電磁感應(yīng) 優(yōu)秀公開(kāi)課

第十三章電磁感應(yīng)第一單元電磁感應(yīng)現(xiàn)象法拉第電磁感應(yīng)定律基礎(chǔ)知識(shí)一、電磁感應(yīng)1．電磁感應(yīng)現(xiàn)象只要穿過(guò)閉合回路的磁通量發(fā)生變化，閉合回路中就有電流產(chǎn)生，這種利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)，產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流．2．產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：閉合回路中磁通量發(fā)生變化3.引起磁通量變化的常見(jiàn)情況①閉合電路中的部分導(dǎo)線(xiàn)做切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致Φ變化;②線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)致Φ變化③磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間或位置變化,或閉合回路變化導(dǎo)致Φ變化注意:磁通量的變化，應(yīng)注意方向的變化，如某一面積為S的回路原來(lái)的感應(yīng)強(qiáng)度垂直紙面向里，如圖所示，后來(lái)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向恰好與原來(lái)相反，則回路中磁通量的變化最為2BS，而不是零．4.產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的條件:無(wú)論回路是否閉合,只要穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量發(fā)生變化,線(xiàn)圈中就有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生,產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源.電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),如果回路閉合,則有感應(yīng)電流,如果回路不閉合，則只能出現(xiàn)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，而不會(huì)形成持續(xù)的電流．我們看變化是看回路中的磁通量變化，而不是看回路外面的磁通量變化【例1】線(xiàn)圈在長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)電流的磁場(chǎng)中，作如圖所示的運(yùn)動(dòng)：A向右平動(dòng)；B向下平動(dòng)，C、繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)（ad邊向外），D、從紙面向紙外作平動(dòng)，E、向上平動(dòng)（E線(xiàn)圈有個(gè)缺口），判斷線(xiàn)圈中有沒(méi)有感應(yīng)電流？解析：A．向右平移，穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量沒(méi)有變化，故A線(xiàn)圈中沒(méi)有感應(yīng)電流；B．向下平動(dòng)，穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量減少，必產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流；C．繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)．穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量變化（開(kāi)始時(shí)減少），必產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流；D．離紙面向外，線(xiàn)圈中磁通量減少，故情況同BC；E．向上平移，穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量增加，故產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，但由于線(xiàn)圈沒(méi)有閉合電路，因而無(wú)感應(yīng)電流因此，判斷是否產(chǎn)生感應(yīng)電流關(guān)鍵是分清磁感線(xiàn)的疏密分布，進(jìn)而判斷磁通量是否變化．答案：BCD中有感應(yīng)電流【例2】如圖所示，當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)MN中通以向右方向電流的瞬間，則cd中電流的方向（B）A．由C向dB．由d向CC．無(wú)電流產(chǎn)生D．AB兩情況都有可能解析：當(dāng)MN中通以如圖方向電流的瞬間，閉合回路abcd中磁場(chǎng)方向向外增加，則根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流產(chǎn)生磁場(chǎng)的方向應(yīng)當(dāng)垂直紙面向里，再根據(jù)安培定則可知，cd中的電流的方向由d到C，所以B結(jié)論正確．二、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，跟穿過(guò)這一電路的磁通量的變化率成正比．ε=nΔφ/Δt(2)另一種特殊情況:回路中的一部分導(dǎo)體做切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí),其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)ε=BLvsinθ(3)定律的幾種表示式ε=nΔφ/Δt，ε=BLvsinθ，ε=ΔB/Δt·S，ε=?BL2ω；(4)幾點(diǎn)說(shuō)明:①這里的變化率應(yīng)該同變化量區(qū)別開(kāi)，變化量大變化率不一定大，主要是看變化量跟時(shí)間比值的大小．即變化率的大?。讦?nΔφ/Δt是定律的表達(dá)式，在B不變而面積發(fā)生變化時(shí)推導(dǎo)出ε=BLvsinθ，當(dāng)B、l、v三者不垂直或其中的二者不垂直時(shí)，乘sinθ即是找出垂直的分量.公式ε=ΔB/Δt·S是在面積不變的情況下磁感應(yīng)強(qiáng)度發(fā)生變化而推出的公式．③導(dǎo)出式ε=?BL2ω的推導(dǎo)如下：如圖所示，長(zhǎng)為l的金屬棒在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞O點(diǎn)以角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng)，設(shè)在Δt時(shí)間內(nèi)棒的端點(diǎn)由P運(yùn)動(dòng)到Q，則OP兩點(diǎn)的電勢(shì)差ε=Δφ/Δt=BΔS/Δt=B?LPQ/Δt=?BL2ω,這實(shí)際上是B不變而面積發(fā)生變化的情況，【例3】?jī)筛叫械拈L(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌，其電阻不計(jì)，導(dǎo)線(xiàn)ab、cd跨在導(dǎo)軌上且與導(dǎo)軌接觸良好，如圖所示，ab的電阻大于cd的電阻，當(dāng)d在外力F1，（大?。┑淖饔孟?，勻速向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，ab在外力F2（大?。┳饔孟卤３朱o止，那么在不計(jì)摩擦力的情況下（Uab、Ucd是導(dǎo)線(xiàn)與導(dǎo)軌接觸處的電勢(shì)差）（D）A．F1＞F2，Uab＞UcdB．F1＜F2，Uab＝UcdC．F1＝F2，Uab＞UcdD．F1＝F2，Uab=Ucd解析：通過(guò)兩導(dǎo)線(xiàn)電流強(qiáng)度一樣，兩導(dǎo)線(xiàn)都處于平衡狀態(tài)，則F1＝BIL，F(xiàn)2＝BIL，所以F1＝F2，因而AB錯(cuò)．對(duì)于Uab與Ucd的比較，Uab=IRab，這里cd導(dǎo)線(xiàn)相當(dāng)于電源，所以Ucd是路端電壓，這樣很容易判斷出Ucd＝IRab即Uab＝Ucd．正確答案D【例4】如圖所示，磁場(chǎng)方向與水平而垂直，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，質(zhì)量為m長(zhǎng)為l，電阻為R的直導(dǎo)線(xiàn)AB可以在導(dǎo)軌上無(wú)摩擦滑動(dòng)從靜止開(kāi)始下滑過(guò)程中，最大加速度為；最大速度為。解析：ab開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的瞬間不受安培力的作用，因而加速度最大，為a=mgsinα/m=gsinα，AB從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，于是產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，從而就出現(xiàn)了安培力，當(dāng)安培力沿斜面分力等于mgsinα?xí)r．AB此時(shí)速度最大．對(duì)棒受力分析，F(xiàn)cosα=mgsinα，此時(shí)，AB速度最大，而F＝BLII=BLvcosα/R，得：v=mgRtgα/B2L2cosα三、感應(yīng)電量的計(jì)算N(1)Q＝IΔt=εΔt/R＝ΔΦ/RN(2)當(dāng)線(xiàn)圈是N匝時(shí)則電量為：Q=NΔΦ/R如圖所示，當(dāng)磁鐵完全插入時(shí)，假設(shè)線(xiàn)圈中磁通量變化為ΔΦ，通過(guò)每匝線(xiàn)圈磁通量變化與N匝線(xiàn)圈的磁通量變化一樣都為ΔΦ；通過(guò)每匝線(xiàn)圈磁通量的變化率都為ΔΦ/Δt，因?yàn)槭荖匝，相當(dāng)于N個(gè)相同電源串聯(lián)，所以線(xiàn)圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)ε＝Nε0=NΔΦ/Δt．(3)如圖所示，磁鐵快插與慢插兩情況通過(guò)電阻R的電量一樣，但兩情況下電流做功及做功功率不一樣．【例5】.長(zhǎng)L1寬L2的矩形線(xiàn)圈電阻為R，處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)邊緣，線(xiàn)圈與磁感線(xiàn)垂直。將線(xiàn)圈以向右的速度v勻速拉出磁場(chǎng)，求：①拉力F大小；②拉力的功率P；③拉力做的功W；FL1L2BvFL1L2Bv解析：特別要注意電熱Q和電荷q的區(qū)別，其中q與速度無(wú)關(guān)！規(guī)律方法1、Φ、ΔΦ、ΔΦ/Δt三個(gè)概念的區(qū)別磁通量Ф=BScosθ，表示穿過(guò)這一平面的磁感線(xiàn)條數(shù)；磁通量的變化量△Ф=Ф2－Ф1表示磁通量變化的多少；磁通量的變化率ΔФ/Δt表示磁通量變化的快慢.Ф大,ΔФ及ΔФ/ΔT不一定大,ΔФ/ΔT大，Ф及ΔФ也不一定大．它們的區(qū)別類(lèi)似于力學(xué)中的v.ΔV及a=ΔV/△t的區(qū)別.【例6】長(zhǎng)為a寬為b的矩形線(xiàn)圈，在磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中垂直于磁場(chǎng)的OO′軸以恒定的角速度ω旋轉(zhuǎn)，設(shè)t=0時(shí)，線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)方向平行，則此時(shí)的磁通量和磁通量的變化率分別是[]解析:線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生交變電動(dòng)勢(shì)e=εmcosωt=Babωcosωt。當(dāng)t=0時(shí)，cosωt=1，雖然磁通量Ф=0,但電動(dòng)勢(shì)有最大值,由法拉第電磁感應(yīng)定律ε=ΔФ/Δt可知當(dāng)電動(dòng)勢(shì)為最大值時(shí)，對(duì)應(yīng)的磁通量的變化率也最大，即ε=(ΔФ/Δt)max=Babω,正確選項(xiàng)B2、公式E=BLVsinθ與E=nΔΦ/Δt的區(qū)別(1)區(qū)別：一般來(lái)說(shuō)，E=nΔΦ/Δt求出的是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(guò)程相對(duì)應(yīng);E=BLvsinθ求出的是瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),E與某個(gè)時(shí)刻或某個(gè)位置相對(duì)應(yīng)．cBlabd另外,E=ncBlabd如圖所示，正方形導(dǎo)線(xiàn)框abcd垂直于磁感線(xiàn)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于ΔΦ/Δt=0，故整個(gè)回路的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=0，但是ad和bc邊由于做切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，仍分別產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Ead=Ebc=BLv,對(duì)整個(gè)回路來(lái)說(shuō)，Ead和Ebc方向相反，所以回路的總電動(dòng)勢(shì)E=0，感應(yīng)電流也為零．雖然E=0，但仍存在電勢(shì)差，Uad=Ubc=BLv,相當(dāng)于兩個(gè)相同的電源ad和bc并聯(lián)．(2)聯(lián)系：公式①E=nΔΦ/Δt和公式②E=BLVsinθ是統(tǒng)一的，當(dāng)①中的Δt→0時(shí)，則E為瞬間感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)．只是由于高中數(shù)學(xué)知識(shí)所限我們還不能這樣求瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)．公式②中的v若代入平均速度，則求出的E為平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，實(shí)際上②式中的Lsinθ=△S/Δt，所以公式E=BLsinθ=B△S/Δt.只是一般來(lái)說(shuō)用公式E=nΔΦ/Δt求平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)更方便，用E=BLvsinθ求瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)更方便．【例7】如圖所示，AB是兩個(gè)同心圓，半徑之比RA∶RB=2∶1，AB是由相同材料，粗細(xì)一樣的導(dǎo)體做成的，小圓B外無(wú)磁場(chǎng)，B內(nèi)磁場(chǎng)的變化如圖所示，求AB中電流大小之比（不計(jì)兩圓中電流形成磁場(chǎng)的相互作用）．解析：在ε=ΔB/Δt·S中，S是磁場(chǎng)變化的面積．所以IA=·．IB=·,所以IA∶IB＝1∶2注意:IA的計(jì)算不可用做實(shí)際面積大小,寫(xiě)成IA=·,而得到IA∶IB＝2∶1的錯(cuò)誤結(jié)論【例8】如圖所示，光滑導(dǎo)軌寬0.4m，ab金屬棒長(zhǎng)0.5m，均勻變化的磁場(chǎng)垂直穿過(guò)其面，方向如圖，磁場(chǎng)的變化如圖所示，金屬棒ab的電阻為1Ω，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，自t＝0時(shí)，ab棒從導(dǎo)軌最左端，以v＝1m/s的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)，則（AB）A．1s末回路中的電動(dòng)勢(shì)為1．6VB．1s末棒ab受安培力大小為1．28NC．1s末回路中的電動(dòng)勢(shì)為0．8VD．1s末棒ab受安培力大小為0．64N解析：這里的ΔΦ變化來(lái)自?xún)蓚€(gè)原因，一是由于B的變化，二是由于面積S的變化，顯然這兩個(gè)因素都應(yīng)當(dāng)考慮在內(nèi)．，ΔB/Δt=2T/S，ΔS/Δt=VLΔt=2×1×0．4＝0.8m1秒末B=2T，ΔS/Δt=0．4m2／s，所以ε＝（＋）=回路中電流I＝ε/R=／1A＝1.6A,安培力F＝BIl＝2×3、力學(xué)與電磁磁應(yīng)的綜合應(yīng)用解決這類(lèi)問(wèn)題一般分兩條途徑:一是注意導(dǎo)體或運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中的受力情況分析和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析;二是從動(dòng)量和功能方面分析,由有關(guān)的規(guī)律進(jìn)行求解hB×hB×××××××××××××××××××××××××A．若是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，環(huán)滾的高度小于hB．若是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，環(huán)滾的高度等于hC、若是非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，環(huán)滾的高度小于h。D、若是非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，環(huán)滾的高度大于h。解析：若是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，當(dāng)閉合金屬環(huán)從高h(yuǎn)的曲面滾下時(shí)，無(wú)電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生．根據(jù)機(jī)械能守恒，環(huán)滾的高度等于h；若是非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，當(dāng)閉合金屬環(huán)從高h(yuǎn)的曲面滾下時(shí)，有電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生，而產(chǎn)生電磁感應(yīng)的原因是環(huán)的運(yùn)動(dòng)，所以電磁感應(yīng)現(xiàn)象所產(chǎn)生的結(jié)果是阻礙環(huán)的運(yùn)動(dòng)，所以環(huán)上升的高度小于h，故本題正確答案為B、C【例10】如圖所示，光滑弧形軌道和一足夠長(zhǎng)的光滑水平軌道相連，水平軌道上方有足夠長(zhǎng)的光滑絕緣桿MN，上掛一光滑鋁環(huán)A,在弧形軌道上高為h的地方無(wú)初速度釋放磁鐵B（可視為質(zhì)點(diǎn)），B下滑至水平軌道時(shí)恰好沿A的中心軸線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，設(shè)A,B的質(zhì)量為，求A獲得的最大速度和全過(guò)程中A獲得的電能．（忽略B沿弧形軌道下滑時(shí)環(huán)A中產(chǎn)生的感應(yīng)電流）解析：由B下落時(shí)只有重力做功可求得B滑至水平軌道的速度值,B沿A環(huán)軸線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí),A內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流，與B產(chǎn)生相互作用，進(jìn)入時(shí)相互排斥，故vB減小，vA增大，B的中點(diǎn)過(guò)A環(huán)后，AB相互吸引，vB仍減小，vA增大；當(dāng)兩者相對(duì)靜止時(shí)，相互作用消失，此時(shí)vA=vB,A其有最大速度．全過(guò)程能量守恒,B初態(tài)的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為AB的動(dòng)能和A獲得的電能．設(shè)B滑至水平軌道的速度為V1，由于B的機(jī)械能守恒，有MBgh=?MBV12所以設(shè)AB最后的共同速度為V2，由于軌道鋁環(huán)和桿均光滑，對(duì)系統(tǒng)有：MBv1=(MA＋MB）v2所以V2即為所求的A獲得的最大速度．又根據(jù)能量守恒有：MBgh=?(MA＋MB）v22＋E電所以【例11】.豎直放置的U形導(dǎo)軌寬為L(zhǎng)，上端串有電阻R（其余電阻不計(jì)）。磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向向外。金屬棒ab質(zhì)量為m，與導(dǎo)軌接觸良好，不計(jì)摩擦，從靜止釋放后保持水平而下滑。求其下滑的最大速度。分析：釋放后，隨著速度的增大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E、感應(yīng)電流I、安培力F都隨之增大，當(dāng)F=mg時(shí)，加速度變?yōu)榱?，達(dá)到最大速度。。*注意該過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)化：重力做功的過(guò)程是重力勢(shì)能向其他能轉(zhuǎn)化的過(guò)程；安培力做功的過(guò)程是機(jī)械能向電能轉(zhuǎn)化的過(guò)程；然后電流做功的過(guò)程是電能向內(nèi)能轉(zhuǎn)化的過(guò)程。穩(wěn)定后重力的功率等于電功率也等于熱功率。*如果在該圖上端電阻右邊安一只電鍵，讓ab下落一段距離后再閉合電鍵，那么閉合電鍵后ab的運(yùn)動(dòng)情況如何？（無(wú)論何時(shí)閉合電鍵，ab可能先加速后勻速，也可能先減速后勻速，但最終穩(wěn)定后的速度都一樣）?！纠?2】如圖所示，質(zhì)量為100g的鋁環(huán)，用細(xì)線(xiàn)懸掛起來(lái)，環(huán)中央距地面h為0.8m.有一質(zhì)量200g的磁鐵以10m/s的水平速度射入并穿過(guò)鋁環(huán)，落在距鋁環(huán)原位置水平距離3.6m處，則在磁鐵與鋁環(huán)發(fā)生相互作用時(shí)：（1)鋁環(huán)向哪邊偏斜？它能上升多高？(2)在磁鐵穿過(guò)鋁環(huán)的整個(gè)過(guò)程中，環(huán)中產(chǎn)生了多少電能？解析:（1)環(huán)向右偏斜，令鋁環(huán)質(zhì)量m1=0.1kg,磁鐵質(zhì)量m2=0.2kg磁鐵做平拋運(yùn)動(dòng);s=3.6＝vt,又,v＝9m/s又：磁鐵與鋁環(huán)作用時(shí)水平方向的動(dòng)量守恒m2v0=m2v＋m1v1,v1=2rn/s則：環(huán)：m1gH＝?m1v12;(2）環(huán)中產(chǎn)生的電能為系統(tǒng)的機(jī)械能損失：E電＝△E＝?m2v02一?m2v2一?m1v12=（J)試題展示1．如圖所示，兩同心圓環(huán)a和b，處在同一平面內(nèi)，a的半徑小于b的半徑，條形磁鐵的軸線(xiàn)與圓環(huán)平面垂直．則穿過(guò)兩圓環(huán)的磁通量Φa與Φb的大小關(guān)系為A．Φa＞Φb B．Φa＜ΦbC．Φa＝Φb D．無(wú)法比較【解析】圓環(huán)b的半徑大于環(huán)a的半徑，由于Φ＝Φ內(nèi)－Φ外（其中Φ內(nèi)為磁鐵內(nèi)部的磁通量，Φ外為磁鐵外部穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量），故其包含磁鐵的外磁場(chǎng)范圍越大，則合磁通量越小．（磁鐵內(nèi)部、外部的磁通量方向相反，可抵消）．【答案】A2．如圖所示，閉合矩形銅框的兩條長(zhǎng)邊與一閉合圓環(huán)相切，環(huán)可沿矩形框的長(zhǎng)邊滑動(dòng)，整個(gè)裝置處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)環(huán)沿框的長(zhǎng)邊向右做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，則A．因銅框所圍面積的磁通量不變化，銅框上無(wú)電流B．因圓環(huán)所圍面積的磁通量不變化，圓環(huán)上無(wú)電流C．各部分導(dǎo)線(xiàn)內(nèi)均有電流D．各部分導(dǎo)線(xiàn)內(nèi)均無(wú)電流【解析】由于閉合圓環(huán)向右移動(dòng)，egf和ehf等效為兩個(gè)并聯(lián)的電源，而eadf和ebcf為兩段并聯(lián)的電阻作為外電路，所以各部分都有電流．【答案】C3．在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，a、b是兩條平行金屬導(dǎo)軌，而c、d為串有電流表、電壓表的兩金屬棒，如圖所示，兩棒以相同的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)，則以下結(jié)論正確的是A．電壓表有讀數(shù)，電流表沒(méi)有讀數(shù)B．電壓表有讀數(shù)，電流表也有讀數(shù)C．電壓表無(wú)讀數(shù)，電流表有讀數(shù)D．電壓表無(wú)讀數(shù)，電流表也無(wú)讀數(shù)【解析】由于c、d以相同的速度向右運(yùn)動(dòng)，穿過(guò)閉合電路的磁通量不變，在閉合電路中沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生，所以，沒(méi)有電流通過(guò)電流表和電壓表，故電流表和電壓表均無(wú)示數(shù)．【答案】D4、如圖所示，開(kāi)始時(shí)矩形線(xiàn)框與勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直，且一半在磁場(chǎng)內(nèi)，一半在磁場(chǎng)外，若要使線(xiàn)框中產(chǎn)生感應(yīng)電流，下列辦法中可行的是①將線(xiàn)框向左拉出磁場(chǎng)②以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)（小于90°）③以ad邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)（小于60°）④以bc邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)（小于60°）以上判斷正確的是A．①②③ B．②③④C．①②④ D．①②③④【解析】將線(xiàn)框向左拉出磁場(chǎng)的過(guò)程中，線(xiàn)框的bc部分做切割磁感線(xiàn)的運(yùn)動(dòng)，或者說(shuō)穿過(guò)線(xiàn)框的磁通量減少，所以線(xiàn)框中產(chǎn)生感應(yīng)電流，故選項(xiàng)①正確．當(dāng)線(xiàn)框以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線(xiàn)框的cd邊的右半段在做切割磁感線(xiàn)的運(yùn)動(dòng)，或者說(shuō)穿過(guò)線(xiàn)框的磁通量在發(fā)生變化，所以線(xiàn)框中將產(chǎn)生感應(yīng)電流，故選項(xiàng)②正確．當(dāng)線(xiàn)框以ad邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)（小于60°）時(shí)，穿過(guò)線(xiàn)框的磁通量在減小，所以在這個(gè)過(guò)程中線(xiàn)框中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，故選項(xiàng)③正確．如果轉(zhuǎn)過(guò)的角度超過(guò)60°，bc邊將進(jìn)入無(wú)磁場(chǎng)區(qū)，那么線(xiàn)框中將不產(chǎn)生感應(yīng)電流（60°～300°）．當(dāng)線(xiàn)框以bc邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，如果轉(zhuǎn)動(dòng)的角度小于60°，則穿過(guò)線(xiàn)框的磁通量始終保持不變（其值為磁感應(yīng)強(qiáng)度與矩形面積的一半的乘積），故選項(xiàng)④是錯(cuò)的．應(yīng)選A．5．如圖所示，豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，將一水平放置的金屬棒ab以水平速度v0拋出，設(shè)整個(gè)過(guò)程中，棒的取向不變，且不計(jì)空氣阻力，則金屬棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小變化情況應(yīng)是A．越來(lái)越大 B．越來(lái)越小 C．保持不變 D．無(wú)法判斷【解析】金屬棒做平拋運(yùn)動(dòng)，水平切割磁感線(xiàn)的速度不變，故感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小不變．【答案】C6．如圖所示，金屬三角形導(dǎo)軌COD上放有一根金屬棒MN．拉動(dòng)MN，使它以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng)，如果導(dǎo)軌和金屬棒都是粗細(xì)相同的均勻?qū)w，電阻率都相同，那么在MN運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，閉合回路的①感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)保持不變②感應(yīng)電流保持不變③感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)逐漸增大④感應(yīng)電流逐漸增大以上判斷正確的是

A．①② B．③④ C．②③ D．①④【解析】由E＝BLv判知在MN運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，L逐漸增大，故E增大；而該閉合回路的周長(zhǎng)也在增大，故R在增大，可算得I不變．【答案】C7．如圖所示，U形線(xiàn)框abcd處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直于紙面向內(nèi)．長(zhǎng)度為L(zhǎng)的直導(dǎo)線(xiàn)MN中間串有一個(gè)電壓表跨接在ab與cd上且與ab垂直，它們之間的接觸是完全光滑的．R為電阻，C為電容器．現(xiàn)令MN以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng)，用U表示電壓表的讀數(shù)，q表示電容器所帶電量，C表示電容器電容，F(xiàn)表示對(duì)MN的拉力．設(shè)電壓表體積很小，其中線(xiàn)圈切割磁感線(xiàn)對(duì)MN間的電壓的影響可以忽略不計(jì)．則A．U＝BLv0F＝v0B2L2／R B．U＝BLvC．U＝0F＝0 D．U＝q／CF＝v0B2L2／【解析】MN之間有一電壓表，因電壓表本身內(nèi)阻過(guò)大，可視為斷路，故無(wú)I，則F＝0；MN可視為電源，因電壓表內(nèi)無(wú)電流通過(guò)，故無(wú)電壓示數(shù)．（據(jù)電壓表工作原理），則U＝0．【答案】C8．圖中PQRS是一個(gè)正方形的閉合導(dǎo)線(xiàn)框，MN為一個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，如果線(xiàn)框以恒定的速度沿著PQ方向向右運(yùn)動(dòng)，速度方向與MN邊界成45°角，在線(xiàn)框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中A．當(dāng)Q點(diǎn)經(jīng)過(guò)邊界MN時(shí)，線(xiàn)框的磁通量為零，感應(yīng)電流最大B．當(dāng)S點(diǎn)經(jīng)過(guò)邊界MN時(shí)，線(xiàn)框的磁通量最大，感應(yīng)電流最大C．P點(diǎn)經(jīng)過(guò)邊界MN時(shí)跟F點(diǎn)經(jīng)過(guò)邊界MN時(shí)相比較，線(xiàn)框的磁通量小，感應(yīng)電流大D．P點(diǎn)經(jīng)過(guò)邊界MN時(shí)跟F點(diǎn)經(jīng)過(guò)邊界MN時(shí)相比較，線(xiàn)框的磁通量小，感應(yīng)電流也小【解析】P點(diǎn)經(jīng)過(guò)MN時(shí)，正方形閉合導(dǎo)線(xiàn)框切割磁感線(xiàn)的導(dǎo)線(xiàn)有效長(zhǎng)度最大，感應(yīng)電流最大．【答案】C9．一個(gè)閉合線(xiàn)圈處在如圖所示的正弦變化的磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)線(xiàn)圈平面，則①在1s末線(xiàn)圈中感應(yīng)電流最大②在2s末線(xiàn)圈中感應(yīng)電流最大③1～2s內(nèi)的感應(yīng)電流方向和2～3s內(nèi)相同④在1～2s內(nèi)的感應(yīng)電流方向和3～4s內(nèi)的相同以上說(shuō)法正確的是A．①④ B．②③ C．①③ D．②④【解析】1s末＝0，2s末最大，結(jié)合楞次定律判定．【答案】B10．如圖所示，MN和PQ為相距L＝30cm的平行金屬導(dǎo)軌，電阻R＝Ω的金屬棒ab可緊貼平行導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)．相距d＝20cm、水平放置的兩平行金屬板E和F分別與金屬棒的a、b兩端相連．圖中R0＝Ω，金屬棒ac＝cd＝bd，導(dǎo)軌和連線(xiàn)的電阻不計(jì)，整個(gè)裝置處于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．當(dāng)金屬棒ab以速率v向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，恰能使一帶電粒子以速率v在兩金屬板間做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．在磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可根據(jù)需要而變化的情況下，試求金屬棒ab勻速運(yùn)動(dòng)的最大速度．【解析】帶電粒子qE＝mg，r＝，U＝BLv＋BLv＋，則有v2＝rgd／L［2＋R0／（R0＋R／3）］當(dāng)r＝時(shí)，v＝vm＝m/s【答案】（或）m/s第二單元楞次定律自感現(xiàn)象基礎(chǔ)知識(shí)一、楞次定律(1)楞次定律:感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化．磁場(chǎng)阻礙變化主語(yǔ)謂語(yǔ)賓語(yǔ)主語(yǔ)磁場(chǎng)的定語(yǔ)是“感應(yīng)電流的”；謂語(yǔ)的狀語(yǔ)是“總是”；賓語(yǔ)的定語(yǔ)是“引起感應(yīng)電流的磁通量的”．(2)對(duì)“阻礙”的理解這里的“阻礙”不可理解為“相反”，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向，當(dāng)原磁場(chǎng)增加時(shí)，則與原磁場(chǎng)方向相反，當(dāng)原磁場(chǎng)減弱時(shí)，則與原磁場(chǎng)方向相同；也不可理解為“阻止”，這里是阻而未止．(3)楞次定律的另一種表達(dá):感應(yīng)電流的效果總是要反抗產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因.即由電磁感應(yīng)現(xiàn)象而引起的一些受力、相對(duì)運(yùn)動(dòng)、磁場(chǎng)變化等都有阻礙原磁通量變化的趨勢(shì)。(4)楞次定律應(yīng)用時(shí)的步驟①先看原磁場(chǎng)的方向如何．②再看原磁場(chǎng)的變化（增強(qiáng)還是減弱）．③根據(jù)楞次定律確定感應(yīng)電流磁場(chǎng)的方向．④再利用安培定則，根據(jù)感應(yīng)電流磁場(chǎng)的方向來(lái)確定感應(yīng)電流方向．【例1】如圖所示，小金屬環(huán)靠近大金屬環(huán)，兩環(huán)互相絕緣，且在同一平面內(nèi)，小圓環(huán)有一半面積在大圓環(huán)內(nèi)，當(dāng)大圓環(huán)接通電源的瞬間，小圓環(huán)中感應(yīng)電流的情況是（C）A.無(wú)感應(yīng)電流B.有順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流C.有逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流D.無(wú)法確定解析:在接通電源后，大環(huán)內(nèi)的磁感線(xiàn)分布比大環(huán)外的磁感線(xiàn)分布要密．所以小環(huán)在大環(huán)內(nèi)部分磁通量大于環(huán)外部分磁通量．所以小環(huán)內(nèi)總磁通量向里加強(qiáng)，則小環(huán)中的感應(yīng)電方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较颍瓵BCDabABCDabcdOO/解析：由于abcd旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)使ABCD中產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律中“感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電流的相對(duì)運(yùn)動(dòng)．”ABCD中的感應(yīng)電流將阻礙abcd的逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，兩線(xiàn)框間有吸引力作用，因此線(xiàn)框ABCD也隨abtd逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，只不過(guò)稍微慢了些思考：(1)阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)體現(xiàn)了怎樣的能量關(guān)系？(2)楞次定律所反映的實(shí)際是對(duì)原磁通量的補(bǔ)償效果．根據(jù)實(shí)際情況，這種補(bǔ)償可分為哪幾種？（運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償、面積、電流、磁感應(yīng)強(qiáng)度、速度、力等的補(bǔ)償效果）【例3】如圖所示，用一種新材料制成一閉合線(xiàn)圈，當(dāng)它浸入液氮中時(shí)，會(huì)成為超導(dǎo)體，這時(shí)手拿一永磁體，使任一磁極向下，放在線(xiàn)圈的正上方，永磁體便處于懸浮狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為超導(dǎo)體磁懸浮，可以用電磁感應(yīng)及有關(guān)知識(shí)來(lái)解釋這一現(xiàn)象．解析：當(dāng)磁體放到線(xiàn)圈上方的過(guò)程中．穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量由無(wú)到有發(fā)生變化．于是超導(dǎo)線(xiàn)圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，由于超導(dǎo)線(xiàn)圈中電阻幾乎為零，產(chǎn)生的感應(yīng)電流極大，相應(yīng)的感應(yīng)磁場(chǎng)也極大；由楞次定律可知感應(yīng)電流的磁場(chǎng)相當(dāng)于永磁體，與下方磁極的極性相同，永磁體將受到較大的向上的斥力，當(dāng)永磁體重力與其受到磁場(chǎng)力相平衡時(shí)，永滋體處于懸浮狀態(tài)．【例4】在光滑水平面上固定一個(gè)通電線(xiàn)圈，如圖所示，一鋁塊正由左向右滑動(dòng)穿過(guò)線(xiàn)圈，那么下面正確的判斷是（）A.接近線(xiàn)圈時(shí)做加速運(yùn)動(dòng)，離開(kāi)時(shí)做減速運(yùn)動(dòng)B.接近和離開(kāi)線(xiàn)圈時(shí)都做減速運(yùn)動(dòng)C.一直在做勻速運(yùn)動(dòng)D.在線(xiàn)圈中運(yùn)動(dòng)時(shí)是勻速的解析:把鋁塊看成由無(wú)數(shù)多片橫向的鋁片疊成，每一鋁片又由可看成若干閉合鋁片框組成；如圖。當(dāng)它接近或離開(kāi)通電線(xiàn)圈時(shí)，由于穿過(guò)每個(gè)鋁片框的磁通量發(fā)生變化，所以在每個(gè)閉合的鋁片框內(nèi)都要產(chǎn)生感應(yīng)電流。．產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因是它接近或離開(kāi)通電線(xiàn)圈，產(chǎn)生感應(yīng)電流的效果是要阻礙它接近或離開(kāi)通電線(xiàn)圈，所以在它接近或離開(kāi)時(shí)都要作減速運(yùn)動(dòng)，所以A,C錯(cuò)，B正確。由于通電線(xiàn)圈內(nèi)是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，所以鋁塊在通電線(xiàn)圈內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生，故作勻速運(yùn)動(dòng),D正確。故答案為BD.二、自感現(xiàn)象1.自感現(xiàn)象:由于導(dǎo)體本身電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象．2.自感電動(dòng)勢(shì):自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)叫自感電動(dòng)勢(shì)．①自感電動(dòng)勢(shì)ε＝L②L是自感系數(shù)：a．L跟線(xiàn)圈的形狀、長(zhǎng)短、匝數(shù)等因素有關(guān)系．線(xiàn)圈越粗，越長(zhǎng)、匝數(shù)越密，它的自感系數(shù)越大，另外有鐵芯的線(xiàn)圈自感系數(shù)比沒(méi)有鐵芯時(shí)大得多．b．自感系數(shù)的單位是亨利，國(guó)際符號(hào)是h，1亨=103毫亨=106微亨

3、關(guān)于自感現(xiàn)象的說(shuō)明①如圖所示，當(dāng)合上開(kāi)關(guān)后又?jǐn)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)瞬間，電燈L為什么會(huì)更亮，當(dāng)合上開(kāi)關(guān)后，由于線(xiàn)圈的電阻比燈泡的電阻小，因而過(guò)線(xiàn)圈的電流I2較過(guò)燈泡的電流I1大，當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后，過(guò)線(xiàn)圈的電流將由I2變小，從而線(xiàn)圈會(huì)產(chǎn)生一個(gè)自感電動(dòng)勢(shì)，于是電流由c→b→a→d流動(dòng)，此電流雖然比I2小但比I1還要大．因而燈泡會(huì)更亮．假若線(xiàn)圈的電阻比燈泡的電阻大，則I2＜I1，那么開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后瞬間燈泡是不會(huì)更亮的．②．開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后線(xiàn)圈是電源，因而C點(diǎn)電勢(shì)最高，d點(diǎn)電勢(shì)最低③過(guò)線(xiàn)圈電流方向與開(kāi)關(guān)閉合時(shí)一樣，不過(guò)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，J點(diǎn)電勢(shì)高于C點(diǎn)電勢(shì)，當(dāng)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)后瞬間則相反，C點(diǎn)電勢(shì)高于J點(diǎn)電勢(shì)．④過(guò)燈泡的電流方向與開(kāi)關(guān)閉合時(shí)的電流方向相反，a、b兩點(diǎn)電勢(shì)，開(kāi)關(guān)閉合時(shí)Ua＞Ub，開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后瞬間Ua＜Ub．規(guī)律方法1、楞次定律的理解與應(yīng)用理解楞次定律要注意四個(gè)層次:①誰(shuí)阻礙誰(shuí)?是感應(yīng)電流的磁通量阻礙原磁通量;②阻礙什么?阻礙的是磁通量的變化而不是磁通量本身;③如何阻礙?當(dāng)磁通量增加時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反,當(dāng)磁通量減小時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同,即”增反減同”;④結(jié)果如何?阻礙不是阻止,只是延緩了磁通量變化的快慢,結(jié)果是增加的還是增加,減少的還是減少.另外①”阻礙”表示了能量的轉(zhuǎn)化關(guān)系,正因?yàn)榇嬖谧璧K作用,才能將其它形式的能量轉(zhuǎn)化為電能;②感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電流的相對(duì)運(yùn)動(dòng).【例5】如圖所示，一個(gè)電感很大的線(xiàn)圈通過(guò)電鍵與電源相連，在其突出部分的鐵芯上套有一個(gè)很輕的鋁環(huán)，關(guān)于打開(kāi)和閉合電鍵時(shí)將會(huì)發(fā)生的現(xiàn)象，有以下幾種說(shuō)法：①閉合電鍵瞬間，鋁環(huán)會(huì)豎直向上跳起；②打開(kāi)電鍵瞬間，鋁環(huán)會(huì)增大對(duì)線(xiàn)圈的壓力；③閉合電鍵瞬間，鋁環(huán)會(huì)增大對(duì)線(xiàn)圈的壓力；④打開(kāi)電鍵瞬間，鋁環(huán)會(huì)豎直向上跳起。其中判斷正確的是()A.①②;B.①③;C.①④;D.②③;解析:此線(xiàn)圈通電后是一電磁鐵，由安培定則可判定，通電后線(xiàn)圈中的磁場(chǎng)方向是豎直向下的，線(xiàn)圈上端為S極、下端為N極。由楞次定律可知閉合電鍵瞬間，鋁環(huán)中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向上，要阻礙穿過(guò)環(huán)的磁通量的增加，因此環(huán)的上端面呈N極、下端面呈S極，同極性相對(duì)，環(huán)和線(xiàn)圈互相排斥，由于電流變化率大，產(chǎn)生的感應(yīng)電流磁場(chǎng)也較強(qiáng)、，相互間瞬間排斥力大到可知較輕的鋁環(huán)向上跳起。同樣分析可知，打開(kāi)電鍵瞬間,環(huán)和線(xiàn)圈是兩個(gè)異種極性相時(shí)，鋁環(huán)會(huì)增大對(duì)線(xiàn)圈的壓力。因此，只有①②正確，應(yīng)選A.【例6】磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)僅存在于邊長(zhǎng)為2l的正方形范圍內(nèi)，有一個(gè)電阻為R、邊長(zhǎng)為l的正方形導(dǎo)線(xiàn)框abcd，沿垂直于磁感線(xiàn)方向，以速度v勻速通過(guò)磁場(chǎng)，如圖所示，從ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)算起．畫(huà)出穿過(guò)線(xiàn)框的磁通量隨時(shí)間變化的圖象線(xiàn)框中感應(yīng)電流的方向解析：線(xiàn)框穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程可分為三個(gè)階段．進(jìn)入磁場(chǎng)階段（只有ab邊在磁場(chǎng)中），在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)階段（ab、cd兩邊都在磁場(chǎng)中），離開(kāi)磁場(chǎng)階段（只有cd邊在磁場(chǎng)中）．（1）①線(xiàn)框進(jìn)入磁場(chǎng)階段：t為O——l/v．線(xiàn)框進(jìn)入磁場(chǎng)中的面積線(xiàn)性增加，S=l·v·t，最后為φ＝B·S=Bl2．②線(xiàn)框在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)階段：t為l/v——2l/v，線(xiàn)框磁通量為φ＝B·S=Bl2，保持不變．③線(xiàn)框離開(kāi)磁場(chǎng)階段，t為2l/v——3l/v，線(xiàn)框磁通量線(xiàn)性減少，最后為零．（2）線(xiàn)框進(jìn)入磁場(chǎng)階段，穿過(guò)線(xiàn)框的磁通量增加，線(xiàn)框中將產(chǎn)生感應(yīng)電流，由右手定則可知，感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较颍€(xiàn)框在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)階段，穿過(guò)線(xiàn)框的磁通量保持不變，無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生．線(xiàn)框離開(kāi)磁場(chǎng)階段，穿過(guò)線(xiàn)框的磁通量減少，線(xiàn)框中將產(chǎn)生感應(yīng)電流，由右手定則可知，感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较颍纠?】如圖所示，導(dǎo)線(xiàn)框abcd與導(dǎo)線(xiàn)AB在同一平面內(nèi)，直導(dǎo)線(xiàn)中通有恒定電流I，當(dāng)線(xiàn)框由左向右勻速通過(guò)直導(dǎo)線(xiàn)過(guò)程中，線(xiàn)框中感應(yīng)電流的方向是A．先abcda，再dcbad，后abcdaB．先abcda，再dcbadC．始終是dcbadD．先dcbad，再abcda，后dcbad解析：通電導(dǎo)線(xiàn)AB產(chǎn)生的磁場(chǎng)，在A(yíng)B左側(cè)是穿出紙面為“·”，在A(yíng)B右側(cè)是穿入紙面的“×”，線(xiàn)框由左向右運(yùn)動(dòng)至dc邊與AB重合過(guò)程中，線(xiàn)框回路中“·”增加，由楞次定律判定感應(yīng)電流方向?yàn)閐cbad；現(xiàn)在看線(xiàn)框面積各有一半在A(yíng)B左、右兩側(cè)的一個(gè)特殊位置，如圖所示，此位置上線(xiàn)框回路中的合磁通量為零．從dc邊與AB重合運(yùn)動(dòng)至圖的位置，是“·”減少（或“×”增加）．由初位置運(yùn)動(dòng)至ab邊與AB重合位置，是“·”繼續(xù)減少（或“×”繼續(xù)增加）．所以從dc邊與AB重合運(yùn)動(dòng)至ab與AB重合的過(guò)程中，感應(yīng)電流方向?yàn)閍bcda；線(xiàn)框由ab與AB重合的位置向右運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，線(xiàn)圈回路中“×”減少，感應(yīng)電流方向由楞次定律判定為dcbad，【例8】如圖所示，一水平放置的圓形通電線(xiàn)圈1固定，另一較小的圓形線(xiàn)圈2從1的正上方下落，在下落過(guò)程中兩線(xiàn)圈平面始終保持平行且共軸，則在線(xiàn)圈2從正上方下落至l的正下方過(guò)程中，從上往下看，線(xiàn)圈2中的感應(yīng)電流應(yīng)為（）A．無(wú)感應(yīng)電流B．有順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流C、先是順時(shí)針?lè)较?，后是逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流D、先是逆時(shí)針?lè)较?，后是順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流解析：圓形線(xiàn)圈1通有逆時(shí)針?lè)较虻碾娏鳎◤南峦峡矗喈?dāng)于是環(huán)形電流，環(huán)形電流的磁場(chǎng)由安培定則可知，環(huán)內(nèi)磁感線(xiàn)的方向是向上的，在線(xiàn)圈2從線(xiàn)圈1的正上方落到正下方的過(guò)程中，線(xiàn)圈內(nèi)的磁通量先是增加的，當(dāng)兩線(xiàn)圈共面時(shí)，線(xiàn)圈2的磁通量達(dá)最大值，然后再繼續(xù)下落，線(xiàn)圈2中的磁通量是減少的．由楞次定律可以判斷：在線(xiàn)圈2下落到與線(xiàn)圈1共面的過(guò)程中，線(xiàn)圈2中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與線(xiàn)圈1中的磁場(chǎng)方向相反，故電流方向與線(xiàn)圈1中的電流方向相反，為順時(shí)針?lè)较?；?dāng)線(xiàn)圈2從與線(xiàn)圈1共面后繼續(xù)下落時(shí)，線(xiàn)圈2中的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與線(xiàn)圈1中的磁場(chǎng)方向相同，電流方向與線(xiàn)圈1中電流方向相同，為逆時(shí)針?lè)较颍訡選項(xiàng)正確．感應(yīng)電流在原磁場(chǎng)所受到的作用力總是阻礙它們的相對(duì)運(yùn)動(dòng)．利用這種阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的原則來(lái)判斷則更為簡(jiǎn)捷：線(xiàn)圈2在下落的過(guò)程中，線(xiàn)圈2中的感應(yīng)電流應(yīng)與線(xiàn)圈l中的電流反向，因?yàn)榉聪螂娏飨喑猓示€(xiàn)圈2中的電流是順時(shí)針?lè)较?；線(xiàn)圈2在離開(kāi)線(xiàn)圈1的過(guò)程中，線(xiàn)圈2中的感應(yīng)電流方向應(yīng)與線(xiàn)圈1中電流方向相同，因?yàn)橥螂娏飨辔?，線(xiàn)圈2中的電流是逆時(shí)針?lè)较颍甇【例9】如圖所示，AOC是光滑的金屬軌道，AO沿豎直方向，OC沿水平方向，PQ是一根金屬直桿如圖立在導(dǎo)軌上,OP＞OQ，直桿從圖示位置由靜止開(kāi)始在重力作用下運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中QO端始終在OC上，P端始終在A(yíng)O上，直到完全落在OC上，空間存在著垂直紙面向外O的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則在PQ棒滑動(dòng)的過(guò)程中，下列判斷正確的是（BD）A.感應(yīng)電流的方向始終由P→QB.感應(yīng)電流的方向先由P→Q，再是Q→P受磁場(chǎng)力的方向垂直于棒向左受磁場(chǎng)力的方向垂直于棒先向左，再向右解析:在PQ滑動(dòng)的過(guò)程中，OPQ的面積先變大后變小，穿過(guò)回路的磁通量先變大后變小，則電流方向先是P→Q后Q→P.選BD.2、鎮(zhèn)流器是一個(gè)帶鐵芯的線(xiàn)圈，起動(dòng)時(shí)產(chǎn)生高電壓點(diǎn)燃日光燈，目光燈發(fā)光以后，線(xiàn)圈中的自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流變化，起著降壓限流作用，保證日光燈正常工作．【例10】在圖中，L是自感系數(shù)足夠大的線(xiàn)圈，其直流電阻可以忽略不計(jì)，D1和D2是兩個(gè)相同的燈泡，若將電鍵K閉合，待燈泡亮度穩(wěn)定后再斷開(kāi)電鍵K，則(AC)A．電鍵K閉合時(shí)，燈泡D1和D2同時(shí)亮，然后D1會(huì)變暗直到不亮，D2更亮B．電鍵K閉合時(shí)，燈泡D1很亮，D2逐漸變亮，最后一樣亮亮亮C．電鍵K斷開(kāi)時(shí)，燈泡D2隨之熄滅。而D1會(huì)更下才熄滅D．電鍵K斷開(kāi)時(shí)，燈泡D1隨之熄滅，而D2會(huì)更下才熄滅解析：電鍵K閉合時(shí)，L會(huì)產(chǎn)生ε自從而阻礙電流增大，D1和D2同時(shí)亮，隨著電流趨于穩(wěn)定，L中的ε自逐漸減小，最后L會(huì)把D1短路，D1不亮，而D2兩端電壓會(huì)增大而更亮．當(dāng)K斷開(kāi)時(shí)，D2中因無(wú)電流會(huì)隨之熄滅，而L中會(huì)產(chǎn)生ε自，與D1構(gòu)成閉合回路，D1會(huì)亮一下．再者L中的電流是在I=的基礎(chǔ)上減小的．會(huì)使D1中的電流在K斷開(kāi)的瞬間與K閉合時(shí)相比要大，因而D1會(huì)更亮．【例11】如圖所示是演示自感現(xiàn)象的電路圖．L是一個(gè)電阻很小的帶鐵芯的自感線(xiàn)圈，A是一個(gè)標(biāo)有“6V，4w”的小燈泡，電源電動(dòng)勢(shì)為6V，內(nèi)阻為3Ω，在實(shí)驗(yàn)中（ABD）A．S閉合的瞬間燈泡A中有電流通過(guò)，其方向是從a→bB．S閉合后，燈泡A不能正常工作C．S由閉合而斷開(kāi)瞬間，燈A中無(wú)電流D．S由閉合而斷開(kāi)瞬間，燈A中有電流通過(guò)，其方向?yàn)閺腷→a解析：S閉合瞬間，L的阻抗很大，對(duì)燈泡A來(lái)講在S閉合瞬間L可視為斷路．由于如圖電源左正右負(fù)，所以此刻燈泡中電流由a到b，選項(xiàng)A正確；S閉合后電路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，L的阻抗為零，又L上純電阻極小，所以燈泡A不能正常發(fā)光，故選項(xiàng)B正確．S斷開(kāi)前L上的電流由左向右，S斷開(kāi)瞬間，燈泡A上原有電流即刻消失，但L和A組成閉合回路，L上的電流仍從左向右，所以回路中電流方向是逆時(shí)針的，燈泡A上電流從b到a，故選項(xiàng)D正確，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．試題展示1.如圖所示，同一平面內(nèi)的三條平行導(dǎo)線(xiàn)串有兩個(gè)最阻R和r，導(dǎo)體棒PQ與三條導(dǎo)線(xiàn)接觸良好；勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里。導(dǎo)體棒的電阻可忽略。當(dāng)導(dǎo)體棒向左滑動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是A.流過(guò)R的電流為由d到c，流過(guò)r的電流為由b到aB.流過(guò)R的電流為由c到d，流過(guò)r的電流為由b到aC.流過(guò)R的電流為由d到c，流過(guò)r的電流為由a到bD.流過(guò)R的電流為由c到d，流過(guò)r的電流為由a到b2.矩形導(dǎo)線(xiàn)框abcd固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感線(xiàn)的方向與導(dǎo)線(xiàn)框所在平面垂直，規(guī)定磁場(chǎng)的正方向垂直低面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示.若規(guī)定順時(shí)針?lè)较驗(yàn)楦袘?yīng)電流I的正方向，下列各圖中正確的是D3．如圖，一個(gè)邊長(zhǎng)為l的正方形虛線(xiàn)框內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)；一個(gè)邊長(zhǎng)也為l的正方形導(dǎo)線(xiàn)框所在平面與磁場(chǎng)方向垂直；虛線(xiàn)框?qū)蔷€(xiàn)ab與導(dǎo)線(xiàn)框的一條邊垂直，ba的延長(zhǎng)線(xiàn)平分導(dǎo)線(xiàn)框。在t＝0時(shí)，使導(dǎo)線(xiàn)框從圖示位置開(kāi)始以恒定速度沿ab方向移動(dòng)，直到整個(gè)導(dǎo)線(xiàn)框離開(kāi)磁場(chǎng)區(qū)域。以i表示導(dǎo)線(xiàn)框中感應(yīng)電流的強(qiáng)度，取逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎?。下列表示i—t關(guān)系的圖示中，可能正確的是C4．在沿水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一圓形金屬線(xiàn)圈可繞沿其直徑的豎直軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)。開(kāi)始時(shí)線(xiàn)圈靜止，線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)方向既不平行也不垂直，所成的銳角為α。在磁場(chǎng)開(kāi)始增強(qiáng)后的一個(gè)極短時(shí)間內(nèi)，線(xiàn)圈平面A．維持不動(dòng)B．將向使α減小的方向轉(zhuǎn)動(dòng)C．將向使α增大的方向轉(zhuǎn)動(dòng)D．將轉(zhuǎn)動(dòng)，因不知磁場(chǎng)方向，不能確定α?xí)龃筮€是會(huì)減小答案：B解析：由楞次定律可知，當(dāng)磁場(chǎng)開(kāi)始增強(qiáng)時(shí)，線(xiàn)圈平面轉(zhuǎn)動(dòng)的效果是為了減小線(xiàn)圈磁通量的增加，而線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)間的夾角越小時(shí)，通過(guò)的磁通量越小，所以將向使減小的方向轉(zhuǎn)動(dòng)．5．如圖所示的電路中，三個(gè)相同的燈泡a、b、c和電感L1、L2與直流電源連接，電感的電阻忽略不計(jì)．電鍵K從閉合狀態(tài)突然斷開(kāi)時(shí)，下列判斷正確的有先變亮，然后逐漸變暗先變亮，然后逐漸變暗先變亮，然后逐漸變暗、c都逐漸變暗答案：AD 解析：考查自感現(xiàn)象。電鍵K閉合時(shí)，電感L1和L2的電流均等于三個(gè)燈泡的電流，斷開(kāi)電鍵K的瞬間，電感上的電流i突然減小，三個(gè)燈泡均處于回路中，故b、c燈泡由電流i逐漸減小，B、C均錯(cuò)，D對(duì)；原來(lái)每個(gè)電感線(xiàn)圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)均加載于燈泡a上，故燈泡a先變亮，然后逐漸變暗，A對(duì)。本題涉及到自感現(xiàn)象中的“亮一下”現(xiàn)象，平時(shí)要注意透徹理解。6.在沿水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一圓形金屬線(xiàn)圈可繞沿其直徑的豎直軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)。開(kāi)始時(shí)線(xiàn)圈靜止，線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)方向既不平行也不垂直，所成的銳角為α。在磁場(chǎng)開(kāi)始增強(qiáng)后的一個(gè)極短時(shí)間內(nèi)，線(xiàn)圈平面A．維持不動(dòng)B．將向使α減小的方向轉(zhuǎn)動(dòng)C．將向使α增大的方向轉(zhuǎn)動(dòng)D．將轉(zhuǎn)動(dòng)，因不知磁場(chǎng)方向，不能確定α?xí)龃筮€是會(huì)減小答案：B解析：由楞次定律可知，當(dāng)磁場(chǎng)開(kāi)始增強(qiáng)時(shí)，線(xiàn)圈平面轉(zhuǎn)動(dòng)的效果是為了減小線(xiàn)圈磁通量的增加，而線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)間的夾角越小時(shí)，通過(guò)的磁通量越小，所以將向使減小的方向轉(zhuǎn)動(dòng)．7.如圖，粗糙水平桌面上有一質(zhì)量為m的銅質(zhì)矩形線(xiàn)圈.當(dāng)一豎直放置的條形磁鐵從線(xiàn)圈中線(xiàn)AB正上方等高快速經(jīng)過(guò)時(shí)，若線(xiàn)圈始終不動(dòng)，則關(guān)于線(xiàn)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FN先小于mg后大于mg,運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向左FN先大于mg后小于mg,運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向左FN先大于mg后大于mg,運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向右FN先大于mg后小于mg,運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向右答案：D解析：本題考查電磁感應(yīng)有關(guān)的知識(shí)，本題為中等難度題目。條形磁鐵從線(xiàn)圈正上方等高快速經(jīng)過(guò)時(shí)，通過(guò)線(xiàn)圈的磁通量先增加后又減小