高二渦流、電磁阻尼

1、知識(shí)梳理渦流電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng) 1、渦流渦流的產(chǎn)生機(jī)理：處在磁場(chǎng)中的導(dǎo)體，只要磁場(chǎng)變化就會(huì)引起導(dǎo)體中的磁通量的變化，導(dǎo)體中就有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，這一電動(dòng)勢(shì)在導(dǎo)體內(nèi)部構(gòu)成回路，導(dǎo)體內(nèi)就有感應(yīng)電流，因?yàn)檫@種電流像水中的旋渦，所以稱為渦流。在大塊的金屬內(nèi)部，由于金屬塊的電阻很小，所以渦電流很大，能夠產(chǎn)生很大的熱量。嚴(yán)格地說(shuō)，在變化的磁場(chǎng)中的一切導(dǎo)體內(nèi)都有渦流產(chǎn)生，只是渦電流的大小有區(qū)別，以至一些微弱的渦電流就被我們忽視了。渦流的利用：利用高頻真空冶煉爐冶煉高純度的金屬；用探測(cè)器探測(cè)地雷、探測(cè)地下電纜也是利用渦流的工作原理；利用渦電流可以治療疾??；利用渦流探傷技術(shù)可以檢測(cè)導(dǎo)電物體上的表面和近表面缺陷、涂鍍層

2、厚度和熱處理質(zhì)量（如淬火透入深度、硬化層厚度、硬度等）；還有上海的磁懸浮列車是利用渦電流減速的渦流的防止：防止渦流的主要途徑是增大在變化的磁場(chǎng)中使用的金屬導(dǎo)體的電阻：一是選用電阻率大的材料，二是把導(dǎo)體制作成薄片，薄片與薄片之間用絕緣材料相隔，這樣增大電阻減小因渦電流損失的能量。2、電磁阻尼導(dǎo)體與磁場(chǎng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電流受到的安培力總是阻礙它們的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，利用安培力阻礙導(dǎo)體與磁場(chǎng)間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)就是電磁阻尼，磁電式儀表的指針能夠很快停下，就是利用了電磁阻尼。上面提到的“磁懸浮列車?yán)脺u電流減速”其實(shí)也是一種電磁阻尼。3、電磁驅(qū)動(dòng)導(dǎo)體與磁場(chǎng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電流受到的安培力總是阻礙它們的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，應(yīng)該知

3、道安培力阻礙磁場(chǎng)與導(dǎo)體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方式是多種多樣的。當(dāng)磁場(chǎng)以某種方式運(yùn)動(dòng)時(shí)（例如磁場(chǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)），導(dǎo)體中的安培力為阻礙導(dǎo)體與磁場(chǎng)間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)使導(dǎo)體跟著磁場(chǎng)動(dòng)起來(lái)（跟著轉(zhuǎn)動(dòng)），這就是電磁驅(qū)動(dòng)。其實(shí)不管是“電磁阻尼”還是“電磁驅(qū)動(dòng)”，都是利用了楞次定律中的“阻礙”兩個(gè)字。 范例精析例1 已知某一區(qū)域的地下埋有一根與地表面平行的直線電纜，電纜中通有變化的電流，在其周圍有變化的磁場(chǎng)，因此可以通過(guò)在地面上測(cè)量閉合試探小線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)來(lái)探測(cè)電纜的確切位置、走向和深度。當(dāng)線圈平面平行地面測(cè)量時(shí)，在地面上a、c兩處測(cè)得試探線圈中的電動(dòng)勢(shì)為零，b、d兩處線圈中的電動(dòng)勢(shì)不為零；當(dāng)線圈平面與地面成45°夾角

4、時(shí)，在b、d兩處測(cè)得試探線圈中的電動(dòng)勢(shì)為零。經(jīng)過(guò)測(cè)量發(fā)現(xiàn)，a、b、c、d恰好位于邊長(zhǎng)為1米的正方形的四個(gè)頂角上，如圖4-7-1所示。據(jù)此可以判定地下電纜在 兩點(diǎn)連線的正下方，離地表面的深度為 米。 例2如圖4-7-3所示，閉合線圈abcd用絕緣硬竿懸于O點(diǎn)，虛線表示有界磁場(chǎng)B。把線圈從圖示位置釋放后使其擺動(dòng)，不計(jì)其他阻力，線圈將很快就停在豎直方向平衡而不再擺動(dòng)，這是為什么？ 拓展 上述線圈所出現(xiàn)的現(xiàn)象就是電磁阻尼。用能的轉(zhuǎn)化和守恒定律解決此類問(wèn)題往往十分簡(jiǎn)便。磁電式電流表，電壓表的指針偏轉(zhuǎn)過(guò)程中也利用了電磁阻尼現(xiàn)象，所以指針能很快靜止下來(lái)。 例3 如圖 4-7-4所示，正方形線圈abcd邊長(zhǎng)L

5、=0.20m,質(zhì)量m=0.10kg ,電阻R=0.1,砝碼質(zhì)量M= 0.14kg ,勻強(qiáng)磁場(chǎng)B=0.50T。當(dāng)M從某一位置下降，線圈上升到ab邊進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)開(kāi)始勻速運(yùn)動(dòng)，直到線圈全部進(jìn)入磁場(chǎng).問(wèn)線圈運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的熱量多大?(g=10m/s2)拓展 在電磁感應(yīng)現(xiàn)象的綜合題目中，既可以以力和運(yùn)動(dòng)為主線，找出力與電兩部分之間的聯(lián)系，從而列出方程組，逐一解決，如解法一，也可以從能量的轉(zhuǎn)化與守恒角度來(lái)分析，什么力做功？什么能轉(zhuǎn)化為什么能？什么能從什么物體轉(zhuǎn)移到什么物體？從而根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律立出方程求解，如解法二。一般說(shuō)來(lái)利用能量關(guān)系解題比較單間。例4 兩金屬桿ab和cd長(zhǎng)均為L(zhǎng)，電阻均為R，質(zhì)

6、量分別為M和m，M>m。用兩根質(zhì)量和電阻均可忽略的不可伸長(zhǎng)的柔軟導(dǎo)線將它們連成閉合回路，并懸掛在水平、光滑、不導(dǎo)電的圓棒兩側(cè)。兩金屬桿都處在水平位置（如圖4-7-6所示）。整個(gè)裝置處在一與回路平面相垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。若金屬桿ab正好勻速向下運(yùn)動(dòng)，求運(yùn)動(dòng)速度。例5 如圖4-7-7所示，在豎直向上B=0.2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)固定一水平無(wú)電阻的光滑U形金屬導(dǎo)軌，軌距50cm。金屬導(dǎo)線ab的質(zhì)量m=0.1kg，電阻r=0.02且ab垂直橫跨導(dǎo)軌。導(dǎo)軌中接入電阻R=0.08，今用水平恒力F=0.1N拉著ab向右勻速平移，則（1）ab的運(yùn)動(dòng)速度為多大？（2）電路中消耗的電功率是多大？（3

7、）撤去外力后R上還能產(chǎn)生多少熱量？ 能力訓(xùn)練1、 邊長(zhǎng)為h的正方形金屬導(dǎo)線框，從圖4-7-8所示的初始位置由靜止開(kāi)始下落，通過(guò)一勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向是水平的，且垂直于線框平面，磁場(chǎng)區(qū)域?qū)挾鹊扔贖，上下邊界如圖4-7-8中水平虛線所示，H>h，從線框開(kāi)始下落到完全穿過(guò)場(chǎng)區(qū)的整個(gè)過(guò)程中：（ ）A、 線框中總是有感應(yīng)電流存在B、 線框受到磁場(chǎng)力的合力方向先向下，后向上C、 線框運(yùn)動(dòng)的方向始終是向下的D、線框速度的大小可能不變。2、 在閉合線圈上方有一條形磁鐵自由下落，直到穿過(guò)線圈的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（ ）A、 磁鐵下落過(guò)程中機(jī)械能守恒B、 磁鐵的機(jī)械能增加C、 磁鐵的機(jī)械能減少D、線圈

8、增加的熱量是由磁鐵減少的機(jī)械能轉(zhuǎn)化而來(lái)的3、 有一矩形線圈在豎直平面內(nèi)由靜止開(kāi)始下落，磁場(chǎng)水平且垂直于線圈平面，當(dāng)線框的下邊進(jìn)入磁場(chǎng)而上邊尚未進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)的過(guò)程中，線圈不可能做：（ ）A、勻速下落 B、加速下落 C、減速下落 D、勻減速下落4、 如圖4-7-9所示，CD、EF為足夠長(zhǎng)的光滑平行豎直金屬導(dǎo)軌，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌平面垂直，置于導(dǎo)軌上的導(dǎo)體棒MN的長(zhǎng)等于導(dǎo)軌間距，其電阻等于電池內(nèi)阻。電池電動(dòng)勢(shì)E=1.5V?；芈分衅溆嚯娮璨挥?jì)。若僅閉合S1，MN恰可靜止，若僅閉合S2，則MN棒沿豎直導(dǎo)軌下滑過(guò)程中每秒內(nèi)掃過(guò)的最大面積為多少平方米？ 5、 如圖4-7-10，勻強(qiáng)磁

9、場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4T，MN長(zhǎng)為l=1.0m，R1=R2=1.2，金屬框CDEF和導(dǎo)體MN電阻r=0.6，使MN以v=3m/s的速率向右滑動(dòng)，則MN兩端的電壓為多少伏？MN兩端的電勢(shì)哪一端高？ 6、如圖4-7-11所示，MN為金屬桿，在重力作用下貼著豎直平面內(nèi)的光滑金屬長(zhǎng)直導(dǎo)軌下滑，導(dǎo)軌的間距L=10cm，導(dǎo)軌的上端接有R=0.5的電阻，導(dǎo)軌和金屬桿的電阻不計(jì)，整個(gè)裝置處于B=0.5T的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)桿勻速下落時(shí)，每秒有0.02J的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能，則這時(shí)MN桿的下落速度v的大小等于多少？ 7、電阻為R的矩形導(dǎo)線框abcd，邊長(zhǎng)ab=l，ad=h，質(zhì)量為m。自某一高度自由落下，通過(guò)一

10、勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，磁場(chǎng)區(qū)域的寬度為h，如圖4-7-13所示。若線框恰好以恒定速度通過(guò)磁場(chǎng)，線框內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱是多少？（不考慮空氣阻力） 8、兩根光滑的平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，導(dǎo)軌的電阻不計(jì)，導(dǎo)軌面與水平面的夾角為，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌面斜向上，如圖4-7-14所示。現(xiàn)把兩根質(zhì)量各為m，電阻為R的金屬桿ab、cd放在導(dǎo)軌上，桿與導(dǎo)軌垂直。由于桿ab在沿導(dǎo)軌向上的外力作用下向上勻速運(yùn)動(dòng)，桿cd保持靜止?fàn)顟B(tài)，求ab桿的速度和所受的沿導(dǎo)軌向上的外力的大小。 電磁感應(yīng)章末總結(jié)要點(diǎn)一 楞次定律的理解和應(yīng)用1楞次定律解決的問(wèn)題是感應(yīng)電流的方向問(wèn)題，它涉及到兩個(gè)磁場(chǎng)，感應(yīng)電流的

11、磁場(chǎng)(新產(chǎn)生的磁場(chǎng))和引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)(原來(lái)就有的磁場(chǎng))，前者和后者的關(guān)系不是“同向”和“反向”的簡(jiǎn)單關(guān)系，而是前者“阻礙”后者“變化”的關(guān)系2對(duì)“阻礙意義的理解”(1)阻礙原磁場(chǎng)的變化“阻礙”不是阻止，而是“延緩”，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)不會(huì)阻止原磁場(chǎng)的變化，只能使原磁場(chǎng)的變化被延緩或者說(shuō)被遲滯了，原磁場(chǎng)的變化趨勢(shì)不會(huì)改變，不會(huì)發(fā)生逆轉(zhuǎn)(2)阻礙的是原磁場(chǎng)的變化，而不是原磁場(chǎng)本身，如果原磁場(chǎng)不變化，即使它再?gòu)?qiáng)，也不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流(3)阻礙不是相反，當(dāng)原磁通量減小時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)同向，以阻礙其減小；當(dāng)磁體遠(yuǎn)離導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)將和磁體運(yùn)動(dòng)同向，以阻礙其相對(duì)運(yùn)動(dòng)(4)由于“阻礙”，為了維持

12、原磁場(chǎng)的變化，必須有外力克服這一“阻礙”而做功，從而導(dǎo)致其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能，因而楞次定律是能量轉(zhuǎn)化和守恒定律在電磁感應(yīng)中的體現(xiàn)3運(yùn)用楞次定律處理問(wèn)題的思路(1)判定感應(yīng)電流方向問(wèn)題的思路運(yùn)用楞次定律判定感應(yīng)電流方向的基本思路可以總結(jié)為“一原、二感、三電流”明確原磁場(chǎng)：弄清原磁場(chǎng)的方向以及磁通量的變化情況確定感應(yīng)磁場(chǎng)：即根據(jù)楞次定律中的“阻礙”原則，結(jié)合原磁場(chǎng)磁通量變化情況，確定出感應(yīng)電流產(chǎn)生的感應(yīng)磁場(chǎng)的方向判定電流方向：即根據(jù)感應(yīng)磁場(chǎng)的方向，運(yùn)用安培定則判斷出感應(yīng)電流方向(2)判斷閉合電路(或電路中可動(dòng)部分導(dǎo)體)相對(duì)運(yùn)動(dòng)類問(wèn)題的分析策略在電磁感應(yīng)問(wèn)題中，有一類綜合性較強(qiáng)的分析判斷類問(wèn)題，

13、主要是磁場(chǎng)中的閉合電路在一定條件下產(chǎn)生了感應(yīng)電流，而此電流又處于磁場(chǎng)中，受到安培力作用，從而使閉合電路或電路中可動(dòng)部分的導(dǎo)體發(fā)生了運(yùn)動(dòng)要點(diǎn)二 電磁感應(yīng)中的力學(xué)問(wèn)題通過(guò)導(dǎo)體的感應(yīng)電流在磁場(chǎng)中將受到安培力作用，從而引起導(dǎo)體速度、加速度的變化(1)基本方法用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律求出感應(yīng)電流的方向和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小求出回路中電流的大小分析研究導(dǎo)體受力情況(包括安培力，用左手定則確定其方向)列出動(dòng)力學(xué)方程或者平衡方程求解感應(yīng)電流感應(yīng)電流通電導(dǎo)體受到安培力合外力變化加速度變化速度變化，周而復(fù)始的循環(huán)，循環(huán)結(jié)束時(shí)，加速度為零，導(dǎo)體達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)，速度達(dá)到最值要點(diǎn)三 電磁感應(yīng)中的電路問(wèn)題在電磁感應(yīng)中，切割

14、磁感線的導(dǎo)體或磁通量變化的回路將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，該導(dǎo)體或回路相當(dāng)于電源解決電路問(wèn)題的基本方法：用法拉第電磁感應(yīng)定律或楞次定律確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向畫(huà)出等效電路圖運(yùn)用閉合電路歐姆定律、串并聯(lián)電路性質(zhì)，電功率等公式進(jìn)行求解要點(diǎn)四 電磁感應(yīng)中的圖象問(wèn)題電磁感應(yīng)中常常涉及磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁通量、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流、安培力或外力隨時(shí)間變化的圖象這些圖象問(wèn)題大體上可以分為兩類：由給定的電磁感應(yīng)過(guò)程選出或畫(huà)出正確圖象由給定的有關(guān)圖象分析電磁感應(yīng)過(guò)程，求解相應(yīng)的物理量不管是何種類型，電磁感應(yīng)中的圖象問(wèn)題往往需要綜合右手定則、左手定則、楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律等規(guī)律分析解決要點(diǎn)五 電磁感應(yīng)中的能量問(wèn)題電磁

15、感應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的感應(yīng)電流在磁場(chǎng)中必定受到安培力作用，要維持感應(yīng)電流的存在，必須有“外力”克服安培力做功，此過(guò)程中，其它形式的能量轉(zhuǎn)化為電能，“外力”克服安培力做了多少功，就有多少其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能當(dāng)感應(yīng)電流通過(guò)用電器時(shí)，電能又轉(zhuǎn)化為其它形式的能量，安培力做功的過(guò)程，是電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能的過(guò)程，安培力做了多少功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能量.例題分析一、楞次定律的應(yīng)用【例1】 在光滑水平面上固定一個(gè)通電線圈，圖41如圖41所示，一鋁塊正由左向右滑動(dòng)穿過(guò)線圈，那么下面正確的判斷是()A接近線圈時(shí)做加速運(yùn)動(dòng)，離開(kāi)時(shí)做減速運(yùn)動(dòng)B接近和離開(kāi)線圈時(shí)都做減速運(yùn)動(dòng)C一直在做勻速運(yùn)動(dòng)D在線圈中運(yùn)動(dòng)時(shí)

16、是勻速的二、兩類感應(yīng)現(xiàn)象感生和動(dòng)生【例2】 如圖42所示固定于水平桌面上的金屬框架cdef，處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬棒ab擱在框架上，可無(wú)摩擦滑動(dòng)此時(shí)adeb構(gòu)成一個(gè)邊長(zhǎng)為l的正方形，棒的電阻為r，其余部分電阻不計(jì)開(kāi)始時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0.(1)若從t0時(shí)刻起，磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增加，每秒增量為k，同時(shí)保持棒靜止求棒中的感應(yīng)電流(2)若從t0時(shí)刻起，磁感應(yīng)強(qiáng)度逐漸減小，當(dāng)棒以恒定速度v向右做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，可使棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，則磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)怎樣隨時(shí)間變化(寫(xiě)出B與t的關(guān)系式)?三、電磁感應(yīng)中的電路問(wèn)題【例3】 如圖43所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)、電阻r0.3 ，質(zhì)量m0.1 kg的金屬棒CD垂直跨擱在位于水

17、平面上的兩條平行光滑金屬導(dǎo)軌上，兩導(dǎo)軌間距也是L，棒與導(dǎo)軌間接觸良好，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，導(dǎo)軌左端接有R0.5 的電阻，量程為03.0 A的電流表串接在一條導(dǎo)軌上，量程為01.0 V的電壓表接在電阻R的兩端，垂直導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)向下穿過(guò)平面現(xiàn)以向右恒定外力F使金屬棒右移當(dāng)金屬棒以v2 m/s的速度在導(dǎo)軌平面上勻速滑動(dòng)時(shí)，觀察到電路中的一個(gè)電表正好滿偏，而另一個(gè)電表未滿偏，問(wèn)： (1)此滿偏的電表是什么表？說(shuō)明理由(2)拉動(dòng)金屬棒的外力F多大？ 圖43四、電磁感應(yīng)問(wèn)題的實(shí)際應(yīng)用自感現(xiàn)象【例4】 如圖44所示，a、b燈分別標(biāo)有“36 V,40 W”和“36 V,25 W”，閉合電鍵，調(diào)節(jié)R，使a、b都

18、正常發(fā)光這時(shí)斷開(kāi)電鍵后重做實(shí)驗(yàn)：電鍵閉合后看到的現(xiàn)象是什么？穩(wěn)定后哪只燈較亮？再斷開(kāi)電鍵，又將看到什么現(xiàn)象？圖44五、電磁感應(yīng)的綜合問(wèn)題【例5】 如圖45所示，兩足夠長(zhǎng)平行光滑的金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距為L(zhǎng)，導(dǎo)軌平面與水平面夾角30°，導(dǎo)軌電阻不計(jì)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直導(dǎo)軌平面斜向上，長(zhǎng)為L(zhǎng)的金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導(dǎo)軌上，且始終與導(dǎo)軌接觸良好，金屬棒的質(zhì)量為m、電阻為R.兩金屬導(dǎo)軌的上端連接右端電路，電路中R2為一電阻箱，已知燈泡的電阻RL4R，定值電阻R12R，調(diào)節(jié)電阻箱使R212R，重力加速度為g，現(xiàn)將金屬棒由靜止釋放，求：圖45(1)金屬棒下滑的最大速度vm.(2

19、)當(dāng)金屬棒下滑距離為s0時(shí)速度恰達(dá)到最大，求金屬棒由靜止開(kāi)始下滑2s0的過(guò)程中，整個(gè)電路產(chǎn)生的電熱(3)改變電阻箱R2的值，當(dāng)R2為何值時(shí)，金屬棒勻速下滑時(shí)R2消耗的功率最大；消耗的最大功率為多少？1.如圖46所示，一個(gè)小矩形線圈從高處自由落下，進(jìn)入較小的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，線圈平面和磁場(chǎng)保持垂直，設(shè)線圈下邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)到上邊剛接觸磁場(chǎng)為A過(guò)程；線圈全部進(jìn)入磁場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng)為B過(guò)程；線圈下邊出磁場(chǎng)到上邊剛出磁場(chǎng)為C過(guò)程，則()A只在A過(guò)程中，線圈的機(jī)械能不變B只在B過(guò)程中，線圈的機(jī)械能不變C只在C過(guò)程中，線圈的機(jī)械能不變 D在A、B、C過(guò)程中，線圈機(jī)械能都不變 圖462如圖47所示，光滑的水平桌面上放著兩個(gè)

20、完全相同的金屬環(huán)a和b，當(dāng)一條形磁鐵的S極豎直向下迅速靠近兩環(huán)中間時(shí)，則()Aa、b均靜止不動(dòng)Ba、b互相靠近Ca、b互相遠(yuǎn)離Da、b均向上跳起 圖473.兩塊水平放置的金屬板間的距離為d，用導(dǎo)線與一個(gè)n匝線圈相連，線圈電阻為r，線圈中有豎直方向的磁場(chǎng)，電阻R與金屬板連接，如圖48所示，兩板間有一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量q的油滴恰好處于靜止則線圈中的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化情況和磁通量的變化率分別是()A磁感應(yīng)強(qiáng)度B豎直向上且正增強(qiáng)，B磁感應(yīng)強(qiáng)度B豎直向下且正增強(qiáng)，C磁感應(yīng)強(qiáng)度B豎直向上且正減弱， D磁感應(yīng)強(qiáng)度B豎直向下且正減弱， 4一位同學(xué)按照如圖49所示連接電路，演示如下操作，并觀察電流表指針的位置變

21、化情況，根據(jù)所學(xué)知識(shí)，你來(lái)分析一下電流表指針的變化情況以及發(fā)生這種情況的原因圖49(1)讓插有軟鐵芯的螺線管A的軸線與線圈C的平面共面，閉合電鍵(2)讓螺線管A的軸線和線圈C的平面垂直，閉合電鍵5如圖410甲所示，一對(duì)平行光滑軌道放置在水平面上，兩軌道間距l(xiāng)0.20 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，桿及軌道的電阻皆可忽略不計(jì)，整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.50 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)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(yùn)動(dòng)，測(cè)得力F與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示求出桿的質(zhì)量m和加速度a. 圖410章末檢測(cè)一、選擇題1下列科學(xué)家中，對(duì)電磁學(xué)的建立和發(fā)展起

22、著關(guān)鍵性作用的是()A法拉第 B麥克斯韋 C牛頓 D開(kāi)爾文2恒定的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一圓形的閉合導(dǎo)體線圈，線圈平面垂直于磁場(chǎng)方向，當(dāng)線圈在此磁場(chǎng)中做下列哪種運(yùn)動(dòng)時(shí)，線圈中能產(chǎn)生感應(yīng)電流()A線圈沿自身所在的平面做勻速運(yùn)動(dòng)B線圈沿自身所在的平面做加速運(yùn)動(dòng)C線圈繞任意一條直徑做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)D線圈繞任意一條直徑做變速轉(zhuǎn)動(dòng)3超導(dǎo)研究是當(dāng)今高科技的熱點(diǎn)之一，對(duì)超導(dǎo)材料的研制與開(kāi)發(fā)是一項(xiàng)重大的科研課題當(dāng)一塊磁體靠近超導(dǎo)體時(shí)，超導(dǎo)體中將產(chǎn)生強(qiáng)大的電流，其主要原因是()A超導(dǎo)體的電阻為零B超導(dǎo)體的電阻很大C穿過(guò)超導(dǎo)體的磁通量很大D穿過(guò)超導(dǎo)體的磁通量很小4一艘復(fù)古的帆船在赤道水域從西向東航行，船上的金屬桅桿上、下端的電勢(shì)

23、比較()A上端高 B下端高C上、下一樣高 D無(wú)法判斷5現(xiàn)將電池組、滑動(dòng)變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流計(jì)及開(kāi)關(guān)如圖1連接，在開(kāi)關(guān)閉合、線圈A放在線圈B中的情況下，某同學(xué)發(fā)現(xiàn)當(dāng)他將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)端P向左加速滑動(dòng)時(shí)，電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)由此可以判斷()A線圈A向上移動(dòng)或滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)端P向右加速滑動(dòng)，都能引 起電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn)B線圈A中鐵芯向上拔出或斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，都能引起電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)C滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)端P勻速向左或勻速向右滑動(dòng)，都能使電流計(jì)指針靜止在中央D因?yàn)榫€圈A、線圈B的繞線方向未知，故無(wú)法判斷電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)的方向6. 繞有線圈的鐵芯直立在水平桌面上，鐵芯上套著一個(gè)鋁環(huán)，線圈與電源、開(kāi)

24、關(guān)相連，如圖2所示閉合開(kāi)關(guān)的瞬間，鋁環(huán)跳起一定高度保持開(kāi)關(guān)閉合，下列現(xiàn)象正確的是()A鋁環(huán)停留在這一高度，直到開(kāi)關(guān)斷開(kāi)鋁環(huán)回落B鋁環(huán)不斷升高，直到斷開(kāi)開(kāi)關(guān)鋁環(huán)回落C鋁環(huán)回落，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)鋁環(huán)又跳起D鋁環(huán)回落，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)鋁環(huán)不再跳起7如圖3所示，A是長(zhǎng)直密繞通電螺線管小線圈B與電流表連接，并沿A的軸線Ox從O點(diǎn)自左向右勻速穿過(guò)螺線管A.下圖中能正確反映通過(guò)電流表中電流I隨x變化規(guī)律的是()圖38. 某同學(xué)在學(xué)習(xí)了法拉第電磁感應(yīng)定律之后，自己制作了一個(gè)手動(dòng)手電筒，如圖4是手電筒的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)示意圖，左右兩端是兩塊完全相同的條形磁鐵，中間是一根絕緣直桿，由絕緣細(xì)銅絲繞制的多匝環(huán)形線圈只可在直桿上自由滑動(dòng)，線圈兩端接一燈泡，搖動(dòng)手電筒時(shí)線圈也來(lái)回滑動(dòng)，燈泡就會(huì)發(fā)光，其中O點(diǎn)是兩磁極連線的中點(diǎn)，a、b兩點(diǎn)關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱，則下列說(shuō)法中正確的是()A線圈經(jīng)過(guò)O點(diǎn)時(shí)穿過(guò)的磁通量最小B線圈經(jīng)過(guò)O點(diǎn)時(shí)受到的磁場(chǎng)力最大C線圈沿不同方向經(jīng)過(guò)b點(diǎn)時(shí)所受的磁場(chǎng)力方向相反D