《2019版高考物理總復(fù)習(xí) 第十章 電磁感應(yīng) 基礎(chǔ)課2 法拉第電磁感應(yīng)定律 自感 渦流學(xué)案》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019版高考物理總復(fù)習(xí) 第十章 電磁感應(yīng) 基礎(chǔ)課2 法拉第電磁感應(yīng)定律 自感 渦流學(xué)案（20頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、基礎(chǔ)課2法拉第電磁感應(yīng)定律自感渦流知識(shí)排查法拉第電磁感應(yīng)定律1.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(1)概念：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)。(2)產(chǎn)生條件：穿過(guò)回路的磁通量發(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)的方向用楞次定律或右手定則判斷。2.法拉第電磁感應(yīng)定律(1)內(nèi)容：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小跟穿過(guò)這一電路的磁通量的變化率成正比。(2)公式：En，其中n為線圈匝數(shù)。(3)感應(yīng)電流與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的關(guān)系：遵守閉合電路的歐姆定律，即I。3.導(dǎo)體切割磁感線的情形(1)若B、l、v相互垂直，則EBlv。(2)vB時(shí)，E0。自感、渦流1.自感現(xiàn)象(1)概念：由于導(dǎo)體本身的電流變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象稱為自感。(2)

2、自感電動(dòng)勢(shì)定義：在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)叫做自感電動(dòng)勢(shì)。表達(dá)式：EL。(3)自感系數(shù)L相關(guān)因素：與線圈的大小、形狀、匝數(shù)以及是否有鐵芯有關(guān)。單位：亨利(H)，1 mH103 H，1 H106 H。2.渦流當(dāng)線圈中的電流發(fā)生變化時(shí)，在它附近的任何導(dǎo)體中都會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種電流像水的漩渦所以叫渦流。小題速練1.思考判斷(1)0，不一定等于0。()(2)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E與線圈匝數(shù)n有關(guān)，所以、的大小均與線圈匝數(shù)有關(guān)。()(3)磁場(chǎng)相對(duì)導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體棒中也能產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。()(4)線圈匝數(shù)n越多，磁通量越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大。()(5)線圈中的電流越大，自感系數(shù)也越大。()(6)自感電動(dòng)勢(shì)

3、阻礙電流的變化，但不能阻止電流的變化。()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)2.人教版選修32P17T1改編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)無(wú)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C法拉第電磁感應(yīng)定律的理解和應(yīng)用1.法拉第電磁感應(yīng)定律的理解(1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小由線圈的匝數(shù)和穿過(guò)線圈的磁通量的變化率共同決定，而與磁通量的大小、變化量的大小沒(méi)有必然聯(lián)系。(2)磁通量的變化率對(duì)應(yīng)t圖線上某點(diǎn)切線的斜

4、率。2.應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律的三種情況(1)磁通量的變化是由面積變化引起時(shí)，BS，則En；(2)磁通量的變化是由磁場(chǎng)變化引起時(shí)，BS，則En；(3)磁通量的變化是由面積和磁場(chǎng)變化共同引起時(shí)，則根據(jù)定義求，末初，Enn?！镜淅枯p質(zhì)細(xì)線吊著一質(zhì)量為m0.42 kg、邊長(zhǎng)為L(zhǎng)1 m、匝數(shù)n10的正方形線圈，其總電阻為r1 。在線圈的中間位置以下區(qū)域分布著磁場(chǎng)，如圖1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)間變化的關(guān)系如圖乙所示。(取g10 m/s2)圖1(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；(2)求線圈的電功率；(3)求在t4 s時(shí)輕質(zhì)細(xì)線的拉力大小。解析(1)由楞次定

5、律知感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较颉?2)由法拉第電磁感應(yīng)定律得EnnL20.5 V則P0.25 W(3)I0.5 A，F(xiàn)安nBILF安F線mg聯(lián)立解得F線1.2 N。答案(1)逆時(shí)針(2)0.25 W(3)1.2 N【拓展延伸】(1)在【典例】中磁感應(yīng)強(qiáng)度為多少時(shí)，細(xì)線的拉力剛好為0?(2)在【典例】中求在t6 s內(nèi)通過(guò)導(dǎo)線橫截面的電荷量？解析(1)細(xì)線的拉力剛好為0時(shí)滿足：F安mg，F(xiàn)安nBIL聯(lián)立解得B0.84 T(2)由qIt得q0.56 C3 C。答案(1)0.84 T(2)3 C應(yīng)用電磁感應(yīng)定律需注意的三個(gè)問(wèn)題(1)公式En求解的是一個(gè)回路中某段時(shí)間內(nèi)的平均電動(dòng)勢(shì)，在磁通量均勻變化時(shí)，

6、瞬時(shí)值才等于平均值。(2)利用公式EnS求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)時(shí)，S為線圈在磁場(chǎng)范圍內(nèi)的有效面積。(3)通過(guò)回路截面的電荷量q僅與n、和回路電阻R有關(guān)，與時(shí)間長(zhǎng)短無(wú)關(guān)，與是否均勻變化無(wú)關(guān)。推導(dǎo)如下：qtt。1.(2016北京理綜，16)如圖2所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有兩個(gè)導(dǎo)體圓環(huán)a、b，磁場(chǎng)方向與圓環(huán)所在平面垂直。磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間均勻增大。兩圓環(huán)半徑之比為21，圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)分別為Ea和Eb，不考慮兩圓環(huán)間的相互影響。下列說(shuō)法正確的是()圖2A.EaEb41，感應(yīng)電流均沿逆時(shí)針?lè)较駼.EaEb41，感應(yīng)電流均沿順時(shí)針?lè)较駽.EaEb21，感應(yīng)電流均沿逆時(shí)針?lè)较駾.EaEb21，感應(yīng)電流均沿順時(shí)針?lè)较蚪?/p>

7、析由法拉第電磁感應(yīng)定律得圓環(huán)中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為Er2，則，由楞次定律可知感應(yīng)電流的方向均沿順時(shí)針?lè)较颍x項(xiàng)B正確。答案B2.人教版選修32P21T4改編如圖3所示，紙面內(nèi)有一矩形導(dǎo)體閉合線框abcd，ab邊長(zhǎng)大于bc邊長(zhǎng)，置于垂直紙面向里、邊界為MN的勻強(qiáng)磁場(chǎng)外，線框兩次勻速地完全進(jìn)入磁場(chǎng)，兩次速度大小相同，方向均垂直于MN。第一次ab邊平行MN進(jìn)入磁場(chǎng)，線框上產(chǎn)生的熱量為Q1，通過(guò)線框?qū)w橫截面的電荷量為q1；第二次bc邊平行MN進(jìn)入磁場(chǎng)，線框上產(chǎn)生的熱量為Q2，通過(guò)線框?qū)w橫截面的電荷量為q2，則()圖3A.Q1Q2，q1q2 B.Q1Q2，q1q2C.Q1Q2，q1q2 D.Q1Q2，q1

8、q2解析由QI2Rt得，Q1Rt，同理，Q2，又因?yàn)長(zhǎng)abLbc，故Q1Q2。由電荷量qtn，故q1q2。所以選項(xiàng)A正確。答案A導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)切割磁感線運(yùn)動(dòng)的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電路中的電源。常見(jiàn)的情景有以下兩種：1.平動(dòng)切割(1)常用公式：若運(yùn)動(dòng)速度v和磁感線方向垂直，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EBlv。其中B、l、v三者兩兩垂直。(2)有效長(zhǎng)度：公式中的l為有效切割長(zhǎng)度，即導(dǎo)體在與v垂直的方向上的投影長(zhǎng)度(3)相對(duì)性：EBlv中的速度v是相對(duì)于磁場(chǎng)的速度，若磁場(chǎng)也運(yùn)動(dòng)時(shí)，應(yīng)注意速度間的相對(duì)關(guān)系。2.轉(zhuǎn)動(dòng)切割當(dāng)導(dǎo)體在垂直于磁場(chǎng)的平面內(nèi)，繞一端以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為EBlBl2，

9、如圖4所示。圖41.(2018上海閔行區(qū)模擬)如圖5所示，在外力的作用下，導(dǎo)體桿OC可繞O軸沿半徑為r的光滑的半圓形框架在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向里，A、O間接有電阻R，桿和框架電阻不計(jì)，則所施外力的功率為()圖5A. B.C. D.解析因?yàn)镺C是勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的，根據(jù)能量守恒可得，P外P電，又因?yàn)镋Br，聯(lián)立解得P外，選項(xiàng)C正確。答案C2.(2017全國(guó)卷，20)(多選)兩條平行虛線間存在一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與紙面垂直。邊長(zhǎng)為0.1 m、總電阻為0.005 的正方形導(dǎo)線框abcd位于紙面內(nèi)，cd邊與磁場(chǎng)邊界平行，如圖6(a)所示。已知導(dǎo)線框一直向右做勻速

10、直線運(yùn)動(dòng)，cd邊于t0時(shí)刻進(jìn)入磁場(chǎng)。線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的圖線如圖(b)所示(感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)取正)。下列說(shuō)法正確的是()圖6A.磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為0.5 TB.導(dǎo)線框運(yùn)動(dòng)的速度的大小為0.5 m/sC.磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直于紙面向外D.在t0.4 s至t0.6 s這段時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)線框所受的安培力大小為0.1 N解析由Et圖象可知，線框經(jīng)過(guò)0.2 s全部進(jìn)入磁場(chǎng)，則速度v m/s0.5 m/s，選項(xiàng)B正確；由圖象可知，E0.01 V，根據(jù)EBlv得，B T0.2 T，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)右手定則及正方向的規(guī)定可知，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直于紙面向外，選項(xiàng)C正確；在t0.4 s至

11、t0.6 s這段時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)線框中的感應(yīng)電流I A2 A, 所受的安培力大小為FBIl0.220.1 N0.04 N，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案BC3.(2018福建省畢業(yè)班質(zhì)量檢查)如圖7，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一固定金屬線框PMNQ，線框平面與磁感線垂直，線框?qū)挾葹長(zhǎng)。導(dǎo)體棒CD垂直放置在線框上，并以垂直于棒的速度v向右勻速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中導(dǎo)體棒與金屬線框保持良好接觸。圖7(1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E，推導(dǎo)MNCDM回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EBLv；(2)已知B0.2 T，L0.4 m，v5 m/s，導(dǎo)體棒接入電路中的有效電阻R0.5 ，金屬線框電阻不計(jì)，求：導(dǎo)體棒所受到的安培力大小和方向；回路

12、中的電功率。解析(1)設(shè)在t時(shí)間內(nèi)MNCDM回路面積的變化量為S，磁通量的變化量為，則SLvt，BSBLvt根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，得EBLv(2)MNCDM回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EBLv回路中的電流強(qiáng)度I導(dǎo)體棒受到的安培力FBIL將已知數(shù)據(jù)代入解得F0.064 N安培力的方向與速度方向相反回路中的電功率PEI將已知數(shù)據(jù)代入解得P0.32 W答案(1)見(jiàn)解析(2)0.064 N與速度方向相反0.32 W通電自感和斷電自感渦流1.自感現(xiàn)象的四大特點(diǎn)(1)自感電動(dòng)勢(shì)總是阻礙導(dǎo)體中原電流的變化。(2)通過(guò)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(shí)，自感線圈就相當(dāng)于普通導(dǎo)體。(4)線圈的自感

13、系數(shù)越大，自感現(xiàn)象越明顯，自感電動(dòng)勢(shì)只是延緩了過(guò)程的進(jìn)行，但它不能使過(guò)程停止，更不能使過(guò)程反向。2.自感中“閃亮”與“不閃亮”問(wèn)題與線圈串聯(lián)的燈泡與線圈并聯(lián)的燈泡電路圖通電時(shí)電流逐漸增大，燈泡逐漸變亮電流突然增大，燈泡立刻變亮，然后逐漸減小達(dá)到穩(wěn)定斷電時(shí)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若I2I1，燈泡逐漸變暗；若I2I1，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8所示，在線圈上端放置一盛有冷水的金屬杯，現(xiàn)接通交流電源，過(guò)了幾分鐘，杯內(nèi)的水沸騰起來(lái)。若要縮短上述加熱時(shí)間，下列措施可行的有()圖8A.增加線圈的匝數(shù) B.提高交流電源的頻率C

14、.將金屬杯換為瓷杯 D.取走線圈中的鐵芯解析當(dāng)電磁鐵接通交流電源時(shí)，金屬杯處在變化的磁場(chǎng)中產(chǎn)生渦電流發(fā)熱，使水溫升高。要縮短加熱時(shí)間，需增大渦電流，即增大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或減小電阻。增加線圈匝數(shù)、提高交變電流的頻率都是為了增大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。瓷杯不能產(chǎn)生渦電流，取走鐵芯會(huì)導(dǎo)致磁性減弱。所以選項(xiàng)A、B正確，C、D錯(cuò)誤。答案AB2.(多選)如圖9甲、乙所示的電路中，電阻R和自感線圈L的電阻值都很小，且小于燈泡A的電阻，接通S，使電路達(dá)到穩(wěn)定，燈泡A發(fā)光，則()圖9A.在電路甲中，斷開(kāi)S后，A將逐漸變暗B.在電路甲中，斷開(kāi)S后，A將先變得更亮，然后才逐漸變暗C.在電路乙中，斷開(kāi)S后，A將逐漸變暗D.在電路乙中

15、，斷開(kāi)S后，A將先變得更亮，然后才逐漸變暗解析題圖甲所示電路中，燈A和線圈L串聯(lián)，電流相同，斷開(kāi)S時(shí)，線圈上產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，阻礙原電流的減小，通過(guò)R、A形成回路，燈A逐漸變暗，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；題圖乙所示電路中，電阻R和燈A串聯(lián)，燈A的電阻大于線圈L的電阻，通過(guò)燈A的電流則小于線圈L中的電流，斷開(kāi)S時(shí)，電源不給燈供電，而線圈L產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的減小，通過(guò)R、A形成回路，燈A中電流比原來(lái)大，A將變得更亮，然后逐漸變暗。答案AD3.(2017北京理綜，19)圖10甲和圖乙是教材中演示自感現(xiàn)象的兩個(gè)電路圖，L1和L2為電感線圈。實(shí)驗(yàn)時(shí)，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1瞬間，燈A1突然閃亮，隨后逐漸變暗；閉合開(kāi)關(guān)

16、S2，燈A2逐漸變亮。而另一個(gè)相同的燈A3立即變亮，最終A2與A3的亮度相同。下列說(shuō)法正確的是()甲乙圖10A.圖甲中，A1與L1的電阻值相同B.圖甲中，閉合S1，電路穩(wěn)定后，A1中電流大于L1中電流C.圖乙中，變阻器R與L2的電阻值相同D.圖乙中，閉合S2瞬間，L2中電流與變阻器R中電流相等解析在圖甲中，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1瞬間，L1與A1 構(gòu)成閉合回路，通過(guò)燈A1的電流與L1相同，又因燈A1突然閃亮，即通過(guò)A1電流增大，則可推出，閉合S1待電路穩(wěn)定后，通過(guò)L1 的電流大于通過(guò)燈A1電流，根據(jù)L1與A1并聯(lián)，所以L1的電阻小于A1的電阻，故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；在圖乙中，閉合開(kāi)關(guān)S2，最終A2與A3亮度相

17、同，即電流相同，所以L2與變阻器R的電阻相同；閉合開(kāi)關(guān)S2的瞬間，L2中電流小于變阻器R中電流，故選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。答案C轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)題源：人教版選修32P14T71831年10月28日，法拉第在一次會(huì)議上展示了他發(fā)明的圓盤發(fā)電機(jī)(圖4.314甲)。它是利用電磁感應(yīng)的原理制成的，是人類歷史上的第一臺(tái)發(fā)電機(jī)。據(jù)說(shuō)，在法拉第表演他的圓盤發(fā)電機(jī)時(shí)，一位貴婦人問(wèn)道：“法拉第先生，這東西有什么用呢？”法拉第答道：“夫人，一個(gè)剛剛出生的嬰兒有什么用呢？”圖乙是這個(gè)圓盤發(fā)電機(jī)的示意圖：銅盤安裝在水平的銅軸上，它的邊緣正好在兩磁極之間，兩塊銅片C、D分別與轉(zhuǎn)動(dòng)軸和銅盤的邊緣接觸。使銅盤轉(zhuǎn)動(dòng)

18、，電阻R中就有電流通過(guò)。圖4.314法拉第的圓盤發(fā)電機(jī)(1)說(shuō)明圓盤發(fā)電機(jī)的原理。(2)圓盤如圖示方向轉(zhuǎn)動(dòng)，請(qǐng)判斷通過(guò)R的電流方向。拓展1(多選)在上題中，若所加磁場(chǎng)為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，回路的總電阻恒定，從左往右看，銅盤沿順時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是()A.銅片D的電勢(shì)高于銅片C的電勢(shì)B.電阻R中有正弦式交變電流流過(guò)C.銅盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度增大1倍，流過(guò)電阻R的電流也隨之增大1倍D.保持銅盤不動(dòng)，磁場(chǎng)變?yōu)榉较虼怪庇阢~盤的交變磁場(chǎng)，則銅盤中有電流產(chǎn)生解析由右手定則可知銅片D的電勢(shì)高于銅片C的電勢(shì)，故選項(xiàng)A正確；產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為EBlBl2，電流恒定，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由EBl2可知盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度增大1倍

19、，流過(guò)電阻R的電流也隨之增大1倍，故選項(xiàng)C正確；由楞次定律可知保持銅盤不動(dòng)，磁場(chǎng)變?yōu)榉较虼怪庇阢~盤的交變磁場(chǎng)，則銅盤中有電流產(chǎn)生，故選項(xiàng)D正確。答案ACD拓展2(2016全國(guó)卷，20)(多選)法拉第圓盤發(fā)電機(jī)的示意圖如圖11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(qiáng)磁場(chǎng)B中。圓盤旋轉(zhuǎn)時(shí)，關(guān)于流過(guò)電阻R的電流，下列說(shuō)法正確的是()圖11A.若圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度恒定，則電流大小恒定B.若從上向下看，圓盤順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，則電流沿a到b的方向流動(dòng)C.若圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)的角速度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，則電

20、流在R上的熱功率也變?yōu)樵瓉?lái)的2倍解析將圓盤看成無(wú)數(shù)輻條組成，它們都在切割磁感線從而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，當(dāng)圓盤順時(shí)針(俯視)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)右手定則可知圓盤上感應(yīng)電流從邊緣流向中心，流過(guò)電阻的電流方向從a到b，選項(xiàng)B正確；由法拉第電磁感應(yīng)定律得感生電動(dòng)勢(shì)EBlBl2，I，恒定時(shí)，I大小恒定，大小變化時(shí)，I大小變化，方向不變，故選項(xiàng)A正確，C錯(cuò)誤；由PI2R知，當(dāng)變?yōu)?倍時(shí)，P變?yōu)樵瓉?lái)的4倍，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案AB拓展3(2015新課標(biāo)全國(guó)，15)如圖12，直角三角形金屬框abc放置的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向平行于ab邊向上。當(dāng)金屬框繞ab邊以角速度逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，a、b、c三點(diǎn)的電勢(shì)分

21、別為Ua、Ub、Uc。已知bc邊的長(zhǎng)度為l。下列判斷正確的是()圖12A.UaUc，金屬框中無(wú)電流B.UbUc，金屬框中電流方向沿abcaC.UbcBl2，金屬框中無(wú)電流D.UbcBl2，金屬框中電流方向沿acba解析金屬框繞ab邊轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，閉合回路abc中的磁通量始終為零(即不變)，所以金屬框中無(wú)電流。金屬框在逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，bc邊和ac邊均切割磁感線，由右手定則可知bc，ac，所以根據(jù)EBlv可知，UbcUacBlBlBl2。由以上分析可知選項(xiàng)C正確。答案C活頁(yè)作業(yè)(時(shí)間：40分鐘)A級(jí)：保分練1.如圖1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(chǎng)中，金屬桿MN在平行金屬導(dǎo)軌上以速度v向

22、右勻速滑動(dòng)，MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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(dòng)勢(shì)變?yōu)镋2。則通過(guò)電阻R的電流方向及E1與E2之比E1E2分別為()圖1A.ca，21 B.ac，21C.ac，12 D.ca，12解析用右手定則判斷出兩次金屬棒MN中的電流方向?yàn)镹M，所以電阻R中的電流方向ac。由電動(dòng)勢(shì)公式EBlv可知，故選項(xiàng)C正確。答案C2.(2018吉林省長(zhǎng)春市七校聯(lián)考)一匝由粗細(xì)均勻的同種導(dǎo)線繞成的矩形導(dǎo)線框abcd固定不動(dòng)，其中矩形區(qū)域efcd存在磁場(chǎng)(未畫(huà)出)，磁場(chǎng)方向與線圈平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B隨時(shí)間t均勻變化，且k(k0)，已知abfc4L，bc5L，已知L長(zhǎng)

23、度的電阻為r，則導(dǎo)線框abcd中的電流為()圖2A. B. C. D.解析電路中的總電阻為R18r，電路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為ES16kL2，導(dǎo)線框abcd中的電流為I，選項(xiàng)A正確。答案A3.(2018云南玉溪一中檢測(cè))如圖3所示，三個(gè)相同的金屬圓環(huán)內(nèi)存在著不同的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，虛線表示環(huán)的某條直徑，已知所有磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化關(guān)系都滿足Bkt，磁場(chǎng)方向如圖所示。測(cè)得A環(huán)內(nèi)感應(yīng)電流強(qiáng)度為I，則B環(huán)和C環(huán)內(nèi)感應(yīng)電流強(qiáng)度分別為()圖3A.IBI，IC0 B.IBI，IC2IC.IB2I，IC2I D.IB2I，IC0解析C環(huán)中穿過(guò)圓環(huán)的磁感線完全抵消，磁通量為零，保持不變，所以沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生，則I

24、C0。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得EnnSkS，S是有效面積，可得ES，所以A、B中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比EAEB12，根據(jù)歐姆定律得，IB2IA2I。選項(xiàng)D正確。答案D4.(多選)如圖4所示，條形磁鐵位于固定的半圓光滑軌道的圓心位置，一半徑為R、質(zhì)量為m的金屬球從半圓軌道的一端沿半圓軌道由靜止下滑，重力加速度大小為g。下列說(shuō)法正確的是()圖4A.金屬球會(huì)運(yùn)動(dòng)到半圓軌道的另一端B.由于金屬球沒(méi)有形成閉合電路，所以金屬球中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流C.金屬球受到的安培力做負(fù)功D.系統(tǒng)產(chǎn)生的總熱量為mgR解析金屬球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，穿過(guò)金屬球的磁通量不斷變化，在金屬球內(nèi)形成閉合回路，產(chǎn)生渦流，金屬球受到的安培力做負(fù)功，金屬

25、球產(chǎn)生的熱量不斷地增加，機(jī)械能不斷地減少，直至金屬球停在半圓軌道的最低點(diǎn)，選項(xiàng)C正確，A、B錯(cuò)誤；根據(jù)能量守恒定律得系統(tǒng)產(chǎn)生的總熱量為mgR，選項(xiàng)D正確。答案CD5.在研究自感現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)中，用兩個(gè)完全相同的燈泡A、B與自感系數(shù)很大的線圈L和定值電阻R組成如圖5所示的電路(線圈的直流電阻可忽略，電源的內(nèi)阻不能忽略)，關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)下面說(shuō)法正確的是()圖5A.閉合開(kāi)關(guān)的瞬間，A、B一起亮，然后A熄滅B.閉合開(kāi)關(guān)的瞬間，B比A先亮，然后B逐漸變暗C.閉合開(kāi)關(guān)，待電路穩(wěn)定后斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，B逐漸變暗，A閃亮一下然后逐漸變暗D.閉合開(kāi)關(guān)，待電路穩(wěn)定后斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，A、B燈中的電流方向均為從左向右解析閉合開(kāi)關(guān)的瞬間，

26、線圈中產(chǎn)生很大的自感電動(dòng)勢(shì)，阻礙電流的通過(guò)，故B立即亮，A逐漸變亮。隨著A中的電流逐漸變大，流過(guò)電源的電流也逐漸變大，路端電壓逐漸變小，故B逐漸變暗，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；電路穩(wěn)定后斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，線圈相當(dāng)于電源，對(duì)A、B供電，回路中的電流在原來(lái)通過(guò)A的電流的基礎(chǔ)上逐漸變小，故A逐漸變暗，B閃亮一下然后逐漸變暗，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)后，線圈中的自感電流從左向右，A燈中電流從左向右，B燈中電流從右向左，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案B6.(2018內(nèi)蒙古部分學(xué)校高三上學(xué)期期末聯(lián)考)如圖6甲所示，固定閉合線圈abcd處于方向垂直紙面向外的磁場(chǎng)中，磁感線分布均勻，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示，則下

27、列說(shuō)法正確的是()圖6A.t1 s時(shí)，ab邊受到的安培力方向向左B.t2 s時(shí)，ab邊受到的安培力為0C.t2 s時(shí)，ab邊受到的安培力最大D.t4 s時(shí)，ab邊受到的安培力最大解析由題圖知，02 s內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小逐漸增大，根據(jù)楞次定律知線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?，根?jù)左手定則判斷知ab邊受到的安培力方向向右，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；t2 s時(shí)，0，感應(yīng)電流I0，安培力F0，選項(xiàng)B正確，C錯(cuò)誤；t4 s時(shí)，B0，安培力F0，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案B7.(多選)某探究性學(xué)習(xí)小組研制了一種發(fā)電裝置如圖7甲所示。圖乙為其俯視圖。將8塊外形相同的磁鐵交錯(cuò)放置組合成一個(gè)高h(yuǎn)0.5 m、半徑r0.2 m的圓柱體

28、，其可繞固定軸OO逆時(shí)針(俯視)轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度100 rad/s。設(shè)圓柱外側(cè)附近每個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B0.2 T、方向都垂直于圓柱體側(cè)表面。緊靠圓柱體外側(cè)固定一根長(zhǎng)度與圓柱體高相等、電阻為R10.5 的細(xì)金屬桿ab，桿ab與軸OO平行。圖丙中阻值R1.5 的電阻與理想電流表A串聯(lián)后接在桿ab兩端。下列說(shuō)法正確的是()圖7A.電流表A的示數(shù)為1 AB.桿ab產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值約為2.83 VC.電阻R消耗的電功率為2 WD.在圓柱體轉(zhuǎn)過(guò)一周的時(shí)間內(nèi)，流過(guò)電流表A的總電荷量為零解析桿ab切割磁感線產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為EmBhv，又vr，解得Em2 V；因?yàn)锽的大小及v的大小均不變，

29、所以最大電動(dòng)勢(shì)的大小不變，且電動(dòng)勢(shì)的有效值EEm2 V，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；電流表A的示數(shù)為I A1 A，選項(xiàng)A正確；PRI2R121.5 W1.5 W，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；在圓柱體轉(zhuǎn)過(guò)一周的時(shí)間內(nèi)，流過(guò)電流表A的平均電流為零，即流過(guò)電表A的總電荷量為零，選項(xiàng)D正確。答案AD8.在范圍足夠大、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，B0.2 T，有一水平放置的光滑框架，寬度為l0.4 m，如圖8所示，框架上放置一質(zhì)量為0.05 kg、電阻為1 的金屬桿cd，框架電阻不計(jì)。若cd桿以恒定加速度a2 m/s2，由靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則：圖8(1)在5 s內(nèi)平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是多少？(2)第5 s末，回路中的電流多大？(3)第

30、5 s末，作用在cd桿上的水平外力多大？解析(1)5 s內(nèi)的位移xat225 m，5 s內(nèi)的平均速度v5 m/s(也可用v m/s5 m/s求解)故平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EBlv0.4 V。(2)第5 s末：vat10 m/s，此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EBlv則回路電流為I A0.8 A。(3)桿做勻加速運(yùn)動(dòng)，則FF安ma，即FBIlma0.164 N。答案(1)0.4 V(2)0.8 A(3)0.164 NB級(jí)：拔高練9.(多選)半徑為a、右端開(kāi)小口的導(dǎo)體圓環(huán)和長(zhǎng)為2a的導(dǎo)體直桿，單位長(zhǎng)度的電阻均為R0。圓環(huán)水平固定放置，整個(gè)內(nèi)部區(qū)域分布著豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，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

31、右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，桿始終有兩點(diǎn)與圓環(huán)良好接觸，從圓環(huán)中心O開(kāi)始，桿的位置由確定，如圖9所示。則()圖9A.0時(shí)，桿產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為2BavB.時(shí)，桿產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為BavC.0時(shí)，桿受到的安培力大小為D.時(shí)，桿受到的安培力大小為解析根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得EBlv，其中l(wèi)為有效長(zhǎng)度，當(dāng)0時(shí)，l2a，則E2Bav，選項(xiàng)A正確；當(dāng)時(shí)，la，則EBav，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)通電直導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力大小的計(jì)算公式可得FBIl，根據(jù)閉合電路歐姆定律可得I，當(dāng)0時(shí)，l2a，E2Bav，rR(2)aR0，解得F，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；當(dāng)時(shí)，la，EBav，rR(1)aR0，解得F，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤，D正確。答案A

32、D10.(多選)在如圖10甲所示的虛線框內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，設(shè)圖甲所示磁場(chǎng)方向?yàn)檎?，磁感?yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示。邊長(zhǎng)為l，電阻為R的正方形均勻線框abcd有一半處在磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于線框平面，此時(shí)線框ab邊的發(fā)熱功率為P，則()圖10A.線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為B.線框中感應(yīng)電流為2C.線框cd邊的發(fā)熱功率為D.b端電勢(shì)高于a端電勢(shì)解析由題圖乙可知，在每個(gè)周期內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻變化，線框中產(chǎn)生大小恒定的感應(yīng)電流，設(shè)感應(yīng)電流為I，則對(duì)ab邊有，PI2R，得I2，選項(xiàng)B正確；由閉合電路歐姆定律得，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為EIR2，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得El2，由題圖乙知，聯(lián)立解得E，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；線

33、框的四邊電阻相等，電流相等，則發(fā)熱功率相等，都為P，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由楞次定律判斷可知，線框中感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，則b端電勢(shì)高于a端電勢(shì)，故選項(xiàng)D正確。答案BD11.(多選)半徑分別為r和2r的同心圓形導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，一長(zhǎng)為r、電阻為R的均勻金屬棒AB置于圓導(dǎo)軌上面，BA的延長(zhǎng)線通過(guò)圓導(dǎo)軌中心O，裝置的俯視圖如圖11所示，整個(gè)裝置位于一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，方向豎直向下。在兩環(huán)之間接阻值為R的定值電阻和電容為C的電容器。金屬棒在水平外力作用下以角速度繞O逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中始終與導(dǎo)軌保持良好接觸。導(dǎo)軌電阻不計(jì)。下列說(shuō)法正確的是()圖11A.金屬棒中電流從B流向AB.

34、金屬棒兩端電壓為Br2C.電容器的M板帶負(fù)電D.電容器所帶電荷量為CBr2解析根據(jù)右手定則可知金屬棒中電流從B流向A，選項(xiàng)A正確；金屬棒轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為EBrBr2，切割磁感線的金屬棒相當(dāng)于電源，金屬棒兩端電壓相當(dāng)于電源的路端電壓，因而UEBr2，選項(xiàng)B正確；金屬棒A端相當(dāng)于電源正極，電容器M板帶正電，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由C可得電容器所帶電荷量為QCBr2，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案AB12.(1)如圖12甲所示，兩根足夠長(zhǎng)的平行導(dǎo)軌，間距L0.3 m，在導(dǎo)軌間有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B10.5 T。一根直金屬桿MN以v2 m/s的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)，桿MN始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。桿MN的電阻r

35、11 ，導(dǎo)軌的電阻可忽略。求桿MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E1；(2)如圖乙所示，一個(gè)匝數(shù)n100的圓形線圈，面積S10.4 m2，電阻r21 。在線圈中存在面積S20.3 m2垂直線圈平面(指向紙外)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度B2隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖丙所示。求圓形線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E2；(3)將一個(gè)R2 的電阻分別與圖甲和圖乙中的a、b端相連接，然后b端接地。試判斷以上兩種情況中，哪種情況a端的電勢(shì)較高？并求出較高的電勢(shì)a。圖12解析(1)桿MN做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E1B1Lv0.3 V。(2)穿過(guò)圓形線圈的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E2nS24.5 V。(3)題圖甲中ab0，題圖乙中ab0，所以當(dāng)電阻R與題圖甲中的導(dǎo)軌相連接時(shí)，a端的電勢(shì)較高。此時(shí)通過(guò)電阻R的電流I電阻R兩端的電勢(shì)差abIRa端的電勢(shì)aIR0.2 V。答案(1)0.3 V(2)4.5 V(3)與圖甲中的導(dǎo)軌相連接a端電勢(shì)高a0.2 V20