1、階段復(fù)習(xí)課 第四章,磁通量,切割磁感線,楞次定律,右手定則,BLv,有效切割,有效切割,一、對楞次定律的理解及其應(yīng)用 1.應(yīng)用楞次定律解決感應(yīng)電流的方向問題，它涉及兩個(gè)磁場，感應(yīng)電流的磁場（新產(chǎn)生的磁場）和產(chǎn)生感應(yīng)電流的磁場（原來就有的磁場），前者和后者的關(guān)系不是“同向”和“反向”的簡單關(guān)系，而是前者“阻礙”后者“變化”的關(guān)系。,2.對“阻礙”意義的理解： （1）阻礙原磁場的變化。“阻礙”不是阻止，而是“延緩”，感應(yīng)電流的磁場不會(huì)阻止原磁場的變化，只能使原磁場的變化延緩。 （2）阻礙的是原磁場的變化，而不是原磁場本身，如果原磁場不變化，即使它再強(qiáng)，也不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。 （3）阻礙不是相反，當(dāng)原

2、磁通量減小時(shí)，感應(yīng)電流的磁場與原磁場同向，以阻礙其減??；當(dāng)磁體遠(yuǎn)離導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)將和磁體運(yùn)動(dòng)同向，以阻礙其相對運(yùn)動(dòng)。,（4）由于“阻礙”，為了維持原磁場的變化，必須有外力克服這一“阻礙”而做功，從而導(dǎo)致其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能，因而楞次定律是能量轉(zhuǎn)化和守恒定律在電磁感應(yīng)中的體現(xiàn)。,3.楞次定律的推廣四個(gè)拓展：從能的轉(zhuǎn)化與守恒的本質(zhì)上看，楞次定律還可以廣義地表述為：感應(yīng)電流的“效果”總是反抗（或阻礙）引起感應(yīng)電流的“原因”，常見的拓展應(yīng)用有四種： （1）阻礙原磁通量（或原磁場）的變化； （2）阻礙導(dǎo)體的相對運(yùn)動(dòng)； （3）通過改變線圈面積（擴(kuò)大或縮?。﹣怼胺纯埂痹磐康淖兓?（4）阻礙原

3、電流的變化（自感現(xiàn)象）。,【典例1】如圖所示，甲是閉合銅線框，乙是有缺口的銅線框，丙是閉合的塑料線框，它們的正下方都放置一薄強(qiáng)磁鐵，現(xiàn)將甲、乙、丙拿至相同高度H處同時(shí)釋放（各線框下落過程中不翻轉(zhuǎn)），則以下說法正確的是（）,A.三者同時(shí)落地 B.甲、乙同時(shí)落地，丙后落地 C.甲、丙同時(shí)落地，乙后落地 D.乙、丙同時(shí)落地，甲后落地 【標(biāo)準(zhǔn)解答】選D。甲是閉合銅線框，在下落過程中產(chǎn)生感應(yīng)電流，所受的安培力阻礙它的下落，故所需的時(shí)間長；乙線框未閉合，丙是塑料線框，故都不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，它們做自由落體運(yùn)動(dòng)，故所需時(shí)間相同，故D正確。,【變式訓(xùn)練】在水平桌面上放一閉合彈性金屬環(huán)，如圖所示，當(dāng)其正上方的一條

4、形磁鐵向下運(yùn)動(dòng)時(shí)（） A.圓環(huán)有收縮趨勢，對桌面的壓力減小 B.圓環(huán)有擴(kuò)張趨勢，對桌面的壓力增大 C.圓環(huán)有收縮趨勢，對桌面的壓力增大 D.圓環(huán)有擴(kuò)張趨勢，對桌面的壓力減小,【解析】選C。當(dāng)條形磁鐵向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，金屬環(huán)的磁通量增大，為了阻礙磁通量的增大，金屬圓環(huán)要減小面積，所以圓環(huán)有收縮的趨勢；根據(jù)感應(yīng)電流的磁場阻礙相對運(yùn)動(dòng)，金屬圓環(huán)對桌面的壓力變大。故選項(xiàng)C正確。,二、電磁感應(yīng)中的圖像問題 電磁感應(yīng)中常涉及磁感應(yīng)強(qiáng)度B、磁通量、感應(yīng)電動(dòng)勢E和感應(yīng)電流I隨時(shí)間t變化的圖像，即B-t圖像、-t圖像、E-t圖像和I-t圖像。對于切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢和感應(yīng)電流的情況，還常涉及感應(yīng)電動(dòng)勢E和感應(yīng)電流

5、I隨線圈位移x變化的圖像，即E-x圖像和I-x圖像。圖像問題大體可分為兩類： （1）由給定的電磁感應(yīng)過程選出或畫出正確圖像； （2）由給定的有關(guān)圖像分析電磁感應(yīng)過程，求解相應(yīng)的物理量。 不管是何種類型，電磁感應(yīng)中的圖像問題常需利用右手定則、楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律等分析解決。,【典例2】如圖所示，邊長為L、總電阻為R的正方形線框abcd放置在光滑水平桌面上，其bc邊緊靠磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、寬度為2L、方向豎直向下的有界勻強(qiáng)磁場的邊緣?，F(xiàn)使線框以初速度v0勻加速通過磁場，下列圖線中能定性反映線框從進(jìn)入到完全離開磁場的過程中，線框中的感應(yīng)電流的變化的是（）,【標(biāo)準(zhǔn)解答】選A。線框以初速度v0勻加速

6、通過磁場，由 E=BLv，i= 知線框進(jìn)、出磁場時(shí)產(chǎn)生的電流應(yīng)該是均勻變化的，由楞次定律可判斷出感應(yīng)電流的方向，并且進(jìn)磁場所用時(shí)間長，出磁場所用時(shí)間短，對照選項(xiàng)中各圖可知應(yīng)選A。,【變式訓(xùn)練】如圖所示，電阻R=1、半徑r1=0.2m的單匝圓形導(dǎo)線框P內(nèi)有一個(gè)與P共面的圓形磁場區(qū)域Q，P、Q的圓心相同，Q的半徑r2=0.1m。t=0時(shí)刻，Q內(nèi)存在著垂直于圓面向里的磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系是B=2-t（T）。若規(guī)定逆時(shí)針方向?yàn)殡娏鞯恼较?，則線框P中感應(yīng)電流I隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖像應(yīng)該是圖中的（）,【解析】選C。由B2t知， 1 T/s，且磁感應(yīng)強(qiáng)度 減小，由楞次定律得P內(nèi)電流沿順時(shí)針

7、方向，為負(fù)值，故A、 D錯(cuò)誤；又由歐姆定律得E= 解得I=0.01 A，故B錯(cuò)誤，C正確。,三、電磁感應(yīng)中的能量問題 1.電磁感應(yīng)的本質(zhì)能量轉(zhuǎn)化：電磁感應(yīng)過程，實(shí)質(zhì)上也是一個(gè)能量轉(zhuǎn)化和守恒的過程。通過安培力做負(fù)功，將其他非電能轉(zhuǎn)化為電能，同時(shí)又將轉(zhuǎn)化來的電能進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成其他非電能。因此，電磁感應(yīng)過程總是伴隨著能量轉(zhuǎn)化。,2.利用功能關(guān)系求解電磁感應(yīng)問題的基本方法： （1）用法拉第電磁感應(yīng)定律或?qū)w切割磁感線公式確定感應(yīng)電動(dòng)勢的大小，用楞次定律和右手定則判斷感應(yīng)電動(dòng)勢的方向。 （2）畫出等效電路，求解電路中相關(guān)參量，分析電路中能量轉(zhuǎn)化關(guān)系。 （3）研究導(dǎo)體機(jī)械能的轉(zhuǎn)化，利用能量轉(zhuǎn)化和守恒關(guān)系，列

8、出機(jī)械功率與電路中電功率變化的守恒關(guān)系式。,3.電磁感應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化類型： （1）機(jī)械能電能機(jī)械能+內(nèi)能。 （2）化學(xué)能電能機(jī)械能+內(nèi)能。 （3）非電能電能內(nèi)能。,【典例3】如圖所示，電動(dòng)機(jī)牽引著一 根原來靜止的、長為1m、質(zhì)量為0.1kg 的導(dǎo)體棒MN，其電阻R為1，導(dǎo)體棒架 在處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T，豎直放置的框 架上，當(dāng)導(dǎo)體棒上升h=3.8m時(shí)獲得穩(wěn)定的速度，導(dǎo)體棒產(chǎn)生的熱量為2J，電動(dòng)機(jī)牽引導(dǎo)體棒時(shí)，電壓表、電流表讀數(shù)分別為7V、1A，電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻r=1，不計(jì)框架電阻及一切摩擦；若電動(dòng)機(jī)的輸出功率不變，g取10m/s2，求： （1）導(dǎo)體棒能達(dá)到的穩(wěn)定速度為多少？ （2）導(dǎo)體棒從靜止到獲得

9、穩(wěn)定速度所需的時(shí)間為多少？,【標(biāo)準(zhǔn)解答】（1）電動(dòng)機(jī)的輸出功率為 PUVIA F安ILB 當(dāng)速度穩(wěn)定時(shí)，由平衡條件得F牽=mg+F安，即 解得v2 m/s。 （2）由能量守恒定律PtQmgh 解得t1 s。 答案：（1）2 m/s （2）1 s,【變式訓(xùn)練】如圖所示，足夠長的U形 框架寬度是L=0.5m，電阻忽略不計(jì)，其 所在平面與水平面成=37角，磁感 應(yīng)強(qiáng)度B=0.8T的勻強(qiáng)磁場方向垂直于導(dǎo) 體框平面，一根質(zhì)量為m=0.2kg，有效電阻R=2的導(dǎo)體棒MN垂直跨放在U形框架上，該導(dǎo)體棒與框架間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.5，導(dǎo)體棒由靜止開始沿框架下滑到剛開始勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過導(dǎo)體棒截面的電量共為Q=2C

10、。求： （1）導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)的速度。 （2）導(dǎo)體棒從靜止開始下滑到剛開始勻速運(yùn)動(dòng)，這一過程中導(dǎo)體棒的有效電阻消耗的電功。,【解析】（1）導(dǎo)體棒受力如圖，勻速下滑時(shí)有 平行斜面方向：mgsin-Ff-F=0 垂直斜面方向：FN-mgcos=0 其中Ff=FN 安培力F=BIL 電流強(qiáng)度I= 感應(yīng)電動(dòng)勢E=BLv 由以上各式得v=5 m/s,（2）通過導(dǎo)體棒的電量Q= 其中平均電流 設(shè)導(dǎo)體棒下滑位移為s，則=BsL 由以上各式得s= 全程由動(dòng)能定理得 mgssin-W安-mgcoss= 其中克服安培力做功W安等于電功W 則Wmgssin-mgscos- =（12-8-2.5） J=1.5 J 答案

11、：（1）5 m/s （2）1.5 J,考查角度1 楞次定律及應(yīng)用 1.（2012北京高考）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、開關(guān)S和電源用導(dǎo)線連接起來后，將一金屬套環(huán)置于線圈L上，且使鐵芯穿過套環(huán)。閉合開關(guān)S的瞬間，套環(huán)立刻跳起。某同學(xué)另找來器材再探究此實(shí)驗(yàn)。他連接好電路，經(jīng)重復(fù)試驗(yàn)，線圈上的套環(huán)均未動(dòng)。對比老師演示的實(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.電源電壓過高 C.所選線圈的匝數(shù)過多 D.所用套環(huán)的材料與老師的不同,【解析】選D。無論是接到直流電源還是交流電源，在開關(guān)閉合的瞬間，穿過線圈的磁通量都是增加

12、的，因此，環(huán)跳起與否跟線圈接在了交流電源還是直流電源上無關(guān)，A錯(cuò)誤；電源電壓越高，線圈匝數(shù)越多，開關(guān)閉合的瞬間磁場越強(qiáng)，越有利于環(huán)的跳起，B、C錯(cuò)誤；如果環(huán)的質(zhì)量過大或者導(dǎo)電性能太差都會(huì)使得環(huán)受到的安培力小于環(huán)的重力，環(huán)就不會(huì)跳起，D正確。,2.（2011江蘇高考）如圖所示，固定的水平長直導(dǎo)線中通有電流I，矩形線框與導(dǎo)線在同一豎直平面內(nèi)，且一邊與導(dǎo)線平行，線框由靜止釋放，在下落過程中（） A.穿過線框的磁通量保持不變 B.線框中感應(yīng)電流方向保持不變 C.線框所受安培力的合力為零 D.線框的機(jī)械能不斷增大,【解析】選B。線框下落過程中距離直導(dǎo)線越來越遠(yuǎn)，磁場越來越弱，但磁場方向不變，所以磁通量越

13、來越小，根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流的方向不變，A錯(cuò)，B對；線框左邊和右邊所受安培力總是大小相等，方向相反，但上下兩邊磁場強(qiáng)弱不同，安培力大小不同，合力不為零，C錯(cuò)；下落過程中機(jī)械能越來越小，D錯(cuò)。,考查角度2 法拉第電磁感應(yīng)定律 3.（2013新課標(biāo)全國卷）如圖，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?？臻g存在垂直于紙面的均勻磁場。用力使MN向右勻速運(yùn)動(dòng)，從圖示位置開始計(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（）,【解析】選A。金屬棒MN勻速向右切割磁感線產(chǎn)生

14、的感應(yīng)電 動(dòng)勢為E=BLv，設(shè)bac=2，金屬棒單位長度的電阻為r， 則整個(gè)回路的電阻為R=r（L+ 2）=r（1+ ）L，再 根據(jù)歐姆定律可得回路中的電流為：i= =定值，故圖A正確。,4.（2011廣東高考）將閉合多匝線圈置于僅隨時(shí)間變化的磁場中，線圈平面與磁場方向垂直，關(guān)于線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢和感應(yīng)電流，下列表述正確的是（ ） A.感應(yīng)電動(dòng)勢的大小與線圈的匝數(shù)無關(guān) B.穿過線圈的磁通量越大，感應(yīng)電動(dòng)勢越大 C.穿過線圈的磁通量變化越快，感應(yīng)電動(dòng)勢越大 D.感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向與原磁場方向始終相同,【解析】選C。由法拉第電磁感應(yīng)定律知：E= 可見感應(yīng)電動(dòng)勢的大小與線圈的匝數(shù)有關(guān)，A錯(cuò)誤

15、；感應(yīng)電動(dòng)勢的大小取決于磁通量的變化快慢，而與磁通量的大小無關(guān)，B錯(cuò)誤，C正確；感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場阻礙原磁場的變化，當(dāng)原磁場增強(qiáng)時(shí)，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場與原磁場方向相反，D錯(cuò)誤。,5.（2012福建高考）如圖甲，一圓形閉合銅環(huán)由高 處從靜止開始下落，穿過一根豎直懸掛的條形磁鐵， 銅環(huán)的中心軸線與條形磁鐵的中軸線始終保持重合。 若取磁鐵中心O為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立豎直向下為正方向 的x軸，則圖乙中最能正確反映環(huán)中感應(yīng)電流i隨環(huán)心 位置坐標(biāo)x變化的關(guān)系圖像是（）,【解析】選B。閉合銅環(huán)下落過程的側(cè)視圖如 圖所示，據(jù)右手定則或楞次定律可知閉合銅 環(huán)在原點(diǎn)O上方和下方時(shí)電流方向相反，D錯(cuò)。 閉合銅環(huán)從位置到位

16、置過程電動(dòng)勢E變大， 位置速度與磁感線平行，E=0，閉合銅環(huán)下 落過程加速運(yùn)動(dòng)，且在原點(diǎn)O下方速度較大， 電動(dòng)勢E的最大值比上方E的最大值大，A、C錯(cuò)，B對。,考查角度3 電磁感應(yīng)知識(shí)綜合應(yīng)用 6.（2013天津高考）如圖所示，紙面內(nèi)有 一矩形導(dǎo)體閉合線框abcd，ab邊長大于bc邊 長，置于垂直紙面向里、邊界為MN的勻強(qiáng)磁 場外，線框兩次勻速地完全進(jìn)入磁場，兩次 速度大小相同，方向均垂直于MN，第一次ab邊平行MN進(jìn)入磁場，線框上產(chǎn)生的熱量為Q1，通過線框?qū)w橫截面的電荷量為q1；第二次bc邊平行MN進(jìn)入磁場，線框上產(chǎn)生的熱量為Q2，通過線框?qū)w橫截面的電荷量為q2，則（） A.Q1Q2，q

17、1=q2B.Q1Q2，q1q2 C.Q1=Q2，q1=q2 D.Q1=Q2，q1q2,【解析】選A。線框兩次進(jìn)入磁場時(shí)速度相等，設(shè)為v，線框 電阻設(shè)為R，第一次ab平行于MN進(jìn)入磁場時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng) 勢E感=BLabv，感應(yīng)電流為I= 是恒定電流，進(jìn)磁場用的 時(shí)間t= 所以線框產(chǎn)生的熱量Q1=I2Rt= 通過導(dǎo) 線框的電荷量q1=It= 同理Q2= 由于LabLbc，故Q1Q2，q1=q2，選項(xiàng)A正確，B、C、D錯(cuò)誤。,7.（2013新課標(biāo)全國卷）如圖， 在光滑水平桌面上有一邊長為L、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 場區(qū)域，磁場的邊界與導(dǎo)線框的一邊

18、平行，磁場方向豎直向下。導(dǎo)線框以某一初速度向右運(yùn)動(dòng)。t=0時(shí)導(dǎo)線框的右邊恰與磁場的左邊界重合，隨后導(dǎo)線框進(jìn)入并通過磁場區(qū)域。下列v-t圖像中，可能正確描述上述過程的是（）,【解析】選D。導(dǎo)線框開始進(jìn)入磁場過程，通過導(dǎo)線框的磁通量增大，有感應(yīng)電流，進(jìn)而受到與運(yùn)動(dòng)方向相反的安培力作用，速度減小，感應(yīng)電動(dòng)勢減小，感應(yīng)電流減小，安培力減小，導(dǎo)線框的加速度減小，v-t圖線的斜率減小；導(dǎo)線框全部進(jìn)入磁場后，磁通量不變，無感應(yīng)電流，導(dǎo)線框做勻速直線運(yùn)動(dòng)；導(dǎo)線框從磁場中出來過程，有感應(yīng)電流，又會(huì)受到安培力阻礙作用，速度減小，加速度減小。選項(xiàng)A表示勻速運(yùn)動(dòng)，不符合題意；選項(xiàng)B表示先勻減速再勻速最后勻減速，也不符

19、合題意，選項(xiàng)C表示加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)，不符合題意，正確選項(xiàng)為D。,8.（2012新課標(biāo)全國卷）如圖，一載流長直 導(dǎo)線和一矩形導(dǎo)線框固定在同一平面內(nèi)，線框 在長直導(dǎo)線右側(cè)，且其長邊與長直導(dǎo)線平行。 已知在t=0到t=t1的時(shí)間間隔內(nèi)，直導(dǎo)線中電 流i發(fā)生某種變化，而線框中的感應(yīng)電流總是 沿順時(shí)針方向；線框受到的安培力的合力先水 平向左、后水平向右。設(shè)電流i正方向與圖中 箭頭所示方向相同，則i隨時(shí)間t變化的圖線可能是（）,【解析】選A。分析A圖，如圖甲所示，在0t2時(shí)間內(nèi)，直導(dǎo)線中的電流在線框處產(chǎn)生的磁場方向垂直于紙面向里，由楞次定律可知此過程中線框中的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向，由左手定則可判斷

20、出線框的左邊所受安培力較大，方向向左，線框的右邊所受安培力較小，方向向右，線框所受合力方向向左，如圖乙所示。在t2t1時(shí)間內(nèi)，直導(dǎo)線中的電流在線框處產(chǎn)生的磁場方向垂直于紙面向外，由楞次定律可知此過程中線框中的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向，由左手定則可判斷出線框的左邊所受安培力較大，方向向右，線框的右邊所受安培力較小，方向向左，線框所受合力方向向右，如圖丙所示。故選項(xiàng)A正確，B、C、D錯(cuò)誤。,9.（多選）（2012山東高考）如圖 所示，相距為L的兩條足夠長的光滑平 行金屬導(dǎo)軌與水平面的夾角為，上 端接有定值電阻R，勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo) 軌平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。將質(zhì)量為m的 導(dǎo)體棒由靜止釋放，當(dāng)速度達(dá)到v

21、時(shí)開始勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)對導(dǎo)體棒施加一平行于導(dǎo)軌向下的拉力，并保持拉力的功率恒為P，導(dǎo)體棒最終以2v的速度勻速運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，不計(jì)導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻，重力加速度為g。下列選項(xiàng)正確的是（）,A.P=2mgvsin B.P=3mgvsin C.當(dāng)導(dǎo)體棒速度達(dá)到 時(shí)加速度大小為 D.在速度達(dá)到2v以后勻速運(yùn)動(dòng)的過程中，R上產(chǎn)生的焦耳熱等于拉力所做的功,【解析】選A、C。當(dāng)導(dǎo)體棒以速度v勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)：mgsin ，當(dāng)導(dǎo)體棒以速度2v勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)：P+mgsin2v 2v，聯(lián)立解得：P=2mgvsin，A對，B錯(cuò)； 當(dāng)導(dǎo)體棒速度達(dá)到 時(shí)，由牛頓第二定律得：mgsin- =ma ，聯(lián)立解得：

22、a= sin，C對；當(dāng)速度達(dá)到2v以后勻速運(yùn)動(dòng)的過程中，R上產(chǎn)生的焦耳熱等于拉力和重力所做的功之和，D錯(cuò)。,10.（2011福建高考）如圖，足 夠長的U型光滑金屬導(dǎo)軌平面與水 平面成角（090），其中 MN與PQ平行且間距為L，導(dǎo)軌平面 與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場垂直， 導(dǎo)軌電阻不計(jì)。金屬棒ab由靜止開始沿導(dǎo)軌下滑，并與兩導(dǎo)軌始終保持垂直且良好接觸，ab棒接入電路的電阻為R，當(dāng)流過ab棒某一橫截面的電量為q時(shí)，棒的速度大小為v，則金屬棒ab在這一過程中（）,A.運(yùn)動(dòng)的平均速度大小為 B.下滑的位移大小為 C.產(chǎn)生的焦耳熱為qBLv D.受到的最大安培力大小為,【解析】選B。由E=BLv、I=

23、、F安=BIL可得導(dǎo)體棒的速度 為v時(shí)的安培力為 D錯(cuò)；對導(dǎo)體棒受力分析如圖甲所示，,據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律判斷可得導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)情況如圖乙所示，由 圖乙可知導(dǎo)體棒這一過程的平均速度大于 A錯(cuò)；由法拉第 電磁感應(yīng)定律得到導(dǎo)體棒這一過程的電量q= 因此導(dǎo)體棒 下滑的位移s= B對；由能量關(guān)系可得這一過程產(chǎn)生的焦耳 熱Q= C錯(cuò)，故選B。,11.（2013江蘇高考）如圖所示，勻強(qiáng) 磁場中有一矩形閉合線圈abcd，線圈平面 與磁場垂直。已知線圈的匝數(shù)N=100，邊 長ab=1.0 m，bc=0.5 m，電阻r=2 。 磁感應(yīng)強(qiáng)度B在01 s內(nèi)從零均勻變化到 0.2 T。在15 s內(nèi)從0.2 T均勻變化到-0.

24、2 T，取垂直紙面向里為磁場的正方向。求： （1）0.5 s時(shí)線圈內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢的大小E和感應(yīng)電流的方向； （2）在15 s內(nèi)通過線圈的電荷量q； （3）在05 s內(nèi)線圈產(chǎn)生的焦耳熱Q。,【解析】（1）感應(yīng)電動(dòng)勢E1= 磁通量的變化1= B1S解得E1= 代入數(shù)據(jù)得E1=10 V 感應(yīng)電流的方向?yàn)閍dcba （2）同理可得E2= 感應(yīng)電流I2= 電荷量q=I2t2 解得q= 代入數(shù)據(jù)得q=10 C,（3）01 s內(nèi)的焦耳熱Q1= 且I1= 15 s內(nèi)的焦耳熱Q2= 由Q=Q1+Q2，代入數(shù)據(jù)得Q=100 J 答案：（1）10 V adcba （2）10 C （3）100 J,12.（2012廣東

25、高考）如圖所示，質(zhì)量為M的導(dǎo)體棒ab，垂直放在相距為l的平行光滑金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為，并處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場中，左側(cè)是水平放置、間距為d的平行金屬板。R和Rx分別表示定值電阻和滑動(dòng)變阻器的阻值，不計(jì)其他電阻。 （1）調(diào)節(jié)Rx=R，釋放導(dǎo)體棒，當(dāng)棒沿導(dǎo)軌勻速下滑時(shí)，求通過棒的電流I及棒的速率v。 （2）改變Rx，待棒沿導(dǎo)軌再次勻速下滑后，將質(zhì)量為m、帶電量為+q的微粒水平射入金屬板間，若它能勻速通過，求此時(shí)的Rx。,【解析】（1）當(dāng)Rx=R時(shí)，棒沿導(dǎo)軌勻速下滑時(shí)，由平衡條件Mgsin=F 安培力F=BIl 解得I= ab切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)

26、勢E=Blv 由閉合電路歐姆定律得回路中電流I= 解得v=,（2）微粒水平射入金屬板間，能勻速通過，由平衡條件 mg= 棒沿導(dǎo)軌勻速，由平衡條件Mgsin=BI1l 金屬板間電壓 U=I1Rx 解得Rx= 答案：,13.（2011浙江高考）如圖甲所示，在水平面上固定有長為L=2m、寬為d=1m的金屬“U”型導(dǎo)軌，在“U”型導(dǎo)軌右側(cè)l=0.5m范圍內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，且磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律如圖乙所示。在t=0時(shí)刻，質(zhì)量為m=0.1kg的導(dǎo)體棒以v0=1m/s的初速度從導(dǎo)軌的左端開始向右運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為=0.1，導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒單位長度的電阻均為=0.1/m，不計(jì)導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的接觸電阻及地球磁場的影響（g取10m/s2）。,（1）通過計(jì)算分析4s內(nèi)導(dǎo)體棒的