1、考點(diǎn)一電磁感應(yīng)中的圖象問(wèn)題1圖象類型電磁感應(yīng)中主要涉及的圖象有Bt圖象、t圖象、Et圖象和It圖象還常涉及感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E和感應(yīng)電流I隨線圈位移x變化的圖象，即Ex圖象和Ix圖象2應(yīng)用知識(shí)(1)四個(gè)規(guī)律：左手定則、安培定則、右手定則、楞次定律(2)應(yīng)用公式：平均電動(dòng)勢(shì)En平動(dòng)切割電動(dòng)勢(shì)EBlv轉(zhuǎn)動(dòng)切割電動(dòng)勢(shì)EBl2閉合電路的歐姆定律I安培力FBIl牛頓運(yùn)動(dòng)定律的相關(guān)公式等3基本方法(1)明確圖象的種類，是Bt圖象還是t圖象，或者Et圖象、It圖象等(2)分析電磁感應(yīng)的具體過(guò)程(3)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(4)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

2、距、圖線與坐標(biāo)軸所圍圖形的面積等代表的物理意義(5)畫圖象或判斷圖象1靜態(tài)圖象問(wèn)題(2014·新課標(biāo)全國(guó)·18)如圖1(a)，線圈ab、cd繞在同一軟鐵芯上在ab線圈中通以變化的電流，用示波器測(cè)得線圈cd間電壓如圖(b)所示已知線圈內(nèi)部的磁場(chǎng)與流經(jīng)線圈的電流成正比，則下列描述線圈ab中電流隨時(shí)間變化關(guān)系的圖中，可能正確的是()圖1答案C解析由題圖(b)可知在cd間不同時(shí)間段內(nèi)產(chǎn)生的電壓是恒定的，所以在該時(shí)間段內(nèi)線圈ab中的磁場(chǎng)是均勻變化的，則線圈ab中的電流是均勻變化的，故選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤，選項(xiàng)C正確2靜態(tài)圖象問(wèn)題(2015·山東理綜·19)如圖2甲，

3、R0為定值電阻，兩金屬圓環(huán)固定在同一絕緣平面內(nèi)左端連接在一周期為T0的正弦交流電源上，經(jīng)二極管整流后，通過(guò)R0的電流i始終向左，其大小按圖乙所示規(guī)律變化規(guī)定內(nèi)圓環(huán)a端電勢(shì)高于b端時(shí)，a、b間的電壓uab為正，下列uabt圖象可能正確的是()圖2答案C解析由題圖乙知，00.25T0，外圓環(huán)電流逐漸增大且逐漸減小，根據(jù)安培定則，外圓環(huán)內(nèi)部磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，磁場(chǎng)逐漸增強(qiáng)且逐漸減小，根據(jù)楞次定律知內(nèi)圓環(huán)a端電勢(shì)高，所以u(píng)ab>0，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律uab知，uab逐漸減小；t0.25T0時(shí)，0，所以0，uab0；同理可知0.25T0<t<0.5T0時(shí)，uab<0，且|u

4、ab|逐漸增大；0.5T0T0內(nèi)重復(fù)00.5T0的變化規(guī)律故選項(xiàng)C正確3以導(dǎo)體棒的形式運(yùn)動(dòng)圖象問(wèn)題(2013·新課標(biāo)全國(guó)·17)如圖3，在水平面(紙面)內(nèi)有三根相同的均勻金屬棒ab、ac和MN，其中ab、ac在a點(diǎn)接觸，構(gòu)成“V”字型導(dǎo)軌空間存在垂直于紙面的均勻磁場(chǎng)用力使MN向右勻速運(yùn)動(dòng)，從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，運(yùn)動(dòng)中MN始終與bac的平分線垂直且和導(dǎo)軌保持良好接觸下列關(guān)于回路中電流i與時(shí)間t的關(guān)系圖線，可能正確的是()圖3答案A解析設(shè)bac2，圖示位置時(shí)a距棒的距離為l0，MN以速度v勻速運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒單位長(zhǎng)度的電阻為R0.經(jīng)過(guò)時(shí)間t，導(dǎo)體棒的有效切割長(zhǎng)度L2(l0vt)tan

5、 ，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EBLv2Bv(l0vt)tan ，回路的總電阻R2(l0vt)tan R0，回路中電流i，故i與t無(wú)關(guān)是一個(gè)定值，選項(xiàng)A正確4以導(dǎo)線框的形式運(yùn)動(dòng)圖象問(wèn)題(2013·新課標(biāo)全國(guó)·16)如圖4，在光滑水平桌面上有一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、電阻為R的正方形導(dǎo)線框；在導(dǎo)線框右側(cè)有一寬度為d(dL)的條形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)的邊界與導(dǎo)線框的一邊平行，磁場(chǎng)方向豎直向下導(dǎo)線框以某一初速度向右運(yùn)動(dòng)，t0時(shí)導(dǎo)線框的右邊恰與磁場(chǎng)的左邊界重合，隨后導(dǎo)線框進(jìn)入并通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域下列vt圖象中，可能正確描述上述過(guò)程的是()圖4答案D解析導(dǎo)線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中，線框受到向左的安培力作用，根據(jù)EBLv、I、

6、FBIL得F，隨著v的減小，安培力F減小，導(dǎo)線框做加速度逐漸減小的減速運(yùn)動(dòng)整個(gè)導(dǎo)線框在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，無(wú)感應(yīng)電流，導(dǎo)線框做勻速運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)線框離開(kāi)磁場(chǎng)的過(guò)程中，根據(jù)F，導(dǎo)線框做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)，所以選項(xiàng)D正確電磁感應(yīng)中圖象問(wèn)題的分析技巧1對(duì)于圖象選擇問(wèn)題常用排除法：先看方向再看大小及特殊點(diǎn)2對(duì)于圖象的描繪：先定性或定量表示出所研究問(wèn)題的函數(shù)關(guān)系，注意橫、縱坐標(biāo)表達(dá)的物理量及各物理量的單位，畫出對(duì)應(yīng)物理圖象(常有分段法、數(shù)學(xué)法)3對(duì)圖象的理解：看清橫、縱坐標(biāo)表示的量，理解圖象的物理意義考點(diǎn)二電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題分析1導(dǎo)體棒的兩種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(1)平衡狀態(tài)導(dǎo)體棒處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，加速度為

7、零；(2)非平衡狀態(tài)導(dǎo)體棒的加速度不為零2兩個(gè)研究對(duì)象及其關(guān)系電磁感應(yīng)中導(dǎo)體棒既可看作電學(xué)對(duì)象(因?yàn)樗喈?dāng)于電源)，又可看作力學(xué)對(duì)象(因?yàn)橛懈袘?yīng)電流而受到安培力)，而感應(yīng)電流I和導(dǎo)體棒的速度v是聯(lián)系這兩個(gè)對(duì)象的紐帶3電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題分析思路(1)電路分析：導(dǎo)體棒相當(dāng)于電源，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相當(dāng)于電源的電動(dòng)勢(shì)，導(dǎo)體棒的電阻相當(dāng)于電源的內(nèi)阻，感應(yīng)電流I.(2)受力分析：導(dǎo)體棒受到安培力及其他力，安培力F安BIl，根據(jù)牛頓第二定律列動(dòng)力學(xué)方程：F合ma.(3)過(guò)程分析：由于安培力是變力，導(dǎo)體棒做變加速運(yùn)動(dòng)或變減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)加速度為零時(shí)，達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，最后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件列方程：F合

8、0.5電磁感應(yīng)中的平衡問(wèn)題(2015·浙江理綜·24)小明同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)“電磁天平”，如圖5所示，等臂天平的左臂為掛盤，右臂掛有矩形線圈，兩臂平衡線圈的水平邊長(zhǎng)L0.1 m，豎直邊長(zhǎng)H0.3 m，匝數(shù)為N1.線圈的下邊處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B01.0 T，方向垂直線圈平面向里線圈中通有可在02.0 A范圍內(nèi)調(diào)節(jié)的電流I.掛盤放上待測(cè)物體后，調(diào)節(jié)線圈中電流使天平平衡，測(cè)出電流即可測(cè)得物體的質(zhì)量(重力加速度取g10 m/s2)圖5圖6(1)為使電磁天平的量程達(dá)到0.5 kg，線圈的匝數(shù)N1至少為多少？(2)進(jìn)一步探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象，另選N2100匝、形狀相同的線圈，總電阻R1

9、0 .不接外電流，兩臂平衡如圖6所示，保持B0不變，在線圈上部另加垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間均勻變大，磁場(chǎng)區(qū)域?qū)挾萪0.1 m當(dāng)掛盤中放質(zhì)量為0.01 kg的物體時(shí)，天平平衡，求此時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率.答案(1)25匝(2)0.1 T/s解析(1)題中“電磁天平”中的線圈受到安培力FN1B0IL由天平平衡可知：mgN1B0IL代入數(shù)據(jù)解得：N125匝(2)由法拉第電磁感應(yīng)定律得：EN2N2Ld由歐姆定律得：I線圈受到的安培力FN2B0IL由天平平衡可得：mgNB0·代入數(shù)據(jù)可得0.1 T/s6電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題如圖7所示，光滑斜面的傾角30°，在斜面上

10、放置一矩形線框abcd，ab邊的邊長(zhǎng)l11 m，bc邊的邊長(zhǎng)l20.6 m，線框的質(zhì)量m1 kg，電阻R0.1 ，線框通過(guò)絕緣細(xì)線與重物相連，重物質(zhì)量M2 kg，斜面上ef(efgh)的右方有垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.5 T，如果線框從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入磁場(chǎng)的最初一段時(shí)間做勻速運(yùn)動(dòng)，且線框的ab邊始終平行于底邊，ef和gh的距離s11.4 m，g10 m/s2，求：圖7(1)線框進(jìn)入磁場(chǎng)前重物的加速度；(2)線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)勻速運(yùn)動(dòng)的速度v；(3)ab邊由靜止開(kāi)始到運(yùn)動(dòng)到gh處所用的時(shí)間t；(4)ab邊運(yùn)動(dòng)到gh處的速度大小及在線框由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到gh處的整個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱答案

11、(1)5 m/s2(2)6 m/s(3)2.5 s(4)12 m/s9 J解析(1)線框進(jìn)入磁場(chǎng)前，僅受到細(xì)線的拉力F、斜面的支持力和線框的重力，重物受到自身的重力和細(xì)線的拉力F，對(duì)線框由牛頓第二定律得Fmgsin ma對(duì)重物由牛頓第二定律得MgFMa又FF聯(lián)立解得線框進(jìn)入磁場(chǎng)前重物的加速度a5 m/s2.(2)因?yàn)榫€框進(jìn)入磁場(chǎng)的最初一段時(shí)間做勻速運(yùn)動(dòng)，則重物受力平衡：MgF1線框abcd受力平衡：F1mgsin F安又F1F1ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)切割磁感線，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EBl1v回路中的感應(yīng)電流為Iab邊受到的安培力為F安BIl1聯(lián)立解得Mgmgsin 代入數(shù)據(jù)解得v6 m/s.(3)線框ab

12、cd進(jìn)入磁場(chǎng)前，做勻加速直線運(yùn)動(dòng)；進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中，做勻速直線運(yùn)動(dòng)；進(jìn)入磁場(chǎng)后到運(yùn)動(dòng)至gh處，仍做勻加速直線運(yùn)動(dòng)進(jìn)入磁場(chǎng)前線框的加速度大小與重物的加速度大小相同，為a5 m/s2，該階段的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t11.2 s進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t20.1 s線框完全進(jìn)入磁場(chǎng)后的受力情況同進(jìn)入磁場(chǎng)前的受力情況相同，所以該階段的加速度仍為a5 m/s2由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律得sl2vt3at解得t31.2 s由此ab邊由靜止開(kāi)始到運(yùn)動(dòng)到gh處所用的時(shí)間tt1t2t32.5 s.(4)線框ab邊運(yùn)動(dòng)到gh處的速度vvat36 m/s5×1.2 m/s12 m/s整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程產(chǎn)生的焦耳熱QF安l

13、(Mgmgsin )l29 J.用“四步法”分析電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題解決電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的一般思路是“先電后力”，具體思路如下：1進(jìn)行“源”的分析分離出電路中由電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的電源，求出電源的參數(shù)E和r.2進(jìn)行“路”的分析分析電路結(jié)構(gòu)，明確串、并聯(lián)的關(guān)系，求出相關(guān)部分的電流大小，以便求解安培力3進(jìn)行“力”的分析分析研究對(duì)象(常是金屬桿、導(dǎo)體線圈等)的受力情況，尤其注意其所受的安培力4進(jìn)行“運(yùn)動(dòng)”狀態(tài)的分析根據(jù)力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，判斷出正確的運(yùn)動(dòng)模型考點(diǎn)三動(dòng)力學(xué)和能量觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用1力學(xué)對(duì)象和電學(xué)對(duì)象的相互關(guān)系2解決電磁感應(yīng)動(dòng)力學(xué)及能量問(wèn)題的一般思路(1)電路分析：確定電源，畫出等效電路，明

14、確內(nèi)、外電路，分析電路的串、并聯(lián)關(guān)系(2)受力分析：注意導(dǎo)體棒所受的安培力大小和方向(3)運(yùn)動(dòng)分析：對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程進(jìn)行“慢進(jìn)”式推理分析，應(yīng)用牛頓第二定律對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中各物理量進(jìn)行分析(4)能量分析：分析運(yùn)動(dòng)過(guò)程中各力做功情況，明確能量轉(zhuǎn)化形式(5)規(guī)律分析：根據(jù)牛頓第二定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)方程、動(dòng)能定理、能量守恒定律合理組合優(yōu)化思維深化1電磁感應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱有哪幾種不同的求解思路？答案(1)焦耳定律：QI2Rt(2)功能關(guān)系：QW克服安培力(3)能量轉(zhuǎn)化：QE其他能的減少量2電磁感應(yīng)的過(guò)程就是能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程，電磁感應(yīng)過(guò)程中能量轉(zhuǎn)化的原因是什么？答案首先克服安培力做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，電流做功

15、再把電能轉(zhuǎn)化為焦耳熱7單桿模型問(wèn)題如圖8所示，足夠長(zhǎng)平行金屬導(dǎo)軌傾斜放置，傾角為37°，寬度為0.5 m，電阻忽略不計(jì)，其上端接一小燈泡，電阻為1 .一導(dǎo)體棒MN垂直于導(dǎo)軌放置，質(zhì)量為0.2 kg，接入電路的電阻為1 ，兩端與導(dǎo)軌接觸良好，與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5.在導(dǎo)軌間存在著垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.8 T將導(dǎo)體棒MN由靜止釋放，運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，小燈泡穩(wěn)定發(fā)光，此后導(dǎo)體棒MN的運(yùn)動(dòng)速度以及小燈泡消耗的電功率分別為(重力加速度g取10 m/s2，sin 37°0.6)()圖8A2.5 m/s1 W B5 m/s1 WC7.5 m/s9 W D15 m/

16、s9 W答案B解析小燈泡穩(wěn)定發(fā)光說(shuō)明棒做勻速直線運(yùn)動(dòng)此時(shí)：F安，對(duì)棒滿足：mgsin mgcos 0因?yàn)镽燈R棒，則：P燈P棒再依據(jù)功能關(guān)系：mgsin ·vmgcos ·vP燈P棒聯(lián)立解得v5 m/s，P燈1 W8線框模型問(wèn)題(2015·天津理綜·11)如圖9所示，“凸”字形硬質(zhì)金屬線框質(zhì)量為m，相鄰各邊互相垂直，且處于同一豎直平面內(nèi)，ab邊長(zhǎng)為l，cd邊長(zhǎng)為2l，ab與cd平行，間距為2l.勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的上下邊界均水平，磁場(chǎng)方向垂直于線框所在平面開(kāi)始時(shí)，cd邊到磁場(chǎng)上邊界的距離為2l，線框由靜止釋放，從cd邊進(jìn)入磁場(chǎng)直到ef、pq邊進(jìn)入磁場(chǎng)前，線框做

17、勻速運(yùn)動(dòng)，在ef、pq邊離開(kāi)磁場(chǎng)后，ab邊離開(kāi)磁場(chǎng)之前，線框又做勻速運(yùn)動(dòng)線框完全穿過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的熱量為Q.線框在下落過(guò)程中始終處于原豎直平面內(nèi)，且ab、cd邊保持水平，重力加速度為g.求：圖9(1)線框ab邊將要離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小是cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的幾倍；(2)磁場(chǎng)上、下邊界間的距離H.答案(1)4倍(2)28l解析(1)設(shè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線框做勻速運(yùn)動(dòng)的速度為v1，cd邊上的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E1，由法拉第電磁感應(yīng)定律，有E12Blv1設(shè)線框總電阻為R，此時(shí)線框中電流為I1，由閉合電路歐姆定律，有I1設(shè)此時(shí)線框所受安培力為F1，有F12I1lB由于線

18、框做勻速運(yùn)動(dòng)，其受力平衡，有mgF1由式得v1設(shè)ab邊離開(kāi)磁場(chǎng)之前，線框做勻速運(yùn)動(dòng)的速度為v2，同理可得v2由式得v24v1(2)線框自釋放直到cd邊進(jìn)入磁場(chǎng)前，由機(jī)械能守恒定律，有2mglmv線框完全穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中，由能量守恒定律，有mg(2lH)mvmvQ由式得H28l9雙桿模型問(wèn)題如圖10所示，兩條平行的金屬導(dǎo)軌相距L1 m，金屬導(dǎo)軌的傾斜部分與水平方向的夾角為37°，整個(gè)裝置處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中金屬棒MN和PQ的質(zhì)量均為m0.2 kg，電阻分別為RMN1 和RPQ2 .MN置于水平導(dǎo)軌上，與水平導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.5，PQ置于光滑的傾斜導(dǎo)軌上，兩根金屬棒均與導(dǎo)軌垂直且

19、接觸良好從t0時(shí)刻起，MN棒在水平外力F1的作用下由靜止開(kāi)始以a1 m/s2的加速度向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，PQ則在平行于斜面方向的力F2作用下保持靜止?fàn)顟B(tài)t3 s時(shí)，PQ棒消耗的電功率為8 W，不計(jì)導(dǎo)軌的電阻，水平導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，MN始終在水平導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)求：圖10(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大?。?2)t03 s時(shí)間內(nèi)通過(guò)MN棒的電荷量；(3)求t6 s時(shí)F2的大小和方向；(4)若改變F1的作用規(guī)律，使MN棒的運(yùn)動(dòng)速度v與位移 x滿足關(guān)系：v0.4x，PQ棒仍然靜止在傾斜軌道上求MN棒從靜止開(kāi)始到x5 m的過(guò)程中，系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量答案(1)2 T(2)3 C(3)5.2 N方向沿斜面向下(4) J解析(1)

20、當(dāng)t3 s時(shí)，設(shè)MN的速度為v1，則v1at3 m/sE1BLv1E1I(RMNRPQ)PI2RPQ聯(lián)立以上各式并代入數(shù)據(jù)得：B2 T.(2)qt代入數(shù)據(jù)可得：q3 C(3)當(dāng)t6 s時(shí)，設(shè)MN的速度為v2，則v2at6 m/sE2BLv212 VI24 AF安BI2L8 N規(guī)定沿斜面向上為正方向，對(duì)PQ進(jìn)行受力分析可得：F2F安cos 37°mgsin 37°代入數(shù)據(jù)得：F25.2 N(負(fù)號(hào)說(shuō)明力的方向沿斜面向下)(4)MN棒做變加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)x5 m時(shí)，v0.4x0.4×5 m/s2 m/s因?yàn)樗俣葀與位移x成正比，所以電流I、安培力也與位移x成正比，安培力

21、做功W安BL··x JQW安 J.電磁感應(yīng)分析中常見(jiàn)的“兩個(gè)誤區(qū)”和“兩類錯(cuò)誤”1對(duì)于雙桿切割類問(wèn)題，常存在兩個(gè)誤區(qū)：(1)忽視分析兩桿產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向(2)求解安培力時(shí)忽視了兩桿所處位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小或方向的差異2求解焦耳熱時(shí)容易出現(xiàn)以下兩類錯(cuò)誤：(1)不加分析就把某時(shí)刻的電流I代入公式QI2Rt求解焦耳熱，大多數(shù)情況下感應(yīng)電流I是變化的，求解焦耳熱要用電流的有效值，因此不能用某時(shí)刻的電流代入公式QI2Rt求解焦耳熱(2)電路中產(chǎn)生焦耳熱的元件不是一個(gè)，不加分析誤認(rèn)為某個(gè)元件上的焦耳熱就是整個(gè)電路產(chǎn)生的焦耳熱1(多選)如圖11所示，在直角坐標(biāo)系xOy中，有邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的

22、正方形金屬線框abcd，其一條對(duì)角線ac和y軸重合、頂點(diǎn)a位于坐標(biāo)原點(diǎn)O處在y軸右側(cè)的一、四象限內(nèi)有一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的上邊界與線框的ab邊剛好重合，左邊界與y軸重合，右邊界與y軸平行t0時(shí)刻，線框以恒定的速度v沿垂直于磁場(chǎng)上邊界的方向穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域取沿abcda方向的感應(yīng)電流為正方向，則在線框穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中，感應(yīng)電流I、ab間的電勢(shì)差Uab隨時(shí)間t變化的圖線是下圖中的()圖11答案AD解析在ab邊通過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中，利用楞次定律或右手定則可判斷出電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较颍囱卣较?，電流在減小，|Uab|I(RbcRcdRda)在減小在cd邊通過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中，可判斷出電流為順時(shí)針?lè)?/p>

23、向，即沿負(fù)方向，電流逐漸減小，|Uab|IRab逐漸減小，A、D正確2(多選)如圖12所示，水平放置的粗糙U形框架上接一個(gè)阻值為R0的電阻，放在垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一個(gè)半徑為L(zhǎng)、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(kāi)始運(yùn)動(dòng)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(jì)下列說(shuō)法正確的是()圖12A此時(shí)AC兩端電壓為UAC2BLvB此時(shí)AC兩端電壓為UACC此過(guò)程中電路產(chǎn)生的電熱為QFdmv2D此過(guò)程中通過(guò)電阻R0的電荷量為q答案BD解析AC的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E2BLv，兩端電壓為UAC，A錯(cuò)，B對(duì)；由功能關(guān)系得Fdmv2QQf，C錯(cuò)；

24、此過(guò)程中平均感應(yīng)電流為，通過(guò)電阻R0的電荷量為qt，D對(duì)3(2013·山東理綜·18)將一段導(dǎo)線繞成圖13甲所示的閉合回路，并固定在水平面(紙面)內(nèi)回路的ab邊置于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中回路的圓環(huán)區(qū)域內(nèi)有垂直紙面的磁場(chǎng)，以向里為磁場(chǎng)的正方向，其磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙所示用F表示ab邊受到的安培力，以水平向右為F的正方向，能正確反映F隨時(shí)間t變化的圖象是()圖13答案B解析0時(shí)間內(nèi)，回路中產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较?、大小不變的感?yīng)電流，根據(jù)左手定則可以判定ab邊所受安培力向左.T時(shí)間內(nèi)，回路中產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较?、大小不變的感?yīng)電流，根據(jù)左手定則可以判定ab邊所受安培力向右，故

25、B正確4(多選)在傾角為足夠長(zhǎng)的光滑斜面上，存在著兩個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向一個(gè)垂直斜面向上，另一個(gè)垂直斜面向下，寬度均為L(zhǎng)，如圖14所示一個(gè)質(zhì)量為m、電阻為R、邊長(zhǎng)也為L(zhǎng)的正方形線框，在t0時(shí)刻以速度v0進(jìn)入磁場(chǎng)，恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，若經(jīng)過(guò)時(shí)間t0，線框ab邊到達(dá)gg與ff中間位置時(shí)，線框又恰好做勻速運(yùn)動(dòng)，則下列說(shuō)法正確的是()圖14A當(dāng)ab邊剛越過(guò)ff時(shí)，線框加速度的大小為gsin Bt0時(shí)刻線框勻速運(yùn)動(dòng)的速度為Ct0時(shí)間內(nèi)線框中產(chǎn)生的焦耳熱為mgLsin mvD離開(kāi)磁場(chǎng)的過(guò)程中線框?qū)⒆鰟蛩僦本€運(yùn)動(dòng)答案BC解析當(dāng)ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，有EBLv0，I，mgsin BIL，有mg

26、sin .當(dāng)ab邊剛越過(guò)ff時(shí)，線框的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流均加倍，則線框做減速運(yùn)動(dòng)，有4mgsin ，加速度向上大小為3gsin ，A錯(cuò)誤；t0時(shí)刻線框勻速運(yùn)動(dòng)的速度為v，則有mgsin ，解得v，B正確；線框從進(jìn)入磁場(chǎng)到再次做勻速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程，沿斜面向下運(yùn)動(dòng)距離為L(zhǎng)，則由功能關(guān)系得線框中產(chǎn)生的焦耳熱為Q()，C正確；線框離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)做加速運(yùn)動(dòng)，D錯(cuò)誤5(2014·新課標(biāo)全國(guó)·25)半徑分別為r和2r的同心圓形導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，一長(zhǎng)為r、質(zhì)量為m且質(zhì)量分布均勻的直導(dǎo)體棒AB置于圓導(dǎo)軌上面，BA的延長(zhǎng)線通過(guò)圓導(dǎo)軌中心O，裝置的俯視圖如圖15所示整個(gè)裝置位于一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)

27、度的大小為B，方向豎直向下在內(nèi)圓導(dǎo)軌的C點(diǎn)和外圓導(dǎo)軌的D點(diǎn)之間接有一阻值為R的電阻(圖中未畫出)直導(dǎo)體棒在水平外力作用下以角速度繞O逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中始終與導(dǎo)軌保持良好接觸設(shè)導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌的電阻均可忽略重力加速度大小為g.求：圖15(1)通過(guò)電阻R的感應(yīng)電流的方向和大??；(2)外力的功率答案(1)方向?yàn)镃D(2)解析(1)根據(jù)右手定則，得導(dǎo)體棒AB上的電流方向?yàn)锽A，故電阻R上的電流方向?yàn)镃D.設(shè)導(dǎo)體棒AB中點(diǎn)的速度為v，則v而vAr，vB2r根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，導(dǎo)體棒AB上產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EBrv根據(jù)閉合電路歐姆定律得I，聯(lián)立以上各式解得通過(guò)電阻R

28、的感應(yīng)電流的大小為I.(2)根據(jù)能量守恒定律，外力的功率P等于安培力與摩擦力的功率之和，即PBIrvfv，而fmg解得P.練出高分基礎(chǔ)鞏固1如圖1，一有界區(qū)域內(nèi)，存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，方向分別垂直于光滑水平桌面向下和向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)寬度均為L(zhǎng)，現(xiàn)有一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形線框abcd，在外力作用下，保持ac垂直磁場(chǎng)邊緣，并以沿x軸正方向的某一速度水平勻速地通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域，若以逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)殡娏髡较?，下圖中能反映線框中感應(yīng)電流變化規(guī)律的圖象是()圖1答案D解析線框向右勻速運(yùn)動(dòng)，相同的時(shí)間運(yùn)動(dòng)的距離相等線框?qū)蔷€的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，當(dāng)c點(diǎn)向右運(yùn)動(dòng)L的過(guò)程中，由楞次定律得電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，運(yùn)動(dòng)距離為時(shí)，對(duì)

29、角線bd與O處磁場(chǎng)邊重合，有效切割長(zhǎng)度最大為L(zhǎng)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E1BLv，感應(yīng)電流達(dá)到負(fù)向最大；運(yùn)動(dòng)距離為L(zhǎng)時(shí)，c點(diǎn)到兩磁場(chǎng)邊界，有效切割長(zhǎng)度為零，電流為零；當(dāng)c點(diǎn)過(guò)兩磁場(chǎng)交界處電流改變方向，為逆時(shí)針?lè)较?，由于兩?cè)磁場(chǎng)方向相反，交界處兩側(cè)導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流為單邊切割的兩倍，當(dāng)對(duì)角線bd運(yùn)動(dòng)到L處的虛線時(shí)E22BLv，感應(yīng)電流達(dá)到正向最大，由對(duì)稱性可得，D正確2(2013·天津理綜·3)如圖2所示，紙面內(nèi)有一矩形導(dǎo)體閉合線框abcd，ab邊長(zhǎng)大于bc邊長(zhǎng)，置于垂直紙面向里、邊界為MN的勻強(qiáng)磁場(chǎng)外，線框兩次勻速地完全進(jìn)入磁場(chǎng)，兩次速度大小相同，方向均垂直于MN.第一次ab

30、邊平行MN進(jìn)入磁場(chǎng)，線框上產(chǎn)生的熱量為Q1，通過(guò)線框?qū)w橫截面的電荷量為q1；第二次bc邊平行MN進(jìn)入磁場(chǎng)，線框上產(chǎn)生的熱量為Q2，通過(guò)線框?qū)w橫截面的電荷量為q2，則()圖2AQ1Q2，q1q2 BQ1Q2，q1q2CQ1Q2，q1q2 DQ1Q2，q1q2答案A解析由法拉第電磁感應(yīng)定律得：Eqt由得：q所以q1q2由Q|W安|BIl·x得Q1·lbc，Q2·lab又因lablbc所以Q1Q2選項(xiàng)A正確3一個(gè)剛性矩形銅制線圈從高處自由下落，進(jìn)入一水平的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，然后穿出磁場(chǎng)區(qū)域繼續(xù)下落，如圖3所示，則()圖3A若線圈進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程是勻速運(yùn)動(dòng)，則離開(kāi)磁場(chǎng)過(guò)程也是

31、勻速運(yùn)動(dòng)B若線圈進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程是加速運(yùn)動(dòng)，則離開(kāi)磁場(chǎng)過(guò)程也是加速運(yùn)動(dòng)C若線圈進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程是減速運(yùn)動(dòng)，則離開(kāi)磁場(chǎng)過(guò)程也是減速運(yùn)動(dòng)D若線圈進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程是減速運(yùn)動(dòng)，則離開(kāi)磁場(chǎng)過(guò)程是加速運(yùn)動(dòng)答案C解析從線圈全部進(jìn)入磁場(chǎng)至線圈開(kāi)始離開(kāi)磁場(chǎng)，線圈做加速度為g的勻加速運(yùn)動(dòng)，可知即使線圈進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中，重力大于安培力，線圈離開(kāi)磁場(chǎng)過(guò)程中受的安培力也可能大于重力，故只有C項(xiàng)正確4如圖4所示，xOy平面內(nèi)有一半徑為R的圓形區(qū)域，區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，左半圓磁場(chǎng)方向垂直于xOy平面向里，右半圓磁場(chǎng)方向垂直于xOy平面向外一平行于y軸的長(zhǎng)導(dǎo)體棒ab以速度v沿x軸正方向做勻速運(yùn)動(dòng)，則導(dǎo)體棒ab兩端的感應(yīng)電

32、動(dòng)勢(shì)E(取ab為電動(dòng)勢(shì)的正方向)與導(dǎo)體棒位置x關(guān)系的圖象是()圖4答案A解析由右手定則得電流先為正向后為負(fù)向，有效切割的長(zhǎng)度為與y軸平行的圓弧的弦長(zhǎng)L，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小EBLv，導(dǎo)體棒有效的切割長(zhǎng)度L與x的關(guān)系滿足(Rx)2()2R2，導(dǎo)體棒切割磁感線的有效長(zhǎng)度逐漸增大，且增加的幅度逐漸減小，圖象為斜率逐漸減小的橢圓曲線；導(dǎo)體棒ab在右半圓磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小跟左半邊成對(duì)稱分布特點(diǎn)，A正確5(多選)如圖5所示，在光滑的水平面上方，有兩個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，方向相反的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)，PQ為兩個(gè)磁場(chǎng)的邊界，磁場(chǎng)范圍足夠大一個(gè)邊長(zhǎng)為a、質(zhì)量為m、電阻為R的金屬正方形線框，以速度v垂直磁場(chǎng)方向

33、從如圖實(shí)線位置()開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)線框運(yùn)動(dòng)到分別有一半面積在兩個(gè)磁場(chǎng)中的位置()時(shí)，線框的速度為.下列說(shuō)法正確的是()圖5A在位置()時(shí)線框中的電功率為B此過(guò)程中回路產(chǎn)生的電能為mv2C在位置()時(shí)線框的加速度為D此過(guò)程中通過(guò)導(dǎo)線橫截面的電荷量為答案AB解析線框經(jīng)過(guò)位置()時(shí)，線框左右兩邊均切割磁感線，所以此時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為EBa×2Bav，故線框中的電功率為P，選項(xiàng)A正確；線框從位置()到位置()的過(guò)程中，動(dòng)能減少了Ekmv2m2mv2，根據(jù)能量守恒定律可知，此過(guò)程中回路產(chǎn)生的電能為mv2，選項(xiàng)B正確；線框在位置()時(shí)，左右兩邊所受安培力大小均為FBa，根據(jù)左手定則可知，線框左右兩

34、邊所受安培力的方向均向左，故此時(shí)線框的加速度為a，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由qt、三式聯(lián)立，解得q，線框在位置()時(shí)其磁通量為Ba2，而線框在位置()時(shí)其磁通量為零，故q，選項(xiàng)D錯(cuò)誤綜合應(yīng)用6(多選)如圖6所示，間距l(xiāng)0.4 m的光滑平行金屬導(dǎo)軌與水平面夾角30°，正方形區(qū)域abcd內(nèi)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.2 T，方向垂直于斜面甲、乙兩金屬桿的電阻R相同、質(zhì)量均為m0.02 kg，垂直于導(dǎo)軌放置起初，甲金屬桿處在磁場(chǎng)的上邊界ab上，乙在甲上方距甲也為l處現(xiàn)將兩金屬桿同時(shí)由靜止釋放，并同時(shí)在甲金屬桿上施加一個(gè)沿著導(dǎo)軌的拉力F，使甲金屬桿始終以a5 m/s2的加速度沿導(dǎo)軌勻加速運(yùn)動(dòng)，已知乙金屬桿

35、剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng)，取g10 m/s2，則()圖6A每根金屬桿的電阻R0.016 B甲金屬桿在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是0.4 sC甲金屬桿在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)過(guò)程中F的功率逐漸增大D乙金屬桿在磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中安培力的功率是0.1 W答案BC解析乙金屬桿在進(jìn)入磁場(chǎng)前，甲、乙兩金屬桿加速度大小相等，當(dāng)乙剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，甲剛好出磁場(chǎng)由v22al解得乙進(jìn)、甲出磁場(chǎng)時(shí)的速度大小均為v2 m/s，由vat解得甲金屬桿在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t0.4 s，選項(xiàng)B正確；乙金屬桿進(jìn)入磁場(chǎng)后有mgsin 30°BIl，又BlvI·2R，聯(lián)立解得R0.064 ，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；甲金屬桿在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)過(guò)程中力F和桿的速度

36、都逐漸增大，則其功率也逐漸增大，選項(xiàng)C正確；乙金屬桿在磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中安培力的功率是PBIlv0.2 W，選項(xiàng)D錯(cuò)誤故本題答案為B、C.7(多選)如圖7所示，在傾角為的斜面上固定兩根足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌PQ、MN，相距為L(zhǎng)，導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向下有兩根質(zhì)量均為m的金屬棒a、b，先將a棒垂直導(dǎo)軌放置，用跨過(guò)光滑定滑輪的細(xì)線與物塊c連接，連接a棒的細(xì)線平行于導(dǎo)軌，由靜止釋放c，此后某時(shí)刻，將b也垂直導(dǎo)軌放置，a、c此刻起做勻速運(yùn)動(dòng)，b棒剛好能靜止在導(dǎo)軌上a棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終與導(dǎo)軌垂直，兩棒與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌電阻不計(jì)則()圖7A物塊c的質(zhì)量是2msin Bb棒放上導(dǎo)軌前，物