高中物理高考復習電磁感應

他用十年的艱辛，把人類帶入一個新時代。法拉第電磁感應——磁生電本章主要知識一、電磁感應現(xiàn)象（產(chǎn)生感應電流的條件，實質(zhì)）二、楞次定律（四步驟，兩要素，一效果）三、法拉第電磁感應定律（動生、感生）四、互感與自感（通電自感、斷電自感）一、電磁感應現(xiàn)象◆典型例題：下面說法正確的是（）A.只要磁通量變化就一定有感應電流B.只要磁通量變化就一定有感應電動勢C.只要導體切割磁感線就一定有感應電流D.導體切割磁感線產(chǎn)生感應電流，該導體所受安培力一定是阻力★注意（1）電路閉合，才能產(chǎn)生感應電流（2）閉合電路中的一部分導體切割能產(chǎn)生感應電流（3）產(chǎn)生感應電流就意味著有能量的轉(zhuǎn)化BD◆鞏固練習1、如圖所示,光滑導電圓環(huán)軌道豎直固定在勻強磁場中,磁場方向與軌道所在平面垂直,導體棒ab的兩端可始終不離開軌道無摩擦地滑動,當ab由圖示位置釋放,直到滑到右側(cè)虛線位置的過程中,關(guān)于ab棒中的感應電流情況,正確的是(

)A.因ab切割磁感線,故ab棒上有感應電流B.盡管ab切割磁感線,但ab棒上無感應電流C.磁場穿過圓環(huán)與ab構(gòu)成的回路的磁通量沒有變化D.磁場穿過圓環(huán)與ab構(gòu)成的回路的磁通量發(fā)生了變化BC◆鞏固練習2、如圖所示的條形磁鐵的上方放置一矩形線框,線框平面水平且與條形磁鐵平行,則線框在由N端勻速平移到S端的過程中,線框中的感應電流的情況是(

)A.線框中始終無感應電流B.線框中始終有感應電流C.線框中開始有感應電流,當線框運動到磁鐵中部上方時無感應電流,以后又有了感應電流D.開始無感應電流,當運動到磁鐵中部上方時有感應電流,后來又沒有感應電流B◆鞏固練習3、1824年，法國科學家阿拉果完成了著名的“圓盤實驗”。實驗中將一銅圓盤水平放置，在其中心正上方用柔軟細線懸掛一枚可以自由旋轉(zhuǎn)的磁針，如圖所示。實驗中發(fā)現(xiàn)，當圓盤在磁針的磁場中繞過圓盤中心的豎直軸旋轉(zhuǎn)時，磁針也隨著一起轉(zhuǎn)動起來，但略有滯后。下列說法正確的是（）A．圓盤上產(chǎn)生了感應電動勢B．圓盤內(nèi)的渦電流產(chǎn)生的磁場導致磁針轉(zhuǎn)動C．在圓盤轉(zhuǎn)動的過程中，磁針的磁場穿過整個圓盤的磁通量發(fā)生了變化D．圓盤中的自由電子隨圓盤一起運動形成電流，此電流產(chǎn)生的磁場導致磁針轉(zhuǎn)動

AB★思考：若是勻強磁場穿過圓盤有無渦電流？二、楞次定律的應用◆典型例題：如圖所示,光滑平行金屬導軌PP′和QQ′都處于同一水平面內(nèi),P和Q之間連接一電阻R,整個裝置處于豎直向下的勻強磁場中?，F(xiàn)垂直于導軌放置一根導體棒MN,用一水平向右的力F拉動導體棒MN,以下關(guān)于導體棒MN中感應電流方向和它所受安培力方向的說法正確的是(

)A.感應電流方向是N→M

B.感應電流方向是M→NC.安培力水平向左 D.安培力水平向右★提示：使用右手定則更方便★思考：安培力為什么是阻力？AC◆鞏固練習1、如圖所示,水平放置的兩條光滑金屬軌道上有可自由移動的金屬棒PQ、MN,當PQ在外力的作用下運動時,MN在磁場力的作用下向右運動,則PQ所做的運動可能是(

)A.向右加速運動B.向左加速運動C.向右減速運動 D.向左減速運動BC★注意：磁場方向與磁通量變化兩個要素◆鞏固練習2、如圖所示,光滑固定導軌m、n水平放置,兩根導體棒p、q平行放于導軌上,形成一個閉合回路。當一條形磁鐵從高處下落接近回路時(

)A.p、q將互相靠攏B.p、q將互相遠離C.磁鐵的加速度仍為g D.磁鐵的加速度小于gAD★注意：阻礙效果◆鞏固練習3.兩個大小不同的表面絕緣金屬圓環(huán)如圖所示疊放在一起,小圓環(huán)有一半面積在大圓環(huán)內(nèi),當大圓環(huán)通上順時針方向電流的瞬間,小圓環(huán)中感應電流的方向是(

)A.順時針方向B.逆時針方向C.左半圓順時針,右半圓逆時針D.無感應電流★注意：磁通量是凈磁通量B◆提高練習1.如圖所示,均勻帶正電的絕緣圓環(huán)a與金屬圓環(huán)b同心共面放置,當a繞O點在其所在平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)時,b中產(chǎn)生順時針方向的感應電流,且具有收縮趨勢,由此可知,圓環(huán)a(

)A.順時針加速旋轉(zhuǎn)B.順時針減速旋轉(zhuǎn)C.逆時針加速旋轉(zhuǎn) D.逆時針減速旋轉(zhuǎn)★思考：收縮趨勢意味著什么？B◆提高練習2、英國物理學家狄拉克從理論上預言存在只有一個磁極的粒子，即“磁單極子”。下面情境中線圈中感應電流方向始終不變的是（）A．條形磁鐵勻速通過環(huán)形導線線圈B．磁單極子勻速通過環(huán)形導線線圈C．條形磁鐵勻速通過環(huán)形超導線圈D．磁單極子勻速通過環(huán)形超導線圈BCD★注意：磁場方向與磁通量變化兩個要素◆提高練習3、如圖，磁場垂直于紙面，磁感應強度在豎直方向均勻分布．水平方向非均勻分布．一銅制圓環(huán)用絲線懸掛于O點，將圓環(huán)拉至位置a后無初速釋放，在圓環(huán)從a擺向b的過程中（）A．感應電流方向先逆時針后順時針再逆時針B．感應電流方向一直是逆時針C．安培力方向始終與速度方向相反D．安培力方向始終沿水平方向AD◆典型例題1：線圈處在如圖所示磁感應強度隨時間變化的磁場中，磁場與線圈平面垂直，圖像中直線斜率絕對值大小相等。從t=0開始經(jīng)歷時間t4，關(guān)于線圈中感應電流的說法正確的有()A、感應電流大小方向始終不變B、感應電流大小不變，方向改變兩次C、t2時刻感應電流方向發(fā)生改變D、t1-t2線圈具有收縮的趨勢三、法拉第定律的應用（感生電動勢）★注意：變化率為定值◆鞏固練習1、如圖（a），螺線管內(nèi)有平行于軸線的外加勻強磁場，以圖中箭頭所示方向為其正方向。螺線管與導線框abcd相連，導線框內(nèi)有一小金屬圓環(huán)L，圓環(huán)與導線框在同一平面內(nèi)。當螺線管內(nèi)的磁感應強度B隨時間按圖（b）所示規(guī)律變化時（）A、在t1~t2時間內(nèi)，L有收縮趨勢B、在t2~t3時間內(nèi)，L有擴張趨勢C、在t2~t3時間內(nèi)，L內(nèi)有逆時針方向的感應電流D、在t3~t4時間內(nèi)，L內(nèi)有順時針方向的感應電流AD★注意：感應電流取決于變化率◆鞏固練習2、如圖所示，電視天線放在高壓線下（相隔較近）是危險的，有一長直導線通以正弦交流電，直導線下有一個電視天線，那么，相對于b端來說，a端電勢最高是在（）A、交流電方向向右，電流強度最大時B、交流電方向向左，電流強度最大時C、交流電方向向左，電流減小到零時D、交流電方向向右，電流減小到零時C★注意：電流最小時，變化率最大◆提高練習1、如圖所示，同軸的兩個平行導線圈M、N，M中通有圖象所示的交變電流，則（）A．在t1到t2時間內(nèi)導線圈M、N互相排斥B．在t2到t3時間內(nèi)導線圈M、N互相吸引C．在t1時刻M、N間相互作用的磁場力為零D．在t2時刻M、N間相互作用的磁場力最大★注意：F=IlB,F取決于B和I兩個因素C◆提高練習2、光滑金屬導軌寬L＝0.4m，電阻不計，均勻變化的磁場穿過整個軌道平面，如圖甲所示。磁場的磁感應強度隨時間變化的情況如圖乙所示。金屬棒ab的電阻為1Ω，自t＝0時刻起從導軌最左端以v0＝1m/s的速度向右勻速運動，則（）A．1s末回路中電動勢為0.8V:B．1s末ab棒所受磁場力為0.64NC．1s末回路中電動勢為1.6VD．1s末ab棒所受磁場力為1.28N★注意：動生電動勢與感生電動勢同向CD◆提高練習3、現(xiàn)代科學研究中常用到高速電子，電子感應加速器就是利用感生電場加速電子的設(shè)備。如圖將一個光滑的環(huán)形真空室垂直放置于磁感應強度為B的勻強磁場中，B隨時間均勻變化，B=kt（k為大于零的常數(shù)），在t=0時真空室內(nèi)有一電子從A點由靜止釋放，設(shè)電子的電量為e、質(zhì)量為m，其運動的半徑為R且不變。則下列說法正確的是（）A．電子運動的加速度大小為B．電子運動的加速度大小為C．電子運動的加速度不斷增大D．電子在軌道內(nèi)順時針運動C★注意:（1）AB中加速度僅為切向加速度,而向心加速度是不斷增大（2）中央磁場的磁感應強度始終是軌道磁場的2倍三、法拉第定律的應用（動生電動勢）◆典型例題2：平行導軌間有勻強磁場，如圖四根導線A、B、C、D在導軌上向右滑動，其中導線A、B、D速度沿導軌方向，導線C的速度與導線垂直，則（）A、四根導線產(chǎn)生的感應電動勢都相等B、四根導線產(chǎn)生的感應電動勢各不相等C、導線A、B、D的感應電動勢都相等D、導線D產(chǎn)生的感應電動勢較大C★注意：E=Blv中的有效長度◆鞏固練習1、如右圖所示，在豎直向下的勻強磁場中，將一水平放置金屬棒ab以水平的初速v0拋出，設(shè)整個運動過程中金屬棒的取向保持不變且不計空氣阻力，則在金屬棒運動過程中，產(chǎn)生的感生電動勢大小變化情況是（）A．越來越大B．越來越小C．保持不變D．無法判斷★注意：E=Blv中的有效速度◆鞏固練習2、線圈或?qū)w棒在勻強磁場中，從圖示開始，下面說法正確的有（）A、甲圖中線圈以AB為軸旋轉(zhuǎn)可產(chǎn)生按正弦規(guī)律變化的感應電流B、乙圖中線圈以AB為軸旋轉(zhuǎn)可產(chǎn)生按正弦規(guī)律變化的感應電流C、乙圖中線圈以AD為軸勻速旋轉(zhuǎn)AB兩點間有恒定的電勢差D、丙圖中導體棒以A為軸勻速垂直磁場旋轉(zhuǎn)AB兩點間有恒定的電勢差ACD★注意：兩種旋轉(zhuǎn)方式的區(qū)別Em=NBSω◆鞏固練習3、飛機在北半球上空水平飛行，下面說法正確的是（）A、由東向西飛行時，翅膀左端電勢高B、由東向西飛行時，尾翼下端電勢高C、由西向東飛行時，翅膀左端電勢高D、由西向東飛行時，尾翼下端電勢高

ABC★注意：右手定則四指在電源內(nèi)部由低電勢指向高電勢★提示：導體內(nèi)部雖然沒有感應電流，但導體兩端積累了正負電荷，正電荷處電勢高。三、法拉第定律的應用（圖像問題）◆典型例題3：如圖所示，兩條平行虛線之間存在勻強磁場，虛線間的距離為l，磁場方向垂直紙面向里，abcd是位于紙面內(nèi)的梯形線圈，ad與bc間的距離也為l，t=0時刻，bc邊與磁場區(qū)域左邊界重合．現(xiàn)令線圈以向右的恒定速度v沿垂直于磁場區(qū)域邊界的方向穿過磁場區(qū)域，取沿a→b→c→d→a方向的感應電流為正，則在線圈穿越磁場區(qū)域的過程中，感應電流I隨時間t變化的圖線是（）ABCDA◆鞏固練習1、如圖所示，等腰三角形內(nèi)分布有垂直于紙面向外的勻強磁場，它的底邊在x軸上且長為2L，高為L．紙面內(nèi)一邊長為L的正方形導線框沿x軸正方向做勻速直線運動穿過勻強磁場區(qū)域，在t=0時刻恰好位于圖中所示的位置．以順時針方向為導線框中電流的正方向，在下面四幅圖中能夠正確表示電流-位移（I-x）關(guān)系的是（）ABCDA◆鞏固練習2、如圖所示，在PO、QR區(qū)域中存在著磁感應強度大小相等、方向相反的勻強磁場、磁場方向均垂直于紙面。一導線框abcdefa位于紙面內(nèi)，框的鄰邊都相互垂直，bc邊與磁場的邊界P重合，導線框與磁場區(qū)域的尺寸如圖所示。從t＝0時刻開始，線框勻速橫穿兩個磁場區(qū)域。以a→b→c→d→e→f為線框中的電動勢ε的正方向，以下四個ε－t關(guān)系示意圖中正確的是（）C◆鞏固練習3、如圖所示，LOO′L′為一折線，它所形成的兩個角∠LOO′和∠OO′L′均為45°．折線的右邊有一勻強磁場，其方向垂直紙面向里，一邊長為l的正方形線框沿垂直于OO′的方向以速度v向上做勻速直線運動，在t=0時刻恰好位于圖中所示的位置．以逆時針方向為導線框中電流的正方向，在下面四幅圖中能夠正確表示電流-時間（I-t）關(guān)系的是（時間以l/v為單位）（）ABCDD四、互感與自感◆典型例題：如圖所示是用電流傳感器(相當于電流表,其電阻可以忽略不計)研究自感現(xiàn)象的實驗電路,圖中兩個電阻的阻值均為R,L是一個自感系數(shù)足夠大的自感線圈,其直流電阻值為R。如圖所示是某同學畫出的在t0時刻開關(guān)S切換前后,通過傳感器的電流隨時間變化的圖象,關(guān)于這些圖象,下列說法中正確的是(

)A.甲圖是開關(guān)閉合時傳感器1的電流圖像B.乙圖是開關(guān)閉合時傳感器1的電流圖像C.丙圖是開關(guān)斷開時傳感器2的電流圖像D.丁圖是開關(guān)斷開時傳感器2的電流圖像BC◆鞏固練習1、如圖所示，電路甲、乙中，電阻R和自感線圈L的電阻值都很小，接通S，使電路達到穩(wěn)定，燈泡D發(fā)光.則（）A.在電路甲中，斷開S，D將逐漸變暗B.在電路甲中，斷開S，D將先變得更亮，然后漸漸變暗C.在電路乙中，斷開S，D將漸漸變暗D.在電路乙中，斷開S，D將變得更亮，然后漸漸變暗A(chǔ)D★思考：燈泡變亮再逐漸熄滅需滿足什么條件？◆鞏固練習2、如圖所示電路中，L是自感系數(shù)足夠大的線圈，它的電阻可忽略不計，D1和D2是兩個完全相同的小燈泡。將電鍵K閉合，待燈泡亮度穩(wěn)定后，再將電鍵K斷開，則下列說法中正確的是（）A、K閉合瞬間，兩燈同時亮，以后D1熄滅，D2變亮B、K閉合瞬間，D1先亮，D2后亮，最后兩燈亮度一樣C、K斷開時，兩燈都亮一下再慢慢熄滅D、K斷開時，D2立即熄滅，D1閃一下再慢慢熄滅AD★注意：當電流不變時，理想自感線圈電阻為零，相當于一根導線；實際線圈相當于一個電阻?！綮柟叹毩?、如圖所示,L為自感系數(shù)很大、直流電阻不計的線圈,D1、D2、D3為三個完全相同的燈泡,E為內(nèi)阻不計的電源,在t=0時刻閉合開關(guān)S,當電路穩(wěn)定后D1、D2兩燈的電流分別為I1、I2。當時刻為t1時斷開開關(guān)S,若規(guī)定電路穩(wěn)定時流過D1、D2的電流方向為電流的正方向,則下圖能正確定性描述電燈電流i與時間t關(guān)系的是(

)D★提示：電流變化時，可把自感線圈當做一個逐漸減小的電阻◆提高練習1、如圖所示的電路中，D1和D2是兩個相同的小燈泡，L是一個自感系數(shù)相當大的線圈，其電阻值與R相同。在電鍵接通和斷開時，燈泡D1和D2亮暗的順序是（）A．接通時D1先達最亮，斷開時D1后滅B．接通時D2先達最亮，斷開時D2后滅C．接通時D1先達最亮，斷開時D2后滅D．接通時D2先達最亮，斷開時D1后滅A★提示1：接通電路時，由于自感線圈電阻與R相等，故其兩端電壓一定大于R兩端電壓★提示2：線圈電阻與R相等，接通電路時，由于自感電動勢，通過線圈電流小于R電流◆提高練習2、如圖所示，電路中A和B是兩個完全相同的小燈泡，L是一個自感系數(shù)很大、直流電阻為零的電感線圈，C是電容很大的電容器．當S閉合與斷開時，對A、B的發(fā)光情況判斷正確的是(

)A．S閉合時，A立即亮，然后逐漸熄滅B．S閉合時，B立即亮，然后逐漸熄滅C．S閉合足夠長時間后，B發(fā)光而A不發(fā)光D．S閉合足夠長時間后再斷開，B立即熄滅而A逐漸熄滅AC五、電磁感應規(guī)律綜合應用（等效電路）◆典型例題1：如圖所示,豎直平面內(nèi)有一金屬環(huán),半徑為a,總電阻為R(指拉直時兩端的電阻),磁感應強度為B的勻強磁場垂直穿過環(huán)平面,在環(huán)的最高點A用鉸鏈連接長度為2a、電阻為R/2的導體棒AB,AB由水平位置緊貼環(huán)面擺下,當擺到豎直位置時,B點的線速度為v,則這時AB兩端的電壓大小為(

)★提示：把導體棒看做等效電路的電源A◆鞏固練習1、粗細均習的電阻絲圍成的正方形線框置于有界勻強磁場中，磁場方向垂直于線框平面，其邊界與正方形線框的邊平行?，F(xiàn)使線框以同樣大小的速度沿四個不同方向平移出磁場，如圖所示，則在移出過程中線框的一邊a、b兩點間電勢差絕對值最大的是（）ABCDC◆鞏固練習2、如圖所示，在“日”字形導線框中，ae與bf的電阻不計，ab、cd、ef的電阻均為R，當導線框以恒定的速度向右進入勻強磁場中，比較ab進入（cd未進入）與cd進入（ef為進入），下列說法中正確的是（）A、ab中的電流強度相等B、cd中的電流強度相等C、ef中消耗的電功率相等D、導線框消耗的總電功率相等BD五、電磁感應規(guī)律綜合應用（能量電量）◆典型例題2：在拉力作用下，矩形線圈先后兩次垂直勻速進入勻強磁場，兩次進入磁場的速度之比為1：2，則（）A、兩次進入磁場所需拉力之比為1：2B、兩次進入磁場拉力的功率之比為1:2C、兩次進入線圈中產(chǎn)生熱量之比1:2D、兩次進入通過電量之比為1:2AC★提示:（1）根據(jù)能量守恒，P拉=P安=P熱

（2）電量與磁通量的變化成正比◆鞏固練習1、如圖所示，用粗細相同的銅絲做成邊長分別為L和2L的兩只閉合線框a和b，以相同的速度從磁感應強度為B的勻速磁場區(qū)域中勻速地拉到磁場外，則下面說法正確的是（）A．產(chǎn)生的焦耳熱之比為1:4B．產(chǎn)生的焦耳熱之比為1:1C．通過銅絲某截面的電量之比為1:2D．通過銅絲某截面的電量之比為1:4

AC★提示:（1）根據(jù)能量守恒，W拉=W安=Q熱

（2）電量Δq=ΔΦ/R◆鞏固練習2、在勻強磁場中有一個正方形金屬圈abcd，線圈的ad邊與磁場的左側(cè)邊界重合，如圖所示，用外力把線圈從磁場中拿出有兩種方法：一種是用力使線圈從左側(cè)邊界勻速平移出磁場；另一種是以ad邊為軸，用力使線圈勻速轉(zhuǎn)動移出磁場，兩種過程所用的時間相等，則（）A、兩次移動線圈的過程中外力做功之比W1：W2=1:1B、兩次移動線圈的過程中外力做功之比W1：W2=8:π2C、兩次移動線圈的過程中導線任一截面上通過的電量之比q1：q2=1:1D、兩次移動線圈的過程中導線任一截面上通過的電量之比q1：q2=1:BC★提示：熱量看有效值；電量看ΔΦ◆鞏固練習3、如圖所示，兩根電阻不計的光滑金屬導軌豎直放置，導軌間距為L，上端接有電阻為R，額定功率為P的小燈泡，將質(zhì)量為m，電阻不計的金屬棒從圖示位置由靜止釋放，下落過程中金屬棒保持水平求與導軌接觸良好。自由下落一段距離后金屬進入一個垂直于導軌平面的勻強磁場，遲到寬度為h，金屬棒出磁場前一段時間小燈泡已正常發(fā)光，下面說法正確的是（）A、小燈泡正常發(fā)光時消耗的功率等于安培力功率的絕對值B、小燈泡正常發(fā)光時消耗的功率等于重力功率與安培力功率的絕對值之和C、金屬棒運動運動的速度為D、整個過程中通過小燈泡的電荷量為AC★提示：P=mgv=IlBv=EI=I2R（注意條件）◆提高練習1、如圖所示，水平地面上方矩形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強磁場，兩個邊長相等的單匝閉合正方形線圈Ⅰ和Ⅱ，分別用相同材料，不同粗細的導線繞制（Ⅰ為細導線）。兩線圈在距磁場上界面高處由靜止開始自由下落，再進入磁場，最后落到地面。運動過程中，線圈平面始終保持在豎直平面內(nèi)且下邊緣平行于磁場上邊界。設(shè)線圈Ⅰ、Ⅱ落地時的速度大小分別為v1、v2，在磁場中運動時產(chǎn)生的熱量分別為Q1、Q2。不計空氣阻力，則（）A、v1<v2，

Q1<Q2

B、v1=v2，

Q1=Q2

C、v1<v2，

Q1>Q2

D、v1=v2，

Q1<Q2D★提示：判斷Q的兩種方法：（1）機械能減少量（2）安培力做功◆提高練習2、一質(zhì)量為m、電阻為r的金屬桿ab，以一定的初速度v0從一光滑平行金屬導軌底端向上滑行，導軌平面與水平面成30°角，兩導軌上端用一電阻R相連，如圖所示，磁場垂直斜面向上，導軌的電阻不計，金屬桿向上滑行到某一高度之后又返回到底端時的速度大小為v（）A．向上滑行的時間小于向下滑行的時間B．在向上滑行時電阻R上產(chǎn)生的熱量大于向下滑行時電阻R上產(chǎn)生的熱量C．向上滑行時與向下滑行時通過電阻R的電荷量相等D．金屬桿從開始上滑至返回出發(fā)點，電阻R上產(chǎn)生的熱量為

★提示：在同一位置安培力F上>F下ABC◆提高練習3、光滑水平面上有界勻強磁場垂直地面向下，一質(zhì)量為m，邊長為l的正方形線圈以速度v滑入勻強磁場，還沒有完全進入磁場時線圈已停下，勻強磁場的磁感應強度為B，求線圈滑入磁場過程中產(chǎn)生的熱量和通過的電量？★思考（1）能否求出線圈滑入磁場的位移？

（2）能否畫出v=t圖像★常用的微元法∑Δt=t-t0∑Δv=vt-v0∑vΔt=xt-x0∑FΔt=I∑FΔx=W∑aΔt=vt-v0∑Δq=q∑iΔt=q∑i2RΔt=Q∑ΔΦ=Φ-Φ0關(guān)于W=∑FΔx彈力做功W=∑kxΔx=kx2/2|x0=kx2/2引力做功W=∑-(GMm/x2)Δx=GMm/x|∞r(nóng)=-GMm/r五、電磁感應規(guī)律綜合應用（收尾問題）◆典型例題3：如圖，已知電阻為R，光滑水平平行導軌寬為L，磁場磁感應強度為B，垂直導軌放置的導體棒質(zhì)量為m，電阻為r，現(xiàn)給導體棒施加一個垂直于導體棒的水平恒力F，求導體棒的最終速度？★思考（1）軌道粗糙如何？（2）軌道傾斜如何？◆鞏固練習1、水平固定放置的足夠長的U形金屬導軌處于豎直向上的勻強磁場中，如圖所示.在導軌上放著金屬棒ab，開始時ab棒以水平初速度v0向右運動，最后靜止在導軌上，就導軌光滑和粗糙兩種情況比較，在這兩個過程中（）A．產(chǎn)生的總熱量相等B．通過ab棒的電量相等C．安培力對ab棒所做的功不相等D．電流所做功相等AC◆鞏固練習2、如圖所示，相距為L的兩條足夠長的光滑平行金屬導軌與水平面的夾角為θ，上端接有定值電阻R，勻強磁場垂直于導軌平面，磁感應強度為B．將質(zhì)量為m的導體棒由靜止釋放，當速度達到v時開始勻速運動，此時對導體棒施加一平行于導軌向下的拉力，并保持拉力的功率恒為P，導體棒最終以2v的速度勻速運動．導體棒始終與導軌垂直且接觸良好，不計導軌和導體棒的電阻，重力加速度為g．下列選項正確的是（）A．P＝2mgvsinθB．P＝3mgvsinθC．當導體棒速度達到時加速度大小為D．在速度達到2v以后勻速運動的過程中，

R上產(chǎn)生的焦耳熱等于拉力所做的功AC◆鞏固練習3、如圖所示，水平面內(nèi)有一平行金屬導軌，導軌光滑且電阻不計．勻強磁場與導軌平面垂直．阻值為R的導體棒垂直于導軌靜止放置，且與導軌接觸良好．t＝0時，將開關(guān)S由1擲到2.q、i、v和a分別表示電容器所帶的電荷量、棒中的電流、棒的速度和加速度，下列圖象正確的是（）

D◆提高練習1、如圖所示，金屬桿ab和cd長均為L，電阻均為R，質(zhì)量分別為M和m，且M＞m。用兩根質(zhì)量和電阻均可忽略不可伸長的柔軟導線將它們連成閉哈回路，并懸掛在水平光滑、不導電的圓棒兩側(cè)，兩金屬桿都處在水平位置，整個裝置處在一個與回路平面互相垂直的勻強磁場中，磁場應強度為B。若金屬桿ab正好勻速向下運動，求運動的速度v。(M-m)gR/2B2L2

◆提高練習2、如圖所示，兩根間距為l的光滑金屬導軌（不計電阻），由一段圓弧部分與一段無限長的水平段部分組成．其水平段加有方向豎直向下的勻強磁場，其磁感應強度為B，導軌水平段上靜止放置一金屬棒cd，質(zhì)量為2m，電阻為2r．另一質(zhì)量為m，電阻為r的金屬棒ab，從圓弧段M處由靜止釋放下滑至N處進入水平段，圓弧段MN半徑為R，所對圓心角為60°，求：

（1）ab棒在N處進入磁場區(qū)速度多大？此時棒中電流是多少？

（2）cd棒能達到的最大速度是多少？

（3）cd棒由靜止到達最大速度過程中，系統(tǒng)所能釋放的熱量是多少？★思考：若兩棒所在處導軌間距不相等如何？◆提高練習3、如圖所示，abcd和a'b'c'd'為水平放置的光滑平行導軌，區(qū)域內(nèi)充滿方向豎直向上的勻強磁場。ab、a,b,間的寬度是cd、c,d,間寬度的2倍。設(shè)導軌足夠長，導體棒ef的質(zhì)量是gh的質(zhì)量的2倍?，F(xiàn)給導體棒ef一個初速度v0，沿導軌向左運動，下列說法正確的是（）

A、ef、gh兩棒組成的系統(tǒng)在相互作用過程中動量守恒

B、ef、gh兩棒組成的系統(tǒng)在達到穩(wěn)定后動量守恒

C、ef、gh兩棒在達到穩(wěn)定時，速度大小之比為1:2

D、在達到穩(wěn)定前，對gh棒來說是機械能轉(zhuǎn)化為電能BC◆提高練習4、如圖所示平行金屬導軌間距為L，直導體棒質(zhì)量為m，垂直跨在導軌上，且與導軌接觸良好，整個裝置處于垂直于紙面向里的勻強磁場中，磁感應強度為B．電容器的電容為C，除電阻R外，導軌和導線的電阻均不計．現(xiàn)給導體棒一初速度v0，使導體棒向右運動，當電路穩(wěn)定后，MN以速度v向右做勻速運動時（）A．電容器兩端的電壓為零B．電容器所帶電荷量為CBLvC．導體棒的速度D．為保持導體棒勻速運動，需對其施加的拉力大小為BC★提示：微元法◆提高練習5、如圖,兩條平行導軌所在平面與水平地面的夾角為θ,間距為L。導軌上端接有一平行板電容器,電容為C。導軌處于勻強磁場中,磁感應強度大小為B,方向垂直于導軌平面。在導軌上放置一質(zhì)量為m的金屬棒,棒可沿導軌下滑,且在下滑過程中保持與導軌垂直并良好接觸。已知金屬棒與導軌之間的動摩擦因數(shù)為μ,重力加速度大小為g。忽略所有電阻。讓金屬棒從導軌上端由靜止開始下滑,求：(1)電容器極板上積累的電荷量與金屬棒速度大小的關(guān)系;(2)金屬棒的速度大小隨時間變化的關(guān)系。小結(jié)一、典型問題（考點）1、電磁感應（產(chǎn)生感應電流的條件，實質(zhì)）2、楞次定律（四步驟，二要素，一本質(zhì)）3、法拉第電磁感應定律（動生電動勢，感生電動勢）4、互感與自感（通電自感與斷電自感）5、電磁感應應用（等效電路、能量與電量、收尾問題）二、基本方法與技巧1、用二要素一效果快速判斷感應電流方向和安培力方向2、等效電路處理有感應電動勢的電路3、用能量守恒簡便計算4、用有效值計算熱量用平均值計算電量（電阻不變時用Δφ）5、用微元法計算電量、速度、加速度6、在感應電動勢中用等效長度、等效速度，有效磁場等等效法三、易錯點注意點1、感應電流所受安培力是由雙重條件決定的2、注意在有雙向磁通量時磁通量是凈磁通量3、注意超導體與普通導線的不同4、注意磁通量大小、變化、變化率的區(qū)別5、注意兩種旋轉(zhuǎn)方式的區(qū)別6、注意斷電自感中燈泡更亮的條件1、如圖所示,兩個相同的輕質(zhì)鋁環(huán)套在一根水平光滑絕緣桿上,當一條形磁鐵向左運動靠近兩環(huán)時,兩環(huán)的運動情況是(

)A.同時向左運動,間距增大B.同時向左運動,間距減小C.同時向右運動,間距減小D.同時向右運動,間距增大◆《金榜》好題欣賞B◆《金榜》好題欣賞2、如圖所示,質(zhì)量為m的銅質(zhì)閉合線圈靜置于粗糙水平桌面上。當一個豎直放置的條形磁鐵貼近線圈,沿線圈中線由左至右從線圈正上方等高、勻速經(jīng)過時,線圈始終保持不動。則關(guān)于線圈在此過程中受到的支持力FN和摩擦力f的情況,以下判斷正確的是(

)A.FN先大于mg,后小于mgB.FN一直大于mgC.f先向左,后向右D.線圈中的電流方向始終不變A◆《金榜》好題欣賞3.(2013·海南高考)如圖,在水平光滑桌面上,兩相同的矩形剛性小線圈分別疊放在固定的絕緣矩形金屬框的左右兩邊上,且每個小線圈都各有一半面積在金屬框內(nèi)。在金屬框接通逆時針方向電流的瞬間(

)A.兩小線圈會有相互靠攏的趨勢B.兩小線圈會有相互遠離的趨勢C.兩小線圈中感應電流都沿順時針方向D.左邊小線圈中感應電流沿順時針方向,右邊小線圈中感應電流沿逆時針方向BC◆《金榜》好題欣賞4、在北半球,地磁場的水平分量由南向北,豎直分量豎直向下。北京平安大街上,如圖所示,某人騎車從東往西行駛,則下列說法正確的是(

)A.自行車左車把的電勢比右車把的電勢高B.自行車左車把的電勢比右車把的電勢低C.圖中輻條AB此時A端比B端的電勢高D.圖中輻條AB此時A端比B端的電勢低AD◆《金榜》好題欣賞5、如圖所示,通電螺線管置于水平放置的光滑平行金屬導軌MN和PQ之間,ab和cd是放在導軌上的兩根金屬棒,它們分別靜止在螺線管的左右兩側(cè),現(xiàn)使滑動變阻器的滑動觸頭向左滑動時,ab和cd棒的運動情況是(

)A.ab向左,cd向右B.ab向右,cd向左C.ab、cd都向右運動 D.ab、cd保持靜止A◆《金榜》好題欣賞6.如圖所示,a、b是平行金屬導軌,勻強磁場垂直導軌平面,c、d是分別串有電壓表和電流表的金屬棒,它們與導軌接觸良好,當c、d以相同的速度向右運動時,下列說法正確的是(

)A.兩表均無讀數(shù)B.兩表均有讀數(shù)C.電流表有讀數(shù),電壓表無讀數(shù)D.電流表無讀數(shù),電壓表有讀數(shù)A◆《金榜》好題欣賞7、如圖所示,鋁質(zhì)矩形線框abcd可繞軸轉(zhuǎn)動,當蹄形磁鐵逆時針(俯視)勻速轉(zhuǎn)動時,下列關(guān)于矩形線框的說法中錯誤的是(

)A.線框?qū)⒛鏁r針轉(zhuǎn)動B.線框的轉(zhuǎn)速小于磁鐵的轉(zhuǎn)速C.線框中電流的方向始終不變D.線框中電流的方向周期性變化C◆《金榜》好題欣賞8.如圖所示,虛線矩形abcd為勻強磁場區(qū)域,磁場方向豎直向下,圓形閉合金屬線框以一定的速度沿光滑絕緣水平面向磁場區(qū)域運動。如圖所示給出的是圓形閉合金屬線框的四個可能到達的位置,則圓形閉合金屬線框的速度可能為零的位置是(

)AD◆《金榜》好題欣賞9、(2014·四川高考)如圖所示,不計電阻的光滑U形金屬框水平放置,光滑、豎直玻璃擋板H、P固定在框上,H、P的間距很小。質(zhì)量為0.2kg的細金屬桿CD恰好無擠壓地放在兩擋板之間,與金屬框接觸良好并圍成邊長為1m的正方形,其有效電阻為0.1Ω。此時在整個空間加方向與水平面成30°角且與金屬桿垂直的勻強磁場,磁感應強度隨時間變化規(guī)律是B=(0.4-0.2t)T,圖示磁場方向為正方向。框、擋板和桿不計形變。則(

)A.t=1s時,金屬桿中感應電流方向從C到DB.t=3s時,金屬桿中感應電流方向從D到CC.t=1s時,金屬桿對擋板P的壓力大小為0.1ND.t=3s時,金屬桿對擋板H的壓力大小為0.2NAC★注意：t=2s前后◆《金榜》好題欣賞10、如圖所示,半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)分布著垂直紙面向里的勻強磁場,一半徑也為R的圓形導線環(huán)從圖示位置在紙面內(nèi)沿二者圓心的連線勻速穿過磁場。若規(guī)定順時針方向為感應電流正方向,則圖中能描述導線環(huán)內(nèi)感應電流i隨時間t的變化關(guān)系的圖線是(

)

B◆《金榜》好題欣賞11、如圖甲所示,打開電流和電壓傳感器,將磁鐵置于螺線管正上方距海綿墊高為h處靜止釋放,磁鐵穿過螺線管后掉落到海綿墊上并靜止。若磁鐵下落過程中受到的磁阻力遠小于磁鐵重力,且不發(fā)生轉(zhuǎn)動,不計線圈電阻。圖乙是計算機熒屏上顯示的UI-t曲線,其中的兩個峰值是磁鐵剛進入螺線管內(nèi)部和剛從內(nèi)部出來時產(chǎn)生的。下列說法正確的是(

)A.若僅增大h,兩個峰值間的時間間隔會增大B.若僅減小h,兩個峰值都會減小C.若僅減小h,兩個峰值可能會相等D.若僅減小滑動變阻器阻值,兩個峰值都會增大BD◆《金榜》好題欣賞P17012.(2015·全國卷Ⅱ)如圖,直角三角形金屬框abc放置在勻強磁場中,磁感應強度大小為B,方向平行于ab邊向上。當金屬框繞ab邊以角速度ω逆時針轉(zhuǎn)動時,a、b、c三點的電勢分別為Ua、Ub、Uc。已知bc邊的長度為l。下列判斷正確的是(

)A.Ua>Uc,金屬框中無電流B.Ub>Uc,金屬框中電流方向沿a-b-c-aC.Ubc=-Bl2ω,金屬框中無電流D.Ubc=Bl2ω,金屬框中電流方向沿a-c-b-aC◆《金榜》好題欣賞P17213、如圖所示,固定在水平絕緣平面上且足夠長的金屬導軌不計電阻,但表面粗糙,導軌左端連接一個電阻R,質(zhì)量為m的金屬棒(電阻也不計)放在導軌上并與導軌垂直,整個裝置放在勻強磁場中,磁場方向與導軌平面垂直。用水平恒力F把ab棒從靜止起向右拉動的過程中,下列說法正確的是(

)A.恒力F做的功等于電路產(chǎn)生的電能B.恒力F和摩擦力的合力做的功等于電路中產(chǎn)生的電能C.克服安培力做的功等于電路中產(chǎn)生的電能D.恒力F和摩擦力的合力做的功等于電路中產(chǎn)生的電能和棒獲得的動能之和CD★注意：克服安培力做的功等于電路中產(chǎn)生的電能◆《金榜》好題欣賞P17214.(2015·福建高考)如圖,由某種粗細均勻的總電阻為3R的金屬條制成的矩形線框abcd,固定在水平面內(nèi)且處于方向豎直向下的勻強磁場B中。一接入電路電阻為R的導體棒PQ,在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v勻速滑動,滑動過程PQ始終與ab垂直,且與線框接觸良好,不計摩擦。在PQ從靠近ad處向bc滑動的過程中(

)A.PQ中電流先增大后減小B.PQ兩端電壓先減小后增大C.PQ上拉力的功率先減小后增大D.線框消耗的電功率先減小后增大C◆《金榜》好題欣賞15、圖所示,固定于水平面上的金屬架CDEF處在豎直向下的勻強磁場中,金屬棒MN沿框架以速度v向右做勻速運動。t=0時,磁感應強度為B0,此時MN到達的位置使MDEN構(gòu)成一個邊長為l的正方形。為使MN棒中不產(chǎn)生感應電流,從t=0開始,磁感應強度B應怎樣隨時間t變化?請推導出這種情況下B與t的關(guān)系式?！锾崾荆捍磐坎蛔冚^為簡便（用動生電動勢等于感生電動勢從數(shù)學上講求解較為復雜）16、如圖所示,傾斜角θ=300的光滑傾斜導體軌道(足夠長)與光滑水平導體軌道連接。軌道寬度均為L=1m,電阻忽略不計。勻強磁場Ⅰ僅分布在水平軌道平面所在區(qū)域,方向水平向右,大小B1=1T;勻強磁場Ⅱ僅分布在傾斜軌道平面所在區(qū)域,方向垂直于傾斜軌道平面向下,大小B2=1T?，F(xiàn)將兩質(zhì)量均為m=0.2kg,電阻均為R=0.5Ω的相同導體棒ab和cd,垂直于軌道分別置于水平軌道上和傾斜軌道上,并同時由靜止釋放。g取10m/s2。(1)求導體棒cd沿斜軌道下滑的最大速度的大小。(2)若已知從開始運動到cd棒達到最大速度的過程中,ab棒產(chǎn)生的焦耳熱Q=0.45J,求該過程中通過cd棒橫截面的電荷量。(3)若已知cd棒開始運動時距水平軌道高度h=10m,cd棒由靜止釋放后,為使cd棒中無感應電流,可讓磁場Ⅱ的磁感應強度隨時間變化,將cd棒開始運動的時刻記為t=0,此時磁場Ⅱ的磁感應強度為B0=1T,試求cd棒在傾斜軌道上下滑的這段時間內(nèi),磁場Ⅱ的磁感應強度B隨時間t變化的關(guān)系式?！簟督鸢瘛泛妙}欣賞P174(1)1m/s(2)1C(3)◆《金榜》好題欣賞P17517.光滑曲面與豎直平面的交線是拋物線,如圖所示,拋物線的方程為y=x2,其下半部處在一個水平方向的勻強磁場中,磁場的上邊界是y=a的直線(圖中的虛線所示),一個質(zhì)量為m的小金屬塊從拋物線y=b(b>a)處以速度v沿拋物線下滑,假設(shè)拋物線足夠長,則金屬塊在曲面上滑動的過程中產(chǎn)生的焦耳熱總量是(

)A.mgb

B.mv2C.mg(b-a) D.mg(b-a)+mv2/2D(1)C→R→D(2)

◆《金榜》好題欣賞P17618、4.(2014·全國卷Ⅱ)半徑分別為r和2r的同心圓形導軌固定在同一水平面內(nèi),一長為r,質(zhì)量為m且質(zhì)量分布均勻的直導體棒AB置于圓導軌上面,BA的延長線通過圓導軌中心O,裝置的俯視圖如圖所示。整個裝置位于一勻強磁場中,磁感應強度的大小為B,方向豎直向下,在內(nèi)圓導軌的C點和外圓導軌的D點之間接有一阻值為R的電阻(圖中未畫出)。直導體棒在水平外力作用下以角速度ω繞O逆時針勻速轉(zhuǎn)動,在轉(zhuǎn)動過程中始終與導軌保持良好接觸。設(shè)導體棒與導軌之間的動摩擦因數(shù)為μ,導體棒和導軌的電阻均可忽略。重力加速度大小為g。求：(1)通過電阻R的感應電流的方向和大小。(2)外力的功率。μmgrω+◆《金榜》好題欣賞P33319、如圖，磁場垂直于紙面，磁感應強度在豎直方向均勻分布．水平方向非均勻分布．一銅制圓環(huán)用絲線懸掛于O點，將圓環(huán)拉至位置a后無初速釋放，在圓環(huán)從a擺向b的過程中（）A．感應電流方向先逆時針后順時針再逆時針B．感應電流方向一直是逆時針C．安培力方向始終與速度方向相反D．安培力方向始終沿水平方向AD◆《金榜》好題欣賞P33720、如圖甲所示,bacd為導體做成的框架,其平面與水平面成θ角,質(zhì)量為m的導體棒PQ與ab、cd接觸良好,回路的電阻為R,整個裝置放于垂直框架平面的變化磁場中,磁感應強度B的變化情況如圖乙所示,PQ能夠始終保持靜止,則0～t2時間內(nèi),PQ受到的安培力F和摩擦力f隨時間變化的圖象可能正確的是(取平行斜面向上為正方向)(

)BCD◆《金榜》好題欣賞P33821.如圖所示,水平的平行虛線間距為d=60cm,其間有沿水平方向的勻強磁場。一個阻值為R的正方形金屬線圈邊長l<d,線圈質(zhì)量m=100g。線圈在磁場上方某一高度處由靜止釋放,保持線圈平面與磁場方向垂直,其下邊緣剛進入磁場和剛穿出磁場時的速度相等。不計空氣阻力,g取10m/s2,則(

)A.線圈下邊緣剛進磁場時加速度最小B.線圈進入磁場過程中產(chǎn)生的電熱為0.6JC.線圈在進入磁場和穿出磁場過程中,電流均為逆時針方向D.線圈在進入磁場和穿出磁場過程中,通過導線截面的電量相等BD◆《金榜》好題欣賞P33822、如圖所示,足夠長的光滑U形導體框架的寬度L=0.40m,電阻忽略不計,其所在平面與水平面所成的角α=37°,磁感應強度B=1.0T的勻強磁場方向垂直于框平面。一根質(zhì)量為m=0.20kg、有效電阻R=1.0Ω的導體棒MN垂直跨放在U形框架上,導體棒從靜止開始沿框架下滑到剛開始勻速運動時,通過導體棒截面電量共為Q=2.0C