5電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化與守恒

1、8m拓?fù)浣逃{百川，容學(xué)問，立德行，善人品專注孩子的未來3拓?fù)浣逃龑W(xué)科教師講義年級：高二課時數(shù)：2姓名：科目：物理教師：畢曉冬課題5電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化與守恒授課日期及時段14 年月日00 ： 0000 ： 00 a.m/p.m. (A / B / D / E / F )教學(xué)目的1知道電磁感應(yīng)現(xiàn)象遵守能量守恒定律.2 .掌握電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電能與克服安培力做功的關(guān)系.3.掌握感應(yīng)電流做功過程中能量的轉(zhuǎn)化.重難點1. 電磁感應(yīng)與能量的綜合.（重點）2. 電磁感應(yīng)與力學(xué)知識的綜合.（重點）3. 電磁感應(yīng)中能量的轉(zhuǎn)化關(guān)系.（難點）教學(xué) 內(nèi) 容【基礎(chǔ)知識鞏固】-電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化與守恒i基本知識

2、（i）電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化ab在外如圖1 - 5-1所示，處在勻強(qiáng)磁場中的水平導(dǎo)軌上有一根與導(dǎo)軌接觸良好的可自由滑動的直導(dǎo)線力F作用下向右做勻速直線運動.X* 試占覽 K X X圖 1 5-1能量轉(zhuǎn)化：在上述過程中，產(chǎn)生的電能是通過外力F克服安培力做功轉(zhuǎn)化而來的而這些電能又通過感應(yīng)電流做功，轉(zhuǎn)化為其他形式的能量.（2）電磁感應(yīng)中的能量守恒能量守恒是自然界的一條普遍規(guī)律，在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中也不例外，在電磁感應(yīng)中，外力做了多少功，就有多 少電能產(chǎn)生.2. 思考判斷(1) 在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，安培力做正功，把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能.(X )電磁感應(yīng)現(xiàn)象一定伴隨著能量的轉(zhuǎn)化，克服安培力做功的大小與電路中產(chǎn)

3、生的電能相對應(yīng).(V)(3) 楞次定律中的“阻礙”，恰好說明了在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中能量是守恒的.(V)3. 探究交流從能量轉(zhuǎn)化的角度分析，電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì)是什么？【提示】 從能量轉(zhuǎn)化的角度來看，電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì)是通過克服安培力做功，把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的過程，把握好能量守恒的觀點，是解決電磁感應(yīng)問題的基本方法【典型例題講解】電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化與守恒【問題導(dǎo)思】1電磁感應(yīng)中的能量是通過什么途徑實現(xiàn)轉(zhuǎn)化的？2發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象時，為什么說能量是守恒的？1 .電磁感應(yīng)中的能量守恒(1) 由磁場變化引起的電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，磁場能轉(zhuǎn)化為電能，若電路是純電阻電路，轉(zhuǎn)化過來的電能將全部 轉(zhuǎn)化為電阻的內(nèi)能.

4、(2) 由相對運動引起的電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，通過克服安培力做功，把機(jī)械能或其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能克服 安培力做多少功，就產(chǎn)生多少電能若電路是純電阻電路，轉(zhuǎn)化過來的電能也將全部轉(zhuǎn)化為電阻的內(nèi)能.2. 求解電磁感應(yīng)現(xiàn)象中能量守恒問題的一般思路(1) 分析回路，分清電源和外電路.在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中， 切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的回路將產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，該導(dǎo)體或回路就相當(dāng)于電源，其余部分相當(dāng)于外電路.分析清楚有哪些力做功，明確有哪些形式的能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化如：做功情況能量變化特點滑動摩擦力做功有內(nèi)能產(chǎn)生重力做功重力勢能必然發(fā)生變化克服安培力做功必然有其他形式的能轉(zhuǎn)化為電 能,并且克服安培力做多少功，就產(chǎn)生多

5、少電能安培力做正功電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能(3) 根據(jù)能量守恒列方程求解.3. 電能的三種求解思路(1) 利用克服安培力做功求解：電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的電能等于克服安培力所做的功.(2) 利用能量守恒求解：相應(yīng)的其他能量的減少量等于產(chǎn)生的電能.(3) 利用電路特征求解：通過電路中所消耗的電能來計算.卜魯I如圖1 5-2所示，質(zhì)量 mi = 0.1 kg,電阻Ri= 0.3 R長度1= 0.4 m的導(dǎo)體棒ab橫放在U型金屬框架上.框架質(zhì)量m2= 0.2 kg ,放在絕緣水平面上， 與水平面間的動摩擦因數(shù) 尸0.2 ,相距0.4 m的MM '、NN ' 相互平行，電阻不計且足夠長電阻R?=

6、 0.1 C的MN垂直于MM '.整個裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感 應(yīng)強(qiáng)度B= 0.5 T.垂直于ab施加F = 2 N的水平恒力，ab從靜止開始無摩擦地運動，始終與 MM '、NN'保持g 取 10 m/s2.良好接觸，當(dāng)ab運動到某處時，框架開始運動設(shè)框架與水平面間最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,(1) 求框架開始運動時 ab速度v的大??；MN上產(chǎn)生的熱量 Q= 0.1 J,求該過程ab位移x的大小.(2) 從ab開始運動到框架開始運動的過程中,【審題指導(dǎo)】解答本題時可按以下思路分析:(1) 法拉第電磁感應(yīng)定律 t感應(yīng)電動勢t感應(yīng)電流t安培力t開始運動t列平衡方程

7、tv.(2) 能量守恒定律T焦耳熱t(yī)位移X.【解析】(1)ab對框架的壓力F1= m1g框架受水平面的支持力Fn= m2g+ F1依題意，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，則框架受到的最大靜摩擦力F2=卩取ab中的感應(yīng)電動勢 E= BlvMN中電流1=R1 + R2MN受到的安培力 F安=BIl框架開始運動時 F安=F2由上述各式代入數(shù)據(jù)解得v = 6 m/s.R1 + R2閉合回路中產(chǎn)生的總熱量Q總=R2 Q由能量守恒定律得：Fx = 2m1v2 + Q總代入數(shù)據(jù)解得x= 1.1 m.【答案】(1)6 m/s (2)1.1 m1 如圖1 5 3所示，固定于水平絕緣面上的平行金屬導(dǎo)軌不光滑，垂直于導(dǎo)

8、軌平面有一勻強(qiáng)磁場，質(zhì)量拓?fù)浣逃{百川，容學(xué)問，立德行，善人品為m的R和cd棒的電阻r夕卜，其余電阻不計.現(xiàn)用水平恒力F作用于cd棒，使cd棒由靜止開始向右滑動的過程中，下列說法正確的是()X X c X X.XXX XXJT XX X X X圖 1 5-3A .水平恒力F對cd棒做的功等于電路中產(chǎn)生的電能B .只有在cd棒做勻速運動時，F(xiàn)對cd棒做的功才等于電路中產(chǎn)生的電能C. 無論cd棒做何種運動，它克服磁場力做的功一定等于電路中產(chǎn)生的電能D. R兩端的電壓始終等于 cd棒上感應(yīng)電動勢的值【解析】F作用于棒上使棒由靜止開始做切割磁感線運動，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的過程中，F(xiàn)做的功轉(zhuǎn)化為三種能量：棒

9、的動能 AEk、摩擦生熱Q和回路電能E電，即使cd棒勻速運動，AEk = 0，但Qm 0,故A、B錯誤； 對C項可這樣證明，經(jīng)過時間盤,cd棒發(fā)生的位移為s,貝Ucd棒克服磁場力做的功W=BILs=BI AS= IEI At = E電，永遠(yuǎn)成立，故 C項正確；回路中，cd棒相當(dāng)于電源，有內(nèi)阻，所以路端電壓不等于感應(yīng)電動勢，所以D錯誤.【答案】C電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題【問題導(dǎo)思】1. 導(dǎo)體棒在磁場中運動切割磁感線時，棒的速度、產(chǎn)生的電流、受到的安培力是怎樣相互影響的？2. 如何求解電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的收尾速度？1通過導(dǎo)體中的感應(yīng)電流在磁場中將受到安培力作用，所以電磁感應(yīng)問題往往與力學(xué)問題聯(lián)系在一起，處

10、 理此類問題的基本方法是：(1) 用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律求感應(yīng)電動勢的大小和方向.(2) 求回路中的電流強(qiáng)度的大小和方向.(3) 分析研究導(dǎo)體受力情況(包括安培力).(4) 列動力學(xué)方程或平衡方程求解.2電磁感應(yīng)現(xiàn)象中涉及的具有收尾速度的力學(xué)問題，關(guān)鍵要抓好受力情況和運動情況的動態(tài)分析：導(dǎo)體受力而運動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢t感應(yīng)電流t通電導(dǎo)體受安培力t合外力t加速度變化t速度變化T感應(yīng)電動勢變化周而復(fù)始地循環(huán)，達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時，加速度等于零，導(dǎo)體達(dá)到穩(wěn)定運動狀態(tài).特別I提魁專注孩子的未來5教育納百川，容學(xué)問，立德行，善人品對于電磁感應(yīng)現(xiàn)象中， 導(dǎo)體在安培力及其他力共同作用下運動，最終趨于一穩(wěn)定狀

11、態(tài)的問題，利用好導(dǎo)體達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時的平衡方程，往往是解答該類問題的突破口.專注孩子的未來7伸 (2012 廣元高二檢測)如圖1 5 4所示，AB、CD是兩根足夠長的固定平行金屬導(dǎo)軌，兩導(dǎo)軌間距離為L,導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為©在整個導(dǎo)軌平面內(nèi)都有垂直于導(dǎo)軌平面斜向上方的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B在導(dǎo)軌的A、C端連接一個阻值為 R的電阻一根垂直于導(dǎo)軌放置的金屬棒ab,質(zhì)量為m，從靜止開始沿M,導(dǎo)軌和金屬棒的電阻不計 )導(dǎo)軌下滑.求ab棒的最大速度.(已知ab和導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為【審題指導(dǎo)】解決本題應(yīng)把握以下三個關(guān)鍵點:(1)導(dǎo)體棒做什么運動取決于受力情況和初狀態(tài).(2)導(dǎo)體棒先做加速運

12、動后達(dá)到勻速運動狀態(tài).(3) 導(dǎo)體棒達(dá)到恒定速度時受力平衡.ab沿導(dǎo)軌下滑過程中受到重力【解析】金屬棒ab下滑時產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向和受力如圖所示，金屬棒mg,支持力N、摩擦力f和安培力F安四個力作用.金屬棒下滑產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E= BLv,閉合回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流為1= R,安培力F安的方向沿斜面向上,B2L2v其大小為：F安=BIL = BRL = r根據(jù)牛頓第二定律得:B2L2vmgsin 0mgos 0 R = maB2L2Vmax=0金屬棒由靜止開始下滑后，做加速度逐漸減小的變加速運動，當(dāng)加速度減小到零時，速度就增至最大，以后金屬棒將以這個最大速度勻速下滑.此時mgsin 0-卩mgp

13、s 0-R拓?fù)浣逃{百川，容學(xué)問，立德行，善人品拓?fù)浣逃隍_同甩圖 1 5-5納百川，容學(xué)問，立德行，善人品解上式得mg sin 0 gos 0 RVmax=b'L?【答案】mg sin pcos 0 R b2l2該類問題的解題思路1. 切割磁感線運動的金屬桿相當(dāng)于電源.2. 畫出等效電路圖.3. 對桿進(jìn)行運動和受力分析.4運用電路、穩(wěn)恒電流、磁場、牛頓運動定律、功和能等知識進(jìn)行綜合分析.2.如圖1 55所示，在豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，有兩根水平放置且足夠長的平行金屬導(dǎo)軌AB、CD，在導(dǎo)軌的AC端連接一阻值為 R的電阻，一根質(zhì)量為 m長度為L的金屬棒ab，垂直導(dǎo)軌放置，導(dǎo)

14、 軌和金屬棒的電阻不計金屬棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為卩，若用恒力F沿水平向右拉導(dǎo)體棒運動，求金屬棒的最大速度.atb方向的電流；再【解析】 金屬棒向右運動切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，由右手定則知，棒中有從 由左手定則，安培力向左，導(dǎo)體棒受到的合力減小，向右做加速度逐漸減小的加速運動；當(dāng)安培力與摩擦力的合力增大到大小等于拉力F時，加速度減小到零，速度達(dá)到最大，此后勻速運動.所以，由平衡條件有F = BImL+ 卩 mJ)由閉合電路歐姆定律有l(wèi)m=曽ab切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢有Em= BLvm聯(lián)立得，金屬棒的最大速度F 口 mgRVm=b2L?綜合解題方略電磁感應(yīng)中圖象問題的處理技巧B、方向分別

15、垂直于光滑水平桌面fill 如圖1 5 6所示，一有界區(qū)域內(nèi)，存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為向下和向上的勻強(qiáng)磁場，磁場寬度均為L,邊長為L的正方形線框abed的be邊緊靠磁場邊緣置于桌面上，使線框從靜止開始沿 x軸正方向勻加速通過磁場區(qū)域，若以逆時針方向為電流的正方和，能反映線框中感應(yīng)電流變化規(guī)律的是（）:口如【審題指導(dǎo)】J1h s 1fo廠c 一f.11一 -J-1產(chǎn)*'07-2hii<lit0-2h-ULU 3L / JACD圖 1 5-6感應(yīng)電動勢的大小 E = BLv，當(dāng)線圈有兩個邊切割磁感線時，要注意感應(yīng)電動勢的方向是相同還是相反.注意區(qū)分 I與t及I與x的關(guān)系.【規(guī)范解答】

16、線框的位移在0L、2L3L的過程中，只有一條邊切割磁感線，電流沿逆時針方向，其大BLv BLa 一一一一小為11=百=_t，即lig，為直線，位移在 L2L過程中，有兩條邊切割磁感線，電流沿順時針方向，其大小為12=詈=閒,即I2xt,也為直線，故 A正確，B錯誤；關(guān)于電流與位移的關(guān)系，由v2= 2ax,則位移在0L和2L3L范圍內(nèi),BL .1 = r ;2ax，方向為逆時針，位移在 L2L范圍內(nèi)，I' 2 =2ax，方向為順時針，故C正確，D錯誤.【答案】AC1.電磁感應(yīng)現(xiàn)象中圖像問題的分析，要抓住磁通量的變化是否均勻，從而推知感應(yīng)電動勢（或電流）大小是否恒定，用楞次定律判斷出感應(yīng)電

17、動勢（或電流）的方向，從而確定其正負(fù)，以及在坐標(biāo)中的范圍.專注孩子的未來9Si拓?fù)浣逃{百川，容學(xué)問，立德行，善人品2 分析回路中的感應(yīng)電動勢或感應(yīng)電流的大小及其變化規(guī)律，要利用法拉第電磁感應(yīng)定律來分析有些圖 像問題還要畫出等效電路來輔助分析.3 要正確解釋圖像問題，必須能根據(jù)圖像的定義把圖像反映的規(guī)律對應(yīng)到實際過程中去，又能把實際過程 對應(yīng)到圖像中去，最終根據(jù)實際過程的物理規(guī)律進(jìn)行判斷，這樣才抓住了解決圖像問題的根本.堂.課電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化與守恒電磁感應(yīng)中的能量問題電磁感應(yīng)中的圖像問題電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題【備課資源】(教師用書獨具)®-A-丄H7 - "xMMPCM

18、MM.MXX K K M >：會屛M M MM.X聲MjiJK.AK*1： K M M MMK M M M XXJ M |d M >1 MHL*圖教1 5- 1如圖教1 5 1所示，兩足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置，相距為 L, 一理想電流表與兩導(dǎo)軌相連，勻強(qiáng)磁 場與導(dǎo)軌平面垂直， 一質(zhì)量為m、有效電阻為R的導(dǎo)體棒在距磁場上邊界 h處靜止釋放，導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場后，流經(jīng)電流表的電流逐漸減小，最終穩(wěn)定為I整個運動過程中，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好，且始終保持水平，不計導(dǎo)軌的電阻.求：(1) 磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小 B;(2) 電流穩(wěn)定后，導(dǎo)體棒運動速度的大小v;(3) 流經(jīng)電流表電流的最大值 Im.【

19、審題指導(dǎo)】(1)通過對導(dǎo)體棒在勻強(qiáng)磁場中的受力分析，利用平衡條件mg= BIL可求解.(2)由導(dǎo)體棒在勻強(qiáng)磁場中處于平衡狀態(tài)、閉合電路歐姆定律及公式E = BLv聯(lián)立求解.通過受力分析可知，導(dǎo)體棒在進(jìn)入磁場瞬間，速度最大，可由機(jī)械能守恒和E = BLv聯(lián)立求解.【解析】（1）電流穩(wěn)定后，導(dǎo)體棒做勻速運動，則有：BIL = mg解得：B =賈感應(yīng)電動勢 E= BLv感應(yīng)電流丨=RI 2r 由式解得v=需由題意知，導(dǎo)體棒剛進(jìn)入磁場時的速度最大，設(shè)為Vm1根據(jù)機(jī)械能守恒2mvm = mgh感應(yīng)電動勢的最大值 Em= BLvm感應(yīng)電流最大值 Im = -Rm解得 Im= mflR2gh【答案】賈mR嘛

20、血【隨堂練習(xí)鞏固】A點由靜止釋放向右擺至最高點B.不考慮空氣阻力，則下列說法正確的是1.如圖1 5 7所示，在0點正下方有一個具有理想邊界的磁場，銅環(huán)在A. A、B兩點在同一水平線上B . A點咼于B點C. A點低于B點D 銅環(huán)將做等幅擺動【解析】銅環(huán)由A點向B點運動，在進(jìn)入磁場和離開磁場的過程中，由于穿過環(huán)面的磁通量變化，都要專注孩子的未來#拓?fù)浣逃{百川，容學(xué)問，立德行，善人品產(chǎn)生感應(yīng)電流，即產(chǎn)生電能.此電能是由環(huán)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化來的，即環(huán)由A到B過程中機(jī)械能減少， 所以B點比A 點低，B選項正確.【答案】 B2如圖1-5-8所示，閉合螺線管固定在置于光滑水平面上的小車上，現(xiàn)將一條形磁鐵從左向

21、右插入螺線 管中的過程中，貝U （）b圖1-5-8A .車將向右運動B 使條形磁鐵向右插入時外力所做的功全部轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，最終轉(zhuǎn)化為螺線管的內(nèi)能C.條形磁鐵會受到向左的力D .車會受到向左的力【解析】磁鐵向右插入螺線管中，根據(jù)楞次定律的擴(kuò)展含義“來拒去留”，磁鐵與小車相互排斥，小車在光滑水平面上受力向右運動，所以A、C正確，D錯誤.電磁感應(yīng)現(xiàn)象中滿足能量守恒定律，由于小車動能增加，外力做的功轉(zhuǎn)化為小車動能和螺線管中的內(nèi)能，所以B錯誤.【答案】AC3. （2013彭州中學(xué)高二檢測）如圖1-5- 9所示，金屬桿ab以恒定的速率v在間距為L的光滑平行導(dǎo)軌上向右滑行，設(shè)整個電路總電阻為 R（恒定不變）,

22、整個裝置置于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，下列敘述正確的是（）A . ab桿中的電流與速率 v成正比B .磁場作用于ab桿的安培力與速率 v成正比C.電阻R上產(chǎn)生的電熱功率與速率v成正比D .外力對ab桿做功的功率與速率 v的平方成正比【解析】E= BLv, I = R= 號，F(xiàn) = BIL = B2L2v/R, P= I2R= B2L2v2/R,外力對桿ab做功的功率就等于消耗的熱功率，由以上各式可知，選項A、B、D正確.【答案】ABD4.專注孩子的未來1311ill拓?fù)浣逃{百川，容學(xué)問，立德行，善人品【答案】BD2 彈簧上端固定，下端掛一條形磁鐵，使磁鐵上下做簡諧運動若在運動過程中把線圈靠近

23、磁鐵，如圖15 12所示，觀察磁鐵的振動，將會發(fā)現(xiàn)（）圖 1 5 12專注孩子的未來17A S閉合時振幅逐漸增大， S斷開時振幅不變B S閉合時振幅逐漸減小，S斷開時振幅不變C. S閉合或斷開時，振幅的變化相同D. S閉合或斷開時，振幅不會改變【解析】S斷開時，線圈中只產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，即不產(chǎn)生電能，磁鐵的機(jī)械能不變，振幅不變.S閉合時，線圈中產(chǎn)生電能，磁鐵的機(jī)械能減小，振幅逐漸減小故B選項正確.【答案】B3.圖1 5 13中矩形導(dǎo)線圈平面和磁感線垂直，虛線為勻強(qiáng)磁場的邊緣，線圈的左、右兩邊和磁場的左、右兩邊緣分別平行現(xiàn)用與線框左邊垂直（與磁場方向也垂直）的拉力先后以v和2v的速

24、率勻速地把同一線圈拉出磁場，在拉出過程中前后兩次拉力的功率之比為（）A. 1 : 1B. 2 : 1C. 1 : 4D. 1 : 2【解析】拉力的功率P = Fv= F安vEF 安=BIL, I = , E= BLv R所以P=B2L2v214,故C對.【答案】C4.n1AXKXK1-XK圖 1 5- 14在勻強(qiáng)磁場中，ab、cd兩根導(dǎo)體棒沿兩根導(dǎo)軌分別以速度vi、V2滑動，如圖1 5 14所示，下列情況中,能使電容器獲得最多電荷量且左邊極板帶正電的是（）A . V1= V2,方向都向右B . V1= V2，方向都向左C. V1> V2, V1 向右，V2 向左【解析】 導(dǎo)體棒切割磁感線

25、，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢D . V1> V2, V1 向左，V2 向右Eab = BlV1、Ecd= BIV2,當(dāng)兩導(dǎo)體棒同向運動時總電動勢E=|Eab Ecd|，當(dāng)兩導(dǎo)體棒反向運動時，E =|Eab + Ecd|.所以反向時電動勢較大，回路中感應(yīng)電流較大，電容器極板電壓較大，帶電荷量多，為使左板帶正電，回路中電流應(yīng)為bTCTd, ab棒電動勢方向由a, cd棒中電動勢由ctd,根據(jù)右手定則，ab棒向右運動，cd棒向左運動，綜上，C項正確.【答案】C5.圖 1 5 15（2013南充高中高二檢測）一個面積S= 4X 102m2、匝數(shù)n= 100匝的線圈，放在勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直 于線圈平面

26、，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t變化的規(guī)律如圖15 15所示，則下列判斷正確的是 （）A .在開始的2 s內(nèi)穿過線圈的磁通量的變化率等于0.08 Wb/sB 在開始的2s內(nèi)穿過線圈的磁通量的變化量等于零C.在開始的2 s內(nèi)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢等于0.08 VD .在第3s末線圈中的感應(yīng)電動勢等于零【解析】開始2 s內(nèi)，=S B= 0.16 Wb,故選項B錯誤;AQt0.162Wb/s = 0.08 Wb/s ,故選項 A 正確;n At=100X 0.08 V = 8 V,故選項C錯誤；第3 s末產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢等于24s內(nèi)的平均電動勢，故D項錯誤.【答案】Aabed構(gòu)成回路，導(dǎo)線所圍區(qū)域abed所圍

27、區(qū)域內(nèi)磁場的磁6. （2013綿陽中學(xué)高二檢測）如圖1 5 17所示，豎直放置的螺線管與導(dǎo)線 內(nèi)有一垂直紙面向里的變化的勻強(qiáng)磁場，螺線管下方水平桌面上有一導(dǎo)體圓環(huán)，導(dǎo)線感應(yīng)強(qiáng)度按下列哪一圖線所表示的方式隨時間變化時，導(dǎo)體圓環(huán)會受到向上的磁場作用力aIb:XXX拓?fù)浣逃{百川，容學(xué)問，立德行，善人品圖 1 5- 17【解析】選項C、D中磁感應(yīng)強(qiáng)度 B隨時間是均勻變化的，在螺線管中產(chǎn)生的是穩(wěn)定電流，這樣在圓環(huán)中不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，圓環(huán)也就不能受到作用力.AB選項A中磁場增強(qiáng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B變大，但變化率卻越來越小，由E = S可知螺線管中電流越來越小，由楞次定律判斷可知電流方向為dcbad,由此可知螺

28、線管在圓環(huán)處產(chǎn)生的磁場方向向上，且磁感應(yīng)強(qiáng)度逐漸減小,再由楞次定律可判定圓環(huán)為了阻礙磁通量減小，受到向上的作用力.B選項B中磁場增強(qiáng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B變大，但變化率卻越來越大，由E=t S可知螺線管中電流越來越大，由楞次定律判斷可知電流方向為dcbad,由此可知螺線管在圓環(huán)處產(chǎn)生的磁場方向向上，且磁感應(yīng)強(qiáng)度逐漸增大,再由楞次定律可判定圓環(huán)為了阻礙磁通量增加，受到向下的作用力故答案為A.【答案】A7. （2013南充高二檢測）如圖1 5 17所示，用鋁板制成 U形框，將一質(zhì)量為 m的帶電小球用絕緣細(xì)線懸 掛在框的上方，使整體在勻強(qiáng)磁場中沿垂直于磁場方向向左以速度v勻速運動，懸線拉力為 T,則（）圖

29、1 5 17A .懸線豎直T = mgB .懸線豎直T > mgC .懸線豎直T v mgD .無法確定T的大小和方向【解析】設(shè)兩板間的距離為 L,由于向左運動過程中豎直板切割磁感線，產(chǎn)生動生電動勢，用右手定則判斷下板電勢高于上板電勢，動生電動勢大小E = BLv,即帶電小球處于電勢差為 BLv的電場中.所受電場力 F電=qf= qBLv= qvB若設(shè)小球帶正電，則電場力方向向上.同時小球所受洛倫茲力F洛=qvB,方向由左手定則判斷豎直向下，即 F電=F洛，反之同樣可得出 F電=F洛，且方向相反.故無論小球帶什么電，怎樣運動T= mg,故選項A正確.【答案】 A圖 1 5- 18如圖1

30、5 18所示，豎直平面內(nèi)有平行放置的光滑導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距為I，電阻不計，導(dǎo)軌間有水平方向的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B = 2 T,方向如圖所示.有兩根質(zhì)量均為m= 0.1 kg、長度均為I = 0.2 m、電阻均為R= 0.4 S的導(dǎo)體棒ab和cd與導(dǎo)軌接觸良好，當(dāng)用豎直向上的力 F使ab棒向上做勻速運動時，cd棒剛好能靜止 不動，則下列說法正確的是 （g取10 m/s2）（）A . ab棒運動的速度是 10 m/sB .力F的大小為2 NC.在1 s內(nèi)，力F做的功為5 JD .在1 s內(nèi)，cd棒產(chǎn)生的電熱為 2.5 JB2|2v【解析】對導(dǎo)體棒cd,由 =mg得v = 5 m/s，選項A錯誤

31、；再由F = mg+ F安=2 N知選項B正確；2RBlv 2W= Fs= 10 J,選項 C 錯；Q=（2R）2Rt= 2.5 J,選項 D 正確.【答案】BD9. （2012重慶一中高二檢測）如圖1 5 19所示，兩根光滑的金屬導(dǎo)軌，平行放置在傾角為B的斜面上，導(dǎo)軌的左端接有電阻 R,導(dǎo)軌自身的電阻可忽略不計斜面處在一勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于斜面向上質(zhì)量為m,電阻可以不計的金屬棒ab,在沿著斜面與棒垂直的恒力 F作用下沿導(dǎo)軌勻速上滑，并上升h高度，在這一過程中（）圖 1 5 19專注孩子的未來21A 作用于金屬棒上的各個力的合力所做的功等于零B 作用于金屬棒上的各個力的合力所做的功等于mgh與電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱之和C.恒力F與安培力的合力所做的功等于零D 恒力F與重力的合力所做的功等于電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱【解析】 金屬棒勻速上滑的過程中，對金屬棒受力分析可知，有三個力對棒做功，恒力F做正功，重力做負(fù)功，安培力阻礙相對運動，沿斜面向下，做負(fù)功.勻速運動時，所受合力為零，故合力做功為零,A正確;又克服安培力