高考物理大一輪復(fù)習(xí)第九章電磁感應(yīng)交變電流第1講楞次定律法拉第電磁感應(yīng)定律課件.ppt

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第1講 楞次定律 法拉第電磁感應(yīng)定律,第九章 電磁感應(yīng) 交變電流,[考試標(biāo)準(zhǔn)],內(nèi)容索引,,過(guò)好雙基關(guān) 回扣基礎(chǔ)知識(shí) 訓(xùn)練基礎(chǔ)題目,研透命題點(diǎn) 細(xì)研考綱和真題 分析突破命題點(diǎn),課時(shí)作業(yè) 限時(shí)訓(xùn)練 練規(guī)范 練速度,過(guò)好雙基關(guān),一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象 1.磁通量 (1)公式：Φ＝ . 適用條件：① 磁場(chǎng). ②磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向 S所在的平面. (2)幾種常見(jiàn)引起磁通量變化的情形. ①B變化，S不變，ΔΦ＝ . ②B不變，S變化，ΔΦ＝ . ③B、S兩者都變化，ΔΦ＝ ，不能用ΔΦ＝ΔBΔS來(lái)計(jì)算.,BS,勻強(qiáng),垂直于,ΔBS,BΔS,Φ2－Φ1,2.電磁感應(yīng)現(xiàn)象 (1)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：穿過(guò)閉合回路的 發(fā)生變化. 特例：閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)內(nèi)做 運(yùn)動(dòng). (2)電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化：發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象時(shí)，機(jī)械能或其他形式的能轉(zhuǎn)化為 ，該過(guò)程遵循 .,磁通量,切割磁感線,電能,能量守恒定律,自測(cè)1 (多選)如圖1所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)矩形閉合導(dǎo)線框.在下列四種情況下，線框中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流的是 A.如圖甲所示，保持線框平面始終與磁感線平行，線框在磁場(chǎng)中左右運(yùn)動(dòng) B.如圖乙所示，保持線框平面始終與磁感線平行，線框在磁場(chǎng)中上下運(yùn)動(dòng) C.如圖丙表示，線框繞位于線框平面內(nèi)且與磁感線垂直的軸線AB轉(zhuǎn)動(dòng) D.如圖丁所示，線框繞位于線框平面內(nèi)且與磁感線平行的軸線CD轉(zhuǎn)動(dòng),√,答案,圖1,√,√,二、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(chǎng)總要 引起感應(yīng)電流的 的變化. (2)適用范圍：適用于一切回路 變化的情況. 2.右手定則 (1)內(nèi)容：伸開(kāi)右手，使拇指與其余四個(gè)手指垂直，并且都與手掌在同一個(gè)平面內(nèi)；讓 從掌心進(jìn)入，并使拇指指向 的方向，這時(shí)四指所指的方向就是 的方向. (2)適用情況：導(dǎo)體 產(chǎn)生感應(yīng)電流.,阻礙,磁通量,磁通量,磁感線,導(dǎo)線運(yùn)動(dòng),感應(yīng)電流,切割磁感線,自測(cè)2 (多選)如圖2所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直圓形線圈指向紙內(nèi)，a、b、c、d為圓形線圈上等距離的四點(diǎn)，現(xiàn)用外力在上述四點(diǎn)將線圈拉成正方形，且線圈仍處在原先所在平面內(nèi)，則在線圈發(fā)生形變的過(guò)程中 A.線圈中無(wú)感應(yīng)電流 B.線圈中有感應(yīng)電流 C.感應(yīng)電流的方向?yàn)閍bcda D.感應(yīng)電流的方向?yàn)閍dcba,√,答案,圖2,√,三、法拉第電磁感應(yīng)定律 1.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) (1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：在 中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì). (2)產(chǎn)生條件：穿過(guò)回路的 發(fā)生改變，與電路是否閉合無(wú)關(guān). (3)方向判斷：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向用 或 判斷. 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(guò)這一電路的__________ 成正比. (2)公式：E＝ ，其中n為線圈匝數(shù).,電磁感應(yīng)現(xiàn)象,磁通量,楞次定律,右手定則,磁通量的,變化率,自測(cè)3 (多選)將閉合多匝線圈置于僅隨時(shí)間變化的磁場(chǎng)中，關(guān)于線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，下列表述正確的是 A.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與線圈的匝數(shù)有關(guān) B.穿過(guò)線圈的磁通量越大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大 C.穿過(guò)線圈的磁通量變化越快，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大 D.感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向始終相同,√,答案,√,四、導(dǎo)線切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 導(dǎo)線切割磁感線時(shí)，可有以下三種情況：,Blv,五、自感和渦流 1.自感現(xiàn)象 由于通過(guò)導(dǎo)體自身的 而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象. 2.自感電動(dòng)勢(shì) (1)定義：在 中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì). (2)表達(dá)式：E＝ (3)自感系數(shù)L： ①相關(guān)因素：與線圈的大小、形狀、 以及是否有 等因素有關(guān). ②單位：亨利(H)，1 mH＝ H，1 μH＝ H.,電流發(fā)生變化,自感現(xiàn)象,匝數(shù),鐵芯,10－3,10－6,3.渦流 (1)定義：當(dāng)線圈中的電流發(fā)生變化時(shí)，在它附近的導(dǎo)體中產(chǎn)生的像水中的旋渦一樣的 . (2)渦流的應(yīng)用 ①渦流熱效應(yīng)的應(yīng)用，如 . ②渦流磁效應(yīng)的應(yīng)用，如探雷器.,感應(yīng)電流,真空冶煉爐,自測(cè)4 (多選)電磁爐為新一代炊具，無(wú)煙、無(wú)明火、無(wú)污染、不產(chǎn)生有害氣體、無(wú)微波輻射、高效節(jié)能等是電磁爐的優(yōu)勢(shì)所在.電磁爐是利用電流通過(guò)線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，當(dāng)磁場(chǎng)的磁感線通過(guò)含鐵質(zhì)鍋底部時(shí)，即會(huì)產(chǎn)生無(wú)數(shù)小渦流，使鍋體本身自行高速發(fā)熱，然后再加熱鍋內(nèi)食物.下列相關(guān)說(shuō)法中正確的是 A.鍋體中的渦流是由恒定的磁場(chǎng)產(chǎn)生的 B.恒定磁場(chǎng)越強(qiáng)，電磁爐的加熱效果越好 C.鍋體中的渦流是由變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生的 D.提高磁場(chǎng)變化的頻率，可提高電磁爐的加熱效果,√,答案,√,研透命題點(diǎn),命題點(diǎn)一 感應(yīng)電流方向的判斷,考向1 應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向,例1 (多選)下列各選項(xiàng)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(dòng)，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(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流.各選項(xiàng)中分別標(biāo)出了磁鐵的極性、磁鐵相對(duì)線圈的運(yùn)動(dòng)方向以及線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向等情況，其中正確的是,答案,解析,√,√,解析 根據(jù)楞次定律可確定感應(yīng)電流的方向：以C選項(xiàng)為例，當(dāng)磁鐵向下運(yùn)動(dòng)時(shí)： (1)閉合線圈原磁場(chǎng)的方向——向上； (2)穿過(guò)閉合線圈的磁通量的變化——增加； (3)感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向——向下； (4)利用安培定則判斷感應(yīng)電流的方向——與圖中箭頭方向相同. 運(yùn)用以上分析方法可知，C、D正確.,答案,解析,變式1 (多選)如圖3，兩同心圓環(huán)A、B置于同一水平面上，其中B為均勻帶負(fù)電絕緣環(huán)，A為導(dǎo)體環(huán).當(dāng)B繞軸心順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)且轉(zhuǎn)速增大時(shí)，下列說(shuō)法正確的是 A.A中產(chǎn)生逆時(shí)針的感應(yīng)電流 B.A中產(chǎn)生順時(shí)針的感應(yīng)電流 C.A具有收縮的趨勢(shì) D.A具有擴(kuò)展的趨勢(shì),√,圖3,√,解析 由題圖可知，B為均勻帶負(fù)電絕緣環(huán)，B中電流為逆時(shí)針?lè)较?，由右手螺旋定則可知，電流的磁場(chǎng)垂直紙面向外且逐漸增大；由楞次定律可知，磁場(chǎng)增大時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)的方向相反，所以感應(yīng)電流的磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里，A中感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?，故A錯(cuò)誤，B正確； B環(huán)外的磁場(chǎng)的方向與B環(huán)內(nèi)的磁場(chǎng)的方向相反，當(dāng)B環(huán)內(nèi)的磁場(chǎng)增強(qiáng)時(shí)，A環(huán)具有面積擴(kuò)展的趨勢(shì)，故C錯(cuò)誤，D正確.,考向2 楞次定律推論的應(yīng)用 楞次定律推論的應(yīng)用技巧 1.線圈(回路)中磁通量變化時(shí)，阻礙原磁通量的變化——應(yīng)用“增反減同”的規(guī)律； 2.導(dǎo)體與磁體間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)——應(yīng)用“來(lái)拒去留”的規(guī)律； 3.當(dāng)回路可以形變時(shí)，感應(yīng)電流可使線圈面積有擴(kuò)大或縮小的趨勢(shì)——應(yīng)用“增縮減擴(kuò)”的規(guī)律； 4.自感現(xiàn)象中，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)阻礙原電流的變化——應(yīng)用“增反減同”的規(guī)律.,答案,例2 (多選)如圖4所示，光滑固定的金屬導(dǎo)軌M、N水平放置，兩根導(dǎo)體棒P、Q平行放置在導(dǎo)軌上，形成一個(gè)閉合回路，一條形磁鐵從高處下落接近回路時(shí) A.P、Q將相互靠攏 B.P、Q將相互遠(yuǎn)離 C.磁鐵的加速度仍為g D.磁鐵的加速度小于g,√,圖4,√,解析,解析 根據(jù)楞次定律的另一種表述——感應(yīng)電流的效果，總要反抗產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因.本題中“原因”是回路中磁通量的增加，歸根結(jié)底是磁鐵靠近回路，“效果”便是阻礙磁通量的增加和磁鐵的靠近.所以，P、Q將相互靠攏且磁鐵的加速度小于g，應(yīng)選A、D.,考向3 切割類(lèi)感應(yīng)電流方向的判斷 例3 (多選)如圖5所示，一個(gè)有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外.一個(gè)矩形閉合導(dǎo)線框abcd，沿紙面由位置1(左)勻速運(yùn)動(dòng)到位置2，則 A.導(dǎo)線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，感應(yīng)電流方向?yàn)閍→b→c→d→a B.導(dǎo)線框離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)，感應(yīng)電流方向?yàn)閍→b→c→d→a C.導(dǎo)線框離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)，受到的安培力方向水平向右 D.導(dǎo)線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，受到的安培力方向水平向左,圖5,答案,√,√,解析,解析 導(dǎo)線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，cd邊切割磁感線，由右手定則可知，電流方向沿a→d→c→b→a，由左手定則可知cd邊受到的安培力方向向左；導(dǎo)線框離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)，ab邊處于磁場(chǎng)中且在做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，同樣用右手定則和左手定則可以判斷電流的方向?yàn)閍→b→c→d→a，安培力的方向仍然向左，故選項(xiàng)B、D正確.,命題點(diǎn)二 法拉第電磁感應(yīng)定律的理解及應(yīng)用,求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的五種類(lèi)型及對(duì)應(yīng)解法,4.平動(dòng)切割型：E＝Blv(B、l、v三者垂直) (1)l為導(dǎo)體切割磁感線的有效長(zhǎng)度. (2)v為導(dǎo)體相對(duì)磁場(chǎng)的速度.,例4 (多選)如圖6所示，先后以速度v1和v2勻速把一矩形線圈拉出有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，已知v1＝2v2，則在先后兩種情況下 A.線圈中的感應(yīng)電流之比I1∶I2＝2∶1 B.線圈中的感應(yīng)電流之比I1∶I2＝1∶2 C.線圈中產(chǎn)生的焦耳熱之比Q1∶Q2＝2∶1 D.通過(guò)線圈某截面的電荷量之比q1∶q2＝1∶2,圖6,答案,√,√,解析,解析 由題意v1＝2v2，根據(jù)E＝BLv可知，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比E1∶E2＝v1∶v2＝2∶1，則感應(yīng)電流之比I1∶I2＝E1∶E2＝2∶1，故A正確，B錯(cuò)誤；,變式2 (多選)穿過(guò)一個(gè)電阻為1 Ω的單匝閉合線圈的磁通量始終是每秒鐘均勻地減少4 Wb，則 A.線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定是每秒減少4 V B.線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定是4 V C.線圈中感應(yīng)電流一定是每秒減少4 A D.線圈中感應(yīng)電流一定是4 A,答案,√,√,解析,變式3 (多選)用一根橫截面積為S、電阻率為ρ的硬質(zhì)導(dǎo)線做成一個(gè)半徑為r的圓環(huán)，ab為圓環(huán)的一條直徑.如圖7所示，在ab的左側(cè)存在一個(gè)均勻變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)垂直圓環(huán)所在平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間的變化率 ＝k(k＜0).則 A.圓環(huán)中產(chǎn)生沿逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流 B.圓環(huán)具有擴(kuò)張的趨勢(shì) C.圓環(huán)中感應(yīng)電流的大小為 D.圖中a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差的絕對(duì)值為,答案,√,解析,圖7,√,解析 k＜0，磁通量均勻減少，根據(jù)楞次定律可知，圓環(huán)中產(chǎn)生沿順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流，選項(xiàng)A錯(cuò)誤； 圓環(huán)在磁場(chǎng)中的部分，受到向外的安培力，所以有擴(kuò)張的趨勢(shì)，選項(xiàng)B正確；,拓展點(diǎn)1 導(dǎo)體棒切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算 例5 (多選)如圖8所示，PN與QM兩平行金屬導(dǎo)軌相距1 m，電阻不計(jì)，兩端分別接有電阻R1和R2，且R1＝6 Ω，ab桿的電阻為2 Ω，在導(dǎo)軌上可無(wú)摩擦地滑動(dòng)，垂直穿過(guò)導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為1 T.現(xiàn)ab以恒定速度v＝3 m/s勻速向右移動(dòng)，這時(shí)ab桿上消耗的電功率與R1、R2消耗的電功率之和相等.則 A.R2＝6 Ω B.R1上消耗的電功率為0.375 W C.a、b間電壓為3 V D.拉ab桿水平向右的拉力為0.75 N,答案,√,解析,圖8,√,解析 如圖，ab桿切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，由于ab桿上消耗的電功率與R1、R2消耗的電功率之和相等，則內(nèi)、外電阻相等， ＝2，解得R2＝3 Ω，因此A錯(cuò)誤；,ab桿所受安培力F＝BIl＝0.75 N，ab桿勻速移動(dòng)，因此拉力大小為0.75 N，D正確.,拓展點(diǎn)2 圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算 例6 (多選)如圖9所示為法拉第圓盤(pán)發(fā)電機(jī).半徑為r的導(dǎo)體圓盤(pán)繞豎直軸以角速度ω旋轉(zhuǎn)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)B豎直向上，電刷a與圓盤(pán)表面接觸，接觸點(diǎn)距圓心為 ，電刷b與圓盤(pán)邊緣接觸，兩電刷間接有阻值為R的電阻，忽略圓盤(pán)電阻與接觸電阻，則 A.ab兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為 B.通過(guò)電阻R的電流強(qiáng)度為 C.通過(guò)電阻R的電流方向?yàn)閺纳系较?D.圓盤(pán)在ab連線上所受的安培力與ab連線垂直，與轉(zhuǎn)向相反,答案,√,圖9,√,命題點(diǎn)三 電磁感應(yīng)中的圖象問(wèn)題,1.解決圖象問(wèn)題的一般步驟 (1)明確圖象的種類(lèi)，即是B－t圖還是Φ－t圖，或者E－t圖、I－t圖等； (2)分析電磁感應(yīng)的具體過(guò)程； (3)用右手定則或楞次定律確定方向的對(duì)應(yīng)關(guān)系； (4)結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路歐姆定律、牛頓運(yùn)動(dòng)定律等知識(shí)寫(xiě)出相應(yīng)的函數(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(huà)圖象或判斷圖象正誤.,2.電磁感應(yīng)中圖象類(lèi)選擇題的兩種常見(jiàn)解法 (1)排除法：定性地分析電磁感應(yīng)過(guò)程中物理量的變化趨勢(shì)(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(cuò)誤的選項(xiàng). (2)函數(shù)法：根據(jù)題目所給條件定量的寫(xiě)出兩個(gè)物理量之間的函數(shù)關(guān)系，然后由函數(shù)關(guān)系對(duì)圖象作出分析和判斷.,例7 (多選)如圖10所示，abcd為一邊長(zhǎng)為l的正方形導(dǎo)線框，導(dǎo)線框位于光滑水平面內(nèi)，其右側(cè)為一勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)的邊界與線框的cd邊平行，磁場(chǎng)區(qū)域的寬度為2l，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向豎直向下，線框在一垂直于cd邊的水平恒定拉力F作用下沿水平方向向右運(yùn)動(dòng)，直至通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域，cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線框開(kāi)始勻速運(yùn)動(dòng)，規(guī)定線框中電流沿逆時(shí)針時(shí)方向?yàn)檎瑒t導(dǎo)線框從剛進(jìn)入磁場(chǎng)到完全離開(kāi)磁場(chǎng)的過(guò)程中，a、b兩端的電壓Uab及導(dǎo)線框中的電流i隨cd邊的位置坐標(biāo)x變化的圖線可能是,圖10,答案,解析,√,√,線框進(jìn)入過(guò)程中，線框中的電流大小恒定且為逆時(shí)針，完全進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)電流為零；線框離開(kāi)磁場(chǎng)，做減速運(yùn)動(dòng)，加速度逐漸減小，線框剛好完全離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)，速度逐漸趨近于勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度，不可能為零，故此時(shí)電流也不可能為零，故C錯(cuò)誤，D正確.,變式4 (多選)如圖11，矩形閉合線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)上方，由不同高度靜止釋放，用t1、t2分別表示線框ab邊和cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)的時(shí)刻，線框下落過(guò)程形狀不變，ab邊始終保持與磁場(chǎng)水平邊界OO′平行， 線框平面與磁場(chǎng)方向垂直，設(shè)OO′下方磁場(chǎng)區(qū)域足夠 大，不計(jì)空氣影響，則下列哪一個(gè)圖象可能反映線框下 落過(guò)程中速度v隨時(shí)間t變化的規(guī)律,答案,√,圖11,√,解析,解析 線框先做自由落體運(yùn)動(dòng)，若ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)后重力小于安培力，則做減速運(yùn)動(dòng)，由F＝ 知線框所受的安培力減小，加速度逐漸減小，v－t圖象的斜率應(yīng)逐漸減小，故A、B錯(cuò)誤； 線框先做自由落體運(yùn)動(dòng)，ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)后若重力大于安培力，則做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，cd邊進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度為g，故C正確； 線框先做自由落體運(yùn)動(dòng)，ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)后若重力等于安培力，則做勻速直線運(yùn)動(dòng)，cd邊進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度為g，故D正確.,變式5 (多選)如圖12甲所示，光滑絕緣水平面，虛線MN的右側(cè)存在方向豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B＝2 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，MN的左側(cè)有一質(zhì)量為m＝0.1 kg的矩形線圈bcde，電阻R＝2 Ω，bc邊長(zhǎng)L1＝0.2 m.t＝0時(shí)，用一恒定拉力F拉線圈，使其由靜止開(kāi)始向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)1 s，線圈的bc邊到達(dá)磁場(chǎng)邊界MN，此時(shí)立即將拉力F改為變力，又經(jīng)過(guò)1 s，線圈恰好完全進(jìn)入磁場(chǎng)，在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，線圈中感應(yīng)電流i隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙所示.則 A.恒定拉力大小為0.05 N B.線圈在第2 s內(nèi)的加速度大小為1 m/s2 C.線圈be邊長(zhǎng)L2＝0.5 m D.在第2 s內(nèi)流過(guò)線圈的電荷量為0.2 C,答案,解析,√,圖12,√,√,在第2 s內(nèi)，v22－v12＝2a2L2，得L2＝1 m，C項(xiàng)錯(cuò)誤.,課時(shí)作業(yè),1.(多選)磁電式儀表的線圈通常用鋁框做骨架，把線圈圍繞在鋁框上，這樣做的目的是 A.防止渦流而設(shè)計(jì)的 B.利用渦流而設(shè)計(jì)的 C.起電磁阻尼的作用 D.起電磁驅(qū)動(dòng)的作用,答案,解析,解析 常用鋁框做骨架，當(dāng)線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)致鋁框的磁通量變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流，出現(xiàn)安培阻力，使其很快停止轉(zhuǎn)動(dòng).這樣做的目的是利用渦流，起到電磁阻尼的作用，故B、C正確，A、D錯(cuò)誤.,√,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,√,解析 根據(jù)右手定則，A中感應(yīng)電流方向是a→b； B、C、D中感應(yīng)電流方向都是b→a，故選B、C、D.,2.(多選)下列選項(xiàng)表示的是閉合電路中的一部分導(dǎo)體ab在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的情景，導(dǎo)體ab上的感應(yīng)電流方向?yàn)閎→a的是,答案,解析,√,√,√,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,3.(多選)如圖1所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于軟導(dǎo)線回路平面，由于磁場(chǎng)發(fā)生變化，回路變?yōu)閳A形.則該磁場(chǎng) A.逐漸增強(qiáng)，方向向外 B.逐漸增強(qiáng)，方向向里 C.逐漸減弱，方向向外 D.逐漸減弱，方向向里,答案,√,圖1,√,解析 回路變?yōu)閳A形，面積增大，說(shuō)明閉合回路的磁通量減少，所以磁場(chǎng)逐漸減弱，而磁場(chǎng)方向可能向外，也可能向里，故選項(xiàng)C、D正確.,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,4.(多選)如圖2所示，幾位同學(xué)在做“搖繩發(fā)電”實(shí)驗(yàn)：把一條長(zhǎng)導(dǎo)線的兩端連在一個(gè)靈敏電流計(jì)的兩個(gè)接線柱上，形成閉合回路.兩個(gè)同學(xué)迅速搖動(dòng)AB這段“繩”.假設(shè)圖中情景發(fā)生在赤道，地磁場(chǎng)方向與地面平行，由南指向北.圖中搖“繩”同學(xué)是沿東西站立的，甲同學(xué)站在西邊，手握導(dǎo)線的A點(diǎn)，乙同學(xué)站在東邊，手握導(dǎo)線的B點(diǎn).下列說(shuō)法正確的是 A.當(dāng)“繩”搖到最高點(diǎn)時(shí)，“繩”中電流最小 B.當(dāng)“繩”搖到最低點(diǎn)時(shí)，“繩”受到的安培力最大 C.當(dāng)“繩”向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，“繩”中電流從A流向B D.在搖“繩”過(guò)程中，“繩”中電流總是從A流向B,圖2,答案,√,√,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,解析 金屬圓環(huán)從位置Ⅰ到位置Ⅱ過(guò)程中，由楞次定律知，金屬圓環(huán)在磁鐵上端時(shí)受力向上，在磁鐵下端時(shí)受力也向上，則金屬圓環(huán)對(duì)磁鐵的作用力始終向下，對(duì)磁鐵受力分析可知FT1＞mg，F(xiàn)T2＞mg，A、C正確.,5.(多選)如圖3所示，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(guò).現(xiàn)將環(huán)從位置Ⅰ釋放，環(huán)經(jīng)過(guò)磁 鐵到達(dá)位置Ⅱ.設(shè)環(huán)經(jīng)過(guò)磁鐵上端和下端附近時(shí)細(xì)線的張力分 別為FT1和FT2，重力加速度大小為g，則 A.FT1＞mg B.FT1＜mg C.FT2＞mg D.FT2＜mg,圖3,答案,解析,√,√,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,解析 由法拉第電磁感應(yīng)定律知E∝ ，故t＝0及t＝210－2 s時(shí)刻，E＝0，A錯(cuò)，C對(duì)； t＝110－2 s時(shí)刻，E最大，B對(duì)； 在0～210－2 s時(shí)間內(nèi)，ΔΦ≠0，故E≠0，D錯(cuò).,6.(多選)(2016寧波市聯(lián)考)單匝線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過(guò)線圈的磁通量Φ隨時(shí)間t的關(guān)系圖象如圖4所示，則 A.在t＝0時(shí)刻，線圈中磁通量最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也最大 B.在t＝110－2 s時(shí)刻，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大 C.在t＝210－2 s時(shí)刻，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零 D.在0～210－2 s時(shí)間內(nèi)，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值為零,圖4,答案,解析,√,√,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,7.如圖5所示，在O點(diǎn)正下方有一個(gè)有理想邊界的磁場(chǎng)，銅環(huán)在A點(diǎn)由靜止釋放向右擺至最高點(diǎn)B，不考慮空氣阻力，則下列說(shuō)法正確的是 A.A、B兩點(diǎn)在同一水平線 B.A點(diǎn)高于B點(diǎn) C.A點(diǎn)低于B點(diǎn) D.銅環(huán)將做等幅擺動(dòng),解析 由于銅環(huán)剛進(jìn)入和要離開(kāi)磁場(chǎng)過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，所以銅環(huán)運(yùn)動(dòng)不到與A點(diǎn)等高點(diǎn)，即B點(diǎn)低于A點(diǎn)，故B正確.,答案,解析,√,圖5,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,8.(多選)如圖6所示，粗細(xì)均勻的導(dǎo)線繞成匝數(shù)為n、半徑為r的圓形閉合線圈.線圈放在磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻增大，線圈中產(chǎn)生的電流為I，下列說(shuō)法正確的是 A.電流I與匝數(shù)n成正比 B.電流I與線圈半徑r成正比 C.電流I與線圈面積S成正比 D.電流I與導(dǎo)線橫截面積S0成正比,答案,解析,圖6,√,√,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,9.(多選)邊長(zhǎng)為a的閉合金屬正三角形框架，完全處于垂直于框架平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，現(xiàn)把框架勻速拉出磁場(chǎng)，如圖7所示，則選項(xiàng)圖中電動(dòng)勢(shì)、外力、外力功率與位移圖象規(guī)律與這一過(guò)程相符合的是,答案,圖7,√,√,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,10.(多選)如圖8所示，a、b兩個(gè)閉合正方形線圈用同樣的導(dǎo)線制成，匝數(shù)均為7匝，邊長(zhǎng)la＝3lb，圖示區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻增大，不考慮線圈之間的相互影響，則 A.兩線圈內(nèi)產(chǎn)生沿順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流 B.a、b線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比為9∶1 C.a、b線圈中感應(yīng)電流之比為3∶1 D.a、b線圈中電功率之比為3∶1,圖8,答案,√,√,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,解析 因磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻增大，根據(jù)楞次定律可知，兩線圈內(nèi)均產(chǎn)生沿逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,11.(多選)一個(gè)閉合回路由兩部分組成，如圖9所示，右側(cè)是電阻為r的圓形導(dǎo)線，置于豎直方向均勻變化的磁場(chǎng)B1中；左側(cè)是光滑的傾角為θ的平行導(dǎo)軌，寬度為d，其電阻不計(jì).磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直導(dǎo)軌平面向上，且只分布在左側(cè)，一個(gè)質(zhì)量為m、電阻為R、長(zhǎng)度為d的導(dǎo)體棒此時(shí)恰好能靜止在導(dǎo)軌上，分析下述判斷正確的是 A.圓形導(dǎo)線中的磁場(chǎng)可以是向上均勻減弱 B.導(dǎo)體棒ab受到的安培力大小為mgsin θ C.回路中的感應(yīng)電流為 D.圓形導(dǎo)線中的電熱功率為,答案,解析,√,圖9,√,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,解析 導(dǎo)體棒靜止在斜面上，根據(jù)左手定則，可知流過(guò)導(dǎo)體棒的電流是b→a，根據(jù)楞次定律，圓形線圈中的磁場(chǎng)應(yīng)是向上均勻增強(qiáng)，A錯(cuò)誤； 導(dǎo)體棒受安培力的方向沿斜面向上，因此F安＝mgsin θ，B正確；,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,12.在范圍足夠大、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，B＝0.2 T，有一水平放置的光滑框架，寬度為L(zhǎng)＝0.4 m，框架上放置一垂直于框架、長(zhǎng)度也為L(zhǎng)＝0.4 m、質(zhì)量為0.05 kg、電阻為1 Ω的金屬桿cd，如圖10所示，框架電阻不計(jì)，金屬桿始終與框架接觸良好.若桿cd以恒定加速度a＝2 m/s2由靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，求：,圖10,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,(1)在5 s內(nèi)平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是多少？,答案,解析,答案 0.4 V,5 s內(nèi)磁通量的變化量為ΔΦ＝BxL＝2 Wb,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,(2)在5 s末回路中的電流多大？,答案,解析,答案 0.8 A,解析 第5 s末：v＝at＝10 m/s 此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：E＝BLv,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,(3)第5 s末作用在桿cd上的水平外力多大？,答案,解析,答案 0.164 N,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,解析 桿cd勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得： F－F安＝ma 即F＝BIL＋ma＝0.164 N.,13.輕質(zhì)細(xì)線吊著一質(zhì)量為m＝0.42 kg、邊長(zhǎng)為L(zhǎng)＝1 m、匝數(shù)n＝10的正方形線圈，其總電阻為r＝1 Ω.在線圈的中間位置以下區(qū)域分布著磁場(chǎng)，如圖11甲所示.磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間變化關(guān)系如圖乙所示.(g＝10 m/s2),圖11,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,(1)判斷線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向是順時(shí)針還是逆時(shí)針；,答案 逆時(shí)針,解析 由楞次定律知感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,(2)求線圈的電功率；,答案 0.25 W,答案,解析,解析 由法拉第電磁感應(yīng)定律得,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,(3)求在t＝4 s時(shí)輕質(zhì)細(xì)線的拉力大小.,答案 1.2 N,答案,解析,由題圖乙知，t＝4 s時(shí)，B＝0.6 T， F安＝nBIL＝100.60.51 N＝3 N 線圈受力平衡，則F安＋F線＝mg，解得F線＝1.2 N.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,