（江蘇專用）高考物理總復(fù)習(xí) 第九章 電磁感應(yīng)講義.docVIP

第九章電 磁 感 應(yīng)考綱下載考向前瞻(1)電磁感應(yīng)現(xiàn)象() (2)感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件()(3)法拉第電磁感應(yīng)定律楞次定律()(4)自感渦流()預(yù)計在2016年的高考中，本章的熱點仍是滑軌類問題，線框穿越有界勻強磁場問題，電磁感應(yīng)的圖像問題，電磁感應(yīng)的能量問題，其涉及的知識較多，考查學(xué)生的分析綜合能力及運用數(shù)學(xué)知識解決物理問題的能力，命題仍會傾向于上述熱點內(nèi)容，側(cè)重于本章知識與相關(guān)知識的綜合應(yīng)用，以大型綜合題出現(xiàn)的可能性非常大。第1節(jié)電磁感應(yīng)現(xiàn)象_楞次定律電磁感應(yīng)現(xiàn)象 對應(yīng)學(xué)生用書p155必備知識1磁通量(1)定義：磁場中穿過磁場某一面積s的磁感線條數(shù)定義為穿過該面積的磁通量。(2)公式：bs。(3)單位：1 wb1_tm2。(4)磁通量是標量，但有正負之分，若規(guī)定磁感線從正面穿入時磁通量為正，則磁感線從反面穿入時磁通量為負。(5)磁通量、磁通量的變化量、磁通量的變化率的區(qū)別：磁通量磁通量的變化量磁通量的變化率物理意義某時刻穿過某個面的磁感線的條數(shù)某一段時間內(nèi)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bs，s是與b垂直的面的面積21bssbbs注意穿過某個面有方向相反的磁場，則不能直接用bs求解，應(yīng)考慮相反方向的磁通量抵消后所剩余的磁通量開始時和轉(zhuǎn)過180時平面都與磁場垂直，穿過平面的磁通量是一正一負，2bs而不是0即不表示磁通量的大小，也不表示變化的多少，實際上它就是單匝線圈上產(chǎn)生的電動勢2電磁感應(yīng)現(xiàn)象(1)當穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化時，電路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生的現(xiàn)象。(2)感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件表述1閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場內(nèi)做切割磁感線運動。表述2穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化。(3)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實質(zhì)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實質(zhì)是產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，如果回路閉合則產(chǎn)生感應(yīng)電流；如果回路不閉合，則只有感應(yīng)電動勢而無感應(yīng)電流。典題例析(多選)(2014德州模擬)線圈在長直導(dǎo)線電流的磁場中，做如圖911所示的運動：a向右平動，b向下平動，c繞軸轉(zhuǎn)動(ad邊向外轉(zhuǎn)動角度90)，d向上平動(d線圈有個缺口)，判斷線圈中有感應(yīng)電流的是()圖911解析選bca中線圈向右平動，穿過線圈的磁通量沒有變化，故a線圈中沒有感應(yīng)電流；b中線圈向下平動，穿過線圈的磁通量減少，必產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流；c中線圈繞軸轉(zhuǎn)動，穿過線圈的磁通量變化(開始時減小)，必產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流；d中線圈由于有個缺口不會產(chǎn)生感應(yīng)電流。故b、c正確。判斷電磁感應(yīng)現(xiàn)象是否發(fā)生的一般流程針對訓(xùn)練1(2014全國卷)在法拉第時代，下列驗證“由磁產(chǎn)生電”設(shè)想的實驗中，能觀察到感應(yīng)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，觀察電流表的變化解析：選d只形成閉合回路，回路中的磁通量不變化，不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，a、b、c錯誤；給線圈通電或斷電瞬間，通過閉合回路的磁通量變化，會產(chǎn)生感應(yīng)電流，能觀察到電流表的變化，d正確。2.如圖912所示，一個u形金屬導(dǎo)軌水平放置，其上放有一個金屬導(dǎo)體棒ab，有一個磁感應(yīng)強度為b的勻強磁場斜向上穿過軌道平面，且與豎直方向的夾角為。在下列各過程中，一定能在軌道回路里產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()圖912aab向右運動，同時使減小b使磁感應(yīng)強度b減小，角同時也減小cab向左運動，同時增大磁感應(yīng)強度bdab向右運動，同時增大磁感應(yīng)強度b和角(0mg，t2mgbt1mg，t2mg，t2mgdt1mg解析：選a環(huán)從位置釋放下落，環(huán)經(jīng)過磁鐵上端和下端附近時，環(huán)中磁通量都變化，都產(chǎn)生感應(yīng)電流，由楞次定律可知，磁鐵阻礙環(huán)下落，磁鐵對圓環(huán)有向上的作用力。根據(jù)牛頓第三定律，圓環(huán)對磁鐵有向下的作用力，所以t1mg，t2mg，選項a正確。3(2012北京高考)物理課上，老師做了一個奇妙的“跳環(huán)實驗”。如圖2，她把一個帶鐵芯的線圈l、開關(guān)s和電源用導(dǎo)線連接起來后，將一金屬套環(huán)置于線圈l上，且使鐵芯穿過套環(huán)。閉合開關(guān)s的瞬間，套環(huán)立刻跳起。某同學(xué)另找來器材再探究此實驗。他連接好電路，經(jīng)重復(fù)試驗，線圈上的套環(huán)均未動。對比老師演示的實驗，下列四個選項中，導(dǎo)致套環(huán)未動的原因可能是()圖2a線圈接在了直流電源上b電源電壓過高c所選線圈的匝數(shù)過多d所用套環(huán)的材料與老師的不同解析：選d金屬套環(huán)跳起的原因是開關(guān)s閉合時，套環(huán)上產(chǎn)生的感應(yīng)電流與通電線圈上的電流相互作用而引起的。無論實驗用交流電還是直流電，閉合開關(guān)s瞬間，金屬套環(huán)都會跳起。如果套環(huán)是塑料材料做的，則不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，也就不會受安培力作用而跳起。所以答案是d。4(2014北京豐臺期末)如圖3是一種焊接方法的原理示意圖。將圓形待焊接金屬工件放在線圈中，然后在線圈中通以某種電流，待焊接工件中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流在焊縫處產(chǎn)生大量的熱量將焊縫兩邊的金屬熔化，待焊工件就焊接在一起。我國生產(chǎn)的自行車車輪圈就是用這種辦法焊接的。下列說法中正確的是()圖3a線圈中的電流是很強的恒定電流b線圈中的電流是交變電流，且頻率很高c待焊工件焊縫處的接觸電阻比非焊接部分電阻小d焊接工件中的感應(yīng)電流方向與線圈中的電流方向總是相反解析：選b線圈中的電流是交變電流，且頻率很高，選項b正確a錯誤；待焊工件焊縫處的接觸電阻比非焊接部分電阻大，選項c錯誤；根據(jù)楞次定律，當線圈中的電流增大時，焊接工件中的感應(yīng)電流方向與線圈中的電流方向相反；當線圈中的電流減小時，焊接工件中的感應(yīng)電流方向與線圈中的電流方向相同，選項d錯誤。5.如圖4所示，均勻帶正電的絕緣圓環(huán)a與金屬圓環(huán)b同心共面放置，當a繞o點在其所在平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)時，b中產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流，且具有收縮趨勢，由此可知，圓環(huán)a()圖4a順時針加速旋轉(zhuǎn)b順時針減速旋轉(zhuǎn)c逆時針加速旋轉(zhuǎn)d逆時針減速旋轉(zhuǎn)解析：選b由楞次定律，欲使b中產(chǎn)生順時針電流，則a環(huán)內(nèi)磁場應(yīng)向里減弱或向外增強，a環(huán)的旋轉(zhuǎn)情況應(yīng)該是順時針減速或逆時針加速，由于b環(huán)又有收縮趨勢，說明a環(huán)外部磁場向外，內(nèi)部向里，故選b。6(2014無錫檢測)如圖5所示，一個金屬圓環(huán)水平放置在豎直向上的勻強磁場中，能使圓環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流的做法是()圖5a使勻強磁場均勻減少b保持圓環(huán)水平并在磁場中上下移動c保持圓環(huán)水平并在磁場中左右移動d保持圓環(huán)水平并使圓環(huán)繞過圓心的豎直軸轉(zhuǎn)動解析：選a根據(jù)閉合回路中磁通量變化產(chǎn)生感應(yīng)電流這一條件，能使圓環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流的做法是使勻強磁場均勻減少，選項a正確。二、多項選擇題7(2014大連二模)在大連某中學(xué)實驗室的水平桌面上，放置一矩形閉合導(dǎo)體線圈，如圖6所示，線圈的ab邊沿南北方向，ad邊沿東西方向。僅考慮地磁場的影響，下列說法中正確的是()圖6a若使線圈向東平動，則a點的電勢比b點的電勢低b若使線圈向東平動，則a點的電勢與b點的電勢相等c若以bc為軸將線圈向上翻轉(zhuǎn)90過程中，則線圈中感應(yīng)電流方向為abcdad若以bc為軸將線圈向上翻轉(zhuǎn)90過程中，則線圈中感應(yīng)電流方向為adcba解析：選ac線圈向東平動時，ba和cd兩邊切割磁感線，且兩邊切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小相同，根據(jù)右手定則知，a點的電勢比b點的電勢低，故a正確，b錯誤；若以bc為軸將線圈向上翻轉(zhuǎn)90過程中，則穿過線圈的磁通量剛開始的時候減小，且磁場向下，之后磁場從線圈的另一面穿過，且磁通量增大，根據(jù)楞次定律可知，線圈中感應(yīng)電流方向為abcda，故c正確，d錯誤。8(2014淮安模擬)如圖7所示，“u”形金屬框架固定在水平面上，金屬桿ab與框架間無摩擦，整個裝置處于豎直方向的磁場中。若因磁場的變化，使桿ab向右運動，則磁感應(yīng)強度()圖7a方向向下并減小b方向向下并增大c方向向上并增大 d方向向上并減小解析：選ad因磁場變化，發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，桿ab中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，而使桿ab受到磁場力的作用，并發(fā)生向右運動。ab向右運動，使得閉合回路中磁通量有增加的趨勢，說明原磁場的磁通量必定減弱，即磁感應(yīng)強度正在減小，與方向向上、向下無關(guān)。故a、d正確，b、c錯誤。9(2014唐山摸底)如圖8甲所示，水平放置的平行金屬導(dǎo)軌連接一個平行板電容器c和電阻r，導(dǎo)體棒mn放在導(dǎo)軌上且接觸良好，整個裝置放于垂直導(dǎo)軌平面的磁場中，磁感應(yīng)強度b的變化情況如圖乙所示(圖示磁感應(yīng)強度方向為正)，mn始終保持靜止，則0t2時間()圖8a電容器c的電荷量大小始終沒變b電容器c的a板先帶正電后帶負電cmn所受安培力的大小始終沒變dmn所受安培力的方向先向右后向左解析：選ad磁感應(yīng)強度均勻變化，產(chǎn)生恒定電動勢，電容器c的電荷量大小始終沒變，選項a正確b錯誤；由于磁感應(yīng)強度變化，mn所受安培力的大小變化，mn所受安培力的方向先向右后向左，選項c錯誤d正確。10(2014泰州期末)如圖9甲所示，螺線管內(nèi)有一平行于軸線的磁場，規(guī)定圖中箭頭所示方向為磁感應(yīng)強度b的正方向，螺線管與u型導(dǎo)線框cdef相連，導(dǎo)線框cdef內(nèi)有一半徑很小的金屬圓環(huán)l，圓環(huán)與導(dǎo)線框cdef在同一平面內(nèi)，當螺線管內(nèi)的磁感應(yīng)強度隨時間按圖乙所示規(guī)律變化時，下列選項中正確的是()圖9a在t1時刻，金屬圓環(huán)l內(nèi)的磁通量最大b在t2時刻，金屬圓環(huán)l內(nèi)的磁通量最大c在t1t2時間內(nèi)， 金屬圓環(huán)l內(nèi)有逆時針方向的感應(yīng)電流d在t1t2時間內(nèi)，金屬圓環(huán)l有收縮的趨勢解析：選bd當螺線管內(nèi)的磁感應(yīng)強度隨時間按圖乙所示規(guī)律變化時，在導(dǎo)線框cdef內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流，在t1時刻，感應(yīng)電流為零，金屬圓環(huán)l內(nèi)的磁通量為零，選項a錯誤；在t2時刻，感應(yīng)電流最大，金屬圓環(huán)l內(nèi)的磁通量最大，選項b正確；由楞次定律，在t1t2時間內(nèi)，導(dǎo)線框cdef內(nèi)產(chǎn)生逆時針方向感應(yīng)電流，感應(yīng)電流逐漸增大，金屬圓環(huán)l內(nèi)磁通量增大，根據(jù)楞次定律，金屬圓環(huán)l內(nèi)有順時針方向的感應(yīng)電流，選項c錯誤；在t1t2時間內(nèi)，金屬圓環(huán)l有收縮的趨勢，選項d正確。三、非選擇題11.(2012上海高考)為判斷線圈繞向，可將靈敏電流計g與線圈l連接，如圖10所示。已知線圈由a端開始繞至b端，當電流從電流計g左端流入時，指針向左偏轉(zhuǎn)。圖10(1)將磁鐵n極向下從線圈上方豎直插入l時，發(fā)現(xiàn)指針向左偏轉(zhuǎn)。俯視線圈，其繞向為_(填：“順時針”或“逆時針”)。(2)當條形磁鐵從圖中的虛線位置向右遠離l時，指針向右偏轉(zhuǎn)。俯視線圈，其繞向為_(填：“順時針”或“逆時針”)。解析：(1)將磁鐵n極向下從線圈上方豎直插入l時，發(fā)現(xiàn)指針向左偏轉(zhuǎn)，說明l中電流從b到a。根據(jù)楞次定律，l中應(yīng)該產(chǎn)生豎直向上的磁場。由安培定則可知，俯視線圈，電流為逆時針方向，線圈其繞向為順時針。(2)當條形磁鐵從圖中的虛線位置向右遠離l時，指針向右偏轉(zhuǎn)，說明l中電流從a到b。根據(jù)楞次定律，l中應(yīng)該產(chǎn)生豎直向上的磁場。由安培定則可知，俯視線圈，電流為逆時針方向，俯視線圈，其繞向為逆時針。答案：(1)順時針(2)逆時針12.磁感應(yīng)強度為b的勻強磁場僅存在于邊長為2l的正方形范圍內(nèi)，有一個電阻為r、邊長為l的正方形導(dǎo)線框abcd，沿垂直于磁感線方向，以速度v勻速通過磁場，如圖11所示，從ab進入磁場時開始計時，到線框離開磁場為止。圖11(1)畫出穿過線框的磁通量隨時間變化的圖像；(2)判斷線框中有無感應(yīng)電流。若有，答出感應(yīng)電流的方向。解析：(1)進入磁場的過程中磁通量均勻地增加，完全進入以后磁通量不變，之后磁通量均勻減小，如圖所示。(2)線框進入磁場階段，磁通量增加，由楞次定律得電流方向為逆時針方向；線框在磁場中運動階段，磁通量不變，無感應(yīng)電流；線框離開磁場階段，磁通量減小，由楞次定律得電流方向為順時針方向。答案：見解析第2節(jié)法拉第電磁感應(yīng)定律_自感和渦流法拉第電磁感應(yīng)定律 對應(yīng)學(xué)生用書p158必備知識1感應(yīng)電動勢(1)定義：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢。(2)產(chǎn)生條件：穿過回路的磁通量發(fā)生改變，與電路是否閉合無關(guān)。(3)方向判斷：感應(yīng)電動勢的方向用楞次定律或右手定則判斷。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：en，其中n為線圈匝數(shù)。(3)感應(yīng)電動勢的大小由穿過電路的磁通量的變化率和線圈的匝數(shù)共同決定，而與磁通量、磁通量的變化量的大小沒有必然聯(lián)系。3法拉第電磁感應(yīng)定律應(yīng)用的三種情況(1)磁通量的變化是由面積變化引起時，bs，則en；(2)磁通量的變化是由磁場變化引起時，bs，則en；(3)磁通量的變化是由于面積和磁場變化共同引起的，則根據(jù)定義求，末初，enn。4在圖像問題中磁通量的變化率是 t圖像上某點切線的斜率，利用斜率和線圈匝數(shù)可以確定感應(yīng)電動勢的大小。典題例析如圖921甲所示，一個電阻值為r，匝數(shù)為n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)域內(nèi)存在垂直于線圈平面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度b隨時間t變化的關(guān)系圖線如圖乙所示。圖線與橫、縱軸的截距分別為t0和b0，導(dǎo)線的電阻不計。求0至t1時間內(nèi)圖921(1)通過電阻r1上的電流大小和方向；(2)通過電阻r1上的電荷量q及電阻r1上產(chǎn)生的熱量。思維流程解析(1)根據(jù)楞次定律可知，通過r1的電流方向為由b到a。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得線圈中的電動勢為en根據(jù)閉合電路歐姆定律得通過r1的電流為i。(2)通過r1的電荷量qit1，r1上產(chǎn)生的熱量qi2r1t1。答案(1)方向由b到a(2)應(yīng)用電磁感應(yīng)定律應(yīng)注意的三個問題(1)公式en求解的是一個回路中某段時間內(nèi)的平均電動勢，在磁通量均勻變化時，瞬時值才等于平均值。(2)利用公式ens求感應(yīng)電動勢時，s為線圈在磁場范圍內(nèi)的有效面積。(3)通過回路截面的電荷量q僅與n、和回路電阻r有關(guān)，與時間長短無關(guān)。推導(dǎo)如下：qtt。針對訓(xùn)練1(2014泰州質(zhì)檢)如圖922甲所示，一個圓形線圈的匝數(shù)n100，線圈面積s200 cm2，線圈的電阻r1 ，線圈外接一個阻值r4 的電阻，把線圈放入一方向垂直線圈平面向里的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度隨時間變化規(guī)律如圖乙所示。下列說法中正確的是()圖922a線圈中的感應(yīng)電流方向為順時針方向b電阻r兩端的電壓隨時間均勻增大c線圈電阻r消耗的功率為4104 wd前4 s內(nèi)通過r的電荷量為4104 c解析：選c由楞次定律，線圈中的感應(yīng)電流方向為逆時針方向，選項a錯誤；由法拉第電磁感應(yīng)定律，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢恒定為ensb/t0.1 v，電阻r兩端的電壓不隨時間變化，選項b錯誤；回路中電流ie/(rr)0.02 a，線圈電阻r消耗的功率為pi2r4104 w，選項c正確；前4 s內(nèi)通過r的電荷量為qit0.08 c，選項d錯誤。2(2014江蘇高考)如圖923所示，一正方形線圈的匝數(shù)為n，邊長為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(yīng)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(yīng)電動勢為()圖923a.b.c. d.解析：選b磁感應(yīng)強度的變化率，法拉第電磁感應(yīng)定律公式可寫成enns，其中磁場中的有效面積sa2，代入得en，選項b正確，a、c、d錯誤。導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢 對應(yīng)學(xué)生用書p159必備知識1導(dǎo)體平動切割磁感線對于導(dǎo)體平動切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的計算式eblv，應(yīng)從以下幾個方面理解和掌握。(1)正交性本公式是在一定條件下得出的，除了磁場是勻強磁場，還需b、l、v三者相互垂直。實際問題中當它們不相互垂直時，應(yīng)取垂直的分量進行計算，公式可為eblvsin ，為b與v方向間的夾角。(2)平均性導(dǎo)體平動切割磁感線時，若v為平均速度，則e為平均感應(yīng)電動勢，即bl。(3)瞬時性若v為瞬時速度，則e為相應(yīng)的瞬時感應(yīng)電動勢。(4)有效性公式中的l為有效切割長度，即導(dǎo)體與v垂直的方向上的投影長度。圖924中有效長度分別為：圖924甲圖：lcdsin (容易錯算成labsin )。乙圖：沿v1方向運動時，lmn；沿v2方向運動時，l0。丙圖：沿v1方向運動時，lr；沿v2方向運動時，l0；沿v3方向運動時，lr。(5)相對性eblv中的速度v是相對于磁場的速度，若磁場也運動時，應(yīng)注意速度間的相對關(guān)系。2導(dǎo)體轉(zhuǎn)動切割磁感線當導(dǎo)體在垂直于磁場的平面內(nèi)，繞一端以角速度勻速轉(zhuǎn)動時，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為eblbl2，如圖925所示。圖925典題例析(多選)(2014山東高考)如圖926，一端接有定值電阻的平行金屬軌道固定在水平面內(nèi)，通有恒定電流的長直絕緣導(dǎo)線垂直并緊靠軌道固定，導(dǎo)體棒與軌道垂直且接觸良好，在向右勻速通過m、n兩區(qū)的過程中，導(dǎo)體棒所受安培力分別用fm、fn表示。不計軌道電阻。以下敘述正確的是()圖926afm向右bfn向左cfm逐漸增大 dfn逐漸減小思路點撥(1)導(dǎo)體棒所受安培力fm、fn的大小與什么因素有關(guān)？方向如何判斷？提示：根據(jù)fbil，結(jié)合已知條件可知fm、fn的大小與m、n區(qū)域的磁場分布有關(guān)，跟棒中通過的電流有關(guān)。方向可以用左手定則或楞次定律判斷。(2)長直絕緣導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場有什么特點？提示：根據(jù)安培定則，m、n區(qū)域的磁場并非勻強磁場，而是越靠近導(dǎo)線磁場越強。解析選bcd由題意可知，根據(jù)安培定則，在軌道內(nèi)的m區(qū)、n區(qū)通電長直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場分別垂直軌道平面向外和向里，由此可知，當導(dǎo)體棒運動到m區(qū)時，根據(jù)右手定則可以判定，在導(dǎo)體棒內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流與長直絕緣導(dǎo)線中的電流方向相反，再根據(jù)左手定則可知，金屬棒在m區(qū)時受到的安培力方向向左，因此a選項不正確；同理可以判定b選項正確；再根據(jù)導(dǎo)體棒在m區(qū)勻速靠近長直絕緣導(dǎo)線時對應(yīng)的磁場越來越大，因此產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越來越大，根據(jù)閉合電路的歐姆定律和安培力的公式可知，導(dǎo)體棒所受的安培力fm也逐漸增大，故c選項正確；同理d選項正確。公式en與eblvsin 的區(qū)別與聯(lián)系兩個公式項目eneblvsin 區(qū)別求的是t時間內(nèi)的平均感應(yīng)電動勢，e與某段時間或某個過程相對應(yīng)求的是瞬時感應(yīng)電動勢，e與某個時刻或某個位置相對應(yīng)求的是整個回路的感應(yīng)電動勢。整個回路的感應(yīng)電動勢為零時，其回路中某段導(dǎo)體的感應(yīng)電動勢不一定為零求的是回路中一部分導(dǎo)體切割磁感線時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢由于是整個回路的感應(yīng)電動勢，因此電源部分不容易確定由于是由一部分導(dǎo)體切割磁感線的運動產(chǎn)生的，該部分就相當于電源聯(lián)系公式en和eblvsin 是統(tǒng)一的，當t0時，e為瞬時感應(yīng)電動勢，而公式eblvsin 中的v若代入，則求出的e為平均感應(yīng)電動勢針對訓(xùn)練1(2013北京高考)如圖927所示，在磁感應(yīng)強度為b、方向垂直紙面向里的勻強磁場中，金屬桿mn在平行金屬導(dǎo)軌上以速度v向右勻速滑動，mn中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為e1；若磁感應(yīng)強度增為2b，其他條件不變，mn中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢變?yōu)閑2。則通過電阻r的電流方向及e1與e2之比e1e2分別為()圖927aca,21 bac,21cac,12 dca,12解析：選c金屬棒mn向右切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，由安培定則可知，電阻中電流方向為ac。e1blv，e22blv，所以e1e212。綜上所述，c正確。2(2013天津高考)如圖928所示，紙面內(nèi)有一矩形導(dǎo)體閉合線框abcd，ab邊長大于bc邊長，置于垂直紙面向里、邊界為mn的勻強磁場外，線框兩次勻速地完全進入磁場，兩次速度大小相同，方向均垂直于mn。第一次ab邊平行mn進入磁場，線框上產(chǎn)生的熱量為q1，通過線框?qū)w橫截面的電荷量為q1；第二次bc邊平行mn進入磁場，線框上產(chǎn)生的熱量為q2，通過線框?qū)w橫截面的電荷量為q2，則()圖928aq1q2，q1q2 bq1q2，q1q2cq1q2，q1q2 dq1q2，q1q2解析：選a由qi2rt得，q12rt，q22rt，又因為lablbc，故q1q2。由電荷量qtn，故q1q2。所以a正確。自感 渦流 對應(yīng)學(xué)生用書p161必備知識1互感現(xiàn)象兩個互相靠近的線圈，當一個線圈中的電流變化時，它所產(chǎn)生的變化的磁場會在另一個線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象。2自感現(xiàn)象(1)定義：由于通過導(dǎo)體自身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。(2)自感電動勢：定義：在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢。表達式：el。自感系數(shù)l：相關(guān)因素：與線圈的大小、形狀、圈數(shù)以及是否有鐵芯有關(guān)。單位：亨利(h)，1 mh103 h,1 h106 h。3渦流當線圈中的電流發(fā)生變化時，在它附近的任何導(dǎo)體中都會產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種電流像水的旋渦，所以叫渦流。(1)電磁阻尼：當導(dǎo)體在磁場中運動時，感應(yīng)電流會使導(dǎo)體受到安培力，安培力的方向總是阻礙導(dǎo)體的運動。(2)電磁驅(qū)動：如果磁場相對于導(dǎo)體轉(zhuǎn)動，在導(dǎo)體中會產(chǎn)生感應(yīng)電流使導(dǎo)體受到安培力的作用，安培力使導(dǎo)體運動起來。交流感應(yīng)電動機就是利用電磁驅(qū)動的原理工作的。4自感現(xiàn)象的四大特點(1)自感電動勢總是阻礙導(dǎo)體中原電流的變化。(2)通過線圈中的電流不能發(fā)生突變，只能緩慢變化。(3)電流穩(wěn)定時，自感線圈就相當于普通導(dǎo)體。(4)線圈的自感系數(shù)越大，自感現(xiàn)象越明顯，自感電動勢只是延緩了過程的進行，但它不能使過程停止，更不能使過程反向。典題例析(2014南通調(diào)研)如圖929所示，a、b、c是3個完全相同的燈泡，l是一個自感系數(shù)較大的線圈(直流電阻可忽略不計)。則()圖929as閉合時，a燈立即亮，然后逐漸熄滅bs閉合時，b燈立即亮，然后逐漸熄滅c電路接通穩(wěn)定后，3個燈亮度相同d電路接通穩(wěn)定后，s斷開時，c燈立即熄滅解析選a因線圈l的自感系數(shù)較大且直流電阻可忽略不計，s閉合時，a燈立即亮，然后逐漸熄滅，a正確。s閉合時，b燈先不太亮，然后變亮，b錯誤。電路接通穩(wěn)定后，b、c燈亮度相同，a燈不亮，c錯誤。電路接通穩(wěn)定后，s斷開時，c燈逐漸熄滅，d錯誤。針對訓(xùn)練1(2014揚州模擬)如圖9210所示，l是一帶鐵芯的理想電感線圈，其直流電阻為0，電路中a、b是兩個完全相同的燈泡，與a燈泡串接一個理想二極管d，則()圖9210a開關(guān)s閉合瞬間，a燈泡先亮b開關(guān)s閉合瞬間，a、b燈泡同時亮c開關(guān)s斷開瞬間，a燈泡逐漸熄滅，b燈泡立即熄滅d開關(guān)s斷開瞬間，b燈泡逐漸熄滅，a燈泡立即熄滅解析：選b閉合瞬間線圈相當于斷路，二極管為正向電流，故a、b同時亮，故a錯誤，b正確；開關(guān)s斷開瞬間，b立刻熄滅，由于二極管只正向?qū)ǎ首愿芯€圈與a無法形成回路，a也立刻熄滅，故c、d錯誤。2(多選)(2014江蘇高考)如圖9211所示，在線圈上端放置一盛有冷水的金屬杯，現(xiàn)接通交流電源，過了幾分鐘，杯內(nèi)的水沸騰起來。若要縮短上述加熱時間，下列措施可行的有()圖9211a增加線圈的匝數(shù)b提高交流電源的頻率c將金屬杯換為瓷杯d取走線圈中的鐵芯解析：選ab當線圈上通交流電時，金屬杯由于發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，杯中有感應(yīng)電流，對水加熱，若要增大感應(yīng)電流，則需要增大感應(yīng)電動勢或者減小杯體的電阻。增加線圈的匝數(shù)，使得穿過金屬杯的磁場增強，感應(yīng)電動勢增大，選項a正確；提高交流電的頻率，使得磁通量的變化率增大，感應(yīng)電動勢增大，選項b正確；若將金屬杯換為瓷杯，則不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，選項c錯誤；取走線圈中的鐵芯，磁場會大大減弱，感應(yīng)電動勢減小，選項d錯誤。課時跟蹤檢測 一、單項選擇題1.如圖1所示，電源的電動勢為e，內(nèi)阻r不能忽略。a、b是兩個相同的小燈泡，l是一個自感系數(shù)相當大的線圈。關(guān)于這個電路的以下說法正確的是()圖1a開關(guān)閉合到電路中電流穩(wěn)定的時間內(nèi)， a燈立刻亮，而后逐漸變暗，最后亮度穩(wěn)定b開關(guān)閉合到電路中電流穩(wěn)定的時間內(nèi)，b燈立刻亮，而后逐漸變暗，最后亮度穩(wěn)定c開關(guān)由閉合到斷開瞬間，a燈閃亮一下再熄滅d開關(guān)由閉合到斷開瞬間，電流自左向右通過a燈解析：選a開關(guān)閉合到電路中電流穩(wěn)定的時間內(nèi)，a燈立刻亮，而后逐漸變暗，最后亮度穩(wěn)定；b燈逐漸變亮，最后亮度穩(wěn)定，選項a正確，b錯誤。開關(guān)由閉合到斷開瞬間，電流自右向左通過a燈，a燈沒有閃亮一下再熄滅，選項c、d錯誤。2.(2014南京模擬)如圖2所示，長為l的金屬導(dǎo)線彎成一圓環(huán)，導(dǎo)線的兩端接在電容為c的平行板電容器上，p、q為電容器的兩個極板，磁場垂直于環(huán)面向里，磁感應(yīng)強度以bb0kt(k0)隨時間變化，t0時，p、q兩極板電勢相等。兩極板間的距離遠小于環(huán)的半徑，經(jīng)時間t電容器p板()圖2a不帶電b所帶電荷量與t成正比c帶正電，電荷量是 d帶負電，電荷量是解析：選d磁感應(yīng)強度以bb0kt(k0)隨時間變化，由法拉第電磁感應(yīng)定律得esks，而s，經(jīng)時間t電容器p板所帶電荷量qec；由楞次定律知電容器p板帶負電，故d選項正確。3(2014溫州八校聯(lián)考)如圖3所示的四個選項中，虛線上方空間都存在方向垂直紙面向里的勻強磁場。a、b中的導(dǎo)線框為正方形，c、d中的導(dǎo)線框為直角扇形。各導(dǎo)線框均繞垂直紙面軸o在紙面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動方向如箭頭所示，轉(zhuǎn)動周期均為t。從線框處于圖示位置時開始計時，以在op邊上從p點指向o點的方向為感應(yīng)電流i的正方向。則在如圖4所示的四個情景中，產(chǎn)生的感應(yīng)電流i隨時間t的變化規(guī)律如圖3所示的是()圖3圖4解析：選c根據(jù)感應(yīng)電流在一段時間恒定，導(dǎo)線框應(yīng)為扇形；由右手定則可判斷出產(chǎn)生的感應(yīng)電流i隨時間t的變化規(guī)律如圖3所示的是c。4.(2014九江三模)如圖5所示電路中，電源電動勢為e，線圈l的電阻不計。以下判斷正確的是()圖5a閉合s瞬間，燈泡不發(fā)光b閉合s待電路穩(wěn)定后，燈泡發(fā)光c斷開s瞬間，燈泡發(fā)光d斷開s瞬間，電阻r上無電流通過解析：選c閉合s瞬間，線圈l與燈泡并聯(lián)與r串聯(lián)，線圈阻礙電流的增加，燈泡中有電流，故燈泡發(fā)光，a錯誤；由于線圈l的直流電阻不計，閉合s，穩(wěn)定后，燈泡被短路，電流強度為零，燈泡不發(fā)光，故b錯誤。斷開s的瞬間，電容器放電，r中電流不為零，線圈中電流減小，產(chǎn)生自感電動勢，相當于電源，燈泡中的電流逐漸減小，故c正確，d錯誤。5(2014濟南外國語學(xué)校測試)如圖6所示，正方形閉合導(dǎo)線框的質(zhì)量可以忽略不計，將它從如圖所示的位置勻速拉出勻強磁場。若第一次用0.3 s時間拉出，外力所做的功為w1；第二次用0.9 s時間拉出，外力所做的功為w2，則()圖6aw1w2 bw1w2cw13w2 dw19w2解析：選c設(shè)正方形邊長為l，導(dǎo)線框的電阻為r，則導(dǎo)體切割磁感線的邊長為l，運動距離為l，wt，可知w與t成反比，w13w2，選c。6.(2012大綱卷)如圖7所示，均勻磁場中有一由半圓弧及其直徑構(gòu)成的導(dǎo)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(yīng)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勻速轉(zhuǎn)動半周，在線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流?，F(xiàn)使線框保持圖中所示位置，磁感應(yīng)強度大小隨時間線性變化。為了產(chǎn)生與線框轉(zhuǎn)動半周過程中同樣大小的電流，磁感應(yīng)強度隨時間的變化率的大小應(yīng)為()圖7a. b.c. d.解析：選c設(shè)圓的半徑為r，當其繞過圓心o的軸勻速轉(zhuǎn)動時，圓弧部分不切割磁感線，不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，而在轉(zhuǎn)過半周的過程中僅有一半直徑在磁場中，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為eb0rb0rb0r2；當線框不動時：e。由閉合電路歐姆定律得i，要使ii必須使ee，可得c正確。二、多項選擇題7(2014資陽模擬)在如圖8甲所示的電路中，螺線管匝數(shù)n1 500匝，橫截面積s20 cm2。螺線管導(dǎo)線電阻r1.0 ，r15.0 ，r26.0 ，c30 f。在一段時間內(nèi)，穿過螺線管的磁場的磁感應(yīng)強度b按如圖乙所示規(guī)律變化。則下列說法中正確的是()圖8a2秒末通過線圈的磁通量為2103 wbb螺線管中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為1.5 vc閉合s，電路穩(wěn)定后電阻r1消耗的電功率為5102 wd電路中電流穩(wěn)定后電容器上極板帶正電解析：選ac2秒末通過線圈的磁通量為：bs1.020104 wb2103 wb，故a正確；螺線管中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為：enns1 50020104 v1.2 v，故b錯誤；根據(jù)閉合電路歐姆定律，i a0.1 a，電阻r1消耗電功率為：pi2r10.125 w5102 w，故c正確；根據(jù)楞次定律可知，螺線管下端為正極，則電流穩(wěn)定后電容器下極板帶正電，上極板帶負電，故d