高考物理三輪沖刺 專題十一 電磁感應課件

專題十一 電磁感應1.1.電磁感應現(xiàn)象電磁感應現(xiàn)象 2.2.磁通量磁通量 3.3.法拉第電磁感應定律法拉第電磁感應定律 4.4.楞次定律楞次定律 5.5.自感、渦流自感、渦流 1.1.熟練應用右手定則和楞次定律判斷感應電流的方向熟練應用右手定則和楞次定律判斷感應電流的方向. .2.2.掌握公式掌握公式E=BE=Blv v和和 ，會計算平動切割、轉(zhuǎn)動切割、，會計算平動切割、轉(zhuǎn)動切割、磁通量變化等各種情況的感應電動勢磁通量變化等各種情況的感應電動勢. .3.3.掌握電磁感應中的圖象問題掌握電磁感應中的圖象問題. .4.4.會處理各種綜合問題，如與電路、力學、功、能知識的綜合會處理各種綜合問題，如與電路、力學、功、能知識的綜合. .Ent 楞次定律及其應用楞次定律及其應用【典例【典例1 1】(2011(2011上海高考上海高考) )如圖，均勻帶正電的絕緣圓環(huán)如圖，均勻帶正電的絕緣圓環(huán)a a與與金屬圓環(huán)金屬圓環(huán)b b同心共面放置，當同心共面放置，當a a繞繞O O點在其所在平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)時點在其所在平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)時,b,b中產(chǎn)生順時針方向的感應電流中產(chǎn)生順時針方向的感應電流, ,且具有收縮趨勢，由此可知，且具有收縮趨勢，由此可知，圓環(huán)圓環(huán)a( )a( )A.A.順時針加速旋轉(zhuǎn)順時針加速旋轉(zhuǎn)B.B.順時針減速旋轉(zhuǎn)順時針減速旋轉(zhuǎn)C.C.逆時針加速旋轉(zhuǎn)逆時針加速旋轉(zhuǎn)D.D.逆時針減速旋轉(zhuǎn)逆時針減速旋轉(zhuǎn)【審題視角【審題視角】解答本題時，應注意以下三點：解答本題時，應注意以下三點：【關鍵點【關鍵點】(1)(1)由由b b環(huán)感應電流環(huán)感應電流, ,判斷判斷a a環(huán)轉(zhuǎn)動情況環(huán)轉(zhuǎn)動情況. .(2)(2)由由b b環(huán)收縮環(huán)收縮, ,判斷判斷a a環(huán)外部磁場方向環(huán)外部磁場方向. .(3)(3)綜合綜合(1)(1)、(2),(2),判斷判斷a a環(huán)具體轉(zhuǎn)動情況環(huán)具體轉(zhuǎn)動情況. . 【精講精析【精講精析】本題具體解題流程如下：本題具體解題流程如下：答案：答案：B B【命題人揭秘【命題人揭秘】靈活應用楞次定律的幾種方法靈活應用楞次定律的幾種方法(1)(1)電流元法：在整個導體上取幾段電流元，判斷電流元受力電流元法：在整個導體上取幾段電流元，判斷電流元受力情況，從而判斷整體受力情況情況，從而判斷整體受力情況. .(2)(2)等效磁體法：將環(huán)形導體等效為一個條形磁鐵，進而做出等效磁體法：將環(huán)形導體等效為一個條形磁鐵，進而做出判斷判斷. .(3)(3)躲閃法：回路由靜止通過躲閃法：回路由靜止通過“躲閃躲閃”實現(xiàn)實現(xiàn)“增反減同增反減同”的效的效果果. .(4)(4)阻礙相對運動法：產(chǎn)生的感應電流的磁場總是阻礙導體相阻礙相對運動法：產(chǎn)生的感應電流的磁場總是阻礙導體相對運動，即對運動，即“來拒去留來拒去留”. . 法拉第電磁感應定律的理解法拉第電磁感應定律的理解【典例【典例2 2】(2011(2011廣東高考廣東高考) )將閉合多匝線圈置于僅隨時間變將閉合多匝線圈置于僅隨時間變化的磁場中，線圈平面與磁場方向垂直，關于線圈中產(chǎn)生的感化的磁場中，線圈平面與磁場方向垂直，關于線圈中產(chǎn)生的感應電動勢和感應電流，下列表述正確的是應電動勢和感應電流，下列表述正確的是( )( )A.A.感應電動勢的大小與線圈的匝數(shù)無關感應電動勢的大小與線圈的匝數(shù)無關B.B.穿過線圈的磁通量越大，感應電動勢越大穿過線圈的磁通量越大，感應電動勢越大C.C.穿過線圈的磁通量變化越快，感應電動勢越大穿過線圈的磁通量變化越快，感應電動勢越大D.D.感應電流產(chǎn)生的磁場方向與原磁場方向始終相同感應電流產(chǎn)生的磁場方向與原磁場方向始終相同【審題視角【審題視角】解答本題應準確理解法拉第電磁感應定律解答本題應準確理解法拉第電磁感應定律. .判斷判斷感應電流方向時應利用好楞次定律感應電流方向時應利用好楞次定律. .【精講精析【精講精析】由法拉第電磁感應定律知：由法拉第電磁感應定律知： ，可見感應，可見感應電動勢的大小與線圈的匝數(shù)有關，電動勢的大小與線圈的匝數(shù)有關，A A錯誤；感應電動勢的大小錯誤；感應電動勢的大小取決于磁通量的變化快慢，而與磁通量的大小無關，取決于磁通量的變化快慢，而與磁通量的大小無關，B B錯誤，錯誤，C C正確；感應電流產(chǎn)生的磁場阻礙原磁場的變化，當原磁場增強正確；感應電流產(chǎn)生的磁場阻礙原磁場的變化，當原磁場增強時，感應電流產(chǎn)生的磁場與原磁場方向相反，時，感應電流產(chǎn)生的磁場與原磁場方向相反，D D錯誤錯誤. .答案：答案：C C Ent【命題人揭秘【命題人揭秘】應用法拉第電磁感應定律的三點提醒應用法拉第電磁感應定律的三點提醒(1)(1)在在 中，中，E E與與不成正比，不成正比，E E與與tt也不成反比，也不成反比，而是而是E E與與 成正比，成正比，n n不是比例系數(shù)，而是線圈的匝數(shù)不是比例系數(shù)，而是線圈的匝數(shù). .(2)(2)利用利用 求得的電動勢為求得的電動勢為tt時間內(nèi)的平均值時間內(nèi)的平均值. .(3)(3)引起磁通量變化有兩個方面，其一是磁場變化，其二是線引起磁通量變化有兩個方面，其一是磁場變化，其二是線圈的面積發(fā)生變化圈的面積發(fā)生變化. . EnttEnt 電磁感應中的圖象問題電磁感應中的圖象問題【典例【典例3 3】(2011(2011海南高考海南高考) )如圖，如圖，EOFEOF和和EOFEOF為空間一勻強磁場為空間一勻強磁場的邊界，其中的邊界，其中EOEOEOEO，F(xiàn)OFOFOFO，且，且EOOFEOOF；OOOO為為EOFEOF的角平分線，的角平分線，OOOO間的距離為間的距離為l；磁；磁場方向垂直于紙面向里場方向垂直于紙面向里. .一邊長為一邊長為l的正方形導線框沿的正方形導線框沿OOOO方向方向勻速通過磁場，勻速通過磁場，t=0t=0時刻恰好位于圖示位置時刻恰好位于圖示位置. .規(guī)定導線框中感應規(guī)定導線框中感應電流沿逆時針方向時為正，則感應電流電流沿逆時針方向時為正，則感應電流i i與時間與時間t t的關系圖線可的關系圖線可能正確的是能正確的是( )( )【審題視角【審題視角】解答該題應注意以下兩點：解答該題應注意以下兩點：【關鍵點【關鍵點】(1)(1)根據(jù)右手定則判斷感應電流方向根據(jù)右手定則判斷感應電流方向. .(2)(2)分析有效切割長度，根據(jù)分析有效切割長度，根據(jù)E=BE=Blv v和和I=E/RI=E/R確定電流大小確定電流大小. .【精講精析【精講精析】本題中四個選項都是本題中四個選項都是i-ti-t關系圖線，故可用排除關系圖線，故可用排除法法. .因在第一個階段內(nèi)通過導線框的磁通量向里增大，由楞次因在第一個階段內(nèi)通過導線框的磁通量向里增大，由楞次定律可判定此過程中電流沿逆時針方向，故定律可判定此過程中電流沿逆時針方向，故C C、D D錯誤錯誤. .由于在由于在穿過整個磁場區(qū)域的磁通量變化量穿過整個磁場區(qū)域的磁通量變化量=0=0，由，由 可知整個可知整個過程中通過導線框的總電荷量也應為零，而在過程中通過導線框的總電荷量也應為零，而在i-ti-t圖象中圖線圖象中圖線與時間軸所圍總面積為零，即時間軸的上下圖形面積的絕對值與時間軸所圍總面積為零，即時間軸的上下圖形面積的絕對值應相等應相等. .故故A A錯誤錯誤,B,B正確正確. .答案：答案：B B qR【命題人揭秘【命題人揭秘】電磁感應中的圖象問題解題技巧電磁感應中的圖象問題解題技巧(1)(1)圖象選擇圖象選擇: :求解物理圖象的選擇題可用求解物理圖象的選擇題可用“排除法排除法”，即排除，即排除與題目要求相違背的圖象，留下正確圖象；也可用與題目要求相違背的圖象，留下正確圖象；也可用“對照法對照法”，即按照題目要求畫出正確草圖，再與選項對照，選出正確選項即按照題目要求畫出正確草圖，再與選項對照，選出正確選項. .解決此類問題的關鍵就是把握圖象特點、分析相關物理量的函解決此類問題的關鍵就是把握圖象特點、分析相關物理量的函數(shù)關系、分析物理過程的變化規(guī)律或關鍵物理狀態(tài)數(shù)關系、分析物理過程的變化規(guī)律或關鍵物理狀態(tài). .(2)(2)圖象描繪圖象描繪: :求解物理圖象的描繪問題的方法是，首先和解常求解物理圖象的描繪問題的方法是，首先和解常規(guī)題一樣，仔細分析物理現(xiàn)象，弄清物理過程，然后求解有關規(guī)題一樣，仔細分析物理現(xiàn)象，弄清物理過程，然后求解有關物理量或分析相關物理量間的函數(shù)關系，最后正確地作出圖象物理量或分析相關物理量間的函數(shù)關系，最后正確地作出圖象. .在描繪圖象時，要注意物理量的單位，坐標軸標度的適當選擇，在描繪圖象時，要注意物理量的單位，坐標軸標度的適當選擇，函數(shù)圖象的特征等函數(shù)圖象的特征等. .(3)(3)圖象變換圖象變換: :處理有關圖象變換的問題，首先要識圖，即讀懂處理有關圖象變換的問題，首先要識圖，即讀懂已知圖象表示的物理規(guī)律或物理過程，然后再根據(jù)所求圖象與已知圖象表示的物理規(guī)律或物理過程，然后再根據(jù)所求圖象與已知圖象的聯(lián)系，進行圖象間的變換已知圖象的聯(lián)系，進行圖象間的變換. . (4)(4)圖象分析圖象分析: :在定性分析物理圖象時，要明確圖象中的橫軸與在定性分析物理圖象時，要明確圖象中的橫軸與縱軸所代表的物理量，要弄清圖象的物理意義，借助有關的物理縱軸所代表的物理量，要弄清圖象的物理意義，借助有關的物理概念、公式、定理和定律作出分析判斷；而對物理圖象定量計算概念、公式、定理和定律作出分析判斷；而對物理圖象定量計算時，要搞清圖象所揭示的物理規(guī)律或物理量間的函數(shù)關系，并要時，要搞清圖象所揭示的物理規(guī)律或物理量間的函數(shù)關系，并要注意物理量的單位換算問題，要善于挖掘圖象中的隱含條件，明注意物理量的單位換算問題，要善于挖掘圖象中的隱含條件，明確有關圖線所包圍的面積、圖象在某位置的斜率確有關圖線所包圍的面積、圖象在某位置的斜率( (或其絕對值或其絕對值) )、圖線在縱軸和橫軸上的截距所表示的物理意義圖線在縱軸和橫軸上的截距所表示的物理意義. .(5)(5)圖象應用圖象應用: :在應用圖象法求解物理問題時，要根據(jù)題意把抽在應用圖象法求解物理問題時，要根據(jù)題意把抽象的物理過程用圖線表示出來，將物理量間的關系轉(zhuǎn)化為幾何象的物理過程用圖線表示出來，將物理量間的關系轉(zhuǎn)化為幾何關系，運用圖象直觀、簡明的特點，分析解決物理問題關系，運用圖象直觀、簡明的特點，分析解決物理問題. . 公式公式E=BE=Blv v的應用的應用【典例【典例4 4】(2010(2010新課標全國卷新課標全國卷) )如圖所示，兩個端面半徑同如圖所示，兩個端面半徑同為為R R的圓柱形鐵芯同軸水平放置，的圓柱形鐵芯同軸水平放置，相對的端面之間有一縫隙，鐵芯相對的端面之間有一縫隙，鐵芯上纏繞導線并與電源連接，在縫上纏繞導線并與電源連接，在縫隙中形成一勻強磁場隙中形成一勻強磁場. .一銅質(zhì)細一銅質(zhì)細直棒直棒abab水平置于縫隙中，且與圓柱軸線等高、垂直水平置于縫隙中，且與圓柱軸線等高、垂直. .讓銅棒從讓銅棒從靜止開始自由下落，銅棒下落距離為靜止開始自由下落，銅棒下落距離為0.2R0.2R時銅棒中電動勢大小時銅棒中電動勢大小為為E E1 1，下落距離為，下落距離為0.8R0.8R時電動勢大小為時電動勢大小為E E2 2，忽略渦流損耗和邊，忽略渦流損耗和邊緣效應緣效應. .關于關于E E1 1、E E2 2的大小和銅棒離開磁場前兩端的極性，下列的大小和銅棒離開磁場前兩端的極性，下列判斷正確的是判斷正確的是( )( )A.EA.E1 1EE2 2，a a端為正端為正B.EB.E1 1EE2 2，b b端為正端為正C.EC.E1 1EE2 2，a a端為正端為正D.ED.E1 1EE2 2，b b端為正端為正【審題視角【審題視角】解答本題可按以下思路分析：解答本題可按以下思路分析：【關鍵點【關鍵點】(1)(1)由安培定則判斷螺線管磁場方向由安培定則判斷螺線管磁場方向. .(2)(2)將立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖將立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖. .(3)(3)確定有效切割長度和速度確定有效切割長度和速度. .(4)(4)由由E=BLvE=BLv計算得結果計算得結果. .【精講精析【精講精析】將立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖，將立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖，如圖所示，如圖所示，由幾何關系計算有效切割長度由幾何關系計算有效切割長度L L222211L2 Rh2 R0.2R2R 0.96222222L2 Rh2 R0.8R2R 0.36由機械能守恒定律計算切割速度由機械能守恒定律計算切割速度v v，即：，即：mghmgh= mv= mv2 2，得得 ，則：，則： 根據(jù)根據(jù)E=BLvE=BLv，可見可見E E1 1EE2 2. .又根據(jù)右手定則判斷電流方向從又根據(jù)右手定則判斷電流方向從a a到到b b，在電源內(nèi)部，電流是從，在電源內(nèi)部，電流是從負極流向正極的，所以選項負極流向正極的，所以選項D D正確正確. .答案：答案：D D12v2gh1v2g0.2R0.4gR，2v2g0.8R1.6gR,12EB 2R 0.960.4gR2RB 0.384gREB 2R 0.361.6gR2RB 0.576gR ， ，【命題人揭秘【命題人揭秘】求動生電動勢的求動生電動勢的“一變?nèi)匆蛔內(nèi)础狈ǚ?1)(1)變立體圖為平面圖，沿著或逆著磁場方向觀察，作出情景變立體圖為平面圖，沿著或逆著磁場方向觀察，作出情景圖圖. .(2)(2)一看三量夾角關系，觀察磁感應強度一看三量夾角關系，觀察磁感應強度B B、速度、速度v v、導體棒、導體棒L L間間的夾角，分析是否垂直的夾角，分析是否垂直. .(3)(3)二看有效切割長度，若導體棒為曲線或折線，則沿垂直于二看有效切割長度，若導體棒為曲線或折線，則沿垂直于速度方向投影，取投影長度；若電路是閉合的，速度方向投影，取投影長度；若電路是閉合的，L L應取接入電應取接入電路部分的有效長度路部分的有效長度. .(4)(4)三看有效切割速度，若導體棒的速度與磁場不垂直，應分三看有效切割速度，若導體棒的速度與磁場不垂直，應分解速度，取垂直磁場的有效分速度解速度，取垂直磁場的有效分速度. . 自感現(xiàn)象自感現(xiàn)象【典例【典例5 5】(2011(2011北京高考北京高考) )某同學為了驗證斷電自感現(xiàn)象，某同學為了驗證斷電自感現(xiàn)象，自己找來帶鐵芯的線圈自己找來帶鐵芯的線圈L L、小、小燈泡燈泡A A、開關、開關S S和電池組和電池組E E，用，用導線將它們連接成如圖所示的導線將它們連接成如圖所示的電路電路. .檢查電路后，閉合開關檢查電路后，閉合開關S S，小燈泡發(fā)光；再斷開開關，小燈泡發(fā)光；再斷開開關S S，小，小燈泡僅有不顯著的延時熄滅現(xiàn)象燈泡僅有不顯著的延時熄滅現(xiàn)象. .雖經(jīng)多次重復，仍未見老師演雖經(jīng)多次重復，仍未見老師演示時出現(xiàn)的示時出現(xiàn)的小燈泡閃亮現(xiàn)象，他冥思苦想找不出原因小燈泡閃亮現(xiàn)象，他冥思苦想找不出原因. .你認為你認為最有可能造成小燈泡未閃亮的原因是最有可能造成小燈泡未閃亮的原因是( )( ) A A電源的內(nèi)阻較大電源的內(nèi)阻較大B B小燈泡電阻偏大小燈泡電阻偏大C C線圈電阻偏大線圈電阻偏大D D線圈的自感系數(shù)較大線圈的自感系數(shù)較大【審題視角【審題視角】解答本題時可按以下思路分析解答本題時可按以下思路分析: : 【精講精析【精講精析】由自感規(guī)律可知在開關斷開的瞬間造成燈泡閃亮由自感規(guī)律可知在開關斷開的瞬間造成燈泡閃亮以及延時的原因是在線圈中產(chǎn)生了與原電流同向的自感電流且以及延時的原因是在線圈中產(chǎn)生了與原電流同向的自感電流且大于穩(wěn)定時通過燈泡的原電流大于穩(wěn)定時通過燈泡的原電流. .由圖可知燈泡和線圈構成閉合由圖可知燈泡和線圈構成閉合的自感回路，與電源無關，故的自感回路，與電源無關，故A A錯錯; ;造成不閃亮的原因是自感電造成不閃亮的原因是自感電流不大于穩(wěn)定時通過燈泡的原電流，當線圈電阻小于燈泡電阻流不大于穩(wěn)定時通過燈泡的原電流，當線圈電阻小于燈泡電阻時才會出現(xiàn)閃亮現(xiàn)象，故時才會出現(xiàn)閃亮現(xiàn)象，故B B錯，錯，C C正確正確. .自感系數(shù)越大，則產(chǎn)生自感系數(shù)越大，則產(chǎn)生的自感電流越大，燈泡更亮，故的自感電流越大，燈泡更亮，故D D錯錯. .答案：答案：C C【命題人揭秘【命題人揭秘】自感現(xiàn)象的分析方法自感現(xiàn)象的分析方法自感現(xiàn)象是電磁感應的特例，在分析這一現(xiàn)象時，必須抓住電自感現(xiàn)象是電磁感應的特例，在分析這一現(xiàn)象時，必須抓住電感線圈這一元件的三大特點：感線圈這一元件的三大特點：(1)(1)電感線圈的作用：當通過電感線圈的電流發(fā)生變化時，電電感線圈的作用：當通過電感線圈的電流發(fā)生變化時，電感線圈中產(chǎn)生自感電動勢，其作用是阻礙導體中電流的變化，感線圈中產(chǎn)生自感電動勢，其作用是阻礙導體中電流的變化，因此自感電動勢的方向可概括為因此自感電動勢的方向可概括為“增反減同增反減同”，其作用效果是，其作用效果是“延緩延緩”了導體中電流的變化了導體中電流的變化. . (2)(2)通過電感線圈的電流：特點是連續(xù)增大或減小，不能突變通過電感線圈的電流：特點是連續(xù)增大或減小，不能突變. .(3)(3)電流穩(wěn)定時的電感線圈：若考慮其直流電阻，電感線圈是電流穩(wěn)定時的電感線圈：若考慮其直流電阻，電感線圈是定值電阻定值電阻. .本題以通電自感實驗為例本題以通電自感實驗為例, ,注重對考生理解能力與實驗能力的注重對考生理解能力與實驗能力的考查，體現(xiàn)新課改的探究理念考查，體現(xiàn)新課改的探究理念. . 電磁感應與力學知識的綜合電磁感應與力學知識的綜合【典例【典例6 6】(2012(2012天津高考天津高考) )如圖所示如圖所示, ,一對光滑的平行金屬導軌固定在同一一對光滑的平行金屬導軌固定在同一水平面內(nèi)水平面內(nèi), ,導軌間距導軌間距l(xiāng)=0.5 m,=0.5 m,左端接有左端接有阻值阻值R=0.3 R=0.3 的電阻的電阻. .一質(zhì)量一質(zhì)量m=0.1 kg,m=0.1 kg,電阻電阻r=0.1 r=0.1 的金屬棒的金屬棒MNMN放置在導軌上放置在導軌上, ,整個裝置置于豎直向整個裝置置于豎直向上的勻強磁場中上的勻強磁場中, ,磁場的磁感應強度磁場的磁感應強度B=0.4 T.B=0.4 T.棒在水平向右的棒在水平向右的外力作用下外力作用下,由靜止開始以由靜止開始以a=2 m/sa=2 m/s2 2的加速度做勻加速運動的加速度做勻加速運動, ,當當棒的位移棒的位移x=9 mx=9 m時撤去外力時撤去外力, ,棒繼續(xù)運動一段距離后停下來棒繼續(xù)運動一段距離后停下來, ,已已知撤去外力前后回路中產(chǎn)生的焦耳熱之比知撤去外力前后回路中產(chǎn)生的焦耳熱之比Q Q1 1QQ2 2=21.=21.導軌足導軌足夠長且電阻不計夠長且電阻不計, ,棒在運動過程中始終與導軌垂直且兩端與導棒在運動過程中始終與導軌垂直且兩端與導軌保持良好接觸軌保持良好接觸. .求求: :(1)(1)棒在勻加速運動過程中棒在勻加速運動過程中, ,通過電阻通過電阻R R的電荷量的電荷量q;q;(2)(2)撤去外力后回路中產(chǎn)生的焦耳熱撤去外力后回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q Q2 2; ;(3)(3)外力做的功外力做的功W WF F. . 【審題視角【審題視角】解答本題時要注意以下三點：解答本題時要注意以下三點：【關鍵點【關鍵點】(1)(1)求通過電阻的電荷量時要用到電流的平均值求通過電阻的電荷量時要用到電流的平均值. .(2)(2)求焦耳熱時，要利用功能關系，本題不適合用焦耳定律求求焦耳熱時，要利用功能關系，本題不適合用焦耳定律求焦耳熱焦耳熱. .(3)(3)外力外力F F做的功等于回路產(chǎn)生的焦耳熱做的功等于回路產(chǎn)生的焦耳熱. . 【精講精析【精講精析】(1)(1)金屬棒勻加速運動過程中，回路的磁通量變金屬棒勻加速運動過程中，回路的磁通量變化量為：化量為：=B=Blx x 由法拉第電磁感應定律得，回路中的平均感應電動勢為：由法拉第電磁感應定律得，回路中的平均感應電動勢為： 由閉合電路歐姆定律得，回路中的平均電流為：由閉合電路歐姆定律得，回路中的平均電流為： EtEIRr則通過電阻則通過電阻R R的電荷量為的電荷量為: : 由以上各式聯(lián)立，代入數(shù)據(jù)解得：由以上各式聯(lián)立，代入數(shù)據(jù)解得：q=4.5 C q=4.5 C (2)(2)設撤去外力時棒的速度為設撤去外力時棒的速度為v,v,則由運動學公式得：則由運動學公式得：v v2 2=2ax =2ax 由動能定理得，棒在撤去外力后的運動過程中安培力做功為：由動能定理得，棒在撤去外力后的運動過程中安培力做功為：W=0- mvW=0- mv2 2 qI t 12由功能關系知，撤去外力后回路中產(chǎn)生的焦耳熱為：由功能關系知，撤去外力后回路中產(chǎn)生的焦耳熱為：Q Q2 2=-W =-W 聯(lián)立聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)得：式，代入數(shù)據(jù)得：Q Q2 2=1.8 J =1.8 J (3)(3)因為撤去外力前后回路中產(chǎn)生的焦耳熱之比為：因為撤去外力前后回路中產(chǎn)生的焦耳熱之比為：Q Q1 1QQ2 2=21=21所以所以Q Q1 1=3.6 J =3.6 J 由功能關系可知，在棒運動的整個過程中：由功能關系可知，在棒運動的整個過程中：W WF F=Q=Q1 1+Q+Q2 2 聯(lián)立聯(lián)立式得：式得：W WF F=5.4 J=5.4 J答案答案: :(1)4.5 C (2)1.8 J (3)5.4 J (1)4.5 C (2)1.8 J (3)5.4 J 【命題人揭秘【命題人揭秘】電磁感應中的力學問題的分析技巧電磁感應中的力學問題的分析技巧(1)(1)明確兩大研究對象的相互制約關系明確兩大研究對象的相互制約關系( (2)2)明確分析問題的兩大基本思路明確分析問題的兩大基本思路力的觀點：是指應用牛頓運動定律和運動學公式解決問題的力的觀點：是指應用牛頓運動定律和運動學公式解決問題的方法，即先對研究對象進行受力分析，根據(jù)受力變化應用牛頓方法，即先對研究對象進行受力分析，根據(jù)受力變化應用牛頓運動定律判斷加速度變化情況，最后找出求解問題的方法運動定律判斷加速度變化情況，最后找出求解問題的方法. .能量的觀點：動能定理、能量守恒定律在電磁感應中同樣適能量的觀點：動能定理、能量守恒定律在電磁感應中同樣適用用. .( (3)3)掌握解決該類問題的基本方法掌握解決該類問題的基本方法根據(jù)楞次定律和法拉第電磁感應定律求解感應電動勢的方向根據(jù)楞次定律和法拉第電磁感應定律求解感應電動勢的方向和大小和大小. .作出等效電路，根據(jù)閉合電路歐姆定律求解電路中感應電流作出等效電路，根據(jù)閉合電路歐姆定律求解電路中感應電流的大小的大小. .分析研究導體的受力情況分析研究導體的受力情況. .列動力學方程或功能關系的方程求解列動力學方程或功能關系的方程求解. . 電磁感應與電路知識的綜合應用電磁感應與電路知識的綜合應用【典例【典例7 7】( (20112011浙江高考浙江高考) )如圖甲所示，在水平面上固定有如圖甲所示，在水平面上固定有長為長為L=2 mL=2 m、寬為、寬為d=1 md=1 m的金屬的金屬“U”U”型導軌，在型導軌，在“U”U”型導軌右型導軌右側(cè)側(cè)l=0.5 m=0.5 m范圍內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強磁場，且磁感應強范圍內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強磁場，且磁感應強度隨時間變化規(guī)律如圖乙所示度隨時間變化規(guī)律如圖乙所示. .在在t=0t=0時刻，質(zhì)量為時刻，質(zhì)量為m=0.1 kg m=0.1 kg 的導體棒以的導體棒以v v0 0=1 m/s=1 m/s 的初速度從導軌的左端開始向右運動，的初速度從導軌的左端開始向右運動，導體棒與導軌之間的動摩擦因數(shù)為導體棒與導軌之間的動摩擦因數(shù)為=0.1,=0.1,導軌與導體棒單位導軌與導體棒單位長度的電阻均為長度的電阻均為=0.1 /m,=0.1 /m,不計導體棒與導軌之間的接觸電不計導體棒與導軌之間的接觸電阻及地球磁場的影響阻及地球磁場的影響( (取取g=10 m/sg=10 m/s2 2).). (1)(1)通過計算分析通過計算分析4 s4 s內(nèi)導體棒的運動情況；內(nèi)導體棒的運動情況；(2)(2)計算計算4 s4 s內(nèi)回路中電流的大小，并判斷電流方向；內(nèi)回路中電流的大小，并判斷電流方向；(3)(3)計算計算4 s4 s內(nèi)回路產(chǎn)生的焦耳熱內(nèi)回路產(chǎn)生的焦耳熱. .【審題視角【審題視角】解答該題應注意以下三點：解答該題應注意以下三點：【關鍵點【關鍵點】(1)(1)準確分析導體棒受力情況及運動情況，通過計算確定準確分析導體棒受力情況及運動情況，通過計算確定4 s4 s末末位置及運動狀態(tài)位置及運動狀態(tài). .(2)(2)確定電源，通過法拉第定律及楞次定律確定電流大小和方確定電源，通過法拉第定律及楞次定律確定電流大小和方向向. .(3)(3)利用焦耳定律計算焦耳熱利用焦耳定律計算焦耳熱. . 【精講精析【精講精析】(1)(1)導體棒先在無磁場區(qū)域做勻減速運動，有導體棒先在無磁場區(qū)域做勻減速運動，有-mg=ma,v-mg=ma,vt t=v=v0 0+at,x=v+at,x=v0 0t+ att+ at2 2導體棒速度減為零時，導體棒速度減為零時，v vt t=0.=0.代入數(shù)據(jù)解得：代入數(shù)據(jù)解得：t=1 st=1 s，x=0.5 m,x=0.5 m,導體棒沒有進入磁場區(qū)域?qū)w棒沒有進入磁場區(qū)域. .導體棒在導體棒在1 s1 s末已停止運動，以后一直保持靜止，離左端位置末已停止運動，以后一直保持靜止，離左端位置仍為仍為x=0.5 mx=0.5 m12(2)(2)前前2 s2 s磁通量不變，回路電動勢和電流分別為磁通量不變，回路電動勢和電流分別為E=0,I=0E=0,I=0后后2 s2 s回路產(chǎn)生的電動勢為回路產(chǎn)生的電動勢為回路的總長度為回路的總長度為5 m5 m，因此回路的總電阻為，因此回路的總電阻為R=5=0.5 R=5=0.5 電流為：電流為：根據(jù)楞次定律，在回路中的電流方向是順時針方向根據(jù)楞次定律，在回路中的電流方向是順時針方向BEd0.1 VttlEI0.2 AR(3)(3)前前2 s2 s電流為零，后電流為零，后2 s2 s有恒定電流，焦耳熱為有恒定電流，焦耳熱為Q=IQ=I2 2Rt=0.04 JRt=0.04 J答案：答案：(1)(1)前前1 s1 s導體棒做勻減速直線運動，導體棒做勻減速直線運動，2 24 s4 s內(nèi)一直保持內(nèi)一直保持靜止靜止. .(2)(2)前前2 s:I2 s:I=0;=0;后后2 s:I2 s:I=0.2 A,=0.2 A,電流方向是順時針方向電流方向是順時針方向(3)0.04 J(3)0.04 J【閱卷人點撥【閱卷人點撥】失失分分提提示示(1)(1)由于不能準確分析由于不能準確分析4 s4 s內(nèi)棒的受力情況和運動情況，內(nèi)棒的受力情況和運動情況，導致計算和判斷錯誤而失分導致計算和判斷錯誤而失分. .(2)(2)不領會不領會B-tB-t圖象的意義而出現(xiàn)錯誤失分圖象的意義而出現(xiàn)錯誤失分. .備備考考指指南南(1)(1)在復習電磁感應的綜合問題時，首先應分清屬于哪在復習電磁感應的綜合問題時，首先應分清屬于哪類綜合類綜合( (與電學綜合，與力學綜合及與能量綜合等與電學綜合，與力學綜合及與能量綜合等) )問題問題. .(2)(2)注重各綜合中的兩個方面，如與電路綜合時，首先注重各綜合中的兩個方面，如與電路綜合時，首先確定相當于電源的內(nèi)電路，而后確定外電路，然后用電確定相當于電源的內(nèi)電路，而后確定外電路，然后用電路規(guī)律分析，若是與力學綜合或與能量綜合，應確定電路規(guī)律分析，若是與力學綜合或與能量綜合，應確定電源及物體受力分析和過程分析，然后利用力學規(guī)律及功源及物體受力分析和過程分析，然后利用力學規(guī)律及功能關系分析能關系分析. . 電磁感應現(xiàn)象、楞次定律及應用電磁感應現(xiàn)象、楞次定律及應用 高考指數(shù)高考指數(shù): :1.(20121.(2012北京高考北京高考) )物理課上，老師做了一個奇妙的物理課上，老師做了一個奇妙的“跳環(huán)實跳環(huán)實驗驗”. .如圖，她把一個帶鐵芯的線圈如圖，她把一個帶鐵芯的線圈L L、開關、開關S S和電源用導線連和電源用導線連接起來后接起來后. .將一金屬套環(huán)置于線圈將一金屬套環(huán)置于線圈L L上，且使鐵芯穿過套環(huán)上，且使鐵芯穿過套環(huán). .閉閉合開關合開關S S的瞬間，套環(huán)立刻跳起的瞬間，套環(huán)立刻跳起. .某同學另找來器材再探究此實某同學另找來器材再探究此實驗驗. .他連接好電路，經(jīng)重復他連接好電路，經(jīng)重復試驗試驗, ,線圈上的套環(huán)均未動線圈上的套環(huán)均未動. .對比老師演示的實驗，下列對比老師演示的實驗，下列四個選項中，導致套環(huán)未動四個選項中，導致套環(huán)未動的原因可能是的原因可能是( )( )A.A.線圈接在了直流電源上線圈接在了直流電源上B.B.電源電壓過高電源電壓過高C.C.所選線圈的匝數(shù)過多所選線圈的匝數(shù)過多D.D.所用套環(huán)的材料與老師的不同所用套環(huán)的材料與老師的不同【解題指南【解題指南】解答本題時可按以下思路分析：解答本題時可按以下思路分析：【解析【解析】選選D.D.無論接到直流電源還是交流電源，在開關閉合的無論接到直流電源還是交流電源，在開關閉合的瞬間，穿過線圈的磁通量都是增加的，因此，環(huán)跳起與否跟線瞬間，穿過線圈的磁通量都是增加的，因此，環(huán)跳起與否跟線圈接在了交流電源還是直流電源上無關，圈接在了交流電源還是直流電源上無關，A A錯誤；電源電壓越錯誤；電源電壓越高，線圈匝數(shù)越多，開關閉合的瞬間磁場越強，越有利于環(huán)的高，線圈匝數(shù)越多，開關閉合的瞬間磁場越強，越有利于環(huán)的跳起，跳起，B B、C C錯誤；如果環(huán)的質(zhì)量過大或者導電性能太差都會使錯誤；如果環(huán)的質(zhì)量過大或者導電性能太差都會使得環(huán)受到的安培力小于環(huán)的重力，環(huán)就不會跳起，得環(huán)受到的安培力小于環(huán)的重力，環(huán)就不會跳起，D D正確正確. . 2.(20122.(2012新課標全國卷新課標全國卷) )如圖如圖, ,一載流一載流長直導線和一矩形導線框固定在同一長直導線和一矩形導線框固定在同一平面內(nèi)平面內(nèi), ,線框在長直導線右側(cè)線框在長直導線右側(cè), ,且其長且其長邊與長直導線平行邊與長直導線平行. .已知在已知在t=0t=0到到t=tt=t1 1的時間間隔內(nèi)的時間間隔內(nèi), ,直導線中電流直導線中電流i i發(fā)生某發(fā)生某種變化種變化, ,而線框中的感應電流總是沿順而線框中的感應電流總是沿順時針方向時針方向; ;線框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右線框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右. . 設電流設電流i i正方向與圖中箭頭所示方向相同正方向與圖中箭頭所示方向相同, ,則則i i隨時間隨時間t t變化的圖變化的圖線可能是線可能是( ) ( ) 【解析【解析】選選A.A.分析分析A A圖圖, ,如圖甲所示如圖甲所示, ,在在0 0t t2 2時間內(nèi)時間內(nèi), ,直導線中的電流在直導線中的電流在線框處產(chǎn)生的磁場方向垂直于紙面線框處產(chǎn)生的磁場方向垂直于紙面向里向里, ,由楞次定律可知此過程中線由楞次定律可知此過程中線框中的感應電流方向為順時針方向框中的感應電流方向為順時針方向, ,由左手定則可判斷出線框的左邊所受安培力較大由左手定則可判斷出線框的左邊所受安培力較大, ,方向向左方向向左, ,線線框的右邊所受安培力較小框的右邊所受安培力較小, ,方向向右方向向右, ,線框所受合力方向向左線框所受合力方向向左, ,如圖乙所示如圖乙所示. .在在t t2 2t t1 1時間內(nèi)時間內(nèi), ,直導線中的電流在線框處產(chǎn)生的直導線中的電流在線框處產(chǎn)生的磁場方向垂直于紙面向外磁場方向垂直于紙面向外, ,由楞次定律可知此過程中線框中的由楞次定律可知此過程中線框中的感應電流方向為順時針方向感應電流方向為順時針方向, ,由左手定則可判斷出線框的左邊由左手定則可判斷出線框的左邊所受安培力較大所受安培力較大, ,方向向右方向向右, ,線框的右邊所受安培力較小線框的右邊所受安培力較小, ,方向方向向左向左, ,線框所受合力方向向右線框所受合力方向向右, ,如圖丙所示如圖丙所示. .故選項故選項A A正確正確,B,B、C C、D D錯誤錯誤. .3.(20123.(2012江蘇高考江蘇高考) )某同學某同學設計的家庭電路保護裝置設計的家庭電路保護裝置如圖所示，鐵芯左側(cè)線圈如圖所示，鐵芯左側(cè)線圈L L1 1由火線和零線并行繞成由火線和零線并行繞成. .當當右側(cè)線圈右側(cè)線圈L L2 2中產(chǎn)生電流時，電中產(chǎn)生電流時，電流經(jīng)放大器放大后，使電磁鐵吸起鐵質(zhì)開關流經(jīng)放大器放大后，使電磁鐵吸起鐵質(zhì)開關K K，從而切斷家庭電，從而切斷家庭電路路. .僅考慮僅考慮L L1 1在鐵芯中產(chǎn)生的磁場，下列說法正確的有在鐵芯中產(chǎn)生的磁場，下列說法正確的有( )( ) A.A.家庭電路正常工作時，家庭電路正常工作時，L L2 2中的磁通量為零中的磁通量為零B.B.家庭電路中使用的電器增多時，家庭電路中使用的電器增多時，L L2 2中的磁通量不變中的磁通量不變C.C.家庭電路發(fā)生短路時，開關家庭電路發(fā)生短路時，開關K K將被電磁鐵吸起將被電磁鐵吸起D.D.地面上的人接觸火線發(fā)生觸電時，開關地面上的人接觸火線發(fā)生觸電時，開關K K將被電磁鐵吸起將被電磁鐵吸起【解析【解析】選選A A、B B、D.D.線圈線圈L L1 1采用的是雙線繞法，家庭電路正常采用的是雙線繞法，家庭電路正常工作時，通過火線和零線的電流大小相等，方向相反，所以線工作時，通過火線和零線的電流大小相等，方向相反，所以線圈圈L L1 1中的磁通量是零，線圈中的磁通量是零，線圈L L2 2中的磁通量也為零，中的磁通量也為零，A A正確；家庭正確；家庭電路中的用電器增多時或發(fā)生短路時，通過火線和零線的電流電路中的用電器增多時或發(fā)生短路時，通過火線和零線的電流增大，但大小仍然相等，合磁通量仍為零，線圈增大，但大小仍然相等，合磁通量仍為零，線圈L L2 2中的磁通量中的磁通量也為零，也為零，B B正確、正確、C C錯誤；地面上的人接觸火線時，電流從人體錯誤；地面上的人接觸火線時，電流從人體通過，通過火線和零線的電流大小不再相等，線圈通過，通過火線和零線的電流大小不再相等，線圈L L2 2中有磁通中有磁通量通過，產(chǎn)生感應電流，電磁鐵開始工作，將開關量通過，產(chǎn)生感應電流，電磁鐵開始工作，將開關K K吸起，起吸起，起到斷電保護的作用，到斷電保護的作用，D D正確，所以答案選正確，所以答案選A A、B B、D.D. 4.(20114.(2011山東高考山東高考) )了解物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)過程，學會像科學家了解物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)過程，學會像科學家那樣觀察和思考，往往比掌握知識本身更重要那樣觀察和思考，往往比掌握知識本身更重要. .以下符合事實以下符合事實的是的是( )( )A.A.焦耳發(fā)現(xiàn)了電流熱效應的規(guī)律焦耳發(fā)現(xiàn)了電流熱效應的規(guī)律B.B.庫侖總結出了點電荷間相互作用的規(guī)律庫侖總結出了點電荷間相互作用的規(guī)律C.C.楞次發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應，拉開了研究電與磁相互關系的序楞次發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應，拉開了研究電與磁相互關系的序幕幕D.D.牛頓將斜面實驗的結論合理外推，間接證明了自由落體運動牛頓將斜面實驗的結論合理外推，間接證明了自由落體運動是勻變速直線運動是勻變速直線運動【解析【解析】選選A A、B.B.在電學的發(fā)展過程中，焦耳發(fā)現(xiàn)了電流的熱在電學的發(fā)展過程中，焦耳發(fā)現(xiàn)了電流的熱效應，庫侖總結出電荷間相互作用的計算公式效應，庫侖總結出電荷間相互作用的計算公式庫侖定律，庫侖定律，這兩項符合物理學史的事實這兩項符合物理學史的事實. .在在C C項中，發(fā)現(xiàn)電流磁效應的是丹項中，發(fā)現(xiàn)電流磁效應的是丹麥物理學家奧斯特；麥物理學家奧斯特；D D項中，牛頓對伽利略的理想斜面實驗合項中，牛頓對伽利略的理想斜面實驗合理外推得到的是物體在不受外力作用下將一直保持勻速直線運理外推得到的是物體在不受外力作用下將一直保持勻速直線運動或靜止狀態(tài)動或靜止狀態(tài)牛頓第一定律牛頓第一定律. .5.(20115.(2011上海高考上海高考) )如圖，磁場如圖，磁場垂直于紙面，磁感應強度在豎直垂直于紙面，磁感應強度在豎直方向均勻分布，水平方向非均勻方向均勻分布，水平方向非均勻分布分布. .一銅制圓環(huán)用絲線懸掛于一銅制圓環(huán)用絲線懸掛于O O點，將圓環(huán)拉至位置點，將圓環(huán)拉至位置a a后無初速釋后無初速釋放，在圓環(huán)從放，在圓環(huán)從a a擺向擺向b b的過程中的過程中( )( )A.A.感應電流方向先逆時針后順時針再逆時針感應電流方向先逆時針后順時針再逆時針B.B.感應電流方向一直是逆時針感應電流方向一直是逆時針C.C.安培力方向始終與速度方向相反安培力方向始終與速度方向相反D.D.安培力方向始終沿水平方向安培力方向始終沿水平方向【解析【解析】選選A A、D.D.圓環(huán)從位置圓環(huán)從位置a a運動到磁場分界線前，磁通量向運動到磁場分界線前，磁通量向里增大，感應電流為逆時針里增大，感應電流為逆時針; ;跨越分界線過程中，磁通量由向跨越分界線過程中，磁通量由向里最大變?yōu)橄蛲庾畲?，感應電流為順時針里最大變?yōu)橄蛲庾畲?，感應電流為順時針; ;再擺到再擺到b b的過程中，的過程中，磁通量向外減小，感應電流為逆時針，所以磁通量向外減小，感應電流為逆時針，所以A A正確正確,B,B錯誤錯誤; ;由于由于圓環(huán)所在處的磁場上下對稱，所受安培力豎直方向平衡，因此圓環(huán)所在處的磁場上下對稱，所受安培力豎直方向平衡，因此總的安培力沿水平方向，而速度方向與軌跡相切總的安培力沿水平方向，而速度方向與軌跡相切, ,故故C C錯誤錯誤,D,D正正確確. . 【誤區(qū)警示【誤區(qū)警示】本題易錯選本題易錯選C,C,原因是不清楚磁場的分布特點原因是不清楚磁場的分布特點, ,還還可能誤認為是勻強磁場可能誤認為是勻強磁場, ,實際上對圓環(huán)來說實際上對圓環(huán)來說, ,上、下所處的磁感上、下所處的磁感應強度始終相等應強度始終相等, ,而左、右兩邊所處的磁感應強度不相同而左、右兩邊所處的磁感應強度不相同. .6.(20116.(2011江蘇高考江蘇高考) )如圖所示，如圖所示，水平面內(nèi)有一平行金屬導軌，水平面內(nèi)有一平行金屬導軌，導軌光滑且電阻不計，勻強導軌光滑且電阻不計，勻強磁場與導軌平面垂直，阻值磁場與導軌平面垂直，阻值為為R R的導體棒垂直于導軌靜止放置，且與導軌接觸良好的導體棒垂直于導軌靜止放置，且與導軌接觸良好.t=0.t=0時，時，將開關將開關S S由由1 1擲到擲到2.q2.q、i i、v v和和a a分別表示電容器所帶的電荷量、棒分別表示電容器所帶的電荷量、棒中的電流、棒的速度和加速度中的電流、棒的速度和加速度. .下列圖象正確的是下列圖象正確的是( )( ) 【解析【解析】選選D.D.當開關由當開關由1 1擲到擲到2 2時，電容器放電，導體棒因受安時，電容器放電，導體棒因受安培力而向右加速，導體棒向右運動產(chǎn)生感應電動勢，最終電容培力而向右加速，導體棒向右運動產(chǎn)生感應電動勢，最終電容器兩端電壓和導體棒兩端電壓相等，電容器的帶電量保持不變，器兩端電壓和導體棒兩端電壓相等，電容器的帶電量保持不變，導體棒的速度不變，但不等于零，導體棒的速度不變，但不等于零，A A、C C錯，最終導體棒的加速錯，最終導體棒的加速度以及棒中電流為零，度以及棒中電流為零，B B錯，錯，D D對對. . 7.(20107.(2010海南高考海南高考) )一金屬圓環(huán)水平固定放置一金屬圓環(huán)水平固定放置. .現(xiàn)將一豎直的現(xiàn)將一豎直的條形磁鐵，在圓環(huán)上方沿圓環(huán)軸線從靜止開始釋放，在條形磁條形磁鐵，在圓環(huán)上方沿圓環(huán)軸線從靜止開始釋放，在條形磁鐵穿過圓環(huán)的過程中，條形磁鐵與圓環(huán)鐵穿過圓環(huán)的過程中，條形磁鐵與圓環(huán)( )( )A.A.始終相互吸引始終相互吸引B.B.始終相互排斥始終相互排斥C.C.先相互吸引，后相互排斥先相互吸引，后相互排斥D.D.先相互排斥，后相互吸引先相互排斥，后相互吸引【解題指南【解題指南】在用楞次定律判斷磁鐵與線圈間的相互作用時，在用楞次定律判斷磁鐵與線圈間的相互作用時，可用可用“來拒去留來拒去留”方法加以判斷方法加以判斷. .【解析【解析】選選D.D.當條形磁鐵靠近圓環(huán)時，產(chǎn)生感應電流，感應電當條形磁鐵靠近圓環(huán)時，產(chǎn)生感應電流，感應電流在磁場中受到安培力的作用，由楞次定律可知，安培力總是流在磁場中受到安培力的作用，由楞次定律可知，安培力總是“阻礙變化阻礙變化”. .因此，條形磁鐵靠近圓環(huán)時，受到排斥力；當因此，條形磁鐵靠近圓環(huán)時，受到排斥力；當條形磁鐵穿過圓環(huán)并遠離時，受到吸引力，選項條形磁鐵穿過圓環(huán)并遠離時，受到吸引力，選項D D正確正確. . 8.(20108.(2010上海高考上海高考) )如圖，金屬如圖，金屬環(huán)環(huán)A A用輕繩懸掛，與長直螺線管共用輕繩懸掛，與長直螺線管共軸，并位于其左側(cè)，若變阻器滑片軸，并位于其左側(cè)，若變阻器滑片P P向左移動，則金屬環(huán)向左移動，則金屬環(huán)A A將向?qū)⑾騙(_(選填選填“左左”或或“右右”) )運動，并有運動，并有_(_(選填選填“收縮收縮”或或“擴張擴張”) )趨勢趨勢. .【解析【解析】變阻器滑片變阻器滑片P P向左移動，電阻變小，電流變大，根據(jù)向左移動，電阻變小，電流變大，根據(jù)楞次定律，感應電流的磁場方向與原電流磁場方向相反，相互楞次定律，感應電流的磁場方向與原電流磁場方向相反，相互排斥，則金屬環(huán)排斥，則金屬環(huán)A A將向左移動，因磁通量增大，金屬環(huán)將向左移動，因磁通量增大，金屬環(huán)A A有收縮有收縮趨勢趨勢. .答案答案: :左左 收縮收縮 法拉第電磁感應定律、自感法拉第電磁感應定律、自感 高考指數(shù)高考指數(shù): :9.(20129.(2012新課標全國卷新課標全國卷) )如圖如圖, ,均勻磁場中有一由半圓弧均勻磁場中有一由半圓弧及其直徑構成的導線框及其直徑構成的導線框, ,半半圓直徑與磁場邊緣重合圓直徑與磁場邊緣重合; ;磁磁場方向垂直于半圓面場方向垂直于半圓面( (紙面紙面) )向里向里, ,磁感應強度大小為磁感應強度大小為B B0 0. .使該線使該線框從框從靜止開始繞過圓心靜止開始繞過圓心O O、垂直于半圓面的軸以角速度、垂直于半圓面的軸以角速度勻速勻速轉(zhuǎn)動半周轉(zhuǎn)動半周, ,在線框中產(chǎn)生感應電流在線框中產(chǎn)生感應電流. .現(xiàn)使線框保持圖中所示位置現(xiàn)使線框保持圖中所示位置, ,磁感應強度大小隨時間線性變化磁感應強度大小隨時間線性變化. .為了產(chǎn)生與線框轉(zhuǎn)動半周過為了產(chǎn)生與線框轉(zhuǎn)動半周過程中同樣大小的電流程中同樣大小的電流, ,磁感應強度隨時間的變化率磁感應強度隨時間的變化率 的大小的大小應為應為( )( )A. B. C. D. A. B. C. D. Bt04 B02 B0B0B2【解析【解析】選選C.C.導線框以角速度導線框以角速度勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的電流大小為：勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的電流大小為： 導線框中磁感應強度大小隨時間線性變化導線框中磁感應強度大小隨時間線性變化時產(chǎn)生的電流大小為：時產(chǎn)生的電流大小為： 因為因為I I1 1=I=I2 2，所以，所以變化率變化率 故選項故選項C C正確正確. . 220011BB2IR2R；ll2221BB2tI.R2Rtll0BBt，10.(201110.(2011安徽高考安徽高考) )如圖所示的如圖所示的區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強磁場，區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強磁場，磁感應強度為磁感應強度為B.B.電阻為電阻為R R、半徑、半徑為為L L、圓心角為、圓心角為4545的扇形閉合的扇形閉合導線框繞垂直于紙面的導線框繞垂直于紙面的O O軸以角軸以角速度速度勻速轉(zhuǎn)動勻速轉(zhuǎn)動(O(O軸位于磁場邊界軸位于磁場邊界).).則線框內(nèi)產(chǎn)生的感應電流則線框內(nèi)產(chǎn)生的感應電流的有效值為的有效值為( )( )A. B.A. B.C. D. C. D. 2BL2R22BL2R22BL4R2BL 4R【解題指南【解題指南】解答該題應把握以下四點：解答該題應把握以下四點：(1)(1)感應電動勢的表達式感應電動勢的表達式. .(2)(2)產(chǎn)生感應電動勢的時間產(chǎn)生感應電動勢的時間. .(3)(3)感應電動勢的周期感應電動勢的周期. .(4)(4)有效值的定義有效值的定義. . 【解析【解析】選選D.D.線框進入磁場和穿出磁場產(chǎn)生的感應電動勢均為線框進入磁場和穿出磁場產(chǎn)生的感應電動勢均為E= BLE= BL2 2, ,產(chǎn)生感應電動勢的時間均為產(chǎn)生感應電動勢的時間均為 , ,由一個周期產(chǎn)生的電由一個周期產(chǎn)生的電熱熱 , ,解得解得 , ,選選D.D.12T8222B LTQ() R2I RT2R82BLI4R11.(201011.(2010江蘇高考江蘇高考) )一矩形線框置于勻強磁場中，線框平面一矩形線框置于勻強磁場中，線框平面與磁場方向垂直，先保持線框的面積不變，將磁感應強度在與磁場方向垂直，先保持線框的面積不變，將磁感應強度在1 s 1 s 時間內(nèi)均勻地增大到原來的兩倍，接著保持增大后的磁感應時間內(nèi)均勻地增大到原來的兩倍，接著保持增大后的磁感應強度不變，在強度不變，在1 s1 s時間內(nèi)，再將線框的面積均勻地減小到原來的時間內(nèi)，再將線框的面積均勻地減小到原來的一半，先后兩個過程中，線框中感應電動勢的比值為一半，先后兩個過程中，線框中感應電動勢的比值為( )( )A. B.1 C.2 D.4A. B.1 C.2 D.412【解析【解析】選選B.B.先保持線框的面積不變，由法拉第電磁感應定律先保持線框的面積不變，由法拉第電磁感應定律可知可知 再保持增大后的磁感應強度不再保持增大后的磁感應強度不變，有變，有 可見先后兩個過程中產(chǎn)生的可見先后兩個過程中產(chǎn)生的感應電動勢大小相等，兩者的比值為感應電動勢大小相等，兩者的比值為1 1，選項，選項B B正確正確. . 1B2BBBSESSttt；2SSSBS2E2B2B,ttt 12.(201012.(2010北京高考北京高考) )在如圖所示在如圖所示的電路中，兩個相同的小燈泡的電路中，兩個相同的小燈泡L L1 1和和L L2 2分別串聯(lián)一個帶鐵芯的電感線圈分別串聯(lián)一個帶鐵芯的電感線圈L L和一個滑動變阻器和一個滑動變阻器R.R.閉合開關閉合開關S S后，后，調(diào)整調(diào)整R R，使，使L L1 1和和L L2 2發(fā)光的亮度一樣，發(fā)光的亮度一樣，此時流過兩個燈泡的電流為此時流過兩個燈泡的電流為I.I.然后，然后，斷開斷開S.S.若若tt時刻再閉合時刻再閉合S S，則在，則在tt前后的一小段時間內(nèi)，正前后的一小段時間內(nèi)，正確反映流過確反映流過L L1 1的電流的電流i i1 1、流過、流過L L2 2的電流的電流i i2 2隨時間隨時間t t的變化的圖象的變化的圖象是是( )( )【解析【解析】選選B.B.閉合開關閉合開關S S后，調(diào)整后，調(diào)整R R，使兩個燈泡，使兩個燈泡L L1 1、L L2 2發(fā)光的發(fā)光的亮度一樣，電流為亮度一樣，電流為I I，說明，說明R RL L=R.=R.若若tt時刻再閉合時刻再閉合S S，流過電感，流過電感線圈線圈L L和燈泡和燈泡L L1 1的電流迅速增大，使電感線圈的電流迅速增大，使電感線圈L L產(chǎn)生自感電動勢，產(chǎn)生自感電動勢，阻礙了流過阻礙了流過L L1 1的電流的電流i i1 1增大，直至達到電流為增大，直至達到電流為I I，故選項，故選項A A錯誤，錯誤，B B正確；而對于正確；而對于tt時刻再閉合時刻再閉合S S，流過燈泡，流過燈泡L L2 2的電流的電流i i2 2立即達到立即達到電流為電流為I I，故選項，故選項C C、D D錯誤錯誤. . 【方法技巧【方法技巧】通電自感與斷電自感的區(qū)別通電自感與斷電自感的區(qū)別通電自感通電自感斷電自感斷電自感現(xiàn)象現(xiàn)象自感電路中的電流自感電路中的電流增加比電阻電路緩增加比電阻電路緩慢慢, ,最終還是增加到最終還是增加到正常值正常值與自感線圈同一回路的電與自感線圈同一回路的電流，過一會兒才減為流，過一會兒才減為0 0，比正常電阻電路斷開要滯比正常電阻電路斷開要滯后一段時間后一段時間原因原因感應電路中產(chǎn)生感感應電路中產(chǎn)生感應電動勢應電動勢E E自自，阻礙，阻礙電源引起的電流的電源引起的電流的增加增加電源對電路不再引起電流，電源對電路不再引起電流，但線圈中原有的電流變化但線圈中原有的電流變化要產(chǎn)生自感電動勢要產(chǎn)生自感電動勢E E自自，在某一通路中緩慢減，在某一通路中緩慢減小小13.(201013.(2010山東高考山東高考) )如圖所示，如圖所示，空間存在兩個磁場，磁感應強度空間存在兩個磁場，磁感應強度大小均為大小均為B B，方向相反且垂直紙面，方向相反且垂直紙面，MNM