(新高考)高考物理一輪復習講義：第26講《電磁感應》(含解析)

第26講電磁感應知識圖譜電磁感應現(xiàn)象、楞次定律知識精講一．電與磁的關系1．“電生磁”的發(fā)現(xiàn)：1820年，丹麥物理學家奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流能夠產(chǎn)生磁場——電流的磁效應，揭示了電和磁之間存在著聯(lián)系，并說明電流周圍的磁場和磁體周圍的磁場本質上是一樣的。英國物理學家法拉第經(jīng)過10年堅持不懈的努力，于1831年終于取得了重大的突破，發(fā)現(xiàn)了利用磁場產(chǎn)生電流的條件。 2．“磁生電”的發(fā)現(xiàn)：法拉第認為既然電流能吸引小磁針運動，那么磁鐵也能使導體產(chǎn)生電流。通過大量實驗發(fā)現(xiàn)，“磁生電是在一種在變化的、運動的過程中才出現(xiàn)的效應”。法拉第把引起電流的原因歸納為五類：（1）變化的電流周圍閉合線圈中產(chǎn)生感應電流；（2）變化的磁場周圍閉合線圈中產(chǎn)生感應電流；（3）運動的恒定電流周圍閉合線圈中產(chǎn)生感應電流；（4）運動的磁鐵周圍閉合線圈中產(chǎn)生感應電流；（5）在磁場中運動的導體（即切割磁感線）。 3．電磁感應：“磁生電”的現(xiàn)象叫電磁感應，產(chǎn)生的電流叫感應電流。產(chǎn)生的電勢叫感應電動勢。 二．電磁感應發(fā)生的條件 1．磁通量：設在勻強磁場中有一個與磁場方向垂直的平面，磁場的磁感應強度為B，平面的面積為S，如圖所示，物理上把磁感應強度B與面積S的乘積，叫做穿過這個面的磁通量。通常用Φ表示磁通量，則Φ=BS。 2．產(chǎn)生感應電流的典型實驗 （1）實驗表明：只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就有電流產(chǎn)生。（2）閉合電路的一部分導體切割磁感線時，穿過電路的磁感線條數(shù)發(fā)生變化，也產(chǎn)生感應電流。 （3）電磁感應現(xiàn)象的實質是產(chǎn)生了感應電動勢，如果電路閉合，則產(chǎn)生感應電流。 （4）發(fā)生電磁感應時，其他形式的能轉化為電能。三．楞次定律 1．內(nèi)容：感應電流具有這樣的方向，即感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流磁通量的變化?！白柚埂敝傅氖牵寒斣磐吭黾訒r，感應電流的方向與原磁場的方向相反，而當原磁通量減小時，兩磁場方向相同。“阻礙”不等于阻止，阻礙的含義是使磁通量增加或減少的過程變慢，但磁通量仍會減少或增加。 2．楞次定律的應用：一般分為如下幾個步驟： （1）明確所研究的閉合回路，判斷原磁場的方向； （2）判斷閉合回路中原磁場中磁通量的變化； （3）由楞次定律判斷感應電流的磁場方向； （4）由右手螺旋定則判斷感應電流的方向。 3．對右手定則的理解 （1）適用范圍：適用于閉合回路部分導體切割磁感線產(chǎn)生感應電流的情況。（2）伸開右手，使大拇指跟其余四個手指垂直，并跟手掌在一個平面內(nèi)，把右手放入磁場中，讓磁感線垂直穿入手心，大拇指指向導體運動方向，那么其余四個手指所指的方向就是感應電流的方向。 4．區(qū)分楞次定律與右手定則的關系導體運動切割磁感線產(chǎn)生感應電流是磁通量發(fā)生變化引起感應電流的特例，所以判定電流方向的右手定則也是楞次定律的特例。用右手定則能判定的，一定也能用楞次定律判定。反之，用楞次定律能判定的，并不是用右手定則都能判斷出來。如閉合圓形導線中的磁場逐漸增強，用右手定則就難以判定，而用楞次定律較為直觀。 5．楞次定律的實質楞次定律中“阻礙”的作用，正是能量的轉化和守恒定律的反映，在克服這種阻礙作用時，其他形式的能向電能轉化。 6．楞次定律的不同表示 （1）阻礙原磁通量的變化； （2）阻礙導體的相對運動； （3）通過改變線圈面積來“反抗”； （4）阻礙原電流的變化。三點剖析課程目標：1．理解磁通量的變化，能夠求解簡單情形下的磁通量的變化量；2．理解產(chǎn)生電磁感應現(xiàn)象的條件；3．應用楞次定律解決問題電磁感應現(xiàn)象的判斷例題1、現(xiàn)將電池組、滑動變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流計及開關如圖連接。在開關閉合、線圈A放在線圈B中的情況下，某同學發(fā)現(xiàn)當他將滑動變阻器的滑動端P向左加速滑動時，電流計指針向右偏轉。若將線圈A中鐵芯向上拔出，則能引起電流計的指針向________偏轉；若斷開開關，能引起電流計指針________偏轉；若滑動變阻器的滑動端P勻速向右滑動，能使電流計指針________偏轉。例題2、在法拉第時代，下列驗證“由磁產(chǎn)生電”設想的實驗中，能觀察到感應電流的是()A.將繞在磁鐵上的線圈與電流表組成一閉合回路，然后觀察電流表的變化B.在一通電線圈旁放置一連有電流表的閉合線圈，然后觀察電流表的變化 C.將一房間內(nèi)的線圈兩端與相鄰房間的電流表連接，往線圈中插入條形磁鐵后，再到相鄰房間去觀察電流表的變化 D.繞在同一鐵環(huán)上的兩個線圈，分別接電源和電流表，在給線圈通電或斷電的瞬間，觀察電流表的變化隨練1、圖示為“探究感應電流方向的規(guī)律”實驗時所用電路（1）閉合開關時發(fā)現(xiàn)靈敏電流計的指針向右偏了一下，那么閉合開關后將線圈A迅速插入線圈B時，靈敏電流計指針將________；接著將滑動變阻器的滑片迅速向左滑動，靈敏電流計指針________。（均填“向左偏”“向右偏”或“不偏”）（2）某同學在完成實驗后未斷開開關，也未把A、B兩線圈和鐵芯分開放置，在拆除電路時突然被電擊了一下，則被電擊是在拆除________（選填“A”或“B”）線圈所在電路時發(fā)生的，分析可知，要避免電擊發(fā)生，在拆除電路前應________（選填“斷開開關”或“把A、B線圈分開放置”）。隨練2、某同學在“探究感應電流產(chǎn)生的條件”的實驗中，將直流電源、滑動變阻器、線圈A（有鐵芯）、線圈B、靈敏電流計及開關按圖連接成電路．在實驗中，該同學發(fā)現(xiàn)開關閉合的瞬間，靈敏電流計的指針向左偏．由此可以判斷，在保持開關閉合的狀態(tài)下（）A.當線圈A拔出時，靈敏電流計的指針向左偏B.當線圈A中的鐵芯拔出時，靈敏電流計的指針向右偏C.當滑動變阻器的滑片勻速滑動時，靈敏電流計的指針不偏轉D.當滑動變阻器的滑片向N端滑動時，靈敏電流計的指針向右偏隨練3、如圖所示，正方形線圈abcd放在勻強磁場中，下列能使線圈中產(chǎn)生感應電流的是()A.在磁場中向上平動B.向紙外平動C.以ad邊為軸，向紙外轉動D.以中心O為軸，在紙面內(nèi)轉動楞次定律的理解及應用例題1、[多選題]如圖所示，兩個閉合鋁環(huán)A、B與一個螺線管套在同一鐵芯上，A、B可以左右擺動，則()A.在S閉合的瞬間，A、B必相吸B.在S閉合的瞬間，A、B必相斥C.在S斷開的瞬間，A、B必相吸D.在S斷開的瞬間，A、B必相斥例題2、如圖所示，線圈兩端與電阻相連構成閉合回路，在線圈正上方有一豎直放置的條形磁鐵，磁鐵的S極朝下。在將磁鐵的S極插入線圈的過程中（）A.通過電阻的感應電流的方向由a到b，線圈與磁鐵相互排斥B.通過電阻的感應電流的方向由a到b，線圈與磁鐵相互吸引C.通過電阻的感應電流的方向由b到a，線圈與磁鐵相互吸引D.通過電阻的感應電流的方向由b到a，線圈與磁鐵相互排斥例題3、如圖所示，水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動的金屬棒PQ、MN，當PQ在外力的作用下運動時，MN在磁場力的作用下向右運動，則PQ所做的運動可能是()A.向右加速運動B.向左加速運動C.向右勻速運動D.向左減速運動隨練1、如圖所示，在條形磁鐵的S極附近懸掛一個圓形線圈，線圈平面與水平放置的磁鐵在同一平面內(nèi)，當線圈中通以圖示逆時針方向的電流時，從上往下看，線圈將()A.逆時針方向轉動，同時靠近磁極B.逆時針方向轉動，同時離開磁極C.順時針方向轉動，同時離開磁極D.順時針方向轉動，同時靠近磁極隨練2、[多選題]如圖所示，光滑固定導軌M、N水平放置．兩根導體棒P、Q平行放于導軌上，形成一個閉合電路．當一條形磁鐵從高處下落接近回路時（）A.P、Q將互相靠攏B.P、Q將互相遠離C.磁鐵的加速度仍為gD.磁鐵的加速度小于g隨練3、如圖所示，a、b、c、d為四根相同的可視為光滑的銅棒，c、d固定在同一水平面上，a、b對稱地放在c、d棒上，它們接觸良好，O點為四根棒圍成的矩形的幾何中心，一條形磁鐵從O點附近的正上方沿豎直方向向O點落下的過程中，則a、b發(fā)生的情況是()A.一定保持靜止 B.一定分別遠離O點C.一定分別向O點靠攏 D.無法判斷法拉第電磁感應定律及簡單應用知識精講一．探究感生電動勢的影響因素感應電動勢：在電磁感應現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢叫感應電動勢。感應電動勢與感應電流：感應電動勢是形成感應電流的必要條件，有感應電動勢不一定存在感應電流（要看電路是否閉合），有感應電流一定存在感應電動勢。3．感應電動勢的大?。寒敶磐孔兓嗤瑫r，所用時間越短，感應電流就越大，表明感應電動勢越大。說明：應電動勢的大小跟磁通量變化和所用時間都有關，即與磁通量的變化率有關。二．法拉第電磁感應定律1．內(nèi)容：電路中感應電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量變化率成正比。 2．表達式：SKIPIF1<0（在國際單位制中k=1）若有n匝線圈，則相當于有n個電源串聯(lián)，總電動勢為：SKIPIF1<0。注意：公式中SKIPIF1<0取絕對值，不涉及正負。3．產(chǎn)生感生電動勢的兩種機理（1）電磁感應現(xiàn)象中的感生電場電路中電動勢的作用實際上是某種非靜電力對自由電荷的作用。英國物理學家麥克斯韋認為，磁場變化時會在空間激發(fā)一種電場。如果此刻空間存在閉合導體，導體中的自由電荷就會在這種電場的作用下做定向運動，產(chǎn)生感應電流，或者說導體中產(chǎn)生了感應電動勢。在這種情況下，所謂的非靜電力就是這種感生電場對自由電荷的作用。（2）電磁感應現(xiàn)象中的洛倫茲力在電磁感應現(xiàn)象中，切割磁感線的導體或磁通量發(fā)生變化的回路產(chǎn)生感應電動勢，該導體或回路相當于電源，這時的非靜電力與洛倫茲力有關。三．導體做切割磁感線運動時感應電動勢1．導體垂直切磁感線：在閉合線圈一部分導體ab處于勻強磁場中，導軌寬為L，磁感應強度是B，ab以速度v勻速切割磁感線?；芈吩跁r間SKIPIF1<0內(nèi)增大的面積為：SKIPIF1<0；穿過回路的磁通量的變化為SKIPIF1<0；產(chǎn)生的感應電動勢為：SKIPIF1<0（v是相對于磁場的速度）。3．斜切磁感線：若導線運動方向與導線本身垂直，但跟磁感強度方向有夾角。SKIPIF1<0（SKIPIF1<0為v與B夾角）注意：導體的長度L應為有效長度；速度v為平均值，E就為平均值；速度v為瞬時值，E就為瞬時值。四．轉動產(chǎn)生的感應電動勢1．轉動軸與磁感線平行磁感應強度為B的勻強磁場方向垂直于紙面向外，長L的金屬棒oa以o為軸在該平面內(nèi)以角速度SKIPIF1<0逆時針勻速轉動。在應用感應電動勢的公式時，必須注意其中的速度v應該指導線上各點的平均速度，即金屬棒中點的速度，因此有SKIPIF1<0。2．線圈的轉動軸與磁感線垂直如圖，矩形線圈的長、寬分別為L1、L2，所圍面積為S，向右的勻強磁場的磁感應強度為B，線圈繞圖示的軸以角速度SKIPIF1<0勻速轉動。線圈的ab、cd兩邊切割磁感線，產(chǎn)生的感應電動勢相加可得SKIPIF1<0。如果線圈由n匝導線繞制而成，則SKIPIF1<0。從圖示位置開始計時，則感應電動勢的瞬時值為SKIPIF1<0。該結論與線圈的形狀和轉動軸的具體位置無關（但是軸必須與B垂直）。這也是交流發(fā)電機發(fā)出的交流電的瞬時電動勢公式。五．感應電量的計算當電流是恒定值（平均值）時，可知SKIPIF1<0計算電量；其中SKIPIF1<0（式中SKIPIF1<0為SKIPIF1<0內(nèi)感應電動勢的平均值，R為回路總電阻），由法拉第電磁感應定律可知，SKIPIF1<0，聯(lián)立以上三式可得：SKIPIF1<0，可見感應電量與磁通量的變化量成正比。六．互感、自感現(xiàn)象1．互感：兩個線圈之間沒有導線相連，當一個線圈的電流變化時，它所產(chǎn)生的磁場會在另一個線圈中產(chǎn)生感應電動勢。變壓器就是利用互感現(xiàn)象制成的。2．自感：導體本身電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應現(xiàn)象。自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應電動勢叫自感電動勢。自感電動勢大?。篠KIPIF1<0。七．電磁阻尼、電磁驅動、反電動勢1．電磁阻尼：在閉合電路的一部分導體做切割磁感線運動，產(chǎn)生感應電流的過程中，安培力的方向和導體運動方向相反，安培力作負功，這種現(xiàn)象叫電磁阻尼，在這個過程中，機械能轉化為電能，發(fā)電機就是利用這個原理。另外，電動機轉動時產(chǎn)生的感應電動勢總要削弱電源產(chǎn)生的電流，因此也叫反電動勢。2．電磁驅動：通電導體在磁場中受安培力作用，安培力的方向和導體運動方向相同，安培力作正功，將電能轉化為機械能，電動機、電磁炮就是利用了這一原理。三點剖析課程目標：1.理解法拉第電磁感應定律的內(nèi)容，感應電動勢的大小與磁通量的變化率成正比，會計算一段時間內(nèi)通過用電器的電荷量2.會計算導體切割磁感線時產(chǎn)生的感應電動勢的大小3.理解自感和互感，會分析通電自感和斷電自感的相關問題4.熟悉電磁感應中的圖像問題法拉第電磁感應定律及簡單應用例題1、如圖，均勻磁場中有一由半圓弧及其直徑構成的導線框，半圓直徑與磁場邊緣重合；磁場方向垂直于半圓面（紙面）向里，磁感應強度大小為B0。使該線框從靜止開始繞過圓心O、垂直于半圓面的軸以角速度ω勻速轉動半周，在線框中產(chǎn)生感應電流。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。為了產(chǎn)生與線框轉動半周過程中同樣大小的電流，磁感應強度隨時間的變化率SKIPIF1<0的大小應為()A.SKIPIF1<0B.SKIPIF1<0C.SKIPIF1<0D.SKIPIF1<0例題2、如圖所示，一單匝線圈從左側進入磁場，在此過程中，穿過線圈的磁通量將________（選填“變大”或“變小”），線圈中產(chǎn)生的感應電流方向為________（選填“順時針”或“逆時針”），若上述過程所經(jīng)歷的時間為0.5s，線圈中產(chǎn)生的感應電動勢為2.0V，則穿過線圈的磁通量變化了________Wb。例題3、如圖（a）所示，一個電阻值為R，匝數(shù)為SKIPIF1<0的圓形金屬線圈與阻值為2R的電阻R1連接成閉合回路．線圈的半徑為r1．在線圈中半徑為r2的圓形區(qū)域存在垂直于線圈平面的勻強磁場，磁感應強度B隨時間t變化的關系圖線如圖（b）所示．圖線與橫、縱軸的截距分別為t1和B0（取向里的磁場方向為正），導線的電阻不計．求0至2t1時間內(nèi)（1）通過電阻R1上的電流大小和方向；（2）通過電阻R1上的電量q．隨練1、匝數(shù)n＝100的圓形金屬線圈的電阻R＝2Ω，線圈與R1＝2Ω的電阻連結成閉合回路，其簡化電路如圖（a）所示，A．B為線圈兩端點。線圈的半徑r1＝15cm，在線圈中半徑r2＝10cm的圓形區(qū)域存在垂直于線圈平面向里的勻強磁場，磁感應強度B隨時間t變化的關系如圖（b）所示。則下列說法正確的是()A.A點電勢比B點電勢低B.線圈中產(chǎn)生的感應電動勢為4.5πVC.R1兩端電壓為πVD.0～2s內(nèi)流過R1的電量為1.125πC隨練2、如圖甲，水平放置的平行金屬導軌左邊接有電阻R＝1.5Ω，軌道相距0.4m且所在處有豎直向下的勻強磁場，磁場隨時間的變化關系如圖乙，金屬棒ab橫跨導軌兩端，其電阻r＝0.5Ω，金屬棒與電阻R相距1m。若整個系統(tǒng)始終處于靜止狀態(tài)，求：（1）當t＝0.1s時，通過金屬棒ab的感應電流大小和方向。（2）當t＝0.1s時，金屬棒ab受到的安培力的大小？隨練3、[多選題]空間存在一方向與紙面垂直、大小隨時間變化的勻強磁場，其邊界如圖（a）中虛線MN所示。一硬質細導線的電阻率為ρ、橫截面積為S，將該導線做成半徑為r的圓環(huán)固定在紙面內(nèi)，圓心O在MN上。t＝0時磁感應強度的方向如圖（a）所示；磁感應強度B隨時間t的變化關系如圖（b）所示。則在t＝0到t＝t1的時間間隔內(nèi)（）A.圓環(huán)所受安培力的方向始終不變B.圓環(huán)中的感應電流始終沿順時針方向C.圓環(huán)中的感應電流大小為SKIPIF1<0D.圓環(huán)中的感應電動勢大小為SKIPIF1<0導體切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢的計算例題1、如圖，導體棒AB長2R，繞O點以角速度ω沿逆時針方向勻速轉動，OB為R，且OBA三點在一直線上，有一勻強磁場磁感應強度為B，充滿轉動平面且與轉動平面垂直，那么AB兩端的電勢差大小為（）A.SKIPIF1<0BωR2B.2BωR2C.4BωR2D.6BωR2例題2、如圖所示，平行金屬導軌間距為d，一端跨接一阻值為R的電阻，勻強磁場的磁感應強度為B，方向垂直軌道所在平面，一根長直金屬棒與軌道成60°角放置，當金屬以垂直棒的恒定速度v沿金屬軌道滑行時，電阻R中的電流大小為________。（不計軌道與棒的電阻）例題3、1831年10月28日，法拉第在一次會議上展示了他發(fā)明的圓盤發(fā)電機。它是利用電磁感應的原理制成的，是人類歷史上的第一臺發(fā)電機。如圖是圓盤發(fā)電機的示意圖：銅盤安裝在水平的銅軸上，它的邊緣正好在兩磁極之間，兩塊銅片C、D分別與轉動軸和銅盤的邊緣接觸。設圓盤半徑為r，人轉動把手使銅盤以角速度山轉動（圖示方向：從左向右看為順時針方向），電阻R中就有電流通過。（不考慮銅盤的電阻）（）A.圓盤邊緣D點的電勢低于C點電勢B.電阻R中電流方向向下C.圓盤轉動一周過程中，通過R的電荷量為SKIPIF1<0D.人在轉動圓盤的過程中所消耗的功率為SKIPIF1<0隨練1、[多選題]人類研究發(fā)現(xiàn)：在北半球，地磁場的水平分量由南向北，豎直分量豎直向下．北京平安大街上，某人騎車從東往西，則下列說法正確的是（）A.自行車左車把的電勢比右車把的電勢高B.自行車左車把的電勢比右車把的電勢低C.圖中輻條AB此時A端比B端的電勢高D.圖中輻條AB此時A端比B端的電勢低隨練2、如圖所示，一金屬彎桿處在磁感應強度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場中，已知ab＝bc＝L，當它以速度v向右平動時，a、c兩點間的電勢差為（）A.BLvB.BLvsinθC.BLvcosθD.BLv（1＋sinθ）隨練3、[多選題]粗細均勻的電阻絲圍成的正方形線框abcd置于有界勻強磁場中，磁場方向垂直于線平面，其邊界與正方形線框的邊平行?，F(xiàn)使線框以同樣大小的速度沿四個不同方向（上、向下、向左、向右）分別平移出磁場，如圖所示，則線框移出磁場的整個過程中（）A.四種情況下流過ab邊的電流的方向都相同B.四種情況下ab兩端的電勢差都相等C.四種情況下流過線框的電量都相等D.四種情況下磁場力對線框做的功率都不相等隨練4、如圖所示，導體桿OQ在作用于OQ中點且垂直于OQ的力作用下，繞O軸沿半徑為r的光滑的半圓形框架在勻強磁場中以一定的角速度轉動，磁場的磁感應強度為B，方向垂直于框架平面，AO間接有電阻R，桿和框架電阻不計，回路中的總電功率為P，則（）A.外力的大小為SKIPIF1<0B.外力的大小為SKIPIF1<0C.導體桿旋轉的角速度為SKIPIF1<0D.導體桿旋轉的角速度為SKIPIF1<0隨練5、為了提高自行車夜間行駛的安全性，小明同學設計了一種“閃爍”裝置．如圖所示，自行車后輪由半徑r1＝5.0×10﹣2m的金屬內(nèi)圈、半徑r2＝0.40m的金屬外圈和絕緣幅條構成．后輪的內(nèi)、外圈之間等間隔地接有4跟金屬條，每根金屬條的中間均串聯(lián)有一電阻值為R的小燈泡．在支架上裝有磁鐵，形成了磁感應強度B＝0.10T、方向垂直紙面向外的“扇形”勻強磁場，其內(nèi)半徑為r1、外半徑為r2、張角SKIPIF1<0．后輪以角速度ω＝2πrad/s，相對轉軸轉動．若不計其它電阻，忽略磁場的邊緣效應．(1)當金屬條ab進入“扇形”磁場時，求感應電動勢E，并指出ab上的電流方向；(2)當金屬條ab進入“扇形”磁場時，畫出“閃爍”裝置的電路圖；(3)從金屬條ab進入“扇形”磁場時開始，經(jīng)計算畫出輪子一圈過程中，內(nèi)圈與外圈之間電勢差Uab隨時間t變化的Uab﹣t圖象；(4)若選擇的是“1.5V、0.3A”的小燈泡，該“閃爍”裝置能否正常工作？有同學提出，通過改變磁感應強度B、后輪外圈半徑r2、角速度ω和張角θ等物理量的大小，優(yōu)化前同學的設計方案，請給出你的評價．

通電自感和斷電自感例題1、如圖所示電路中，A1、A2是兩只相同的電流表，電感線圈L的直流電阻與電阻R阻值相等，下面判斷正確的是()A.開關S接通的瞬間，電流表A1的讀數(shù)大于A2的讀數(shù)B.開關S接通的瞬間，電流表A1的讀數(shù)小于A2的讀數(shù)C.開關S接通電路穩(wěn)定后再斷開的瞬間，電流表A1的讀數(shù)大于A2的讀數(shù)D.開關S接通電路穩(wěn)定后再斷開的瞬間，電流表A1的讀數(shù)小于A2的讀數(shù)例題2、在研究自感現(xiàn)象的實驗中，用兩個完全相同的燈泡A、B與自感系數(shù)很大的線圈L和定值電阻R組成如圖所示的電路（線圈的直流電阻可忽略，電源的內(nèi)阻不能忽略），關于這個實驗下面說法中正確的是（）A.閉合開關的瞬間，A、B一起亮，然后A熄滅B.閉合開關的瞬間，B比A先亮，然后B逐漸變暗C.閉合開關，待電路穩(wěn)定后斷開開關，B逐漸變暗，A閃亮一下然后逐漸變暗D.閉合開關，待電路穩(wěn)定后斷開開關，A、B燈中的電流方向均為從左向右隨練1、[多選題]如圖所示，A、B是完全相同的兩個小燈泡，L為自感系數(shù)很大、電阻可以忽略的帶鐵芯的線圈()A.電鍵S閉合瞬間，A、B同時發(fā)光，隨后A燈變暗，B燈變亮，最后B比A更亮B.電鍵S閉合瞬間，B燈亮，A燈不亮C.斷開電鍵S的瞬間，A、B燈同時熄滅D.斷開電鍵S的瞬間，B燈立即熄滅，A燈突然閃亮一下再熄滅隨練2、如圖電路中，A、B是相同的兩小燈泡。L是一個帶鐵芯線圈，電阻可不計。調(diào)節(jié)R，可使電路穩(wěn)定時兩燈都正常發(fā)光，則()A.合上S時，B立刻變亮，A慢慢變亮B.斷開S時，B比A先到熄滅C.斷開S時，通過A、B兩燈的電流方向都與原電流方向相同D.斷開S時，B燈會突然閃亮一下后再熄滅隨練3、[多選題]如圖甲、乙所示的電路中，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，使電路達到穩(wěn)定，燈泡A發(fā)光，則（）A.在電路甲中，斷開S后，A將逐漸變暗B.在電路甲中，斷開S后，A將先變得更亮，然后逐漸變暗C.在電路乙中，斷開S后，A將逐漸變暗D.在電路乙中，斷開S后，A將先變得更亮，然后逐漸變暗電磁感應中的圖像問題例題1、如圖所示，垂直紙面向里的勻強磁場的區(qū)域寬度為2a，磁感應強度的大小為B.一邊長為a、電阻為4R的正方形均勻導線框ABCD從圖示位置沿水平向右方向以速度v勻速穿過磁場區(qū)域，在下圖中線框A、B兩端電壓SKIPIF1<0與線框移動距離x的關系圖象正確的是()A.B.C.D.例題2、矩形導線框abcd固定在勻強磁場中，磁感線的方向與導線框所在平面垂直，規(guī)定磁場的正方向垂直紙面向里，磁感應強度B隨時間變化的規(guī)律如圖所示。若規(guī)定順時針方向為感應電流i的正方向，下列各圖中正確的是()A.B.C.D.例題3、如圖甲所示，一根電阻R＝4Ω的導線繞成半徑d＝2m的圓，在圓內(nèi)部分區(qū)域存在變化的勻強磁場，中間S形虛線是兩個只將均為d的半圓，磁感應強度隨時間變化如圖乙所示（磁場垂直于紙面向外為正，電流逆時針方向為正），關于圓環(huán)中的電流－時間圖象，下列選項中正確的是（）A.B.C.D.隨練1、圖中兩條平行虛線之間存在勻強磁場，虛線間距離為l，磁場方向垂直紙面向里。abcd是位于紙面內(nèi)梯形線圈，ad與bc間距離也為l。t＝0時刻，bc邊與磁場區(qū)域邊界重合，現(xiàn)令線圈以恒定的速度v沿垂直于磁場區(qū)域邊界的方向穿過磁場區(qū)域。取沿a→b→c→d→a的感應電流為正，則在線圈穿越磁場區(qū)域的過程中，感應電流I隨時間t變化圖線可能是()A.B.C.D.隨練2、[多選題]如圖所示，為三個有界勻強磁場，磁感應強度大小均為B，方向分別垂直紙面向外、向里和向外，磁場寬度均為L，在磁場區(qū)域的左側邊界處，有一個置于光滑水平面上的邊長為L的正方形導體線框，總電阻為R，且線框平面與磁場方向垂直，現(xiàn)用外力F使線框以v勻速穿過磁場區(qū)域，以初始位置為計時起點，規(guī)定電流沿逆時針方向時的電動勢E為正，磁感線垂直紙面向里時的磁通量φ為正值，外力F向右為正，則以下能反映線框中的磁通量φ、感應電動勢E、外力F和電功率P隨時間變化規(guī)律圖象的是（）A.B.C.D.隨練3、[多選題]如圖所示，為三個有界勻強磁場，磁感應強度大小均為B，方向分別垂直紙面向外、向里和向外，磁場寬度均為L，在磁場區(qū)域的左側邊界處，有一邊長為L的正方形導體線框，總電阻為R，且線框平面與磁場方向垂直，現(xiàn)用外力F使線框以速度v勻速穿過磁場區(qū)域，以初始位置為計時起點，規(guī)定電流沿逆時針方向時的電動勢E為正，外力F向右為正。則以下能反映感應電動勢E和外力F隨時間變化規(guī)律的圖象是()A.B.C.D.拓展1、如圖所示為“研究電磁感應現(xiàn)象”的實驗裝置。閉合開關瞬間，發(fā)現(xiàn)靈敏電流計的指針向左偏轉了一下。（1）閉合開關穩(wěn)定后，將滑動變阻器的滑片向右滑動過程中，靈敏電流計的指針向________偏轉（填“左”或“右”）；（2）閉合開關穩(wěn)定后，將線圈A從線圈B抽出的過程中，靈敏電流計的指針向________偏轉（填“左”或“右”）；（3）閉合開關穩(wěn)定后，斷開開關瞬間，靈敏電流計的指針向________偏轉（填“左”或“右”）。2、[多選題]如圖所示，直導線通入方向向上、逐漸增強的電流，關于下側線圈說法正確的是（）A.線圈有擴張的趨勢B.線圈有收縮的趨勢C.線圈內(nèi)產(chǎn)生順時針的電流D.線圈內(nèi)產(chǎn)生逆時針的電流3、如圖a、b都是很輕的鋁環(huán)，環(huán)a是閉合的，環(huán)b是不閉合的，a、b環(huán)都固定在一根可以繞O點自由轉動的水平細桿上，此時整個裝置靜止，下列說法中正確的是（）A.使條形磁鐵N極垂直a環(huán)靠近a、a靠近磁鐵B.使條形磁鐵N極垂直a環(huán)遠離a、a靠近磁鐵C.使條形磁鐵N極垂直b環(huán)靠近b、b靠近磁鐵D.使條形磁鐵N極垂直b環(huán)靠近b、b將不動4、如圖所示，一個圓形線圈的匝數(shù)為N，半徑為a，線圈平面與勻強磁場垂直，且一半處在磁場中。在△t時間內(nèi)，磁感應強度的方向不變，大小由B均勻地增大到2B．在此過程中，線圈中產(chǎn)生的感應電動勢為（）A.SKIPIF1<0B.SKIPIF1<0C.SKIPIF1<0D.SKIPIF1<05、[多選題]如圖甲所示，abcd是匝數(shù)為100匝、邊長為10cm、總電阻為0.1Ω的正方形閉合導線圈，放在與線圈平面垂直的圖示勻強磁場中，磁感應強度B隨時間t的變化關系如圖乙所示，則以下說法正確的是（）A.導線圈中產(chǎn)生的是大小和方向都不變的恒定電流B.在t＝2.5s時導線圈產(chǎn)生的感應電動勢為1VC.在0～2s內(nèi)通過導線橫截面的電荷量為20CD.在t＝1s時，導線圈內(nèi)電流的瞬時功率為10W6、如圖所示，在豎直向下的勻強磁場中，將一水平放置的金屬棒ab以水平速度v0拋出，設在整個過程中金屬棒的方向不變且不計空氣阻力，則金屬棒運動過程中產(chǎn)生的感應電動勢的大小變化情況應是（）A.越來越大B.越來越小C.保持不變D.無法判斷7、[多選題]如圖所示是圓盤發(fā)電機的示意圖：銅盤安裝在水平的銅軸上，它的邊緣正好在兩磁極之間，兩塊銅片C、D分別與轉動軸和銅盤的邊緣接觸．若銅盤半徑為L，勻強磁場的磁感應強度為B，回路的總電阻為R，從左往右看，銅盤以角速度ω沿順時針方向勻速轉動．則：（）A.由于穿過銅盤的磁通量不變，故回路中無感應電流B.回路中感應電流大小不變，為SKIPIF1<0C.回路中感應電流方向不變，為C→D→R→CD.回路中有周期性變化的感應電流8、[多選題]如圖，E為電池，L是電阻可忽略不計、自感系數(shù)足夠大的線圈，D1、D2是兩個規(guī)格相同且額定電壓足夠大的燈泡，S是控制電路的開關。對于這個電路，下列說法正確的是()A.剛閉合開關S的瞬間，通過D1、D2的電流大小相等B.剛閉合開關S的瞬間，通過D1、D2的電流大小不相等C.閉合開關S待電路達到穩(wěn)定，D1、D2比原來更亮D.閉合開關S待電路達到穩(wěn)定，再將S斷開瞬間，D2立即熄滅，D1閃亮一下再熄滅9、[多選題]如圖所示，a，b燈分別標有“3.6V，2.5W”和“3.6V，4.0W”，閉合開關，調(diào)節(jié)R，能使a、b都正常發(fā)光．斷開開關后重做實驗，則（）A.閉合開關，a將慢慢亮起來，b立即發(fā)光B.閉合開關，a、b同時發(fā)光C.斷開開關，a、b都逐漸熄滅D.斷開開關，a逐漸熄滅，b燈閃亮一下再熄滅10、如圖所示，有一個等腰直角三角形的勻強磁場區(qū)域，其直角邊長為L，磁場方向垂直紙面向外，磁感應強度大小為B．一邊長為L總電阻為R的正方形導線框abcd，從圖示位置開始沿x軸正方向以速度v勻速穿過磁場區(qū)域。取沿a→b→c→d→a的感應電流為正，則表示線框中電流i隨bc邊的位置坐標x變化的圖象正確的是()A.B.C.D.11、如圖甲所示，光滑導軌水平放置在與水平方向夾角為60°的斜向下的勻強磁場中，勻強磁場的磁感應強度B隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示（規(guī)定斜向下為正方向），導體棒ab垂直導軌放置，除電阻R的阻值外，其余電阻不計，導體棒ab在水平外力F作用下始終處于靜止狀態(tài)．規(guī)定a→b的方向為電流的正方向，水平向右的方向為外力F的正方向，則在0～t1時間內(nèi)，能正確反映通過導體棒ab的電流i和導體棒ab所受水平外力F隨時間t變化的圖象是（）．A.B.C.D.

答案解析電磁感應現(xiàn)象、楞次定律電磁感應現(xiàn)象的判斷例題1、【答案】右；右；左【解析】由題意可知當P向左加速滑動時，線圈A中的電流應越來越小，則其磁場減小，線圈B中產(chǎn)生了電流使指針向右偏轉；故可知當B中的磁通量減小時，電流表指向右偏；線圈A向上拔出，穿過線圈B的磁通量減少，電流計指針向右偏轉；若斷開開關，穿過線圈B的磁通量減少，電流計指針向右偏轉；P勻速向右滑動，電阻增大，則電流也增大，導致通過線圈B的磁通量增大，電流計指針向左偏轉。例題2、【答案】D【解析】A、將繞在磁鐵上的線圈與電流表組成一閉合回路，回路中沒有磁通量的變化，不能產(chǎn)生感應電流，觀察到電流表沒有變化，故A錯誤；B、在一通電線圈旁放置一連有電流表的閉合線圈，回路中沒有磁通量的變化，不能產(chǎn)生感應電流，觀察到電流表沒有變化，故B錯誤；C、將一房間內(nèi)的線圈兩端與相鄰房間的電流表連接，往線圈中插入條形磁鐵的過程中有感應電流產(chǎn)生，但是之后，再到相鄰房間去觀察時，回路中已經(jīng)沒有磁通量的變化，此時觀察到的電流表沒有變化，故C錯誤；D、繞在同一鐵環(huán)上的兩個線圈，分別接電源和電流表，在給線圈通電或斷電的瞬間，回路中的磁通量發(fā)生變化，能觀察電流表的變化，故D正確．故選：D．隨練1、【答案】（1）向右偏；向左偏（2）A；斷開開關【解析】（1）如果在閉合開關時發(fā)現(xiàn)靈敏電流計的指針向右偏了一下，說明穿過線圈的磁通量增加時，電流計指針向右偏，當合上開關后，將線圈A迅速插入線圈B時，穿過線圈的磁通量增大，電流計指針將向右偏；當接著將滑動變阻器的滑片迅速向左滑動時，穿過線圈的磁通量減小，電流計指針將向左偏。（2）在完成實驗后未斷開開關，也未把A、B兩線圈和鐵芯分開放置，在拆除電路時，線圈A中的電流突然減少，從而出現(xiàn)斷電自感現(xiàn)象，線圈中會產(chǎn)生自感電動勢，進而突然會被電擊了一下，為了避免此現(xiàn)象，則在拆除電路前應斷開開關；隨練2、【答案】B【解析】由已知，閉合開關瞬間，穿過線圈B的磁通量變大，電流計的指針向左偏；當線圈A拔出時，穿過線圈B的磁通量變小，電流計的指針向右偏，故A錯誤；當線圈A中的鐵芯拔出時，穿過線圈在B的磁通量變小，電流計的指針向右偏，故B正確；當滑動變阻器的滑片向M滑動時，穿過線圈B的磁通量變小，電流計的指針向右偏；滑片向N滑動時，電流計指針向左偏，故CD錯誤．隨練3、【答案】C【解析】AB、由于磁場是勻強磁場，把線圈沿紙面向右拉動，或向下拉動，或垂直紙面向外運動，其磁通量均不變化，均無感應電流產(chǎn)生，故AB錯誤；C、當以ad為軸轉動線圈時，其磁通量發(fā)生變化，故有感應電流產(chǎn)生，故C正確；D、以中心O為軸，在紙面內(nèi)轉動時，線圈內(nèi)的磁通量不變，沒有感應電流產(chǎn)生，故D錯誤。楞次定律的理解及應用例題1、[多選題]【答案】AC【解析】暫無解析例題2、【答案】D【解析】當磁鐵向下運動時，穿過線圈的磁通量變大，原磁場方向向上，所以感應磁場方向向下，根據(jù)右手螺旋定則，拇指表示感應磁場的方向，四指彎曲的方向表示感應電流的方向，即通過電阻的電流方向為b→a；根據(jù)楞次定律“來拒去留”可判斷線圈對磁鐵的作用是阻礙作用，故磁鐵與線圈相互排斥，故D正確，ABC錯誤。例題3、【答案】B【解析】根據(jù)右手螺旋定則可知，MN處于ab產(chǎn)生的垂直向里的磁場中，MN在磁場力作用下向右運動，說明MN受到的磁場力向右，由左手定則可知電流由M指向N，由楞次定律可知，線圈中產(chǎn)生感應電流的磁場應該是向上減小，或向下增加；再由右手定則可知PQ可能是向左加速運動或向右減速運動．故B正確，ACD錯誤．故選：B．隨練1、【答案】D【解析】暫無解析隨練2、[多選題]【答案】AD【解析】暫無解析隨練3、【答案】C【解析】當條形磁鐵插入導軌之間時，穿過導軌的磁通量增大，根據(jù)楞次定律判斷出導軌中產(chǎn)生感應電流，產(chǎn)生磁場將會阻礙磁通量增大，故兩棒向里靠近，減小穿過的面積，從而起到阻礙磁通量增大的作用．因此不論條形磁鐵是S極還是N極，磁鐵插入導軌之間時，兩棒靠近．故C正確，ABD錯誤．故選：C．法拉第電磁感應定律及簡單應用法拉第電磁感應定律及簡單應用例題1、【答案】C【解析】暫無解析例題2、【答案】變大；逆時針；1【解析】勻強磁場中，當線圈與磁場垂直時，磁通量Φ＝BS，面積變大，故磁通量變大；根據(jù)楞次定律可知線圈中產(chǎn)生的感應電流方向為逆時針，根據(jù)法拉第電磁感應定律：SKIPIF1<0，故△Φ＝nE?△t＝1×2×0.5＝1Wb。例題3、【答案】（1）SKIPIF1<0；方向a到b（2）SKIPIF1<0【解析】（1）SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，方向a到b；（2）SKIPIF1<0。隨練1、【答案】C【解析】AB、根據(jù)法拉第電磁感應定律SKIPIF1<0；根據(jù)楞次定律，磁通量均勻增大，感應電流逆時針方向，A端接的電源正極，B端接的電源負極，因此A點電勢比B點電勢高，故AB錯誤；C、回路中的電流SKIPIF1<0R1兩端的電壓為：SKIPIF1<0，故C正確；D、0～2s內(nèi)流過R1的電量為：SKIPIF1<0，故D錯誤。隨練2、【答案】（1）0.1A；方向由b向a（2）0.002N【解析】（1）由法拉第電磁感應定律得：t＝0.1s時，感應電動勢：SKIPIF1<0感應電流：SKIPIF1<0由楞次定律得ab中的感應電流由b向a。（2）由乙圖可知t＝0.1s磁感應強度B＝0.05T根據(jù)安培力的公式F＝BIL代入解得：F＝0.05×0.1×0.4N＝0.002N隨練3、[多選題]【答案】BC【解析】AB、由楞次定律可知，在t＝0到t＝t1的時間間隔內(nèi)感應電流始終沿瞬時針方向，由左手定則可知：0－t0時間內(nèi)圓環(huán)受到的安培力向左，t0－t1時間內(nèi)安培力向右，故A錯誤，B正確；CD、由電阻定律可知，圓環(huán)電阻：SKIPIF1<0，由法拉第電磁感應定律可知，感應電動勢：SKIPIF1<0，感應電流：SKIPIF1<0，故C正確，D錯誤；導體切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢的計算例題1、【答案】C【解析】AB兩端的電勢差大小等于金屬棒AB中感應電動勢的大小，為：SKIPIF1<0．例題2、【答案】SKIPIF1<0【解析】金屬棒中產(chǎn)生的感應電動勢為：SKIPIF1<0通過R的電流為：SKIPIF1<0。例題3、【答案】C【解析】暫無解析隨練1、[多選題]【答案】AD【解析】騎車從東往西，車把切割地磁場的豎直分量，由右手定則知：左側電勢高；而輻條切割地磁場的水平分量，由右手定則知：A端電勢較低。故AD正確，BC錯誤。隨練2、【答案】B【解析】導體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢為E＝BLv其中L為切割磁感線的有效長度，本題中ab邊不切割磁感線，bc邊切割的有效長度為：Lsinθ，所以ac兩點間的電勢差即為bc邊切割產(chǎn)生的電動勢為：E＝BLvsinθ．故B正確，ACD錯誤。隨練3、[多選題]【答案】AC【解析】A、四種情況線圈的磁通量均減小，根據(jù)楞次定律判斷可知線圈中感應電流方向均為順時針方向，所以流過ab邊的電流的方向都相同。故A正確。B、設正方形線框邊長為L，電阻為R，磁感應強度為B，則得：左邊第一幅圖中，ab兩端的電勢差為SKIPIF1<0，第二幅圖中，ab兩端的電勢差為SKIPIF1<0，第三、四兩幅圖，ab兩端的電勢差均為SKIPIF1<0，故B錯誤。C、由感應電荷量SKIPIF1<0，可知流過線框的電量都相等。故C正確。D、安培力對線框做功的功率為SKIPIF1<0，可知安培力對線框做功的功率都相等，故D錯誤。隨練4、【答案】C【解析】CD、導體棒切割磁場產(chǎn)生的感應電動勢為：E＝Brv＝Br?SKIPIF1<0，由此可知感應電流為：SKIPIF1<0，回路的總電功率為：SKIPIF1<0，則導體桿旋轉的角速度為：SKIPIF1<0，故C正確，D錯誤；AB、桿勻速轉動，外力做功全部轉化為電功，外力功率等于電功率，有：SKIPIF1<0，外力功率為：SKIPIF1<0，解得：SKIPIF1<0，故AB錯誤。隨練5、【答案】(1)感應電動勢大小為4.9×10﹣2V，電流方向由b到a；(2)(3)(4)不能正常發(fā)光，B增大，E增大，但有限度；r增大，E增大，但有限度；ω增大，E增大，但有限度；θ增大，E不變．【解析】(1)金屬條ab在勻強磁場中轉動切割，由ESKIPIF1<0得：感應電動勢為ESKIPIF1<0SKIPIF1<0＝4.9×10﹣2V根據(jù)右手定則判斷可知電流方向由b到a；(2)ab邊切割充當電源，其余為外電路，且并聯(lián)，其等效電路如圖所示(3)設電路的總電阻為R總，根據(jù)電路圖可知，SKIPIF1<0ab兩端電勢差：SKIPIF1<0①設ab離開磁場區(qū)域的時刻t1，下一根金屬條進入磁場的時刻t2SKIPIF1<0s②SKIPIF1<0s③設輪子轉一圈的時間為T，SKIPIF1<01s④在T＝1s內(nèi)，金屬條有四次進出，后三次與第一次相同．由①→④可畫出如下Uab﹣t圖象(4)小燈泡不能正常工作，因為感應電動勢E＝4.9×10﹣2V遠小于燈泡的額定電壓，因此閃爍裝置不可能工作．B增大，E增大，但有限度；r增大，E增大，但有限度；ω增大，E增大，但有限度；θ增大，E不變．通電自感和斷電自感例題1、【答案】B【解析】暫無解析例題2、【答案】B【解析】暫無解析隨練1、[多選題]【答案】AD【解析】暫無解析隨練2、【答案】A【解析】暫無解析隨練3、[多選題]【答案】AD【解析】暫無解析電磁感應中的圖像問題例題1、【答案】D【解析】暫無解析例題2、【答案】D【解析】由圖可知，0－1s內(nèi)，線圈中磁通量的變化率相同，故0－1s內(nèi)電流的方向相同，由楞次定律可知，電路中電流方向為逆時針，即電流為負方向；同理可知，1－2s內(nèi)電路中的電流為順時針，2－3s內(nèi)，電路中的電流為順時針，3－4s內(nèi)，電路中的電流為逆時針，由SKIPIF1<0可知，電路中電流大小恒定不變。例題3、【答案】A【解析】0～1s，感應電動勢為：SKIPIF1<0感應電流大小為：SKIPIF1<0由楞次定律知，感應電流為順時針方向，為負方向，結合選項知A正確，BCD錯誤隨練1、【答案】A【解析】暫無解析隨練2、[多選題]【答案】ABD【解析】B、當線圈進入第一個磁場時，由E＝BLv可知，E保持不變，由右手定則知，感應電動勢沿逆時針方向，為正值；線框開始進入第二個和第三個磁場時，左右兩邊同時切割磁感線，感應電動勢應為2BLv，感應電動勢沿逆時針方向，為正值；完全在第三個磁場中運動時，左邊切割磁感線，感應電動勢為BLv，感應電動勢沿逆時針方向，為正值，故B正確；C、因安培力總是與運動方向相反，故拉力應一直向右，故C錯誤；D、拉力的功率P＝Fv，因速度不變，而在線框在第一個磁場時，電流為定值，拉力也為定值；兩邊分別在兩個磁場中時，由B的分析可知，電流加倍，故安培力加培，功率加倍；此后從第二個磁場中離開時，安培力應等于線框在第一個磁場中的安培力，故D正確；點睛：由線圈的運動可得出線圈中磁通量的變化；由則由法拉第電磁感應定律及E＝BLv可得出電動勢的變化；由歐姆定律可求得電路中的電流，則可求得安培力的變化；由P＝Fv可求得電功率的變化。隨練3、[多選題]【答案】AD【解析】根據(jù)楞次定律判斷可知，安培力阻礙導體與磁場間的相對運動，所以線框所受的安培力方向向左，由平衡條件得知外力方向一直向右，為正。t在SKIPIF1<0時間內(nèi)，線框通過左邊的磁場，根據(jù)楞次定律判斷可得感應電動勢方向沿順時針，為負值。產(chǎn)生的感應電動勢為E1＝BLv，感應電流為SKIPIF1<0，外力等于安培力，為SKIPIF1<0；在SKIPIF1<0時間內(nèi)，線框從左邊磁場進入中間磁場，線框的左邊和右邊都產(chǎn)生磁感線產(chǎn)生感應電動勢，根據(jù)楞次定律判斷可得感應電動勢方向沿逆時針，為正值。回路中總的感應電動勢為E2＝