第九章第2課時(shí)

1、第2課時(shí)法拉第電磁感應(yīng)定律、自感和渦流考綱解讀 1.能應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律En和導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)公式EBlv計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).2.會(huì)判斷電動(dòng)勢(shì)的方向，即導(dǎo)體兩端電勢(shì)的高低.3.理解自感現(xiàn)象、渦流的概念，能分析通電自感和斷電自感1對(duì)法拉第電磁感應(yīng)定律的考查穿過(guò)某閉合回路的磁通量隨時(shí)間t變化的圖象分別如圖1中所示，下列關(guān)于該回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的論述，正確的是()圖1A圖中，回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定不變B圖中，回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一直在變大C圖中，回路中在0t1時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)小于在t1t2時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)D圖中，回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)先變小后變大答案D解析圖中磁通量不變，不

2、能產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，圖中均勻變化的磁通量產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，圖中磁通量的變化率為圖線斜率的大小，故A、B、C均錯(cuò)，D正確2對(duì)公式EBlv的考查如圖2所示，在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，將一水平放置的金屬棒ab以水平初速度v0拋出，設(shè)在整個(gè)過(guò)程中棒的方向不變且不計(jì)空氣阻力，則在金屬棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小變化情況是()圖2A越來(lái)越大 B越來(lái)越小C保持不變 D無(wú)法判斷答案C解析金屬棒ab切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)而不產(chǎn)生感應(yīng)電流，沒(méi)有安培力產(chǎn)生，在重力作用下做平拋運(yùn)動(dòng)，垂直于磁感線方向速度不變，始終為v0，由公式EBlv知，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為Blv0不變，故A、B、D錯(cuò)誤，C正確3對(duì)自感的考查如圖3

3、(a)、(b)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A的電阻，接通S，電路達(dá)到穩(wěn)定后，燈泡A發(fā)光，則()圖3A在電路(a)中，斷開(kāi)S，A將漸漸變暗B在電路(a)中，斷開(kāi)S，A將先變得更亮，然后漸漸變暗C在電路(b)中，斷開(kāi)S，A將漸漸變暗D在電路(b)中，斷開(kāi)S，A將先變得更亮，然后漸漸變暗答案AD解析在電路(a)中，燈A和線圈L串聯(lián)，它們的電流相同，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，但流過(guò)燈A的電流仍逐漸減小，因而燈A只能漸漸變暗在電路(b)中，電阻R和燈A串聯(lián)，燈A的電阻大于線圈L的電阻，電流則小于線圈L中的電流，斷開(kāi)S后，電源不再給燈供電，而線圈產(chǎn)生自感

4、電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的減小，通過(guò)R、A形成回路，燈A中電流突然變大，燈A變得更亮，然后漸漸變暗，故A、D正確4對(duì)渦流的考查如圖4所示為新一代炊具電磁爐，無(wú)煙、無(wú)明火、無(wú)污染、不產(chǎn)生有害氣體、無(wú)微波輻射、高效節(jié)能等是電磁爐的優(yōu)勢(shì)所在電磁爐是利用電流通過(guò)線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，當(dāng)磁場(chǎng)的磁感線通過(guò)含鐵質(zhì)鍋底部時(shí)，即會(huì)產(chǎn)生無(wú)數(shù)小渦流，使鍋體本身自行高速發(fā)熱，然后再加熱鍋內(nèi)食物下列相關(guān)說(shuō)法中正確的是()圖4A鍋體中的渦流是由恒定的磁場(chǎng)產(chǎn)生的B恒定磁場(chǎng)越強(qiáng)，電磁爐的加熱效果越好C鍋體中的渦流是由變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生的D提高磁場(chǎng)變化的頻率，可提高電磁爐的加熱效果答案CD解析由電磁感應(yīng)原理可知，鍋體中的渦流是由變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生的，提

5、高磁場(chǎng)變化的頻率，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變大，可提高電磁爐的加熱效果，故C、D正確5用平均速度計(jì)算電動(dòng)勢(shì)如圖5所示，垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，在垂直于磁場(chǎng)方向的平面內(nèi)，有一個(gè)長(zhǎng)度為L(zhǎng)的金屬棒OP繞垂直于紙面的轉(zhuǎn)動(dòng)軸O沿逆時(shí)針?lè)较蛞越撬俣葎蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)，試求金屬棒OP轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向圖5答案見(jiàn)解析解析運(yùn)用公式EBlv計(jì)算，金屬棒OP切割磁感線時(shí)，棒上各點(diǎn)線速度大小不同，從線速度與角速度的關(guān)系vr可看出，各點(diǎn)的線速度與轉(zhuǎn)動(dòng)半徑成正比，因而，其平均切割速度為，故EBLBL2，方向由O指向P.一、法拉第電磁感應(yīng)定律1感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生感應(yīng)

6、電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體就相當(dāng)于電源，導(dǎo)體的電阻相當(dāng)于電源內(nèi)阻(2)感應(yīng)電流與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的關(guān)系：遵循閉合電路歐姆定律，即I.2法拉第電磁感應(yīng)定律(1)內(nèi)容：閉合電路中感應(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.3導(dǎo)體切割磁感線的情形(1)一般情況：運(yùn)動(dòng)速度v和磁感線方向夾角為，則EBlvsin_.(2)常用情況：運(yùn)動(dòng)速度v和磁感線方向垂直，則EBlv.二、自感與渦流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.(3)自感系數(shù)L的影響因素：與線圈的大小、形狀、匝數(shù)以及是否有鐵芯有關(guān)2渦流

7、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，這種電流像水中的旋渦，所以叫渦流.考點(diǎn)一法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用1感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的決定因素(1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小由穿過(guò)閉合電路的磁通量的變化率和線圈的匝數(shù)共同決定，而與磁通量、磁通量的變化量的大小沒(méi)有必然聯(lián)系(2)當(dāng)僅由B引起時(shí)，則En；當(dāng)僅由S引起時(shí)，則En；當(dāng)由B、S的變化同時(shí)引起，則Enn.2磁通量的變化率是t圖象上某點(diǎn)切線的斜率例1如圖6甲所示，電阻不計(jì)，間距為l的平行長(zhǎng)金屬導(dǎo)軌置于水平面內(nèi)，阻值為R的導(dǎo)體棒ab固定連接在導(dǎo)軌左端，另一阻值也為R的導(dǎo)體棒ef垂直放置在導(dǎo)軌上，ef與導(dǎo)軌接觸良好，并可在導(dǎo)軌上無(wú)摩擦移動(dòng)現(xiàn)有一

8、根輕桿一端固定在ef中點(diǎn)，另一端固定于墻上，輕桿與導(dǎo)軌保持平行，ef、ab兩棒間距為d.若整個(gè)裝置處于方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，且從某一時(shí)刻開(kāi)始，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t按圖乙所示的方式變化圖6(1)求在0t0時(shí)間內(nèi)流過(guò)導(dǎo)體棒ef的電流的大小與方向；(2)求在t02t0時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體棒ef產(chǎn)生的熱量；(3)1.5t0時(shí)刻桿對(duì)導(dǎo)體棒ef的作用力的大小和方向解析(1)在0t0時(shí)間內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小E1Sld流過(guò)導(dǎo)體棒ef的電流大小I1由楞次定律可判斷電流方向?yàn)閑f(2)在t02t0時(shí)間內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小E2Sld流過(guò)導(dǎo)體棒ef的電流大小I2該時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體棒ef

9、產(chǎn)生的熱量QIRt0(3)1.5t0時(shí)刻，磁感應(yīng)強(qiáng)度BB0導(dǎo)體棒ef受安培力：FB0I2l方向水平向左根據(jù)導(dǎo)體棒ef受力平衡可知桿對(duì)導(dǎo)體棒的作用力為FF，負(fù)號(hào)表示方向水平向右答案(1)，方向ef(2)(3)，方向水平向右1.應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律解題的一般步驟(1)分析穿過(guò)閉合電路的磁場(chǎng)方向及磁通量的變化情況；(2)利用楞次定律確定感應(yīng)電流的方向；(3)靈活選擇法拉第電磁感應(yīng)定律的不同表達(dá)形式列方程求解2幾點(diǎn)注意(1)公式En是求解回路某段時(shí)間內(nèi)平均電動(dòng)勢(shì)的最佳選擇(2)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、和回路總電阻R總有關(guān)，與時(shí)間長(zhǎng)

10、短無(wú)關(guān)推導(dǎo)如下：qt·t.突破訓(xùn)練1如圖7甲所示，一個(gè)圓形線圈的匝數(shù)n100，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)律如圖乙所示下列說(shuō)法中正確的是()圖7A線圈中的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较駼電阻R兩端的電壓隨時(shí)間均勻增大C線圈電阻r消耗的功率為4×104 WD前4 s內(nèi)通過(guò)R的電荷量為4×104 C答案C解析由楞次定律可知，線圈中的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E0.1 V，電阻R兩端的電壓不隨時(shí)間變化，選項(xiàng)B

11、錯(cuò)誤；回路中電流I0.02 A，線圈電阻r消耗的功率為PI2r4×104 W，選項(xiàng)C正確；前4 s內(nèi)通過(guò)R的電荷量為qIt0.08 C，選項(xiàng)D錯(cuò)誤考點(diǎn)二導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算1公式EBlv的使用條件(1)勻強(qiáng)磁場(chǎng)(2)B、l、v三者相互垂直(3)如不垂直，用公式EBlvsin 求解，為B與v方向間的夾角2“瞬時(shí)性”的理解若v為瞬時(shí)速度，則E為瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)若v為平均速度，則E為平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，即EBl.3切割的“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)度圖8中有效長(zhǎng)度分別為：圖8甲圖：lsin ；乙圖：沿v1方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，l；沿v2方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，l

12、0.丙圖：沿v1方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，lR；沿v2方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，l0；沿v3方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，lR.4“相對(duì)性”的理解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)，應(yīng)注意速度間的相對(duì)關(guān)系例2兩足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌間的距離為L(zhǎng)，導(dǎo)軌光滑且電阻不計(jì)，導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角為.在導(dǎo)軌所在空間內(nèi)，分布磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)把一個(gè)質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒ab放在金屬導(dǎo)軌上，在外力作用下保持靜止，導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直，且接觸良好，導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩點(diǎn)間的電阻為R1，完成下列問(wèn)題：圖9(1)如圖9甲，金屬導(dǎo)軌的一端接一個(gè)內(nèi)阻為r的直流電源撤去外力后導(dǎo)體棒仍能靜止，求直流電源電動(dòng)勢(shì)；(2)如圖

13、乙，金屬導(dǎo)軌的一端接一個(gè)阻值為R2的定值電阻，撤去外力讓導(dǎo)體棒由靜止開(kāi)始下滑，在加速下滑的過(guò)程中，當(dāng)導(dǎo)體棒的速度達(dá)到v時(shí)，求此時(shí)導(dǎo)體棒的加速度；(3)求(2)問(wèn)中導(dǎo)體棒所能達(dá)到的最大速度審題指導(dǎo)1.金屬導(dǎo)軌接有電源時(shí)，如何計(jì)算導(dǎo)體棒所受安培力大??？如何判斷安培力方向？2金屬導(dǎo)軌接電阻R2時(shí)，如何計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大??？如何計(jì)算導(dǎo)體棒所受安培力大??？如何判斷電流方向和安培力方向？解析(1)回路中的電流為I導(dǎo)體棒ab受到的安培力為F安BIL對(duì)導(dǎo)體棒ab受力分析知F安mgsin 聯(lián)立上面三式解得：E(2)當(dāng)導(dǎo)體棒ab速度為v時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EBLv，此時(shí)電路中電流I導(dǎo)體棒ab受到的安培力為F安BIL根據(jù)牛

14、頓第二定律，有mamgsin F安mgsin agsin (3)當(dāng)mgsin 時(shí)，導(dǎo)體棒ab達(dá)到最大速度vmvm答案(1)(2)gsin (3) 公式En與EBlvsin 的區(qū)別與聯(lián)系兩個(gè)公式項(xiàng)目EnEBlvsin 區(qū)別求的是t時(shí)間內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，E與某段時(shí)間或某個(gè)過(guò)程相對(duì)應(yīng)求的是瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，E與某個(gè)時(shí)刻或某個(gè)位置相對(duì)應(yīng)求的是整個(gè)回路的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)整個(gè)回路的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零時(shí)，其回路中某段導(dǎo)體的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不一定為零求的是回路中一部分導(dǎo)體切割磁感線時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)由于是整個(gè)回路的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，因此電源部分不容易確定由于是由一部分導(dǎo)體切割磁感線的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，該部分就相當(dāng)于電源聯(lián)系公式En和EB

15、lvsin 是統(tǒng)一的，當(dāng)t0時(shí)，E為瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，而公式EBlvsin 中的v若代入，則求出的E為平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)突破訓(xùn)練2如圖10所示，足夠長(zhǎng)的“U”形光滑金屬導(dǎo)軌平面與水平面成角(0<<90°)，其中MN與PQ平行且間距為L(zhǎng)，導(dǎo)軌平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直，導(dǎo)軌電阻不計(jì)金屬棒ab由靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌下滑，并與兩導(dǎo)軌始終保持垂直且接觸良好，ab棒接入電路的部分的電阻為R，當(dāng)流過(guò)ab棒某一橫截面的電荷量為q時(shí)，棒的速度大小為v，則金屬棒ab在這一過(guò)程中()圖10Aa點(diǎn)的電勢(shì)高于b點(diǎn)的電勢(shì)Bab棒中產(chǎn)生的焦耳熱小于ab棒重力勢(shì)能的減少量C下滑的位移大小為D受到的最大

16、安培力大小為sin 答案ABC解析由右手定則可知a點(diǎn)相當(dāng)于電源的正極，b點(diǎn)相當(dāng)于電源的負(fù)極，故A正確；由能量守恒可知ab棒重力勢(shì)能的減少量等于ab棒中產(chǎn)生的焦耳熱與ab棒的動(dòng)能之和，故B正確；由q可得，下滑的位移大小為x，故C正確；金屬棒ab在這一過(guò)程中受到的安培力大小為FBIL，I最大為，故最大安培力大小為，故D錯(cuò)誤故選A、B、C.考點(diǎn)三自感現(xiàn)象的理解1自感現(xiàn)象“阻礙”作用的理解(1)流過(guò)線圈的電流增加時(shí)，線圈中產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)與電流方向相反，阻礙電流的增加，使其緩慢地增加(2)流過(guò)線圈的電流減小時(shí)，線圈中產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)與電流方向相同，阻礙電流的減小，使其緩慢地減小線圈就相當(dāng)于電源，它提供

17、的電流從原來(lái)的IL逐漸變小2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3斷電自感中，燈泡是否閃亮問(wèn)題(1)通過(guò)燈泡的自感電流大于原電流時(shí)，燈泡閃亮(2)通過(guò)燈泡的自感電流小于等于原電流時(shí)，燈泡不會(huì)閃亮例3如圖11所示的電路中，L為一個(gè)自感系數(shù)很大、直流電阻不計(jì)的線圈，D1、D2是兩個(gè)完全相同的燈泡，E是一內(nèi)阻不計(jì)的電源t0時(shí)刻，閉合開(kāi)關(guān)S，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，電路達(dá)到穩(wěn)定，t1時(shí)刻斷

18、開(kāi)開(kāi)關(guān)S.I1、I2分別表示通過(guò)燈泡D1和D2的電流，規(guī)定圖中箭頭所示的方向?yàn)殡娏髡较?，以下各圖中能定性描述電流I隨時(shí)間t變化關(guān)系的是()圖11解析當(dāng)S閉合時(shí)，L的自感作用會(huì)阻礙其中的電流變大，電流從D1流過(guò)；當(dāng)L的阻礙作用變小時(shí)，L中的電流變大，D1中的電流變小至零；D2中的電流為電路總電流，電流流過(guò)D1時(shí)，電路總電阻較大，電流較小，當(dāng)D1中電流為零時(shí)，電流流過(guò)L與D2，總電阻變小，電流變大至穩(wěn)定；當(dāng)S再斷開(kāi)時(shí)，D2馬上熄滅，D1與L組成回路，由于L的自感作用，D1慢慢熄滅，電流反向且減??；綜上所述知選項(xiàng)A、C正確答案AC分析自感現(xiàn)象的兩點(diǎn)注意(1)通過(guò)自感線圈中的電流不能發(fā)生突變，即通電

19、過(guò)程中，電流是逐漸變大，斷電過(guò)程中，電流是逐漸變小，此時(shí)線圈可等效為“電源”，該“電源”與其他電路元件形成回路(2)斷電自感現(xiàn)象中燈泡是否“閃亮”問(wèn)題的判斷，在于對(duì)電流大小的分析，若斷電后通過(guò)燈泡的電流比原來(lái)強(qiáng)，則燈泡先閃亮后再慢慢熄滅突破訓(xùn)練3如圖12所示電路中，L是一電阻可忽略不計(jì)的電感線圈，a、b為L(zhǎng)的左、右兩端點(diǎn)，A、B、C為完全相同的三個(gè)燈泡，原來(lái)電鍵K是閉合的，三個(gè)燈泡均在發(fā)光某時(shí)刻將電鍵K斷開(kāi)，則下列說(shuō)法正確的是()圖12Aa點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)，A燈閃亮后緩慢熄滅Bb點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn)，B、C燈閃亮后緩慢熄滅Ca點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)，B、C燈閃亮后緩慢熄滅Db點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn)，B、C燈不會(huì)閃亮只

20、是緩慢熄滅答案B解析電鍵K閉合穩(wěn)定時(shí)，電感線圈支路的總電阻較B、C燈支路電阻小，故流過(guò)A燈的電流I1大于流過(guò)B、C燈的電流I2，且電流方向由a到b，a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)當(dāng)電鍵K斷開(kāi)，由于與電源斷開(kāi)，電感線圈會(huì)產(chǎn)生自感現(xiàn)象，相當(dāng)于電源，b點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn)，阻礙流過(guò)A燈的電流減小，瞬間流過(guò)B、C燈支路的電流比原來(lái)的大，故B、C燈閃亮后再緩慢熄滅，故B正確40.應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律的答題規(guī)范在閱卷過(guò)程中，我們看到學(xué)生計(jì)算題的答題卷面，有時(shí)不是因?yàn)槲锢碇R(shí)不夠扣分，而是因?yàn)榇痤}不規(guī)范而扣分，很是可惜下面談一下規(guī)范答題的幾大要素1文字說(shuō)明(1)研究對(duì)象個(gè)體或系統(tǒng)、過(guò)程或狀態(tài)(2)所列方程的依據(jù)名稱(3)題目

21、中的隱含條件、臨界條件(4)非題設(shè)字母，說(shuō)明符號(hào)的物理意義字母符號(hào)書(shū)寫(xiě)、使用要規(guī)范，題目給了符號(hào)最好不要再另設(shè)符號(hào)尊重課本常用符號(hào)(5)規(guī)定的正方向、零勢(shì)點(diǎn)(面)及所建立的坐標(biāo)系(6)結(jié)果的物理意義，給出明確答案2必要方程(1)寫(xiě)出符合題意的原始方程，不能寫(xiě)變形式，如：要寫(xiě)成“”，不要直接寫(xiě)成“F”(2)要用字母表述方程，不要寫(xiě)代入數(shù)據(jù)的方程，方程中等號(hào)兩邊雖然含有相同的物理量字母，也不能相“約”，如“mghmv2”(3)要用原始方程組聯(lián)立求解，不要用連等式，不要在等式中不斷的“續(xù)”進(jìn)一些內(nèi)容(4)方程式有多個(gè)時(shí)，應(yīng)分步列，并對(duì)各方程式編號(hào)，不要合寫(xiě)一式，以免一錯(cuò)全錯(cuò)3數(shù)字運(yùn)用(1)幾何關(guān)系只

22、說(shuō)結(jié)果，不必證明(2)數(shù)字相乘，要用“×”，不用“·”(3)卷面上不能打“/”相約4答題模板解設(shè)(未知量)為對(duì)過(guò)程由規(guī)律得：(具體問(wèn)題的原始方程)在位置由公式得：(具體問(wèn)題的原始方程)聯(lián)立以上各式(或聯(lián)立式)得：(由已知量符號(hào)表示)“結(jié)果”(代入數(shù)據(jù)得結(jié)果，并注意待求量的數(shù)值及單位)例4如圖13所示，兩根質(zhì)量同為m、電阻同為R、長(zhǎng)度同為l的導(dǎo)體棒a、b，用兩條等長(zhǎng)的、質(zhì)量和電阻均可忽略不計(jì)的長(zhǎng)直導(dǎo)線連接后，放在距地面足夠高的光滑絕緣水平桌面上，兩根導(dǎo)體棒均與桌邊緣平行，一根在桌面上，另一根移動(dòng)到靠在桌子的光滑絕緣側(cè)面上整個(gè)空間存在水平向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，開(kāi)始時(shí)兩

23、棒靜止，自由釋放后開(kāi)始運(yùn)動(dòng)已知兩條導(dǎo)線除桌邊緣拐彎處外其余部位均處于伸直狀態(tài)，導(dǎo)線與桌子側(cè)棱間無(wú)摩擦求：圖13(1)剛釋放時(shí)，導(dǎo)體棒a、b的加速度大??；(2)導(dǎo)體棒a、b運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定時(shí)的速度大小；(3)若從開(kāi)始下滑到剛穩(wěn)定時(shí)通過(guò)橫截面的電荷量為q，求該過(guò)程中系統(tǒng)產(chǎn)生的焦耳熱審題與關(guān)聯(lián)解析(1)剛釋放時(shí)，導(dǎo)體棒a、b的加速度大小相同，設(shè)導(dǎo)線中拉力為FT對(duì)a棒：mg2FTma對(duì)b棒：2FTma解得：ag(2)導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定時(shí)，設(shè)導(dǎo)線中拉力為FT對(duì)b棒：FT0對(duì)a棒：mgF安又F安BIl，I解得：v(3)從開(kāi)始下滑到剛穩(wěn)定，設(shè)a棒下降的高度為h則通過(guò)橫截面的電荷量q·t由能量守恒定律得：系統(tǒng)產(chǎn)

24、生的焦耳熱Qmgh×2mv2，解得：Q答案(1)gg(2)(3)高考題組1(2013·北京·17)如圖14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14Aca,21 Bac,21Cac,12 Dca,12答案C解析用右手定則判斷出兩次滑動(dòng)中金屬棒MN中的電流方向均為NM，所以電阻R中的電流方向?yàn)閍c.由感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式EBlv可知：，故選項(xiàng)C正確模擬題組

25、2.如圖15所示，A、B、C是三個(gè)完全相同的燈泡，L是一個(gè)自感系數(shù)較大的線圈(直流電阻可忽略不計(jì))則()圖15AS閉合時(shí)，A燈立即亮，然后逐漸熄滅BS閉合時(shí)，B燈立即亮，然后逐漸熄滅C電路接通穩(wěn)定后，三個(gè)燈亮度相同D電路接通穩(wěn)定后，S斷開(kāi)時(shí)，C燈立即熄滅答案A解析因線圈L的直流電阻可忽略不計(jì)，S閉合時(shí)，A燈立即亮，然后逐漸熄滅，A正確S閉合時(shí)，B燈先不太亮，然后亮，B錯(cuò)誤電路接通穩(wěn)定后，B、C燈亮度相同，A燈不亮，C錯(cuò)誤電路接通穩(wěn)定后，S斷開(kāi)時(shí)，C燈逐漸熄滅，D錯(cuò)誤3.如圖16所示，正方形線框的左半側(cè)處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與線框平面垂直，線框的對(duì)稱軸MN恰與磁場(chǎng)邊緣平齊若第一

26、次將線框從磁場(chǎng)中以恒定速度v1向右勻速拉出，第二次以線速度v2讓線框繞軸MN勻速轉(zhuǎn)過(guò)90°，為使兩次操作過(guò)程中，線框產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等，則()圖16Av1v22 Bv1v22Cv1v212 Dv1v221答案A解析第一次將線框從磁場(chǎng)中以恒定速度v1向右勻速拉出，線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定，有1E1Blv1.第二次以線速度v2讓線框繞軸MN勻速轉(zhuǎn)過(guò)90°，所需時(shí)間t，線框中的磁通量變化量B·l·Bl2，產(chǎn)生的平均電動(dòng)勢(shì)2.由題意知12，可得v1v22，A正確4如圖17所示，M、N為紙面內(nèi)兩平行光滑導(dǎo)軌，間距為L(zhǎng).輕質(zhì)金屬桿ab可在導(dǎo)軌上左右無(wú)摩擦滑動(dòng)，桿

27、與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌右端與定值電阻連接P、Q為平行板器件，兩板間距為d，上、下兩板分別與定值電阻兩端相接兩板正中左端邊緣有一粒子源中始終都有速度為v0的帶正電粒子沿平行于極板的方向進(jìn)入兩板之間整個(gè)裝置處于垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中已知輕桿和定值電阻的阻值分別為r和R，其余電阻不計(jì)，帶電粒子的重力不計(jì)，為使粒子沿原入射方向從板間右端射出，則輕桿應(yīng)沿什么方向運(yùn)動(dòng)？速度多大？圖17答案見(jiàn)解析解析粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力F粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，磁場(chǎng)力Fqv0B因?yàn)榱Ｗ友卦肷浞较驈陌彘g右端射出，所以粒子所受的電場(chǎng)力和洛倫茲力相互平衡，得qv0B輕質(zhì)金屬桿ab切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EBLv，R中電流I，

28、PQ間電壓UIR聯(lián)立解得v(Rr)v0由右手定則得桿應(yīng)向右運(yùn)動(dòng)5如圖18所示，半徑為a的圓環(huán)電阻不計(jì)，放置在垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，環(huán)內(nèi)有一導(dǎo)體棒，電阻為r，可以繞環(huán)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)將電阻R，開(kāi)關(guān)S連接在環(huán)上和棒的O端，將電容器極板水平放置，兩極板間距為d，并聯(lián)在電阻R和開(kāi)關(guān)S兩端，如圖所示圖18(1)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，極板間有一電荷量為q、質(zhì)量為m的正粒子恰好靜止，試判斷OM的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和角速度的大小(2)當(dāng)S閉合時(shí)，該帶電粒子以g的加速度向下運(yùn)動(dòng)，則R是r的幾倍？答案(1)逆時(shí)針?lè)较?2)3解析(1)由于粒子帶正電，故電容器上極板為負(fù)極，根據(jù)右手定則，OM應(yīng)繞O點(diǎn)逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)粒子受力

29、平衡，則：mgqEBa2當(dāng)S斷開(kāi)時(shí)，UE，解得：(2)當(dāng)S閉合時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律：mgqm·gUR，解得：3.(限時(shí)：45分鐘)題組1對(duì)法拉第電磁感應(yīng)定律的考查1.如圖1所示，Q是單匝金屬線圈，MN是一個(gè)螺線管，它的繞線方法沒(méi)有畫(huà)出，Q的輸出端a、b和MN的輸入端c、d之間用導(dǎo)線相連，P是在MN的正下方水平放置的用細(xì)導(dǎo)線繞制的軟彈簧線圈若在Q所處的空間加上與環(huán)面垂直的變化磁場(chǎng)，發(fā)現(xiàn)在t1至t2時(shí)間段內(nèi)彈簧線圈處于收縮狀態(tài)，則所加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化情況可能是()圖1 答案D解析在t1至t2時(shí)間段內(nèi)彈簧線圈處于收縮狀態(tài)，說(shuō)明此段時(shí)間內(nèi)穿過(guò)線圈的磁通量變大，即穿過(guò)線圈的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)

30、度變大，則螺線管中電流變大，單匝金屬線圈Q產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變大，所加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率變大，即Bt圖線的斜率變大，選項(xiàng)D正確2如圖2甲所示，電路的左側(cè)是一個(gè)電容為C的電容器，電路的右側(cè)是一個(gè)環(huán)形導(dǎo)體，環(huán)形導(dǎo)體所圍的面積為S.在環(huán)形導(dǎo)體中有一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示則在0t0時(shí)間內(nèi)電容器()圖2A上極板帶正電，所帶電荷量為B上極板帶正電，所帶電荷量為C上極板帶負(fù)電，所帶電荷量為D上極板帶負(fù)電，所帶電荷量為答案A解析由題圖乙可知，B增大，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流沿逆時(shí)針?lè)较?，故電容器上極板帶正電，En，QCE，A正確3.一個(gè)由電阻均勻的導(dǎo)線繞制成的閉合

31、線圈放在磁場(chǎng)中，如圖3所示，線圈平面與磁場(chǎng)方向成60°角，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻變化，下列方法可使感應(yīng)電流增加一倍的是()圖3A把線圈匝數(shù)增加一倍B把線圈面積增加一倍C把線圈半徑增加一倍D改變線圈與磁場(chǎng)方向的夾角為另一定值答案C解析設(shè)導(dǎo)線的電阻率為，橫截面積為S0，線圈的半徑為r，線圈與磁場(chǎng)方向的夾角為，線圈匝數(shù)為n，則I··sin ，可見(jiàn)，將r增加一倍，I增加一倍；改變線圈與磁場(chǎng)方向的夾角，sin 不能變?yōu)樵瓉?lái)的2倍(因sin 最大值為1)；若將線圈的面積增加一倍，半徑r增加(1)倍，電流增加(1)倍；I與線圈匝數(shù)無(wú)關(guān)綜上所述，只有C項(xiàng)正確4如圖4甲所示，光滑導(dǎo)軌

32、水平放置在斜向下且與水平方向夾角為60°的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示(規(guī)定斜向下為正方向)，導(dǎo)體棒ab垂直導(dǎo)軌放置且與導(dǎo)軌接觸良好，除電阻R的阻值外，其余電阻不計(jì)，導(dǎo)體棒ab在水平外力作用下始終處于靜止?fàn)顟B(tài)規(guī)定ab的方向?yàn)殡娏鞯恼较?，水平向右的方向?yàn)橥饬Φ恼较?，則在0t1時(shí)間內(nèi)，能正確反映流過(guò)導(dǎo)體棒ab的電流I和導(dǎo)體棒ab所受水平外力F隨時(shí)間t變化的圖象是()圖4 答案D解析由楞次定律可判定回路中的電流始終為ba方向，由法拉第電磁感應(yīng)定律可判定回路電流大小恒定，故A、B兩項(xiàng)錯(cuò)；由F安BIl可得F安隨B的變化而變化，在0t0時(shí)間內(nèi)，F(xiàn)安方向向右，

33、故外力F與F安等值反向，方向向左為負(fù)值；在t0t1時(shí)間內(nèi)，F(xiàn)安方向改變，故外力F方向也改變?yōu)檎?，綜上所述，D項(xiàng)正確題組2對(duì)公式EBlv的綜合考查5如圖5所示，空間存在兩個(gè)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，方向相反且垂直紙面，MN、PQ為其邊界，OO為其對(duì)稱軸一導(dǎo)線折成邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形閉合回路abcd，回路在紙面內(nèi)以恒定速度v0向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到關(guān)于OO對(duì)稱的位置時(shí)()圖5A穿過(guò)回路的磁通量為零B回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為BLv0C回路中感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较駾回路中ab邊與cd邊所受安培力方向相同答案AD解析由于兩磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相反，且回路此時(shí)關(guān)于OO對(duì)稱，因而此時(shí)穿過(guò)回路的磁通量

34、為零，A項(xiàng)正確；ab、cd均切割磁感線，相當(dāng)于兩個(gè)電源，由右手定則知，回路中感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?，兩電源串?lián)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為2BLv0，B、C項(xiàng)錯(cuò)誤；由左手定則知ab、cd所受安培力方向均向左，D項(xiàng)正確6如圖6所示，兩根足夠長(zhǎng)的光滑金屬導(dǎo)軌水平平行放置，間距為l1 m，cd間、de間、cf間分別接阻值為R10 的電阻一阻值為R10 的導(dǎo)體棒ab以速度v4 m/s勻速向左運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌所在平面存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0.5 T、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)下列說(shuō)法中正確的是()圖6A導(dǎo)體棒ab中電流的流向?yàn)橛蒪到aBcd兩端的電壓為1 VCde兩端的電壓為1 VDfe兩端的電壓為1

35、V答案BD解析由右手定則可判知A錯(cuò)誤；EBlv0.5×1×4 V2 V，UcdE1 V，B正確；由于de、cf間電阻沒(méi)有電流流過(guò)，故UdeUcf0，所以UfeUcd1 V，C錯(cuò)誤，D正確7.如圖7所示的區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.電阻為R、半徑為L(zhǎng)、圓心角為45°的扇形閉合導(dǎo)線框繞垂直于紙面的O軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)(O軸位于磁場(chǎng)邊界)則線框內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流的有效值為()圖7A. B.C. D.答案D解析導(dǎo)線框進(jìn)出磁場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律知：EBLBL2，導(dǎo)線框轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中只有0和T時(shí)間內(nèi)有感應(yīng)電流，設(shè)線框內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流

36、的有效值為I，則I2RT2·R，解得I.8如圖8所示，電阻不計(jì)的平行導(dǎo)軌豎直固定，上端接有電阻R，高度為h的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌平面垂直一導(dǎo)體棒從磁場(chǎng)上方的A位置自由釋放，用x表示導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場(chǎng)后的位移，i表示導(dǎo)體棒中的感應(yīng)電流大小，v表示導(dǎo)體棒的速度大小，Ek表示導(dǎo)體棒的動(dòng)能，a表示導(dǎo)體棒的加速度大小，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌垂直并接觸良好以下圖象可能正確的是()圖8答案AC解析由于導(dǎo)體棒釋放時(shí)距離磁場(chǎng)上邊界有一定高度，所以導(dǎo)體棒到達(dá)磁場(chǎng)上邊界時(shí)獲得大小一定的速度v0，若速度v0較小，導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流較小，導(dǎo)體棒受到的安培力小于其自身的重力，導(dǎo)體棒做加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度增大到一定值，滿足安培力等于重力時(shí)，導(dǎo)體棒做勻速運(yùn)動(dòng)，離開(kāi)磁場(chǎng)后做勻加速運(yùn)動(dòng)若速度v0較大，切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流較大，導(dǎo)體棒受到的安培力大于其自身的重力，導(dǎo)體棒做減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度減小到一定值，滿足安培力等于重力時(shí)，導(dǎo)體棒做勻速運(yùn)動(dòng)，離開(kāi)磁場(chǎng)后做勻加速運(yùn)動(dòng)選項(xiàng)A符合此種情況；選項(xiàng)B中的0h段不應(yīng)該是直線，故B錯(cuò)誤；選項(xiàng)D中到達(dá)h以后，導(dǎo)體棒做勻加速運(yùn)動(dòng)，速度增大，D錯(cuò)誤若速度v0剛好滿足安培力等于重力，則導(dǎo)體棒做勻速運(yùn)動(dòng)，離開(kāi)磁場(chǎng)后做勻加速