高考物理知識歸電磁感應易錯題

1、物理易錯題解題電磁感應例61、在圖111中，CDEF為閉合線圈，AB為電阻絲。當滑動變阻器的滑動頭向下滑動時，線圈CDEF中的感應電流在G處產生的磁感強度的方向是“·”時，電源的哪一端是正極？【錯解分析】錯解：當變阻器的滑動頭在最上端時，電阻絲AB因被短路而無電流通過。由此可知，滑動頭下移時，流過AB中的電流是增加的。當線圈CDEF中的電流在G處產生的磁感強度的方向是“·”時，由楞次定律可知AB中逐漸增加的電流在G處產生的磁感強度的方向是“×”，再由右手定則可知，AB中的電流方向是從A流向B，從而判定電源的上端為正極。 楞次定律中“感生電流的磁場總是要阻礙引起感生

2、電流的磁通量的變化”，所述的“磁通量”是指穿過線圈內部磁感線的條數，因此判斷感應電流方向的位置一般應該選在線圈的內部。【正確解答】當線圈CDEF中的感應電流在G處產生的磁感強度的方向是“·”時，它在線圈內部產生磁感強度方向應是“×”，AB中增強的電流在線圈內部產生的磁感強度方向是“·”，所以，AB中電流的方向是由B流向A，故電源的下端為正極?！拘〗Y】 同學們往往認為力學中有確定研究對象的問題，忽略了電學中也有選擇研究對象的問題。學習中應該注意這些研究方法上的共同點。練習61、如圖所示電路中,當電鍵S斷開瞬間( )(A)流經R2的電流方向向右,流經L的電流方向向左(

3、B)流經R2的電流方向向左,流經L的電流方向向右(C)流經R2和L的電流方向都向右(D)流經R2和L的電流方向都向左 例62、長為a寬為b的矩形線圈，在磁感強度為B的勻強磁場中繞垂直于磁場的OO軸以恒定的角速度旋轉，設t= 0時，線圈平面與磁場方向平行，則此時的磁通量和磁通量的變化率分別是 【錯解分析】t=0時，線圈平面與磁場平行、磁通量為零，對應的磁通量的變化率也為零，選A。磁通量=BSBS（S是線圈垂直磁場的面積），磁通量的變化=21，兩者的物理意義截然不同，不能理解為磁通量為零，磁通量的變化率也為零。【正確解答】實際上，線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸轉動時，產生交變電動勢e=mcost

4、 = Babcost。當t=0時，cost=1，雖然磁通量可知當電動勢為最大值時，對應的磁通量的變化率也最大，即【小結】 弄清概念之間的聯(lián)系和區(qū)別，是正確解題的前提條件。在電磁感應中要弄清磁通量、磁通量的變化以及磁通量的變化率/t之間的聯(lián)系和區(qū)別。練習62、如圖所示,開始時矩形線圈與磁場垂直,且一半在勻強磁場內,一半在勻強磁場外。若要線圈產生感應電流,下列方法中可行的是( )(A)將線圈向左平移一小段距離(B)將線圈向上平移(C)以ab為軸轉動(小于90°)(D)以bc為軸轉動(小于90°)例63、一個共有10匝的閉合矩形線圈，總電阻為10、面積為0.04m2，置于水平面上

5、。若線框內的磁感強度在0.02s內，由垂直紙面向里，從1.6T均勻減少到零，再反向均勻增加到2.4T。則在此時間內，線圈內導線中的感應電流大小為_A，從上向下俯視，線圈中電流的方向為_時針方向?！惧e解分析】錯解：由于磁感強度均勻變化，使得閉合線圈中產生感應電流，根據法拉第電磁感應定律，感應電動勢根據楞次定律，開始時原磁場方向垂直紙面向里，而且是均勻減少的。那么感應電流產生的磁場的方向應該與原磁場方向相同，仍然向里。再根據安培定則判斷感應電流的方向為順時針方向。同理，既然原磁場均勻減少產生的感應電流的方向為順時針方向。那么，原磁場均勻增加時，產生的感應電流的方向必然是逆時針方向。由于磁場的變化，

6、而產生感應電動勢，根據法拉第電磁感應定律矢量差。在0.02s內磁場的方向發(fā)生了一次反向。設垂直紙面向里為正方向，B=B2-（-B1）=B2+Bl【正確解答】根據法拉第電磁感應定律根據楞次定律，磁感強度B從B1開始均勻減少到零的過程中，感應電流的磁場阻礙原磁通的減少，與原磁通的方向同向，感應電流的方向是順時針的。接著磁感強度B從零開始反方向均均勻增加到B2，這個過程中，穿過閉合線圈的磁通量反方向增加，感應電流的磁場要阻礙原磁場的增加，其方向是垂直紙面向里，再根據安培定則判斷感應電流的方向仍然是順時針的?！拘〗Y】 應用楞次定律時，特別要注意感應電流的磁場阻礙的是引起感應電流的磁通量的變化。不能把“

7、阻礙變化”簡單地理解為原磁場均勻減少，電流就是順時針，原磁場均勻增加，感應電流就是逆時針。應用楞次定律解題要先判斷原磁通的方向及其變化趨勢，再用“阻礙變化”的原則來判斷感應電流的磁場的方向，最后用右手定則來判斷感應電流的方向。練習63、如圖所示，abcd為單匝矩形線圈，邊長ab=10cm，ad=20cm。該線圈的一半位于具有理想邊界、磁感應強度為0.1T的勻強磁場中，磁場方向與線圈平面垂直。若線圈繞通過ab邊的軸以100rad/s的角速度勻速旋轉，當線圈由圖示位置轉過180°的過程中，感應電動勢的平均值為_V；例64、如圖112所示，以邊長為50cm的正方形導線框，放置在B=0.40

8、T的勻強磁場中。已知磁場方向與水平方向成37°角，線框電阻為0.10，求線框繞其一邊從水平方向轉至豎直方向的過程中通過導線橫截面積的電量。【錯解分析】錯解：線框在水平位置時穿過線框的磁通量1=BScos53°=6.0×10-2Wb線框轉至豎直位置時，穿過線框的磁通量2=BScos37°=8.0×10-8（Wb）這個過程中的平均電動勢通過導線橫截面的電量磁通量1=BScos，公式中是線圈所在平面的法線與磁感線方向的夾角。若90°時，為正，90°時，為負，所以磁通量有正負之分，即在線框轉動至框平面與B方向平行時，電流方向有一個轉

9、變過程。錯解就是忽略了磁通量的正負而導致錯誤。【正確解答】設線框在水平位置時法線（圖112中）n方向向上，穿過線框的磁通量1=BScos53°=6.0×10-2Wb當線框轉至豎直位置時，線框平面的法線方向水平向右，與磁感線夾角=143°，穿過線框的磁通量1=BScos143°=-8.0×10-2Wb通過導線橫截面的電量【小結】 通過畫圖判斷磁通量的正負，然后在計算磁通量的變化時考慮磁通量的正負才能避免出現(xiàn)錯誤。練習64、邊長為L0.1m的正方形金屬線框abcd，質量m0.1、總電阻R0.02，從高為h0.2m處自由下落（金屬線框abcd始終在豎

10、直平面上且ab水平）線框下有一水平的有界的勻強磁場，豎直寬度L0.1m。磁感應強度B1.0T，方向如圖所示。試求： （1）線框穿過磁場過程中產生的熱；（2）全程通過a點截面的電量； （3）在如圖坐標中畫出線框從開始下落到dc邊穿出磁場的速度與時間的圖像。例65、如圖113所示，在跟勻強磁場垂直的平面內放置一個折成銳角的裸導線MON，MON=。在它上面擱置另一根與ON垂直的導線PQ，PQ緊貼MO，ON并以平行于ON的速度V，從頂角O開始向右勻速滑動，設裸導線單位長度的電阻為R0，磁感強度為B，求回路中的感應電流。【錯解分析】錯解：設PQ從頂角O開始向右運動的時間為t，Ob=v·t，ab

11、=v··tg，不是我們要求的電動勢的瞬時值。因為電阻（1cossin）由于兩者不對應，結果就不可能正確。【正確解答】設PQ從頂角O開始向右運動的時間為t，Ob=v·t，abv·回路中=Blv=B·ab·v=Bv2·t·tg?；芈分懈袘娏鲿r間增大，產生的感應電動勢不是恒量。避免出錯的辦法是先判斷感應電動勢的特征，根據具體情況決定用瞬時值的表達式求解。45°45°BOO練習65、如圖所示，質量為60g的導體棒長度S =20cm，棒兩端分別與長度L=30cm的細導線相連，懸掛在豎直向上的勻強磁場中，

12、磁感應強度B =0.5T。當導體棒中通以穩(wěn)恒電流I后，棒向上擺動（擺動過程中I始終不變），最大偏角=45°，求：導體棒中電流I的大小以下是某同學的解答：當導體棒擺到最高位置時，導體棒受力平衡。此時有：Gtan=F安= BIS請問：該同學所得結論是否正確？若正確請求出結果。若有錯誤，請予指出并求出正確結果 例66、 如圖114所示，豎直平面內有足夠長的金屬導軌，軌距0.2m，金屬導體ab可在導軌上無摩擦地上下滑動，ab的電阻為0.4，導軌電阻不計，導軌ab的質量為0.2g，垂直紙面向里的勻強磁場的磁應強度為0.2T，且磁場區(qū)域足夠大，當ab導體自由下落0.4s時，突然接通電鍵K，則：（

13、1）試說出K接通后，ab導體的運動情況。（2）ab導體勻速下落的速度是多少？（g取10m/s2）【錯解分析】錯解：（1）K閉合后，ab受到豎直向下的重力和豎直向上的安培力作用。合力豎直向下，ab仍處于豎直向下的加速運動狀態(tài)。隨著向下速度的增大，安培力增大，ab受豎直向下的合力減小，直至減為0時，ab處于勻速豎直下落狀態(tài)。（2）略。上述對（l）的解法是受平常做題時總有安培力小于重力的影響，沒有對初速度和加速度之間的關系做認真的分析。不善于采用定量計算的方法分析問題。【正確解答】（1）閉合K之前導體自由下落的末速度為v0=gt=4（m/s）K閉合瞬間，導體產生感應電動勢，回路中產生感應電流。ab立

14、即受到一個豎直向上的安培力。此刻導體棒所受到合力的方向豎直向上，與初速度方向相反，加速所以，ab做豎直向下的加速度逐漸減小的變減速運動。當速度減小至F安=mg時，ab做豎直向下的勻速運動。【小結】 本題的最大的特點是電磁學知識與力學知識相結合。這類的綜合題本質上是一道力學題，只不過在受力上多了一個感應電流受到的安培力。分析問題的基本思路還是力學解題的那些規(guī)矩。在運用牛頓第二定律與運動學結合解題時，分析加速度與初速度的關系是解題的最關鍵的第一步。因為加速度與初速度的關系決定了物體的運動。m2abcdd1d1d2練習66、如圖所示，一邊長L=0.2m，質量m1=0.5kg，電阻R=0.1的正方形導

15、體線框abcd，與一質量為m2=2kg的物塊通過輕質細線跨過兩定滑輪相連。起初ad邊距磁場下邊界為d1=0.8m，磁感應強度B=2.5T，磁場寬度d2=0.3m，物塊放在傾角=530的斜面上，物塊與斜面間的動摩擦因數=0.5?，F(xiàn)將物塊由靜止釋放，經一段時間后發(fā)現(xiàn)當ad邊從磁場上邊緣穿出時，線框恰好做勻速運動。（g取10m/s2，sin530=0.8，cos530=0.6）求：線框ad邊從磁場上邊緣穿出時速度的大??？線框剛剛全部進入磁場時動能的大小？整個運動過程線框中產生的焦耳熱為多少？例67、如圖115所示，水平導軌的電阻忽略不計，金屬棒ab和cd的電阻多別為Rab和Rcd，且RabRcd，處

16、于勻強磁場中。金屬棒cd在力F的作用下向右勻速運動。ab在外力作用下處于靜止狀態(tài)，下面說法正確的是 AUabUcdBUab=UcdCUabUcdD 無法判斷【錯解分析】錯解：因導軌的電阻不計，金屬棒ah和cd可以等效為兩個電阻串聯(lián)，而串聯(lián)電路中，電壓的分配跟電阻成正比。因為RabRed，所以UabUcd，故選A。cd金屬棒在F的作用下，做切割磁感線運動，應視為電源。Ucd為電源的端電壓，而不是內電壓。所以UcdIRcd，Ucd=-IRcd，不能將abcd等效為兩個外電阻的串聯(lián)?！菊_解答】金屬棒在力F的作用下向右作切割磁感線的運動應視為電源，而c、d分別等效為這個電源的正、負極，Ucd是電源兩

17、極的路端電壓，不是內電壓。又因為導軌的電阻忽略不計，因此金屬棒ab兩端的電壓Uab也等于路端電壓，即Ucd=Uab，所以正確的答案應選B?！拘〗Y】電源是將非靜電能轉換成電能的裝置。本題中是通過電磁感應將機械能轉化成為電能。cd的作用是電源。ab則是外電路中的電阻。畫出等效電路圖，如圖11-6所示。然后再運用恒定電流的知識進行計算。電磁感應的問題中經常用到這樣的化簡為直流電路的等效方法。練習67、等腰三角形線框abc與長直導線MN絕緣，且線框被導線分成面積相等的兩部分，如圖所示，MN接通電源瞬間電流由N流向M，則在線框中 （ ）A線框中無感應電流；    B線框中有

18、沿abca方向感應電流；C線框中有沿acba方向感應電流；  D條件不足無法判斷。例68、 如圖117所示裝置，導體棒AB，CD在相等的外力作用下，沿著光滑的軌道各朝相反方向以0.lm/s的速度勻速運動。勻強磁場垂直紙面向里，磁感強度B=4T，導體棒有效長度都是L=0.5m，電阻R=0.5，導軌上接有一只R=1的電阻和平行板電容器，它的兩板間距相距1cm，試求：（l）電容器及板間的電場強度的大小和方向；（2）外力F的大小?！惧e解分析】錯解一：導體棒CD在外力作用下，會做切割磁感線運動，產生感應電動勢。對導體棒AB在力F的作用下將向右做切割磁感線運動，根據右手定則可以判斷出感應電動勢方

19、向向上，同理可分析出導體棒CD產生的感生Uab=0，所以電容器兩極板ab上無電壓，極板間電場強度為零。錯解二：求出電容器的電壓是求電容器板間的電場強度大小的關鍵。由圖117看出電容器的b板，接在CD的C端導體CD在切割磁感線產生感應電動勢，C端相當于電源的正極，電容器的a接在AB的A端。導體棒AB在切割磁感線產生感應電動勢，A端相當于電源的負極。導體棒AB，CD產生的電動勢大小又相同，故有電容器的電壓等于一根導體棒產生的感應電動勢大小。UCBLv4×0.5×0.l=0.2（V）根據勻強電場場強與電勢差的關系由于b端為正極，a端為負極，所以電場強度的方向為ba。錯解一：根據右

20、手定則，導體棒AB產生的感應電動勢方向向下，導體棒CD產生的感應電動勢方向向上。這個分析是對的，但是它們對整個導體回路來說作用是相同的，都使回路產生順時針的電流，其作用是兩個電動勢和內阻都相同的電池串聯(lián)，所以電路中總電動勢不能相減，而是應該相加，等效電路圖如圖118所示。錯解二：雖然電容器a板與導體AB的A端是等勢點，電容器b板與導體CD的C端是等電勢點。但是a板與b板的電勢差不等于一根導體棒切割磁感線產生的電動勢。a板與b板的電勢差應為R兩端的電壓。【正確解答】導體AB、CD在外力的作用下做切割磁感線運動，使回路中產生感應電流。電容器兩端電壓等于R兩端電壓UC=I=0.2×1=0.

21、2（V）回路電流流向DCRABD。所以，電容器b極電勢高于a極電勢，故電場強度方向ba?！拘〗Y】 從得數上看，兩種計算的結果相同，但是錯解二的思路是錯誤的，錯在電路分析上。避免錯誤的方法是在解題之前，畫出該物理過程的等效電路圖，然后用電磁感應求感應電動勢，用恒定電流知識求電流、電壓和電場知識求場強，最終解決問題。練習68、如圖所示，長為L、電阻r=0.3 、質量m=0.1 kg的金屬棒CD垂直跨擱在位于水平面上的兩條平行光滑金屬導軌上，兩導軌間距也是L，棒與導軌間接觸良好，導軌電阻不計，導軌左端接有R=0.5 的電阻，量程為03.0 A的電流表串接在一條導軌上，量程為01.0 V的電壓表接在電

22、阻R的兩端，垂直導軌平面的勻強磁場向下穿過平面.現(xiàn)以向右恒定外力F使金屬棒右移.當金屬棒以v=2 m/s的速度在導軌平面上勻速滑動時，觀察到電路中的一個電表正好滿偏，而另一個電表未滿偏。問：（1）此滿偏的電表是什么表?說明理由。（2）拉動金屬棒的外力F多大?（3）此時撤去外力F，金屬棒將逐漸慢下來，最終停止在導軌上.求從撤去外力到金屬棒停止運動的過程中通過電阻R的電量。例69、 如圖119所示，一個U形導體框架，其寬度L=1m，框架所在平面與水平面的夾用=30°。其電阻可忽略不計。設勻強磁場與U形框架的平面垂直。勻強磁場的磁感強度B0.2T。今有一條形導體ab，其質量為m0.5kg，

23、有效電阻R=0.1，跨接在U形框架上，并且能無摩擦地滑動，求:（1）由靜止釋放導體，導體ab下滑的最大速度vm；（2）在最大速度vm時，在ab上釋放的電功率。（g=10m/s2）?！惧e解分析】錯解一：（1）ab導體下滑過程中受到重力G和框架的支持力N，如圖1110。根據牛頓第二定律F=mamgsin= maa = gsin導體的初速度為V0=0，導體做勻加速直線運動，由運動學公式vv0at=5t隨著t的增大，導體的速度v增大vm由=BLv可知當vm，電功率P錯解二：當導體所受合力為零時，導體速度達到最大值。（1）導體ab受G和框架的支持力N，而做加速運動由牛頓第二定律mgsin30°

24、= maa = gsin30°但是導體從靜止開始運動后，就會產生感應電動勢，回路中就會有感應電流，感應電流使得導體受到磁場的安培力的作用。設安培力為FA。隨著速度v的增加，加速度a逐漸減小。當a0時，速度v有最大值分析導體ab下滑過程中物理量變化的因果關系是求ab導體下滑最大速度的關鍵?！惧e解分析】錯解一：正是由于對電磁現(xiàn)象規(guī)律和力與運動的關系理解不夠，錯誤地分析出ab導體在下滑過程中做勻加速運動。實際上，導體ab只要有速度，就會產生感應電動勢，感應電流在磁場中受到安培力的作用。安培力隨速度的增加而增大，且安培力的方向與速度方向相反，導體做加速度逐漸減小的變加速直線運動。錯解二：的分

25、析過程是正確的，但是把導體下滑時產生的電動勢寫錯了公式，=BLvsin30°中30°是錯誤的。=BLvsin中的角應為磁感強度B與速度v的夾角。本題中=90°?！菊_解答】（1）導體ab受G和框架的支持力N，而做加速運動由牛頓第二定律mgsin30°= maa = gsin30°= 5（m/s2）但是導體從靜止開始運動后，就會產生感應電動勢，回路中就會有感應電流，感應電流使得導體受到磁場的安培力的作用。設安培力為FA隨著速度v的增加，加速度a逐漸減小。當a=0時，速度v有最大值（2）在導體ab的速度達到最大值時，電阻上釋放的電功率【小結】：物理

26、解題訓練同學們的思維能力。本題要求同學從多角度來看問題。從加速度產生的角度看問題。由于導體運動切割磁感線發(fā)生電磁感應產生感應電流，感應電流的受力使得導體所受的合力發(fā)生改變，進而使導體的加速度發(fā)生變化，直到加速度為零。從能量轉化和守恒的角度看：當重力做功使導體的動能增加的同時，導體又要切割磁感線發(fā)生電磁感應將動能轉化為內能。直至重力做功全部轉化為回路的內能。練習69、如圖所示,水平放置的U形金屬框架中接有電源,電源的電動勢為,內阻為r,框架上放置一質量為m、電阻為R的金屬桿,它可以在框架上無摩擦地滑動,框架兩邊相距L,勻強磁場的磁感應強度為B,方向豎直向下.當ab桿受到水平向右恒力F后開始向右滑

27、動,求：(1)ab桿從靜止開始向右滑動,啟動時的加速度.(2)ab桿可以達到的最大速度vmax(3)ab桿達到最大速度vmax時電路中每秒放出的熱量Q 例70、用均勻導線彎成正方形閉合金屬線框abcd，線框每邊長80cm，每邊的電阻為0.01。把線框放在磁感強度B=0.05T的勻強磁場中，并使它繞軸OO以=100rad/s的角速度勻角速度旋轉，旋轉方向如圖（1）每條邊產生的感應動勢大小；（2）線框內感應電流的大?。唬?）e，f分別是ab和cd的中點，ef兩點間的電勢差。【錯解分析】錯解：線圈在轉動時，只有ab邊和cd邊作切割磁感線運動，產生感應電動勢。（2）由右手定則可知，線框在圖示位置時，a

28、b中感應電動勢方向向上，而cd中感應電勢的方向向下。（3）觀察fcbe電路本題解共有4處錯誤。第一，由于審題不清沒有將每一條邊的感應電動勢求出，即缺少ad和bc。即使它們?yōu)榱?，也應表達出來。第二，邊長中兩部分的的倍數關系與每一部分占總長的幾分之幾表述不正確。第三，ab邊和cd邊的感應電動勢的方向分別向上、向下。但是它們的關系是電源的串聯(lián)，都使電路中產生順時針方向的電流，閉合回路的總電動勢應為：cd+ab，而不是相減。第四，求Uef時，研究電路fcbe，應用閉合電路歐姆定律，內電路中產生電動勢的邊長只剩下一半，感應電動勢也只能是cd/2。【正確解答】（1）線框轉動時，ab邊和cd邊沒有切割磁感線

29、，所以ad=0,bc=0。（3）觀察fcbe電路【小結】 沒有規(guī)矩不能成方圓。解決電磁感應的問題其基本解題步驟是：（1）通過多角度的視圖，把磁場的空間分布弄清楚。（2）在求感應電動勢時，弄清是求平均電動勢還是瞬時電動勢，選擇合適的公式解題。（3）進行電路計算時要畫出等效電路圖作電路分析，然后求解。練習70、勻強磁場磁感應強度 B=0.2 T，磁場寬度L=3rn，一正方形金屬框邊長ab=1m，每邊電阻r=0.2，金屬框以v=10m/s的速度勻速穿過磁場區(qū)，其平面始終保持與磁感線方向垂直，如圖所示，求：（1）畫出金屬框穿過磁場區(qū)的過程中，金屬框內感應電流的I-t圖線（2）畫出ab兩端電壓的U-t圖

30、線例71、共有100匝的矩形線圈，在磁感強度為0.1T的勻強磁場中以角速度=10rad/s繞線圈的中心軸旋轉。已知線圈的長邊a=20cm，短邊b=10cm，線圈總電阻為2。求（1）線圈平面轉到什么位置時，線圈受到的電磁力矩最大？最大力矩有多大？（2）線圈平面轉到與磁場方向夾角60°時，線圈受到的電磁力矩。【錯解分析】錯解：（l） 當線圈平面與磁場方向平行時電磁力矩最大。如圖ll12所示。磁場對線圈一條邊的作用力F=BIb=0.01N線圈受到的電磁力矩（2） 若=60°時，如圖11-13=NBabsin60°=1.73V磁場對線圈一條邊的作用力F=BIb=0.008

31、66N此時線圈受到的電磁力矩第一問解法是正確的。但第二問出了兩點錯：公式=Blvsin中的應該是B與v的夾角。錯解中把線圈平面與磁場的夾角當作。另一點是在求力矩時，把力臂搞錯了。在求F時力臂不是而是【正確解答】磁場對線圈一邊的作用力F=BIb=0.005N此時的力矩【小結】 依據題意準確地作出線圈在磁場中的速度方向和受力方向是解題的前提。這就是說，邏輯思維是要借助形象來幫忙。練習71、如圖下所示，閉合的單匝線框在勻強磁場中以角速度繞中心軸OO順時針轉動，已知線框的邊長ab=cd=L1=0.20m,bc=ad=L2=0.10m, 線框的電阻R=0.50，角速度=300rad/s.勻強磁場磁感強度

32、的大小為B=0.50T,方向與轉動軸OO垂直。規(guī)定當線框平面與B垂直并且ab邊在紙面前時，開始計算線框的轉角。（1）當=t=300時，如圖5所示，線框中感生電動勢的大小和方向？線框此時所受的電磁力矩M磁的大小、方向如何？（2）這時作用在線框上電磁力的瞬時功率等于多少？（3）要維持線框做勻速轉動，除電磁力矩M磁外，還必須另有外力矩M外作用在線框上，寫出M外隨時間變化的關系式，并以t為橫坐，M外為縱坐標，畫出M外隨t變化的圖線。例72、 如圖1114所示，一閉合金屬圓環(huán)用絕緣細線掛于O點，將圓環(huán)拉離平衡位置并釋放，圓環(huán)擺動過程中經過有界的水平勻強磁場區(qū)域，A，B為該磁場的豎直邊界，若不計空氣阻力，

33、則 A圓環(huán)向右穿過磁場后，還能擺至原來的高度。B在進入和離開磁場時，圓環(huán)中均有感應電流C圓環(huán)進入磁場后離平衡位置越近速度越大，感應電流也越大D圓環(huán)最終將靜止在平衡位置?！惧e解分析】錯解：如圖1114所示，當圓環(huán)從1位置開始下落，進入磁場和擺出磁場時（即2位置和3位置），由于有磁通量變化，圓環(huán)上產生感應電流，選項B正確。由于金屬圓環(huán)自身存在內阻，所以必然有熱量產生（既有能量損失）。因此，圓環(huán)不會再擺到4位置。選項A錯。當圓環(huán)進入磁場后，穿過環(huán)內的磁通量不再發(fā)生變化，無感應電流產生。選項C錯誤。由于每次通過磁場都有能量損失，所以圓環(huán)最終將靜止在平衡位置，D選項正確。物體有慣性，人的思維也有慣性。這

34、個同學對ABC選項的判斷是正確的。只有D選項選錯了。在圓環(huán)穿過磁場時，要發(fā)生電磁感應現(xiàn)象造成機械能轉化為電能，電能再進一步轉化為內能。但是，這位同學忘記分析當圓環(huán)僅在勻強磁場內擺動時，穿過圓環(huán)內的磁通量還變化嗎？導致了選擇錯誤?！菊_解答】如圖1114所示，當圓環(huán)從1位置開始下落，進入磁場時（即2和3位置），由于圓環(huán)內磁通量發(fā)生變化，所以有感應電流產生。同時，金屬圓環(huán)本身有內阻，必然有能量的轉化，即有能量的損失。因此圓環(huán)不會擺到4位置。隨著圓環(huán)進出磁場，其能量逐漸減少圓環(huán)擺動的振幅越來越小。當圓環(huán)只在勻強磁場中擺動時，如圖1115所示。圓環(huán)內無磁通量的變化，無感應電流產生，無機械能向電能的轉化

35、。題意中不存在空氣阻力，擺線的拉力垂直于圓環(huán)的速度方向，拉力對圓環(huán)不做功，所以系統(tǒng)的能量守恒，所以圓環(huán)將在AB間來回擺動?！拘〗Y】 電磁感應現(xiàn)象產生的條件是穿過線圈所包圍的平面內的磁通量發(fā)生變化。法拉第電磁感應定律則給出了感應電動勢的表達式只有回路中有0，即當面積S一定時，B0，才會有感應電動勢，才有感應電流的存在?？梢姡诜治鑫锢韱栴}時，要嚴格按照物理規(guī)律成立的條件辦事。練習72、如圖1122所示，A，B是兩個完全相同的燈泡，L是自感系數較大的線圈，其直流電阻忽略不計。當電鍵K閉合時，下列說法正確的是 AA比B先亮，然后A熄滅BB比A先亮，然后B逐漸變暗，A逐漸變亮CAB一齊亮，然后A熄滅D

36、A、B一齊亮然后A逐漸變亮B的亮度不變例73、如圖11-16所示，直角三角形導線框ABC，處于磁感強度為B的勻強磁場中，線框在紙面上繞B點以勻角速度作順時針方向轉動，B =60°，C=90°，AB=l，求A，C兩端的電勢差UAC。 【錯解分析】錯解：把AC投影到AB上，有效長度AC，根據幾何關系（如圖1117），此解錯誤的原因是：忽略BC，在垂直于AB方向上的投影BC也切割磁感線產生了電動勢，如圖11-17所示?！菊_解答】該題等效電路ABC，如圖115所示，根據法拉第電磁感應定律，穿過回路ABC的磁通量沒有發(fā)生變化，所以整個回路的總=0 設AB，BC，AC導體產生的電動勢

37、分別為1、2、3，電路等效于圖11-5，故有總=1+2+3 【小結】 注意雖然回路中的電流為零，但是AB兩端有電勢差。它相當于兩根金屬棒并聯(lián)起來，做切割磁感線運動產生感應電動勢而無感應電流。練習73、在如圖1124所示的水平導軌上（摩擦、電阻忽略不計），有豎直向下的勻強磁場，磁感強度B，導軌左端的間距為L1=4L0，右端間距為L2=L0。今在導軌上放置AC，DE兩根導體棒，質量分別為m1=2m0，m2=m0，電阻R1=4R0，R2=R0。若AC棒以初速度V0向右運動，求AC棒運動的過程中產生的總焦耳熱QAC，以及通過它們的總電量q。例74、 如圖1119所示，長為6m的導體AB在磁感強度B=0

38、.1T的勻強磁場中，以AB上的一點O為軸，沿著順時針方向旋轉。角速度=5rad/s，O點距A端為2m，求AB的電勢差?！惧e解分析】錯解：根據法拉第電磁感應定律=BLvv=L=BL2斷路時導體端電壓等于電動勢法拉第電磁感應定律的導出公式=BLv是有條件的。它適用于導體平動且速度方向垂直于磁感線方向的特殊情況。不符合本題的轉動情況，本題用錯了公式。另外判斷感應電動勢方向上也出現(xiàn)了問題?！菊_解答】由于法拉第電磁感應定律=BLv適用于導體平動且速度方向垂直于磁感線方向的特殊情況。將轉動問題轉化為平動作等效處理。因為v =L，可以用導體中點的速度的平動產生的電動勢等效于OB轉動切割磁感線產生的感應電動

39、勢。UBO=UB-UO=BO=4(V)UAO=UA-UO=AO=1(V)UAB=UA-UB=(UA-UO)-(UB-UO)=UAO-UBO=1-4=-3(V)【小結】 本題中的等效是指產生的感應電動勢相同。其基礎是線速度與角速度和半徑成正比。練習74、如圖 1125所示光滑平行金屬軌道abcd，軌道的水平部分bcd處于豎直向上的勻強磁場中，bc部分平行導軌寬度是cd部分的2倍，軌道足夠長。將質量相同的金屬棒P和Q分別置于軌道的ab段和cd段。P棒位于距水平軌道高為h的地方，放開P棒，使其自由下滑，求P棒和Q棒的最終速度。例75、 如圖1120所示，在磁感強度B= 2T的勻強磁場中，有一個半徑r

40、=0.5m的金屬圓環(huán)。圓環(huán)所在的平面與磁感線垂直。OA是一個金屬棒，它沿著順時針方向以20rad/s的角速度繞圓心O勻速轉動。A端始終與圓環(huán)相接觸OA棒的電阻R=0.1，圖中定值電阻R1=100，R2=4.9，電容器的電容C=100pF。圓環(huán)和連接導線的電阻忽略不計，求：（1）電容器的帶電量。哪個極板帶正電。（2）電路中消耗的電功率是多少？【錯解分析】錯解：（1）由于電容器兩板間分別接在做切割磁感線導體棒的兩端，電容器兩端的電壓就等于導體OA上產生的感應電動勢。根據右手定則，感應電流的方向由OA，故電容器下板由于與O相接為正，上極板與A相接為負。（2）根據閉合電路歐姆定律電路中消耗的電功率P消

41、=I2R=4.9(W)錯解的原因是：（1）電容器兩板雖然與切割磁感線的導體相連，但兩板間并不等于導體棒OA產生的感應電動勢。因為導體棒有電阻。所以電容器的電壓應等于整個回路的端電壓。（2）電路中消耗的功率由于導體棒有電阻，即相當于電源有內阻，所以電路中消耗的功率不僅在外電阻R2上，而且還消耗在內阻R上。P消=I2(R+R2)或根據能量守恒P源=I?！菊_解答】（l）畫出等效電路圖，圖1121所示。導體棒OA產生感應電動勢根據右手定則，感應電流的方向由OA，但導體棒切割磁感線相當于電源，在電源內部電流從電勢低處流向電勢高處。故A點電勢高于O點電勢。又由于電容器上板與A點相接即為正極，同理電容器下

42、板由于與O相接為負極。（2）電路中消耗的電功率P消=I2(R+R2)=5(W)，或P消=I=5(W)練習75、足夠長的光滑金屬導軌E F，P Q水平放置，質量為m電阻為R的相同金屬棒ab，cd與導軌垂直且接觸良好，磁感強度為B的勻強磁場垂直導軌平面向里如圖5所示。現(xiàn)用恒力F作用于ab棒上，使它向右運動。則圖5 EFPQdbcaFA安培力對cd做正功使它向右加速運動B外力F做的功等于克服ab棒上安培力的功C外力作的功等于回路產生的總熱量和系統(tǒng)的動能D回路電動勢先增后減兩棒共速時為零 練習題參考答案練習61答案:A 練習62答案: ACD 練習63答案:0.2練習64答案: 解：（1）因為線框ab

43、進入磁場時V12m/s 產生的電動勢EBLV10.2V安培力FBLIBLE/R1N 線框在磁場中FG作勻速運動，Qmg2L0.1×10×2×0.1J0.2J （2）因為ab與dc切割磁感線產生的電動勢和電流是：EBLV1 IE/R 所以通過a點的電量QItE2L/R V1BL2 V1L/ R V12BL2/R2×1×0.01/0.02C1C (3) 線框下落的時間：t10.2s 在磁場內勻速VV1 t22L/ V10.1s 圖像略 練習65答案: 該同學所得結論有問題。 （2分）由于45°是鋼棒向上擺動的最大偏角，所以此時鋼棒并不平衡

44、。（2分）鋼棒在向上擺動過程中，僅有重力和安培力兩個恒力做功。由動能定理：BISLsin-mgL（1-cos）=0 （3分）鋼棒中電流為：I= mg（1-cos）/ BSsin （1分） =2.49A （2分練習66答案: 解（1）由于線框勻速出磁場，則對有：對有： 又因為 聯(lián)立可得： （2）從線框剛剛全部進入磁場到線框ad邊剛要離開磁場，由動能定理得 將速度v代入，整理可得線框剛剛全部進入磁場時，線框與物塊的動能和為 所以此時線框的動能為 （3）從初狀態(tài)到線框剛剛完全出磁場，由能的轉化與守恒定律可得 將數值代入，整理可得線框在整個運動過程中產生的焦耳熱為： 練習67答案:C 練習68答案:（

45、1）電壓表 理由略 （2）F=1.6 N （3）Q=0.25 C練習69答案: (1),(2)(3)練習70答案: 線框進人磁場區(qū)時E1=B l v=2 V，=2.5 A方向沿逆時針，如圖（1）實線abcd所示，感電流持續(xù)的時間t1=0.1 s圖（1）線框在磁場中運動時：E2=0，I2=0無電流的持續(xù)時間：t2=0.2 s，線框穿出磁場區(qū)時：E3= B l v=2 V，=2.5 A圖（2）此電流的方向為順時針，如圖（1）虛線abcd所示，規(guī)定電流方向逆時針為正，得I-t圖線如圖（2）所示（2）線框進人磁場區(qū)ab兩端電壓U1=I1 r=2.5×0.2=0.5V線框在磁場中運動時；b兩端

46、電壓等于感應電動勢U2=B l v=2V線框出磁場時ab兩端電壓：U3=E - I2 r=1.5V圖（3）由此得U-t圖線如圖（3）所示點評：將線框的運動過程分為三個階段，第一階段ab為外電路，第二階段ab相當于開路時的電源，第三階段ab是接上外電路的電源練習71答案: 分析（1）線框在勻強磁場中勻速轉動時，ab段和cd段的速率線框內的感應電動勢等于ab段和cd段切割磁感線產生的感應電動勢之和，即=2BL1vsin=BL1L2sin。當=300時=0.50×0.20×0.10×300×0.5=1.5(V),方向沿abcd.線圈中的電流強度 ab段所受的電磁