2025新高考方案一輪物理第十章含答案

2025新高考方案一輪物理第十章第十章電磁感應(yīng)大單元分層教學(xué)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)落實(shí)課第1講電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律第2講法拉第電磁感應(yīng)定律自感和渦流綜合融通課第3講電磁感應(yīng)中的電路和圖像問題第4講電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)和能量問題第5講電磁感應(yīng)中的動(dòng)量問題第6講電磁感應(yīng)中的新情境問題(習(xí)題課)實(shí)驗(yàn)探究課第7講實(shí)驗(yàn)：探究影響感應(yīng)電流方向的因素第1講電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律(基礎(chǔ)落實(shí)課)一、磁通量1．定義：在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一個(gè)與磁場(chǎng)方向垂直的面積為S的平面，B與S的乘積叫作穿過這個(gè)面積的磁通量。2．公式：Φ＝BS(B⊥S)；單位：韋伯(Wb)。3．矢標(biāo)性：磁通量是標(biāo)量，但有正負(fù)。4．磁通量的變化量：ΔΦ＝Φ2－Φ1。5．磁通量的變化率：磁通量的變化量與所用時(shí)間的比值，即eq\f(ΔΦ,Δt)，與線圈的匝數(shù)無關(guān)；表示磁通量變化的快慢。二、電磁感應(yīng)現(xiàn)象1．定義：當(dāng)穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化時(shí)，閉合導(dǎo)體回路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生的現(xiàn)象。2．感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件(1)閉合導(dǎo)體回路；(2)磁通量發(fā)生變化。三、感應(yīng)電流的方向判斷1．楞次定律(1)內(nèi)容：感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。(2)適用范圍：一切電磁感應(yīng)現(xiàn)象。2．右手定則(1)內(nèi)容：如圖所示，伸開右手，使拇指與其余四個(gè)手指垂直，并且都與手掌在同一個(gè)平面內(nèi)；讓磁感線從掌心進(jìn)入，并使拇指指向?qū)Ь€運(yùn)動(dòng)的方向，這時(shí)四指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向。(2)適用情況：判斷導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向。情境創(chuàng)設(shè)1．如圖甲所示，是法拉第的圓盤發(fā)電機(jī)模型。2．如圖乙所示，線圈與電流表相連，把磁體的某一個(gè)磁極向線圈中插入、從線圈中抽出時(shí)，電流表的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。理解判斷(1)圖甲中圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，穿過圓盤的磁通量不變，不會(huì)有電流通過R。(×)(2)圖甲中圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，圓盤半徑做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，有電流通過R。(√)(3)只要穿過線框中的磁通量變化，線框中一定有感應(yīng)電流。(×)(4)圖乙中線圈中兩次產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向是相反的。(√)(5)由楞次定律知，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)一定與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向相反。(×)(6)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)一定阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。(√)

逐點(diǎn)清(一)對(duì)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的理解|題|點(diǎn)|全|練|1．[磁通量大小的計(jì)算]如圖所示，矩形線圈abcd放置在水平面內(nèi)，磁場(chǎng)方向與水平方向成α角，已知α＝53°，線圈面積為S，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，現(xiàn)將線圈以bc邊為軸順時(shí)針轉(zhuǎn)過90°，其磁通量的變化量大小為(sin53°＝0.8)()A．0 B．eq\f(1,5)BSC．BS D．eq\f(7,5)BS解析：選B開始時(shí)的磁通量為Φ1＝BSsinα＝eq\f(4,5)BS，當(dāng)以bc邊為軸順時(shí)針轉(zhuǎn)過90°后，磁通量為Φ2＝BScosα＝eq\f(3,5)BS，故ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝eq\f(1,5)BS，故B正確。2．[磁通量的變化量的比較]磁通量是研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的重要物理量，如圖所示，通有恒定電流的直導(dǎo)線MN與閉合線框共面，第一次將線框由位置1平移到位置2，第二次將線框由位置1繞cd邊翻轉(zhuǎn)到位置2，設(shè)前后兩次通過線框的磁通量的變化量大小分別為ΔΦ1和ΔΦ2，則()A．ΔΦ1＞ΔΦ2 B．ΔΦ1＝ΔΦ2C．ΔΦ1＜ΔΦ2 D．無法確定解析：選C第一次將線框由位置1平移到位置2，磁感線從線框的同一側(cè)穿入，ΔΦ1為前后兩位置磁通量的絕對(duì)值之差。第二次將線框由位置1繞cd邊翻轉(zhuǎn)到位置2，磁感線從線框的不同側(cè)穿入，ΔΦ2為前后兩位置磁通量的絕對(duì)值之和。故ΔΦ1＜ΔΦ2，C正確。3．[感應(yīng)電流有無的判斷]下列關(guān)于甲、乙、丙、丁四幅圖的說法，正確的是()A．圖甲中，當(dāng)兩導(dǎo)體棒以相同的速度在導(dǎo)軌上勻速向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體棒中能產(chǎn)生感應(yīng)電流B．圖乙中，當(dāng)導(dǎo)體棒ab在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以恒定的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體棒中能產(chǎn)生感應(yīng)電流C．圖丙中，當(dāng)閉合圓環(huán)導(dǎo)體(水平放置)某一直徑正上方的直導(dǎo)線中通有恒定電流時(shí)，閉合圓環(huán)導(dǎo)體中能產(chǎn)生感應(yīng)電流D．圖丁中，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向右滑動(dòng)時(shí)，不閉合的導(dǎo)體環(huán)中能產(chǎn)生感應(yīng)電流解析：選B題圖甲中，當(dāng)兩導(dǎo)體棒以相同的速度在導(dǎo)軌上勻速向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩導(dǎo)體棒所構(gòu)成回路的面積不變，磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，則回路中的磁通量不變，因此不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，故A錯(cuò)誤；題圖乙中，當(dāng)導(dǎo)體棒ab在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以恒定的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體棒切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電流，故B正確；題圖丙中，當(dāng)閉合圓環(huán)導(dǎo)體(水平放置)某一直徑正上方的直導(dǎo)線中通有恒定電流時(shí)，在以通電導(dǎo)線的投影為對(duì)稱軸的閉合圓環(huán)導(dǎo)體前后面中，通電導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向相反，則閉合圓環(huán)導(dǎo)體的磁通量為零，因此不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，故C錯(cuò)誤；題圖丁中，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向右滑動(dòng)時(shí)，電路中的電阻增大，電流減小，電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)發(fā)生變化，使不閉合的導(dǎo)體環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，但因?yàn)闆]有形成完整的回路，環(huán)中沒有感應(yīng)電流，故D錯(cuò)誤。|精|要|點(diǎn)|撥|1．磁通量大小及其變化分析(1)定量計(jì)算：通過公式Φ＝BS來定量計(jì)算，計(jì)算磁通量時(shí)應(yīng)注意的問題：①明確磁場(chǎng)是否為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，知道磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。②平面的面積S應(yīng)為磁感線通過的有效面積。當(dāng)平面與磁場(chǎng)方向不垂直時(shí)，應(yīng)明確所研究的平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的夾角，準(zhǔn)確求出有效面積。③穿過線圈的磁通量及其變化與線圈匝數(shù)無關(guān)，即磁通量的大小不受線圈匝數(shù)的影響。(2)定性判斷：磁通量是指穿過線圈面積的磁感線的“凈條數(shù)”，當(dāng)有不同方向的磁場(chǎng)同時(shí)穿過該面積時(shí)，此時(shí)的磁通量為各磁場(chǎng)穿過該面積磁通量的代數(shù)和。2．判斷感應(yīng)電流有無的方法逐點(diǎn)清(二)感應(yīng)電流方向的判斷細(xì)作1對(duì)楞次定律的理解1．(多選)下列說法正確的是()A．感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向總是與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向相反B．感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向可能相同，也可能相反C．楞次定律只能判斷閉合電路中感應(yīng)電流的方向D．楞次定律表明感應(yīng)電流的效果總是與引起感應(yīng)電流的原因相對(duì)抗解析：選BD根據(jù)楞次定律的表述，感應(yīng)電流的效果總是與引起感應(yīng)電流的原因相對(duì)抗，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向可能相同，也可能相反，故A錯(cuò)誤，B、D正確；楞次定律除了可判斷閉合電路中感應(yīng)電流方向外，還可判斷閉合電路中磁通量的變化情況，故C錯(cuò)誤。eq\b\lc\\rc\|(\a\vs4\al\co1())eq\a\vs4\al(一點(diǎn)一過)楞次定律中“阻礙”的含義細(xì)作2應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向2．(2023·海南高考)汽車測(cè)速利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，汽車可簡(jiǎn)化為一個(gè)矩形線圈abcd，埋在地下的線圈分別為1、2，通上順時(shí)針(俯視)方向電流，當(dāng)汽車經(jīng)過線圈時(shí)()A．線圈1、2產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向豎直向上B．汽車進(jìn)入線圈1過程產(chǎn)生感應(yīng)電流方向?yàn)閍bcdC．汽車離開線圈1過程產(chǎn)生感應(yīng)電流方向?yàn)閍bcdD．汽車進(jìn)入線圈2過程受到的安培力方向與速度方向相同解析：選C由題意知，埋在地下的線圈1、2通有順時(shí)針(俯視)方向的電流，則根據(jù)安培定則，可知線圈1、2產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向豎直向下，A錯(cuò)誤；汽車進(jìn)入線圈1過程中，磁通量增大，根據(jù)楞次定律可知產(chǎn)生感應(yīng)電流方向?yàn)閍dcb，B錯(cuò)誤；汽車離開線圈1過程中，磁通量減小，根據(jù)楞次定律可知產(chǎn)生感應(yīng)電流方向?yàn)閍bcd，C正確；汽車進(jìn)入線圈2過程中，磁通量增大，根據(jù)楞次定律可知產(chǎn)生感應(yīng)電流方向?yàn)閍dcb，再根據(jù)左手定則，可知汽車受到的安培力方向與速度方向相反，D錯(cuò)誤。一點(diǎn)一過“四步法”判斷感應(yīng)電流方向細(xì)作3應(yīng)用右手定則判斷感應(yīng)電流的方向3．下列圖中表示閉合電路中的一部分導(dǎo)體ab在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的情境，導(dǎo)體ab上的感應(yīng)電流方向?yàn)閍→b的是()解析：選A導(dǎo)體ab順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，運(yùn)用右手定則，磁感線穿過手心，拇指指向順時(shí)針方向，則導(dǎo)體ab上的感應(yīng)電流方向?yàn)閍→b，故A正確；ab向紙外運(yùn)動(dòng)，運(yùn)用右手定則時(shí)，磁感線穿過手心，拇指指向紙外，則知導(dǎo)體ab上的感應(yīng)電流方向?yàn)閎→a，故B錯(cuò)誤；穿過回路的磁通量減小，由楞次定律知，回路中感應(yīng)電流方向由b→a→d→c，則導(dǎo)體ab上的感應(yīng)電流方向?yàn)閎→a，故C錯(cuò)誤；導(dǎo)體ab沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)，由右手定則判斷知導(dǎo)體ab上的感應(yīng)電流方向?yàn)閎→a，故D錯(cuò)誤。一點(diǎn)一過右手定則的理解和應(yīng)用(1)右手定則是楞次定律的一種特殊形式，用右手定則能解決的問題，用楞次定律均可代替解決。(2)應(yīng)用右手定則“三注意”：①磁感線必須垂直穿入掌心。②拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)的方向。③四指所指的方向?yàn)楦袘?yīng)電流的方向。

逐點(diǎn)清(三)楞次定律的推廣應(yīng)用楞次定律中“阻礙”的含義可以推廣為：感應(yīng)電流的效果總是阻礙引起感應(yīng)電流的原因。具體表現(xiàn)常見如下幾種形式：內(nèi)容例證阻礙原磁通量變化——“增斥減吸”阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)——“來拒去留”使回路面積有變化趨勢(shì)——“增縮減擴(kuò)”注意：此結(jié)論只適用于磁感線單方向穿過回路的情境阻礙原電流的變化——“增反減同”(即自感現(xiàn)象)[考法全訓(xùn)]考法1阻礙原磁通量變化——“增斥減吸”1．國(guó)產(chǎn)航母福建艦上的艦載機(jī)起飛采用了先進(jìn)的電磁彈射技術(shù)。電磁驅(qū)動(dòng)原理示意圖如圖所示，在固定線圈左右兩側(cè)對(duì)稱位置放置兩個(gè)閉合金屬圓環(huán)，鋁環(huán)和銅環(huán)的形狀、大小相同，已知銅的電阻率較小，不計(jì)所有接觸面間的摩擦，則閉合開關(guān)S的瞬間()A．鋁環(huán)向右運(yùn)動(dòng)，銅環(huán)向左運(yùn)動(dòng)B．鋁環(huán)和銅環(huán)都向右運(yùn)動(dòng)C．銅環(huán)受到的安培力大于鋁環(huán)受到的安培力D．從左向右看，兩環(huán)中的感應(yīng)電流均沿逆時(shí)針方向解析：選C根據(jù)楞次定律中的“增斥減吸”可知，閉合開關(guān)S的瞬間，鋁環(huán)向左運(yùn)動(dòng)，銅環(huán)向右運(yùn)動(dòng)，A、B錯(cuò)誤；由于銅的電阻率較小，則銅環(huán)的電阻較小，銅環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流較大，銅環(huán)受到的安培力大于鋁環(huán)受到的安培力，C正確；根據(jù)楞次定律和安培定則可知，從左向右看，兩環(huán)中的感應(yīng)電流均沿順時(shí)針方向，D錯(cuò)誤。考法2阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)——“來拒去留”2．如圖所示，右端為N極的磁鐵置于粗糙水平桌面上并與輕質(zhì)彈簧相連，彈簧一端固定在豎直墻面上，當(dāng)彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)，磁鐵的中心恰好是接有一盞小燈泡的豎直固定線圈的圓心。用力將磁鐵向右拉到某一位置，撤去作用力后磁鐵穿過線圈來回振動(dòng)，有關(guān)這個(gè)振動(dòng)過程，以下說法正確的是()A．燈泡的亮暗不會(huì)發(fā)生變化B．磁鐵接近線圈時(shí)，線圈對(duì)磁鐵產(chǎn)生排斥力C．從左往右看線圈中的電流一直沿逆時(shí)針方向D．若忽略摩擦力和空氣阻力，磁鐵振動(dòng)的幅度不會(huì)減小解析：選B以S極接近線圈過程分析，速度增大，且接近線圈時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度增大，則穿過線圈的磁通量變化率增大，感應(yīng)電流增大，燈泡會(huì)變亮，故A錯(cuò)誤；根據(jù)楞次定律的“來拒去留”可知磁鐵接近線圈時(shí)，線圈對(duì)磁鐵產(chǎn)生排斥力，故B正確；當(dāng)S極接近線圈時(shí)，根據(jù)楞次定律可知線圈中的電流沿逆時(shí)針方向，當(dāng)S極向右運(yùn)動(dòng)遠(yuǎn)離線圈時(shí)，根據(jù)楞次定律可知，線圈中的電流沿順時(shí)針方向，故C錯(cuò)誤；若忽略摩擦力和空氣阻力，根據(jù)能量守恒定律，磁鐵的振幅也會(huì)越來越小，因?yàn)閺椈珊痛盆F的機(jī)械能逐漸轉(zhuǎn)化為焦耳熱，故D錯(cuò)誤?？挤?使回路面積有變化趨勢(shì)——“增縮減擴(kuò)”3．(2024·通遼?？既?(多選)如圖，圓環(huán)形導(dǎo)體線圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一豎直螺線管b，二者直徑相同、軸線重合，螺線管與電源、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P向上滑動(dòng)，下列說法正確的是()A．線圈a中將產(chǎn)生順時(shí)針方向(俯視)的感應(yīng)電流B．穿過線圈a的磁通量變大C．線圈a有擴(kuò)張的趨勢(shì)D．線圈a對(duì)水平桌面的壓力大于自身重力解析：選AC滑片向上滑動(dòng)，回路電阻變大，電流減小，螺線管產(chǎn)生磁場(chǎng)變?nèi)?，線圈a面積不變，線圈a的磁通量變小，根據(jù)楞次定律中“增縮減擴(kuò)”原理可以判斷，線圈a有擴(kuò)張的趨勢(shì)；根據(jù)安培定則判斷穿過a線圈的磁場(chǎng)豎直向下，根據(jù)楞次定律可知，a線圈的感應(yīng)電流產(chǎn)生磁場(chǎng)豎直向下，根據(jù)安培定則判斷，線圈a中將產(chǎn)生順時(shí)針方向(俯視)的感應(yīng)電流；根據(jù)楞次定律中“增斥減吸”原理可判斷，a線圈磁通量減小，所以線圈a有靠近b的趨勢(shì)，對(duì)桌面壓力變小，壓力小于自身重力。逐點(diǎn)清(四)“三定則、一定律”的應(yīng)用1．“三定則、一定律”的比較定則或定律適用的現(xiàn)象因果關(guān)系安培定則電流的磁效應(yīng)——電流、運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生的磁場(chǎng)因電生磁左手定則(1)安培力——磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力(2)洛倫茲力——磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力因電受力右手定則導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象因動(dòng)生電楞次定律閉合回路中磁通量變化產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象因磁生電2．“三定則、一定律”的聯(lián)系(1)應(yīng)用楞次定律時(shí)，一般要用到安培定則。(2)判斷感應(yīng)電流所受安培力方向的“兩法”：①先用右手定則確定電流的方向，再用左手定則確定安培力的方向。②直接應(yīng)用楞次定律的推論確定——“來拒去留”“增斥減吸”等。[考法全訓(xùn)]考法(一)楞次定律、安培定則及左手定則的綜合應(yīng)用[例1](多選)如圖所示，在長(zhǎng)直通電導(dǎo)線MN附近有一個(gè)矩形閉合金屬線圈ABCD，線圈與導(dǎo)線放在光滑絕緣水平面上，且導(dǎo)線MN固定。下列說法正確的是()A．若MN中通有從N流向M的電流且電流增大，則線圈的CD邊受到向右的安培力B．若MN中通有從N流向M的電流且電流增大，則線圈ABCD會(huì)向右運(yùn)動(dòng)C．如果MN中通有從N流向M的恒定電流，發(fā)現(xiàn)線圈中感應(yīng)出A→B→C→D→A流向的電流，原因可能是線圈向左運(yùn)動(dòng)了D．如果MN中通有從N流向M的恒定電流，且讓線圈向右運(yùn)動(dòng)，則線圈有收縮趨勢(shì)[解析]若MN中通有從N流向M的電流且電流增大，根據(jù)安培定則可知，穿過線圈的磁場(chǎng)方向?yàn)榇怪奔埫嫦蚶?，且逐漸變大，根據(jù)楞次定律可知，線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)锳→B→C→D→A，根據(jù)左手定則可知，CD邊受到向左的安培力，AB邊受到向右的安培力，越靠近導(dǎo)線磁場(chǎng)越強(qiáng)，則線圈ABCD受到的向右的安培力大于向左的安培力，則線圈ABCD會(huì)向右運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤，B正確；如果MN中通有從N流向M的恒定電流，發(fā)現(xiàn)線圈中感應(yīng)出A→B→C→D→A流向的電流，根據(jù)楞次定律可知，穿過線圈的磁通量增加，當(dāng)線圈向左運(yùn)動(dòng)，磁通量增加，故C正確；如果MN中通有從N流向M的恒定電流，且讓線圈向右運(yùn)動(dòng)，則穿過線圈的磁通量減小，根據(jù)楞次定律可知，線圈有擴(kuò)張的趨勢(shì)，故D錯(cuò)誤。[答案]BC考法(二)“二次感應(yīng)”問題[例2](多選)如圖所示，水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動(dòng)的金屬棒PQ、MN，MN的左邊有一閉合電路，當(dāng)PQ在一外力的作用下運(yùn)動(dòng)時(shí)，MN由靜止開始向右運(yùn)動(dòng)，則PQ所做的運(yùn)動(dòng)可能是()A．向右加速運(yùn)動(dòng) B．向左加速運(yùn)動(dòng)C．向右減速運(yùn)動(dòng) D．向左減速運(yùn)動(dòng)[解析]MN由靜止開始向右運(yùn)動(dòng)，說明MN受到向右的安培力，因?yàn)閷?dǎo)線ab在MN處產(chǎn)生的磁場(chǎng)垂直紙面向里eq\o(→,\s\up7(左手定則),\s\do5())MN中的感應(yīng)電流方向?yàn)镸→Neq\o(→,\s\up7(安培定則))L1中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向上eq\o(→,\s\up7(楞次定律),\s\do5())eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(L2中磁場(chǎng)方向向上減弱,L2中磁場(chǎng)方向向下增強(qiáng)))。若L2中磁場(chǎng)方向向上減弱eq\o(→,\s\up7(安培定則),\s\do5())PQ中電流方向?yàn)镼→P且減小eq\o(→,\s\up7(右手定則),\s\do5())PQ向右減速運(yùn)動(dòng)；若L2中磁場(chǎng)方向向下增強(qiáng)eq\o(→,\s\up7(安培定則),\s\do5())PQ中電流方向?yàn)镻→Q且增大eq\o(→,\s\up7(右手定則),\s\do5())PQ向左加速運(yùn)動(dòng)。[答案]BC|思|維|建|模|在二次感應(yīng)問題中，“程序法”和“逆向推理法”的選擇：(1)如果要判斷二次感應(yīng)后的現(xiàn)象或結(jié)果，選擇程序法。(2)如果已知二次感應(yīng)后的結(jié)果，要判斷導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)情況或磁場(chǎng)的變化，需選擇逆向推理法。[課時(shí)跟蹤檢測(cè)]一、立足基礎(chǔ)，體現(xiàn)綜合1．(多選)如圖，在垂直于紙面的范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一個(gè)矩形線圈abcd，線圈平面與磁場(chǎng)垂直，O1O2與O3O4是線圈的兩個(gè)對(duì)稱軸。在下列運(yùn)動(dòng)中，能使線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()A．向左或向右平動(dòng)B．向上或向下平動(dòng)C．繞O1O2軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)D．繞O3O4軸變速轉(zhuǎn)動(dòng)解析：選CD線圈向左或向右平動(dòng)，或者向上或向下平動(dòng)時(shí)，穿過線圈的磁通量都不變，不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，A、B錯(cuò)誤；繞O1O2軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，或者繞O3O4軸變速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過線圈的磁通量都會(huì)變化，會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，C、D正確。2.導(dǎo)線MON在中點(diǎn)O彎折成一定角度，OO′為其角平分線，在導(dǎo)線MON內(nèi)通以如圖所示的恒定電流I，由均勻?qū)Ь€制成的正方形小線框L的中線與OO′重合，則能在L中產(chǎn)生感應(yīng)電流的辦法是()A．增大電流IB．將L沿OO′向右勻速移動(dòng)C．將L沿OO′向右加速移動(dòng)D．將L在紙面內(nèi)向OM一側(cè)快速移動(dòng)解析：選D根據(jù)右手螺旋定則可知，穿過正方形線框的磁通量為零，增大電流，磁通量不變，A錯(cuò)誤；將線框沿OO′向右運(yùn)動(dòng)，穿過正方形線框的磁通量始終為零，無感應(yīng)電流產(chǎn)生，B、C錯(cuò)誤；將L在紙面內(nèi)向OM一側(cè)快速移動(dòng)，穿過正方形線框的磁通量發(fā)生變化，會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生，D正確。3．(2024年1月·廣西高考適應(yīng)性演練)如圖，當(dāng)車輛駛?cè)牖蝰偝鰣A形區(qū)域時(shí)，車輛會(huì)改變區(qū)域內(nèi)通電線圈中的磁場(chǎng)，通過傳感器電路將磁場(chǎng)的變化轉(zhuǎn)換為交通燈的控制信號(hào)，車輛駛?cè)雸D中圓形區(qū)域時(shí)，車輛引起磁場(chǎng)變化的原因類似于()A．將鐵芯放入通電線圈B．增大通電線圈的面積C．增加通電線圈的匝數(shù)D．加大對(duì)通電線圈的壓力解析：選A當(dāng)車輛駛?cè)牖蝰偝鰣A形區(qū)域時(shí)，車輛會(huì)改變區(qū)域內(nèi)通電線圈中的磁場(chǎng)，利用的是互感現(xiàn)象，汽車上大部分是金屬，汽車經(jīng)過線圈時(shí)會(huì)引起汽車磁通量的變化，從而產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而改變區(qū)域內(nèi)通電線圈中的磁場(chǎng)；此過程類似于將鐵芯放入通電線圈，鐵芯的磁通量也會(huì)變化，也會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而改變通電線圈中的磁場(chǎng)。故選A。4.廠商通過在手機(jī)背面安裝感應(yīng)線圈來實(shí)現(xiàn)無線充電，如圖是一種結(jié)構(gòu)緊湊的雙層感應(yīng)線圈設(shè)計(jì)圖，a、b為線圈的兩端。當(dāng)線圈處在向上增強(qiáng)的磁場(chǎng)中時(shí)，感應(yīng)電流流向及兩線圈之間的安培力方向應(yīng)為()A．從a端流出，兩層線圈相互排斥B．從a端流出，兩層線圈相互吸引C．從b端流出，兩層線圈相互排斥D．從b端流出，兩層線圈相互吸引解析：選D當(dāng)線圈處在向上增強(qiáng)的磁場(chǎng)中時(shí)，穿過線圈的磁通量向上增加，根據(jù)楞次定律可知，產(chǎn)生的感應(yīng)電流從a端流入，從b端流出；兩線圈中的感應(yīng)電流從上往下看都是順時(shí)針方向，則兩線圈相互吸引。故選D。5.如圖所示，用絕緣細(xì)線吊起一個(gè)鋁環(huán)，將磁鐵的N極沿鋁環(huán)的中心軸線靠近鋁環(huán)，鋁環(huán)向右擺動(dòng)。下列說法正確的是()A．N極靠近鋁環(huán)時(shí)，從左向右看鋁環(huán)中的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針B．鋁環(huán)右擺的過程中，磁鐵對(duì)鋁環(huán)做的功大于鋁環(huán)動(dòng)能的增加量C．僅將鋁環(huán)改為鐵環(huán)，鐵環(huán)也一定會(huì)向右擺動(dòng)D．若將磁鐵的S極沿鋁環(huán)的中心軸線靠近鋁環(huán)，鋁環(huán)將會(huì)向左擺動(dòng)解析：選BN極靠近鋁環(huán)時(shí)，通過鋁環(huán)的磁通量增加，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反，從左向右看鋁環(huán)中的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，故A錯(cuò)誤；鋁環(huán)右擺的過程中，鋁環(huán)的動(dòng)能和重力勢(shì)能均增大，所以磁鐵對(duì)鋁環(huán)做的功大于鋁環(huán)動(dòng)能的增加量，故B正確；僅將鋁環(huán)改為鐵環(huán)，條形磁鐵吸引鐵環(huán)，所以鐵環(huán)向左擺動(dòng)，故C錯(cuò)誤；若將磁鐵的S極沿鋁環(huán)的中心軸線靠近鋁環(huán)，根據(jù)楞次定律可知，鋁環(huán)將會(huì)向右擺動(dòng)，故D錯(cuò)誤。6.某同學(xué)學(xué)習(xí)了電磁感應(yīng)相關(guān)知識(shí)之后，做了探究性實(shí)驗(yàn)：將閉合線圈按圖示方式放在電子秤上，線圈上方有一N極朝下豎直放置的條形磁鐵，手握磁鐵在線圈的正上方靜止，此時(shí)電子秤的示數(shù)為m0。下列說法正確的是()A．將磁鐵N極加速插向線圈的過程中，電子秤的示數(shù)小于m0B．將靜止于線圈內(nèi)的磁鐵勻速抽出的過程中，電子秤的示數(shù)大于m0C．將磁鐵N極加速插向線圈的過程中，線圈中產(chǎn)生的電流沿逆時(shí)針方向(俯視)D．將磁鐵N極勻速插向線圈的過程中，磁鐵減少的重力勢(shì)能等于線圈中產(chǎn)生的焦耳熱解析：選C將條形磁鐵插入線圈或從線圈中抽出的過程，穿過線圈的磁通量發(fā)生了變化，線圈中產(chǎn)生了感應(yīng)電流，線圈與條形磁鐵會(huì)發(fā)生相互作用，根據(jù)楞次定律的推論“來拒去留”可知，在將磁鐵插入線圈(無論是勻速、加速還是減速)的過程中，線圈與磁鐵相互排斥，導(dǎo)致電子秤的示數(shù)大于m0；在抽出磁鐵(無論是勻速、加速還是減速)的過程中，線圈與磁鐵相互吸引，導(dǎo)致電子秤的示數(shù)小于m0，A、B錯(cuò)誤。根據(jù)楞次定律可判斷，將條形磁鐵的N極加速插入線圈時(shí)，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向(俯視)，C正確；將磁鐵N極勻速插入線圈的過程中，磁鐵受到重力、手對(duì)磁鐵的拉力、線圈對(duì)磁鐵的斥力作用，重力和拉力的合力做的功等于克服斥力所做的功，等于線圈中產(chǎn)生的焦耳熱，D錯(cuò)誤。7．如圖所示是銅制圓盤發(fā)電機(jī)的示意圖，銅盤安裝在水平固定的轉(zhuǎn)軸上，它的邊緣正好在兩磁極之間(磁極未畫出)，磁場(chǎng)方向和銅盤盤面垂直，兩塊銅片C、D分別與轉(zhuǎn)動(dòng)軸和銅盤的邊緣接觸。使銅盤轉(zhuǎn)動(dòng)，電阻R中就有電流通過。設(shè)銅盤沿順時(shí)針方向(從左向右看)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，兩磁極之間的磁場(chǎng)可視為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，關(guān)于通過電阻R的電流，下列說法正確的是()A．正弦式交變電流B．恒定電流，電流從上向下通過電阻RC．恒定電流，電流從下向上通過電阻RD．電流大小不斷變化，電流從下向上通過電阻R解析：選C圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，相當(dāng)于一條條半徑切割磁感線，因?yàn)閯蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)，則產(chǎn)生恒定不變的感應(yīng)電流，根據(jù)右手定則可知，D點(diǎn)相當(dāng)于電源的正極，則電流從下向上通過電阻R。故選C。8．為了測(cè)量列車運(yùn)行的速度和加速度的大小，可采用如圖甲所示的裝置，它由一塊安裝在列車車頭底部的強(qiáng)磁體和埋設(shè)在軌道地面的一組線圈及電流測(cè)量記錄儀組成(測(cè)量記錄儀未畫出)。當(dāng)列車經(jīng)過線圈上方時(shí)，線圈中產(chǎn)生的電流被記錄下來，P、Q為接測(cè)量?jī)x器的端口，若俯視軌道平面磁場(chǎng)垂直地面向下(如圖乙所示)。則在列車經(jīng)過測(cè)量線圈的過程中，流經(jīng)線圈的電流方向()A．始終沿逆時(shí)針方向B．先沿逆時(shí)針方向，再沿順時(shí)針方向C．先沿順時(shí)針方向，再沿逆時(shí)針方向D．始終沿順時(shí)針方向解析：選B列車通過線圈時(shí)，穿過線圈的磁通量先增大后減小，根據(jù)楞次定律可知線圈中產(chǎn)生的電流先沿逆時(shí)針方向，再沿順時(shí)針方向，B正確。9．(2024·岳陽高三檢測(cè))某興趣小組利用多匝線圈和靈敏電流計(jì)制作了一個(gè)簡(jiǎn)易的電流探測(cè)儀，用于檢測(cè)埋在地下的通電導(dǎo)線，如圖(a)所示。地面表層有兩根由絕緣皮包裹的垂直長(zhǎng)導(dǎo)線AB、CD，如圖(b)所示。當(dāng)線圈水平放置沿A1B1快速移動(dòng)，電流計(jì)指針不偏轉(zhuǎn)。當(dāng)線圈水平放置沿C1D1方向快速移動(dòng)，電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)。下列說法正確的是()A．兩根導(dǎo)線中都有電流B．兩根導(dǎo)線中都無電流C．AB中無電流，CD中有電流D．AB中有電流，CD中無電流解析：選D當(dāng)線圈水平放置沿A1B1快速移動(dòng)時(shí)，電流計(jì)指針不偏轉(zhuǎn)，說明線圈中磁通量不變，直導(dǎo)線CD中無電流。當(dāng)線圈沿C1D1方向快速移動(dòng)，電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)，說明線圈中磁通量有變化，則直導(dǎo)線AB中有電流，故D正確，A、B、C錯(cuò)誤。二、注重應(yīng)用，強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新10．如圖為電磁剎車實(shí)驗(yàn)裝置，小車底面安裝有矩形導(dǎo)線框abcd，線框底面平行于地面，在小車行進(jìn)方向有與abcd等寬、等長(zhǎng)的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直地面向上。小車進(jìn)入磁場(chǎng)前撤去牽引力，小車穿過磁場(chǎng)后滑行一段距離停止。則小車()A．進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，矩形導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的方向?yàn)閍dcbaB．離開磁場(chǎng)時(shí)，矩形導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的方向?yàn)閍bcdaC．穿過磁場(chǎng)的過程中，中間有一段時(shí)間矩形導(dǎo)線框中沒有感應(yīng)電流D．穿過磁場(chǎng)的過程中，矩形導(dǎo)線框受到的安培力方向始終水平向左解析：選D根據(jù)楞次定律可知，進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，矩形導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的方向?yàn)閍bcda，離開磁場(chǎng)時(shí)，矩形導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的方向?yàn)閍dcba，A、B錯(cuò)誤；因線框與磁場(chǎng)等寬、等長(zhǎng)，則穿過磁場(chǎng)的過程中，矩形導(dǎo)線框中始終有感應(yīng)電流，C錯(cuò)誤；根據(jù)左手定則可知，穿過磁場(chǎng)的過程中，矩形導(dǎo)線框受到的安培力方向始終水平向左，D正確。11.如圖所示，A為水平放置的膠木圓盤，在其側(cè)面均勻分布著負(fù)電荷，在A的正上方用絕緣絲線懸掛一個(gè)金屬圓環(huán)B，使B的環(huán)面水平且與膠木圓盤面平行，其軸線與膠木圓盤A的軸線OO′重合。現(xiàn)使膠木圓盤A由靜止開始繞其軸線OO′按箭頭所示方向加速轉(zhuǎn)動(dòng)，則()A．金屬環(huán)B的面積有擴(kuò)大的趨勢(shì)，絲線受到的拉力增大B．金屬環(huán)B的面積有縮小的趨勢(shì)，絲線受到的拉力減小C．金屬環(huán)B的面積有擴(kuò)大的趨勢(shì)，絲線受到的拉力減小D．金屬環(huán)B的面積有縮小的趨勢(shì)，絲線受到的拉力增大解析：選B使膠木圓盤A由靜止開始繞其軸線OO′按箭頭所示方向加速轉(zhuǎn)動(dòng)，膠木圓盤側(cè)面形成逐漸增大的電流，穿過金屬環(huán)B的磁通量增大，根據(jù)楞次定律，金屬環(huán)B的面積有縮小的趨勢(shì)，且B有向上升高的趨勢(shì)，絲線受到的拉力減小，故B項(xiàng)正確。12.如圖所示，在粗糙絕緣水平面上，固定兩條相互平行的直導(dǎo)線，導(dǎo)線中通有大小和方向都相同的電流，在兩條導(dǎo)線的中間位置放置一正方形線框，導(dǎo)線、線框均關(guān)于虛線對(duì)稱，當(dāng)導(dǎo)線中電流發(fā)生變化時(shí)，線框始終靜止。已知導(dǎo)線周圍某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度與導(dǎo)線中的電流大小成正比，與到導(dǎo)線的距離成反比。則下列對(duì)導(dǎo)線中電流變化后線框所受摩擦力的方向的判斷正確的是()A．a(chǎn)、b中電流同步增大，摩擦力方向向左B．a(chǎn)、b中電流同步減小，摩擦力方向向左C．a(chǎn)中電流減小，b中電流增大，摩擦力方向向右D．a(chǎn)中電流減小，b中電流不變，摩擦力方向向左解析：選Ca、b兩導(dǎo)線中間部分的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分布關(guān)于虛線對(duì)稱，磁場(chǎng)方向相反，當(dāng)a、b導(dǎo)線中的電流同步增大或減小時(shí)，正方形線框中的磁通量不變，線框所受摩擦力為0，A、B錯(cuò)誤；a中電流減小、b中電流增大時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為0處向a導(dǎo)線移動(dòng)，線框內(nèi)的磁通量垂直紙面向外增大，根據(jù)楞次定律可知，線框有向左運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，所受摩擦力方向向右，同理可知，a中電流減小、b中電流不變時(shí)，線框所受摩擦力方向也向右，C正確，D錯(cuò)誤。13．(2024·濟(jì)南高三質(zhì)檢)某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)用如圖所示裝置研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象，軟鐵環(huán)上繞有M、N兩個(gè)線圈，M線圈與電源和滑動(dòng)變阻器相連，N線圈與電流表相連，閉合開關(guān)S的瞬間，觀察到電流表指針向右偏轉(zhuǎn)。下列說法正確的是()A．閉合S后，滑片P勻速向上滑動(dòng)的過程中，電流表指針不偏轉(zhuǎn)B．閉合S后，滑片P加速向上滑動(dòng)的過程中，電流表指針向左偏轉(zhuǎn)C．?dāng)嚅_S的瞬間，電流表指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)D．?dāng)嚅_S的瞬間，電流表指針向右偏轉(zhuǎn)解析：選B閉合S后，滑片P勻速向上或加速向上滑動(dòng)的過程中，線圈M中電流逐漸減小，線圈N中磁通量逐漸減小，根據(jù)楞次定律和安培定則可知，電流表指針向左偏轉(zhuǎn)，故A錯(cuò)誤，B正確；斷開S的瞬間，線圈M中電流變?yōu)榱?，線圈N中磁通量減小，電流表指針向左偏轉(zhuǎn)，故C、D錯(cuò)誤。14．(多選)某同學(xué)設(shè)想的減小電梯墜落時(shí)造成傷害的一種應(yīng)急安全裝置如圖所示，在電梯轎廂底部安裝永久強(qiáng)磁鐵，磁鐵N極朝上，電梯井道內(nèi)壁上鋪設(shè)若干金屬線圈，線圈在電梯轎廂墜落時(shí)能自動(dòng)閉合，減緩下落速度，從而減小對(duì)電梯內(nèi)人員的傷害。當(dāng)電梯轎廂墜落到圖示位置時(shí)，下列說法正確的是()A．從上往下看，金屬線圈A中的感應(yīng)電流沿逆時(shí)針方向B．從上往下看，金屬線圈B中的感應(yīng)電流沿逆時(shí)針方向C．金屬線圈B對(duì)電梯轎廂下落有阻礙作用，A沒有阻礙作用D．金屬線圈B有收縮的趨勢(shì)，A有擴(kuò)張的趨勢(shì)解析：選AD當(dāng)電梯墜落至題圖位置時(shí)，閉合線圈A中向上的磁場(chǎng)減弱，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的方向從上往下看是逆時(shí)針方向，B中向上的磁場(chǎng)增強(qiáng)，感應(yīng)電流的方向從上往下看是順時(shí)針方向，故B錯(cuò)誤，A正確；結(jié)合上述分析可知，當(dāng)電梯墜落至題圖位置時(shí)，閉合線圈A、B都在阻礙電梯下落，故C錯(cuò)誤；閉合線圈A中向上的磁場(chǎng)減弱，B中向上的磁場(chǎng)增強(qiáng)，根據(jù)楞次定律可知，線圈B有收縮的趨勢(shì)，A有擴(kuò)張的趨勢(shì)，故D正確。第2講法拉第電磁感應(yīng)定律自感和渦流(基礎(chǔ)落實(shí)課)一、法拉第電磁感應(yīng)定律1．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)定義在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生穿過回路的磁通量發(fā)生改變，與電路是否閉合無關(guān)方向感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向判斷可用：①楞次定律；②右手定則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，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比。(2)公式：E＝neq\f(ΔΦ,Δt)，其中n為線圈匝數(shù)。(3)感應(yīng)電流與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的關(guān)系：①有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，不一定有感應(yīng)電流(電路不閉合)；②有感應(yīng)電流，一定有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(電路閉合)。3．導(dǎo)體切割磁感線的情形(1)若B、l、v相互垂直，則E＝Blv。(2)v∥B時(shí)，E＝0。二、自感、渦流1．自感現(xiàn)象定義由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而使自身產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象自感電動(dòng)勢(shì)①定義：在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)叫作自感電動(dòng)勢(shì)。②表達(dá)式：E＝Leq\f(ΔI,Δt)。2．渦流定義塊狀金屬放在變化磁場(chǎng)中，或在磁場(chǎng)中有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，金屬塊內(nèi)產(chǎn)生的旋渦狀感應(yīng)電流產(chǎn)生原因金屬塊內(nèi)磁通量變化→感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)→感應(yīng)電流。情境創(chuàng)設(shè)1．如圖甲所示，線圈兩端a、b與一電阻R相連，線圈內(nèi)有垂直于線圈平面向里的磁場(chǎng)，t＝0時(shí)刻起，穿過線圈的磁通量按圖乙所示的規(guī)律變化。2．如圖丙、丁是研究通電自感和斷電自感現(xiàn)象的電路。理解判斷(1)圖乙中2t0時(shí)刻線圈的磁通量為零，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零。(×)(2)圖乙中t0～2t0時(shí)間內(nèi)線圈磁通量變化快，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大。(√)(3)圖乙中t0～2t0時(shí)間內(nèi)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小是0～t0時(shí)間內(nèi)的2倍。(√)(4)圖丙中K閉合瞬間，LA、LB一起亮起來。(×)(5)圖丙中K斷開時(shí)，LA、LB一起逐漸熄滅。(√)(6)圖丁中K閉合時(shí)，LC立即亮起來。(√)(7)圖丁中K斷開時(shí)，LC一定閃亮一下再熄滅。(×)(8)在斷電自感中，感應(yīng)電流方向與原電流方向一致。(√)逐點(diǎn)清(一)法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用|題|點(diǎn)|全|練|1．[公式E＝neq\f(ΔΦ,Δt)的應(yīng)用](多選)單匝線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過線圈的磁通量隨時(shí)間變化的圖像如圖所示，則()A．在t＝0時(shí)，線圈中磁通量最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也最大B．在t＝1×10－2s時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大C．在t＝2×10－2s時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0D．在0～2×10－2s時(shí)間內(nèi)，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值為0解析：選BC由法拉第電磁感應(yīng)定律知E∝eq\f(ΔΦ,Δt)，故t＝0及t＝2×10－2s時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝0，A錯(cuò)誤，C正確；t＝1×10－2s時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E最大，B正確；0～2×10－2s時(shí)間內(nèi)，ΔΦ≠0，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值eq\x\to(E)≠0，D錯(cuò)誤。2．[公式E＝neq\f(ΔB,Δt)S的應(yīng)用](1)(魯科版教材選擇性必修2，P44練習(xí)T3)無線充電技術(shù)中使用的受電線圈示意圖如圖所示，線圈匝數(shù)為n，面積為S。若在t1～t2這段時(shí)間內(nèi)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)平行于線圈軸線向右穿過線圈，其磁感應(yīng)強(qiáng)度大小由B1均勻增加到B2，則該段時(shí)間內(nèi)線圈兩端a和b之間的電勢(shì)差()A．恒為eq\f(nSB2－B1,t2－t1)B．從0均勻變化到eq\f(nSB2－B1,t2－t1)C．恒為－eq\f(nSB2－B1,t2－t1)D．從0均勻變化到－eq\f(nSB2－B1,t2－t1)解析：選C根據(jù)E＝neq\f(ΔΦ,Δt)，可得E＝neq\f(SB2－B1,t2－t1)，將線圈等效為電源，根據(jù)楞次定律，b為正極，故Uab＝－neq\f(SB2－B1,t2－t1)，C正確。(2)(2023·湖北高考)近場(chǎng)通信(NFC)器件應(yīng)用電磁感應(yīng)原理進(jìn)行通訊，其天線類似一個(gè)壓平的線圈，線圈尺寸從內(nèi)到外逐漸變大。如圖所示，一正方形NFC線圈共3匝，其邊長(zhǎng)分別為1.0cm、1.2cm和1.4cm，圖中線圈外線接入內(nèi)部芯片時(shí)與內(nèi)部線圈絕緣。若勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直通過此線圈，磁感應(yīng)強(qiáng)度變化率為103T/s，則線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最接近()A．0.30VB．0.44VC．0.59VD．4.3V解析：選B根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知E＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(ΔB,Δt)S＝103×(1.02＋1.22＋1.42)×10－4V＝0.44V，故選B。|考|教|銜|接|應(yīng)用性考法的“高起點(diǎn)、低落點(diǎn)”新高考背景下，許多考生感覺到物理試題難度偏大。其實(shí)不然，真實(shí)情境下的高考命題，要求平時(shí)教學(xué)應(yīng)由傳統(tǒng)的重“解題”向現(xiàn)在的“解決問題”方向轉(zhuǎn)變。對(duì)法拉第電磁感應(yīng)定律的這一基礎(chǔ)性知識(shí)考查(低落點(diǎn))，無論是教材課后練習(xí)題，還是湖北高考題，均都采用了時(shí)代化的科技前沿素材(高起點(diǎn))。題目不難，情境真實(shí)，貼近時(shí)代，考學(xué)生的活學(xué)活用、遷移應(yīng)用能力是當(dāng)今新高考的時(shí)代特色。這要求我們?cè)谄綍r(shí)的訓(xùn)練中，與其盲目刷題不如精做好題。3．[公式E＝nBeq\f(ΔS,Δt)的應(yīng)用](2023·重慶高考)某小組設(shè)計(jì)了一種呼吸監(jiān)測(cè)方案：在人身上纏繞彈性金屬線圈，觀察人呼吸時(shí)處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的線圈面積變化產(chǎn)生的電壓，了解人的呼吸狀況。如圖所示，線圈P的匝數(shù)為N，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向與線圈軸線的夾角為θ。若某次吸氣時(shí)，在t時(shí)間內(nèi)每匝線圈面積增加了S，則線圈P在該時(shí)間內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為()A．eq\f(NBScosθ,t) B．eq\f(NBSsinθ,t)C．eq\f(BSsinθ,t) D．eq\f(BScosθ,t)解析：選A根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有eq\o(E,\s\up6(－))＝Neq\f(ΔΦ,Δt)＝NBcosθ·eq\f(S,t)＝eq\f(NBScosθ,t)，故選A。|精|要|點(diǎn)|撥|法拉第電磁感應(yīng)定律變形式的應(yīng)用(1)E＝neq\f(ΔB,Δt)S——適用于垂直于磁場(chǎng)的回路面積S不變、磁感應(yīng)強(qiáng)度B發(fā)生變化的情形；此時(shí)，在B-t圖像中eq\f(ΔB,Δt)是圖線的斜率。(2)E＝nBeq\f(ΔS,Δt)——適用于磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變、垂直于磁場(chǎng)的回路面積S發(fā)生變化的情形。逐點(diǎn)清(二)導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)1．平動(dòng)切割(1)對(duì)公式E＝Blv的理解適用條件①磁場(chǎng)為勻強(qiáng)磁場(chǎng)②B、l、v三者互相垂直有效性公式中的l為導(dǎo)體棒切割磁感線的有效長(zhǎng)度，如圖中的有效切割長(zhǎng)度均為ab的直線長(zhǎng)度相對(duì)性E＝Blv中的速度v是導(dǎo)體棒相對(duì)磁場(chǎng)的速度。若磁場(chǎng)也在運(yùn)動(dòng)，應(yīng)注意其相對(duì)速度(2)當(dāng)B與l、v垂直但l與v不垂直時(shí)：E＝Blvsinθ，其中θ為v與l的夾角，如圖甲所示。2．轉(zhuǎn)動(dòng)切割：當(dāng)導(dǎo)體在垂直于磁場(chǎng)的平面內(nèi)，繞一端以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E＝Bleq\o(v,\s\up6(－))＝eq\f(1,2)Bl2ω，如圖乙所示。[考法全訓(xùn)]考法1平動(dòng)切割1．當(dāng)航天飛機(jī)在環(huán)繞地球的軌道上飛行時(shí)，從中釋放一顆衛(wèi)星，衛(wèi)星與航天飛機(jī)的速度相同，兩者用導(dǎo)電纜繩相連，這種衛(wèi)星稱為繩系衛(wèi)星?，F(xiàn)有一繩系衛(wèi)星在地球赤道上空自西向東運(yùn)行，忽略地球自轉(zhuǎn)。衛(wèi)星位于航天飛機(jī)的正上方，它與航天飛機(jī)之間的距離是20.5km，衛(wèi)星與航天飛機(jī)所在位置的地磁場(chǎng)B＝4.6×10－5T，沿水平方向由南向北。如果航天飛機(jī)和衛(wèi)星的運(yùn)行速度都是7.6km/s，以下說法正確的是()A．纜繩中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)約為7.2×103VB．纜繩中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)約為7.2VC．航天飛機(jī)端的電勢(shì)高于衛(wèi)星端的電勢(shì)D．如果衛(wèi)星與航天飛機(jī)由南向北飛，航天飛機(jī)端的電勢(shì)高于衛(wèi)星端的電勢(shì)解析：選A導(dǎo)電纜繩垂直切割地磁場(chǎng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E＝BLv＝4.6×10－5×20.5×103×7.6×103V≈7.2×103V，故A正確，B錯(cuò)誤；導(dǎo)電纜繩垂直切割地磁場(chǎng)，由右手定則可知，航天飛機(jī)端的電勢(shì)低于衛(wèi)星端的電勢(shì)，故C錯(cuò)誤；如果衛(wèi)星與航天飛機(jī)由南向北飛，導(dǎo)電纜繩不切割磁感線，不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，則航天飛機(jī)端的電勢(shì)等于衛(wèi)星端的電勢(shì)，故D錯(cuò)誤?？挤?轉(zhuǎn)動(dòng)切割2.(多選)如圖所示為法拉第圓盤發(fā)電機(jī)，半徑為r的銅質(zhì)圓盤繞過其中心O的豎直軸以恒定角速度ω順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)(從上向下看)，空間中存在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。圓盤平面和磁感線垂直，兩電刷C、D分別與銅盤中心軸和邊緣接觸，兩電刷間接有阻值為R的電阻，下列說法正確的是()A．O點(diǎn)電勢(shì)比D點(diǎn)高B．通過電阻R的電流方向由下至上C．發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)為E＝eq\f(Br2ω,2)D．發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)為E＝Br2ω解析：選AC銅質(zhì)圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)右手定則可知，感應(yīng)電流方向由D點(diǎn)指向O點(diǎn)，則O點(diǎn)相當(dāng)于電源的正極，D點(diǎn)相當(dāng)于電源的負(fù)極，則O點(diǎn)電勢(shì)比D點(diǎn)高，通過電阻R的電流方向由上至下，故A正確，B錯(cuò)誤；發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)為E＝Breq\x\to(v)＝Br·eq\f(0＋ωr,2)＝eq\f(Br2ω,2)，故C正確，D錯(cuò)誤。逐點(diǎn)清(三)自感現(xiàn)象和渦流考法(一)自感現(xiàn)象分析[例1]圖1和圖2是演示自感現(xiàn)象的兩個(gè)電路圖，L1和L2為電感線圈。實(shí)驗(yàn)時(shí)，斷開開關(guān)S1瞬間，燈A1突然閃亮，隨后逐漸變暗；閉合開關(guān)S2，燈A2逐漸變亮，而另一個(gè)相同的燈A3立即變亮，最終A2與A3的亮度相同。下列說法正確的是()A．圖1中，A1的電阻值小于L1的電阻值B．圖1中，斷開開關(guān)S1瞬間，流過A1的電流方向自右向左C．圖2中，閉合S2瞬間，L2中電流與滑動(dòng)變阻器R中電流相等D．圖2中，閉合S2電路達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，滑動(dòng)變阻器R的電阻值大于L2的電阻值[解析]根據(jù)題意可知，斷開開關(guān)S1瞬間，流過L1的電流由于自感現(xiàn)象保持不變，流過A1的原電流消失，L1和A1組成新的回路，此時(shí)流過A1的電流大小與流過L1的電流大小相等，方向自右向左，燈A1突然閃亮，隨后逐漸變暗，是因?yàn)殡娐贩€(wěn)定時(shí)，A1的電流小于L1的電流，根據(jù)并聯(lián)分流原理可知，L1的電阻小于A1的電阻，故A錯(cuò)誤，B正確；題圖2中，閉合S2瞬間，L2對(duì)電流有阻礙作用，所以L2中電流與滑動(dòng)變阻器R中電流不相等，故C錯(cuò)誤；題圖2中，閉合S2電路穩(wěn)定時(shí)，A2與A3的亮度相同，說明兩支路的電流相同，故滑動(dòng)變阻器R與L2的電阻值相同，故D錯(cuò)誤。[答案]B|思|維|建|模|自感現(xiàn)象中燈泡亮度變化分析與線圈串聯(lián)的燈泡與線圈并聯(lián)的燈泡電路圖通電時(shí)電流逐漸增大，燈泡逐漸變亮電流突然增大，然后逐漸減小達(dá)到穩(wěn)定斷電時(shí)電流逐漸減小，燈泡逐漸變暗，電流方向不變電路中穩(wěn)態(tài)電流為I1、I2：①若I2≤I1，燈泡逐漸變暗；②若I2＞I1，燈泡“閃亮”后逐漸變暗。兩種情況下燈泡中電流方向均改變[針對(duì)訓(xùn)練]1．(多選)相同的電燈A1、A2和自感系數(shù)較大的電感線圈L接入如圖甲所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻不計(jì)。閉合開關(guān)S，待電路穩(wěn)定后開始計(jì)時(shí)，t1時(shí)刻斷開開關(guān)S，t2時(shí)刻整個(gè)電路的電流均為零。t1時(shí)刻前后通過電燈A2的電流—時(shí)間(iA2-t)圖像如圖乙所示，用I1和I2分別表示開關(guān)S斷開瞬間前后通過電燈A2的電流大小。下列說法正確的是()A．電感線圈的直流電阻不可忽略B．?dāng)嚅_開關(guān)S后，電燈A1、A2電流大小始終相等C．?dāng)嚅_開關(guān)S后，流過電燈A2的電流方向向左D．線圈的自感系數(shù)是由線圈本身決定的，與是否有鐵芯無關(guān)解析：選AB由題圖乙可知，通過電感線圈L支路的電流小于通過電燈A2支路的電流，所以電感線圈的直流電阻不可忽略，A正確；穩(wěn)定后當(dāng)開關(guān)S斷開瞬間，由于線圈的自感現(xiàn)象，線圈中的電流只能逐漸減小，線圈L、電燈A1、A2構(gòu)成閉合回路，兩燈都過一會(huì)兒再熄滅，電燈A1、A2電流大小始終相等，且流過電燈A2的電流方向向右，故B正確，C錯(cuò)誤；有鐵芯時(shí)線圈的自感系數(shù)比沒有鐵芯時(shí)要大得多，D錯(cuò)誤。考法(二)對(duì)渦流的理解[例2](2024年1月·廣西高考適應(yīng)性演練)(多選)電磁爐正常工作時(shí)，面板下方的線圈周圍產(chǎn)生迅速變化的磁場(chǎng)，使面板上方的鐵鍋底部產(chǎn)生渦流而發(fā)熱，則()A．通過線圈的是恒定電流B．通過線圈的是交變電流C．用全陶瓷鍋替代鐵鍋也能發(fā)熱D．電磁爐正常工作時(shí)面板不發(fā)熱[解析]電磁爐工作時(shí)，面板下方的線圈周圍產(chǎn)生迅速變化的磁場(chǎng)，因此通過線圈的是交變電流，故A錯(cuò)誤，B正確；電磁爐工作時(shí)，變化的磁場(chǎng)使面板上方的鐵鍋底部產(chǎn)生渦流，鐵鍋迅速發(fā)熱，從而達(dá)到加熱食物的目的，屬于渦流，用全陶瓷鍋替代鐵鍋不能產(chǎn)生渦流，故C錯(cuò)誤；電磁爐內(nèi)線圈通過高頻交流電，會(huì)在上方的鐵質(zhì)鍋具中產(chǎn)生渦流，從而加熱食品，面板是陶瓷材料制成，不能產(chǎn)生渦流，也就不能產(chǎn)生熱，故D正確。故選B、D。[答案]BD|思|維|建|模|產(chǎn)生渦流時(shí)的能量轉(zhuǎn)化伴隨著渦流現(xiàn)象，其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能，最終在金屬塊中轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。(1)金屬塊放在變化的磁場(chǎng)中，則磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電能，最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。(2)如果是金屬塊進(jìn)出磁場(chǎng)或在非勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，則由于克服安培力做功，金屬塊的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。[針對(duì)訓(xùn)練]2.(多選)渦流檢測(cè)是工業(yè)上無損檢測(cè)的方法之一。如圖所示，線圈中通入一定頻率的正弦交變電流，靠近待測(cè)工件時(shí)，工件內(nèi)會(huì)產(chǎn)生渦流，同時(shí)線圈中的電流受渦流影響也會(huì)發(fā)生變化。下列說法正確的是()A．渦流的磁場(chǎng)總是要阻礙穿過工件的磁通量的變化B．渦流的頻率大于通入線圈的交變電流的頻率C．通電線圈和待測(cè)工件間存在周期性變化的作用力D．待測(cè)工件可以是塑料或橡膠制品解析：選AC渦流是感應(yīng)電流，渦流的磁場(chǎng)總是阻礙穿過工件的磁通量的變化，而且渦流的頻率與線圈中交變電流的頻率相等，A正確，B錯(cuò)誤；因待測(cè)工件中的渦流與通電線圈中的電流具有相同頻率，因此二者間必有周期性的作用力，C正確；渦流只能在金屬制品中產(chǎn)生，故D錯(cuò)誤。逐點(diǎn)清(四)電磁阻尼與電磁驅(qū)動(dòng)電磁阻尼與電磁驅(qū)動(dòng)的比較電磁阻尼電磁驅(qū)動(dòng)不同點(diǎn)成因由于導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而使導(dǎo)體受到安培力由于磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)引起磁通量的變化而產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而使導(dǎo)體受到安培力效果安培力的方向與導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向相反，阻礙導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體受安培力的方向與導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向相同，推動(dòng)導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)能量轉(zhuǎn)化導(dǎo)體克服安培力做功，其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能由于電磁感應(yīng)，磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電能，通過安培力做功，電能轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體的機(jī)械能，而對(duì)外做功相同點(diǎn)兩者都是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，都遵循楞次定律，都是安培力阻礙引起感應(yīng)電流的導(dǎo)體與磁場(chǎng)間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)[考法全訓(xùn)]考法1電磁阻尼1．(魯科版教材選擇性必修2，P35“迷你實(shí)驗(yàn)室”)如圖所示，將內(nèi)徑一樣的鋁管(或銅管)和塑料管豎直放置在墊有毛巾的桌面上方，從同一高度同時(shí)釋放兩塊磁性很強(qiáng)的磁體，一塊從鋁管內(nèi)下落，另一塊從塑料管內(nèi)下落。進(jìn)入鋁管的磁體將會(huì)滯后一段時(shí)間落到桌面。做一做，并說明這是為什么。提示：鋁管是導(dǎo)體，當(dāng)強(qiáng)磁體在其中下落時(shí)，鋁管中的磁通量會(huì)發(fā)生變化，會(huì)有電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)生，產(chǎn)生的感應(yīng)電流阻礙強(qiáng)磁體下落。2．(2023·全國(guó)乙卷)一學(xué)生小組在探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象時(shí)，進(jìn)行了如下比較實(shí)驗(yàn)。用圖(a)所示的纏繞方式，將漆包線分別繞在幾何尺寸相同的有機(jī)玻璃管和金屬鋁管上，漆包線的兩端與電流傳感器接通。兩管皆豎直放置，將一很小的強(qiáng)磁體分別從管的上端由靜止釋放，在管內(nèi)下落至管的下端。實(shí)驗(yàn)中電流傳感器測(cè)得的兩管上流過漆包線的電流I隨時(shí)間t的變化分別如圖(b)和圖(c)所示，分析可知()A．圖(c)是用玻璃管獲得的圖像B．在鋁管中下落，小磁體做勻變速運(yùn)動(dòng)C．在玻璃管中下落，小磁體受到的電磁阻力始終保持不變D．用鋁管時(shí)測(cè)得的電流第一個(gè)峰到最后一個(gè)峰的時(shí)間間隔比用玻璃管時(shí)的短解析：選A小磁體在鋁管中運(yùn)動(dòng)，鋁管會(huì)形成渦流，小磁體在鋁管中加速后很快達(dá)到平衡狀態(tài)，做勻速直線運(yùn)動(dòng)，而在玻璃管中的小磁體則一直做加速運(yùn)動(dòng)，故由圖像可知題圖(c)的脈沖電流峰值不斷增大，說明小磁體的速度在增大，與玻璃管中小磁體的運(yùn)動(dòng)情況相符，A正確；在鋁管中下落，脈沖電流的峰值相同，磁通量的變化率相同，故小磁體做勻速運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)誤；在玻璃管中下落，線圈的脈沖電流峰值增大，電流不斷在變化，故小磁體受到的電磁阻力在不斷變化，C錯(cuò)誤；鋁管中的小磁體在線圈間做勻速運(yùn)動(dòng)，玻璃管中的小磁體在線圈間做加速運(yùn)動(dòng)，故用鋁管時(shí)測(cè)得的電流第一個(gè)峰到最后一個(gè)峰的時(shí)間間隔比用玻璃管時(shí)的長(zhǎng)，D錯(cuò)誤。|考|教|銜|接|命題新導(dǎo)向：選擇題的“實(shí)驗(yàn)探究化”考查核心素養(yǎng)立意下的新高考，“科學(xué)探究”素養(yǎng)的考查越來越廣泛地滲透到高考命題中。近幾年，一些選擇題“實(shí)驗(yàn)化”的命題趨向開始出現(xiàn)，且有走俏的態(tài)勢(shì)，上面的高考題就是明證。該高考題的命制應(yīng)受到魯科版教材選擇性必修2P35“迷你實(shí)驗(yàn)室”小欄目的啟發(fā)，然后稍加改造而成。這啟示我們，教材中的一些學(xué)習(xí)活動(dòng)、閱讀素材等學(xué)習(xí)資源不可忽視，這往往是高考命題的“素材庫(kù)”?？挤?電磁驅(qū)動(dòng)3．(2024·陜西榆林模擬)水平放置的玻璃板上方有一用細(xì)線懸掛的可自由旋轉(zhuǎn)的小磁針，下方有一水平放置的銅圓盤。圓盤的軸線與小磁針懸線在同一直線上，初始時(shí)小磁針與圓盤均處于靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)圓盤繞軸沿逆時(shí)針方向(俯視)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，下列說法正確的是()A．小磁針不動(dòng)B．小磁針沿逆時(shí)針方向(俯視)轉(zhuǎn)動(dòng)C．小磁針沿順時(shí)針方向(俯視)轉(zhuǎn)動(dòng)D．由于穿過圓盤的磁通量沒有變化，圓盤中沒有感應(yīng)電流解析：選B銅圓盤上存在許多小的閉合回路，當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，穿過這些小的閉合回路的磁通量發(fā)生變化，回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流(渦流)，此電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)導(dǎo)致小磁針沿逆時(shí)針方向(俯視)轉(zhuǎn)動(dòng)，構(gòu)成電磁驅(qū)動(dòng)，故選B。[課時(shí)跟蹤檢測(cè)]一、立足基礎(chǔ)，體現(xiàn)綜合1．(多選)下列四個(gè)圖都與渦流有關(guān)，其中說法正確的是()A．真空冶煉爐是利用渦流來熔化金屬的裝置B．自制金屬探測(cè)器是利用被測(cè)金屬中產(chǎn)生的渦流來進(jìn)行探測(cè)的C．電磁爐工作時(shí)在它的面板上產(chǎn)生渦流加熱食物D．變壓器的鐵芯用相互絕緣的硅鋼片疊合而成是為了減小渦流解析：選ABD真空冶煉爐的線圈中的電流做周期性變化，在金屬中產(chǎn)生渦流，從而產(chǎn)生大量的熱量熔化金屬，故A正確；金屬探測(cè)器中的變化電流產(chǎn)生變化磁場(chǎng)，在被測(cè)金屬中產(chǎn)生渦流來進(jìn)行探測(cè)，故B正確；家用電磁爐工作時(shí)，在鍋體中產(chǎn)生渦流加熱食物，故C錯(cuò)誤；當(dāng)變壓器中的電流變化時(shí)，在其鐵芯中產(chǎn)生渦流，使用相互絕緣的硅鋼片疊合而成的鐵芯可以盡量減小渦流造成的損失，故D正確。2．(2022·北京高考)如圖所示平面內(nèi)，在通有圖示方向電流I的長(zhǎng)直導(dǎo)線右側(cè)，固定一矩形金屬線框abcd，ad邊與導(dǎo)線平行。調(diào)節(jié)電流I使得空間各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻增加，則()A．線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)閍→b→c→d→aB．線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流逐漸增大C．線框ad邊所受的安培力大小恒定D．線框整體受到的安培力方向水平向右解析：選D根據(jù)安培定則可知，通電直導(dǎo)線右側(cè)的磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻增加，根據(jù)楞次定律可知線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)閍→d→c→b→a，A錯(cuò)誤；線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流為I＝eq\f(E,R)＝neq\f(ΔΦ,RΔt)＝neq\f(S,R)·eq\f(ΔB,Δt)，空間各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻增加，故線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流不變，B錯(cuò)誤；線框ad邊中的感應(yīng)電流保持不變，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻增加，根據(jù)安培力表達(dá)式F安＝BIL，故所受的安培力變大，C錯(cuò)誤；線框所處空間的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)閍→d→c→b→a，根據(jù)左手定則可知，線框ad邊所受的安培力水平向右，線框bc邊所受的安培力水平向左，且ad邊受到的安培力大于bc邊受到的安培力，線框整體受到的安培力方向水平向右，D正確。3．(多選)安檢門是一個(gè)用于檢測(cè)有無金屬物品的“門”，“門框”內(nèi)有線圈，線圈里通有交變電流，交變電流在“門”內(nèi)產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，金屬物品通過“門”時(shí)能產(chǎn)生渦流，渦流的磁場(chǎng)又反過來影響線圈中的電流，從而引起報(bào)警。以下關(guān)于這個(gè)安檢門的說法正確的是()A．這個(gè)安檢門能檢查出毒品攜帶者B．這個(gè)安檢門只能檢查出金屬物品攜帶者C．如果這個(gè)“門框”的線圈中通上恒定電流，也能檢查出金屬物品攜帶者D．這個(gè)安檢門工作時(shí)，既利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，又利用了電流的磁效應(yīng)解析：選BD安檢門是利用渦流工作的，因而只能檢查出金屬物品攜帶者，A錯(cuò)誤，B正確；若“門框”的線圈中通上恒定電流，只能產(chǎn)生恒定磁場(chǎng)，它不能使塊狀金屬產(chǎn)生渦流，因而不能檢查出金屬物品攜帶者，C錯(cuò)誤；安檢門工作時(shí)，既利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，又利用了電流的磁效應(yīng)，D正確。4．(多選)近年來，無線門鈴逐漸流行。圖甲為某款無線門鈴按鈕，其“自發(fā)電”原理如圖乙所示，按下門鈴按鈕過程磁鐵靠近螺線管，松開門鈴按鈕磁鐵遠(yuǎn)離螺線管回歸原位置。下列說法正確的是()A．按下按鈕過程，螺線管上的導(dǎo)線Q端電勢(shì)較高B．松開按鈕過程，螺線管上的導(dǎo)線P端電勢(shì)較低C．按住按鈕不動(dòng)，螺線管上的導(dǎo)線兩端PQ間仍有電勢(shì)差D．按下和松開按鈕過程，螺線管產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小不一定相等解析：選AD按下按鈕過程，螺線管內(nèi)水平向左的磁通量增加，由楞次定律可得，PQ間導(dǎo)線上感應(yīng)電流方向從P流向Q，所以Q相當(dāng)于電源正極，Q端電勢(shì)較高，故A正確；松開按鈕過程，螺線管內(nèi)水平向左的磁通量減小，由楞次定律可得，PQ間導(dǎo)線上感應(yīng)電流方向從Q流向P，所以P相當(dāng)于電源正極，P端電勢(shì)較高，故B錯(cuò)誤；按住按鈕不動(dòng)，螺線管內(nèi)磁通量不變，無感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，PQ間無電勢(shì)差，故C錯(cuò)誤；按下和松開按鈕過程，有可能所用時(shí)間不同，螺線管內(nèi)磁通量的變化率可能不同，所以產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小可能不相等，故D正確。5．(多選)某汽車使用的電磁制動(dòng)原理示意圖如圖所示，當(dāng)導(dǎo)體在固定通電線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生渦流，使導(dǎo)體受到阻礙運(yùn)動(dòng)的制動(dòng)力。下列說法正確的是()A．制動(dòng)過程中，導(dǎo)體不會(huì)發(fā)熱B．導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的速度越大，制動(dòng)力越大C．改變線圈中的電流方向，導(dǎo)體就可獲得動(dòng)力D．制動(dòng)過程中導(dǎo)體獲得的制動(dòng)力逐漸減小解析：選BD由于導(dǎo)體中產(chǎn)生了渦流，根據(jù)Q＝I2Rt可知，制動(dòng)過程中，導(dǎo)體會(huì)發(fā)熱，故A錯(cuò)誤；導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)速度越大，穿過導(dǎo)體中回路的磁通量的變化率越大，產(chǎn)生的渦流越大，則所受安培力即制動(dòng)力越大，故B正確；根據(jù)楞次定律可知，原磁場(chǎng)對(duì)渦流的安培力總是要阻礙導(dǎo)體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，即改變線圈中的電流方向，導(dǎo)體受到的安培力仍然為阻力，故C錯(cuò)誤；制動(dòng)過程中，導(dǎo)體的速度逐漸減小，穿過導(dǎo)體中回路的磁通量的變化率變小，產(chǎn)生的渦流變小，則所受安培力即制動(dòng)力變小，故D正確。6.如圖所示，電路中線圈L的自感系數(shù)足夠大，兩個(gè)燈泡A1和A2的規(guī)格相同，A1與線圈L串聯(lián)后接到電源上，A2與可調(diào)電阻R串聯(lián)后接到電源上。先閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)電阻R，使兩個(gè)燈泡的亮度相同，再調(diào)節(jié)可調(diào)電阻R1，使它們都正常發(fā)光，然后斷開開關(guān)S。下列說法正確的是()A．重新閉合開關(guān)S，A1先亮，A2后亮B．?dāng)嚅_開關(guān)S，A2先熄滅，A1后熄滅C．?dāng)嚅_開關(guān)S，A1先熄滅，A2后熄滅D．?dāng)嚅_開關(guān)S，流過A2的電流方向向左解析：選D重新閉合開關(guān)S，線圈L的自感系數(shù)足夠大，阻礙電流增大，所以A2先亮，A1后亮，A錯(cuò)誤；斷開開關(guān)S，A1、A2與L、R構(gòu)成回路，L相當(dāng)于電源，阻礙電流減小，A1、A2都會(huì)逐漸變暗，且同時(shí)熄滅，流過線圈的電流方向向右，故流過A1的電流向右，流過A2的電流方向向左，故D正確，B、C錯(cuò)誤。7.(2023·江蘇高考)如圖所示，圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，OC導(dǎo)體棒的O端位于圓心，棒的中點(diǎn)A位于磁場(chǎng)區(qū)域的邊緣?，F(xiàn)使導(dǎo)體棒繞O點(diǎn)在紙面內(nèi)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，O、A、C點(diǎn)電勢(shì)分別為φO、φA、φC，則()A．φO>φC B．φC>φAC．φO＝φA D．φO－φA＝φA－φC解析：選A由題圖可看出導(dǎo)體棒OA段轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線，根據(jù)右手定則可知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向由A指向O，所以φO>φA，導(dǎo)體棒AC段不在磁場(chǎng)中，不切割磁感線，不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，則φC＝φA，A正確，B、C錯(cuò)誤；根據(jù)以上分析可知φO－φA>0，φA－φC＝0，則φO－φA>φA－φC，D錯(cuò)誤。8．(2023·全國(guó)甲卷)(多選)一有機(jī)玻璃管豎直放在水平地面上，管上有漆包線繞成的線圈，線圈的兩端與電流傳感器相連，線圈在玻璃管上部的5匝均勻分布，下部的3匝也均勻分布，下部相鄰兩匝間的距離大于上部相鄰兩匝間的距離，如圖(a)所示?，F(xiàn)讓一個(gè)很小的強(qiáng)磁體在玻璃管內(nèi)沿軸線從上端口由靜止下落，電流傳感器測(cè)得線圈中電流I隨時(shí)間t的變化如圖(b)所示。則()A．小磁體在玻璃管內(nèi)下降速度越來越快B．下落過程中，小磁體的N極、S極上下顛倒了8次C．下落過程中，小磁體受到的電磁阻力始終保持不變D．與上部相比，小磁體通過線圈下部的過程中，磁通量變化率的最大值更大解析：選AD電流的峰值越來越大，即小磁體在依次穿過每個(gè)線圈的過程中的磁通量變化率的最大值越來越大，因此小磁體的下降速度越來越快，A、D正確；由題圖不難看出，線圈中電流方向的變化與磁體磁極沿運(yùn)動(dòng)方向穿過線圈產(chǎn)生的電流變化一致，所以小磁體磁極未發(fā)生顛倒，B錯(cuò)誤；線圈可等效為條形磁鐵，其磁性隨電流變化，所以小磁體受到的電磁阻力是變化的，C錯(cuò)誤。9.(2023·天津高考)如圖，有一正方形線框靜止懸掛著，其質(zhì)量為m、電阻為R、邊長(zhǎng)為l?？臻g中有一個(gè)三角形磁場(chǎng)區(qū)域，其磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B＝kt(k>0)，方向垂直于線框所在平面向里，且線框中磁場(chǎng)區(qū)域的面積為線框面積的一半，已知重力加速度為g，求：(1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E；(2)線框開始向上運(yùn)動(dòng)的時(shí)刻t0。解析：(1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有E＝neq\f(ΔΦ,Δt)又n＝1，eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(ΔB,Δt)·S＝kS，S＝eq\f(l2,2)解得E＝eq\f(kl2,2)。(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，線框中的感應(yīng)電流為I＝eq\f(E,R)結(jié)合安培力的公式和題圖可知，線框受到的安培力為FA＝BIl又B＝kt(k>0)聯(lián)立可得線框受到的安培力為FA＝eq\f(k2l3t,2R)當(dāng)線框開始向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，有eq\f(k2l3t0,2R)＝mg解得t0＝eq\f(2mgR,k2l3)。答案：(1)eq\f(kl2,2)(2)eq\f(2mgR,k2l3)二、注重應(yīng)用，強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新10．某同學(xué)利用電壓傳感器來研究電感線圈工作時(shí)的特點(diǎn)。圖甲中三個(gè)燈泡完全相同，不考慮溫度對(duì)燈泡電阻的影響。在閉合開關(guān)S的同時(shí)開始采集數(shù)據(jù)，當(dāng)電路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后斷開開關(guān)。圖乙是由傳感器得到的電壓u隨時(shí)間t變化的圖像。不計(jì)電源內(nèi)阻及電感線圈L的電阻。下列說法正確的是()A．開關(guān)S閉合瞬間，流經(jīng)燈D2和D3的電流相等B．開關(guān)S閉合瞬間至斷開前，流經(jīng)燈D1的電流保持不變C．開關(guān)S斷開瞬間，燈D2閃亮一下再熄滅D．根據(jù)題中信息，可以推算出圖乙中u1與u2的比值解析：選D開關(guān)S閉合瞬間，由于電感線圈的阻礙作用，燈D3逐漸變亮，通過燈D3的電流緩慢增加，待穩(wěn)定后，流經(jīng)燈D2和D3的電流相等，故從開關(guān)S閉合瞬間至斷開前，流經(jīng)燈D1的電流也是逐漸增加，A、B錯(cuò)誤；開關(guān)S斷開瞬間，由于電感線圈有阻礙電流減小的作用，由電感線圈繼續(xù)為燈D2和D3提供電流，又因?yàn)殡娐贩€(wěn)定的時(shí)候，流經(jīng)燈D2和D3的電流相等，所以燈D2逐漸熄滅，C錯(cuò)誤；開關(guān)S閉合瞬間，燈D1和D2串聯(lián)，電壓傳感器所測(cè)電壓為D2兩端電壓，由歐姆定律u1＝eq\f(E,2)，電路穩(wěn)定后，流過D3的電流為I＝eq\f(1,2)·eq\f(E,\f(3,2)R)＝eq\f(E,3R)，開關(guān)S斷開瞬間，電感線圈能夠?yàn)镈2和D3提供與之前等大的電流，故其兩端電壓為u2＝I·2R＝eq\f(2E,3)，所以eq\f(u1,u2)＝eq\f(3,4)，故可以推算出題圖乙中u1與u2的比值，D正確。11．(2022·河北高考)將一根絕緣硬質(zhì)細(xì)導(dǎo)線順次繞成如圖所示的線圈，其中大圓面積為S1，小圓面積均為S2，垂直線圈平面方向有一隨時(shí)間t變化的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B＝B0＋kt，B0和k均為常量，則線圈中總的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為()A．kS1 B．5kS2C．k(S1－5S2) D．k(S1＋5S2)解析：選D根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得大圓線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E1＝eq\f(ΔΦ1,Δt)＝eq\f(ΔB·S1,Δt)＝kS1，每個(gè)小圓線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E2＝eq\f(ΔΦ2,Δt)＝eq\f(ΔB·S2,Δt)＝kS2，由線圈的繞線方式和楞次定律可知大、小圓線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向相同，故線圈中總的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為E＝E1＋5E2＝k(S1＋5S2)，D正確。12．(2024·廣州高三模擬)(多選)如圖甲是法拉第發(fā)明的銅盤發(fā)電機(jī)，也是人類歷史上第一臺(tái)發(fā)電機(jī)。利用這個(gè)發(fā)電機(jī)給平行金屬板電容器供電，如圖乙。已知銅盤的半徑為L(zhǎng)，加在銅盤下半部分的勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1，銅盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ω，每塊平行板長(zhǎng)度為d，板間距離也為d，板間加垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。下列結(jié)論正確的是()A．若銅盤按照?qǐng)D示方向轉(zhuǎn)動(dòng)，那么平行板電容器D板電勢(shì)高B．銅盤產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E感＝eq\f(1,2)B1ωL2C．若一電子從電容器兩板中間水平向右射入，恰能做勻速直線運(yùn)動(dòng)從右側(cè)水平射出，則電子射入時(shí)速度為v＝eq\f(B1ωL2,2B2d)D．若有一帶負(fù)電的小球從電容器兩板中間水平向右射入，在復(fù)合場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)又恰好從極板右側(cè)射出，則小球的圓周運(yùn)動(dòng)半徑為eq\f(5d,4)解析：選BCD根據(jù)右手定則可得，銅盤上電流由邊緣流向中心，C極板帶正電，電勢(shì)高，故A錯(cuò)誤；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，可得E感＝B1Leq\f(0＋ωL,2)＝eq\f(1,2)B1ωL2，故B正確；由于電子做勻速直線運(yùn)動(dòng)，受力平衡，由evB2＝eeq\f(E感,d)，解得v＝eq\f(B1ωL2,2B2d)，故C正確；帶電小球恰能從極板右邊緣射出，如圖所示，由幾何關(guān)系可得r2＝d2＋eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(r－\f(d,2)))2，解得r＝eq\f(5d,4)，故D正確。13.如圖所示，在光滑的水平面上有一半徑r＝10cm、電阻R＝1Ω、質(zhì)量m＝1kg的金屬圓環(huán)，以速度v＝10m/s向一有界磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)。勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.5T，從圓環(huán)剛進(jìn)入磁場(chǎng)算起，到剛好有一半進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，圓環(huán)一共釋放了32J的熱量，求：(1)此時(shí)圓環(huán)中電流的瞬時(shí)功率；(2)此時(shí)圓環(huán)運(yùn)動(dòng)的加速度。解析：(1)圓環(huán)從開始進(jìn)入磁場(chǎng)到有一半進(jìn)入磁場(chǎng)過程中，由能量守恒定律得eq\f(1,2)mv2＝Q＋eq\f(1,2)mv′2，代入數(shù)據(jù)解得v′＝6m/s，此時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝BLv′＝B·2rv′＝0.5×2×0.1×6V＝0.6V，圓環(huán)中電流的瞬時(shí)功率P＝eq\f(E2,R)＝eq\f(0.62,1)W＝0.36W。(2)感應(yīng)電流I＝eq\f(E,R)＝eq\f(0.6,1)A＝0.6A，圓環(huán)受到的安培力F＝BIL＝BI·2r＝0.5×0.6×2×0.1N＝0.06N，由牛頓第二定律得F＝ma，解得此時(shí)圓環(huán)運(yùn)動(dòng)的加速度a＝eq\f(F,m)＝eq\f(0.06,1)m/s2＝0.06m/s2，由右手定則可知，圓環(huán)中感應(yīng)電流沿逆時(shí)針方向，由左手定則可知，安培力水平向左，則加速度方向向左。答案：(1)0.36W(2)0.06m/s2，方向向左

第3講電磁感應(yīng)中的電路和圖像問題(綜合融通課)(一)電磁感應(yīng)中的電路問題1．電磁感應(yīng)中電路知識(shí)的關(guān)系圖2．“三步走”分析電磁感應(yīng)中的電路問題[典例](2022·湖南高考)(多選)如圖，間距L＝1m的U形金屬導(dǎo)軌，一端接有0.1Ω的定值電阻R，固定在高h(yuǎn)＝0.8m的絕緣水平桌面上。質(zhì)量均為0.1kg的勻質(zhì)導(dǎo)體棒a和b靜止在導(dǎo)軌上，兩導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好且始終與導(dǎo)軌垂直，接入電路的阻值均為0.1Ω，與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.1(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)，導(dǎo)體棒a距離導(dǎo)軌最右端1.74m。整個(gè)空間存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(圖中未畫出)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0.1T。用F＝0.5N沿導(dǎo)軌水平向右的恒力拉導(dǎo)體棒a，當(dāng)導(dǎo)體棒a運(yùn)動(dòng)到導(dǎo)軌最右端時(shí)，導(dǎo)體棒b剛要滑動(dòng)，撤去F，導(dǎo)體棒a離開導(dǎo)軌后落到水平地面上。重力加速度取10m/s2，不計(jì)空氣阻力，不計(jì)其他電阻，下列說法正確的是()A．導(dǎo)體棒a離開導(dǎo)軌至落地過程中，水平位移為0.6mB．導(dǎo)體棒a離開導(dǎo)軌至落地前，其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不變C．導(dǎo)體棒a在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)的過程中，導(dǎo)體棒b有向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)D．導(dǎo)體棒a在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)的過程中，通過電阻R的電荷量為0.58C[解析]導(dǎo)體棒a在導(dǎo)軌上向右運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電流向里，流過導(dǎo)體棒b的電流向里，由左手定則可知安培力向左，則導(dǎo)體棒b有向左運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，故C錯(cuò)誤；導(dǎo)體棒b與電阻R并聯(lián)，有I＝eq\f(BLv,R＋\f(R,2))，當(dāng)導(dǎo)體棒a運(yùn)動(dòng)到導(dǎo)軌最右端時(shí)，導(dǎo)體棒b剛要滑動(dòng)，有B·eq\f(I,2)·L＝μmg，聯(lián)立解得a棒的速度為v＝3m/s，a棒做平拋運(yùn)動(dòng)，有x＝vt，h＝eq\f(1,2)gt2，聯(lián)立解得導(dǎo)體棒a離開導(dǎo)軌至落地過程中水平位移為x＝1.2m，故A錯(cuò)誤；導(dǎo)體棒a離開導(dǎo)軌至落地前做平拋運(yùn)動(dòng)，水平速度切割磁感線，則產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不變，故B正確；導(dǎo)體棒a在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)的過程中，通過電路的電荷量為q＝eq\o(I,\s\up6(－))·Δt＝eq\f(BL·Δx,R＋\f(1,2)R)＝eq\f(0.1×1×1.74,0.15)C＝1.16C，導(dǎo)體棒b與電阻R并聯(lián)，則通過電阻R的電荷量為qR＝eq\f(q,2)＝0.58C，故D正確。[答案]BD[考法全訓(xùn)]考法1導(dǎo)體棒平動(dòng)切割的電路問題1.(多選)如圖所示，分布于全空間的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于紙面向里，其磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B＝2T。寬度為L(zhǎng)＝0.8m的兩導(dǎo)軌間接一阻值為R＝0.2Ω的電阻，電阻為2R的金屬棒AC長(zhǎng)為2L并垂直于導(dǎo)軌(導(dǎo)軌電阻不計(jì))放置，A端剛好位于導(dǎo)軌，中點(diǎn)D與另一導(dǎo)軌接觸。當(dāng)金屬棒以速度v＝0.5m/s向左勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說法正確的是()A．流過電阻R的電流為2AB．A、D兩點(diǎn)的電勢(shì)差為UAD＝0.4VC．A、C兩點(diǎn)的電勢(shì)差為UAC＝－1.6VD．A、C兩點(diǎn)的電勢(shì)差為UAC＝－1.2V解析：選AD金屬棒AD段產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為EAD＝BLv＝2×0.8×0.5V＝0.8V，流過電阻R的電流I＝eq\f(EAD,R＋R)＝eq\f(0.8,0.4)A＝2A，根據(jù)右手定則，可知A端的電勢(shì)低于D端的電勢(shì)，A、D兩點(diǎn)的電勢(shì)差UAD＝－IR＝－0.4V，B錯(cuò)誤，A正確；D、C兩點(diǎn)的電勢(shì)差UDC＝－BLv＝－0.8V，則UAC＝UAD＋UDC＝－1.2V，C錯(cuò)誤，D正確?？挤?導(dǎo)體棒轉(zhuǎn)動(dòng)切割的電路問題2.如圖所示，固定在水平面上的半徑為r的金屬圓環(huán)內(nèi)存在方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。長(zhǎng)為l的金屬棒，一端與圓環(huán)接觸良好，另一端固定在豎直導(dǎo)電轉(zhuǎn)軸OO′上，隨軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，在圓環(huán)的A點(diǎn)和電刷間接有阻值為R的電阻和電容為C、板間距為d的平行板電容器，有一帶電微粒在電容器極板間處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知重力加速度為g，不計(jì)其他電阻和摩擦，下列說法正確的是()A．金屬棒產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為eq\f(1,2)Bl2ωB．微粒的電荷量與質(zhì)量之比為eq\f(2gd,Br2ω)C．電阻消耗的電功率為eq\f(πB2r4ω,2R)D．電容器所帶的電荷量為CBr2ω解析：選B由法拉第電磁感應(yīng)定律可知金屬棒產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為E＝Br·eq\f(1,2)ωr＝eq\f(1,2)Br2ω，A錯(cuò)誤；金屬棒電阻不計(jì)，故電容器兩極板間的電壓等于棒產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)，微粒的重力與其受到的電場(chǎng)力大小相等，有qeq\f(U,d)＝mg，可得eq\f(q,m)＝eq\f(2gd,Br2ω)，B正確；電阻消耗的電功率P＝eq\f(U2,R)＝eq\f(B2r4ω2,4R)，C錯(cuò)誤；電容器所帶的電荷量Q＝CU＝eq\f(1,2)CBr2ω，D錯(cuò)誤?？挤?磁場(chǎng)變化引起的電路問題3．(多選)如圖甲所示的電路中，電阻R1＝R，R2＝2R，單匝圓形金屬線圈半徑為r2、圓心為O，線圈的電阻為R，其余導(dǎo)線的電阻不計(jì)。半徑為r1(r1<r2)、圓心為O的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直于線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖像如圖乙所示，電容器的電容為C。閉合開關(guān)S，t1時(shí)刻開始電路中的電流穩(wěn)定不變，下列說法正確的是()A．電容器上極板帶正電B．t1時(shí)刻，電容器所帶的電荷量為eq\f(CB1πr12,4t1)C．t1時(shí)刻之后，線圈兩端的電壓為eq\f(3B1πr12,4t1)D．t1時(shí)刻之后，R1兩端的電壓為eq\f(B2πr22,4t2)解析：選AC根據(jù)楞次定律可知，線圈產(chǎn)生沿逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流，則電容器上極板帶正電，故A正確；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有E＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(ΔB,Δt)S＝eq\f(B1πr12,t1)，穩(wěn)定電流為I＝eq\f(E,R1＋R2＋R)＝eq\f(B1πr12,4Rt1)，UR2＝IR2＝eq\f(B1πr12,2t1)，電容器所帶的電荷量為Q＝CUR2＝eq\f(CB1πr12,2t1)，故B錯(cuò)誤；t1時(shí)刻之后，線圈兩端的電壓為U＝I(R1＋R2)＝eq\f(3B1πr12,4t1)，故C正確；t1時(shí)刻之后，R1兩端的電壓為UR1＝IR1＝eq\f(B1πr12,4t1)＝eq