59-法拉第電磁感應(yīng)定律自感渦流要點

1、教師姓名學(xué)生姓名填寫時間物理年級上課時間課時計劃2h教學(xué) 目標(biāo)教學(xué)內(nèi)容個性化學(xué)習(xí)問題解決教學(xué)重點、難點教學(xué)過程第2課時 法拉第電磁感應(yīng)定律自感 渦流知識梳理知識點一、法拉第電磁感應(yīng)定律1.感應(yīng)電動勢概念：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢。產(chǎn)生條件：穿過回路的磁通量發(fā)生改變,與電路是否閉合無關(guān)。(3)方向判斷：感應(yīng)電動勢的方向用楞次定律或右手定則判斷。2,法拉第電磁感應(yīng)定律(1)內(nèi)容：感應(yīng)電動勢的大小跟穿過這一電路的磁逋量的變化率成正比。A公式：E=n-1,其中n為線圈匝數(shù)。(3)感應(yīng)電流與感應(yīng)電動勢的關(guān)系：蹲守閉合電路的歐姆定律、即I = R+r。3.導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢(1)導(dǎo)體垂直切割

2、磁感線時，感應(yīng)電動勢可用 E = Blv求出，式中l(wèi)為導(dǎo)體切割磁感線的有 效長度。(2)導(dǎo)體棒在磁場中轉(zhuǎn)動時，導(dǎo)體棒以端點為軸，在勻強(qiáng)磁場中垂直于磁感線力1可勻速轉(zhuǎn)動、. ,、， ，一 1 2 一一 ，、人,，、，,、，、1產(chǎn)生感應(yīng)電動勢E=Bl v =2Bl(平均速度等于中點位置的線速度-1次知識點二、自感、渦流1.自感現(xiàn)象(1)概念：由于導(dǎo)體本身的電流變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象稱為自感。自感電動勢定義:在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢叫做自感電動勢Q表達(dá)式：£=1代。Page 1 of 22自感系數(shù)L相關(guān)因素：與線圈的大小、形狀、匝數(shù)以及是否有鐵芯有關(guān)。單位：亨利（H）, 1 mH=1

3、0 3H,1仙電貯 H。2.渦流當(dāng)線圈中的電流發(fā)生變化時，在它附近的任何導(dǎo)體中都會產(chǎn)生感應(yīng)電流， 這種電流像水的 漩渦所以叫渦流。思維深化判斷正誤，正確的畫，錯誤的畫“X”。（1）線圈中磁通量變化越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大。（）（2）線圈中磁通量變化越快，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大。（）線圈中的電流越大，自感系數(shù)也越大。（）（4）對于同一線圈，當(dāng)電流變化越快時，線圈中的自感電動勢越大。（）答案 （1）x ，（3）x ，題組自測題組一對法拉第電磁感應(yīng)定律的理解及應(yīng)用1 .將閉合多匝線圈置于僅隨時間變化的磁場中，線圈平面與磁場方向垂直，關(guān)于線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流，下列表述正確的是 （）A.感應(yīng)

4、電動勢的大小與線圈的匝數(shù)無關(guān)B .穿過線圈的磁通量越大，感應(yīng)電動勢越大C.穿過線圈的磁通量變化越快，感應(yīng)電動勢越大D.感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向與原磁場方向始終相同解析 由法拉第電磁感應(yīng)定律E=n號知，感應(yīng)電動勢的大小與線圈匝數(shù)有關(guān)，A錯；感應(yīng)電動勢正比于 蓍，與磁通量的大小無直接關(guān)系，B錯誤、C正確；根據(jù)楞次定律知， 感應(yīng)電流的磁場總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化，即“增反減同”，D錯誤。答案 C2 . （2014江蘇卷，1）如圖1所示，一正方形線圈的匝數(shù)為 n,邊長為a,線圈平面與勻強(qiáng) 磁場垂直，且一半處在磁場中。在 &時間內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向不變，大小由 B均勻地 增大到2B。在此

5、過程中，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為（）Page 2 of 22圖1_ _ 22nBa2222Ba nBa nBa在&時間內(nèi)線圈中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢為AE二,a-2-a B-21T C.7T解析 由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，a2a22B2 B2 nBa2. 一=n&= 2 /，選項B正確。答案 B題組二公式E= Blv的應(yīng)用 3.如圖2所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，金屬桿 MN在平 行金屬導(dǎo)軌上以速度v向右勻速滑動，MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為Ei;若磁感應(yīng)強(qiáng)度增為 2B,其他條件不變，MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢變?yōu)?E20則通過電阻R的電流方向及Ei與E2之比E

6、i : E2分別為（）If圖2A. c一a,2 ： 1 B. a-c,2 ： 1C. a-c,1 ： 2 D.-a,1 ： 2解析 用右手定則判斷出兩次金屬棒 MN中的電流方向為N-M,所以電阻R中的電流方 向a一c。由電動勢公式E= Blv可知：g=舄：=曰,故選項C正確。E2 2Blv 2答案 C4 .有一個勻強(qiáng)磁場邊界是 EF,在EF右側(cè)無磁場，左側(cè)是勻強(qiáng)磁場區(qū)域，如圖 3甲所示. 現(xiàn)有一個閉合的金屬線框以恒定速度從 EF右側(cè)水平進(jìn)入勻強(qiáng)磁場區(qū)域。線框中的電流隨 時間變化的it圖象如圖乙所示，則可能的線框是下列四個選項中的（）Page 3 of 22圖3BCD解析由圖乙可知，電流先是均勻

7、增加，后均勻減小，又i=g=Bv8i,所以金屬線框切 割磁感線的有效長度應(yīng)先是均勻增加，后均勻減小， A項符合；B項線框中間部分進(jìn)入磁 場后切割磁感線的有效長度不變；C項切割磁感線的有效長度不變，D項切割磁感線的有 效長度不是均勻地增加和減小。答案 A題組三自感現(xiàn)象、渦流5 .某同學(xué)為了驗證斷電自感現(xiàn)象，自己找來帶鐵芯的線圈L、小燈泡A、開關(guān)S和電池組E,用導(dǎo)線將它們連接成如圖4所示的電路。檢查電路后，閉合開關(guān) S,小燈泡發(fā)光； 再斷開開關(guān)S,小燈泡僅有不顯著的延時熄滅現(xiàn)象。雖經(jīng)多次重復(fù)，仍未見老師演示時出 現(xiàn)的小燈泡閃亮現(xiàn)象，他冥思苦想找不出原因。你認(rèn)為最有可能造成小燈泡未閃亮的原因 是（）

8、圖4A.電源的內(nèi)阻較大 B .小燈泡電阻偏大C.線圈電阻偏大 D.線圈的自感系數(shù)較大解析由自感規(guī)律可知在開關(guān)斷開的瞬間造成燈泡閃亮以及延時的原因是在線圈中產(chǎn)生 了與原電流同向的自感電流且大于穩(wěn)定時通過燈泡的原電流。由題圖可知燈泡和線圈構(gòu)成閉合的自感回路，與電源無關(guān)，故A錯誤；造成不閃亮的原因是自感電流不大于穩(wěn)定時通 過燈泡的原電流，當(dāng)線圈電阻小于燈泡電阻時才會出現(xiàn)閃亮現(xiàn)象，故 B錯誤，C正確；自 感系數(shù)越大，阻礙作用越強(qiáng)延遲現(xiàn)象越明顯，故 D錯誤。答案 CPage 4 of 226 .（多選）（2014江蘇卷，7）如圖5所示，在線圈上端放置一盛有冷水的金屬杯，現(xiàn)接通交 流電源，過了幾分鐘，杯內(nèi)

9、的水沸騰起來。若要縮短上述加熱時間，下列措施可行的有（）圖5A .增加線圈的匝數(shù)B.提高交流電源的頻率C,將金屬杯換為瓷杯 D.取走線圈中的鐵芯 解析 當(dāng)電磁鐵接通交流電源時，金屬杯處在變化的磁場中產(chǎn)生渦電流發(fā)熱， 使水溫升高 要縮短加熱時間，需增大渦電流，即增大感應(yīng)電動勢或減小電阻。增加線圈匝數(shù)、提高交 變電流的頻率都是為了增大感應(yīng)電動勢。 瓷杯不能產(chǎn)生渦電流，取走鐵芯會導(dǎo)致磁性減弱。 所以選項A、B正確，選項C、D錯誤。法拉第電磁感應(yīng)定律 E= n管的應(yīng)用1.磁通量變化通常有兩種方式（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變，垂直于磁場的回路面積發(fā)生變化，此時 E=nB。 AB 一 .出一 一 （2）垂直于磁

10、場的回路面積不變，磁感應(yīng)強(qiáng)度發(fā)生變化，此時 E=n石S,其中瓦是B t圖 象的斜率。2.決定感應(yīng)電動勢E大小的因素E的大小由于和線圈的匝數(shù)共同決定。【例11 （多選）（2014四川卷，6）如圖6所示，不計電阻的光滑U形金屬框水平放置，光滑、豎直玻璃擋板H、P固定在框上，H、P的間距很小。質(zhì)量為0.2 kg的細(xì)金屬桿CD 恰好無擠壓地放在兩擋板之間，與金屬框接觸良好并圍成邊長為1m的正方形，其有效電Page 5 of 22阻為0.1 Q此時在整個空間加方向與水平面成30°角且與金屬桿垂直的勻強(qiáng)磁場,強(qiáng)度隨時間變化規(guī)律是B=(0.4 0.2t)T,圖示磁場方向為正方向?？颉醢搴蜅U不計形

11、變。則()圖6A. t=1 s時，金屬桿中感應(yīng)電流方向從 C到DB. t=3 s時，金屬桿中感應(yīng)電流方向從 D到CC. t=1 s時，金屬桿對擋板P的壓力大小為0.1 ND. t=3 s時，金屬桿對擋板 H的壓力大小為0.2 N 解析甲6根據(jù)楞次定律可判斷感應(yīng)電流的方向總是從 C到D,故A正確，B錯誤；由法拉第電磁2 _ _ A AB±S ABL2 1 E感應(yīng)止律可知：E=n=- = -sin 30= 0.2X 1 X V = 0.1 V,故感應(yīng)電流為I=R=1 A,金屬桿受到的安培力 Fa=BIL, t=1 s時，F(xiàn)a=0.2X1X1 N = 0.2 N,方向如圖甲，此時金屬桿受力

12、分析如圖甲，由平衡條件可知F = FaCos 60 = 0.1 N, F1為擋板P對金屬桿施加的力。t = 3 s時，磁場反向，此時金屬桿受力分析如圖乙，此時擋板H對金屬桿施1加的力向右，大小 F3=BILcos 60=0.2x1x1x5 N = 0.1 N。故C正確，D錯誤。答案 ACI反思總結(jié)|1應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律解題的一般步驟分析穿過閉合電路的磁場方向及磁通量的變化情況；(2)利用楞次定律確定感應(yīng)電流的方向；靈活選擇法拉第電磁感應(yīng)定律的不同表達(dá)形式列方程求解?！咀兪接?xùn)練】1 .如圖7甲所示，電路的左側(cè)是一個電容為 C的電容器，電路的右側(cè)是一個環(huán)形導(dǎo)體， 環(huán)形導(dǎo)體所圍的面積為So在環(huán)形

13、導(dǎo)體中有一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大Page 6 of 22小隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示。則在 0t0時間內(nèi)電容器()A.上極板帶正電，所帶電荷量為CSB：0 B1)B.上極板帶正電，所帶電荷量為 C(B：；出)c.上極板帶負(fù)電，所帶電荷量為 CSB；0 Bl)D.上極板帶負(fù)電，所帶電荷量為 以矢言)解析 在0t0時間內(nèi)回路中磁通量增加，由楞次定律知，回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向為 逆時針方向，電容器上極板帶正電。由法拉第電磁感應(yīng)定律知，在0t0時間內(nèi)回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢eT=(B2：B1電容器兩極板之間電壓U = E,電容器所帶電荷量為tt0CSB2Bi)"一 . 一&q

14、uot;q=CU t=,選項A正確。答案 A考點二導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的計算1 .公式E=Blv的使用條件(1)勻強(qiáng)磁場。(2)B、l、v三者相互垂直。2 . E=Blv的“四性”正交性：本公式是在一定條件下得出的，除磁場為勻強(qiáng)磁場外，還需B、I、v三者互相垂直。(2)瞬時性：若v為瞬時速度，則E為相應(yīng)的瞬時感應(yīng)電動勢。(3)有效性：公式中的L為導(dǎo)體切割磁感線的有效長度。如圖8中，棒的有效長度為ab間的距離。Page 7 of 22圖8（4）相對性：E=Blv中的速度v是導(dǎo)體相對磁場的速度，若磁場也在運動，應(yīng)注意速度問 的相對關(guān)系。【例2】（多選）如圖9所示，在一磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5

15、T的勻強(qiáng)磁場中，垂直于磁場方向 水平放著兩根相距為h=0.1 m的平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ,導(dǎo)軌電阻忽略不計，在兩根導(dǎo) 軌的端點N、Q之間連接一阻值R=0.3。的電阻，導(dǎo)軌上跨放著一根長為 L = 0.2 m,每 米阻值r=2.0。的金屬棒ab,金屬棒與導(dǎo)軌正交放置，交點為 c、d,當(dāng)金屬棒在水平拉 力作用于以速度v = 4.0 m/s向左做勻速運動時，則下列說法正確的是 （）1 小 «M 77h £2 b 圖9A.金屬棒a、b兩端點間的電勢差為0.2 VB.水平拉金屬棒的力的大小為 0.02 NC.金屬棒a、b兩端點間的電勢差為0.32 VD,回路中的發(fā)熱功率為0.06 W

16、解析 當(dāng)金屬棒ab在水平拉力作用下向左做勻速運動時，切割磁感線的有效長度為cd部分，cd部分產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢 E=Bhv=0.5X0.1X4.0 V=0.2 V,由閉合電路歐姆定律，E0.2一 可得回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流為 iMTTjc°C A = 0.4 A,金屬棒ab受到的女培R+ hr 0.3+ 0.1 X 2.0力F安=3卜=0.5乂0.4乂0.1 N = 0.02 N,要使金屬棒勻速運動，應(yīng)有 F = F安= 0.02 N, B 正確；該回路為純電阻電路，回路中的熱功率為 P熱=I2（R+hr） = 0.08 W, D錯誤；金屬 棒ab兩點間的電勢差等于Uac、Ucd與Udb

17、三者之和，由于Ucd=EIrcd,所以Uab= Eab 卜cd=BLv Ihr = 0.32 V, A 錯誤，C 正確。答案 BC【變式訓(xùn)練】2.（多選）（2014山東卷,16）如圖10, 一端接有定值電阻的平行金屬軌道固定在水平面內(nèi)， 通有恒定電流的長直絕緣導(dǎo)線垂直并緊靠軌道固定，導(dǎo)體棒與軌道垂直且接觸良好。在向右勻速通過M、N兩區(qū)的過程中，導(dǎo)體棒所受安培力分別用Fm、Fn表示。不計軌道電阻。以下敘述正確的是（）Page 8 of 22圖10A . Fm向右 B. Fn向左C. Fm逐漸增大 D. Fn逐漸減小解析 由安培定則可知，通電直導(dǎo)線在 M、N區(qū)產(chǎn)生的磁場方向分別為垂直紙面向外、垂

18、直紙面向里，導(dǎo)體棒向右通過 M區(qū)時，由右手定則可知產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向向下，由左 手定則可知，F(xiàn)m向左，同理可以判斷，F(xiàn)n向左，越靠近通電直導(dǎo)線磁場越強(qiáng)，導(dǎo)體棒勻 速運動，由E=BLv、I=E、F=BIL可知，F(xiàn)m逐漸增大，F(xiàn)n逐漸減小，正確選項為B、C、RDo答案 BCD考點三通電自感和斷電自感1 .自感現(xiàn)象的四大特點自感電動勢總是阻礙導(dǎo)體中原電流的變化。通過線圈中的電流不能發(fā)生突變，只能緩慢變化。電流穩(wěn)定時，自感線圈就相當(dāng)于普通導(dǎo)體。線圈的自感系數(shù)越大，自感現(xiàn)象越明顯，自感電動勢只是延緩了過程的進(jìn)行， 但它不能 使過程停止，更不能使過程反向。2 .自感中“閃亮”與“不閃亮”問題與線圈串聯(lián)的燈

19、泡與線圈并聯(lián)的燈泡電路圖YP通電時電流逐漸增大，燈泡逐漸變亮電流突然增大，然后逐漸減小達(dá)到穩(wěn) 定斷電時電流逐漸減小，燈泡逐漸變 暗，電流方1可/、艾電路中穩(wěn)態(tài)電流為I1、I2：若I2&I1, 燈泡逐漸變暗；若I2>I1,燈泡閃 亮后逐漸變暗。兩種情況燈泡中電流 方向均改變【例3】（多選）如圖11甲、乙所示的電路中，電阻R和自感線圈L的電阻值都很小，且Page 9 of 22小于燈泡A的電阻，接通S,使電路達(dá)到穩(wěn)定，燈泡A發(fā)光，則（）甲圖11A.在電路甲中,B.在電路甲中,斷開斷開S后,S后,A將逐漸變暗A(chǔ)將先變得更亮，然后才逐漸變暗C.在電路乙中,D.在電路乙中,斷開斷開S后,S

20、后,A將逐漸變暗A(chǔ)將先變得更亮，然后才逐漸變暗解析題圖甲所示電路中，燈A和線圈L用聯(lián)，電流相同，斷開S時，線圈上產(chǎn)生自感電動勢，阻礙原電流的減小，通過 R、A形成回路，燈A逐漸變暗。題圖乙所示電路中，電阻R和燈A串聯(lián)，燈A的電阻大于線圈L的電阻，電流則小于線圈L中的電流，斷開S 時，電源不給燈供電，而線圈 L產(chǎn)生自感電動勢阻礙電流的減小，通過 R、A形成回路，燈A中電流比原來大，變得更亮，然后逐漸變暗。答案 AD【變式訓(xùn)練】3 .如圖12所示的電路，開關(guān)原先閉合，電路處于穩(wěn)定狀態(tài)，在某一時刻突然斷開開關(guān)S, 則通過電阻Ri中的電流Ii隨時間變化的圖線可能是下圖中的（）圖12解析 開關(guān)S原來閉合

21、時，電路處于穩(wěn)定狀態(tài)，流過R1的電流方向向左，大小為11。當(dāng)某一時刻開關(guān) S突然斷開時，LRi并聯(lián)的R2和線圈L支路，電流I2的方向也是向左。中向左的電流要減小，由于自感現(xiàn)象，線圈L產(chǎn)生自感電動勢，在回路“L-R1-A - R2”中形成感應(yīng)電流，電流通過 R1的方向與原來相反，變?yōu)橄蛴?，并從I2開始逐漸減小到零,故D圖正確。答案 DPage 10 of 22STEPi堂演練效果檢也 知能提升1.（多選）如圖13所示，閉合金屬導(dǎo)線框放置在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小隨時間變化而變化。下列說法中正確的是 （）圖13A.當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度增大時，線框中的感應(yīng)電流可能減小B.當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度增大

22、時，線框中的感應(yīng)電流一定增大C.當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度減小時，線框中的感應(yīng)電流一定增大D .當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度減小時，線框中的感應(yīng)電流可能不變. .一 AB EAB S解析 線框中的感應(yīng)電動勢為 E=S,設(shè)線框的電阻為R,則線框中的電流I=.=五 口, AB .因為B增大或減小時，號可能減小，可能增大，也可能不變。線框中的感應(yīng)電動勢的大小只和磁通量的變化率有關(guān)，和磁通量的變化量無關(guān)。故選項A、D正確答案 AD 2.如圖14所示，半徑為r的金屬圓盤在垂直于盤面的勻強(qiáng)磁場 B中，繞O軸以角速度沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動，則通過電阻R的電流的方向和大小是（金屬圓盤的電阻不計）（）圖1422A.由c至I d, 1B .由d

23、至Uc, 1=詈RR22BrBr C.由 c到 d, I= OD D .由 d 到 c, I= OD 2R2R解析 由右手定則判定通過電阻 R的電流的方向是由d到c；而金屬圓盤產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E = ：Br2，所以通過電阻R的電流大小是I = B/d：選項D正確。 22R答案 D3. （2014湖南雅禮中學(xué)模擬）一個邊長為L的正方形導(dǎo)線框在傾角為8的光滑斜面上由靜止開始沿斜面下滑，隨后進(jìn)入虛線下方垂直于斜面向上的勻強(qiáng)磁場中。如圖 15所示，斜Page 11 of 22面以及虛線下方的磁場往下方延伸到足夠遠(yuǎn)。下列說法正確的是 （）圖15A.在線框進(jìn)入磁場的過程中，b點的電勢比a點高B.線框在進(jìn)入

24、磁場的過程中，一定做減速運動C.線框中產(chǎn)生的焦耳熱小于線框減少的機(jī)械能D.線框從不同高度下滑時，進(jìn)入磁場過程中通過線框?qū)Ь€橫截面的電荷量相等解析 線框進(jìn)入磁場的過程ab邊相當(dāng)于電源，由右手定則知 a點電勢高于b點電勢，選項A錯誤；線框進(jìn)入磁場的過程中可以減速、加速或勻速，選項 B錯誤；由能量守恒知q=線框中產(chǎn)生的焦耳熱等于線框減少的機(jī)械能，選項 C錯誤；通過導(dǎo)線橫截面的電荷量公凱a,氏曾與下落高度無關(guān)，選項D正確。 R LX R答案 D4. （2014肇慶市高三第一次模擬考試）如圖16所示，水平放置的平行金屬導(dǎo)軌 MN和PQ 之間接有定值電阻R,導(dǎo)體棒ab長為l且與導(dǎo)軌接觸良好，整個裝置處于豎

25、直向上的勻強(qiáng) 磁場中，現(xiàn)使導(dǎo)體棒ab向右勻速運動，下列說法正確的是（）圖16A.導(dǎo)體棒ab兩端的感應(yīng)電動勢越來越小B.導(dǎo)體棒ab中的感應(yīng)電流方向是a一bC.導(dǎo)體棒ab所受安培力方向水平向右D.導(dǎo)體棒ab所受合力做功為零解析 由于導(dǎo)體棒勻速運動，磁感應(yīng)強(qiáng)度及長度不變，由 E=BLv可知，運動中感應(yīng)電動 勢不變；由楞次定律可知，導(dǎo)體棒中的電流方向由b指向a；由左手定則可知，導(dǎo)體棒所受安培力方向水平向左；由于勻速運動，棒的動能不變，由動能定理可知，合力做的功等 于零。選項A、B、C錯誤，D正確。答案 DPage 12 of 22STEP活頁作業(yè)強(qiáng)化訓(xùn)挑技能提高基本技能練1 .（多選）（2014廣東揭

26、陽一模）將一條形磁鐵從相同位置插入到閉合線圈中的同一位置，第一次緩慢插入，第二次快速插入，兩次插入過程中不發(fā)生變化的物理量是（）A,磁通量的變化量B,磁通量的變化率C.感應(yīng)電流的大小D.流過導(dǎo)體某橫截面的電荷量解析 將一條形磁鐵從相同位置插入到閉合線圈中的同一位置，第一次緩慢插入線圈時，磁通量增加慢，第二次迅速插入線圈時，磁通量增加快，但磁通量變化量相同，A正確；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律第二次線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大，則磁通量變化率也大，B錯誤；根據(jù)歐姆定律可知第二次感應(yīng)電流大，即 l2>li, C錯誤；流過導(dǎo)體某橫截面的電荷量EAtA.一一、八一、一 一一一一q= I N=EN = =

27、At = M，由于磁通量變化量相同，電阻不變，所以通過導(dǎo)體橫截面 R R R的電荷量不變，D正確。答案 AD2.（多選）如圖1所示，水平放置的U形框架上接一個阻值為Ro的電阻，放在垂直紙面向 里的、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B的勻強(qiáng)磁場中，一個半徑為L、質(zhì)量為m的半圓形硬導(dǎo)體AC 在水平向右的恒定拉力F作用下，由靜止開始運動距離d后速度達(dá)到v,半圓形硬導(dǎo)體AC 的電阻為r,其余電阻不計。下列說法正確的是（）A .此時AC兩端電壓為Uac=2BLv2BLvR0B.此時AC兩端電壓為Uac= d . rRo十r,，一，“一，12C.此過程中電路產(chǎn)生的電熱為 Q=Fd 2mvD.此過程中通過電阻Ro的電荷量

28、為qBLdRo+ rPage 13 of 22解析 AC的感應(yīng)電動勢為E = 2BLv,兩端電壓為UacER0 2BLvR0R0 + rR0+ r,A錯、B對；由功能關(guān)系得Fd = 1mv2 + Q+Q摩，C錯；此過程中平均感應(yīng)電流為 彳=不”鼻通過電2（R0+ r）At阻R0的電荷量為q=T及=學(xué)里，D對。R0+ r答案 BD3.（多選）如圖2所示，先后以速度vi和V2勻速把一矩形線圈拉出有界勻強(qiáng)磁場區(qū)域，vi= 2V2,在先后兩種情況下（）圖2A.線圈中的感應(yīng)電流之比Ii ：七=2 ： 1B.線圈中的感應(yīng)電流之比Ii ： 12=1 ： 2C.線圈中產(chǎn)生的焦耳熱之比 Qi : Q2=4： 1

29、D.通過線圈某截面的電荷量之比 q1 ： q2=1 ： 1解析 由于V1 = 2v2,根據(jù)E=BLv得感應(yīng)電動勢之比 今=2,感應(yīng)電流1=5，則感應(yīng)電流E2 17R之比為e=2, A正確，B錯誤；線圈出磁場所用的時間t=",則時間比為三=g,根據(jù)Q一A= I2Rt可知熱量之比為 g=2, C錯誤；根據(jù)q= I &=七及="1及=噌得曰=：D正確。 Q2 IR R R q2 I答案 AD4.（多選）（2014山東范澤一模）如圖3所示，足夠長的平行光滑導(dǎo)軌固定在水平面上，導(dǎo) 軌間距為L=1 m,其右端連接有定值電阻 R=2 Q整個裝置處于垂直導(dǎo)軌平面磁感應(yīng)強(qiáng) 度B=1

30、T的勻強(qiáng)磁場中。一質(zhì)量m=2 kg的金屬棒在恒定的水平拉力 F=10 N的作用下, 在導(dǎo)軌上由靜止開始向左運動，運動中金屬棒始終與導(dǎo)軌垂直。導(dǎo)軌及金屬棒的電阻不計， 下列說法正確的是（）aBIX X X X rkF RPage 14 of 22A.產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向在金屬棒中由 a指向bB.金屬棒向左做先加速后減速運動直到靜止C.金屬棒的最大加速度為5 m/s2D.水平拉力的最大功率為 200 W解析 金屬棒向左運動切割磁感線，根據(jù)右手定則判斷得知產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向由a-b,A正確；金屬棒所受的安培力先小于拉力，棒做加速運動，后等于拉力做勻速直線運動，速度達(dá)到最大，B錯誤；根據(jù)牛頓第二定律得：

31、F-B-L-v=ma,可知棒的速度v增大，加R速度a減小，所以棒剛開始運動時加速度最大，最大加速度amax=m=費m/s2 = 5 m/s2, C正確；當(dāng)棒的加速度a=0時速度最大，設(shè)最大速度為vmax,則有F = B Lmax,所以vmaxRFR 10X2= b2l2=i2xi2m/s=20 m/s,所以水平拉力的最大功率Pmax=Fvmax= 10X20 W= 200 W,D正確。答案 ACD5. （2014湖北部分重點中學(xué)檢測）如圖4所示，線圈匝數(shù)為n,橫截面積為S,線圈總電阻 為r,處于一個均勻增強(qiáng)的磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間的變化率為 k,磁場方向水平向右 且與線圈平面垂直，電容器的電

32、容為 C,兩個電阻的阻值分別為r和2r。下列說法正確的 是（）A,電容器所帶電荷量為2nSkC5B,電容器所帶電荷量為3nSkC52tC.電容器下極板帶正電D .電容器上極板帶正電解析 閉合線圈與阻值為r的電阻形成閉合回路，線圈相當(dāng)于電源，電容器兩極板間的電壓等于路端電壓；線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E=nS =nSk,路端電壓Ufk,電容Page 15 of 22器所帶電荷量為Q = CU=n2kC,選項A、B錯誤；根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流從線圈的右端流到左端，線圈的左端電勢高，電容器上極板帶正電，選項 C錯誤，D正確。 答案 D6. （2014安徽十校聯(lián)考）如圖5所示，將一根絕緣硬金屬導(dǎo)線彎曲成一

33、個完整的正弦曲線 形狀，它通過兩個小金屬環(huán) a、b與長直金屬桿導(dǎo)通，圖中a、b間距離為L,導(dǎo)線組成的 正弦圖形頂部或底部到桿的距離都是 do右邊虛線范圍內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B、方向3垂直于彎曲導(dǎo)線所在平面的勻強(qiáng)磁場， 磁場區(qū)域的寬度為 玄，現(xiàn)在外力作用下導(dǎo)線沿桿以恒定的速度v向右運動，t = 0時刻a環(huán)剛從O點進(jìn)入磁場區(qū)域，則下列說法正確的是（）a .在t=2v時亥1J，回路中的感應(yīng)電動勢為 Bdv3L .B 在t =石時亥L回路中的感應(yīng)電動勢為 2BdvC.在仁看時刻,回路中的感應(yīng)電流第一次改變方向d.在t=2v時亥L回路中的感應(yīng)電流第一次改變方向解析1=2時亥上XXXX回路中切割磁感線

34、的有效長度為 0,感應(yīng)電動勢為0,選項A錯誤；t3LL ,=力寸刻，回路中切割磁感線的有效長度為 d,感應(yīng)電動勢為Bdv,選項B錯誤；t="2V時刻，回路中感應(yīng)電流第一次開始改變方向，選項 C錯誤，D正確。答案 D7. （多選）如圖6所示，豎直平面內(nèi)有一足夠長的寬度為 L的金屬導(dǎo)軌，質(zhì)量為m的金屬 導(dǎo)體棒ab可在導(dǎo)軌上無摩擦地上下滑動，且導(dǎo)體棒ab與金屬導(dǎo)軌接觸良好，ab電阻為R, 其他電阻不計。導(dǎo)體棒ab由靜止開始下落，過一段時間后閉合開關(guān) S,發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體棒ab仍然做變速運動，則在以后導(dǎo)體棒 ab的運動過程中，下列說法中正確的是（）Page 16 of 22A.導(dǎo)體棒ab做變速運動期

35、間加速度一定減小B.單位時間內(nèi)克服安培力做的功全部轉(zhuǎn)化為電能，電能又轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C.導(dǎo)體棒減少的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為閉合電路中的電能和電熱之和，符合能的轉(zhuǎn)化和守恒定律D.導(dǎo)體棒ab最后做勻速運動時，速度大小為 丫=三露B L解析 導(dǎo)體棒由靜止下落，在豎直向下的重力作用下做加速運動。開關(guān)閉合時，由右手定則判定，導(dǎo)體中產(chǎn)生的電流方向為逆時針方向，再由左手定則，可判定導(dǎo)體棒受到的安培力方向向上，F(xiàn) = BIL = BBLvL,導(dǎo)體棒受到的重力和安培力的合力變小，加速度變小，物BLv.mg=0 得，BR-L = mg, v =體做加速度越來越小的運動，A正確；最后合力為零，加速度為零，做勻速運動，由 F-黯，D

36、正確；導(dǎo)體棒克服安培力做功，減少的機(jī)械能轉(zhuǎn)化 為電能，由于電流的熱效應(yīng)，電能又轉(zhuǎn)化為內(nèi)能， B正確。答案 ABD能力提高練1人8. （多選）如圖7所小，在水平面內(nèi)的直角坐標(biāo)系xOy中有一光滑金屬圓形導(dǎo)軌BOC,直 導(dǎo)軌OB部分與x軸重合，圓弧半徑為L,整個圓形內(nèi)部區(qū)域分布著豎直向下的勻強(qiáng)磁場, 磁感應(yīng)強(qiáng)度為Bo現(xiàn)有一長為L的金屬棒，從圖示位置開始平行于半徑 OC向右沿x軸正方向做勻速直線運動，已知金屬棒單位長度的電阻為 Ro,除金屬棒的電阻外其余電阻均不 計，棒與兩導(dǎo)軌始終接觸良好，在金屬棒運動過程中，它與導(dǎo)軌組成閉合回路，棒的位置由圖中8確定，則（）A.仁0時，棒產(chǎn)生的電動勢為BLvB.回路

37、中電流逐漸減小C.,棒受的安培力大小為D.回路中消耗的電功率逐漸增大圖7B2vL2R0解析 8= 0時感應(yīng)電動勢Ei = BLv,故A正確；金屬棒向右運動產(chǎn)生的電動勢為 E=Byv,Page 17 of 22回路中的電阻R= yR0,故回路中的電流I=R=BV，大小為一定值，故B錯誤；8=3寸,安培力F = BIy = B v Rc0s ' =等為，故C正確；再由P= I2R= I2RoLcos 8可知，P隨x增大而減小，D錯誤答案 AC9. 2014蘇、錫、常、鎮(zhèn)四市高三教學(xué)情況調(diào)研（二）在半徑為r、電阻為R的圓形導(dǎo)線框 內(nèi)，以直徑為界，左、右兩側(cè)分別存在著方向如圖 8甲所示的勻強(qiáng)磁

38、場。以垂直紙面向外 的磁場為正，兩部分磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B隨時間t的變化規(guī)律分別如圖乙所示。則 0t0時間內(nèi)，導(dǎo)線框中（）圖8C.感應(yīng)電流大小為D.感應(yīng)電流大小為定律可知，導(dǎo)線框中由此產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為22日=皆蕓，根據(jù)楞次定律可知A.沒有感應(yīng)電流B .感應(yīng)電流方向為逆時針 tT2B0t0R-2_2找0t0R解析 對左半側(cè)磁場，穿過導(dǎo)線框的磁通量垂直紙面向外均勻增大， 根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)導(dǎo)線框左半側(cè)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向為順時針方向。對右半側(cè)磁場，穿過導(dǎo)線框的磁通量垂直紙面向里均勻減小，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，導(dǎo)線框中由此產(chǎn)生的感應(yīng)電動22勢為E2 = B5? X = 亭，根據(jù)楞次定律可知

39、導(dǎo)線框右半側(cè)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向為t0 022t0順時針方向，對整個導(dǎo)線框而言，其感應(yīng)電動勢為 E=Ei + E2=jB01-,感應(yīng)電流的方向為 t0順時針方向，故選項 A、B錯誤；根據(jù)閉合電路歐姆定律可知感應(yīng)電流的大小為 I普故選項C正確，選項D錯誤。Rt0答案 CPage 18 of 2210.(多選)(2014武漢市調(diào)研考試)如圖9所示，兩根相距l(xiāng) = 0.4 m、電阻不計的光滑金屬 導(dǎo)軌在同一水平面內(nèi)平行放置，兩導(dǎo)軌左端與阻值R= 0.15 的電阻相連。導(dǎo)軌x>0的一側(cè)存在沿+ x方向均勻增大的穩(wěn)恒磁場，其方向與導(dǎo)軌平面垂直(豎直向下)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B = 0.5+ 0.5x(T) 0 一根質(zhì)量m= 0.1 kg、電阻r = 0.05。的金屬棒置于導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂 直。棒在水平外力作用下從x=0處沿導(dǎo)軌向右做直線運動，運動過程中回路電流包為2 Ao 以下判斷正確的是()I«17 ""nxxxxp乂M一tXKX M(0X圖9A .金屬棒在x=3 m處的速度為0.5 m/sB.金屬棒在x= 3 m處的速度為0.75 m/sC.金屬棒從x=0運動到x=3 m過程中克服安培力做的功為1.6 JD.金屬棒從x=0運動到x=3 m過程中克服安培力做的功為3.0 J解析 在x=3 m處，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B = 2 T,因為回路中電流包為2 A,由