高中物理第九章《電磁感應(yīng)》試題

1、第九章 電磁感應(yīng)第一講電磁感應(yīng)產(chǎn)生的條件楞次定律高考目標(biāo)電磁感應(yīng)現(xiàn)象 磁通量 楞次定律 一、磁通量1概念： 與 的乘積，叫做穿過這個(gè)面的磁通量2磁通量的計(jì)算(1)公式： .(2)適用條件： 磁場(chǎng)；s是 (3)單位： ，1 wb1 tm23磁通量的物理意義(1)可以形象地理解為磁通量就是穿過某一面積的 (2)同一個(gè)平面，當(dāng)它跟磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，磁通量 ，當(dāng)它跟磁場(chǎng)方向 時(shí)，磁通量為零(3)同一線圈平面，如果正向穿過平面的磁感線條數(shù)與反向穿過平面的磁感線條數(shù)一樣多，則 .二、電磁感應(yīng)現(xiàn)象1產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：穿過 的 發(fā)生變化2引起磁通量變化的常見情況 (1)閉合電路的部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，

2、即線圈面積s發(fā)生變化導(dǎo)致變化(2)線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)引起線圈在磁場(chǎng)中的有效面積改變而導(dǎo)致變化(3)磁感應(yīng)強(qiáng)度變化(隨時(shí)間、位置變化)導(dǎo)致變化三、楞次定律和右手定則1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(chǎng)總要 引起感應(yīng)電流的 (2)適用情況：所有 現(xiàn)象(3)應(yīng)用楞次定律處理問題的步驟： 2右手定則(1)內(nèi)容：伸開右手，使拇指與，并且都與手掌在同一平面內(nèi)，讓 從掌心進(jìn)入，并使拇指指向?qū)Ь€ ，這時(shí)四指所指的方向就是 的方向(2)適用情況：導(dǎo)體 產(chǎn)生感應(yīng)電流同學(xué)預(yù)習(xí)自測(cè)1. 如右圖所示，半徑為r的圓線圈共有n匝，其中心位置處半徑為r的虛線范圍內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直線圈平面，若磁

3、感應(yīng)強(qiáng)度為b，則穿過線圈的磁通量為()abr2bbr2cnbr2 dnbr22.下圖中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()3一平面線圈用細(xì)桿懸于p點(diǎn)，開始時(shí)細(xì)桿處于水平位置，釋放后讓它在如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，已知線圈平面始終與紙面垂直，當(dāng)線圈第一次通過位置和位置時(shí)，順著磁場(chǎng)的方向看去，線圈中感應(yīng)電流的方向分別為（ ）位置 位置a.逆時(shí)針方向 逆時(shí)針方向b.逆時(shí)針方向 順時(shí)針方向c.順時(shí)針方向 順時(shí)針方向d.順時(shí)針方向 逆時(shí)針方向4.如右圖所示，當(dāng)導(dǎo)線mn在外力作用下沿金屬導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說法中正確的是()a判斷該回路中的感應(yīng)電流方向只能用右手定則b判斷該回路中的感應(yīng)電流方向只能用楞次定律c判斷該回路

4、中的感應(yīng)電流方向只能用左手定則d判斷該回路中的感應(yīng)電流方向可以用右手定則，也可以用楞次定律5如圖所示，將一條形磁鐵插入一閉合螺線管中，螺線管固定在停在光滑水平面的車中，在插入過程中（ ）a車將向右運(yùn)動(dòng)b條形磁鐵會(huì)受到向左的力c由于沒標(biāo)明條形磁鐵極性，因此無(wú)法判斷受力情況d車會(huì)受向左的力6(2010高考上海單科)如右圖所示，金屬環(huán)a用輕繩懸掛，與長(zhǎng)直螺線管共軸，并位于其左側(cè)若變阻器滑片p向左移動(dòng)，則金屬環(huán)a將向_(填“左”或“右”)運(yùn)動(dòng)，并有_(填“收縮”或“擴(kuò)張”)趨勢(shì)題型一：感應(yīng)電流的判斷例1、如圖是驗(yàn)證楞次定律實(shí)驗(yàn)的示意圖，豎直放置的線圈固定不動(dòng)，將磁鐵從線圈上方插入或拔出，線圈和電流表構(gòu)

5、成的閉合回路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流各圖中分別標(biāo)出了磁鐵的極性、磁鐵相對(duì)線圈的運(yùn)動(dòng)方向以及線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向等情況，其中表示正確的是()反思總結(jié)： 感應(yīng)電流方向的判斷方法：方法一：楞次定律（適合所有電磁感應(yīng)現(xiàn)象）楞次定律的應(yīng)用步驟可以用下面的方框圖加以概括：方法二：右手定則(適用于部分導(dǎo)體切割磁感線)跟蹤發(fā)散11：如圖所示，在光滑u型金屬框架放在水平面內(nèi)，上面放置一個(gè)金屬棒ab，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為b。當(dāng)ab向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向： （從a到b或從b到a），題型二、楞次定律的拓展應(yīng)用例2、如右圖所示，ab是一個(gè)可以繞垂直于紙面的軸o轉(zhuǎn)動(dòng)的閉合矩形導(dǎo)體線圈，當(dāng)滑動(dòng)變阻器r的滑片p向右

6、滑動(dòng)過程中，線圈ab將()a靜止不動(dòng)b順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)c逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)d發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，但因電源的極性不明，無(wú)法確定轉(zhuǎn)動(dòng)方向反思總結(jié)：如果問題不涉及感應(yīng)電流的方向，則用楞次定律的推廣含義進(jìn)行研究，可以使分析問題的過程簡(jiǎn)化跟蹤發(fā)散21：下圖中（1）k接通時(shí)乙回路有感應(yīng)電流產(chǎn)生嗎？方向如何？（2）若滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)，有感應(yīng)電流產(chǎn)生嗎？方向如何？（3）若滑動(dòng)變阻器的滑片向左滑動(dòng)，有感應(yīng)電流產(chǎn)生嗎？方向如何？1(2011武漢模擬)如右圖所示，正方形線圈abcd位于紙面內(nèi)，邊長(zhǎng)為l，匝數(shù)為n，過ab中點(diǎn)和cd中點(diǎn)的連線oo恰好位于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的右邊界上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為b，則穿過線圈的磁通量為()a.b.

7、cbl2 dnbl22如圖所示，閉合的矩形金屬框abcd的平面與勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直，現(xiàn)金屬框固定不動(dòng)而磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，發(fā)現(xiàn)ab邊所受安培力的方向?yàn)樨Q直向上，則此時(shí)磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)可能是()a水平向右平動(dòng) b水平向左平動(dòng)c豎直向上平動(dòng) d豎直向下平動(dòng)3(2010海南卷)一金屬圓環(huán)水平固定放置現(xiàn)將一豎直的條形磁鐵，在圓環(huán)上方沿圓環(huán)軸線從靜止開始釋放在條形磁鐵穿過圓環(huán)的過程中，條形磁鐵與圓環(huán)()a始終相互吸引b始終相互排斥c先相互吸引，后相互排斥d先相互排斥，后相互吸引4如圖所示，線圈p通入強(qiáng)電流，線圈q水平放置，從靠近線圈p的附近豎直向下落，經(jīng)過位置、，下落過程中感應(yīng)電流的方向自上向下看（ ）a始終是逆時(shí)針方向 b

8、始終是順時(shí)針方向c先順時(shí)針后逆時(shí)針方向 d先逆時(shí)針后順時(shí)針方向5（選做）如下圖所示，甲是閉合銅線框，乙是有缺口的銅線框，丙是閉合的塑料線框，它們的正下方都放置一薄強(qiáng)磁鐵，現(xiàn)將甲、乙、丙拿至相同高度h處同時(shí)釋放(各線框下落過程中不翻轉(zhuǎn))，則以下說法正確的是()a三者同時(shí)落地b甲、乙同時(shí)落地，丙后落地c甲、丙同時(shí)落地，乙后落地d乙、丙同時(shí)落地，甲后落地6(選做)如圖所示，在兩根平行長(zhǎng)直導(dǎo)線m、n中，通以同方向，同強(qiáng)度的電流，導(dǎo)線框abcd和兩導(dǎo)線在同一平面內(nèi)，線框沿著與兩導(dǎo)線垂直的方向，自右向左在兩導(dǎo)線間勻速移動(dòng)，在移動(dòng)過程中，線框中感應(yīng)電流的方向： ( ) a沿abcda不變 b沿dcbad不變

9、c由abcda變成dcbad d由dcbad變成abcda第二講法拉第電磁感應(yīng)定律 自感 渦流高考目標(biāo)法拉第電磁感應(yīng)定律 自感，渦流 一、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)1概念：在中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)(1)感生電動(dòng)勢(shì)：由于磁場(chǎng)的變化而激發(fā)出感生電場(chǎng)，由感生電場(chǎng)而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(2)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)：由于導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)2條件：無(wú)論電路是否閉合，只要穿過電路的 發(fā)生變化，電路中就一定有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)3方向：產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體就相當(dāng)于 ，導(dǎo)體的電阻相當(dāng)于，其中電流方向由低電勢(shì)指向高電勢(shì)4與感應(yīng)電流的關(guān)系：遵守 歐姆定律，即i .二、法拉第電磁感應(yīng)定律1法拉第電磁感應(yīng)定律(1)定律內(nèi)容：電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小

10、，跟穿過這一電路的 成正比(2)公式：e .其中n為線圈的 2導(dǎo)體切割磁感線的情形(1)常用情況：運(yùn)動(dòng)速度v和磁感線方向垂直，則e .(2)導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)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)ebl (平均速度等于中點(diǎn)位置線速度l)三、自感和渦流1自感現(xiàn)象(1)概念：由于導(dǎo)體本身的 變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象稱為自感，由于自感而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)叫做 (2)表達(dá)式：e l .（不要求掌握）(3)自感系數(shù)l相關(guān)因素：與線圈的 、形狀、以及是否有 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，

11、這種電流像水的旋渦所以叫做渦流(1)電磁阻尼：當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電流會(huì)使導(dǎo)體受到 ，安培力的方向總是 導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)(2)電磁驅(qū)動(dòng)：如果磁場(chǎng)相對(duì)于導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)，在導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生 使導(dǎo)體受到安培力的作用，安培力使導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)起來(lái)交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)就是利用的原理工作的(3)電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)的原理體現(xiàn)了的推廣應(yīng)用名師點(diǎn)睛一、對(duì)公式eblv的理解1eblvsin中的v若為瞬時(shí)速度，則算出的e為瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)，當(dāng)v為平均速度時(shí)，算出的就是平均電動(dòng)勢(shì)2eblvsin中的l為有效切割長(zhǎng)度，即導(dǎo)體在與v垂直方向上的投影長(zhǎng)度，如圖中導(dǎo)體的有效長(zhǎng)度l分別為：甲：lcdsin (容易錯(cuò)認(rèn)為labsin )乙：沿v1方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，

12、lmn；沿v2方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，l0.二、公式en與eblv的區(qū)別與聯(lián)系eneblv區(qū)別研究對(duì)象閉合回路回路中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的那部分導(dǎo)體適用范圍對(duì)任何電磁感應(yīng)現(xiàn)象普遍適用只適用于導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)的情況聯(lián)系(1)eblv可由en推導(dǎo)出來(lái)(2)對(duì)于公式en，當(dāng)t0時(shí)，e即為瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(3)在b、l、v三者均不變時(shí)，兩公式均可求t時(shí)間內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).三、通電和斷電自感的比較通電自感斷電自感電路圖器材要求a1、a2同規(guī)格，rrl，l較大l很大(有鐵芯)，rlra現(xiàn)象在s閉合瞬間，a2燈立即亮起來(lái)，a1燈逐漸變亮，最終一樣亮在開關(guān)s斷開時(shí)，燈a突然閃亮一下后再漸漸熄滅原因由于開關(guān)閉合時(shí)，流過電感線

13、圈的電流迅速增大，使線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，阻礙了電流的增大，使流過a1燈的電流比流過a2燈的電流增加得慢斷開開關(guān)s時(shí)，流過線圈l的電流減小，產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，阻礙了電流的減小，使電流繼續(xù)存在一段時(shí)間；在s斷開后，通過l的電流反向通過電燈a，且由于rlra，使得流過a燈的電流在開關(guān)斷開瞬間突然增大，從而使a燈的發(fā)光功率突然變大能量轉(zhuǎn)化情況電能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電能同學(xué)自測(cè)1.穿過閉合回路的磁通量隨時(shí)間t變化的圖象分別如下圖所示下列關(guān)于回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的論述中正確的是()a圖中，回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定不變b圖中，回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一直在變大c圖中，回路在0-t1時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)小

14、于在t1-t2時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)d圖中，回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)先變小再變大2.如圖所示，由導(dǎo)體棒ab和矩形線框cdef組成的“10”圖案在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中一起向右勻速平動(dòng)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直線框平面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度b隨時(shí)間均勻增大，則下列說法正確的是()a導(dǎo)體棒的a端電勢(shì)比b端電勢(shì)高，電勢(shì)差uab在逐漸增大b導(dǎo)體棒的a端電勢(shì)比b端電勢(shì)低，電勢(shì)差uab在逐漸增大c線框cdef中有順時(shí)針方向的電流，電流大小在逐漸增大d線框cdef中有逆時(shí)針方向的電流，電流大小在逐漸增大3(2010全國(guó)卷)某地的地磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的豎直分量方向向下，大小為4.5105t.一靈敏電壓表連接在當(dāng)?shù)厝牒：佣蔚膬砂叮訉?00

15、m，該河段漲潮和落潮時(shí)有海水(視為導(dǎo)體)流過設(shè)落潮時(shí)，海水自西向東流，流速為2 m/s.下列說法正確的是()a電壓表記錄的電壓為5 mvb電壓表記錄的電壓為9 mvc河南岸的電勢(shì)較高 d河北岸的電勢(shì)較高4如下圖所示，三個(gè)相同的金屬圓環(huán)內(nèi)存在不同的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，虛線表示環(huán)的某條直徑已知所有磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的關(guān)系都滿足bkt，方向如圖所示測(cè)得a環(huán)中感應(yīng)電流強(qiáng)度為i，則b環(huán)和c環(huán)內(nèi)感應(yīng)電流強(qiáng)度分別為()aibi，ic0 bibi，ic2icib2i，ic2i dib2i，ic05(2010海南卷)下列說法正確的是()a當(dāng)線圈中電流不變時(shí)，線圈中沒有自感電動(dòng)勢(shì)b當(dāng)線圈中電流反向時(shí)，線圈中自感

16、電動(dòng)勢(shì)的方向與線圈中原電流的方向相反c當(dāng)線圈中電流增大時(shí)，線圈中自感電動(dòng)勢(shì)的方向與線圈中電流的方向相反d當(dāng)線圈中電流減小時(shí)，線圈中自感電動(dòng)勢(shì)的方向與線圈中電流的方向相反題型一、法拉第電磁感應(yīng)定律e n的應(yīng)用例1、(15分)如圖(a)所示，一個(gè)電阻值為r，匝數(shù)為n的圓形金屬線圈與阻值為2r的電阻r1連接成閉合回路線圈的半徑為r1，在線圈中半徑為r2的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直于線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度b隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖線如圖(b)所示圖線與橫、縱軸的截距分別為t0和b0.導(dǎo)線的電阻不計(jì)求在0到t1時(shí)間內(nèi)(1)通過電阻r1上的電流大小和方向；(2)通過電阻r1上的電荷量q及電阻r1上產(chǎn)生的熱

17、量反思總結(jié)：(1)計(jì)算通過導(dǎo)線橫截面的電荷量一定要用平均電流乘以時(shí)間(2)由qit，i，en，可導(dǎo)出電荷量qn.跟蹤發(fā)散1-1：(2010江蘇單科)一矩形線框置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框平面與磁場(chǎng)方向垂直先保持線框的面積不變，將磁感應(yīng)強(qiáng)度在1 s時(shí)間內(nèi)均勻地增大到原來(lái)的兩倍，接著保持增大后的磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，在1 s時(shí)間內(nèi)，再將線框的面積均勻地減小到原來(lái)的一半，先后兩個(gè)過程中，線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的比值為()a.b1c2 d4題型二、公式eblv的應(yīng)用例2、(2010重慶卷)法拉第曾提出一種利用河流發(fā)電的設(shè)想，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖可用下圖表示，兩塊面積均為s的矩形金屬板，平行、正對(duì)、豎直地全部浸

18、在河水中，間距為d，水流速度處處相同，大小為v，方向水平金屬板與水流方向平行，地磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的豎直分量為b，水的電阻率為，水面上方有一阻值為r的電阻通過絕緣導(dǎo)線和電鍵k連接到兩金屬板上，忽略邊緣效應(yīng)，求：(1)該發(fā)電裝置的電動(dòng)勢(shì)；(2)通過電阻r的電流強(qiáng)度； (3)電阻r消耗的電功率反思總結(jié)：eblv既能求導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，也能求瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)v為平均速度，e為平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；v為瞬時(shí)速度，e為瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，其中l(wèi)為有效長(zhǎng)度跟蹤發(fā)散2-1：(2011福州調(diào)研)如右圖所示，均勻的金屬長(zhǎng)方形線框從勻強(qiáng)磁場(chǎng)中拉出，它的兩邊固定有帶金屬滑輪的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)，線框向右運(yùn)動(dòng)時(shí)總是與兩邊良

19、好接觸，線框的長(zhǎng)為a，寬為b，磁感應(yīng)強(qiáng)度為b，一理想電壓表跨接在a、b兩導(dǎo)電機(jī)構(gòu)上，當(dāng)線框在恒定外力f作用下向右運(yùn)動(dòng)的過程中(線框離開磁場(chǎng)前已做勻速運(yùn)動(dòng))，關(guān)于線框及電壓表，下列說法正確的是()a線框先做勻加速運(yùn)動(dòng)，后做勻速運(yùn)動(dòng)b電壓表的讀數(shù)先增大后不變c電壓表的讀數(shù)一直增大d回路的電功率先增大后不變題型三、自感現(xiàn)象的理解和應(yīng)用例3、如右圖所示的電路，d1和d2是兩個(gè)相同的燈泡，l是一個(gè)自感系數(shù)相當(dāng)大的線圈，其電阻與r相同，由于存在自感現(xiàn)象，在開關(guān)s接通和斷開時(shí)，燈泡d1和d2先后亮暗的次序是()a接通時(shí)d1先達(dá)最亮，斷開時(shí)d1后滅b接通時(shí)d2先達(dá)最亮，斷開時(shí)d2后滅c接通時(shí)d1先達(dá)最亮，斷開

20、時(shí)d1先滅d接通時(shí)d2先達(dá)最亮，斷開時(shí)d2先滅反思總結(jié)：解決此類問題的關(guān)鍵：(1)正確理解通電自感和斷電自感現(xiàn)象中自感電動(dòng)勢(shì)對(duì)“原電流的變化”的阻礙作用，即延緩原電流的變化(2)純電感線圈在電流穩(wěn)定時(shí)相當(dāng)于一根短路導(dǎo)線，非純電感線圈在電流穩(wěn)定時(shí)相當(dāng)于一定值電阻跟蹤發(fā)散31：如圖所示，e為電池，l是電阻可忽略不計(jì)、自感系數(shù)足夠大的線圈，d1、d2是兩個(gè)規(guī)格相同且額定電壓足夠大的燈泡，s是控制電路的開關(guān)對(duì)于這個(gè)電路，下列說法正確的是()a剛閉合開關(guān)s的瞬間，通過d1、d2的電流大小相等b剛閉合開關(guān)s的瞬間，通過d1、d2的電流大小不相等c閉合開關(guān)s待電路達(dá)到穩(wěn)定，d1熄滅，d2比原來(lái)更亮d閉合開關(guān)

21、s待電路達(dá)到穩(wěn)定，再將s斷開瞬間，d2立即熄滅，d1閃亮一下再熄滅1.在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一個(gè)接有電容器的單匝導(dǎo)線回路，如圖所示，已知c30 f，l15 cm，l28 cm，磁場(chǎng)以5102 t/s的速率增加，則()a電容器上極板帶正電，帶電荷量為6105 cb電容器上極板帶負(fù)電，帶電荷量為6105 cc電容器上極板帶正電，帶電荷量為6109 cd電容器上極板帶負(fù)電，帶電荷量為6109 c2(2010江蘇單科)如圖所示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)為e，內(nèi)阻為r，電感l(wèi)的電阻不計(jì)，電阻r的阻值大于燈泡d的阻值在t0時(shí)刻閉合開關(guān)s，經(jīng)過一段時(shí)間后，在tt1時(shí)刻斷開s.下列表示a、b兩點(diǎn)間電壓uab隨時(shí)間t變化

22、的圖象中，正確的是()3.(2010新課標(biāo)全國(guó)卷)如圖所示，兩個(gè)端面半徑同為r的圓柱形鐵芯同軸水平放置，相對(duì)的端面之間有一縫隙，鐵芯上繞導(dǎo)線并與電源連接，在縫隙中形成一勻強(qiáng)磁場(chǎng)一銅質(zhì)細(xì)直棒ab水平置于縫隙中，且與圓柱軸線等高、垂直讓銅棒從靜止開始自由下落，銅棒下落距離為0.2r時(shí)銅棒中電動(dòng)勢(shì)大小為e1，下落距離為0.8r時(shí)電動(dòng)勢(shì)大小為e2.忽略渦流損耗和邊緣效應(yīng)關(guān)于e1、e2的大小和銅棒離開磁場(chǎng)前兩端的極性，下列判斷正確的是()ae1e2，a端為正be1e2，b端為正ce1e2，a端為正 de1e2，b端為正4(2010高考浙江卷)半徑為r帶缺口的剛性金屬圓環(huán)在紙面上固定放置，在圓環(huán)的缺口兩端

23、引出兩根導(dǎo)線，分別與兩塊垂直于紙面固定放置的平行金屬板連接，兩板間距為d，如圖甲所示有一變化的磁場(chǎng)垂直于紙面，規(guī)定向內(nèi)為正，變化規(guī)律如圖乙所示在t0時(shí)刻平板之間中心有一重力不計(jì)，電荷量為q的靜止微粒則以下說法正確的是()a第2秒內(nèi)上極板為正極b第3秒內(nèi)上極板為負(fù)極c第2秒末微?；氐搅嗽瓉?lái)位置d第2秒末兩極板之間的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為0.2r2/d5如圖甲所示，垂直于水平桌面向上的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度b0.8 t，寬度l2.5 m光滑金屬導(dǎo)軌om、on固定在桌面上，o點(diǎn)位于磁場(chǎng)的左邊界，且om、on與磁場(chǎng)左邊界均成45.金屬棒 ab放在導(dǎo)軌上，且與磁場(chǎng)的右邊界重合t0時(shí)，ab在水平向左的外力f作用

24、下勻速通過磁場(chǎng)測(cè)得回路中的感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示已知om、on接觸點(diǎn)的電阻為r，其余電阻不計(jì)(1)利用圖象求出這個(gè)過程中通過ab棒截面的電荷量及電阻r；(2)寫出水平力f隨時(shí)間變化的表達(dá)式；(3)已知在ab通過磁場(chǎng)的過程中，力f做的功為w，電阻r中產(chǎn)生的焦耳熱與一恒定電流i0在相同時(shí)間內(nèi)通過該電阻產(chǎn)生的熱量相等，求i0的值思維拓展22“桿導(dǎo)軌”模型問題“桿導(dǎo)軌”模型問題的物理情境變化空間大、涉及的知識(shí)點(diǎn)很多，如力學(xué)問題、電路問題、磁場(chǎng)問題及能量問題等，要順利解題需全面理解相關(guān)知識(shí)，常用的基本規(guī)律有法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定律、左手定則、右手定則、歐姆定律及力學(xué)中的運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律、動(dòng)力學(xué)

25、規(guī)律、動(dòng)能定理、能量轉(zhuǎn)化和守恒定律等“桿導(dǎo)軌”模型類試題是命題的“基本元素”；導(dǎo)軌、金屬棒、 磁場(chǎng)，具有如下的變化特點(diǎn)：一、對(duì)于導(dǎo)軌1導(dǎo)軌的形狀，常見導(dǎo)軌的形狀為u形，還可以為圓形、三角形等；2導(dǎo)軌的閉合性：導(dǎo)軌本身可以不閉合，也可閉合；3導(dǎo)軌電阻：電阻不計(jì)、均勻分布或部分有電阻、串聯(lián)外電阻；4導(dǎo)軌的放置：水平、豎直、傾斜放置等二、對(duì)于金屬棒1金屬棒的受力情況：受安培力以外的拉力、阻力或僅受安培力；2金屬棒的初始狀態(tài)：靜止或運(yùn)動(dòng)；3金屬棒的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：勻速運(yùn)動(dòng)、勻變速運(yùn)動(dòng)、非勻變速直線運(yùn)動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)；4金屬棒切割磁感線狀況：整體切割磁感線或部分切割磁感線；5金屬棒與導(dǎo)軌的連接：金屬棒可整體或部分接入

26、電路，即金屬棒的有效長(zhǎng)度問題例、如右圖所示，寬度l1 m的足夠長(zhǎng)的u形金屬框架水平放置，框架處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度b1 t，框架導(dǎo)軌上放一根質(zhì)量m0.2 kg、電阻r1.0 的金屬棒ab，棒ab與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.5，現(xiàn)用功率恒為6 w的牽引力f使棒ab從靜止開始沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)(ab棒始終與導(dǎo)軌接觸良好且垂直)，當(dāng)棒ab的電阻r產(chǎn)生熱量q5.8 j時(shí)獲得穩(wěn)定速度，此過程中，通過棒ab的電荷量q2.8 c(框架電阻不計(jì)，g取10 m/s2)問：(1)棒ab達(dá)到的穩(wěn)定速度多大？(2)棒ab從靜止到穩(wěn)定速度的時(shí)間是多少？第三講專題電磁感應(yīng)的綜合應(yīng)用 一、電磁感應(yīng)中的電路問題1內(nèi)電路和外

27、電路(1)切割磁感線運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的線圈都相當(dāng)于 (2)該部分導(dǎo)體的電阻或線圈的電阻相當(dāng)于電源的 ，其余部分是 2電源電動(dòng)勢(shì)和路端電壓(1)電動(dòng)勢(shì)：e 或en.(2)電源正、負(fù)極：用確定(3)路端電壓：ueirir.二、電磁感應(yīng)圖象問題圖象類型(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度b、磁通量、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e和感應(yīng)電流i隨 變化的圖象，即bt圖象、t圖象、et圖象和it圖象(2)對(duì)于切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的情況，還常涉及感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e和感應(yīng)電流i隨 變化的圖象，即ex圖象和ix圖象問題類型(1)由給定的 過程判斷或畫出正確的圖象(2)由給定的有關(guān)圖象分析 過程，求解相應(yīng)的物理量(3)利用給出的圖象

28、判斷或畫出新的圖象應(yīng)用知識(shí)左手定則、安培定則、右手定則、 、 、歐姆定律、牛頓定律、函數(shù)圖象知識(shí)等三、感應(yīng)電流在磁場(chǎng)中所受的安培力1安培力的大小由感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e ，感應(yīng)電流i 和安培力公式f 得f .2安培力的方向判斷先用定則確定感應(yīng)電流方向，再用 定則確定安培力方向四、電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化1導(dǎo)體切割磁感線或磁通量發(fā)生變化，在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，這個(gè)過程中是機(jī)械能或其他形式的能轉(zhuǎn)化為 具有感應(yīng)電流的導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受安培力作用或通過電阻發(fā)熱，又可使電能轉(zhuǎn)化為 或因此，電磁感應(yīng)過程中總是伴隨著能量轉(zhuǎn)化發(fā)生2電流做功產(chǎn)生的熱量用焦耳定律計(jì)算，公式為q .一、電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題分析1兩種狀態(tài)處理(1)

29、導(dǎo)體處于平衡態(tài)靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)處理方法：根據(jù)平衡條件合外力等于零列式分析(2)導(dǎo)體處于非平衡態(tài)加速度不為零處理方法：根據(jù)牛頓第二定律進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析或結(jié)合功能關(guān)系分析2電磁感應(yīng)問題中兩大研究對(duì)象及其相互制約關(guān)系二、電磁感應(yīng)與力學(xué)綜合問題中的運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)分析和能量轉(zhuǎn)化的特點(diǎn)1運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)分析2能量轉(zhuǎn)化特點(diǎn)3電能求解思路主要有三種(1)利用克服安培力求解：電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的電能等于克服安培力所做的功(2)利用能量守恒求解：其他形式的能的減少量等于產(chǎn)生的電能(3)利用電路特征來(lái)求解：通過電路中所產(chǎn)生的電能來(lái)計(jì)算4安培力在兩種不同情況下的作用情況類型具體描述安培力做功能量轉(zhuǎn)化電磁阻尼當(dāng)磁場(chǎng)不動(dòng)，導(dǎo)體做切割

30、磁感線的運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體所受的安培力與導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向相反對(duì)導(dǎo)體做負(fù)功，即導(dǎo)體克服安培力做功，是導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的阻力機(jī)械能電能內(nèi)能(焦耳熱)電磁驅(qū)動(dòng)當(dāng)導(dǎo)體開始時(shí)靜止，磁場(chǎng)(磁體)運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于導(dǎo)體相對(duì)磁場(chǎng)向相反方向做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生感應(yīng)電流，進(jìn)而受到安培力作用，方向與導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向相同對(duì)導(dǎo)體做正功，是導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力電能機(jī)械能特別提醒：在利用能量的轉(zhuǎn)化和守恒解決電磁感應(yīng)問題時(shí)，要分析安培力的做功情況，安培力在導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)過程中是做正功還是做負(fù)功，進(jìn)而判斷安培力是動(dòng)力還是阻力另外，參與能量轉(zhuǎn)化的形式要考慮周全，要準(zhǔn)確判斷哪些能量增加、哪些能量減少 同學(xué)自測(cè)1(2010廣東理綜)如下圖所示，平行導(dǎo)軌間有一矩形的勻強(qiáng)

31、磁場(chǎng)區(qū)域細(xì)金屬棒pq沿導(dǎo)軌從mn處勻速運(yùn)動(dòng)到mn的過程中，棒上感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間t變化的圖示可能正確的是()2.如右圖所示，兩光滑平行金屬導(dǎo)軌間距為l，直導(dǎo)線mn垂直跨在導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌接觸良好，整個(gè)裝置處于垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為b.電容器的電容為c，除電阻r外，導(dǎo)軌和導(dǎo)線的電阻均不計(jì)現(xiàn)給導(dǎo)線mn一初速度，使導(dǎo)線mn向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)電路穩(wěn)定后，mn以速度v向右做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)() a電容器兩端的電壓為零b電阻兩端的電壓為blvc電容器所帶電荷量為cblvd為保持mn勻速運(yùn)動(dòng)，需對(duì)其施加的拉力大小為3.如右圖所示，一導(dǎo)體圓環(huán)位于紙面內(nèi)，o為圓心環(huán)內(nèi)兩個(gè)圓心角為90的扇形區(qū)域內(nèi)分別有勻強(qiáng)

32、磁場(chǎng)，兩磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小相等，方向相反且均與紙面垂直導(dǎo)體桿om可繞o轉(zhuǎn)動(dòng)，m端通過滑動(dòng)觸點(diǎn)與圓環(huán)良好接觸在圓心和圓環(huán)間連有電阻r.桿om以勻角速度逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，t0時(shí)恰好在圖示位置規(guī)定從a到b流經(jīng)電阻r的電流方向?yàn)檎?，圓環(huán)和導(dǎo)體桿的電阻忽略不計(jì)，則桿從t0開始轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中，電流隨t變化的圖象是()4.如右圖所示，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(wú)摩擦，棒與導(dǎo)軌的電阻均不計(jì)，整個(gè)裝置放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)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

33、量b棒的動(dòng)能增加量c棒的重力勢(shì)能增加量 d電阻r上放出的熱量5.如右圖所示，足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌mn、pq豎直放置，一個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度b0.50 t的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過導(dǎo)軌平面，導(dǎo)軌的上端m與p間連接阻值為r0.30 的電阻，長(zhǎng)為l0.40 m、電阻為r0.20 的金屬棒ab緊貼在導(dǎo)軌上現(xiàn)使金屬棒ab由靜止開始下滑，通過傳感器記錄金屬棒ab下滑的距離，其下滑距離與時(shí)間的關(guān)系如下表所示，導(dǎo)軌電阻不計(jì)(g10 m/s2)求：(1)在前0.4 s的時(shí)間內(nèi)，金屬棒ab電動(dòng)勢(shì)的平均值；(2)金屬棒的質(zhì)量；(3)在前0.7 s的時(shí)間內(nèi)，電阻r上產(chǎn)生的熱量時(shí)間t(s)00.100.200.300.400.50

34、0.600.70下滑距離x(m)00.100.300.701.201.702.202.70題型一：電磁感應(yīng)圖像問題分析例1、如右圖所示，半徑為r的導(dǎo)線環(huán)對(duì)心、勻速穿過半徑也為r的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，關(guān)于導(dǎo)線環(huán)中的感應(yīng)電流隨時(shí)間的變化關(guān)系，下列圖象中(以逆時(shí)針方向的電流為正)最符合實(shí)際的是()反思總結(jié)：解決圖象問題的一般步驟(1)明確圖象的種類，即是bt圖還是t圖，或者et圖、it圖等(2)分析電磁感應(yīng)的具體過程(3)用右手定則或楞次定律確定方向?qū)?yīng)關(guān)系(4)結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓定律等規(guī)律寫出函數(shù)關(guān)系式(5)根據(jù)函數(shù)關(guān)系式，進(jìn)行數(shù)學(xué)分析，如分析斜率的變化、截距等(6)判斷圖象(或畫圖

35、象或應(yīng)用圖象解決問題)跟蹤發(fā)散11：在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，水平放置一個(gè)不變形的單匝金屬圓線圈，規(guī)定線圈中感應(yīng)電流的正方向如下圖甲所示，當(dāng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度b隨時(shí)間t如圖乙變化時(shí)，圖中正確表示線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e變化的是()題型二：電磁感應(yīng)中的電路問題例2、如右圖所示，mn和pq為豎直方向的兩平行長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌，間距l(xiāng)為0.40 m，電阻不計(jì)，導(dǎo)軌所在平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度b為0.50 t的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直質(zhì)量m為6.0103 kg，電阻為1.0 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(dòng)變阻器和阻值為3.0 的電阻r1.當(dāng)桿ab達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)以速率為v勻速下滑，整個(gè)電路消耗的電功率p

36、為0.27 w，重力加速度取10 m/s2，試求速率v和滑動(dòng)變阻器接入電路部分的阻值r2.反思總結(jié)：解決電磁感應(yīng)電路問題的基本步驟(1)“源”的分析：用法拉第電磁感應(yīng)定律算出e的大小用楞次定律或右手定則確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向：感應(yīng)電流方向是電源內(nèi)部電流的方向從而確定電源正負(fù)極，明確內(nèi)阻r.(2)“路”的分析根據(jù)“等效電源”和電路中其他各元件的連接方式畫出等效電路(3)根據(jù)eblv或en結(jié)合閉合電路歐姆定律，串并聯(lián)電路知識(shí)和電功率、焦耳定律等關(guān)系式聯(lián)立求解跟蹤發(fā)散2-1：(2011福州模擬)如右圖所示，粗細(xì)均勻的、電阻為r的金屬圓環(huán)，放在圖示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為b，圓環(huán)直徑為l.長(zhǎng)為l，電阻

37、為的金屬棒ab放在圓環(huán)上，以速度v0向左勻速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)ab棒運(yùn)動(dòng)到圖示虛線位置時(shí)，金屬棒兩端電勢(shì)差為()a0bblv0 c.blv0 d.blv0題型三：電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題例3、 (2010四川理綜)如右圖所示，電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌固定在一絕緣斜面上，兩相同的金屬導(dǎo)體棒a、b垂直于導(dǎo)軌靜止放置，且與導(dǎo)軌接觸良好，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過導(dǎo)軌平面現(xiàn)用一平行于導(dǎo)軌的恒力f作用在a的中點(diǎn)，使其向上運(yùn)動(dòng)若b始終保持靜止，則它所受摩擦力可能()a變?yōu)? b先減小后不變c等于f d先增大再減小反思總結(jié)：解決電磁感應(yīng)中動(dòng)力學(xué)問題的基本思路(1)用電磁感應(yīng)定律和楞次定律、右手定則確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向(2)應(yīng)用

38、閉合電路歐姆定律求出電路中的感應(yīng)電流的大小(3)分析研究導(dǎo)體受力情況，特別要注意安培力方向的確定(4)列出動(dòng)力學(xué)方程或平衡方程求解跟蹤發(fā)散31：如下圖所示，電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌mn和op放置在水平面內(nèi)mo間接有阻值為r3 的電阻導(dǎo)軌相距d1 m，其間有豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度b0.5 t質(zhì)量為m0.1 kg，電阻為r1 的導(dǎo)體棒cd垂直于導(dǎo)軌放置，并接觸良好用平行于mn的恒力f1 n向右拉動(dòng)cd.cd受摩擦阻力ff恒為0.5 n求：(1)cd運(yùn)動(dòng)的最大速度是多少？(2)當(dāng)cd到最大速度后，電阻r消耗的電功率是多少？(3)當(dāng)cd的速度為最大速度的一半時(shí)，cd的加速度是多少？題型四：電磁感

39、應(yīng)中的能量問題例4、(21分)如下圖所示，兩根正對(duì)的平行金屬直軌道m(xù)n、mn位于同一水平面上，兩軌道之間的距離l0.50 m，軌道的mm端接一阻值r0.40 的定值電阻，nn端與兩條位于豎直面內(nèi)的半圓形光滑金屬軌道np、np平滑連接，兩半圓軌道的半徑均為r00.50 m直軌道的右端處于豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度b0.64 t的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)區(qū)域的寬度d0.80 m，且其右邊界與nn重合現(xiàn)有一質(zhì)量m0.20 kg、電阻r0.10 的導(dǎo)體桿ab靜止在距磁場(chǎng)的左邊界x2.0 m處在與桿垂直的水平恒力f2.0 n的作用下ab桿開始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)至磁場(chǎng)的左邊界時(shí)撤去f，結(jié)果導(dǎo)體桿ab恰好能以最小速度通過半圓形

40、軌道的最高點(diǎn)pp.已知導(dǎo)體桿ab在運(yùn)動(dòng)過程中與軌道接觸良好，且始終與軌道垂直，導(dǎo)體桿ab與直軌道之間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.10，軌道的電阻可忽略不計(jì)，g取10 m/s2，求：(1)導(dǎo)體桿剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，通過導(dǎo)體桿上的電流大小和方向(2)導(dǎo)體桿穿過磁場(chǎng)的過程中通過電阻r上的電荷量(3)導(dǎo)體桿穿過磁場(chǎng)的過程中整個(gè)電路中產(chǎn)生的焦耳熱 反思總結(jié)：分析電磁感應(yīng)現(xiàn)象中能量問題的一般步驟(1)在電磁感應(yīng)中，切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的回路將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，該導(dǎo)體或回路就相當(dāng)于電源(2)分析清楚有哪些力做功，就可以知道有哪些形式的能量發(fā)生了相互轉(zhuǎn)化(3)根據(jù)能量守恒列方程分析求解跟蹤發(fā)散41：如下圖所示，ab、cd為兩個(gè)平行的水平光滑金屬導(dǎo)軌