物理電磁感應(yīng)試題

1、 第十二章 電磁感應(yīng)磁通量 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 楞次定律法拉第電磁感應(yīng)定律自感現(xiàn)象 日光燈電磁感應(yīng)的綜合應(yīng)用點(diǎn)擊高考電磁感應(yīng)綜合測試卷知識脈絡(luò)電磁感應(yīng)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件 閉合電路的部分導(dǎo)體做切割磁感線的運(yùn)動穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化右手定則楞次定律感應(yīng)電流的方向感應(yīng)電動勢的大小自感現(xiàn)象.日光燈單根切割：E=BLvsin法拉第電磁感應(yīng)定律：E=n/t產(chǎn)生條件：導(dǎo)體本身的電流變化應(yīng)用：日光燈的工作原理考綱要求2006考綱電磁感應(yīng)考點(diǎn)內(nèi)容說明78、電磁感應(yīng)現(xiàn)象，磁通量，法拉第電磁感應(yīng)定律，楞次定律。79、導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢.右手定則。80自感現(xiàn)象81、日光燈1、切割磁感線時感應(yīng)電動勢的計算，只

2、限于L垂直于B、V的情況2、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象里，不要求判斷內(nèi)電路中各點(diǎn)電勢的高低)高考分類統(tǒng)計分析200020012002理綜2003理綜2004理綜2005理綜2005理綜選擇題4666填空題5實(shí)驗題計算題1318總分517601866高考考點(diǎn)分析1、本章知識點(diǎn)雖然不多，但是牽涉知識面廣，是高考的熱點(diǎn)內(nèi)容。題目以中檔題和綜合題為主。2、本章選擇題的重點(diǎn)是楞次定律和自感現(xiàn)象，另外磁通量、磁通量的變化量、磁通量的變化率等概念也是?？贾R點(diǎn)。3、電磁感應(yīng)的圖像問題及動態(tài)問題的分析也是近年的熱點(diǎn)。4、本章綜合題比較喜歡考：應(yīng)用牛頓第二定律解決導(dǎo)體切割磁感線的動力學(xué)問題，應(yīng)用動量定理、動量守恒定律解答導(dǎo)

3、體切割磁感線的運(yùn)動問題，應(yīng)用能的轉(zhuǎn)化和守恒定律解決電磁感應(yīng)問題。(返回)磁通量 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 楞次定律知識要點(diǎn)概覽一、磁通量1磁通量：穿過某一面積的磁感線的條數(shù)叫做穿過這個面積的磁通量 ，簡稱磁通，符號是。2磁通量的計算：BS由于穿過垂直于磁感強(qiáng)度方向的單位面積的磁感線的條數(shù)等于磁感強(qiáng)度B，所以在勻強(qiáng)磁場中垂直于磁感強(qiáng)度平面的面積為S的磁通量可用上式計算。若磁感強(qiáng)度的方向與平面不垂直，其夾角為，則 Bssin3磁通量的單位：在國際單位制中磁通量的單位是韋伯，簡稱韋，符號是Wb (1Wb1T1m2)二、電磁感應(yīng)現(xiàn)象1.電磁感應(yīng)現(xiàn)象:不論用什么方法，只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就有

4、電流產(chǎn)生，這種利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)，電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的電流叫感應(yīng)電流.2.感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件:穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化.3.感應(yīng)電動勢產(chǎn)生的條件:穿過電路的磁通量發(fā)生變化.這里不要求閉合.無論電路閉合與否，只要磁通量變化了，就一定有感應(yīng)電動勢產(chǎn)生.這好比一個電源：不論外電路是否閉合，電動勢總是存在的.但只有當(dāng)外電路閉合時，電路中才會有電流.產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源.電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，如果回路閉合，則有感應(yīng)電流；回路不閉合，則只產(chǎn)生感應(yīng)電動勢而不產(chǎn)生感應(yīng)電流.4.關(guān)于磁通量變化在勻強(qiáng)磁場中，磁通量=BSsin（是B與S的夾角），磁通量的變化=2-1有多

5、種形式，主要有：S、不變，B改變，這時=BSsinB、不變，S改變，這時=SBsinB、S不變，改變，這時=BS(sin2-sin1)當(dāng)B、S、中有兩個或三個一起變化時，就要分別計算1、2，再求2-1了.abcacbMNS在非勻強(qiáng)磁場中，磁通量變化比較復(fù)雜.有幾種情況需要特別注意：如圖所示，矩形線圈沿a b c在條形磁鐵附近移動，試判斷穿過線圈的磁通量如何變化？如果線圈M沿條形磁鐵軸線向右移動，穿過該線圈的磁通量如何變化？abc（穿過上邊線圈的磁通量由方向向上減小到零，再變?yōu)榉较蛳蛳略龃?；右邊線圈的磁通量由方向向下減小到零，再變?yōu)榉较蛳蛏显龃螅┤鐖D所示，環(huán)形導(dǎo)線a中有順時針方向的電流，a環(huán)外有

6、兩個同心導(dǎo)線圈b、c，與環(huán)形導(dǎo)線a在同一平面內(nèi)。當(dāng)a中的電流增大時，穿過線圈b、c的磁通量各如何變化？在相同時間內(nèi)哪一個變化更大？bca（b、c線圈所圍面積內(nèi)的磁通量有向里的也有向外的，但向里的更多，所以總磁通量向里，a中的電流增大時，總磁通量也向里增大.由于穿過b線圈向外的磁通量比穿過c線圈的少，所以穿過b線圈的磁通量更大，變化也更大.）如圖所示，虛線圓a內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，虛線圓a外是無磁場空間.環(huán)外有兩個同心導(dǎo)線圈b、c，與虛線圓a在同一平面內(nèi).當(dāng)虛線圓a中的磁通量增大時，穿過線圈b、c的磁通量各如何變化？在相同時間內(nèi)哪一個變化更大？（與的情況不同，b、c線圈所圍面積內(nèi)都只有向

7、里的磁通量，且大小相同.因此穿過它們的磁通量和磁通量變化都始終是相同的.）三、楞次定律1.內(nèi)容:感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化.楞次定律的另一種表達(dá):感應(yīng)電流的效果總是要反抗產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因.這里的效果可以是感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場，也可以是因感應(yīng)電流的出現(xiàn)而引起的機(jī)械作用.若問題不涉及感應(yīng)電流的方向，用這種表述判定比較方便.2.對楞次定律的理解楞次定律揭示了判定感應(yīng)電流方向的規(guī)律，即“感應(yīng)電流的磁場總是要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化?！薄白璧K”兩字是該定律的核心，只有深刻理解“阻礙”的含義，才能正確掌握定律的實(shí)質(zhì)。阻礙不是“阻止”，因磁通量的變化是引

8、起感應(yīng)電流的必要條件，若這種變化被阻止，也就不可能繼續(xù)產(chǎn)生感應(yīng)電流了。其實(shí)質(zhì)是感應(yīng)電流的磁場阻礙了原磁通量的變化速率。阻礙不是“相反”，如果將阻礙理解成感應(yīng)電流的磁場總是與原磁場方向相反，則楞次定律就違背了電磁感應(yīng)現(xiàn)象也必須符合能量守恒定律這個自然界的基本法則。正確的是當(dāng)原磁通量增加時，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場的方向相反；當(dāng)原磁通量減弱時，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場的方向相同，可歸納為“增反減同”。楞次定律與右手定則的應(yīng)用對象不同，楞次定律的研究對象是整個回路，而右手定則卻是一段做切割磁感線運(yùn)動的導(dǎo)線。但二者是統(tǒng)一的。解題時應(yīng)根據(jù)研究對象的不同靈活選擇。從能量角度理解，能量守恒是自然界的普遍

9、規(guī)律，能量的轉(zhuǎn)化是通過做功來量度的，這一點(diǎn)正是楞次定律的根據(jù)所在，實(shí)際上楞次定律是能量轉(zhuǎn)化和能量守恒定律在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的具體體現(xiàn)。從力的角度理解，由能量觀點(diǎn)可以推論出產(chǎn)生磁場的物體與閉合線圈之間的相互作用力可概括為四個字“來拒去留”。3.右手定則:對一部分導(dǎo)線在磁場中切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流的情況，右手定則和楞次定律的結(jié)論是完全一致的這時，用右手定則更方便一些.4.用楞次定律判斷感應(yīng)電流的步驟楞次定律的應(yīng)用應(yīng)該嚴(yán)格按以下四步進(jìn)行：確定原磁場方向；判定原磁場如何變化（增大還是減小）；確定感應(yīng)電流的磁場方向（增反減同）；根據(jù)安培定則判定感應(yīng)電流的方向.例題精析例1.如圖所示，有兩個同心導(dǎo)體圓環(huán)。內(nèi)

10、環(huán)中通有順時針方向的電流，外環(huán)中原來無電流。當(dāng)內(nèi)環(huán)中電流逐漸增大時，外環(huán)中有無感應(yīng)電流？方向如何？解: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)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(yīng)電流磁場的方向為向外，由安培定則，外環(huán)中感應(yīng)電流方向為逆時針.NSv0M例2.如圖所示，閉合導(dǎo)體環(huán)固定。條形磁鐵S極向下以初速度v0沿過導(dǎo)體環(huán)圓心的豎直線下落過程，導(dǎo)體環(huán)中的感應(yīng)電流方向如何？解:從“阻礙磁通量變化”來看，當(dāng)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

11、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(yīng)電流磁場方向先下后上，感應(yīng)電流先順時針后逆時針.a db cO1O2從“阻礙相對運(yùn)動”來看，線圈對應(yīng)該是先排斥（靠近階段）后吸引（遠(yuǎn)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(yīng)電流方向應(yīng)該是先順時針后逆時針的，與前一種方法的結(jié)論相同.例3.如圖所示，O1O2是矩形導(dǎo)線框abcd的對稱軸，其左方有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場.以下哪些情況下abcd中有感應(yīng)電流產(chǎn)生？方向如何？A.將abcd 向紙外平移 B.將ab

12、cd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60c a d bL2 L1解:A、C兩種情況下穿過abcd的磁通量沒有發(fā)生變化，無感應(yīng)電流產(chǎn)生.B、D兩種情況下原磁通向外，減少，感應(yīng)電流磁場向外，感應(yīng)電流方向為abcd.例4.如圖所示裝置中，cd桿原來靜止.當(dāng)ab 桿做如下那些運(yùn)動時，cd桿將向右移動？A.向右勻速運(yùn)動 B.向右加速運(yùn)動C.向左加速運(yùn)動 D.向左減速運(yùn)動解:ab勻速運(yùn)動時，ab中感應(yīng)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(yīng)電流產(chǎn)生，cd保持靜止，A不正確；ab向右加速運(yùn)動時，L2中的磁通量向下，增大，通過cd的電流方向向下，

13、cd向右移動，B正確；同理C不正確，D正確.選B、D.BOtB例5.如圖所示，豎直放置的螺線管與導(dǎo)線abcd構(gòu)成回路，導(dǎo)線所圍區(qū)域內(nèi)有一垂直紙面向里的磁場，螺線管下方水平桌面上有一導(dǎo)線圓環(huán).導(dǎo)線abcd所圍區(qū)域內(nèi)的磁場按下圖所示的哪一方式隨時間變化時，導(dǎo)線圓環(huán)對桌面的壓力小于其重力？（A）DOtBCOtBAOtBBdcbaBt/sOT/4TT/23T/4例6.如圖所示，圓形線圈中串聯(lián)了一個平行板電容器，圓形線圈中有磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間按正弦規(guī)律變化.以垂直紙面向里的磁場為正，從t=0開始，在平行板電容器中點(diǎn)釋放一個電子，若電子運(yùn)動中不會碰到極板，關(guān)于電子在一個周期內(nèi)的加速度的判斷正確的是（A

14、）A.第一個內(nèi)加速度方向向上，大小越來越小BB.第二個內(nèi)加速度方向向上，大小越來越大C.第三個內(nèi)加速度方向向下，大小越來越大D.第四個內(nèi)加速度方向向下，大小越來越小a b例7.如圖所示，水平面上有兩根平行導(dǎo)軌，上面放兩根金屬棒a、b.當(dāng)條形磁鐵如圖向下移動時（不到達(dá)導(dǎo)軌平面），a、b將如何移動？解: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(jìn)行討論，比較繁瑣.而且在判定a、b所受磁場力時.應(yīng)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a b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

15、增大，由=BS可知磁通量有增大的趨勢，因此S的相應(yīng)變化應(yīng)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.例8.如圖所示，絕緣水平面上有兩個離得很近的導(dǎo)體環(huán)a、b.將條形磁鐵沿它們的正中向下移動（不到達(dá)該平面），a、b將如何移動？解: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(dǎo)體環(huán)應(yīng)該盡量遠(yuǎn)離磁鐵，所以a、b將相互遠(yuǎn)離.OB例9.如圖所示，用絲線將一個閉合金屬環(huán)懸于O點(diǎn)，虛線左邊有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)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(qiáng)磁場，會有

16、這種現(xiàn)象嗎？解:只有左邊有勻強(qiáng)磁場，金屬環(huán)在穿越磁場邊界時（無論是進(jìn)入還是穿出），由于磁通量發(fā)生變化，環(huán)內(nèi)一定有感應(yīng)電流產(chǎn)生.根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流將會阻礙相對運(yùn)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(jī)械能向電能轉(zhuǎn)化，擺的機(jī)械能將不斷減小.若空間都有勻強(qiáng)磁場，穿過金屬環(huán)的磁通量不變化，無感應(yīng)電流，不會阻礙相對運(yùn)動，擺動就不會很快停下來.例10.超導(dǎo)是當(dāng)今高科技的熱點(diǎn)之一.當(dāng)一塊磁體靠近超導(dǎo)體時，超導(dǎo)體中會產(chǎn)生強(qiáng)大的電流，對磁體有排斥作用.這種斥力可使磁體懸浮在空中，磁懸浮列車就采用了這項技術(shù).磁體懸浮的原理是下述中的（ D ）超導(dǎo)體電流的磁場

17、方向與磁體的磁場方向相同超導(dǎo)體電流的磁場與磁體的磁場相斥超導(dǎo)體使磁體處于失重狀態(tài)超導(dǎo)體對磁體的磁力與磁體的重力相平衡A. B. C. D.超導(dǎo)線圈磁體液氮分析：當(dāng)磁體靠近超導(dǎo)體時，超導(dǎo)體的磁通量增加，由楞次定律可知，超導(dǎo)體電流的磁場方向與磁體的磁場方向相反.而超導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流后相當(dāng)于通電螺線管，它與磁體是同名磁極相互靠近，所以兩者互相排斥，當(dāng)磁體受到向上的斥力與其重力相平衡時，磁體處于懸浮狀態(tài).由以上的分析可知選項D正確.例11.據(jù)報道，磁懸浮列車已在上海正式運(yùn)行.如圖所示為某種磁懸浮的原理圖，用一種新材料制成一閉合線圈，當(dāng)它浸入液氮中時，會成為超導(dǎo)體，這時手拿一磁體，使任一磁極向下，放在

18、線圈的正上方，磁體在磁力的作用下便處于懸浮狀態(tài).以下判斷正確的是（ BD ）A.在磁體放到線圈正上方的過程中，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，穩(wěn)定后，感應(yīng)電流消失B.在磁體放到線圈正上方的過程中，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，穩(wěn)定后，感應(yīng)電流仍存在C.若磁體的下端為N極，則線圈中感應(yīng)電流的方向為順時針(從上往下看)D.若磁體的下端為N極，則線圈中感應(yīng)電流的方向為逆時針(從上往下看)分析：在磁體放到線圈正上方的過程中，穿過線圈的磁通量由無到有發(fā)生變化，于是超導(dǎo)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，由于超導(dǎo)線圈的電阻為零，感應(yīng)電流在線圈中流動時沒有衰減，感應(yīng)電流將持續(xù)流動下去，所以穩(wěn)定后感應(yīng)電流不會消失.若磁體的下端為N極，在磁體放到線

19、圈正上方的過程中，穿過線圈的磁場方向向下且磁通量增加，由楞次定律可知，線圈中感應(yīng)電流的磁場方向向上，再由安培定則可判定線圈中感應(yīng)電流的方向為逆時針(從上往下看) .故選項B、D正確.針對訓(xùn)練1.關(guān)于感應(yīng)電流,下列說法中正確的是().(A)只要閉合電路內(nèi)有磁通量,閉合電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生(B)穿過螺線管的磁通量發(fā)生變化時,螺線管內(nèi)部就一定有感應(yīng)電流產(chǎn)生(C)線框不閉合時,即使穿過線圈的磁通量發(fā)生變化,線圈中也沒有感應(yīng)電流(D)只要電路的一部分作切割磁感線運(yùn)動,電路中就一定有感應(yīng)電流答案:C2.如圖所示,有一正方形閉合線圈,在足夠大的勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動.下列四個圖中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是圖().【1】答

20、案:D3.如圖所示,豎直放置的長直導(dǎo)線通以恒定電流,有一矩形線框與導(dǎo)線在同一平面,在下列情況中線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流的是().(A)導(dǎo)線中電流強(qiáng)度變大(B)線框向右平動(C)線框向下平動(D)線框以ab邊為軸轉(zhuǎn)動答案:ABD4.如圖所示,一閉合金屬環(huán)從上而下通過通電的長直螺線管,b為螺線管的中點(diǎn),金屬環(huán)通過a、b、c處時,能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是_.【1】答案:a,c5.矩形閉合線圈平面跟磁感線方向平行,如圖所示.下列情況中線圈有感應(yīng)電流的是(). (A)線圈繞ab軸轉(zhuǎn)動(B)線圈垂直紙而向外平動(C)線圈沿ab軸下移(D)線圈繞cd軸轉(zhuǎn)動答案:A6.如圖所示,裸導(dǎo)線框abcd放在光滑金屬導(dǎo)軌上向右運(yùn)動,

21、勻強(qiáng)磁場力方向如圖所示,則(). (A)表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)(B)表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)(C)表的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)(D)表的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)答案:AB7.帶負(fù)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,則(). (A)只要圓環(huán)在轉(zhuǎn)動,小線圈內(nèi)就一定有感應(yīng)電流(B)不管環(huán)怎樣轉(zhuǎn)動,小線圈內(nèi)都沒有感應(yīng)電流(C)圓環(huán)在作變速轉(zhuǎn)動時,小線圈內(nèi)一定有感應(yīng)電流(D)圓環(huán)作勻速轉(zhuǎn)動時,小線圈內(nèi)沒有感應(yīng)電流答案:CD (返回)法拉第電磁感應(yīng)定律知識要點(diǎn)概覽一、感應(yīng)電動勢1.感應(yīng)電動勢:在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢，叫感應(yīng)電動勢.2.電勢高低的判斷:在電磁感應(yīng)中判定電勢高低時必須把產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的

22、導(dǎo)體(或線圈)看成電源，且注意在電源內(nèi)部感應(yīng)電流是從電勢低處向電勢高處流動.若電路斷路無感應(yīng)電流時，可假設(shè)電路閉合有感應(yīng)電流，來判斷電勢的高低.RabvLSNGvababRErabGEr討論:分析下圖所示電路中那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源？并畫出等效電路.判斷a、b兩點(diǎn)電勢的高低.二、感應(yīng)電動勢大小的計算1.法拉第電磁感應(yīng)定律(1)內(nèi)容:電路中感應(yīng)電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比.表達(dá)式:，n為線圈的匝數(shù).法拉第電磁感應(yīng)定律是計算感應(yīng)電動勢的普適規(guī)律.(2)說明:本式是確定感應(yīng)電動勢的普遍規(guī)律，適用于導(dǎo)體回路，回路不一定閉合.在中，E的大小是由匝數(shù)及磁通量的變化率(即磁通量變化的快慢

23、)決定的，與或之間無大小上的必然聯(lián)系.磁通量表示穿過某一平面的磁感線的條數(shù)；磁通量的變化量表示磁通量變化的多少；磁通量的變化率表示磁通量變化的快慢.大，及不一定大；大，及也不一定大.它們的區(qū)別類似于力學(xué)中的v、v及的區(qū)別.一般計算t時間內(nèi)的平均電動勢，但若是恒定的，則E不變也是瞬時值.若S不變，B隨時間變化時，則；若B不變，回路面積S隨時間變化時，則.2.導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢(1)公式:E=BLv(可從法拉第電磁感應(yīng)定律推出)(2)說明:上式僅適用于導(dǎo)體各點(diǎn)以相同的速度在勻強(qiáng)磁場中切割磁感線的情況，且L、v與B兩兩垂直.當(dāng)LB,Lv,而v與B成角時，感應(yīng)電動勢E=BLvsin.OA若導(dǎo)

24、線是曲折的，則L應(yīng)是導(dǎo)線的有效切割長度.公式E=BLv中，若v是一段時間內(nèi)的平均速度，則E為平均感應(yīng)電動勢，若v為瞬時速度，則E為瞬時感應(yīng)電動勢.3.導(dǎo)體轉(zhuǎn)動切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢當(dāng)導(dǎo)體在垂直于磁場的平面內(nèi)，繞一端以角速度勻速轉(zhuǎn)動，切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢時:.例題精講例1（99全國）圖為地磁場磁感線的示意圖在北半球地磁場的堅直分量向下。飛機(jī)在我國上空勻逐巡航。機(jī)翼保持水平，飛行高度不變。由于地磁場的作用，金屬機(jī)翼上有電勢差設(shè)飛行員左方機(jī)翼未端處的電勢為U1，右方機(jī)翼未端處的電勢力U2則：A.若飛機(jī)從西往東飛，U1比U2高B.若飛機(jī)從東往西飛，U2比U1高C.若飛機(jī)從南往北飛，U1比U2高

25、D.若飛機(jī)從北往南飛，U2比U1高解析：南圖4-3-2示為地磁場磁感線的示意圖，在北半球地磁切的豎直分量向下，飛機(jī)在我國上空勻速巡航時只有豎直向下的磁感線起作用，則飛機(jī)從西往東飛的位置圖形可以認(rèn)為是垂直紙面向里(機(jī)翼側(cè)面圖形可以等效為垂直與紙面的導(dǎo)體，則由于電磁感應(yīng)的作用，用右手定則可以判斷u1 比u2 高，既選“A”。若飛機(jī)從南往北飛可以認(rèn)為飛機(jī)位置為平行紙面的一導(dǎo)體，如圖4-3-1，同理可以分析得：“C”選擇項目。有了以上全方位的地球磁感線繪制和理解，我們就可以對地磁場有了清晰的理解，解題自然也就輕松了?！纠?】如圖所示，磁感強(qiáng)度B=1.2T的勻強(qiáng)磁場中有一折成30角的金屬導(dǎo)軌aob，導(dǎo)軌

26、平面垂直磁場方向。一條直線MN垂直ob方向放置在軌道上并接觸良好。當(dāng)MN以v=4m/s從導(dǎo)軌O點(diǎn)開始向右平動時，若所有導(dǎo)線單位長度的電阻r=0.1/m。求：（1）經(jīng)過時間t后，閉合回路的感應(yīng)電動勢的瞬時值和平均值；（2）閉合回路中的電流大小和方向?！痉治觥?磁場B與平動速度v保持不變，但MN切割磁感線有效【解答】 (1)設(shè)運(yùn)動時間為t后，在ob上移動S=vt=4t，MN的回路總電阻R=Lr=10.9t0.1=1.09t【說明】 (1)本題切割的有效長度是時間的函數(shù)，所以電動勢的平均值、即時值與有效長度的平均值、即時值有關(guān)(2)解這一類有效長度隨時間變化的問題，關(guān)鍵是找到有效長度與時間的函數(shù)關(guān)系

27、?！纠?】 如圖所示，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向里，長L電阻R0的裸電阻絲cd在寬L的平行金屬軌道上向右滑行，速度為v。已知R1=R2=R0，其余電阻忽略不計，求電鍵K閉合與斷開時，M、N兩點(diǎn)的電勢差UMN?！痉治觥?cd在磁場中做切割磁感線的運(yùn)動，這部分電路是電源，你知道電鍵K斷開和閉合，Ucd有什么不同嗎？電鍵K斷開時，電路abcd不閉合，只產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，而沒有感應(yīng)電流，N、c、b等勢，M、a、d等勢，UMN=Udc=E；電鍵K閉合時，電路中有感應(yīng)電流，此時UMN=Udc為路端電壓?！窘獯稹?=BLvK斷開時，UMN=Udc=BLv【說明】 1、不要以為切割磁感線導(dǎo)體兩端電

28、壓都等于感應(yīng)電動勢，通過此題想想在什么情況下，兩端電壓不等于電動勢的值。2、cd部分是電源，在電源內(nèi)部，電流方向是從低電勢流向高電勢（規(guī)定為電動勢的方向），所以UMN=Udc為正值。【例4】 如圖所示，小燈泡的規(guī)格為“2V、4W”，接在光滑水平導(dǎo)軌上，軌距0.1m，電阻不計。金屬棒ab垂直擱置在導(dǎo)軌上，電阻1。整個裝置處于磁感強(qiáng)度B=1T的勻強(qiáng)磁場中。求：（1）為使小燈正常發(fā)光，ab的滑行速度多大？（2）拉動金屬棒ab的外力功率多大？【分析】 要求小燈正常發(fā)光，燈兩端電壓應(yīng)等于其額定值2V。這個電壓是由于金屬棒滑動時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢提供的。金屬棒移動時，外力的功率轉(zhuǎn)化為全電路上的電功率?！窘獯?/p>

29、】 （1）根據(jù)小燈的標(biāo)志得小燈的額定電流和電阻分別為設(shè)金屬棒滑行速度為v，它產(chǎn)生的感應(yīng)電流為（2）根據(jù)能的轉(zhuǎn)換，外力的機(jī)械功率等于整個電路中的電功率，所以拉動ab作切割運(yùn)動的功率為P機(jī)=P電=I2（R+r）=22（1+1）W=8W?！菊f明】 第（l）題也可以不必算出感應(yīng)電流，直接根據(jù)感應(yīng)電動勢分壓得出，即由只是必須注意，此時燈兩端電壓，即ab棒兩端電壓，指的是路端電壓，并不是電動勢。在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，分清電源電動勢和端電壓十分重要?！纠?】 如圖所示，金屬桿MN和PQ間距為d，MP間有電阻R，豎直放置在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，另有一根金屬棒AB，長為2d，A端與PQ始終接觸

30、，固定不動，觸棒緊靠MN滑倒，此過程中通過R的電量為多少？（其它電阻不計）。【分析】 當(dāng)AB滑到離開MN時，不再形成閉合回路，也就沒有感應(yīng)電流【說明】 本題AB滑倒切割磁感線運(yùn)動，回路閉合有感應(yīng)電動勢產(chǎn)生，有電流通過R，但感應(yīng)電動勢的計算應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律公式的變形例6 如圖所示，長L的金屬導(dǎo)線上端懸掛于C點(diǎn)，下懸一小球A，在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中作圓錐擺運(yùn)動，圓錐的半頂角為，擺球的角速度為，磁感強(qiáng)度為B，試求金屬導(dǎo)線中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢?！痉治觥?金屬導(dǎo)體做圓錐擺運(yùn)動過程中，切割磁感線，因此產(chǎn)生感應(yīng)電動勢?！窘獯稹?方法一：金屬導(dǎo)體轉(zhuǎn)一周所切割的磁感線與圓錐底半徑轉(zhuǎn)動一周所切割的磁感線相同，

31、所以金屬導(dǎo)線切割磁感線的有效長度方法二：金屬導(dǎo)線旋轉(zhuǎn)一周切割的磁感線即穿過圓錐底面的磁感線，長 針對訓(xùn)練1.下列說法正確的是（D）A.線圈中磁通量變化越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大B.線圈中的磁通量越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大C.線圈處在磁場越強(qiáng)的位置，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大D.線圈中磁通量變化得越快，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大2.一矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中向右作加速運(yùn)動，如圖所示，下列說法正確的是（AD）vabdcA.線圈中無感應(yīng)電流，有感應(yīng)電動勢B.線圈中有感應(yīng)電流，也有感應(yīng)電動勢C.線圈中無感應(yīng)電流，無感應(yīng)電動勢D.a、b、c、d各點(diǎn)電勢的關(guān)系是：UaUb，UcUd，U

32、aUd 3.如圖所示，有一閉合線圈放在勻強(qiáng)磁場中，線圈軸線和磁場方向成300角，磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間均勻變化.若所用導(dǎo)線規(guī)格不變，用下述方法中哪一種可使線圈中感應(yīng)電流增加一倍？（C）ba300BA.線圈匝數(shù)增加一倍B.線圈面積增加一倍C.線圈半徑增加一倍D改變線圈的軸線方向4.用均勻?qū)Ь€做成的矩形線框長為0.3m，寬為0.1m，線框左側(cè)的放在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，如圖所示.當(dāng)磁場以10T/s的變化率均勻增大時，線框中a、b兩點(diǎn)的電壓多大？哪點(diǎn)電勢較高？(6.2510-2V,b點(diǎn))ACBD5.如圖所示，邊長為a的正方形閉合線框ABCD在勻強(qiáng)磁場中繞AB邊勻速轉(zhuǎn)動，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.初始時刻線框

33、所在平面與磁感線垂直，經(jīng)過時間t后轉(zhuǎn)過1200角，求:(1)在時間t內(nèi)線框中感應(yīng)電動勢的平均值.(2)轉(zhuǎn)過1200角時感應(yīng)電動勢的瞬時值.(3)設(shè)線框電阻為R，則這一過程中通過線框?qū)Ь€截面的電量.2lldbBvac6.如圖所示，在邊長為2L的正方形范圍內(nèi)，有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場.一電阻為R，邊長為L的正方形導(dǎo)線框abcd，沿垂直于磁感線方向以速度v勻速通過磁場.從ab邊進(jìn)入磁場計時.(1)畫出穿過線框磁通量隨時間變化的圖象.(2)畫出線框中感應(yīng)電流隨時間變化的圖象.It0（取逆時針方向的電流為正方向）t0Bl2f 7.如圖甲所示，abcd為一邊長為L，具有質(zhì)量的剛性導(dǎo)線框，位于水平面內(nèi)，b

34、c邊串聯(lián)有電阻R，導(dǎo)線的電阻不計，虛線表示勻強(qiáng)磁場區(qū)域的邊界，它與線框的ab邊平行，磁場區(qū)域的寬度為2L，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向豎直向下.線框在一垂直于ab 邊的水平恒定拉力F作用下，沿光滑水平面運(yùn)動，直到通過磁場區(qū)域.已知ab邊剛進(jìn)入磁場時，線框變?yōu)閯蛩龠\(yùn)動，此時通過電阻R的電流大小為i0，試在乙圖中的ix坐標(biāo)系內(nèi)定性畫出：從導(dǎo)線框剛進(jìn)入磁場到完全離開磁場的過程中，通過電阻R的電流i的大小隨ab邊位置坐標(biāo)x變化的曲線.圖乙i0ix0x02l圖甲lRbacdt/sBB00a-B01 3 5 7 9 bcd乙順時針甲8.一勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直紙面，規(guī)定向里的方向為正，在磁場中有一細(xì)金屬圓環(huán)，線圈

35、位于紙面內(nèi)，如圖甲所示.現(xiàn)令磁感應(yīng)強(qiáng)度值B隨時間t變化，先按圖乙所示的0a圖線變化，后來又按bc和cd變化，令E1、E2、E3分別表示這三段變化過程中感應(yīng)電動勢的大小，I1、I2、I3分別表示對應(yīng)的感應(yīng)電流（BD）A.E1E2，I1沿逆時針方向，I2沿順時針方向B.E1E2，I1沿逆時針方向，I2沿順時針方向C.E1R0)，S由閉合到斷開的瞬間關(guān)于L1、L2亮度的說法中正確的是（C）A.兩燈都亮一下再熄滅B.兩燈逐漸熄滅C.兩燈可能逐漸熄滅D.兩燈立即熄滅練習(xí).如下圖所示的電路（a）和（b）中，電阻R和自感線圈L的電阻相等且都較小，接通K，使電路中的電流達(dá)到穩(wěn)定時，燈泡S發(fā)光，則（AD）A.在

36、電路(a)中，斷開K，S將漸漸變暗B.在電路(a)中，斷開K，S將先變得更亮，然后漸漸變暗C.在電路(b)中，斷開K，S將漸漸變暗D.在電路(b)中，斷開K，S將先變得更亮，然后漸漸變暗針對訓(xùn)練雙基訓(xùn)練1.關(guān)于自感現(xiàn)象,下列說法中正確的是(). (A)感應(yīng)電流不一定和原電流方向相反(B)線圈中產(chǎn)生的自感電動勢較大的其自感系數(shù)一定較大(C)對于同一線圈,當(dāng)電流變化較快時,線圈中的自感系數(shù)也較大(D)對于同一線圈,當(dāng)電流變化較快時,線圈中的自感電動勢電較大答案:CD2.如圖所示為演示自感現(xiàn)象的實(shí)驗電路圖,圖中L是一個帶鐵芯的線圈,A是一只燈泡,電鍵S處于閉合狀態(tài),電路是接通的.現(xiàn)將電鍵S斷開,則在

37、電路切斷的瞬間,通過燈泡A的電流力向是從_端到_端.答案:a,b3如圖所示,A、B是完全相同的兩個小燈泡,L為自感系數(shù)很大、電阻可以忽略的帶鐵芯的線圈,則(). (A)電鍵S閉合的瞬間,A、B同時發(fā)光,隨后A燈變暗,B燈變亮(B)電鍵S閉合的瞬間,B燈亮,A燈不亮(C)斷開電鍵S的瞬間,A、B燈同時熄滅(D)斷開電鍵S的瞬間.B燈立即熄滅,A燈突然閃亮一下再熄滅答案:AD4.如圖所示的電路中,A1和A2是完全相同的燈泡,線圈L的電阻可以忽略,下列說法中正確的是(). (A)閉合電鍵S接通電路時,A2始終比A1亮(B)閉合電鍵S接通電路時,A2先亮,A2后亮,最后一樣亮(C)斷開電鍵S切斷電路時

38、,A2先熄滅,A1過一會兒才熄滅(D)斷開電鍵S切斷電路時.A1和A2都要過一會兒才熄滅答案:BD縱向應(yīng)用5.在右圖所示的電路中,電鍵S斷開之前與斷開之后的瞬間,通過燈A的電流方向應(yīng)是(). (A)一直是由a到b(B)先是由a到b,后無電流(C)先是由a到b,后是由b到a(D)無法判斷答案:C6.如圖所示,A、B是兩盞完全相同的白熾燈,L是電阻不計的電感線圈,如果斷開電鍵S1,閉合S2,A、B兩燈都能同樣發(fā)光.如果最初S1是閉合的.S2是斷開的.那幺,可能出現(xiàn)的情況是(). 答案:BCD(A) 剛一閉合S2,A燈就立即亮,而B燈則延遲一段時間才亮(B) 剛閉合S2時,線圈L中的電流為零(C)

39、閉合S2以后,A燈變亮,B燈由亮變暗(D) 再斷S2時,A燈立即熄火,B燈先亮一下然后熄滅7.如圖所示電路中,當(dāng)電鍵S斷開瞬間(). (A)流經(jīng)R2的電流方向向右,流經(jīng)L的電流方向向左(B)流經(jīng)R2的電流方向向左,流經(jīng)L的電流方向向右(C)流經(jīng)R2和L的電流方向都向右(D)流經(jīng)R2和L的電流方向都向左答案:A8.在日光燈的連接線路中,關(guān)于鎮(zhèn)流器的作用,下列說法中正確的是(). (A)日光燈啟動時,為燈管提供瞬時高壓(B)日光燈止常工作時,起降壓限流的作用(C)起到一個自動開關(guān)的作用(D)以上說法均不正確答案:AB橫向拓展9.如圖所示,線圈電感系數(shù)L=2.4H,電源電動勢=10V.在移動滑動變阻

40、器R的滑片P瞬時,由于電流變化,在線圈上產(chǎn)生的自感電動勢為3V,其極性為下正上負(fù)(UbUa).問：(1)此時電流變化率多大?變阻器滑片P向哪個方向移動?(2)若S斷開瞬間,電流在0.1s內(nèi)由5A減小到零,在電鍵S兩端的電壓多大?哪端電勢高? 答案:(1)1.25A/s,向左,(2)130V,a端高10.如圖所示,電感線圈的電感L=1mH,O點(diǎn)在滑動變阻器的中點(diǎn),電流表表盤的零刻度線在正中間.當(dāng)滑片P在a處時,電流表指針左偏,電流表示數(shù)為2A,當(dāng)滑片P在b處時,電流表指針右偏,電流表示數(shù)也為2A.滑片P由a滑到b時,經(jīng)過的時間為0.02s.問當(dāng)P由a移到b時,在線圈L兩端出現(xiàn)的自感電動勢多大?自

41、感電流的方向如何? 答案:0.2V,cd11.如圖所示電路中,電池電動勢=6V,內(nèi)阻r=0,A、B燈都標(biāo)明“6V,0.3A字樣,R=20.電感線圈的直流電阻RL=20.求電鍵S閉合和斷丌的極短時間內(nèi),通過A、B燈電流的變化情況. 答案:(1)S閉合時：A燈的電流從0一直增大到0.15A；B燈的電流從0到0.2A然后到0.15A,(2)S斷開時；A燈的電流從0.15A瞬間變?yōu)?,B燈的電流從0.15A慢慢得變到0。 (返回)電磁感應(yīng)的綜合應(yīng)用一、電磁感應(yīng)與做功、功率相結(jié)合感應(yīng)電流在磁場中也會受到安培力的作用，如果在安培力的方向上有位移，安培力就做了功，克服安培力做了多少功就有多少其它形式的能轉(zhuǎn)化

42、為電能.例1.矩形線圈從垂直于線圈平面的勻強(qiáng)磁場中勻速拉出，第一次速度為v1，第二次速度為v2=2 v1，則兩次拉力所做功之比為 12 ；兩次拉力功率之比為 14 ；兩次通過線圈截面電量之比為 11 .例2.如圖所示，置于水平面的平行金屬導(dǎo)軌不光滑，導(dǎo)軌一端連接電阻R，其它電阻不計，垂直于導(dǎo)軌平面有一勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，當(dāng)一質(zhì)量為m的金屬棒ab在水平恒力F作用下由靜止向右滑動時（CD）bRaFBA.外力F對ab棒做的功等于電路中產(chǎn)生的電能B.只有在棒ab做勻速運(yùn)動時，外力F做的功才等于電路中產(chǎn)生的電能C.無論棒ab做何種運(yùn)動，它克服安培力做的功一定等于電路中產(chǎn)生的電能D.棒ab勻速運(yùn)動的

43、速度越大，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的效率越高例3.一個邊長為a，匝數(shù)為N的正方形線圈，它的電阻為R，Bba在向右的外力作用下使線圈以速度v勻速通過磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場區(qū)域.線圈平面與磁感線垂直，設(shè)磁場的寬度為b.如果ab，整個線圈通過磁場的過程中外力做功為多少？二、電磁感應(yīng)與力和運(yùn)動相結(jié)合電磁感應(yīng)中，受力情況、運(yùn)動情況的動態(tài)分析過程:電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢感應(yīng)電流通電導(dǎo)體受安培力合外力變化加速度變化速度變化感應(yīng)電動勢變化周而復(fù)始地循環(huán)，循環(huán)結(jié)束時，加速度等于零，導(dǎo)體達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)動狀態(tài).要畫好受力圖，抓住加速度a=0時，速度v達(dá)到最大的特點(diǎn).例4.如圖所示，水平放置的兩平行導(dǎo)軌左側(cè)連接電阻，其

44、它電阻不計.導(dǎo)體MN放在導(dǎo)軌上，在水平恒力F的作用下，沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動，并將穿過方向豎直向下的有界勻強(qiáng)磁場，磁場邊界PQ與MN平行，從MN進(jìn)入磁場開始計時，通過MN的感應(yīng)電流i隨時間t的變化可能是下圖中的（ACD）NRMPQFti0ti0tiD0tiC0ABCh例5.如圖所示，在平行于水平地面的勻強(qiáng)磁場上方有三個線圈，從相同的高度由靜止開始同時下落.三個線圈都是由相同的金屬材料制成的大小相同的正方形線圈.A線圈有一個缺口，B、C都是閉合的，但是B線圈的導(dǎo)線比C線圈的粗，關(guān)于它們落地時間的說法正確的是（BD）A.三線圈落地時間相同B.三線圈中A落地時間最短C.B線圈落地時間比C線圈短D.B、C兩線

45、圈落地時間相同Ra bm L例6.如圖所示，豎直放置的U形導(dǎo)軌寬為L，上端串有電阻R（其余導(dǎo)體部分的電阻都忽略不計）.磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場方向垂直于紙面向外.金屬棒ab的質(zhì)量為m，與導(dǎo)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vm.解:釋放瞬間ab只受重力，開始向下加速運(yùn)動。隨著速度的增大，感應(yīng)電動勢E、感應(yīng)電流I、安培力F都隨之增大，加速度隨之減小.當(dāng)F增大到F=mg時，加速度變?yōu)榱?，這時ab達(dá)到最大速度. 由，可得 這道題也是一個典型的習(xí)題.要注意該過程中的功能關(guān)系:重力做功的過程是重力勢能向動能和電能轉(zhuǎn)化的過程；安培力做功的過程是機(jī)械能向電能轉(zhuǎn)化的過

46、程；合外力（重力和安培力）做功的過程是動能增加的過程；電流做功的過程是電能向內(nèi)能轉(zhuǎn)化的過程.達(dá)到穩(wěn)定速度后，重力勢能的減小全部轉(zhuǎn)化為電能，電流做功又使電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.這時重力的功率等于電功率也等于熱功率. 進(jìn)一步討論:如果在該圖上端電阻的右邊串聯(lián)接一只電鍵，讓ab下落一段距離后再閉合電鍵，那么閉合電鍵后ab的運(yùn)動情況又將如何？（無論何時閉合電鍵，ab可能先加速后勻速，也可能先減速后勻速，還可能閉合電鍵后就開始勻速運(yùn)動，但最終穩(wěn)定后的速度總是一樣的）.baBL1L2例7.如圖所示，U形導(dǎo)線框固定在水平面上，右端放有質(zhì)量為m的金屬棒ab，ab與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為，它們圍成的矩形邊長分別為L1

47、、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(qiáng)磁場B=kt，（k0）那么在t為多大時，金屬棒開始移動？MNBR解:由= kL1L2可知，回路中感應(yīng)電動勢是恒定的，電流大小也是恒定的，但由于安培力F=BILB=ktt，所以安培力將隨時間而增大。當(dāng)安培力增大到等于最大靜摩擦力時，ab將開始向左移動.這時有：例8.如圖所示，長為L=0.5m的金屬棒質(zhì)量為m=0.1kg，放在傾角為=370的平行金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌末端接電阻R=0.1，棒和導(dǎo)軌的電阻不計，棒和導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為=0.2，豎直向上的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.5T，當(dāng)用F=1N的力沿傾斜導(dǎo)軌向上拉動時，棒的最大

48、速度為多大？（取g=10m/s2）（7.06m/s）三、電磁感應(yīng)與動量定理、動量守恒相結(jié)合,如圖所示.在t=0時刻,兩桿都處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)有一與導(dǎo)軌平行、大小為0.20N的恒力F作用于金屬桿甲上,使金屬桿在導(dǎo)軌上滑動.經(jīng)過t=5.0s,金屬桿甲的加速度為a=1.37m/s2,問此時兩金屬桿的速度各為多少?F乙d甲解:對甲桿應(yīng)用牛頓第二定律,有F-BIL=ma 根據(jù)閉合電路的歐姆定律得: 由電磁感應(yīng)規(guī)律得:E=BL(v1-v2) 兩金屬桿組成的系統(tǒng)水平方向所受外力只有F,對該系統(tǒng)用動量定理得:Ft=mv1+mv2 聯(lián)立以上四式解得:, 代入已知數(shù)據(jù)得: v1=8.15m/s, v2=1.85m/

49、sldcbaBv0例10.兩根足夠長的固定的平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面內(nèi)，兩導(dǎo)軌間的距離為l，導(dǎo)軌上面橫放著兩根導(dǎo)體棒ab和cd，構(gòu)成矩形回路，如圖所示.兩根導(dǎo)體棒的質(zhì)量皆為m，電阻皆為R，回路中其余部分的電阻不計，在整個導(dǎo)軌平面內(nèi)都有豎直向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.設(shè)兩導(dǎo)體棒均可沿軌道無摩擦地滑行.開始時，棒cd靜止，棒ab有指向cd的初速度v0(見圖).若兩導(dǎo)體棒在運(yùn)動中始終不接觸，求：（1）在運(yùn)動中產(chǎn)生的焦耳熱量最多是多少？（2）當(dāng)ab棒的速度變?yōu)槌跛俣鹊?/4時，Ba db ccd棒的加速度是多少？() 例11.如圖所示，水平面上固定有平行導(dǎo)軌，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場方向豎直向下.同種合金做的導(dǎo)體棒ab、cd橫截面積之比為21，長度和導(dǎo)軌的寬均為L，ab的質(zhì)量為m ,電阻為r，開始時ab、cd都垂直于導(dǎo)軌靜止，不計摩擦。給ab一個向右的瞬時沖量I，在以后的運(yùn)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？解:給ab沖量后，ab獲得速度向右運(yùn)動，回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，cd受安培力作用而加速，ab受安培力而減速；當(dāng)兩者速度相等時，都開始做勻速運(yùn)動.所以開始時cd的加速度最大，最終cd的速度最大.全過程系統(tǒng)動能的損失都轉(zhuǎn)化為電能，電能又轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.由于ab、c