專題27 法拉第電磁感應(yīng)定律（教師版）-2025版高考物理熱點(diǎn)題型講義

專題27法拉第電磁感應(yīng)定律目錄TOC\o"1-3"\h\u題型一實(shí)驗(yàn)：探究影響感應(yīng)電流方向的因素 1題型二感應(yīng)電流的產(chǎn)生和方向判斷 8題型三楞次定律推論的應(yīng)用 12題型四“三定則、一定律”的應(yīng)用 19題型五法拉第電磁感應(yīng)定律的理解及應(yīng)用 22題型六導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 29類型1平動(dòng)切割磁感線 30類型2轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線 34類型3有效長(zhǎng)度問題 39題型六自感現(xiàn)象 46題型一實(shí)驗(yàn)：探究影響感應(yīng)電流方向的因素1．實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如圖2所示，通過將條形磁體插入或拔出線圈來改變穿過螺線管的磁通量，根據(jù)電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向判斷感應(yīng)電流的方向。2．實(shí)驗(yàn)結(jié)論當(dāng)穿過線圈的磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)的方向相反；當(dāng)穿過線圈的磁通量減小時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)的方向相同。3．注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)前應(yīng)首先查明電流表中電流的流向與電流表指針偏轉(zhuǎn)方向之間的關(guān)系，判斷的方法是：采用如圖所示的電路，把一節(jié)干電池與電流表及線圈串聯(lián)，由于電流表量程較小，所以在電路中應(yīng)接入限流變阻器R，電池采用舊電池，開關(guān)S采用瞬間接觸，記錄指針偏轉(zhuǎn)方向?！纠?】為探究影響感應(yīng)電流方向的因素，同學(xué)們做了如下的實(shí)驗(yàn)。

（1）所用電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向間的關(guān)系為：當(dāng)電流從“+”接線柱流入電流計(jì)時(shí)，指針向右偏轉(zhuǎn)；（2）如圖甲，將條形磁鐵S極向下插入螺線管時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流計(jì)的指針向右偏轉(zhuǎn)。螺線管的繞線方向如圖乙所示，則螺線管中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向（填“向下”或“向上”）；（3）關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是。（填正確答案標(biāo)號(hào)）A．將磁鐵插入的速度越大，電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)幅度越大B．將磁鐵插入的速度越大，電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)幅度越小C．將磁鐵的N極向下，并將其抽出，電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn)D．將磁鐵的N極向下，并將其插入，電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)（4）本實(shí)驗(yàn)也可以用發(fā)光二極管代替電流計(jì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如圖丙所示，將條形磁鐵N極向下插入螺線管，可觀察到發(fā)光二極管（填“”或“”）短暫發(fā)光。由此可分析得出：當(dāng)穿過螺線管的磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)與條形磁鐵的磁場(chǎng)方向（填“相同”或“相反”）?！敬鸢浮肯蛳翧相反【詳解】（2）[1]將條形磁鐵S極向下插入螺線管時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流計(jì)的指針向右偏轉(zhuǎn)。說明感應(yīng)電流方向?yàn)閺腂經(jīng)螺線管到A，由安培定則可知，螺線管中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向下。（3）[2]AB．將磁鐵插入的速度越大，可知穿過螺線管的磁通量變化率越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大，則感應(yīng)電流越大，電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)幅度越大，A正確，B錯(cuò)誤；C．將磁鐵的N極向下，并將其抽出，則穿過螺線管的磁通量減小，由楞次定律可知，感應(yīng)電流由電流計(jì)的正極流入，指針向右偏轉(zhuǎn)，C錯(cuò)誤；D．將磁鐵的N極向下，并將其插入，則穿過螺線管的磁通量增大，由楞次定律可知，感應(yīng)電流由電流計(jì)的負(fù)極流入，電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn)，D錯(cuò)誤。故選A。（4）[3]將條形磁鐵N極向下插入螺線管，則穿過螺線管的磁通量增大，由楞次定律可知，感應(yīng)電流從A經(jīng)螺線管到B，可觀察到發(fā)光二極管短暫發(fā)光。[4]由此可分析得出：當(dāng)穿過螺線管的磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)與條形磁鐵的磁場(chǎng)方向相反?！纠?】．在“探究影響感應(yīng)電流方向的因素”的實(shí)驗(yàn)中，請(qǐng)回答下列問題。

(1)為弄清靈敏電流表指針擺動(dòng)方向與電流方向的關(guān)系，某同學(xué)想用多用電表的某一擋位來進(jìn)行探究，他應(yīng)選用多用電表的擋（選填“歐姆”、“直流電流”、“直流電壓”、“交流電流”或“交流電壓”），對(duì)靈敏電流表進(jìn)行測(cè)試。該同學(xué)先將多用電表的紅表筆接靈敏電流表的正接線柱，再將黑表筆（選填“短暫”或“持續(xù)”）接靈敏電流表的負(fù)接線柱，此時(shí)發(fā)現(xiàn)靈敏電流表的指針向左擺動(dòng)。(2)實(shí)驗(yàn)中，該同學(xué)將磁鐵向下從線圈上方插入線圈時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流表的指針向右偏轉(zhuǎn)，說明磁鐵的下端為極（選填“S”或“N”）。(3)另一位同學(xué)利用圖乙所示的實(shí)驗(yàn)器材來研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象及判定感應(yīng)電流方向。①在給出的實(shí)物圖中，已用實(shí)線作為導(dǎo)線連接了部分實(shí)驗(yàn)電路，請(qǐng)從圖乙中1、2箭頭開始用實(shí)線作為導(dǎo)線完善其余電路的連接；()②將插入后，下列實(shí)驗(yàn)操作產(chǎn)生的感應(yīng)電流與合上開關(guān)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相同的是。A．閉合開關(guān)，穩(wěn)定后斷開開關(guān)

B．閉合開關(guān)，穩(wěn)定后拔出線圈C．閉合開關(guān)，穩(wěn)定后拔出軟鐵棒

D．閉合開關(guān)，穩(wěn)定后使變阻器滑片P左移【答案】(1)歐姆短暫(2)S(3)

D【詳解】（1）[1]要使靈敏電流表指針擺動(dòng)，一定有電流通過，想用多用電表的某一擋位來進(jìn)行探究，只有“歐姆”檔位有電源，因此他應(yīng)選用多用電表的“歐姆”擋。[2]該同學(xué)先將多用電表的紅表筆接靈敏電流表的正接線柱，由于靈敏電流計(jì)的量程很小，，歐姆擋電表內(nèi)部的電源電壓相對(duì)較高，流過靈敏電流計(jì)的電流將較大，為保護(hù)靈敏電流計(jì)，將黑表筆“短暫”接靈敏電流表的負(fù)接線柱。（2）多用電表的紅表筆接靈敏電流表的正接線柱，將黑表筆短暫接靈敏電流表的負(fù)接線柱，此時(shí)靈敏電流表的指針向左擺動(dòng)，由于歐姆表的黑表筆接電源的正極，因此可知靈敏電流表從負(fù)極流入，指針向左擺動(dòng)，實(shí)驗(yàn)中，該同學(xué)將磁鐵向下從線圈上方插入線圈時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流表的指針向右偏轉(zhuǎn)，可知感應(yīng)電流是從電流表的正接線柱流入，可知線圈中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向下，由楞次定律可知，說明磁鐵的下端為S極。（3）[1]由題圖用實(shí)線作為導(dǎo)線完善其余電路的連接如圖所示。②[2]A．將插入后，合上開關(guān)時(shí)在中產(chǎn)生增強(qiáng)的磁場(chǎng)，由楞次定律可知，在中產(chǎn)生感應(yīng)電流。閉合開關(guān)，穩(wěn)定后斷開開關(guān)，穿過的磁場(chǎng)減弱，磁場(chǎng)方向不變，由楞次定律可知，在中產(chǎn)生與開關(guān)閉合時(shí)相反方向的感應(yīng)電流，A錯(cuò)誤；B．閉合開關(guān)，穩(wěn)定后拔出線圈，可知穿過的磁場(chǎng)減弱，由楞次定律可知，在中產(chǎn)生與開關(guān)閉合時(shí)相反方向的感應(yīng)電流，B錯(cuò)誤；C．閉合開關(guān)，穩(wěn)定后拔出軟鐵棒，可知穿過的磁場(chǎng)減弱，由楞次定律可知，在中產(chǎn)生與開關(guān)閉合時(shí)相反方向的感應(yīng)電流，C錯(cuò)誤；D．閉合開關(guān)，穩(wěn)定后使變阻器滑片P左移，可知變阻器接入電路的電阻值減小，則通過的電流增大，產(chǎn)生的磁場(chǎng)增強(qiáng)，由楞次定律可知，在中產(chǎn)生與開關(guān)閉合時(shí)相同方向的感應(yīng)電流，D正確。故選D。【例3】．某同學(xué)用如圖所示的電路探究影響感應(yīng)電流的因素，G為靈敏電流計(jì)（已知電流由“+”接線柱流入，指針向右偏轉(zhuǎn)；電流由“-”接線柱流入，指針向左偏轉(zhuǎn)），采用如下步驟完成實(shí)驗(yàn)：(1)如圖（a），將條形磁鐵的S極向下插入線圈的過程中，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)的指針（填“向左偏轉(zhuǎn)”“向右偏轉(zhuǎn)”或“不偏轉(zhuǎn)”）。(2)如圖（b），將條形磁鐵的N極向上抽出線圈的過程中，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)的指針（填“向左偏轉(zhuǎn)”“向右偏轉(zhuǎn)”或“不偏轉(zhuǎn)”）。(3)經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)操作，得出結(jié)論：當(dāng)穿過線圈的磁通量增大時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與條形磁鐵在線圈內(nèi)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向（填“相同”“相反”或“沒有關(guān)系”）；當(dāng)穿過線圈的磁通量減小時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與條形磁鐵在線圈內(nèi)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向（填“相同”“相反”或“沒有關(guān)系”）?！敬鸢浮?1)向右偏轉(zhuǎn)(2)向右偏轉(zhuǎn)(3)相反相同【詳解】（1）將條形磁鐵的S極向下插入線圈的過程中，穿過線圈的磁通量增大，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與條形磁鐵在該處產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向相反，即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向下，根據(jù)右手定則可知，感應(yīng)電流從靈敏電流表的“”極流入，指針向右偏轉(zhuǎn)。（2）將條形磁鐵的N極向上抽出線圈的過程中，穿過線圈的磁通量減小，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與條形磁鐵在該處產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向相同，即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向下，根據(jù)右手定則可知，感應(yīng)電流從靈敏電流表的“”極流入，指針向右偏轉(zhuǎn)。（3）[1][2]經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)操作，可總結(jié)結(jié)論：當(dāng)穿過線圈的磁通量增大時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與條形磁鐵在線圈內(nèi)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向相反；當(dāng)穿過線圈的磁通量減小時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與條形磁鐵在線圈內(nèi)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向相同?！纠?】．甲、乙、丙三位同學(xué)利用如圖所示裝置探究影響感應(yīng)電流方向的因素。（1）如圖，甲同學(xué)在斷開開關(guān)時(shí)發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)，下列操作中同樣能使指針向右偏轉(zhuǎn)的有________。A．閉合開關(guān)B．開關(guān)閉合時(shí)將滑動(dòng)變阻器的滑片向左滑動(dòng)C．開關(guān)閉合時(shí)將線圈從線圈中拔出D．開關(guān)閉合時(shí)將線圈倒置再重新插入線圈中（2）為確切判斷線圈中的感應(yīng)電流方向，應(yīng)在實(shí)驗(yàn)前先查明靈敏電流計(jì)_____________的關(guān)系。（3）如圖，乙同學(xué)將條形磁鐵從線圈上方由靜止釋放，使其筆直落入線圈中，多次改變釋放高度，發(fā)現(xiàn)釋放高度越高，靈敏電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)過的角度越大。該現(xiàn)象說明了線圈中_________（選填“磁通量”“磁通量變化量”或“磁通量變化率”）越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電流越大。（4）丙同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置來判斷感應(yīng)電流的方向。他先使用多用電表的歐姆擋對(duì)二極管正負(fù)極進(jìn)行確認(rèn)，某次測(cè)量時(shí)發(fā)現(xiàn)多用電表指針幾乎沒有偏轉(zhuǎn)，說明此時(shí)黑表筆接觸的是二極管的_________（選填“正極”或“負(fù)極”）。實(shí)驗(yàn)操作時(shí)將磁鐵插入線圈時(shí)，只有燈____________（選填“C”或“D”）短暫亮起?！敬鸢浮緾D/DC指針偏轉(zhuǎn)方向與流入電流方向磁通量變化率負(fù)極C【詳解】（1）[1]斷開開關(guān)時(shí)，線圈中電流迅速減小，則B線圈中磁通減小，出現(xiàn)感應(yīng)電流，使靈敏電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)；為了同樣使指針向右偏轉(zhuǎn)，應(yīng)減小B線圈中的磁通量或增加B線圈中反向的磁通量。A．閉合開關(guān)，線圈中的電流突然增大，則B線圈中的磁通量增大，故A錯(cuò)誤；B．開關(guān)閉合時(shí)將滑動(dòng)變阻器的滑片向左滑動(dòng)，線圈中的電流增大，則B線圈中的磁通量增大，故B錯(cuò)誤；C．開關(guān)閉合時(shí)將線圈從B線圈中拔出，則B線圈中的磁通量減小，故C正確；D．開關(guān)閉合時(shí)將線圈倒置，再重新插入B線圈中，則B線圈中反向的磁通量增加，故D正確。故選CD。（2）[2]判斷感應(yīng)電流具體流向，應(yīng)先查明靈敏電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向與電流流入方向的關(guān)系。（3）[3]釋放高度越高，磁鐵落入線圈的速度越快，則線圈中磁通量變化率越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電流越大。（4）[5]歐姆擋指針沒有偏轉(zhuǎn)時(shí)，說明二極管的負(fù)極與電源正極相連，根據(jù)多用電表紅進(jìn)黑出的操作原則，此時(shí)黑表筆接觸的是二極管的負(fù)極；[6]當(dāng)磁鐵插入線圈時(shí)，線圈中出現(xiàn)如圖所示方向的電流，燈C短暫亮起。題型二感應(yīng)電流的產(chǎn)生和方向判斷1．產(chǎn)生感應(yīng)電流的三種情況2．用楞次定律判斷3．用右手定則判斷(1)掌心——磁感線穿入。(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?！纠?】如圖所示，虛線Ⅰ和Ⅱ之間有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，閉合線圈自高處落下，依次經(jīng)過a、b、c三個(gè)位置．下列說法正確的是（）

A．線畫在位置a不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流B．線圈在位置b一定做加速運(yùn)動(dòng)C．線圈只有位置b和位置c會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流D．線圈a、b、c三個(gè)位置都有感應(yīng)電流產(chǎn)生【答案】B【詳解】A．閉合線圈自高處落下，經(jīng)過a位置時(shí)，線圈中的磁通量在增大，因此該位置線圈中由感應(yīng)電流，故A錯(cuò)誤；B．線圈在位置b時(shí)，線圈中的磁通量達(dá)到最大值，為發(fā)生改變，因此線圈中沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，線圈在下降過程中只收到重力作用，線圈在做勻加速運(yùn)動(dòng)，故B正確；CD．線圈只有在進(jìn)出磁場(chǎng)時(shí)磁通量發(fā)生變化才會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，可知在a、b、c三個(gè)位置中，位置a和位置c會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，故CD錯(cuò)誤；故選B?！纠?】下列關(guān)于甲、乙、丙、丁四幅圖的說法，正確的是（）A．圖甲中，當(dāng)兩導(dǎo)體棒以相同的速度在導(dǎo)軌上勻速向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體棒中能產(chǎn)生感應(yīng)電流B．圖乙中，當(dāng)導(dǎo)體棒在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以恒定的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體棒中能產(chǎn)生感應(yīng)電流C．圖丙中，當(dāng)閉合圓環(huán)導(dǎo)體（水平放置）某一直徑正上方的直導(dǎo)線中通有直電流時(shí)，閉合圓環(huán)導(dǎo)體中能產(chǎn)生感應(yīng)電流D．圖丁中，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)時(shí)，不閉合的導(dǎo)體環(huán)中能產(chǎn)生感應(yīng)電流【答案】B【詳解】A．圖甲中，當(dāng)兩導(dǎo)體棒以相同的速度在導(dǎo)軌上勻速向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩導(dǎo)體棒所構(gòu)成回路的面積固定不變，而磁場(chǎng)也不變，則回路中的磁通量不變，因此不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，故A錯(cuò)誤；B．圖乙中，當(dāng)導(dǎo)體棒在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以恒定的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體棒切割磁感線，從而產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)，故B正確；C．圖丙中，當(dāng)閉合圓環(huán)導(dǎo)體（水平放置）某一直徑正上方的直導(dǎo)線中通有直電流時(shí)，通電導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)在以通電導(dǎo)線的投影為對(duì)稱軸的閉合圓環(huán)導(dǎo)體前后面中，磁場(chǎng)方向相反，，則閉合圓環(huán)導(dǎo)體的磁通量為零，因此不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，故C錯(cuò)誤；D．圖丁中，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)時(shí)，電路中的電阻增大，電流減小。從而使電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)發(fā)生變化，使不閉合的導(dǎo)體環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，但因?yàn)閷?dǎo)體環(huán)不閉合，沒有形成完整的回路，因此環(huán)中沒有感應(yīng)電流，故D錯(cuò)誤。故選B?！纠?】如圖所示平面內(nèi)，在通有圖示方向電流I的長(zhǎng)直導(dǎo)線右側(cè)，固定一正方形導(dǎo)線框abcd，ab邊與直導(dǎo)線平行。調(diào)節(jié)電流I的大小，使得空間各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻增加，則（）

A．導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流逐漸增大B．導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流沿順時(shí)針方向C．導(dǎo)線框的bc邊受到的安培力大小恒定D．導(dǎo)線框整體受到的安培力方向水平向右【答案】D【詳解】A．線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流為空間各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻增加，故線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流不變，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)安培定則可知，通電直導(dǎo)線右側(cè)的磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻增加，根據(jù)楞次定律可知線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流沿逆時(shí)針方向，故B錯(cuò)誤；C．線框邊感應(yīng)電流保持不變，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻增加，根據(jù)安培力表達(dá)式故所受的安培力變大，故C錯(cuò)誤；D．線框所處空間的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流沿逆時(shí)針方向，根據(jù)左手定則可知，線框邊所受的安培力水平向右，線框邊所受的安培力水平向左，另兩條邊所受安培力等大反向相互抵消；通電直導(dǎo)線的磁場(chǎng)分布特點(diǎn)可知邊所處的磁場(chǎng)較大，根據(jù)安培力表達(dá)式可知，線框整體受到的安培力方向水平向右，故D正確。故選D。題型三楞次定律推論的應(yīng)用內(nèi)容例證阻礙原磁通量變化——“增反減同”磁鐵靠近線圈，B感與B原方向相反阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)——“來拒去留”使回路面積有擴(kuò)大或縮小的趨勢(shì)——“增縮減擴(kuò)”P、Q是光滑固定導(dǎo)軌，a、b是可動(dòng)金屬棒，磁鐵下移，a、b靠近阻礙原電流的變化——“增反減同”合上S，B先亮【例1】如圖所示，彈簧上端固定，下端懸掛一個(gè)磁鐵，在磁鐵正下方有一個(gè)放置在水平桌面上的閉合銅質(zhì)線圈。將磁鐵豎直向下拉至某一位置后放開，磁鐵開始上下振動(dòng)，線圈始終保持靜止下列說法正確的是（）A．磁鐵振動(dòng)過程中，線圈中產(chǎn)生方向不變的感應(yīng)電流B．磁鐵振動(dòng)過程中，線圈對(duì)桌面的壓力始終大于線圈的重力C．磁鐵遠(yuǎn)離線圈時(shí)，線圈有縮小的趨勢(shì)D．磁鐵振動(dòng)過程中，屬于阻尼振動(dòng)，彈簧和磁鐵組成的系統(tǒng)機(jī)械能不守恒【答案】D【詳解】A．穿過線圈的原磁場(chǎng)的方向不變，磁鐵向下運(yùn)動(dòng)過程，穿過線圈的磁通量增大，磁鐵向上運(yùn)動(dòng)過程，穿過線圈磁通量減小，根據(jù)楞次定律可知，磁鐵向上運(yùn)動(dòng)與向下運(yùn)動(dòng)過程產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相反，故A錯(cuò)誤；B．磁鐵向下運(yùn)動(dòng)過程，穿過線圈的磁通量增大，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，磁鐵對(duì)感應(yīng)電流的安培力作用效果將阻礙磁通量的增大，即安培力作用下，線圈有向下運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，即線圈對(duì)桌面的壓力大于線圈的重力，磁鐵向上運(yùn)動(dòng)過程，穿過線圈磁通量減小，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，磁鐵對(duì)感應(yīng)電流的安培力作用效果將阻礙磁通量的減小，即安培力作用下，線圈有向上運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，即線圈對(duì)桌面的壓力小于線圈的重力，故B錯(cuò)誤；C．磁鐵遠(yuǎn)離線圈時(shí)，穿過線圈磁通量減小，根據(jù)楞次定律可知，磁鐵的磁場(chǎng)對(duì)線圈的安培力作用使線圈有擴(kuò)張的趨勢(shì)，從而阻礙磁通量的減小，故C錯(cuò)誤；D．結(jié)合上述可知，磁鐵的磁場(chǎng)對(duì)線圈有安培力作用，線圈之中感應(yīng)電流激發(fā)的磁場(chǎng)對(duì)磁鐵有磁場(chǎng)力作用，該磁場(chǎng)力總要阻礙磁鐵的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，可知，磁鐵振動(dòng)過程中，屬于阻尼振動(dòng)，彈簧和磁鐵組成的系統(tǒng)機(jī)械能不守恒，故D正確。故選D?！纠?】如圖所示，用細(xì)線吊起一個(gè)鋁環(huán)，將磁鐵的N極沿鋁環(huán)的中心軸線靠近鋁環(huán)，鋁環(huán)向右擺動(dòng)。下列說法正確的是（）A．N極靠近鋁環(huán)時(shí)，從左向右看鋁環(huán)中的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針B．鋁環(huán)右擺的過程中，磁鐵對(duì)鋁環(huán)做的功大于鋁環(huán)動(dòng)能的增加量C．僅將鋁環(huán)改為鐵環(huán)，鐵環(huán)也一定會(huì)向右擺動(dòng)D．若將磁鐵的S極沿鋁環(huán)的中心軸線靠近鋁環(huán)，鋁環(huán)將會(huì)向左擺動(dòng)【答案】B【詳解】A．N極靠近鋁環(huán)時(shí)，通過鋁環(huán)的磁通量增加，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反，從左向右看鋁環(huán)中的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，故A錯(cuò)誤；B．鋁環(huán)右擺的過程中，鋁環(huán)的動(dòng)能和重力勢(shì)能均增大，所以磁鐵對(duì)鋁環(huán)做的功大于鋁環(huán)動(dòng)能的增加量，故B正確；C．僅將鋁環(huán)改為鐵環(huán)，條形磁鐵吸引鐵環(huán)，所以鐵環(huán)向左擺動(dòng)，故C錯(cuò)誤；D．若將磁鐵的S極沿鋁環(huán)的中心軸線靠近鋁環(huán)，鋁環(huán)將會(huì)向右擺動(dòng)，故D錯(cuò)誤。故選B?！纠?】．如圖所示，鋁環(huán)A用輕線靜止懸掛于長(zhǎng)直螺線管左側(cè)，且與長(zhǎng)直螺線管共軸。下列說法正確的是（）A．閉合開關(guān)S瞬間，鋁環(huán)A將向左擺動(dòng)B．閉合開關(guān)S穩(wěn)定后，斷開開關(guān)S瞬間，鋁環(huán)A的面積有收縮趨勢(shì)C．保持開關(guān)S閉合，將滑動(dòng)變阻器的滑片迅速向右滑，從左往右看鋁環(huán)A中將產(chǎn)生逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流D．保持開關(guān)S閉合，將滑動(dòng)變阻器的滑片迅速向左滑，鋁環(huán)A將向右擺動(dòng)【答案】A【詳解】A．閉合開關(guān)S瞬間，穿過鋁環(huán)A的磁通量突然增加，鋁環(huán)A中產(chǎn)生感應(yīng)電流阻礙原磁場(chǎng)在鋁環(huán)A中的磁通量增加，故鋁環(huán)A將向左擺動(dòng)，A正確；B．閉合開關(guān)S穩(wěn)定后，斷開開關(guān)S瞬間，穿過鋁環(huán)A的磁通量減小，根據(jù)楞次定律中阻礙觀點(diǎn)，鋁環(huán)A的面積有擴(kuò)張趨勢(shì)，B錯(cuò)誤；C．保持開關(guān)S閉合，將滑動(dòng)變阻器的滑片迅速向右滑，總電阻變大，螺線管中的電流減小，鋁環(huán)A中將產(chǎn)生與螺線管上同方向的感應(yīng)電流，則從左往右看鋁環(huán)A中將產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流，C錯(cuò)誤；D．保持開關(guān)S閉合，將滑動(dòng)變阻器的滑片迅速向左滑，電路中電流變大，穿過鋁環(huán)A的磁通量突然增加，根據(jù)楞次定律中阻礙觀點(diǎn)，鋁環(huán)A將向左擺動(dòng)，D錯(cuò)誤。故選A。【例3】．如圖所示，水平桌面上有一閉合鋁環(huán)，在鋁環(huán)軸線上方有一條形磁鐵，當(dāng)條形磁鐵沿軸線豎直向上迅速運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列判斷正確的是（）A．鋁環(huán)有的收縮趨勢(shì)，對(duì)桌面壓力增大 B．鋁環(huán)有收縮的趨勢(shì)，對(duì)桌面壓力減小C．鋁環(huán)有擴(kuò)張的趨勢(shì)，對(duì)桌面壓力減小 D．鋁環(huán)有擴(kuò)張的趨勢(shì)，對(duì)桌面壓力增大【答案】C【詳解】根據(jù)楞次定律可知：當(dāng)條形磁鐵沿軸線豎直向上迅速移動(dòng)時(shí)，閉合導(dǎo)體環(huán)內(nèi)的磁通量減少，因此線圈做出的反應(yīng)是面積有擴(kuò)大的趨勢(shì)，同時(shí)將靠近磁鐵，故減少了和桌面的擠壓程度，從而使導(dǎo)體環(huán)對(duì)桌面壓力減少，故C正確，ABD錯(cuò)誤。故選C?！纠?】．如圖甲所示是焊接自行車零件的原理圖，其中外圈M是線圈，N是自行車的零件，a是待焊接的接口，將焊口兩端接觸在一起，當(dāng)M兩端接入如圖乙所示的正弦電流后，接口處的金屬便會(huì)熔化而焊接起來。以逆時(shí)針方向?yàn)檎较?，下列說法正確的是（

）A．零件中的電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針B．零件中的電流大小不斷減小C．零件有收縮的趨勢(shì)D．時(shí)刻零件受到線圈M的作用力最大【答案】C【詳解】A．時(shí)間內(nèi)M中電流逐漸增大，則穿過N的磁通量向上增大，有楞次定律可知零件中的電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，故A錯(cuò)誤；B．時(shí)間內(nèi)M中電流逐漸減小，則磁通量逐漸減小，而磁通量的變化率逐漸增大，則由法拉第電磁感應(yīng)定律可知電流大小不斷增大，故B錯(cuò)誤；C．時(shí)間內(nèi)M中電流順時(shí)針增大，N中的磁通量增大，由楞次定律可知零件有收縮的趨勢(shì)，故C正確；D．時(shí)刻M中的電流的變化率為零，故N中感應(yīng)電流為零，則零件受到線圈M的作用力為零，故D錯(cuò)誤。故選C?！纠?】．如圖甲所示，一長(zhǎng)直導(dǎo)線與閉合金屬線框位于同一豎直平面內(nèi)，長(zhǎng)直導(dǎo)線中的電流隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖乙所示（以水平向右為電流的正方向），則在時(shí)間內(nèi)，下列說法正確的是（）A．穿過線框的磁通量一直減小B．線框中始終產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流C．線框先有收縮的趨勢(shì)后有擴(kuò)張的趨勢(shì)D．線框所受安培力的合力先向下后向上【答案】B【詳解】A．長(zhǎng)直導(dǎo)線中的電流先減小后增大，所以穿過線框的磁通量先減小后增大，故A錯(cuò)誤；B．由楞次定律可以判斷在時(shí)間內(nèi)，線框中始終產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流，故B正確；C．穿過線框的磁通量先減小后增大，由榜次定律知線框先有擴(kuò)張的趨勢(shì)后有收縮的趨勢(shì)，故C錯(cuò)誤；D．由?次定律、左手定則判斷線框受安培力的合力方向先向上后向下，故D錯(cuò)誤。故選B?！纠?】某同學(xué)設(shè)想的減小電梯墜落時(shí)造成傷害的一種應(yīng)急安全裝置如圖所示，在電梯轎廂底部安裝永久強(qiáng)磁鐵，磁鐵N極朝上，電梯井道內(nèi)壁上鋪設(shè)若干金屬線圈，線圈在電梯轎廂墜落時(shí)能自動(dòng)閉合，從而減小對(duì)箱內(nèi)人員的傷害。當(dāng)電梯轎廂墜落到圖示位置時(shí)，下列說法正確的是（）

A．從上往下看，金屬線圈A中的感應(yīng)電流沿順時(shí)針方向B．從上往下看，金屬線圈B中的感應(yīng)電流沿順時(shí)針方向C．金屬線圈A對(duì)電梯轎廂下落有阻礙作用，B沒有阻礙作用D．金屬線圈B有收縮的趨勢(shì)，A有擴(kuò)張的趨勢(shì)【答案】BD【詳解】AB．當(dāng)電梯墜落至如圖位置時(shí)，閉合線圈中向上的磁場(chǎng)減弱，感應(yīng)電流的方向從上往下看是逆時(shí)針方向，中向上的磁場(chǎng)增強(qiáng)，感應(yīng)電流的方向從上往下看是順時(shí)針方向，B正確，A錯(cuò)誤；C．結(jié)合AB的分析可知，當(dāng)電梯墜落至如圖位置時(shí)，閉合線圈都在阻礙電梯下落，C錯(cuò)誤；D．閉合線圈中向上的磁場(chǎng)減弱，中向上的磁場(chǎng)增強(qiáng)，根據(jù)楞次定律可知，線圈有收縮的趨勢(shì)，有擴(kuò)張的趨勢(shì)，D正確。故選BD。題型四“三定則、一定律”的應(yīng)用“三個(gè)定則”“一個(gè)定律”的比較名稱用途選用原則安培定則判斷電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)(方向)分布因電生磁左手定則判斷通電導(dǎo)線、運(yùn)動(dòng)電荷所受磁場(chǎng)力的方向因電受力右手定則判斷導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向或電源正負(fù)極因動(dòng)生電楞次定律判斷因回路磁通量改變而產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向因磁通量變化生電【例1】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中通有變化的電流，電流隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示，電流正方向如圖甲中箭頭所示。P所受的重力為G，桌面對(duì)P的支持力為，則（）A．時(shí)刻，穿過線圈P的磁通量最大，感應(yīng)電流也最大B．時(shí)刻，線圈P中感應(yīng)電流最大，等于GC．時(shí)間內(nèi)，螺線管對(duì)線圈是吸引力D．時(shí)間內(nèi)，穿過線圈P的磁通量變小，且線圈P有擴(kuò)張的趨勢(shì)【答案】B【詳解】A．由圖乙可知，t1時(shí)刻螺線管Q中電流為最大，電流的變化率為零，則t1時(shí)刻穿過線圈P磁通量最大，磁通量的變化率為零，P中感應(yīng)電流為零，故A錯(cuò)誤；B．由圖乙可知，t2時(shí)刻螺線管Q中電流的變化率為最大，則穿過線圈的磁通量變化率最大，P中有感應(yīng)電流，螺線管Q中電流為0，P不受到磁場(chǎng)力的作用，故等于G，故B正確；C．由圖乙可知，t2時(shí)刻，螺線管Q中電流為0，電流的變化率最大，P中感應(yīng)電流最大，二者之間沒有安培力，t3時(shí)刻，螺線管Q中電流的變化率為0，P中無感應(yīng)電流，二者之間沒有安培力。t2~t3時(shí)間內(nèi)通過Q的電流在變大，穿過P的磁通量在變大，兩者相互排斥，則t2~t3時(shí)間內(nèi)螺線管對(duì)線圈的是排斥力，且先增大后減小，故C錯(cuò)誤；D．由圖乙可知，t2~t3時(shí)間內(nèi)，螺線管Q中電流增大，則穿過線圈磁通量增大，根據(jù)增縮減擴(kuò)原理可知，線圈有收縮的趨勢(shì)，故D錯(cuò)誤。故選B?！纠?】．如圖所示，水平放置的兩條電阻不計(jì)的光滑軌道上有可自由移動(dòng)的金屬棒PQ、MN，當(dāng)MN在外力作用下向左勻加速運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí)，PQ的電流方向及運(yùn)動(dòng)情況是（）A．P→Q，向右運(yùn)動(dòng) B．Q→P，向右運(yùn)動(dòng)C．P→Q，向左運(yùn)動(dòng) D．Q→P，向左運(yùn)動(dòng)【答案】A【詳解】當(dāng)MN在外力作用下向左勻加速運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)右手定則和安培定則可知，線圈中電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)向上穿過線圈，且穿過線圈的磁通量增加；根據(jù)楞次定律可知，線圈感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向下，根據(jù)右手螺旋定則可知通過金屬棒PQ的電流方向由P→Q，根據(jù)左手定則可知，金屬棒PQ受到的安培力向右，則金屬棒PQ向右運(yùn)動(dòng)。故選A?！纠?】．如圖甲所示，螺線管P穿過一固定圓形線圈Q，P中通有變化的電流i，規(guī)定圖示電流方向?yàn)檎?，電流隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示，則（）A．t1時(shí)刻，從上往下看，線圈Q中有順時(shí)針方向的電流B．t2時(shí)刻，線圈Q中沒有感應(yīng)電流C．t1~t2時(shí)間內(nèi)，Q中電流在增大D．t2~t3時(shí)間內(nèi)，Q中磁通量的變化率在增大【答案】AC【詳解】A．時(shí)刻，流過線圈P的電流為正向減小，則由楞次定律可知穿過Q的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)向下，從上往下看，線圈Q中有順時(shí)針方向的感應(yīng)電流，故A正確；B．時(shí)刻雖然P中電流為零，但此時(shí)電流的變化率不為零，線圈Q中依然有感應(yīng)電流存在，故B錯(cuò)誤；C．時(shí)間內(nèi)，因P中電流變化率在增大，即穿過Q的磁通量的變化率增大，則Q中電流在增大，故C正確；D．時(shí)間內(nèi)，P中電流的變化率在減小，則Q中磁通量的變化率在減小，故D錯(cuò)誤。故選AC?！纠?】如圖甲所示，驅(qū)動(dòng)線圈通過開關(guān)S與電源連接，發(fā)射線圈放在絕緣且內(nèi)壁光滑的發(fā)射導(dǎo)管內(nèi)。閉合開關(guān)S后，在內(nèi)驅(qū)動(dòng)線圈的電流隨時(shí)間t的變化如圖乙所示。在這段時(shí)間內(nèi)，下列說法正確的是（）A．驅(qū)動(dòng)線圈內(nèi)部的磁場(chǎng)水平向左 B．發(fā)射線圈內(nèi)部的感應(yīng)磁場(chǎng)水平向左C．時(shí)發(fā)射線圈所受的安培力最大 D．時(shí)發(fā)射線圈中的感應(yīng)電流最大【答案】B【詳解】A．根據(jù)安培定則，驅(qū)動(dòng)線圈內(nèi)的磁場(chǎng)方向水平向右，A錯(cuò)誤；B．由圖乙可知，通過發(fā)生線圈的磁通量增大，根據(jù)楞次定律，發(fā)射線圈內(nèi)部的感應(yīng)磁場(chǎng)方向水平向左，B正確；CD．時(shí)驅(qū)動(dòng)線圈的電流變化最快，則此時(shí)通過發(fā)射線圈的磁通量變化最快，產(chǎn)生的感應(yīng)電流最大，但此時(shí)磁場(chǎng)最弱，安培力不是最大值；同理，時(shí)發(fā)射線圈中的感應(yīng)電流最小，CD錯(cuò)誤。故選B。題型五法拉第電磁感應(yīng)定律的理解及應(yīng)用1．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)．(2)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)．2．法拉第電磁感應(yīng)定律(1)內(nèi)容：閉合電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比．(2)公式：E＝neq\f(ΔΦ,Δt)，其中n為線圈匝數(shù)．(3)感應(yīng)電流與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的關(guān)系：I＝eq\f(E,R＋r).(4)說明：E的大小與Φ、ΔΦ無關(guān)，決定于磁通量的變化率eq\f(ΔΦ,Δt).2．若已知Φ－t圖像，則圖線上某一點(diǎn)的切線斜率為eq\f(ΔΦ,Δt).3．當(dāng)ΔΦ僅由B的變化引起時(shí)，E＝neq\f(ΔB·S,Δt)，其中S為線圈在磁場(chǎng)中的有效面積．若B＝B0＋kt，則eq\f(ΔB,Δt)＝k.4．當(dāng)ΔΦ僅由S的變化引起時(shí)，E＝nBeq\f(ΔS,Δt).5．當(dāng)B、S同時(shí)變化時(shí)，則eq\x\to(E)＝neq\f(B2S2－B1S1,Δt)≠neq\f(ΔB·ΔS,Δt).求瞬時(shí)值是分別求出動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)E1和感生電動(dòng)勢(shì)E2并進(jìn)行疊加．【例1】如圖所示，將一個(gè)單位長(zhǎng)度電阻為的均勻圓形金屬線圈用一根不可伸長(zhǎng)的輕繩懸掛在天花板下，線圈的半徑為，粗細(xì)不計(jì)。過圓心的直線的下方有方向始終垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小隨時(shí)間的變化關(guān)系為，直線與線圈的交點(diǎn)為、。則下列說法正確的是（

）

A．線圈中產(chǎn)生的電流大小恒為B．線圈中有逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流C．線圈所受到的安培力大小恒定不變D．時(shí)間內(nèi)線圈中產(chǎn)生的焦耳熱為【答案】A【詳解】A．根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小隨時(shí)間的變化關(guān)系可得而由法拉第電磁感應(yīng)定律有而根據(jù)題意可得線圈的電阻為則根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得故A正確；B．根據(jù)楞次定律可知，線圈中的感應(yīng)電流始終為順時(shí)針方向，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)安培力公式可知，式中電流和有效長(zhǎng)度恒定，但磁場(chǎng)感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間在變化，因此線圈所受安培力是變力，故C錯(cuò)誤；D．時(shí)間內(nèi)電流恒定，則根據(jù)焦耳定律可得產(chǎn)生的焦耳熱為故D錯(cuò)誤。故選A?！纠?】如圖所示，固定的均勻矩形鋁框abcd，長(zhǎng)度為2L，寬度為L(zhǎng)，左邊邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形區(qū)域abef內(nèi)存在與鋁框平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。已知鋁的電阻率為ρ，單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為n，電子的電荷量為e。某時(shí)刻起，磁感應(yīng)強(qiáng)度以變化率均勻增加。則（）

A．空間中產(chǎn)生順時(shí)針方向的恒定電場(chǎng)B．鋁框中的自由電子受到電場(chǎng)力的作用順時(shí)針方向定向移動(dòng)形成電流C．自由電子定向移動(dòng)的平均速率D．一個(gè)電子沿鋁框運(yùn)動(dòng)一周，電場(chǎng)力做功【答案】BCD【詳解】AB．根據(jù)楞次定律，變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生逆時(shí)針方向的電場(chǎng)，鋁框中的自由電子在電場(chǎng)力的作用下順時(shí)針方向定向移動(dòng)形成電流，故A錯(cuò)誤，B正確；C．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)由得故C正確；D．一個(gè)電子沿鋁框運(yùn)動(dòng)一周，電場(chǎng)力做功故D正確。故選BCD。【例3】如圖所示，用均勻?qū)Ь€做成的單匝正方形線圈的面積為S，正方形的一半放在垂直于線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，a，b分別為兩對(duì)邊的中點(diǎn)，線圈的總電阻為R。下列說法正確的是（）A．當(dāng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度增大時(shí)，線圈中的電流沿順時(shí)針方向B．當(dāng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度以的變化率增大時(shí)，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為C．在磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小由B減小到零的過程中，通過線圈某一橫截面的電荷量為D．在線圈以ab為軸轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中，某一段時(shí)間內(nèi)線圈中沒有感應(yīng)電流【答案】C【詳解】A．根據(jù)楞次定律可知，當(dāng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度增大時(shí)，線圈中的電流沿逆時(shí)針方向，A錯(cuò)誤；B．當(dāng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度以的變化率增大時(shí)，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有B錯(cuò)誤；C．在磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小由B減小到零的過程中，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值為感應(yīng)電流的平均值為根據(jù)電流的定義式有解得C正確；D．根據(jù)圖形可知，在線圈以ab為軸轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中，線圈始終有一邊處于磁場(chǎng)中切割磁感線，因此不存在某一段時(shí)間內(nèi)線圈中沒有感應(yīng)電流，D錯(cuò)誤。故選C。【例4】水平桌面上放置著兩個(gè)用同一根均勻金屬絲制成的單匝線圈1和線圈2，半徑分別為和（俯視圖如圖1所示）。豎直方向有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖2所示。線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、電流強(qiáng)度、電功率分別用E、I、P表示，不考慮兩個(gè)線圈間的影響，下列關(guān)系正確的是（

）A．， B．，C．， D．，【答案】A【詳解】由題意可得，兩線圈的長(zhǎng)度之比為兩線圈圍成的面積之比為由法拉第電磁感應(yīng)定律由圖可知，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比為由閉合電路的歐姆定律由電阻定律得兩線圈的電阻之比為可得，線圈中的電流強(qiáng)度之比為線圈中的電功率之比為故選A。題型六導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)1．大小計(jì)算切割方式表達(dá)式垂直切割E＝Blv傾斜切割E＝Blvsinθ，其中θ為v與B的夾角旋轉(zhuǎn)切割(以一端為軸)E＝eq\f(1,2)Bl2ω2.方向判斷(1)把產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分電路或?qū)w當(dāng)作電源的內(nèi)電路，那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源。(2)若電路是不閉合的，則先假設(shè)有電流通過，然后應(yīng)用楞次定律或右手定則判斷出電流的方向。(3)電源內(nèi)部電流的方向是由負(fù)極(低電勢(shì))流向正極(高電勢(shì))，外電路順著電流方向每經(jīng)過一個(gè)電阻電勢(shì)都要降低。3產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的“四種”情形磁場(chǎng)變化平動(dòng)切割轉(zhuǎn)動(dòng)切割旋轉(zhuǎn)切割情景圖研究對(duì)象回路(不一定閉合)一段直導(dǎo)線(或等效成直導(dǎo)線)繞一端垂直勻強(qiáng)磁場(chǎng)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的一段導(dǎo)體棒繞與勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的導(dǎo)線框表達(dá)式E＝neq\f(ΔΦ,Δt)E＝BlvsinθE＝eq\f(1,2)Bl2ωE＝NBSωsinωt(從中性面位置開始計(jì)時(shí))類型1平動(dòng)切割磁感線【例1】如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，水平放置兩根光滑的平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距為0.6m，導(dǎo)軌間接有電阻，有一導(dǎo)體棒AB在導(dǎo)軌上以10m/s的速度向右勻速滑動(dòng)，導(dǎo)體棒AB的電阻，其余電阻不。求：（1）導(dǎo)體棒AB兩端感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大??；（2）導(dǎo)體棒AB受到的安培力大小和方向?！敬鸢浮浚?）1.2V；（2）0.048N，水平向左【詳解】（1）根據(jù)E=BLv可得E=0.2×0.6×10V=1.2V（2）回路的感應(yīng)電流解得I=0.4A安培力F=BIL解得F=0.048N安培力方向水平向左。【例2】如圖，空間存在方向垂直紙面（豎直面）向里的足夠大的磁場(chǎng)，以豎直向下為z軸正方向，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為，式中、k為常量，紙面內(nèi)一質(zhì)量為m、邊長(zhǎng)為a、總電阻為R的正方形導(dǎo)線框在磁場(chǎng)中由靜止開始下落，初始時(shí)導(dǎo)線框底邊水平，最終線框?qū)蛩傧侣?，重力加速度大小為g，則線框勻速下落時(shí)的速度大小為（）A． B． C． D．【答案】B【詳解】線框中電動(dòng)勢(shì)為由題意可得根據(jù)聯(lián)立可得當(dāng)線框勻速下落時(shí)有解得【例3】如圖，相距為d的固定平行光滑金屬導(dǎo)軌與阻值為R的電阻相連，處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中長(zhǎng)度為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒ab沿導(dǎo)軌向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度大小為v。則導(dǎo)體棒ab所受的安培力為（）A．，方向向左 B．，方向向右C．，方向向左 D．，方向向右【答案】A【詳解】導(dǎo)體棒ab切割磁感線在電路部分得有效長(zhǎng)度為d，故感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為回路中感應(yīng)電流為根據(jù)右手定則，判斷電流方向?yàn)閎流向a。故導(dǎo)體棒ab所受的安培力為方向向左。故選A。【例4】如圖所示，在光滑水平金屬框架上有一導(dǎo)體棒ab。第一次以速度v勻速向右平動(dòng)，第二次以速度勻速向右平動(dòng)，兩次移動(dòng)的距離相同，則兩種情況下回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和通過R的電荷量之比分別為（）A．； B．；C．； D．；【答案】B【詳解】根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知兩種情況下回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比根據(jù)結(jié)合聯(lián)立可得可得故B正確，ACD錯(cuò)誤。故選B。類型2轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線【例3】(多選)(2022·廣東卷)如圖所示，水平放置足夠長(zhǎng)光滑金屬導(dǎo)軌abc和de，ab與de平行，bc是以O(shè)為圓心的圓弧導(dǎo)軌。圓弧be左側(cè)和扇形Obc內(nèi)有方向如圖的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。金屬桿OP的O端與e點(diǎn)用導(dǎo)線相接，P端與圓弧bc接觸良好。初始時(shí)，可滑動(dòng)的金屬桿MN靜止在平行導(dǎo)軌上。若桿OP繞O點(diǎn)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)內(nèi)從b到c勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，回路中始終有電流，則此過程中，下列說法正確的有()A．桿OP產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定B．桿OP受到的安培力不變C．桿MN做勻加速直線運(yùn)動(dòng)D．桿MN中的電流逐漸減小【答案】AD【解析】根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的公式可知EOP＝eq\f(1,2)Bl2ω，由于桿OP勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，故A正確；OP切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電流，由右手定則可判斷出MN中電流為從M到N，根據(jù)左手定則可知MN所受安培力向左，MN向左運(yùn)動(dòng)，切割磁感線，產(chǎn)生由N到M的感應(yīng)電流，與OP切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相反，故OP與MN中的電流會(huì)逐漸減小，由F＝IlB可知，桿OP和MN所受安培力逐漸減小，MN做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，故B、C錯(cuò)誤，D正確?！纠?】(多選)如圖所示，在紙面內(nèi)有半圓形輕質(zhì)導(dǎo)體框，O為圓心，圓半徑長(zhǎng)為r，AO段、弧AB段的電阻均為R，BO段導(dǎo)體的電阻可忽略，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界與半圓直徑重合，現(xiàn)用外力使導(dǎo)體框在紙面內(nèi)繞O點(diǎn)以角速度ω沿順時(shí)針方向，從圖示位置勻速轉(zhuǎn)動(dòng)一周，下列說法正確的是()A．圓弧AB段內(nèi)電流方向總是從A流向BB．轉(zhuǎn)動(dòng)的前半周內(nèi)A、B兩端電壓為eq\f(Bωr2,2)C．轉(zhuǎn)動(dòng)的后半周內(nèi)通過O點(diǎn)的電荷量為eq\f(πBr2,4R)D．外力對(duì)線框做的功為eq\f(πωB2r4,4R)【答案】CD【解析】導(dǎo)體框轉(zhuǎn)動(dòng)的前半周內(nèi)，AO切割磁感線，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E1＝eq\f(Bωr2,2)，圓弧AB段內(nèi)電流方向從A流向B，AB段為外電路，故兩端電壓為U＝eq\f(1,2)E1＝eq\f(Bωr2,4)；轉(zhuǎn)動(dòng)的后半周BO段切割磁感線，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E2＝eq\f(Bωr2,2)，圓弧AB段內(nèi)電流方向從B流向A，故A、B錯(cuò)誤；轉(zhuǎn)動(dòng)的后半周穿過導(dǎo)線框的磁通量變化量為ΔΦ＝eq\f(1,2)πBr2，電路總電阻為2R，則轉(zhuǎn)動(dòng)的后半周內(nèi)通過O點(diǎn)的電荷量為q＝eq\f(ΔΦ,2R)＝eq\f(\f(1,2)πBr2,2R)＝eq\f(πBr2,4R)，故C正確；從圖示位置勻速轉(zhuǎn)動(dòng)一周過程中，外力對(duì)線框做的功等于產(chǎn)生的電能，則W＝eq\f(E2,2R)T＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(Bωr2,2)))\s\up12(2),2R)×eq\f(2π,ω)＝eq\f(πωB2r4,4R)，故D正確?！纠?】（2023·江蘇南通·海安高級(jí)中學(xué)校考模擬預(yù)測(cè)）如圖，長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒MN在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中繞平行于磁場(chǎng)的軸OO＇以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，棒與軸OO＇間的夾角為α，則U為（

）

A．0 B．BωL2sin2αC．Bω(Lsinα)2 D．Bω(Lcosα)2【答案】C【詳解】導(dǎo)體棒在勻強(qiáng)電場(chǎng)中切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，則有根據(jù)線速度、角速度和半徑關(guān)系有解得故選C?！纠?】．（2023秋·河南鄭州·高三鄭州一中?？计谀┮桓L(zhǎng)為L(zhǎng)、下端固定的導(dǎo)線OA處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。磁場(chǎng)的方向豎直向上，大小為B。若該導(dǎo)線以角速度ω繞豎直軸旋轉(zhuǎn)，且角速度方向與磁場(chǎng)的方向相同，如圖所示。則導(dǎo)線中的電動(dòng)勢(shì)（）A．大小為，方向由O→AB．大小為，方向由A→OC．大小為，方向由A→OD．大小為，方向由O→A【答案】A【詳解】由題可知，導(dǎo)線切割磁感線的有效長(zhǎng)度為導(dǎo)線切割磁感線的平均速度為故根據(jù)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式可知根據(jù)右手定則可判斷電動(dòng)勢(shì)的方向?yàn)镺→A。故選A。【例5】．（2023·廣東汕頭·統(tǒng)考三模）如圖甲是法拉第發(fā)明的銅盤發(fā)電機(jī)，也是人類歷史上第一臺(tái)發(fā)電機(jī)。利用這個(gè)發(fā)電機(jī)給平行金屬板電容器供電，如圖乙。已知銅盤的半徑為L(zhǎng)，加在盤下側(cè)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為，盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為，每塊平行板長(zhǎng)度為d，板間距離也為d，板間加垂直紙面向內(nèi)、磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。下列選項(xiàng)正確的是（）A．若圓盤按照?qǐng)D示方向轉(zhuǎn)動(dòng)，那么平行板電容器D板電勢(shì)高B．銅盤產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為C．若一電子從電容器兩板中間水平向右射入，恰能勺速直線運(yùn)動(dòng)從右側(cè)水平射出，則電子射入時(shí)速度為D．若有一帶負(fù)電的小球從電容器兩板中間水平向右射入，在復(fù)合場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)又恰好從極板右側(cè)射出，則小球的圓周運(yùn)動(dòng)半徑為【答案】BCD【詳解】A．根據(jù)右手定則可得，C極板帶正電，電勢(shì)高，故A錯(cuò)誤。B．根據(jù)電磁感應(yīng)方程得故B正確。C．由于電子勻速運(yùn)動(dòng)，受力平衡，由得故C正確。D．帶電小球恰能從右板邊緣射出，如圖所示

由幾何關(guān)系可得故D正確。故選BCD。類型3有效長(zhǎng)度問題【例1】（如圖，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直水平面向里，半徑為R的半圓形金屬絲在水平面內(nèi)以速度v做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度方向與直徑ab垂直，運(yùn)動(dòng)中a、b間的電勢(shì)差為（）A．2BRv B． C． D．【答案】C【詳解】金屬絲切割的有效長(zhǎng)度為2R，結(jié)合右手定則可知，運(yùn)動(dòng)中a、b間的電勢(shì)差為故選C?！纠?】如圖所示，平行導(dǎo)軌MN、PQ間距為d，M、P間接一個(gè)電阻R，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于平行金屬導(dǎo)軌所在的平面向里。一根足夠長(zhǎng)的金屬桿ab第一次垂直于導(dǎo)軌放置，第二次與導(dǎo)軌成60°角放置。金屬桿和導(dǎo)軌的電阻不計(jì)，當(dāng)金屬桿兩次均以速度ν沿垂直于桿的方向滑行時(shí)，下列說法正確的是（）A．兩次電阻R上的電壓相等B．第一次和第二次金屬桿中感應(yīng)電流之比為C．第一次和第二次金屬桿受到的安培力大小之比為D．第一次和第二次電阻R上的電功率之比為【答案】B【詳解】AB．第一次產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為第二次產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為因金屬桿和導(dǎo)軌的電阻不計(jì)，電阻上的電壓即為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，可知兩次電阻R上的電壓不相等，根據(jù)可知第一次和第二次金屬桿中感應(yīng)電流之比為選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；C．第一次金屬桿受安培力第二次金屬桿受到的安培力大小而安培力大小之比為，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．根據(jù)可知第一次和第二次電阻R上的電功率之比為，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選B?！纠?】如圖所示，abcd為水平放置的平行“”形光滑金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距為l，bc間電阻為R，其它部分電阻不計(jì)。導(dǎo)軌間有垂直于導(dǎo)軌平面向下的勻強(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)軌成角，金屬桿以的角速度繞N點(diǎn)由圖示位置逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)到與導(dǎo)軌ab垂直。轉(zhuǎn)動(dòng)過程中金屬桿與導(dǎo)軌始終接觸良好，金屬桿電阻忽略不計(jì)，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)電流的方向由M流向NC．電路中感應(yīng)電流的大小始終為D．電路中通過的電荷量為【答案】B【分析】金屬桿轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，相當(dāng)于電源，導(dǎo)軌為外電路，根據(jù)右手定則，分析M、N兩點(diǎn)的電勢(shì)關(guān)系；根據(jù)右手定則判斷金屬桿中感應(yīng)電流的方向；根據(jù)導(dǎo)體轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感應(yīng)線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小計(jì)算公式，結(jié)合閉合電路歐姆定律分析電路中感應(yīng)電流的大小；根據(jù)合電路歐姆定律和電流的定義式相結(jié)合求電路中通過的電量。【詳解】A．金屬桿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，相當(dāng)于電源，由右手定則可知M點(diǎn)電勢(shì)低于N點(diǎn)電勢(shì)，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)右手定則可知金屬桿中感應(yīng)電流的方向是由M流向N，故B正確；C．在圖示位置，金屬棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為回路中的電阻為，則回路中的感應(yīng)電流為且在不同位置電流值不同，故C錯(cuò)誤；D．電路中通過的電量為根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得根據(jù)閉合電路歐姆定律得聯(lián)立可得故D錯(cuò)誤。故選B?！纠?】如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，長(zhǎng)為L(zhǎng)的金屬桿MN在平行金屬導(dǎo)軌上以速度v向右勻速滑動(dòng)。金屬導(dǎo)軌電阻不計(jì)，金屬桿與導(dǎo)軌的夾角為θ，電阻為2R，ab間電阻為R，M、N兩點(diǎn)間電勢(shì)差為U，則M、N兩點(diǎn)電勢(shì)的高低及U的大小分別為（）A．M點(diǎn)電勢(shì)高，U=B．M點(diǎn)電勢(shì)高，U=C．N點(diǎn)電勢(shì)高，U=D．N點(diǎn)電勢(shì)高，U=【答案】B【詳解】由右手定則可以判定導(dǎo)體棒中電流的方向?yàn)橛蒒到M，因此M點(diǎn)電勢(shì)高；導(dǎo)體棒切割磁感線的有效長(zhǎng)度是Lsinθ，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有E=BLvsinθ再根據(jù)閉合電路歐姆定律可知M、N兩點(diǎn)間電勢(shì)差故選B?！纠?】．如圖所示，由均勻?qū)Ь€制成的，半徑為R的圓環(huán)，以v的速度勻速進(jìn)入一磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。當(dāng)圓環(huán)運(yùn)動(dòng)到圖示位置（）時(shí)，a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)差為（）A． B． C． D．【答案】D【詳解】有效切割長(zhǎng)度即a、b連線，即有效切割長(zhǎng)度為，所以產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為由右手定則可知電流的方向?yàn)?，所以。由于在磁?chǎng)部分的阻值為整個(gè)圓的，由閉合電路歐姆定律可得故選D?！纠?】如圖所示，電阻不計(jì)的水平U形光滑導(dǎo)軌上接一個(gè)阻值為的電阻，放在豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一個(gè)半徑為L(zhǎng)、質(zhì)量為、電阻為的半圓形硬導(dǎo)體棒（直徑與導(dǎo)軌垂直，并接觸良好），在水平向右的恒定外力的作用下，由靜止開始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度為時(shí)，位移為，下列說法正確的是（）A．此時(shí)兩端電壓為B．此時(shí)桿克服安培力做功的功率為C．此過程中導(dǎo)體棒的平均速度小于D．此過程中通過電阻的電荷量為【答案】BD【詳解】A．導(dǎo)體有效切割的長(zhǎng)度等于半圓的直徑，半圓形導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為相當(dāng)于電源，其兩端電壓為外電壓，由歐姆定律得A錯(cuò)誤；B．此時(shí)桿克服安培力做功的功率為B正確；C．若導(dǎo)體棒做勻加速運(yùn)動(dòng)，則平均速度等于，但是由于導(dǎo)體棒做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)圖像可知，此過程中的位移大于做勻加速過程的位移，則此過程中導(dǎo)體棒的平均速度大于，C錯(cuò)誤；D．根據(jù)可知此過程中通過電阻的電荷量為D正確。故選BD。題型六自感現(xiàn)象1．自感現(xiàn)象的四大特點(diǎn)(1)自感電動(dòng)勢(shì)總是阻礙線圈中原電流的變化。(2)通過線圈中的電流不能發(fā)生突變，只能緩慢變化。(3)電流穩(wěn)定時(shí)，自感線圈就相當(dāng)于普通導(dǎo)體。(4)線圈的自感系數(shù)越大，自感現(xiàn)象越明顯，自感電動(dòng)勢(shì)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．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【例1】如圖是用電流傳感器（相當(dāng)