相同的燈泡，L是一自感系數(shù)較大的線圈（直流電阻可忽略不計(jì)）則（）A. S 閉合時(shí)，A 燈立即亮，然后逐漸熄滅B. S 閉合時(shí)，B 燈立即亮，然后逐漸熄滅C. 電路接通穩(wěn)定后，三個(gè)燈亮度相同D. 電路接通穩(wěn)定后，S 斷開時(shí)，C 燈立即熄滅解析：選 A.電路中 A 燈與線圈并聯(lián)后與 B 燈串聯(lián)，再與 C 燈并聯(lián).S 閉合時(shí)，三個(gè)燈同時(shí)立即發(fā)光，由于 線圈的電阻由大變小，逐漸將 A 燈短路，A 燈逐漸熄滅，A 燈的電壓逐漸降低，B 燈的電壓逐漸增大，B 燈逐漸 變亮，故選項(xiàng) A 正

35、確，B 錯(cuò)誤；電路接通穩(wěn)定后，A 燈被線圈短路，完全熄滅.B、C 并聯(lián)，電壓相同，亮度相同，故選項(xiàng) C 錯(cuò)誤.電路接通穩(wěn)定后，S 斷開時(shí)，C 燈中原來的電流立即減至零，由于線圈中電流要減小，產(chǎn) 生自感電動(dòng)勢，阻礙電流的減小，線圈中電流不會(huì)立即消失， 這個(gè)自感電流通過 C 燈，所以 C 燈過一會(huì)兒熄滅， 故選項(xiàng) D 錯(cuò)誤.二、多項(xiàng)選擇題7.X xxxX xxxxA25（2016 高考全國卷H）法拉第圓盤發(fā)電機(jī)的示意圖如圖所示.銅圓盤安裝在豎直的銅軸上，兩銅片P、Q26分別與圓盤的邊緣和銅軸接觸. 圓盤處于方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場B中.圓盤旋轉(zhuǎn)時(shí)，關(guān)于流過電阻R的電流，下列說法正確的是（）A. 若圓

36、盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度恒定，則電流大小恒定B.若從上向下看，圓盤順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，則電流沿a到b的方向流動(dòng)C. 若圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)方向不變，角速度大小發(fā)生變化，則電流方向可能發(fā)生變化D.若圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度變?yōu)樵瓉淼? 倍，則電流在R上的熱功率也變?yōu)樵瓉淼?2 倍一 一 一 12解析：選 AB.設(shè)圓盤的半徑為r，圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為3,則圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢為E=Br3，可知，若轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度恒定， 電動(dòng)勢恒定，電流恒定，A 項(xiàng)正確；根據(jù)右手定則可知， 從上向下看，圓盤順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)， 圓盤中電流由邊緣指向圓心，即電流沿a到b的方向流動(dòng)，B 項(xiàng)正確；圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)方向不變，產(chǎn)生的電流方向不變，C 項(xiàng)錯(cuò)誤；若圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度變?yōu)樵瓉?/p>

37、的2 倍，則電動(dòng)勢變?yōu)樵瓉淼?2 倍，電流變?yōu)樵瓉淼?2 倍，由P=I2R可知，電阻R上的熱功率變?yōu)樵瓉淼?4 倍，D 項(xiàng)錯(cuò)誤.8.如圖所示，燈泡 A、B 與定值電阻的阻值均為R L是自感系數(shù)較大的線圈，當(dāng)定時(shí)，A、B 兩燈亮度相同，再閉合 蟲待電路穩(wěn)定后將 S 斷開，下列說法中正確的是（）A. B 燈立即熄滅B.A 燈將比原來更亮一下后熄滅C.有電流通過 B 燈，方向?yàn)镃TdD.有電流通過 A 燈，方向?yàn)閎Ta解析：選 AD.Si閉合、S2斷開且電路穩(wěn)定時(shí)，A、B 兩燈一樣亮，說明兩個(gè)支路中的電流相等，這時(shí)線圈L沒有自感作用，可知線圈L的電阻也為R在 S、Si都閉合且穩(wěn)定時(shí)，IA=IB,當(dāng)

38、S2閉合、Si突然斷開時(shí)，由 于線圈的自感作用， 流過 A 燈的電流方向變?yōu)閎Ta,但 A 燈不會(huì)出現(xiàn)比原來更亮一下再熄滅的現(xiàn)象，故選項(xiàng)D 正確，B 錯(cuò)誤；由于定值電阻R沒有自感作用，故斷開 Si時(shí)，B 燈立即熄滅，選項(xiàng) A 正確，C 錯(cuò)誤.9 .如圖，一端接有定值電阻的平行金屬軌道固定在水平面內(nèi)，通有恒定電流的長直絕緣導(dǎo)線垂直并緊靠軌道固定，導(dǎo)體棒與軌道垂直且接觸良好.FN表示.不計(jì)軌道電阻.以下敘述正確的是IRNS 閉合、S2 斷開且電路穩(wěn)在向右勻速通過M N兩區(qū)的過程中，導(dǎo)體棒所受安培力分別用FM、27A.FM向右 B.FN向左C.FM逐漸增大 D.FN逐漸減小解析：選 BCD 根據(jù)直線

39、電流產(chǎn)生磁場的分布情況知，M區(qū)的磁場方向垂直紙面向外，N區(qū)的磁場方向垂直紙面向里，離導(dǎo)線越遠(yuǎn)，磁感應(yīng)強(qiáng)度越小.當(dāng)導(dǎo)體棒勻速通過M N兩區(qū)時(shí)，感應(yīng)電流的效果總是反抗引起感28應(yīng)電流的原因，故導(dǎo)體棒在M N兩區(qū)運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到的安培力均向左，故選項(xiàng)A 錯(cuò)誤，選項(xiàng) B 正確；導(dǎo)體棒在a右端開小口的導(dǎo)體圓環(huán)和長為2a的導(dǎo)體直桿，單位長度電阻均為R0.圓環(huán)水平固定放置， 整個(gè)內(nèi) 部區(qū)域分布著豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B桿在圓環(huán)上以速度v平行于直徑CD向右做勻速直線運(yùn)動(dòng),桿始終有兩點(diǎn)與圓環(huán)良好接觸， 從圓環(huán)中心O開始，桿的位置由0確定，如圖所示.則下列說法正確的是三、非選擇題11.(2015 高考北京卷)如圖所示，足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌水平放置，寬度的電阻導(dǎo)軌所在空間存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B= 1 T.導(dǎo)體棒MN放在導(dǎo)軌上，其長度恰好等于導(dǎo)軌間距，與導(dǎo)軌接觸良好.導(dǎo)