李老師---電磁感應專題講座

1、電磁感應專題一、考點清單1、電磁感應現(xiàn)象，磁通量法拉第電磁感應定律楞次定律2、導體切割磁感線時的感應電動勢右手定則NSv0M3、自感現(xiàn)象 4、電磁感應與能量二、典型例題例1. 如圖所示，有兩個同心導體圓環(huán)。內(nèi)環(huán)中通有順時針方向的電流，外環(huán)中原來無電流。當內(nèi)環(huán)中電流逐漸增大時，外環(huán)中有無感應電流？方向如何？例2. 如圖所示，閉合導體環(huán)固定。條形磁鐵S極向下以初速度v0沿過導體環(huán)圓心的豎直線下落過程，導體環(huán)中的感應電流方向如何？a db cO1O2例3. 如圖所示，O1O2是矩形導線框abcd的對稱軸，其左方有垂直于紙面向外的勻強磁場。以下哪些情況下abcd中有感應電流產(chǎn)生？方向如何？A.將abc

2、d 向紙外平移 B.將abcd向右平移 C.將abcd以ab為軸轉(zhuǎn)動60 D.將abcd以cd為軸轉(zhuǎn)動60O1O2例4. 如圖所示裝置中，cd桿原來靜止。當ab 桿做如下那些運動時，cd桿將向右移動？c a d bL2 L1A.向右勻速運動 B.向右加速運動C.向左加速運動 D.向左減速運動例5. 如圖所示，當磁鐵繞O1O2軸勻速轉(zhuǎn)動時，矩形導線框（不考慮重力）將如何運動？例6. 如圖所示，水平面上有兩根平行導軌，上面放兩根金屬棒a、b。當條形磁鐵如圖向下移動時（不到達導軌平面），a、b將如何移動？a bO1 aO2 ba b例7. 如圖所示，絕緣水平面上有兩個離得很近的導體環(huán)a、b。將條形磁

3、鐵沿它們的正中向下移動（不到達該平面），a、b將如何移動？例8. 如圖所示，在條形磁鐵從圖示位置繞O1O2軸轉(zhuǎn)動90的過程中，放在導軌右端附近的金屬棒ab將如何移動？FL1L2Bv例9. 如圖所示，a、b燈分別標有“36V 40W”和“36V 25W”，閉合電鍵，調(diào)節(jié)R，使a、b都正常發(fā)光。這時斷開電鍵后重做實驗：電鍵閉合后看到的現(xiàn)象是什么？穩(wěn)定后那只燈較亮？再斷開電鍵，又將看到什么現(xiàn)象？OBabLR例10. 如圖所示，用絲線將一個閉合金屬環(huán)懸于O點，虛線左邊有垂直于紙面向外的勻強磁場，而右邊沒有磁場。金屬環(huán)的擺動會很快停下來。試解釋這一現(xiàn)象。若整個空間都有垂直于紙面向外的勻強磁場，會有這種現(xiàn)

4、象嗎？Ra bm L例11. 如圖所示，長L1寬L2的矩形線圈電阻為R，處于磁感應強度為B的勻強磁場邊緣，線圈與磁感線垂直。求：將線圈以向右的速度v勻速拉出磁場的過程中，拉力的大小F； 拉力的功率P； 拉力做的功W； 線圈中產(chǎn)生的電熱Q ； 通過線圈某一截面的電荷量q 。例12. 如圖所示，豎直放置的U形導軌寬為L，上端串有電阻R（其余導體部分的電阻都忽略不計）。磁感應強度為B的勻強磁場方向垂直于紙面向外。金屬棒ab的質(zhì)量為m，與導軌接觸良好，不計摩擦。從靜止釋放后ab保持水平而下滑。試求ab下滑的最大速度vmbaBL1L2例13. 如圖所示，U形導線框固定在水平面上，右端放有質(zhì)量為m的金屬棒

5、ab，ab與導軌間的動摩擦因數(shù)為，它們圍成的矩形邊長分別為L1、L2，回路的總電阻為R。從t=0時刻起，在豎直向上方向加一個隨時間均勻變化的勻強磁場B=kt，（k0）那么在t為多大時，金屬棒開始移動？例14 如圖所示，矩形線圈abcd質(zhì)量為m，寬為d，在豎直平面內(nèi)由靜止自由下落。其下方有如圖方向的勻強磁場，磁場上、下邊界水平，寬度也為d，線圈ab邊剛進入磁場就開始做勻速運動，那么在線圈穿越磁場的全過程，產(chǎn)生了多少電熱？Ba db ca bd c例15 如圖所示，水平面上固定有平行導軌，磁感應強度為B的勻強磁場方向豎直向下。同種合金做的導體棒ab、cd橫截面積之比為21，長度和導軌的寬均為L，a

6、b的質(zhì)量為m ,電阻為r，開始時ab、cd都垂直于導軌靜止，不計摩擦。給ab一個向右的瞬時沖量I，在以后的運動中，cd的最大速度vm、最大加速度am、產(chǎn)生的電熱各是多少？三、高考真題1、（98年）如圖所示，一寬40cm的勻強磁場區(qū)域，磁場方向垂直紙面向里。一邊長為20cm的正方形導線框位于紙面內(nèi)，以垂直于磁場邊界的恒定速度v=20cm/s通過磁場區(qū)域，在運動過程中，線框有一邊始終與磁場區(qū)域的邊界平行。取它剛進入磁場的時刻t=0，在下列圖線中，正確反映感應電流強度隨時間變化規(guī)律的是（ ）2、（92年）如下頁右圖所示，導線框abcd固定在豎直平面內(nèi)，bc段的電阻為R，其它電阻均可忽略。ef是一電阻

7、可忽略的水平放置的導體桿，桿長為l，質(zhì)量為m，桿的兩端分別與ab和cd保持良好接觸，又能沿它們無摩擦地滑動。整個裝置放在磁感應強度為B的勻強磁場中，磁場方向與框面垂直?，F(xiàn)用一恒力F豎直向上拉ef，當ef勻速上升時，其速度的大小為多少? 3、（93年）兩金屬桿ab和cd長均為l，電阻均為R，質(zhì)量分別為M和m，Mm。用兩根質(zhì)量和電阻均可忽略的不可伸長的柔軟導線將它們連成閉合回路，并懸掛在水平、光滑、不導電的圓棒兩側(cè)。兩金屬桿都處在水平位置，如圖所示。整個裝置處在一與回路平面相垂直的勻強磁場中，磁感應強度為B。若金屬桿ab正好勻速向下運動，求運動的速度。4、(95年) 兩根相距d=0.20米的平行金

8、屬長導軌固定在同一水平面內(nèi),并處于豎直方向的勻強磁場中,磁場的磁感應強度B=0.2特,導軌上面橫放著兩條金屬細桿,構(gòu)成矩形回路,每條金屬細桿的電阻為r=0.25歐,回路中其余部分的電阻可不計、已知兩金屬細桿在平行于導軌的拉力的作用下沿導軌朝相反方向勻速平移,速度大小都是V=5.0米/秒,如圖所示、不計導軌上的摩擦、(1)求作用于每條金屬細桿的拉力的大小、(2)求兩金屬細桿在間距增加0.40米的滑動過程中共產(chǎn)生的熱量四、名校預測1、帶負電的圓環(huán)繞圓心旋轉(zhuǎn)，在環(huán)的圓心處有一閉合小線圈，小線圈和圓環(huán)在同一平面內(nèi)則 A只要圓環(huán)在轉(zhuǎn)動，小線圈內(nèi)部一定有感應電流產(chǎn)生B圓環(huán)不管怎樣轉(zhuǎn)動，小線圈內(nèi)都沒有感應電

9、流產(chǎn)生C圓環(huán)在作變速轉(zhuǎn)動時，小線圈內(nèi)就一定有感應電流產(chǎn)生D圓環(huán)作勻速轉(zhuǎn)動時，小線圈內(nèi)沒有感應電流產(chǎn)生2、如圖所示，圓環(huán)a和圓環(huán)b半徑之比為21，兩環(huán)用同樣粗細的、同種材料的導線連成閉合回路，連接兩圓環(huán)電阻不計，勻強磁場的磁感強度變化率恒定，則在a環(huán)單獨置于磁場中和b環(huán)單獨置于磁場中兩種情況下，M、N兩點的電勢差之比為 A41 B14 C21 D123、如圖所示，相距為l，在足夠長度的兩條光滑平行導軌上，平行放置著質(zhì)量和電阻均相同的兩根滑桿ab和cd，導軌的電阻不計，磁感強度為B的勻強磁場的方向垂直于導軌平面豎直向下，開始時，ab和cd都處于靜止狀態(tài)，現(xiàn)ab桿上作用一個水平方向的恒力F，下列說法

10、中正確的是 Acd向左運動 Bcd向右運動Cab和cd均先做變加速運動，后作勻速運動Dab和cd均先做交加速運動，后作勻加速運動4、如圖所示，一個水平放置的矩形線圈abcd，在細長水平磁鐵的S極附近豎直下落，由位置經(jīng)位置到位置。位置與磁鐵同一平面，位置和都很靠近，則在下落過程中，線圈中的感應電流的方向為 Aabcda Badcba C從abcda到adcba D從adcba到abcda5、如圖所示，金屬框架與水平面成30角，勻強磁場的磁感強度B=0.4T，方向垂直框架平面向上，金屬棒長l0.5m，重量為0.1N，可以在框架上無摩擦地滑動，棒與框架的總電阻為2，運動時可認為不變，問：(1)要棒以

11、2ms的速度沿斜面向上滑行，應在棒上加多大沿框架平面方向的外力？(2)當棒運動到某位置時，外力突然消失，棒將如何運動？(3)棒勻速運動時的速度多大？(4)達最大速度時，電路的電功率多大？重力的功率多大？6、兩根相距0.2m的平行金屬長導軌固定在同一水平面內(nèi)，并處于豎直方向的勻強磁場中，磁場的磁感強度B=0.2T，導軌上面橫放著兩條金屬細桿，構(gòu)成矩形回路，每條金屬細桿的電阻為r=0.25，回路中其余部分的電阻可不計，已知金屬細桿在平行于導軌的拉力的作用下，沿導軌朝相反方向勻速平移，速率大小都是v=0.5ms，如圖所示，不計導軌上的摩擦，求：(1)作用于每條金屬細桿的拉力；(2)求兩金屬細桿在間距

12、增加0.10m的滑動過程中共產(chǎn)生的熱量五、課后練習1、如左圖所示，MN、PQ為互相平行的金屬導軌與電阻R相連粗細均勻的金屬線框用Oa和Ob金屬細棒與導軌相接觸，整個裝置處于勻強磁場中，磁感強度B的方向垂直紙面向里當線框OO軸轉(zhuǎn)動時 AR中有穩(wěn)恒電流通過 B線框中有交流電流CR中無電流通過 D線框中電流強度的最大值與轉(zhuǎn)速成正比2、如右圖所示，在一很大的有界勻強磁場上方有一閉合線圈，當閉合線圈從上方下落穿過磁場的過程中 A進入磁場時加速度小于g，離開磁場時加速度可能大于g，也可能小于gB進入磁場時加速度大于g，離開時小于gC進入磁場和離開磁場，加速度都大于g D進入磁場和離開磁場，加速度都小于g3

13、、如左圖所示，MN是一根固定的通電直導線，電流方向向上今將一金屬線框abcd放在導線上，讓線框的位置偏向?qū)Ь€的左邊，兩者彼此絕緣當導線中的電流突然增大時，線框整體受力情況為 A受力向右 B受力向左 C受力向上 D受力為零4、如右圖所示，閉合導線框的質(zhì)量可以忽略不計，將它從圖示位置勻速拉出勻強磁場若第一次用0.3s時間拉出，外力所做的功為W1，通過導線截面的電量為q1；第二次用0.9s時間拉出，外力所做的功為W2，通過導線截面的電量為q2，則 AW1W2，q1q2 BW1W2，q1=q2CW1W2，q1=q2 DW1W2，q1q25、金屬桿ABC處于磁感強度B=0.1T的勻強磁場中，磁場方向垂直

14、紙面向里(如圖17所示)已知AB=BC=20cm，當金屬桿在圖中標明的速度方向運動時，測得A、C兩點間的電勢差是3.0V，則可知移動速度v=_，其中A、B兩點間的電勢差UaB_6、如圖所示，有一磁感強度B=0.1T的水平勻強磁場，垂直勻強磁場放置一很長的金屬框架，框架上有一導體ab保持與框架邊垂直、由靜止開始下滑已知ab長10cm，質(zhì)量為0.1g，電阻為0.1，框架電阻不計，取g=10m/s2求：(1)導體ab下落的最大加速度和最大速度；(2)導體ab在最大速度時產(chǎn)生的電功率電磁感應功能問題【例1】光滑曲面與豎直平面的交線是拋物線，如圖所示，拋物的方程是y=x2，下半部處在一個水平方向的勻強磁

15、場中，磁場的上邊界是y=a的直線(圖中虛線所示)，一個小金屬環(huán)從拋物線上y=b(ba)處以速度v沿拋物線下滑，假設拋物線足夠長，金屬環(huán)沿拋物線下滑后產(chǎn)生的焦 耳熱總量是 ( )【解析】小金屬環(huán)進入或離開磁場時，磁通量會發(fā)生變化，并產(chǎn)生感應電流，當小金屬環(huán)全部進入磁場后，不產(chǎn)生感應電流，由能量定恒可得產(chǎn)生的焦耳熱等干減少的機械能即【例2】如圖所示，固定在水平絕緣平面上足夠長的金屬導軌不計電阻，但表面粗糙，導軌左端連接一個電阻R，質(zhì)量為m的金屬棒(電阻也不計)放在導軌上，并與導軌垂直，整個裝置放在勻強磁場中，磁場方向與導軌平面垂直，用水平恒力F把ab棒從靜止起向右拉動的過程中恒力F做的功等于電路產(chǎn)

16、生的電能；恒力F和摩擦力的合力做的功等于電路中產(chǎn)生的電能；克服安培力做的功等于電路中產(chǎn)生的電能；恒力F和摩擦力的合力做的功等于電路中產(chǎn)生的電能和棒獲得的動能之和以上結(jié)論正確的有 ( ) A . C D 【解析】在此運動過程中做功的力是拉力、摩擦力和安培力，三力做功之和為棒ab動能增加量，其中安培力做功將機械能轉(zhuǎn)化為電能，故選項C是正確【例3】圖中a1blcldl和 a2b2c2d2為在同一豎直面內(nèi)的金屬導軌，處在磁感應強度為B的勻強磁場中，磁場方向垂直導軌所在的平面(紙面)向里。導軌的a1b1段與 a2b2段是豎直的，距離為ll；cldl段與c2d2段也是豎直的，距離為l2。 xly1與x2y

17、2為兩根用不可伸長的絕緣輕線相連的金屬細桿，質(zhì)量分別為ml和m2，它們都垂直于導軌并與導軌保持光滑接觸。兩桿與導軌構(gòu)成的回路的總電阻為R，F(xiàn)為作用于金屬桿x1yl上的豎直向上的恒力。已知兩桿運動到圖示位置時，已勻速向上運動，求此時作用于兩桿的重力的功率的大小和回路電阻上的熱功率?！窘馕觥吭O桿向上運動的速度為v，因桿的運動，兩桿與導軌構(gòu)成的回路的面積減少，從而磁通量也減少。由法拉第電磁感應定律，回路中的感應電動勢的大小=B(l2-l1)v，回路中的電流I=/R ，電流沿順時針方向，兩金屬桿都要受到安培力作用，作用于桿x1yl的安培力為f1=Bl1I，方向向上，作用于桿x2y2的安培力f2=Bl2

18、I，方向向下，當桿作勻速運動時，根據(jù)牛頓第二定律有F-本題考查法拉第電磁感應定律、歐姆定律、牛頓運動定律、焦耳定律等規(guī)律的綜合應用能力【例4】如下圖，在水平面上有兩條平行導電導軌MN、PQ，導軌間距離為l，勻強磁場垂直于導軌所在的平面(紙面)向里，磁感應強度的大小為B，兩根金屬桿1、2擺在導軌上，與導軌垂直，它們的質(zhì)量和電阻分別為ml、m2和R1、R2，兩桿與導軌接觸良好，與導軌間的動摩擦因數(shù)為，已知：桿1被外力拖動，以恒定的速度v0沿導軌運動；達到穩(wěn)定狀態(tài)時，桿2也以恒定速度沿導軌運動，導軌的電阻可忽略，求此時桿2克服摩擦力做功的功率?！窘馕觥?解法一：設桿2的運動速度為v，由于兩桿運動時，

19、兩桿和導軌構(gòu)成的回路的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應電動勢=Bl(v0-v) ，感應電流I=/(R1+R2)，桿2運動受到的安培力等于摩擦力BIl=m2g ，導體桿2克服摩擦力做功的功率P=m2gv ，解得P=m2gv0-m2g (R1+R2)/B2l2解法二：以F表示拖動桿1的外力，表示回路的電流，達到穩(wěn)定時，對桿1有F-m1g-BIl，對桿2有BIl-m2g=0、，外力的功率PF=Fv0，以P表示桿2克服摩本題主要考查考生應用電磁感應定律、歐姆定律和牛頓運動定律解決力電綜合問題的能力鞏固練習.如圖所示，勻強磁場和豎直導軌所在面垂直，金屬棒ab可在導軌上無摩擦滑動，在金屬棒、導軌和電阻組成的閉合回

20、路中，除電阻R外，其余電阻均不計，在ab下滑過程中： A.由于ab下落時只有重力做功，所以機械能守恒 B.ab達到穩(wěn)定速度前，其減少的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為電阻R的內(nèi)能 C.ab達到穩(wěn)定速度后，其減少的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為電阻R的內(nèi)能 D.ab達到穩(wěn)定速度后，安培力不再對ab做功2.如圖所示，ABCD是固定的水平放置的足夠長的U形導軌，整個導軌處于豎直向上的勻強磁場中，在導軌上架著一根金屬棒ab，在極短時間內(nèi)給棒ab一個水平向右的速度，ab棒開始運動，最后又靜止在導軌上，則ab在運動過程中，就導軌是光滑和粗糙兩種情況相比較 ( )A 整個回路產(chǎn)生的總熱量相等 B 安培力對ab棒做的功相等 C 安培力

21、對ab棒的沖量相等 D 電流通過整個回路所做的功相等3.如圖所示，質(zhì)量為M的條形磁鐵與質(zhì)量為m的鋁環(huán)，都靜止在光滑的水平面上，當在極短的時間內(nèi)給鋁環(huán)以水平向右的沖量I，使環(huán)向右運動，則下列說法不正確的是 ( ) A在鋁環(huán)向右運動的過程中磁鐵也向右運動 B磁鐵運動的最大速度為I/(M+m)C鋁環(huán)在運動過程中，能量最小值為ml2/2(M+m)2D鋁環(huán)在運動過程中最多能產(chǎn)生的熱量為I2/2m4.如圖所示，在光滑的水平面上，有豎直向下的勻強磁場，分布在寬度為L的區(qū)域里，現(xiàn)有一邊長為a(a v0)，U形框最終將與方框分離，如果從U型框和方框不再接觸開始，經(jīng)過時間t方框最右側(cè)和U型框最左側(cè)距離為s，求金屬

22、框框分離后的速度各多大?1.答案:C解析:下滑過程有安培力做功,機械能不守恒;ab達到穩(wěn)定速度,重力等于安培力,故C正確.2.答案:A 解析：兩種情況下產(chǎn)生的總熱量，都等于金屬棒的初動能.3.答案：D 解析：鋁環(huán)向右運動時，環(huán)內(nèi)感應電流的磁場與磁鐵產(chǎn)生相互作用，使環(huán)做減速運動，磁鐵向右做加速運動，待相對靜止后，系統(tǒng)向右做勻速運動，由I=(m+M)v，得v=I/(m+M)，即為磁鐵的最大速度，環(huán)的最小速度，其動能的最小值為m/2I/(m+M)2，鋁環(huán)產(chǎn)生的最大熱量應為系統(tǒng)機械能的最大損失量，I2/2m-I2/2(m+M)=MI2/2m(m+M)4.答案：C 解析：這是一道選用力學規(guī)律求解電磁感應

23、的好題目，線框做的是變加速運動，不能用運動學公式求解，那么就應想到動能定理，設線框剛進出時速度為v1和v2，則第一階段產(chǎn)生的熱量，第二階段產(chǎn)生的熱量Q2=mv2/2，只要能找出v1和v2的關系就能找到答案，由動量定理可得 5.答案:0.5W解析:由題意分析知,當砝碼加速下落到速度最大時,砝碼的合外力為零,此時R得到功率最大,為mg=BImaxL Pmax=I2maxR由式得 Pmax=(mg/BL)2R=0.5W6.答案:4；0.28；0.08解析:F安=(M-m)g,轉(zhuǎn)化的內(nèi)能=F安L7.解析：(1)撤去F之前，設通過電阻R的電流為I，則金屬桿受到的安培力大小F安=BIL=F撤去F之后，由P

24、=I2R知，當電阻R上消耗的電功率為P/4時，通過R的電流I=I/2，則金屬桿受到的安培力F安=BIL=F/2，方向水平向左，由牛頓第二定律得，方向水平向左(2)撤去F后，金屬桿在與速度方向相反的安培力作用下，做減速運動直到停下。設勻速運動時金屬桿的速度為v，則I2(R+r)=Fv，又P=I2R，解得由能量守恒可得，撤去F后，整個電路產(chǎn)生的熱量則電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱8.解析：(1)U形框向右運動時，NQ邊相當于電源，產(chǎn)生的感應電動勢E=Blv0，當如圖乙所示位置時，方框bd之間的電阻為U形框連同方框構(gòu)成的閉合電路的總電阻為閉合電路的總電流為根據(jù)歐姆定律可知，bd兩端的電勢差為：Ubd=方框中的

25、熱功率為：(2)在U形框向右運動的過程中，U形框和方框組成的系統(tǒng)所受外力為零，故系統(tǒng)動量守恒，設到達圖示位置時具有共同的速度v，根據(jù)動量守恒定律根據(jù)能量守恒定律，U形框和方框組成的系統(tǒng)損失的機械能等于在這一過程中兩框架上產(chǎn)生的熱量，即(3)設U形框和方框不再接觸時方框速度為v1， u形框的速度為v2：，根據(jù)動量守恒定律，有3mv=4mvI+3mv2兩框架脫離以后分別以各自的速度做勻速運動，經(jīng)過時間t方框最右側(cè)和U形框最左側(cè)距離為s，即(v2-v1)t=s聯(lián)立以上兩式，解得 1.(l8分)如圖所示，光滑金屬導軌ABCD水平放置，處在豎直向下磁感應強度為B的勻強磁場中，BC邊接有一定值電阻R，其余

26、部分電阻不計，AB、CD間寬為L ，質(zhì)量為m、電阻為r、長度為L的金屬桿MN靜止在導軌上；另有一質(zhì)量為m/2的絕緣桿PQ以初速度v0水平向右運動，與MN桿發(fā)生碰撞(在碰撞中無機械能損失)，MN桿在以后運動過程中，未到達BC位置。求：(1) PQ 桿與MN桿相碰后各自的速度大小及方向；(2) 電阻R上所消耗的電能；(3) 通過電阻R的電荷量。2.（24分)如圖甲所示，水平直線MN下方有豎直向下的勻強電場，現(xiàn)將一重力不計、比荷q/m=106C/kg負電荷從電場中的O點由靜止釋放，經(jīng)過/1510-5s的時間后電荷以v0= 1.5104m/s 的速度通過MN 進入其上方的均勻磁場，磁場與紙面垂直，磁感

27、應強度B按圖乙所示規(guī)律周期性變化，方向如圖甲所示，電荷第一次通過MN時計為t=0時刻。求：勻強電場的電場強度E及O 點與直線MN之間的距離；當磁場為B1=0.3T 時的運動周期和半徑；如果在O點正右方d=66.5 cm 處有一垂直于MN的足夠大的擋板，求電荷從O點出發(fā)運動到擋板的時間。3如圖所示，、是兩根電阻不計的光滑金屬導軌，其所在平面與水平面之間的夾角為60，將兩導軌用開關S連接，在兩導軌間有垂直于導軌平面向上的勻強磁場，磁感應強度為B，可在導軌上自由滑動的金屬棒長為L、質(zhì)量為m、電阻為R，設導軌足夠長，則：（1）先將開關S斷開，金屬棒由靜止開始釋放后，經(jīng)過多長時間接通S，將做勻速運動？（

28、2）若先將開關S閉合，將金屬棒由靜止開始釋放，在運動過程中上的最大熱功率為多大？4如圖所示，電阻為R的金屬棒從圖示位置分別以速度、沿電阻不計的光滑軌道勻速滑動到虛線處，若，則兩次移動棒的過程中（ ）A回路中感應電流之比B回路中產(chǎn)生熱量之比C外力做功的功率之比D回路中通過截面的總荷量之比5如圖所示，長L=0.08m，電阻值，質(zhì)量m=0.10kg的金屬棒CD垂直放在水平導軌上，導軌由兩條平行金屬桿組成，已知金屬桿表面光滑且電阻不計，導軌間距也是L，金屬棒與導軌接觸良好，量程為03.0A的理想電流表串聯(lián)接在一條導軌上，在導軌左端接有阻值的電阻，量程為01.0A的理想電壓表接在電阻R兩端，垂直于導軌平

29、面的勻強磁場向下穿過導軌平面?，F(xiàn)以向右恒定的外力F=1.6N使金屬棒向右運動，當金屬棒以最大速度在導軌平面上勻速滑動時，觀察到電路中的一個電表正好滿偏，而另一個電表未滿偏，則（ ）A滿偏的電表是電流表B滿偏的電表是電壓表C金屬棒的最大速度是2m/sD金屬棒的最大速度是4.5m/s6.如下圖所示，兩平行虛線間的區(qū)域內(nèi)存在著勻強磁場，較小的梯形線圈abcd的ab邊與磁場邊界平行，線圈勻速向右運動穿過磁場區(qū)域。可以定性地表示線圈在穿過磁場的過程中感應電流隨時間變化規(guī)律的是圖中所示的7.(18分)在如圖甲所示的電路中，螺線管匝數(shù)n=1500匝，橫截面積S=20 cm2。螺線管導線電阻r=1.0，R1=

30、4.0, R2=5.0, C=30F 。在一段時間內(nèi)，穿過螺線管的磁場的磁感應強度B按如圖乙所示的規(guī)律變化。求： (1)螺線管中產(chǎn)生的感應電動勢； (2)閉合S，電路中的電流穩(wěn)定后，電阻R1的電功率； (3)S斷開后，流經(jīng)R2的電量。8（17分）如圖所示，細繩繞過輕滑輪連接著邊長為的正方形導線框和物塊，線框的電阻，質(zhì)量為，物塊的質(zhì)量為，兩勻強磁場區(qū)域、的高度為，磁感應強度均為，方向水平且與線框平面垂直。線框邊距磁場邊界高度為。開始時各段繩都處于伸直狀態(tài)，把它們由靜止釋放，邊剛好穿過兩磁場的分界線進入磁場時線框做勻速運動，不計繩與滑輪間的摩擦。求：（1）邊剛進入時線框的速度的大??；（2）邊進入磁

31、場后線框的速度的大小。9.平行金屬導軌與水平面成角，導軌與固定電阻R1 和R2相連，勻強磁場垂直穿過導軌平面，有一導體棒ab，質(zhì)量為m，導體棒電阻與固定電阻R1和R2的阻值均相等，與導軌之間的動摩擦因素為，導體棒ab沿導軌向上滑動，當上滑的速度為v時，受到的安培力大小為F，則 A.電阻R1消耗的電功率為1/3Fv B.電阻R1消耗的電功率為1/6 FvC.由于摩擦產(chǎn)生的熱功率為mgvcosD.消耗的機械功率mgvcos10(17分)如圖16(甲)為一研究電磁感應的裝置，其中電流傳感器(相當于一只理想的電流表)能將各時刻的電流數(shù)據(jù)實時送到計算機，經(jīng)計算機處理后在屏幕上顯示出I-t圖象。已知電阻R

32、及桿的電阻r均為0.5，桿的質(zhì)量m及懸掛物的質(zhì)量M均為0.1kg，桿長L=1m。實驗時，先斷開K，取下細線調(diào)節(jié)軌道傾角，使桿恰好能沿軌道勻速下滑。然后固定軌道，閉合K，在導軌區(qū)域加一垂直軌道平面向下的勻強磁場，讓桿在物M的牽引下從圖示位置由靜止開始釋放，此時計算機屏幕上顯示出如圖(乙)所示的 I-t圖象(設桿在整個運動過程中與軌道垂直，且細線始終沿與軌道平行的方向拉桿，導軌的電阻忽略不計，細線與滑輪間的摩擦忽略不計，g=l0m/s2)。試求：(1)勻強磁場的磁感應強度B的大??；(2)00.4s內(nèi)通過R的電量；(3)00.4s內(nèi)R上產(chǎn)生的焦耳熱。11（18分）如圖（甲）所示，一邊長為L，質(zhì)量為m

33、，電阻為R的金屬方框豎直放置在磁場中，磁場方向垂直方框平面，磁感應強度的大小隨y的化規(guī)律為B=B0+ky，k0且為恒定常數(shù)，同一水平面上磁感應強度相同?，F(xiàn)將方框以初速度V0從O點水平拋出，重力加速度為g，不計阻力。分析：（）方框下落過程中產(chǎn)生感應電流的方向沿順時針還是逆時針？（）通過計算確定方框最終運動的狀態(tài)；（）若方框下落過程中產(chǎn)生的電動勢E與下落高度y的關系如圖（乙）所示，求方框下落H高度時產(chǎn)生的內(nèi)能。xyOv0 EyO圖（甲）圖（乙）H12.如圖，在水平桌面上放置兩條相距l(xiāng)的平行光滑導軌ab與cd，阻值為R的電阻與導軌的a、c端相連。質(zhì)量為m、電阻不計的導體棒垂直于導軌放置并可沿導軌自由

34、滑動。整個裝置放于勻強磁場中，磁場的方向豎直向上，磁感應強度的大小為B。導體棒的中點系一不可伸長的輕繩，繩繞過固定在桌邊的光滑輕滑輪后，與一個質(zhì)量也為m的物塊相連，繩處于拉直狀態(tài)。現(xiàn)若從靜止開始釋放物塊，用h表示物塊下落的高度（物塊不會觸地），g表示重力加速度，其他電阻不計，則：（ ）RabcdmA電阻R中的感應電流方向由a到cB物體下落的最大加速度為05gC若h足夠大，物體下落的最大速度為D通過電阻R的電量為圖15-1013 如圖15-10所示，AB和CD是足夠長的平行光滑導軌，其間距為l，導軌平面與水平面的夾角為.整個裝置處在磁感應強度為B的，方向垂直于導軌平面向上的勻強磁場中.AC端連有

35、電阻值為R的電阻.若將一質(zhì)量M，垂直于導軌的金屬棒EF在距BD端s處由靜止釋放，在EF棒滑至底端前會有加速和勻速兩個運動階段.今用大小為F，方向沿斜面向上的恒力把EF棒從BD位置由靜止推至距BD端s處，突然撤去恒力F，棒EF最后又回到BD端.求：（1）EF棒下滑過程中的最大速度.（2）EF棒自BD端出發(fā)又回到BD端的整個過程中，有多少電能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能（金屬棒、導軌的電阻均不計）?第33題圖16如圖所示，電阻忽略不計的兩根兩平行光滑金屬導軌豎直放置，其上端接一阻值為的電阻R。在水平虛線L1、L2間有一與導軌所在平面垂直的勻強磁場B，磁場區(qū)域的高度為d=0.5m。導體棒a的質(zhì)量ma=0.2kg、電

36、阻Ra=3；導體棒b的質(zhì)量mb=0.1kg、電阻Rb=6，它們分別從圖中M、N處同時由靜止開始沿導軌向下滑動，且都能勻速穿過磁場區(qū)域，當b 剛穿出磁場時a正好進入磁場。（不計a、b之間的作用）求：（1）在整個過程中，a棒和b棒分別克服安培力做了多少功？（2）在b穿過磁場區(qū)域過程中，電阻R產(chǎn)生的電熱；（3）M點和N點距L1的高度分別為多少？17如圖所示，MN、PQ是兩條水平平行放置的光滑金屬導軌，導軌的右端接理想變壓器的原線圈，變壓器的副線圈與電阻R20組成閉合回路，變壓器的原副線圈匝數(shù)之比n1 : n21 : 10，導軌寬L5m。質(zhì)量m2kg、電阻r1的導體棒ab垂直MN、PQ放在導軌上，在水

37、平外力F作用下從t0時刻開始在圖示的兩虛線范圍內(nèi)往復運動，其速度隨時間變化的規(guī)律是v2sin20t m/s。垂直軌道平面的勻強磁場的磁感應強度B4T。導軌、導線和線圈電阻不計。求：（1）從t0到t110 s的時間內(nèi)，電阻R上產(chǎn)生的熱量Q? （2）從t0到t20.025 s的時間內(nèi)，外力F所做的功W?n1 a M Q P N v B b R n2 18如圖甲所示，光滑且足夠長的平行金屬導軌MN、PQ與水平面間的傾角=30，兩導軌間距L=0.3m。導軌電阻忽略不計，其間連接有阻值R=0.4的固定電阻。開始時，導軌上固定著一質(zhì)量m=0.1kg、電阻r=0.2的金屬桿ab，整個裝置處于磁感應強度B=0

38、.5T的勻強磁場中，磁場方向垂直導軌面向下。現(xiàn)拆除對金屬桿ab的約束，同時用一平行金屬導軌面的外力F沿斜面向上拉金屬桿ab，使之由靜止開始向上運動。電壓采集器可將其兩端的電壓U即時采集并輸入電腦，獲得的電壓U隨時間t變化的關系如圖乙所示。求：（1）在t=2.0s時通過金屬桿的感應電流的大小和方向；（2）金屬桿在2.0s內(nèi)通過的位移；（3）2s末拉力F的瞬時功率。19如圖所示，兩根完全相同的光滑金屬導軌OP、OQ固定在水平桌面上，導軌間的夾角為74，導軌單位長度的電阻為r00.10/m。導軌所在空間有垂直于桌面向下的勻強磁場，且磁場隨時間變化，磁場的磁感應強度與時間t的關系為B，其中比例系數(shù)k2

39、Ts。將電阻不計的金屬桿MN放置在水平桌面上，在外力作用下，t0時刻金屬桿以恒定速度v2m/s從O點開始向右滑動。在滑動過程中保持MN垂直于兩導軌間夾角的平分線，且與導軌接觸良好。（已知導軌和金屬桿均足夠長，sin370.6，MBONPQvcos370.8）求:在t=6.0s時,回路中的感應電動勢的大小;在t=6.0s時,金屬桿MN所受安培力的大小;在t6.0s時,外力對金屬桿MN所做功的功率。20（18分）如圖（甲）所示，一邊長為L，質(zhì)量為m，電阻為R的金屬方框豎直放置在磁場中，磁場方向垂直方框平面，磁感應強度的大小隨y的化規(guī)律為B=B0+ky，k0且為恒定常數(shù)，同一水平面上磁感應強度相同。

40、現(xiàn)將方框以初速度V0從O點水平拋出，重力加速度為g，不計阻力。分析：（）方框下落過程中產(chǎn)生感應電流的方向沿順時針還是逆時針？（）通過計算確定方框最終運動的狀態(tài)；xyOv0 EyO圖（甲）圖（乙）H（）若方框下落過程中產(chǎn)生的電動勢E與下落高度y的關系如圖（乙）所示，求方框下落H高度時產(chǎn)生的內(nèi)能。21如圖所示，粗細均勻的金屬環(huán)的電阻為R，可轉(zhuǎn)動原金屬桿OA的電阻為R/4，桿長為L，A端與環(huán)相接觸，一定值電阻分別與桿的端點O及環(huán)邊連接，桿OA在垂直于環(huán)面向里的、磁感應強度為 B的勻強磁場中，以角速度順時針轉(zhuǎn)動，又定值電阻為R/2，求電路中總電流的變化范圍。圖15-1022、 如圖15-10所示，AB

41、和CD是足夠長的平行光滑導軌，其間距為l，導軌平面與水平面的夾角為.整個裝置處在磁感應強度為B的，方向垂直于導軌平面向上的勻強磁場中.AC端連有電阻值為R的電阻.若將一質(zhì)量M，垂直于導軌的金屬棒EF在距BD端s處由靜止釋放，在EF棒滑至底端前會有加速和勻速兩個運動階段.今用大小為F，方向沿斜面向上的恒力把EF棒從BD位置由靜止推至距BD端s處，突然撤去恒力F，棒EF最后又回到BD端.求：（1）EF棒下滑過程中的最大速度.（2）EF棒自BD端出發(fā)又回到BD端的整個過程中，有多少電能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能（金屬棒、導軌的電阻均不計）?第33題圖23、如圖所示，電阻忽略不計的兩根兩平行光滑金屬導軌豎直放置，其

42、上端接一阻值為的電阻R。在水平虛線L1、L2間有一與導軌所在平面垂直的勻強磁場B，磁場區(qū)域的高度為d=0.5m。導體棒a的質(zhì)量ma=0.2kg、電阻Ra=3；導體棒b的質(zhì)量mb=0.1kg、電阻Rb=6，它們分別從圖中M、N處同時由靜止開始沿導軌向下滑動，且都能勻速穿過磁場區(qū)域，當b 剛穿出磁場時a正好進入磁場。（不計a、b之間的作用）求：（1）在整個過程中，a棒和b棒分別克服安培力做了多少功？（2）在b穿過磁場區(qū)域過程中，電阻R產(chǎn)生的電熱；（3）M點和N點距L1的高度分別為多少？典型例題答案1、 考點：安培定則分析：由于磁感線是閉合曲線，內(nèi)環(huán)內(nèi)部向里的磁感線條數(shù)和內(nèi)環(huán)外部向外的所有磁感線條數(shù)

43、相等，所以外環(huán)所圍面積內(nèi)（這里指包括內(nèi)環(huán)圓面積在內(nèi)的總面積，而不只是環(huán)形區(qū)域的面積）的總磁通向里、增大，所以外環(huán)中感應電流磁場的方向為向外，由安培定則，外環(huán)中感應電流方向為逆時針。2、考點：楞次定律分析：從“阻礙磁通量變化”來看，當條形磁鐵的中心恰好位于線圈M所在的水平面時，磁鐵內(nèi)部向上的磁感線都穿過了線圈，而磁鐵外部向下穿過線圈的磁通量最少，所以此時刻穿過線圈M的磁通量最大。因此全過程中原磁場方向向上，先增后減，感應電流磁場方向先下后上，感應電流先順時針后逆時針。從“阻礙相對運動”來看，線圈對應該是先排斥（靠近階段）后吸引（遠離階段），把條形磁鐵等效為螺線管，該螺線管中的電流是從上向下看逆時

44、針方向的，根據(jù)“同向電流互相吸引，反向電流互相排斥”，感應電流方向應該是先順時針后逆時針的，與前一種方法的結(jié)論相同。3、 考點：電磁感應現(xiàn)象分析：A、C兩種情況下穿過abcd的磁通量沒有發(fā)生變化，無感應電流產(chǎn)生。B、D兩種情況下原磁通向外，減少，感應電流磁場向外，感應電流方向為abcd。4、考點：感應電流的產(chǎn)生分析：.ab 勻速運動時，ab中感應電流恒定，L1中磁通量不變，穿過L2的磁通量不變化，L2中無感應電流產(chǎn)生，cd保持靜止，A不正確；ab向右加速運動時，L2中的磁通量向下，增大，通過cd的電流方向向下，cd向右移動，B正確；同理可得C不正確，D正確。選B、D5、考點：楞次定律分析：本題

45、分析方法很多，最簡單的方法是：從“阻礙相對運動”的角度來看，導線框一定會跟隨條形磁鐵同方向轉(zhuǎn)動起來。如果不計一切摩擦阻力，最終導線框?qū)⒑痛盆F轉(zhuǎn)動速度無限接近到可以認為相同；如果考慮摩擦阻力，則導線框的轉(zhuǎn)速總比條形磁鐵轉(zhuǎn)速小些（線框始終受到安培力矩的作用，大小和摩擦力的阻力矩相等）。如果用“阻礙磁通量變化”來分析，結(jié)論是一樣的，但是敘述要復雜得多?？梢娺@類定性判斷的題要靈活運用楞次定律的各種表達方式。6、考點：楞次定律分析：若按常規(guī)用“阻礙磁通量變化”判斷，則需要根據(jù)下端磁極的極性分別進行討論，比較繁瑣。而且在判定a、b所受磁場力時。應該以磁極對它們的磁場力為主，不能以a、b間的磁場力為主（因為

46、它們的移動方向由所受的合磁場的磁場力決定，而磁鐵的磁場顯然是起主要作用的）。如果注意到：磁鐵向下插，通過閉合回路的磁通量增大，由=BS可知磁通量有增大的趨勢，因此S的相應變化應該是阻礙磁通量的增加，所以a、b將互相靠近。這樣判定比較起來就簡便得多。7、考點：楞次定律分析：根據(jù)=BS，磁鐵向下移動過程中，B增大，所以穿過每個環(huán)中的磁通量都有增大的趨勢，由于S不可改變，為阻礙增大，導體環(huán)應該盡量遠離磁鐵，所以a、b將相互遠離。8、考點：楞次定律分析：無論條形磁鐵的哪個極為N極，也無論是順時針轉(zhuǎn)動還是逆時針轉(zhuǎn)動，在轉(zhuǎn)動90過程中，穿過閉合電路的磁通量總是增大的（條形磁鐵內(nèi)、外的磁感線條數(shù)相同但方向相

47、反，在線框所圍面積內(nèi)的總磁通量和磁鐵內(nèi)部的磁感線方向相同且增大。而該位置閉合電路所圍面積越大，總磁通量越小，所以為阻礙磁通量增大金屬棒ab將向右移動。9、考點：自感現(xiàn)象分析：重新閉合瞬間，由于電感線圈對電流增大的阻礙作用，a將慢慢亮起來，而b立即變亮。這時L的作用相當于一個大電阻；穩(wěn)定后兩燈都正常發(fā)光，a的額定功率大，所以較亮。這時L的作用相當于一只普通的電阻（就是該線圈的內(nèi)阻）；斷開瞬間，由于電感線圈對電流減小的阻礙作用，通過a的電流將逐漸減小，a漸漸變暗到熄滅，而abRL組成同一個閉合回路，所以b燈也將逐漸變暗到熄滅，而且開始還會閃亮一下（因為原來有IaIb），并且通過b的電流方向與原來的

48、電流方向相反。這時L的作用相當于一個電源。（若將a燈的額定功率小于b燈，則斷開電鍵后b燈不會出現(xiàn)“閃亮”現(xiàn)象。）10、考點：電磁阻尼分析：只有左邊有勻強磁場，金屬環(huán)在穿越磁場邊界時（無論是進入還是穿出），由于磁通量發(fā)生變化，環(huán)內(nèi)一定有感應電流產(chǎn)生。根據(jù)楞次定律，感應電流將會阻礙相對運動，所以擺動會很快停下來，這就是電磁阻尼現(xiàn)象。還可以用能量守恒來解釋：有電流產(chǎn)生，就一定有機械能向電能轉(zhuǎn)化，擺的機械能將不斷減小。若空間都有勻強磁場，穿過金屬環(huán)的磁通量不變化，無感應電流，不會阻礙相對運動，擺動就不會很快停下來。11、考點：電磁感應現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化分析：這是一道基本練習題，要注意計算中所用的邊長是L1還是L2 ，還應該思考一下這些物理量與速度v之間有什么關系。