高二物理期末復(fù)習(xí)導(dǎo)學(xué)案（電磁感應(yīng)）一、 知識網(wǎng)絡(luò)電磁感應(yīng)感應(yīng)電流（電動勢）方向右手定則楞次定律及應(yīng)用感應(yīng)電動勢的大小法拉第電磁感應(yīng)定律、自感日光燈綜合應(yīng)用牛頓運動定律、動量、能量、閉合電路歐姆定律產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件電磁感應(yīng)現(xiàn)象二、 自主學(xué)習(xí)1、電磁感應(yīng)現(xiàn)象當(dāng)穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化時，電路中 產(chǎn)生，這種利用 產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)。2、感應(yīng)電流的方向（1）楞次定律：感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場總要 。（2）從不同的角度來看楞次定律的內(nèi)容，從磁通量變化的角度來看，感應(yīng)電流總要 。從導(dǎo)體和磁體相對運動的角度來看，感應(yīng)電流總要 。因此，產(chǎn)生感應(yīng)電流的過程實質(zhì)上是能的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程。（3）用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的步驟：明確所研究的閉合回路中原磁場的方向；穿過回路的磁通量如何變化（是增加還是減小）；由楞次定律判定出 ；根據(jù)感應(yīng)電流的磁場方向，由 判定出感應(yīng)電流方向。（4）右手定則：伸開右手，讓拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一個面內(nèi)，讓磁感線垂直 ，拇指指向 ，則其余四指指的就是 。3感應(yīng)電動勢：無論電路是否閉合，只要穿過電路的 發(fā)生變化，電路中就一定有 ，若電路是閉合的就有 產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體就相當(dāng)于一個 4. 法拉第電磁感應(yīng)定律文字表述： 。表達式為 。式中n表示_，表示_，t表示_，表示_ 。5閉合電路的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運動，則導(dǎo)體中的感應(yīng)電動勢為_,式中表示_，當(dāng)?shù)扔赺時公式變?yōu)開。式中的L是 。v若是平均速度，則E為 ；若v為瞬時速度，則E為 。若導(dǎo)體的運動不切割磁感線，則導(dǎo)體中 感應(yīng)電動勢。6一段長為的導(dǎo)體，在勻強磁場中，以角速度垂直于磁場的方向繞導(dǎo)體的一端做切割磁感線運動，則導(dǎo)體中的感應(yīng)電動勢為_。7自感現(xiàn)象：線圈中電流發(fā)生變化而在它本身激發(fā)出感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象叫_。這種電動勢叫_。自感電動勢的大小與_成正比，比例系數(shù)叫做_，與_等因素有關(guān)。三、 師生互動【名師引路1】【2003年高考江蘇卷】如右圖所示，兩根平行金屬導(dǎo)軌端點P、Q用電阻可忽略的導(dǎo)線相連，兩導(dǎo)軌間的距離l=0.20 m有隨時間變化的勻強磁場垂直于桌面，已知磁感應(yīng)強度B與時間t的關(guān)系為B=kt，比例系數(shù)k0.020 Ts一電阻不計的金屬桿可在導(dǎo)軌上無摩擦地滑動，在滑動過程中保持與導(dǎo)軌垂直在t=0時刻，軌固定在水平桌面上，每根導(dǎo)軌每m的電阻為r00.10m，導(dǎo)軌的金屬桿緊靠在P、Q端，在外力作用下，桿以恒定的加速度從靜止開始向?qū)к壍牧硪欢嘶瑒?，求在t6.0 s時金屬桿所受的安培力 【現(xiàn)學(xué)現(xiàn)練1】如圖所示，兩根足夠長的直金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行放置在傾角為的絕緣斜面上，兩導(dǎo)軌間距為L，M、P兩點間接有阻值為R的電阻一根質(zhì)量為m的均勻直金屬桿ab放在兩導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直整套裝置處于磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，磁場方向垂直斜面向下，導(dǎo)軌和金屬桿的電阻可忽略·讓ab桿沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑，導(dǎo)軌和金屬桿接觸良好，不計它們之間的摩擦 (1)由b向a方向看到的裝置如圖1 52所示，請在此圖中畫出ab桿下滑過程中某時刻的受力示意圖； (2)在加速下滑過程中，當(dāng)桿ab的速度大小為v時，求此時ab桿中的電流及其加速度的大??； (3)求在下滑過程中，ab桿可以達到的速度最大值【名師引路2】 (2001年高考試題)如圖所示，一對平行光滑軌道放置在水平地面上，兩軌道間距L0.20 m，電阻R1.0 ；有一導(dǎo)體桿靜止地放在軌道上，與兩軌道垂直，桿與軌道的電阻皆可忽略不計，整個裝置處于磁感強度B0.50T的勻強磁場中，磁場方向垂直軌道面向下現(xiàn)用一外力F沿軌道方向拉桿，使之做勻加速運動測得力F與時間t的關(guān)系如下圖所示求桿的質(zhì)量m和加速度aRFlB圖1t/s481216202428O123456F/N【現(xiàn)學(xué)現(xiàn)練2】水平面上兩根足夠長的金屬導(dǎo)軌平行固定放置，間距為L，一端通過導(dǎo)線與阻值為R的電阻連接；導(dǎo)軌上放一質(zhì)量為m的金屬桿(見圖)，金屬桿與導(dǎo)軌的電阻不計；均勻磁場豎直向下用與導(dǎo)軌平行的恒定力F作用在金屬桿上，桿最終將做勻速運動當(dāng)改變拉力的大小時，相對應(yīng)的勻速運動速度v也會改變，v和F的關(guān)系如圖 (取重力加速度g=10ms 2)(1)金屬桿在勻速運動之前做作什么運動?(2)若m0.5 kg，L0.5 m，R0.5 ，磁感應(yīng)強度B為多大?(3)由F圖線的截距可求得什么物理量?其值為多少?四、能力提升1如圖，豎直平面內(nèi)有一金屬環(huán)，半徑為a，總電阻為R，磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場垂直穿過環(huán)平面，與環(huán)的最高點A鉸鏈連接的長度為2a、電阻為R/2的導(dǎo)體棒AB由水平位置緊貼環(huán)面擺下，當(dāng)擺到豎直位置時，B點的線速度為v.則這時AB兩端的電壓大小為（    ） A.2Bav              B.Bav               C.2Bav/3            D.Bav/3 2如圖,是生產(chǎn)中常用的一種延時繼電器的示意圖.鐵芯上有兩個線圈A和B,線圈A跟電源連接,線圈B的兩端接在一起,構(gòu)成一個閉合電路.在斷開開關(guān)S的時候,彈簧K并不能立即將銜鐵D拉起,使觸頭C立即離開,而是過一段時間后觸頭C才能離開,因此得名延時繼電器.為檢驗線圈B中的電流,在電路中接入一個電流表G.關(guān)于通過電流表的電流方向,以下判斷正確的是（    ） A.閉合S的瞬間,電流方向為從左到右B.閉合S的瞬間,電流方向為從右到左C.斷開S的瞬間,電流方向為從左到右D.斷開S的瞬間,電流方向為從右到左 32000年底,我國宣布已研制成功一輛高溫超導(dǎo)磁懸浮高速列車的模型車,該車的速度已達到每小時500千米,可載5人.如圖所示就是磁懸浮的原理,圖中A是圓柱形磁鐵,B是用高溫超導(dǎo)材料制成的超導(dǎo)圓環(huán),將超導(dǎo)圓環(huán)B水平地放在磁鐵A上,它就能在磁力作用下懸浮在磁鐵A的上方空中（    ） A.在B放入磁場的過程中,B中將產(chǎn)生感應(yīng)電流,當(dāng)穩(wěn)定后,感應(yīng)電流消失B.在B放入磁場的過程中,B中將產(chǎn)生感應(yīng)電流,當(dāng)穩(wěn)定后,感應(yīng)電流仍存在C.若A的N極朝上,B中感應(yīng)電流的方向如圖所示D.若A的N極朝上,B中感應(yīng)電流的方向與圖中所示的方向相反 4如圖甲所示,兩個閉合圓形線圈A、B的圓心重合,放在同一水平面內(nèi),線圈B中通以如圖乙所示的交變電流,設(shè)t=0時電流沿逆時針方向(圖中箭頭所示).對于線圈A,在t1t2時間內(nèi),下列說法中正確的是（    ）A.有順時針方向的電流,且有擴張的趨勢B.有順時針方向的電流,且有收縮的趨勢C.有逆時針方向的電流,且有擴張的趨勢D.有逆時針方向的電流,且有收縮的趨勢 5如圖所示,兩線圈繞在同一軟鐵芯的兩端并組成水平放置的光滑導(dǎo)軌,兩金屬棒PQ、MN可自由移動.當(dāng)PQ在外力作用下運動時,MN在安培力作用下向右運動,則PQ可能的運動是（    ）A.向右勻加速運動                        B.向左勻加速運動C.向右勻減速運動                        D.向左勻減速運動 6如圖,勻強磁場垂直于正方形線框平面,且邊界恰與線框重合,以相同速率勻速拉出線框,欲使ab間電勢差最大,則應(yīng)沿何方向拉出（    ） A.甲                B.乙                C.丙                 D.丁 7如圖甲所示,圓形線圈處于垂直于線圈平面的勻強磁場中,磁感應(yīng)強度的變化如圖乙所示.在t=0時磁感應(yīng)強度的方向指向紙里,則在0和的時間內(nèi),關(guān)于環(huán)中的感應(yīng)電流i的大小和方向的說法,正確的是（    ）A.i大小相等,方向先是順時針,后是逆時針B.i大小相等,方向先是逆時針,后是順時針C.i大小不等,方向先是順時針,后是逆時針D.i大小不等,方向先是逆時針,后是順時針 8如圖中的虛線上方空間有垂直線框平面的勻強磁場，直角扇形導(dǎo)線框繞垂直于線框平面的軸O以角速度勻速轉(zhuǎn)動.設(shè)線框中感應(yīng)電流的方向以逆時針為正方向，那么在下圖中能正確描述線框從圖所示位置開始轉(zhuǎn)動一周的過程中，線框內(nèi)感應(yīng)電流隨時間變化情況的是（    ） 9如圖，在勻強磁場中固定放置一根串接一電阻R的直角形金屬導(dǎo)軌aob（在紙面內(nèi)），磁場方向垂直于紙面朝里，另有兩根金屬導(dǎo)軌c、d分別平行于oa、ob放置。保持導(dǎo)軌之間接觸良好，金屬導(dǎo)軌的電阻不計?，F(xiàn)經(jīng)歷以下四個過程：以速率v移動d，使它與ob的距離增大一倍；再以速率v移動c，使它與oa的距離減小一半；然后，再以速度2v移動c，使它回到原處；最后以速率2v移動d，使它也回到原處。設(shè)上述四個過程中通過電阻R的電量的大小依次為Q1、Q2、Q3和Q4，則（    ） A.Q1=Q2=Q3=Q4                              B.Q1=Q2=2Q3=2Q4C.2Q1=2Q2=Q3=Q4                           D.Q1Q2=Q3Q4 10圖中MN、GH為平行導(dǎo)軌，AB、CD為跨在導(dǎo)軌上的兩根橫桿，導(dǎo)軌和橫桿均為導(dǎo)體，有勻強磁場垂直于導(dǎo)軌所在平面，方向如圖.用I表示回路中的電流（    ） A.當(dāng)AB不動而CD向右滑動時，I0且沿順時針方向B.當(dāng)AB向左、CD向右滑動且速度大小相等時，I=0C.當(dāng)AB、CD都向右滑動且速度大小相等時，I=0D.當(dāng)AB、CD都向右滑動，且AB速度大于CD時，I0且沿逆時針方向 11兩根相距為 L 的足夠長的金屬直角導(dǎo)軌如圖所示放置，它們各有一邊在同一水平面內(nèi)，另一邊垂直于水平面.質(zhì)量均為 m 的金屬細桿 ab、cd 與導(dǎo)軌垂直接觸形成閉合回路，桿與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)均為 ，導(dǎo)軌電阻不計，回路總電阻為 2R.整個裝置處于磁感應(yīng)強度大小為 B，方向豎直向上的勻強磁場中.當(dāng) ab 桿在平行于水平導(dǎo)軌的拉力 F 作用下以速度 v1 沿導(dǎo)軌勻速運動時，cd 桿也正好以速度 v2  向下勻速運動.重力加速度為 g.以下說法正確的是（    ） A.ab 桿所受拉力 F 的大小為 mg+     B.cd 桿所受摩擦力為零C.回路中的電流強度為          D. 與 V1 大小的關(guān)系為 = 12單匝閉合線框在勻強磁場中，繞垂直于磁場方向的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動.在轉(zhuǎn)動的過程中，穿過線框中的最大磁通量為m，最大感應(yīng)電動勢為Em，下列說法中正確的是（    ）A.當(dāng)穿過線框的磁通量為零時，線框中感應(yīng)電動勢也為零B.當(dāng)穿過線框的磁通量減小時，線框中感應(yīng)電動勢在增大C.當(dāng)穿過線框的磁通量等于0.5m時，線框中感應(yīng)電動勢不等于0.5EmD.線框轉(zhuǎn)動的角速度等于 13用均勻?qū)Ь€做成的正方形線框邊長為0.2 m，正方形的一半放在垂直紙面向里的勻強磁場中，如圖所示.當(dāng)磁場以10 T/s的變化率增強時，線框中點a、b兩點間的電勢差是（    ）           A.Uab=0.1 V          B.Uab=-0.1 V         C.Uab=0.2 V          D.Uab=-0.2 V 14將一磁鐵緩慢或者迅速插到閉合線圈中的同一位置處，不發(fā)生變化的物理量是 （    ） A.感應(yīng)電動勢                            B.磁通量的變化率C.感應(yīng)電流                               D.流過導(dǎo)體橫截面的電荷量 15如圖所示的電路中，A1、A2為完全相同的燈泡，線圈L的電阻忽略不計.下列說法中正確的是（    ） A.合上開關(guān)K接通電路時，A2先亮A1后亮，最后一樣亮B.合上開關(guān)K接通電路時，A1和A2始終一樣亮C.斷開開關(guān)K切斷電路時，A2立即熄滅，A1過一會兒才熄滅D.斷開開關(guān)K切斷電路時，A1、A2同時立即熄滅16德國世界報報道，個別西方發(fā)達國家正在研制電磁脈沖武器電磁炸彈.若一枚原始脈沖波功率10千兆瓦、頻率5千兆赫茲的電磁炸彈在不到100 m的高空爆炸，它將使方圓400500 m2地面范圍內(nèi)的電場強度達到每米數(shù)千伏.使得電網(wǎng)設(shè)備、通信設(shè)施和計算機硬盤、軟件遭到破壞，電磁炸彈有如此破壞力的主要原因是（    ） A.電磁脈沖引起的電磁感應(yīng)現(xiàn)象            B.電磁脈沖能產(chǎn)生動能C.電磁脈沖產(chǎn)生高溫                           D.電磁脈沖產(chǎn)生的強光 17如圖所示,OO為一金屬轉(zhuǎn)軸(只能轉(zhuǎn)動不能移動),M為與OO固定連接且垂直于OO的金屬桿,當(dāng)OO轉(zhuǎn)動時,M的另一端在固定的金屬環(huán)N上滑動,并保持良好的接觸.整個裝置處于一勻強磁場中,磁場方向平行于OO軸,磁感應(yīng)強度的大小為B0.圖中V為一理想電壓表,一端與OO接觸,另一端與環(huán)N連接.已知當(dāng)OO的角速度=0時,電壓表讀數(shù)為U0;如果將磁場變?yōu)榇鸥袘?yīng)強度為nB0的勻強磁場,而要電壓表的讀數(shù)為mU0時,則OO轉(zhuǎn)動的角速度應(yīng)變?yōu)椋?#160;   ） A.n0               B.m0             C.0             D.0 18在水平桌面上，一個面積為S的圓形金屬框置于勻強磁場中，線框平面與磁場垂直，磁感應(yīng)強度B隨時間t的變化關(guān)系如圖（甲）所示，01 s內(nèi)磁場方向垂直線框平面向下。圓形金屬框與兩根水平的平行金屬導(dǎo)軌相連接，導(dǎo)軌上放置一根導(dǎo)體棒，導(dǎo)體棒的長為L、電阻為R，且與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)體棒處于另一勻強磁場中，如圖（乙）所示。若導(dǎo)體棒始終保持靜止，則其所受的靜摩擦力f隨時間變化的圖象是圖中的（設(shè)向右的方向為靜摩擦力的正方向）（    ）計算題1為了診斷病人的心臟功能和動脈中血液粘滯情況，需測量血管中血液的流速和流量(單位時間內(nèi)流過血管橫截面的血液的體積).如圖所示是電磁流量計示意圖,將血管置于磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,測得血管兩側(cè)電壓為U.已知血管的直徑為d,則血液在血管中的流速v=_,流量Q=_.2如圖所示，空間某區(qū)域內(nèi)存在水平方向的勻強磁場，在磁場區(qū)域內(nèi)有兩根相距L=0.8 m的平行光滑金屬導(dǎo)軌PQ、MN固定在豎直平面內(nèi)，P、M間連接有R0=1 的電阻，Q、N間連接著兩塊水平放置的平行金屬板a、b，兩板相距d=0.2 m。一根電阻r=3 的細導(dǎo)體棒AB可以沿導(dǎo)軌平面向右運動，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好，不計導(dǎo)軌和導(dǎo)線的電阻?，F(xiàn)使導(dǎo)體棒AB以速率v向右勻速運動，在平行金屬板a、b之間有一個帶電液滴恰好以速率v在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動，設(shè)導(dǎo)軌足夠長，取g=10 m/s2。（1）試確定液滴帶何種電荷，并說明理由。（2）要使液滴在金屬板間做勻速圓周運動而不與兩板相碰，求導(dǎo)體棒AB運動速率v的取值范圍。（3）對于確定的速率v，帶電液滴做勻速圓周運動，求其從某點開始發(fā)生的位移大小等于圓周運動的直徑所需的時間。 3在圖所示區(qū)域（圖中直角坐標(biāo)系xOy的一、三象限）內(nèi)有勻強磁場，磁感應(yīng)強度方向垂直于圖面向里，大小為B.半徑為l、圓心角為60°的扇形導(dǎo)線框OPQ以角速度繞O點在圖面內(nèi)沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動，導(dǎo)線框回路電阻為R. (1)求線框中感應(yīng)電流I和交變感應(yīng)電流的頻率f.(2)在圖中畫出線框轉(zhuǎn)一周的時間內(nèi)感應(yīng)電流I隨時間t變化的圖象并求出頻率f.(規(guī)定與圖12-2-14中線框的位置相應(yīng)的時刻為t0，且以此時電流方向為正方向)4如圖所示，傾角=30°、寬度L=1 m的足夠長的U形平行光滑金屬導(dǎo)軌，固定在磁感應(yīng)強度B=1 T、范圍充分大的勻強磁場中，磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直。用平行于導(dǎo)軌、功率恒為6 W的牽引力F牽引一根質(zhì)量為m=0.2 kg、電阻R=1 的放在導(dǎo)軌上的金屬棒ab，由靜止開始沿導(dǎo)軌向上移動(ab始終與導(dǎo)軌接觸良好且垂直)。當(dāng)ab棒移動2.8 m時，獲得穩(wěn)定速度，在此過程中，克服安培力做功為5.8 J(不計導(dǎo)軌電阻及一切摩擦，g取10 m/s2)，求：(1)ab棒的穩(wěn)定速度。(2)ab棒從靜止開始達到穩(wěn)定速度所需時間。