精講精練 優(yōu)化方案】2015屆高考物理大一輪復(fù)習(xí)配套學(xué)案：第九章 電磁感應(yīng) word版含解析（2014高考）

《精講精練 優(yōu)化方案】2015屆高考物理大一輪復(fù)習(xí)配套學(xué)案：第九章 電磁感應(yīng) word版含解析（2014高考）》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《精講精練 優(yōu)化方案】2015屆高考物理大一輪復(fù)習(xí)配套學(xué)案：第九章 電磁感應(yīng) word版含解析（2014高考）（59頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 考綱展示 熱點(diǎn)視角 1.電磁感應(yīng)現(xiàn)象Ⅰ 2.磁通量Ⅰ 3.法拉第電磁感應(yīng)定律Ⅱ 4.楞次定律Ⅱ 5.自感、渦流Ⅰ 說明：1.導(dǎo)體切割磁感線時，感應(yīng)電動勢的計(jì)算， 只限于l垂直于B、v的情況． 2.在電磁感應(yīng)現(xiàn)象里，不要求判斷內(nèi)電路中各點(diǎn) 電勢的高低． 3.不要求用自感系數(shù)計(jì)算自感電動勢. 1.感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件、方向判斷和電動勢的簡單計(jì)算，磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁通量、電動勢、電壓、電流隨時間變化的圖象，以及感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流隨線框位移變化的圖象，是高頻考點(diǎn)，以選擇題為主．2.滑軌類問題、線框穿越有界勻強(qiáng)磁場、電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化等綜合問題，能很好地考查考生的能力，

2、備受命題專家的青睞. 第一節(jié)　電磁感應(yīng)現(xiàn)象　楞次定律 一、磁通量 1．概念：磁感應(yīng)強(qiáng)度B與面積S的______. 2．計(jì)算 (1)公式：Φ＝____. (2)適用條件：①勻強(qiáng)磁場；②S是______磁場中的有效面積． (3)單位：韋伯(Wb)，1 Wb＝________. 3．意義：穿過某一面積的磁感線的______. 4．標(biāo)矢性：磁通量是______，但有正、負(fù)． 二、電磁感應(yīng) 1．電磁感應(yīng)現(xiàn)象 當(dāng)穿過閉合電路的________發(fā)生變化時，電路中有電流產(chǎn)生，這種現(xiàn)象稱為電磁感應(yīng)現(xiàn)象． 2．產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件 (1)條件：穿過閉合電路的磁通量

3、____________. (2)特例：閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場內(nèi)做______________運(yùn)動． 3．能量轉(zhuǎn)化 發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象時，機(jī)械能或其他形式的能轉(zhuǎn)化為______. 特別提醒：當(dāng)回路不閉合時，沒有感應(yīng)電流，但有感應(yīng)電動勢，只產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象也可以稱為電磁感應(yīng)現(xiàn)象，且產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體或線圈相當(dāng)于電源． 三、感應(yīng)電流方向的判斷 1．楞次定律 (1)內(nèi)容：感應(yīng)電流的磁場總要______引起感應(yīng)電流的________的變化． (2)適用情況：所有的電磁感應(yīng)現(xiàn)象． 2．右手定則 (1)內(nèi)容：伸開右手，使拇指與其余四個手指______，并且都與手掌在同一

4、個________，讓磁感線從掌心進(jìn)入，并使拇指指向____________的方向，這時四指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向． (2)適用情況：________________產(chǎn)生感應(yīng)電流．,1.(單選) 如圖所示，ab是水平面上一個圓的直徑，在過ab的豎直面內(nèi)有一根通電直導(dǎo)線ef，且ef平行于ab，當(dāng)ef豎直向上平移時，穿過圓面積的磁通量將(　　) A．逐漸變大 B．逐漸減小 C．始終為零 D．不為零，但始終保持不變 2．(單選)如圖所示，小圓圈表示處于磁場中的閉合電路一部分導(dǎo)線的橫截面，速度v在紙面內(nèi)．關(guān)于感應(yīng)電流的有無及方向的判斷正確的是(　　) A．甲圖中有感應(yīng)電流

5、，方向向外 B．乙圖中有感應(yīng)電流，方向向外 C．丙圖中無感應(yīng)電流 D．丁圖中a、b、c、d四位置上均無感應(yīng)電流 3．(多選)如圖，磁場垂直于紙面，磁感應(yīng)強(qiáng)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(diǎn)，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(yīng)電流方向先逆時針后順時針再逆時針 B．感應(yīng)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 　　　　　　　電磁感應(yīng)現(xiàn)象的判斷 判斷電路中能否產(chǎn)生感應(yīng)電流的一般流程： (單選)如圖所示，一個U形金屬導(dǎo)軌水平放置，其上

6、放有一個金屬導(dǎo)體棒ab，有一個磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場斜向上穿過軌道平面，且與豎直方向的夾角為θ.在下列各過程中，一定能在軌道回路里產(chǎn)生感應(yīng)電流的是(　　) A．a(chǎn)b向右運(yùn)動，同時使θ減小 B．使磁感應(yīng)強(qiáng)度B減小，θ角同時也減小 C．a(chǎn)b向左運(yùn)動，同時增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B D．a(chǎn)b向右運(yùn)動，同時增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B和θ角(0°<θ<90°) [嘗試解答]　________ [總結(jié)提升]　判斷能否產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，關(guān)鍵是看回路的磁通量是否發(fā)生了變化．磁通量的變化量ΔΦ＝Φ2－Φ1有多種形式，主要有： (1)S、θ不變，B改變，這時ΔΦ＝ΔB·Ssin θ； (2)B、θ不變，S改變，這時

7、ΔΦ＝ΔS·Bsin θ； (3)B、S不變，θ改變，這時ΔΦ＝BS(sin θ2－sin θ1)． 1. (多選)如圖所示，一個金屬薄圓盤水平放置在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，下列做法中能使圓盤中產(chǎn)生感應(yīng)電流的是(　　) A．圓盤繞過圓心的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動 B．圓盤以某一水平直徑為軸勻速轉(zhuǎn)動 C．圓盤在磁場中向右勻速平移 D．勻強(qiáng)磁場均勻增加 　　　　　　　楞次定律的理解及應(yīng)用 1．楞次定律中“阻礙”的含義 2．應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的步驟 (單選)長直導(dǎo)線與矩形線框abcd處在同一平面中靜止不動，如圖甲所示．長直導(dǎo)線中通以大小和方向都隨時間做

8、周期性變化的交流電：i＝Imsin ωt，i－t圖象如圖乙所示．規(guī)定沿長直導(dǎo)線方向向上的電流為正方向．關(guān)于最初一個周期內(nèi)矩形線框中感應(yīng)電流的方向，下列說法正確的是(　　) A．由順時針方向變?yōu)槟鏁r針方向 B．由逆時針方向變?yōu)轫槙r針方向 C．由順時針方向變?yōu)槟鏁r針方向，再變?yōu)轫槙r針方向 D．由逆時針方向變?yōu)轫槙r針方向，再變?yōu)槟鏁r針方向 [思路點(diǎn)撥]　分析直線電流的變化情況，明確在一個周期內(nèi)： (1)穿過線框的磁通量的變化： ________________________________________________________________________. (2)

9、感應(yīng)電流的磁場方向變化： ________________________________________________________________________. (3)感應(yīng)電流的方向變化： ________________________________________________________________________. [嘗試解答]　________ 2．(多選)下列各圖是驗(yàn)證楞次定律實(shí)驗(yàn)的示意圖，豎直放置的線圈固定不動，將磁鐵從線圈上方插入或拔出，線圈和電流表構(gòu)成的閉合回路中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流．各圖中分別標(biāo)出了磁鐵的極性、磁鐵相對線圈的運(yùn)動方向以及線圈

10、中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向等情況，其中正確的是(　　) 　　　　　　　“一定律三定則”的綜合應(yīng)用 1．“三個定則與一個定律”的適用情況 名稱 基本現(xiàn)象 應(yīng)用的定則或定律 電流的磁效應(yīng) 運(yùn)動電荷、電流產(chǎn)生磁場 安培定則 磁場對電流的作用 磁場對運(yùn)動電荷、電流有作用力 左手定則 電磁感應(yīng) 部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動 右手定則 閉合回路磁通量變化 楞次定律 2．三個定則的因果關(guān)系 三個定則容易相混，特別是左、右手易錯用，抓住因果關(guān)系是關(guān)鍵： (1)因電而生磁(I→B)→安培定則； (2)因動而生電(v、B→I)→右手定則； (3)因電而受力(I

11、、B→F安)→左手定則． (多選)如圖所示，水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動的金屬棒PQ、MN，MN的左邊有一閉合電路，當(dāng)PQ在外力的作用下運(yùn)動時，MN向右運(yùn)動，則PQ所做的運(yùn)動可能是(　　) A．向右加速運(yùn)動　　　　　 B．向左加速運(yùn)動 C．向右減速運(yùn)動 D．向左減速運(yùn)動 [嘗試解答]　________ 3．(多選) 如圖所示，金屬導(dǎo)軌上的導(dǎo)體棒ab在勻強(qiáng)磁場中沿導(dǎo)軌做下列哪種運(yùn)動時，銅制線圈c中將有感應(yīng)電流產(chǎn)生且被螺線管吸引(　　) A．向右做勻速運(yùn)動 B．向左做減速運(yùn)動 C．向右做減速運(yùn)動 D．向右做加速運(yùn)動 　楞次定律的推廣應(yīng)用 　楞次定

12、律中“阻礙”的含義可以推廣為感應(yīng)電流的效果總是阻礙產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因： (1)阻礙原磁通量的變化——“增反減同”； (2)阻礙相對運(yùn)動——“來拒去留”； (3)使線圈面積有擴(kuò)大或縮小的趨勢——“增縮減擴(kuò)”； (4)阻礙原電流的變化(自感現(xiàn)象)——“增反減同”． 范例　 (單選)(2012·高考海南卷)如圖，一質(zhì)量為m的條形磁鐵用細(xì)線懸掛在天花板上，細(xì)線從一水平金屬圓環(huán)中穿過．現(xiàn)將環(huán)從位置Ⅰ釋放，環(huán)經(jīng)過磁鐵到達(dá)位置Ⅱ.設(shè)環(huán)經(jīng)過磁鐵上端和下端附近時細(xì)線的張力分別為T1和T2，重力加速度大小為g，則(　　) A．T1＞mg，T2＞mg B．T1＜mg，T2＜mg C．T1＞mg

13、，T2＜mg D．T1＜mg，T2＞mg [解析]　金屬環(huán)從位置Ⅰ靠近磁鐵上端，因產(chǎn)生感應(yīng)電流，故“阻礙”相對運(yùn)動，知金屬環(huán)與條形磁鐵相互排斥，故繩的拉力T1>mg.同理，當(dāng)金屬環(huán)離開磁鐵下端時，金屬環(huán)與磁鐵相互吸引，因而繩的拉力T2>mg，故A正確． [答案]　A [總結(jié)提升]　利用楞次定律中“阻礙”含義及結(jié)論解題，更快捷、方便． 4. (單選)如圖所示，ab是一個可以繞垂直于紙面的軸O轉(zhuǎn)動的閉合矩形導(dǎo)體線圈，當(dāng)滑動變阻器R的滑片P自左向右滑動過程中，線圈ab將(　　) A．靜止不動 B．逆時針轉(zhuǎn)動 C．順時針轉(zhuǎn)動 D．發(fā)生轉(zhuǎn)動，但因電源的極性不明，無法確定轉(zhuǎn)動的

14、方向 　習(xí)慣思維造成推理錯誤 范例　(單選)如圖所示，一水平放置的矩形閉合線圈abcd，在細(xì)長磁鐵的N極附近豎直下落，保持bc邊在紙外，ad邊在紙內(nèi)，從圖中位置Ⅰ經(jīng)過位置Ⅱ到達(dá)位置Ⅲ，位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ.在這個過程中，線圈中感應(yīng)電流(　　) A．沿abcd流動 B．沿dcba流動 C．由Ⅰ到Ⅱ是沿abcd流動，由Ⅱ到Ⅲ是沿dcba流動 D．由Ⅰ到Ⅱ是沿dcba流動，由Ⅱ到Ⅲ是沿abcd流動 [誤區(qū)警示]　習(xí)慣思維之一：線圈離磁體越近，磁場越強(qiáng)，磁通量越大，得出從Ⅰ到Ⅱ位置的電流方向dcba. 習(xí)慣思維之二：線圈遠(yuǎn)離磁體時與靠近磁體時，線圈中的電流方向相反，得出從Ⅱ到Ⅲ位置

15、的電流方向abcd，錯選D. [解析]　由條形磁鐵的磁場分布情況可知，線圈在位置Ⅱ時穿過矩形閉合線圈的磁通量最少．線圈從位置Ⅰ到Ⅱ，穿過abcd自下而上的磁通量減少，感應(yīng)電流的磁場阻礙其減少，則在線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向?yàn)閍bcd，線圈從位置Ⅱ到Ⅲ，穿過abcd自上而下的磁通量在增加，感應(yīng)電流的磁場阻礙其增加，由楞次定律可知感應(yīng)電流的方向仍然是abcd.故本題答案為A. [答案]　A [真知灼見]　(1)穿過線圈的磁通量不僅與磁場強(qiáng)弱、線圈面積有關(guān)，還與磁場與線圈平面的夾角有關(guān)． (2)感應(yīng)電流的方向，與磁通量的增減和原磁場的方向有關(guān)，特別要注意原磁場方向的變化． 一 高考

16、題組 1．(多選)(2012·高考山東卷)以下敘述正確的是(　　) A．法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象 B．慣性是物體的固有屬性，速度大的物體慣性一定大 C．牛頓最早通過理想斜面實(shí)驗(yàn)得出力不是維持物體運(yùn)動的原因 D．感應(yīng)電流遵從楞次定律所描述的方向，這是能量守恒定律的必然結(jié)果 2．(單選)(2012·高考北京卷)物理課上，老師做了一個奇妙的“跳環(huán)實(shí)驗(yàn)”．如圖，她把一個帶鐵芯的線圈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．對比老師演示的實(shí)驗(yàn)，下

17、列四個選項(xiàng)中，導(dǎo)致套環(huán)未動的原因可能是(　　) 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 3．(單選)(2011·高考上海卷) 如圖，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(dāng)a繞O點(diǎn)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(yīng)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) 二 模擬題組 4．(多選)(2014·德州模擬)線圈在長直導(dǎo)線電流的磁場中，做如圖所示的運(yùn)動：A向右平動，B向下平動，C繞軸轉(zhuǎn)動(ad邊向外轉(zhuǎn)

18、動角度θ≤90°)，D向上平動(D線圈有個缺口)，判斷線圈中有感應(yīng)電流的是(　　) 5．(單選) (2014·汕頭質(zhì)檢)圓形導(dǎo)體線圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一豎直螺線管b，二者軸線重合，螺線管與電源和滑動變阻器連接成如圖所示的電路．若將滑動變阻器的滑片P向下滑動，下列表述正確的是(　　) A．線圈a中將產(chǎn)生俯視順時針方向的感應(yīng)電流 B．穿過線圈a的磁通量變小 C．線圈a有擴(kuò)張的趨勢 D．線圈a對水平桌面的壓力FN將增大 溫馨提示 日積月累，提高自我　請做課后達(dá)標(biāo)檢測26 第二節(jié)　法拉第電磁感應(yīng)定律　自感　渦流 一、法拉第電磁感應(yīng)定

19、律 1．感應(yīng)電動勢 (1)感應(yīng)電動勢：在________________中產(chǎn)生的電動勢．產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體就相當(dāng)于______，導(dǎo)體的電阻相當(dāng)于____________. (2)感應(yīng)電流與感應(yīng)電動勢的關(guān)系：遵循________________定律，即I＝______. 2．法拉第電磁感應(yīng)定律 (1)內(nèi)容：閉合電路中感應(yīng)電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的________成正比． (2)公式：E＝________，n為線圈匝數(shù)． 3．導(dǎo)體切割磁感線的情形 (1)若B、l、v相互垂直，則E＝______. (2)E＝Blvsin θ，θ為運(yùn)動方向與磁感線方向的夾角．

20、(3)導(dǎo)體棒在磁場中轉(zhuǎn)動： 導(dǎo)體棒以端點(diǎn)為軸，在勻強(qiáng)磁場中垂直于磁感線方向勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢E＝Bl＝________(平均速度取中點(diǎn)位置線速度lω)． 二、自感與渦流 1．自感現(xiàn)象 (1)概念：由于導(dǎo)體本身的______變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象稱為自感，由于自感而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢叫做______________. (2)表達(dá)式：E＝__________. (3)自感系數(shù)L的影響因素：與線圈的______、形狀、______以及是否有鐵芯有關(guān)． 2．渦流 當(dāng)線圈中的電流發(fā)生變化時，在它附近的任何導(dǎo)體中都會產(chǎn)生像__________狀的感應(yīng)電流． (1)電磁阻尼：當(dāng)導(dǎo)體在磁

21、場中運(yùn)動時，感應(yīng)電流會使導(dǎo)體受到________，安培力的方向總是______導(dǎo)體的運(yùn)動． (2)電磁驅(qū)動：如果磁場相對于導(dǎo)體轉(zhuǎn)動，在導(dǎo)體中會產(chǎn)生____________，使導(dǎo)體受到安培力作用，安培力使導(dǎo)體運(yùn)動起來． 交流感應(yīng)電動機(jī)就是利用____________的原理工作的．,1－1.(單選)將閉合多匝線圈置于僅隨時間變化的磁場中，線圈平面與磁場方向垂直，關(guān)于線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流，下列表述正確的是(　　) A．感應(yīng)電動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)電動勢越大 C．穿過線圈的磁通量變化越快，感應(yīng)電動勢越大 D．感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向與原磁場方向

22、始終相同 1－2. (單選)如圖中半徑為r的金屬圓盤在垂直于盤面的勻強(qiáng)磁場B中，繞O軸以角速度ω沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動，則通過電阻R的電流的方向和大小是(金屬圓盤的電阻不計(jì))(　　) A．由c到d，I＝Br2ω/R B．由d到c，I＝Br2ω/R C．由c到d，I＝Br2ω/(2R) D．由d到c，I＝Br2ω/(2R) 2－1.(多選)(2014·鄭州模擬)如圖甲、乙所示的電路中，電阻R和自感線圈L的電阻值都很小，且小于燈A的電阻，接通S，使電路達(dá)到穩(wěn)定，燈泡A發(fā)光，則(　　) A．在電路甲中，斷開S后，A將逐漸變暗 B．在電路甲中，斷開S后，A將先變得更亮，然后逐漸

23、變暗 C．在電路乙中，斷開S后，A將逐漸變暗 D．在電路乙中，斷開S后，A將先變得更亮，然后逐漸變暗 2－2.(單選)(2014·南通模擬)電磁爐是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的渦流，使鍋體發(fā)熱從而加熱食物．下列相關(guān)的說法中正確的是(　　) A．鍋體中渦流的強(qiáng)弱與磁場變化的頻率有關(guān) B．電磁爐中通入電壓足夠高的直流電也能正常工作 C．金屬或環(huán)保絕緣材料制成的鍋體都可以利用電磁爐來烹飪食物 D．電磁爐的上表面一般都用金屬材料制成，以加快熱傳遞、減少熱損耗 　　　　　　　公式E＝nΔΦ/Δt的應(yīng)用 1．感應(yīng)電動勢大小的決定因素 (1)感應(yīng)電動勢的大小由穿過閉合電路的磁通

24、量的變化率和線圈的匝數(shù)共同決定，而與磁通量Φ、磁通量的變化量ΔΦ的大小沒有必然聯(lián)系． (2)當(dāng)ΔΦ僅由B引起時，則E＝n；當(dāng)ΔΦ僅由S引起時，則E＝n. 2．磁通量的變化率是Φ－t圖象上某點(diǎn)切線的斜率． 如圖甲所示，一個電阻值為R，匝數(shù)為n的圓形金屬線圈與阻值為2R的電阻R1連接成閉合回路．線圈的半徑為r1，在線圈中半徑為r2的圓形區(qū)域存在垂直于線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t變化的關(guān)系圖線如圖乙所示．圖線與橫、縱軸的截距分別為t0和B0，導(dǎo)線的電阻不計(jì)．求0至t1時間內(nèi) (1)通過電阻R1的電流大小和方向． (2)通過電阻R1的電荷量q及電阻R1上產(chǎn)生的熱量． [

25、課堂筆記] [規(guī)律總結(jié)]　應(yīng)用電磁感應(yīng)定律應(yīng)注意的三個問題： (1)公式E＝n求解的是一個回路中某段時間內(nèi)的平均電動勢，在磁通量均勻變化時，瞬時值才等于平均值． (2)利用公式E＝nS求感應(yīng)電動勢時，S為線圈在磁場范圍內(nèi)的有效面積． (3)通過回路截面的電荷量q僅與n、ΔΦ和回路電阻R有關(guān)，與時間長短無關(guān)．推導(dǎo)如下：q＝Δt＝Δt＝. 1．(單選)(2014·煙臺模擬)一矩形線框置于勻強(qiáng)磁場中，線框平面與磁場方向垂直，先保持線框的面積不變，將磁感應(yīng)強(qiáng)度在1 s時間內(nèi)均勻地增大到原來的兩倍，接著保持增大后的磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，在1 s時間內(nèi)，再將線框的面積均勻地

26、減小到原來的一半，先后兩個過程中，線框中感應(yīng)電動勢的比值為(　　) A.　　　　　 B．1　　　　　 C．2　　　　　 D．4 　　　　　　　公式E＝Blv的應(yīng)用 1．使用條件 本公式是在一定條件下得出的，除了磁場是勻強(qiáng)磁場外，還需B、l、v三者相互垂直．實(shí)際問題中當(dāng)它們不相互垂直時，應(yīng)取垂直的分量進(jìn)行計(jì)算，公式可為E＝Blvsin θ，θ為B與v方向間的夾角． 2．使用范圍 導(dǎo)體平動切割磁感線時，若v為平均速度，則E為平均感應(yīng)電動勢，即＝Bl.若v為瞬時速度，則E為相應(yīng)的瞬時感應(yīng)電動勢． 3．有效性 公式中的l為有效切割長度，即導(dǎo)體與v垂直的方向上的投影長度．例

27、如，求下圖中MN兩點(diǎn)間的電動勢時，有效長度分別為 甲圖：l＝cdsin β. 乙圖：沿v1方向運(yùn)動時，l＝；沿v2方向運(yùn)動時，l＝0. 丙圖：沿v1方向運(yùn)動時，l＝R；沿v2方向運(yùn)動時，l＝0；沿v3方向運(yùn)動時，l＝R. 4．相對性 E＝Blv中的速度v是相對于磁場的速度，若磁場也運(yùn)動，應(yīng)注意速度間的相對關(guān)系． (多選)(2012·高考四川卷)半徑為a右端開小口的導(dǎo)體圓環(huán)和長為2a的導(dǎo)體直桿，單位長度電阻均為R0.圓環(huán)水平固定放置，整個內(nèi)部區(qū)域分布著豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.桿在圓環(huán)上以速度v平行于直徑CD向右做勻速直線運(yùn)動，桿始終有兩點(diǎn)與圓環(huán)良好接觸，從圓環(huán)

28、中心O開始，桿的位置由θ確定，如圖所示．則(　　) A．θ＝0時，桿產(chǎn)生的電動勢為2Bav B．θ＝時，桿產(chǎn)生的電動勢為Bav C．θ＝0時，桿受的安培力大小為 D．θ＝時，桿受的安培力大小為 [嘗試解答]　________ [總結(jié)提升]　感應(yīng)電動勢兩個公式的比較 公式 E＝n E＝Blv 導(dǎo)體 一個回路 一段導(dǎo)體 適用 普遍適用 導(dǎo)體切割磁感線 意義 常用于求平均電動勢 既可求平均值也可求瞬時值 聯(lián)系 本質(zhì)上是統(tǒng)一的．但是，當(dāng)導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動時，用E＝Blv求E比較方便；當(dāng)穿過電路的磁通量發(fā)生變化時，用E＝n求E比較方便 2. (單選)

29、(2012·高考新課標(biāo)全國卷)如圖，均勻磁場中有一由半圓弧及其直徑構(gòu)成的導(dǎo)線框，半圓直徑與磁場邊緣重合；磁場方向垂直于半圓面(紙面)向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0.使該線框從靜止開始繞過圓心O、垂直于半圓面的軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動半周，在線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流．現(xiàn)使線框保持圖中所示位置，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時間線性變化．為了產(chǎn)生與線框轉(zhuǎn)動半周過程中同樣大小的電流，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間的變化率的大小應(yīng)為(　　) A.　　　　　　　　 B. C. D. 　　　　　　　自感現(xiàn)象的分析 1．自感現(xiàn)象“阻礙”作用的理解 (1)流過線圈的電流增加時，線圈中產(chǎn)生的自感電動勢與電流方向相反，阻礙電流的

30、增加，使其緩慢地增加． (2)流過線圈的電流減小時，線圈中產(chǎn)生的自感電動勢與電流方向相同，阻礙電流的減小，使其緩慢地減?。? 2．自感現(xiàn)象的四大特點(diǎn) (1)自感電動勢總是阻礙導(dǎo)體中原電流的變化． (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，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，自感電動勢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． 3．自感現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化 通電自感中，電能轉(zhuǎn)化為磁場能；斷電自感中，磁場能轉(zhuǎn)化為電能． (多選) 如圖所示的電路中，L為一個自感系數(shù)很大、直流電阻不計(jì)的線圈，D1、D2是

31、兩個完全相同的電燈，E是內(nèi)阻不計(jì)的電源．t＝0時刻，閉合開關(guān)S，經(jīng)過一段時間后，電路達(dá)到穩(wěn)定，t1時刻斷開開關(guān)S.I1、I2分別表示通過電燈D1和D2中的電流，規(guī)定圖中箭頭所示方向?yàn)殡娏髡较?，以下各圖中能定性描述電流I隨時間t變化關(guān)系的是(　　) [嘗試解答]　________ [總結(jié)提升]　分析自感現(xiàn)象的兩點(diǎn)注意 (1)通過自感線圈中的電流不能發(fā)生突變，即通電過程，線圈中電流是逐漸變大，斷電過程，線圈中電流是逐漸變小，方向不變．此時線圈可等效為“電源”，該“電源”與其他電路元件形成回路． (2)斷電自感現(xiàn)象中燈泡是否“閃亮”問題的判斷，在于對電流大小的分析，若斷電后通過燈泡的電

32、流比原來強(qiáng)，則燈泡先閃亮后再慢慢熄滅． 3. (單選)某同學(xué)為了驗(yàn)證斷電自感現(xiàn)象，自己找來帶鐵芯的線圈L，小燈泡A ，開關(guān)S和電池組E，用導(dǎo)線將它們連接成如圖所示的電路．檢查電路后，閉合開關(guān)S，小燈泡發(fā)光；再斷開開關(guān)S，小燈泡僅有不顯著的延時熄滅現(xiàn)象．雖經(jīng)多次重復(fù)，仍未見老師演示時出現(xiàn)的小燈泡閃亮現(xiàn)象，他冥思苦想找不出原因，你認(rèn)為最有可能造成小燈泡未閃亮的原因是 (　　) A．電源的內(nèi)阻較大 B．小燈泡電阻偏大 C．線圈電阻偏大 D．線圈的自感系數(shù)較大 　與電磁感應(yīng)有關(guān)的綜合問題 ————————————該得的分一分不丟！ (1)由圖象可知，在

33、ab段 I＝(－45 rad/s≤ω≤15 rad/s)(2分) 在bc段 I＝－0.05(15 rad/s<ω≤45 rad/s)(2分) (2)由題意可知，P兩端的電壓UP等于圓盤產(chǎn)生的電動勢，UP＝Br2ω(2分) b點(diǎn)時ωb＝15 rad/s，Ub＝Br2ωb＝0.3 V(2分) c點(diǎn)時ωc＝45 rad/s，Uc＝Br2ωc＝0.9 V．(2分) (3)由圖象中電流變化規(guī)律可知電子元件P在b點(diǎn)時開始導(dǎo)通，則：在ab段 IP＝0(－0.9 V≤UP≤0.3 V)(2分) 在bc段 IP＝I－(2分) 而I＝－0.05，UP＝Br2ω(2分) 聯(lián)立可得IP＝－0.

34、05(0.3 V0)．回路中滑動變阻器R的最大阻值為R0，滑動片P位于滑動變阻器中央，定值電阻R1＝R0、R2＝.閉合開關(guān)S，電壓表的示數(shù)為U，不考慮虛線MN右側(cè)導(dǎo)體的感應(yīng)電動勢，則(　　) A．R2兩端的電壓為 B．電容器的a極板帶正電 C．滑動變阻器R的熱功率為電阻R2的5倍 D．正方形導(dǎo)線框中的感應(yīng)電動勢為kL2 一 高考題組 1．(單

35、選)(2013·高考北京卷)如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，金屬桿MN在平行金屬導(dǎo)軌上以速度v向右勻速滑動， MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E1；若磁感應(yīng)強(qiáng)度增為2B，其他條件不變，MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢變?yōu)镋2.則通過電阻R的電流方向及E1與E2之比E1∶E2分別為(　　) A．c→a,2∶1　　　　　 B．a(chǎn)→c,2∶1 C．a(chǎn)→c,1∶2 D．c→a,1∶2 2．(單選)(2010·高考北京卷)在如圖所示的電路中，兩個相同的小燈泡L1和L2分別串聯(lián)一個帶鐵芯的電感線圈L和一個滑動變阻器R.閉合開關(guān)S后，調(diào)整R，使L1和L2發(fā)光的亮度一樣，此時流過兩個燈泡

36、的電流均為I.然后，斷開S.若t′時刻再閉合S，則在t′前后的一小段時間內(nèi)，正確反映流過L1的電流i1、流過L2的電流i2隨時間t變化的圖象是(　　) 3. (2013·高考重慶卷)小明在研究性學(xué)習(xí)中設(shè)計(jì)了一種可測量磁感應(yīng)強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)，其裝置如圖所示．在該實(shí)驗(yàn)中，磁鐵固定在水平放置的電子測力計(jì)上，此時電子測力計(jì)的讀數(shù)為G1，磁鐵兩極之間的磁場可視為水平勻強(qiáng)磁場，其余區(qū)域磁場不計(jì)．直銅條AB的兩端通過導(dǎo)線與一電阻連接成閉合回路，總阻值為R.若讓銅條水平且垂直于磁場，以恒定的速率v在磁場中豎直向下運(yùn)動，這時電子測力計(jì)的讀數(shù)為G2，銅條在磁場中的長度為L. (1)判斷銅條所受安培力的

37、方向，G1和G2哪個大？ (2)求銅條勻速運(yùn)動時所受安培力的大小和磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。? 二 模擬題組 4．(多選)(2014·長沙重點(diǎn)高中測試)一環(huán)形線圈放在勻強(qiáng)磁場中，設(shè)第1 s內(nèi)磁感線垂直線圈平面向里，如圖甲所示．若磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t變化的關(guān)系如圖乙所示，那么下列選項(xiàng)正確的是(　　) A．第1 s內(nèi)線圈中感應(yīng)電流的大小逐漸增加 B．第2 s內(nèi)線圈中感應(yīng)電流的大小恒定 C．第3 s內(nèi)線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r針方向 D．第4 s內(nèi)線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r針方向 5．(多選)(2014·開封模擬)如圖所示，有一個磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的

38、勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直紙面向里，一半徑為r、電阻為2R的金屬圓環(huán)放置在磁場中，金屬圓環(huán)所在的平面與磁場垂直．金屬桿Oa一端可繞環(huán)的圓心O旋轉(zhuǎn)，另一端a擱在環(huán)上，電阻值為R；另一金屬桿Ob一端固定在O點(diǎn)，另一端b固定在環(huán)上，電阻值也是R.已知Oa桿以角速度ω勻速旋轉(zhuǎn)，所有接觸點(diǎn)接觸良好，Ob不影響Oa的轉(zhuǎn)動，則下列說法正確的是(　　) A．流過Oa的電流可能為Bωr2/(5R) B．流過Oa的電流可能為6Bωr2/(25R) C．Oa旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小為Bωr2 D．Oa旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小為Bωr2 6．(2014·北京東城區(qū)模擬)如圖甲所示，光滑導(dǎo)軌寬0.4 m，

39、ab為金屬棒，均勻變化的磁場垂直穿過軌道平面，磁場的變化情況如圖乙所示，金屬棒ab的電阻為1 Ω，導(dǎo)軌電阻不計(jì)．t＝0時刻，ab棒從導(dǎo)軌最左端，以v＝1 m/s的速度向右勻速運(yùn)動，求1 s末回路中的感應(yīng)電流及金屬棒ab受到的安培力． 溫馨提示 日積月累，提高自我　請做課后達(dá)標(biāo)檢測27 第三節(jié)　電磁感應(yīng)中的電路和圖象問題 一、電磁感應(yīng)中的電路問題 1．內(nèi)電路和外電路 (1)切割磁感線運(yùn)動的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的線圈都相當(dāng)于______. (2)該部分導(dǎo)體的電阻或線圈的電阻相當(dāng)于電源的______，其余部分是

40、______. 2．電源電動勢和路端電壓 (1)電動勢：E＝____或E＝________. (2)路端電壓：U＝IR＝________. 二、電磁感應(yīng)中的圖象問題 1．圖象類型 (1)隨時間變化的圖象如B－t圖象、Φ－t圖象、E－t圖象和i－t圖象． (2)隨位移x變化的圖象如E－x圖象和i－x圖象． 2．問題類型 (1)由給定的電磁感應(yīng)過程判斷或畫出正確的圖象． (2)由給定的有關(guān)圖象分析電磁感應(yīng)過程，求解相應(yīng)的物理量． (3)利用給出的圖象判斷或畫出新的圖象．,1.(單選)粗細(xì)均勻的電阻絲圍成的正方形線框置于有界勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于線框平面，其邊界與正方形線框

41、的邊平行．現(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一邊a、b兩點(diǎn)間的電勢差絕對值最大的是(　　) 2．(單選) (2014·安徽名校聯(lián)考)如圖所示，空間存在一個足夠大的三角形區(qū)域(頂角為45°)，區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，一個頂角為45°的三角形導(dǎo)體線框，自距離磁場左側(cè)邊界L處以平行于紙面向上的速度勻速通過了該區(qū)域，若以逆時針為正方向，回路中感應(yīng)電流I隨時間t的變化關(guān)系圖象正確的是(　　) 　　　　　　　電磁感應(yīng)中的電路問題 1．對電磁感應(yīng)中電源的理解 (1)等效電源的正負(fù)極、感應(yīng)電流的方向、電勢的高低、電

42、容器極板帶電問題，可用右手定則或楞次定律判定． (2)等效電源的電動勢的大小可由E＝Blv或E＝n求解． 2．對電磁感應(yīng)電路的理解 (1)在電磁感應(yīng)電路中，相當(dāng)于電源的部分把其他形式的能通過電流做功轉(zhuǎn)化為電能． (2)等效電源兩端的電壓為路端電壓，而不是感應(yīng)電動勢． (2014·石家莊質(zhì)檢)如圖甲所示，兩根足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ被固定在水平面上，導(dǎo)軌間距l(xiāng)＝0.6 m，兩導(dǎo)軌的左端用導(dǎo)線連接電阻R1及理想電壓表V，電阻為r＝2 Ω的金屬棒垂直于導(dǎo)軌靜止在AB處；右端用導(dǎo)線連接電阻R2，已知R1＝2 Ω，R2＝1 Ω，導(dǎo)軌及導(dǎo)線電阻均不計(jì)．在矩形區(qū)域CDFE內(nèi)有豎直向上的磁

43、場，CE＝0.2 m，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示．開始時電壓表有示數(shù)，當(dāng)電壓表示數(shù)變?yōu)榱愫?，對金屬棒施加一水平向右的恒力F，使金屬棒剛進(jìn)入磁場區(qū)域時電壓表的示數(shù)又變?yōu)樵瓉淼闹?，金屬棒在磁場區(qū)域內(nèi)運(yùn)動的過程中電壓表的示數(shù)始終保持不變．求： (1)t＝0.1 s時電壓表的示數(shù)； (2)恒力F的大小； (3)從t＝0時刻到金屬棒運(yùn)動出磁場的過程中整個電路產(chǎn)生的熱量． [思路點(diǎn)撥]　(1)在0～0.2 s內(nèi)，R1、R2和金屬棒是如何連接的？電壓表示數(shù)等于感應(yīng)電動勢嗎？ (2)電壓表示數(shù)始終保持不變，說明金屬棒做什么運(yùn)動？ [課堂筆記]

44、 [方法總結(jié)]　解決電磁感應(yīng)中電路問題的一般思路： (1)確定等效電源，利用E＝n或E＝Blvsin θ求感應(yīng)電動勢的大小，利用右手定則或楞次定律判斷電流方向． (2)分析電路結(jié)構(gòu)(內(nèi)、外電路及外電路的串、并聯(lián)關(guān)系)，畫出等效電路圖． (3)利用電路規(guī)律求解．主要應(yīng)用歐姆定律及串、并聯(lián)電路的基本性質(zhì)等列方程求解． 1. (單選)(2014·廣東六校聯(lián)考)如圖所示，△ABC為等腰直角三角形，AB邊與x軸垂直，A點(diǎn)坐標(biāo)為(a,0)，C點(diǎn)坐標(biāo)為(0，a)，三角形區(qū)域內(nèi)存在垂直平面向里的磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B與橫坐標(biāo)x的變化關(guān)系滿足B＝(k為常量)，三角形區(qū)域的左側(cè)有一單匝矩形線

45、圈，線圈平面與紙面平行，線圈寬為a，高為2a，電阻為R.若線圈以某一速度v勻速穿過磁場，整個運(yùn)動過程中線圈不發(fā)生轉(zhuǎn)動，則下列說法正確的是(　　) A．線圈穿過磁場的過程中感應(yīng)電流的大小逐漸增大 B．線圈穿過磁場的過程中產(chǎn)生的焦耳熱為Q＝ C．線圈穿過磁場的過程中通過導(dǎo)線截面的電荷量為零 D．穿過三角形區(qū)域的磁通量為2ka 　　　　　　　電磁感應(yīng)中的圖象問題 1．題型特點(diǎn) 一般可把圖象問題分為三類： (1)由給定的電磁感應(yīng)過程選出或畫出正確的圖象； (2)由給定的有關(guān)圖象分析電磁感應(yīng)過程，求解相應(yīng)的物理量； (3)根據(jù)圖象定量計(jì)算． 2．解題關(guān)鍵 弄清初始條件

46、，正負(fù)方向的對應(yīng)，變化范圍，所研究物理量的函數(shù)表達(dá)式，進(jìn)、出磁場的轉(zhuǎn)折點(diǎn)是解決問題的關(guān)鍵． 3．解決圖象問題的一般步驟 (1)明確圖象的種類，即是B—t圖象還是Φ—t圖象，或者是E—t圖象、I—t圖象等； (2)分析電磁感應(yīng)的具體過程； (3)用右手定則或楞次定律確定方向?qū)?yīng)關(guān)系； (4)結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓運(yùn)動定律等規(guī)律寫出函數(shù)關(guān)系式； (5)根據(jù)函數(shù)關(guān)系式，進(jìn)行數(shù)學(xué)分析，如分析斜率的變化、截距等． (6)畫出圖象或判斷圖象． (單選)(2013·高考山東卷) 將一段導(dǎo)線繞成圖甲所示的閉合回路，并固定在水平面(紙面)內(nèi)．回路的ab邊置于垂直紙

47、面向里的勻強(qiáng)磁場Ⅰ中．回路的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面的磁場Ⅱ，以向里為磁場Ⅱ的正方向，其磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間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隨時間t變化的圖象是(　　) [思路點(diǎn)撥]　(1)在0～和～T內(nèi)，磁場Ⅱ的變化具有什么特點(diǎn)？感應(yīng)電動勢是恒定的還是變化的？ (2)在0～和～T內(nèi)，感應(yīng)電流方向有什么關(guān)系． [嘗試解答]　________ [方法總結(jié)]　(1)解決電磁感應(yīng)圖象問題，必須做到“四明確”： ①明確圖象所描述的物理意義； ②明確各種“＋”、“－”的含義； ③明確斜率的含義； ④明確圖象和電磁感應(yīng)過程之間的對應(yīng)關(guān)系

48、； (2)解決電磁感應(yīng)中圖象類選擇題的最簡方法—分類排除法 首先對題中給出的四個圖象根據(jù)大小或方向變化特點(diǎn)分類，然后定性地分析電磁感應(yīng)過程中物理量的變化趨勢(增大還是減小)、變化快慢(均勻變化還是非均勻變化)，特別是物理量的正負(fù)，排除錯誤的選項(xiàng)，該法是最簡捷、最有效的方法． 2．(單選)(2013·高考浙江卷)磁卡的磁條中有用于存儲信息的磁極方向不同的磁化區(qū)，刷卡器中有檢測線圈，當(dāng)以速度v0刷卡時，在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢．其E－t關(guān)系如圖所示．如果只將刷卡速度改為，線圈中的E－t關(guān)系圖可能是(　　) 　等效法在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用 　　　等效法是科學(xué)研究中常用的思維方法之一，

49、它是從事物的等同效果這一基本點(diǎn)出發(fā)的，把復(fù)雜的物理現(xiàn)象、物理過程轉(zhuǎn)化為較為簡單的物理現(xiàn)象、物理過程來進(jìn)行研究和處理，其目的是降低思維活動的難度．在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用，主要體現(xiàn)在下列兩點(diǎn)： 1．明確切割磁感線的導(dǎo)體相當(dāng)于電源，其電阻是電源的內(nèi)阻，其他部分為外電路，電源的正負(fù)極由右手定則來判定； 2．畫出等效電路圖，并結(jié)合閉合電路歐姆定律等有關(guān)知識解決相關(guān)問題． ————————————該得的分一分不丟！ (1)金屬條切割磁感線時產(chǎn)生的電動勢大小為： E＝B(r2－r1)·＝B(r2－r1)· ＝Bω(r－r)(4分) 代入數(shù)據(jù)得：E≈4.9×10－2 V(1分) 根據(jù)右手定則可

50、得感應(yīng)電流方向?yàn)閎→a.(1分) (2)通過分析，可得電路圖為(4分) (3)設(shè)電路中的總電阻為R總，根據(jù)電路圖可知， R總＝R＋R＝R①(2分) ab兩端電勢差 Uab＝E－IR＝E－R＝E＝1.2×10－2 V②(2分) 設(shè)ab離開磁場區(qū)域的時刻為t1，下一根金屬條進(jìn)入磁場區(qū)域的時刻為t2， t1＝＝ s③(1分) t2＝＝ s④(1分) 設(shè)輪子轉(zhuǎn)一圈的時間為T， T＝＝1 s⑤(1分) 在T＝1 s內(nèi)，金屬條有四次進(jìn)出，后三次與第一次相同．⑥(1分) 由②、③、④、⑤、⑥可畫出如下Uab－t圖象．(4分) [答案]　見規(guī)范解答 3. (多選)

51、如圖所示，電阻均勻的正方形導(dǎo)體框abcd勻速通過勻強(qiáng)磁場區(qū)域，整個過程中，保持磁感線與導(dǎo)體框平面垂直，在圖示兩個位置時(　　) A．a(chǎn)b中的感應(yīng)電流方向相同 B．a(chǎn)b中的電流大小相同 C．a(chǎn)b兩端的電壓相同 D．所需外力相同 一 高考題組 1. (單選)(2012·高考新課標(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

52、i隨時間t變化的圖線可能是(　　) 2. (單選)(2013·高考新課標(biāo)全國卷Ⅰ)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．空間存在垂直于紙面的均勻磁場．用力使MN向右勻速運(yùn)動，從圖示位置開始計(jì)時，運(yùn)動中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與時間t的關(guān)系圖線，可能正確的是(　　) 3．(2011·高考重慶卷)有人設(shè)計(jì)了一種可測速的跑步機(jī)，測速原理如圖所示．該機(jī)底面固定有間距為L、長度為d的平行金屬電極．電極間充滿磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，且接有電壓表和電阻

53、R.絕緣橡膠帶上鍍有間距為d的平行細(xì)金屬條，磁場中始終僅有一根金屬條，且與電極接觸良好，不計(jì)金屬電阻．若橡膠帶勻速運(yùn)動時，電壓表讀數(shù)為U，求： (1)橡膠帶勻速運(yùn)動的速率； (2)電阻R消耗的電功率； (3)一根金屬條每次經(jīng)過磁場區(qū)域克服安培力做的功． 二 模擬題組 4．(單選) (2014·江西六校聯(lián)考)如圖所示，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，左半圓磁場方向垂直于xOy平面向里，右半圓磁場方向垂直于xOy平面向外．一平行于y軸的長導(dǎo)體棒ab以速度v沿x軸正方向做勻速運(yùn)動，則導(dǎo)體棒兩端的電勢

54、差Uba與導(dǎo)體棒位置x關(guān)系的圖象是(　　) 5．(多選)(2014·武漢模擬) 如圖所示，在水平面內(nèi)的直角坐標(biāo)系xOy中有一光滑金屬導(dǎo)軌AOC，其中曲線導(dǎo)軌OA滿足方程y＝Lsin kx，長度為的直導(dǎo)軌OC與x軸重合，整個導(dǎo)軌處于垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場中．現(xiàn)有一長為L的金屬棒從圖示位置開始沿x軸正方向以速度v做勻速直線運(yùn)動，已知金屬棒單位長度的電阻為R0，除金屬棒的電阻外其余部分電阻均不計(jì)，棒與兩導(dǎo)軌始終接觸良好，則在金屬棒運(yùn)動至AC的過程中(　　) A．感應(yīng)電動勢的瞬時值為e＝BvLsin kvt B．感應(yīng)電流逐漸減小 C．閉合回路消耗的電功率逐漸增大 D．通過金屬棒的電

55、荷量為 溫馨提示 日積月累，提高自我　請做課后達(dá)標(biāo)檢測28 第四節(jié)　電磁感應(yīng)中的動力學(xué)和能量問題 一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的動力學(xué)問題 1．安培力的大小 ?F＝________ 2．安培力的方向 (1)先用____________判定感應(yīng)電流方向，再用____________判定安培力方向． (2)根據(jù)楞次定律，安培力的方向一定和導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動方向______. 二、電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化 1．過程分析 (1)電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生感應(yīng)電流的過程，實(shí)質(zhì)上是能量的轉(zhuǎn)化過程． (2)感應(yīng)電流在磁場中受安培力，若克服安培力做功，則____________的能

56、轉(zhuǎn)化為______；若安培力做正功，則電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能． (3)當(dāng)感應(yīng)電流通過用電器時，____能轉(zhuǎn)化為____________的能． 2．安培力做功和電能變化的對應(yīng)關(guān)系 “外力”克服安培力做多少功，就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能；安培力做多少功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能．,1. (單選)如圖所示，在一勻強(qiáng)磁場中有一U形導(dǎo)體框bacd，線框處于水平面內(nèi)，磁場與線框平面垂直，R為一電阻，ef為垂直于ab的一根導(dǎo)體桿，它可以在ab、cd上無摩擦地滑動，桿ef及線框中導(dǎo)體的電阻都可不計(jì)．開始時，給ef一個向右的初速度，則(　　) A．ef將減速向右運(yùn)動，但不是勻減速 B．

57、ef將勻速向右運(yùn)動 C．ef將加速向右運(yùn)動 D．ef將做往復(fù)運(yùn)動 2. (單選)(2014·平頂山統(tǒng)考)如圖所示，固定在水平絕緣平面上足夠長的金屬導(dǎo)軌不計(jì)電阻，但表面粗糙，導(dǎo)軌左端連接一個電阻R，質(zhì)量為m的金屬棒(電阻也不計(jì))放在導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直，整個裝置放在勻強(qiáng)磁場中，磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直．用水平恒力F把a(bǔ)b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小于電路中產(chǎn)生的電能和棒獲得的動能之和

58、 　　　　　　　電磁感應(yīng)中的動力學(xué)問題分析 1．導(dǎo)體的兩種運(yùn)動狀態(tài) (1)導(dǎo)體的平衡狀態(tài)——靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)． (2)導(dǎo)體的非平衡狀態(tài)——加速度不為零． 2．導(dǎo)體處于平衡狀態(tài)的分析思路 (1)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律確定感應(yīng)電動勢的大小和方向． (2)由閉合電路歐姆定律確定回路中的電流． (3)分析導(dǎo)體的受力情況． (4)由平衡條件列方程求解． 3．導(dǎo)體做變加速運(yùn)動，最終趨于穩(wěn)定狀態(tài)的分析思路 (1)做好受力分析和運(yùn)動狀態(tài)分析 導(dǎo)體受力→速度變化→產(chǎn)生變化的感應(yīng)電動勢→產(chǎn)生變化的感應(yīng)電流→導(dǎo)體受變化的安培力作用→合外力變化→加速度變化→速度變化

59、→感應(yīng)電動勢變化……最終加速度等于零，導(dǎo)體達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)動狀態(tài)． (2)達(dá)到平衡狀態(tài)時，列方程求解． 利用好導(dǎo)體達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時的受力平衡方程往往是解決這類問題的突破口． (3)此類問題中極值問題的分析方法 ①加速度的最大值出現(xiàn)在初位置，可先對初位置進(jìn)行受力分析，然后由牛頓第二定律求解加速度． ②速度的最大值、最小值一般出現(xiàn)在勻速運(yùn)動時，通常根據(jù)平衡條件進(jìn)行分析和求解． 如圖甲所示，相距L＝0.5 m、電阻不計(jì)的兩根長金屬導(dǎo)軌，各有一部分在同一水平面上，另一部分沿豎直面．質(zhì)量均為m＝50 g、電阻均為R＝1.0 Ω的金屬細(xì)桿ab、cd與導(dǎo)軌垂直接觸形成閉合回路，桿與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)μ

60、＝B＝1.0 T、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場中．當(dāng)ab桿在水平拉力F作用下沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動時，從t＝0時刻開始釋放cd桿，cd桿的vcd－t圖象如圖乙所示(在0～1 s和2 s～3 s內(nèi)，圖線為直線)． (1)在0～1 s內(nèi)，ab桿做什么運(yùn)動？ (2)在0～1 s內(nèi)，ab桿的速度為多少？ (3)已知1 s～2 s內(nèi)，ab桿做勻加速直線運(yùn)動，求這段時間內(nèi)拉力F隨時間變化的函數(shù)方程． [課堂筆記] [總結(jié)提升]　用“四步法”分析電磁感應(yīng)中的動力學(xué)問題 解決電磁感應(yīng)中的動力學(xué)問題的一般思路是“先電后力”，具體思路如下： (1)先

61、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，求出電源參數(shù)E和r； (2)再進(jìn)行“路”的分析——分析電路結(jié)構(gòu)，弄清串、并聯(lián)關(guān)系，求出相關(guān)部分的電流大小，以便求解安培力； (3)然后是“力”的分析——分析研究對象(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)接著進(jìn)行“運(yùn)動”狀態(tài)的分析——根據(jù)力和運(yùn)動的關(guān)系，判斷出正確的運(yùn)動模型． 1．(多選)(2014·云南部分名校統(tǒng)考)如圖所示，足夠長的光滑導(dǎo)軌傾斜放置，其下端連接一個定值電阻R，勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌所在平面，將ab棒在導(dǎo)軌上無初速度釋放，當(dāng)ab棒下滑到穩(wěn)定狀態(tài)時，速度為v，電阻R上消耗的功率為P.導(dǎo)

62、軌和導(dǎo)體棒電阻不計(jì)．下列判斷正確的是(　　) A．導(dǎo)體棒的a端比b端電勢低 B．a(chǎn)b棒在達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)前做加速度減小的加速運(yùn)動 C．若磁感應(yīng)強(qiáng)度增大為原來的2倍，其他條件不變，則ab棒下滑到穩(wěn)定狀態(tài)時速度將變?yōu)樵瓉淼? D．若換成一根質(zhì)量為原來2倍的導(dǎo)體棒，其他條件不變，則ab棒下滑到穩(wěn)定狀態(tài)時的功率將變?yōu)樵瓉淼?倍 　　　　　　　電磁感應(yīng)中的能量問題 1．電磁感應(yīng)過程的實(shí)質(zhì)是不同形式的能量轉(zhuǎn)化的過程，而能量的轉(zhuǎn)化是通過安培力做功的形式實(shí)現(xiàn)的，安培力做功的過程，是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程，外力克服安培力做功，則是其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的過程． 2．能量轉(zhuǎn)化及焦耳熱的

63、求法 (1)能量轉(zhuǎn)化 (2)求解焦耳熱Q的三種方法 如圖所示，在傾角θ＝37°的斜面內(nèi)，放置MN和PQ兩根不等間距的光滑金屬導(dǎo)軌，該裝置放置在垂直斜面向下的勻強(qiáng)磁場中．導(dǎo)軌M、P兩端間接入阻值R1＝30 Ω的電阻和理想電流表，N、Q兩端間接入阻值R2＝6 Ω的電阻．質(zhì)量m＝0.6 kg、長L＝1.5 m的金屬棒放在導(dǎo)軌上以v0＝5 m/s的初速度從ab處向右上滑到a′b′處的時間為t＝0.5 s，滑過的距離l＝0.5 m．a(chǎn)b處導(dǎo)軌間距Lab＝0.8 m，a′b′處導(dǎo)軌間距La′b′＝1 m．若金屬棒滑動時電流表的讀數(shù)始終保持不變，不計(jì)金屬棒和導(dǎo)軌的電阻．sin 37°＝

64、0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2，求： (1)此過程中電阻R1上產(chǎn)生的熱量； (2)此過程中電流表的讀數(shù)； (3)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度． [思路分析]　先根據(jù)感應(yīng)電流以及感應(yīng)電動勢不變的特點(diǎn)確定金屬棒的速度，再結(jié)合能量守恒定律分析電阻上產(chǎn)生的總熱量，并利用兩電阻的關(guān)系確定電阻R1上產(chǎn)生的熱量．因?yàn)槭呛愣娏?，故可以直接利用焦耳定律求解電流的大小以及電動勢的大小，并得出磁感?yīng)強(qiáng)度的大?。? [課堂筆記] [方法總結(jié)]　在利用功能關(guān)系分析電磁感應(yīng)的能量問題時，首先應(yīng)對研究對象進(jìn)行準(zhǔn)確的受力分析，判斷各力做功的情況，再利用動能定理或功能

65、關(guān)系列式求解．同時還應(yīng)注意明確初、末狀態(tài)及其能量轉(zhuǎn)化，根據(jù)各力做功和相應(yīng)形式的能之間的轉(zhuǎn)化列式求解． 解決這類問題的基本方法為： (1)利用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律確定感應(yīng)電動勢的大小和方向． (2)畫出等效電路，求出回路中電阻消耗的電能(或電功率)． (3)分析導(dǎo)體機(jī)械能的變化，用動能定理或能量守恒定律列方程． 2．(單選)如圖，足夠長的U型光滑金屬導(dǎo)軌平面與水平面成θ角(0<θ<90°)，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

66、棒某一橫截面的電量為q時，棒的速度大小為v，則金屬棒ab在這一過程中(　　) A．運(yùn)動的平均速度大小為v 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sin θ 　電磁感應(yīng)中的“桿＋導(dǎo)軌”模型 1．模型分類 “桿軌”模型分為“單桿”型和“雙桿”型；導(dǎo)軌放置方式可分為水平、豎直和傾斜三種；桿的運(yùn)動狀態(tài)可分為勻速運(yùn)動、勻變速運(yùn)動、非勻變速運(yùn)動或轉(zhuǎn)動等；磁場的狀態(tài)可分為恒定不變、均勻變化和非均勻變化等．情景復(fù)雜，形式多變． 2．分析方法 通過受力分析，確定運(yùn)動狀態(tài)，一般會有收尾狀態(tài)．對于收尾狀態(tài)則有恒定的速度或者加速度等，再結(jié)合運(yùn)動學(xué)規(guī)律、牛頓運(yùn)動定律和能量觀點(diǎn)分析求解． ————————————該得的分一分不丟！ (1)由題圖乙可知，在t＝0時，F(xiàn)＝1.5 N(1分) 對ab桿進(jìn)行受力分析，由牛頓第二定律得 F－μmg＝ma(2分) 代入數(shù)據(jù)解得a＝10 m/s2.(1分) (2)從d向c看，對cd桿進(jìn)行受力分析如圖所示，當(dāng)cd速度最大時，有 Ff＝mg＝μFN，F(xiàn)N＝F安，F(xiàn)安＝BIL，I＝(4分) 綜合以