2012高考物理二轮复习精品资料Ⅰ专题12 电磁感应教学案（教师版）

1、电磁感应【名师解读】电磁感应是电磁学中最为重要的内容，也是高考命题频率最高的内容之一。题型多为选择题、计算题。主要考查电磁感应、楞次定律、法拉第电磁感应定律、自感等知识。本部分知识多结合电学、力学部分出压轴题，其命题形式主要是电磁感应与电路规律的综合应用、电磁感应与力学规律的综合应用、电磁感应与能量守恒的综合应用。复习中要熟练掌握感应电流的产生条件、感应电流方向的判断、感应电动势的计算，还要掌握本部分内容与力学、能量的综合问题的分析求解方法。【高考预测】预测2012年高考本考点还会以选项题和计算题两种形式出现，若是选项题一般考查对磁感应强度、磁感线、安培力和洛仑兹力这些概念的理解，以及安培定则

2、和左手定则的运用；若是计算题主要考查安培力大小的计算，以及带电粒子在磁场中受到洛伦兹力和带电粒子在磁场中的圆周运动的分析判断和计算，尤其是带电粒子在电场、磁场中的运动问题对学生的空间想象能力、分析综合能力、应用数学知识处理物理问题的能力有较高的要求，仍是本考点的重点内容，有可能成为试卷的压轴题。由于本考点知识与现代科技密切相关，在近代物理实验中有重大意义，因此考题还可能以科学技术的具体问题为背景，考查学生运用知识解决实际问题的能力和建模能力。预测2012年的高考基础试题仍是重点考查法拉第电磁感应定律及楞次定律和电路等效问题综合试题还是涉及到力和运动、动量守恒、能量守恒、电路分析、安培力等力学和

3、电学知识主要的类型有滑轨类问题、线圈穿越有界磁场的问题、电磁感应图象的问题等此除日光灯原理、磁悬浮原理、电磁阻尼、超导技术这些在实际中有广泛的应用问题也要引起重视。【样题解读】【样题1】如图101所示，两条水平虚线之间有垂直于纸面向里，宽度为d，磁感应强度为B的匀强磁场质量为m，电阻为R的正方形线圈边长为L（L< d），线圈下边缘到磁场上边界的距离为h将线圈由静止释放，其下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时刻的速度都是v0，则在整个线圈穿过磁场的全过程中（从下边缘进入磁场到上边缘穿出磁场），下列说法中正确的是LhdB图5图101A线圈可能一直做匀速运动B线圈可能先加速后减速C线圈的最小速度一定

4、是D线圈的最小速度一定是分析 由于Ld，总有一段时间线圈全部处于匀强磁场中，磁通量不发生变化，不产生感应电流，因此不受安培力，在重力作用下加速运动，因此不可能一直匀速运动，A项错误；已知线圈下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时刻的速度都是v0，由于线圈下边缘到达磁场下边界前一定是加速运动，所以只可能是先减速后加速，而不可能是先加速后减速，B项错误；是安培力和重力平衡时所对应的速度，而本题线圈减速过程中不一定能达到这一速度，C项错误；从能量守恒的角度来分析，线圈穿过磁场过程中，当线圈上边缘刚进入磁场时速度一定最小。从开始自由下落到线圈上边缘刚进入磁场过程中用动能定理，设该过程克服安培力做的功为W，则有

5、：mg(hL)Wmv2。再在线圈下边缘刚进入磁场到刚穿出磁场过程中用动能定理，该过程克服安培力做的功也是W，而始、末动能相同，所以有：mgdW0。由以上两式可得最小速度v， D项正确。答案 D解读本题涉及到磁通量、感应电动势、安培力、牛顿第二定律、动能定理等知识点，考查理解能力、推理能力和分析综合能力，体现了考试大纲中对“能够根据已知的知识和物理事实、条件，对物理问题进行逻辑推理和论证，得出正确的结论或作出正确的判断”和“能够把一个复杂问题分解为若干较简单的问题，找出它们之间的联系”的能力要求。本题是线圈穿过有界磁场时的运动情况，因线圈切割速度的变化，导致感应电流、安培力的变化，所以线圈的运动

6、较复杂。只有综合分析，并结合功能关系，才能正确得出结论。【样题2】如图102所示的（a）、（b）、(c)中除导体棒ab可动外，其余部分均固定不动，（a）图中的C原来不带电。设导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略。导体棒和导轨间的摩擦也不计。图中装置均在水平面内，且都处于方向垂直水平面（即纸面）向下的匀强磁场中，导轨足够长，今给导体棒ab一个向右的初速度v0，在下列三种情形下导体棒ab的最终运动状态是A 三种情况下导体棒ab最终均做匀速运动B （a）、（c）中，棒ab最终将以不同速度做匀速运动；(b)中ab棒最终静止C （a）、（c）中，棒ab最终将以相同速度做匀速运动；(b)中ab棒最终静止D

7、 (a)、（b）、（c）中，棒ab最终都静止分析 图（a）中导体棒ab向右运动切割磁感线产生感应电动势，对电容器充电，同时电流流过电阻R生热，导体棒由于受到安培力的阻碍作用而减速，感应电动势BLv减小。随着电容器C上的电压增大，充电电流越来越小，当导体棒上的感应电动势与电容电压相等时不再充电，导体棒ab将以一个小于v0且方向向右的速度做匀速运动。图（b）中导体棒ab向右运动切割磁感线产生感应电动势，电流流过电阻R生热，导体棒一直受到安培力的阻碍作用而减速，最终静止。图（c）中导体棒ab向右运动切割磁感线产生感应电动势，其方向与电源E相同，ab受到向左的安培力而减速，速度减小到零时，由于电源E的

8、存在，电路中有b到a方向的电流，ab受到向左的安培力而向左加速，直到速度v满足BLv时不再加速，而做匀速运动，由于最后速度方向向左，而速度是矢量，所以与图（a）中向右匀速的速度不同。D项正确。答案 B解读本题涉及到导体切割磁感线时的感应电动势、右手定则、闭合电路的欧姆定律、电容、受力分析、牛顿第二定律等知识点，考查理解能力、推理能力和分析综合能力，体现了考试大纲中对“能够鉴别关于概念和规律的似是而非的说法，理解相关知识的区别和联系”、“能够根据已知的知识和物理事实、条件，对物理问题进行逻辑推理和论证，得出正确的结论或作出正确的判断”和“能够独立地对所遇到的问题进行具体分析，弄清其中的物理状态、

9、物理过程和物理情境，找出其中起重要作用的因素及有关条件”的能力要求。本题要从导体棒开始受力进行分析，结合牛顿定律，判断出最终运动情况，三个图形虽然相似，但结果截然不同，尤其是a、c两中导体棒最后的运动方向相反，速度必然不同。【样题3】一有界匀强磁场区域如图103甲所示，质量为m、电阻为R的长方形矩形线圈abcd边长分别为L和2L，线圈一半在磁场内，一半在磁场外，磁感强度为B0。t=0时刻磁场开始均匀减小，线圈中产生感应电流，在磁场力作用下运动, vt图像如图103乙，图中斜向虚线为过0点速度图线的切线，数据由图中给出，不考虑重力影响。求：（1）磁场磁感应强度的变化率。（2）t3时刻回路电功率。

10、分析 （1）由vt图可知道，刚开始t=0时刻线圈加速度为 此时感应电动势 感应电流 线圈此刻所受安培力为 得 （2）线圈从t2时刻开始做匀速直线运动，所以t3时刻有两种可能：（a）线圈没有完全进入磁场，磁场就消失，所以没有感应电流，回路电功率P=0（b）磁场没有消失，但线圈完全进入磁场，尽管有感应电流，所受合力为零，同样做匀速直线运动 答案 （1） （2）0或解读本题涉及到法拉第电磁感应定律、受力分析、安培力、牛顿第二定律、v-t图像等知识点，考查推理能力、分析综合能力和应用数学处理物理问题的能力，体现了考试大纲中对“能够把一个复杂问题分解为若干较简单的问题，找出它们之间的联系”和“必要时能运

11、用几何图形、函数图像进行表达、分析”的能力要求。本题要先从图像中获取信息求解，第二问要求思维发散，注意多解性。【样题4】如图104所示，在高度差h0.50m的平行虚线范围内，有磁感强度B0.50T、方向水平向里的匀强磁场，正方形线框abcd的质量m0.10kg、边长L0.50m、电阻R0.50，线框平面与竖直平面平行，静止在位置I时，cd边跟磁场下边缘有一段距离。现用一竖直向上的恒力F4.0N向上提线框，该框由位置无初速度开始向上运动，穿过磁场区，最后到达位置（ab边恰好出磁场），线框平面在运动中保持在竖直平面内，且cd边保持水平。设cd边刚进入磁场时，线框恰好开始做匀速运动（g取10ms2）

12、。求：（1）线框进入磁场前距磁场下边界的距离H。（2）线框由位置到位置的过程中，恒力F做的功是多少？线框内产生的热量又是多少?分析 （1）在恒力作用下，线圈开始向上做匀加速直线运动，设线圈的加速度为a，据牛顿第二定律有：Fmgma 解得a30m/s2从线圈进入磁场开始做匀速运动，速度为v1，则cd边产生的感应电动势为BLv1线框中产生的感应电流为 I /R线框所受的安培力为 F安BIL因线框做匀速运动，则有FF安+mg联立上述几式，可解得 24m/s由v122aH解得H9.6m（2）恒力F做的功 WF（H+L+h）42.4J从cd边进入磁场到ab边离开磁场的过程中，拉力所做的功等于线框增加的重

13、力势能和产生的热量Q，即F（L+h）mg（L+h）+Q解得：Q（Fmg）（L+h）3.0J或QI2Rt3.0J答案 （1）9.6m （2）42.4J，3.0J解读本题涉及到导体切割磁感线时的感应电动势、欧姆定律、安培力、匀速运动、匀变速直线运动、牛顿第二定律、功能关系等知识点，考查推理能力、分析综合能力和应用数学处理物理问题的能力，体现了考试大纲中对“能够把一个复杂问题分解为若干较简单的问题，找出它们之间的联系”和“能够根据具体问题列出物理量之间的关系式，进行推导和求解，并根据结果得出物理结论”的能力要求。求解时先从受力分析入手，利用牛顿定律，得出线框进入磁场中做匀速运动，再应用能量关系就简单

14、了。【样题5】如图105所示，光滑矩形斜面ABCD的倾角300，在其上放置一矩形金属线框abcd，ab的边长l11m，bc的边长l20.6m，线框的质量m1kg，电阻R0.1，线框通过细线绕过定滑轮与重物相连，细线与斜面平行且靠近；重物质量M2kg，离地面的高度为H4.8m；斜面上efgh区域是有界匀强磁场，磁感应强度的大小为0.5T,方向垂直于斜面向上；已知AB到ef的距离为4.2m，ef到gh的距离为0.6m，gh到CD的距离为3.2m，取g10m/s2；现让线框从静止开始运动(开始时刻，cd边与AB边重合)，求：（1）通过计算，在图106中画出线框从静止开始运动到cd边与CD边重合时（不

15、考虑ab边离开斜面后线框的翻转），线框的速度时间图像。（2）线框abcd在整个运动过程中产生的焦耳热。分析 （1）线框abcd由静止沿斜面向上运动到ab与ef线重合的过程中，线框和重物在恒力作用下以共同的加速度做匀加速运动。设ab恰好要进入磁场时的速度为，对线框和重物的整体在这一过程运用动能定理解得 m/s该过程的时间为 ab边刚进入磁场时由于切割磁感线而产生电流，所以线框受到沿斜面向下的安培力作用 故此时，故线框进入磁场后，做匀速直线运动，直到cd边离开gh的瞬间为止。s 此时M刚好着地，细绳松弛，线框继续向上做减速运动，设线框的cd边到达CD线的速度为，则对线框有图107 得 m/ss则线

16、框的速度时间图像如图107所示。（2）线框abcd只在磁场中运动时产生焦耳热18J。答案 （1）如图107所示 （2）18J解读本题涉及到导体切割磁感线时的感应电动势、安培力、匀速运动、匀变速直线运动、牛顿第二定律、速度时间图像、动能定理等知识点，考查推理能力、分析综合能力和应用数学处理物理问题的能力，体现了考试大纲中对“能够把一个复杂问题分解为若干较简单的问题，找出它们之间的联系”和“必要时能运用几何图形、函数图像进行表达、分析”的能力要求。本题综合性很强，需要分段求解，关键是确定各段的运动情况和所用的时间。【命题角度分析】命题角度1 考查感应电流产生的条件及方向的判断 1如图111所示，A

17、是长直密绕通电螺线管，小线圈B与电流表连接，并沿A的轴线Ox从O点自左向右匀速穿过螺线管人能正确反映通过电流表中电流I随x变化规律的是 ( )考场错误再现 A、B或D考场零失误 (1)不知道长直螺线管内部磁场的特点；(2)不能正确判断小线圈B中感应电流方向间的关系对症下药 C 通电长螺线管内部的磁场为匀强磁场，小线圈0在螺线管内部运动时没有磁通量的变化，不产生感应电流，AB均错，若螺线管左端为N，B靠近N的过程中，磁通量增加，从左向右看感应电流顺时针方向，在线圈B离开右端并向右运动的过程中，向左的磁通量减小，从左向右看，感应电流为逆时针方向，所以在B靠近及离开时感应电流的方向应相反，C选项正确

18、 2原始的电话机将听筒和话筒串联成一个电路，当自己对着话筒讲话时，会从听筒中听到自己的声音，导致听觉疲劳而影响通话。现代的电话将听筒电路与话筒电路分开，改进的电路原理示意图如图112所示，图中线圈I与线圈匝数相等，R0=12k，R=36k，R为可变电阻。当R调到某一值时，从听筒中就听不到话筒传出的声音了。这时Rx=_k考场错误再现 24k 考场零失误 没有从原理上把握为什么从听筒中听不到话筒的声音对症下药 话筒是一个声电转换装置，声音信号通过话筒后转换成的电信号从线圈I和线卷两个支路走，两个支路的电流方向相反，若要听筒中听不到话筒的声音要求这两个电流必须大小相等，这样话筒连接的线圈中磁通量为零

19、，听筒连接的线圈中就没有感应电流。因此，将数据代A可得：Rx=18k专家会诊有无感应电流应先判断闭合回路中有无磁通量的变化命题角度2 考查对楞次定律的理解与运用 1如图113所示，光滑固定导轨M、N水平放置，两根导体棒p、Q平行放于导轨上，形成一个闭合回路，当一条形磁铁从高处下落挨近回路时 ( ) A.P、Q将互相靠扰 BP、Q将互相远离 C磁铁的加速度仍为g D磁铁的加速度小于g 考场错误再现 BD 考场零失误 磁铁挨近回路时，导轨M、N与P、Q构成一闭合回路，P、Q中的电流方向相反，由同向电流相互吸引，异向电流相互排斥可得B 对症下药 AD 楞次定律的一种表述为：感应电流总是阻碍磁通量的变

20、化；当有相对运动时，感应电流总是阻碍导体间的相对运动当磁铁挨近回路时，感应电流阻碍磁铁向回路运动，所以磁铁运动的加速度小于引当磁铁挨近回路时，导轨与PQ组成的回路磁通量增加，P、Q只有相互靠拢才阻碍着磁通量的增加专家会诊要善于灵活运用楞次定律的各种不同的表述形式分析和解决问题；形式分析和解决问题，命题角度3 导体棒转动切割磁感线时感应电动势大小和电势高低的判断。 1一直升飞机停在南半球的地磁极上空该处地磁场的方向竖直向上，磁感应强度为且直升飞机螺旋桨叶片的长度为l，螺旋桨转动的频率为f，顺着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨按顺时针方向转动螺旋桨叶片的近轴端为a，远轴端为b，如图1l4所示如果忽略。

21、到转轴中心线的距离，用表示每个叶片中的感应电动势，则 ( )A.=fl2B，且a点电势低于b点电势 B=2fl2B，且a点电势低于b点电势 C=fl2B，且。点电势高于b点电势 D=2fl2B，且a点电势高于b点电势 考场错误再现 B、C或D考场零失误 (1)不能建立正确的空间模型；(2)不知道如何计算有固定转动轴的杆切割磁感线产生的感应电动势的大小对症下药 A 顺着磁场的方向看，螺旋桨转动模型如图115，根据右手定则知：甲a>b，由电磁感应定律知：E=BLv平vh=ul =2wf联立得=fl2B专家会诊在转动模型中，借助于平均感应电动势可以得到动点相对于不动点的感应电动势大小为E=命题

22、角度4 导体棒垂直切割磁感线及相关联的问题 1如图116所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行导轨相距1 m.导轨平面与水平面成=37°角，下端连接阻值为R的电阻匀强磁场方向与导轨平面垂直质量为02kg电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触， 它们之间的动摩擦因数为025(1)金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小；(2)当金属棒下滑速度达到稳定时，电阻R消耗的电功率为8w，求该速度的大小；(3)在上问中，若R=2，金属棒中的电流方向由。到b求磁感应强度的大小与方向(g=10m/s2,k37=06，cos37°=08) 考场错误再现 不能得出正

23、确答案 考场零失误 (1)不善于用侧面图来分析问题；(2)不能从能量转化和守恒的思想分析和解决问题 对症下药 (1)金属棒沿导轨刚开始下滑时，安培力为零，由牛顿第二定律： mgsm-xmgcos=ma gsln-gcos =4 m/s2(2)当金属棒下滑速度达到稳定时，根据能量守恒有： mgVSIn=mgvcos+PR所以(3)设电路中的电流为I，两导轨间金属棒长为l，磁场的磁感应强度为B，则I 解得B04T，磁场方向垂直导轨平面向上。 2图117中MN和PQ为竖直方向的两平行长直金属导轨，间距l为040m，电阻不计。导轨所在平面与磁感应强度B为050T的匀强磁场垂直。质量m为60×

24、10-3 ks、电阻为10的金属杆ab始终垂直于导轨，并与其保持光滑接触。导轨两端分别接有滑动变阻器和阻值为30n的电阻R1。当杆ab达到稳定状态时以速率v匀速下滑，整个电路消耗的电功率户为027W，重力加速度取10m/s2，试求速率。和滑动变阻器接人电路部分的阻值R2。考场错误再现 由于分析不到位，得不出正确答案考场零失误 从能量转化的角度看，当杆ab达到稳定状态时，应是重力做功转化为整个回路的能量对症下药 由能量守恒得：mgv=P代入数据得v=45m/s又E=BLv 设电阻只，与及，的并联电阻为R外，ab棒的电阻为r，有： 代入数据得：R2=6专家会诊磁感应类问题大部分是力、电综合题，因此

25、要善于将力学和电学的观点(尤其是能量的观点)结合起来分析和解决问题；正确画出侧面图是解决问题的关键 命题角度5 中有两棒磁感切割线的运动1.图118中a1c1b1d1和a2b2c2d2为同一竖直平面内的金属导轨，处在磁感应强度为O的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨所在的平面(纸面)向里导轨的a1b1段与a2b2段是竖直的，距离为l1；cld1段与c2d2段也是竖直的，距离为l2.xlyl与x2y2为两根用不可伸长的绝缘轻线相连的金属细杆，质量分别为m1和m2，它们都垂直于导轨并与导轨保持光滑接触两杆与导轨构成的回路的总电阻为兄9为作用于金属杆x1y1上的竖直向上的恒力已知两杆运动到图示位置时，已匀

26、速向上运动，求此时作用于两杆的重力的功率的大小和回路电阻上的热功率 考场错误再现 考场零失误 此题涉及到电磁感应、安培力及等效电路与牛顿第二定律出错的原因是：(1)对双杆问题，没有找出物理量之间的关系；(2)没有注意到两杆都切割磁感线，都相当于等效电源，但有效切割长度不同，产生的感应电动势也不同(3)在处理方法上，整体法与隔离法没有恰当地运用对症下药 设两杆向上运动的速度为v，因杆的运动，两杆与导轨构成的回路的面积减少，由法拉第电磁感应定律，回路中的感应电动势的大小E=B(l2-l1)v回路中的电流，电流沿顺时针方向，两金属杆都要受到安培力作用，作用于杆x1yl的安培力为f1=Bil1，方向向

27、上，作用于杆x2y2的安培力为f2=BIl2，方向向下当杆匀速运动时，根据牛顿第二定律有：F-mlg-m2g+fl!f2=0解以上各式得：作用于两杆的重力的功率大小P=(m1+m2)ew电阻上的热功率Q=I2R将I、v代入可得： 专家会诊哪-在解答电磁感应类问题时要充分掌握高中物理两大基本观点：力学观点、能量观点，这是解决问题的基本途径，有的学生认为此题计算复杂，其实不然，解答时应学会分步考虑，最后写出通式的良好运算习惯命题角度6 导体轩平动切割与磁感应强度B的变化同时引起感应电流 1如图119所示，两根平行金属导轨固定在水平桌面上，每根导轨每米的电阻为ro=010/m，导轨的端点P、Q用电阻

28、可以忽略的导线相连，两导轨间的距离l=020m.有随时间变化的匀强磁场垂直于桌面，已知磁感应强度B与时间t的关系为B= AJ，比例系数k=0020T/s一电阻不计的金属杆可在导轨上无摩擦地滑动，在滑动过程中保持与导轨垂直在t=0时刻，金属杆紧靠在P、Q端，在外力作用下，杆以恒定的加速度从静止开始向导轨的另一端滑动，求在t=60s时金属杆所受的安培力 考场错误再现 72×10-4N 考场零失误 (1)没有注意到杆的运动为匀加速直线运动，(2)没有考虑到B的变化引起的感应电动势对症下药 用a表示金属杆的加速度，在t时刻，金属杆与初始位置的距离 此时杆的速度v=at这时，杆与导轨构成的回路

29、的面积S=Ll，回路中的感应电动势E+sA+Blv，回路总电阻R=2Lr0，回路感应电流I=E/R，作用于杆的作用力F=BlI，解得R= 2Lr0，带人数据得F=144×10-3N 2如图1110所示，磁场方向垂直于xOy平面向里，磁感应强度B沿y没有变化，沿x轴方向均匀增加，每经过1 cm增加10-4T，即 10-T/cm，有一个长为L=20cm，宽h=10 cm的矩形金属框以v=20cm/s的速度沿x轴方向运动，求：(1)框中感应电动势E是多少? (2)如果线框电阻R=002 ，它消耗的电功率是多大? (3)为保持框匀速运动，需要多大外力?机械功率是多大? 考场错误再现 (1)4

30、×10-6V (2)8×10-10W (3)4×10-9N 考场零失误 (1)此题的B按空间位置变化而不同，本南上B不随时间而变化；(2)若以左右两边切割磁感线计算感应电动势，应为两边之差。 对症下药 (1)设某时刻ab边所在x1处磁感应强度为B1，cd边所在x2处为B2，由于B沿x轴方向均匀增加，所以故产生的感应电动势E=B2hv-B1hv=Lhv=4×10-7V(2)电功率为P=E2/R=8x10-12W(3)由能量守恒原理得外力功率等于电功率P=Fv=8×10-12 W因v=02m/s，所以F=PIv=4×10-11N专家会诊

31、(1)要根据题目给出的具体条件进行分析； (2)当导体平动切割和磁感应强度B变化时，求感应电动势应两者同时考虑【探究开放题预测】预测角度1 有无感应电流的产生及方向的判定1两圆环A、B置于同一水平面上，其中A为均匀带电绝缘环，O为导体环当d以如图1117所示的方向绕中心转动的角速度发生 变化时，B中产生如图所示的感应电流则 ( ) A.A可能带正电且转速减小 BA可能带正电且转速增大 CA可能带负电且转速减小 DA可能带负电且转速增大 解题思路 由B中感应电流的方向知感应电流对应的磁场，根据楞决定律推断原磁场的可能方向及变化情况，再确定A带电情况及转动情况 解答 BC若A带正电，B中磁通量垂直

32、纸面向里，只有磁通量增大时，B中才会有感应生成逆时针电流，故A的转速应增大，选项B正确A错误若A带负电，同理可推断选项C正确D错误预测角度2 楞次定律、右手定则与力学规律的综合应用 1如图1118所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由滑动的金属棒PQ、MN，当PQ在外力的作用下运动时，MN在磁场力的作用下向右运动，则PQ所做的运动可能是 ( ) A.向右加速运动 B向左加速运动 C.向右减速运动 D.向左减速运动 解题思路 当MN棒在磁场力作用下向右运动时，由左手定则知感应电流由MN，由安培定则知乙，中感应电流产生的磁场方向向上，由楞次定律可知若L2中感应电流的磁场方向向上，则磁场必减弱；L2

33、中感应电流的磁场方向向下，则原磁场必增强当PQ向右运动时， PQ中感应电流方向由QP，L2中感应电流的磁场方向向上，所以当PQ向右运动时必是减速运动，A错误C正确；当PQ向左运动时，PQ中感应电流方向由PQ，L2中感应电流的磁场方向向下，所以当PQ向左运动时必是加速运动，B正确D错误 解答 BC一般题目是已知导体切割磁感线的运动情况，求感应电流本题恰好相反，主要考查逆向思维能力，解决这类问题的一个较为有效的方法还是进行正向思维，拿每一个选项去验证，符合题意者正确预测角度3 电磁感应与电路知识的综合运用 1如图1119所示，PQ与MN两平行金属导轨相距上二1m，金属导轨的电阻不计，两端分别接有电

34、阻及，和R2，已知R1=6，导体的电阻为2，在导轨上可无摩擦地滑动，垂直穿过导轨平面的匀强磁场的磁感应强度为1T，现将导体dA杆以恒定速度v=3m/s的速率匀速向右移动，这时导体ab杆上消耗的电功率与电阻R1、R2，所消耗的电功率之和相等，求：(1)R2的阻值；(2)R1与R2消耗的电功率分别为多少?(3)拉导体ab杆的水平向右的外为F为多大? 解题思路 ab杆以一定的速度切割磁感线，ab部分相当于电源，按照闭合电路的欧姆定律可分别求出要求的物理量；ab杆匀速运动必须有所加的外力与安培力相等 解答 (1)因导体ab杆上消耗的电功率与电阻R1、R2，所消耗的电功率之和相等，所以有: 解得R2=3

35、(2)E=Blv=3V，U-E-Ir=(3)导体杆匀速运动，F外=BIL=预测角度4 电磁感应与力学、电学等相关知识,的综合运用 1如图1120所示，固定于水平桌面上足够长的两平行导轨PQ、MN，PQ、MN的电阻不计，间距为d=05m.P、M两端接有一只理想电压表，整个装置处于竖直向下的磁感应强度B=02T的匀强磁场中，电阻均为r=01n，质量分别为m1=300g和m2=500g的两金属棒L1、L2平行的搁在光滑导轨上，现固定棒L1,L2在水平恒力F=08N的作用下，由静止开始做加速运动，试求：(1)当电压表读数为U=0.2V时，棒L2上的加速度多大?(2)棒L2能达到的最大速度Vm(3)若在

36、棒L2达Vm时撤去外力F，并同时释放L1、求棒L2达到稳定时的速度值(4)若固定L1，当棒L2的速度为v，且离开棒L1，距离为的同时，撤去外力F，为保持棒L2做匀速运动，可以采用将B从原值(B0=02T)逐渐减小的办法，则磁感应强度B应怎样随时间变化(写出B与时间，的关系式)解题思路 本题应根据每一问所设条件，具体情况具体分析，并根据相应规律求解对应的物理量尤其是第 (4)问不能将B的变化理解为B随时间均匀减小，否则该题极易出错 解答 (1)L1与L2串联，所以流过L2的电流为：I=所受安培力为F=Bid=02 N，故a= (2)当L2所受安培力F安=F时，棒有最大速度Vm，此时电路中电流Im

37、，则F安=Bdlm, ，由以上几式得：(3)撤去F后，棒L2做减速运动，L1做加速运动，当两棒达到共同速度V共时，L2有稳定速度，对此过程有:m2mVm= (m1+m2)V共 (4)要使L2保持匀速运动，必须回路中磁通量保持不变，设撤去恒力F时磁感应强度为B0，t时磁感应强度为Bt，则：B0ds=Btd(s+vt) 所以【高考真题精解精析】【2011高考试题解析】1（福建） 如图，足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成角（090°),其中MN与PQ平行且间距为L，导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，导轨电阻不计。金属棒由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且良好接触，棒接入

38、电路的电阻为R，当流过棒某一横截面的电量为q时，金属棒的速度大小为，则金属棒在这一过程中A. ab运动的平均速度大小为 B.平行导轨的位移大小为C.产生的焦耳热为D.受到的最大安培力大小为答案：B解析：此题考查电磁感应、安培力、焦耳定律、平均速度等知识点。由于金属棒ab下滑做加速度越来越小的加速运动，ab运动的平均速度大小一定大于，选项A错误；由q=，平行导轨的位移大小为x=，选项B正确；产生的焦耳热为Q=I2Rt=qIR，由于I随时间逐渐增大，选项C错误；当金属棒的速度大小为v时，金属棒中感应电流I=BLv/R最大，受到的安培力最大，大小为F=BIL=，选项D错误。2.（全国）如图，两根相互

39、平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1和I2，且I1I2，a、b、c、d为导线某一横截面所在平面内的四点，且a、b、c与两导线共面；b点在两导线之间，b、d的连线与导线所在的平面垂直。磁感应强度可能为零的点是abdcI1I2Aa点 Bb点 Cc点 Dd点【答案】C【解析】由安培定则和平行四边形定则知某点磁感应强度为零，则两电流在该处的磁感应强度等大反向，由安培定则和平行四边形定则知b，d两点合磁感应强度一定不为零,排除B,D,在a、c两点的磁感应强度方向相反，又I1I2排除A,故选C450OL3.（安徽）如图所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为B。电阻为R、半径为L、圆心角为45

40、°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴以角速度匀速转动（O轴位于磁场边界）。则线框内产生的感应电流的有效值为A B C D答案：D解析：交流电流的有效值是根据电流的热效应得出的，线框转动周期为T，而线框转动一周只有T/4的时间内有感应电流，则有，所以。D正确。4（北京）某同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁心的线圈L、小灯泡A、开关S和电池组E，用导线将它们连接成如图所示的电路。检查电路后，闭合开关S，小灯泡发光；再断开开关S，小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象。虽经多次重复，仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象，他冥思苦想找不出原因。你认为最有可能造成小灯泡末闪亮的原因是A电源的内阻较

41、大 B小灯泡电阻偏大C线圈电阻偏大 D线圈的自感系数较大 答案：C解析：断电的自感现象，断电时电感线圈与小灯泡组成回路，电感线圈储存磁能转化为电能，电感线圈相当于电源，其自感电动势，与原电源无关，A错误；小灯泡电阻偏大，分得的电压大，可能看到显著的延时熄灭现象，B错误；线圈电阻偏大，相当于电源内阻大，使小灯泡分得的电压小，可看到不显著的延时熄灭现象，C正确；线圈的自感系数较大时，自感电动势较大，可能看到显著的延时熄灭现象，D错误。5.（广东）将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是A、感应电动势的大小与线圈的匝数无关

42、B、穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大C、穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大D、感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同答案：C解析：由法拉第电磁感应定律，选项A错误。穿过线圈的磁通量越大，并不代表穿过线圈的磁通量变化率大，选项B错误，C正确。由楞次定律感应电流的磁场总是阻碍产生感应电流的磁通量的变化，感应电流的磁场方向与原磁场方向有时相同，有时相反。选项D错误。6（江苏）如图所示，水平面内有一平行金属导轨，导轨光滑且电阻不计。匀强磁场与导轨平面垂直。阻值为R的导体棒垂直于导轨静止放置，且与导轨接触。t=0时，将开关S由1掷到2。q、i、v和a分别表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、

43、棒的速度和加速度。下列图象正确的是【答案】D【解析】本题考查含电容器电路及电磁感应。开关打到1时，电容器充电，打到2位置，通过右侧回路放电，随着电容器放电，电容器极板电荷量减少，两极间电压减小，电路电流减小，安培力减小，加速度减小，最终电流减为零，此时导体棒做匀速运动，导体棒两端因切割磁感线产生电动势，电容器两极板间电压不为零，极板上仍有电荷，综上，项正确。7（山东）如图甲所示，两固定的竖直光滑金属导轨足够长且电阻不计。两质量、长度均相同的导体棒、d，置于边界水平的匀强磁场上方同一高度处。磁场宽为3，方向与导轨平面垂直。先由静止释放，刚进入磁场即匀速运动，此时再由静止释放d，两导体棒与导轨始终

44、保持良好接触。用表示的加速度，表示d的动能，、分别表示 、相对释放点的位移。图乙中正确的是答案：BD解析：由于c刚进入磁场即匀速运动，此时再由静止释放d，d进入磁场时c相对释放点的位移为3h，d进入磁场后cd二者都做匀速运动，二者与导轨组成的回路磁通量不变，感应电流为零，两导体棒均做加速度为g的加速运动，图乙中A错误B正确；c出磁场时d下落2h，c出磁场后导体棒d切割磁感线产生感应电动势和感应电流，受到安培力作用做减速运动，动能减小，d出磁场后动能随下落高度的增加而增大，所以图乙中正确表示d的动能的是D。8（上海）如图，磁场垂直于纸面，磁感应强度在竖直方向均匀分布，水平方向非均匀分布。一铜制圆

45、环用丝线悬挂于点，将圆环拉至位置后无初速释放，在圆环从摆向的过程中(A)感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针 (B)感应电流方向一直是逆时针(C)安培力方向始终与速度方向相反 (D)安培力方向始终沿水平方向 【解析】AD【解析】圆环从位置后无初速释放，在到达磁场分界线之前，穿过圆环向里的磁感线条数在增加，根据楞次定律，感应电流方向为逆时针，圆环经过磁场分界线之时，穿过圆环向里的磁感线条数在减少，根据楞次定律，感应电流方向为顺时针，圆环经过磁场分界线之后，穿过圆环向外的磁感线条数在减少，根据楞次定律，感应电流方向为逆时针，A正确因为磁场在竖直方向分布均匀，圆环受到的竖直方向的安培力抵消，所以D正

46、确9（上海）如图，均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置，当a绕O点在其所在平面内旋转时，b中产生顺时针方向的感应电流，且具有收缩趋势，由此可知，圆环a(A)顺时针加速旋转 (B)顺时针减速旋转 (C)逆时针加速旋转 (D)逆时针减速旋转【答案】B. 【解析】圆环b具有收缩趋势，说明穿过b环的磁通量在增强，根据阻碍变化可知圆环a减速旋转，逐渐减弱的磁场使得b环产生了顺时针方向电流，根据楞次定律可知引起b环的感应电流的磁场方向向里，根据安培定则判断出a环顺时针方向旋转.所以B选项正确.10（四川）如图所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为T,转轴O1O2垂直于磁场方向，线圈电阻为2

47、。从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过60°时的感应电流为1A。那么A.线圈消耗的电功率为4WB.线圈中感应电流的有效值为2AC.任意时刻线圈中的感应电动势为e = 4cosD. 任意时刻穿过线圈的磁通量为=sin答案：AC 解析：从图示位置开始计时时，电动势瞬时值满足，由题意知道，转过60°时的电动势为2v,所以电动势最大值为4V，C选项正确；电流最大值为2A，所以有效值为A，B错误；P=I2R=4W，A选项正确；知道,所以任意时刻的磁通量=sin11.（海南）如图，EOF和为空间一匀强磁场的边界，其中EO，FO，且EOOF；为EOF的角平分析，间的距离为l；磁场

48、方向垂直于纸面向里。一边长为l的正方形导线框沿方向匀速通过磁场，t=0时刻恰好位于图示位置。规定导线框中感应电流沿逆时针方向时为正，则感应电流i与实践t的关系图线可能正确的是答案：A解析：设正方形导线框为ABCD，以图示位置为零位置：AB边从零位置开始运动到O的过程中，只有AB边的一部分切割了磁感线，切割的有效长度从零增加到l，感应电动势变大，由右手定则可以判断，感应电流方向为逆时针（即与题目规定的正方向相同），因此排除了C、D；AB边从O位置开始继续运动到A、B两点与OE、OF边接触的过程中，只有AB边切割了磁感线，切割的有效长度等于l，感应电动势不变，感应电流方向还是逆时针（即与题目规定的

49、正方向相同）；AB边从上述位置继续运动到O点的过程中， AB边和CD变都部分切割了磁感线，AB边切割的有效长度从l减小到0，而CD边切割的有效长度从0增加到l，两条边产生的感应电动势相反，相互抵消，电动势先减少到0后反向增加，所以感应电流方向先逆时针减小到0，再从0开始顺时针增加。由此判断应该选择答案A。【2010高考试题解析】1.（全国卷1）17某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下，大小为T。一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸，河宽100m，该河段涨潮和落潮时有海水（视为导体）流过。设落潮时，海水自西向东流，流速为2m/s。下列说法正确的是A电压表记录的电压为5mV B电压表记录的电压

50、为9mVC河南岸的电势较高 D河北岸的电势较高 2.（全国卷2）18. 如图，空间某区域中有一匀强磁场，磁感应强度方向水平，且垂直于纸面向里，磁场上边界b 和下边界d水平。在竖直面内有一矩形金属统一加线圈，线圈上下边的距离很短，下边水平。线圈从水平面a开始下落。已知磁场上下边界之间的距离大于水平面a、b之间的距离。若线圈下边刚通过水平面b、c（位于磁场中）和d时，线圈所受到的磁场力的大小分别为、和，则A>> B. << C. >> D. <<【答案】D【解析】本题考查电磁感应和安培力相关知识。线圈在进入和离开磁场的过程中，产生感应电流，线圈相应的

51、受到安培力的作用，根据，可知安培力，不难看出安培力与速度成正比，当线圈完全进入磁场的过程中，没有安培力，故，且其只在重力作用下加速下落，所以，即,答案为D项。3.（新课标卷）21如图所示，两个端面半径同为R的圆柱形铁芯同轴水平放置，相对的端面之间有一缝隙，铁芯上绕导线并与电源连接，在缝隙中形成一匀强磁场。一铜质细直棒ab水平置于缝隙中，且与圆柱轴线等高、垂直。让铜棒从静止开始自由下落，铜棒下落距离为02R时铜棒中电动势大小为，下落距离为08R时电动势大小为E。忽略涡流损耗和边缘效应。关于、的大小和铜棒离开磁场前两端的极性，下列判断正确的是A>，a端为正 B>，b端为正C<，a

52、端为正 D<，b端为正4.（北京卷）4.在如图所示的电路中，两个相同的小灯泡L1和L2，分别串联一个带铁芯的电感线圈L和一个滑动变阻器R。闭合开关S后，调整R，使L1和L2发光的亮度一样，此时流过两个灯泡的电流均为I。然后，断开S。若t时刻再闭合S，则在t前后的一小段时间内，正确反映流过L1的电流L1、流过L2的电流l2随时间t变化的图像是答案B【解析】本题考查通断电过程中电感对电路电流的影响。断开开关后，电路中的电流很快减小到零，此时再闭合开关S，电感线圈由于自感现象，流过的电流逐渐增加，并且增加的越来越慢。所以A项错误，B项正确。开关S闭合后，滑动变阻器不会产生自感，流过的电流恒定不

53、变，C、D项错误。5.（江苏卷）2、一矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直，先保持线框的面积不变，将磁感应强度在1 s 时间内均匀地增大到原来的两倍，接着保持增大后的磁感应强度不变，在1 s 时间内，再将线框的面积均匀地减小到原来的一半，先后两个过程中，线框中感应电动势的比值为（A） （B）1 （C）2 （D）46.（江苏卷）4.如图所示的电路中，电源的电动势为E,内阻为r,电感L的电阻不计，电阻R的阻值大于灯泡D的阻值，在t=0时刻闭合开关S,经过一段时间后，在t=t1时刻断开S,下列表示A、B两点间电压UAB随时间t变化的图像中，正确的是【答案】B【解析】本题考查电磁感应的自感现

54、象和闭合电路欧姆定律。开关S闭合瞬间，电流迅速通过灯泡D，由于自感作用，电流几乎全部通过灯泡D；随着时间的推迟，电流逐渐通过线圈和电阻R，外电路的总电阻变小，由闭合电路欧姆定律可知总电流变大，则内电压变大，所以路端电压变小；断开S后，线圈中的电流不能立即消失，充当了右边电阻R、灯泡D构成的回路的电源，并且电源的正负极与原电路相反，随着时间的推迟，电路的能量逐渐减小，因此电流反向逐渐减小，B项正确。7.（江苏卷）13（15分）如图所示，两足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距为,一理想电流表与两导轨相连，匀强磁场与导轨平面垂直.一质量为m、有效电阻为的导体棒在距磁场上边界h处静止释放.导体棒进入磁场

55、后，流经电流表的电流逐渐减小，最终稳定为。整个运动过程中，导体棒与导轨接触良好，且始终保持水平，不计导轨的电阻。求： （1）磁感应强度的大小；（2）电流稳定后，导体棒运动速度的大小；（3）流经电流表电流的最大值【解析】本题考查平衡状态的条件以及平衡状态下各量的计算、感应电动势和感应电流的计算、机械能守恒定律的应用，属于中档综合题，解题的关键是对运动过程进行分析，找出临界点和极值点。8.（山东卷）21如图所示，空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为，方向相反且垂直纸面，、为其边界，OO为其对称轴。一导线折成边长为的正方形闭合回路，回路在纸面内以恒定速度向右运动，当运动到关于OO对称的位置时A穿过回路的磁通量为零B回路中感应电动势大小为2BC回路中感应电流的方向为顺时针方向D回路中边与边所受安培力方向相同答案：ACD解析：根据右手定则，回来中感应电流的方向为逆时针方向。9.（上海物理）19. 如图，一有界区域内，存在着磁感应强度大小均为，方向分别垂直于光滑水平桌面向下和向上的匀强磁场，磁场宽度均为，边长为的正方形框的边紧靠磁场边缘置于桌面上，使线框从静止开始沿轴正方向匀加速通过磁场区域，若以逆时针方向为电流的正