法拉第電磁感應(yīng)定律自感渦流綜述

1、教師姓名學(xué)生姓名 填寫(xiě)時(shí)間 學(xué)科 物理年級(jí) 上課時(shí)間 課時(shí)計(jì)劃2h 教學(xué)目標(biāo)教學(xué)內(nèi)容個(gè)性化學(xué)習(xí)問(wèn)題解決教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)教學(xué)過(guò)程第2課時(shí)法拉第電磁感應(yīng)定律自感渦流知 識(shí) 梳 理知識(shí)點(diǎn)一、法拉第電磁感應(yīng)定律1感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(1)概念：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)。(2)產(chǎn)生條件：穿過(guò)回路的磁通量發(fā)生改變，與電路是否閉合無(wú)關(guān)。(3)方向判斷：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向用楞次定律或右手定則判斷。2法拉第電磁感應(yīng)定律(1)內(nèi)容：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小跟穿過(guò)這一電路的磁通量的變化率成正比。(2)公式：En，其中n為線圈匝數(shù)。(3)感應(yīng)電流與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的關(guān)系：遵守閉合電路的歐姆定律，即I。3導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(1)導(dǎo)體

2、垂直切割磁感線時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)可用EBlv求出，式中l(wèi)為導(dǎo)體切割磁感線的有效長(zhǎng)度。(2)導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體棒以端點(diǎn)為軸，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中垂直于磁感線方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EBlBl2(平均速度等于中點(diǎn)位置的線速度l)。知識(shí)點(diǎn)二、自感、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。(2)自感電動(dòng)勢(shì)定義：在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)叫做自感電動(dòng)勢(shì)。表達(dá)式：EL。(3)自感系數(shù)L相關(guān)因素：與線圈的大小、形狀、匝數(shù)以及是否有鐵芯有關(guān)。單位：亨利(H)，1 mH103 H,1 H106 H。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)生感應(yīng)電流，這種電

3、流像水的漩渦所以叫渦流。思維深化判斷正誤，正確的畫(huà)“”，錯(cuò)誤的畫(huà)“×”。(1)線圈中磁通量變化越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大。()(2)線圈中磁通量變化越快，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大。()(3)線圈中的電流越大，自感系數(shù)也越大。()(4)對(duì)于同一線圈，當(dāng)電流變化越快時(shí)，線圈中的自感電動(dòng)勢(shì)越大。()答案(1)×(2)(3)×(4)題 組 自 測(cè)題組一對(duì)法拉第電磁感應(yīng)定律的理解及應(yīng)用1將閉合多匝線圈置于僅隨時(shí)間變化的磁場(chǎng)中，線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直，關(guān)于線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，下列表述正確的是()A感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與線圈的匝數(shù)無(wú)關(guān)B穿過(guò)線圈的磁通量越大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大

4、C穿過(guò)線圈的磁通量變化越快，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大D感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向始終相同解析由法拉第電磁感應(yīng)定律En知，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與線圈匝數(shù)有關(guān)，A錯(cuò)；感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)正比于，與磁通量的大小無(wú)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(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化，即“增反減同”，D錯(cuò)誤。答案C2(2014·江蘇卷，1)如圖1所示，一正方形線圈的匝數(shù)為n，邊長(zhǎng)為a，線圈平面與勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直，且一半處在磁場(chǎng)中。在t時(shí)間內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向不變，大小由B均勻地增大到2B。在此過(guò)程中，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為()圖1A. B. C. D.解析由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，在t時(shí)間

5、內(nèi)線圈中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為Enn，選項(xiàng)B正確。答案B題組二公式EBlv的應(yīng)用3如圖2所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬桿MN在平行金屬導(dǎo)軌上以速度v向右勻速滑動(dòng)，MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E1；若磁感應(yīng)強(qiáng)度增為2B，其他條件不變，MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變?yōu)镋2。則通過(guò)電阻R的電流方向及E1與E2之比E1E2分別為()圖2Aca,21 Bac,21Cac,12 Dca,12解析用右手定則判斷出兩次金屬棒MN中的電流方向?yàn)镹M，所以電阻R中的電流方向ac。由電動(dòng)勢(shì)公式EBlv可知：，故選項(xiàng)C正確。答案C4有一個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)邊界是EF，在EF右側(cè)無(wú)磁場(chǎng)，左側(cè)是勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，如圖

6、3甲所示。現(xiàn)有一個(gè)閉合的金屬線框以恒定速度從EF右側(cè)水平進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域。線框中的電流隨時(shí)間變化的it圖象如圖乙所示，則可能的線框是下列四個(gè)選項(xiàng)中的()圖3解析由圖乙可知，電流先是均勻增加，后均勻減小，又il，所以金屬線框切割磁感線的有效長(zhǎng)度應(yīng)先是均勻增加，后均勻減小，A項(xiàng)符合；B項(xiàng)線框中間部分進(jìn)入磁場(chǎng)后切割磁感線的有效長(zhǎng)度不變；C項(xiàng)切割磁感線的有效長(zhǎng)度不變，D項(xiàng)切割磁感線的有效長(zhǎng)度不是均勻地增加和減小。答案A題組三自感現(xiàn)象、渦流5某同學(xué)為了驗(yàn)證斷電自感現(xiàn)象，自己找來(lái)帶鐵芯的線圈L、小燈泡A、開(kāi)關(guān)S和電池組E，用導(dǎo)線將它們連接成如圖4所示的電路。檢查電路后，閉合開(kāi)關(guān)S，小燈泡發(fā)光；再斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S

7、，小燈泡僅有不顯著的延時(shí)熄滅現(xiàn)象。雖經(jīng)多次重復(fù)，仍未見(jiàn)老師演示時(shí)出現(xiàn)的小燈泡閃亮現(xiàn)象，他冥思苦想找不出原因。你認(rèn)為最有可能造成小燈泡未閃亮的原因是()圖4A電源的內(nèi)阻較大 B小燈泡電阻偏大C線圈電阻偏大 D線圈的自感系數(shù)較大解析由自感規(guī)律可知在開(kāi)關(guān)斷開(kāi)的瞬間造成燈泡閃亮以及延時(shí)的原因是在線圈中產(chǎn)生了與原電流同向的自感電流且大于穩(wěn)定時(shí)通過(guò)燈泡的原電流。由題圖可知燈泡和線圈構(gòu)成閉合的自感回路，與電源無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤；造成不閃亮的原因是自感電流不大于穩(wěn)定時(shí)通過(guò)燈泡的原電流，當(dāng)線圈電阻小于燈泡電阻時(shí)才會(huì)出現(xiàn)閃亮現(xiàn)象，故B錯(cuò)誤，C正確；自感系數(shù)越大，阻礙作用越強(qiáng)延遲現(xiàn)象越明顯，故D錯(cuò)誤。答案C6(多選)(

8、2014·江蘇卷，7)如圖5所示，在線圈上端放置一盛有冷水的金屬杯，現(xiàn)接通交流電源，過(guò)了幾分鐘，杯內(nèi)的水沸騰起來(lái)。若要縮短上述加熱時(shí)間，下列措施可行的有()圖5A增加線圈的匝數(shù) B提高交流電源的頻率C將金屬杯換為瓷杯 D取走線圈中的鐵芯解析當(dāng)電磁鐵接通交流電源時(shí)，金屬杯處在變化的磁場(chǎng)中產(chǎn)生渦電流發(fā)熱，使水溫升高。要縮短加熱時(shí)間，需增大渦電流，即增大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或減小電阻。增加線圈匝數(shù)、提高交變電流的頻率都是為了增大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。瓷杯不能產(chǎn)生渦電流，取走鐵芯會(huì)導(dǎo)致磁性減弱。所以選項(xiàng)A、B正確，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。答案AB考點(diǎn)一法拉第電磁感應(yīng)定律En的應(yīng)用1磁通量變化通常有兩種方式(1)磁感應(yīng)強(qiáng)

9、度B不變，垂直于磁場(chǎng)的回路面積發(fā)生變化，此時(shí)EnB。(2)垂直于磁場(chǎng)的回路面積不變，磁感應(yīng)強(qiáng)度發(fā)生變化，此時(shí)EnS，其中是Bt圖象的斜率。2決定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E大小的因素E的大小由和線圈的匝數(shù)共同決定?！纠?】(多選)(2014·四川卷，6)如圖6所示，不計(jì)電阻的光滑U形金屬框水平放置，光滑、豎直玻璃擋板H、P固定在框上，H、P的間距很小。質(zhì)量為0.2 kg的細(xì)金屬桿CD恰好無(wú)擠壓地放在兩擋板之間，與金屬框接觸良好并圍成邊長(zhǎng)為1 m的正方形，其有效電阻為0.1 。此時(shí)在整個(gè)空間加方向與水平面成30°角且與金屬桿垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律是B(0.40.2t)T，圖

10、示磁場(chǎng)方向?yàn)檎较??？?、擋板和桿不計(jì)形變。則()圖6At1 s時(shí)，金屬桿中感應(yīng)電流方向從C到DBt3 s時(shí)，金屬桿中感應(yīng)電流方向從D到CCt1 s時(shí)，金屬桿對(duì)擋板P的壓力大小為0.1 NDt3 s時(shí)，金屬桿對(duì)擋板H的壓力大小為0.2 N解析根據(jù)楞次定律可判斷感應(yīng)電流的方向總是從C到D，故A正確，B錯(cuò)誤；由法拉第電磁感應(yīng)定律可知：Esin 30°0.2×12× V0.1 V，故感應(yīng)電流為I1 A，金屬桿受到的安培力FABIL，t1 s時(shí)，F(xiàn)A0.2×1×1 N0.2 N，方向如圖甲，此時(shí)金屬桿受力分析如圖甲，由平衡條件可知F1FA·co

11、s 60°0.1 N，F(xiàn)1為擋板P對(duì)金屬桿施加的力。t3 s時(shí)，磁場(chǎng)反向，此時(shí)金屬桿受力分析如圖乙，此時(shí)擋板H對(duì)金屬桿施加的力向右，大小F3BILcos 60°0.2×1×1× N0.1 N。故C正確，D錯(cuò)誤。答案AC應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律解題的一般步驟(1)分析穿過(guò)閉合電路的磁場(chǎng)方向及磁通量的變化情況；(2)利用楞次定律確定感應(yīng)電流的方向；(3)靈活選擇法拉第電磁感應(yīng)定律的不同表達(dá)形式列方程求解?！咀兪接?xùn)練】1如圖7甲所示，電路的左側(cè)是一個(gè)電容為C的電容器，電路的右側(cè)是一個(gè)環(huán)形導(dǎo)體，環(huán)形導(dǎo)體所圍的面積為S。在環(huán)形導(dǎo)體中有一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁

12、場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示。則在0t0時(shí)間內(nèi)電容器()圖7A上極板帶正電，所帶電荷量為B上極板帶正電，所帶電荷量為C上極板帶負(fù)電，所帶電荷量為D上極板帶負(fù)電，所帶電荷量為解析在0t0時(shí)間內(nèi)回路中磁通量增加，由楞次定律知，回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?，電容器上極板帶正電。由法拉第電磁感應(yīng)定律知，在0t0時(shí)間內(nèi)回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E，電容器兩極板之間電壓UE，電容器所帶電荷量為qCU，選項(xiàng)A正確。答案A考點(diǎn)二導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算1公式EBlv的使用條件(1)勻強(qiáng)磁場(chǎng)。(2)B、l、v三者相互垂直。2EBlv的“四性”(1)正交性：本公式是在一定條件下得出

13、的，除磁場(chǎng)為勻強(qiáng)磁場(chǎng)外，還需B、l、v三者互相垂直。(2)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(shì)。(3)有效性：公式中的L為導(dǎo)體切割磁感線的有效長(zhǎng)度。如圖8中，棒的有效長(zhǎng)度為ab間的距離。圖8(4)相對(duì)性：EBlv中的速度v是導(dǎo)體相對(duì)磁場(chǎng)的速度，若磁場(chǎng)也在運(yùn)動(dòng)，應(yīng)注意速度間的相對(duì)關(guān)系?！纠?】(多選)如圖9所示，在一磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.5 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，垂直于磁場(chǎng)方向水平放著兩根相距為h0.1 m的平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)，在兩根導(dǎo)軌的端點(diǎn)N、Q之間連接一阻值R0.3 的電阻，導(dǎo)軌上跨放著一根長(zhǎng)為L(zhǎng)0.2 m，每米阻值r2.0 的金屬棒ab，金屬棒與導(dǎo)軌正交放置，交點(diǎn)

14、為c、d，當(dāng)金屬棒在水平拉力作用于以速度v4.0 m/s向左做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，則下列說(shuō)法正確的是()圖9A金屬棒a、b兩端點(diǎn)間的電勢(shì)差為0.2 VB水平拉金屬棒的力的大小為0.02 NC金屬棒a、b兩端點(diǎn)間的電勢(shì)差為0.32 VD回路中的發(fā)熱功率為0.06 W解析當(dāng)金屬棒ab在水平拉力作用下向左做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，切割磁感線的有效長(zhǎng)度為cd部分，cd部分產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EBhv0.5×0.1×4.0 V0.2 V，由閉合電路歐姆定律，可得回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流為I A0.4 A，金屬棒ab受到的安培力F安BIh0.5×0.4×0.1 N0.02 N，要使金屬棒勻速運(yùn)

15、動(dòng)，應(yīng)有FF安0.02 N，B正確；該回路為純電阻電路，回路中的熱功率為P熱I2(Rhr)0.08 W，D錯(cuò)誤；金屬棒ab兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于Uac、Ucd與Udb三者之和，由于UcdEIrcd，所以UabEabIrcdBLvIhr0.32 V，A錯(cuò)誤，C正確。答案BC【變式訓(xùn)練】2(多選)(2014·山東卷，16)如圖10，一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(zhǎng)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。在向右勻速通過(guò)M、N兩區(qū)的過(guò)程中，導(dǎo)體棒所受安培力分別用FM、FN表示。不計(jì)軌道電阻。以下敘述正確的是()圖10AFM向右 BFN向左CFM逐漸

16、增大 DFN逐漸減小解析由安培定則可知，通電直導(dǎo)線在M、N區(qū)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向分別為垂直紙面向外、垂直紙面向里，導(dǎo)體棒向右通過(guò)M區(qū)時(shí)，由右手定則可知產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向向下，由左手定則可知，F(xiàn)M向左，同理可以判斷，F(xiàn)N向左，越靠近通電直導(dǎo)線磁場(chǎng)越強(qiáng)，導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)，由EBLv、I、FBIL可知，F(xiàn)M逐漸增大，F(xiàn)N逐漸減小，正確選項(xiàng)為B、C、D。答案BCD考點(diǎn)三通電自感和斷電自感1自感現(xiàn)象的四大特點(diǎn)(1)自感電動(dòng)勢(shì)總是阻礙導(dǎo)體中原電流的變化。(2)通過(guò)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(shì)只是延緩了過(guò)程的

17、進(jìn)行，但它不能使過(guò)程停止，更不能使過(guò)程反向。2自感中“閃亮”與“不閃亮”問(wèn)題與線圈串聯(lián)的燈泡與線圈并聯(lián)的燈泡電路圖通電時(shí)電流逐漸增大，燈泡逐漸變亮電流突然增大，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I1、I2：若I2I1，燈泡逐漸變暗；若I2>I1，燈泡閃亮后逐漸變暗。兩種情況燈泡中電流方向均改變【例3】(多選)如圖11甲、乙所示的電路中，電阻R和自感線圈L的電阻值都很小，且小于燈泡A的電阻，接通S，使電路達(dá)到穩(wěn)定，燈泡A發(fā)光，則()圖11A在電路甲中，斷開(kāi)S后，A將逐漸變暗B在電路甲中，斷開(kāi)S后，A將先變得更亮，然后才逐漸變暗C在電路乙中，斷

18、開(kāi)S后，A將逐漸變暗D在電路乙中，斷開(kāi)S后，A將先變得更亮，然后才逐漸變暗解析題圖甲所示電路中，燈A和線圈L串聯(lián)，電流相同，斷開(kāi)S時(shí)，線圈上產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，阻礙原電流的減小，通過(guò)R、A形成回路，燈A逐漸變暗。題圖乙所示電路中，電阻R和燈A串聯(lián)，燈A的電阻大于線圈L的電阻，電流則小于線圈L中的電流，斷開(kāi)S時(shí)，電源不給燈供電，而線圈L產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的減小，通過(guò)R、A形成回路，燈A中電流比原來(lái)大，變得更亮，然后逐漸變暗。答案AD【變式訓(xùn)練】3如圖12所示的電路，開(kāi)關(guān)原先閉合，電路處于穩(wěn)定狀態(tài)，在某一時(shí)刻突然斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，則通過(guò)電阻R1中的電流I1隨時(shí)間變化的圖線可能是下圖中的()圖12解析開(kāi)關(guān)

19、S原來(lái)閉合時(shí)，電路處于穩(wěn)定狀態(tài)，流過(guò)R1的電流方向向左，大小為I1。與R1并聯(lián)的R2和線圈L支路，電流I2的方向也是向左。當(dāng)某一時(shí)刻開(kāi)關(guān)S突然斷開(kāi)時(shí)，L中向左的電流要減小，由于自感現(xiàn)象，線圈L產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，在回路“LR1AR2”中形成感應(yīng)電流，電流通過(guò)R1的方向與原來(lái)相反，變?yōu)橄蛴?，并從I2開(kāi)始逐漸減小到零，故D圖正確。答案D1(多選)如圖13所示，閉合金屬導(dǎo)線框放置在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小隨時(shí)間變化而變化。下列說(shuō)法中正確的是()圖13A當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度增大時(shí)，線框中的感應(yīng)電流可能減小B當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度增大時(shí)，線框中的感應(yīng)電流一定增大C當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度減小時(shí)，線框中的感應(yīng)電流一定增

20、大D當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度減小時(shí)，線框中的感應(yīng)電流可能不變解析線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為ES，設(shè)線框的電阻為R，則線框中的電流I·，因?yàn)锽增大或減小時(shí)，可能減小，可能增大，也可能不變。線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小只和磁通量的變化率有關(guān)，和磁通量的變化量無(wú)關(guān)。故選項(xiàng)A、D正確。答案AD2如圖14所示，半徑為r的金屬圓盤(pán)在垂直于盤(pán)面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中，繞O軸以角速度沿逆時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)，則通過(guò)電阻R的電流的方向和大小是(金屬圓盤(pán)的電阻不計(jì))()圖14A由c到d，I B由d到c，IC由c到d，I D由d到c，I解析由右手定則判定通過(guò)電阻R的電流的方向是由d到c；而金屬圓盤(pán)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EBr2，所以通過(guò)電阻R的

21、電流大小是I。選項(xiàng)D正確。答案D3(2014·湖南雅禮中學(xué)模擬)一個(gè)邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形導(dǎo)線框在傾角為的光滑斜面上由靜止開(kāi)始沿斜面下滑，隨后進(jìn)入虛線下方垂直于斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。如圖15所示，斜面以及虛線下方的磁場(chǎng)往下方延伸到足夠遠(yuǎn)。下列說(shuō)法正確的是()圖15A在線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中，b點(diǎn)的電勢(shì)比a點(diǎn)高B線框在進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中，一定做減速運(yùn)動(dòng)C線框中產(chǎn)生的焦耳熱小于線框減少的機(jī)械能D線框從不同高度下滑時(shí)，進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中通過(guò)線框?qū)Ь€橫截面的電荷量相等解析線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程ab邊相當(dāng)于電源，由右手定則知a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中可以減速、加速或勻速，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；

22、由能量守恒知線框中產(chǎn)生的焦耳熱等于線框減少的機(jī)械能，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；通過(guò)導(dǎo)線橫截面的電荷量q·t·t與下落高度無(wú)關(guān)，選項(xiàng)D正確。答案D4(2014·肇慶市高三第一次模擬考試)如圖16所示，水平放置的平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ之間接有定值電阻R，導(dǎo)體棒ab長(zhǎng)為l且與導(dǎo)軌接觸良好，整個(gè)裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，現(xiàn)使導(dǎo)體棒ab向右勻速運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是()圖16A導(dǎo)體棒ab兩端的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越來(lái)越小B導(dǎo)體棒ab中的感應(yīng)電流方向是abC導(dǎo)體棒ab所受安培力方向水平向右D導(dǎo)體棒ab所受合力做功為零解析由于導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度及長(zhǎng)度不變，由EBLv可知，運(yùn)動(dòng)中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不

23、變；由楞次定律可知，導(dǎo)體棒中的電流方向由b指向a；由左手定則可知，導(dǎo)體棒所受安培力方向水平向左；由于勻速運(yùn)動(dòng)，棒的動(dòng)能不變，由動(dòng)能定理可知，合力做的功等于零。選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤，D正確。答案D基本技能練1(多選)(2014·廣東揭陽(yáng)一模)將一條形磁鐵從相同位置插入到閉合線圈中的同一位置，第一次緩慢插入，第二次快速插入，兩次插入過(guò)程中不發(fā)生變化的物理量是()A磁通量的變化量B磁通量的變化率C感應(yīng)電流的大小D流過(guò)導(dǎo)體某橫截面的電荷量解析將一條形磁鐵從相同位置插入到閉合線圈中的同一位置，第一次緩慢插入線圈時(shí)，磁通量增加慢，第二次迅速插入線圈時(shí)，磁通量增加快，但磁通量變化量相同，A正確；根據(jù)

24、法拉第電磁感應(yīng)定律第二次線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大，則磁通量變化率也大，B錯(cuò)誤；根據(jù)歐姆定律可知第二次感應(yīng)電流大，即I2>I1，C錯(cuò)誤；流過(guò)導(dǎo)體某橫截面的電荷量qttt，由于磁通量變化量相同，電阻不變，所以通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量不變，D正確。答案AD2(多選)如圖1所示，水平放置的U形框架上接一個(gè)阻值為R0的電阻，放在垂直紙面向里的、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一個(gè)半徑為L(zhǎng)、質(zhì)量為m的半圓形硬導(dǎo)體AC在水平向右的恒定拉力F作用下，由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)距離d后速度達(dá)到v，半圓形硬導(dǎo)體AC的電阻為r，其余電阻不計(jì)。下列說(shuō)法正確的是()圖1A此時(shí)AC兩端電壓為UAC2BLvB此時(shí)AC兩端電壓為UA

25、CC此過(guò)程中電路產(chǎn)生的電熱為QFdmv2D此過(guò)程中通過(guò)電阻R0的電荷量為q解析AC的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E2BLv，兩端電壓為UAC，A錯(cuò)、B對(duì)；由功能關(guān)系得Fdmv2QQ摩，C錯(cuò)；此過(guò)程中平均感應(yīng)電流為，通過(guò)電阻R0的電荷量為qt，D對(duì)。答案BD3(多選)如圖2所示，先后以速度v1和v2勻速把一矩形線圈拉出有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，v12v2，在先后兩種情況下()圖2A線圈中的感應(yīng)電流之比I1I221B線圈中的感應(yīng)電流之比I1I212C線圈中產(chǎn)生的焦耳熱之比Q1Q241D通過(guò)線圈某截面的電荷量之比q1q211解析由于v12v2，根據(jù)EBLv得感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比，感應(yīng)電流I，則感應(yīng)電流之比為，A正確，B錯(cuò)誤；線圈

26、出磁場(chǎng)所用的時(shí)間t，則時(shí)間比為，根據(jù)QI2Rt可知熱量之比為，C錯(cuò)誤；根據(jù)qttt得，D正確。答案AD4(多選) (2014·山東菏澤一模)如圖3所示，足夠長(zhǎng)的平行光滑導(dǎo)軌固定在水平面上，導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)1 m，其右端連接有定值電阻R2 ，整個(gè)裝置處于垂直導(dǎo)軌平面磁感應(yīng)強(qiáng)度B1 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。一質(zhì)量m2 kg的金屬棒在恒定的水平拉力F10 N的作用下，在導(dǎo)軌上由靜止開(kāi)始向左運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中金屬棒始終與導(dǎo)軌垂直。導(dǎo)軌及金屬棒的電阻不計(jì)，下列說(shuō)法正確的是()圖3A產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向在金屬棒中由a指向bB金屬棒向左做先加速后減速運(yùn)動(dòng)直到靜止C金屬棒的最大加速度為5 m/s2D水平拉力的最大功率為

27、200 W解析金屬棒向左運(yùn)動(dòng)切割磁感線，根據(jù)右手定則判斷得知產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向由ab，A正確；金屬棒所受的安培力先小于拉力，棒做加速運(yùn)動(dòng)，后等于拉力做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度達(dá)到最大，B錯(cuò)誤；根據(jù)牛頓第二定律得：Fma，可知棒的速度v增大，加速度a減小，所以棒剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度最大，最大加速度amax m/s25 m/s2，C正確；當(dāng)棒的加速度a0時(shí)速度最大，設(shè)最大速度為vmax，則有F，所以vmax m/s20 m/s，所以水平拉力的最大功率PmaxFvmax10×20 W200 W，D正確。答案ACD5(2014·湖北部分重點(diǎn)中學(xué)檢測(cè))如圖4所示，線圈匝數(shù)為n，橫截面積為S，

28、線圈總電阻為r，處于一個(gè)均勻增強(qiáng)的磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化率為k，磁場(chǎng)方向水平向右且與線圈平面垂直，電容器的電容為C，兩個(gè)電阻的阻值分別為r和2r。下列說(shuō)法正確的是()圖4A電容器所帶電荷量為B電容器所帶電荷量為C電容器下極板帶正電D電容器上極板帶正電解析閉合線圈與阻值為r的電阻形成閉合回路，線圈相當(dāng)于電源，電容器兩極板間的電壓等于路端電壓；線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為EnSnSk，路端電壓U，電容器所帶電荷量為QCU，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流從線圈的右端流到左端，線圈的左端電勢(shì)高，電容器上極板帶正電，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。答案D6(2014·安徽十校聯(lián)考)如圖5所示，將

29、一根絕緣硬金屬導(dǎo)線彎曲成一個(gè)完整的正弦曲線形狀，它通過(guò)兩個(gè)小金屬環(huán)a、b與長(zhǎng)直金屬桿導(dǎo)通，圖中a、b間距離為L(zhǎng)，導(dǎo)線組成的正弦圖形頂部或底部到桿的距離都是d。右邊虛線范圍內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于彎曲導(dǎo)線所在平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)區(qū)域的寬度為，現(xiàn)在外力作用下導(dǎo)線沿桿以恒定的速度v向右運(yùn)動(dòng)，t0時(shí)刻a環(huán)剛從O點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域，則下列說(shuō)法正確的是()圖5A在t時(shí)刻，回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為BdvB在t時(shí)刻，回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為2BdvC在t時(shí)刻，回路中的感應(yīng)電流第一次改變方向D在t時(shí)刻，回路中的感應(yīng)電流第一次改變方向解析t時(shí)刻，回路中切割磁感線的有效長(zhǎng)度為0，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；t時(shí)刻，

30、回路中切割磁感線的有效長(zhǎng)度為d，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為Bdv，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；t時(shí)刻，回路中感應(yīng)電流第一次開(kāi)始改變方向，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。答案D7(多選)如圖6所示，豎直平面內(nèi)有一足夠長(zhǎng)的寬度為L(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌，質(zhì)量為m的金屬導(dǎo)體棒ab可在導(dǎo)軌上無(wú)摩擦地上下滑動(dòng)，且導(dǎo)體棒ab與金屬導(dǎo)軌接觸良好，ab電阻為R，其他電阻不計(jì)。導(dǎo)體棒ab由靜止開(kāi)始下落，過(guò)一段時(shí)間后閉合開(kāi)關(guān)S，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體棒ab仍然做變速運(yùn)動(dòng)，則在以后導(dǎo)體棒ab的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，下列說(shuō)法中正確的是()圖6A導(dǎo)體棒ab做變速運(yùn)動(dòng)期間加速度一定減小B單位時(shí)間內(nèi)克服安培力做的功全部轉(zhuǎn)化為電能，電能又轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C導(dǎo)體棒減少的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為閉合電路中的電能和電熱之和，

31、符合能的轉(zhuǎn)化和守恒定律D導(dǎo)體棒ab最后做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度大小為v解析導(dǎo)體棒由靜止下落，在豎直向下的重力作用下做加速運(yùn)動(dòng)。開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，由右手定則判定，導(dǎo)體中產(chǎn)生的電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?，再由左手定則，可判定導(dǎo)體棒受到的安培力方向向上，F(xiàn)BILBL，導(dǎo)體棒受到的重力和安培力的合力變小，加速度變小，物體做加速度越來(lái)越小的運(yùn)動(dòng)，A正確；最后合力為零，加速度為零，做勻速運(yùn)動(dòng)，由Fmg0得，BLmg，v，D正確；導(dǎo)體棒克服安培力做功，減少的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，由于電流的熱效應(yīng)，電能又轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，B正確。答案ABD能力提高練8(多選)如圖7所示，在水平面內(nèi)的直角坐標(biāo)系xOy中有一光滑金屬圓形導(dǎo)軌BOC，直導(dǎo)軌O

32、B部分與x軸重合，圓弧半徑為L(zhǎng)，整個(gè)圓形內(nèi)部區(qū)域分布著豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B?，F(xiàn)有一長(zhǎng)為L(zhǎng)的金屬棒，從圖示位置開(kāi)始平行于半徑OC向右沿x軸正方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，已知金屬棒單位長(zhǎng)度的電阻為R0，除金屬棒的電阻外其余電阻均不計(jì)，棒與兩導(dǎo)軌始終接觸良好，在金屬棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，它與導(dǎo)軌組成閉合回路，棒的位置由圖中確定，則()圖7A0時(shí)，棒產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為BLvB回路中電流逐漸減小C時(shí)，棒受的安培力大小為D回路中消耗的電功率逐漸增大解析0時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E1BLv，故A正確；金屬棒向右運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為EByv，回路中的電阻RyR0，故回路中的電流I，大小為一定值，故B錯(cuò)誤；時(shí)，安培力FBIy，故C

33、正確；再由PI2RI2R0Lcos 可知，P隨x增大而減小，D錯(cuò)誤。答案AC92014·蘇、錫、常、鎮(zhèn)四市高三教學(xué)情況調(diào)研(二)在半徑為r、電阻為R的圓形導(dǎo)線框內(nèi)，以直徑為界，左、右兩側(cè)分別存在著方向如圖8甲所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。以垂直紙面向外的磁場(chǎng)為正，兩部分磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化規(guī)律分別如圖乙所示。則0t0時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)線框中()圖8A沒(méi)有感應(yīng)電流B感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針C感應(yīng)電流大小為D感應(yīng)電流大小為解析對(duì)左半側(cè)磁場(chǎng)，穿過(guò)導(dǎo)線框的磁通量垂直紙面向外均勻增大，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，導(dǎo)線框中由此產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E1×，根據(jù)楞次定律可知導(dǎo)線框左半側(cè)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方

34、向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较颉?duì)右半側(cè)磁場(chǎng)，穿過(guò)導(dǎo)線框的磁通量垂直紙面向里均勻減小，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，導(dǎo)線框中由此產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E2×，根據(jù)楞次定律可知導(dǎo)線框右半側(cè)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?，?duì)整個(gè)導(dǎo)線框而言，其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為EE1E2，感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?，故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；根據(jù)閉合電路歐姆定律可知感應(yīng)電流的大小為I，故選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案C10(多選)(2014·武漢市調(diào)研考試)如圖9所示，兩根相距l(xiāng)0.4 m、電阻不計(jì)的光滑金屬導(dǎo)軌在同一水平面內(nèi)平行放置，兩導(dǎo)軌左端與阻值R0.15 的電阻相連。導(dǎo)軌x>0的一側(cè)存在沿x方向均勻增大的穩(wěn)恒磁場(chǎng)，其方向與導(dǎo)軌平面垂直(豎直向下)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.50.5x(T)。一根質(zhì)量m0.1 kg、電阻r0.05 的金屬棒置于導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直。棒在水平外力作用下從x0處沿導(dǎo)軌向右做直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中回路電流恒為2 A。以下判斷正確的是()圖9A金屬棒在x3 m處的速度為0.5 m/sB金屬棒在x3 m處的速度為0.75 m/sC金屬棒從x0運(yùn)動(dòng)到x3 m過(guò)程中克服安培力做的功為1.6 JD金屬棒從x0運(yùn)動(dòng)到x3