2024-2025人教高中物理同步講義練習選擇性必修二2.1 楞次定律（含答案） （人教2019選擇性必修二）

2024-2025人教高中物理同步講義練習選擇性必修二2.1楞次定律基礎導學要點一、探究感應電流的方向1．實驗探究將螺線管與電流計組成閉合回路，分別將N極、S極插入、抽出線圈，如圖所示，記錄感應電流方向如下(1)觀察并記錄磁場方向、電流方向、磁通量大小變化情況，并將結果填入表格．甲乙丙丁條形磁體運動的情況N極向下插入線圈S極向下插入線圈N極朝下時拔出線圈S極朝下時拔出線圈原磁場方向(“向上”或“向下”)穿過線圈的磁通量變化情況(“增加”或“減少”)感應電流的方向(在螺線管上方俯視)逆時針順時針順時針逆時針感應電流的磁場方向(“向上”或“向下”)原磁場與感應電流磁場方向的關系(2)整理器材．四、實驗結果分析根據上表記錄，得到下述結果：甲、乙兩種情況下，磁通量都增加，感應電流的磁場方向與原磁場方向相反，阻礙磁通量的增加；丙、丁兩種情況下，磁通量都減少，感應電流的磁場方向與原磁場方向相同，阻礙磁通量的減少．實驗結論：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的磁通量的變化．五、注意事項1．確定電流方向與電流表指針偏轉方向的關系時，要用試觸法并注意減小電流強度，防止電流過大或通電時間過長損壞電流表．2．電流表選用零刻度在中間的靈敏電流計．3．實驗前設計好表格，并明確線圈的繞線方向．4．按照控制變量的思想進行實驗．5．進行一種操作后，等電流計指針回零后再進行下一步操作．要點二、楞次定律1．內容：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的磁通量的變化．2．從能量角度理解楞次定律感應電流沿著楞次定律所述的方向，是能量守恒定律的必然結果，當磁極插入線圈或從線圈內抽出時，推力或拉力做功，使機械能轉化為感應電流的電能．要點三、右手定則伸開右手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一個平面內；讓磁感線從掌心進入，并使拇指指向導線運動的方向，這時四指所指的方向就是感應電流的方向．要點突破突破一：正確理解楞次定律中的“阻礙”一詞1．弄清“阻礙”的幾個層次誰在阻礙“感應電流的磁場”在阻礙阻礙什么阻礙的是“引起感應電流的磁場的磁通量的變化”，而不是阻礙的引起感應電流的磁場、也不是阻礙的引起感應電流的磁通量如何阻礙磁通量增加時，阻礙其增加，感應電流的磁場方向與原磁場方向相反，起抵消作用；磁通量減少時，阻礙其減少，感應電流的磁場與原磁場方向一致，起補償作用．為何阻礙(原)磁場的磁通量發(fā)生了變化．結果如何阻礙并不是阻止，只是延緩了磁通量的變化快慢，這種變化將繼續(xù)進行，最終結果不受影響2.阻礙的幾種表現(1)阻礙原磁通量的變化——“增反減同”．(2)阻礙(導體的)相對運動——“來拒去留”．(3)回路面積有增大或減小的趨勢來反抗磁通量的變化．3．弄清阻礙與“阻止”、“相反”的區(qū)別(1)阻礙不是阻止，最終引起感應電流的磁通量還是發(fā)生了變化，是“阻而未止”．(2)阻礙不等同相反，當引起感應電流的磁通量增大時，感應電流的磁場與原磁場方向相反，當引起感應電流的磁通量減少時，感應電流的磁場與引起感應電流的磁場方向相同(增反減同)．(3)阻礙的是導體與磁體的相對運動，而不是阻礙導體或磁體的運動．突破二：楞次定律與右手定則的區(qū)別及聯(lián)系楞次定律右手定則區(qū)別研究對象整個閉合回路閉合回路的一部分，即做切割磁感線運動的導線適用范圍各種電磁感應現象只適用于導體在磁場中做切割磁感線運動的情況應用用于磁感應強度B隨時間變化而產生的電磁感應現象較方便用于導體切割磁感線產生電磁感應的現象較方便聯(lián)系右手定則是楞次定律的特例突破三：右手定則與左手定則的比較比較項目右手定則左手定則作用判斷感應電流方向判斷通電導體所受磁場力的方向圖例

因果關系運動→電流電流→運動應用實例發(fā)電機電動機典例精析題型一：利用楞次定律判斷感應電流方向例一．如右圖所示，在磁感應強度大小為B、方向豎直向上的勻強磁場中，有一質量為m、阻值為R的閉合矩形金屬線框abcd用絕緣輕質細桿懸掛在O點，并可繞O點擺動．金屬線框從右側某一位置靜止開始釋放，在擺動到左側最高點的過程中，細桿和金屬線框平面始終處于同一平面，且垂直紙面．則線框中感應電流的方向是()A．a→b→c→d→aB．d→c→b→a→dC．先是d→c→b→a→d，后是a→b→c→d→aD．先是a→b→c→d→a，后是d→c→b→a→d變式遷移1：如圖所示，AOC是光滑的金屬導軌，AO沿豎直方向，OC沿水平方向，ab是一根金屬棒，立在導軌上，它從靜止開始在重力作用下運動，運動過程中b端始終在OC上，a端始終在OA上，直到完全落在OC上，空間存在著勻強磁場，磁場方向垂直于紙面向里，則ab棒在上述過程中()A．感應電流方向是b→aB．感應電流方向是a→bC．感應電流方向先是b→a，后是a→bD．感應電流方向先是a→b，后是b→a題型二：右手定則的應用例二．如右圖所示，勻強磁場與圓形導體環(huán)平面垂直，導體ef與環(huán)接觸良好，當ef向右勻速運動時()A．圓環(huán)中磁通量不變，環(huán)中無感應電流產生B．整個環(huán)中有順時針方向的電流C．整個環(huán)中有逆時針方向的電流D．環(huán)的右側有逆時針方向的電流，環(huán)的左側有順時針方向的電流變式遷移2：如圖所示，一個有界勻強磁場區(qū)域，磁場方向垂直紙面向外．一個矩形閉合導線框abcd，沿紙面由位置1(左)勻速運動到位置2.則()A．導線框進入磁場時，感應電流方向為a→b→c→d→aB．導線框離開磁場時，感應電流方向為a→d→c→b→aC．導線框離開磁場時，受到的安培力方向水平向右D．導線框進入磁場時，受到的安培力方向水平向左題型三：楞次定律的本質及推廣例三．如右圖所示，A為水平放置的橡膠圓盤，在其側面帶有負電荷，在A正上方用絲線懸掛一個金屬圓環(huán)B(絲線在B上面未畫出)，使B的環(huán)面在水平面上與圓盤平行，其軸線與橡膠盤A的軸線O1O2重合．在橡膠盤A繞其軸線O1O2按圖中箭頭方向減速轉動的過程中，金屬圓環(huán)B有()A．擴大半徑的趨勢，絲線受到的拉力增大B．擴大半徑的趨勢，絲線受到的拉力減小C．縮小半徑的趨勢，絲線受到的拉力減小D．縮小半徑的趨勢，絲線受到的拉力增大變式遷移3：如圖，金屬環(huán)A用輕繩懸掛，與長直螺線管共軸，并位于其左側．若變阻器滑片P向左移動，則金屬環(huán)A將向________(填“左”或“右”)運動，并有________(填“收縮”或“擴張”)趨勢．強化訓練選擇題1、如下圖所示，一根條形磁鐵自左向右穿過一個閉合螺線管，則電路中()A．始終有感應電流自a向b流過電流表GB．始終有感應電流自b向a流過電流表GC．先有a→G→b方向的感應電流，后有b→G→a方向的感應電流D．將不會產生感應電流2、電阻R、電容C與一線圈連成閉合電路，條形磁鐵靜止于線圈的正上方，N極朝下，如圖所示?，F使磁鐵開始自由下落，在N極接近線圈上端的過程中，流過R的電流方向和電容器極板的帶電情況是()A．從a到b，上極板帶正電B．從a到b，下極板帶正電C．從b到a，上極板帶正電D．從b到a，下極板帶正電3．如下圖所示，繞在鐵芯上的線圈M與電源、滑動變阻器和開關組成了一個閉合回路，在鐵芯的右端，線圈P與電流表連成閉合電路．下列各種情況中說法正確的是()A．開關S閉合后，線圈P中有感應電流，M、P相互排斥B．開關S閉合后，使變阻器滑片向左勻速移動，線圈P中有感應電流，M、P相互排斥C．開關S閉合后，使變阻器滑片向右勻速移動，線圈P中有感應電流，M、P相互排斥D．開關S閉合瞬間，線圈P中有感應電流，M、P相互吸引4、如圖所示，A、B都是鋁環(huán)，A環(huán)閉合，B環(huán)有缺口，兩者固定在橫梁兩端，橫梁可繞中間支點轉動。某同學用條形磁鐵的一個磁極靠近或遠離靜止的A、B環(huán)，觀察到不同現象。下列推斷正確的是（）A．N極遠離A環(huán)時，A環(huán)被吸引是由于A環(huán)被磁化B．S極靠近A環(huán)時，A環(huán)產生順時針方向的電流C．N極靠近B環(huán)時，B環(huán)不動，是因為B環(huán)內磁通量不發(fā)生變化D．S極遠離B環(huán)時，B環(huán)不動，是因為B環(huán)沒有產生感應電動勢5、如圖甲所示，水平桌面上固定著一根絕緣的長直導線，矩形導線框abcd靠近長直導線靜止放在桌面上。當長直導線中的電流按圖乙所示的規(guī)律變化時（圖甲中電流所示的方向為正方向），則（）A．t1到t2時間內，線框內電流的方向為abcda，線框受力向右B．t2到t3時間內，線框內電流的方向為abcda，線框受力向左C．0到t2時間內，線框內感應電流方向不變，線框受力方向也不變D．t1到t3時間內，線框內感應電流方向不變，線框受力方向改變6．如圖所示，在上下無邊界的勻強磁場中放一矩形金屬線框，且磁場的方向與矩形金屬線框垂直，其中為中軸線，矩形金屬線框開始有一半在勻強磁場中，要使矩形金屬線框中產生感應電流，下列措施可行的是（）A．將矩形金屬線框沿垂直紙面方向向外平移B．以邊為軸轉動，且轉過的角度小于60°C．將矩形金屬線框在紙面內向上平移D．矩形金屬線框以為軸轉動7．現將電池組、滑動變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流計及開關按如圖所示方式連接。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。由此可以推斷（）A．線圈A向上移動或滑動變阻器的滑動端P向右加速滑動，都能引起電流計指針向左偏轉B．線圈A中鐵芯向上拔出或斷開開關，都能引起電流計指針向右偏轉C．滑動變阻器的滑動端P勻速向左或勻速向右滑動，都能使電流計指針靜止在中央D．因為線圈A、線圈B的繞線方向未知，故無法判斷電流計指針偏轉的方向8．如圖所示，在某節(jié)實驗課上，李老師把一個帶有長鐵芯的導電線圈L、開關S和電源用導線連接起來，并將一金屬套環(huán)套過線圈L的鐵芯后放在線圈上方。閉合開關S的瞬間，套環(huán)立刻跳起。某同學另找來器材再做此實驗。他連接好電路，經重復試驗，導電線圈上的套環(huán)均未動。對比李老師演示的實驗，下列四個說法中，導致套環(huán)未動的原因可能是（）A．導電線圈接在了直流電源上 B．電源電壓過高C．所選導電線圈的匝數太多 D．所用套環(huán)的材料與李老師的不同9．如圖為“研究電磁感應現象”的實驗裝置，現將電池組、滑動變阻器、帶鐵芯的線圈A。線圈BC。電流計及電鍵按如圖所示連接，已知電路接通時A中電流方向如圖中箭頭所示。關于實驗現象，下列判斷正確的是（）A．將線圈A迅速插入下面線圈時，通過電流計的電流方向是B→G→CB．將線圈A插入下面線圈穩(wěn)定后，通過電流計的電流方向是C→G→BC．線圈A插入下面線圈穩(wěn)定后，將變阻器滑片迅速向左滑動時電流計指針不偏轉D．將線圈A從下面線圈中拔出時，快速拔比慢慢拔過程中電流計的最大偏轉角度大10．如圖所示，一種延時繼電器的示意圖，鐵芯上有兩個線圈A和B．線圈A跟電源連接，線圈B兩端連在一起構成一個閉合回路。在斷開開關S的時候，彈簧K并不會立刻將銜鐵D拉起使觸頭C離開，而是過一小段時間才執(zhí)行這個動作。下列說法正確的是（）A．線圈B不閉合，仍會產生延時效應B．將銜鐵D換成銅片，延時效果更好C．保持開關S閉合，線圈B中磁通量為零D．斷開開關S的瞬間，線圈B中的電流從上往下看為順時針方向11．如圖所示，一水平放置的矩形閉合線圈abcd，在細長磁鐵的N極附近豎直下落，保持bc邊在紙外，ad邊在紙內，從圖中位置Ⅰ經過位置Ⅱ到達位置Ⅲ，Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ、在這個過程中，線圈中感應電流（）A．沿abcda流動B．沿adcba流動C．由Ⅰ到Ⅱ是沿abcda流動，由Ⅱ到Ⅲ是沿adcba流動D．由Ⅰ到Ⅱ是沿adcba流動，由Ⅱ到Ⅲ是沿abcda流動12．如圖，金屬圓形線圈a套在條形磁鐵上，條形磁鐵與線圈a所在的平面垂直且穿過線圈圓心，若將線圈a對稱地擴展為線圈b的形狀，則穿過線圈的磁通量變化情況是（）A．增大 B．不變C．減小 D．不能確定13．如圖所示，彈簧上端固定，下端懸掛一個磁鐵，磁鐵的N極向下。將磁鐵托起到某一高度（彈簧處于壓縮狀態(tài)）后放開，磁鐵能上下振動較長時間才停下來。如果在磁鐵下端放一個固定的閉合金屬圓環(huán)（如右圖所示），仍將磁鐵托起到同一高度后放開，磁鐵就會很快地停下來。針對這個現象下列解釋正確的是（）A．磁鐵和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒B．若磁鐵的S極向下，磁鐵振動時間會變長C．磁鐵很快停下來的主要原因是圓環(huán)中產生了感應電流D．金屬圓環(huán)的制作材料一定不是鋁，因為磁鐵對鋁不會產生力的作用2.1楞次定律基礎導學要點一、探究感應電流的方向1．實驗探究將螺線管與電流計組成閉合回路，分別將N極、S極插入、抽出線圈，如圖所示，記錄感應電流方向如下(1)觀察并記錄磁場方向、電流方向、磁通量大小變化情況，并將結果填入表格．甲乙丙丁條形磁體運動的情況N極向下插入線圈S極向下插入線圈N極朝下時拔出線圈S極朝下時拔出線圈原磁場方向(“向上”或“向下”)穿過線圈的磁通量變化情況(“增加”或“減少”)感應電流的方向(在螺線管上方俯視)逆時針順時針順時針逆時針感應電流的磁場方向(“向上”或“向下”)原磁場與感應電流磁場方向的關系(2)整理器材．四、實驗結果分析根據上表記錄，得到下述結果：甲、乙兩種情況下，磁通量都增加，感應電流的磁場方向與原磁場方向相反，阻礙磁通量的增加；丙、丁兩種情況下，磁通量都減少，感應電流的磁場方向與原磁場方向相同，阻礙磁通量的減少．實驗結論：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的磁通量的變化．五、注意事項1．確定電流方向與電流表指針偏轉方向的關系時，要用試觸法并注意減小電流強度，防止電流過大或通電時間過長損壞電流表．2．電流表選用零刻度在中間的靈敏電流計．3．實驗前設計好表格，并明確線圈的繞線方向．4．按照控制變量的思想進行實驗．5．進行一種操作后，等電流計指針回零后再進行下一步操作．要點二、楞次定律1．內容：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的磁通量的變化．2．從能量角度理解楞次定律感應電流沿著楞次定律所述的方向，是能量守恒定律的必然結果，當磁極插入線圈或從線圈內抽出時，推力或拉力做功，使機械能轉化為感應電流的電能．要點三、右手定則伸開右手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一個平面內；讓磁感線從掌心進入，并使拇指指向導線運動的方向，這時四指所指的方向就是感應電流的方向．要點突破突破一：正確理解楞次定律中的“阻礙”一詞1．弄清“阻礙”的幾個層次誰在阻礙“感應電流的磁場”在阻礙阻礙什么阻礙的是“引起感應電流的磁場的磁通量的變化”，而不是阻礙的引起感應電流的磁場、也不是阻礙的引起感應電流的磁通量如何阻礙磁通量增加時，阻礙其增加，感應電流的磁場方向與原磁場方向相反，起抵消作用；磁通量減少時，阻礙其減少，感應電流的磁場與原磁場方向一致，起補償作用．為何阻礙(原)磁場的磁通量發(fā)生了變化．結果如何阻礙并不是阻止，只是延緩了磁通量的變化快慢，這種變化將繼續(xù)進行，最終結果不受影響2.阻礙的幾種表現(1)阻礙原磁通量的變化——“增反減同”．(2)阻礙(導體的)相對運動——“來拒去留”．(3)回路面積有增大或減小的趨勢來反抗磁通量的變化．3．弄清阻礙與“阻止”、“相反”的區(qū)別(1)阻礙不是阻止，最終引起感應電流的磁通量還是發(fā)生了變化，是“阻而未止”．(2)阻礙不等同相反，當引起感應電流的磁通量增大時，感應電流的磁場與原磁場方向相反，當引起感應電流的磁通量減少時，感應電流的磁場與引起感應電流的磁場方向相同(增反減同)．(3)阻礙的是導體與磁體的相對運動，而不是阻礙導體或磁體的運動．突破二：楞次定律與右手定則的區(qū)別及聯(lián)系楞次定律右手定則區(qū)別研究對象整個閉合回路閉合回路的一部分，即做切割磁感線運動的導線適用范圍各種電磁感應現象只適用于導體在磁場中做切割磁感線運動的情況應用用于磁感應強度B隨時間變化而產生的電磁感應現象較方便用于導體切割磁感線產生電磁感應的現象較方便聯(lián)系右手定則是楞次定律的特例突破三：右手定則與左手定則的比較比較項目右手定則左手定則作用判斷感應電流方向判斷通電導體所受磁場力的方向圖例

因果關系運動→電流電流→運動應用實例發(fā)電機電動機典例精析題型一：利用楞次定律判斷感應電流方向例一．如右圖所示，在磁感應強度大小為B、方向豎直向上的勻強磁場中，有一質量為m、阻值為R的閉合矩形金屬線框abcd用絕緣輕質細桿懸掛在O點，并可繞O點擺動．金屬線框從右側某一位置靜止開始釋放，在擺動到左側最高點的過程中，細桿和金屬線框平面始終處于同一平面，且垂直紙面．則線框中感應電流的方向是()A．a→b→c→d→aB．d→c→b→a→dC．先是d→c→b→a→d，后是a→b→c→d→aD．先是a→b→c→d→a，后是d→c→b→a→d思路點撥：這類題的分析思路就是首先分析線框從右側擺到左側的過程中，磁場的方向和線框中磁通量的變化情況，然后根據楞次定律判斷感應電流方向的步驟逐步判斷．解析：對象金屬線框金屬線框運動過程右側最高點→最低點最低點→左側最高點判斷B方向豎直向上豎直向上判斷Φ變化減少增加由楞次定律判斷感應電流的磁場方向阻礙磁通量減少，感應電流的磁場方向垂直線框平面向右上方阻礙磁通量增加，感應電流的磁場方向垂直線框平面向右下方由安培定則判斷感應電流的方向d→c→b→a→dd→c→b→a→d答案：B【反思總結】應用楞次定律解題的一般步驟變式遷移1：如圖所示，AOC是光滑的金屬導軌，AO沿豎直方向，OC沿水平方向，ab是一根金屬棒，立在導軌上，它從靜止開始在重力作用下運動，運動過程中b端始終在OC上，a端始終在OA上，直到完全落在OC上，空間存在著勻強磁場，磁場方向垂直于紙面向里，則ab棒在上述過程中()A．感應電流方向是b→aB．感應電流方向是a→bC．感應電流方向先是b→a，后是a→bD．感應電流方向先是a→b，后是b→a解析：由數學知識可知，金屬棒下滑過程中，與坐標軸所圍面積先增加后減小，穿過回路aOb的磁通量先增加后減小，根據楞次定律，感應電流方向先是b→a，后是a→b.答案：C題型二：右手定則的應用例二．如右圖所示，勻強磁場與圓形導體環(huán)平面垂直，導體ef與環(huán)接觸良好，當ef向右勻速運動時()A．圓環(huán)中磁通量不變，環(huán)中無感應電流產生B．整個環(huán)中有順時針方向的電流C．整個環(huán)中有逆時針方向的電流D．環(huán)的右側有逆時針方向的電流，環(huán)的左側有順時針方向的電流解析：導體ef向右切割磁感線，由右手定則可判斷導體ef中感應電流由e→f.而導體ef分別與導體環(huán)的左右兩部分構成兩個閉合回路．故環(huán)的右側有逆時針方向的電流．環(huán)的左側有順時針方向的電流．答案：D【反思總結】對于閉合電路的部分導體切割磁感線的問題，判斷電流方向優(yōu)先選擇右手定則．變式遷移2：如圖所示，一個有界勻強磁場區(qū)域，磁場方向垂直紙面向外．一個矩形閉合導線框abcd，沿紙面由位置1(左)勻速運動到位置2.則()A．導線框進入磁場時，感應電流方向為a→b→c→d→aB．導線框離開磁場時，感應電流方向為a→d→c→b→aC．導線框離開磁場時，受到的安培力方向水平向右D．導線框進入磁場時，受到的安培力方向水平向左解析：導線框進入磁場時，cd邊切割磁感線，由右手定則可知，電流方向沿a→d→c→b→a，這時cd邊受到的安培力作用由左手定則可判斷其受力方向向左；在導線框離開磁場時，ab邊處于磁場中且在做切割磁感線運動，同樣用右手定則和左手定則可以判斷電流的方向為a→b→c→d→a，這時安培力的方向仍然向左．答案：D題型三：楞次定律的本質及推廣例三．如右圖所示，A為水平放置的橡膠圓盤，在其側面帶有負電荷，在A正上方用絲線懸掛一個金屬圓環(huán)B(絲線在B上面未畫出)，使B的環(huán)面在水平面上與圓盤平行，其軸線與橡膠盤A的軸線O1O2重合．在橡膠盤A繞其軸線O1O2按圖中箭頭方向減速轉動的過程中，金屬圓環(huán)B有()A．擴大半徑的趨勢，絲線受到的拉力增大B．擴大半徑的趨勢，絲線受到的拉力減小C．縮小半徑的趨勢，絲線受到的拉力減小D．縮小半徑的趨勢，絲線受到的拉力增大解析：因為橡膠盤A減速轉動，所以其側面負電荷轉動形成的環(huán)形電流越來越?。@個環(huán)形電流在它的上部產生的磁場也越來越弱．根據楞次定律，圓環(huán)B有靠近A，并且增大自身圓環(huán)的面積即有擴大半徑的趨勢，這樣才能阻礙通過它的磁通量的減少．B要靠近A，就使絲線對B的拉力增大，故選項A對．答案：A【反思總結】判斷回路運動情況、面積變化趨勢的兩種方法(1)一般方法(2)根據楞次定律的廣義表述判斷①若是由于相對運動產生的電磁感應現象，則感應電流所產生的力的效果阻礙相對運動(來拒去留)．②電磁感應現象中，回路面積變化總要阻礙磁通量的增加(增縮減擴)．變式遷移3：如圖，金屬環(huán)A用輕繩懸掛，與長直螺線管共軸，并位于其左側．若變阻器滑片P向左移動，則金屬環(huán)A將向________(填“左”或“右”)運動，并有________(填“收縮”或“擴張”)趨勢．解析：滑片P向左移動時，電阻減小，電流增大，穿過金屬環(huán)A的磁通量增加，根據楞次定律，金屬環(huán)將向左運動，并有收縮趨勢．答案：左收縮強化訓練選擇題1、如下圖所示，一根條形磁鐵自左向右穿過一個閉合螺線管，則電路中()A．始終有感應電流自a向b流過電流表GB．始終有感應電流自b向a流過電流表GC．先有a→G→b方向的感應電流，后有b→G→a方向的感應電流D．將不會產生感應電流解析：條形磁鐵從左邊進入螺線管的過程中，在螺線管內產生的磁場方向向右，穿過螺線管的磁通量不斷增加，根據楞次定律，感應電流的方向是a→G→b.條形磁鐵從螺線管中向右穿出的過程中，在螺線管中產生的磁場方向仍向右，穿過螺線管的磁通量不斷減小，根據楞次定律，感應電流的方向是b→G→a.故C項正確．答案：C2、電阻R、電容C與一線圈連成閉合電路，條形磁鐵靜止于線圈的正上方，N極朝下，如圖所示?，F使磁鐵開始自由下落，在N極接近線圈上端的過程中，流過R的電流方向和電容器極板的帶電情況是()A．從a到b，上極板帶正電B．從a到b，下極板帶正電C．從b到a，上極板帶正電D．從b到a，下極板帶正電【答案】D【解析】在磁鐵自由下落，N極接近線圈上端的過程中，通過線圈的磁通量方向向下且在增大，根據楞次定律可判斷出線圈中感應電流的磁場方向向上，利用安培定則可判知線圈中感應電流方向為逆時針(由上向下看)，流過R的電流方向從b到a，電容器下極板帶正電。選項D正確?！痉椒ㄖ笇А?．“阻礙”并不是“阻止”，一字之差，相去甚遠。要知道原磁場是主動的，感應電流的磁場是被動的，原磁通仍要發(fā)生變化，感應電流的磁場只是阻礙變化而已。2．楞次定律判斷感應電流的方向具有普遍意義。在磁體靠近(或遠離)線圈過程中，都要克服電磁力做功，克服電磁力做功的過程就是將其他形式的能轉化為電能的過程。正是“阻礙”的形成產生了電磁感應現象。3．如下圖所示，繞在鐵芯上的線圈M與電源、滑動變阻器和開關組成了一個閉合回路，在鐵芯的右端，線圈P與電流表連成閉合電路．下列各種情況中說法正確的是()A．開關S閉合后，線圈P中有感應電流，M、P相互排斥B．開關S閉合后，使變阻器滑片向左勻速移動，線圈P中有感應電流，M、P相互排斥C．開關S閉合后，使變阻器滑片向右勻速移動，線圈P中有感應電流，M、P相互排斥D．開關S閉合瞬間，線圈P中有感應電流，M、P相互吸引解析：開關S閉合后，M線圈中的電流產生的磁場方向由安培定則判知，沿鐵芯軸線向右，由于線圈P中的磁通量不變，故不會產生感應電流，M、P沒有排斥作用，也沒有吸引作用，故A、D錯；當開關S閉合后，滑片向左勻速移動，線圈M中的電流增大，因而穿過線圈P的磁通量增加，產生感應電流，并且由楞次定律知，感應電流的磁場方向與線圈M的磁場方向相反，故M、P兩線圈相互排斥，B正確．同理判知C錯誤．答案：B4、如圖所示，A、B都是鋁環(huán)，A環(huán)閉合，B環(huán)有缺口，兩者固定在橫梁兩端，橫梁可繞中間支點轉動。某同學用條形磁鐵的一個磁極靠近或遠離靜止的A、B環(huán)，觀察到不同現象。下列推斷正確的是（）A．N極遠離A環(huán)時，A環(huán)被吸引是由于A環(huán)被磁化B．S極靠近A環(huán)時，A環(huán)產生順時針方向的電流C．N極靠近B環(huán)時，B環(huán)不動，是因為B環(huán)內磁通量不發(fā)生變化D．S極遠離B環(huán)時，B環(huán)不動，是因為B環(huán)沒有產生感應電動勢【答案】B【解析】A.N極遠離A環(huán)時，A環(huán)被吸引是由于A環(huán)產生感應電流，A錯誤；B.S極靠近A環(huán)時，A環(huán)的磁通量增加，根據楞次定律，感應電流的磁場垂直紙面向里，根據安培定則，A環(huán)產生順時針方向的電流，B正確；CD.S極遠離B環(huán)時，B環(huán)磁通量發(fā)生變化產生感應電動勢，有缺口無感應電流，磁鐵與B環(huán)無作用力，所以B環(huán)不動，CD錯誤。故選B。5、如圖甲所示，水平桌面上固定著一根絕緣的長直導線，矩形導線框abcd靠近長直導線靜止放在桌面上。當長直導線中的電流按圖乙所示的規(guī)律變化時（圖甲中電流所示的方向為正方向），則（）A．t1到t2時間內，線框內電流的方向為abcda，線框受力向右B．t2到t3時間內，線框內電流的方向為abcda，線框受力向左C．0到t2時間內，線框內感應電流方向不變，線框受力方向也不變D．t1到t3時間內，線框內感應電流方向不變，線框受力方向改變【答案】D【解析】A．t1到t2時間內，根據安培定則可知導線框所在處的磁場方向垂直紙面向里，直導線中的電流減小，所以穿過線框的磁通量減小，根據楞次定律，可得線框中感應電流方向為abcda，根據左手定則可知導線框所受安培力向左，故A錯誤；B．同理t2到t3時間內，長直導線中的電流向下且增大，根據安培定則可知導線框所在處的磁場方向垂直紙面向外，直導線中的電流增大，所以穿過線框的磁通量增大，根據楞次定律，可得線框中感應電流方向為abcda，根據左手定則可知導線框所受安培力向右，故B錯誤；C．同理0到t1時間內，根據安培定則可知導線框所在處的磁場方向垂直紙面向里，直導線中的電流增大，所以穿過線框的磁通量增加，根據楞次定律，可得線框中感應電流方向為adcba，故0到t2時間內，線框內感應電流方向改變，故C錯誤；D．t1到t2時間內線框中感應電流方向為abcda，根據左手定則可知導線框所受安培力向左，t2到t3時間內線框中感應電流方向為abcda，根據左手定則可知導線框所受安培力向右，故t1到t3時間內，線框內感應電流方向不變，線框受力方向改變，故D正確。故選D。6．如圖所示，在上下無邊界的勻強磁場中放一矩形金屬線框，且磁場的方向與矩形金屬線框垂直，其中為中軸線，矩形金屬線框開始有一半在勻強磁場中，要使矩形金屬線框中產生感應電流，下列措施可行的是（）A．將矩形金屬線框沿垂直紙面方向向外平移B．以邊為軸轉動，且轉過的角度小于60°C．將矩形金屬線框在紙面內向上平移D．矩形金屬線框以為軸轉動【答案】D【詳解】A．將矩形金屬線框沿垂直紙面方向向外平移時，穿過矩形金屬線框的磁通量不變，不能產生感應電流，故A措施不可行；B．當矩形金屬線框以邊為軸轉動，且轉動的角度小于60°時，cd邊不會越過OO'，穿過矩形金屬線框的磁通量不變，不能產生感應電流，故B措施不可行；C．將矩形金屬線框在紙面內向上平移時，穿過矩形金屬線框的磁通量不變，不能產生感應電流，故C措施不可行；D．以為軸轉動時，穿過矩形金屬線框的磁通量發(fā)生變化，能夠產生感應電流，故D措施可行。故選D。7．現將電池組、滑動變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流計及開關按如圖所示方式連接。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。由此可以推斷（）A．線圈A向上移動或滑動變阻器的滑動端P向右加速滑動，都能引起電流計指針向左偏轉B．線圈A中鐵芯向上拔出或斷開開關，都能引起電流計指針向右偏轉C．滑動變阻器的滑動端P勻速向左或勻速向右滑動，都能使電流計指針靜止在中央D．因為線圈A、線圈B的繞線方向未知，故無法判斷電流計指針偏轉的方向【答案】B【詳解】A．由題意知，當線圈B中的磁通量減小時，B所在閉合電路中產生感應電流使電流計指針向右偏轉。當線圈A向上移動時，線圈B中磁通量減小，電流計指針向右偏轉，A錯誤；B．當線圈A中的鐵芯向上拔出或斷開開關時，線圈B中的磁通量均減小，電流計指針均向右偏轉，B正確；C．P向左或向右勻速滑動時，線圈A中電流均變化，B中磁通量變化，有感應電流產生，電流計指針發(fā)生偏轉，C錯誤；D．綜上分析可知，D錯誤。故選B。8．如圖所示，在某節(jié)實驗課上，李老師把一個帶有長鐵芯的導電線圈L、開關S和電源用導線連接起來，并將一金屬套環(huán)套過線圈L的鐵芯后放在線圈上方。閉合開關S的瞬間，套環(huán)立刻跳起。某同學另找來器材再做此實驗。他連接好電路，經重復試驗，導電線圈上的套環(huán)均未動。對比李老師演示的實驗，下列四個說法中，導致套環(huán)未動的原因可能是（）A．導電線圈接在了直流電源上 B．電源電壓過高C．所選導電線圈的匝數太多 D．所用套環(huán)的材料與李老師的不同【答案】D【詳解】A．導電線圈接在了直流電源上，在閉合S的一瞬間，通過套環(huán)的磁通量也會瞬間增大從而使套環(huán)跳起，故A不符合題意；BC．電源電壓過高和所選導電線圈的匝數太多，線圈L產生的磁場強度都會增大，理論上應使套環(huán)跳起得更高，故BC不符合題意；D．所用套環(huán)的材料與李老師的不同，即有可能選用了絕緣體制作的套環(huán)，或者材料密度較大的套環(huán)，前者是由于套環(huán)中不會產生感應電流而不跳起，后者是因為套環(huán)質量較大，以至于感應電流的阻礙作用不足以將套環(huán)托起，故D符合題意。故選D。9．如圖為“研究電磁感應現象”的實驗裝置，現將電池組、滑動變阻器、帶鐵芯的線圈A。線圈BC。電流計及電鍵按如圖所示連接，已知電路接通時A中電流方向如圖中箭頭所示。關于實驗現象，下列判斷正確的是（）A．將線圈A迅速插入下面線圈時，通過電流計的電流方向是B→G→CB．將線圈A插入下面線圈穩(wěn)定后，通過電流計的電流方向是C→G→BC．線圈A插入下面線圈穩(wěn)定后，將變阻器滑片迅速向左滑動時電流計指針不偏轉D．將線圈A從下面線圈中拔出時，快速拔比慢慢拔過程中電流計的最大偏轉角度大【答案】D【詳解】A.題干中已知A中電流方向在下面螺線管中產生的磁場方向是豎直向下，當A插入下面線圈時，根據楞次定律知感應電流的磁場向上，由安培定則知感應電流方向為C→G→B，故A錯誤；B.線圈A插入下面線圈穩(wěn)定后不再有感應電流，故B錯誤；C.線圈A插入下面線圈穩(wěn)定后，將變阻器滑片迅速向左滑動時A中電流變化，在下面線圈中有感應電流產生，電流計指針偏轉，故C錯誤；D.根據電磁感應定律可知感應電動勢與磁通量的變化率成正比，快速拔出產生的電動勢比較大，感應電流也就比較大。故D正確。10．如圖所示，一種延時繼電器的示意圖，鐵芯上有兩個線圈A和B．線圈A跟電源連接，線圈B兩端連在一起構成一個閉合回路。在斷開開關S的時候，彈簧K并不會立刻將銜鐵D拉起使觸頭C離開，而是過一小段時間才執(zhí)行這個動作。下列說法正確的是（）A．線圈B不閉合，仍會產生延時效應B．將銜鐵D換成銅片，延時效果更好C．保持開關S閉合，線圈B中磁通量為零D．斷開開關S的瞬間，線圈B中的電流從上往下看為順時針方向【答案】D【詳解】A．線圈B不閉合時，當S斷開后，在線圈B中不會產生感應電流，鐵芯上不會有磁性，則不會產生延時效應，選項A錯誤；B．因銅不是磁性材料，則將銜鐵D換成銅片，會將失去延時效果，選項B錯誤；C．保持開關S閉合，線圈B中磁通量不變，但不為零，選項C錯誤；D．斷開開關S的瞬間，穿過線圈B的磁通量向下減小，根據楞次定律可知，線圈B中的電流從上往下看為順時針方向，選項D正確。故選D。11．如圖所示，一水平放置的矩形閉合線圈abcd，在細長磁鐵的N極附近豎直下落，保持bc邊在紙外，ad邊在紙內，從圖中位置Ⅰ經過位置Ⅱ到達位置Ⅲ，Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ、在這個過程中，線圈中感應電流（）A．沿abcda流動B．沿adcba流動C．由Ⅰ到Ⅱ是沿abcda流動，由Ⅱ到Ⅲ是沿adcba流動D．由Ⅰ到Ⅱ是沿adcba流動，由Ⅱ到Ⅲ是沿abcda流動【答案】A【解析】根據題意，由條形磁鐵的磁場分布情況可知，線圈在Ⅱ位置時穿過線圈的磁通量最少，線圈從Ⅰ位置到Ⅱ位置，穿過線圈自下而上的磁通量減少，由楞次定律可知，感應電流的磁場阻礙其減少，則在線圈中產生的感應電流的方向為abcda，線圈從Ⅱ位置到Ⅲ位置，穿過線圈自上而下的磁通量在增加，感應電流的磁場阻礙其增加，由楞次定律可知感應電流的方向仍然是abcda。12．如圖，金屬圓形線圈a套在條形磁鐵上，條形磁鐵與線圈a所在的平面垂直且穿過線圈圓心，若將線圈a對稱地擴展為線圈b的形狀，則穿過線圈的磁通量變化情況是（）A．增大 B．不變C．減小 D．不能確定【答案】C【解析】條形磁鐵的磁感線在磁體的內部是從S極到N極，在磁體的外部是從N極到S極，磁體內部有多少根磁感線，外部的整個空間就有多少根磁感線，并與內部磁感線構成閉合曲線。對于線圈的兩個位置，磁鐵內部的磁感線全部穿過，但線圈面積越大，抵消越多，穿過線圈的磁通量反而越小。13．如圖所示，彈簧上端固定，下端懸掛一個磁鐵，磁鐵的N極向下。將磁鐵托起到某一高度（彈簧處于壓縮狀態(tài)）后放開，磁鐵能上下振動較長時間才停下來。如果在磁鐵下端放一個固定的閉合金屬圓環(huán)（如右圖所示），仍將磁鐵托起到同一高度后放開，磁鐵就會很快地停下來。針對這個現象下列解釋正確的是（）A．磁鐵和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒B．若磁鐵的S極向下，磁鐵振動時間會變長C．磁鐵很快停下來的主要原因是圓環(huán)中產生了感應電流D．金屬圓環(huán)的制作材料一定不是鋁，因為磁鐵對鋁不會產生力的作用【答案】C【解析】A．由楞次定律，線圈中產生感應電流，使磁鐵始終受到阻礙，時而體現引力，時而體現斥力，導致電流做功，從而使系統(tǒng)的機械能轉化為內能，故A錯誤；B．根據楞次定律下面的線圈會阻礙磁鐵運動，所以當磁鐵向下靠近金屬線圈時，線圈中產生了逆時針的感應電流（俯視），兩者之間表現為相互排斥，同理當磁鐵向上遠離金屬線圈時，根據楞次定律，可得線圈中產生了順時針的感應電流（俯視），兩者之間表現為相互吸引，因此與磁鐵的磁極無關，故B錯誤；C．磁鐵很快停下來的主要原因是圓環(huán)中產生了感應電流，故C正確；D．金屬圓環(huán)的制作材料可以是鋁，只要是金屬，就會產生感應電流，出現安培力，故D錯誤。2.2法拉第電磁感應定律基礎導學要點一、電磁感應定律1．感應電動勢(1)感應電動勢：在電磁感應現象中產生的電動勢．產生感應電動勢的那部分導體相當于電源．(2)在電磁感應現象中，只要閉合回路中有感應電流，這個回路就一定有感應電動勢；回路斷開時，雖然沒有感應電流，但感應電動勢依然存在．2．法拉第電磁感應定律(1)內容：閉合電路中感應電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比．(2)公式：E＝eq\f(ΔΦ,Δt).若閉合導體回路是一個匝數為n的線圈，則E＝neq\f(ΔΦ,Δt).①若ΔΦ僅由磁場變化引起，則表達式可寫為E＝neq\f(ΔB,Δt)S.②若ΔΦ僅由回路的面積變化引起，則表達式可寫為E＝nBeq\f(ΔS,Δt).3、Φ、ΔΦ、eq\f(ΔΦ,Δt)的比較磁通量Φ磁通量的變化量ΔΦ磁通量的變化率eq\f(ΔΦ,Δt)物理意義某時刻穿過磁場中某個面的磁感線條數在某一過程中穿過某個面的磁通量的變化量穿過某個面的磁通量變化的快慢大小計算Φ＝BS⊥ΔΦ＝eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(Φ2－Φ1,B·ΔS,S·ΔB))eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\f(|Φ2－Φ1|,Δt),B·\f(ΔS,Δt),\f(ΔB,Δt)·S))注意穿過某個面有方向相反的磁場時，則不能直接應用Φ＝B·S.應考慮相反方向的磁通量抵消以后所剩余的磁通量開始和轉過180°時，平面都與磁場垂直，但穿過平面的磁通量是不同的，一正一負，ΔΦ＝2B·S而不是零既不表示磁通量的大小也不表示變化的多少．在Φt圖象中，可用圖線的斜率表示4、磁通量的變化率eq\f(ΔΦ,Δt)是Φ-t圖像上某點切線的斜率大?。鐖D中A點磁通量變化率大于B點的磁通量變化率．要點二、導體切割磁感線時的感應電動勢1．垂直切割導體棒垂直于磁場運動，B、l、v兩兩垂直時，如圖甲，E＝Blv.2．不垂直切割導線的運動方向與導線本身垂直，但與磁感線方向夾角為θ時，如圖乙，則E＝Blv1＝Blvsin_θ.3、對公式E＝Blvsinθ的理解(1)對θ的理解：當B、l、v三個量方向互相垂直時，θ＝90°，感應電動勢最大；當有任意兩個量的方向互相平行時，θ＝0°，感應電動勢為零．(2)對l的理解：式中的l應理解為導線切割磁感線時的有效長度，如果導線不和磁場垂直，l應是導線在與磁場垂直方向投影的長度；如果切割磁感線的導線是彎曲的，如圖所示，則應取與B和v垂直的等效直線長度，即ab的弦長．(3)對v的理解①公式中的v應理解為導線和磁場間的相對速度，當導線不動而磁場運動時，也有電磁感應現象產生．②公式E＝Blv一般用于導線各部分切割磁感線速度相同的情況，若導線各部分切割磁感線的速度不同，可取其平均速度求電動勢．如圖所示，導體棒在磁場中繞A點在紙面內以角速度ω勻速轉動，磁感應強度為B，平均切割速度eq\x\to(v)＝eq\f(1,2)vC＝eq\f(ωl,2)，則E＝Bleq\x\to(v)＝eq\f(1,2)Bωl2.4．公式E＝Blvsinθ與E＝neq\f(ΔΦ,Δt)的對比E＝neq\f(ΔΦ,Δt)E＝Blvsinθ區(qū)別研究對象整個閉合回路回路中做切割磁感線運動的那部分導體適用范圍各種電磁感應現象只適用于導體切割磁感線運動的情況計算結果Δt內的平均感應電動勢某一時刻的瞬時感應電動勢聯(lián)系E＝Blvsinθ是由E＝neq\f(ΔΦ,Δt)在一定條件下推導出來的，該公式可看做法拉第電磁感應定律的一個推論要點突破突破一：法拉第電磁感應定律的理解1．由E＝neq\f(ΔΦ,Δt)可知，感應電動勢E大小正比于磁通量的變化率eq\f(ΔΦ,Δt)，而與磁通量Φ、磁通量變化量ΔΦ及電路的電阻大小無關．2．在Φ－t圖象中，eq\f(ΔΦ,Δt)表示某時刻的斜率時，由E＝neq\f(ΔΦ,Δt)可求得瞬時感應電動勢，eq\f(ΔΦ,Δt)表示某段時間Φ－t圖象的斜率時，由E＝neq\f(ΔΦ,Δt)可求得平均感應電動勢．3．感應電動勢的大小與電路是否閉合無關．4．E＝neq\f(ΔΦ,Δt)只表示感應電動勢的大小，不涉及其正負，計算時ΔΦ應取絕對值，至于感應電流的方向，可以用楞次定律去判定．突破二：正確理解磁通量Φ、磁通量的變化量ΔΦ、磁通量的變化率eq\f(ΔΦ,Δt)之間的關系物理量比較內容磁通量Φ磁通量的變化量ΔΦ磁通量的變化率eq\f(ΔΦ,Δt)物理意義某時刻穿過磁場中某個面的磁感線條數穿過某個面的磁通量的變化表示磁場中穿過某個面的磁通量變化快慢大小計算Φ＝B·S，S為與B垂直的面積，不垂直時，取S在與B垂直方向上的投影ΔΦ＝Φ2－Φ1①ΔΦ＝B·ΔS②或ΔΦ＝S·ΔB③eq\f(ΔΦ,Δt)＝B·eq\f(ΔS,Δt)或eq\f(ΔΦ,Δt)＝S·eq\f(ΔB,Δt)物理量比較內容磁通量Φ磁通量的變化量ΔΦ磁通量的變化率eq\f(ΔΦ,Δt)注意(1)適用于勻強磁場(2)穿過某個面有方向相反的磁場，則不能直接用Φ＝B·S，應考慮相反方向的磁通量抵消以后所剩余的磁通量①ΔΦ＝Φ2－Φ1適用各種情況，②ΔΦ＝B·ΔS適用勻強磁場的情況，③ΔΦ＝S·ΔB適用面積不變的情況．線圈在勻強磁場中，從垂直于磁場方向翻轉180°角，因Φ1、Φ2符號相反，ΔΦ＝2BS而不是0.既不表示磁通量的大小，也不表示變化的多少，在Φ－t圖象中，用圖線的斜率表示突破三：公式E＝neq\f(ΔΦ,Δt)與E＝Blv的區(qū)別與聯(lián)系E＝neq\f(ΔΦ,Δt)E＝Blvsinθ區(qū)別研究對象不同研究對象是一個回路研究對象是在磁場中運動的一段導體適用范圍不同具有普遍性，無論什么方式引起Φ的變化都適用只適于一段導線切割磁感線的情況條件不同不一定是勻強磁場E＝neq\f(ΔΦ,Δt)＝neq\f(B·ΔS,Δt)＝neq\f(S·ΔB,Δt)，E由eq\f(ΔΦ,Δt)決定①導線l上各點所在處的B相同②l、v、B應取兩兩互相垂直的分量，可采用投影的辦法E＝neq\f(ΔΦ,Δt)E＝Blvsinθ區(qū)別物理意義不同求的是Δt時間內的平均感應電動勢，E與某段時間或某個過程相對應求的是瞬時感應電動勢，E與某個時刻或某個位置相對應聯(lián)系①E＝Blvsinθ是由E＝neq\f(ΔΦ,Δt)在一定條件下推導出來的②如果B、l、v三者大小方向均不變時，在Δt時間內的平均感應電動勢才和它在任意時刻產生的瞬時電動勢相同典例精析題型一：法拉第電磁感應定律的理解例一．如圖甲所示，單匝矩形線圈abcd在磁場中垂直磁場放置，若線圈所圍面積的磁通量隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示，則()甲乙A．0時刻線圈中感應電動勢最小B．C時刻線圈中感應電動勢為零C．C時刻線圈中感應電動勢最大D．從0至C時間內線圈中的平均感應電動勢為0.4V題型二：對公式E＝Blvsinθ的理解例二．如右圖所示，平行金屬導軌間距為d，一端跨接電阻R，勻強磁場磁感應強度為B，方向垂直于導軌平面，一根長金屬棒與導軌成θ角放置，棒與導軌電阻不計，當棒沿垂直于棒的方向以恒定速率v在導軌上滑行時，通過電阻的電流是()A.eq\f(Bdv,Rsinθ) B.eq\f(Bdv,R)C.eq\f(Bdvsinθ,R) D.eq\f(Bdvcosθ,R)題型三：公式E＝neq\f(ΔΦ,Δt)與E＝Blv的區(qū)別與聯(lián)系例三．如右圖所示，一導線彎成半徑為a的半圓形閉合回路．虛線MN右側有磁感應強度為B的勻強磁場．方向垂直于回路所在的平面．回路以速度v向右勻速進入磁場，直徑CD始終與MN垂直．從D點到達邊界開始到C點進入磁場為止，下列結論錯誤的是()A．感應電流方向不變B．CD段直導線始終不受安培力C．感應電動勢最大值Em＝BavD．感應電動勢平均值eq\x\to(E)＝eq\f(1,4)πBav強化訓練選擇題1、下列說法中正確的是（）A．根據可知，穿過線圈的磁通量變化越大，感應電動勢一定越大B．根據Φ=BS可知，閉合回路的面積越大，穿過該線圈的磁通量一定越大C．根據F=BIL可知，在磁場中某處放置的電流越大，則受到的安培力一定越大D．電流元IL置于某處所受的磁場力為F，該處的磁感應強度大小一定不小于2、如圖所示，在平行虛線區(qū)域內存在方向垂直紙面向里的勻強磁場，粗細均勻的三角形閉合導線框的邊與磁場邊界平行（邊長度小于磁場區(qū)域寬度）?，F使線框水平向右勻速穿過磁場區(qū)域，且速度方向與邊始終垂直。若規(guī)定電流在線框中沿逆時針方向為正，在該過程中，導線框中的感應電流i隨時間t的變化規(guī)律，可能如下面哪一圖線所示？（）A．B．C．D．3、如圖甲所示，面積為的100匝線圈處在勻強磁場中，線圈電阻，磁場方向垂直于線圈平面向里，已知磁感應強度隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示，定值電阻。下列說法正確的是（

）A．線圈中產生的感應電動勢均勻增大B．、兩點間電壓為C．點電勢比點電勢低D．內通過電阻的電荷量為4、如圖所示，一平行金屬軌道平面與水平面成θ角，兩軌道寬為L，上端用一電阻R相連，該裝置處于磁感應強度為B的勻強磁場中，磁場方向垂直于軌道平面向上。質量為m的金屬桿ab以初速度v0從軌道底端向上滑行，達到最大高度h后保持靜止。若運動過程中金屬桿始終保持與導軌垂直且接觸良好，軌道與金屬桿的電阻均忽略不計。關于上滑過程，下列說法正確的是（）A．通過電阻R的電量為B．金屬桿中的電流方向由b指向aC．金屬桿因摩擦產生的熱量等于D．金屬桿損失的機械能等于電阻R產生的焦耳熱5、一直徑為d、電阻為r的均勻光滑金屬圓環(huán)水平放置在方向豎直向下的勻強磁場中，磁場的磁感應強度大小為B，如圖所示。一根長為d、電阻為的金屬棒ab始終在圓環(huán)上以速度v（方向與棒垂直）勻速平動，與圓環(huán)接觸良好。當ab棒運動到圓環(huán)的直徑位置時，ab棒中的電流為（）A． B． C． D．6、如圖所示，虛線PQ為勻強磁場的左邊界，虛線右側存在著垂直水平面向下，磁感應強度大小為B的勻強磁場，粗細均勻邊長為L的單匝正方形金屬線框abcd，總電阻為R，水平向右勻速進入磁場，當線框的對角線bd恰好與磁場邊界線重合時，線框的速度大小為。則針對圖示時刻下列判斷正確的是（）A．線框中的感應電流沿順時針方向B．b、c兩點間的電勢差C．線框受到的安培力大小為D．線框受到安培力的方向垂直bc邊向左7、如圖所示，靈敏電流表與螺線管組成閉合回路。關于電流表指針偏轉角度的情況，下列說法正確的是（）A．將磁鐵快速插入螺線管比緩慢插入螺線管時電流表指針偏角大B．將磁鐵從螺線管中拉出時，磁通量減少，故電流表指針偏角一定減小C．不管磁鐵插入快慢，因為磁通量變化相同，故電流表指針偏角相同D．磁鐵放在螺線管中不動時，螺線管中的磁通量最大，故電流表指針偏角最大8、如圖甲，圓形導線框固定在勻強磁場中，磁場方向與導線框所在平面垂直，規(guī)定垂直平面向里為磁場的正方向，磁感應強度B隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示，若規(guī)定逆時針方向為感應電流的正方向，則圖中正確的是（）A．B．C．D．二、解答題9、如圖所示，兩根平行光滑金屬導軌和放置在水平面內，其間距，磁感應強度B=5T的勻強磁場垂直導軌平面向下。兩導軌之間連接的電阻，在導軌上有一金屬棒，其接入電路的電阻，金屬棒與導軌垂直且接觸良好。在棒上施加水平拉力使其以速度v=5m/s向右勻速運動，設金屬導軌足夠長。求：（1）金屬棒產生的感應電動勢；（2）通過電阻R的電流大小和方向；（3）水平拉力的大小F。10、如圖甲所示，匝的線圈（圖中只畫了2匝），電阻，其兩端與一個的電阻相連，線圈內有指向紙內方向的磁場。線圈中的磁通量按圖乙所示規(guī)律變化。(1)判斷通過電阻的電流方向；(2)求線圈產生的感應電動勢；(3)求電阻兩端的電壓。11、如圖，水平放置的光滑平行金屬導軌，左端與電源相連右端與半徑的光滑圓弧金屬導軌相接，導軌寬度，電阻不計。導軌所在空間有豎直向下的勻強磁場磁感應強度。一根導體棒垂直導軌放置，質量，導體棒與導軌接觸良好。接通電源后，導體棒由靜止從位置平行導軌向右運動，經過沖上圓弧導軌，當時速度達最大。設此過程中，通過導體棒的電流恒定，已知ab間距，求在該過程中：（取，，）。(1)導體棒受到安培力的大??；(2)通過導體棒的電流；(3)導體棒的最大動能。12、如圖甲所示，和是兩根互相平行、豎直放置足夠長的光滑金屬導軌，其間距，垂直兩金屬導軌所在的豎直面的勻強磁場，磁感應強度大小。是一根與導軌垂直且始終接觸良好的金屬桿，其電阻、質量未知。開始時，將開關S斷開，讓桿從位置1由靜止開始自由下落，一段時間后，再將S閉合，桿繼續(xù)運動到位置2。金屬桿從位置1運動到位置2的速度隨時間變化的圖像如圖乙所示，重力加速度g取，導軌電阻與空氣阻力均不計。求：（1）位置1與位置2間的高度差和金屬桿的質量；（2）金屬桿從位置1運動到位置2，回路產生的焦耳熱和經過金屬桿某一橫截面積的電量。2.2法拉第電磁感應定律基礎導學要點一、電磁感應定律1．感應電動勢(1)感應電動勢：在電磁感應現象中產生的電動勢．產生感應電動勢的那部分導體相當于電源．(2)在電磁感應現象中，只要閉合回路中有感應電流，這個回路就一定有感應電動勢；回路斷開時，雖然沒有感應電流，但感應電動勢依然存在．2．法拉第電磁感應定律(1)內容：閉合電路中感應電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比．(2)公式：E＝eq\f(ΔΦ,Δt).若閉合導體回路是一個匝數為n的線圈，則E＝neq\f(ΔΦ,Δt).①若ΔΦ僅由磁場變化引起，則表達式可寫為E＝neq\f(ΔB,Δt)S.②若ΔΦ僅由回路的面積變化引起，則表達式可寫為E＝nBeq\f(ΔS,Δt).3、Φ、ΔΦ、eq\f(ΔΦ,Δt)的比較磁通量Φ磁通量的變化量ΔΦ磁通量的變化率eq\f(ΔΦ,Δt)物理意義某時刻穿過磁場中某個面的磁感線條數在某一過程中穿過某個面的磁通量的變化量穿過某個面的磁通量變化的快慢大小計算Φ＝BS⊥ΔΦ＝eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(Φ2－Φ1,B·ΔS,S·ΔB))eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\f(|Φ2－Φ1|,Δt),B·\f(ΔS,Δt),\f(ΔB,Δt)·S))注意穿過某個面有方向相反的磁場時，則不能直接應用Φ＝B·S.應考慮相反方向的磁通量抵消以后所剩余的磁通量開始和轉過180°時，平面都與磁場垂直，但穿過平面的磁通量是不同的，一正一負，ΔΦ＝2B·S而不是零既不表示磁通量的大小也不表示變化的多少．在Φt圖象中，可用圖線的斜率表示4、磁通量的變化率eq\f(ΔΦ,Δt)是Φ-t圖像上某點切線的斜率大?。鐖D中A點磁通量變化率大于B點的磁通量變化率．要點二、導體切割磁感線時的感應電動勢1．垂直切割導體棒垂直于磁場運動，B、l、v兩兩垂直時，如圖甲，E＝Blv.2．不垂直切割導線的運動方向與導線本身垂直，但與磁感線方向夾角為θ時，如圖乙，則E＝Blv1＝Blvsin_θ.3、對公式E＝Blvsinθ的理解(1)對θ的理解：當B、l、v三個量方向互相垂直時，θ＝90°，感應電動勢最大；當有任意兩個量的方向互相平行時，θ＝0°，感應電動勢為零．(2)對l的理解：式中的l應理解為導線切割磁感線時的有效長度，如果導線不和磁場垂直，l應是導線在與磁場垂直方向投影的長度；如果切割磁感線的導線是彎曲的，如圖所示，則應取與B和v垂直的等效直線長度，即ab的弦長．(3)對v的理解①公式中的v應理解為導線和磁場間的相對速度，當導線不動而磁場運動時，也有電磁感應現象產生．②公式E＝Blv一般用于導線各部分切割磁感線速度相同的情況，若導線各部分切割磁感線的速度不同，可取其平均速度求電動勢．如圖所示，導體棒在磁場中繞A點在紙面內以角速度ω勻速轉動，磁感應強度為B，平均切割速度eq\x\to(v)＝eq\f(1,2)vC＝eq\f(ωl,2)，則E＝Bleq\x\to(v)＝eq\f(1,2)Bωl2.4．公式E＝Blvsinθ與E＝neq\f(ΔΦ,Δt)的對比E＝neq\f(ΔΦ,Δt)E＝Blvsinθ區(qū)別研究對象整個閉合回路回路中做切割磁感線運動的那部分導體適用范圍各種電磁感應現象只適用于導體切割磁感線運動的情況計算結果Δt內的平均感應電動勢某一時刻的瞬時感應電動勢聯(lián)系E＝Blvsinθ是由E＝neq\f(ΔΦ,Δt)在一定條件下推導出來的，該公式可看做法拉第電磁感應定律的一個推論要點突破突破一：法拉第電磁感應定律的理解1．由E＝neq\f(ΔΦ,Δt)可知，感應電動勢E大小正比于磁通量的變化率eq\f(ΔΦ,Δt)，而與磁通量Φ、磁通量變化量ΔΦ及電路的電阻大小無關．2．在Φ－t圖象中，eq\f(ΔΦ,Δt)表示某時刻的斜率時，由E＝neq\f(ΔΦ,Δt)可求得瞬時感應電動勢，eq\f(ΔΦ,Δt)表示某段時間Φ－t圖象的斜率時，由E＝neq\f(ΔΦ,Δt)可求得平均感應電動勢．3．感應電動勢的大小與電路是否閉合無關．4．E＝neq\f(ΔΦ,Δt)只表示感應電動勢的大小，不涉及其正負，計算時ΔΦ應取絕對值，至于感應電流的方向，可以用楞次定律去判定．突破二：正確理解磁通量Φ、磁通量的變化量ΔΦ、磁通量的變化率eq\f(ΔΦ,Δt)之間的關系物理量比較內容磁通量Φ磁通量的變化量ΔΦ磁通量的變化率eq\f(ΔΦ,Δt)物理意義某時刻穿過磁場中某個面的磁感線條數穿過某個面的磁通量的變化表示磁場中穿過某個面的磁通量變化快慢大小計算Φ＝B·S，S為與B垂直的面積，不垂直時，取S在與B垂直方向上的投影ΔΦ＝Φ2－Φ1①ΔΦ＝B·ΔS②或ΔΦ＝S·ΔB③eq\f(ΔΦ,Δt)＝B·eq\f(ΔS,Δt)或eq\f(ΔΦ,Δt)＝S·eq\f(ΔB,Δt)物理量比較內容磁通量Φ磁通量的變化量ΔΦ磁通量的變化率eq\f(ΔΦ,Δt)注意(1)適用于勻強磁場(2)穿過某個面有方向相反的磁場，則不能直接用Φ＝B·S，應考慮相反方向的磁通量抵消以后所剩余的磁通量①ΔΦ＝Φ2－Φ1適用各種情況，②ΔΦ＝B·ΔS適用勻強磁場的情況，③ΔΦ＝S·ΔB適用面積不變的情況．線圈在勻強磁場中，從垂直于磁場方向翻轉180°角，因Φ1、Φ2符號相反，ΔΦ＝2BS而不是0.既不表示磁通量的大小，也不表示變化的多少，在Φ－t圖象中，用圖線的斜率表示突破三：公式E＝neq\f(ΔΦ,Δt)與E＝Blv的區(qū)別與聯(lián)系E＝neq\f(ΔΦ,Δt)E＝Blvsinθ區(qū)別研究對象不同研究對象是一個回路研究對象是在磁場中運動的一段導體適用范圍不同具有普遍性，無論什么方式引起Φ的變化都適用只適于一段導線切割磁感線的情況條件不同不一定是勻強磁場E＝neq\f(ΔΦ,Δt)＝neq\f(B·ΔS,Δt)＝neq\f(S·ΔB,Δt)，E由eq\f(ΔΦ,Δt)決定①導線l上各點所在處的B相同②l、v、B應取兩兩互相垂直的分量，可采用投影的辦法E＝neq\f(ΔΦ,Δt)E＝Blvsinθ區(qū)別物理意義不同求的是Δt時間內的平均感應電動勢，E與某段時間或某個過程相對應求的是瞬時感應電動勢，E與某個時刻或某個位置相對應聯(lián)系①E＝Blvsinθ是由E＝neq\f(ΔΦ,Δt)在一定條件下推導出來的②如果B、l、v三者大小方向均不變時，在Δt時間內的平均感應電動勢才和它在任意時刻產生的瞬時電動勢相同典例精析題型一：法拉第電磁感應定律的理解例一．如圖甲所示，單匝矩形線圈abcd在磁場中垂直磁場放置，若線圈所圍面積的磁通量隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示，則()甲乙A．0時刻線圈中感應電動勢最小B．C時刻線圈中感應電動勢為零C．C時刻線圈中感應電動勢最大D．從0至C時間內線圈中的平均感應電動勢為0.4V解析：答案：B題型二：對公式E＝Blvsinθ的理解例二．如右圖所示，平行金屬導軌間距為d，一端跨接電阻R，勻強磁場磁感應強度為B，方向垂直于導軌平面，一根長金屬棒與導軌成θ角放置，棒與導軌電阻不計，當棒沿垂直于棒的方向以恒定速率v在導軌上滑行時，通過電阻的電流是()A.eq\f(Bdv,Rsinθ) B.eq\f(Bdv,R)C.eq\f(Bdvsinθ,R) D.eq\f(Bdvcosθ,R)解析：導體棒切割磁感線的有效長度為L＝eq\f(d,sinθ)，故E＝BLv＝eq\f(Bdv,sinθ)，則I＝eq\f(E,R)＝eq\f(Bdv,Rsinθ)，A正確．題型三：公式E＝neq\f(ΔΦ,Δt)與E＝Blv的區(qū)別與聯(lián)系例三．如右圖所示，一導線彎成半徑為a的半圓形閉合回路．虛線MN右側有磁感應強度為B的勻強磁場．方向垂直于回路所在的平面．回路以速度v向右勻速進入磁場，直徑CD始終與MN垂直．從D點到達邊界開始到C點進入磁場為止，下列結論錯誤的是()A．感應電流方向不變B．CD段直導線始終不受安培力C．感應電動勢最大值Em＝BavD．感應電動勢平均值eq\x\to(E)＝eq\f(1,4)πBav解析：逐項分析如下：選項診斷結論A進入磁場后切割磁感線的導體是D下面彎曲的圓弧部分，有效長度等于圓弧與MN的交點到直徑CD的垂線長，由右手定則知，感應電流方向為交點→D→C→交點，即逆時針方向不變，也可根據楞次定律得出同樣結論.√B由左手定則知，CD中在C點進入磁場前有感應電流，受安培力垂直直徑CD向下×C由E＝BLv和L最大值為a可知E最大值為Bav√DΔt＝eq\f(2a,v)，ΔΦ＝B·S＝B·eq\f(πa2,2)由E＝neq\f(ΔΦ,Δt)即eq\x\to(E)＝eq\f(1,4)πBav√答案：B強化訓練選擇題1、下列說法中正確的是（）A．根據可知，穿過線圈的磁通量變化越大，感應電動勢一定越大B．根據Φ=BS可知，閉合回路的面積越大，穿過該線圈的磁通量一定越大C．根據F=BIL可知，在磁場中某處放置的電流越大，則受到的安培力一定越大D．電流元IL置于某處所受的磁場力為F，該處的磁感應強度大小一定不小于【答案】D【解析】A．根據可知，穿過線圈的磁通量變化率越大，感應電動勢一定越大，故A錯誤；B．Φ=BS中S是指磁通量的有效面積，并不是閉合回路的面積，只有當磁場區(qū)域完全覆蓋閉合回路時，二者才相等，故B錯誤；C．根據F=BIL可知，只有當電流垂直于磁感線放置時，電流越大，則受到的安培力才一定越大，故C錯誤；D．根據安培力公式有所以若電流元IL置于某處所受的磁場力為F，該處的磁感應強度大小一定不小于，故D正確。故選D。2、如圖所示，在平行虛線區(qū)域內存在方向垂直紙面向里的勻強磁場，粗細均勻的三角形閉合導線框的邊與磁場邊界平行（邊長度小于磁場區(qū)域寬度）。現使線框水平向右勻速穿過磁場區(qū)域，且速度方向與邊始終垂直。若規(guī)定電流在線框中沿逆時針方向為正，在該過程中，導線框中的感應電流i隨時間t的變化規(guī)律，可能如下面哪一圖線所示？（）A．B．C．D．【答案】A【解析】磁場方向垂直紙面向里，三角形閉合導線框進入磁場時磁通量增大，根據楞次定律“增反減同”的“增反”可知，電流方向為逆時針，也就是電流為正；三角形閉合導線框離開磁場時磁通量減小，根據楞次定律“增反減同”的“減同”可知，電流方向為順時針，也就是電流為負。根據三角形閉合導線框進入磁場過程中“有效長度L”逐漸減小，故電動勢逐漸減小，電流逐漸減小；三角形閉合導線框離開磁場過程中“有效長度L”逐漸減小，故電動勢逐漸減小，電流逐漸減小。三角形閉合導線框全部在磁場中運動過程中，磁通量不變，無感應電流。故BCD錯誤；A正確。故選A。3、如圖甲所示，面積為的100匝線圈處在勻強磁場中，線圈電阻，磁場方向垂直于線圈平面向里，已知磁感應強度隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示，定值電阻。下列說法正確的是（

）A．線圈中產生的感應電動勢均勻增大B．、兩點間電壓為C．點電勢比點電勢低D．內通過電阻的電荷量為【答案】D【詳解】A．由圖乙可知B隨t均勻變化，所以線圈中的磁通量變化率恒定，產生的感應電動勢恒定，故A錯誤；B．根據法拉第電磁感應定律可得線圈產生的感應電動勢大小為根據閉合電路歐姆定律可得、兩點間電壓為,故B錯誤；C．根據楞次定律可知電流從a點流出、b點流入，所以a點電勢比b點電勢高1.2V，故C錯誤；D．通過電阻的電流為,內通過電阻的電荷量為,故D正確。故選D。4、如圖所示，一平行金屬軌道平面與水平面成θ角，兩軌道寬為L，上端用一電阻R相連，該裝置處于磁感應強度為B的勻強磁場中，磁場方向垂直于軌道平面向上。質量為m的金屬桿ab以初速度v0從軌道底端向上滑行，達到最大高度h后保持靜止。若運動過程中金屬桿始終保持與導軌垂直且接觸良好，軌道與金屬桿的電阻均忽略不計。關于上滑過程，下列說法正確的是（）A．通過電阻R的電量為B．金屬桿中的電流方向由b指向aC．金屬桿因摩擦產生的熱量等于D．金屬桿損失的機械能等于電阻R產生的焦耳熱【答案】A【詳解】A．根據電荷量的計算公式可