高中物理選修3-2-第四章電磁感應(yīng)-8.電磁感應(yīng)單元復(fù)習(xí)(69)課件

電磁感應(yīng)單元復(fù)習(xí)電磁感應(yīng)單元復(fù)習(xí)一、本章知識網(wǎng)絡(luò)

二、電磁感應(yīng)現(xiàn)象三、楞次定律

1、楞次定律的幾種表述

2、利用楞次定律的一般步驟

3、右手定則

4、自感電動勢的方向四、感應(yīng)電動勢的大小

1、法拉第電磁感應(yīng)定律

2、導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動時(shí)

3、自感電動勢的大小五、電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的力學(xué)問題六、電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)換A組能力訓(xùn)練題1

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12B組能力訓(xùn)練題1

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14一、本章知識網(wǎng)絡(luò)電磁感應(yīng)現(xiàn)象定義產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化楞次定律適用范圍：適用于由磁通量變化引起感應(yīng)電流的各種情況內(nèi)容：感應(yīng)電流具有這樣的方向，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法拉第電磁感應(yīng)定律大小感生電動勢動生電動勢由感生電場產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小E=nSΔB/Δt由于導(dǎo)體運(yùn)動產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小E=BLv自感現(xiàn)象:由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象自感電動勢:在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢自感系數(shù)自感電磁感應(yīng)適用范圍：適用于導(dǎo)體切割磁感線而產(chǎn)生感應(yīng)電流方向的判定讓磁感線垂直從右手手心進(jìn)入，大拇指指向?qū)w運(yùn)動的方向，其余四指指的就是感應(yīng)電流的方向。右手定則二、電磁感應(yīng)現(xiàn)象1.不論用什么方法，只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就有感應(yīng)電流。2.另一種說法：閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中切割磁感線運(yùn)動時(shí)，導(dǎo)體中會產(chǎn)生感應(yīng)電流。3.由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化產(chǎn)生自感電動勢。4.電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，電路閉合才有感應(yīng)電流，若電路不閉合，雖沒有電流，但感應(yīng)電動勢可依然存在。5．產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源。三、楞次定律

1、楞次定律的幾種表述表述一：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.表述二：感應(yīng)電流總要阻礙導(dǎo)體和磁體間的相對運(yùn)動.表述三：感應(yīng)電流的效果總要阻礙產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因①阻礙原磁通量的變化或原磁場的變化(增反減同)②阻礙相對運(yùn)動，可理解為“來拒去留”；③使線圈面積有擴(kuò)大或縮小的趨勢；④阻礙原電流的變化(自感現(xiàn)象)．2、利用楞次定律判定感應(yīng)電流方向的一般步驟①明確閉合回路中引起感應(yīng)電流的原磁場方向;②確定原磁場穿過閉合回路中的磁通量如何變化(是增大還是減小)；③根據(jù)楞次定律確定感應(yīng)電流的磁場方向．④利用安培定則(右手螺旋定則)確定感應(yīng)電流方向.3、右手定則伸開右手讓姆指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在同一平面內(nèi)，讓磁感線垂直從手心進(jìn)入，大拇指指向?qū)w運(yùn)動方向，其余四指的方向就是感應(yīng)電流的方向。應(yīng)用右手定則時(shí)應(yīng)注意：①右手定則僅在導(dǎo)體切割磁感線時(shí)使用，應(yīng)用時(shí)要注意磁場方向、運(yùn)動方向、感應(yīng)電流方向三者互相垂直.②當(dāng)導(dǎo)體的運(yùn)動方向與磁場方向不垂直時(shí)，拇指應(yīng)指向切割磁感線的分速度方向．③若形成閉合回路，四指指向感應(yīng)電流方向；若未形成閉合回路，四指指向高電勢．4、自感電動勢的方向

自感電動勢的方向總是阻礙導(dǎo)體中電流的變化（增反減同）。即電流增大時(shí)，自感電動勢阻礙電流增大；當(dāng)電流減小時(shí)，阻礙電流減小，因此自感電動勢總是起著延緩電流變化的作用。自感現(xiàn)象中引起自感電動勢產(chǎn)生的電流變化，只能是逐漸變化而不可能發(fā)生突變，即通過線圈中的電流不能突變。四、感應(yīng)電動勢的大小

1、法拉第電磁感應(yīng)定律：（1）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，即：（2）計(jì)算的是Δt時(shí)間內(nèi)的平均電動勢,這是最普遍的表達(dá)式，（3）注意區(qū)分Φ、△Φ、△Φ/△t：線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動時(shí)，磁通量Φ最大時(shí),磁通量的變化率為零，△Φ/△t=0。反之，Φ=0時(shí),△Φ/△t為最大值。（4）可以推導(dǎo)出電量的計(jì)算式2、導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動時(shí)E=BLvsinθ．（1）式中θ為導(dǎo)體運(yùn)動速度v與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的夾角。此式只適用于勻強(qiáng)磁場，若是非勻強(qiáng)磁場則要求L很短。（2）v

恒定時(shí)，產(chǎn)生的E恒定；v發(fā)生變化時(shí)，求出的E是與v對應(yīng)的瞬時(shí)值；v為某段時(shí)間的平均速度時(shí)，求出的E為該段時(shí)間內(nèi)的感應(yīng)電動勢的平均值.（3）導(dǎo)體平動切割時(shí)L用垂直于v

的有效長度；轉(zhuǎn)動切割時(shí)，速度v用切割部分的平均速度．（4）線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場方向的軸做勻速轉(zhuǎn)動時(shí)產(chǎn)生的最大電動勢Em=nBωS,n是線圈匝數(shù)。（5）導(dǎo)體棒以端點(diǎn)為軸,在垂直于磁感應(yīng)線的勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動時(shí),（6）產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源3、自感電動勢的大小自感電動勢的大小跟線圈中電流強(qiáng)度的變化率成正比自感的單位是亨利（H）,1享=1伏·秒/安L為自感系數(shù)—簡稱自感或電感。L是反映線圈本身特征的物理量，L的大小跟線圈的形狀、長短、匝數(shù)及有無鐵芯有關(guān)，線圈越長,橫截面越大，單位長度上匝數(shù)越多，自感系數(shù)就越大，有鐵芯時(shí)比無鐵芯時(shí)L要增大很多倍。注意L的大小與電流的大小、有無以及電流變化的快慢都無關(guān)。五、電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的力學(xué)問題1、此類問題總可以分解為電磁感應(yīng)問題和力學(xué)問題兩部分，前者可以用電磁感應(yīng)的規(guī)律處理，后者則可以用力學(xué)知識予以解決。2、此類問題中的電磁感應(yīng)和力學(xué)問題兩者聯(lián)系的橋梁通常是磁場對感應(yīng)電流的作用力。3、對此類問題中的動態(tài)分析的一般方法是：從導(dǎo)體在磁場中的受力情況和運(yùn)動狀態(tài)著手進(jìn)行分析，分析物體受的磁場力、合外力的變化，進(jìn)而導(dǎo)致加速度、速度的變化，反過來又引起感應(yīng)電流、磁場力及合外力的變化，最終可使導(dǎo)體達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。六、電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)換從能量轉(zhuǎn)化的角度來看，電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì)是通過克服磁場力作功，把機(jī)械能或其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的過程，即電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是其它形式的能與電能之間的轉(zhuǎn)化。因此，無論用磁體與線圈相對運(yùn)動或是用導(dǎo)體切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電流時(shí)都會受到磁場的阻礙作用，外力在克服磁場的這種阻礙作用下做了功，把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。所以，發(fā)生磁通變化的線圈、作切割運(yùn)動的這一部分導(dǎo)體，都相當(dāng)于一個電源，由它們可以對外電路供電。在求解電磁感應(yīng)問題時(shí)，認(rèn)識電源，區(qū)分內(nèi)外電路，畫出等效電路十分有用。A組能力訓(xùn)練題11．如圖所示，金屬桿ab以恒定的速率v在光滑平行導(dǎo)軌上向右滑行.設(shè)整個電路中總電阻為R（恒定不變）,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．a(chǎn)b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的平方成正比D．外力對ab桿做功的功率與速率v的平方成正比RbvBaaABCD解見下頁E=BLv，I=E/R=BLv/R∝v，解：F安=BIL=B2L2v

/R∝v，P熱=I2R=

B2L2v2/R∝v2，PF=FvF安v==

B2L2v2/R∝v2A組能力訓(xùn)練題22、如圖所示，兩水平平行金屬導(dǎo)軌間接有電阻R，置于勻強(qiáng)磁場中，導(dǎo)軌上垂直擱置兩根金屬棒ab、cd。當(dāng)用外力F拉動ab棒向右運(yùn)動的過程中，cd棒將會（）A、向右運(yùn)動B、向左運(yùn)動C、保持靜止D、向上跳起acFdbRA解見下頁ab棒向右運(yùn)動時(shí)，切割磁感線。根據(jù)右手定則，電流方向從b流向a。解：這個感應(yīng)電流從a端流出后，分別流向cd棒和電阻R.cd棒中由于通有從c到d的電流，會受到磁場力,根據(jù)左手定則，其方向向右。結(jié)果，使cd棒跟著ab棒向右運(yùn)動。感應(yīng)電流的效果總要阻礙產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因,ab、cd有相對運(yùn)動，感應(yīng)電流的效果要阻礙相對運(yùn)動，因此cd棒將會向右運(yùn)動。又解：acFdbRA組能力訓(xùn)練題3如圖所示,兩根相距為l的平行直導(dǎo)軌ab、cd,b、d間連有一固定電阻R,導(dǎo)軌電阻可忽略不計(jì)。MN為放在ab和cd上的一導(dǎo)體桿,與ab垂直,其電阻也為R。整個裝置處于勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B,磁場方向垂直于導(dǎo)軌所在平面（指向圖中紙面內(nèi)）?，F(xiàn)對MN施力使它沿導(dǎo)軌方向以速度v（如圖）做勻速運(yùn)動。令U表示MN兩端電壓的大小，則（）A.U=Blv/2,流過固定電阻R的感應(yīng)電流由b到dB.U=Bl

v/2,流過固定電阻R的感應(yīng)電流由d到bC.U=Blv,流過固定電阻R的感應(yīng)電流由b到dD.U=Blv,流過固定電阻R的感應(yīng)電流由d到bAMNRvdabcB解見下頁MN沿導(dǎo)軌方向以速度v做勻速運(yùn)動，MN中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，E=Blv,解：由于電路的內(nèi)阻和外電阻相等，MN兩端電壓的大小為由右手定則，感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，選項(xiàng)A正確。MNRvdabcBA組能力訓(xùn)練題4A.桿由O到P的過程中，電路中電流變大B.桿由P到Q的過程中，電路中電流一直變大桿通過O處時(shí)，電路中電流方向?qū)l(fā)生改變桿通過O處時(shí)，電路中電流最大DQOLPB解見下頁如圖所示,接有燈泡L的平行金屬導(dǎo)軌水平放置在勻強(qiáng)磁場中,一導(dǎo)體桿與兩導(dǎo)軌良好接觸并做往復(fù)運(yùn)動，其運(yùn)動情況與彈簧振子做簡諧運(yùn)動的情況相同。圖中O位置對應(yīng)于彈簧振子的平衡位置,P、Q兩位置對應(yīng)于彈簧振子的最大位移處.若兩導(dǎo)軌的電阻不計(jì)，則()由簡諧運(yùn)動的特點(diǎn)知，在最大位移處的速度為0，在平衡位置的速度最大，解：由E=BLv，I=E/R，知選項(xiàng)A、B錯，D正確。桿通過O處時(shí)，速度的方向不變，電路中電流方向不變，選項(xiàng)C錯。QOLPBA組能力訓(xùn)練題55、如圖示，勻強(qiáng)磁場磁感強(qiáng)度B=0.8T,方向垂直軌道平面，導(dǎo)軌間距L=0.5m，拉力F=0.2N，電阻R=4Ω,一切摩擦不計(jì),求：（1）ab桿可能達(dá)到的最大速度。（2）電阻R上消耗的最大功率。（1）當(dāng)F=F安時(shí),ab桿可能達(dá)到最大速度vmax解：即

F=F安=BIL=B2L2vmax

/R

所以vmax=FR/B2L2=5m/s。（2）當(dāng)速度有最大值時(shí),電阻R上消耗的功率最大即：PR=E2/R=B2L2vv2max

/R=0.2W。RbFBaaA組能力訓(xùn)練題6如圖所示,豎直放置的兩根平行金屬導(dǎo)軌之間接有定值電阻R，質(zhì)量不能忽略的金屬棒與兩導(dǎo)軌始終保持垂直并良好接觸且無摩擦,棒與導(dǎo)軌的電阻均不計(jì)，整個裝置放在勻強(qiáng)磁場中,磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直，棒在豎直向上的恒力F作用下加速上升的一段時(shí)間內(nèi)，力F做的功與安培力做的功的代數(shù)和等于（）A.棒的機(jī)械能增加量B.棒的動能增加量C.棒的重力勢能增加量D.電阻R上放出的熱量ARF解見下頁棒受重力G、拉力F和安培力FA的作用。由動能定理：

得即力F做的功與安培力做功的代數(shù)和等于機(jī)械能的增加量。選A。解：A組能力訓(xùn)練題7繞有線圈的鐵芯直立在水平桌面上，鐵芯上套著一個鋁環(huán)，線圈與電源、電鍵相連，如圖所示．線圈上端與電源正極相連，閉合電鍵的瞬間，鋁環(huán)向上跳起．若保持電鍵閉合，則（）A．鋁環(huán)不斷升高B．鋁環(huán)停留在某一高度C．鋁環(huán)跳起到某一高度后將回落D．如果電源的正、負(fù)極對調(diào)，觀察到的現(xiàn)象不變線圈鐵芯鋁環(huán)電源CDA組能力訓(xùn)練題8A8．如圖甲所示,長直導(dǎo)線與閉合金屬線框位于同一平面內(nèi),長直導(dǎo)線中的電流i隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示。在0~T/2時(shí)間內(nèi),直導(dǎo)線中電流向上,則線框中感應(yīng)電流的方向與所受安培力情況是（）A．0~T時(shí)間內(nèi)線框中感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向B．0~T時(shí)間內(nèi)線框中感應(yīng)電流方向?yàn)橄软槙r(shí)針方向后逆時(shí)針方向C．0~T時(shí)間內(nèi)線框受安培力的合力向左D．0~T/2時(shí)間內(nèi)線框受安培力的合力向右，

T/2~T時(shí)間內(nèi)線框受安培力的合力向左ti0T/2T-i0i0乙i甲A組能力訓(xùn)練題99、如圖所示，線圈的直流電阻為10Ω，

R=20Ω，線圈的自感系數(shù)較大，電源的電動勢為6V,內(nèi)阻不計(jì)．則在閉合S瞬間，通過L的電流為_____A，通過R的電流為__________A；S閉合后電路中的電流穩(wěn)定時(shí)斷開S的瞬間，通過R的電流為__________A，方向與原電流方向________．LESR相反00.30.6解見下頁

在閉合S的瞬間，由于L的自感作用，將阻礙電流的增加，從零增加到最大，所以接通開關(guān)的瞬間通過L的電流為零；解析：電阻R無自感現(xiàn)象，接通瞬間就達(dá)到穩(wěn)定；在開關(guān)斷開的瞬間，由電源提供給電阻R的電流瞬間消失，由于線圈L的自感作用，其電流不能馬上消失，從穩(wěn)定的電流逐漸減小到零，此時(shí)通過R的電流是線圈中的自感電流，所以方向與原電流方向相反．LESRA組能力訓(xùn)練題10正方形導(dǎo)體框處于勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直框平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻增加，變化率為k。導(dǎo)體框質(zhì)量為m、邊長為L，總電阻為R，在恒定外力F作用下由靜止開始運(yùn)動。導(dǎo)體框在磁場中的加速度大小為____________；導(dǎo)體框中感應(yīng)電流做功的功率為_________。k2L4/R，F(xiàn)/mFB解見下頁

線框在磁場中運(yùn)動時(shí)，各個邊所受安培力的合力為零，因此線框所受的合外力就是F，解析：根據(jù)牛頓第二定律得加速度：a=F/m線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢回路的電流因此，感應(yīng)電流做功的功率A組能力訓(xùn)練題11圖中MN和PQ為豎直方向的兩平行長直金屬導(dǎo)軌，間距l(xiāng)為0.40m,電阻不計(jì)。導(dǎo)軌所在平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度B為0.50T的勻強(qiáng)磁場垂直。質(zhì)量m為6.0×10-3kg、電阻為1.0Ω的金屬桿ab始終垂直于導(dǎo)軌，并與其保持光滑接觸。導(dǎo)軌兩端分別接有滑動變阻器和阻值為3.0Ω的電阻R1。當(dāng)桿ab達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)以速率v勻速下滑,整個電路消耗的電功率P為0.27W,重力加速度取10m/s2,試求速率v和滑動變阻器接入電路部分的阻值R2。R1R2labMNPQBv由能量守恒，有mgv=P代入數(shù)據(jù)解得v=4.5m/s又E=Blv=0.5×0.4×4.5＝0.9V 設(shè)電阻R1與R2的并聯(lián)電阻為R并，ab棒的電阻為r，有1/R1+1/R2=1/R并P=IE=E2/(R并+r)

R并+r=E2/P=3Ω∴R2=6.0Ω解：R1R2labMNPQBvA組能力訓(xùn)練題12.(2015年理綜北京卷22)如圖所示，足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌水平放置，寬度L=0.4m，一端連接R=1Ω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=1T。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)軌和導(dǎo)體棒的電阻均可忽略不計(jì)。在平行于導(dǎo)軌的拉力F作用下，導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動，速度v=5m/s。求：MNBRv⑴感應(yīng)電動勢E和感應(yīng)電流I；⑵在0.1s時(shí)間內(nèi)，拉力的沖量IF的大??；⑶若將MN換為電阻r=1Ω的導(dǎo)體棒，其它條件不變，求導(dǎo)體棒兩端的電壓U。根據(jù)動生電動勢公式得解析：E=BLv=1T×0.4m×5m/s=2V故感應(yīng)電流（2）金屬棒在勻速運(yùn)動過程中，所受的安培力大小為F安=BIL=0.8N,因?yàn)槭莿蛩僦本€運(yùn)動，所以導(dǎo)體棒所受拉力F=F安=0.8N所以拉力的沖量

IF=Ft=0.8N×0.1s=0.08N?s（3）導(dǎo)體棒兩端電壓B組能力訓(xùn)練題11、如圖所示，電阻不計(jì)的長方形金屬框,寬為a,長為b,與豎直方向成θ角，下端彎成鉤狀，鉤住一長為a、質(zhì)量為m、電阻為R的金屬桿MN.磁感應(yīng)強(qiáng)度沿水平方向，開始時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0,以后不斷增加，且每秒的增加量為k.問經(jīng)過多長時(shí)間后，棒開始離開鉤子？此后棒的運(yùn)動情況如何？BabθMN

穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化，回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律和歐姆定律列出下列方程：解析：經(jīng)過時(shí)間t后，棒MN所受的安培力為棒MN離開鉤子的條件應(yīng)該是F≥mg，代入后解得BabθMNB組能力訓(xùn)練題2如圖，光滑且足夠長的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在同一水平面上，兩導(dǎo)軌間距L=0.2m，電阻R=0.4

，導(dǎo)軌上停放著一質(zhì)量m=0.1kg、電阻r=0.1

的金屬桿CD，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，整個裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場中,磁場方向豎直向下?，F(xiàn)用一在導(dǎo)軌平面內(nèi),且垂直于金屬桿CD的外力F，沿水平方向拉桿,使之由靜止開始做加速度為a=5m/s2的勻加速直線運(yùn)動，（1）證明電壓表的示數(shù)U隨時(shí)間t均勻增加。（2）判斷外力F隨時(shí)間t如何變化。（3）判斷外力F的功率隨時(shí)間t如何變化，并求出第2s末時(shí)外力F的瞬時(shí)功率P。PDNQCMRFVB（1）v=at，解：E=BLv=BLat=0.5×0.2×5t=0.5t（V），可見電壓表示數(shù)隨時(shí)間均勻變化F=BIL+ma=0.1t＋0.5（N）,可見外力與時(shí)間成線性關(guān)系。（3）P=Fv=(BIL＋ma)at=(0.1t＋0.5)×5t

=0.5t2＋2.5t（W）可見F的瞬時(shí)功率與時(shí)間成二次函數(shù)關(guān)系，第2s末F的瞬時(shí)功率：PDNQCMRFVB（2）F-BIL=ma，P2=0.5×22＋2.5×2=7W.B組能力訓(xùn)練題3如圖所示，固定放置在同一水平面內(nèi)的兩根平行長直金屬導(dǎo)軌的間距為d，其右端接有阻值為R的電阻，整個裝置處在豎直向上磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中。一質(zhì)量為m（質(zhì)量分布均勻）的導(dǎo)體桿ab垂直于導(dǎo)軌放置，且與兩導(dǎo)軌保持良好接觸，桿與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為μ?，F(xiàn)桿在水平向左、垂直于桿的恒力F作用下從靜止開始沿導(dǎo)軌運(yùn)動距離l時(shí)，速度恰好達(dá)到最大（運(yùn)動過程中桿始終與導(dǎo)軌保持垂直）。設(shè)桿接入電路的電阻為r，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，重力加速度大小為g。FBbaRC.恒力F做的功與摩擦力做的功之和等于桿動能的變化量D.恒力F做的功與安培力做的功之和大于桿動能的變化量A.桿的速度最大值為B.流過電阻R的電量為則此過程（）BD解見下頁

本題考查電磁感應(yīng)與力學(xué)問題、電路問題和能量問題，難度中等，屬于傳統(tǒng)的經(jīng)典題型?？傻米畲笏俣葹榱鬟^電阻R的電量為A選項(xiàng)錯誤；B選項(xiàng)正確；解：通過受力分析，可知桿先往左做加速度不斷減小的加速運(yùn)動，達(dá)到最大速度后往左勻速。當(dāng)加速度a=0,即題目恒力F做的功與安培力做的功之和，一部分轉(zhuǎn)化為桿的動能，一部分克服摩擦力做功轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以恒力F做的功與安培力做的功之和大于桿動能的變化量，D選項(xiàng)正確。答案選擇BD。題目第2頁由能量轉(zhuǎn)化和守恒定律，B組能力訓(xùn)練題4如圖，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于紙面向里，大小隨時(shí)間的變化率，k為負(fù)的常量。用電阻率為ρ、橫截面積為S的硬導(dǎo)線做成一邊長為l的方框。將方框固定于紙面內(nèi)，其右半部位于磁場區(qū)域中。求（1）導(dǎo)線中感應(yīng)電流的大??；（2）磁場對方框作用力的大小隨時(shí)間的變化l(1)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢在線框產(chǎn)生的感應(yīng)電流式中R是導(dǎo)線框的電阻聯(lián)立①②③得④③②①解：(2)導(dǎo)線框所受磁場力的大小為它隨時(shí)間的變化率為由④⑤式聯(lián)立可得⑥⑤B組能力訓(xùn)練題5如圖所示，有一通電直導(dǎo)線MN,其右側(cè)有一邊長為L的正方形線圈abcd，導(dǎo)線與線圈在同一平面內(nèi)，且導(dǎo)線與ab邊平行，距離為L.導(dǎo)線中通以如圖方向的恒定電流，當(dāng)線圈繞ab邊沿逆時(shí)針方向（從上往下看）轉(zhuǎn)過角度θ（θ<90°）的過程中，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向?yàn)開_______方向（選填“abcda”或“adcba”）;當(dāng)線圈繞ab邊轉(zhuǎn)過角度θ=

時(shí)，穿過線圈中的磁通量Φ最小。LLIMNdcbaadcba120°解見下頁LLIMNdcba畫出俯視圖如圖示，解：當(dāng)線圈繞ab邊沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，穿過線圈的磁通量減少，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向?yàn)閍dcba方向。當(dāng)線圈平面與電流的磁感線相切時(shí)，穿過線圈中的磁通量Φ最小，daILLd1由幾何關(guān)系得θ=120°。B組能力訓(xùn)練題6如圖所示，A是長直密繞通電螺線管．小線圈B與電流表連接，并沿A的軸線Ox從O點(diǎn)自左向右勻速穿過螺線管A．能正確反映通過電流表中電流，隨x變化規(guī)律的是（）CGABxOl解見下頁Dl/2lxIOCl/2lxIOBl/2lxIOAl/2lxIO

長直密繞通電螺線管除兩端外，內(nèi)部的磁場是勻強(qiáng)磁場，小線圈B沿A的軸線OX從O點(diǎn)自左向右勻速穿過螺線管時(shí)，除進(jìn)入螺線管和穿出螺線管時(shí)，磁通量均不變，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，A、B錯；解：進(jìn)入螺線管時(shí)，通過小線圈B的磁通量增加，穿出螺線管時(shí)，通過小線圈B的磁通量減小，兩處產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相反，故D錯,C正確。Dl/2lxIOCl/2lxIOBl/2lxIOAl/2lxIOGABxOlB組能力訓(xùn)練題77．如圖所示，ab是一個可繞垂直于紙面的軸O轉(zhuǎn)動的閉合矩形線框，當(dāng)滑動變阻器的滑片P自左向右滑動時(shí),從紙外向紙內(nèi)看,線框ab將（）A.保持靜止不動B.逆時(shí)針轉(zhuǎn)動C.順時(shí)針轉(zhuǎn)動D.發(fā)生轉(zhuǎn)動，但因電源極性不明，無法確定轉(zhuǎn)動方向CabPO電源解見下頁

滑動變阻器R的滑片P向右滑動時(shí)，接入電路的電阻變大，電流強(qiáng)度變小，由這個電流產(chǎn)生的磁場減弱，穿過線框磁通量變小.根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場總是阻礙引起感應(yīng)電流磁場的變化,所以線框ab應(yīng)順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動,增大其垂直于磁感線方向的投影面積，才能阻礙線框的磁通量減小。解析：

若被電源未標(biāo)明極性所困惑,于是作個假設(shè):設(shè)電源左端為正或右端為正，然后根據(jù)兩種情況中的磁極的極性和引起穿過線圈磁通量的變化分別判斷。這樣做，費(fèi)很大周折，如能抓住楞次定律的實(shí)質(zhì)去判別則很簡便.點(diǎn)評：abPO電源B組能力訓(xùn)練題8導(dǎo)線框abcd與直導(dǎo)線在同一平面內(nèi)，直導(dǎo)線中通有恒定電流I，當(dāng)線框自左向右勻速通過直導(dǎo)線的過程中，線框中感應(yīng)電流如何流動？畫出磁場的分布情況如圖示：解：vIabcdvIabcd12開始運(yùn)動到位置1，向外的磁通量增加，感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針，當(dāng)dc邊進(jìn)入直導(dǎo)線右側(cè)，直到線框在正中間位置2時(shí)，向外的磁通量減少到0,

感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針；vIabcd1234接著運(yùn)動到3，向里的磁通量增加,感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針,當(dāng)ab邊離開直導(dǎo)線后，向里的磁通量減少，感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針.所以，感應(yīng)電流的方向先是順時(shí)針，接著為逆時(shí)針，然后又為順時(shí)針。B組能力訓(xùn)練題99、如圖所示，矩形線框的質(zhì)量m=0.016kg，長L=0.5m，寬d=0.1m，電阻R＝0.1Ω.從離磁場區(qū)域高h(yuǎn)1=5m處自由下落，剛?cè)雱驈?qiáng)磁場時(shí),由于磁場力作用，線框正好作勻速運(yùn)動.(1)求磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度；(2)如果線框下邊通過磁場所經(jīng)歷的時(shí)間為△t=0.15s，求磁場區(qū)域的高度h2.dLh2h1dLh2h1mgF12341—2，自由落體運(yùn)動解：在位置2，正好做勻速運(yùn)動，2—3勻速運(yùn)動：t1=L/v=0.05s∴t2=0.1s3—4初速度為v、加速度為g的勻加速運(yùn)動，∴h2=L+s=1.55mB組能力訓(xùn)練題1010．如圖所示，相距為L的兩條足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌與水平面的夾角為θ，上端接有定值電阻R，勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。將質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒由靜止釋放，當(dāng)速度達(dá)到v時(shí)開始勻速運(yùn)動，此時(shí)對導(dǎo)體棒施加一平行于導(dǎo)軌向下的拉力，并保持拉力的功率為P,導(dǎo)體棒最終以2v的速度勻速運(yùn)動。θRmBLθ導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，不計(jì)導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻，重力加速度為g，下列選項(xiàng)正確的是（）A．P=2mgvsinθB．P=3mgvsinθC．當(dāng)導(dǎo)體棒速度達(dá)到時(shí)加速度大小為D．在速度達(dá)到2v

以后勻速運(yùn)動的過程中，R上產(chǎn)生的焦耳熱等于拉力所做的功當(dāng)速度達(dá)到v時(shí)開始勻速運(yùn)動，受力分析可得解析：導(dǎo)體棒最終以2v的速度勻速運(yùn)動時(shí)，拉力為F=mgsinθ，所以拉力的功率為P=2mgvsinθ，選項(xiàng)A正確B錯誤。AC當(dāng)導(dǎo)體棒速度達(dá)到時(shí)，安培力加速度為選項(xiàng)C正確。在速度達(dá)到2v以后勻速運(yùn)動的過程中，根據(jù)能量守恒定律，R上產(chǎn)生的焦耳熱等于拉力所做的功加上重力做的功，選項(xiàng)D錯誤。題目B組能力訓(xùn)練題1111.如圖17所示，質(zhì)量為M的導(dǎo)體棒ab,垂直放在相距為l的平行光滑金屬軌道上.導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為θ，并處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直與導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場中，左側(cè)是水平放置、間距為d的平行金屬板，R和Rx分別表示定值電阻和滑動變阻器的阻值，不計(jì)其他電阻。（1）調(diào)節(jié)Rx=R，釋放導(dǎo)體棒，當(dāng)棒沿導(dǎo)軌勻速下滑時(shí)，求通過棒的電流I及棒的速率v。（2）改變Rx，待棒沿導(dǎo)軌再次勻速下滑后，將RRxlθabBd圖17質(zhì)量為m、帶電量為+q的微粒水平射入金屬板間，若它能勻速通過，求此時(shí)的Rx。（1）當(dāng)Rx=R時(shí),棒沿導(dǎo)軌勻速下滑時(shí),【解析】安培力F=BIl解得ab切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=Blv

由閉合歐姆定律得回路中電流解得由平衡條件Mgsinθ=F

RRxlθabBd（2）微粒水平射入金屬板間，能勻速通過，由平衡條件棒沿導(dǎo)軌勻速，由平衡條件Mgsinθ=BI1l

金屬板間電壓U=I1Rx

解得RRxlθabBd題目B組能力訓(xùn)練題1212.質(zhì)量為m邊長為l的正方形線框，從有界的勻強(qiáng)磁場上方由靜止自由下落，線框電阻為R，勻強(qiáng)磁場的寬度為H（H＞l），磁感強(qiáng)度為B，線框下落過程中ab邊與磁場界面平行。已知ab邊剛進(jìn)入磁場和剛穿出磁場時(shí)都作減速運(yùn)動，加速度大小均為a＝g/3。試求：（1）ab邊剛進(jìn)入磁場時(shí),線框的速度；（2）cd邊剛進(jìn)入磁場時(shí),線框的速度；（3）線框經(jīng)過磁場的過程中產(chǎn)生的熱能。cabHdB解：

（1）設(shè)ab邊剛