電磁感應(yīng)規(guī)律及其應(yīng)用復(fù)習(xí)課件

1、第11講電磁感應(yīng)規(guī)律及其應(yīng)用一、一、“三定則、一定律三定則、一定律”的應(yīng)用的應(yīng)用安培定則、左手定則、右手定則、楞次定律應(yīng)用于不同現(xiàn)象：安培定則、左手定則、右手定則、楞次定律應(yīng)用于不同現(xiàn)象：基本現(xiàn)象基本現(xiàn)象應(yīng)用的定則或定律應(yīng)用的定則或定律運(yùn)動(dòng)電荷、電流產(chǎn)生磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)電荷、電流產(chǎn)生磁場(chǎng)_磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷、電流作用力磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷、電流作用力_電磁電磁感應(yīng)感應(yīng)部分導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)部分導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)_閉合電路磁通量變化閉合電路磁通量變化_安培定則安培定則左手定則左手定則右手定則右手定則楞次定律楞次定律（1 1）阻礙）阻礙_的變化（增反減同）。的變化（增反減同）。（2 2）阻礙物體間的）阻礙物體間的_

2、（來拒去留）。（來拒去留）。（3 3）阻礙原電流的）阻礙原電流的_（自感）。（自感）。二、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算二、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算1.1.法拉第電磁感應(yīng)定律：法拉第電磁感應(yīng)定律：E=_E=_，用于計(jì)算，用于計(jì)算_。（1 1）若）若B B變而變而S S不變，則不變，則E=_E=_；（2 2）若）若S S變而變而B B不變，則不變，則E=_E=_。2.2.導(dǎo)體垂直切割磁感線：導(dǎo)體垂直切割磁感線：E=_E=_，主要用于計(jì)算，主要用于計(jì)算_。磁通量磁通量相對(duì)運(yùn)動(dòng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)變化變化nt感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值平均值BnStSnBtBLvBLv感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值的瞬時(shí)值1.1.（20132013

3、福建高考）如圖，矩形閉合導(dǎo)體線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)上福建高考）如圖，矩形閉合導(dǎo)體線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)上方，由不同高度靜止釋放，用方，由不同高度靜止釋放，用t t1 1、t t2 2分別表示線框分別表示線框abab邊和邊和cdcd邊邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)的時(shí)刻。線框下落過程形狀不變，剛進(jìn)入磁場(chǎng)的時(shí)刻。線框下落過程形狀不變，abab邊始終保持與邊始終保持與磁場(chǎng)水平邊界線磁場(chǎng)水平邊界線OOOO平行，線框平面與磁場(chǎng)方向垂直。設(shè)平行，線框平面與磁場(chǎng)方向垂直。設(shè)OOOO下方磁場(chǎng)區(qū)域足夠大，不計(jì)空氣影響，則下列哪一個(gè)圖像不可下方磁場(chǎng)區(qū)域足夠大，不計(jì)空氣影響，則下列哪一個(gè)圖像不可能反映線框下落過程中速度能反映線框下落過程中速度v v

4、隨時(shí)間隨時(shí)間t t變化的規(guī)律（）變化的規(guī)律（）【解析【解析】選選A A。設(shè)線框質(zhì)量為。設(shè)線框質(zhì)量為m m，電阻為，電阻為R,R,線框線框abab邊長(zhǎng)為邊長(zhǎng)為l，磁，磁感應(yīng)強(qiáng)度為感應(yīng)強(qiáng)度為B, B, 線框自由下落剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度為線框自由下落剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度為v v，當(dāng)，當(dāng)v v 時(shí)，線框做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，時(shí)，線框做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，C C可能；當(dāng)可能；當(dāng)v=v=時(shí)時(shí), ,線框做勻速運(yùn)動(dòng)，線框做勻速運(yùn)動(dòng)，D D可能；當(dāng)可能；當(dāng)v v 時(shí)時(shí), ,線框做加速度減小線框做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)直至勻速，的減速運(yùn)動(dòng)直至勻速，B B可能，可能，A A不可能，故選不可能，故選A A。2 2mgRBl

5、2 2mgRBl2 2mgRBl2.2.（20122012福建高考）如圖甲，一圓形閉合銅環(huán)由高處從靜止福建高考）如圖甲，一圓形閉合銅環(huán)由高處從靜止開始下落，穿過一根豎直懸掛的條形磁鐵，銅環(huán)的中心軸線與開始下落，穿過一根豎直懸掛的條形磁鐵，銅環(huán)的中心軸線與條形磁鐵的中軸線始終保持重合。若取磁鐵中心條形磁鐵的中軸線始終保持重合。若取磁鐵中心O O為坐標(biāo)原點(diǎn)，為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立豎直向下為正方向的建立豎直向下為正方向的x x軸，則圖乙中最能正確反映環(huán)中感軸，則圖乙中最能正確反映環(huán)中感應(yīng)電流應(yīng)電流i i隨環(huán)心位置坐標(biāo)隨環(huán)心位置坐標(biāo)x x變化的關(guān)系圖像是（）變化的關(guān)系圖像是（）【解析【解析】選選B B。閉合

6、銅環(huán)下落過程的側(cè)視圖如圖。閉合銅環(huán)下落過程的側(cè)視圖如圖所示，據(jù)右手定則或楞次定律可知閉合銅環(huán)在所示，據(jù)右手定則或楞次定律可知閉合銅環(huán)在原點(diǎn)原點(diǎn)O O上方和下方時(shí)電流方向相反，上方和下方時(shí)電流方向相反，D D錯(cuò)。閉合錯(cuò)。閉合銅環(huán)從銅環(huán)從位置到位置到位置過程電動(dòng)勢(shì)位置過程電動(dòng)勢(shì)E E變大，變大，位置速度與磁感線平行，位置速度與磁感線平行，E=0E=0，閉合銅環(huán)下落，閉合銅環(huán)下落過程加速運(yùn)動(dòng)，且在原點(diǎn)過程加速運(yùn)動(dòng)，且在原點(diǎn)O O下方速度較大，電下方速度較大，電動(dòng)勢(shì)動(dòng)勢(shì)E E的最大值比上方的最大值比上方E E的最大值大，的最大值大，A A、C C錯(cuò)，錯(cuò)，B B對(duì)。對(duì)。3.3.（20112011福建高考

7、）如圖，足夠長(zhǎng)的福建高考）如圖，足夠長(zhǎng)的U U型光滑金屬導(dǎo)軌平面與水平面成型光滑金屬導(dǎo)軌平面與水平面成角角（090090），其中），其中MNMN與與PQPQ平行且間平行且間距為距為L(zhǎng) L，導(dǎo)軌平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為，導(dǎo)軌平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B B的勻的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。金屬棒強(qiáng)磁場(chǎng)垂直，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。金屬棒abab由靜止開始沿導(dǎo)軌下滑，并與兩導(dǎo)軌始終保持垂直且良好接觸，由靜止開始沿導(dǎo)軌下滑，并與兩導(dǎo)軌始終保持垂直且良好接觸，abab棒接入電路的電阻為棒接入電路的電阻為R R，當(dāng)流過，當(dāng)流過abab棒某一橫截面的電量為棒某一橫截面的電量為q q時(shí)，時(shí)，棒的速度大小為棒的速度大小為v v，則金

8、屬棒，則金屬棒abab在這一過程中（）在這一過程中（）A.A.運(yùn)動(dòng)的平均速度大小為運(yùn)動(dòng)的平均速度大小為B.B.下滑的位移大小為下滑的位移大小為C.C.產(chǎn)生的焦耳熱為產(chǎn)生的焦耳熱為qBLvqBLvD.D.受到的最大安培力大小為受到的最大安培力大小為1v2qRBL2 2BLvsinR【解析【解析】選選B B。由。由E=BLvE=BLv、I= I= 、F F安安=BIL=BIL可得導(dǎo)體棒的速度為可得導(dǎo)體棒的速度為v v時(shí)的安培力為時(shí)的安培力為 D D錯(cuò)；對(duì)導(dǎo)體棒受力分析如圖甲所示，錯(cuò)；對(duì)導(dǎo)體棒受力分析如圖甲所示，據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律判斷可得導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)情況如圖乙所示，由圖據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律判斷可得導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)

9、情況如圖乙所示，由圖乙可知導(dǎo)體棒這一過程的平均速度大于乙可知導(dǎo)體棒這一過程的平均速度大于 v v，A A錯(cuò)；由法拉第電錯(cuò)；由法拉第電磁感應(yīng)定律得到導(dǎo)體棒這一過程的電量磁感應(yīng)定律得到導(dǎo)體棒這一過程的電量 因此導(dǎo)體棒下因此導(dǎo)體棒下滑的位移滑的位移 B B對(duì)；由能量關(guān)系可得這一過程產(chǎn)生的焦耳熱對(duì)；由能量關(guān)系可得這一過程產(chǎn)生的焦耳熱 C C錯(cuò)，故選錯(cuò)，故選B B。ER2 2BLvR，12BLsqR，qRsBL，2qR1Q mgsinmvBL2，熱點(diǎn)考向熱點(diǎn)考向1 1 電磁感應(yīng)圖像問題電磁感應(yīng)圖像問題【典例【典例1 1】（20132013東營(yíng)二模）如圖所示，東營(yíng)二模）如圖所示，虛線上方空間存在方向垂直紙

10、面向里的勻虛線上方空間存在方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。正方形導(dǎo)線框繞垂直紙面的軸強(qiáng)磁場(chǎng)。正方形導(dǎo)線框繞垂直紙面的軸O O在紙面內(nèi)逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)周期為在紙面內(nèi)逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)周期為T T。從線框處于圖示位。從線框處于圖示位置時(shí)開始計(jì)時(shí)，以置時(shí)開始計(jì)時(shí)，以O(shè)abcOOabcO的方向?yàn)楦袘?yīng)電流的方向?yàn)楦袘?yīng)電流i i的正方向。的正方向。對(duì)產(chǎn)生的感應(yīng)電流對(duì)產(chǎn)生的感應(yīng)電流i i隨時(shí)間隨時(shí)間t t變化規(guī)律的描述，最接近實(shí)際情況變化規(guī)律的描述，最接近實(shí)際情況的是（）的是（）【解題探究【解題探究】（1 1）請(qǐng)結(jié)合題意分析各物理量的情況。）請(qǐng)結(jié)合題意分析各物理量的情況。時(shí)間段時(shí)間段變化情況變化情況I I

11、感感的方向的方向 0 0無無無無_ T T_T4T4T2T23T43T4增加增加逆時(shí)針或正方向逆時(shí)針或正方向不變不變無無減少減少順時(shí)針或負(fù)方向順時(shí)針或負(fù)方向（2 2）當(dāng)線框轉(zhuǎn)到如圖所示位置時(shí)，請(qǐng)指出線框中切割磁感線）當(dāng)線框轉(zhuǎn)到如圖所示位置時(shí)，請(qǐng)指出線框中切割磁感線的等效長(zhǎng)度是哪一段。的等效長(zhǎng)度是哪一段。提示：提示：等效切割磁感線的線段為等效切割磁感線的線段為OdOd?！窘馕觥窘馕觥窟x選D D。0 0 時(shí)，線框中無感應(yīng)電流；時(shí)，線框中無感應(yīng)電流； 時(shí)，線框時(shí)，線框進(jìn)入磁場(chǎng)，磁通量增加，根據(jù)楞次定律可知，線框中的感應(yīng)電進(jìn)入磁場(chǎng)，磁通量增加，根據(jù)楞次定律可知，線框中的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針（即正方向）

12、，故流方向?yàn)槟鏁r(shí)針（即正方向），故A A、C C錯(cuò)誤；在錯(cuò)誤；在 線框線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，其有效切割長(zhǎng)度逐漸增長(zhǎng)，感應(yīng)電流逐漸增大，進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，其有效切割長(zhǎng)度逐漸增長(zhǎng)，感應(yīng)電流逐漸增大，故故B B錯(cuò)誤，錯(cuò)誤，D D正確。正確。T4TT42T3T48，【拓展延伸【拓展延伸】上題中，若正方形的線框?yàn)樯项}中，若正方形的線框?yàn)閳D中所示的圓的四分之一扇形的形狀，則圖中所示的圓的四分之一扇形的形狀，則四個(gè)選項(xiàng)中的哪一個(gè)符合線框中產(chǎn)生的感四個(gè)選項(xiàng)中的哪一個(gè)符合線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的規(guī)律？應(yīng)電流隨時(shí)間變化的規(guī)律？提示：提示：在在 ，線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，只有，線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，只有ObOb邊轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線，邊轉(zhuǎn)

13、動(dòng)切割磁感線，其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小不變，故選項(xiàng)其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小不變，故選項(xiàng)B B正確。正確。TT42【總結(jié)提升【總結(jié)提升】1.1.解答電磁感應(yīng)問題的解答電磁感應(yīng)問題的“三個(gè)關(guān)注三個(gè)關(guān)注”：（1 1）關(guān)注初始時(shí)刻，如初始時(shí)刻感應(yīng)電流是否為零，是正方）關(guān)注初始時(shí)刻，如初始時(shí)刻感應(yīng)電流是否為零，是正方向還是負(fù)方向。向還是負(fù)方向。（2 2）關(guān)注變化過程，看電磁感應(yīng)發(fā)生的過程分為幾個(gè)階段，）關(guān)注變化過程，看電磁感應(yīng)發(fā)生的過程分為幾個(gè)階段，這幾個(gè)階段是否和圖像變化相對(duì)應(yīng)。這幾個(gè)階段是否和圖像變化相對(duì)應(yīng)。（3 3）關(guān)注大小、方向的變化趨勢(shì)，看圖線斜率的大小、圖線）關(guān)注大小、方向的變化趨勢(shì)，看圖線斜率的大小、圖線

14、的曲直是否和物理過程對(duì)應(yīng)。的曲直是否和物理過程對(duì)應(yīng)。2.2.解答電磁感應(yīng)問題的一般步驟：解答電磁感應(yīng)問題的一般步驟：（1 1）明確圖像的種類，即是）明確圖像的種類，即是B-tB-t圖還是圖還是-t-t圖，或者圖，或者E-tE-t圖、圖、I-tI-t圖等。圖等。（2 2）分析電磁感應(yīng)的具體過程。）分析電磁感應(yīng)的具體過程。（3 3）用右手定則或楞次定律確定方向?qū)?yīng)關(guān)系。）用右手定則或楞次定律確定方向?qū)?yīng)關(guān)系。（4 4）結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓運(yùn)動(dòng)定律等）結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓運(yùn)動(dòng)定律等規(guī)律寫出函數(shù)關(guān)系式。規(guī)律寫出函數(shù)關(guān)系式。（5 5）根據(jù)函數(shù)關(guān)系式，進(jìn)行數(shù)學(xué)分析，如分

15、析斜率的變化、）根據(jù)函數(shù)關(guān)系式，進(jìn)行數(shù)學(xué)分析，如分析斜率的變化、截距等。截距等。（6 6）畫圖像或判斷圖像。）畫圖像或判斷圖像?！咀兪接?xùn)練【變式訓(xùn)練】（20132013莆田一模）如圖甲所示，一底邊為莆田一模）如圖甲所示，一底邊為L(zhǎng) L，高也為高也為L(zhǎng) L的等腰三角形導(dǎo)體框以恒定的速度的等腰三角形導(dǎo)體框以恒定的速度v v沿垂直于磁場(chǎng)區(qū)域沿垂直于磁場(chǎng)區(qū)域邊界的方向穿過長(zhǎng)為邊界的方向穿過長(zhǎng)為2L2L，寬為，寬為L(zhǎng) L的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里。面向里。t=0t=0時(shí)刻，三角形導(dǎo)體框的底邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)，取沿逆時(shí)刻，三角形導(dǎo)體框的底邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)，取沿逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流為正

16、，則在三角形導(dǎo)體框穿過磁場(chǎng)區(qū)域的時(shí)針方向的感應(yīng)電流為正，則在三角形導(dǎo)體框穿過磁場(chǎng)區(qū)域的過程中，感應(yīng)電流過程中，感應(yīng)電流I I隨時(shí)間隨時(shí)間t t變化的圖線可能是圖乙中的變化的圖線可能是圖乙中的（）（）【解析【解析】選選A A。在進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中，切割磁感線的有效長(zhǎng)度。在進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中，切割磁感線的有效長(zhǎng)度逐漸減小，所以電流逐漸減小，全部進(jìn)入磁場(chǎng)后電流為零。在逐漸減小，所以電流逐漸減小，全部進(jìn)入磁場(chǎng)后電流為零。在出磁場(chǎng)的過程中，電流方向與進(jìn)入時(shí)反向，電流逐漸為零，故出磁場(chǎng)的過程中，電流方向與進(jìn)入時(shí)反向，電流逐漸為零，故A A對(duì)。對(duì)。熱點(diǎn)考向熱點(diǎn)考向2 2 電磁感應(yīng)電路和動(dòng)力學(xué)問題電磁感應(yīng)電路和動(dòng)

17、力學(xué)問題【典例【典例2 2】（1818分）（分）（20132013珠海一模）如圖所示，珠海一模）如圖所示，豎直平面內(nèi)有一寬豎直平面內(nèi)有一寬L=1mL=1m、足夠長(zhǎng)的光滑矩形金屬導(dǎo)、足夠長(zhǎng)的光滑矩形金屬導(dǎo)軌，電阻不計(jì)。在導(dǎo)軌的上、下邊分別接有電阻軌，電阻不計(jì)。在導(dǎo)軌的上、下邊分別接有電阻R R1 1=3=3和和R R2 2=6=6。在。在MNMN上方及上方及CDCD下方有垂直紙面向里下方有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和和，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B=1TB=1T。現(xiàn)?，F(xiàn)有質(zhì)量有質(zhì)量m=0.2kgm=0.2kg、電阻、電阻r=1r=1的導(dǎo)體棒的導(dǎo)體棒abab，在金屬導(dǎo)軌上從，在金

18、屬導(dǎo)軌上從MNMN上上方某處由靜止下落，下落過程中導(dǎo)體棒始終保持水平，與金屬方某處由靜止下落，下落過程中導(dǎo)體棒始終保持水平，與金屬導(dǎo)軌接觸良好。當(dāng)導(dǎo)體棒導(dǎo)軌接觸良好。當(dāng)導(dǎo)體棒abab下落到快要接近下落到快要接近MNMN時(shí)的速度大小為時(shí)的速度大小為v v1 1=3m/s=3m/s。不計(jì)空氣阻力，。不計(jì)空氣阻力，g g取取10m/s10m/s2 2。（1 1）求導(dǎo)體棒）求導(dǎo)體棒abab快要接近快要接近MNMN時(shí)的加速度大小。時(shí)的加速度大小。（2 2）若導(dǎo)體棒）若導(dǎo)體棒abab進(jìn)入磁場(chǎng)進(jìn)入磁場(chǎng)后，棒中的電流大小始終保持不后，棒中的電流大小始終保持不變，求磁場(chǎng)變，求磁場(chǎng)和和之間的距離之間的距離h h。

19、（3 3）若將磁場(chǎng)）若將磁場(chǎng)的的CDCD邊界略微下移，使導(dǎo)體棒邊界略微下移，使導(dǎo)體棒abab剛進(jìn)入磁場(chǎng)剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度大小變?yōu)闀r(shí)速度大小變?yōu)関 v2 2=9m/s=9m/s，要使棒在外力，要使棒在外力F F作用下做作用下做a=3m/sa=3m/s2 2的的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，求所加外力勻加速直線運(yùn)動(dòng)，求所加外力F F隨時(shí)間隨時(shí)間t t變化的關(guān)系式。變化的關(guān)系式?！窘忸}探究【解題探究】（1 1）請(qǐng)畫出導(dǎo)體棒）請(qǐng)畫出導(dǎo)體棒abab在磁場(chǎng)中下落時(shí)的等效電路圖。在磁場(chǎng)中下落時(shí)的等效電路圖。提示：提示： （2 2）h h的求解思路。的求解思路。先求導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場(chǎng)先求導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度時(shí)的速度vv。a.a

20、.物理規(guī)律：物理規(guī)律：_；b.b.方程式：方程式：_。求導(dǎo)體棒下落的距離求導(dǎo)體棒下落的距離h h。a.a.物理規(guī)律：物理規(guī)律：_；b.b.方程式：方程式：_。導(dǎo)體棒受力平衡導(dǎo)體棒受力平衡mg=BILmg=BIL運(yùn)動(dòng)學(xué)公式運(yùn)動(dòng)學(xué)公式vv2 2-v-v1 12 2=2gh=2gh（3 3）在第（）在第（3 3）問中，導(dǎo)體棒）問中，導(dǎo)體棒abab在磁場(chǎng)在磁場(chǎng)中受到哪幾個(gè)力？請(qǐng)中受到哪幾個(gè)力？請(qǐng)列出牛頓運(yùn)動(dòng)定律的關(guān)系式。列出牛頓運(yùn)動(dòng)定律的關(guān)系式。提示：提示：導(dǎo)體棒導(dǎo)體棒abab受到向下的重力、外力受到向下的重力、外力F F和向上的安培力和向上的安培力F F安安，該過程中牛頓運(yùn)動(dòng)定律的表達(dá)式為該過程中牛

21、頓運(yùn)動(dòng)定律的表達(dá)式為F+mgF+mg-F-F安安=ma=ma【解析【解析】（1 1）以導(dǎo)體棒為研究對(duì)象，棒在磁場(chǎng)）以導(dǎo)體棒為研究對(duì)象，棒在磁場(chǎng)中切割磁感中切割磁感線運(yùn)動(dòng)，棒中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)線運(yùn)動(dòng)，棒中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E E，棒在重力和安培力作用下做，棒在重力和安培力作用下做加速運(yùn)動(dòng)。加速運(yùn)動(dòng)。由牛頓第二定律得：由牛頓第二定律得：mg-BIL=mamg-BIL=ma1 1， （2 2分）分）E=BLvE=BLv1 1 （1 1分）分） （1 1分）分） （1 1分）分）由以上四式可得：由以上四式可得：a a1 1=5 m/s=5 m/s2 2 （1 1分）分）1212RRRRREIR r（2 2）

22、導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場(chǎng)）導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場(chǎng)后，安培力等于重力，導(dǎo)體棒做勻速后，安培力等于重力，導(dǎo)體棒做勻速運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒中電流大小始終保持不變。運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒中電流大小始終保持不變。mg=BIL mg=BIL （2 2分）分）I= I= （1 1分）分）E=BLv E=BLv （1 1分）分）聯(lián)立式解得：聯(lián)立式解得：v=6 m/s v=6 m/s （1 1分）分）導(dǎo)體棒從導(dǎo)體棒從MNMN到到CDCD做加速度為做加速度為g g的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，vv2 2-v-v1 12 2=2gh =2gh （1 1分）分）解得：解得：h=1.35 m h=1.35 m （1 1分）分）ER r（3 3）導(dǎo)體

23、棒進(jìn)入磁場(chǎng)）導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場(chǎng)后經(jīng)過時(shí)間后經(jīng)過時(shí)間t t的速度大小的速度大小v=vv=v2 2+at +at （1 1分）分）F+mgF+mg-F-F安安=ma =ma （2 2分）分）F F安安= = （1 1分）分）由由式解得：式解得：F=F=（t+1.6t+1.6） N N （1 1分）分）答案答案：（1 1）5 m/s5 m/s2 2 (2)1.35 m (3)F=(t+1.6) N (2)1.35 m (3)F=(t+1.6) N2 2BLvR r【拓展延伸【拓展延伸】結(jié)合典例結(jié)合典例2 2回答下列問題：回答下列問題：（1 1）當(dāng)導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場(chǎng)）當(dāng)導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場(chǎng)且電流恒定不變時(shí)，且電流恒

24、定不變時(shí)，a a、b b兩點(diǎn)間的兩點(diǎn)間的電勢(shì)差大小是多少？電勢(shì)差大小是多少？提示：提示：根據(jù)題意，棒進(jìn)入磁場(chǎng)根據(jù)題意，棒進(jìn)入磁場(chǎng)中有中有mg=BILmg=BIL則則a a、b b兩點(diǎn)間電勢(shì)差為兩點(diǎn)間電勢(shì)差為U=BLv-IrU=BLv-Ir代入數(shù)據(jù)解得：代入數(shù)據(jù)解得：U=4VU=4V（2 2）在第（）在第（3 3）問中試畫出）問中試畫出0 01.6s1.6s內(nèi)外力內(nèi)外力F F與時(shí)間與時(shí)間t t的關(guān)系圖的關(guān)系圖像。像。提示：提示：由于由于F=F=（t+1.6t+1.6）N N其圖像為其圖像為【總結(jié)提升【總結(jié)提升】1.1.電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題應(yīng)抓住的電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題應(yīng)抓住的“兩個(gè)對(duì)兩個(gè)對(duì)象象

25、”：2.2.電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題的解題策略：電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題的解題策略：此類問題中力現(xiàn)象和電磁現(xiàn)象相互聯(lián)系、相互制約，解決問題此類問題中力現(xiàn)象和電磁現(xiàn)象相互聯(lián)系、相互制約，解決問題前首先要建立前首先要建立“動(dòng)動(dòng)電電動(dòng)動(dòng)”的思維順序，可概括為：的思維順序，可概括為：（1 1）找準(zhǔn)主動(dòng)運(yùn)動(dòng)者，用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律求）找準(zhǔn)主動(dòng)運(yùn)動(dòng)者，用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律求解感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向。解感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向。（2 2）根據(jù)等效電路圖，求解回路中電流的大小及方向。）根據(jù)等效電路圖，求解回路中電流的大小及方向。（3 3）分析安培力對(duì)導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)速度、加速度的影響，從而推）分析安培

26、力對(duì)導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)速度、加速度的影響，從而推理得出對(duì)電路中的電流有什么影響，最后定性分析導(dǎo)體棒的最理得出對(duì)電路中的電流有什么影響，最后定性分析導(dǎo)體棒的最終運(yùn)動(dòng)情況。終運(yùn)動(dòng)情況。（4 4）列牛頓第二定律或平衡方程求解。）列牛頓第二定律或平衡方程求解?！咀兪接?xùn)練【變式訓(xùn)練】（20132013昆明一模）如圖甲所示，昆明一模）如圖甲所示，MNMN左側(cè)有一垂左側(cè)有一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)?，F(xiàn)將一邊長(zhǎng)為直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。現(xiàn)將一邊長(zhǎng)為l、質(zhì)量為、質(zhì)量為m m、電阻為、電阻為R R的正方形金屬線框置于該磁場(chǎng)中，使線框平面與磁場(chǎng)垂直，且的正方形金屬線框置于該磁場(chǎng)中，使線框平面與磁場(chǎng)垂直，且bcbc邊與磁場(chǎng)邊界邊

27、與磁場(chǎng)邊界MNMN重合。當(dāng)重合。當(dāng)t=0t=0時(shí)，對(duì)線框施加一水平拉力時(shí)，對(duì)線框施加一水平拉力F F，使線框由靜止開始向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)；當(dāng)使線框由靜止開始向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)；當(dāng)t=tt=t0 0時(shí)，線框的時(shí)，線框的adad邊與磁場(chǎng)邊界邊與磁場(chǎng)邊界MNMN重合。圖乙為拉力重合。圖乙為拉力F F隨時(shí)間變化的圖線。由隨時(shí)間變化的圖線。由以上條件可知，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度以上條件可知，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B B的大小為（）的大小為（）00001 mR1 2mR1 mR2 mRA.BB.BC.BD.Btt2ttllll【解析【解析】選選B B。根據(jù)題意，可知。根據(jù)題意，可知F F0 0=ma=ma，F(xiàn) F

28、安安=BI=BIl= =因?yàn)橐驗(yàn)镕-FF-F安安=ma=ma=常數(shù)，所以常數(shù)，所以 即即 將將F F0 0=ma=ma代入代入化簡(jiǎn)，可得化簡(jiǎn)，可得 故選項(xiàng)故選項(xiàng)B B正確。正確。2 22 2B vB atRR，llFFtt安，2 2002FB atR，l01 2mRBt。l熱點(diǎn)考向熱點(diǎn)考向3 3 電磁感應(yīng)中的能量問題電磁感應(yīng)中的能量問題【典例【典例3 3】（1818分）（分）（20132013合肥一模）合肥一模）如圖所示，固定的光滑金屬導(dǎo)軌間距為如圖所示，固定的光滑金屬導(dǎo)軌間距為L(zhǎng) L，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，上端，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，上端a a、b b間接有阻間接有阻值為值為R R的電阻，導(dǎo)軌平面與水平面的

29、夾角的電阻，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為為，且處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，且處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B B、方向垂直于導(dǎo)軌平面向上、方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。質(zhì)量為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。質(zhì)量為m m、電阻為、電阻為r r的導(dǎo)體棒與固定彈簧相連后的導(dǎo)體棒與固定彈簧相連后放在導(dǎo)軌上。初始時(shí)刻，彈簧恰處于自然長(zhǎng)度，導(dǎo)體棒具有沿放在導(dǎo)軌上。初始時(shí)刻，彈簧恰處于自然長(zhǎng)度，導(dǎo)體棒具有沿軌道向上的初速度軌道向上的初速度v v0 0。整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直。整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸。已知彈簧的勁度系數(shù)為并保持良好接觸。已知彈簧的勁度系數(shù)為k k，彈簧的中心軸線，彈簧的中心軸線與導(dǎo)軌平行

30、。與導(dǎo)軌平行。（1 1）求初始時(shí)刻通過電阻）求初始時(shí)刻通過電阻R R的電流的大小和方向；的電流的大小和方向；（2 2）當(dāng)導(dǎo)體棒第一次回到初始位置時(shí)，速度變?yōu)椋┊?dāng)導(dǎo)體棒第一次回到初始位置時(shí)，速度變?yōu)関 v，求此時(shí)導(dǎo)，求此時(shí)導(dǎo)體棒的加速度大小體棒的加速度大小a a；（3 3）導(dǎo)體棒最終靜止時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為）導(dǎo)體棒最終靜止時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為E Ep p，求導(dǎo)體棒從開，求導(dǎo)體棒從開始運(yùn)動(dòng)直到停止的過程中，電阻始運(yùn)動(dòng)直到停止的過程中，電阻R R上產(chǎn)生的焦耳熱。上產(chǎn)生的焦耳熱?！窘忸}探究【解題探究】（1 1）請(qǐng)畫出導(dǎo)體棒第一次回到初始位置時(shí)的受力分析圖。）請(qǐng)畫出導(dǎo)體棒第一次回到初始位置時(shí)的受力分析圖。提

31、示：提示： （2 2）電阻）電阻R R上產(chǎn)生的焦耳熱上產(chǎn)生的焦耳熱Q QR R的求解思路。的求解思路。先求整個(gè)回路產(chǎn)生的焦耳熱先求整個(gè)回路產(chǎn)生的焦耳熱Q Q。設(shè)彈簧的壓縮量為設(shè)彈簧的壓縮量為x x。a.a.物理規(guī)律：物理規(guī)律：_；b.b.方程式：方程式：_。再求電阻再求電阻R R上產(chǎn)生的焦耳熱上產(chǎn)生的焦耳熱Q QR R。Q QR R與與Q Q的關(guān)系式：的關(guān)系式：_。能量守恒定律能量守恒定律20p1mvmgxsinEQ2RRQQR r【解析【解析】（1 1）導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)）導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E E1 1=BLv=BLv0 0 （1 1分）分）通過通過R R的電流大小的電流大小I

32、I1 1= = （1 1分）分）由由式得式得I I1 1= = （1 1分）分）根據(jù)右手定則和電路特點(diǎn)可判斷電流方向?yàn)楦鶕?jù)右手定則和電路特點(diǎn)可判斷電流方向?yàn)閎RabRa （1 1分）分）1ER r0BLvR r（2 2）第一次回到初始位置時(shí)，導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為）第一次回到初始位置時(shí)，導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E E2 2=BLv=BLv （1 1分）分）感應(yīng)電流感應(yīng)電流I I2 2= = （1 1分）分）導(dǎo)體棒受到的安培力大小導(dǎo)體棒受到的安培力大小F=BIF=BI2 2L L （1 1分）分）方向沿斜面向上方向沿斜面向上 （1 1分）分）由由式得式得F= F= （1 1分）分）根據(jù)牛頓第二

33、定律有根據(jù)牛頓第二定律有mgsinmgsin-F=ma -F=ma (2(2分分) )由由式解得式解得 （1 1分）分）2ER r2 2BLvR r2 2BLvagsinm(R r)（3 3）導(dǎo)體棒最終靜止，有）導(dǎo)體棒最終靜止，有mgsin=kxmgsin=kx （2 2分）分）設(shè)整個(gè)過程回路產(chǎn)生的焦耳熱為設(shè)整個(gè)過程回路產(chǎn)生的焦耳熱為Q Q，根據(jù)能量守恒定律有，根據(jù)能量守恒定律有 mvmv0 02 2+mgxsin=E+mgxsin=Ep p+Q+Q （2 2分）分）電阻電阻R R上產(chǎn)生的焦耳熱上產(chǎn)生的焦耳熱Q QR R= = （1 1分）分）由由式得式得 （1 1分）分）答案：答案：（1 1

34、） 方向?yàn)榉较驗(yàn)閎RabRa（2 2）（3 3）12RQR r22R0pR1(mgsin )QmvER r 2k0BLvR r2 2BLvgsinm(R r)220pR1(mgsin )mvER r 2k【總結(jié)提升【總結(jié)提升】1.1.求解焦耳熱的三個(gè)途徑：求解焦耳熱的三個(gè)途徑：（1 1）電磁感應(yīng)電路為純電阻電路時(shí)產(chǎn)生的焦耳熱等于克服安）電磁感應(yīng)電路為純電阻電路時(shí)產(chǎn)生的焦耳熱等于克服安培力做的功，即培力做的功，即Q=WQ=W克安克安。（2 2）電磁感應(yīng)電路中電阻產(chǎn)生的焦耳熱等于電流通過電阻做）電磁感應(yīng)電路中電阻產(chǎn)生的焦耳熱等于電流通過電阻做的功，即的功，即Q=IQ=I2 2RtRt。（3 3）電

35、磁感應(yīng)電路中產(chǎn)生的焦耳熱可通過能量守恒定律列方）電磁感應(yīng)電路中產(chǎn)生的焦耳熱可通過能量守恒定律列方程求解。程求解。2.2.解決電磁感應(yīng)能量問題的基本思路：解決電磁感應(yīng)能量問題的基本思路：（1 1）確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向。）確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向。（2 2）畫出等效電路圖并求出電流。）畫出等效電路圖并求出電流。（3 3）進(jìn)行受力情況分析和做功情況分析。）進(jìn)行受力情況分析和做功情況分析。（4 4）明確在此過程中的能量變化情況。）明確在此過程中的能量變化情況。（5 5）用動(dòng)能定理或能量守恒定律解題。）用動(dòng)能定理或能量守恒定律解題?！咀兪接?xùn)練【變式訓(xùn)練】（20132013泉州一模）如圖所泉州一模

36、）如圖所示的電路中，兩根光滑金屬導(dǎo)軌平行放置示的電路中，兩根光滑金屬導(dǎo)軌平行放置在傾角為在傾角為的斜面上，導(dǎo)軌下端接有電阻的斜面上，導(dǎo)軌下端接有電阻R R，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，斜面處在豎直向上的磁感應(yīng)強(qiáng)度為，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，斜面處在豎直向上的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B B的勻強(qiáng)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，（電阻可略去不計(jì)）金屬棒磁場(chǎng)中，（電阻可略去不計(jì)）金屬棒abab的質(zhì)量為的質(zhì)量為m m，受到沿斜，受到沿斜面向上且與金屬棒垂直的恒力面向上且與金屬棒垂直的恒力F F的作用，金屬棒沿導(dǎo)軌勻速下的作用，金屬棒沿導(dǎo)軌勻速下滑，則它在下滑滑，則它在下滑h h高度的過程中，以下說法正確的是（）高度的過程中，以下說法正確的是（）A.A.作

37、用在金屬棒上各力的合力做功為零作用在金屬棒上各力的合力做功為零B.B.重力做功將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能重力做功將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能C.C.恒力恒力F F做功等于電阻做功等于電阻R R上產(chǎn)生的焦耳熱與重力做的功之和上產(chǎn)生的焦耳熱與重力做的功之和D.D.金屬棒克服安培力做功等于重力與恒力金屬棒克服安培力做功等于重力與恒力F F做的總功與電阻做的總功與電阻R R上上產(chǎn)生的焦耳熱之和產(chǎn)生的焦耳熱之和【解析【解析】選選A A。由于金屬棒勻速下滑，故作用在棒上的各個(gè)力。由于金屬棒勻速下滑，故作用在棒上的各個(gè)力的合力做功為零，故的合力做功為零，故A A正確；克服安培力做功將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為正確；克服安培力做功將機(jī)械能轉(zhuǎn)

38、化為電能，故電能，故B B錯(cuò)誤；列出動(dòng)能定理方程錯(cuò)誤；列出動(dòng)能定理方程W WG G-W-WF F-W-W安安=0=0，變形可得，變形可得W WG G- -W WF F=W=W安安，可知，可知C C、D D錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。【變式備選【變式備選】（20132013南通二模）如圖甲所示，光滑的平行水南通二模）如圖甲所示，光滑的平行水平金屬導(dǎo)軌平金屬導(dǎo)軌MNMN、PQPQ相距相距l(xiāng)，在，在M M點(diǎn)和點(diǎn)和P P點(diǎn)間連接一個(gè)阻值為點(diǎn)間連接一個(gè)阻值為R R的電的電阻，一質(zhì)量為阻，一質(zhì)量為m m、電阻為、電阻為r r、長(zhǎng)度也剛好為、長(zhǎng)度也剛好為l的導(dǎo)體棒的導(dǎo)體棒abab垂直擱垂直擱在導(dǎo)軌上，在導(dǎo)體棒的右側(cè)導(dǎo)軌間加

39、一有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方在導(dǎo)軌上，在導(dǎo)體棒的右側(cè)導(dǎo)軌間加一有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面，寬度為向垂直于導(dǎo)軌平面，寬度為d d0 0，磁感應(yīng)強(qiáng)度為，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B B，設(shè)磁場(chǎng)左邊，設(shè)磁場(chǎng)左邊界到導(dǎo)體棒的距離為界到導(dǎo)體棒的距離為d d?，F(xiàn)用一個(gè)水平向右的力。現(xiàn)用一個(gè)水平向右的力F F拉導(dǎo)體棒，使拉導(dǎo)體棒，使它由靜止開始運(yùn)動(dòng)，棒離開磁場(chǎng)前已做勻速直線運(yùn)動(dòng)，與導(dǎo)軌它由靜止開始運(yùn)動(dòng)，棒離開磁場(chǎng)前已做勻速直線運(yùn)動(dòng)，與導(dǎo)軌始終保持良好接觸，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，水平力始終保持良好接觸，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，水平力F F與位移與位移x x的關(guān)系圖的關(guān)系圖像如圖乙所示，像如圖乙所示，F(xiàn) F0 0已知。求：已知。求：（1

40、1）導(dǎo)體棒）導(dǎo)體棒abab離開磁場(chǎng)右邊界時(shí)的速度。離開磁場(chǎng)右邊界時(shí)的速度。（2 2）導(dǎo)體棒）導(dǎo)體棒abab通過磁場(chǎng)區(qū)域的過程中整個(gè)回路所消耗的電能。通過磁場(chǎng)區(qū)域的過程中整個(gè)回路所消耗的電能。（3 3）d d滿足什么條件時(shí)，導(dǎo)體棒滿足什么條件時(shí)，導(dǎo)體棒abab進(jìn)入磁場(chǎng)后一直做勻速運(yùn)動(dòng)？進(jìn)入磁場(chǎng)后一直做勻速運(yùn)動(dòng)？【解析【解析】（1 1）設(shè)離開磁場(chǎng)右邊界時(shí)導(dǎo)體棒）設(shè)離開磁場(chǎng)右邊界時(shí)導(dǎo)體棒abab速度為速度為v v，則有，則有E=BE=Blv vI=I=對(duì)導(dǎo)體棒有對(duì)導(dǎo)體棒有2F2F0 0-BI-BIl=0=0解得：解得：（2 2）在導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中，根據(jù)動(dòng)能定理：）在導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中，根據(jù)

41、動(dòng)能定理：F F0 0d+2Fd+2F0 0d d0 0-W-W安安= mv= mv2 2-0-0由功能關(guān)系：由功能關(guān)系：E E電電=W=W安安解得：解得：E E電電=F=F0 0（d+2dd+2d0 0）- -ER r02 22F R rvB（）l122204 42mF R rB（）l（3 3）設(shè)導(dǎo)體棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為）設(shè)導(dǎo)體棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為v v0 0，則有，則有F F0 0d= mvd= mv0 02 2-0-0當(dāng)當(dāng)v v0 0=v=v，即，即 時(shí)，導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場(chǎng)后一直做勻速時(shí)，導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場(chǎng)后一直做勻速運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)答案：答案：（1 1） （2 2）F F0 0（d+2dd+2d0

42、 0）- -（3 3）12204 42Fm(R r)dBl02 22F R rB（）l2204 42mF R rB（）l204 42Fm(R r)Bl1.1.（20132013海南高考改編）如圖，在水平光海南高考改編）如圖，在水平光滑桌面上，兩相同的矩形剛性小線圈分別疊滑桌面上，兩相同的矩形剛性小線圈分別疊放在固定的絕緣矩形金屬框的左右兩邊上，放在固定的絕緣矩形金屬框的左右兩邊上，且每個(gè)小線圈都各有一半面積在金屬框內(nèi)。在金屬框接通逆時(shí)且每個(gè)小線圈都各有一半面積在金屬框內(nèi)。在金屬框接通逆時(shí)針方向電流的瞬間（）針方向電流的瞬間（）A.A.兩小線圈會(huì)有相互靠攏的趨勢(shì)兩小線圈會(huì)有相互靠攏的趨勢(shì)B.B.

43、兩小線圈不會(huì)有相互遠(yuǎn)離的趨勢(shì)兩小線圈不會(huì)有相互遠(yuǎn)離的趨勢(shì)C.C.兩小線圈中感應(yīng)電流都沿順時(shí)針方向兩小線圈中感應(yīng)電流都沿順時(shí)針方向D.D.左邊小線圈中感應(yīng)電流沿順時(shí)針方向，右邊小線圈中感應(yīng)電左邊小線圈中感應(yīng)電流沿順時(shí)針方向，右邊小線圈中感應(yīng)電流沿逆時(shí)針方向流沿逆時(shí)針方向【解析【解析】選選C C。金屬框接通電流的瞬間，兩個(gè)小線圈的磁通量。金屬框接通電流的瞬間，兩個(gè)小線圈的磁通量均增大，根據(jù)楞次定律，為了阻礙磁通量的增大，它們必須相均增大，根據(jù)楞次定律，為了阻礙磁通量的增大，它們必須相互遠(yuǎn)離，選項(xiàng)互遠(yuǎn)離，選項(xiàng)A A、B B錯(cuò)誤；由環(huán)形電流的磁場(chǎng)分布規(guī)律知兩小線錯(cuò)誤；由環(huán)形電流的磁場(chǎng)分布規(guī)律知兩小線圈

44、中原磁場(chǎng)方向均垂直紙面向外，根據(jù)圈中原磁場(chǎng)方向均垂直紙面向外，根據(jù)“增反減同增反減同”原則得，原則得，C C正確，正確，D D錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。2.2.（20132013汕頭一模）如圖，圓環(huán)形導(dǎo)體線圈汕頭一模）如圖，圓環(huán)形導(dǎo)體線圈a a平放在水平桌平放在水平桌面上，在面上，在a a的正上方固定一豎直螺線管的正上方固定一豎直螺線管b b，二者軸線重合，螺線，二者軸線重合，螺線管與電源和滑動(dòng)變阻器連接成如圖所示的電路。若將滑動(dòng)變阻管與電源和滑動(dòng)變阻器連接成如圖所示的電路。若將滑動(dòng)變阻器的滑片器的滑片P P向下滑動(dòng)，下列表述正確的是（）向下滑動(dòng)，下列表述正確的是（）A.A.線圈線圈a a中將產(chǎn)生俯視順時(shí)針

45、方向的感應(yīng)電流中將產(chǎn)生俯視順時(shí)針方向的感應(yīng)電流B.B.穿過線圈穿過線圈a a的磁通量變小的磁通量變小C.C.線圈線圈a a有擴(kuò)張的趨勢(shì)有擴(kuò)張的趨勢(shì)D.D.線圈線圈a a對(duì)水平桌面的壓力對(duì)水平桌面的壓力F FN N將增大將增大【解析【解析】選選D D。若將滑動(dòng)變阻器的滑片。若將滑動(dòng)變阻器的滑片P P向下滑動(dòng)，線圈向下滑動(dòng)，線圈b b中的中的電流將增大，穿過線圈電流將增大，穿過線圈a a的磁通量增大，根據(jù)楞次定律，線圈的磁通量增大，根據(jù)楞次定律，線圈a a中將產(chǎn)生俯視逆時(shí)針方向的電流，線圈中將產(chǎn)生俯視逆時(shí)針方向的電流，線圈a a有縮小的趨勢(shì)，有縮小的趨勢(shì)，a a與與b b之間為斥力，之間為斥力，a

46、 a對(duì)水平桌面的壓力對(duì)水平桌面的壓力F FN N將變大，故只有將變大，故只有D D正確。正確。3.3.（20132013漳州一模）如圖甲所示，若磁感應(yīng)強(qiáng)度漳州一模）如圖甲所示，若磁感應(yīng)強(qiáng)度B B隨時(shí)間隨時(shí)間t t變變化的關(guān)系如圖乙所示，那么第化的關(guān)系如圖乙所示，那么第3s3s內(nèi)線圈中感應(yīng)電流的大小與其內(nèi)線圈中感應(yīng)電流的大小與其各處所受安培力的方向是（）各處所受安培力的方向是（）A.A.大小恒定，沿順時(shí)針方向與圓相切大小恒定，沿順時(shí)針方向與圓相切B.B.大小恒定，沿著圓半徑指向圓心大小恒定，沿著圓半徑指向圓心C.C.逐漸增加，沿著圓半徑離開圓心逐漸增加，沿著圓半徑離開圓心D.D.逐漸增加，沿逆時(shí)

47、針方向與圓相切逐漸增加，沿逆時(shí)針方向與圓相切【解析【解析】選選B B。由圖乙知，第。由圖乙知，第3s3s內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度B B逐漸增大，變化逐漸增大，變化率恒定，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律知，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流率恒定，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律知，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流的大小恒定。再由楞次定律，線圈各處所受安培力都使線圈面的大小恒定。再由楞次定律，線圈各處所受安培力都使線圈面積有縮小的趨勢(shì)，故方向沿半徑指向圓心。積有縮小的趨勢(shì)，故方向沿半徑指向圓心。B B選項(xiàng)正確。選項(xiàng)正確。4.4.（20132013和平區(qū)二模）兩根平行的金屬導(dǎo)軌相距和平區(qū)二模）兩根平行的金屬導(dǎo)軌相距L L1 1=1m=1m，

48、與，與水平方向成水平方向成=30=30角傾斜放置，如圖甲所示，其上端連接阻角傾斜放置，如圖甲所示，其上端連接阻值值R=1.5R=1.5的電阻，另有一根質(zhì)量的電阻，另有一根質(zhì)量m=0.2kgm=0.2kg、電阻、電阻r=0.5r=0.5的金的金屬棒屬棒abab放在兩根導(dǎo)軌上，距離上端放在兩根導(dǎo)軌上，距離上端L L2 2=4m=4m，棒與導(dǎo)軌垂直并接，棒與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，因有摩擦力作用，金屬棒處于靜止?fàn)钣|良好，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，因有摩擦力作用，金屬棒處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)在垂直導(dǎo)軌面加上從零均勻增強(qiáng)的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的態(tài)?，F(xiàn)在垂直導(dǎo)軌面加上從零均勻增強(qiáng)的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化規(guī)律如圖乙所示

49、，已知在變化規(guī)律如圖乙所示，已知在t=2st=2s時(shí)棒與導(dǎo)軌間的摩擦力剛好時(shí)棒與導(dǎo)軌間的摩擦力剛好為零（為零（g g取取10m/s10m/s2 2），則在棒發(fā)生滑動(dòng)之前：），則在棒發(fā)生滑動(dòng)之前：（1 1）試討論所加磁場(chǎng)的方向并確定電路中的感應(yīng)電流是變化）試討論所加磁場(chǎng)的方向并確定電路中的感應(yīng)電流是變化的還是恒定的。的還是恒定的。（2 2）t=2st=2s時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B B為多大？為多大？（3 3）假如）假如t=3st=3s時(shí)棒剛要發(fā)生滑動(dòng)，則棒與導(dǎo)軌間最大靜摩擦?xí)r棒剛要發(fā)生滑動(dòng)，則棒與導(dǎo)軌間最大靜摩擦力多大？力多大？（4 4）從）從t=0t=0到到t=3st=3s內(nèi)，電阻內(nèi)，電

50、阻R R上產(chǎn)生的電熱有多少？上產(chǎn)生的電熱有多少？【解析【解析】（1 1）由楞次定律和左手定則可判定：磁場(chǎng)方向垂直）由楞次定律和左手定則可判定：磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌面向上或垂直導(dǎo)軌向下。導(dǎo)軌面向上或垂直導(dǎo)軌向下。因因B B均勻增大，由法拉第電磁感應(yīng)定律可知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為定值，均勻增大，由法拉第電磁感應(yīng)定律可知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為定值，故產(chǎn)生的感應(yīng)電流恒定。故產(chǎn)生的感應(yīng)電流恒定。（2 2）當(dāng)）當(dāng)t=2 st=2 s時(shí)，對(duì)導(dǎo)體棒由平衡條件得：時(shí)，對(duì)導(dǎo)體棒由平衡條件得：mgsinmgsin=B=B2 2ILIL1 1 由閉合電路歐姆定律得由閉合電路歐姆定律得 由法拉第電磁感應(yīng)定律得：由法拉第電磁感應(yīng)定律得： 聯(lián)立聯(lián)

51、立式解得式解得B B2 2=1 T=1 TEIR r21212B0BELLLLtt 0（3 3）當(dāng)）當(dāng)t=3 st=3 s時(shí)，對(duì)棒由平衡條件得時(shí)，對(duì)棒由平衡條件得B B3 3ILIL1 1=mgsin+F=mgsin+Ffmaxfmax由題圖乙及第（由題圖乙及第（2 2）問可得）問可得t=3 st=3 s時(shí)，時(shí)，B B3 3=1.5 T=1.5 T。聯(lián)立解得聯(lián)立解得F Ffmaxfmax=0.5 N=0.5 N（4 4）由焦耳定律得）由焦耳定律得Q QR R=I=I2 2RtRt代入數(shù)據(jù)解得代入數(shù)據(jù)解得Q=4.5 JQ=4.5 J答案：答案：（1 1）見解析）見解析 （2 2）1 T 1 T

52、（3 3）0.5 N (4)4.5 J0.5 N (4)4.5 J九電磁感應(yīng)中的力、電綜合問題九電磁感應(yīng)中的力、電綜合問題【案例剖析【案例剖析】（1818分）（分）（20132013西城一模）如圖甲所示，兩根西城一模）如圖甲所示，兩根間距為間距為l1 1的平行導(dǎo)軌的平行導(dǎo)軌PQPQ和和MNMN處于同一水平面內(nèi)，左端連接一阻處于同一水平面內(nèi)，左端連接一阻值為值為R R的電阻，導(dǎo)軌平面處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。一質(zhì)量的電阻，導(dǎo)軌平面處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。一質(zhì)量為為m m、橫截面為正方形的導(dǎo)體棒橫截面為正方形的導(dǎo)體棒CDCD垂直于導(dǎo)軌放置，棒到導(dǎo)垂直于導(dǎo)軌放置，棒到導(dǎo)軌左端軌左端PMPM的距離為

53、的距離為l2 2，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好，不計(jì)導(dǎo)軌和不計(jì)導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻。導(dǎo)體棒的電阻。（1 1）若）若CDCD棒固定，已知磁感應(yīng)強(qiáng)度棒固定，已知磁感應(yīng)強(qiáng)度B B的變化率的變化率 隨時(shí)間隨時(shí)間t t的變的變化關(guān)系式為化關(guān)系式為 ，求回路中感應(yīng)電流的有效值，求回路中感應(yīng)電流的有效值I I；（2 2）若）若CDCD棒不固定，棒與導(dǎo)軌間最大靜摩擦力為棒不固定，棒與導(dǎo)軌間最大靜摩擦力為F Ffmfm，磁感應(yīng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度強(qiáng)度B B隨時(shí)間隨時(shí)間t t變化的關(guān)系式為變化的關(guān)系式為B=ktB=kt。求從。求從t=0t=0到到CDCD棒剛要運(yùn)棒剛要運(yùn)動(dòng)，電阻動(dòng)，電阻R R上產(chǎn)生的焦耳熱上產(chǎn)

54、生的焦耳熱Q Q；（3 3）若）若CDCD棒不固定，不計(jì)棒不固定，不計(jì)CDCD棒與導(dǎo)軌間的摩擦，磁場(chǎng)不隨時(shí)棒與導(dǎo)軌間的摩擦，磁場(chǎng)不隨時(shí)間變化，磁感應(yīng)強(qiáng)度為間變化，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B B?，F(xiàn)對(duì)?，F(xiàn)對(duì)CDCD棒施加水平向右的外力棒施加水平向右的外力F F，使，使CDCD棒由靜止開始向右以加速度棒由靜止開始向右以加速度a a做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。請(qǐng)?jiān)趫D乙做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。請(qǐng)?jiān)趫D乙中定性畫出中定性畫出外力外力F F隨時(shí)間隨時(shí)間t t變化的圖像。變化的圖像。Bksin ttBt【審題【審題】抓住信息，準(zhǔn)確推斷抓住信息，準(zhǔn)確推斷關(guān)鍵信息關(guān)鍵信息信息挖掘信息挖掘題題干干橫截面為正方形橫截面為正方形棒與導(dǎo)軌間為靜摩擦力或滑動(dòng)摩棒與導(dǎo)軌間為靜摩擦力或滑動(dòng)摩擦力擦力不計(jì)導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的不計(jì)導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻電阻回路總電阻為回路總電