第九章第2课时

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1、第2课时法拉第电磁感应定律、自感和涡流考纲解读 1.能应用法拉第电磁感应定律En和导线切割磁感线产生电动势公式EBlv计算感应电动势.2.会判断电动势的方向，即导体两端电势的高低.3.理解自感现象、涡流的概念，能分析通电自感和断电自感1对法拉第电磁感应定律的考查穿过某闭合回路的磁通量随时间t变化的图象分别如图1中所示，下列关于该回路中的感应电动势的论述，正确的是()图1A图中，回路中产生的感应电动势恒定不变B图中，回路中产生的感应电动势一直在变大C图中，回路中在0t1时间内产生的感应电动势小于在t1t2时间内产生的感应电动势D图中，回路中产生的感应电动势先变小后变大答案D解析图中磁通量不变，不

2、能产生感应电动势，图中均匀变化的磁通量产生恒定的感应电动势，图中磁通量的变化率为图线斜率的大小，故A、B、C均错，D正确2对公式EBlv的考查如图2所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒ab以水平初速度v0抛出，设在整个过程中棒的方向不变且不计空气阻力，则在金属棒在运动过程中产生的感应电动势大小变化情况是()图2A越来越大 B越来越小C保持不变 D无法判断答案C解析金属棒ab切割磁感线，产生感应电动势而不产生感应电流，没有安培力产生，在重力作用下做平抛运动，垂直于磁感线方向速度不变，始终为v0，由公式EBlv知，感应电动势为Blv0不变，故A、B、D错误，C正确3对自感的考查如图3

3、(a)、(b)所示的电路中，电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，且小于灯A的电阻，接通S，电路达到稳定后，灯泡A发光，则()图3A在电路(a)中，断开S，A将渐渐变暗B在电路(a)中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗C在电路(b)中，断开S，A将渐渐变暗D在电路(b)中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗答案AD解析在电路(a)中，灯A和线圈L串联，它们的电流相同，断开S时，线圈上产生自感电动势，阻碍原电流的减小，但流过灯A的电流仍逐渐减小，因而灯A只能渐渐变暗在电路(b)中，电阻R和灯A串联，灯A的电阻大于线圈L的电阻，电流则小于线圈L中的电流，断开S后，电源不再给灯供电，而线圈产生自感

4、电动势阻碍电流的减小，通过R、A形成回路，灯A中电流突然变大，灯A变得更亮，然后渐渐变暗，故A、D正确4对涡流的考查如图4所示为新一代炊具电磁炉，无烟、无明火、无污染、不产生有害气体、无微波辐射、高效节能等是电磁炉的优势所在电磁炉是利用电流通过线圈产生磁场，当磁场的磁感线通过含铁质锅底部时，即会产生无数小涡流，使锅体本身自行高速发热，然后再加热锅内食物下列相关说法中正确的是()图4A锅体中的涡流是由恒定的磁场产生的B恒定磁场越强，电磁炉的加热效果越好C锅体中的涡流是由变化的磁场产生的D提高磁场变化的频率，可提高电磁炉的加热效果答案CD解析由电磁感应原理可知，锅体中的涡流是由变化的磁场产生的，提

5、高磁场变化的频率，产生的感应电动势变大，可提高电磁炉的加热效果，故C、D正确5用平均速度计算电动势如图5所示，垂直纸面向外的匀强磁场的磁感应强度为B，在垂直于磁场方向的平面内，有一个长度为L的金属棒OP绕垂直于纸面的转动轴O沿逆时针方向以角速度匀速转动，试求金属棒OP转动时所产生的感应电动势的大小和方向图5答案见解析解析运用公式EBlv计算，金属棒OP切割磁感线时，棒上各点线速度大小不同，从线速度与角速度的关系vr可看出，各点的线速度与转动半径成正比，因而，其平均切割速度为，故EBLBL2，方向由O指向P.一、法拉第电磁感应定律1感应电动势(1)感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势产生感应

6、电动势的那部分导体就相当于电源，导体的电阻相当于电源内阻(2)感应电流与感应电动势的关系：遵循闭合电路欧姆定律，即I.2法拉第电磁感应定律(1)内容：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比(2)公式：En.3导体切割磁感线的情形(1)一般情况：运动速度v和磁感线方向夹角为，则EBlvsin_.(2)常用情况：运动速度v和磁感线方向垂直，则EBlv.二、自感与涡流1自感现象(1)概念：由于导体本身的电流变化而产生的电磁感应现象称为自感，由于自感而产生的感应电动势叫做自感电动势(2)表达式：EL.(3)自感系数L的影响因素：与线圈的大小、形状、匝数以及是否有铁芯有关2涡流

7、当线圈中的电流发生变化时，在它附近的任何导体中都会产生感应电流，这种电流像水中的旋涡，所以叫涡流.考点一法拉第电磁感应定律的应用1感应电动势大小的决定因素(1)感应电动势的大小由穿过闭合电路的磁通量的变化率和线圈的匝数共同决定，而与磁通量、磁通量的变化量的大小没有必然联系(2)当仅由B引起时，则En；当仅由S引起时，则En；当由B、S的变化同时引起，则Enn.2磁通量的变化率是t图象上某点切线的斜率例1如图6甲所示，电阻不计，间距为l的平行长金属导轨置于水平面内，阻值为R的导体棒ab固定连接在导轨左端，另一阻值也为R的导体棒ef垂直放置在导轨上，ef与导轨接触良好，并可在导轨上无摩擦移动现有一

8、根轻杆一端固定在ef中点，另一端固定于墙上，轻杆与导轨保持平行，ef、ab两棒间距为d.若整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中，且从某一时刻开始，磁感应强度B随时间t按图乙所示的方式变化图6(1)求在0t0时间内流过导体棒ef的电流的大小与方向；(2)求在t02t0时间内导体棒ef产生的热量；(3)1.5t0时刻杆对导体棒ef的作用力的大小和方向解析(1)在0t0时间内，磁感应强度的变化率产生感应电动势的大小E1Sld流过导体棒ef的电流大小I1由楞次定律可判断电流方向为ef(2)在t02t0时间内，磁感应强度的变化率产生感应电动势的大小E2Sld流过导体棒ef的电流大小I2该时间内导体棒ef

9、产生的热量QIRt0(3)1.5t0时刻，磁感应强度BB0导体棒ef受安培力：FB0I2l方向水平向左根据导体棒ef受力平衡可知杆对导体棒的作用力为FF，负号表示方向水平向右答案(1)，方向ef(2)(3)，方向水平向右1.应用法拉第电磁感应定律解题的一般步骤(1)分析穿过闭合电路的磁场方向及磁通量的变化情况；(2)利用楞次定律确定感应电流的方向；(3)灵活选择法拉第电磁感应定律的不同表达形式列方程求解2几点注意(1)公式En是求解回路某段时间内平均电动势的最佳选择(2)用公式EnS求感应电动势时，S为线圈在磁场范围内的有效面积(3)通过回路截面的电荷量q仅与n、和回路总电阻R总有关，与时间长

10、短无关推导如下：qtt.突破训练1如图7甲所示，一个圆形线圈的匝数n100，线圈面积S200 cm2，线圈的电阻r1 ，线圈外接一个阻值R4 的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示下列说法中正确的是()图7A线圈中的感应电流方向为顺时针方向B电阻R两端的电压随时间均匀增大C线圈电阻r消耗的功率为4104 WD前4 s内通过R的电荷量为4104 C答案C解析由楞次定律可知，线圈中的感应电流方向为逆时针方向，选项A错误；由法拉第电磁感应定律可知，产生的感应电动势为E0.1 V，电阻R两端的电压不随时间变化，选项B错误；回路中电流I0.02 A，线圈

11、电阻r消耗的功率为PI2r4104 W，选项C正确；前4 s内通过R的电荷量为qIt0.08 C，选项D错误考点二导体切割磁感线产生感应电动势的计算1公式EBlv的使用条件(1)匀强磁场(2)B、l、v三者相互垂直(3)如不垂直，用公式EBlvsin 求解，为B与v方向间的夹角2“瞬时性”的理解若v为瞬时速度，则E为瞬时感应电动势若v为平均速度，则E为平均感应电动势，即EBl.3切割的“有效长度”公式中的l为有效切割长度，即导体在与v垂直的方向上的投影长度图8中有效长度分别为：图8甲图：lsin ；乙图：沿v1方向运动时，l；沿v2方向运动时，l0.丙图：沿v1方向运动时，lR；沿v2方向运动

12、时，l0；沿v3方向运动时，lR.4“相对性”的理解EBlv中的速度v是相对于磁场的速度，若磁场也运动，应注意速度间的相对关系例2两足够长的平行金属导轨间的距离为L，导轨光滑且电阻不计，导轨所在的平面与水平面夹角为.在导轨所在空间内，分布磁感应强度为B、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场把一个质量为m的导体棒ab放在金属导轨上，在外力作用下保持静止，导体棒与金属导轨垂直，且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻为R1，完成下列问题：图9(1)如图9甲，金属导轨的一端接一个内阻为r的直流电源撤去外力后导体棒仍能静止，求直流电源电动势；(2)如图乙，金属导轨的一端接一个阻值为R2的定值电阻，撤

13、去外力让导体棒由静止开始下滑，在加速下滑的过程中，当导体棒的速度达到v时，求此时导体棒的加速度；(3)求(2)问中导体棒所能达到的最大速度审题指导1.金属导轨接有电源时，如何计算导体棒所受安培力大小？如何判断安培力方向？2金属导轨接电阻R2时，如何计算感应电动势大小？如何计算导体棒所受安培力大小？如何判断电流方向和安培力方向？解析(1)回路中的电流为I导体棒ab受到的安培力为F安BIL对导体棒ab受力分析知F安mgsin 联立上面三式解得：E(2)当导体棒ab速度为v时，感应电动势EBLv，此时电路中电流I导体棒ab受到的安培力为F安BIL根据牛顿第二定律，有mamgsin F安mgsin a

14、gsin (3)当mgsin 时，导体棒ab达到最大速度vmvm答案(1)(2)gsin (3) 公式En与EBlvsin 的区别与联系两个公式项目EnEBlvsin 区别求的是t时间内的平均感应电动势，E与某段时间或某个过程相对应求的是瞬时感应电动势，E与某个时刻或某个位置相对应求的是整个回路的感应电动势整个回路的感应电动势为零时，其回路中某段导体的感应电动势不一定为零求的是回路中一部分导体切割磁感线时产生的感应电动势由于是整个回路的感应电动势，因此电源部分不容易确定由于是由一部分导体切割磁感线的运动产生的，该部分就相当于电源联系公式En和EBlvsin 是统一的，当t0时，E为瞬时感应电动

15、势，而公式EBlvsin 中的v若代入，则求出的E为平均感应电动势突破训练2如图10所示，足够长的“U”形光滑金属导轨平面与水平面成角(090)，其中MN与PQ平行且间距为L，导轨平面与磁感应强度大小为B的匀强磁场垂直，导轨电阻不计金属棒ab由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且接触良好，ab棒接入电路的部分的电阻为R，当流过ab棒某一横截面的电荷量为q时，棒的速度大小为v，则金属棒ab在这一过程中()图10Aa点的电势高于b点的电势Bab棒中产生的焦耳热小于ab棒重力势能的减少量C下滑的位移大小为D受到的最大安培力大小为sin 答案ABC解析由右手定则可知a点相当于电源的正极，b点相

16、当于电源的负极，故A正确；由能量守恒可知ab棒重力势能的减少量等于ab棒中产生的焦耳热与ab棒的动能之和，故B正确；由q可得，下滑的位移大小为x，故C正确；金属棒ab在这一过程中受到的安培力大小为FBIL，I最大为，故最大安培力大小为，故D错误故选A、B、C.考点三自感现象的理解1自感现象“阻碍”作用的理解(1)流过线圈的电流增加时，线圈中产生的自感电动势与电流方向相反，阻碍电流的增加，使其缓慢地增加(2)流过线圈的电流减小时，线圈中产生的自感电动势与电流方向相同，阻碍电流的减小，使其缓慢地减小线圈就相当于电源，它提供的电流从原来的IL逐渐变小2自感现象的四大特点(1)自感电动势总是阻碍导体中

17、原电流的变化(2)通过线圈中的电流不能发生突变，只能缓慢变化(3)电流稳定时，自感线圈就相当于普通导体(4)线圈的自感系数越大，自感现象越明显，自感电动势只是延缓了过程的进行，但它不能使过程停止，更不能使过程反向3断电自感中，灯泡是否闪亮问题(1)通过灯泡的自感电流大于原电流时，灯泡闪亮(2)通过灯泡的自感电流小于等于原电流时，灯泡不会闪亮例3如图11所示的电路中，L为一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，D1、D2是两个完全相同的灯泡，E是一内阻不计的电源t0时刻，闭合开关S，经过一段时间后，电路达到稳定，t1时刻断开开关S.I1、I2分别表示通过灯泡D1和D2的电流，规定图中箭头所示的方向

18、为电流正方向，以下各图中能定性描述电流I随时间t变化关系的是()图11解析当S闭合时，L的自感作用会阻碍其中的电流变大，电流从D1流过；当L的阻碍作用变小时，L中的电流变大，D1中的电流变小至零；D2中的电流为电路总电流，电流流过D1时，电路总电阻较大，电流较小，当D1中电流为零时，电流流过L与D2，总电阻变小，电流变大至稳定；当S再断开时，D2马上熄灭，D1与L组成回路，由于L的自感作用，D1慢慢熄灭，电流反向且减小；综上所述知选项A、C正确答案AC分析自感现象的两点注意(1)通过自感线圈中的电流不能发生突变，即通电过程中，电流是逐渐变大，断电过程中，电流是逐渐变小，此时线圈可等效为“电源”

19、，该“电源”与其他电路元件形成回路(2)断电自感现象中灯泡是否“闪亮”问题的判断，在于对电流大小的分析，若断电后通过灯泡的电流比原来强，则灯泡先闪亮后再慢慢熄灭突破训练3如图12所示电路中，L是一电阻可忽略不计的电感线圈，a、b为L的左、右两端点，A、B、C为完全相同的三个灯泡，原来电键K是闭合的，三个灯泡均在发光某时刻将电键K断开，则下列说法正确的是()图12Aa点电势高于b点，A灯闪亮后缓慢熄灭Bb点电势高于a点，B、C灯闪亮后缓慢熄灭Ca点电势高于b点，B、C灯闪亮后缓慢熄灭Db点电势高于a点，B、C灯不会闪亮只是缓慢熄灭答案B解析电键K闭合稳定时，电感线圈支路的总电阻较B、C灯支路电阻

20、小，故流过A灯的电流I1大于流过B、C灯的电流I2，且电流方向由a到b，a点电势高于b点当电键K断开，由于与电源断开，电感线圈会产生自感现象，相当于电源，b点电势高于a点，阻碍流过A灯的电流减小，瞬间流过B、C灯支路的电流比原来的大，故B、C灯闪亮后再缓慢熄灭，故B正确40.应用法拉第电磁感应定律的答题规范在阅卷过程中，我们看到学生计算题的答题卷面，有时不是因为物理知识不够扣分，而是因为答题不规范而扣分，很是可惜下面谈一下规范答题的几大要素1文字说明(1)研究对象个体或系统、过程或状态(2)所列方程的依据名称(3)题目中的隐含条件、临界条件(4)非题设字母，说明符号的物理意义字母符号书写、使用

21、要规范，题目给了符号最好不要再另设符号尊重课本常用符号(5)规定的正方向、零势点(面)及所建立的坐标系(6)结果的物理意义，给出明确答案2必要方程(1)写出符合题意的原始方程，不能写变形式，如：要写成“”，不要直接写成“F”(2)要用字母表述方程，不要写代入数据的方程，方程中等号两边虽然含有相同的物理量字母，也不能相“约”，如“mghmv2”(3)要用原始方程组联立求解，不要用连等式，不要在等式中不断的“续”进一些内容(4)方程式有多个时，应分步列，并对各方程式编号，不要合写一式，以免一错全错3数字运用(1)几何关系只说结果，不必证明(2)数字相乘，要用“”，不用“”(3)卷面上不能打“/”相

22、约4答题模板解设(未知量)为对过程由规律得：(具体问题的原始方程)在位置由公式得：(具体问题的原始方程)联立以上各式(或联立式)得：(由已知量符号表示)“结果”(代入数据得结果，并注意待求量的数值及单位)例4如图13所示，两根质量同为m、电阻同为R、长度同为l的导体棒a、b，用两条等长的、质量和电阻均可忽略不计的长直导线连接后，放在距地面足够高的光滑绝缘水平桌面上，两根导体棒均与桌边缘平行，一根在桌面上，另一根移动到靠在桌子的光滑绝缘侧面上整个空间存在水平向右的匀强磁场，磁感应强度为B，开始时两棒静止，自由释放后开始运动已知两条导线除桌边缘拐弯处外其余部位均处于伸直状态，导线与桌子侧棱间无摩擦

23、求：图13(1)刚释放时，导体棒a、b的加速度大小；(2)导体棒a、b运动稳定时的速度大小；(3)若从开始下滑到刚稳定时通过横截面的电荷量为q，求该过程中系统产生的焦耳热审题与关联解析(1)刚释放时，导体棒a、b的加速度大小相同，设导线中拉力为FT对a棒：mg2FTma对b棒：2FTma解得：ag(2)导体棒运动稳定时，设导线中拉力为FT对b棒：FT0对a棒：mgF安又F安BIl，I解得：v(3)从开始下滑到刚稳定，设a棒下降的高度为h则通过横截面的电荷量qt由能量守恒定律得：系统产生的焦耳热Qmgh2mv2，解得：Q答案(1)gg(2)(3)高考题组1(2013北京17)如图14所示，在磁感

24、应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆MN在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动，MN中产生的感应电动势为E1；若磁感应强度增为2B，其他条件不变，MN中产生的感应电动势变为E2.则通过电阻R的电流方向及E1与E2之比E1E2分别为()图14Aca,21 Bac,21Cac,12 Dca,12答案C解析用右手定则判断出两次滑动中金属棒MN中的电流方向均为NM，所以电阻R中的电流方向为ac.由感应电动势公式EBlv可知：，故选项C正确模拟题组2.如图15所示，A、B、C是三个完全相同的灯泡，L是一个自感系数较大的线圈(直流电阻可忽略不计)则()图15AS闭合时，A灯立即亮，然后逐渐熄灭B

25、S闭合时，B灯立即亮，然后逐渐熄灭C电路接通稳定后，三个灯亮度相同D电路接通稳定后，S断开时，C灯立即熄灭答案A解析因线圈L的直流电阻可忽略不计，S闭合时，A灯立即亮，然后逐渐熄灭，A正确S闭合时，B灯先不太亮，然后亮，B错误电路接通稳定后，B、C灯亮度相同，A灯不亮，C错误电路接通稳定后，S断开时，C灯逐渐熄灭，D错误3.如图16所示，正方形线框的左半侧处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与线框平面垂直，线框的对称轴MN恰与磁场边缘平齐若第一次将线框从磁场中以恒定速度v1向右匀速拉出，第二次以线速度v2让线框绕轴MN匀速转过90，为使两次操作过程中，线框产生的平均感应电动势相等，则()图

26、16Av1v22 Bv1v22Cv1v212 Dv1v221答案A解析第一次将线框从磁场中以恒定速度v1向右匀速拉出，线框中的感应电动势恒定，有1E1Blv1.第二次以线速度v2让线框绕轴MN匀速转过90，所需时间t，线框中的磁通量变化量BlBl2，产生的平均电动势2.由题意知12，可得v1v22，A正确4如图17所示，M、N为纸面内两平行光滑导轨，间距为L.轻质金属杆ab可在导轨上左右无摩擦滑动，杆与导轨接触良好，导轨右端与定值电阻连接P、Q为平行板器件，两板间距为d，上、下两板分别与定值电阻两端相接两板正中左端边缘有一粒子源中始终都有速度为v0的带正电粒子沿平行于极板的方向进入两板之间整个

27、装置处于垂直于纸面向外的匀强磁场中已知轻杆和定值电阻的阻值分别为r和R，其余电阻不计，带电粒子的重力不计，为使粒子沿原入射方向从板间右端射出，则轻杆应沿什么方向运动？速度多大？图17答案见解析解析粒子在电场中运动，电场力F粒子在磁场中运动，磁场力Fqv0B因为粒子沿原入射方向从板间右端射出，所以粒子所受的电场力和洛伦兹力相互平衡，得qv0B轻质金属杆ab切割磁感线产生的感应电动势EBLv，R中电流I，PQ间电压UIR联立解得v(Rr)v0由右手定则得杆应向右运动5如图18所示，半径为a的圆环电阻不计，放置在垂直于纸面向里，磁感应强度为B的匀强磁场中，环内有一导体棒，电阻为r，可以绕环匀速转动将

28、电阻R，开关S连接在环上和棒的O端，将电容器极板水平放置，两极板间距为d，并联在电阻R和开关S两端，如图所示图18(1)开关S断开，极板间有一电荷量为q、质量为m的正粒子恰好静止，试判断OM的转动方向和角速度的大小(2)当S闭合时，该带电粒子以g的加速度向下运动，则R是r的几倍？答案(1)逆时针方向(2)3解析(1)由于粒子带正电，故电容器上极板为负极，根据右手定则，OM应绕O点逆时针方向转动粒子受力平衡，则：mgqEBa2当S断开时，UE，解得：(2)当S闭合时，根据牛顿第二定律：mgqmgUR，解得：3.(限时：45分钟)题组1对法拉第电磁感应定律的考查1.如图1所示，Q是单匝金属线圈，M

29、N是一个螺线管，它的绕线方法没有画出，Q的输出端a、b和MN的输入端c、d之间用导线相连，P是在MN的正下方水平放置的用细导线绕制的软弹簧线圈若在Q所处的空间加上与环面垂直的变化磁场，发现在t1至t2时间段内弹簧线圈处于收缩状态，则所加磁场的磁感应强度的变化情况可能是()图1 答案D解析在t1至t2时间段内弹簧线圈处于收缩状态，说明此段时间内穿过线圈的磁通量变大，即穿过线圈的磁场的磁感应强度变大，则螺线管中电流变大，单匝金属线圈Q产生的感应电动势变大，所加磁场的磁感应强度的变化率变大，即Bt图线的斜率变大，选项D正确2如图2甲所示，电路的左侧是一个电容为C的电容器，电路的右侧是一个环形导体，环

30、形导体所围的面积为S.在环形导体中有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小随时间变化的规律如图乙所示则在0t0时间内电容器()图2A上极板带正电，所带电荷量为B上极板带正电，所带电荷量为C上极板带负电，所带电荷量为D上极板带负电，所带电荷量为答案A解析由题图乙可知，B增大，根据楞次定律，感应电流沿逆时针方向，故电容器上极板带正电，En，QCE，A正确3.一个由电阻均匀的导线绕制成的闭合线圈放在磁场中，如图3所示，线圈平面与磁场方向成60角，磁感应强度随时间均匀变化，下列方法可使感应电流增加一倍的是()图3A把线圈匝数增加一倍B把线圈面积增加一倍C把线圈半径增加一倍D改变线圈与磁场方向的夹角

31、为另一定值答案C解析设导线的电阻率为，横截面积为S0，线圈的半径为r，线圈与磁场方向的夹角为，线圈匝数为n，则Isin ，可见，将r增加一倍，I增加一倍；改变线圈与磁场方向的夹角，sin 不能变为原来的2倍(因sin 最大值为1)；若将线圈的面积增加一倍，半径r增加(1)倍，电流增加(1)倍；I与线圈匝数无关综上所述，只有C项正确4如图4甲所示，光滑导轨水平放置在斜向下且与水平方向夹角为60的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示(规定斜向下为正方向)，导体棒ab垂直导轨放置且与导轨接触良好，除电阻R的阻值外，其余电阻不计，导体棒ab在水平外力作用下始终处于静止状态规定

32、ab的方向为电流的正方向，水平向右的方向为外力的正方向，则在0t1时间内，能正确反映流过导体棒ab的电流I和导体棒ab所受水平外力F随时间t变化的图象是()图4 答案D解析由楞次定律可判定回路中的电流始终为ba方向，由法拉第电磁感应定律可判定回路电流大小恒定，故A、B两项错；由F安BIl可得F安随B的变化而变化，在0t0时间内，F安方向向右，故外力F与F安等值反向，方向向左为负值；在t0t1时间内，F安方向改变，故外力F方向也改变为正值，综上所述，D项正确题组2对公式EBlv的综合考查5如图5所示，空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为B，方向相反且垂直纸面，MN、PQ为其边界，OO为其对称轴一

33、导线折成边长为L的正方形闭合回路abcd，回路在纸面内以恒定速度v0向右运动，当运动到关于OO对称的位置时()图5A穿过回路的磁通量为零B回路中感应电动势大小为BLv0C回路中感应电流的方向为顺时针方向D回路中ab边与cd边所受安培力方向相同答案AD解析由于两磁场的磁感应强度大小相等，方向相反，且回路此时关于OO对称，因而此时穿过回路的磁通量为零，A项正确；ab、cd均切割磁感线，相当于两个电源，由右手定则知，回路中感应电流方向为逆时针方向，两电源串联，感应电动势为2BLv0，B、C项错误；由左手定则知ab、cd所受安培力方向均向左，D项正确6如图6所示，两根足够长的光滑金属导轨水平平行放置，

34、间距为l1 m，cd间、de间、cf间分别接阻值为R10 的电阻一阻值为R10 的导体棒ab以速度v4 m/s匀速向左运动，导体棒与导轨接触良好，导轨所在平面存在磁感应强度大小为B0.5 T、方向竖直向下的匀强磁场下列说法中正确的是()图6A导体棒ab中电流的流向为由b到aBcd两端的电压为1 VCde两端的电压为1 VDfe两端的电压为1 V答案BD解析由右手定则可判知A错误；EBlv0.514 V2 V，UcdE1 V，B正确；由于de、cf间电阻没有电流流过，故UdeUcf0，所以UfeUcd1 V，C错误，D正确7.如图7所示的区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B.电阻为R

35、、半径为L、圆心角为45的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴以角速度匀速转动(O轴位于磁场边界)则线框内产生的感应电流的有效值为()图7A. B.C. D.答案D解析导线框进出磁场时产生感应电动势，根据法拉第电磁感应定律知：EBLBL2，导线框转动一周的过程中只有0和T时间内有感应电流，设线框内产生的感应电流的有效值为I，则I2RT2R，解得I.8如图8所示，电阻不计的平行导轨竖直固定，上端接有电阻R，高度为h的匀强磁场与导轨平面垂直一导体棒从磁场上方的A位置自由释放，用x表示导体棒进入磁场后的位移，i表示导体棒中的感应电流大小，v表示导体棒的速度大小，Ek表示导体棒的动能，a表示导体棒的加速度

36、大小，导体棒与导轨垂直并接触良好以下图象可能正确的是()图8答案AC解析由于导体棒释放时距离磁场上边界有一定高度，所以导体棒到达磁场上边界时获得大小一定的速度v0，若速度v0较小，导体棒切割磁感线产生的感应电流较小，导体棒受到的安培力小于其自身的重力，导体棒做加速运动，当速度增大到一定值，满足安培力等于重力时，导体棒做匀速运动，离开磁场后做匀加速运动若速度v0较大，切割磁感线产生的感应电流较大，导体棒受到的安培力大于其自身的重力，导体棒做减速运动，当速度减小到一定值，满足安培力等于重力时，导体棒做匀速运动，离开磁场后做匀加速运动选项A符合此种情况；选项B中的0h段不应该是直线，故B错误；选项D

37、中到达h以后，导体棒做匀加速运动，速度增大，D错误若速度v0刚好满足安培力等于重力，则导体棒做匀速运动，离开磁场后做匀加速运动，选项C符合此种情况本题应选A、C.9.如图9所示，MN、PQ是两根竖直放置的间距为L的足够长的光滑平行金属导轨，虚线以上有垂直纸面向外的匀强磁场，虚线以下有垂直纸面向里的匀强磁场，两磁场区域的磁感应强度均为B.金属棒ab质量为M，电阻为R，静止放在中导轨上的水平突起上；金属棒cd质量为m，电阻也为R.让cd在中某处无初速度释放，当cd下落距离为h时，ab恰好对突起没有压力已知两根金属棒始终水平且与金属导轨接触良好，金属导轨的电阻不计，重力加速度为g.求：图9(1)当c

38、d下落距离为h时，通过ab的电流I.(2)当cd下落距离为h时，cd的速度大小v.(3)从cd释放到下落距离为h的过程中，ab上产生的焦耳热Qab.(结果用B、L、M、m、R、h、g表示)答案(1)(2)(3)mgh解析(1)由题意知，ab受重力和安培力作用处于平衡状态，有MgBIL，解得I(2)设cd切割磁感线产生的感应电动势为E，有EBLv，I联立以上各式解得v(3)由能量守恒定律得mghQabQcdmv2因ab与cd串联，且电阻相等，故QabQcd联立解得Qabmgh题组3对自感现象的考查10如图10所示，电源的电动势为E，内阻r不能忽略A、B是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的

39、线圈关于这个电路的以下说法正确的是()图10A由开关闭合到电路中电流稳定的时间内，A灯立刻亮，而后逐渐变暗，最后亮度稳定B由开关闭合到电路中电流稳定的时间内，B灯立刻亮，而后逐渐变暗，最后亮度稳定C开关由闭合到断开瞬间，A灯闪亮一下再熄灭D开关由闭合到断开瞬间，电流自左向右通过A灯答案A解析由开关闭合到电路中电流稳定的时间内，A灯立刻亮，而后逐渐变暗，最后亮度稳定；B灯逐渐变亮，最后亮度稳定，选项A正确，B错误开关由闭合到断开瞬间，电流自右向左通过A灯，A灯不闪亮就慢慢熄灭，选项C、D错误11如图11所示电路中，电源电动势为E，线圈L的电阻不计以下判断正确的是()图11A闭合S稳定后，电容器两

40、端电压为EB闭合S稳定后，电容器的a极带正电C断开S后的很短时间里，电容器的a极板将带正电D断开S后的很短时间里，电容器的a极板将带负电答案C12如图12所示的电路中，L是一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，D1、D2和D3是三个完全相同的灯泡，E是内阻不计的电源在t0时刻，闭合开关S，电路稳定后在t1时刻断开开关S.规定以电路稳定时流过D1、D2的电流方向为正方向，分别用I1、I2表示流过D1和D2的电流，则下列四个图象中能定性描述电流I1、I2随时间t变化关系的是()图12答案C解析在闭合开关S时，流过D2的电流立即增大到稳定值I2，流过D1的电流由于线圈的自感作用并不能立即增加，而是缓慢地增加到I1，且I12I2，在断开开关S时，线圈中产生自感电动势，D1、D2和D3组成回路，回路中有逆时针方向的电流，且电流从I1逐渐减小，最后减为零，所以选项C正确