第十一單元電磁感應(yīng)

第十一單元電磁感應(yīng)學(xué)習(xí)內(nèi)容與要求編號基礎(chǔ)型課程拓展型課程學(xué)習(xí)水平電磁感應(yīng)現(xiàn)象A研究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件（學(xué)生實(shí)驗(yàn)）B感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件B右手定則B研究磁通量變化時(shí)感應(yīng)電流的方向（學(xué)生實(shí)驗(yàn)）C楞次定律B導(dǎo)體切割磁感線時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢D說明：（1）基礎(chǔ)型課程中只要求會用右手定那么判定導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向，對感應(yīng)電動(dòng)勢的定量計(jì)算安排在拓展型課程中。（2）導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的計(jì)算，僅限于B、l、v三者彼此垂直的簡單情形，不涉及討論運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體上任意兩點(diǎn)間電勢高低的問題。專題1感應(yīng)電流產(chǎn)生條件感應(yīng)電流的方向一．電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生轉(zhuǎn)變，閉合電路中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流。這確實(shí)是說產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件有兩個(gè)：穿過閉合電路的磁通量發(fā)生轉(zhuǎn)變和電路需閉合。假設(shè)電路不閉合，那么電路中就只產(chǎn)生____________。【典型例題】如下圖的以下實(shí)驗(yàn)中，有感應(yīng)電流產(chǎn)生的是（DC有爭議，反電動(dòng)勢DC有爭議，反電動(dòng)勢二．楞次定律及其應(yīng)用楞次定律的內(nèi)容：感應(yīng)電流的磁場老是要阻礙引發(fā)感應(yīng)電流的磁通量的轉(zhuǎn)變。楞次定律不僅給出了感應(yīng)電流的方向，而且指明了電磁感應(yīng)現(xiàn)象是完全符合能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的。1．明白得楞次定律時(shí)要注意：“阻礙”的含義是：Φ增大時(shí)：B原與B感反向；Φ減小時(shí)：B原與B感同向2．應(yīng)用楞次定律判定感生電流方向的步驟：【典型例題】【楞次定律的明白得與應(yīng)用，2021·海南高考】如圖，在一水平、固定的閉合導(dǎo)體圓環(huán)上方，有一條形磁鐵（N極朝上，S極朝下）由靜止開始下落，磁鐵從圓環(huán)中穿過且不與圓環(huán)接觸，關(guān)于圓環(huán)中感應(yīng)電流的方向（從上向下看），以下說法中正確的選項(xiàng)是C（）C（A）老是順時(shí)針 （B）老是逆時(shí)針（C）先順時(shí)針后逆時(shí)針 （D）先逆時(shí)針后順時(shí)針從能量角度明白得，此進(jìn)程是_______能轉(zhuǎn)化為_______能，磁鐵在接近圓環(huán)的進(jìn)程中受到是______力（選填“引”或“斥”）），離開圓環(huán)的進(jìn)程中受到的是_____力（選填“引”或“斥”），即全進(jìn)程受到的老是______力（選填“動(dòng)”或“阻”），這也是“阻礙”的推行明白得，因此，楞次定律也是能量守恒定律的一種表現(xiàn)?！?004上海】兩圓環(huán)A、B置于同一水平面上，其中A為均勻帶電絕緣環(huán)，B為導(dǎo)體環(huán)。當(dāng)A帶負(fù)電時(shí)，轉(zhuǎn)速應(yīng)__________（選填“增大”或“減小”）才能使B中產(chǎn)生如下圖方向的感應(yīng)電流。減小偏難，改得簡單點(diǎn)。B中電流減弱，求A中的感應(yīng)電流方向。減小偏難，改得簡單點(diǎn)。B中電流減弱，求A中的感應(yīng)電流方向?！纠愦味膳c左手定那么，1996上?！咳缦聢D，MN是一根固定的通電長直導(dǎo)線，電流方向向上。今將一矩形金屬線框abcd放在導(dǎo)線上，讓線框的位置偏向?qū)Ь€的左側(cè)，二者彼此絕緣。當(dāng)導(dǎo)線中的電流突然增大時(shí)，線框整體受力情形為A（1996上海）（）A（1996上海）（A）受力向右 （B）受力向左（C）受力向上 （D）受力為零【拓展】你能“阻礙”的角度解這道題嗎？穿過線框的磁通量__________，為了阻礙那個(gè)緣故，線框整體受到的力應(yīng)向______。三．右手定那么1．內(nèi)容：（1）磁感線穿入右手手心。（從掌心入，手背穿出）（2）大拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)的方向。（3）其余四指指向感應(yīng)電流的方向。2．適用范圍：適用于部份導(dǎo)體切割磁感線?！镜湫屠}】【右手定那么與左手定那么】如下圖，AB、CD是彼此平行的可在導(dǎo)軌上無摩擦滑動(dòng)的金屬棒，導(dǎo)軌的交叉處O點(diǎn)不導(dǎo)通。整個(gè)裝置水平放置，并處在豎直方向的勻強(qiáng)磁場中BD，（）。BD（A）當(dāng)AB向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，CD也會向左運(yùn)動(dòng)（B）當(dāng)AB向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，CD會向右運(yùn)動(dòng)（C）當(dāng)AB向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，CD也會向右運(yùn)動(dòng)（D）當(dāng)AB向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，CD會向左運(yùn)動(dòng)課時(shí)作業(yè)1感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件右手定那么如下圖的勻強(qiáng)磁場中有一個(gè)矩形閉合導(dǎo)線框，在以下四種情形下，線框中會產(chǎn)生感應(yīng)電流的是C（）C（A）如圖甲所示，維持線框平面始終與磁感線平行，線框在磁場中左右運(yùn)動(dòng)（B）如圖乙所示，維持線框平面始終與磁感線平行，線框在磁場中上下運(yùn)動(dòng)（C）如圖丙所示，線框繞位于線框平面內(nèi)且與磁感線垂直的軸線AB轉(zhuǎn)動(dòng)（D）如圖丁所示，線框繞位于線框平面內(nèi)且與磁感線平行的軸線CD轉(zhuǎn)動(dòng)【多項(xiàng)選擇】如下圖，矩形閉合線圈abcd豎直放置，OO′是它的對稱軸，通電直導(dǎo)線AB與OO′平行。假設(shè)要在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，可行的做法是（ABD）ABD（A）AB中電流I慢慢增大（B）AB中電流I先增大后減?。–）以AB為軸，線圈繞AB順時(shí)針轉(zhuǎn)90°（D）線圈繞OO′軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90°（俯視）【1996全國】一平面線圈用細(xì)桿懸于P點(diǎn)，開始時(shí)細(xì)桿處于水平位置，釋放后讓它在如下圖的勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動(dòng)。已知線圈平面始終與紙面垂直，當(dāng)線圈第一次通過位置Ⅰ和位置Ⅱ時(shí)，順著磁場的方向看去，線圈中感應(yīng)電流的方向別離為B（1996全國）（）B（1996全國）（A）逆時(shí)針方向 逆時(shí)針方向 （B）逆時(shí)針方向 順時(shí)針方向（C）順時(shí)針方向 順時(shí)針方向 （D）順時(shí)針方向 逆時(shí)針方向如下圖，一個(gè)邊長為L的正方形導(dǎo)線框以速度v勻速通過寬為d（d＜L）的勻強(qiáng)磁場，在此進(jìn)程中線框中有感應(yīng)電流的時(shí)刻是A（）A（A）EQ\F(2d,v) （B）EQ\F(2L,v)（C）EQ\F(L－d,v) （D）EQ\F(L－2d,v)abdcBC（A）dc邊進(jìn)入磁場到ab邊出磁場的整個(gè)進(jìn)程中都是順時(shí)針方向的（B）dc邊進(jìn)入磁場到ab邊出磁場的整個(gè)進(jìn)程中都是逆時(shí)針方向的（C）dc邊進(jìn)入磁場時(shí)逆時(shí)針方向，dc邊出磁場時(shí)順時(shí)針方向（D）dc邊進(jìn)入磁場時(shí)順時(shí)針方向，dc邊出磁場時(shí)逆時(shí)針方向某實(shí)驗(yàn)小組用如下圖的實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證楞次定律。當(dāng)條形磁鐵自上而下穿過固定的線圈時(shí)，通過電流計(jì)的感應(yīng)電流方向是（D）D（A）a→G→b （B）先a→G→b，后b→G→a（C）b→G→a （D）先b→G→a，后a→G→b如下圖，磁場垂直于紙面，磁感應(yīng)強(qiáng)度在豎直方向均勻散布，水平方向非均勻散布。一銅制圓環(huán)用絲線懸掛于O點(diǎn)，將圓環(huán)拉至位置a后無初速度釋放，在圓環(huán)從a擺向b的進(jìn)程中A（）A（A）感應(yīng)電流方向先逆時(shí)針后順時(shí)針再逆時(shí)針（B）感應(yīng)電流方向一直是逆時(shí)針（C）感應(yīng)電流方向先順時(shí)針后逆時(shí)針再順時(shí)針（D）感應(yīng)電流方向一直是順時(shí)針如下圖，一閉合金屬圓環(huán)用絕緣細(xì)線掛于O點(diǎn)，將圓環(huán)拉離平穩(wěn)位置并釋放，圓環(huán)擺動(dòng)進(jìn)程中通過一勻強(qiáng)磁場區(qū)域，該區(qū)域的寬度比圓環(huán)的直徑大，不計(jì)空氣阻力，那么下述說法中正確的是B（）B（A）圓環(huán)向右穿過磁場后，還能擺至原高度（B）在進(jìn)入和離開磁場時(shí)，圓環(huán)中均有感應(yīng)電流（C）圓環(huán)進(jìn)入磁場后離平穩(wěn)位置越近速度越大，感應(yīng)電流也越大（D）圓環(huán)最終將靜止在平穩(wěn)位置I如下圖，一矩形導(dǎo)線框與長直通電導(dǎo)線在同一平面內(nèi)，且長直導(dǎo)線正好位于線框的正中間，現(xiàn)將線框向右平移，現(xiàn)在線框中的感應(yīng)電流及線框所受磁場力的方向別離是D（）ID（A）順時(shí)針，向右 （B）順時(shí)針，向左（C）逆時(shí)針，向右 （D）逆時(shí)針，向左【2021上海高考，多項(xiàng)選擇】如圖，勻強(qiáng)磁場垂直于軟導(dǎo)線回路平面，由于磁場發(fā)生轉(zhuǎn)變，回路變成圓形，那么該磁場（CD2014年上海高考17CD2014年上海高考17（A）慢慢增強(qiáng)，方向向外 （B）慢慢增強(qiáng)，方向向里（C）慢慢減弱，方向向外 （D）慢慢減弱，方向向里【多項(xiàng)選擇】如下圖，“U”形金屬框架固定在水平面上，金屬桿ab與框架間無摩擦，整個(gè)裝置處于豎直方向的磁場中。假設(shè)因磁場的轉(zhuǎn)變使桿ab向右運(yùn)動(dòng)，那么磁感應(yīng)強(qiáng)度（AD）AD（A）方向向下并減小 （B）方向向下并增大（C）方向向上并增大 （D）方向向上并減?、瘼騛bSNcd如下圖，兩金屬棒ab、cd放在磁場中，并組成閉合電路，當(dāng)ab棒向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，cd棒受到向下的磁場力，那么可知I是_______極，ⅠⅡabSNcdS，N【2020上海】如圖，金屬環(huán)A用輕線懸掛，與長直螺線管共軸，并位于其左側(cè)。假設(shè)變阻器滑片P向左移動(dòng)，那么金屬環(huán)A將向___________（填“左”或“右”）運(yùn)動(dòng)，并有___________（填“收縮”或“擴(kuò)張”）趨勢左，收縮2010上海高考21。左，收縮2010上海高考21專題2切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢電磁感應(yīng)中的電路分析一．導(dǎo)線垂直切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢E＝Blv【典型例題】磁條刷卡器OtEE0t0【2013浙江】磁卡的磁條中有效于存儲信息的磁極方向不同的磁化區(qū)，刷卡器中有檢測線圈。當(dāng)以速度v0刷卡時(shí)，在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，其E-t關(guān)系如下圖。若是只將刷卡速度改成eq\f(v0,2)，線圈中的E-t關(guān)系圖可能是D磁條刷卡器OtEE0t0DOOtEE0t02OtEE0t02OtEE02t0OtEE02t0（A）（B）（C）（D）二．電路分析1．對電源的明白得：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的那部份導(dǎo)體相當(dāng)于電源。2．對電路的明白得：內(nèi)電路是切割磁感線的導(dǎo)體；除電源外其余部份是外電路。感應(yīng)電流與感應(yīng)電動(dòng)勢的關(guān)系：遵循閉合電路歐姆定律，即I＝eq\f(E,R＋r)?！镜湫屠}】圖中所示的導(dǎo)體框架置于一勻強(qiáng)磁場里，磁場方向垂直于紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝，電阻R1＝R2＝1Ω。可移動(dòng)金屬棒ab的長度L＝，電阻Rab＝Ω。當(dāng)ab棒以10m/s的速度向左勻速移動(dòng)的進(jìn)程中，棒兩頭的電壓Uab＝_____V；電路的總功率P＝_____W，1W。，1W【2003上海】粗細(xì)均勻的電阻絲圍成的正方形線框置于有界勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于線框平面，其邊界與正方形線框的邊平行，現(xiàn)使線框以一樣大小的速度沿四個(gè)不同方向平移出磁場，如圖，那么在移動(dòng)進(jìn)程中線框的一邊a、b兩點(diǎn)間電壓絕對值最大的是B（2003上海）（B（2003上海）【1995上海高考】如下圖，把總電阻為2R的均勻電阻絲焊接成一半徑為a的圓環(huán)，水平固定在豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，一長度為2a、電阻等于R、粗細(xì)均勻的金屬棒MN放在圓環(huán)上，與圓環(huán)始終維持良好的接觸。當(dāng)金屬棒以恒定速度v向右移動(dòng)，且通過圓心時(shí)，求（1）EQ\F(4Bav,3（1）EQ\F(4Bav,3R)，N→M，EQ\F(2,3)Bav（2）EQ\F(8B2a2v2,3R)（1）棒上電流的大小和方向及棒兩頭的電壓UMN；（2）在圓環(huán)和金屬棒上消耗的總功率。課時(shí)作業(yè)2電磁感應(yīng)中的電路分析如下圖，平行導(dǎo)軌間有一矩形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，細(xì)金屬棒PQ沿導(dǎo)軌從MN處勻速運(yùn)動(dòng)到M′N′的進(jìn)程中，其感應(yīng)電動(dòng)勢E隨時(shí)刻t轉(zhuǎn)變的圖象，可能正確的選項(xiàng)是A（）A如下圖，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，金屬桿MN在平行金屬導(dǎo)軌上以速度v向右勻速滑動(dòng)，MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為E1；假設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度增為2B，其他條件不變，MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢變成E2。那么通過電阻R的電流方向及E1與E2之比別離為C（）C（A）c→a，2∶1 （B）a→c，2∶1（C）a→c，1∶2 （D）c→a，1∶2【多項(xiàng)選擇】如下圖，兩根足夠長的滑膩金屬導(dǎo)軌水平平行放置，間距為l＝1m，cd間、de間、cf間別離接著阻值R＝10Ω的電阻。一阻值R＝10Ω的導(dǎo)體棒ab以速度v＝4m/s勻速向左運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好；導(dǎo)軌所在平面存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B＝T、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場。以下說法中正確的是BD（）BD（A）導(dǎo)體棒ab中電流的流向?yàn)橛蒪到a （B）cd兩頭的電壓為1V（C）de兩頭的電壓為1V （D）fe兩頭的電壓為1V如下圖，勻強(qiáng)磁場垂直穿過框架平面，B＝1T。金屬桿ab長，其電阻Rab＝Ω，電壓表為理想電壓表，電流表為理想電流表，電阻R＝Ω。桿ab以速度v＝4m/s向右勻速運(yùn)動(dòng)，那么：（1）當(dāng)S接A時(shí)，電壓表的讀數(shù)為______V，電流表的讀數(shù)為_______A。（2）當(dāng)S接B時(shí)，電壓表的讀數(shù)為_____V，電流表的讀數(shù)為______A。（3）當(dāng)S接C時(shí)，電壓表的讀數(shù)為_____V，電流表的讀數(shù)為______A2，0；，1；0，4。2，0；，1；0，4如下圖，在磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝的勻強(qiáng)磁場中，有一彎成夾角為45o的導(dǎo)電導(dǎo)軌，導(dǎo)軌平面與磁場垂直，直導(dǎo)線MN垂直于OC從O處以4m/s的速度向右滑行，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，直導(dǎo)線每米電阻為Ω，那么末閉合回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢大小為_____V，末閉合回路中的感應(yīng)電流大小為_______A，在內(nèi)閉合電路中的感應(yīng)電流_______（選填“增大”、“不變”或“減小，8，不變”）。，8，不變?nèi)缦聢D，相同導(dǎo)線做成的兩個(gè)正方形導(dǎo)線框，邊長之比為2∶1，電阻之比也為2∶1。以相同速度進(jìn)入同一勻強(qiáng)磁場，那么一邊進(jìn)入磁場時(shí)大、小線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢之比為_______，感應(yīng)電流之比為_____，消耗的電功率之比為_________，相同時(shí)刻內(nèi)通過導(dǎo)線某橫截面的電量之比為________2∶1，12∶1，1∶1，2∶1，1∶1一矩形線圈的邊長別離為30cm和40cm，其電阻為1Ω，在與勻強(qiáng)磁場垂直的平面中以v＝10m/s的恒定速度通過有理想邊界的寬20cm的勻強(qiáng)磁場區(qū)，已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝1T。那么，矩形線框在通過磁場區(qū)的進(jìn)程中，有感應(yīng)電流時(shí)感應(yīng)電流I＝____A，所產(chǎn)生的熱量Q＝______J3A，。3A，【2001上海高考】半徑為a的圓形區(qū)域內(nèi)有均勻磁場，磁感強(qiáng)度為B＝，磁場方向垂直紙面向里，半徑為b的金屬圓環(huán)與磁場同心地放置，磁場與環(huán)面垂直，其中a＝，b＝，金屬環(huán)上別離接有燈L1、L2，兩燈的電阻均為R0＝2Ω，一金屬棒MN與金屬環(huán)接觸良好，棒與環(huán)的電阻均忽略不計(jì)；；假設(shè)棒以v0＝5m/s的速度在環(huán)上向右勻速滑動(dòng)，求棒滑過圓環(huán)直徑OO′的瞬時(shí)（如下圖）MN中的電動(dòng)勢和流過燈L1的電流。如圖甲所示，水平放置的兩根平行金屬導(dǎo)軌，間距L＝m，導(dǎo)軌左端連接R＝Ω的電阻，區(qū)域abcd內(nèi)存在垂直于導(dǎo)軌平面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝T，磁場區(qū)域?qū)扗＝m，細(xì)金屬棒A1和A2用長為2D＝m的輕質(zhì)絕緣桿連接，放置在導(dǎo)軌平面上，并與導(dǎo)軌垂直，每根金屬棒在導(dǎo)軌間的電阻均為r＝Ω。導(dǎo)軌電阻不計(jì)，使金屬棒以恒定速度v＝m/s沿導(dǎo)軌向右穿越磁場，計(jì)算從金屬棒A1進(jìn)入磁場（t＝0）到A2離開磁場的時(shí)刻內(nèi)，不同時(shí)刻段通過電阻R的電流強(qiáng)度，并在圖乙中畫出（1）A（2）。（1）A（2）如下圖，固定在勻強(qiáng)磁場中的正方形導(dǎo)線框abcd邊長為L，其中ab是一段阻值為R的均勻電阻絲，其余三邊電阻均不計(jì)，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向里。現(xiàn)有一與ab段完全相同的電阻絲PQ架在導(dǎo)線框上，以恒定速度v從ad滑向bc，當(dāng)PQ滑過EQ\F(L,3)距離時(shí)，通過aP段電阻絲的電流多大？方向如何6BLv/11R，P→a1990全國高考？6BLv/11R，P→a1990全國高考專題3電磁感應(yīng)中的受力分析一．勻速運(yùn)動(dòng)【典型例題】圖中所示的導(dǎo)體框架置于一勻強(qiáng)磁場里，磁場方向垂直于紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝，電阻R1＝R2＝1Ω。可移動(dòng)金屬棒ab的長度L＝，電阻Rab＝Ω。當(dāng)ab棒以10m/s的速度向左勻速移動(dòng)的進(jìn)程中，棒兩頭的電壓Uab＝_____V；所需外力的大小F＝_____N；外力的功率P＝_____W，，1。，，1二．變加速直線運(yùn)動(dòng)【典型例題】abcdLR，總質(zhì)量為m。將其置于磁感強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場上方h處，如下圖。線框由靜止自由下落，線框平面維持在豎直平面內(nèi)，且cd邊始終與水平的磁場邊界面平行。（1）當(dāng)cd邊剛進(jìn)入磁場時(shí)（1）EQ\F(m2gR2,2B4L4)（2）加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)（3）加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)線框加速度恰好為零，求線框下落的高度h所應(yīng)知足的條件。（2）假設(shè)釋放高度小于h，那么棒做如何的運(yùn)動(dòng)？（3）假設(shè)釋放高度大于h，那么棒做如何的運(yùn)動(dòng)？（多項(xiàng)選擇）如下圖，兩根平行滑膩導(dǎo)軌豎直放置，處于垂直軌道平面的勻強(qiáng)磁場中，金屬棒ab跨接在兩導(dǎo)軌之間，其電阻為R。在開關(guān)S斷開時(shí)，讓ab棒自由下落，ab棒在下落進(jìn)程中始終維持與導(dǎo)軌垂直并與之接觸良好，設(shè)導(dǎo)軌足夠長，電阻不計(jì)，從開關(guān)S閉合時(shí)開始計(jì)時(shí)，ab棒的下滑速度v隨時(shí)刻t轉(zhuǎn)變的圖像可能是圖中的ACD（）【2005上?！咳缦聢D，處于勻強(qiáng)磁場中的兩根足夠長、電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌相距1m，導(dǎo)軌平面與水平面成θ＝37°角，下端連接阻值為R的電阻。勻強(qiáng)磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直。質(zhì)量為、電阻不計(jì)的金屬棒放在兩導(dǎo)軌上，棒與導(dǎo)軌垂直并維持良好接觸，它們之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為（1）4m/s2（3）（2005（1）EQ\F(m2gR2,2B4L4)（2）加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)（3）加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)ACD（1）4m/s2（3）（2005上海）【2004上海】水平面上兩根足夠長的金屬導(dǎo)軌平行固定放置，間距為L，一端通過導(dǎo)線與阻值為R的電阻連接；導(dǎo)軌上放一質(zhì)量為m的金屬桿（見右上圖），金屬桿與導(dǎo)軌的電阻不計(jì)；均勻磁場豎直向下。用與導(dǎo)軌平行的恒定力F作用在金屬桿上，桿最終將做勻速運(yùn)動(dòng)。當(dāng)改變拉力的大小時(shí)，相對應(yīng)的勻速運(yùn)動(dòng)速度v也會改變，v和F的關(guān)系如右以下圖。（取重力加速度g＝10m/s2（1）變加速運(yùn)動(dòng)，（2（1）變加速運(yùn)動(dòng)，（2）感應(yīng)電動(dòng)勢＝BLv，感應(yīng)電流為I＝/R，安培力為Fm＝BIL＝B2L2v/R由圖線可知桿受拉力、安培力和阻力作用，勻速時(shí)合力為零，F(xiàn)＝B2L2v/R＋f所以v＝（F－f）R/B2L2，由圖線直接得出斜率為k＝2，所以B＝＝1T，（3）由截距可以求得桿所受阻力為f＝2N，動(dòng)摩擦因數(shù)為。（1）金屬桿在勻速運(yùn)動(dòng)之前做作什么運(yùn)動(dòng)？（2）假設(shè)m＝，L＝，R＝Ω，磁感應(yīng)強(qiáng)度B為多大？（3）由v-F圖線的截距可求得什么物理量？其值為多少？三．電磁感應(yīng)中的勻加速直線運(yùn)動(dòng)【典型例題】FRVMNPQCDB如圖，滑膩且足夠長的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在同一水平面上，兩導(dǎo)軌間距L＝，電阻R＝FRVMNPQCDB（1）電壓表示數(shù)為U＝IR＝EQ\F(BLR,R＋r)v又v＝at，所以U＝EQ\F(BLR,R＋r)at＝kt，則k＝V/s所以U＝t，可見電壓表示數(shù)隨時(shí)間均勻變化（2）F＝＋，可見外力與時(shí)間成線性關(guān)系（3）P＝＋可見F的瞬時(shí)功率與時(shí)間成二次函數(shù)關(guān)系第2s末：P＝12W2004學(xué)年上海市調(diào)研卷23（1）證明電壓表的示數(shù)U隨時(shí)刻t均勻增加。（2）判定外力F隨時(shí)刻t如何轉(zhuǎn)變。（3）判定外力F的功率隨時(shí)刻t如何轉(zhuǎn)變，并求出第2s末時(shí)外力F的瞬時(shí)功率P。BCDRrθ如圖，足夠長的兩平行金屬導(dǎo)軌，間距L＝，導(dǎo)軌平面與水平面成θ＝37°角，定值電阻R＝Ω。導(dǎo)軌上停放著一質(zhì)量m＝、電阻r＝Ω的金屬桿CD，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向上。導(dǎo)軌與金屬桿間的摩擦系數(shù)μ＝?，F(xiàn)用一垂直于金屬桿CD的外力F，沿導(dǎo)軌斜面方向向上拉桿，使之由靜止開始沿導(dǎo)軌向上做加速度為a＝2m/s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，并開始計(jì)時(shí)（cos37°BCDRrθ（1）FA＝＋（2）PR＝（3）撤銷外力后，導(dǎo)體棒向上做減速運(yùn)動(dòng)，停止后再向下變加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)導(dǎo)體受力平衡時(shí)，速度達(dá)到最大并穩(wěn)定，電阻R上功率也穩(wěn)定PM＝IM2R＝2013學(xué)年崇明二模33試求：（1）推導(dǎo)外力F隨時(shí)刻t的轉(zhuǎn)變關(guān)系；（2）t＝2s時(shí)電阻R上消耗功率；（3）假設(shè)2s末撤銷拉力F，說明棒的運(yùn)動(dòng)情形，并求電阻R上功率穩(wěn)固后的功率大小。課時(shí)作業(yè)3電磁感應(yīng)中的受力分析【多項(xiàng)選擇】如下圖，有兩根和水平面成α角的滑膩平行的金屬軌道，上端有可變電阻R，下端足夠長，空間有垂直于軌道平面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。一質(zhì)量為m的金屬桿從軌道上由靜止滑下，通過足夠長的時(shí)刻后，金屬桿的速度會趨于一個(gè)最大速度vm，那么BC（）BC（A）若是B增大，vm將變大 （B）若是α增大，vm將變大（C）若是R增大，vm將變大 （D）若是m變小，vm將變大【多項(xiàng)選擇】如下圖，滑膩的“Π”形金屬導(dǎo)體框豎直放置，質(zhì)量為m的金屬棒MN與框架接觸良好。磁感應(yīng)強(qiáng)度別離為B1、B2的有界勻強(qiáng)磁場方向相反，但均垂直于框架平面，別離處在abcd和cdef區(qū)域?，F(xiàn)從圖示位置由靜止釋放金屬棒MN，當(dāng)金屬棒進(jìn)入磁場B1區(qū)域后，恰好做勻速運(yùn)動(dòng)。以下說法中正確的是BCD（）BCD（A）若B2＝B1，金屬棒進(jìn)入B2區(qū)域后將加速下滑（B）若B2＝B1，金屬棒進(jìn)入B2區(qū)域后仍將維持勻速下滑（C）若B2＜B1，金屬棒進(jìn)入B2區(qū)域后將先加速后勻速下滑（D）若B2＞B1，金屬棒進(jìn)入B2區(qū)域后將先減速后勻速下滑如圖，在滑膩水平桌面上有一邊長為L、電阻為R的正方形導(dǎo)線框；在導(dǎo)線框右邊有一寬度為d（d＞L）的條形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場的邊界與導(dǎo)線框的一邊平行，磁場方向豎直向下。導(dǎo)線框以某一初速度向右運(yùn)動(dòng)。t＝0時(shí)導(dǎo)線框的右邊恰與磁場的左側(cè)界重合，隨后導(dǎo)線框進(jìn)入并通過磁場區(qū)域。以下v-t圖象中，可能正確描述上述進(jìn)程的是D（）D如下圖，U形導(dǎo)體框架寬L＝1m，所在平面與水平面成α＝30o角，電阻不計(jì)，勻強(qiáng)磁場與框架平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝，導(dǎo)體棒ab質(zhì)量為m＝，阻值R＝Ω，導(dǎo)體棒跨放在框架上且能無摩擦地滑動(dòng)，則，導(dǎo)體棒ab下滑的最大速度為______m/s，現(xiàn)在導(dǎo)體棒ab釋放的電功率為________W。，【2021·安徽高考】如下圖，足夠長平行金屬導(dǎo)軌傾斜放置，傾角為37°，寬度為m，電阻忽略不計(jì)，其上端接一小燈泡，電阻為1Ω。一導(dǎo)體棒MN垂直于導(dǎo)軌放置，質(zhì)量為kg，接入電路的電阻為1Ω，兩頭與導(dǎo)軌接觸良好，與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。在導(dǎo)軌間存在著垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為T。將導(dǎo)體棒MN由靜止釋放，運(yùn)動(dòng)一段時(shí)刻后，小燈泡穩(wěn)固發(fā)光，爾后導(dǎo)體棒MN的運(yùn)動(dòng)速度和小燈泡消耗的電功率別離為（重力加速度g取10m/s2，sin37°＝B）（）B（A）m/s，1W （B）5m/s，1W（C）m/s，9W （D）15m/s，9W長方形金屬框中邊長ab＝2bc，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中。今將它用同一速度從磁場中向上、向右勻速拉出，在兩次拉出進(jìn)程中，拉力之比F1∶F2＝______；拉力做功之比W1：W2＝_______；通過金屬框的電量之比q1∶q2＝4∶1，2∶4∶1，2∶1，1：1如下圖，滑膩導(dǎo)線框abcd固定在豎直平面內(nèi)，bc段的電阻為R，其他電阻均不計(jì)。ef是電阻不計(jì)的水平放置的導(dǎo)體桿，桿長為l，質(zhì)量為m，桿兩頭別離與ab和cd維持良好接觸。整個(gè)裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向與框面垂直?，F(xiàn)用一恒力F豎直向上拉ef，當(dāng)ef勻速上升時(shí)，其速度的大小______EQ\F(EQ\F(R（F－mg）,B2L2)/如圖，兩平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面上，相距l(xiāng)，左端與一電阻R相連；整個(gè)系統(tǒng)置于勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向豎直向下。一質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒置于導(dǎo)軌上，在水平外力作用下沿導(dǎo)軌以速度v勻速向右滑動(dòng)，滑動(dòng)進(jìn)程中始終維持與導(dǎo)軌垂直并接觸良好。已知導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度大小為g，導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻都可忽略。（1）eq\f(B2l2v2,R（1）eq\f(B2l2v2,R)（2）eq\f(B2l2v,R)＋μmg如下圖，將與導(dǎo)軌平行且向上的恒定拉力F作用在金屬桿ab（m＝）上，使之由靜止開始沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)，最終將做勻速運(yùn)動(dòng)。假設(shè)兩根足夠長的滑膩直金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行放置在傾角為θ的絕緣斜面上，兩導(dǎo)軌間距為L＝。M、P兩點(diǎn)間接有阻值為R＝Ω的電阻。整套裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直斜面向下。導(dǎo)軌和金屬桿的電阻可忽略。當(dāng)改變拉力F的大小時(shí)，相對應(yīng)的勻速運(yùn)動(dòng)速度v也會改變，v和F的關(guān)系如右圖所示。那么磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝______T，sinθ1；＝_______。（取重力加速度g＝10m/s2）1；如圖甲所示，兩根足夠長的直金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行放置在傾角為θ的絕緣斜面上，兩導(dǎo)軌間距為L。M、P兩點(diǎn)間接有阻值為R的電阻。一根質(zhì)量為m的均勻直金屬桿ab放在兩導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直。整套裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直斜面向下。導(dǎo)軌和金屬桿的電阻可忽略。讓ab桿沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑，導(dǎo)軌和金屬桿接觸良好，不計(jì)它們之間的摩擦（1）見圖（2）EQ\F(BL（1）見圖（2）EQ\F(BLv,R)，gsinθ－EQ\F(B2L2v,mR)（3）EQ\F(mgRsinθ,B2L2)（1）由b向a方向看到的裝置如圖乙所示，請?jiān)诖藞D中畫出ab桿下滑進(jìn)程中某時(shí)刻的受力示用意。（2）在加速下滑進(jìn)程中，當(dāng)ab桿的速度大小為v時(shí)，求現(xiàn)在ab桿中的電流I及其加速度a的大小。（3）求在下滑進(jìn)程中，ab桿能夠達(dá)到的速度最大值。（2020江蘇）如下圖，兩足夠長的滑膩金屬導(dǎo)軌豎直放置，相距為L，一理想電流表與兩導(dǎo)軌相連，勻強(qiáng)磁場與導(dǎo)軌平面垂直。一質(zhì)量為m、有效電阻為R的導(dǎo)體棒在距磁場上邊界h處靜止釋放。導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場后，流經(jīng)電流表的電流慢慢減小，最終穩(wěn)固為I。整個(gè)運(yùn)動(dòng)進(jìn)程中，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好，且始終維持水平，不計(jì)導(dǎo)軌的電阻。求（1）EQ\F(mg,Il)（1）EQ\F(mg,Il)（2）EQ\F(I2R,mg)（3）EQ\F(mgEQ\R(2gh),IR)2010江蘇高考13（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B；（2）電流穩(wěn)固后，導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)速度的大小v；（3）流經(jīng)電流表電流的最大值Im。VARCDVARCD使金屬棒右移，當(dāng)金屬棒以v＝2m/s的速度在導(dǎo)軌平面上勻速滑動(dòng)時(shí)，觀看到電路中的一個(gè)電表正好滿偏，而另一個(gè)電表未滿偏。問（1）電壓表滿偏。（1）電壓表滿偏。若電流表滿偏，則I＝3A，U＝IR＝，大于電壓表量程。（2）F＝1999年上海高考24（1）此滿偏的電表是什么表？說明理由。（2）拉動(dòng)金屬棒的外力F多大？acMNbdL（2020全國）如圖，兩根足夠長的金屬導(dǎo)軌ab、cd