《（浙江選考）2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第9章 電磁感應(yīng) 第2講 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)《（浙江選考）2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第9章 電磁感應(yīng) 第2講 法拉第電磁感應(yīng)定律 自感 渦流學(xué)案（19頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第2講法拉第電磁感應(yīng)定律自感渦流知識(shí)排查法拉第電磁感應(yīng)定律1.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.導(dǎo)體切割磁感線的情形(1)導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)速度v和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向平行時(shí)，E0。(2)導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)速度v和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向垂直時(shí)，EBlv。(3)導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體棒以端點(diǎn)為軸，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中垂直于磁感線方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EB lvB_l2(平均速度等于中點(diǎn)位置的線速度l)。自感和渦流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。由于自感而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)叫做自感電動(dòng)勢(shì)。(2)表達(dá)式：EL。(

2、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(1)定義：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。(2)應(yīng)用渦流熱效應(yīng)的應(yīng)用，如真空冶煉爐。渦流磁效應(yīng)的應(yīng)用，如探雷器。電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)1.電磁阻尼：當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電流會(huì)使導(dǎo)體受到安培力，安培力的方向總是阻礙導(dǎo)體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。2.電磁驅(qū)動(dòng)：如果磁場(chǎng)相對(duì)于導(dǎo)體轉(zhuǎn)動(dòng)，在導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流使導(dǎo)體受到安培力的作用，安培力使導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)起來(lái)。3.電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)的原理體現(xiàn)了楞次定律的推廣應(yīng)用。小題速練1.思

3、考判斷(1)線圈中磁通量越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大()(2)線圈中磁通量變化越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大()(3)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()(4)線圈中的電流越大，自感系數(shù)也越大()(5)磁場(chǎng)相對(duì)于導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體棒中也可能產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)()(6)對(duì)于同一線圈，當(dāng)電流變化越快時(shí)，線圈中的自感電動(dòng)勢(shì)越大()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

4、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C3.(多選)磁電式儀表的線圈通常用鋁框作骨架，把線圈繞在鋁框上，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)的作用解析線圈通電后，在安培力作用下，發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，鋁框隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，并切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，就是渦流。渦流阻礙線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)，使線圈偏轉(zhuǎn)后盡快停下來(lái)，所以，這樣做的目的是利用渦流來(lái)起電磁阻尼的作用，選項(xiàng)B、C正確。答案BC法拉第電磁感應(yīng)定律的理解及應(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、磁通量變化

5、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)共同變化引起時(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

6、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

7、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)，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：qItt。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.EaEb2

8、1，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)较蚪馕鲇煞ɡ陔姶鸥袘?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，q1q

9、2 B.Q1Q2，q1q2C.Q1Q2，q1q2 D.Q1Q2，q1q2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A3.如圖4甲所示，一個(gè)圓形線圈的匝數(shù)n1 000，線圈面積S200 cm2，線圈的電阻r1 ，線圈外接一個(gè)阻值R4 的電阻，把線圈放入一方向垂直線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律如圖乙所示，求：圖4(1)前4 s內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，以及通過(guò)R的電流方向；(2)前5 s內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。解析(1)前4 s內(nèi)磁通量的變化21S(B2B1)200104(0.40.2) Wb4103 Wb由法

10、拉第電磁感應(yīng)定律得En1 000 V1 V。電流方向自下而上。(2)前5 s內(nèi)磁通量的變化21S(B2B1)200104(0.20.2) Wb0。由法拉第電磁感應(yīng)定律得En0。答案(1)1 V電流方向自下而上(2)0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

11、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EBlvBl2，如圖所示?！镜淅咳鐖D5所示，在豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一由同種材料制成的粗細(xì)均勻的金屬線框ABCD，其中AB邊與磁場(chǎng)邊界對(duì)齊，ABBCL0，線框總電阻為R，現(xiàn)將線框以速度v勻速拉出。求：圖5(1)AB邊兩端的電勢(shì)差UAB；(2)在整個(gè)過(guò)程中通過(guò)導(dǎo)體截面的電荷量q；(3)拉力F的大小。解析(1)線框在拉出過(guò)程中，CD邊切割磁感線，相當(dāng)于電源，EBL0v，則UABEBL0v。(2)通過(guò)導(dǎo)體截面的電荷量為qIt。(3)由于線框勻速運(yùn)動(dòng)，所以FF安，即FBIL0。答案(1)BL0v(2)(3)1

12、.(2018上海閔行區(qū)模擬)如圖6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6A. 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7(a)所示。已知導(dǎo)線框一直向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，cd邊于

13、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7A.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t0.6 s這段時(shí)

14、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全國(guó)卷，17)如圖8所示，導(dǎo)體軌道OPQS固定，其中PQS是半圓弧，Q為半圓弧的中點(diǎn)，O為圓心。軌道的電阻忽略不計(jì)。OM是有一定電阻、可繞O轉(zhuǎn)動(dòng)的金屬桿，M端位于PQS上，OM與軌道接觸良好。空間存在與半圓所在平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B。現(xiàn)使OM從OQ位置以恒定的角速度逆時(shí)針轉(zhuǎn)到OS位置并固定(過(guò)程)；再使磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小以一定的變化率從B增加到B(過(guò)程)。在過(guò)程、中，流過(guò)OM的電荷量相等，則等于()圖8A. B. C. D.2解析設(shè)OM的電阻為R，

15、OM的長(zhǎng)度為l。過(guò)程，OM轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為E1，流過(guò)OM的電流為I1，則流過(guò)OM的電荷量為q1I1t1；過(guò)程，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均勻增加，則該過(guò)程中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為E2，電路中的電流為I2，則流過(guò)OM的電荷量為q2I2t2；由題意知q1q2，則解得，選項(xiàng)B正確，A、C、D錯(cuò)誤。答案B互感和自感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。

16、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，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【典例】在如圖9所示的電路中，線圈的自感系數(shù)很大，且其直流電阻可以忽略不計(jì)。D1和D2是兩個(gè)完全相同的小燈泡，在開(kāi)關(guān)S閉合和斷開(kāi)時(shí)(燈絲不會(huì)斷)，D1和D2的亮度的變化情況是()圖9A.S閉合，D1很亮且亮度不變，D2逐漸變亮，最后兩燈一樣亮；S斷開(kāi)，D2立即滅，D1逐漸變亮B.S閉合，D1不亮，D2

17、很亮；S斷開(kāi)，D2立即滅C.S閉合，D1和D2同時(shí)亮，而后D1滅，D2亮度不變；S斷開(kāi)，D2立即滅，D1亮一下才滅D.S閉合，D1和D2同時(shí)亮，后D1逐漸熄滅，D2則逐漸變得更亮；S斷開(kāi)，D2立即滅，D1亮一下后才逐漸熄滅解析當(dāng)S接通時(shí)，L的自感系數(shù)很大，瞬時(shí)L所在的電路視為斷路，相當(dāng)于D1與D2串聯(lián)，故D1和D2同時(shí)亮且亮度相同。隨著通過(guò)L的電流逐漸增大，L的分流作用增大，因L的直流電阻不計(jì)，D1的電流逐漸減小為零。由于總電阻變小，總電流變大，D2變得更亮。當(dāng)S斷開(kāi)時(shí)，原電源不再提供電流，D2處于斷路而立即滅。L產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流減小，且與D1構(gòu)成回路，則D1將亮一下后再逐漸熄滅。故選項(xiàng)

18、D正確。答案D1.如圖10所示是研究自感實(shí)驗(yàn)的實(shí)物電路，L1、L2是兩個(gè)規(guī)格相同的小燈泡，L為自感線圈，閉合開(kāi)關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R，使兩個(gè)燈泡的亮度相同，然后斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，則()圖10A.閉合開(kāi)關(guān)S，L1、L2都逐漸變亮B.閉合開(kāi)關(guān)S，L2立刻變亮，L1逐漸變亮C.閉合開(kāi)關(guān)S穩(wěn)定后，L仍有自感電動(dòng)勢(shì)D.閉合開(kāi)關(guān)S穩(wěn)定后，斷開(kāi)S，L沒(méi)有自感電動(dòng)勢(shì)解析L1與線圈相連，閉合開(kāi)關(guān)后線圈發(fā)生自感，L1逐漸變亮，L2與滑動(dòng)變阻器相連，閉合開(kāi)關(guān)后，L2立刻變亮，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；自感現(xiàn)象在開(kāi)關(guān)閉合和斷開(kāi)的時(shí)候發(fā)生，電路穩(wěn)定后，線圈沒(méi)有自感電動(dòng)勢(shì)，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。答案B2.如圖11所示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)

19、為E，內(nèi)阻為r，電感線圈L的直流電阻不計(jì)，電阻R的阻值大于燈泡D的阻值。在t0時(shí)刻閉合開(kāi)關(guān)S，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，在tt1時(shí)刻斷開(kāi)S。下列表示A、B兩點(diǎn)間電壓UAB隨時(shí)間t變化的圖象中，正確的是()圖11解析S閉合時(shí)，通過(guò)燈泡的電流由A至B，由于電感線圈L有感抗，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間電流穩(wěn)定時(shí)L電阻不計(jì)，可見(jiàn)電路的外電阻由大變小。由U外E可知U外也由大變小，所以A、C錯(cuò)誤；t1時(shí)刻斷開(kāi)S，由于自感，L、R、D構(gòu)成回路，通過(guò)燈泡的電流由B至A，所以t1時(shí)刻UAB反向，B正確，D錯(cuò)誤。答案B渦流電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)1.渦流(1)渦流是整塊導(dǎo)體發(fā)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，同樣遵循法拉第電磁感應(yīng)定律。(2)磁場(chǎng)變化越快(越

20、大)，導(dǎo)體的橫截面積S越大，導(dǎo)體材料的電阻率越小，形成的渦流就越大。2.電磁阻尼與電磁驅(qū)動(dòng)的比較電磁阻尼電磁驅(qū)動(dòng)不同點(diǎn)成因由于導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而使導(dǎo)體受到安培力由于磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)引起磁通量的變化而產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而使導(dǎo)體受到安培力效果安培力的方向與導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向相反，阻礙導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體受安培力的方向與導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向相同，推動(dòng)導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)能量轉(zhuǎn)化導(dǎo)體克服安培力做功，其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能由于電磁感應(yīng)，磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電能，通過(guò)安培力做功，電能轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體的機(jī)械能，而對(duì)外做功相同點(diǎn)兩者都是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，都遵循楞次定律，都是安培力阻礙引起感應(yīng)電流的導(dǎo)體與磁場(chǎng)間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。1.(多選)如圖

21、12所示是高頻焊接原理示意圖。線圈中通以高頻變化的電流時(shí)，待焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流通過(guò)焊縫產(chǎn)生大量熱量，將金屬熔化，把工件焊接在一起，而工件其他部分發(fā)熱很少。以下說(shuō)法正確的是()圖12A.電流變化的頻率越高，焊縫處的溫度升高得越快B.電流變化的頻率越低，焊縫處的溫度升高得越快C.工件上只有焊縫處溫度升得很高是因?yàn)楹缚p處的電阻小D.工件上只有焊縫處溫度升得很高是因?yàn)楹缚p處的電阻大解析在互感現(xiàn)象中產(chǎn)生的互感電動(dòng)勢(shì)的大小與電流的變化率成正比，電流變化的頻率越高，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大，由歐姆定律I知產(chǎn)生的渦流越大，故A正確，B錯(cuò)誤；又PI2R，R越大P越大，焊縫處的溫度升高得越快，溫度升得

22、很高，故C錯(cuò)誤，D正確。答案AD2.如圖13所示，蹄形磁鐵的兩極間，放置一個(gè)線圈abcd，磁鐵和線圈都可以繞OO轉(zhuǎn)動(dòng)，磁鐵按如圖示方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈的運(yùn)動(dòng)情況是()圖13A.俯視，線圈順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速與磁鐵相同B.俯視，線圈逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速與磁鐵相同C.線圈與磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同，但轉(zhuǎn)速小于磁鐵轉(zhuǎn)速D.線圈靜止不動(dòng)解析本題“原因”是磁鐵有相對(duì)線圈的運(yùn)動(dòng)，“效果”便是線圈要阻礙兩者的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，但線圈阻止不了磁鐵的運(yùn)動(dòng)，線圈只好跟著磁鐵同向轉(zhuǎn)動(dòng)，但轉(zhuǎn)速小于磁鐵轉(zhuǎn)速，如果二者轉(zhuǎn)速相同，就沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，線圈就不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，故選項(xiàng)C正確。答案C活頁(yè)作業(yè)(時(shí)間：30分鐘)A組基礎(chǔ)過(guò)關(guān)1.如圖1所示，在一個(gè)繞有線圈的

23、可拆變壓器鐵芯上分別放一小鐵鍋水和一玻璃杯水。給線圈通入電流，一段時(shí)間后，一個(gè)容器中水溫升高，則通入的電流與水溫升高的是()圖1A.恒定直流、小鐵鍋B.恒定直流、玻璃杯C.變化的電流、小鐵鍋D.變化的電流、玻璃杯解析通入恒定電流時(shí)，所產(chǎn)生的磁場(chǎng)不變，不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，通入變化的電流，所產(chǎn)生的磁場(chǎng)發(fā)生變化，在空間產(chǎn)生感生電場(chǎng)，鐵鍋是導(dǎo)體，感生電場(chǎng)在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生渦流，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，使水溫升高。渦流是由變化的磁場(chǎng)在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的，所以玻璃杯中的水不會(huì)升溫，故C正確。答案C2.如圖2所示，關(guān)于渦流，下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()圖2A.真空冶煉爐是利用渦流來(lái)熔化金屬的裝置B.家用電磁爐鍋體中的渦流是由恒定磁場(chǎng)產(chǎn)

24、生的C.阻尼擺擺動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的渦流總是阻礙其運(yùn)動(dòng)D.變壓器的鐵芯用相互絕緣的硅鋼片疊成能減小渦流答案B3.如圖3所示，L為一純電感線圈(即電阻為零)。A是一燈泡，下列說(shuō)法正確的是()圖3A.開(kāi)關(guān)S接通瞬間，無(wú)電流通過(guò)燈泡B.開(kāi)關(guān)S接通后，電路穩(wěn)定時(shí)，無(wú)電流通過(guò)燈泡C.開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)瞬間，無(wú)電流通過(guò)燈泡D.開(kāi)關(guān)S接通瞬間及接通穩(wěn)定后，燈泡中均有從a到b的電流，而在開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)瞬間，燈泡中有從b到a的電流解析開(kāi)關(guān)S接通瞬間，燈泡中的電流從a到b，線圈由于自感作用，通過(guò)它的電流將逐漸增加；開(kāi)關(guān)S接通后，電路穩(wěn)定時(shí)，純電感線圈對(duì)電流無(wú)阻礙作用，將燈泡短路，燈泡中無(wú)電流通過(guò)；開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)的瞬間，由于線圈的自感作用，

25、線圈中原有向右的電流將逐漸減小，線圈和燈泡形成回路，故燈泡中有從b到a的瞬間電流。答案B4.如圖4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4A.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C5.(2018吉林省長(zhǎng)春市七校聯(lián)考)一匝由粗細(xì)均勻的同

26、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)度的電阻為r，則導(dǎo)線框abcd中的電流為()圖5A. 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A6.物理課上，老師做了一個(gè)“電磁阻尼”實(shí)驗(yàn)：如圖6所示，彈簧上端固定，下端懸掛一個(gè)磁鐵，將磁鐵托起到某一高度后放開(kāi)，磁鐵能上下振動(dòng)較長(zhǎng)時(shí)間才停下來(lái)；如果在磁鐵下方放一個(gè)固定的鋁質(zhì)圓環(huán)，使磁鐵上下振動(dòng)時(shí)穿過(guò)它，磁鐵就會(huì)很快地停下來(lái)。

27、某同學(xué)另找器材再探究此實(shí)驗(yàn)。他安裝好器材，經(jīng)反復(fù)實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)：磁鐵下方放置圓環(huán)，并沒(méi)有對(duì)磁鐵的振動(dòng)產(chǎn)生影響，對(duì)比老師演示的實(shí)驗(yàn)，其原因可能是()圖6A.彈簧的勁度系數(shù)太小B.磁鐵的質(zhì)量太小C.磁鐵的磁性太強(qiáng)D.圓環(huán)的材料與老師用的不同解析圓環(huán)沒(méi)有對(duì)磁鐵的振動(dòng)產(chǎn)生影響，是由于沒(méi)有發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，因此只可能是圓環(huán)材料不是金屬，與老師用的材料不同引起的，所以選項(xiàng)D正確。答案D7.如圖7所示，用粗細(xì)相同的銅絲做成邊長(zhǎng)分別為L(zhǎng)和2L的兩只閉合線框a和b，以相同的速度從磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域中勻速地拉到磁場(chǎng)外，不考慮線框的重力，若閉合線框的電流分別為Ia、Ib，則IaIb為()圖7A.14 B.12

28、C.11 D.不能確定解析產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為EBLv，由閉合電路歐姆定律得I，又Lb2La，由電阻定律知Rb2Ra，故IaIb11。答案C8.(多選)用一根橫截面積為S、電阻率為的硬質(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8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(kb0，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 V12.某同學(xué)設(shè)計(jì)一個(gè)發(fā)電測(cè)

29、速裝置，工作原理如圖12所示。一個(gè)半徑為R0.1 m的圓形金屬導(dǎo)軌固定在豎直平面上，一根長(zhǎng)為R的金屬棒OA，A端與導(dǎo)軌接觸良好，O端固定在圓心處的轉(zhuǎn)軸上。轉(zhuǎn)軸的左端有一個(gè)半徑為r的圓盤(pán)，圓盤(pán)和金屬棒能隨轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)。圓盤(pán)上繞有不可伸長(zhǎng)的細(xì)線，下端掛著一個(gè)質(zhì)量為m0.5 kg的鋁塊。在金屬導(dǎo)軌區(qū)域內(nèi)存在垂直于導(dǎo)軌平面向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.5 T。a點(diǎn)與導(dǎo)軌相連，b點(diǎn)通過(guò)電刷與O端相連。測(cè)量a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差U可算得鋁塊速度。鋁塊由靜止釋放，下落h0.3 m時(shí)，測(cè)得U0.15 V。(細(xì)線與圓盤(pán)間沒(méi)有滑動(dòng)，金屬棒、導(dǎo)軌、導(dǎo)線及電刷的電阻均不計(jì)，重力加速度g10 m/s2)圖12(1)測(cè)U時(shí)，與a點(diǎn)相接的是電壓表的“正極”還是“負(fù)極”？(2)求此時(shí)鋁塊的速度大?。?3)求此下落過(guò)程中鋁塊機(jī)械能的損失。解析(1)由右手定則知，金屬棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向由OA，故A端電勢(shì)高于O端電勢(shì)，與a點(diǎn)相接的是電壓表的“正極”。(2)由電磁感應(yīng)定律得UE，BR2，UBR2，vrR，所以v2 m/s。(3)Emghmv2。代入數(shù)據(jù)得E0.5 J。答案(1)正極(2)2 m/s(3)0.5 J19