2017年12月06日灌南高手的高中物理电磁感应模型1
高考物理复习 电磁感应杆模型
5．最大速度vm 电容器充电量： Q0 CE
放电结束时电量： Q CU CBlvm
电容器放电电量： Q Q0 Q CE CBlvm
对杆应用动量定理：mvm BIl t BlQ
vm
m
BlCE B2l2C
题型五 电容放电式：
6．达最大速度过程中 的两个关系
v1=0时：电流最大，
Im
Blv0 R1 R2
v2=v1时：电流 I＝0
3．两棒的运动情况
安培力大小：
两棒的相对速度变小,感应电 流变小,安培力变小.棒1做加 速度变小的加速运动，棒2做
加速度变小的减速运动，最 终两棒具有共同速度。
随着棒2的减速、棒1的加速，两棒 的相对速度v2-v1变小，回路中电流 也变小。
4．变化
(1)两棒都受外力作用
(2)外力提供方式变化
题型五 电容放电式：
4．最终特征：匀速运 动，但此时电容器带 电量不为零
1．电路特点 电容器放电，相当于电源；导体棒受安 培力而运动。
2．电流的特点 电容器放电时，导体棒在安培力作用下
开始运动，同时产生阻碍放电的反电动
势，导致电流减小，直至电流为零，此 时UC=Blv 3．运动特点 a渐小的加速运动，最终做匀速运动。
1．电路特点：导体棒相当于电源。
6、三个规律
2．安培力的特点：安培力为阻力， 并随速度减小而减小。
(1)能量关系：
1 2
mv02
0
Q,
QR Qr
F BIL B2l2v Rr
(2)动量关系：BIl t 0 mv0 q n Bl s
R r
2017年高考物理试题分类汇编及答案解析《电磁感应》
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电磁感应1．【2017·新课标Ⅰ卷】扫描隧道显微镜（STM）可用来探测样品表面原子尺度上的形貌。
为了有效隔离外界振动对STM的扰动,在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小振动，如图所示。
无扰动时,按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场；出现扰动后，对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是【答案】A【解析】感应电流产生的条件是闭合回路中的磁通量发上变化.在A图中系统振动时在磁场中的部分有时多有时少，磁通量发生变化，产生感应电流，受到安培力,阻碍系统的振动，故A 正确；而BCD三个图均无此现象,故错误.【考点定位】感应电流产生的条件【名师点睛】本题不要被题目的情景所干扰,抓住考查的基本规律，即产生感应电流的条件，有感应电流产生,才会产生阻尼阻碍振动。
2．【2017·新课标Ⅲ卷】如图,在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨,导轨平面与磁场垂直。
金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS,一圆环形金属线框T位于回路围成的区域内，线框与导轨共面.现让金属杆PQ突然向右运动，在运动开始的瞬间,关于感应电流的方向，下列说法正确的是A．PQRS中沿顺时针方向,T中沿逆时针方向B．PQRS中沿顺时针方向,T中沿顺时针方向C．PQRS中沿逆时针方向,T中沿逆时针方向D．PQRS中沿逆时针方向,T中沿顺时针方向【答案】D【考点定位】电磁感应、右手定则、楞次定律【名师点睛】解题关键是掌握右手定则、楞次定律判断感应电流的方向，还要理解PQRS中感应电流产生的磁场会使T中的磁通量变化，又会使T中产生感应电流。
【步步高】2017版高考物理(全国专用)大二轮配套文档：题型研究4电磁感应规律的综合应用
电磁感应中的动力学问题1．导体棒的两种运动状态(1)平衡状态——导体棒处于静止状态或匀速直线运动状态，加速度为零；(2)非平衡状态——导体棒的加速度不为零．2．两个研究对象及其关系电磁感应中导体棒既可看做电学对象(因为它相当于电源)，又可看做力学对象(因为有感应电流而受到安培力)，而感应电流I 和导体棒的速度v 是联系这两个对象的纽带．3．电磁感应中的动力学问题分析思路 (1)电路分析：导体棒相当于电源，感应电动势相当于电源的电动势，导体棒的电阻相当于电源的内阻，感应电流I ＝Bl v R ＋r. (2)受力分析：导体棒受到安培力及其他力，安培力F 安＝BIl ＝B 2l 2v R ＋r，根据牛顿第二定律列动力学方程：F 合＝ma . (3)过程分析：由于安培力是变力，导体棒做变加速运动或变减速运动，当加速度为零时，达到稳定状态，最后做匀速直线运动，根据共点力的平衡条件列方程：F 合＝0.例1 如图1甲所示，两根足够长的直金属导轨MN 、PQ 平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上，两导轨间距为L ，M 、P 两点间接有阻值为R 的电阻．一根质量为m 的均匀直金属杆ab 放在两导轨上，并与导轨垂直．整套装置处于磁感应强度为B 的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下，导轨和金属杆的电阻可忽略，让ab 杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦．图1(1)由b 向a 方向看到的装置如图乙所示，请在此图中画出ab 杆下滑过程中某时刻的受力示意图；(2)在加速下滑过程中，当ab 杆的速度大小为v 时，求此时ab 杆中的电流及加速度的大小；(3)求在下滑过程中，ab 杆可以达到的最大速度．答案 (1)见解析图 (2)BL v R g sin θ－B 2L 2v mR(3)mgR sin θB 2L 2解析 (1)如图所示，ab 杆受重力mg ，竖直向下；支持力F N ，垂直斜面向上；安培力F ，沿斜面向上．(2)当ab 杆速度为v 时，感应电动势E ＝BL v ， 此时电路中电流I ＝E R ＝BL v R， ab 杆受到的安培力F 安＝BIL ＝B 2L 2v R， 根据牛顿第二定律，有ma ＝mg sin θ－F 安＝mg sin θ－B 2L 2v Ra ＝g sin θ－B 2L 2v mR(3)当a ＝0时，ab 杆有最大速度 v m ＝mgR sin θB 2L 2.用“四步法”分析电磁感应中的动力学问题解决电磁感应中的动力学问题的一般思路是“先电后力”，具体思路如下：(1)进行“源”的分析——分离出电路中由电磁感应所产生的电源，求出电源的参数E 和r .(2)进行“路”的分析——分析电路结构，明确串、并联的关系，求出相关部分的电流大小，以便求解安培力．(3)“力”的分析——分析研究对象(常是金属杆、导体线圈等)的受力情况，尤其注意其所受的安培力．(4)进行“运动”状态的分析——根据力和运动的关系，判断出正确的运动模型．变式题组1．(2015·浙江10月选考·22)如图2甲所示，质量m ＝3.0×10－3 kg 的“”形金属细框竖直放置在两水银槽中，“”形框的水平细杆CD 长l ＝0.20 m ，处于磁感应强度大小B 1＝1.0 T ，方向水平向右的匀强磁场中．有一匝数n ＝300匝，面积S ＝0.01 m 2的线圈通过开关K 与两水银槽相连．线圈处于与线圈平面垂直的、沿竖直方向的匀强磁场中，其磁感应强度B 2的大小随时间t 变化的关系如图乙所示．(g 取10 m/s 2)图2(1)求0～0.10 s 线圈中的感应电动势大小．(2)t ＝0.22 s 时闭合开关K ，若细杆CD 所受安培力方向竖直向上，判断CD 中的电流方向及磁感应强度B 2的方向．(3)t ＝0.22 s 时闭合开关K ，若安培力远大于重力，细框跳起的最大高度h ＝0.20 m ，求通过细杆CD 的电荷量．答案 (1)30 V (2)C →D 向上 (3)0.03 C解析 (1)由电磁感应定律E ＝n ΔΦΔt 得E ＝nS ΔB 2Δt＝30 V (2)电流方向C →D ，B 2方向向上(3)由牛顿第二定律F ＝ma ＝m v －0Δt(或由动量定理F Δt ＝m v －0)，安培力F ＝IB 1l ，ΔQ ＝I Δt ，v 2＝2gh ，得ΔQ ＝m 2gh B 1l＝0.03 C. 2．(2016·浙江10月学考·22)为了探究电动机转速与弹簧伸长量之间的关系，小明设计了如图所示的装置．半径为l 的圆形金属导轨固定在水平面上，一根长也为l 、电阻为R 的金属棒ab 一端与导轨接触良好，另一端固定在圆心处的导电转轴OO ′上，由电动机A 带动旋转．在金属导轨区域内存在垂直于导轨平面，大小为B 1、方向竖直向下的匀强磁场．另有。
高二物理竞赛-电磁感应课件
I dP
r2 R2
dQ dt
I dP
1.1A
B
0r
2 πR2
dQ dt
B 1.11105T
§9-6 位移电流 电磁场理论
经典电磁场理论
麦克斯韦方程组
S D • d S q V d V 电 场 的 高 斯 定 理
SB•dS0
磁 场 的 高 斯 定 理
L H •d l=Sj•d S +S D t•d S
磁通量变化的两种原因：S 变化，或B 变化
已有结论：变化的磁场能够激发电场
§9-6 位移电流 电磁场理论
修正
•- d D - dt
Ic -
D
•I
•B-
•+
+
+ + Ic
+
•I
•A
I
S
d dt
S
dD dt
I S
ddD t j
ddD t
jd
dD dt
I d
SddD t ddtD
传 导 电 流 I I d 位 移 电 流 全 电 流Ir IId
自从奥斯特发现了电流的磁效应，人们自然地联想到：电流 可以产生磁场，磁场是否也能产生电流呢？
一．电磁感应现象
当穿过一个闭合导体回路所包围的面积内的磁通量发生变化 时（不论这种变化是由什么原因引起的），在导体回路中就 有电流产生。这种现象称为电磁感应现象。
回路中所产生的电流称为感应电流。
相应的电动势则称为感应电动势。
d
db 0I ld x 0 I l db d x d 2x 2 d x
d E i dt
0llnd bdI 2 d dt
b d
高二物理电磁感应1(含详细知识点和试题答案)
一 ．电磁感应现象只要穿过闭合回路中的磁通量发生变化，闭合回路中就会产生感应电流，如果电路不闭合只会产生感应电动势。
这种利用磁场产生电流的现象叫电磁感应，是1831年法拉第发现的。
二 ．感应电流的产生条件1、回路中产生感应电动势和感应电流的条件是回路所围面积中的磁通量变化，因此研究磁通量的变化是关键，由磁通量的广义公式中φθ=B S ·sin （θ是B 与S 的夹角）看，磁通量的变化∆φ可由面积的变化∆S 引起；可由磁感应强度B 的变化∆B 引起；可由B 与S 的夹角θ的变化∆θ引起；也可由B 、S 、θ中的两个量的变化，或三个量的同时变化引起。
2、闭合回路中的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动时，可以产生感应电动势，感应电流，这是初中学过的，其本质也是闭合回路中磁通量发生变化。
3、产生感应电动势、感应电流的条件：导体在磁场里做切割磁感线运动时，导体内就产生感应电动势；穿过线圈的磁量发生变化时，线圈里就产生感应电动势。
如果导体是闭合电路的一部分，或者线圈是闭合的，就产生感应电流。
从本质上讲，上述两种说法是一致的，所以产生感应电流的条件可归结为：穿过闭合电路的磁通量发生变化。
三．法拉第电磁感应定律 楞次定律①电磁感应规律：感应电动势的大小由法拉第电磁感应定律确定。
ε=BLv ——当长L 的导线，以速度v ，在匀强磁场B 中，垂直切割磁感线，其两端间感应电动势的大小为ε。
如图所示。
设产生的感应电流强度为I ，MN 间电动势为ε，则MN 受向左的安培力F BIL =，要保持MN以v 匀速向右运动，所施外力BIL F F == ，当行进位移为S 时，外力功W BI L S BILv t ==···。
t 为所用时间。
而在t 时间内，电流做功W I t '=··ε，据能量转化关系，W W '=，则t BILv t I ···=ε。
高中物理电磁感应单杆模型
高中物理电磁感应单杆模型电磁感应单杆模型是一种简单的物理模型，用来模拟电磁感应的过程。
电磁感应单杆模型由一根铁杆、一根线圈和一个电流源组成。
当电流源通过线圈时，线圈内产生磁场，并使铁杆上的电流流动。
电磁感应单杆模型可以用来解释许多电磁现象，比如变压器的工作原理、电动机的原理等。
在高中物理课程中，学生需要掌握电磁感应单杆模型的基本原理，并能够使用这个模型解决实际问题。
例如，学生可以使用电磁感应单杆模型来解释电动机的工作原理，也可以使用它来分析变压器的输入输出电压、电流的变化情况。
总之，电磁感应单杆模型是一个简单而有效的物理模型。
2017版步步高高考物理(江苏专用)大一轮复习讲义 课件 第九章 专题五 电磁感应的综合应用
【考点逐项排查】
Blv
BIl
答案
考点一 电磁感应中的图象问题
3.基本方法 (1)明确图象的种类，是B－t图象还是Φ－t图象，或者E－t图象、I－t图象等. (2)分析电磁感应的具体过程. (3)结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等规律列出函数方程. (4)根据函数方程进行数学分析 .如斜率及其变化、两轴的截距、图线与坐标轴
)
电压是恒定的， 所以在该时间段内线圈ab中的磁场是均匀变 化的，则线圈ab中的电流是均匀变化的.
√
解析答案
考点一 电磁感应中的图象问题
1
2
3
4
2.如图甲，R0为定值电阻，两金属圆环固定在同一绝缘平面内.左端连接在一周期为 T0的正弦交流电源上，经二极管整流后，通过R0的电流i始终向左，其大小按图乙所
联系这两个对象的纽带.
答案
考点二 电磁感应中的动力学问题分析
电源
变减速
答案
考点二 电磁感应中的动力学问题分析
5
6
【题组阶梯突破】
5.小明同学设计了一个 “电磁天平”，如图所示，等臂天平的左臂为挂盘，右臂挂有
矩形线圈，两臂平衡.线圈的水平边长L＝0.1 m，竖直边长H＝0.3 m，匝数为N1.线圈 的下边处于匀强磁场内，磁感应强度B0＝1.0 T，方向垂直线圈平面向里.线圈中通有 可在0～2.0 A范围内调节的电流I.挂盘放上待测物体后，调节线圈中电流使天平平衡， 测出电流即可测得物体的质量.(重力加速度取g＝10 m/s2)
(2)线框进入磁场时匀速运动的速度v；
(3)ab边由静止开始到运动到gh处所用的时间t； (4)ab边运动到gh处的速度大小及在线框由静止开始运动到gh处的整个过程中产生 的焦耳热.
高二物理竞赛电磁感应电磁波课件(共40张PPT)
他创造性地提出场的思想，是 电磁理论的创始人之一。
1831年发现电磁感应现象，后又 相继发现电解定律，物质的抗磁性 和顺磁性，以及光的偏振面在磁场 中的旋转。
产生
电流
磁场
电磁感应
1831 年法拉第
实验
闭合回路 m 变化
闭合回路中的感生电动势 i
dΦ L Ek dl dt
Φ
i
B
S
ds
L Ek
dl
L Ek
dl
dB S dt
d dt
ds
B ds
S
感生电场和静电场的对比
E静 和 Ek 均对电荷有力的作用.
静电场是保守场 L E静 dl 0
感生电场是非保守场
L
I 2π d
Il
若导线如左图放置, 根据对
称性可知 Φ 0
b2 b2
得
M 0
引入：电容器充电，储存电场能量
+ +dq _
We
1 2
QU
1 2
CU 2
E
电场能量密度
N
we
1
2
E2
电流激发磁场，也要供给能量，所以磁场具有能量。
k
当线圈中通有电流时，在其周围建立了磁场，所储存的磁能
等于建立磁场过程中，电源反抗自感电动势所做的功。
m dv B2l 2v
dt
R
N
Rl B F
v
M
则 v dv t B2l 2 dt o
v v0
0 mR
x
计算得棒的速率随时间变化的函数关系为
v
高考物理电磁感应双杆模型(答案)
1、双杆所在轨道宽度相同一一常用动量守恒求稳定速度1.两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内，两 导轨间的距离为L 。
导轨上面横放着两根导体棒 ab 和cd ,构 成矩形回路，如图所示•两根导体棒的质量皆为m 电阻皆为R,回路中其余部分的电阻可不计•在整个导轨平面内都有竖 直向上的匀强磁场，磁感应强度为B.设两导体棒均可沿导轨 无摩擦地滑行•开始时，棒cd 静止，棒ab 有指向棒cd 的初速度V o .若两导体棒在运动中始终不接触，求： (1 )在运动中产生的焦耳热最多是多少.(2)当ab 棒的速度变为初速度的 3/4时，cd 棒的加速度是 多少？解析：ab 棒向cd 棒运动时，磁通量变小，产生感应电流. ab 棒受到与运动方向相反的安培力作用作减速运动， cd 棒则在安培力作用下作加速运动.在ab 棒的速度大于cd 棒的速度时，回路总有感应电流， ab 棒继续减速，cd 棒继续加速.临 界状态下：两棒速度达到相同后，回路面积保持不变，磁通 量不变化，不产生感应电流，两棒以相同的速度 v 作匀速运动. (1)从初始至两棒达到速度相同的过程中， 两棒总动量守恒，有mv ° =2mv根据能量守恒，整个过程中产生的总热量 Q = —mv (2 - —(2m)v^ —mv 22 2 4(2) 设ab 棒的速度变为初速度的 3/4时，cd 棒的速度为V 1, 则由动量守恒可知：3mv 0二m —v 0 mv 1。
此时回路中的感应电动势和感应电流43 E分别为：E =( v 0「vJBL , | 。
此时cd 棒所受的安4 2R培力：F = IBL ，所以cd 棒的加速度为 a=Fm【解析】丄一下滑进入磁场后切割磁感线，在 C L ；电路中产 生感应电流，一二'、二'各受不同的磁场力作用而分别作变减 速、变加速运动，电路中感应电流逐渐减小，当感应电流为 零时，"、J不再受磁场力作用，各自以不同的速度匀速 滑动。
(完整版)高中物理电磁感应双杆模型
电磁感应双杆模型学生姓名：年级：老师：上课日期：时间：课次：电磁感应动力学分析1．受力情况、运动情况的动态分析及思考路线导体受力运动产生感应电动势→感应电流→通电导体受安培力→合力变化→加速度变化→速度变化→感应电动势变化→⋯周而复始地循环，直至最终达到稳定状态，此时加速度为零，而导体通过加速达到最大速度做匀速直线运动或通过减速达到稳定速度做匀速直线运动．2．解决此类问题的基本思路解决电磁感应中的动力学问题的一般思路是“先电后力”．(1) “源”的分析——分离出电路中由电磁感应所产生的电源，求出电源参数E和r ；(2) “路”的分析——分析电路结构，弄清串、并联关系，求出相关部分的电流大小，以便求解安培力；(3) “力”的分析——分析研究对象( 常是金属杆、导体线圈等)的受力情况，尤其注意其所受的安培力；(4) “运动”状态的分析——根据力和运动的关系，判断出正确的运动模型．3．两种状态处理(1) 导体处于平衡态——静止状态或匀速直线运动状态．处理方法：根据平衡条件( 合外力等于零) ，列式分析．(2) 导体处于非平衡态——加速度不为零．处理方法：根据牛顿第二定律进行动态分析或结合功能关系分析．4．电磁感应中的动力学临界问题(1) 解决这类问题的关键是通过运动状态的分析寻找过程中的临界状态，如由速度、加速度求最大值或最小值的条件．(2) 基本思路- 1 -注意当导体切割磁感线运动存在临界条件时：(1) 若导体初速度等于临界速度，导体匀速切割磁感线；(2) 若导体初速度大于临界速度，导体先减速，后匀速运动；(3) 若导体初速度小于临界速度，导体先加速，后匀速运动．1、【平行等间距无水平外力】如图所示，两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内，两导轨间的距离为L，导轨上面横放着两根导体棒ab 和cd ，构成矩形回路，两根导体棒的质量皆为m，电阻皆为R，回路中其余部分的电阻可不计．在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B．设两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行，开始时，棒cd静止，棒ab有指向棒cd 的初速度v0，若两导体棒在运动中始终不接触，求：(1)在运动中产生的焦耳热最多是多少？(2)当ab 棒的速度变为初速度的3/4 时，cd 棒的加速度是多少？2、【平行不等间距无水平外力】如图所示，光滑导轨EF、GH等高平行放置，EG间宽度为FH 间宽度的3倍，导轨右侧水平且处于竖直向上的匀强磁场中，左侧呈弧形升高。
江苏省灌南县高中物理第三章电磁感应小结导学案新人教版选修1-1
电磁感应一、知识梳理二、思想方法1．类比法将磁通量、磁通量的变化、磁通量的变化率跟速度、速度变化、速度变化率依次类比，帮助理解法拉第电磁感应定律。
2．等效替代法交变电流的有效值是从电流的热效应角度讲述的,在数值上等于与交变电流具有等效热效应的直流电的值.电磁感应电磁感应现象 产生感应电流的条件：穿过闭合回路的磁通量发生变化 磁通量：φ＝BS （B 与S 垂直时） 法拉第电磁感应定律：电动势E ＝n △φ/△t 交流电交流发电机 变压器 电压功率关系： U 1/ U 2＝n 1/ n 2 P 入＝P 出 高压输电：由ΔP ＝I 2R ，可知减小线路损耗方法：减小线路电阻，减小输送电路的电流，必须提高送电电压 感应电流的大小：在闭合回路中，用闭合电路的欧姆定律 工作原理：电磁感应现象，线圈在磁场中转动产生感应电动势 组成：转子和定子（线圈和磁体） 交流电变化规律 瞬时值：e ＝E m sin ωt 有效值：E ＝E m /2 周期和频率：f =1/T 交流电路中的电容：隔直流通交流 变压器结构：铁芯、原线圈、副线圈 变压原理：电磁感应现象 自感：由于导体回路中的电流发生变化而在自身回路引起的电磁感应现象。
作用：阻碍电路中电流的变化3．逆向思维方法奥斯特发现电流的热效应后，许多科学家在思考：利用磁场是否可以产生电流呢?法拉第正是在这种思想的指导下发现了电磁感应现象。
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精编高二物理电磁感应知识点：高二物理电磁感应
精编高二物理电磁感应知识点|高二物理电磁感应
电磁感应
1.[感应电动势的大小计算公式]
1)E=n/t(普适公式){法拉第电磁感应定律，E：感应电动势(V)，n：感应线圈匝数，/t:磁通量的变化率｝
2)E=BLV垂(切割磁感线运动){L:有效长度(m)｝
3)Em=nBS(交流发电机最大的感应电动势){Em:感应电动势峰值｝
4)E=BL2/2(导体一端固定以旋转切割){:角速度(rad/s)，V:速度(m/s)｝
2.磁通量=BS{:磁通量(Wb),B:匀强磁场的磁感应强度(T),S:正对面积(m2)}
3.感应电动势的正负极可利用感应电流方向判定{电源内部的电
流方向：由负极流向正极｝
4.自感电动势E自=n/t=LI/t{L:自感系数(H)(线圈L有铁芯比无铁芯时要大)，I:变化电流，?t:所用时间，I/t:自感电流变化率(变
化的快慢)｝
注：(1)感应电流的方向可用楞次定律或右手定则判定，楞次定
律应用要点〔见第二册P173〕;(2)自感电流总是阻碍引起自感电动
势的电流的变化;(3)单位换算：1H=103mH=106H。
(4)其它相关内容：自感〔见第二册P178〕/日光灯〔见第二册P180〕。
【总结】以上就是高二物理知识点电磁感应的所有内容，希望对大家有所帮助!。
高二物理第十六章电磁感第一节第二节
嗦夺市安培阳光实验学校高二物理第十六章 电磁感应 第一节、第二节人教版【本讲教育信息】 一. 教学内容：第十六章 电磁感应 第一节 电磁感应现象第二节 法拉第电磁感应定律——感应电动势的大小 二. 知识要点：（一）电磁感应现象：1. 磁通量： 在匀强磁场中，磁感应强度B 与垂直磁场的面积S 的乘积，叫做穿过这个面的磁通量，即BS =φ；一般情况下，当平面S 不跟磁场方向垂直时，n BS =φ，n S 为平面S 在垂直于磁感线方向上的投影。
当磁感线与线圈平面平行时，磁通量为零。
2. 产生感应电流的条件可归结为两点：① 电路闭合；② 通过回路的磁通量发生变化。
3. 磁通量是双向标量。
若穿过面S 的磁通量随时间变化，以1φ、2φ分别表示计时开始和结束时穿过面S 的磁通量的大小，则当1φ、2φ中磁感线以同一方向穿过面S 时，磁通量的改变21φφφ-=∆；当1φ、2φ中磁感线从相反方向穿过面S 时，磁通量的改变21φφφ+=∆。
4. 由于磁感线是闭合曲线，所以穿过任意闭合曲面的磁通量一定为零，即φ＝0。
如穿过地球的磁通量为零。
（二）法拉第电磁感应定律——感应电动势的大小 1. 法拉第电磁感应定律的数学表达式为tnE ∆∆=φ，它指出感应电动势既不取决于磁通量φ的大小，也不取决于磁通量变化Δφ的大小，而是由磁通量变化的快慢等来决定的，由tnE ∆∆=φ算出的是感应电动势的平均值，当线圈有相同的ｎ匝时，相当于ｎ个相同的电源串联，整个线圈的感应电动势由tn E ∆∆=φ算出。
2. 公式tnE ∆∆=φ中涉及到的磁通量Δφ的变化情况在高中阶段一般有两种情况：① 回路与磁场垂直的面积s 不变，磁感应强度发生变化，则Δφ＝ΔBS ，此时S t B E ∆∆=，式中tB∆∆叫磁感应强度的变化率。
② 磁感应强度B 不变，回路与磁场垂直的面积发生变化，则Δφ＝B ΔS 。
若遇到B 和S 都发生变化的情况，则B tS S t B E ∆∆+∆∆=。
高二物理电磁感应1
• 结论: E=BLv1=BLvsinθ
• 在国际单位制中，上式中B、L、v的单位分
别是特斯拉（T）、米（m）、米每秒 （m/s），θ指v与B的夹角。
• 【例1】如图所示，有一弯成θ角的光滑金 属导轨POQ，水平放置在磁感应强度为B
的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直， 有一金属棒MN与导轨的OQ边垂直放置， 当金属棒从O点开始以加速度a向右匀加速 运动t秒时，棒与导轨所构成的回路中的感 应电动势是多少?
1.4电磁感应定律
1、感应电动势
• 在图a与图b中，若电路是断开的，有无电 流？有无电动势？
2、电磁感应定律
⑴探究的一般步骤;
提出问题→猜想与假设→制定计划与设计实验→ 进行实验与收集数据→分析论证→评估→交流与 合作.
⑵实验探究
完成表P14 1-4-1,1-4-2
⑶法拉第电磁感应定律:电路中感应电动势的大小， 跟穿过这一电路磁通量的变化率成正比.
chénɡqì动比喻成为有用的人：孩子～是父母的最大安慰。 ③〈方〉动把岸或堤向外扩展：这条堤还不够宽，【拆卸】chāixiè动 （把机器等）拆开并卸下部件。也指潮水：早～｜海～｜涨～｜退～。【伡】（俥）chē见249页〖大伡〗。拉（lá）破了手。 ② 名被降职的官吏。发音管可自由伸缩。 含有神秘奥妙的意思）。【侧影】cèyǐnɡ名侧面的影像：在这里我们可以仰望宝塔的～◇通 过这部小说，【潺】chán见下。不清楚：言之～｜地址～｜历史情况～。另成一家。 zi〈方〉名多病的人。【差距】chājù名事物 之间的差别程度，②（精神）旺盛；
⑷应用举例P14例题
3、感应电动势的另一种表述-------导线切割磁感线时的感应电动势
• 闭合电路一部分导体ab处于匀强磁场中， 磁感应强度为B，ab的长度为L，以速度v 匀速切割磁感线，求产生的感应电动势？
2024步步高第九章电磁感应 第1讲
考试内容范围及要求 高考命题解读内容要求 说明 1.考查方式 高考对本章内容考查命题频率较高，大部分以选择题的形式出题，也有部分是计算题，多以中档以上难度的题目来增加试卷的区分度，考查较多的学问点有：感应电流的产生条件、方向判定和导体切割磁感线产生感应电动势的计算，同时也会与力学、磁场、能量等学问综合考查及图象问题的考查． 2．命题趋势 (1)楞次定律、右手定则、左手定则的应用． (2)与图象结合考查电磁感应现象．(3)通过“杆＋导轨”模型，“线圈穿过有界磁场”模型，考查电磁感应与力学、电路、能量等学问的综合应用.41.电磁感应现象Ⅰ 限于导线方向与磁场方向、运动方向垂直的状况42.感应电流的产生条件Ⅱ43.法拉第电磁感应定律 楞次定律 Ⅱ44.自感 涡流 Ⅰ 第1讲 电磁感应现象 楞次定律一、电磁感应现象的推断1．磁通量(1)概念：在磁感应强度为B的匀强磁场中，与磁场方向垂直的面积S与B的乘积．(2)公式：Φ＝BS.(3)适用条件：①匀强磁场．②S为垂直磁场的有效面积．(4)磁通量是标量(填“标量”或“矢量”)．(5)磁通量的意义：①磁通量可以理解为穿过某一面积的磁感线的条数．②同一线圈平面，当它跟磁场方向垂直时，磁通量最大；当它跟磁场方向平行时，磁通量为零；当正向穿过线圈平面的磁感线条数和反向穿过的一样多时，磁通量为零．(6)磁通量改变：ΔΦ＝Φ2－Φ1.2．电磁感应现象(1)定义：当穿过闭合导体回路的磁通量发生改变时，闭合导体回路中有感应电流产生，这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应．(2)产生条件：穿过闭合回路的磁通量发生改变．(3)能量转化：发生电磁感应现象时，机械能或其他形式的能转化为电能，该过程遵循能量守恒定律．二、楞次定律的理解及应用1．内容：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的改变．2．适用状况：全部的电磁感应现象．3．“阻碍”的含义谁阻碍谁↓阻碍什么↓如何阻碍→↓阻碍效果→阻碍并不是阻挡，只是延缓了磁通量的改变，这种改变将接着进行4．右手定则(1)内容：伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导线运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向．(2)适用状况：导体切割磁感线产生感应电流．三、三定则肯定律的比较基本现象应用的定则或定律运动电荷、电流产生磁场安培定则磁场对运动电荷、电流的作用力左手定则电磁感应部分导体做切割磁感线运动右手定则闭合回路磁通量改变楞次定律深度思索 1.右手定则与左手定则的区分：“因电而动”——用左手定则，“因动而电”——用右手定则．2．安培定则与楞次定律的区分：“因电生磁”——用安培定则．“因磁生电”——用楞次定律(或右手定则)．1．推断下列说法是否正确．(1)穿过闭合电路的磁通量发生改变，电路中不肯定有感应电流产生．(×)(2)线框不闭合时，即使穿过线框的磁通量发生改变，线框中也没有感应电流产生．(√)(3)当导体切割磁感线时，肯定产生感应电动势．(√)(4)回路不闭合，穿过回路的磁通量改变时，也会产生“阻碍”作用．( × )(5)感应电流的磁场肯定阻碍引起感应电流的磁场的磁通量改变．( √ )(6)感应电流的方向可能与B 的方向平行，但肯定与v 的方向垂直．( × )2．(人教版选修3－2P9第7题改编)如图1所示，固定于水平面上的金属架abcd 处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN 沿框架以速度v 向右做匀速运动．t ＝0时，磁感应强度为B 0，此时MN 到达的位置恰好使MbcN 构成一个边长为l 的正方形．为使MN 棒中不产生感应电流，从t ＝0起先，磁感应强度B 随时间t 改变的示意图为( )图1答案 C解析 为了使MN 棒中不产生感应电流，即让MN 棒与线框组成回路的磁通量保持不变，或者使导线切割磁感线产生的感应电动势E 1与磁场改变产生的感生电动势E 2大小相等，即Bl v ＝ΔBS Δt ，随着磁场减弱，而面积增大，故ΔB Δt减小，故选C. 3．(人教版选修3－2P7第1题改编)如图2所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框．在下列四种状况下，线框中会产生感应电流的是( )图2A ．如图甲所示，保持线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中左右运动B ．如图乙所示，保持线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中上下运动C ．如图丙表示，线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线AB 转动D ．如图丁所示，线框绕位于线框平面内且与磁感线平行的轴线CD 转动答案 C4．(人教版选修3－2P14第6题改编)(多选)如图3所示，一轻质绝缘横杆两侧各固定一金属环，横杆可绕中心点自由转动，老师拿一条形磁铁插向其中一个小环，后又取出插向另一个小环，同学们看到的现象及现象分析正确的是()图3A．磁铁插向左环，横杆发生转动B．磁铁插向右环，横杆发生转动C．磁铁插向左环，左环中不产生感应电动势和感应电流D．磁铁插向右环，右环中产生感应电动势和感应电流答案BD命题点一电磁感应现象的推断对感应电流产生条件的理解1．推断产生感应电流的两种方法(1)闭合电路的一部分导体切割磁感线；(2)一闭合二变磁，即导体回路必需闭合，穿过闭合导体回路的磁通量发生改变，二者缺一不行．2．磁通量改变的四种状况(1)B不变，S改变，则ΔΦ＝B·ΔS；(2)B改变，S不变，则ΔΦ＝ΔB·S；(3)B改变，S也改变，则ΔΦ＝B2S2－B1S1；(4)B不变，S不变，线圈平面与磁场方向的夹角θ改变，则ΔΦ＝BS(sin θ2－sin θ1)．例1现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关按如图4所示连接．下列说法中正确的是()图4A ．开关闭合后，线圈A 插入或拔出都会引起电流计指针偏转B ．线圈A 插入线圈B 中后，开关闭合和断开的瞬间电流计指针均不会偏转C ．开关闭合后，滑动变阻器的滑片P 匀速滑动，会使电流计指针静止在中心零刻度D ．开关闭合后，只有滑动变阻器的滑片P 加速滑动，电流计指针才会偏转①带铁芯的线圈A ；②线圈B .答案 A解析 只要闭合回路磁通量发生改变就会产生感应电流，故A 正确，B 错误；开关闭合后，只要滑片P 滑动就会产生感应电流，故C 、D 错误．电磁感应现象能否发生的推断流程1．确定探讨的是否是闭合回路．2．弄清晰回路内的磁场分布，并确定其磁通量Φ.3.⎩⎨⎧ Φ不变→无感应电流Φ改变→⎩⎪⎨⎪⎧ 回路闭合，有感应电流不闭合，无感应电流，但有感应电动势1．在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的试验中，能视察到感应电流的是( )A ．将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后视察电流表的改变B ．在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后视察电流表的改变C ．将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去视察电流表的改变D ．绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，视察电流表的改变答案 D解析产生感应电流必需满意的条件：①电路闭合；②穿过闭合电路的磁通量要发生改变．选项A、B电路闭合，但磁通量不变，不能产生感应电流，故选项A、B不能视察到电流表的改变；选项C满意产生感应电流的条件，也能产生感应电流，但是等我们从一个房间到另一个房间后，电流表中已没有电流，故选项C也不能视察到电流表的改变；选项D满意产生感应电流的条件，能产生感应电流，可以视察到电流表的改变，所以选D.2．(多选)1824年，法国科学家阿拉果完成了闻名的“圆盘试验”．试验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用松软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图5所示．试验中发觉，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后．下列说法正确的是()图5A．圆盘上产生了感应电动势B．圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动C．在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了改变D．圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场导致磁针转动答案AB解析当圆盘转动时，圆盘的半径切割磁针产生的磁场的磁感线，产生感应电动势，选项A 正确．如图所示，铜圆盘上存在很多小的闭合回路，当圆盘转动时，穿过小的闭合回路的磁通量发生改变，回路中产生感应电流，依据楞次定律，感应电流阻碍其相对运动，但抗拒不了相对运动，故磁针会随圆盘一起转动，但略有滞后，选项B正确；在圆盘转动过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量始终为零，选项C错误；圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成的电流的磁场方向沿圆盘轴线方向，会使磁针沿轴线方向偏转，选项D错误．命题点二 楞次定律的理解和应用推断感应电流方向的“三步走”例2 如图6甲所示，长直导线与闭合金属线框位于同一平面内，长直导线中的电流i 随时间t 的改变关系如图乙所示．在0～T 2时间内，直导线中电流向上，则在T 2～T 时间内，线框中感应电流的方向与所受安培力的合力方向分别是( )图6A ．顺时针，向左B ．逆时针，向右C ．顺时针，向右D ．逆时针，向左①i 随时间t 的改变关系；②在0～T 2时间内，直导线中电流向上． 答案 B解析 在0～T 2时间内，直导线中电流向上，由题图乙知，在T 2～T 时间内，直导线电流方向也向上，依据安培定则知，导线右侧磁场的方向垂直纸面对里，电流渐渐增大，则磁场渐渐增加，依据楞次定律，金属线框中产生逆时针方向的感应电流．依据左手定则，金属线框左边受到的安培力方向向右，右边受到的安培力向左，离导线越近，磁场越强，则左边受到的安培力大于右边受到的安培力，所以金属线框所受安培力的合力方向向右，故B 正确，A 、C 、D 错误．楞次定律推论的应用技巧1．线圈(回路)中磁通量改变时，阻碍原磁通量的改变——应用“增反减同”的规律；2．导体与磁体间有相对运动时，阻碍相对运动——应用“来拒去留”的规律；3．当回路可以形变时，感应电流可使线圈面积有扩大或缩小的趋势——应用“增缩减扩”的规律；4．自感现象中，感应电动势阻碍原电流的改变——应用“增反减同”的规律．3.在水平面内有一固定的U型裸金属框架，框架上静止放置一根粗糙的金属杆ab，整个装置放在竖直方向的匀强磁场中，如图7所示．下列说法中正确的是()图7A．只有当磁场方向向上且增加，ab杆才可能向左移动B．只有当磁场方向向下且减弱，ab杆才可能向右移动C．无论磁场方向如何，只要磁场减弱，ab杆就可能向右移动D．当磁场改变时，ab杆中肯定有电流产生，且肯定会移动答案 C解析由楞次定律可知，当闭合回路的磁通量增大时，导体棒将向左移动，阻碍磁通量的增加，当闭合回路的磁通量减小时，导体棒将向右运动，以便阻碍磁通量的减小，与磁场方向无关，故选C.4．(多选)用如图8所示的试验装置探讨电磁感应现象，下列说法正确的是()图8A．当把磁铁N极向下插入线圈时，电流表指针发生偏转B．当把磁铁N极从线圈中拔出时，电流表指针不发生偏转C．保持磁铁在线圈中相对静止时，电流表指针不发生偏转D．若磁铁和线圈一起以同一速度向上运动，电流表指针发生偏转答案AC解析当把磁铁N极向下插入线圈时，穿过线圈中的磁通量在改变，故线圈中会产生感应电流，电流表指针发生偏转，选项A正确；当把磁铁N极从线圈中拔出时，线圈中也会产生感应电流，故选项B错误；保持磁铁在线圈中相对静止时，线圈中的磁通量没有改变，故无感应电流产生，所以电流表指针不发生偏转，选项C正确；若磁铁和线圈一起以同一速度向上运动，线圈与磁铁没有相对运动，故穿过线圈的磁通量也不变，电路中无感应电流，电流表指针不发生偏转，选项D错误．5．如图9所示，一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上，细线从一水平金属圆环中穿过．现将环从位置Ⅰ释放，环经过磁铁到达位置Ⅱ.设环经过磁铁上端和下端旁边时细线的张力分别为F T1和F T2，重力加速度大小为g，则()图9A．F T1＞mg，F T2＞mgB．F T1＜mg，F T2＜mgC．F T1＞mg，F T2＜mgD．F T1＜mg，F T2＞mg答案 A解析金属圆环从位置Ⅰ到位置Ⅱ过程中，由楞次定律知，金属圆环在磁铁上端时受力向上，在磁铁下端时受力也向上，则金属圆环对磁铁的作用始终向下，对磁铁受力分析可知F T1＞mg，F T2＞mg，A正确．命题点三 三定则肯定律的综合应用例3 如图10所示．金属棒ab 、金属导轨和螺线管组成闭合回路，金属棒ab 在匀强磁场B 中沿导轨向右运动，则( )图10A ．ab 棒不受安培力作用B ．ab 棒所受安培力的方向向右C ．ab 棒向右运动速度v 越大，所受安培力越大D ．螺线管产生的磁场，A 端为N 极①匀强磁场；②向右运动．答案 C解析 金属棒ab 沿导轨向右运动时，安培力方向向左，以“阻碍”其运动，选项A 、B 错误；金属棒ab 沿导轨向右运动时，感应电动势E ＝Bl v ，感应电流I ＝E R ，安培力F ＝BIl ＝B 2l 2v R，可见，选项C 正确；依据右手定则可知，流过金属棒ab 的感应电流的方向是从b 流向a ，所以流过螺线管的电流方向是从A 端到达B 端，依据右手螺旋定则可知，螺线管的A 端为S 极，选项D 错误．三定则肯定律的应用技巧1．应用楞次定律时，一般要用到安培定则．2．探讨感应电流受到的安培力时，一般先用右手定则确定电流方向，再用左手定则确定安培力方向，有时也可以干脆应用楞次定律的推论确定．6.图11如图11所示，线圈两端与电阻相连构成闭合回路，在线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的S极朝下．在将磁铁的S极插入线圈的过程中()A．通过电阻的感应电流的方向由a到b，线圈与磁铁相互排斥B．通过电阻的感应电流的方向由b到a，线圈与磁铁相互排斥C．通过电阻的感应电流的方向由a到b，线圈与磁铁相互吸引D．通过电阻的感应电流的方向由b到a，线圈与磁铁相互吸引答案 A解析将磁铁的S极插入线圈的过程中，由楞次定律知，通过电阻的感应电流的方向由a 到b，线圈与磁铁相互排斥．7．(多选)如图12所示，金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时，铜制线圈c中将有感应电流产生且被螺线管吸引()图12A．向右做匀速运动B．向左做减速运动C．向右做减速运动D．向右做加速运动答案BC解析当导体棒向右匀速运动时产生恒定的电流，线圈中的磁通量恒定不变，无感应电流出现，A错误；当导体棒向左减速运动时，由右手定则可判定回路中出现从b→a的感应电流且减小，由安培定则知螺线管中感应电流的磁场向左在减弱，由楞次定律知c中出现顺时针感应电流(从右向左看)且被螺线管吸引，B对；同理可判定C对，D错．题组1电磁感应现象的推断1．下列图中能产生感应电流的是()答案 B解析依据产生感应电流的条件：A中，电路没闭合，无感应电流；B中，电路闭合，且垂直磁感线的平面的面积增大，即闭合电路的磁通量增大，有感应电流；C中，穿过闭合线圈的磁感线相互抵消，磁通量恒为零，无感应电流；D中，闭合回路中的磁通量不发生改变，无感应电流．2．物理课上，老师做了一个奇异的“跳环试验”．如图1所示，她把一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来后，将一金属套环置于线圈L上，且使铁芯穿过套环．闭合开关S的瞬间，套环立即跳起．某同学另找来器材再探究此试验．他连接好电路，经重复试验，线圈上的套环均未动．对比老师演示的试验，下列四个选项中，导致套环未动的缘由可能是()图1A．线圈接在了直流电源上B．电源电压过高C．所选线圈的匝数过多D．所用套环的材料与老师的不同答案 D解析无论试验用的是沟通电还是直流电，闭合开关S的瞬间，穿过套环的磁通量均增加，只要套环的材料是导体，套环中就能产生感应电流，套环就会跳起．假如套环是用塑料做的，则不能产生感应电流，也就不会受安培力作用而跳起．选项D正确．3．如图2所示，通有恒定电流的导线MN与闭合金属框共面，第一次将金属框由Ⅰ平移到Ⅱ，其次次将金属框绕cd边翻转到Ⅱ，设先后两次通过金属框的磁通量改变量大小分别为ΔΦ1和ΔΦ2，则()图2A．ΔΦ1＞ΔΦ2，两次运动中线框中均有沿adcba方向电流出现B．ΔΦ1＝ΔΦ2，两次运动中线框中均有沿abcda方向电流出现C．ΔΦ1＜ΔΦ2，两次运动中线框中均有沿adcba方向电流出现D．ΔΦ1＜ΔΦ2，两次运动中线框中均有沿abcda方向电流出现答案 C解析设金属框在位置Ⅰ的磁通量为Φ1，金属框在位置Ⅱ的磁通量为Φ2，由题可知：ΔΦ1＝|Φ2－Φ1|，ΔΦ2＝|－Φ2－Φ1|，所以金属框的磁通量改变量大小ΔΦ1＜ΔΦ2，由安培定则知两次磁通量均向里减小，所以由楞次定律知两次运动中线框中均出现沿adcba方向的电流，C对．4．如图3所示，一个U形金属导轨水平放置，其上放有一个金属导体棒ab，有一磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面，且与竖直方向的夹角为θ.在下列各过程中，肯定能在轨道回路里产生感应电流的是()图3A．ab向右运动，同时使θ减小B．使磁感应强度B减小，θ角同时也减小C．ab向左运动，同时增大磁感应强度BD．ab向右运动，同时增大磁感应强度B和θ角(0°<θ<90°)答案 A解析设此时回路面积为S，据题意，磁通量Φ＝BS cos θ，对A选项，S增大，θ减小，cos θ增大，则Φ增大，A正确．对B选项，B减小，θ减小，cos θ增大，Φ可能不变，B错误．对C选项，S减小，B增大，Φ可能不变，C错误．对D选项，S增大，B增大，θ增大，cos θ减小，Φ可能不变，D错误．故只有A正确．题组2楞次定律的应用5．(多选)如图4所示的金属圆环放在匀强磁场中，将它从磁场中匀速拉出来，下列说法正确的是()图4A．向左拉出和向右拉出，其感应电流方向相同B．不管从什么方向拉出，金属圆环中的感应电流方向总是顺时针C．不管从什么方向拉出，环中的感应电流方向总是逆时针D．在此过程中感应电流大小不变答案AB解析金属圆环不管是从什么方向拉出磁场，金属圆环中的磁通量方向不变，且不断减小，依据楞次定律知，感应电流的方向相同，感应电流的磁场方向和原磁场的方向相同，则由右手螺旋定则知感应电流的方向是顺时针方向，A、B正确，C错误；金属圆环匀速拉出磁场过程中，磁通量的改变率在发生改变，感应电流的大小也在发生改变，D错误．6．(多选)如图5所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为m、阻值为R的闭合矩形金属线框abcd，用绝缘轻质细杆悬挂在O点，并可绕O点左右摇摆．金属线框从图示位置的右侧某一位置由静止释放，在摇摆到左侧最高点的过程中，细杆和金属线框平面始终处于同一平面，且垂直纸面．则下列说法中正确的是()图5A．线框中感应电流的方向先是d→c→b→a→d，后是a→b→c→d→aB．线框中感应电流的方向是d→c→b→a→dC．穿过线框中的磁通量先变大后变小D．穿过线框中的磁通量先变小后变大答案BD解析线框从图示位置的右侧摆到最低点的过程中，穿过线框的磁通量减小，由楞次定律可推断感应电流的方向为d→c→b→a→d，从最低点到左侧最高点的过程中，穿过线框的磁通量增大，由楞次定律可推断感应电流的方向为d→c→b→a→d.7．(多选)北半球地磁场的竖直重量向下．如图6所示，在北京某中学试验室的水平桌面上，放置边长为L的正方形闭合导体线圈abcd，线圈的ab边沿南北方向，ad边沿东西方向．下列说法中正确的是()图6A．若使线圈向东平动，则a点的电势比b点的电势低B．若使线圈向北平动，则a点的电势比b点的电势低C．若以ab为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为a→b→c→d→aD．若以ab为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为a→d→c→b→a答案AC解析线圈向东平动时，ba和cd两边切割磁感线，且两边切割磁感线产生的感应电动势大小相同，a点电势比b点电势低，A正确；同理，线圈向北平动，则a、b两点电势相等，高于c、d两点电势，B错误；以ab为轴将线圈向上翻转，向下的磁通量减小了，感应电流的磁场方向应当向下，再由右手螺旋定则知，感应电流的方向为a→b→c→d→a，则C正确，D错误．题组3三定则肯定律的综合应用8．如图7所示，金属棒ab置于水平放置的U形光滑导轨上，在ef右侧存在有界匀强磁场B，磁场方向垂直导轨平面对下，在ef左侧的无磁场区域cdef内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导轨在同一平面内．当金属棒ab在水平恒力F作用下从磁场左边界ef处由静止起先向右运动后，下列有关圆环的说法正确的是()图7A．圆环内产生变大的感应电流，圆环有收缩的趋势B．圆环内产生变大的感应电流，圆环有扩张的趋势C．圆环内产生变小的感应电流，圆环有收缩的趋势D．圆环内产生变小的感应电流，圆环有扩张的趋势答案 C解析 依据右手定则，当金属棒ab 在恒力F 的作用下向右运动时， abdc 回路中会产生逆时针方向的感应电流，则在圆环处产生垂直于纸面对外的磁场，随着金属棒向右加速运动，abdc 回路中的感应电流渐渐增大，穿过圆环的磁通量也渐渐增大，依据楞次定律可知，圆环将有收缩的趋势以阻碍圆环磁通量的增大；abdc 回路中的感应电流I ＝Bl v R，感应电流的改变率ΔI Δt ＝Bla R，又由于金属棒向右运动的加速度a 减小，所以感应电流的改变率减小，圆环内磁通量的改变率减小，所以在圆环中产生的感应电流不断减小，选项C 正确．9．(多选)如图8所示，两同心圆环A 、B 置于同一水平面上，其中B 为匀称带负电绝缘环，A 为导体环．当B 绕轴心顺时针转动且转速增大时，下列说法正确的是( )图8A ．A 中产生逆时针的感应电流B ．A 中产生顺时针的感应电流C ．A 具有收缩的趋势D ．A 具有扩展的趋势答案 BD解析 由图可知，B 为匀称带负电绝缘环，B 中电流为逆时针方向，由右手螺旋定则可知，电流的磁场垂直纸面对外且渐渐增大；由楞次定律可知，磁场增大时，感应电流的磁场与原磁场的方向相反，所以感应电流的磁场的方向垂直纸面对里，A 中感应电流的方向为顺时针方向，故A 错误，B 正确；B 环外的磁场的方向与B 环内的磁场的方向相反，当B 环内的磁场增加时，A 环具有面积扩展的趋势，故C 错误，D 正确．10．(多选)如图9所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向如图所示．左线圈连着平行导轨M 和N ，导轨电阻不计，在垂直于导轨方向上放着金属棒ab ，金属棒处于垂直纸面。
高二物理电磁感应现象1
a、b比较：[Βιβλιοθήκη ] A、a>b；B、a<b；C、a=b；D、 不能比较。
三十种美味佳肴，只见空地上立刻摆上了一百二十道丰盛的食物：晚炒玉射酒、香焖湖余球、飞蒸蓝冷条、清涮奇亮圈、酱晶佛汤、雾烩阴花！浪煎妙 透液、悬炸晚异块、怪烹青暗干、荤扣妙风排、扒峰软羹、海塌弧卷！鲜烤液露糕、影煮暗疑包、仙爆紫傻团、素煲冰晃片、滚锦硬菜、湖炖峰圈！脆 焖乳跃酥、粼蒸地神丁、冰涮灰惨花、香酱明闪派、烩雾玄粥、醉烧鬼排！软炸海窜糕、波烹深仙丝、嫩扣褐寒卷、鲜扒浪晨粥、塌美圣汤、春溜暖片 ！幻煮古跳酥、飘爆浓猛条、妙煲粉邪圈、脆滚怪夕汤、炖玉悬酒、雪炒雪派！香蒸远怪果、飞涮墨美干、清酱黑秋排、麻烩波晚羹、烧幽幻液、冬煎 冰粥！悬烹飘奇饼、怪扣红魔团、荤扒白地片、糖塌泉春菜、溜静灵糕、梦烤烟汤！影爆光幽肠、仙煲棕妖花、素滚金明派、醋炖亮凶粥、炒幻魂酥、 亮焖光羹！粼涮影余段、冰酱黄冷卷、香烩银亮粥、油烧影海汤、煎隐阴糕、闪炸雾菜！波扣飞异球、嫩扒绿暗圈、鲜塌彩风汤、风溜烟梦酒、烤丽弧 酥、晚煮气粥！飘煲湖疑块、妙滚蓝傻排、脆炖奇晃羹、云炒晶浪液、焖醉峰果、浪蒸云汤！飞酱晚神包、清烩青惨片、麻烧妙闪菜、雾煎峰飞糕、炸 秀鬼饼、鲜烹闪酒！怪扒暗仙丁、荤塌紫寒派、糖溜冰晨粥、海烤锦丑酥、煮霞暖肠、脆爆射液！仙滚地猛丝、素炖灰邪粥、醋炒明夕汤、湖焖雾疯糕 、蒸浅雪段、软涮透糕！冰烩深美条、香烧褐秋汤、油煎浪晚酒、醉炸美影酥、烹淡冰球、幻扣露酥！嫩塌浓魔干、鲜溜粉地羹、风烤怪春液、春煮玉 春果、爆嫩烟块、香煲跃糕！妙炖墨妖团、脆炒黑明菜、云焖波凶糕、雪蒸幽粼饼、涮水光包、悬酱窜酥！清烧红冷花、麻煎白亮粥、雾炸泉海酥、冬 烹静佛肠、扣明雾丁、影扒跳果！荤溜棕暗卷、糖烤金风汤、海煮亮梦糕、梦爆幻软段、煲亮气丝、粼滚怪饼！忽然，蘑菇王子的∈七光海天镜←忽然 发出了阵阵铃声，蘑菇王子拿出∈七光海天镜←一看，只见个校霸正在千里之外的校园区巧立名目，用坑蒙卡要逼，霸吓捕押欺的手段征收毛虫调节税 和亭阁管理费蘑菇王子高兴道：“哈哈！来生意啦！咱们又可以筹集一笔购买跳级许可证的资金！”于是蘑菇王子说服月光妹妹和壮妞公主留下，然后 和知知爵士像耍狮子一样组合成了一个有着丽紫色豺头，飞黄色马身子，妙红色金辉翅膀，妙灰色貂尾的大怪鹰朝东南方向飞去……夜很深了，虽然已 是满天星辰，但地面的景物依然十分清晰明亮、光彩艳丽……夜色中，巍峨峥嵘、神姿仙态的烟鱼苗温泉极似一团怪异的云朵。极目遥望，在烟鱼苗裂 谷的东南方，飘浮着隐隐约约的蓝宝石色杏仁寨子，深看远瞧，那里活像热情的菱角，那里的
高二物理电磁感应与图象试题答案及解析
高二物理电磁感应与图象试题答案及解析1.电吉他是利用电磁感应原理工作的一种乐器。
如图为电吉他的拾音器的原理图，在金属弦的下方放置有一个连接到放大器的螺线管。
一条形磁铁固定在管内，当拨动金属弦后，螺线管内就会产生感应电流，经一系列转化后可将电信号转为声音信号.若由于金属弦的振动，螺线管内的磁通量随时间的变化如图，则螺线管内感应电流随时间变化图象为【答案】B【解析】通过磁通量Φ随时间t的变化图可知，在0—t/2时间段内，ΔΦ/Δt在逐渐变小，即此过程的电动势在减小，电流减小；在t0/2—t时间段内，ΔΦ/Δt在逐渐变大，即此过程电动势在增加，电流也增大；同理可以分析出t0—3t/2时间段内电流在减小而在3t/2—2 t时间内电流在增加；据以上分析，正确选项应该是B选项。
【考点】本题考查对电磁感应定律的理解。
2.如图1所示，一宽度为40cm的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里。
一边长为20cm的正方形闭合导线框abcd位于纸面内，以垂直于磁场边界的恒定速度20cm/s通过磁场区域。
在运动过程中线框的ab边始终与磁场区域的边界平行。
从ab边刚进入磁场时开始计时，在图2中正确表示ab两点间的电势差Uab随时间变化规律的是【答案】C【解析】ab边进磁场过程为第一阶段，感应电动势，正方形线框，四条边电阻相等，此阶段ab切割磁感线，ab是电源，ab两端电压即路端电压，ab和 cd边都在磁场中切割磁感线是第二阶段，但是他们产生的感应电动势相反大小相等，总电动势为0电流0，但是ab段切割了磁感线仍然有电动势，ab的电压即电动势。
第三阶段ab变离开磁场，此时cd边切割磁感线相当于电源，ab是外电路一部分，电压等于，对照图像C正确【考点】电磁感应3.如图1所示，光滑平行金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成角，M、P两端接有阻值为R 的定值电阻。
阻值为r的金属棒ab垂直导轨放置，其它部分电阻不计。
整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向上。
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2017年12月06日灌南高手的高中物理电磁感应模型1四．解答题（共16小题）1．匀强磁场磁感应强度B=0.2T，磁场宽度L=3m，一正方形金属框边长ab=l=1m，每边电阻均为r=0.2Ω，金属框以v=10m/s的速度匀速穿过磁场区，其平面始终保持与磁感线方向垂直，如图1所示，求：（1）在图2中画出金属框穿过磁场区的过程中，金属框内感应电流的I﹣t图象（取顺时针电流为正）以及cd两端点的电压 U cd﹣t图象．（2）求此过程线框中产生的焦耳热．2．一个质量m=0.01kg、长l=0.5m、宽d=0.1m、电阻R=0.1Ω的矩形线圈，从h1=5m高处由静止开始自由下落，进入一个匀强磁场，如图所示．线圈下边刚进入磁场时，由于磁场力作用，线圈正好作匀速运动，求：（1）磁场的磁感应强度B（2）如果线圈下边通过磁场所经历的时间△t=0.15s，求磁场区域的高度h2（3）线圈上边刚出磁场时的速度为2m/s，则整个过程线圈中产生的焦耳热为多少？3．如图所示，平行导轨PQ和MN相距0.5米，电阻可以忽略，其水平部分是粗糙的．将其置于磁感应强度B=0.60特的匀强磁场中，磁场方向竖直向上．导轨倾斜部分是光滑的，该处没有磁场．导线a和b质量均为0.20千克，电阻均为0.15欧，a，b相距足够远，分别垂直导轨放置，b放在水平导轨上，a从斜轨上高0.80米处无初速度释放，求：（1）回路的最大感应电流是多少？（2）如果导线与导轨间的摩擦系数μ=0.10，当导线b的速率达到最大时，导线a 的加速度多大？4．如图所示，竖直平面内有足够长的金属导轨，轨距0.2m，金属导体ab可在导轨上无摩擦地上下滑动，ab的电阻为0.4Ω，导轨电阻不计，导轨ab的质量为0.2g，垂直纸面向里的匀强磁场的磁应强度为0.2T，且磁场区域足够大，当ab导体自由下落0.4s时，突然接通电键K，则：（1）求K接通时棒的加速度；（2）从开始下滑到达到最大速度过程中重力势能转化为什么能量；（3）试说出K接通后，ab导体的运动情况．（g取10m/s2）5．某电子天平原理如图所示，E形磁铁的两侧为N极，中心为S极，两极间的磁感应强度大小均为B，磁极宽度均为L，忽略边缘效应，一正方形线圈套于中心磁极，其骨架与秤盘连为一体，线圈两端C、D与外电路连接．当质量为m的重物放在秤盘上时，弹簧被压缩，秤盘和线圈一起向下运动（骨架与磁极不接触），随后外电路对线圈供电，秤盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止．此时对应的供电电流I可确定重物的质量．已知线圈匝数为n，线圈电阻为R ，重力加速度为g ，问：（1）线圈向下运动过程中，线圈中感应电流是从C 端还是从D 端流出？（2）供电电流I 是从C 端还是从D 端流入？求重物质量与电流的关系．（3）若线圈消耗的最大功率为P ，该电子天平能称量的最大质量是多少？6．均匀导线制成的单位正方形闭合线框abcd ，每边长为L ，总电阻为R ，总质量为m ．将其置于磁感强度为B 的水平匀强磁场上方h 处，如图所示．线框由静止自由下落，线框平面保持在竖直平面内，且cd 边始终与水平的磁场边界平行．重力加速度为g ．当cd 边刚进入磁场时，（1）求线框中产生的感应电动势大小；（2）求cd 两点间的电势差大小；（3）若此时线框加速度大小恰好为4g ，求线框下落的高度h 应满足什么条件？7．如图，两条平行导轨所在平面与水平地面的夹角为θ，间距为L．导轨上端接有一平行板电容器，电容为C．导轨处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向垂直于导轨平面．在导轨上放置一质量为m的金属棒，棒可沿导轨下滑，且在下滑过程中保持与导轨垂直并良好接触．已知金属棒与导轨之间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g．忽略所有电阻．让金属棒从导轨上端由静止开始下滑，求：（1）电容器极板上积累的电荷量与金属棒速度大小的关系；（2）金属棒的速度大小随时间变化的关系．8．如图所示，两根足够长的平行金属导轨固定在倾角θ=30°的斜面上，导轨电阻不计，间距L=0.4m，导轨所在空间被分成区域Ⅰ和Ⅱ，两区域的边界与斜面的交线为MN，Ⅰ中的匀强磁场方向垂直斜面向下，Ⅱ中的匀强磁场方向垂直斜面向上，两磁场的磁感应强度大小为B=0.5T，在区域Ⅰ中，将质量m1=0.1kg，电阻R1=0.1Ω的金属条ab放在导轨上，ab刚好不下滑，然后，在区域Ⅱ中将质量m2=0.4kg，电阻R2=0.1Ω的光滑导体棒cd置于导轨上，由静止开始下滑，cd在滑动过程中始终处于区域Ⅱ的磁场中，ab、cd始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，取g=10m/s2，问（1）cd下滑的过程中，ab中的电流方向；（2）ab刚要向上滑动时，cd的速度v多大；（3）从cd开始下滑到ab刚要向上滑动的过程中，cd滑动的距离x=3.8m，此过程中ab上产生的热量Q是多少．9．如图所示，“凸”字形硬质金属线框质量为m，相邻各边相互垂直，且处于同一竖直平面内，ab边长为l，cd边长为2l，ab与cd平行，间距为2l．匀强磁场区域的上下边界均水平，磁场方向垂直于线框所在平面．开始时，cd边到磁场上边界的距离为2l，线框由静止释放，从cd边进入磁场直到ef、pq边进入磁场前，线框做匀速运动．在ef、pq边离开磁场后，ab边离开磁场之前，线框又做匀速运动．线框完全穿过磁场过程中产生的热量为Q．线框在下落过程中始终处于原竖直平面内，且ab、cd边保持水平，重力加速度为g．求：（1）线框ab边将离开磁场时做匀速运动的速度大小是cd边刚进入磁场时的几倍；（2）磁场上下边界间的距离H．10．如图甲所示，由均匀电阻丝做成的正方形线框abcd的电阻为R，ab=bc=cd=da=l．现将线框以与ab垂直的速度v匀速穿过一宽度为2l、磁感应强度为B的匀强磁场区域，整个过程中ab、cd两边始终保持与边界平行．令线框的cd边刚与磁砀左边界重合时t=0，电流沿abcda流动的方向为正．（1）求此过程中线框产生的焦耳热．（2）在图乙中画出线框中感应电流随时间变化的图象．（3）在图丙中画出线框中a、b两点间电势差U ab随时间t变化的图象．11．半径分别为r和2r的同心圆形导轨固定在同一水平面内，一长为r、质量为m且质量分布均匀的直导体棒AB置于圆导轨上面，BA的延长线通过圆导轨中心O，装置的俯视图如图所示．整个装置位于一匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，方向竖直向下，在内圆导轨的C点和外圆导轨的D点之间接有一阻值为R的电阻（图中未画出）．直导体棒在水平外力作用下以速度ω绕O逆时针匀速转动、转动过程中始终与导轨保持良好接触，设导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ，导体棒和导轨的电阻均可忽略，重力加速度大小为g．求：（1）通过电阻R的感应电流的方向和大小；（2）外力的功率．12．如图所示，ef，gh为水平放置的足够长的平行光滑导轨，导轨间距为L=1m，导轨左端连接一个R=2Ω的电阻，将一根质量为0.2kg的金属棒cd垂直地放置导轨上，且与导轨接触良好，导轨与金属棒的电阻均不计，整个装置放在磁感应强度为B=2T的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下．现对金属棒施加一水平向右的拉力F，使棒从静止开始向右运动．试解答以下问题．（1）若施加的水平外力恒为F=8N，则金属棒达到的稳定速度v1是多少？（2）若施加的水平外力的功率恒为P=18W，则金属棒达到的稳定速度v2是多少？（3）若施加的水平外力的功率恒为P=18W，则金属棒从开始运动到速度v3=2m/s的过程中电阻R产生的热量为8.6J，则该过程所需的时间是多少？13．用密度为d、电阻率为ρ、横截面积为A的薄金属条制成边长为L的闭合正方形框abb ´a´．如图所示，金属方框水平放在磁极的狭缝间，方框平面与磁场方向平行．设匀强磁场仅存在于相对磁极之间，其他地方的磁场忽略不计．可认为方框的aa´边和bb´边都处在磁极间，极间磁感应强度大小为B．方框从静止开始释放，其平面在下落过程中保持水平（不计空气阻力设磁场区域在竖直方向足够长）．（1）当方框下落的加速度为2g 时，求方框的瞬时速度v 1 （2）方框下落的最大电功率多大？（3）已知方框下落的时间为t 时，下落的高度为h ，其速度为v t （v t ＜v m ）．若在同一时间t 内，方框内产生的热与一恒定电流I 0在该框内产生的热相同，求恒定电流I 0的表达式．14．如图所示，MN 、PQ 是两根足够长的平行光滑导轨，两导轨间距为L ，导轨平面与水平面的夹角为θ，两导轨间垂直于导轨平面有斜向上的匀强磁场，磁感应强度为B ，导轨MP 端连有一阻值为R 的电阻，其余电阻不计．若将一垂直于导轨，质量为M 的金属棒CD 在距NQ 端为S 处由静止释放，则CD 棒滑至底端前，会经历加速运动和匀速运动两个阶段．今用大小为F ，方向沿斜面向上的恒力把CD 棒从NQ 由静止开始推至距NQ 端为S 处，撤去恒力F ，棒CD 最后又回到NQ 端．求CD 棒自NQ 出发至又回到NQ 端的整个过程中，有多少电能通过电阻R 转化成内能？15． 如图所示，在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨，导轨间距为L ，长为3d ，导轨平面与水平面的夹角为θ，在导轨的中部刷有一段长为d 的薄绝缘涂层，匀强磁场的磁感应强度大小为B ，方向与导轨平面垂直，质量为m 的导体棒从导轨的顶端由静止释放，在滑上涂层之前已经做匀速运动，并一直匀速滑到导轨底端．导体棒始终与导轨垂直，且仅与涂层间有摩擦，接在两导轨间的电阻为R ，其他部分的电阻均不计，重力加速度为g ，求：（1）导体棒与涂层间的动摩擦因数μ；（2）导体棒匀速运的速度大小v；（3）整个运动过程中，电阻产生的焦耳热Q．16．如图1所示，匀强磁场的磁感应强度B为0.5T，其方向垂直于倾角θ为30°的斜面向上．绝缘斜面上固定有“A”形状的光滑金属导轨MPN（电阻忽略不计），MP和NP长度均为2.5m，MN连线水平，长为3m，以MN的中点O为原点，OP为x轴建立一维坐标系Ox，一根粗细均匀的金属杆CD，长度d为3m，质量m为1kg，电阻R为0.3Ω，在拉力F的作用下，从MN处以恒定速度v=1m/s在导轨上沿x轴正向运动（金属杆与导轨接触良好），g取10m/s2．（1）求金属杆CD运动过程中产生的感应电动势E及运动到x=0.8m处电势差U CD；（2）推导金属杆CD从MN处运动到P点过程中拉力F与位置坐标x的关系式，并在图2中画出F﹣x关系图象；（3）求金属杆CD从MN处运动到P点的全过程产生的焦耳热．二．多选题（共7小题）17．如图所示，边长为L 、不可形变的正方形导线框内有半径为r 的圆形磁场区域，其磁感应强度B 随时间t 的变化关系为B=kt （常量k ＞0）．回路中滑动变阻器R 的最大阻值为R 0，滑动片P 位于滑动变阻器中央，定值电阻R 1=R 0、R 2=20R ．闭合开关S ，电压表的示数为U ，不考虑虚线MN 右侧导体的感应电动势，则（ AC ）A ．R 2两端的电压为7UB ．电容器的a 极板带正电C ．滑动变阻器R 的热功率为电阻R 2的5倍D ．正方形导线框中的感应电动势为kL 218．如图所示，有两根和水平方向成α角的光滑平行金属轨道，上端接有可变电阻R ，下端足够长，空间有垂直于轨道平面的匀强磁场，磁感应强度为B ．一根质量为m 的金属杆从轨道上由静止滑下，经过足够长的时间后，金属杆的速度会趋近于一个最大速度v m ，则（ BCD ）A ．如果B 增大，v m 将变大 B ．如果α变大，v m 将变大C ．如果R 变大，v m 将变大D ．如果m 变大，v m 将变大19．如下图（甲）所示，闭合线圈从高处自由下落一段时间后垂直于磁场方向进入一有界磁场，在ab边刚进入磁场到cd边刚进入磁场的这段时间内，线圈运动的速度图象可能是图（乙）中的哪些图（AD ）A．B．C．D．20．如图，一端接有定值电阻的轨道固定在水平面内，通有恒定电流的长直绝缘导体棒垂直并紧靠轨道固定，导体棒与轨道垂直且接触良好，在向右匀速通过M、N两区的过程中，导体棒所受安培力分别用F M、F N表示，不计轨道电阻，以下叙述正确的是（BCD ）A．F M向右B．F N向左C．F M逐渐增大D．F N逐渐减小21．两根光滑的金属导轨，平行放置在倾角为θ的斜面上，导轨的左端接有电阻R，导轨自身的电阻可忽略不计，斜面处在一匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向上．质量为m，电阻可不计的金属棒ab，在沿着斜面与棒垂直的恒力作用下沿导轨匀速上滑，并上升h高度，如图所示．在这一过程中（ACD ）A．作用于金属捧上的各个力的合力所作的功等于零B．作用于金属捧上的各个力的合力所作的功等于mgh与电阻R上发出的焦耳热之和C ．金属棒克服安培力做的功等于电阻R 上发出的焦耳热D ．恒力F 所做的功大于电阻R 上发出的焦耳热22．如图所示，金属杆ab 以恒定的速率v 在光滑平行导轨上向右滑行．设整个电路中总电阻为R （恒定不变），整个装置置于垂直纸面向里的匀强磁场中，下列叙述正确的是（ ABC ）A ．ab 杆中的电流与速率v 成正比B ．磁场作用于ab 杆的安培力与速率v 成正比C ．电阻R 上产生的电热功率与速率v 的平方成正比D ．外力对ab 杆做功的功率与速率v 的成正比23．如图所示，ABCD 为固定的水平光滑矩形金属导轨，AB 间距离为L ，左右两端均接有阻值为R 的电阻，处在方向垂直纸面向下、磁感应强度大小为B 的匀强磁场中．质量为m 、长为L 的导体棒MN 放在导轨上，甲、乙两根相同的轻质弹簧一端与MN 棒中点连接，另一端均被固定，MN 棒始终与导轨垂直并保持良好接触，导轨与MN 棒的电阻均忽略不计，初始时刻，两弹簧恰好处于自然长度，MN 棒具有水平向左的初速度v 0，经过一段时间，MN 棒第一次运动至最右端，在这一过程中AB 间电阻R 上产生的焦耳热为2Q ，则（ ABD ）A ．初始时刻棒受到安培力大小为RV L B 0222 B ．从初始时刻至棒第一次到达最左端的过程中，整个回路产生焦耳热大于34Q C ．当棒第一次回到初始位置时，AB 间电阻R 的功率大于R V L B 2220D ．当棒第一次到达最右端时，甲弹簧具有弹性势能为Q mv 24120三．计算题（共2小题）24．如图所示，金属框架与水平面成30°角，匀强磁场的磁感强度B=0.4T ，方向垂直框架平面向上，金属棒长l=0.5m ，重量为0.1N ，可以在框架上无摩擦地滑动，棒与框架的总电阻为2Ω，运动时可认为不变，导体棒刚开始距离地面2m ，问：（1）要棒以2m/s 的速度沿斜面向上滑行，应在棒上加多大沿框架平面方向的外力？（2）当棒运动到某位置时，外力突然消失，棒将如何运动？（3）若棒滑到地面前，棒能达到最大速度，求最大速度为多少以及此时电路的电功率多大？（4）求导体棒在距离地面2m 高处撤去外力F 后回到地面时整个回路所产生的焦耳热？25．如图所示，竖直平面内有一半径为r 、内阻为R 1、粗细均匀的光滑半圆形金属环，在M 、N 处与相距为2r 、电阻不计的平行光滑金属轨 道ME 、NF 相接，EF 之间接有电阻R 2，已知R 1=12R ，R 2=4R ．在MN 上方及CD 下方有水平方向的匀强磁场I 和Ⅱ，磁感应强度大小均为B ．现有质量为m 、电阻不计的导体棒ab ，从半圆环的最高点A 处由静止下落，在下落过程中导体棒始终保持水平，与半圆形金属环及轨道接触良好，平行轨道中部高度足够长．已知导体棒ab 下落2r 时的速度大小为v 1，下落到MN 处的速度大小为v 2． （1）求导体棒ab 从A 下落2r 时的加速度大小； （2）若导体棒ab 进入磁场Ⅱ后棒中电流大小始终不变，求磁场I 和Ⅱ之间的距离h 和R 2上的电功率P 2；（3）若将磁场Ⅱ的CD 边界略微下移，导体棒ab 刚进入磁场Ⅱ时速度大小为v 3，要使其在外力F 作用下向下做匀加速直线运动，加速度大小为a ，求所加外力F 随时间变化的关系式．一．选择题（共19小题）26．如图所示，足够长平行金属导轨倾斜放置，倾角为37°，宽度为0.5m，电阻忽略不计，其上端接一小灯泡，电阻为1Ω．一导体棒MN垂直于导轨放置，质量为0.2kg，接入电路的电阻为1Ω，两端与导轨接触良好，与导轨间的动摩擦因数为0.5．在导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为0.8T．将导体棒MN由静止释放，运动一段时间后，小灯泡稳定发光，此后导体棒MN的运动速度以及小灯泡消耗的电功率分别为（重力加速度g 取10m/s2，sin37°=0.6）（ B ）A．2.5m/s 1W B．5m/s 1W C．7.5m/s 9W D．15m/s 9W27．两根相距为L 的足够长的金属直角导轨如图所示放置，它们各有一边在同一水平面内，另一边垂直于水平面．质量均为m 的金属细杆ab 、cd 与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数为μ，导轨电阻不计，回路总电阻为2R ．整个装置处于磁感应强度大小为B ，方向竖直向上的匀强磁场中．当ab 杆在平行于水平导轨的拉力F 作用下以速度v 1沿导轨匀速运动时，cd 杆也正好以速率向下v 2匀速运动．重力加速度为g ．以下说法正确的是（ C ）A ．ab 杆所受拉力F 的大小为Rv L B m g 122+μ B ．cd 杆所受摩擦力为μmgC ．μ与v 1大小的关系为μ=1222v L B Rm g D ．回路中的电流强度为Rv v BL 2)(21+ 28．如图所示，两根相距为l 的平行直导轨ab 、cd 、b 、d 间连有一固定电阻R ，导轨电阻可忽略不计．MN 为放在ab 和cd 上的一导体杆，与ab 垂直，其电阻也为R ．整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为B ，磁场方向垂直于导轨所在平面（指向图中纸面内）．现对MN 施力使它沿导轨方向以速度v （如图）做匀速运动．令U 表示MN 两端电压的大小，则（ A ）A ．U=21vBl ，流过固定电阻R 的感应电流由b 到d B ．U=21vBl ，流过固定电阻R 的感应电流由d 到b C ．U=vBl ，流过固定电阻R 的感应电流由b 到dD ．U=vBl ，流过固定电阻R 的感应电流由d 到b29．如图所示，U 形线框abcd 处于匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B ，方向垂直于纸面向里，长度为L 的直导线MN 中间串有一个电压表跨接在ab 与cd 上且与ab 垂直，它们之间的接触是完全光滑的，R 为电阻，C 为电容器．现令MN 以速度v 0向右匀速运动，用U 表示电压表的读数，Q 表示电容器所带电荷量，C 表示电容器的电容，F 表示对MN 的拉力，设电压表的体积很小，其中线圈切割磁感线对MN 间的电压的影响可以忽略不计，则（ B ）A ．U=BLv 0 F=Rv L B 022 B ．U=0 F=0 C ．Q=CU F=0 D ．U=0 Q=030．如图所示，水平放置的两根平行的光滑长直金属导轨，其电阻不计，导体棒ab 、cd 跨在导轨上，ab 的电阻R 大于cd 的电阻r ，当cd 在大小为F 1的水平向右的外力作用下匀速向右滑动时，ab 在大小为F 2的水平外力作用下保持静止，那么以下说法中正确的是（ D ）A ．U ab ＞U cd ，F 1＞F 2B ．U ab =U cd ，F 1＜F 2C ．U ab ＞U cd ，F 1=F 2D ．U ab =U cd ，F 1=F 231．如图，矩形闭合线框在匀强磁场上方，由不同高度静止释放，用t 1、t 2分别表示线框ab 边和cd 边刚进入磁场的时刻．线框下落过程形状不变，ab 边始终保持与磁场水平边界OO ′平行，线框平面与磁场方向垂直．设OO ′下方磁场区域足够大，不计空气影响，则下列哪一个图象不可能反映线框下落过程中速度v 随时间t 变化的规律（ A ）A． B． C． D．32．用相同导线绕制的边长为L或2L的四个闭合导体线框，以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场，如图所示．在每个线框进入磁场的过程中，M、N两点间的电压分别为U a、U b、U c 和U d．下列判断正确的是（B）A．U a＜U b＜U c＜U d B．U a＜U b＜U d＜U c C．U a=U b＜U c=U d D．U b＜U a＜U d＜U c33．在图甲、乙、丙三图中，除导体棒ab可动外，其余部分均固定不动，甲图中的电容器C原来不带电．设导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略，导体棒和导轨间的摩擦也不计．图中装置均在水平面内，且都处于方向垂直水平面（即纸面）向下的匀强磁场中，导轨足够长．今给导体棒ab一个向右的初速度，在甲、乙、丙三种情形下导体棒动的最终运动状态是（ B ）A．三种情形下导体棒ab 最终均做匀速运动B．甲、丙中，ab 棒最终将以不同的速度做匀速运动：乙中ab棒最终静止C．甲、丙中，ab 棒最终将以相同的速度做匀速运动：乙中ab棒最终静止D．三种情形下导体棒ab最终均静止34．将一段导线绕成图甲所示的闭合电路，并固定在水平面（纸面）内，回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ中．回路的圆形区域内有垂直纸面的磁场Ⅱ，以向里为磁场Ⅱ的正方向，其磁感应强度B随时间t变化的图象如图乙所示．用F表示ab边受到的安培力，以水平向右为F的正方向，能正确反映F随时间t变化的图象是（ B ）A．B．C．D．35．铁路上使用一种电磁装置向控制中心传输信号以确定火车的位置：能产生匀强磁场的磁铁安装在火车首节车厢下面，如图（甲）所示（俯视图），当它经过安放在两铁轨间的线圈时，便会产生电信号，被控制中心接收．当火车通过线圈时，若控制中心接收到的线圈两端的电压信号为图（乙）所示，则说明火车在做（ B ）A．匀速直线运动B．匀加速直线运动C．匀减速直线运动D．加速度逐渐增大的变加速直线运动36．如图所示，闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从如图所示的位置匀速拉出匀强磁场．若第一次用0.3s时间拉出，外力所做的功为W1，通过导线截面的电量为q1；第二次用0.9s时间拉出，外力所做的功为W2，通过导线截面的电量为q2，则（ C ）A．W1＜W2B．W1=W2 C．q1=q2 D．q1＜q237．如图所示，PQ、MN是两条平行金属轨道，轨道平面与水平面的夹角为θ，轨道之间连接电阻R．在空间存在方向垂直于轨道平面斜向上的匀强磁场．金属杆ab从顶端沿轨道滑到底端的过程中，重力做功W1，动能的增加量为△E，回路中电流产生的热量为Q1，金属杆与轨道间摩擦产生的热量为Q2．则下列关系式中正确的是（ C ）A．W1+Q1=△E+Q2B．W1+△E=Q1+Q2C．W1﹣△E=Q1+Q2D．W1﹣Q1=△E﹣Q238．如图所示，在PQ、QR区域中存在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场，磁场方向均垂直于纸面．一导线框abcdef位于纸面内，每根邻边都相互垂直，bc边与磁场的边界P重合．导线框与磁场区域的尺寸如图所示．从t=0时刻开始，线框匀速横穿两个磁场区域．以a→b→c→d→e→f为线框中的电动势ε的正方向，以下四个ε﹣t关系示意图中正确的是（ C ）A． B． C． D．39．两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L，底端接阻值为R的电阻．将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，如图所示．除电阻R外其余电阻不计．现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，则（ C ）A．释放瞬间金属棒的加速度大于重力加速度gB．金属棒向下运动时，流过电阻R的电流方向为a→bC．金属棒的速度为v时，所受的安培力大小为F=R vLB22D．电阻R上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少40．矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度B随时间变化的规律如图所示．若规定逆时针方向为感应电流I的正方向，下列各图中正确的是（ C ）A． B．C． D．41．平行于y轴的导体棒以速度v向右做匀速直线运动，经过半径为R、磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域，导体棒中的感应电动势E与导体棒位置x关系的图象是下图中的（ A ）A．B．C． D．42．如图（a），线圈ab、cd绕在同一软铁芯上，在ab线圈中通以变化的电流，用示波器测得线圈cd间电压如图（b）所示，已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比，则下列描述线圈ab中电流随时间变化关系的图中，可能正确的是（ C ）A．B．C．D．43．如图，在光滑水平桌面上有一边长为L、电阻为R的正方形导线框；在导线框右侧有一宽度为d（d＞L）的条形匀强磁场区域，磁场的边界与导线框的一边平行，磁场方向竖直向下．导线框以某一初速度向右运动．t=0时导线框的右边恰与磁场的左边界重合，随后导线框进入并通过磁场区域．下列v﹣t图象中，可能正确描述上述过程的是（ D ）A．B．C．D．44．纸面内两个半径均为R的圆相切于O点，两圆形区域内分别存在垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度大小相等、方向相反，且不随时间变化．一长为2R的导体杆OA绕过O点且垂直于纸面的轴顺时针匀速旋转，角速度为ω，t=0时，OA恰好位于两圆的公切线上，如图所示．若选取从O指向A的电动势为正，下列描述导体杆中感应电动势随时间变化的图象可能正确的是（ C ）A．B．C．D．。