电磁感应专题

1、壹立特教育 物理 张典电磁感应专题高考考点分析1、本章知识点虽然不多，但是牵涉知识面广，是高考的热点内容。题目以中档题和综合题为主。2、本章选择题的重点是楞次定律和自感现象，另外磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率等概念也是常考知识点。3、电磁感应的图像问题及动态问题的分析也是近年的热点。4、本章综合题比较喜欢考：应用牛顿第二定律解决导体切割磁感线的动力学问题，应用动量定理、动量守恒定律解答导体切割磁感线的运动问题，应用能的转化和守恒定律解决电磁感应问题。一、感应电流的产生条件和感应电动势产生条件的区别 感应电流的产生条件:穿过闭合电路的磁通量发生变化. 感应电动势产生的条件:穿过电路的磁通

2、量发生变化.这里不要求闭合.无论电路闭合否，只要磁通量变化了，就一定有感应电动势产生.这好比一个电源不论外电路是否闭合，电动势总是存在的.但只有当外电路闭合电路中才会有电流.产生感应电动势的那部分导体相当于电源.磁感应现象的实质是产生感应电动势，如果回路闭合，则有感应电流；回路不闭合，则只产生感应电动势而不产生感应电流.题型一 电磁感应现象的判断1.关于感应电流,下列说法中正确的是().(A)只要闭合电路内有磁通量,闭合电路中就有感应电流产生(B)穿过螺线管的磁通量发生变化时,螺线管内部就一定有感应电流产生(C)线框不闭合时,即使穿过线圈的磁通量发生变化,线圈中也没有感应电流(D)只要电路的一

3、部分作切割磁感线运动,电路中就一定有感应电流2.如图所示,有一正方形闭合线圈,在足够大的匀强磁场中运动.下列四个图中能产生感应电流的是图().3.如图所示,竖直放置的长直导线通以恒定电流,有一矩形线框与导线在同一平面,在下列情况中线圈产生感应电流的是().(A)导线中电流强度变大(B)线框向右平动(C)线框向下平动(D)线框以ab边为轴转动4.如图所示,一闭合金属环从上而下通过通电的长直螺线管,b为螺线管的中点,金属环通过a、b、c处时,能产生感应电流的是_.5.矩形闭合线圈平面跟磁感线方向平行,如图所示.下列情况中线圈有感应电流的是().(A)线圈绕ab轴转动(B)线圈垂直纸而向外平动(C)

4、线圈沿ab轴下移(D)线圈绕cd轴转动6.如图所示,裸导线框abcd放在光滑金属导轨上向右运动,匀强磁场力方向如图所示,则().(A)表的指针发生偏转(B)表的指针发生偏转(C)表的指针不发生偏转 (D)表的指针不发生偏转7.如图所示,一有限范围的匀强磁场,宽为d.一个边长为l正方形导线框以速度v匀速地通过磁场区.若dl,则在线框中不产生感应电流的时间就等于().(A)(B)(C)(D)8.如图所示,一水平放置的矩形线圈在条形磁铁S极附近下落,在下落过程中,线圈平面保持水平,位置1和3都靠近位置2,则线圈从位置1到位置2的过程中,线圈内_感应电流,线圈从位置2到位置3的过程中,线圈内_感应电流

5、(均选填“有”或“无”).9.带负电的圆环绕圆心旋转,在环的圆心处有一闭合小线圈,小线圈和圆环在同一平面,则( ).(A)只要圆环在转动,小线圈内就一定有感应电流(B)不管环怎样转动,小线圈内都没有感应电流(C)圆环在作变速转动时,小线圈内一定有感应电流(D)圆环作匀速转动时,小线圈内没有感应电流10.如图所示,矩形线框abed的ad和bc的中点M、N之间连接一电压表,整个装置处于匀强磁场中,磁场的方向与线框平面垂直,当线框向右匀速平动时,下列说法中正的是().(A)穿过线框的磁通量不变化.MN间无感应电动势(B)MN这段导体作切割磁感线运动,MN间有电势差(C)MN间有电势差,所以电压表有示

6、数(D)因为无电流通过电压表,所以电压表无示数11.如图所不,开始时矩形线圈与磁场垂直,且一半在匀强磁场内,一半在匀强磁场外.符要线圈产生感应电流,下列方法中可行的是().(A)将线圈向左平移一小段距离(B)将线圈向上平移(C)以ab为轴转动(小于90)(D)以bc为轴转动(小于90)12.按如图所示装置进行操作时,发现放在光滑金属导轨上的ab导体棒发生移动,其可能的原因是().(A)闭合S的瞬间(B)断丌S的瞬间(C)闭合S后,减少电阻R时(D)闭合S后,增大电阻时13.如图所示,导体棒ab放在光滑的金属导轨上,导轨足够长,除了电阻R外,其他电阻不计.导体棒ab的质量为m,长为L,给ab棒一

7、个水平向右的初速度v0,因感应电流作用,ab棒将减速运动,则电阻R消耗的最大电能为多少?二、楞次定律1、步骤楞次定律的应用应该严格按以下四步进行：确定原磁场方向；判定原磁场如何变化（增大还是减小）；根据“增反减同”确定感应电流的磁场方向；根据安培定则判定感应电流的方向.2、楞次定律的四种表现形式 形式一、增反减同当闭合回路中原磁通量增加时，感应电流的磁场方向就与原磁场方向相反；当原磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方相同。形式二、来拒去留感应电流阻碍相对运动，原磁场靠近闭合回路(线圈)时，感应电流的磁场要拒之；原磁场远离回路(线圈)时，感应电流的磁场要留之。从运动的效果看，可表述为敌进我

8、拒，敌退我追。形式三、增缩减扩闭合回路中原磁通量增大时，闭合回路的面积有收缩的趋势；原磁通量减少时，闭合回路面积有扩大的趋势。形式四、(自感现象)感应电流阻碍原电流变化线圈中原电流增加，在线圈中自感电流的方向与原电流方向相反；反之，则相同。3. 楞次定律和右手定则的区别（1）右手定则只适用于部分导体切割磁感线的情况楞次定律适用于任何情况 （2） 楞次定律的研究对象是整个回路，而右手定则却是一段做切割磁感线运动的导线。但二者是统一的题型二 楞次定律的理解 1如图所示,线幽abcd自由下落进入匀强磁场中,则当只有dc边进入磁场时,线圈中感应电流的方向是_.当整个线圈进入磁场中时,线圈中_感应电流(

9、选填“有”或“无”).2.矩形线框在磁场中作如下图所示的各种运动,运动到图上所示位置时,其中有感应电流产生的是图(),请将电流方向标在该图上.3.如图所示,当导线棒MN在外力作用下沿导轨向右运动时,流过R的电流方向是().(A)由AB(B)由BA(C)无感应电流(D)无法确定4.如图所示,通电导线与矩形线圈abcd处于同一平面,下列说法中正确的是().(A)若线圈向右平动,其中感应电流方向是adcb(B)若线圈竖直向下平动,无感应电流产生(C)当线圈以ab边为轴转动时(小于90),其中感应电流方向是abcd(D)当线圈向导线靠近时,其中感应电流方向是adcb5.右如图所示,当条形磁铁作下列运动

10、时,线圈中的感应电流方向应是(从左往右看)().(A)磁铁靠近线圈时,电流的方向是逆时针的(B)磁铁靠近线圈时,电流的方向是顺时针的(C)磁铁向上平动时,电流的方向是逆时针的(D)磁铁向上平动时,电流的方向是顺时钊的6.如图所示,当条形磁铁向上运动远离螺线管时,流过电流计的电流方向是_；当磁铁向下运动靠近螺线管时,流过电流计的电流方向是_.7.由细弹簧围成的圆环中间插入一根条形磁铁,如图所示.当用力向四周扩圆展环,使其面积增大时,从上向下看().(A)穿过圆环的磁通量减少,圆环中有逆时针方向的感应电流(B)穿过圆环的磁通量增加,圆环中有顺时针方向的感应电流(C)穿过圆环的磁通量增加,圆环中有逆

11、时针方向的感应电流(D)穿过圆环的磁通量不变,圆环中没有感应电流8.金属圆环的圆心为O,金属棒Oa、Ob可绕O在环上转动,如图所示.当外力使Oa逆时针方向转动时,Ob将().(A)不动(B)逆时针转动(C)顺时针转动 (D)无法确定9.在“研究电磁感应现象”的实验中,首先按右图接线,以查明电流表指针的偏转方向与电流方向之间的关系；当闭合S时,观察到电流表指针向左偏,不通电时电流表指针停在正中央.然后按右图所示将电流表与副线圈B连成一个闭合回路,将原线圈A、电池、滑动变阻器和电键S串联成另一个闭合电路(1)S闭合后,将螺线管A(原线圈)插入螺线管B(副线圈)的过程中,电流表的指针将如何偏转?(2

12、)线圈A放在B中不动时,指针如何偏转?(3)线圈A放在B中不动,将滑动变阻器的滑片P向左滑动时,电流表指针将如何偏转?(4)线圈A放在B中不动,突然断开S.电流表指针将如何偏转?10.如图所示,当磁场的磁感应强度B在逐渐增强的过程中,内外金属环上的感应电流的方向应为().(A)内环顺时针方向,外环逆时针方向(B)内环逆时针方向,外环顺时针方向(C)内外环均顺时针力.向(D)内外环均逆时针方向11.如图所示,当变阻器R的滑片P向右移动时,流过电阻R的电流方向是_.12.如图所示,闭合矩形线圈abcd与长直导线MN在同一平面内,线圈的ab、dc两边与直导线平行,直导线中有逐渐增大、但方向不明的电流

13、,则().(A)可知道线圈中的感应电流方向(B)可知道线圈各边所受磁场力的方向(C)可知道整个线圈所受的磁场力的方向(D)无法判断线圈中的感应电流方向,也无法判断线圈所受磁场力的方向13.如图所示,一电子以初速度v沿金属板平行方向飞入MN极板间,若突然发现电子向M板偏转,则可能是().(A)电键S闭合瞬间(B)电键S由闭合到断丌瞬间(C)电键S是闭合的,变阻器滑片P向左迅速滑动(D)电键S是闭合的,变阻器滑片P向右迅速滑动14.如图,在两根平行长直导线M、N中,通入相同方向、相同大小的电流,导线框abcd和两导线在同一平面内,线框沿着与两导线垂直的方向,自右向左在两导线间匀速移动,在移动过程中

14、,线框中感应电流的方向为().(A)沿abcda不变(B)沿adcba不变(C)由abcda变成adcba(D)出adcba变成nbcd15.如图所示,在匀强磁场中放置一个电阻不计的平行金属导轨,导轨跟大线圈M相连,导轨上放一根导线ab,磁感线垂直于导轨所在平面,欲使M所包围的小闭合线圈N产生顺时针方方的感应电流,则导线的运动情况可能是().(A)匀速向右运动(B)加速向右运动(C)减速向右运动(D)加速向左运动题型三 楞次定律的应用1.如图所示,当磁铁突然向铜环运动时,铜环的运动情况是().(A)向右摆动(B)向左摆动 (C)静止(D)不判定2.某磁场的磁感线如图所示,有制线圈自图示A位置落

15、至B位置,在下落过程中,自上而下看,线圈中的感应电流方向是().(A)始终沿顺时针方向(B)始终沿逆时针方向(C)先沿顺时针再沿逆时针方向(D)先沿逆时针再沿顺时针方向3.如图所示,水平放置的光滑杆上套有A、B、C三个金属环,其中B接电源.在接通电源的瞬间,A、C两环().(A)都被B吸引(B)都被B排斥(C)A被吸引,C被排斥(D)A被排斥,C被吸引4.如图所示,MN是一根固定的通电直导线,电流方向向上,今将一金属线框abcd放在导线上,让线框的位置偏向导线的左边,两者彼此绝缘.当导线中的电流突然增大时,线框整体受力情况为().(A)受力向右(B)受力向左(C)受力向上(D)受力为零5.如图

16、所示,把一正方形线圈从磁场外自右向左匀速经过磁场再拉出磁场,则从ad边进入磁场起至bc边拉出磁场止,线圈感应电流的情况是().(A)先沿abcda的方向,然后无电流,以后又沿abcda方向(B)先沿abcda的方向,然后无电流,以后又沿adcba方向(C)先无电流,当线圈全部进入磁场后才有电流(D)先沿adcba的方向,然后无电流,以后又滑abcda方向6如图所示,不闭合的螺线管中放有一根条形磁铁,当磁铁向右抽出时,A点电势比B点_；当磁铁从左边抽出时,A点电势比B点_.7.如图所示,小金属环和大金属环重叠在同一平面内,两环相互绝缘,小环有一半面积在大环内,当大环接通电源的瞬间,小环中感应电流

17、的情况是().(A)无感臆电流(B)有顺时针方向的感应电流(C)有逆时针方向的感应电流(D)无法确定8.如下图(a)所示,一个由导体制成的矩形线圈,以恒定速度v运动,从无场区域进入匀强磁场区域,然后出来.若取逆时针方向为电流的正方向,那么在(b)图中所示的图像中,能正确反映出回路中感应电流随时间变化的是图().9.如图所示,通电直导线cd,右侧有一金属线框与导线cd在同一平面内,金属棒ab放在框架上,ab棒受磁场力向左,则cd棒中电流变化的情况是().(A)cd棒中通有dc方向逐渐减小的电流(B)cd棒中通有dc方向逐渐增大的电流(C)cd棒中通有cd方向逐渐增大的电流(D)cd棒中通有cd方

18、向逐渐减小的电流10.如图所示,铁芯上绕有L1和L2两个线圈,铁芯左边挂一个轻小金属环,当电键S闭合时,Lz的两端点A、B电势UA_uB(选填“”、“”、“=”或“ub17如图所示,将一个与匀强磁场垂直的正方形多匝线圈从磁场中匀速拉出的过程中,拉力做功的功率().(A)与线圈匝数成正比(B)与线圈的边长成正比(C)与导线的电阻率成正比(D)与导线横截面积成正比18.把一个放在均匀变化的磁场中的圆形线圈改装后,让线圈的面积、线圈围成的圆半径、匝数这三个量中的其中一个量按如下改变时,仍放回原处,则(导线中的阻符合电阻定律)：(1)面积增大1倍,感应电流是原来的_倍.(2)半径增大1倍,感应电流是原

19、来的_倍.(3)匝数增大1倍,感应电流是原来的_倍.19.电磁流量计如图所示,用非磁性材料做成的圆管道,外加一匀强磁场.当管道中导电液体流过此区域时,测出管壁上a、b两点间的电动势为,就可知道管中液体的流量Q,即单位时间内流过管道横截面的液体体积(m3s).已知管道直径为D,磁场的磁感应强度为B,则Q与间的关系为_.(2000年全国高考试题)20.如图所示,OP1Q1与OP2Q2是位于同一水平面上的两根金属导轨,处在沿竖直方向的匀强磁场中,(磁场充满区域)磁感应强度为B.导轨的OP1段与OP2段相互乖直,长度相等,交于O点.导轨的P1Q1段与P2Q2段相互平行,并相距2b.一金属细杆在t=0的

20、时刻从O点山发,以恒定的速度v沿导轨向右滑动.在滑动过程中.杆始终保持与导的平行段相垂直.速度方向与导轨的平行段相平行,杆与导轨有良好的接触.假定导轨和金属杆都有电阻,每单位长度的电阻都是r.(1)金属杆在正交的OP1、OP2导轨上滑动时,金属杆上通过的电流多大?(2)当t=2b/v时,通过金属杆中的电流又是多少?21.如图所示,金属棒a从高为h处自静止起沿光滑的弧形导轨下滑,进入光滑导轨的水平部分,导轨的水平部分处于竖直向下的匀强磁场中.在水平部分原先静止有另一根金属棒b,两根棒的质量关系是m=2mb,.整个水平导轨足够长并处于广阔的匀强磁场中.(1)当金属棒刚进入磁场的瞬间,两棒的加速度大

21、小之比是多少?(2)假设金属棒a始终没跟金属棒b相碰,则两棒的最终速度各多大?(3)在上述整个过程中两根金属棒和导轨所组成的回路中消耗的电能是多少?22.如图所示,水平放置的U形金属框架中接有电源,电源的电动势为,内阻为r,框架上放置一质量为m、电阻为R的金属杆,它可以在框架上无摩擦地滑动,框架两边相距L,匀强磁场的磁感应强度为B,方向竖直向下.当ab杆受到水平向右恒力F后开始向右滑动,求：(1)ab杆从静止开始向右滑动,启动时的加速度.(2)ab杆可以达到的最大速度vmax(3)ab杆达到最大速度vmax时电路中每秒放出的热量Q.23.如图所示,正方形金属框abcd的边长为L,在拉力作用下以

22、速率v匀速通过匀强磁场.已知电阻Rab=Rcd=Ref(其余电阻不计).长度Lae=2Led,磁场宽度大于L,磁感应强度为B.求把金属框从图示位置开始到全部拉进磁场的过程中拉力所做的功.24.如图所示,质量为100g的铝环,用细线悬挂起来,环中央距地面h为0.8m.有一质量200g的磁铁以10ms的水平速度射入并穿过铝环,落在距铝环原位置水平距离3.6m处,则在磁铁与铝环发生相互作用时：(1)铝环向哪边偏斜?它能上升多高?(2)在磁铁穿过铝环的整个过程中,环中产生了多少电能?25棒平行于地而放置,与框架接触良好无摩擦,离地高为h0磁感应强度为B的匀强磁场与框架平面相垂直,开始时电容器不带电,自

23、静止起将棒释放,求棒落到地面的时间.不计各处电阻.26.如图所示,质量为m的跨接杆可以无摩擦地沿水平的平行导轨滑行,两轨间宽为L,导轨与电阻R连接.放在竖直向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度为B,杆的初速度为v0,试求杆到停下来所滑行的距离.四、电磁感应的图像问题知识要点电磁感应中常涉及磁感应强度B、磁通量、感应电动势和感应电流I等随时间变化的图线，即Bt图线、t图线、Et图线和It图线。 对于切割产生的感应电动势和感应电流的情况，有时还常涉及感应电动势和感应电流I等随位移x变化的图线，即Ex图线和Ix图线等。 这些图像问题大体上可分为两类：由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图像，或由给定的

24、有关图像分析电磁感应过程，求解相应的物理量。 1、定性或定量地表示出所研究问题的函数关系；2、在图象中E、I、B等物理量的方向是通过正负值来反映；3、画图象时要注意横、纵坐标的单位长度定义或表达。对图像的分析，应做到“四明确一理解”：(1)明确图像所描述的物理意义；明确各种正、负号的含义；明确斜率的含义；明确图像和电磁感应过程之间的对应关系。(2)理解三个相似关系及其各自的物理意义：vv ， BB ， 方法技巧电磁感应中的图像问题的分析，要抓住磁通量的变化是否均匀，从而推知感应电动势（电流）是否大小恒定，用楞次定律或右手定则判断出感应电动势（感应电流）的方向，从而确定其正负，以及在坐标中范围分

25、析回路中的感应电动势或感应电流的大小，要利用法拉第电磁感应定律来分析，有些图像还需要画出等效电路图来辅助分析不管是哪种类型的图像，都要注意图像与解析式（物理规律）和物理过程的对应关系，都要用图线的斜率、截距的物理意义去分析问题题型五 电磁感应的图像问题1、如下图所示，闭合直角三角形导线框ABC的直角边BC与匀强磁场边界平行，若让框沿BA方向匀速通过有明显边界的匀强磁场区，磁场宽度L AB，则在整个过程中，线框内的感应电流随时间变化的图象是下图中的（取逆时针方向为电流正方向）x3L图甲abL2.图甲中的a是一个边长为为L的正方向导线框，其电阻为R.线框以恒定速度v沿x轴运动，并穿过图中所示的匀强

26、磁场区域b.如果以x轴的正方向作为力的正方向.线框在图示位置的时刻作为时间的零点，则磁场对线框的作用力F随时间变化的图线应为图乙中的哪个图？（ ）Ft/Lv-1O12345BFt/Lv-1O12345AFt/Lv-1O12345CFt/Lv-1O12345D图乙3. 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ab4. 如图，一个边长为l的正方形虚线框

27、内有垂直于纸面向里的匀强磁场； 一个边长也为l的正方形导线框所在平面与磁场方向垂直； 虚线框对角线ab与导线框的一条边垂直，ba的延长线平分导线框在t=0时， 使导线框从图示位置开始以恒定速度沿ab方向移动，直到整个导线框离开磁场区域以i表示导线框中感应电流的强度，取逆时针方向为正下列表示i-t关系的图示中，可能正确的是( ) 5. 如图所示，两个垂直纸面的匀强磁场方向相反。磁感应强度的大小均为B，磁场区域的宽度为a，一正三角形（高度为a）导线框ABC从图示位置沿图示方向匀速穿过两磁场区域，以逆时针方向为电流的正方向，在下图中感应电流I与线框移动距离x的关系图的是（ ）.6. 如图a所示，虚线

28、上方空间有垂直线框平面的匀强磁场，直角扇形导线框绕垂直于线框平面的轴O以角速度匀速转动。设线框中感应电流方向以逆时针为正，那么在图b中能正确描述线框从图a中所示位置开始转动一周的过程中，线框内感应电流随时间变化情况的是 （ ） 7如图所示，abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框，线框上方有与线框平面垂直的足够大匀强磁场，磁场的下边界MN与线框的ab边重合，今将线框以速度v0竖直向上抛出，穿过边界MN后又回到初始位置，若在运动过程中线框平面始终竖直则上述过程中线框的速度v随时间t变化情况可能是 （ ） 8在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，规定线圈中感应电流方向如图

29、1所示时的感应电动势为正当磁场的磁感应强度（向上为正方向）随时间的变化如图2所示时，图3中能正确表示线圈中感应电动势随时间变化的图线是：( )1aaavBB9.如图所示，一个边长为a、电阻为R的等边三角形线框，在外力作用下，以速度v匀速穿过宽均为a的两个匀强磁场.这两个磁场的磁感应强度大小均为B方向相反.线框运动方向与底边平行且与磁场边缘垂直.取逆时针方向的电流为正。若从图示位置开始，线框中产生的感应电流I与沿运动方向的位移x之间的函数图象，下面四个图中正确的是（ ）itOitOitOitO A B C D10. 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

30、分线，间的距离为l；磁场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 ( )11. 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，将形状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、棒的速度和加速度。下列图象正确的是 ( )五 电磁感应中的力学问题解题思路：“先电后力再运动”，熟练掌握下面的解题流程图题型六 电磁感应中的力学问题1、如图l，ab和cd是位于

31、水平面内的平行金属轨道，其电阻可忽略不计af之间连接一阻值为R的电阻ef为一垂直于ab和cd的金属杆，它与ab和cd接触良好并可沿轨道方向无摩擦地滑动ef长为l，电阻可忽略整个装置处在匀强磁场中，磁场方向垂直于图中纸面向里，磁感应强度为B，当施外力使杆ef以速度v向右匀速运动时，杆ef所受的安培力为( ) 图1 图22、如图2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(Ld)，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

32、穿出磁场)，下列说法中正确的是( )A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是mgRB2 L2D线圈的最小速度一定是 3、如图3所示，竖直放置的螺线管与导线abed构成回路，导线所围区域内有一垂直纸面向里的变化的匀强磁场，螺线管下方水平面桌面上有一导体圆环导线abcd所围区域内磁场的磁感强度按图1 511中哪一图线所表示的方式随时问变化时，导体圆环将受到向上的磁场力作用?( )图3 A B C D4、如图4所示，磁感应强度的方向垂直于轨道平面倾斜向下，当磁场从零均匀增大时，金属杆ab始终处于静止状态，则金属杆受到的静摩擦力将( ) A逐渐增大 B逐渐减小 C先逐渐增

33、大，后逐渐减小 D先逐渐减小，后逐渐增大图45、如图所示，一闭合线圈从高处自由落下，穿过一个有界的水平方向的匀强磁场区(磁场方向与线圈平面垂直)，线圈的一个边始终与磁场区的边界平行，且保持竖直的状态不变在下落过程中，当线圈先后经过位置I、时，其加速度的大小分别为a1、a2、a3( )A a1g，a2=g，a3g Balg，a2g，a3gC a1g,a2=0,a3=g Da1g，a3f问： (1)CD运动的最大速度是多少? (2)当CD达到最大速度后，电阻R消耗的电功率是多少?(3)当CD的速度是最大速度的1/3时，CD的加速度是多少?六、电磁感应中的能量问题电磁感应过程的实质是不同形式的能量转

34、化的过程，而能量的转化是通过安培力做功的形式实现的，安培力做功的过程，是电能转化为其他形式能的过程，外力克服安培力做功，则是其他形式的能转化为电能的过程。1. 产生和维持感应电流的存在的过程就是其它形式的能量转化为感应电流电能的过程。导体在达到稳定状态之前，外力移动导体所做的功，一部分消耗于克服安培力做功，转化为产生感应电流的电能或最后再转化为焦耳热，另一部分用于增加导体的动能，即E电QWF Wf =E 当导体达到稳定状态（作匀速运动时），外力所做的功，完全消耗于克服安培力做功，并转化为感应电流的电能或最后再转化为焦耳热E电QWF =Wf 2.在电磁感应现象中，能量是守恒的。楞次定律与能量守恒

35、定律是相符合的，认真分析电磁感应过程中的能量转化，熟练地应用能量转化与守恒定律是求解叫复杂的电磁感应问题常用的简便方法。3.安培力做正功和克服安培力做功的区别：电磁感应的过程，同时总伴随着能量的转化和守恒，当外力克服安培力做功时，就有其它形式的能转化为电能；当安培力做正功时，就有电能转化为其它形式的能。4.在较复杂的电磁感应现象中，经常涉及求解焦耳热的问题。尤其是变化的安培力，不能直接由Q=I2 Rt解，用能量守恒的方法就可以不必追究变力、变电流做功的具体细节，只需弄清能量的转化途径，注意分清有多少种形式的能在相互转化，用能量的转化与守恒定律就可求解，而用能量的转化与守恒观点，只需从全过程考虑

36、，不涉及电流的产生过程，计算简便。这样用守恒定律求解的方法最大特点是省去许多细节，解题简捷、方便。题型七 电磁感应中的能量问题图16-7-1baDCB A例1 如图16-7-1所示ABCD是一充分长的光滑水平U形金属导轨，金属棒ab与BC垂直且与导轨接触良好。当金属棒ab向右切割磁感线时根据楞次定律感应电流的磁场总是阻碍金属棒ab的运动。设想一下：如果感应电流不是阻碍金属棒ab的运动，而是有助于金属棒ab的运动，由此会得出哪些荒谬的结论？解析：假若给金属棒ab一个向右的水平冲量，金属棒ab就会开始向右运动，回路中因此产生感应电流，如果感应电流的磁场不是阻碍金属棒ab的运动，而是有助于金属棒ab

37、的运动，那么金属棒ab的运动速度就越来越大，回路中的电流越来越大，可输出的电能越来越多，金属棒ab的动能也越来越大。这就用点滴能量换来了无穷无尽的能量，这就出现了世界上最理想的永动机。由此可见楞次定律是能量守恒的必然结果。例2 如图 16-7-2所示，正方形线圈abcd边长L=0.20m,质量m=0.10kg ,电阻R=0.1,砝码质量M= 0.14kg ,匀强磁场B=0.50T.当M从某一位置下降,线圈上升到ab边进入匀强磁场时开始匀速运动,直到线圈全部进入磁场.问线圈运动过程中产生的热量多大?(g=10m/s2)解析：图 16-7-2解法一 线圈产生的热量Q=I2Rt I=E= BLV 分

38、别取线圈、砝码为研究对象，它们的受力图分别为的甲、乙所示， 匀速运动时受力平衡，则有 T-mg-BIL=0T-Mg=0t= 联立以上方程且代入数值得Q=0.08J解法二 只有在线圈进入磁场的过程中，线圈有感应电流，所以产生热量，当线圈全部进入磁场后无磁通量的变化，没有感应电流。根据能量转化与守恒，系统损失的重力势能等于感应电流产生的热量。所以Q=MgL-mgL=(0.14-0.10) 100.2J=0.08J图16-7-6例3 如图16-7-6所示，在竖直向上B=0.2T的匀强磁场内固定一水平无电阻的光滑U形金属导轨，轨距50cm。金属导线ab的质量m=0.1kg，电阻r=0.02且ab垂直横

39、跨导轨。导轨中接入电阻R=0.08，今用水平恒力F=0.1N拉着ab向右匀速平移，则（1）ab 的运动速度为多大？（2）电路中消耗的电功率是多大？（3）撤去外力后R上还能产生多少热量？解析：（1）匀速运动时F=ILB，I=0.1/(0.50.2)=1A. E=LvB=I(R+r), v=1m/s.(2 ) P=I2(R+r)=0.1W(3 ) 撤去外力后金属导线ab的动能全部转化为电能，电路中能产生的总热量为Q=mv2/2=0.05J, R上产生的热量为Q的五分之四，QR=0.04J。练习1如图所示，足够长的两光滑导轨水平放置，两条导轨相距为d，左端MN用阻值不计的导线相连，金属棒ab可在导轨上滑动，导轨单位长度的电阻为r0，金属棒ab的电阻不计。整个装置处于竖直向下的均匀磁场中，磁场的磁感应强度随时间均匀增加，B=kt，其中k为常数。金属棒ab在水平外力的作用下，以速度v沿导轨向右做匀速运动，t=0时，金属棒ab与MN相距非常近求：vMNabB（1）当t=to时，水平外力的大小