第33講電磁感應(yīng)

1、第33講 電磁感應(yīng)專題目錄【專題1】磁通量與電磁感應(yīng)現(xiàn)象【專題2】感應(yīng)電流方向的判斷【專題3】感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與感應(yīng)電流的計(jì)算【專題4】圖像問(wèn)題【專題5】自感、互感、渦流【專題6】綜合應(yīng)用模型棒軌初步專題一、磁通量與電磁感應(yīng)現(xiàn)象(一) 專題目標(biāo)1 理解磁通量的概念，理解感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件(二) 專題講練【例1】 有一矩形線圈，線圈平面與磁場(chǎng)方向成角，如圖示，設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為，線圈面積為，則穿過(guò)的磁通量為多大？【解析】此種情況線圈平面與磁場(chǎng)方向不垂直，不能用直接計(jì)算，應(yīng)把投影到與垂直的方向，即豎直方向，由于，所以【例2】 關(guān)于磁通量，正確的說(shuō)法有（ ）A磁通量不僅有大小而且有方向，是矢量B在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，

2、線圈面積比線圈面積大，則穿過(guò)線圈的磁通量一定比穿過(guò)線圈的大C磁通量大磁感強(qiáng)度不一定大D把某線圈放在磁場(chǎng)中的兩點(diǎn)，若放在處的磁通量比在處的大，則處的磁感強(qiáng)度一定比處大【答案】C【例3】 如圖所示，六根導(dǎo)線互相絕緣通入等值電流，甲、乙、丙、丁四個(gè)區(qū)域是面積相等的正方形，則方向垂直指向紙內(nèi)的磁通量最大的區(qū)域是（ ）A甲B乙C丙D丁【答案】D【例4】 如圖所示，兩個(gè)圓環(huán)同心放置，且半徑，一條形磁鐵置于兩環(huán)的圓心處，且與圓環(huán)平面垂直，則兩環(huán)中磁通量、之間的關(guān)系為() ABC D無(wú)法確定與的大小關(guān)系【解析】本題易產(chǎn)生誤解，認(rèn)為由知：，所以，根本原因是對(duì)磁感線與磁通量概念理解不透磁感線是閉合曲線，不僅在磁鐵

3、外部空間有，而且內(nèi)部空間也有，因而穿過(guò)圓環(huán)面的磁感線有磁體內(nèi)部的全部磁感線(由指向)和磁鐵外部的部分磁感線(由指向)，兩者方向相反，因此穿過(guò)兩圓環(huán)的磁通量應(yīng)是兩者抵消后的代數(shù)和，其磁感線方向由指向設(shè)在磁鐵內(nèi)部的全部磁感線條數(shù)為，均穿過(guò)兩圓環(huán)，方向向上，磁通量為正；磁鐵外部空間穿過(guò)兩環(huán)的磁感線條數(shù)分別為和，且，方向向下，磁通量為負(fù)，,所以，選A【答案】A【例5】 如圖所示，開(kāi)始時(shí)矩形線圈abcd與磁場(chǎng)垂直，且一半在勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)一半在勻強(qiáng)磁場(chǎng)外，在直線的左側(cè)有范圍廣闊的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向如圖所示，若以ab邊為軸，線圈從圖示位置順時(shí)針（從上往下看）轉(zhuǎn)過(guò)，線圈中磁通量的變化量為_(kāi)；轉(zhuǎn)過(guò)的過(guò)程

4、中磁通量的變化量為_(kāi)；轉(zhuǎn)過(guò)的過(guò)程中磁通量的變化量為_(kāi)。【答案】0；【例6】 在一長(zhǎng)直導(dǎo)線中通以如圖所示的恒定電流時(shí)，套在長(zhǎng)直導(dǎo)線上的閉合線環(huán)（環(huán)面與導(dǎo)線垂直，長(zhǎng)直導(dǎo)線通過(guò)環(huán)的中心），當(dāng)發(fā)生以下變化時(shí)，肯定能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（ ）A保持電流不變，使導(dǎo)線環(huán)上下移動(dòng)B保持導(dǎo)線環(huán)不變，使長(zhǎng)直導(dǎo)線中的電流增大或減小C保持電流不變，使導(dǎo)線在豎直平面內(nèi)順時(shí)針（或逆時(shí)針）轉(zhuǎn)動(dòng)D保持電流不變，環(huán)在與導(dǎo)線垂直的水平面內(nèi)左右水平移動(dòng)【答案】C【例7】 如圖所示，長(zhǎng)直導(dǎo)線MN的右側(cè)有一矩形線框，如圖所示處于1位置，它們?cè)谕黄矫鎯?nèi)，則以下操作中線圈中是否有感應(yīng)電流，若有，判斷感應(yīng)電流的方向。線框向上平動(dòng)、向下平動(dòng)；線

5、框從圖示1位置向左平動(dòng)移至2位置；線框繞AD邊向紙外轉(zhuǎn)動(dòng)；線框以MN為軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)；線框以MN為軸加速轉(zhuǎn)動(dòng)；逐漸減少M(fèi)N中的電流強(qiáng)度。【答案】（1）無(wú)；（2）有；方向ABCDA，ADCBA，ABCDA；（3）有，ADCBA；（4）無(wú)；（5）無(wú)；（6）有，ADCBA【例8】 如圖，圓圈代表閉合線圈的部分導(dǎo)線的橫截面，速度都在紙面內(nèi)，關(guān)于感應(yīng)電流的有無(wú)及方向的判斷正確的是（ ）A甲圖中有感應(yīng)電流，方向向里 B乙圖中有感應(yīng)電流C丙圖中無(wú)感應(yīng)電流 D丁圖中四位置上均無(wú)感應(yīng)電流【答案】AC【例9】 如圖所示，在正方形線圈的內(nèi)部有一條形磁鐵，線圈與磁鐵在同一平面內(nèi)，兩者有共同的中心軸線，則以下操作中能使線圈

6、中產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（ ）A磁鐵向紙外平移B磁鐵向上平移C磁鐵N極向紙外，S極向紙里繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)D線圈繞軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)（從左向右看）【答案】CD【例10】 物理課上，老師做了一個(gè)奇妙的“跳環(huán)實(shí)驗(yàn)”如圖，她把一個(gè)帶鐵芯的線圈L、開(kāi)關(guān)S和電源用導(dǎo)線連接起來(lái)后，將一金屬套環(huán)置于線圈L上，且使鐵芯穿過(guò)套環(huán)，閉合開(kāi)關(guān)S的瞬間，套環(huán)立刻跳起某同學(xué)另找來(lái)器材再探究此實(shí)驗(yàn)他連接好電路，經(jīng)重復(fù)實(shí)驗(yàn)，線圈上的套環(huán)均未動(dòng)，對(duì)比老師演示的實(shí)驗(yàn)，下列四個(gè)選項(xiàng)中，導(dǎo)致套環(huán)未動(dòng)的原因可能是（）A線圈接在了直流電源上 B電源電壓過(guò)高C所選線圈的匝數(shù)過(guò)多 D所用套環(huán)的材料與老師的不同【答案】D(三) 專題總結(jié)1 磁通量是穿過(guò)閉合線圈的

7、磁感線條數(shù)，S平面一定要和B方向垂直2 感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件：閉合回路的磁通量發(fā)生變化，可能是S變化，也可能是B變化專題二、感應(yīng)電流方向的判斷(一) 專題目標(biāo)1 會(huì)用右手定則與楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向(二) 專題講練【例11】 如圖所示，通電直導(dǎo)線與線圈abcd在同一平面內(nèi)，則（ ）A線圈向右平動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電流沿adcb方向B線圈豎直向下平動(dòng)，則無(wú)感應(yīng)電流C線圈以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電流沿adcb方向D線圈沿垂直紙面方向遠(yuǎn)離導(dǎo)線，則產(chǎn)生的感應(yīng)電流沿abcd方向【答案】AB【例12】 如圖所示，正方形閉合導(dǎo)線框處在磁感應(yīng)強(qiáng)度恒定的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，C、E、D、F為線框中的四個(gè)頂點(diǎn)，圖（a）中的線框

8、繞E點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，圖（b）中的線框向右平動(dòng)，磁場(chǎng)足夠大。下列判斷正確的是（ ）A圖（a）線框中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，C點(diǎn)電勢(shì)比D點(diǎn)低B圖（a）線框中無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生，C、D兩點(diǎn)電勢(shì)相等C圖（b）線框中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，C點(diǎn)電勢(shì)比D點(diǎn)低D圖（b）線框中無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生，C、D兩點(diǎn)電勢(shì)相等【答案】B【例13】 如圖，矩形線框abcd通過(guò)導(dǎo)體桿搭接在金屬導(dǎo)軌MN和PQ上，整個(gè)裝置放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)線框向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（ ）AR中無(wú)電流BR中有電流，方向?yàn)橛蒑-R-PCab中無(wú)電流Dab中有電流，方向由b-a【答案】BD【例14】 一均勻的扁平條形磁鐵與一圓形線圈同在一平面內(nèi)圓心重合為了在磁鐵開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)在線

9、圈中得到一方向如圖所示的感應(yīng)電流，磁鐵的運(yùn)動(dòng)方式應(yīng)為（ ）AN極向紙內(nèi)，S極向紙外，使磁鐵繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)BN極向紙外，S極向紙內(nèi)，使磁鐵繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)C使磁鐵沿垂直于線圈平面的方向向紙外做平動(dòng)D使磁鐵沿垂直干線圈平面的方向向紙內(nèi)做平動(dòng)【答案】A【例15】 兩圓環(huán)、位置于同一水平面上，其中，為均勻帶電絕緣環(huán)，為導(dǎo)體環(huán)，當(dāng)以如圖所示的方向繞中心轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)速度發(fā)生變化時(shí)，中產(chǎn)生如圖所示方向的感應(yīng)電流，則（ ）A可能帶正電且轉(zhuǎn)速減小B可能帶正電且轉(zhuǎn)速增大C可能帶負(fù)電且轉(zhuǎn)速減小D可能帶負(fù)電且轉(zhuǎn)速增大【答案】BC【例16】 如圖所示，乙線圈和甲線圈互相絕緣，且乙線圈的一半面積在甲線圈內(nèi)，當(dāng)甲線圈中的電流逐漸減弱時(shí)，

10、乙線圈的感應(yīng)電流（ ）A為零 B順時(shí)針?lè)较?C逆時(shí)針?lè)较?D無(wú)法確定【答案】D【例17】 如圖所示，導(dǎo)線和互相平行，要使導(dǎo)線中產(chǎn)生由c到d方向的電流，可行的操作的是（ ）A開(kāi)關(guān)閉合的瞬間B開(kāi)關(guān)斷開(kāi)的瞬間C開(kāi)關(guān)是閉合的，但滑片向左滑D開(kāi)關(guān)是閉合的，但滑片向右滑【答案】AD【例18】 如圖所示，一水平放置的矩形線圈abcd，在細(xì)長(zhǎng)的磁鐵的N極附近豎直下落，保持bc邊在紙外，ad邊在紙內(nèi)，由圖中的位置經(jīng)過(guò)位置到位置，這三個(gè)位置都靠得很近，在這個(gè)過(guò)程中，線圈中感應(yīng)電流（ ）A沿abcd流動(dòng)B沿dcba流動(dòng)C由到是沿abcd流動(dòng)，由到是沿dcba流動(dòng)D由到是沿dcba流動(dòng)，由到是沿abcd流動(dòng)【答案】A

11、【例19】 如圖所示，螺線管中放有一根條形磁鐵，當(dāng)磁鐵突然向左抽出時(shí)，A點(diǎn)的電勢(shì)比B點(diǎn)的電勢(shì)_；當(dāng)磁鐵突然向右抽出時(shí)，A點(diǎn)的電勢(shì)比B點(diǎn)的電勢(shì)_?！敬鸢浮扛撸摺纠?0】 電阻R、電容C與一線圈連接成閉合回路，條形磁鐵靜止于線圈的正上方，N極朝下，如圖所示現(xiàn)使磁鐵開(kāi)始自由下落，在N極接近線圈上端的過(guò)程中，流過(guò)R的電流方向和電容器極板的帶電情況是（ ）A從a到b，上極板帶正電 B從a到b，下極板帶正電C從b到a，上極板帶正電 D從b到a，下極板帶正電【答案】D【例21】 老師做了一個(gè)物理小實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生觀察：一輕質(zhì)橫桿兩側(cè)各固定一金屬環(huán)，橫桿可繞中心點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，老師拿一條形磁鐵插向其中一個(gè)小環(huán)，后又取

12、出插向另一個(gè)小環(huán)，同學(xué)們看到的現(xiàn)象是（ ）A磁鐵插向左環(huán)，橫桿發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)B磁鐵插向右環(huán)，橫桿發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)C無(wú)論磁鐵插向左環(huán)還是右環(huán)，橫桿都不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)D無(wú)論磁鐵插向左環(huán)還是右環(huán)，橫桿都發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)【答案】B【例22】 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。在將條形磁鐵自上而下穿過(guò)線圈時(shí)（ ）A通過(guò)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(guò)電阻的感應(yīng)電流的方向由a到b，線圈與磁鐵相互吸引C通過(guò)電阻的感應(yīng)電流的方向先由b到a，后由a到b；線圈與磁鐵先相互排斥，后相互吸引D通過(guò)電阻的感應(yīng)電流的方向先由a到b，后由b到a；線圈與磁鐵先相互吸引，后相

13、互排斥【答案】C 【例23】 如圖所示，條形磁鐵從h高處自由下落，中途穿過(guò)一個(gè)固定的空心線圈，K斷開(kāi)時(shí)，落地時(shí)間為，落地速度為；K閉合時(shí)，落地時(shí)間為，落地速度為，則： _， _。（選填“小于”、“大于”或“等于”）【答案】小于，大于【例24】 如圖所示，粗糙水平桌面上有一質(zhì)量為m的銅質(zhì)矩形線圈當(dāng)一豎直放置的條形磁鐵從線圈中線AB正上方等高快速經(jīng)過(guò)時(shí)，若線圈始終不動(dòng)，則關(guān)于線圈受到的支持力FN及在水平方向運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的正確判斷是（ ） AFN先小于mg后大于mg，運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向左BFN先大于mg后小于mg，運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向左CFN先小于mg后大于mg，運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向右DFN先大于mg后小于mg，運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向右【答案

14、】D【例25】 如圖所示，是一個(gè)可繞垂直于紙面的軸轉(zhuǎn)動(dòng)的閉合矩形導(dǎo)線框，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片從左向右滑動(dòng)時(shí)，線圈將（ ）A保持靜止不動(dòng)B逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)C順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)D發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，但因電源極性不明，無(wú)法判斷轉(zhuǎn)動(dòng)方向【答案】C【例26】 如圖所示，光滑固定導(dǎo)體軌M、N水平放置，兩根導(dǎo)體棒P、Q平行放于導(dǎo)軌上，形成一個(gè)閉合路，當(dāng)一條形磁鐵從高處下落接近回路時(shí)（ ）AP、Q將互相靠攏 BP、Q相互相遠(yuǎn)離C磁鐵的加速度仍為g D磁鐵的加速度小于g【答案】AD(三) 專題總結(jié)3 感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件：閉合回路的磁通量發(fā)生變化，可能是S變化，也可能是B變化4 右手定則判斷感應(yīng)電流的方向：右手放入磁場(chǎng)中，磁感線垂直進(jìn)入手

15、心（當(dāng)磁感線為直線時(shí)，相當(dāng)于手心面向N極），大拇指指向?qū)Ь€運(yùn)動(dòng)方向，則四指所指方向?yàn)閷?dǎo)線中感應(yīng)電流（動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)）的方向5 楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向：感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化“增反減同”;礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)“來(lái)拒去留”使線圈面積有擴(kuò)大或縮小的趨勢(shì)“增縮減擴(kuò)”專題三、感應(yīng)電流與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算(一) 專題目標(biāo)1 會(huì)求感應(yīng)電流，理解瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的關(guān)系，理解動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)與感生電動(dòng)勢(shì)的區(qū)別，掌握各自求解方法；2 掌握動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)中的平動(dòng)切割、轉(zhuǎn)動(dòng)切割、旋轉(zhuǎn)切割時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的求法，理解等效法(二) 專題講練【例27】 如圖，垂直矩形金屬框的勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感強(qiáng)度為導(dǎo)體棒垂直線框兩

16、長(zhǎng)邊擱在框上，長(zhǎng)為在時(shí)間內(nèi)，向右勻速滑過(guò)距離，則（ ）A因?yàn)橛疫吤娣e減少，左面的面積增大，則，B因右邊面積減少，左邊面積增大，兩邊抵消，C，D不能用算，只能用【答案】D【例28】 穿過(guò)閉合回路的磁通量隨時(shí)間t變化的圖像分別如圖甲、乙、丙、丁所示，下列關(guān)于回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的論述，正確的是（ ）A圖甲中回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定不變B圖乙中回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一直在變大C圖丙中回路在0t0時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大于t02t0時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)D圖丁中回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)可能恒定不變【答案】C【例29】 如圖所示，在電容器C的兩端接有一個(gè)圓環(huán)形導(dǎo)體回路，在圓環(huán)回路所圍的面積之內(nèi)存在著垂直紙面

17、向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，已知圓環(huán)半徑，電容器的電容，當(dāng)磁場(chǎng)B以的變化率均勻增加時(shí)，則電容器的（ ）Aa板帶正電，電荷量為 Ba板帶負(fù)電，電荷量為Ca板帶正電，電荷量為 Da板帶負(fù)電，電荷量為【答案】A【例30】 如圖所示，單匝閉合金屬線圈的面積為S，電阻為R，垂直于磁感線放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為從某時(shí)刻起（記為時(shí)刻）磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小發(fā)生變化，但方向不變?cè)谶@段時(shí)間內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的規(guī)律（k為一個(gè)正的常數(shù)）在這段時(shí)間內(nèi)，線圈中感應(yīng)電流（ ）A方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?，大小為B方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?，大小為C方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较颍笮镈方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?，大小為【答案】A【例31】 如圖所示，在豎直向下

18、的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，將一水平放置的金屬棒以水平速度拋出，設(shè)整個(gè)過(guò)程中棒的取向不變且空氣阻力不計(jì)，則在金屬棒運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小變化情況是（ ）A越來(lái)越大B越來(lái)越小C保持不變D.無(wú)法判斷【答案】C【例32】 一個(gè)閉合的正方形線圈共有匝，邊長(zhǎng)，導(dǎo)體每米長(zhǎng)的阻值，處于垂直于平面的磁場(chǎng)中。（1）當(dāng)磁場(chǎng)以均勻增大時(shí)，線圈中的電流多大？（2）若不變，而令線圈繞其一邊以角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，流過(guò)導(dǎo)體截面的電荷量多大？【解析】（1）回路中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)，總電阻：， 回路中電流，（2）線圈轉(zhuǎn)動(dòng)所用的時(shí)間：， 平均電動(dòng)勢(shì)：， 平均電流：，【答案】（1）；（2）【例33】 如圖所示，一導(dǎo)線彎成半徑為的半圓形閉合回路虛線

19、右側(cè)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于回路所在的平面回路以速度向右勻速進(jìn)入磁場(chǎng)，直徑始終與垂直從點(diǎn)到達(dá)邊界開(kāi)始到點(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段直線始終不受安培力C感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值D感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)平均值【答案】ACD【例34】 如圖所示，兩條平行且足夠長(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，B的方向垂直導(dǎo)軌平面兩導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，左端接一電阻R，其余電阻不計(jì)長(zhǎng)為2L的導(dǎo)體棒ab如圖所示放置從ab與導(dǎo)軌垂直開(kāi)始，在以a為圓心和角速度沿順時(shí)針?lè)较騽蛩傩D(zhuǎn)90°的過(guò)程中，通過(guò)電阻R的電流的最大值為多少?【答案】2BL2/ R【例35】 如圖：在跟勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直的平面內(nèi)

20、放置一個(gè)折成銳角的裸導(dǎo)線MON，MON在它上面擱置另一根與ON垂直的同種材質(zhì)的裸導(dǎo)線PQ、PQ緊貼MO、ON并以平行于ON的速度v，從頂角O開(kāi)始向右勻速滑動(dòng)，設(shè)裸導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的電阻為R0，磁感強(qiáng)度為B，求回路中的感應(yīng)電流【答案】【例36】 如圖5-甲所示, 半徑為r0.1 m、匝數(shù)n20的線圈套在輻向形永久磁鐵槽中，磁場(chǎng)的磁感線沿半徑方向均勻分布（其右視圖如圖5-乙所示）,磁場(chǎng)感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2 T 現(xiàn)用外力推動(dòng)線圈框架的P端，使線圈沿軸線以0.8 m/s的速度運(yùn)動(dòng), 求線圈運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E的大小【答案】0.64【例37】 如圖所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中放一電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌跟固定的

21、大導(dǎo)體環(huán)相連接，導(dǎo)軌上放一根金屬導(dǎo)體棒并與導(dǎo)軌緊密接觸，磁感應(yīng)線垂直于導(dǎo)軌所在平面若導(dǎo)體棒勻速地向右做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)，則在此過(guò)程中所包圍的固定閉合導(dǎo)體環(huán)內(nèi)（ ）A產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流B產(chǎn)生交變電流C產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流D沒(méi)有感應(yīng)電流【答案】D【例38】 如圖所示，若導(dǎo)體棒ab沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動(dòng)，則導(dǎo)體環(huán)c將如何運(yùn)動(dòng)（ ）A向右運(yùn)動(dòng)B向左運(yùn)動(dòng)C靜止不動(dòng)D無(wú)法判斷【答案】C【例39】 如圖所示裝置中，cd桿原來(lái)靜止當(dāng)ab 桿做如下那些運(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)【答案】BD【例40】 如圖所示，MN與PQ為處于同一水平面內(nèi)的兩

22、根平行的光滑金屬導(dǎo)軌，垂直導(dǎo)軌放置的金屬棒ab與導(dǎo)軌接觸良好，在水平金屬導(dǎo)軌之間加豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，導(dǎo)軌的N、Q端按理想變壓器的初級(jí)線圈，理想變壓器的輸出端有三組次級(jí)線圈，分別接有電阻元件R、電感元件L和電容元件C若用IR、IL、IC分別表示通過(guò)R、L和C的電流，不考慮電容器的瞬間充放電，則下列判斷中正確的是（ ）A若ab棒勻速運(yùn)動(dòng)，則B若ab棒勻加速運(yùn)動(dòng)，則C若ab棒做加速度變小的加速運(yùn)動(dòng)，則D若ab棒在某一中心位置附近做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，則【答案】BD(三) 專題總結(jié)12 上述兩個(gè)公式的區(qū)別與聯(lián)系：求出的是平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，E和某段時(shí)間或者某個(gè)過(guò)程對(duì)應(yīng)，而求出的是瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，E和某個(gè)時(shí)刻或者某

23、個(gè)位置對(duì)應(yīng)；求出的是整個(gè)回路的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，而不是回路中某部分導(dǎo)體的電動(dòng)勢(shì)回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零時(shí)，但是回路中某段導(dǎo)體的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不一定為零如右圖公式中的時(shí)間趨近于0時(shí)，E就為瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；公式中v若代表平均速度，則求出的E就為平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)3 導(dǎo)體棒平動(dòng)切割，公式：E=BLv（1） 公式僅適用于導(dǎo)體棒上各點(diǎn)以相同的速度切割勻強(qiáng)的磁場(chǎng)的磁感線的情況如勻強(qiáng)磁場(chǎng)和大小均勻的輻向磁場(chǎng)（2） 公式中的B、v、L要求互相兩兩垂直，即LB，Lv（3） 公式中v為瞬時(shí)速度，E為瞬時(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)（4） 若導(dǎo)體棒是曲線，則公式中的L為切割磁感線的導(dǎo)體棒的有效長(zhǎng)度，有效長(zhǎng)度的長(zhǎng)度為

24、曲線兩端點(diǎn)的邊線長(zhǎng)度4 關(guān)于轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（1） 以中點(diǎn)為軸時(shí)，E=0（2） 以端點(diǎn)為軸時(shí)，（3） 以任一點(diǎn)為軸時(shí)，5 線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)切割（1） n匝面積為S的線圈在B中以角速度繞線圈平面內(nèi)的任意軸，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：（2） 線圈平面與磁感線平行時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大：（n為匝數(shù)）（3） 線圈平面與磁感線垂直時(shí)，E=0（4） 線圈平面與磁感線夾角為時(shí)， （與面積的形狀無(wú)關(guān)）專題四、圖像問(wèn)題(一) 專題目標(biāo)1 會(huì)解決i-t、u-t等圖像問(wèn)題(二) 專題講練【例41】 單匝矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸垂直于磁場(chǎng)，若線圈所圍面積里磁通量隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示，則（ ）A線圈中0時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

25、最大 B線圈中D時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0C線圈中D時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大 D線圈中0至D時(shí)間內(nèi)平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為1.4V【答案】AB【例42】 一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面，規(guī)定向里的方向?yàn)檎诖艌?chǎng)中有一細(xì)金屬圓環(huán)，線圈平面位于紙面內(nèi)，如圖甲所示現(xiàn)令磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化，先按圖乙中所示的Oa圖線變化，后來(lái)又按圖線bc和cd變化令E1、E2、E3分別表示這三段變化過(guò)程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，I1、I2、I3分別表示對(duì)應(yīng)的感應(yīng)電流，則（ ）AE1>E2，I1沿逆時(shí)針?lè)较?，I2沿順時(shí)針?lè)较駼E1<E2，I1沿逆時(shí)針?lè)较颍琁2沿順時(shí)針?lè)较駽E1<E2，I2沿順時(shí)針?lè)较?，I3沿逆時(shí)針?lè)较駾E2E3

26、，I2沿順時(shí)針?lè)较?，I3沿順時(shí)針?lè)较颉敬鸢浮緽D【例43】 一矩形線圈位于一隨時(shí)間t變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)，磁場(chǎng)方向垂直線圈所在的平面（紙面）向里，如圖1所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨t的變化規(guī)律如圖2所示。以I表示線圈中的感應(yīng)電流，以圖1中線圈上箭頭所示方向的電流為正，則以下的It圖中正確的是 （ ）【答案】A【例44】 如圖所示，一寬為40cm的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，一邊長(zhǎng)為 20cm的正方形導(dǎo)線框位于紙面內(nèi)，以垂直于磁場(chǎng)邊界的恒定速度v20cm/s，通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，線框有一邊始終與磁場(chǎng)區(qū)域的邊界平行，取它剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)刻t0時(shí)，則下圖中能正確反映感應(yīng)電流強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律的是（）

27、【答案】C【例45】 如圖甲所示，垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的區(qū)域?qū)挾葹?，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B。一邊長(zhǎng)為a、電阻為4R的正方形均勻?qū)Ь€框ABCD從圖示位置沿水平向右方向以速度v勻速穿過(guò)兩磁場(chǎng)區(qū)域，在圖乙中線框A、B兩端電壓UAB與線框移動(dòng)距離的關(guān)系圖象正確的是（ ）【答案】D【例46】 如圖所示，一個(gè)邊長(zhǎng)為a、電阻為R的等邊三角形線框，在外力作用下，以速度v勻速穿過(guò)寬度均為a的兩個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)這兩個(gè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，方向相反線框運(yùn)動(dòng)方向與底邊平行且與磁場(chǎng)邊緣垂直取逆時(shí)針?lè)较虻碾娏鳛檎魪膱D示位置開(kāi)始，線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流i與沿運(yùn)動(dòng)方向的位移x之間的函數(shù)圖象，下面四個(gè)圖中正確的是（ ）【答案

28、】B(三) 專題總結(jié)1 解決這類問(wèn)題的基本方法是：2 明確圖像的種類，是Bt圖還是t圖，或者Et圖、It圖像3 分析電磁感應(yīng)的具體過(guò)程，明確圖象所描述的物理意義；明確各種“”、“”的含義；明確斜率的含義；明確圖象和電磁感應(yīng)過(guò)程之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系4 結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓運(yùn)動(dòng)定律等規(guī)律列出函數(shù)方程5 根據(jù)函數(shù)方程，進(jìn)行數(shù)學(xué)分析，如斜率及其變化、兩軸的截距等6 畫圖像或判斷圖像7 注意相似關(guān)系及其各自的物理意義：vv，BB，專題五、自感、互感、渦流(一) 專題目標(biāo)1 會(huì)解決通電自感與斷電自感問(wèn)題，知道互感、渦流現(xiàn)象(二) 專題講練【例47】 某同學(xué)為了驗(yàn)證斷電自感現(xiàn)象，自己找來(lái)帶鐵心的

29、線圈L、小燈泡A 、開(kāi)關(guān)S和電池組E，用導(dǎo)線將它們連接成如圖所示的電路。檢查電路后，閉合開(kāi)關(guān)s，小燈泡發(fā)光；再斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，小燈泡僅有不顯著的延時(shí)熄滅現(xiàn)象。雖經(jīng)多次重復(fù)，仍未見(jiàn)老師演示時(shí)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（ ）A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【答案】C.【例48】 在研究自感現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)中，用兩個(gè)完全相同的燈泡、分別與有鐵芯的線圈和定值電阻組成如圖所示的電路（自感線圈的直流電阻與定值電阻的阻值相等），閉合開(kāi)關(guān)達(dá)到穩(wěn)定后兩燈均可以正常發(fā)光關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)，下面說(shuō)法中正確的是（ ）A閉合開(kāi)關(guān)的瞬間，通過(guò)燈的電

30、流大于通過(guò)燈的電流B閉合開(kāi)關(guān)后，燈先亮，燈后亮C閉合開(kāi)關(guān)，待電路穩(wěn)定后斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，通過(guò)燈的電流不大于原來(lái)的電流D閉合開(kāi)關(guān)，待電路穩(wěn)定后斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，通過(guò)燈的電流大于原來(lái)的電流【答案】【例49】 如圖所示的電路為演示自感現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)電路，若閉合開(kāi)關(guān)S，電流達(dá)到穩(wěn)定后通過(guò)線圈L的電流為I1，通過(guò)小燈泡L2的電流為I2，小燈泡L2處于正常發(fā)光狀態(tài)，則下列說(shuō)法中正確的是（ ）AS閉合瞬間，L2燈緩慢變亮，L1燈立即變亮BS閉合瞬間，L1燈緩慢變亮，L2燈立即變亮CS斷開(kāi)瞬間，小燈泡L2中的電流由I1逐漸減為零，方向與I2相反DS斷開(kāi)瞬間，小燈拍L2中的電流由I1逐漸減為零，方向不變【答案】C【例50】 著名物

31、理學(xué)家弗曼曾設(shè)計(jì)過(guò)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，如圖所示.在一塊絕緣板上中部安一個(gè)線圈，并接有電源，板的四周有許多帶負(fù)電的小球，整個(gè)裝置支撐起來(lái).忽略各處的摩擦，當(dāng)電源接通的瞬間下列關(guān)于圓盤的說(shuō)法中，正確的是（ ）A圓盤將逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) B圓盤將順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)C圓盤不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng) D無(wú)法確定圓盤是否會(huì)動(dòng)【解析】瞬間增強(qiáng)的磁場(chǎng)會(huì)在周圍產(chǎn)生一個(gè)順時(shí)針的旋渦電場(chǎng)，負(fù)電荷受到逆時(shí)針?lè)较虻碾妶?chǎng)力，帶動(dòng)圓盤逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，而負(fù)電荷的這種定向運(yùn)動(dòng)則形成了順時(shí)針的環(huán)形電流，故選項(xiàng)A正確.【答案】A【例51】 如圖所示，一閉合金屬圓環(huán)用絕緣細(xì)線掛于O點(diǎn)，將圓環(huán)拉離平衡位置并釋放，圓環(huán)擺動(dòng)過(guò)程中經(jīng)過(guò)有界的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，A、B為該磁場(chǎng)的豎直邊界.若

32、不計(jì)空氣阻力，則（ ）A圓環(huán)向右穿過(guò)磁場(chǎng)后，還能擺至原來(lái)的高度B在進(jìn)入和離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)，圓環(huán)中均有感應(yīng)電流C圓環(huán)進(jìn)入磁場(chǎng)后離平衡位置越近速度越大，感應(yīng)電流也越大D圓環(huán)最終將靜止在平衡位置【解析】如題圖所示，當(dāng)圓環(huán)從1位置開(kāi)始下落，進(jìn)入和擺出磁場(chǎng)時(shí)(即2和3位置)， 由于圓環(huán)內(nèi)磁通量發(fā)生變化，所以有感應(yīng)電流產(chǎn)生.同時(shí)，金屬圓環(huán)本身有內(nèi)阻，必然有能量的轉(zhuǎn)化，即有能量的損失.因此圓環(huán)不會(huì)擺到4位置.隨著圓環(huán)進(jìn)出磁場(chǎng)，其能量逐漸減少，圓環(huán)擺動(dòng)的振幅越來(lái)越小.當(dāng)圓環(huán)只在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中擺動(dòng)時(shí)，圓環(huán)內(nèi)無(wú)磁通量的變化，無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生，無(wú)機(jī)械能向電能的轉(zhuǎn)化.題意中不存在空氣阻力，擺線的拉力垂直于圓環(huán)的速度方向，拉力對(duì)圓

33、環(huán)不做功，所以系統(tǒng)的能量守恒，所以圓環(huán)最終將在A、B間來(lái)回?cái)[動(dòng).【答案】B(三) 專題總結(jié)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要求A1、A2同規(guī)格，RRL，L較大L很大（有鐵芯）現(xiàn)象在S閉合瞬間，A2立即亮起來(lái)，A1燈逐漸變亮，最終一樣亮在開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，A燈漸漸熄滅原因由于開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，流過(guò)電感線圈的電流迅速增大，使線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，阻礙了電流的增大，使流過(guò)A1燈的電流比流過(guò)A2燈的電流增加得慢斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S時(shí)，流過(guò)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(kāi)后，通過(guò)L的電流反向通過(guò)燈A，A燈不會(huì)立即熄滅，若RLRA，原來(lái)的ILIA，則A燈

34、熄前要閃亮一下，若RLRA，原來(lái)的電流ILIA，則A燈逐漸熄滅，不再閃亮一下能量轉(zhuǎn)化情況電能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電能2 日光燈：開(kāi)關(guān)閉合后，電源電壓加在啟動(dòng)器的兩極之間，使氖泡發(fā)出輝光，產(chǎn)生的熱量使形動(dòng)觸片膨脹，接通電路此時(shí)有電流流過(guò)鎮(zhèn)流器和燈絲，這時(shí)啟動(dòng)器停止放電，形動(dòng)觸片冷卻收縮，電路斷開(kāi)，鎮(zhèn)流器線圈產(chǎn)生很高的自感電動(dòng)勢(shì)，電動(dòng)勢(shì)的方向與原電壓的方向相同，因而形成一瞬間高壓，加在燈管兩端，使燈管中的氣體放電，從而燈管成為電流通路，使日光燈發(fā)光正常發(fā)光后，鎮(zhèn)流器起到降壓限流的作用，保證日光燈正常工作3 自感現(xiàn)象的防止：變壓器、電動(dòng)機(jī)等器材都有很大的線圈，當(dāng)電路中的開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的自感

35、電動(dòng)勢(shì)，使得開(kāi)關(guān)中的金屬片之間產(chǎn)生電火花，燒蝕接觸點(diǎn)，甚至引起人身傷害因此，電動(dòng)機(jī)等大功率用電器的開(kāi)關(guān)應(yīng)該裝在金屬殼中最好使用油浸開(kāi)關(guān)，即把開(kāi)關(guān)的接觸點(diǎn)浸在絕緣油中，避免出現(xiàn)電火花同時(shí)我們還可以用定值電阻雙線繞法來(lái)排除自感電動(dòng)勢(shì)的影響如圖所示4 互感：在法拉第的實(shí)驗(yàn)中，兩個(gè)線圈之間并沒(méi)有導(dǎo)線相連，但當(dāng)一個(gè)線圈中的電流變化時(shí)，它所產(chǎn)生的變化的磁場(chǎng)會(huì)在另一個(gè)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)這種現(xiàn)象叫做互感，這種感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)叫做互感電動(dòng)勢(shì)利用互感現(xiàn)象可以把能量由一個(gè)線圈傳遞到另一個(gè)線圈，因此在電工技術(shù)和電子技術(shù)中有廣泛的應(yīng)用變壓器就是利用互感現(xiàn)象制成的5 自感現(xiàn)象與互感現(xiàn)象的區(qū)別與聯(lián)系（1）區(qū)別：互感現(xiàn)象發(fā)生在靠

36、近的兩個(gè)線圈間，而自感現(xiàn)象發(fā)生在一個(gè)線圈導(dǎo)體內(nèi)部；通過(guò)互感可以使能量在線圈間傳遞，而自感現(xiàn)象中，能量只能在一個(gè)線圈中儲(chǔ)存或釋放（2）聯(lián)系：兩者都是電磁感應(yīng)現(xiàn)象6 渦流現(xiàn)象、應(yīng)用預(yù)防：電流隨時(shí)間變化時(shí)，由于電磁感應(yīng)，附近的導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種感應(yīng)電流稱為渦電流，簡(jiǎn)稱渦流金屬中的渦流會(huì)產(chǎn)生熱量，若金屬的電阻率小，則渦流強(qiáng)，產(chǎn)生的熱量多（1）真空冶煉爐：爐外有線圈，線圈中通入反復(fù)變化的電流，爐內(nèi)的金屬中產(chǎn)生渦流，渦流產(chǎn)生的熱量使金屬熔化（2）電動(dòng)機(jī)、變壓器的鐵芯：由于渦流的存在，鐵芯會(huì)發(fā)熱，能量浪費(fèi)增大鐵芯材料的電阻率可減小渦流，如使用硅鋼；可用互相絕緣的硅鋼片疊成的鐵芯來(lái)代替整塊的硅鋼鐵芯（

37、3）探雷器：探雷器線圈中有變化的電流，若地下有金屬物品，金屬中會(huì)感應(yīng)出渦流，渦流的磁場(chǎng)會(huì)影響線圈中的電流，使儀器報(bào)警用來(lái)探測(cè)金屬殼的地雷或有較大金屬零件的地雷（4）安檢門：探測(cè)攜帶的金屬物品7 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，安培力總是阻礙導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為電磁阻尼 磁電式儀表的指針能夠很快停下，就是利用了電磁阻尼“磁懸浮列車?yán)脺u流減速”其實(shí)也是一種電磁阻尼8 電磁驅(qū)動(dòng)：磁場(chǎng)相對(duì)于導(dǎo)體轉(zhuǎn)動(dòng)，在導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流使導(dǎo)體受到安培力，安培力使導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)，這種作用稱為電磁驅(qū)動(dòng)安培力阻礙磁場(chǎng)與導(dǎo)體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方式是多種多樣的當(dāng)磁場(chǎng)以某種方式運(yùn)動(dòng)時(shí)（例如磁場(chǎng)轉(zhuǎn)

38、動(dòng)），導(dǎo)體中的安培力阻礙導(dǎo)體與磁場(chǎng)間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而使導(dǎo)體跟著磁場(chǎng)動(dòng)起來(lái)（跟著轉(zhuǎn)動(dòng)），這就是電磁驅(qū)動(dòng)9 電動(dòng)機(jī)線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)這個(gè)電動(dòng)勢(shì)是加強(qiáng)了電源產(chǎn)生的電流，還是削弱了電源的電流？是有利于線圈轉(zhuǎn)動(dòng)還是阻礙線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)？電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)削弱了電源的電流，這個(gè)電動(dòng)勢(shì)稱為反電動(dòng)勢(shì)反電動(dòng)勢(shì)的作用是阻礙線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)這樣，線圈要維持原來(lái)的轉(zhuǎn)動(dòng)就必須向電動(dòng)機(jī)提供電能，電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能10 如果電動(dòng)機(jī)因機(jī)械阻力過(guò)大而停止轉(zhuǎn)動(dòng)，會(huì)發(fā)生什么情況？這時(shí)應(yīng)采取什么措施？ 電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)就沒(méi)有了反電動(dòng)勢(shì)，線圈電阻一般都很小，線圈中電流會(huì)很大，電動(dòng)機(jī)可能會(huì)燒毀這時(shí)，應(yīng)立即切斷電源，進(jìn)行檢查專題

39、六、綜合應(yīng)用模型棒軌初步(一) 專題目標(biāo)2 會(huì)解決通電自感與斷電自感問(wèn)題，知道互感、渦流現(xiàn)象(二) 專題講練【例52】 如圖所示金屬框架豎直放置，框架寬，電阻質(zhì)量、電阻不計(jì)的金屬棒水平地跟框架接觸，并從靜止開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng)，不計(jì)金屬棒與框架間的摩擦，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，方向垂直框架所在的豎直平面向外（1）說(shuō)明金屬棒從靜止開(kāi)始下滑過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)情況（2）求金屬棒向下運(yùn)動(dòng)速度時(shí)，回路中感應(yīng)電流的大小和方 向，金屬棒所受安培力的大小和方向（3）什么情況下，金屬棒的速度達(dá)到最大值?最大速度是多少?（?。窘馕觥浚?）金屬棒開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)，初速度為零，棒上無(wú)感應(yīng)電流，不受安培力，只受重力作用，加速度為重力加速度

40、隨著棒速度的增加，感應(yīng)電流也隨之增大，所受安培力也隨之增大，且方向豎直向上，這時(shí)棒所受合力逐漸減小，棒做加速度逐漸減小的變加速直線運(yùn)動(dòng)當(dāng)時(shí)，棒的加速度為零，有最大速度，并以此速度向下做勻速運(yùn)動(dòng)故棒的運(yùn)動(dòng)情況為：靜止變加速直線運(yùn)動(dòng)勻速運(yùn)動(dòng)（2）當(dāng)時(shí)，回路中感應(yīng)電流，方向從導(dǎo)體棒所受安培力，方向豎直向上（3）當(dāng)棒所受安培力與重力平衡時(shí)有最大速度由，式中：，得：，【答案】（1）靜止變加速直線運(yùn)動(dòng)勻速運(yùn)動(dòng)；（2）；（3）【例53】 如圖所示，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，電阻不計(jì)導(dǎo)軌所在平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直質(zhì)量、電阻的金屬桿ab始終垂直于導(dǎo)軌，并與其保持光滑接觸導(dǎo)軌兩端

41、分別接有阻值均為的電阻和重力加速度取，且導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，若使金屬桿ab從靜止開(kāi)始下滑，求：（1）桿下滑的最大速率；（2）穩(wěn)定后整個(gè)電路耗電的總功率P；（3）桿下滑速度穩(wěn)定之后電阻兩端的電壓U【解析】（1）（2）由能量轉(zhuǎn)化和守恒定律有：（3）兩端的電壓【答案】（1）（2）（3）【例54】 均勻?qū)Ь€制成的單匝正方形閉合線框，每邊長(zhǎng)為，總電阻為，總質(zhì)量為將其置于磁感強(qiáng)度為的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)上方處，如圖所示線框由靜止自由下落，線框平面保持在豎直平面內(nèi)，且邊始終與水平的磁場(chǎng)邊界平行當(dāng)邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，（1）求線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小；（2）求兩點(diǎn)間的電勢(shì)差大??；（3）若此時(shí)線框加速度恰好為零，求線框下落的高度所

42、應(yīng)滿足的條件【解析】（1）邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線框速度線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（2）此時(shí)線框中電流 兩點(diǎn)間的電勢(shì)差（3）安培力，據(jù)牛頓第二定律由得高度滿足【答案】（1）（2）（3）【例55】 如圖兩根足夠長(zhǎng)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(zhǎng)，導(dǎo)軌上面橫放著兩根導(dǎo)體棒ab和cd，構(gòu)成矩形回路，兩根導(dǎo)體棒的質(zhì)量皆為m，電阻皆為R，回路其余電阻不計(jì)，有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，設(shè)這兩導(dǎo)體棒均可以沿導(dǎo)軌無(wú)摩擦的滑動(dòng)，開(kāi)始時(shí)，棒cd靜止，棒ab有指向棒cd的初速度，若兩棒在運(yùn)動(dòng)中始終不接觸，求：（1）在運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的焦耳熱最多是多少？（2）當(dāng)ab棒的速度變?yōu)槌跛俣鹊?/4時(shí)，cd

43、棒的加速度是多少？【解析】（1）當(dāng)兩棒共速時(shí)，系統(tǒng)不再生熱，此過(guò)程中動(dòng)量守恒： ，得：；（2）當(dāng)ab棒的速度變?yōu)槌跛俣鹊?/4時(shí)， ，此時(shí)，則：，【例56】 如右圖所示，兩根平行金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，間距為l，導(dǎo)軌左端連接一個(gè)電阻R.一根質(zhì)量為m、電阻為r的金屬桿ab垂直放置在導(dǎo)軌上在桿的右方距桿為d處有一個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于軌道平面向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.對(duì)桿施加一個(gè)大小為F、方向平行于導(dǎo)軌的恒力，使桿從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，已知桿到達(dá)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)速度為v，之后進(jìn)入磁場(chǎng)恰好做勻速運(yùn)動(dòng)不計(jì)導(dǎo)軌的電阻，假定導(dǎo)軌與桿之間存在恒定的阻力求：（1）導(dǎo)軌對(duì)桿ab的阻力大小Ff；（2）桿ab中通過(guò)的電流及

44、其方向；（3）導(dǎo)軌左端所接電阻R的阻值【解析】（1）桿進(jìn)入磁場(chǎng)前做勻加速運(yùn)動(dòng)，有：FFfma；v22ad，解得導(dǎo)軌對(duì)桿的阻力：FfF （2）桿進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速運(yùn)動(dòng)，有：FFfFA，桿ab所受的安培力：FAIBl 解得桿ab中通過(guò)的電流：I；方向自a流向b.（3）桿ab產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：EBlv，桿中的感應(yīng)電流：I解得導(dǎo)軌左端所接電阻阻值：R2r.【答案】（1）F；（2），方向ab；（3）2r【例57】 如圖所示，用粗細(xì)相同的銅絲做成邊長(zhǎng)分別為L(zhǎng)和2L 的兩只閉合線框a和b，以相同的速度從磁感應(yīng)強(qiáng)度為B 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域中勻速地拉到磁場(chǎng)外，不考慮線框的動(dòng)能，若外力對(duì)環(huán)做的功分別為Wa、Wb，則Wa

45、Wb為 () A14 B12 C11 D不能確定【解析】根據(jù)能量守恒可知，外力做的功等于產(chǎn)生的電能，而產(chǎn)生的電能又全部轉(zhuǎn)化為焦耳熱： WaQa·WbQb· 由電阻定律知Rb2Ra，故WaWb14.A項(xiàng)正確【答案】A【例58】 如圖所示，由粗細(xì)均勻、同種金屬導(dǎo)線構(gòu)成的長(zhǎng)方形線框abcd放在光滑的水平桌面上，線框邊長(zhǎng)分別為L(zhǎng)和2L，其中ab段的電阻為R。在寬度為2L的區(qū)域內(nèi)存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的方向豎直向下。線框在水平拉力的作用下以恒定的速率v通過(guò)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，線框平面始終與磁場(chǎng)方向垂直。求：（1）在線框的cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，ab邊兩端的電壓Uab；（2）為維持

46、線框勻速運(yùn)動(dòng)，水平拉力F的大??；（3）在線框通過(guò)磁場(chǎng)的整個(gè)過(guò)程中，bc邊金屬導(dǎo)線上產(chǎn)生的電熱Qbc。【解析】（1）邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為， 回路總電阻為，回路電流， 邊兩端電壓大小為（2）線框勻速運(yùn)動(dòng)，則拉力（3）線框經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)的時(shí)間為 整個(gè)過(guò)程中段金屬導(dǎo)線上產(chǎn)生的電熱為【答案】（1）；（2）；（3）【例59】 如圖所示，位于豎直平面內(nèi)的矩形導(dǎo)線框，ab邊長(zhǎng)為L(zhǎng)1，bd邊長(zhǎng)為L(zhǎng)2，線框的質(zhì)量為，電阻為R，其下方有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，該區(qū)域的上、下邊界和均與ab邊平行，兩邊界間的距離H，H>L2，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向與線框平面垂直，如圖所示，令線框的dc邊進(jìn)入磁場(chǎng)以后，ab邊到達(dá)邊界之間的某一時(shí)刻線框的速度已達(dá)到這一階段的最大值，從離開(kāi)磁場(chǎng)區(qū)域上邊界的距離為h處自由下落，問(wèn)從線框的dc邊開(kāi)始下落到dc邊剛剛到達(dá)磁場(chǎng)區(qū)域下邊界的過(guò)程中，磁場(chǎng)作用于線框的安培力做的總功為多少？【解析】當(dāng)線框勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)能量守恒有：，所以,從線框下落開(kāi)始一直到ab邊剛剛進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，此全過(guò)程根據(jù)動(dòng)能定理有：，所以此后一階段安培力不做功，故上面即為答案【答案】(三) 專題總結(jié)1 電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題基本步驟：（1）用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律（包括右手定則），求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和