高考物理一輪復(fù)習(xí)學(xué)案第九章電磁感應(yīng)

第九章電磁感應(yīng)第1節(jié)電磁感應(yīng)現(xiàn)象__楞次定律(1)閉合電路內(nèi)只要有磁通量，就有感應(yīng)電流產(chǎn)生。(×)(2)穿過線圈的磁通量和線圈的匝數(shù)無關(guān)。(√)(3)線框不閉合時(shí)，即使穿過線框的磁通量發(fā)生變化，線框中也沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生。(√)(4)當(dāng)導(dǎo)體切割磁感線時(shí)，一定產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。(√)(5)由楞次定律知，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)一定與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向相反。(×)(6)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)一定阻礙引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)的磁通量的變化。(√)(1)1831年，英國(guó)物理學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)了——電磁感應(yīng)現(xiàn)象。(2)1834年，俄國(guó)物理學(xué)家楞次總結(jié)了確定感應(yīng)電流方向的定律——楞次定律。突破點(diǎn)(一)對(duì)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的理解和判斷1．判斷感應(yīng)電流的流程(1)確定研究的回路。(2)弄清楚回路內(nèi)的磁場(chǎng)分布，并確定該回路的磁通量Φ。(3)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(Φ不變→無感應(yīng)電流。,Φ變化→\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(回路閉合，有感應(yīng)電流；,回路不閉合，無感應(yīng)電流，但有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。))))2．磁通量Φ發(fā)生變化的三種常見情況(1)磁場(chǎng)強(qiáng)弱不變，回路面積改變。(2)回路面積不變，磁場(chǎng)強(qiáng)弱改變。(3)回路面積和磁場(chǎng)強(qiáng)弱均不變，但二者的相對(duì)位置發(fā)生改變。[題點(diǎn)全練]1．(2018·徐州模擬)下列各圖所描述的物理情境中，沒有感應(yīng)電流的是()A.開關(guān)S閉合穩(wěn)定后，線圈N中B.磁鐵向鋁環(huán)A靠近，鋁環(huán)A中C.金屬框從A向B運(yùn)動(dòng)，金屬框中D.銅盤在磁場(chǎng)中按圖示方向轉(zhuǎn)動(dòng)，電阻R中解析：選A開關(guān)S閉合穩(wěn)定后，穿過線圈的磁通量保持不變，線圈不產(chǎn)生感應(yīng)電流，故A符合題意；磁鐵向鋁環(huán)A靠近，穿過鋁環(huán)A的磁通量在增大，鋁環(huán)A產(chǎn)生感應(yīng)電流，故B不符合題意；金屬框從A向B運(yùn)動(dòng)，穿過線框的磁通量時(shí)刻在變化，線框產(chǎn)生感應(yīng)電流，故C不符合題意；銅盤在磁場(chǎng)中按圖示方向轉(zhuǎn)動(dòng)，銅盤的一部分切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電流，故D不符合題意。2．(2018·上海模擬)現(xiàn)將電池組、滑動(dòng)變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流計(jì)及開關(guān)如圖連接。在開關(guān)閉合、線圈A放在線圈B中的情況下，某同學(xué)發(fā)現(xiàn)當(dāng)他將滑動(dòng)變阻器的滑片P向右加速滑動(dòng)時(shí)，電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)。由此可以推斷()A．因?yàn)榫€圈A、線圈B的繞線方向未知，故無法判斷電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)的方向B．線圈A中鐵芯向上拔出或斷開開關(guān)，電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)C．滑動(dòng)變阻器的滑片P勻速向右滑動(dòng)，電流計(jì)指針靜止在中央D．線圈A向上移動(dòng)，電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn)解析：選D由題意可知當(dāng)P向右加速滑動(dòng)時(shí)，線圈A中的電流應(yīng)越來越大，則其磁場(chǎng)增加，此時(shí)線圈B中產(chǎn)生的電流使指針向右偏轉(zhuǎn)，由此可知，當(dāng)B中的磁通量增加時(shí)，電流計(jì)指針右偏；雖然線圈A、線圈B的繞線方向未知，只要知道穿過線圈B的磁通量如何變化即可判斷出電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向，故A錯(cuò)誤；線圈A中鐵芯向上拔出或斷開開關(guān)，穿過線圈B的磁通量減小，電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn)，故B錯(cuò)誤；滑動(dòng)變阻器的滑片P勻速向右滑動(dòng)，穿過線圈B的磁通量變化，則會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，指針將會(huì)偏轉(zhuǎn)，故C錯(cuò)誤；線圈A向上移動(dòng)，穿過線圈B的磁通量減少，電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn)，故D正確。3．(2018·昆山高三質(zhì)檢)如圖所示，一通電螺線管b放在閉合金屬線圈a內(nèi)，螺線管的中心軸線恰和線圈的一條直徑MN重合。要使線圈a中產(chǎn)生感應(yīng)電流，可采用的方法有()A．使通電螺線管中的電流發(fā)生變化B．使螺線管繞垂直于線圈平面且過線圈圓心的軸轉(zhuǎn)動(dòng)C．使線圈a以MN為軸轉(zhuǎn)動(dòng)D．使線圈繞垂直于MN的直徑轉(zhuǎn)動(dòng)解析：選D在A、B、C三種情況下，穿過線圈a的磁通量始終為零，因此不產(chǎn)生感應(yīng)電流，A、B、C錯(cuò)誤；選項(xiàng)D中，當(dāng)線圈繞垂直于MN的直徑轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，故D正確。突破點(diǎn)(二)應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向1．楞次定律中“阻礙”的含義2．判斷感應(yīng)電流方向的兩種方法方法一用楞次定律判斷方法二用右手定則判斷該方法適用于切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流。判斷時(shí)注意掌心、拇指、四指的方向：1掌心——磁感線垂直穿入；2拇指——指向?qū)w運(yùn)動(dòng)的方向；3四指——指向感應(yīng)電流的方向。[題點(diǎn)全練]1.(2018·徐州模擬)如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直圓形線圈指向紙內(nèi)，a、b、c、d為圓形線圈上等距離的四點(diǎn)，現(xiàn)用外力在上述四點(diǎn)將線圈拉成正方形，且線圈仍處在原先所在平面內(nèi)，則在線圈發(fā)生形變的過程中()A．線圈中將產(chǎn)生abcda方向的感應(yīng)電流B．線圈中將產(chǎn)生adcba方向的感應(yīng)電流C．線圈中感應(yīng)電流方向無法判斷D．線圈中無感應(yīng)電流解析：選A周長(zhǎng)一定時(shí)，圓形的面積最大。本題線圈面積變小，磁通量變小，有感應(yīng)電流產(chǎn)生。由楞次定律可知線圈中將產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流。故A正確。2.如圖所示，導(dǎo)線框abcd與直導(dǎo)線幾乎在同一平面內(nèi)，直導(dǎo)線中通有恒定電流I，當(dāng)導(dǎo)線框由左向右勻速通過直導(dǎo)線時(shí)，線框中感應(yīng)電流的方向是()A．先abcd，后dcba，再abcdB．始終dcbaC．先dcba，后abcd，再dcbaD．先abcd，后dcba解析：選C當(dāng)導(dǎo)線框從直導(dǎo)線左邊向直導(dǎo)線靠近時(shí)，穿過導(dǎo)線框的磁感線是向外的且磁通量增加，由楞次定律可判斷導(dǎo)線框中電流方向是dcba，當(dāng)導(dǎo)線框在直導(dǎo)線右邊遠(yuǎn)離直導(dǎo)線時(shí)，穿過導(dǎo)線框的磁感線是向里的且磁通量減小，由楞次定律可判斷導(dǎo)線框中電流方向還是dcba。在導(dǎo)線框跨越直導(dǎo)線過程中，導(dǎo)線框的ab邊和dc邊均切割磁感線，由右手定則可得ab邊感應(yīng)電流的方向從a到b，cd邊感應(yīng)電流的方向從c到d，而ad、bc邊不切割磁感線，因此，回路中相當(dāng)于有兩個(gè)電源串聯(lián)，回路中感應(yīng)電流的方向?yàn)閍bcd。選項(xiàng)C正確。3．(2018·鹽城期末)1831年10月28日，法拉第在一次會(huì)議上展示了他發(fā)明的圓盤發(fā)電機(jī)，它是利用電磁感應(yīng)的原理制成的，是人類歷史上的第一臺(tái)發(fā)電機(jī)。下列各圖所示是這個(gè)圓盤發(fā)電機(jī)的示意圖：銅盤安裝在水平的銅軸上，銅片甲、乙分別與轉(zhuǎn)動(dòng)軸、銅盤邊緣接觸。下列四幅圖示中的圖A、B中磁場(chǎng)方向與銅盤平行；圖C、D中磁場(chǎng)方向與銅盤垂直，C圖中磁場(chǎng)區(qū)域僅在轉(zhuǎn)動(dòng)軸上側(cè)，D圖中磁場(chǎng)區(qū)域僅在轉(zhuǎn)動(dòng)軸下側(cè)。從右向左看銅盤以相同的角速度逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，電阻R上有電流且方向向上的是()解析：選D當(dāng)磁場(chǎng)的方向與銅盤平行時(shí)，銅盤內(nèi)沒有磁通量的變化，此時(shí)沒有感應(yīng)電流，故A、B錯(cuò)誤；從右向左看銅盤以相同的角速度逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由右手定則可知，銅盤內(nèi)感應(yīng)電流的方向由甲經(jīng)R流向乙，所以電阻R上的電流方向沿紙面向下，故C錯(cuò)誤；從右向左看銅盤以相同的角速度逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由右手定則可知，銅盤內(nèi)感應(yīng)電流的方向由乙經(jīng)R流向甲，所以電阻R上的電流方向沿紙面向上，故D正確。突破點(diǎn)(三)三定則、一定律的綜合應(yīng)用1．規(guī)律比較名稱基本現(xiàn)象因果關(guān)系應(yīng)用的定則或定律電流的磁效應(yīng)運(yùn)動(dòng)電荷、電流產(chǎn)生磁場(chǎng)因電生磁安培定則洛倫茲力、安培力磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷、電流有作用力因電受力左手定則電磁感應(yīng)部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)因動(dòng)生電右手定則閉合回路磁通量變化因磁生電楞次定律2．相互聯(lián)系(1)應(yīng)用楞次定律時(shí)，一般要用到安培定則。(2)研究感應(yīng)電流受到的安培力，一般先用右手定則確定電流方向，再用左手定則確定安培力的方向，有時(shí)也可以直接應(yīng)用楞次定律的推論確定。[典例]如圖所示，金屬棒ab、金屬導(dǎo)軌和螺線管組成閉合回路，金屬棒ab在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng)，則()A．a(chǎn)b棒不受安培力作用B．a(chǎn)b棒所受安培力的方向向右C．a(chǎn)b棒向右運(yùn)動(dòng)速度v越大，所受安培力越大D．螺線管產(chǎn)生的磁場(chǎng)，A端為N極[思路點(diǎn)撥](1)判斷導(dǎo)體棒ab切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流→應(yīng)用右手定則。(2)判斷導(dǎo)體棒ab受到的安培力→應(yīng)用左手定則。(3)判斷螺線管中產(chǎn)生的磁場(chǎng)→應(yīng)用安培定則。[解析]棒ab向右運(yùn)動(dòng)切割磁感線，根據(jù)右手定則判斷感應(yīng)電流方向由b→a，再根據(jù)左手定則判斷棒所受安培力水平向左，故A、B錯(cuò)誤；ab的速度越大，感應(yīng)電流越大，所受安培力就越大，C正確；根據(jù)安培定則可判定螺線管的B端為N極，A端為S極，D錯(cuò)誤。[答案]C[方法規(guī)律]左、右手定則巧區(qū)分(1)區(qū)分左手定則和右手定則的根本是抓住“因果關(guān)系”：“因電而動(dòng)”——用左手，“因動(dòng)而電”——用右手。(2)使用中左手定則和右手定則很容易混淆，為了便于記憶，可把兩個(gè)定則簡(jiǎn)單地總結(jié)為通電受力，“力”的最后一筆“丿”向左，用左手；運(yùn)動(dòng)生電，“電”的最后一筆“乚”向右，用右手。[集訓(xùn)沖關(guān)]1.矩形導(dǎo)線框abcd與長(zhǎng)直導(dǎo)線MN放在同一水平面上，ab邊與MN平行，導(dǎo)線MN中通入如圖所示方向的電流，當(dāng)MN中的電流增大時(shí)，下列說法正確的是()A．導(dǎo)線框abcd中有順時(shí)針方向的感應(yīng)電流B．導(dǎo)線框abcd中有逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流C．導(dǎo)線框所受的安培力的合力向左D．導(dǎo)線框所受的安培力的合力為零解析：選B直導(dǎo)線中通有向上且增大的電流，根據(jù)安培定則，知通過線框的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，且逐漸增大，根據(jù)楞次定律，知感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向，故A錯(cuò)誤，B正確；根據(jù)左手定則，知ab邊所受安培力方向水平向右，cd邊所受安培力方向水平向左，離導(dǎo)線越近，磁感應(yīng)強(qiáng)度越大，所以ab邊所受的安培力大于cd邊所受的安培力，則線圈所受磁場(chǎng)力的合力方向向右，故C、D錯(cuò)誤。2.(2018·南京模擬)如圖所示是法拉第在1831年做電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)的示意圖，鐵環(huán)上繞有A、B兩個(gè)線圈，線圈A接直流電源，線圈B接電流表和開關(guān)S。通過多次實(shí)驗(yàn)，法拉第終于總結(jié)出產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，分析這個(gè)實(shí)驗(yàn)，下列說法中正確的是()A．閉合開關(guān)S的瞬間，電流表G中有a→b的感應(yīng)電流B．閉合開關(guān)S的瞬間，電流表G中有b→a的感應(yīng)電流C．閉合開關(guān)S后，在增大電阻R的過程中，電流表G中有b→a的感應(yīng)電流D．閉合開關(guān)S后，向右滑動(dòng)變阻器滑片，電流表G指針不偏轉(zhuǎn)解析：選C閉合開關(guān)S的瞬間，穿過線圈B的磁通量不發(fā)生變化，電流表G中無感應(yīng)電流，故A、B錯(cuò)誤；閉合開關(guān)S后，在增大電阻R的過程中，電流減小，則通過線圈B的磁通量減小，根據(jù)楞次定律可確定線圈B產(chǎn)生向下的磁場(chǎng)，再根據(jù)右手螺旋定則可得：電流表G中有b→a的感應(yīng)電流，故C正確；閉合開關(guān)S后，向右滑動(dòng)變阻器滑片，導(dǎo)致穿過線圈B的磁通量變化，則電流表中有電流，因而電流表G指針會(huì)偏轉(zhuǎn)，故D錯(cuò)誤。突破點(diǎn)(四)利用楞次定律的推論速解電磁感應(yīng)問題電磁感應(yīng)現(xiàn)象中因果相對(duì)的關(guān)系恰好反映了自然界的這種對(duì)立統(tǒng)一規(guī)律，對(duì)楞次定律中“阻礙”的含義可以推廣為感應(yīng)電流的“效果”總是阻礙產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因，可由以下三種方式呈現(xiàn)：(1)增反減同：eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(Φ增加，B感與B原反向,Φ減小，B感與B原同向))阻礙原磁通量的變化，適用于單向磁場(chǎng)問題，如回路中有兩個(gè)方向的磁場(chǎng)不再適用。(2)增縮減擴(kuò)：eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(Φ增大，面積減小,Φ減小，面積增大))使回路面積有擴(kuò)大或縮小的趨勢(shì)，同樣適用于單向磁場(chǎng)問題。(3)來拒去留：eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(靠近：F斥力,遠(yuǎn)離：F引力))阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)。[多維探究](一)增反減同[例1]如圖甲所示，長(zhǎng)直導(dǎo)線與導(dǎo)線框abcd固定在同一平面內(nèi)。直導(dǎo)線中通以如圖乙所示的大小和方向都隨時(shí)間作周期性變化的交流電，并取圖甲所示向上的電流方向?yàn)橹睂?dǎo)線中電流的正方向。關(guān)于0～T時(shí)間內(nèi)線框abcd中感應(yīng)電流的方向，下列說法正確的是()A．由順時(shí)針方向變?yōu)槟鏁r(shí)針方向B．由逆時(shí)針方向變?yōu)轫槙r(shí)針方向C．由順時(shí)針方向變?yōu)槟鏁r(shí)針方向，再變?yōu)轫槙r(shí)針方向D．由逆時(shí)針方向變?yōu)轫槙r(shí)針方向，再變?yōu)槟鏁r(shí)針方向[解析]由題圖乙，在0～eq\f(T,4)時(shí)間內(nèi)電流正向增大，根據(jù)安培定則，矩形線圈所處的磁場(chǎng)垂直紙面向里，由于磁通量增大，由增反減同，矩形線圈中的感應(yīng)磁場(chǎng)應(yīng)垂直紙面向外，感應(yīng)電流為逆時(shí)針，同理，eq\f(T,4)～eq\f(T,2)，eq\f(T,2)～eq\f(3T,4)，eq\f(3T,4)～T內(nèi)感應(yīng)電流的方向依次為順時(shí)針、順時(shí)針、逆時(shí)針，故D正確。[答案]D(二)增縮減擴(kuò)[例2]如圖，光滑固定的金屬導(dǎo)軌M、N水平放置，兩根導(dǎo)體棒P、Q平行放置在導(dǎo)軌上，形成一個(gè)閉合回路，一條形磁鐵從高處自由下落接近回路時(shí)()A．P、Q將相互遠(yuǎn)離 B．磁鐵的加速度大于gC．磁鐵的加速度仍為g D．磁鐵的加速度小于g[解析]當(dāng)一條形磁鐵從高處下落接近回路時(shí)，穿過回路的磁通量增加，根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙磁通量的變化，可知P、Q將互相靠攏，回路的面積減小，使穿過回路的磁場(chǎng)減小，起到阻礙原磁通量增加的作用，故A錯(cuò)誤；根據(jù)楞次定律可知，磁鐵受到向上的排斥力，所以合力小于重力，磁鐵的加速度一定小于g，故B、C錯(cuò)誤，D正確。[答案]D(三)來拒去留[例3](2018·常州一中一模)如圖所示，線圈兩端與電阻相連構(gòu)成閉合回路，在線圈上方有一豎直放置的條形磁鐵，磁鐵的S極朝下。在將磁鐵的S極插入線圈的過程中()A．通過電阻的感應(yīng)電流的方向由a到b，線圈與磁鐵相互排斥B．通過電阻的感應(yīng)電流的方向由b到a，線圈與磁鐵相互排斥C．通過電阻的感應(yīng)電流的方向由a到b，線圈與磁鐵相互吸引D．通過電阻的感應(yīng)電流的方向由b到a，線圈與磁鐵相互吸引[解析]當(dāng)磁鐵向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，穿過線圈的磁通量變大，原磁場(chǎng)方向向上，所以感應(yīng)磁場(chǎng)方向向下，根據(jù)右手螺旋定則，通過電阻的電流方向?yàn)閎→a。根據(jù)楞次定律“來拒去留”可判斷線圈對(duì)磁鐵的作用是阻礙作用，故磁鐵與線圈相互排斥。綜上所述：線圈中感應(yīng)電流通過電阻的電流方向?yàn)閎→a，磁鐵與線圈相互排斥。B正確。[答案]B利用程序法和逆向推理法分析二次感應(yīng)問題在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，二次電磁感應(yīng)問題在高考題中時(shí)常出現(xiàn)，解決該類問題的方法有程序法、逆向推理法等。(一)程序法(正向推理法)1.[多選]如圖所示，水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動(dòng)的金屬棒PQ、MN，MN的左邊有一閉合電路，當(dāng)PQ在外力的作用下運(yùn)動(dòng)時(shí)，MN向右運(yùn)動(dòng)，則PQ所做的運(yùn)動(dòng)可能是()A．向右加速運(yùn)動(dòng) B．向左加速運(yùn)動(dòng)C．向右減速運(yùn)動(dòng) D．向左減速運(yùn)動(dòng)解析：選BCMN向右運(yùn)動(dòng)，說明MN受到向右的安培力，因?yàn)閍b在MN處的磁場(chǎng)垂直紙面向里eq\o(→,\s\up7(左手定則),\s\do5())MN中的感應(yīng)電流由M→Neq\o(→,\s\up7(安培定則),\s\do5())L1中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向上eq\o(→,\s\up7(楞次定律),\s\do5())eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(L2中磁場(chǎng)方向向上減弱,L2中磁場(chǎng)方向向下增強(qiáng)))；若L2中磁場(chǎng)方向向上減弱eq\o(→,\s\up7(安培定則),\s\do5())PQ中電流為Q→P且減小eq\o(→,\s\up7(右手定則),\s\do5())向右減速運(yùn)動(dòng)；若L2中磁場(chǎng)方向向下增強(qiáng)eq\o(→,\s\up7(安培定則),\s\do5())PQ中電流為P→Q且增大eq\o(→,\s\up7(右手定則),\s\do5())向左加速運(yùn)動(dòng)。(二)逆向推理法2．[多選]如圖所示裝置中，cd桿原來靜止。當(dāng)ab桿做如下哪些運(yùn)動(dòng)時(shí)，cd桿將向右移動(dòng)()A．向右勻速運(yùn)動(dòng) B．向右加速運(yùn)動(dòng)C．向左加速運(yùn)動(dòng) D．向左減速運(yùn)動(dòng)解析：選BDab勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，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，L2中無感應(yīng)電流產(chǎn)生，cd保持靜止，A錯(cuò)誤；ab向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，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(dòng)，B正確；同理可得C錯(cuò)誤，D正確。3.(2017·全國(guó)卷Ⅲ)如圖，在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一U形金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌平面與磁場(chǎng)垂直。金屬桿PQ置于導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌形成閉合回路PQRS，一圓環(huán)形金屬線框T位于回路圍成的區(qū)域內(nèi)，線框與導(dǎo)軌共面?，F(xiàn)讓金屬桿PQ突然向右運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)開始的瞬間，關(guān)于感應(yīng)電流的方向，下列說法正確的是()A．PQRS中沿順時(shí)針方向，T中沿逆時(shí)針方向B．PQRS中沿順時(shí)針方向，T中沿順時(shí)針方向C．PQRS中沿逆時(shí)針方向，T中沿逆時(shí)針方向D．PQRS中沿逆時(shí)針方向，T中沿順時(shí)針方向解析：選D金屬桿PQ向右切割磁感線，根據(jù)右手定則可知PQRS中感應(yīng)電流沿逆時(shí)針方向；原來T中的磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，閉合回路PQRS中的感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外，使得穿過T的磁通量減小，根據(jù)楞次定律可知T中產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流，綜上所述，可知A、B、C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確。eq\a\vs4\al([反思領(lǐng)悟])在二次感應(yīng)現(xiàn)象中，“程序法”和“逆向推理法”的選擇1．如果要判斷二次感應(yīng)后的現(xiàn)象或結(jié)果，選擇程序法。2．如果已知二次感應(yīng)后的結(jié)果，要判斷導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)情況或磁場(chǎng)的變化，需選擇逆向推理法。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：對(duì)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的理解和判斷1．[多選]如圖所示，矩形線框abcd由靜止開始運(yùn)動(dòng)，若要使線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流，則線框的運(yùn)動(dòng)情況應(yīng)該是()A．向右平動(dòng)(ad邊還沒有進(jìn)入磁場(chǎng))B．向上平動(dòng)(ab邊還沒有離開磁場(chǎng))C．以bc邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)(ad邊還沒有轉(zhuǎn)入磁場(chǎng))D．以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)(轉(zhuǎn)角不超過90°)解析：選AD選項(xiàng)A和D所描述的情況中，線框在磁場(chǎng)中的有效面積S均發(fā)生變化(A情況下S增大，D情況下S減小)，穿過線框的磁通量均改變，由產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件知線框中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。而選項(xiàng)B、C所描述的情況中，線框中的磁通量均不改變，不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。故選A、D。2．(2018·瀏陽(yáng)三中月考)法拉第是十九世紀(jì)電磁學(xué)領(lǐng)域中偉大的科學(xué)家，下列有關(guān)法拉第在電磁學(xué)領(lǐng)域的貢獻(xiàn)，不正確的是()A．法拉第是電磁學(xué)的奠基者，他首先提出了場(chǎng)的概念B．法拉第發(fā)現(xiàn)并總結(jié)電磁感應(yīng)是由于閉合電路磁通量變化引起的C．法拉第正確地指出電磁感應(yīng)與靜電感應(yīng)不同，感應(yīng)電流并不是與原電流有關(guān)，而是與原電流的變化有關(guān)D．法拉第通過科學(xué)實(shí)驗(yàn)以及研究發(fā)現(xiàn)判斷感應(yīng)電流方向的方法，即：感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電流磁通量的變化解析：選D法拉第是電磁學(xué)的奠基者，他首先提出了場(chǎng)的概念，選項(xiàng)A正確；法拉第發(fā)現(xiàn)并總結(jié)電磁感應(yīng)是由于閉合電路磁通量變化引起的，選項(xiàng)B正確；法拉第正確地指出電磁感應(yīng)與靜電感應(yīng)不同，感應(yīng)電流并不是與原電流有關(guān)，而是與原電流的變化有關(guān)，選項(xiàng)C正確；楞次通過科學(xué)實(shí)驗(yàn)以及研究發(fā)現(xiàn)判斷感應(yīng)電流方向的方法，即：感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電流磁通量的變化，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。3．(2018·宿遷中學(xué)月考)某同學(xué)在“探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件”的實(shí)驗(yàn)中，將直流電源、滑動(dòng)變阻器、線圈A(有鐵芯)、線圈B、靈敏電流計(jì)及開關(guān)按如圖所示連接成電路。在實(shí)驗(yàn)中，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)開關(guān)閉合的瞬間，靈敏電流計(jì)的指針向左偏。由此可以判斷，在保持開關(guān)閉合的狀態(tài)下()A．當(dāng)線圈A拔出時(shí)，靈敏電流計(jì)的指針向左偏B．當(dāng)線圈A中的鐵芯拔出時(shí)，靈敏電流計(jì)的指針向右偏C．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片勻速滑動(dòng)時(shí)，靈敏電流計(jì)的指針不偏轉(zhuǎn)D．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向N端滑動(dòng)時(shí)，靈敏電流計(jì)的指針向右偏解析：選B開關(guān)閉合的瞬間，靈敏電流計(jì)的指針向左偏，則當(dāng)磁通量增大時(shí)，指針左偏；若磁通量減小時(shí)，則右偏；當(dāng)線圈A拔出，或線圈A中的鐵芯拔出時(shí)，均導(dǎo)致磁通量減小，因此電流計(jì)指針向右偏，故A錯(cuò)誤，B正確；滑動(dòng)變阻器的滑片勻速滑動(dòng)，穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，電流計(jì)指針要發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故C錯(cuò)誤；當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向N端滑動(dòng)時(shí)，電阻減小，則電流增大，導(dǎo)致磁通量增大，因此靈敏電流計(jì)的指針向左偏，故D錯(cuò)誤。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向4．(2016·海南高考)如圖，一圓形金屬環(huán)與兩固定的平行長(zhǎng)直導(dǎo)線在同一豎直平面內(nèi)，環(huán)的圓心與兩導(dǎo)線距離相等，環(huán)的直徑小于兩導(dǎo)線間距。兩導(dǎo)線中通有大小相等、方向向下的恒定電流。若()A．金屬環(huán)向上運(yùn)動(dòng)，則環(huán)上的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向B．金屬環(huán)向下運(yùn)動(dòng)，則環(huán)上的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向C．金屬環(huán)向左側(cè)直導(dǎo)線靠近，則環(huán)上的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向D．金屬環(huán)向右側(cè)直導(dǎo)線靠近，則環(huán)上的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向解析：選D當(dāng)金屬環(huán)上下移動(dòng)時(shí)，穿過環(huán)的磁通量不發(fā)生變化，根據(jù)楞次定律，沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；當(dāng)金屬環(huán)向左移動(dòng)時(shí)，穿過環(huán)的磁通量垂直紙面向外且增強(qiáng)，根據(jù)楞次定律可知，環(huán)上產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；當(dāng)金屬環(huán)向右移動(dòng)時(shí)，穿過環(huán)的磁通量垂直紙面向里且增強(qiáng)，根據(jù)楞次定律可知，環(huán)上產(chǎn)生逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流，故選項(xiàng)D正確。5．(2018·淮安模擬)如圖所示，一根條形磁鐵從左向右靠近閉合金屬環(huán)的過程中，環(huán)中的感應(yīng)電流(自左向右看)()A．沿順時(shí)針方向B．先沿順時(shí)針方向后沿逆時(shí)針方向C．沿逆時(shí)針方向D．先沿逆時(shí)針方向后沿順時(shí)針方向解析：選C條形磁鐵從左向右靠近閉合金屬環(huán)的過程中，原磁場(chǎng)方向向右，且磁通量在增加，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙原磁場(chǎng)磁通量的變化，所以感應(yīng)電流的磁場(chǎng)向左，由安培定則知感應(yīng)電流的方向(自左向右看)沿逆時(shí)針方向。故C正確，A、B、D錯(cuò)誤。6．(2018·蘇州一模)下列圖中表示閉合電路中的一部分導(dǎo)體ab在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的情景，導(dǎo)體ab上的感應(yīng)電流方向?yàn)閍→b的是()解析：選Aab棒順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，運(yùn)用右手定則：磁感線穿過手心，拇指指向順時(shí)針方向，則導(dǎo)體ab上的感應(yīng)電流方向?yàn)閍→b，故A正確；ab向紙外運(yùn)動(dòng)，運(yùn)用右手定則，則知導(dǎo)體ab上的感應(yīng)電流方向?yàn)閎→a，故B錯(cuò)誤；穿過回路的磁通量減小，由楞次定律知，回路中感應(yīng)電流方向由b→a→d→c，則導(dǎo)體ab上的感應(yīng)電流方向?yàn)閎→a，故C錯(cuò)誤；ab棒沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)，由右手定則判斷知導(dǎo)體ab上的感應(yīng)電流方向?yàn)閎→a，故D錯(cuò)誤。7.如圖所示，在條形磁鐵N極附近，將閉合線圈abcd由位置Ⅰ經(jīng)位置Ⅱ平移至位置Ⅲ，線圈中感應(yīng)電流的方向()A．始終沿abcd方向B．始終沿adcb方向C．先沿abcd方向，后沿adcb方向D．先沿adcb方向，后沿abcd方向解析：選B線圈從位置Ⅰ到位置Ⅱ的過程中，向上穿過線圈的磁通量減小，則產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)應(yīng)向上，則由右手螺旋定則可知，感應(yīng)電流的方向?yàn)閍dcb；線圈從位置Ⅱ到位置Ⅲ的過程中，線圈內(nèi)向下穿過的磁通量增加，則也會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律感應(yīng)電流的磁場(chǎng)向上，則感應(yīng)電流的方向?yàn)閍dcb。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：三定則、一定律的綜合應(yīng)用8.[多選](2018·連云港模擬)如圖所示，一根長(zhǎng)導(dǎo)線彎曲成“∏”形，通以直流電I，正中間用絕緣線懸掛一金屬環(huán)C，環(huán)與導(dǎo)線處于同一豎直平面內(nèi)。在電流I增大的過程中，下列判斷正確的是()A．金屬環(huán)中無感應(yīng)電流產(chǎn)生B．金屬環(huán)中有逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流C．懸掛金屬環(huán)C的豎直線的拉力大于環(huán)的重力D．懸掛金屬環(huán)C的豎直線的拉力小于環(huán)的重力解析：選BCΦ＝BS，S不變，I增大，B增大，所以有感應(yīng)電流產(chǎn)生，A錯(cuò)誤。由楞次定律得，感應(yīng)電流方向沿逆時(shí)針，B正確。由圓的上半部分B大于下半部分，所以安培力以上半圓為主，I方向向左，B垂直紙面向里，F(xiàn)安方向向下，所以F拉＝mg＋F安，拉力大于重力，C正確，D錯(cuò)誤。9.(2018·徐州期中)如圖所示，平行導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)，要使懸掛著的金屬環(huán)P能產(chǎn)生方向如圖所示的感應(yīng)電流，則金屬棒ab的運(yùn)動(dòng)應(yīng)是()A．向右勻速運(yùn)動(dòng)B．向左勻速運(yùn)動(dòng)C．向左減速運(yùn)動(dòng)D．向右減速運(yùn)動(dòng)解析：選D當(dāng)ab向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由右手定則判斷可知，ab中產(chǎn)生由b→a的感應(yīng)電流，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定，感應(yīng)電流恒定，螺線管產(chǎn)生的磁場(chǎng)恒定，則由楞次定律判斷可知，金屬環(huán)不產(chǎn)生電流，故A錯(cuò)誤；同理，B錯(cuò)誤；當(dāng)ab向左減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由右手定則判斷可知，ab中產(chǎn)生由a→b的感應(yīng)電流，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)減小，感應(yīng)電流減小，螺線管產(chǎn)生的方向向左的磁場(chǎng)減弱，則由楞次定律判斷可知，金屬環(huán)產(chǎn)生與圖示方向相反的電流，故C錯(cuò)誤；當(dāng)ab向右減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由右手定則判斷可知，ab中產(chǎn)生由b→a的感應(yīng)電流，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)減小，感應(yīng)電流減小，螺線管產(chǎn)生方向向右的減小的磁場(chǎng)，則由楞次定律判斷可知，金屬環(huán)產(chǎn)生與圖示方向相同的電流，故D正確。10．[多選]如圖所示，兩個(gè)線圈套在同一個(gè)鐵芯上，線圈的繞向如圖。左線圈連著平行導(dǎo)軌M和N，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，在導(dǎo)軌垂直方向上放著金屬棒ab，金屬棒處于垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，下列說法中正確的是()A．當(dāng)金屬棒向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)，c點(diǎn)電勢(shì)高于d點(diǎn)B．當(dāng)金屬棒向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，b點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn)，c點(diǎn)與d點(diǎn)等電勢(shì)C．當(dāng)金屬棒向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，b點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn)，c點(diǎn)電勢(shì)高于d點(diǎn)D．當(dāng)金屬棒向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，b點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn)，d點(diǎn)電勢(shì)高于c點(diǎn)解析：選BD當(dāng)金屬棒向右勻速運(yùn)動(dòng)而切割磁感線時(shí)，金屬棒產(chǎn)生恒定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，由右手定則判斷電流方向由a→b。根據(jù)電流從電源(ab相當(dāng)于電源)正極流出沿外電路回到電源負(fù)極的特點(diǎn)，可以判斷b點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn)。又左線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定，則感應(yīng)電流也恒定，所以穿過右線圈的磁通量保持不變，不產(chǎn)生感應(yīng)電流。故A錯(cuò)誤，B正確。當(dāng)ab向右做加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由右手定則可推斷φb>φa，電流沿逆時(shí)針方向。又由E＝BLv可知ab金屬棒兩端的E不斷增大，那么左邊電路中的感應(yīng)電流也不斷增大，由安培定則可判斷它在鐵芯中的磁感線方向是沿逆時(shí)針方向的，并且磁感應(yīng)強(qiáng)度不斷增強(qiáng)，所以右邊電路的線圈中的向上的磁通量不斷增加。由楞次定律可判斷右邊電路的感應(yīng)電流方向應(yīng)沿逆時(shí)針(從下向上看)，而在右線圈組成的電路中，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)僅產(chǎn)生在繞在鐵芯上的那部分線圈上，把這個(gè)線圈看做電源，由于電流是從d沿外電路(即電阻R)流向c，所以d點(diǎn)電勢(shì)高于c點(diǎn)。故C錯(cuò)誤，D正確。11.(2018·無錫期末)一根條形磁鐵自右向左穿過一個(gè)閉合線圈，則流過靈敏電流計(jì)的感應(yīng)電流方向是()A．始終由a流向bB．始終由b流向aC．先由a流向b，再由b流向aD．先由b流向a，再由a流向b解析：選D條形磁鐵的N極自右向左穿過閉合線圈，從而使得線圈向左的磁通量先增大后減小，根據(jù)楞次定律，則感應(yīng)電流的磁場(chǎng)先向右，后向左，再由右手螺旋定則可得，感應(yīng)電流方向先由b流向a，再由a流向b，故D正確，A、B、C錯(cuò)誤。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：利用楞次定律的推論速解電磁感應(yīng)問題12．[多選](2018·鎮(zhèn)江模擬)航母上飛機(jī)彈射起飛所利用的電磁驅(qū)動(dòng)原理如圖所示。當(dāng)固定線圈上突然通過直流電時(shí)，線圈左側(cè)的金屬環(huán)被彈射出去?，F(xiàn)在線圈左側(cè)同一位置，先后放上用橫截面積相等的銅和鋁導(dǎo)線制成的形狀、大小相同的兩個(gè)閉合環(huán)，電阻率ρ銅<ρ鋁。則合上開關(guān)S的瞬間()A．從右側(cè)看，環(huán)中產(chǎn)生沿逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流B．銅環(huán)受到的安培力大于鋁環(huán)受到的安培力C．若將金屬環(huán)置于線圈右側(cè)，環(huán)將向右彈射D．電池正、負(fù)極調(diào)換后，金屬環(huán)仍能向左彈射解析：選BCD閉合開關(guān)S的瞬間，金屬環(huán)中向右的磁場(chǎng)磁通量增大，根據(jù)楞次定律，從右側(cè)看，環(huán)中產(chǎn)生沿順時(shí)針方向的感應(yīng)電流，A錯(cuò)誤；由于電阻率ρ銅<ρ鋁，先后放上用橫截面積相等的銅和鋁導(dǎo)線制成的形狀、大小相同的兩個(gè)閉合環(huán)，銅環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流大于鋁環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流，由安培力公式可知，銅環(huán)受到的安培力大于鋁環(huán)受到的安培力，B正確；若將金屬環(huán)置于線圈右側(cè)，則閉合開關(guān)S的瞬間，環(huán)將向右彈射，C正確；電池正、負(fù)極調(diào)換后，同理可以得出金屬環(huán)仍能向左彈射，D正確。13．如圖甲所示，圓形線圈P靜止在水平桌面上，其正上方固定一螺線管Q，P和Q共軸，Q中通有變化電流i，電流隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示，P所受的重力為G，桌面對(duì)P的支持力為N，則()A．t1時(shí)刻，N＞G，P有擴(kuò)張的趨勢(shì)B．t2時(shí)刻，N＝G，P有收縮的趨勢(shì)C．t3時(shí)刻，N＝G，此時(shí)P中有感應(yīng)電流D．t4時(shí)刻，N＜G，此時(shí)穿過P的磁通量最小解析：選C當(dāng)螺線管中電流增大時(shí)，其形成的磁場(chǎng)不斷增強(qiáng)，因此線圈P中的磁通量增大，根據(jù)楞次定律可知線圈P將阻礙其磁通量的增大，故線圈有遠(yuǎn)離和面積收縮的趨勢(shì)，即N＞G，P有縮小的趨勢(shì)，故A錯(cuò)誤；當(dāng)螺線管中電流不變時(shí)，其形成磁場(chǎng)不變，線圈P中的磁通量不變，因此線圈中無感應(yīng)電流產(chǎn)生，故t2時(shí)刻N(yùn)＝G，此時(shí)線圈P沒有收縮的趨勢(shì)，故B錯(cuò)誤；t3時(shí)刻螺線管中電流為零，但是線圈P中磁通量是變化的，因此此時(shí)線圈中有感應(yīng)電流，由于t3時(shí)刻螺線管中電流為零，所以P與螺線管之間沒有作用力，N＝G，故C正確；當(dāng)螺線管中電流不變時(shí)，其形成磁場(chǎng)不變，線圈P中的磁通量不變，因此線圈中無感應(yīng)電流產(chǎn)生，故t4時(shí)刻N(yùn)＝G，故D錯(cuò)誤。14.(2018·鎮(zhèn)江質(zhì)檢)條形磁鐵放在光滑的水平面上，以條形磁鐵中央位置正上方的某點(diǎn)為圓心，水平固定一銅質(zhì)圓環(huán)，不計(jì)空氣阻力，以下判斷中正確的是()A．給磁鐵水平向右的初速度，圓環(huán)將受到向左的磁場(chǎng)力B．釋放圓環(huán)，圓環(huán)下落時(shí)磁鐵對(duì)桌面的壓力比磁鐵的重力大C．釋放圓環(huán)，下落過程中圓環(huán)的機(jī)械能不守恒D．給磁鐵水平向右的初速度，磁鐵在向右運(yùn)動(dòng)的過程中做減速運(yùn)動(dòng)解析：選D給磁鐵水平向右的初速度，穿過圓環(huán)向上的磁通量增大，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流將阻礙圓環(huán)與磁鐵之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，所以圓環(huán)將受到向右的磁場(chǎng)力，磁鐵受向左的作用力，故磁鐵將做減速運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤，D正確；釋放圓環(huán)，圓環(huán)豎直向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過圓環(huán)的磁通量始終為零，穿過圓環(huán)的磁通量不變，沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，故相互間沒有作用力，故磁鐵對(duì)桌面的壓力不變，圓環(huán)下落時(shí)機(jī)械能守恒，故B、C錯(cuò)誤?？键c(diǎn)綜合訓(xùn)練15.[多選]如圖所示，傾角為α的斜面上放置著光滑導(dǎo)軌，金屬棒KN置于導(dǎo)軌上，在以ab和cd為邊界的區(qū)域內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向上。在cd左側(cè)的無磁場(chǎng)區(qū)域cdPM內(nèi)有一半徑很小的金屬圓環(huán)L，圓環(huán)與導(dǎo)軌在同一平面內(nèi)。當(dāng)金屬棒KN在重力作用下從磁場(chǎng)右邊界ab處由靜止開始向下運(yùn)動(dòng)后，則下列說法正確的是()A．圓環(huán)L有收縮趨勢(shì)B．圓環(huán)L有擴(kuò)張趨勢(shì)C．圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流變小D．圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流不變解析：選AC由于金屬棒KN在重力的作用下向下運(yùn)動(dòng)，則KNMP回路中產(chǎn)生逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流，則在圓環(huán)處產(chǎn)生垂直于軌道平面向上的磁場(chǎng)，隨著金屬棒向下加速運(yùn)動(dòng)，圓環(huán)的磁通量將增加，依據(jù)楞次定律可知，圓環(huán)將有收縮的趨勢(shì)以阻礙圓環(huán)磁通量的增加；又由于金屬棒向下運(yùn)動(dòng)的加速度減小，磁通量的變化率減小，所以在圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流不斷減小。故A、C正確。16.(2018·蘇州模擬)如圖所示，一個(gè)閉合三角形導(dǎo)線框位于豎直平面內(nèi)，其下方固定一根與線框所在的豎直平面平行且很靠近(但不重疊)的水平直導(dǎo)線，導(dǎo)線中通過圖示方向的恒定電流，線框從實(shí)線位置由靜止釋放，在線框的運(yùn)動(dòng)過程中()A．線框中的磁通量為零時(shí)其感應(yīng)電流也為零B．線框中感應(yīng)電流方向先順時(shí)針后逆時(shí)針C．線框受到安培力的合力方向豎直向上D．線框減少的重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為電能解析：選C根據(jù)右手定則，通電直導(dǎo)線的磁場(chǎng)在上方向外，在下方向里；離導(dǎo)線近的地方磁感應(yīng)強(qiáng)度大，離導(dǎo)線遠(yuǎn)的地方磁感應(yīng)強(qiáng)度小。線框從上向下靠近導(dǎo)線的過程，向外的磁感應(yīng)強(qiáng)度增加，根據(jù)楞次定律，線框中產(chǎn)生順時(shí)針方向的電流；穿越導(dǎo)線時(shí)，上方向外的磁場(chǎng)和下方向里的磁場(chǎng)疊加，先是向外的磁通量減小，之后變成向里的磁通量，并逐漸增大，直至最大；根據(jù)楞次定律，線框中產(chǎn)生逆時(shí)針方向的電流；向里的磁通量變成最大后，繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，向里的磁通量又逐漸減小，這時(shí)的電流方向又變成了順時(shí)針；由上分析，穿越導(dǎo)線時(shí)，上方向外的磁場(chǎng)和下方向里的磁場(chǎng)疊加，先是向外的磁通量減小，一直減小到0，之后變成向里的磁通量，并逐漸增大。這一過程是連續(xù)的，始終有感應(yīng)電流存在，故A、B錯(cuò)誤。根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流始終阻礙線框相對(duì)磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)，故受安培力的方向始終向上，故C正確。根據(jù)能量守恒定律，線框從實(shí)線位置由靜止釋放過程中，減小的重力勢(shì)能，除增加其動(dòng)能外，還產(chǎn)生電能，從而轉(zhuǎn)化為熱量，故D錯(cuò)誤。第2節(jié)法拉第電磁感應(yīng)定律(1)線圈中磁通量越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大。(×)(2)線圈中磁通量變化越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大。(×)(3)線圈中磁通量變化越快，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大。(√)(4)線圈匝數(shù)n越多，磁通量越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也越大。(×)(5)磁場(chǎng)相對(duì)于導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體棒中也可能產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。(√)(6)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。(√)(7)自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的變化，但不能阻止電流的變化。(√)紐曼、韋伯于1845年和1846年先后提出法拉第電磁感應(yīng)定律。突破點(diǎn)(一)法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用1．法拉第電磁感應(yīng)定律的理解(1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小由線圈的匝數(shù)和穿過線圈的磁通量的變化率eq\f(ΔΦ,Δt)共同決定，而與磁通量Φ的大小、變化量ΔΦ的大小沒有必然聯(lián)系。(2)磁通量的變化率eq\f(ΔΦ,Δt)對(duì)應(yīng)Φ-t圖線上某點(diǎn)切線的斜率。2．應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律的三種情況(1)磁通量的變化是由面積變化引起時(shí)，ΔΦ＝B·ΔS，則E＝neq\f(BΔS,Δt)；(2)磁通量的變化是由磁場(chǎng)變化引起時(shí)，ΔΦ＝ΔB·S，則E＝neq\f(ΔB·S,Δt)；(3)磁通量的變化是由面積和磁場(chǎng)變化共同引起時(shí)，則根據(jù)定義求，ΔΦ＝Φ末－Φ初，E＝neq\f(B2S2－B1S1,Δt)≠neq\f(ΔBΔS,Δt)。[典例](2016·北京高考)如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有兩個(gè)導(dǎo)體圓環(huán)a、b，磁場(chǎng)方向與圓環(huán)所在平面垂直。磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間均勻增大。兩圓環(huán)半徑之比為2∶1，圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)分別為Ea和Eb。不考慮兩圓環(huán)間的相互影響。下列說法正確的是()A．Ea∶Eb＝4∶1，感應(yīng)電流均沿逆時(shí)針方向B．Ea∶Eb＝4∶1，感應(yīng)電流均沿順時(shí)針方向C．Ea∶Eb＝2∶1，感應(yīng)電流均沿逆時(shí)針方向D．Ea∶Eb＝2∶1，感應(yīng)電流均沿順時(shí)針方向[解析]由楞次定律知，題中圓環(huán)感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相反，故感應(yīng)電流沿順時(shí)針方向。由法拉第電磁感應(yīng)定律知E＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(ΔBS,Δt)＝eq\f(ΔB·πR2,Δt)，由于兩圓環(huán)半徑之比Ra∶Rb＝2∶1，所以Ea∶Eb＝4∶1，選項(xiàng)B正確。[答案]B[方法規(guī)律]應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律應(yīng)注意的三個(gè)問題(1)公式E＝neq\f(ΔΦ,Δt)求解的是一個(gè)回路中某段時(shí)間內(nèi)的平均電動(dòng)勢(shì)，在磁通量均勻變化時(shí)，瞬時(shí)值才等于平均值。(2)利用公式E＝nSeq\f(ΔB,Δt)求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)時(shí)，S為線圈在磁場(chǎng)范圍內(nèi)的有效面積。(3)通過回路截面的電荷量q僅與n、ΔΦ和回路電阻R有關(guān)，與時(shí)間長(zhǎng)短無關(guān)。推導(dǎo)如下：q＝eq\x\to(I)Δt＝eq\f(nΔΦ,Δt·R)Δt＝eq\f(nΔΦ,R)。[集訓(xùn)沖關(guān)]1.(2018·徐州期末)如圖所示，a、b是用同種規(guī)格的銅絲做成的兩個(gè)單匝同心圓環(huán)，兩環(huán)半徑之比為2∶3，其中僅在a環(huán)所圍區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。當(dāng)該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大時(shí)，a、b兩環(huán)內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小和感應(yīng)電流大小之比分別為()A．1∶1,3∶2 B．1∶1,2∶3C．4∶9,2∶3 D．4∶9,9∶4解析：選A由法拉第電磁感應(yīng)定律得：E＝neq\f(ΔΦ,Δt)＝neq\f(ΔB,Δt)S＝neq\f(ΔB,Δt)πR2，因兩圓環(huán)內(nèi)磁場(chǎng)面積相同，則得到Ea∶Eb＝1∶1。根據(jù)電阻定律r＝ρeq\f(L,S)＝ρeq\f(2πR,S)，兩線圈電阻之比ra∶rb＝Ra∶Rb＝2∶3。線圈中感應(yīng)電流I＝eq\f(E,r)，由上綜合得到：Ia∶Ib＝3∶2；故A正確，B、C、D錯(cuò)誤。2．[多選](2016·江蘇高考)電吉他中電拾音器的基本結(jié)構(gòu)如圖所示，磁體附近的金屬弦被磁化，因此弦振動(dòng)時(shí)，在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流經(jīng)電路放大后傳送到音箱發(fā)出聲音。下列說法正確的有()A．選用銅質(zhì)弦，電吉他仍能正常工作B．取走磁體，電吉他將不能正常工作C．增加線圈匝數(shù)可以增大線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)D．弦振動(dòng)過程中，線圈中的電流方向不斷變化解析：選BCD銅不能被磁化，銅質(zhì)弦不能使電吉他正常工作，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；取走磁體后，金屬弦不能被磁化，弦的振動(dòng)無法通過電磁感應(yīng)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，音箱不能發(fā)聲，選項(xiàng)B正確；增加線圈匝數(shù)，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E＝neq\f(ΔΦ,Δt)知，線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變大，選項(xiàng)C正確；弦振動(dòng)過程中，線圈中的磁場(chǎng)方向不變，但磁通量一會(huì)兒增大，一會(huì)兒減小，則產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向不斷變化，選項(xiàng)D正確。3．如圖1所示，螺線管匝數(shù)n＝1500匝，橫截面積S＝20cm2，螺線管導(dǎo)線電阻r＝1Ω，電阻R＝4Ω。螺線管所在空間存在著向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間的變化如圖2所示，下列說法正確的是()A．電阻R的電流方向是從A到CB．感應(yīng)電流的大小隨時(shí)間均勻增大C．電阻R兩端的電壓為6VD．C點(diǎn)的電勢(shì)為4.8V解析：選D由楞次定律可以判斷出螺線管中電流方向從右向左，那么通過電阻R的電流方向是從C到A，故A錯(cuò)誤；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有：E＝neq\f(ΔB,Δt)S，由題圖2知：eq\f(ΔB,Δt)＝eq\f(6－2,2)T/s＝2T/s，代入數(shù)據(jù)解得：E＝1500×2×20×10－4V＝6V，由閉合電路歐姆定律得：I＝eq\f(E,R＋r)＝eq\f(6,4＋1)A＝1.2A，因此感應(yīng)電流的大小是恒定的，故B錯(cuò)誤；螺線管兩端的電壓是外電壓，為U＝IR＝1.2×4V＝4.8V，故C錯(cuò)誤；在外電路，順著電流方向電勢(shì)降低，因A的電勢(shì)等于零，那么C點(diǎn)的電勢(shì)為4.8V，故D正確。突破點(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．導(dǎo)體平動(dòng)切割磁感線對(duì)于導(dǎo)體平動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算式E＝Blv，應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：(1)正交性：本公式是在一定條件下得出的，除了磁場(chǎng)是勻強(qiáng)磁場(chǎng)外，還需B、l、v三者相互垂直。(2)對(duì)應(yīng)性：若v為平均速度，則E為平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，即eq\x\to(E)＝Bleq\x\to(v)。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)相對(duì)性：E＝Blv中的速度v是相對(duì)于磁場(chǎng)的速度，若磁場(chǎng)也運(yùn)動(dòng)，應(yīng)注意速度間的相對(duì)關(guān)系。(4)有效性：公式中的l為有效切割長(zhǎng)度，即導(dǎo)體與v垂直的方向上的投影長(zhǎng)度。圖中有效長(zhǎng)度分別為：甲圖：l＝cdsinβ。乙圖：沿v1方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，l＝MN；沿v2方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，l＝0。丙圖：沿v1方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，l＝eq\r(2)R；沿v2方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，l＝0；沿v3方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，l＝R。2．導(dǎo)體轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線當(dāng)導(dǎo)體在垂直于磁場(chǎng)的平面內(nèi)，繞一端以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E＝Bleq\x\to(v)＝eq\f(1,2)Bl2ω，如圖所示。3．公式E＝neq\f(ΔΦ,Δt)與E＝Blv的區(qū)別與聯(lián)系E＝neq\f(ΔΦ,Δt)E＝Blv區(qū)別研究對(duì)象閉合回路垂直切割磁感線的那部分導(dǎo)體研究?jī)?nèi)容求的是Δt時(shí)間內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，E與某段時(shí)間或某個(gè)過程對(duì)應(yīng)(1)若v為瞬時(shí)速度，則求的是瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(2)若v為平均速度，則求的是平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)聯(lián)系(1)本質(zhì)上是統(tǒng)一的，E＝Blv可由E＝neq\f(ΔΦ,Δt)在一定條件下推導(dǎo)出來(2)當(dāng)導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)用E＝Blv求E方便，當(dāng)?shù)弥┻^回路的磁通量發(fā)生變化情況時(shí)，用E＝neq\f(ΔΦ,Δt)求E比較方便[典例][多選](2017·全國(guó)卷Ⅱ)兩條平行虛線間存在一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與紙面垂直。邊長(zhǎng)為0.1m、總電阻為0.005Ω的正方形導(dǎo)線框abcd位于紙面內(nèi)，cd邊與磁場(chǎng)邊界平行，如圖甲所示。已知導(dǎo)線框一直向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，cd邊于t＝0時(shí)刻進(jìn)入磁場(chǎng)。線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的圖線如圖乙所示(感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)取正)。下列說法正確的是()A．磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為0.5TB．導(dǎo)線框運(yùn)動(dòng)速度的大小為0.5m/sC．磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直于紙面向外D．在t＝0.4s至t＝0.6s這段時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)線框所受的安培力大小為0.1N[思路點(diǎn)撥]根據(jù)線框勻速運(yùn)動(dòng)的位移和時(shí)間求出速度，結(jié)合E＝BLv求出磁感應(yīng)強(qiáng)度，根據(jù)感應(yīng)電流的方向，結(jié)合楞次定律得出磁場(chǎng)的方向。根據(jù)安培力公式得出導(dǎo)線框所受的安培力。[解析]由題圖乙可知，導(dǎo)線框運(yùn)動(dòng)的速度大小v＝eq\f(L,t)＝eq\f(0.1,0.2)m/s＝0.5m/s，B項(xiàng)正確；導(dǎo)線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中，cd邊切割磁感線，由E＝BLv，得B＝eq\f(E,Lv)＝eq\f(0.01,0.1×0.5)T＝0.2T，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由題圖乙可知，導(dǎo)線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中，感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針方向，根據(jù)楞次定律可知，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向外，C項(xiàng)正確；在0.4～0.6s這段時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)線框正在出磁場(chǎng)，回路中的電流大小I＝eq\f(E,R)＝eq\f(0.01,0.005)A＝2A，則導(dǎo)線框受到的安培力F＝BIL＝0.2×2×0.1N＝0.04N，D項(xiàng)錯(cuò)誤。[答案]BC[集訓(xùn)沖關(guān)]1.[多選]如圖所示，一導(dǎo)線彎成半徑為a的半圓形閉合回路。虛線MN右側(cè)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。方向垂直于回路所在的平面。回路以速度v向右勻速進(jìn)入磁場(chǎng)，直徑CD始終與MN垂直。從D點(diǎn)到達(dá)邊界開始到C點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)為止，下列結(jié)論正確的是()A．感應(yīng)電流方向不變B．CD段直線始終不受安培力C．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值E＝BavD．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)平均值E＝eq\f(1,4)πBav解析：選ACD半圓形閉合回路在進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中，磁通量增加，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，根據(jù)楞次定律，知感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向，方向不變，故A正確；CD段中有感應(yīng)電流通過，且CD段與磁場(chǎng)垂直，所以必定受到安培力，且安培力方向豎直向下，故B錯(cuò)誤；切割的有效長(zhǎng)度的最大值為a，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值E＝Bav，故C正確；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得：eq\x\to(E)＝eq\f(BΔS,Δt)＝eq\f(B·\f(1,2)·πa2,\f(2a,v))＝eq\f(1,4)πBav，故D正確。2.(2018·龍巖一模)如圖所示，abcd為水平放置的平行光滑金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距為l，電阻不計(jì)。導(dǎo)軌間有垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。金屬桿放置在導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌的接觸點(diǎn)為M、N，并與導(dǎo)軌成θ角。金屬桿以ω的角速度繞N點(diǎn)由圖示位置勻速轉(zhuǎn)動(dòng)到與導(dǎo)軌ab垂直，轉(zhuǎn)動(dòng)過程金屬桿與導(dǎo)軌始終良好接觸，金屬桿單位長(zhǎng)度的電阻為r。則在金屬桿轉(zhuǎn)動(dòng)過程中()A．M、N兩點(diǎn)電勢(shì)相等B．金屬桿中感應(yīng)電流的方向是由N流向MC．電路中感應(yīng)電流的大小始終為eq\f(Blω,2r)D．電路中通過的電量為eq\f(Bl,2rtanθ)解析：選A由于導(dǎo)軌電阻不計(jì)，所以路端電壓為零，即MN兩點(diǎn)間的電壓為零，M、N兩點(diǎn)電勢(shì)相等，A正確；根據(jù)楞次定律可得回路中的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，所以金屬桿中感應(yīng)電流的方向是由M流向N，B錯(cuò)誤；設(shè)MN在回路中的長(zhǎng)度為x，其接入電路的電阻為R＝rx，根據(jù)導(dǎo)體轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小計(jì)算公式可得E＝eq\f(1,2)Bx2ω，感應(yīng)電流的大小為：I＝eq\f(E,R)＝eq\f(\f(1,2)Bx2ω,rx)＝eq\f(Bxω,2r)，由于x逐漸減小，所以感應(yīng)電流逐漸減小，C錯(cuò)誤；由于導(dǎo)體棒MN在回路中的有效切割長(zhǎng)度逐漸減小，所以接入電路的電阻逐漸減小，不能根據(jù)q＝eq\f(ΔΦ,R)計(jì)算通過電路的電量，D錯(cuò)誤。突破點(diǎn)(三)通電自感和斷電自感1．通電自感和斷電自感的比較通電自感斷電自感電路圖器材A1、A2同規(guī)格，R＝RL，L較大L很大(有鐵芯)，RL<RA現(xiàn)象S閉合瞬間，A2燈立即亮起來，A1燈逐漸變亮，最終一樣亮開關(guān)S斷開時(shí)，燈A突然閃亮一下后再漸漸熄滅2．三點(diǎn)注意、三個(gè)技巧[題點(diǎn)全練]1．[多選](2018·鹽城檢測(cè))如圖所示，L是自感系數(shù)很大的線圈，但其自身的電阻幾乎為零。A和B是兩個(gè)完全相同的燈泡，則下列說法中正確的有()A．當(dāng)開關(guān)S閉合瞬間，A、B兩燈同時(shí)亮，最后B燈熄滅B．當(dāng)開關(guān)S斷開瞬間，A、B兩燈同時(shí)熄滅C．當(dāng)開關(guān)S斷開瞬間，a點(diǎn)電勢(shì)比b點(diǎn)電勢(shì)低D．當(dāng)開關(guān)S斷開瞬間，流經(jīng)燈泡B的電流由a到b解析：選AD開關(guān)S閉合瞬間，線圈L對(duì)電流有阻礙作用，則相當(dāng)于燈泡A與B串聯(lián)，因此同時(shí)亮，且亮度相同，穩(wěn)定后B被短路熄滅，A正確。當(dāng)開關(guān)S斷開后，A馬上熄滅，由于自感，線圈中的電流慢慢減小，其相當(dāng)于電源，左端為高電勢(shì)，與燈泡B構(gòu)成閉合回路放電，流經(jīng)燈泡B的電流由a到b，B閃一下再熄滅，D正確，B、C錯(cuò)誤。2．(2017·北京高考)圖1和圖2是教材中演示自感現(xiàn)象的兩個(gè)電路圖，L1和L2為電感線圈。實(shí)驗(yàn)時(shí)，斷開開關(guān)S1瞬間，燈A1突然閃亮，隨后逐漸變暗；閉合開關(guān)S2，燈A2逐漸變亮，而另一個(gè)相同的燈A3立即變亮，最終A2與A3的亮度相同。下列說法正確的是()A．圖1中，A1與L1的電阻值相同B．圖1中，閉合S1，電路穩(wěn)定后，A1中電流大于L1中電流C．圖2中，變阻器R與L2的電阻值相同D．圖2中，閉合S2瞬間，L2中電流與變阻器R中電流相等解析：選C題圖1中，穩(wěn)定時(shí)通過A1的電流記為I1，通過L1的電流記為IL。S1斷開瞬間，A1突然變亮，可知IL>I1，因此A1和L1電阻不相等，所以A、B錯(cuò)誤；題圖2中，閉合S2時(shí)，由于自感作用，通過L2與A2的電流I2會(huì)逐漸增大，而通過R與A3的電流I3立即變大，因此電流不相等，所以D錯(cuò)誤；由于最終A2與A3亮度相同，所以兩支路電流I相同，根據(jù)部分電路歐姆定律，兩支路電壓U與電流I均相同，所以兩支路電阻相同。由于A2、A3完全相同，故變阻器R與L2的電阻值相同，所以C正確。電磁感應(yīng)在生活中的應(yīng)用電磁感應(yīng)現(xiàn)象與生活密切相關(guān)，高考對(duì)這部分的考查更趨向于有關(guān)現(xiàn)代氣息和STS問題中信息題的考查。命題背景有電磁爐、電子秤、電磁卡、電磁焊接術(shù)、衛(wèi)星懸繩發(fā)電、磁懸浮列車等。1．[多選]物理知識(shí)在生活中應(yīng)用非常廣泛，下列事例都是利用電磁感應(yīng)原理工作的是()A．來回?fù)u晃手搖式電筒，使磁體在線圈中運(yùn)動(dòng)，小燈泡就能發(fā)光B．對(duì)著動(dòng)圈式話筒說話，聲音帶動(dòng)線圈在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生變化的電流C．將帶有磁條的銀行卡在POS機(jī)中的線圈中刷一下，POS機(jī)便通過產(chǎn)生的電流讀出銀行卡的信息D．動(dòng)圈式揚(yáng)聲器的線圈中通過變化的電流時(shí)，線圈在磁場(chǎng)力的作用下，帶動(dòng)紙盆振動(dòng)發(fā)出聲音解析：選ABC來回?fù)u晃手搖式電筒，使磁體在線圈中運(yùn)動(dòng)，則線圈切割磁感線，會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，使小燈泡發(fā)光，利用了電磁感應(yīng)原理；對(duì)著動(dòng)圈式話筒說話，聲音帶動(dòng)線圈在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，線圈切割磁感線，產(chǎn)生變化的電流，利用了電磁感應(yīng)原理；將帶有磁條的銀行卡在POS機(jī)中的線圈中刷一下，POS機(jī)便通過產(chǎn)生的電流讀出銀行卡的信息，利用了電磁感應(yīng)原理；動(dòng)圈式揚(yáng)聲器的線圈中通過變化的電流時(shí)，線圈在磁場(chǎng)力的作用下，帶動(dòng)紙盆振動(dòng)發(fā)出聲音，是利用了磁場(chǎng)對(duì)電流產(chǎn)生力的作用，不是利用電磁感應(yīng)原理，選項(xiàng)A、B、C正確。2．(2018·北京豐臺(tái)區(qū)模擬)隨著科技的不斷發(fā)展，無線充電已經(jīng)進(jìn)入人們的視線。小到手表、，大到電腦、電動(dòng)汽車，都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了無線充電從理論研發(fā)到實(shí)際應(yīng)用的轉(zhuǎn)化。如圖所示為某品牌的無線充電利用電磁感應(yīng)方式充電的原理圖。關(guān)于無線充電，下列說法正確的是()A．無線充電時(shí)接收線圈部分的工作原理是“電流的磁效應(yīng)”B．只有將充電底座接到直流電源上才能對(duì)進(jìn)行充電C．接收線圈中交變電流的頻率與發(fā)射線圈中交變電流的頻率相同D．只要有無線充電底座，所有都可以進(jìn)行無線充電解析：選C無線充電時(shí)接收線圈部分的工作原理是電磁感應(yīng)，故A錯(cuò)誤；當(dāng)給充電設(shè)備通以恒定直流電時(shí)，充電設(shè)備不會(huì)產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，即不能正常充電，故B錯(cuò)誤；接收線圈中交變電流的頻率應(yīng)與發(fā)射線圈中交變電流的頻率相同，故C正確；被充電內(nèi)部，應(yīng)該有一類似金屬線圈的部件與電池相連，當(dāng)有交變磁場(chǎng)時(shí)，則產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，那么普通由于沒有金屬線圈，所以不能夠利用無線充電設(shè)備進(jìn)行充電，故D錯(cuò)誤。3．[多選](2018·遼寧省實(shí)驗(yàn)中學(xué)期中)如圖所示，通過水平絕緣傳送帶輸送完全相同的銅線圈，線圈等距離排列，且與傳送帶以相同的速度勻速運(yùn)動(dòng)。為了檢測(cè)出個(gè)別未閉合的不合格線圈，讓傳送帶通過一固定勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向垂直于傳送帶運(yùn)動(dòng)方向，根據(jù)穿過磁場(chǎng)后線圈間的距離，就能夠檢測(cè)出不合格線圈。通過觀察圖形，判斷下列說法正確的是()A．若線圈閉合，進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線圈中感應(yīng)電流方向從上向下看為逆時(shí)針B．若線圈閉合，傳送帶以較大速度勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁場(chǎng)對(duì)線圈的作用力增大C．從圖中可以看出，第2個(gè)線圈是不合格線圈D．從圖中可以看出，第3個(gè)線圈是不合格線圈解析：選BD若線圈閉合，進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，穿過線圈的磁通量增大，由楞次定律可知，線圈中的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向下，所以感應(yīng)電流的方向從上向下看是順時(shí)針，故A錯(cuò)誤；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，傳送帶以較大速度勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)較大，則感應(yīng)電流較大，磁場(chǎng)對(duì)線圈的作用力增大，故B正確；由題圖知1、2、4、5、6線圈都發(fā)生了相對(duì)滑動(dòng)，而第3個(gè)線圈沒有滑動(dòng)，則第3個(gè)線圈不閉合，沒有產(chǎn)生感應(yīng)電流，故C錯(cuò)誤，D正確。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用1.(2018·南通模擬)法拉第發(fā)明了世界上第一臺(tái)發(fā)電機(jī)。如圖所示，圓形金屬盤放置在電磁鐵的兩個(gè)磁極之間，兩電刷M、N分別與盤的邊緣和中心電接觸良好，且與靈敏電流計(jì)相連。金屬盤繞中心軸沿圖示方向轉(zhuǎn)動(dòng)，則()A．電刷M的電勢(shì)高于電刷N的電勢(shì)B．若只將電刷M移近N，電流計(jì)的示數(shù)變大C．若只提高金屬盤轉(zhuǎn)速，電流計(jì)的示數(shù)變大D．若只將變阻器滑片向左滑動(dòng)，電流計(jì)的示數(shù)變大解析：選C根據(jù)安培定則可知，電磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向右，由右手定則判斷可知，金屬盤產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向從M到N，則電刷M的電勢(shì)低于電刷N的電勢(shì)，故A錯(cuò)誤；若僅減小電刷A、B之間的距離，有效的切割長(zhǎng)度減小，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)減小，感應(yīng)電流減小，則靈敏電流計(jì)的示數(shù)變小，故B錯(cuò)誤；若僅提高金屬盤轉(zhuǎn)速，由E＝BLv知，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)增大，靈敏電流計(jì)的示數(shù)將變大，故C正確；若僅將滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)頭向左滑動(dòng)，變阻器接入電路的電阻增大，而感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不變，則電路中電流減小，電磁場(chǎng)產(chǎn)生的磁場(chǎng)減弱，靈敏電流計(jì)的示數(shù)變小，故D錯(cuò)誤。2．(2018·泰州模擬)如圖所示，虛線MN表示甲、乙、丙三個(gè)相同正方形金屬框的一條對(duì)稱軸，金屬框內(nèi)均勻分布有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律都滿足B＝kt，金屬框按照?qǐng)D示方式處在磁場(chǎng)中，測(cè)得金屬框甲、乙、丙中的感應(yīng)電流分別為I甲、I乙、I丙，則下列判斷正確的是()A．I乙＝2I甲，I丙＝2I甲 B．I乙＝2I甲，I丙＝0C．I乙＝0，I丙＝0 D．I乙＝I甲，I丙＝I甲解析：選BI甲＝eq\f(E甲,R)＝eq\f(ΔB,Δt)·eq\f(S,2)·eq\f(1,R)＝eq\f(Sk,2R)，I乙＝eq\f(E乙,R)＝eq\f(ΔB,Δt)·S·eq\f(1,R)＝eq\f(Sk,R)，由于丙中磁通量始終為零，故I丙＝0。所以I乙＝2I甲，I丙＝0，只有B正確。3.(2016·浙江高考)如圖所示，a、b兩個(gè)閉合正方形線圈用同樣的導(dǎo)線制成，匝數(shù)均為10匝，邊長(zhǎng)la＝3lbA．兩線圈內(nèi)產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流B．a(chǎn)、b線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比為9∶1C．a(chǎn)、b線圈中感應(yīng)電流之比為3∶4D．a(chǎn)、b線圈中電功率之比為3∶1解析：選B當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度變大時(shí)，由楞次定律知，線圈中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，由安培定則知，線圈內(nèi)產(chǎn)生逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由法拉第電磁感應(yīng)定律E＝Seq\f(ΔB,Δt)及Sa∶Sb＝9∶1知，Ea＝9Eb，選項(xiàng)B正確；由R＝ρeq\f(L,S′)知兩線圈的電阻關(guān)系為Ra＝3Rb，其感應(yīng)電流之比為Ia∶Ib＝3∶1，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；兩線圈的電功率之比為Pa∶Pb＝EaIa∶EbIb＝27∶1，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。4．(2018·連云港期末)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0～t0時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)線框中()A．感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針 B．感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針C．感應(yīng)電流大小為eq\f(3πr2B0,t0R) D．感應(yīng)電流大小為eq\f(2πr2B0,t0R)解析：選A根據(jù)楞次定律可知，左邊的導(dǎo)線框中感應(yīng)電流方向是順時(shí)針，右邊的導(dǎo)線框中感應(yīng)電流方向也是順時(shí)針，則整個(gè)導(dǎo)線框的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，故A正確，B錯(cuò)誤；由法拉第電磁感應(yīng)定律，因磁場(chǎng)的變化，導(dǎo)致導(dǎo)線框內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，結(jié)合題意可知，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)正好是兩者之和，即為E＝2eq\f(ΔB,Δt)S＝2×eq\f(B0,t0)×eq\f(1,2)πr2＝eq\f(πr2B0,t0)，再由閉合電路歐姆定律，可得感應(yīng)電流大小為I＝eq\f(E,R)＝eq\f(πr2B0,t0R)，故C、D錯(cuò)誤。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算5.[多選](2018·蘇州模擬)如圖所示，水平放置的粗糙U形金屬框架上接一個(gè)阻值為R0的電阻，放在垂直紙面向里、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、質(zhì)量為m的半圓形硬導(dǎo)體AC在水平恒力F作用下，由靜止開始運(yùn)動(dòng)距離d后速度達(dá)到v，半圓形導(dǎo)體AC的電阻為r，其余電阻不計(jì)，下列說法正確的是()A．UAC＝2BlvB．UAC＝eq\f(2R0Blv,R0＋r)C．電路中產(chǎn)生的電熱Q＝Fd－eq\f(1,2)mv2D．通過R0的電荷量q＝eq\f(2Bld,R0＋r)解析：選BDAC產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)E＝2Blv，則UAC＝eq\f(ER0,R0＋r)＝eq\f(2R0Blv,R0＋r)，A錯(cuò)誤，B正確；由功能關(guān)系得Fd＝eq\f(1,2)mv2＋Q＋Qμ，C錯(cuò)誤；此過程中通過R0的電荷量為q＝eq\o(I,\s\up6(－))Δt＝eq\f(\o(E,\s\up6(－)),R0＋r)·Δt＝eq\f(ΔΦ,R0＋r)＝eq\f(2Bld,R0＋r)，D正確。6.如圖所示，豎直平面內(nèi)有一金屬環(huán)，半徑為a，總電阻為R(指拉直時(shí)兩端的電阻)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過環(huán)平面，在環(huán)的最高點(diǎn)A用鉸鏈連接長(zhǎng)度為2a、電阻為eq\f(R,2)的導(dǎo)體棒AB，AB由水平位置緊貼環(huán)面擺下，當(dāng)擺到豎直位置時(shí)，B點(diǎn)的線速度為v，則這時(shí)AB兩端的電壓大小為()A.eq\f(Bav,3) B.eq\f(Bav,6)C.eq\f(2Bav,3) D．Bav解析：選A當(dāng)擺到豎直位置時(shí)，棒上產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E＝B·2aeq\x\to(v)＝2Baeq\f(v,2)＝Bav，而AB兩端的電壓為路端電壓，根據(jù)閉合電路歐姆定律得：AB兩端電壓為U＝I·eq\f(R,4)＝eq\f(Bav,\f(R,2)＋\f(R,4))×eq\f(R,4)＝eq\f(1,3)Bav，故A正確。7.(2018·濟(jì)南外國(guó)語(yǔ)學(xué)校測(cè)試)如圖所示，正方形閉合導(dǎo)線框的質(zhì)量可以忽略不計(jì)，將它從如圖所示的位置勻速拉出勻強(qiáng)磁場(chǎng)。若第一次用0.3s時(shí)間拉出，外力所做的功為W1；第二次用0.9s時(shí)間拉出，外力所做的功為W2，則()A．W1＝eq\f(1,3)W2 B．W1＝W2C．W1＝3W2 D．W1＝9W2解析：選C設(shè)正方形邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，導(dǎo)線框的電阻為R，則導(dǎo)體切割磁感線的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，運(yùn)動(dòng)距離為L(zhǎng)，W＝eq\f(E2,R)t＝eq\f(B2L2v2,R)·eq\f(L,v)＝eq\f(B2L3v,R)＝eq\f(B2L4,Rt)，可知W與t成反比，W1＝3W2。8.(2018·石家莊模擬)如圖所示，光滑水平面上存在有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，質(zhì)量為m、邊長(zhǎng)為a的正方形導(dǎo)體框MNPQ斜向上垂直進(jìn)入磁場(chǎng)，當(dāng)MP剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度為v，方向與水平方向成45°，若導(dǎo)體框的總電阻為R，則()A．導(dǎo)體框進(jìn)入磁場(chǎng)過程中，導(dǎo)體框中電流的方向?yàn)镸NPQB．MP剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)導(dǎo)體框中感應(yīng)電流大小為eq\f(\r(2)Bav,R)C．MP剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)導(dǎo)體框所受安培力為eq\f(\r(2)B2a2v,R)D．MP剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)M、P兩端的電壓為eq\f(3Bav,4)解析：選C根據(jù)楞次定律可得導(dǎo)體框進(jìn)入磁場(chǎng)過程中，導(dǎo)體框中電流的方向?yàn)镸QPN，故A錯(cuò)誤；根據(jù)導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算公式可得感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝Bav，MP剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)導(dǎo)體框中感應(yīng)電流大小為：I＝eq\f(E,R)＝eq\f(Bav,R)，故B錯(cuò)誤；根據(jù)安培力的計(jì)算公式可得MP剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)導(dǎo)體框所受安培力為F＝BI·eq\r(2)a＝eq\f(\r(2)B2a2v,R)，故C正確；MP剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)M、P兩端的電壓為路端電壓，根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得U＝eq\f(1,2)E＝eq\f(1,2)Bav，故D錯(cuò)誤。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：通電自感和斷電自感9．[多選](2018·福州期末)如圖所示，電路甲、乙中，電阻R和自感線圈L的直流電阻都小于燈泡D電阻，接通S，使電路達(dá)到穩(wěn)定，燈泡D發(fā)光。則()A．在電路甲中，斷開S，D將逐漸變暗B．在電路乙中，斷開S，D將漸漸變暗C．在電路甲中，斷開S，D將先變更亮，然后漸漸變暗D．在電路乙中，斷開S，D將先變更亮，然后漸漸變暗解析：選AD在電路甲中，斷開S，由于線圈阻礙電流變小，導(dǎo)致D將逐漸變暗，故A正確；在電路乙中，由于電阻R和自感線圈L的電阻值都很小，所以通過燈泡的電流比通過線圈的電流小，斷開S時(shí)，由于線圈阻礙電流變小，導(dǎo)致D將先變更亮，然后逐漸變暗，故B錯(cuò)誤，D正確；在電路甲中，當(dāng)斷開S，由于D與L串聯(lián)，電流相等，則D不會(huì)變更亮，只會(huì)漸漸變暗，故C錯(cuò)誤。10.[多選](2018·蘇州期末)如圖所示，兩個(gè)相同燈泡L1、L2，分別與電阻R和自感線圈L串聯(lián)，接到內(nèi)阻不可忽略的電源的兩端，當(dāng)閉合開關(guān)S電路穩(wěn)定后，兩燈泡均正常發(fā)光。已知自感線圈的自感系數(shù)很大。則下列說法正確的是()A．閉合開關(guān)S到電路穩(wěn)定前，燈泡L1亮度不變B．閉合開關(guān)S到電路穩(wěn)定前，燈泡L2由亮變暗C．?dāng)嚅_開關(guān)S的一段時(shí)間內(nèi)，A點(diǎn)電勢(shì)比B點(diǎn)電勢(shì)低D．?dāng)嚅_開關(guān)S的一段時(shí)間內(nèi)，燈泡L2亮一下逐漸熄滅解析：選BC由題，閉合開關(guān)S達(dá)到穩(wěn)定后兩燈均可以正常發(fā)光，說明L與R的直流電阻相等；電阻R不產(chǎn)生自感現(xiàn)象，燈L2立即正常發(fā)光；而自感線圈L電流增大時(shí)，產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，根據(jù)楞次定律得知，自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的增大，使得電路中電流只能逐漸增大，所以閉合開關(guān)的瞬間，通過L1燈的電流小于通過L2燈的電流，L1燈逐漸變亮，即L2燈先亮，L1燈后亮。閉合開關(guān)S到電路穩(wěn)定前，燈泡L1由暗變亮，燈泡L2由亮變暗，故A錯(cuò)誤，B正確。電路穩(wěn)定后斷開開關(guān)，自感線圈L產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，相當(dāng)于電源，電流由B流向A，A點(diǎn)電勢(shì)比B點(diǎn)電勢(shì)低，故C正確。由于開始時(shí)兩燈都正常發(fā)光，可知穩(wěn)定后兩個(gè)支路的電流是相等的，電流由流過自感線圈的值開始逐漸變小，燈泡L2不能亮一下后逐漸熄滅，故D錯(cuò)誤?？键c(diǎn)綜合訓(xùn)練11．(2018·南京模擬)如圖甲所示，不計(jì)電阻的平行金屬導(dǎo)軌豎直放置，導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)＝1m，上端接有電阻R＝3Ω，虛線OO′下方是垂直于導(dǎo)軌平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)?，F(xiàn)將質(zhì)量m＝0.1kg、電阻r＝1Ω的金屬桿ab從OO′上方某處垂直導(dǎo)軌由靜止釋放，桿下落過程中始終與導(dǎo)軌保持良好接觸，桿下落過程中的v-t圖像如圖乙所示。(g取10m/s2)求：(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小。(2)桿在磁場(chǎng)中下落0.1s過程中電阻R產(chǎn)生的熱量。解析：(1)由圖像知，桿自由下落0.1s進(jìn)入磁場(chǎng)以v＝1.0m/s做勻速運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)E＝Blv桿中的電流：I＝eq\f(E,R＋r)桿所受安培力：F＝BIL由平衡條件：mg＝F代入相關(guān)數(shù)據(jù)，解之得B＝2T(2)電阻R中產(chǎn)生的熱量為：Q＝I2Rt＝0.075J。答案：(1)2T(2)0.075J12．(1)如圖甲所示，兩根足夠長(zhǎng)的平行導(dǎo)軌，間距L＝0.3m，在導(dǎo)軌間有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B1＝0.5T。一根直金屬桿MN以v＝2m/s的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)，桿MN始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。桿MN的電阻r1＝1Ω，導(dǎo)軌的電阻可忽略。求桿MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E1。(2)如圖乙所示，一個(gè)匝數(shù)n＝100的圓形線圈，面積S1＝0.4m2，電阻r2＝1Ω。在線圈中存在面積S2＝0.3m2垂直線圈平面(指向紙外)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度B2隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖丙所示。求圓形線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E(3)將一個(gè)R＝2Ω的電阻分別與圖甲和圖乙中的a、b端相連接，然后b端接地。試判斷以上兩種情況中，哪種情況a端的電勢(shì)較高？并求出較高的電勢(shì)φa。解析：(1)桿MN做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E1＝B1Lv＝0.3V。(2)穿過圓形線圈的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E2＝neq\f(ΔB2,Δt)S2＝4.5V。(3)題圖甲中φa>φb＝0，題圖乙中φa<φb＝0，所以當(dāng)電阻R與題圖甲中的導(dǎo)軌相連接時(shí)，a端的電勢(shì)較高。此時(shí)通過電阻R的電流I＝eq\f(E1,R＋r1)電阻R兩端的電勢(shì)差φa－φb＝IRa端的電勢(shì)φa＝IR＝0.2V。答案：(1)0.3V(2)4.5V(3)與圖甲中的導(dǎo)軌相連接a端電勢(shì)高φa＝0.2V第3節(jié)電磁感應(yīng)中的電路和圖像問題突破點(diǎn)(一)電磁感應(yīng)中的電路問題1．電磁感應(yīng)中電路知識(shí)的關(guān)系圖2．分析電磁感應(yīng)電路問題的基本思路[典例](2015·福建高考)如圖，由某種粗細(xì)均勻的總電阻為3R的金屬條制成的矩形線框abcd，固定在水平面內(nèi)且處于方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。一接入電路電阻為R的導(dǎo)體棒PQ，在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v勻速滑動(dòng)，滑動(dòng)過程PQ始終與ab垂直，且與線框接觸良好，不計(jì)摩擦。在PQ從靠近ad處向bc滑動(dòng)的過程中()A．PQ中電流先增大后減小B．PQ兩端電壓先減小后增大C．PQ上拉力的功率先減小后增大D．線框消耗的電功率先減小后增大[思路點(diǎn)撥](1)導(dǎo)體棒PQ相當(dāng)于電源，等效電路如圖所示。(2)在閉合電路中，外電阻上功率最大的條件是外電阻＝內(nèi)電阻。[解析]導(dǎo)體棒產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)E＝BLv，根據(jù)其等效電路圖知，總電阻R總＝R＋eq\f(R左·R右,R左＋R右)＝R＋eq\f(R左3R－R左,3R)，在PQ從靠近ad處向bc滑動(dòng)的過程中，總電阻先增大后減小，總電流先減小后增大，故A錯(cuò)誤；PQ兩端的電壓為路端電壓U＝E－IR，即先增大后減小，B錯(cuò)誤；拉力的功率等于克服安培力做功的功率，有P安＝IE，先減小后增大，故C正確；線框消耗的電功率即為外電阻消耗的功率，因外電阻最大值為eq\f(3,4)R，小于內(nèi)阻R；根據(jù)電源的輸出功率與外電阻大小的變化關(guān)系，外電阻越接近內(nèi)電阻時(shí)，輸出功率越大，可知線框消耗的電功率先增大后減小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。[答案]C[方法規(guī)律]電磁感應(yīng)中電路問題的題型特點(diǎn)閉合電路中磁通量發(fā)生變化或有部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，在回路中將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流。從而考題中常涉及電流、電壓、電功等的計(jì)算，也可能涉及電磁感應(yīng)與力學(xué)、電磁感應(yīng)與能量的綜合分析。[集訓(xùn)沖關(guān)]1.(2018·鹽城質(zhì)量監(jiān)測(cè))如圖所示，用一根橫截面積為S的粗細(xì)均勻的硬導(dǎo)線做成一個(gè)半徑為R的圓環(huán)，把圓環(huán)一半置于均勻變化的磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間的變化率eq\f(ΔB,Δt)＝k(k>0)，ab為圓環(huán)的一條直徑，導(dǎo)線的電阻率為ρ，則下列說法中不正確的是()A．圓環(huán)具有擴(kuò)張的趨勢(shì)B．圓環(huán)中產(chǎn)生逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流C．圖中ab兩點(diǎn)間的電壓大小為eq\f(1,2)kπR2D．圓環(huán)中感應(yīng)電流的大小為eq\f(kRS,4ρ)解析：選D由題意，通過圓環(huán)的磁通量變大，由楞次定律可知，圓環(huán)有收縮的趨勢(shì)，且產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流，故A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；ab之間的電壓是路端電壓，不是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，Uab＝eq\f(1,2)E＝eq\f(1,4)kπR2，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；感應(yīng)電流I＝eq\f(E,r)，E＝eq\f(1,2)kπR2，r＝ρeq\f(2πR,S)，可得I＝eq\f(kRS,4ρ)，故D項(xiàng)正確。2．(2018·昆山檢測(cè))如圖甲所示，一個(gè)匝數(shù)n＝100的圓形線圈，面積S1＝0.4m2，電阻r＝1Ω。在線圈中存在面積S2＝0.3m2、垂直線圈平面(指向紙外)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖乙所示。將其兩端a、b與一個(gè)R＝2Ω的電阻相連接，(1)圓形線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E；(2)電阻R消耗的電功率；(3)a端的電勢(shì)φa。解析：(1)線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)：E＝neq\f(ΔΦ,Δt)＝neq\f(ΔB,Δt)S＝100×eq\f(0.6,4)×0.3V＝4.5V；(2)電流為：I＝eq\f(E,R＋r)＝eq\f(4.5,2＋1)A＝1.5A，通過電阻R的電功率為：P＝I2R＝1.52×2W＝4.5W；(3)由楞次定律可知，電流沿順時(shí)針方向，b點(diǎn)電勢(shì)高，a點(diǎn)電勢(shì)低，為：UR＝IR＝1.5×2V＝3V，則有：UR＝φb－φa，φa