高考物理大一輪復(fù)習 第10章 電磁感應(yīng)配套教案

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1、 十　電磁感應(yīng) 第1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)強度B與面積S的乘積． 2．計算 (1)公式：Φ＝BS. (2)適用條件：①勻強磁場；②S是垂直磁場的有效面積． (3)單位：韋伯(Wb)，1 Wb＝1_T·m2. 3．意義：穿過某一面積的磁感線的條數(shù)． 4．標矢性：磁通量是標量，但有正、負． 二、電磁感應(yīng) 1．電磁感應(yīng)現(xiàn)象 當穿過閉合電路的磁通量發(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)電動勢和感應(yīng)電流的條件 (1)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的條件 無論回路是否閉合，只要穿過線圈平面的磁通量發(fā)生變化，

2、回路中就有感應(yīng)電動勢．產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導體相當于電源． (2)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件 ①電路閉合．②磁通量變化． 三、感應(yīng)電流方向的判斷 1．右手定則：伸開右手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一個平面內(nèi)；讓磁感線從掌心垂直進入，并使拇指指向?qū)Ь€運動的方向，這時四指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向．如右圖所示． 2．楞次定律 內(nèi)容：感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化． [自我診斷] 1．判斷正誤 (1)磁通量雖然是標量，但有正、負之分．(√) (2)當導體切割磁感線運動時，導體中一定產(chǎn)生感應(yīng)電流．(×) (3)

3、穿過線圈的磁通量與線圈的匝數(shù)無關(guān)．(√) (4)電路中磁通量發(fā)生變化時，就一定會產(chǎn)生感應(yīng)電流．(×) (5)感應(yīng)電流的磁場總是與原磁場方向相反．(×) (6)楞次定律和右手定則都可以判斷感應(yīng)電流的方向，二者沒什么區(qū)別．(×) (7)回路不閉合時，穿過回路的磁通量發(fā)生變化也會產(chǎn)生“阻礙”作用．(×) 2．如圖所示，勻強磁場中有一個矩形閉合導線框．在下列四種情況下，線框中會產(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，線框在磁場中左右運動 B．如圖乙所示，保持線框平面始終與磁感線平行，線框在 磁場中上下運動 C．

4、如圖丙所示，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 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 解析：選C.保持線框平面始終與磁感線平行，線框在磁場中左右運動，磁通量一直為零，故磁通量不變，無感應(yīng)電流，選項A錯誤；保持線框平面始終與磁感線平行，線框在磁場中上下運動，磁通量一直為零，故磁通量不變，無感應(yīng)電流，選項B錯誤；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，磁通量周期性地改變，故一定有感應(yīng)電流，故選項C正確；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，磁通量一直為零，故磁通量不變，無感應(yīng)電流，選項D錯誤． 3．如圖，在一水平、固定的閉合

5、導體圓環(huán)上方，有一條形磁鐵(N極朝上，S極朝下)由靜止開始下落，磁鐵從圓環(huán)中穿過且不與圓環(huán)接觸，關(guān)于圓環(huán)中感應(yīng)電流的方向(從上向下看)，下列說法正確的是(　　) A．總是順時針 B．總是逆時針 C．先順時針后逆時針 D．先逆時針后順時針 解析：選C.磁鐵從圓環(huán)中穿過且不與圓環(huán)接觸，則導體環(huán)中，先是向上的磁通量增加，磁鐵過中間以后，向上的磁通量減少，根據(jù)楞次定律，產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向先順時針后逆時針，選項C正確． 4．如圖所示，AOC是光滑的金屬導軌，電阻不計，AO沿豎直方向，OC沿水平方向；PQ是金屬直桿，電阻為R，幾乎豎直斜靠在導軌AO上，由靜止開始在重力作用下運動，運動過程中

6、P、Q端始終在金屬導軌AOC上；空間存在著垂直紙面向外的勻強磁場，則在PQ桿從開始滑動到P端滑到OC的過程中，PQ中感應(yīng)電流的方向(　　) A．始終是由P→Q B．始終是由Q →P C．先是由P→Q，后是由Q →P D．先是由Q →P，后是由P→Q 解析：選C.在PQ桿滑動的過程中，△POQ的面積先增大后減小，穿過△POQ的磁通量先增加后減少，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流的方向先是由P →Q，后是由Q →P，C正確． 考點一　電磁感應(yīng)現(xiàn)象的判斷 1．穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化的四種情況 (1)磁感應(yīng)強度B不變，線圈面積S發(fā)生變化． (2)線圈面積S不變，磁感應(yīng)強度B發(fā)生變

7、化． (3)線圈面積S變化，磁感應(yīng)強度B也變化，它們的乘積BS發(fā)生變化． (4)線圈面積S不變，磁感應(yīng)強度B也不變，但二者之間夾角發(fā)生變化． 2．判斷電磁感應(yīng)現(xiàn)象能否發(fā)生的一般流程： 1. 如圖所示，一個U形金屬導軌水平放置，其上放有一個金屬導體棒ab，有一個磁感應(yīng)強度為B的勻強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向右運動，同時使θ減小 B．使磁感應(yīng)強度B減小，θ角同時也減小 C．a(chǎn)b向左運動，同時增大磁感應(yīng)強度B D．a(chǎn)b向右運動，同時增大磁感應(yīng)強度B和θ角(0°<θ<

8、;90°) 解析：選A.本題中引起磁通量變化都有兩個方面，面積的變化和夾角改變，向右運動的同時θ減小都會使磁通量變大，所以A項正確． 2．現(xiàn)將電池組、滑動變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流計及開關(guān)按如圖所示連接．下列說法中正確的是(　　) A．開關(guān)閉合后，線圈A插入或拔出都會引起電流計指針偏轉(zhuǎn) B．線圈A插入線圈B中后，開關(guān)閉合和斷開的瞬間電流計指針均不會偏轉(zhuǎn) C．開關(guān)閉合后，滑動變阻器的滑片P勻速滑動，會使電流計指針靜止在中央零刻度 D．開關(guān)閉合后，只有滑動變阻器的滑片P加速滑動，電流計指針才能偏轉(zhuǎn) 解析：選A.只要閉合回路磁通量發(fā)生變化就會產(chǎn)生感應(yīng)電流，故

9、A正確，B錯誤；開關(guān)閉合后，只要滑片P滑動就會產(chǎn)生感應(yīng)電流，故C、D錯誤． 3．(多選)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(yīng)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 解析：選AB.A.當圓

10、盤轉(zhuǎn)動時，圓盤的半徑切割磁針產(chǎn)生的磁場的磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，選項A正確； B．如圖所示，銅圓盤上存在許多小的閉合回路，當圓盤轉(zhuǎn)動時，穿過小的閉合回路的磁通量發(fā)生變化，回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流阻礙其相對運動，但抗拒不了相對運動，故磁針會隨圓盤一起轉(zhuǎn)動，但略有滯后，選項B正確； C．在圓盤轉(zhuǎn)動過程中，磁針的磁場穿過整個圓盤的磁通量始終為零，選項C錯誤； D．圓盤中的自由電子隨圓盤一起運動形成的電流的磁場方向沿圓盤軸線方向，會使磁針沿軸線方向偏轉(zhuǎn)，選項D錯誤． 確定磁通量變化的兩種方法 (1)通過對穿過回路磁感線條數(shù)的分析和計算，可以確定磁通量是否變化． (

11、2)依據(jù)公式Φ＝BSsin θ(θ是B與S的夾角)確定磁通量與哪些因素有關(guān)． 考點二　楞次定律的理解及應(yīng)用 1．判斷感應(yīng)電流方向的兩種方法 方法一　用楞次定律判斷 方法二　用右手定則判斷 該方法適用于切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流．判斷時注意掌心、拇指、四指的方向： (1)掌心——磁感線垂直穿入； (2)拇指——指向?qū)w運動的方向； (3)四指——指向感應(yīng)電流的方向． 2．楞次定律推論的應(yīng)用 楞次定律中“阻礙”的含義可以推廣為：感應(yīng)電流的效果總是阻礙引起感應(yīng)電流的原因，列表說明如下： 內(nèi)容 例證 阻礙原磁通量變化——“增反減同” 阻礙相對運動——“來拒去留”

12、 使回路面積有擴大或縮小的趨勢——“增縮減擴” B減小，線圈擴張 阻礙原電流的變化——“增反減同”　 考向1：應(yīng)用楞次定律判感應(yīng)電流方向 [典例1]　如圖所示，在磁感應(yīng)強度大小為B、方向豎直向上的勻強磁場中，有一質(zhì)量為m、阻值為R的閉合矩形金屬線框abcd用絕緣輕質(zhì)細桿懸掛在O點，并可繞O點擺動．金屬線框從右側(cè)某一位置靜止開始釋放，在擺動到左側(cè)最高點的過程中，細桿和金屬線框平面始終處于同一平面，且垂直紙面．則線框中感應(yīng)電流的方向是(　　) A．a(chǎn)→b→c→d→a B．d→c→b→a→d C．先是d→c→b→a→d，后是a→b→c→d→a D．先是a

13、→b→c→d→a，后是d→c→b→a→d 解析　由楞次定律可知，在線框從右側(cè)擺動到O點正下方的過程中，向上的磁通量在減小，故感應(yīng)電流的方向沿d→c→b→a→d；同理，線框從O點正下方向左側(cè)擺動的過程中，電流方向沿d→c→b→a→d，B正確． 答案　B 考向2：右手定則判感應(yīng)電流的方向 [典例2]　如圖所示，MN、GH為光滑的水平平行金屬導軌，ab、cd為跨在導軌上的兩根金屬桿，垂直紙面向外的勻強磁場垂直穿過MN、GH所在的平面，則(　　) A．若固定ab，使cd向右滑動，則abdc回路有電流，電流方向為a→b→d→c→a B．若ab、cd以相同的速度一起向右滑動，則abdc回路

14、有電流，電流方向為a→c→d→b→a C．若ab向左、cd向右同時運動，則abdc回路中的電流為零 D．若ab、cd都向右運動，且兩桿速度vcd＞vab，則abdc回路有電流，電流方向為a→c→d→b→a 解析　由右手定則可判斷出A項做法使回路產(chǎn)生順時針方向的電流，故A項錯．若ab、cd同向運動且速度大小相同，ab、cd所圍面積不變，磁通量不變，故不產(chǎn)生感應(yīng)電流，故B項錯．若ab向左，cd向右，則abdc回路中有順時針方向的電流，故C項錯．若ab、cd都向右運動，且兩桿速度vcd＞vab，則ab、cd所圍面積發(fā)生變化，磁通量也發(fā)生變化，由楞次定律可判斷出，abdc回路中產(chǎn)生順時針方向的電

15、流，故D項正確． 答案　D 考向3：“阻礙法”的應(yīng)用 [典例3]　(2017·東北三省五校聯(lián)考)如圖，圓環(huán)形導體線圈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的磁通量減少 C．線圈a有擴張的趨勢 D．線圈a對水平桌面的壓力FN將增大 解析　當滑片P向下移動時滑動變阻器連入電路的電阻減小，由閉合電路歐姆定律可知通過b的電流增大，從而判斷出穿過線圈a的磁通量增加，方向向下，選項B錯誤；

16、根據(jù)楞次定律即可判斷出線圈a中感應(yīng)電流方向俯視應(yīng)為逆時針，選項A錯誤；再根據(jù)楞次定律“阻礙”含義的推廣，線圈a應(yīng)有收縮或遠離b的趨勢來阻礙磁通量的增加，所以C錯誤，D正確． 答案　D 感應(yīng)電流方向判斷的兩點注意 (1)楞次定律可應(yīng)用于磁通量變化引起感應(yīng)電流的各種情況(包括一部分導體切割磁感線運動的情況)． (2)右手定則只適用于一段導體在磁場中做切割磁感線運動的情景，是楞次定律的一種特殊情況． 考點三　“三定則、一定律”的理解及應(yīng)用 1．“三個定則、一個定律”的應(yīng)用對比： 名稱 基本現(xiàn)象 因果關(guān)系 應(yīng)用的定則或定律 電流的磁效應(yīng) 運動電荷、電流產(chǎn)生磁場 因電生磁

17、 安培定則 洛倫茲力、安培力 磁場對運動電荷、電流有作用力 因電受力 左手定則 電磁感應(yīng) 部分導體做切割磁感線運動 因動生電 右手定則 閉合回路磁通量變化 因磁生電 楞次定律 2.三個定則、一個定律”的相互聯(lián)系： (1)應(yīng)用楞次定律時，一般要用到安培定則． (2)研究感應(yīng)電流受到的安培力，一般先用右手定則確定電流方向，再用左手定則確定安培力的方向，有時也可以直接應(yīng)用楞次定律的推論確定． 1．(多選)如圖所示，在勻強磁場中放有平行金屬導軌，它與大線圈M相連接，要使小導線圈N獲得順時針方向的感應(yīng)電流，則放在金屬導軌上的金屬棒ab的運動情況是(兩線圈共面放置)(　　

18、) A．向右勻速運動 B．向左加速運動 C．向右減速運動 D．向右加速運動 解析：選BC.欲使N產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的磁場方向垂直紙面向里，由楞次定律可知有兩種情況：一是M中有沿順時針方向逐漸減小的電流，使其在N中的磁場方向向里，且磁通量在減小；二是M中有逆時針方向逐漸增大的電流，使其在N中的磁場方向向外，且磁通量在增大．因此對前者應(yīng)使ab向右減速運動；對于后者，則應(yīng)使ab向左加速運動． 2．(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的左邊有一如圖所示的閉合電路，當PQ在一外力的作用下運動時，MN向右運動，則PQ所做的運動可能

19、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 解析：選BC.MN向右運動，說明MN受到向右的安培力，因為ab在MN處的磁場垂直紙面向里MN中的感應(yīng)電流由M→NL1中感應(yīng)電流的磁場方向向上.若L2中磁場方向向上減弱PQ中電流為Q→P且減小向右減速運動；若L2中磁場方向向下增強PQ中電流為P→Q且增大向左加速運動． 3．(多選)如圖所示，兩個線圈套在同一個鐵芯上，線圈的繞向在圖中已經(jīng)標出．左線圈連著平行導軌M和N，導軌電阻不計，在導軌垂直方向上放著金屬棒ab，金屬棒處在垂直于紙面向外的勻強磁場中．下列說法中正確的是(　　) A．當金屬棒ab向

20、右勻速運動時，a點電勢高于b點，c點電勢高于d點 B．當金屬棒ab向右勻速運動時，b點電勢高于a點，c點與d點等電勢 C．當金屬棒ab向右加速運動時，b點電勢高于a點，c點電勢高于d點 D．當金屬棒ab向右加速運動時，b點電勢高于a點，d點電勢高于c點 解析：選BD.當金屬棒向右勻速運動而切割磁感線時，金屬棒產(chǎn)生恒定感應(yīng)電動勢，由右手定則判斷電流方向由a→b.根據(jù)電流從電源(ab相當于電源)正極流出沿外電路回到電源負極的特點，可以判斷b點電勢高于a點．又左線圈中的感應(yīng)電動勢恒定，則感應(yīng)電流也恒定，所以穿過右線圈的磁通量保持不變，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，A錯誤，B正確．當ab向右做加速運動時，由

21、右手定則可推斷φb>φa，電流沿逆時針方向． 又由E＝BLv可知ab導體兩端的E不斷增大，那么左邊電路中的感應(yīng)電流也不斷增大，由安培定則可判斷它在鐵芯中的磁感線方向是沿逆時針方向的，并且場強不斷增強，所以右邊電路的線圈中的向上的磁通量不斷增加．由楞次定律可判斷右邊電路的感應(yīng)電流方向應(yīng)沿逆時針，而在右線圈組成的電路中，感應(yīng)電動勢僅產(chǎn)生在繞在鐵芯上的那部分線圈上．把這個線圈看作電源，由于電流是從c沿內(nèi)電路(即右線圈)流向d，所以d點電勢高于c點，C錯誤，D正確． 左、右手定則區(qū)分技巧 (1)抓住“因果關(guān)系”：“因動而電”——用右手；“因電而動”——用左手． (2)形象記憶：把兩個

22、定則簡單地總結(jié)為“通電受力用左手，運動生電用右手”．“力”的最后一筆“丿”方向向左，用左手；“電”的最后一筆“乚”方向向右，用右手． 課時規(guī)范訓練 [基礎(chǔ)鞏固題組] 1．在法拉第時代，下列驗證“由磁產(chǎn)生電”設(shè)想的實驗中，能觀察到感應(yīng)電流的是(　　) A．將繞在磁鐵上的線圈與電流表組成一閉合回路，然后觀察電流表的變化 B．在一通電線圈旁放置一連有電流表的閉合線圈，然后觀察電流表的變化 C．將一房間內(nèi)的線圈兩端與相鄰房間的電流表連接，往線圈中插入條形磁鐵后，再到相鄰房間去觀察電流表的變化 D．繞在同一鐵環(huán)上的兩個線圈，分別接電源和電流表，在給線圈通電或斷電的瞬間，觀察電流表的變化

23、 解析：選D.產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件為：閉合回路內(nèi)磁通量發(fā)生變化．A項中，線圈繞在磁鐵上，磁通量未變，不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，A錯誤．同理B錯誤．C項中，往線圈中插入條形磁鐵的瞬間，線圈中磁通量發(fā)生變化，此時線圈中將產(chǎn)生感應(yīng)電流，但插入后磁通量不再變化，無感應(yīng)電流，故到相鄰房間觀察時無示數(shù)，C錯誤．D項中，在線圈通電或斷電的瞬間，磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，D正確． 2．如圖所示，一個金屬圓環(huán)水平放置在豎直向上的勻強磁場中，若要使圓環(huán)中產(chǎn)生圖中箭頭方向的瞬時感應(yīng)電流，下列方法可行的是(　　) A．使勻強磁場均勻增大 B．使圓環(huán)繞水平軸ab如圖轉(zhuǎn)動30° C．使圓環(huán)繞水平軸cd如

24、圖轉(zhuǎn)動30° D．保持圓環(huán)水平并使其繞過圓心的豎直軸轉(zhuǎn)動 解析：選A.根據(jù)右手定則，圓環(huán)中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場豎直向下與原磁場方向相反，根據(jù)楞次定律，說明圓環(huán)磁通量在增大．磁場增強則磁通量增大，A正確．使圓環(huán)繞水平軸ab或cd轉(zhuǎn)動30°，圓環(huán)在垂直磁場方向上的投影面積減小，磁通量減小，只會產(chǎn)生與圖示方向相反的感應(yīng)電流，B、C錯誤．保持圓環(huán)水平并使其繞過圓心的豎直軸轉(zhuǎn)動，圓環(huán)仍與磁場垂直，磁通量不變，不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，D錯誤． 3．如圖甲所示，在同一平面內(nèi)有兩個相互絕緣的金屬圓環(huán)A、B，圓環(huán)A平分圓環(huán)B為面積相等的兩部分，當圓環(huán)A中的電流如圖乙所示變化時，甲圖中A環(huán)所示的

25、電流方向為正，下列說法正確的是(　　) A．B中始終沒有感應(yīng)電流 B．B中有順時針方向的感應(yīng)電流 C．B中有逆時針方向的感應(yīng)電流 D．B中先有順時針方向的感應(yīng)電流，后有逆時針方向的感應(yīng)電流 解析：選B.由于圓環(huán)A中的電流發(fā)生了變化，故圓環(huán)B中一定有感應(yīng)電流產(chǎn)生，由楞次定律判定B中有順時針方向的感應(yīng)電流，故選項B正確． 4．(多選)如圖，兩同心圓環(huán)A、B置于同一水平面上，其中B為均勻帶負電絕緣環(huán)，A為導體環(huán)．當B繞軸心順時針轉(zhuǎn)動且轉(zhuǎn)速增大時，下列說法正確的是(　　) A．A中產(chǎn)生逆時針的感應(yīng)電流 B．A中產(chǎn)生順時針的感應(yīng)電流 C．A具有收縮的趨勢 D．A具有擴展的趨勢

26、 解析：選BD.由圖可知，B為均勻帶負電絕緣環(huán)，B中電流為逆時針方向，由右手螺旋定則可知，電流的磁場垂直紙面向外且逐漸增大；由楞次定律可知，磁場增大時，感應(yīng)電流的磁場與原磁場的方向相反，所以感應(yīng)電流的磁場的方向垂直紙面向里，A中感應(yīng)電流的方向為順時針方向，故A錯誤，B正確；B環(huán)外的磁場的方向與B環(huán)內(nèi)的磁場的方向相反，當B環(huán)內(nèi)的磁場增強時，A環(huán)具有面積擴展的趨勢，故C錯誤，D正確． 5．(多選)航母上飛機彈射起飛是利用電磁驅(qū)動來實現(xiàn)的．電磁驅(qū)動原理如圖所示，當固定線圈上突然通過直流電流時，線圈端點的金屬環(huán)被彈射出去．現(xiàn)在固定線圈左側(cè)同一位置，先后放有分別用橫截面積相等的銅和鋁導線制成形狀、大

27、小相同的兩個閉合環(huán)，且電阻率ρ銅<ρ鋁．閉合開關(guān)S的瞬間(　　) A．從左側(cè)看環(huán)中感應(yīng)電流沿順時針方向 B．銅環(huán)受到的安培力大于鋁環(huán)受到的安培力 C．若將環(huán)放置在線圈右方，環(huán)將向左運動 D．電池正負極調(diào)換后，金屬環(huán)不能向左彈射 解析：選AB.線圈中電流為右側(cè)流入，磁場方向為向左，在閉合開關(guān)的過程中，磁場變強，則由楞次定律可知，環(huán)中感應(yīng)電流由左側(cè)看為順時針，A正確．由于銅環(huán)的電阻較小，故銅環(huán)中感應(yīng)電流較大，故銅環(huán)受到的安培力要大于鋁環(huán)的，B正確．若將環(huán)放在線圈右方，根據(jù)“來拒去留”可得，環(huán)將向右運動，C錯誤．電池正負極調(diào)換后，金屬環(huán)受力仍向左，故仍將向左彈出，D錯誤． 6．

28、多年來物理學家一直設(shè)想用實驗證實自然界中存在“磁單極子”．磁單極子是指只有S極或只有N極的磁性物質(zhì)，其磁感線分布類似于點電荷的電場線分布．如圖所示的實驗就是用于檢測磁單極子的實驗之一，abcd為用超導材料圍成的閉合回路．設(shè)想有一個N極磁單極子沿abcd軸線從左向右穿過超導回路，那么在回路中可能發(fā)生的現(xiàn)象是(　　) A．回路中無感應(yīng)電流 B．回路中形成持續(xù)的abcda流向的感應(yīng)電流 C．回路中形成持續(xù)的adcba流向的感應(yīng)電流 D．回路中形成先abcda流向后adcba流向的感應(yīng)電流 解析：選C.N極磁單極子的磁感線分布類似于正點電荷的電場線分布，由楞次定律知，回路中形成方向沿ad

29、cba流向的感應(yīng)電流，由于回路為超導材料做成的，電阻為零，故感應(yīng)電流不會消失，C項正確． [綜合應(yīng)用題組] 7．(多選)如圖所示，一接有電壓表的矩形閉合線圈ABCD向右勻速穿過勻強磁場的過程中，下列說法正確的是(　　) A．線圈中有感應(yīng)電動勢，有感應(yīng)電流 B．線圈中有感應(yīng)電動勢，無感應(yīng)電流 C．AB邊兩端有電壓，且電壓表有示數(shù) D．AB邊兩端有電壓，但電壓表無示數(shù) 解析：選BD.由于通過回路的磁通量不變，故回路中無感應(yīng)電流產(chǎn)生，A項錯；由歐姆定律知電壓表示數(shù)U＝IRV＝0，C項錯；由于AB棒切割磁感線AB兩端有電壓，B、D項正確． 8．如圖所示，在載流直導線近旁固定有兩平行

30、光滑導軌A、B，導軌與直導線平行且在同一水平面內(nèi)，在導軌上有兩條可自由滑動的導體棒ab和cd，當載流直導線中的電流逐漸增強時，導體棒ab和cd的運動情況是(　　) A．一起向左運動 B．一起向右運動 C．a(chǎn)b和cd相向運動，相互靠近 D．a(chǎn)b和cd相背運動，相互遠離 解析：選C.電流增強時，電流在abdc回路中產(chǎn)生的垂直紙面向里的磁場增強，回路中磁通量增大，根據(jù)楞次定律可知回路要減小面積以阻礙磁通量的增加，因此，兩導體棒要相向運動，相互靠近．選項C正確． 9．如圖所示，在水平地面下有一條沿東西方向鋪設(shè)的水平直導線，導線中通有自東向西穩(wěn)定、強度較大的直流電流．現(xiàn)用一閉合的檢測線圈

31、(線圈中串有靈敏電流計，圖中未畫出)檢測此通電直導線的位置，若不考慮地磁場的影響，在檢測線圈位于水平面內(nèi)，從距直導線很遠處由北向南沿水平地面通過導線的上方并移至距直導線很遠處的過程中，俯視檢測線圈，其中感應(yīng)電流的方向是(　　) A．先順時針后逆時針 B．先逆時針后順時針 C．先順時針后逆時針，然后再順時針 D．先逆時針后順時針，然后再逆時針 解析：選D.如圖為地下通電直導線產(chǎn)生的磁場的正視圖，當線圈在通電直導線正上方的左側(cè)時由楞次定律知，線圈中感應(yīng)電流方向為逆時針，同理在右側(cè)也為逆時針，當線圈一部分在左側(cè)一部分在右側(cè)時為順時針，故D正確． 10．(多選)如圖，一均勻金屬圓盤

32、繞通過其圓心且與盤面垂直的軸逆時針勻速轉(zhuǎn)動．現(xiàn)施加一垂直穿過圓盤的有界勻強磁場，圓盤開始減速．在圓盤減速過程中，以下說法正確的是(　　) A．處于磁場中的圓盤部分，靠近圓心處電勢高 B．所加磁場越強越易使圓盤停止轉(zhuǎn)動 C．若所加磁場反向，圓盤將加速轉(zhuǎn)動 D．若所加磁場穿過整個圓盤，圓盤將勻速轉(zhuǎn)動 解析：選ABD.設(shè)想把金屬圓盤切割成無數(shù)根導體棒，導體棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流，根據(jù)右手定則可知，靠近圓心處的電勢高，選項A正確；根據(jù)E＝BLv可知，所加磁場B越強，感應(yīng)電動勢E越大，感應(yīng)電流越大，因F＝BIL，所以安培力也越大，安培力對圓盤的轉(zhuǎn)動阻礙作用越強，選項B正確；若

33、所加磁場反向，根據(jù)楞次定律可知安培力阻礙圓盤的轉(zhuǎn)動，故圓盤仍將減速運動，選項C錯誤；若所加磁場穿過整個圓盤，圓盤的半徑切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，但圓盤內(nèi)沒有渦流，故沒有安培力，不消耗機械能，所以圓盤勻速轉(zhuǎn)動，選項D正確． 11．(多選)如圖所示，鐵芯上有兩個線圈A和B.線圈A跟電源相連，LED(發(fā)光二極管，具有單向?qū)щ娦?M和N并聯(lián)后接在線圈B兩端．圖中所有元件均正常，則(　　) A．S閉合瞬間，A中有感應(yīng)電動勢 B．S斷開瞬間，A中有感應(yīng)電動勢 C．S閉合瞬間，M亮一下，N不亮 D．S斷開瞬間，M和N二者均不亮 解析：選ABC.閉合開關(guān)的瞬間，穿過線圈A的磁通量增加，線圈A

34、中將產(chǎn)生自感電動勢，故A正確．開關(guān)斷開的瞬間，穿過線圈A的磁通量減小，線圈A中將產(chǎn)生自感電動勢，故B正確．閉合開關(guān)的瞬間，穿過線圈A的磁通量增加，根據(jù)安培定則可知，A中產(chǎn)生的磁場的方向向上，穿過B的磁通量向上增大時，根據(jù)楞次定律可知，B中感應(yīng)電流的磁場的方向向下，根據(jù)安培定則可知B中感應(yīng)電流的方向向下，所以線圈下端的電勢高，電流能通過二極管M，不能通過二極管N，故C正確．結(jié)合C的分析可知，S斷開瞬間，穿過線圈B的磁通量減小，產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向與C中感應(yīng)電流的方向相反，所以感應(yīng)電流能通過二極管N，不能通過二極管M，故D錯誤． 12．經(jīng)過不懈的努力，法拉第終于在1831年8月29日發(fā)現(xiàn)了“磁生電

35、”的現(xiàn)象，他把兩個線圈繞在同一個軟鐵環(huán)上(如圖所示)，一個線圈A連接電池與開關(guān)，另一線圈B閉合并在其中一段直導線附近平行放置小磁針．法拉第可觀察到的現(xiàn)象有(　　) A．當合上開關(guān)，A線圈接通電流瞬間，小磁針偏轉(zhuǎn)一下，隨即復(fù)原 B．只要A線圈中有電流，小磁針就會發(fā)生偏轉(zhuǎn) C．A線圈接通后其電流越大，小磁針偏轉(zhuǎn)角度也越大 D．當開關(guān)打開，A線圈電流中斷瞬間，小磁針會出現(xiàn)與A線圈接通電流瞬間完全相同的偏轉(zhuǎn) 解析：選A.當合上開關(guān)，A線圈接通電流瞬間，穿過A的磁通量發(fā)生變化，使得穿過B的磁通量也變化，所以在B中產(chǎn)生感生電流，電流穩(wěn)定后穿過A、B的磁通量不再變化，所以B中不再有感應(yīng)電流，即

36、小磁針偏轉(zhuǎn)一下，隨即復(fù)原，選項A正確；A線圈中有電流，但是如果電流大小不變，則在B中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，即小磁針就不會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，選項B錯誤；B線圈中的感應(yīng)電流大小與A中電流的變化率有關(guān)，與A中電流大小無關(guān)，故C錯誤；當開關(guān)打開，A線圈電流中斷瞬間，由于穿過B的磁通量減小，則在B中產(chǎn)生的電流方向與A線圈接通電流瞬間產(chǎn)生的電流方向相反，所以小磁針會出現(xiàn)與A線圈接通電流瞬間完全相反的偏轉(zhuǎn)，選項D錯誤． 13．(多選)某同學將一條形磁鐵放在水平轉(zhuǎn)盤上，如圖甲所示，磁鐵可隨轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動，另將一磁感應(yīng)強度傳感器固定在轉(zhuǎn)盤旁邊．當轉(zhuǎn)盤(及磁鐵)轉(zhuǎn)動時，引起磁感應(yīng)強度測量值周期性地變化，該變化的周期與轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動周期

37、一致．經(jīng)過操作，該同學在計算機上得到了如圖乙所示的圖象．該同學猜測磁感應(yīng)強度傳感器內(nèi)有一線圈，當測得磁感應(yīng)強度最大時就是穿過線圈的磁通量最大時．按照這種猜測(　　) A．在t＝0.1 s時刻，線圈內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向發(fā)生了變化 B．在t＝0.15 s時刻，線圈內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向發(fā)生了變化 C．在t＝0.1 s時刻，線圈內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流的大小達到了最大值 D．在t＝0.15 s時刻，線圈內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流的大小達到了最大值 解析：選AC.題圖乙中斜率既能反映線圈內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向變化，又能反映感應(yīng)電流的大小變化．t＝0.1 s時刻，圖線斜率最大，意味著磁通量的變化率最大

38、，感應(yīng)電動勢最大，線圈內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流的大小達到了最大值，t＝0.1 s時刻前后的圖線斜率一正一負，說明產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向發(fā)生了變化，所以A、C正確；同理可知t＝0.15 s時刻，圖線斜率不是最大值，且該時刻前后圖線斜率全為負值，說明線圈內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向沒有變化，而且大小并未達到最大值，選項B、D錯誤． 14．磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場僅存在于邊長為2l的正方形范圍內(nèi)，有一個電阻為R、邊長為l的正方形導線框abcd，沿垂直于磁感線方向，以速度v勻速通過磁場，如圖所示，從ab進入磁場時開始計時，到線框離開磁場為止． (1)畫出穿過線框的磁通量隨時間變化的圖象； (2)判斷線框中有

39、無感應(yīng)電流．若有，說明感應(yīng)電流的方向． 解析：(1)當ab邊進入磁場時，穿過線框的磁通量均勻增加，在t1＝時線框全部進入磁場，磁通量Φ＝Bl2不變化；當在t2＝時，ab邊離開磁場，穿過線框的磁通量均勻減少到零，所以該過程的Φ －t圖象如圖所示． (2)ab邊進入磁場時有感應(yīng)電流，根據(jù)右手定則可判知感應(yīng)電流方向為逆時針；ab邊離開磁場時有感應(yīng)電流，根據(jù)右手定則可判知感應(yīng)電流方向為順時針；中間過程t1～t2磁通量不變化，沒有感應(yīng)電流． 答案：見解析 第2節(jié)　法拉第電磁感應(yīng)定律　自感和渦流 一、法拉第電磁感應(yīng)定律 1．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

40、的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比． (2)公式：E＝n，n為線圈匝數(shù)． 2．導體切割磁感線的情形 (1)若B、l、v相互垂直，則E＝Blv. (2)E＝Blvsin θ，θ為運動方向與磁感線方向的夾角． (3)導體棒在磁場中轉(zhuǎn)動：導體棒以端點為軸，在勻強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＝Bl2ω. 二、自感和渦流 1．自感現(xiàn)象：當導體中電流發(fā)生變化時，導體本身就產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，這個電動勢總是阻礙導體中原來電流的變化，這種由于導體本身電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象叫自感現(xiàn)象． 2．自感電動勢：在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E＝L，其中L叫自感系數(shù)，

41、它與線圈的大小、形狀、圈數(shù)以及是否有鐵芯有關(guān)，自感系數(shù)的單位是亨利(H)，1 mH＝10－3H,1 μH＝10－6H. 3．渦流 當線圈中的電流發(fā)生變化時，在它附近的任何導體中都會產(chǎn)生像水的漩渦狀的感應(yīng)電流． (1)電磁阻尼：當導體在磁場中運動時，感應(yīng)電流會使導體受到安培力，安培力的方向總是阻礙導體的運動． (2)電磁驅(qū)動：如果磁場相對于導體轉(zhuǎn)動，在導體中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，使導體受到安培力的作用，安培力使導體運動起來．交流感應(yīng)電動機就是利用電磁驅(qū)動的原理工作的． [自我診斷] 1．判斷正誤 (1)線圈中磁通量越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大．(×) (2)線圈中磁通量變化越大

42、，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大．(×) (3)線圈中磁通量變化越快，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大．(√) (4)線圈中的電流越大，自感系數(shù)也越大．(×) (5)磁場相對導體棒運動時，導體棒中也能產(chǎn)生感應(yīng)電動勢．(√) (6)對于同一線圈，電流變化越快，線圈中的自感電動勢越大．(√) 2．如圖所示，勻強磁場中有兩個導體圓環(huán)a、b，磁場方向與圓環(huán)所在平面垂直．磁感應(yīng)強度B隨時間均勻增大．兩圓環(huán)半徑之比為2∶1，圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢分別為Ea和Eb.不考慮兩圓環(huán)間的相互影響．下列說法正確的是(　　) A．Ea∶Eb＝4∶1，感應(yīng)電流均沿逆時針方向 B．Ea∶Eb＝4∶1，感應(yīng)

43、電流均沿順時針方向 C．Ea∶Eb＝2∶1，感應(yīng)電流均沿逆時針方向 D．Ea∶Eb＝2∶1，感應(yīng)電流均沿順時針方向 解析：選B.由題意可知＝k，導體圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E＝＝·S＝·πr2，因ra∶rb＝2∶1，故Ea∶Eb＝4∶1；由楞次定律知感應(yīng)電流的方向均沿順時針方向，選項B正確． 3．如圖所示，空間有一勻強磁場，一直金屬棒與磁感應(yīng)強度方向垂直，當它以速度v沿與棒和磁感應(yīng)強度都垂直的方向運動時，棒兩端的感應(yīng)電動勢大小為E；將此棒彎成兩段長度相等且相互垂直的折線，置于與磁感應(yīng)強度相垂直的平面內(nèi)，當它沿兩段折線夾角平分線的方向以速度v運動時，棒兩端的感應(yīng)電動

44、勢大小為E′，則等于(　　) A.　 B． C．1 D. 解析：選B.設(shè)金屬棒長度為l，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，根據(jù)電磁感應(yīng)定律得E＝Blv.金屬棒彎折后，切割磁感線運動的有效長度變?yōu)閘，故E′＝Blv.因此＝，B正確． 4．(2017·江蘇鹽城中學學情檢測)(多選)如圖所示，L是自感系數(shù)很大的線圈，但其自身的電阻幾乎為零．A和B是兩個完全相同的燈泡，則下列說法中正確的有(　　) A．當開關(guān)S閉合瞬間，A、B兩燈同時亮，最后B燈熄滅 B．當開關(guān)S斷開瞬間，A、B兩燈同時熄滅 C．當開關(guān)S斷開瞬間，a點電勢比b點電勢低 D．當開關(guān)S斷開瞬間，流經(jīng)燈泡B的電流是由

45、a到b 解析：選AD.開關(guān)S閉合瞬間，線圈L對電流有阻礙作用，則相當于燈泡A與B串聯(lián)，因此同時亮，且亮度相同，穩(wěn)定后B被短路熄滅，選項A正確；穩(wěn)定后當開關(guān)S斷開后，A馬上熄滅，由于自感，線圈中的電流只能慢慢減小，其相當于電源，左端電勢高，與燈泡B構(gòu)成閉合回路放電，流經(jīng)燈泡B的電流是由a到b，B閃一下再熄滅，選項D正確，B、C錯誤．  考點一　法拉第電磁感應(yīng)定律的理解及應(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ΔΦ僅由B引起時，則E＝n；當ΔΦ僅由S引起

46、時，則E＝n；當ΔΦ由B、S的變化同時引起，則E＝n≠n. 2．磁通量的變化率是Φ－t圖象上某點切線的斜率． 3．應(yīng)用E＝n時應(yīng)注意的幾個問題 (1)由于磁通量有正負之分，計算磁通量的變化時一定要規(guī)定磁通量的正方向．正向的磁通量增加與反向的磁通量減少產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向相同． (2)公式E＝n是求解回路某段時間內(nèi)平均電動勢的最佳選擇．若為恒量，則平均電動勢等于瞬時電動勢． (3)用公式E＝nS求感應(yīng)電動勢時，S為線圈在磁場范圍內(nèi)垂直磁場方向的有效面積． 1．圖為無線充電技術(shù)中使用的受電線圈示意圖，線圈匝數(shù)為n，面積為S.若在t1到t2時間內(nèi)，勻強磁場平行于線圈軸線向右穿過線圈，

47、其磁感應(yīng)強度大小由B1均勻增加到B2，則該段時間線圈兩端a和b之間的電勢差φa－φb(　　) A．恒為 B．從0均勻變化到 C．恒為－ D．從0均勻變化到－ 解析：選C.根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得，感應(yīng)電動勢E＝n＝n，由楞次定律和右手螺旋定則可判斷b點電勢高于a點電勢，因磁場均勻變化，所以感應(yīng)電動勢恒定，因此a、b兩點電勢差恒為φa－φb＝－n，選項C正確． 2．(2016·湖南衡陽聯(lián)考)用均勻?qū)Ь€做成的正方形線圈邊長為l，如圖所示，正方形的一半放在垂直于紙面向里的勻強磁場中，當磁場以的變化率增強時，不考慮磁場的變化對虛線右側(cè)的影響，則(　　) A．線圈中感應(yīng)電

48、流方向為adbca B．線圈中產(chǎn)生的電動勢E＝·l2 C．線圈中a點電勢高于b點電勢 D．線圈中b、a兩點間的電勢差為 解析：選D.處于磁場中的線圈面積不變，增大時，通過線圈的磁通量增大，由楞次定律可知，感應(yīng)電流的方向為acbda方向，A項錯；產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的acb部分等效為電源，b端為等效電源的正極，電勢高于a端，C項錯；由法拉第電磁感應(yīng)定律E＝＝·，知B項錯；adb部分等效為外電路，b、a兩點間電勢差為等效電路的路端電壓，U＝·R＝＝，D項正確． 3．A、B兩閉合圓形導線環(huán)用相同規(guī)格的導線制成，它們的半徑之比rA∶rB＝2∶1，在兩導線環(huán)包圍的空間內(nèi)

49、存在一正方形邊界的勻強磁場區(qū)域，磁場方向垂直于兩導線環(huán)所在的平面，如圖所示．在磁場的磁感應(yīng)強度隨時間均勻增大的過程中，下列說法正確的是(　　) A．兩導線環(huán)內(nèi)所產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢相等 B．A環(huán)內(nèi)所產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大于B環(huán)內(nèi)所產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢 C．流過A、B兩導線環(huán)的感應(yīng)電流的大小之比為1∶4 D．流過A、B兩導線環(huán)的感應(yīng)電流的大小之比為1∶1 解析：選A.某一時刻穿過A、B兩導線環(huán)的磁通量均為穿過磁場所在區(qū)域面積上的磁通量，設(shè)磁場區(qū)域的面積為S，則Φ＝BS，由E＝＝S(S為磁場區(qū)域面積)，對A、B兩導線環(huán)，有＝1，所以A正確，B錯誤；I＝，R＝ρ(S1為導線的橫截面積)，l＝2πr

50、，所以＝＝，C、D錯誤． 4．(2017·連云港質(zhì)檢)如圖所示，勻強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 Ω.磁感應(yīng)強度B在0～1 s 內(nèi)從零均勻變化到0.2 T．在1 s～5 s內(nèi)從0.2 T均勻變化到－0.2 T，取垂直紙面向里為磁場的正方向．求： (1)0.5 s時線圈內(nèi)感應(yīng)電動勢的大小E和感應(yīng)電流的方向； (2)在1 s～5 s內(nèi)通過線圈的電荷量q； 解析：(1)感應(yīng)電動勢E1＝ 磁通量的變化量ΔΦ1＝ΔB1S 解得E1＝ 代入數(shù)據(jù)得E1＝10 V 由楞次定律得，感

51、應(yīng)電流的方向為a→d→c→b→a. (2)同理可得在1 s～5 s內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢 E2＝N 感應(yīng)電流I2＝ 電荷量q＝I2Δt2 解得q＝N 代入數(shù)據(jù)得q＝10 C 答案：(1)10 V　a→d→c→b→a　(2)10 C 應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律的兩點注意 (1)一般步驟： ①分析穿過閉合電路的磁場方向及磁通量的變化情況； ②利用楞次定律確定感應(yīng)電流的方向； ③靈活選擇法拉第電磁感應(yīng)定律的不同表達形式列方程求解． (2)一個結(jié)論：通過回路截面的電荷量q僅與n、ΔΦ和回路總電阻R總有關(guān)，與時間長短無關(guān)．推導如下：q＝Δt＝·Δt＝. 考點二　導體棒切

52、割類電動勢的計算 1．導體平動切割磁感線 (1)一般情況：運動速度v和磁感線方向夾角為θ，則E＝Blvsin θ. (2)常用情況：運動速度v和磁感線方向垂直，則E＝Blv. (3)若導體棒不是直的，則E＝Blv中的l為切割磁感線的導體棒的有效長度．下圖中，棒的有效長度均為ab間的距離． 2．導體轉(zhuǎn)動切割磁感線 導體棒以端點為軸，在垂直于磁感線的平面內(nèi)以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E＝Bωl2(導體棒的長度為l)． 1. 如圖，直角三角形金屬框abc放置在勻強磁場中，磁感應(yīng)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

53、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，金屬框中的電流方向沿a­b­c­a C．Ubc＝－Bl2ω，金屬框中無電流 D．Uac＝Bl2ω，金屬框中電流方向沿a­c­b­a 解析：選C.金屬框abc平面與磁場平行，轉(zhuǎn)動過程中磁通量始終為零，所以無感應(yīng)電流產(chǎn)生，選項B、D錯誤．轉(zhuǎn)動過程中bc邊和ac邊均切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，由右手定則判斷Ua<Uc，Ub<Uc，選項A錯誤．由轉(zhuǎn)動切割產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的公式得Ubc＝－B

54、l2ω，選項C正確． 2．如圖所示，abcd為水平放置的平行“匚”形光滑金屬導軌，間距為l，導軌間有垂直于導軌平面的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B，導軌電阻不計，已知金屬桿MN傾斜放置，與導軌成θ角，單位長度的電阻為r，保持金屬桿以速度v沿平行于cd的方向滑動(金屬桿滑動過程中與導軌接觸良好)．則(　　) A．電路中感應(yīng)電動勢的大小為 B．電路中感應(yīng)電流的大小為 C．金屬桿所受安培力的大小為 D．金屬桿的熱功率為 解析：選B.金屬桿的運動方向與金屬桿不垂直，電路中感應(yīng)電動勢的大小為E＝Blv(l為切割磁感線的有效長度)，選項A錯誤；電路中感應(yīng)電流的大小為I＝＝＝，選項B正確；金屬

55、桿所受安培力的大小為F＝BIl′＝B··＝，選項C錯誤；金屬桿的熱功率為P＝I2R＝·＝，選項D錯誤． 3．(2017·山東濟南模擬)在范圍足夠大，方向豎直向下的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度B＝0.2 T，有一水平放置的光滑框架，寬度L＝0.4 m，如圖所示，框架上放置一質(zhì)量m＝0.05 kg、電阻R＝1 Ω的金屬桿cd，框架電阻不計．若桿cd在水平外力F的作用下以恒定加速度a＝2 m/s2，由靜止開始向右做勻變速運動，求： (1)在5 s內(nèi)平均感應(yīng)電動勢是多少？ (2)第5 s末回路中的電流I多大？ (3)第5 s末作用在桿cd上的水平外力F多大

56、？ 解析：(1)t＝5 s內(nèi)金屬桿的位移 x＝at2＝25 m 5 s內(nèi)的平均速度 ＝＝5 m/s 故平均感應(yīng)電動勢＝BL＝0.4 V (2)第5 s末桿的速度v＝at＝10 m/s 此時感應(yīng)電動勢E＝BLv 則回路中的電流為I＝＝＝0.8 A (3)桿cd勻加速運動，由左手定則判得所受安培力方向向左，由牛頓第二定律得F－F安＝ma 桿cd所受安培力F安＝BIL， 即F＝BIL＋ma＝0.164 N 答案：(1)0.4 V　(2)0.8 A　(3)0.164 N 求解感應(yīng)電動勢常見情況與方法 情景圖 研究對象 回路(不一定閉合) 一段直導線

57、(或等效成直導線) 繞一端轉(zhuǎn)動的一段導體棒 繞與B垂直且在導線框平面內(nèi)的軸轉(zhuǎn)動的導線框 表達式 E＝n E＝BLvsin θ E＝BL2ω E＝NBSωsin(ωt＋φ0) 考點三　自感現(xiàn)象的理解及應(yīng)用 1．自感現(xiàn)象的四大特點 (1)自感電動勢總是阻礙導體中原電流的變化． (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，自感線圈就相當于普通導體． (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行，但它不能使過程停止，更不能使過程反向． 2．自感中“閃亮”與“不閃亮”問題 與線圈串聯(lián)的燈泡 與線圈并聯(lián)的燈泡

58、電路圖 通電時 電流逐漸增大，燈泡逐漸變亮 電流突然增大，然后逐漸減小達到穩(wěn)定 斷電時 電流逐漸減小，燈泡逐漸變暗，電流方向不變 電路中穩(wěn)態(tài)電流為I1、I2：①若I2≤I1，燈泡逐漸變暗；②若I2＞I1，燈泡閃亮后逐漸變暗．兩種情況燈泡中電流方向均改變. 1．(多選)如圖甲、乙所示，電路中的電阻R和自感線圈L的電阻值都很小，且小于燈泡A的電阻，接通S，使電路達到穩(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，然后才逐漸變暗 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

59、先變得更亮，然后才逐漸變暗 解析：選AD.題圖甲所示電路中，燈A和線圈L串聯(lián)，電流相同，斷開S時，線圈上產(chǎn)生自感電動勢，阻礙原電流的減小，通過R、A形成回路，燈A逐漸變暗．題圖乙所示電路中，電阻R和燈A串聯(lián)，燈A和電阻R的總電阻大于線圈L的電阻，電流則小于線圈L中的電流，斷開S時，電源不給燈供電，而線圈L產(chǎn)生自感電動勢阻礙電流的減小，通過R、A形成回路，燈A中電流比原來大，變得更亮，然后逐漸變暗． 2．(多選)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．

60、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 答案：AC. 3．(多選)如圖所示的電路中，L為一個自感系數(shù)很大、直流電阻不計的線圈，D1、D2是兩個完全相同的電燈，E是內(nèi)阻不計的電源．t＝0時刻，閉合開關(guān)S.經(jīng)過一段時間后，電路達到穩(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為電流正方向，以下各圖中能定性描述電流I隨時間t變化關(guān)系的是(　　) 解析：選AC.當S閉合時，L的自感作用會阻礙其中的電流變大，電流

61、從D1流過；當L的阻礙作用變小時，L中的電流變大，D1中的電流變小至零；D2中的電流為電路總電流，電流流過D1時，電路總電阻較大，電流較小，當D1中電流為零時，電流流過L與D2，總電阻變小，電流變大至穩(wěn)定；當S再斷開時，D2馬上熄滅，D1與L組成回路，由于L的自感作用，D1慢慢熄滅，電流反向且減?。痪C上所述知選項A、C正確． (1)對自感現(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)生的自感電動勢阻礙電流的增加，使其緩慢地增加； ②流過線圈的電流減小時，線圈中產(chǎn)生的自感電動勢阻礙原電流的減小，使其緩慢地減?。? (2)分析自感現(xiàn)象應(yīng)注意 ①通過自感線圈中的電流不能發(fā)生突變

62、，即通電過程中，電流逐漸變大，斷電過程中，電流逐漸變小，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”的判斷：若斷電后通過燈泡的電流比原來強，則燈泡先閃亮，再慢慢熄滅． 課時規(guī)范訓練 [基礎(chǔ)鞏固題組] 1. (多選)粗細均勻的導線繞成匝數(shù)為n、半徑為r的圓形閉合線圈．線圈放在磁場中，磁場的磁感應(yīng)強度隨時間均勻增大，線圈中產(chǎn)生的電流為I，下列說法正確的是(　　) 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與導線橫截面積S0成正比 解析：選BD.由題給條件可知感應(yīng)電動勢為E＝

63、nπr2，電阻為R＝，電流I＝，聯(lián)立以上各式得I＝·，則可知B、D項正確，A、C項錯誤． 2．(多選)法拉第圓盤發(fā)電機的示意圖如圖所示．銅圓盤安裝在豎直的銅軸上，兩銅片P、Q分別與圓盤的邊緣和銅軸接觸．圓盤處于方向豎直向上的勻強磁場B中．圓盤旋轉(zhuǎn)時，關(guān)于流過電阻R的電流，下列說法正確的是(　　) A．若圓盤轉(zhuǎn)動的角速度恒定，則電流大小恒定 B．若從上向下看，圓盤順時針轉(zhuǎn)動，則電流沿a到b的方向流動 C．若圓盤轉(zhuǎn)動方向不變，角速度大小發(fā)生變化，則電流方向可能發(fā)生變化 D．若圓盤轉(zhuǎn)動的角速度變?yōu)樵瓉淼?倍，則電流在R上的熱功率也變?yōu)樵瓉淼?倍 解析：選AB.由右手定則知，

64、圓盤按如題圖所示的方向轉(zhuǎn)動時，感應(yīng)電流沿a到b的方向流動，選項B正確；由感應(yīng)電動勢E＝Bl2ω知，角速度恒定，則感應(yīng)電動勢恒定，電流大小恒定，選項A正確；角速度大小變化，感應(yīng)電動勢大小變化，但感應(yīng)電流方向不變，選項C錯誤；若ω變?yōu)樵瓉淼?倍，則感應(yīng)電動勢變?yōu)樵瓉淼?倍，電流變?yōu)樵瓉淼?倍，由P＝I2R知，電流在R上的熱功率變?yōu)樵瓉淼?倍，選項D錯誤． 3．(多選)一導線彎成如圖所示的閉合線圈，以速度v向左勻速進入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，磁場方向垂直紙面向外．線圈總電阻為R，從線圈進入磁場開始到完全進入磁場為止，下列結(jié)論正確的是(　　) A．感應(yīng)電流一直沿順時針方向 B．線圈受到的安

65、培力先增大，后減小 C．感應(yīng)電動勢的最大值E＝Brv D．穿過線圈某個橫截面的電荷量為 解析：選AB.在閉合線圈進入磁場的過程中，通過閉合線圈的磁通量逐漸增大，根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流的方向一直沿順時針方向，A正確；線圈切割磁感線的有效長度先變長后變短，感應(yīng)電流先變大后變小，安培力也先變大后變小，B正確；線圈切割磁感線的有效長度最大值為2r，感應(yīng)電動勢最大值E＝2Brv，C錯誤；穿過線圈某個橫截面的電荷量為Q＝＝，D錯誤． 4．如圖所示，正方形線框的左半側(cè)處在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，磁場方向與線框平面垂直，線框的對稱軸MN恰與磁場邊緣平齊．若第1次將線框從磁場中以恒定速度v1向右勻

66、速拉出，第2次以線速度v2讓線框繞軸MN勻速轉(zhuǎn)過90°，為使兩次操作過程中，線框產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢相等，則(　　) A．v1∶v2＝2∶π　　　 B．v1∶v2＝π∶2 C．v1∶v2＝1∶2 D．v1∶v2＝2∶1 解析：選A.第1次將線框從磁場中以恒定速度v1向右勻速拉出，線框中的感應(yīng)電動勢恒定，有1＝E1＝BLv1.第2次以線速度v2讓線框繞軸MN勻速轉(zhuǎn)過90°，所需時間t＝＝，線框中的磁通量變化量ΔΦ＝B·L·＝BL2，產(chǎn)生的平均電動勢2＝＝.由題意知1＝2，可得v1∶v2＝2∶π，A正確． 5．如圖所示的電路，電源電動勢為E，線

67、圈L的電阻不計，以下判斷正確的是(　　) A．閉合S，穩(wěn)定后，電容器兩端電壓為E B．閉合S，穩(wěn)定后，電容器的a極板帶正電 C．斷開S的瞬間，電容器的a極板將帶正電 D．斷開S的瞬間，電容器的a極板將帶負電 解析：選C.由題意及自感現(xiàn)象規(guī)律可知，當開關(guān)S閉合且電路穩(wěn)定后，電容器與線圈L并聯(lián)，由于線圈的直流電阻不計，所以電容器兩端電壓為零，故A、B項錯誤；斷開S的瞬間，由自感規(guī)律可知，線圈中要產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，感應(yīng)電動勢引起的感應(yīng)電流的方向與原電流的方向一致，因而電容器的a極板將帶正電，故C項正確． [綜合應(yīng)用題組] 6．光滑曲面與豎直平面的交線是拋物線，如右圖所示，拋物線的方程是y＝x2，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)，一個小金屬塊從拋物線上y＝b(b＞a)處以速度v沿拋物線下滑，假設(shè)拋物線足夠長，金屬塊沿拋物線下滑后產(chǎn)生的焦耳熱總量是(　　) A．mgb