2.1 楞次定律-2022-2023学年高二物理新教材基础+巩固+提升三级跳含答案

2022-2023学年高二物理新教材新教材基础巩固提升三级跳第二章电磁感应2.1楞次定律基础知识知识点梳理：知识点一．电与磁的关系1．“电生磁”的发现：1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流能够产生磁场——电流的磁效应，揭示了电和磁之间存在着联系，并说明电流周围的磁场和磁体周围的磁场本质上是一样的。英国物理学家法拉第经过10年坚持不懈的努力，于1831年终于取得了重大的突破，发现了利用磁场产生电流的条件。2．“磁生电”的发现：法拉第认为既然电流能吸引小磁针运动，那么磁铁也能使导体产生电流。通过大量实验发现，“磁生电是在一种在变化的、运动的过程中才出现的效应”。法拉第把引起电流的原因归纳为五类：（1）变化的电流周围闭合线圈中产生感应电流；（2）变化的磁场周围闭合线圈中产生感应电流；（3）运动的恒定电流周围闭合线圈中产生感应电流；运动的磁铁周围闭合线圈中产生感应电流；在磁场中运动的导体（即切割磁感线）。3．电磁感应：“磁生电”的现象叫电磁感应，产生的电流叫感应电流。产生的电势叫感应电动势。知识点二．磁场探究感应电流的方向1．实验探究将螺线管和电流计组成如图所示的闭合电路，分别将条形磁铁的N极和S极插入或拔出线圈，记录感应电流方向。2．分析（1）线圈内磁通量增加时的情况图号图号磁场方向感应电流方向（俯视）感应电流的磁场方向归纳总结甲向下逆时针向上感应电流的磁场阻碍磁通量的增加乙向上顺时针向下（2）线圈内磁通量减少时的情况图号磁场方向感应电流方向（俯视）感应电流的磁场方向图号磁场方向感应电流方向（俯视）感应电流的磁场方向归纳总结丙向下顺时针向下感应电流的磁场阻碍磁通量的减少丁向上逆时针向上1．楞次定律感应电流总是具有这样的方向，即感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。2．对“阻碍”的理解谁阻碍谁谁阻碍谁感应电流的磁场阻碍原磁场（引起感应电流的磁场）磁通量的变化阻碍什么阻碍的是磁通量的变化，而不是磁通量本身如何阻碍当原磁场磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反；当原磁场磁通量减小时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同效果如何阻碍并不是阻止，只是延缓了磁通量的变化，且这种变化将继续进行3．楞次定律的应用：一般分为如下几个步骤： （1）明确所研究的闭合回路，判断原磁场的方向； （2）判断闭合回路中原磁场中磁通量的变化； （3）由楞次定律判断感应电流的磁场方向； （4）由右手螺旋定则判断感应电流的方向。考点一．判断感应电流方向的两大思路1．楞次定律：适用于一切电磁感应现象。2．右手定则：适用于导体切割磁感线产生的感应电流方向。考点二．楞次定律的推广及应用楞次定律的四种推广类型内容例证阻碍原磁通量变化—“增反减同”NNSB原B感磁铁靠近线圈，与反向；磁铁靠近线圈，与反向。阻碍相对运动—“来拒去留”NNB原B感SNSB原B感磁铁靠近，是斥力；磁铁远离，是引力。使面积有变化趋势—“增缩减扩”PPQabP、Q是光滑固定导轨，a、b是可动金属棒。磁铁下移，a、b靠近；磁铁上移，a、b远离。阻碍原电流的变化—“增反减同”闭合开关，A2先亮。考点三．右手定则、左手定则、安培定则的应用1．右手定则、左手定则、安培定则的比较：比较项目左手定则右手定则安培定则应用磁场对运动电荷、电流作用力的方向因导体切割磁感线而产生的感应电流方向电流产生的磁场方向涉及方向的物理量B、I（q运动）、F安B、v切割、I感I、B因果关系电流力、运动运动电流电流磁场应用实例电动机发电机电流磁效应2．右手定则、左手定则、安培定则的方向判断（1）安培定则：也叫右手螺旋定则，是表示电流和电流激发磁场的磁感线方向间关系的定则。通电直导线中的安培定则（安培定则一）：用右手握住通电直导线，让大拇指指向电流的方向，那么四指的指向就是磁感线的环绕方向；通电螺线管中的安培定则（安培定则二）：用右手握住通电螺线管，让四指指向电流的方向，那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。 （2）左手定则：左手定则（又称电动机定则）判断安培力：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。这就是判定通电导体在磁场中受力方向的左手定则。判断洛伦兹力：将左手掌摊平，让磁感线穿过手掌心，四指表示正电荷运动方向，则和四指垂直的大拇指所指方向即为洛伦兹力的方向。（3）右手定则：用来判断导线切割磁感线时产生的感应电流方向。使大拇指与其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内。把右手放入磁场中，若磁感线垂直进入手心，大拇指指向导线运动方向，则四指所指方向为导线中感应电流的方向。 预习基础：一、填空题1．如图所示，两金属棒ab、cd放在磁场中，并组成闭合电路，当ab棒向左运动时，cd棒受到向下的磁场力，则可知磁极I是__________极，理由是___________________________________．2．如图所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里。一个矩形闭合导线框abcd，沿纸面由上向下匀速穿过磁场，则导线框进入磁场时，感应电流方向为____（选填“顺”或“逆”）时针方向，导线框离开磁场过程中，bc边受到安培力方向水平____（选填“向左”或“向右”）。3．如图所示，竖直放置的条形磁铁中央，有一闭合金属弹性圆环，条形磁铁中心线与弹性环轴线重合，现将弹性圆环均匀向外扩大，则穿过弹性圆环的磁通量将______（选填“增大”、“不变”或“减小”），从上向下看，弹性圆环中的电流方向为_______（选填“顺时针”、“没有”或“逆时针”）4．小杨同学为更好地梳理电磁学的相关知识，将各种电磁学中地现象及其相关规律总结在了下表中，则表中（1）该填写___________，（2）该填写___________。现象发现此现象的科学家相关判断定则定则所研究的问题电流的效应奥斯特（1）电流的磁场方向磁场对电流的作用安培左手定则安培力的方向（2）法拉第右手定则导体棒切割磁感线产生的感应电流方向5．如图所示，金属棒ab置于电阻不计、水平放置的U形光滑导轨上，在虚线ef右侧存在磁感应强度大小为B、方向垂直导轨平面向下的有界匀强磁场。在ef左侧的无磁场区域cdef内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导轨在同一平面内。金属棒ab在水平恒力F的作用下从磁场左边界ef处由静止开始向右加速运动，在此过程中，回路abdc中电流沿______（选填“顺时针方向”或“逆时针方向”），圆环L有______（选填“收缩”或“扩张”）趋势，圆环内产生的感应电流沿______（选填“顺时针方向”或“逆时针方向”）。巩固所学二、单选题6．如图所示，虚线左侧有范围足够大的匀强磁场，矩形闭合导线框abcd的一部分位于磁场中，磁场方向与线框平面垂直。下列说法正确的是（）A．线框向上平动时，会产生感应电流B．线框向下平动时，会产生感应电流C．线框向左平动时（未全部进入磁场），会产生感应电流D．线框向右平动时（未全部离开磁场），不会产生感应电流7．如图，金属圆形线圈a套在条形磁铁上，条形磁铁与线圈a所在的平面垂直且穿过线圈圆心，若将线圈a对称地扩展为线圈b的形状，则穿过线圈的磁通量变化情况是（）A．增大 B．不变C．减小 D．不能确定8．1931年，英国物理学家狄拉克从理论上预言：存在只有一个磁极的粒子，即“磁单极子”。1982年，美国物理学家卡布莱设计了一个寻找磁单极子的实验。他设想，如果一个只有S极的磁单极子从上向下穿过如图所示的超导线圈，那么从上向下看，超导线圈的感应电流是（）A．先顺时针方向，后逆时针方向的感应电流B．先逆时针方向，后顺时针方向的感应电流C．顺时针方向持续流动的感应电流D．逆时针方向持续流动的感应电流9．如图所示，质量为m的木块A和质量为m的磁铁B同时从光滑的铝制斜面顶端静止释放，沿着直线下滑到斜面底端。则下列说法中正确的是（）A．木块A和磁铁B下滑都仅受重力和支持力 B．木块A到达底端速度较小C．磁铁B到达底端用时较长 D．两者到达斜面底端时动能相同10．飞机水平飞行时，飞行员的左侧机翼顶端电势为𝜑1，右侧机翼顶端电势为𝜑2，则（）A．在北半球自西向东飞行时，𝜑1=𝜑2B．在北半球飞行时，𝜑1>𝜑2C．在南半球自西向东飞行时，𝜑1=𝜑2D．在南半球飞行时，𝜑1>𝜑211．如图所示，AOC是光滑的金属轨道，AO沿竖直方向，OC沿水平方向，PQ是一根金属直杆如图所示立在导轨上，直杆从图示位置由静止开始在重力作用下运动，运动过程中Q端始终在OC上，空间存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，则在PQ杆滑动的过程中，下列判断正确的是（）A．感应电流的方向始终是由B．感应电流的方向始终是由C．PQ受磁场力的方向垂直杆向左D．PQ受磁场力的方向先垂直于杆向左下，后垂直于杆向右上能力提升三、多选题12．如图所示，在匀强磁场中有一个用比较软的金属导线制成的闭合圆环。在此圆环的形状由圆形变成正方形的过程中（）A．环中有感应电流，方向a→d→c→bB．环中有感应电流，方向a→b→c→dC．环中无感应电流D．环中有感应电流13．如图所示，用绳吊起一个铝环，用条形磁体的N极去靠近铝环，直至从右侧穿出的过程中（）A．磁体从左侧靠近铝环时，铝环向右摆动B．磁体在右侧远离铝环时，铝环向左摆动C．磁体从左侧靠近铝环时，铝环A端为N极D．磁体在右侧远离铝环时，B端为S极14．MN、GH为光滑的水平平行金属导轨，ab、cd为跨在导轨上的两根金属杆，匀强磁场垂直穿过MN、GH所在的平面，如图所示，则（）A．若固定ab，使cd向右滑动，则abdc回路有电流，电流方向为abdcaB．若固定cd，使ab向右滑动，则abdc回路有电流，电流方向为abdcaC．若ab向左、cd向右同时运动，则abdc回路电流为零D．若ab、cd都向右运动，且两棒速度vcd>vab，则abdc回路有电流，电流方向为acdba15．如图所示，固定的水平长直导线中通有电流I，矩形线框与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行。线框由静止释放，不计空气阻力，在下落过程中（）A．穿过线框的磁通量保持不变B．线框中感应电流的方向保持不变C．线框所受安培力的合力方向向上D．线框的机械能不断增大四、实验题16．我们可以通过实验探究电磁感应现象中感应电流方向的决定因素和其所遵循的物理规律。以下是实验探究过程的一部分。（1）如图甲所示，当磁体的N极向下运动时，发现电流表指针偏转，若要探究线圈中产生的感应电流的方向，必须知道电流从正（负）接线柱流入时，_______.（2）如图乙所示，实验中发现闭合开关时，电流表指针向右偏转，电路稳定后，若向左移动滑动变阻器滑片，则电流表指针向_______偏转；若将线圈A抽出，则电流表指针向________偏转。（均填“左”或“右”）参考答案：1．

S

由左手定则判断电流方向c→d，从而电流是b→a，根据右手定则，磁感线垂直穿过手心，I为S极【来源】上海市进才中学2019-2020学年高二上学期期终考试（等级考）物理试题【详解】I是S极，理由是：由左手定则判断电流方向c→d，从而电流是b→a，根据右手定则，磁感线垂直穿过手心，故I为S极.2．

逆

向右【来源】2.1楞次定律（练习）—2022-2023学年高二物理课后培优分级练（人教版2019选择性必修第二册）【详解】[1]导线框进入磁场时，根据右手定则，感应电流方向为逆时针方向。[2]导线框离开磁场时，根据右手定则，感应电流方向为顺时针方向，根据左手定则，bc边受到安培力方向水平向右。3．

减小

顺时针【来源】上海市七宝中学2021-2022学年高二下学期期中物理试题（等级考班）【详解】[1]该题为双向磁场问题。圆环所包括的部分是磁铁内部的所有磁感线以及磁铁外部的部分磁感线。扩大圆环，使圆环能够包住的外部磁感线增多，则总磁通量减小。[2]根据楞次定律的增反减同，扩大圆环等效于内部从S指向N的向下的磁通量减少，则应感应出向下的磁场，根据右手定则可知，电流为顺时针方向。4．

安培定则

电磁感应【来源】上海市洋泾中学2021-2022学年高二下学期3月第一次月考物理试题【详解】（1）[1]奥斯特发现了电流的磁效应，电流产生的磁场方向可根据安培定则判断；（2）[2]根据右手定则判断闭合电路中导体棒切割磁感线产生的感应电流方向，此现象属于电磁感应现象。5．

逆时针方向

收缩

顺时针方向【来源】吉林省辽源市田家炳高级中学2020-2021学年高二下学期期中物理试题【详解】[1][2][3]根据右手定则可知，ab棒切割磁感线，abdc回路中产生沿逆时针方向的感应电流，则abdc回路中感应电流在圆环处产生垂直纸面向外的磁场。感应电流的大小与ab棒切割磁感线的速度成正比，随着ab棒不断向右加速运动，穿过小圆环的磁通量不断增大，由楞次定律可知，小圆环中产生沿顺时针方向的感应电流，小圆环有收缩的趋势。6．C【来源】湖南省邵阳市新邵县第三中学2021-2022学年高二下学期第二次月考物理试题【详解】AB．线框上下平动时，线框中的磁通量没有发生变化，线框中没有感应电流，故AB错误；C．线框向左平动时（未全部进入磁场），线框中的磁通量变大，会产生感应电流，故C正确；D．线框向右平动时（未全部离开磁场），线框中的磁通量变小，会产生感应电流，故D错误。故选C。7．C【来源】黑龙江省佳木斯市第十二中学2022-2023学年高二上学期期中考试物理试题【详解】条形磁铁的磁感线在磁体的内部是从S极到N极，在磁体的外部是从N极到S极，磁体内部有多少根磁感线，外部的整个空间就有多少根磁感线，并与内部磁感线构成闭合曲线。对于线圈的两个位置，磁铁内部的磁感线全部穿过，但线圈面积越大，抵消越多，穿过线圈的磁通量反而越小。故选C。8．C【来源】2.1楞次定律（练习）—2022-2023学年高二物理课后培优分级练（人教版2019选择性必修第二册）【详解】S磁单极子靠近超导线圈时，线圈中磁通量向上增加，由楞次定律可以判断，从上向下看感应电流为顺时针方向，当S磁单极子远离超导线圈时，线圈中磁通量向下减少，感应电流方向仍为顺时针方向。故选C9．C【来源】易错点22电磁感应现象楞次定律-备战2023年高考物理考试易错题（全国通用）【详解】A．木块A下滑仅受重力和支持力，对于磁铁B根据楞次定律可知会受到阻碍相对运动的安培力，故A错误；BC．根据A选项分析可知，A下滑加速度大，下滑位移相同，所以木块A到达底端速度较大，磁铁B到达底端用时较长，故B错误C正确；D．因为两者到达底端速度不同，质量相同，所以两者到达斜面底端时动能不同，故D错误。故选C。10．B【来源】江苏省南京外国语学校2021-2022学年高二上学期期末物理试题【详解】当飞机在北半球飞行时，由于地磁场有竖直向下的分磁场，由右手定则可知，此时四指指向机翼左端，左端电势高，即在北半球飞行时，无论飞行方向如何，都有𝜑1>𝜑2同理，在南半球飞行时，磁场有竖直向上的分磁场，无论飞行方向如何，都有𝜑2>𝜑1故选B。11．D【来源】浙江省嘉兴市第五高级中学2021-2022学年高二下学期期中物理试题（选考）【详解】AB．在PQ杆滑动的过程中，的面积先增大，后减小，穿过磁通量先增大，后减小，根据楞次定律可知：感应电流的方向先是由P到Q，后是由Q到P，故AB错误；CD．由左手定则判断得到：PQ受磁场力的方向先垂直于杆向左下，后垂直于杆向右上，故D正确，C错误。故选D。12．AD【来源】广东省江门市新会第二中学2020-2021学年高二下学期期中物理试题【详解】由圆形变为正方形的过程中，金属导线所围面积减少，由椤次定律增反减同可知环中有感应电流，方向a→d→c→b故选AD。13．AC【来源】2023步步高选择性必修2（通用）第二章专题强化6楞次定律的应用【详解】AC．磁体从左侧靠近铝环时，在铝环中产生感应电流，感应电流的磁场必定阻碍磁体的靠近，铝环A端为N极，铝环向右摆动，故AC正确；BD．当磁体在右侧远离铝环时，感应电流的磁场阻碍铝环的远离，铝环右摆，B端为N极，故BD错误。故选AC。14．BD【来源】专题63楞次定律法拉第电磁感应定律-2023届高三物理一轮复习重点热点难点专题特训【详解】A．若固定ab，使cd向右滑动，由右手定则知应产生感应电流方向为acdba，A错误；B．若固定cd，使ab向右滑动，由右手定则知应产生感应电流方向为abdca，B正确；C．若ab向左、cd向右同时运动，则abdc中产生感应电流方向为acdba，C错误；D．若ab、cd均向右运动，且vcd>vab，则ab、cd所围的面积增大，磁通量也增大，则产生感应电流方向为acdba，D正确。故选BD。15．BC【来源】2023步步高选择性必修2（通用）第二章专题强化6楞次定律的应用【详解】AB．当线框由静止向下运动时，穿过线框的磁通量逐渐减小，根据楞次定律可得，产生的感应电流的方向为顺时针方向，且方向不发生变化，A错误，B正确；CD．整个线框所受的安培力的合力方向向上，对线框做负功，线框的机械能不断减小，C正确，D错误。故选BC。16．

电流表指针的偏转方向

右

左【来源】2.1.1实验：探究影响感应电流方向的因素课中练习【详解】（1）[1]要探究线圈中感应电流的方向，必须知道感应电流从正（负）接线柱流入时，电流表指针的偏转方向。（2）[2][3]闭合开关时，线圈A产生磁场，线圈B中的磁通量增大，产生的感应电流使电流表指针向右偏转。当向左移动滑动变阻器滑片时，回路中电流增大，会使线圈A中的磁场增强，线圈B中的磁通量增大，产生的感应电流使电流表指针将向右偏转；当将线圈A抽出时，线圈B中的磁通量减小，产生的感应电流将使电流表指针向左偏转。新教材基础巩固提升三级跳第二章电磁感应2.2法拉第电磁感应定律基础知识知识点梳理：知识点一、感应电动势定义：在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势。产生条件不管电路是否闭合，只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，或者导体切割了磁感线，电路中或导体中就会产生感应电动势。3．感应电动势与感应电流的关系（1）等效电源：产生感应电动势的那部分导体相当于电源，其中的电流方向指向等效电源正极，而电源内部的电流方向与电动势方向相同。（2）发生电磁感应时，电路闭合时有感应电流，有感应电动势；电路不闭合时无感应电流，但有感应电动势。（3）电路中感应电流的大小由感应电动势和回路总电阻共同决定。知识点二．法拉第电磁感应定律1．内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。2．表达式：单位：伏特（V）且1V=1Wb/s证明：4．理解（1）感应电动势大小正比于磁通量的变化率，与磁通量及磁通量变化量大小无关。（2）公式中，若取一段时间，则E为内的平均电动势；若 时，则E为瞬时值，故此式多用于求电动势的平均值。知识点三．导体切割磁感线时的感应电动势1．表达式（1）基本公式：，公式中要求B、L、v三者相互垂直。（2）一般表达式： 2．对公式的理解（1）适用条件：导体在匀强磁场中做切割磁感线运动而产生的感应电动势的计算。（2）对的理解：公式中为切割磁感线的有效长度，即导线在垂直速度方向的投影长度，如图所示，棒的有效长度为ab间的距离。（3）对v的理解：公式中的v应理解为导体和磁场间的相对速度，当导体不动而磁场运动时，也有感应电动势产生。若v为平均值，E就是平均感应电动势，若v为瞬时值，E就是瞬时感应电动势。知识点四、导体棒转动切割磁感线时的感应电动势如图所示，长为L的导体棒ab以b为圆心、以角速度在磁感应强度为B的匀强磁场中匀速转动，则棒切割磁感线产生的感应电动势可以从两个角度分析：（1）运用计算棒上各点速度不同，平均速度为，代入公式得：（2）运用计算经过的时间，棒扫过的面积为，磁通量的变化量为，代入公式得：知识点五．电磁感应中通过导体电荷量的计算回路中发生磁通量变化时，由于感应电场的作用使电荷发生定向运动而形成电流，在的时间内，迁移的电荷量为：从上式可知，感应电荷量仅有回路电阻、磁通量的变化量和匝数决定，与发生这一变化的时间、速度等其他物理量无关。预习基础：一、判断题1．判断下列说法的正误。（1）在电磁感应现象中，有感应电流，就一定有感应电动势；反之，有感应电动势，就一定有感应电流。_________（2）线圈中磁通量的变化量ΔΦ越小，线圈中产生的感应电动势一定越小。_________（3）线圈放在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动势一定越大。_________（4）线圈中磁通量变化越快，线圈中产生的感应电动势一定越大。_________（5）闭合电路置于磁场中，当磁感应强度很大时，感应电动势可能为零；当磁感应强度为零时，感应电动势可能很大。_________二、填空题2．“磁生电”的发现1831年，英国物理学家______发现了电磁感应现象。3．如图所示，桌面上放有一只10匝线圈，线圈中心上方一定高度处有一竖立的条形磁体．当磁体竖直向下运动时，穿过线圈的磁通量将______（选填“变大”或“变小”），在上述过程中，穿过线圈的磁通量变化0.1Wb，经历的时间为0.5s，则线圈中的感应电动势为__V．4．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，线圈所围的面积为0.1m2，线圈电阻为1Ω。规定线圈中感应电流I的正方向从上往下看是顺时针方向，如图甲所示，磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示。在0～2s时间内，I的最大值为________A，前2s内，通过线圈某截面的总电荷量为________C。5．如图所示，为固定在水平面内的光滑闭合金属导轨，、处分别接有阻值的短电阻丝（图中用粗线表示），导轨其它部分电阻不计。导轨的形状满足（单位：）。匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度。一足够长、阻值不计的金属棒在水平外力作用下，时刻以水平向右的恒定速度从导轨上点滑动到点，棒与导轨接触良好且始终保持与导轨垂直。在此过程，当______时，回路中感应电动势最大。若回路中热功率为，则___________。6．如图所示为某人设计的一个汽车“再生能源装置”原理简图，在车厢底部靠近车轮处固定永久磁铁，刹车时接通装在车轮上的线圈，将汽车的一部分动能转化为电能储存起来。图中五个扇形区域匀强磁场的磁感应强度均为B，五个形状与磁场边界形状完全相同的线圈对称地固定在车轮内侧，已知车轴到线圈内侧的距离为r1，到线圈外侧的距离为r2，车轮的半径为R。若刹车过程中的某时刻车速大小为v，则此时车轮转动的角速度为___________，某个线圈进入或者出磁场时产生的电动势大小为___________。巩固所学三、单选题7．发电的基本原理是电磁感应现象，发现电磁感应现象的科学家是（）A．奥斯特 B．赫兹 C．麦克斯韦 D．法拉第8．如图所示，用一根光滑金属导线制成圆弧状导轨MN，竖直放置在垂直纸面向里的水平匀强磁场中。OC是一根绕垂直于纸面的O轴转动的金属杆，并始终可以在导轨上滑动。当OC从M点无初速释放后下列说法中不正确的是（）

A．由于无摩擦存在，可在导轨上一直往复运动下去B．由于无摩擦存在，摆动幅度不变，机械能守恒C．摆动中OC杆总受到阻碍它运动的磁场力D．摆动中OC杆不受到阻碍它运动的磁场力9．如图甲所示，光滑“∠”形金属支架ABC固定在水平面上，支架处在垂直于水平面向下的匀强磁场中，一金属导体棒EF放在支架上，用一轻杆将导体棒与墙固定连接，磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，取垂直于水平面向下为正方向，则下列说法中正确的是（）A．t1时刻轻杆对导体棒的作用力最大B．t2时刻轻杆对导体棒的作用力最大C．t2到t3时间内，轻杆对导体棒的作用力先增大后减小D．t2到t4时间内，轻杆对导体棒的作用力方向不变10．如图甲、乙、丙中，除导体棒ab可动外，其余部分均固定不动，甲图中的电容器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）向里的匀强磁场中，导轨足够长。现给导体棒ab一个向右的初速度v0，在图甲、乙、丙三种情形下关于导体棒ab的运动状态，下列说法正确的是（）A．图甲中，ab棒先做匀减速运动，最终做匀速运动B．图乙中，ab棒先做加速度越来越大的减速运动，最终静止C．图丙中，ab棒先做初速度为v0的变减速运动，然后反向做变加速运动，最终做匀速运动D．三种情形下导体棒ab最终都匀速运动11．如图所示，一长直导线通有电流，式中，为常量；一个有滑动边的矩形导线框与长直导线平行且共面，两者相距a，矩形线框的滑动边与长直导线垂直，其长度为b，它以匀速v平行于长直导线滑动。若忽略线框中的自感电动势，并设开始时滑动边与对边重合，求任意时刻t矩形线框内的感应电动势。（）A． B．C． D．四、多选题12．在两条间距为l、足够长光滑平行水平导轨所在空间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，质量为m、电阻为R的铜棒ab垂直跨放在导轨上，同种材料的铜棒cd横截面积是ab的两倍，长度与ab相同，cd静止在ab左侧，如图所示，两棒相距，与导轨始终垂直且接触良好。若给ab棒一个水平向右的初速度，导轨电阻不计，则下列说法正确的是（）A．两棒受到的安培力总是大小相等 B．两棒的电功率总是相等C．通过ab的最大电荷量为 D．cd的最大电功率为13．如图所示，两根粗糙的金属导轨平行放置在倾角为的斜面上，导轨下端接有电阻R，导轨电阻不计。斜面处在竖直向上的匀强磁场中，质量为m的金属棒ab垂直放置在导轨上且始终与导轨接触良好，金属棒电阻不计，金属棒沿导轨减速下滑，在下滑h高度的过程中，它的速度由减小到v，则下列说法正确的是（）A．作用在金属棒上的合力做的功为B．金属棒重力势能的减少量等于系统产生的电能C．金属棒克服安培力做的功等于电阻R上产生的焦耳热D．金属棒机械能减少量为能力提升五、实验题14．实验：探究影响感应电流方向的因素（1）实验原理a.由电流表指针偏转方向与电流方向的关系，找出感应电流的方向。b.通过实验，观察、分析原磁场方向和磁通量的变化，记录感应电流的方向，然后归纳出感应电流的方向与原磁场方向、原磁通量变化之间的关系。（2）实验器材条形磁体，螺线管，电流表，导线若干，滑动变阻器，开关，干电池，电池盒。（3）实验过程a.探究电流表指针的偏转方向和电流方向之间的关系。实验电路如图甲、乙所示：结论：电流从哪一侧接线柱流入，指针就向哪一侧偏转，即左进左偏，右进右偏。（指针偏转方向应由实验得出，并非所有电流表都是这样的）b.探究条形磁体插入或拔出线圈时感应电流的方向（i）按图连接电路，明确螺线管的绕线方向。（ii）按照控制变量的方法分别进行N极（S极）向下插入线圈和N极（S极）向下时抽出线圈的实验。（iii）观察并记录磁场方向、电流方向、磁通量大小变化情况，并将结果填入表格。甲乙丙丁条形磁体运动的情况N极向下插入线圈S极向下插入线圈N极朝下时抽出线圈S极朝下时抽出线圈原磁场方向（“向上”或“向下”）穿过线圈的磁通量变化情况（“增加”或“减少”）感应电流的方向（在螺线管上方俯视）逆时针顺时针顺时针逆时针感应电流的磁场方向（“向上”或“向下”）原磁场与感应电流磁场方向的关系（iiii）整理器材。（4）结果分析根据上表记录，得到下述结果：甲、乙两种情况下，磁通量都___________，感应电流的磁场方向与原磁场方向___________，阻碍磁通量的增加；丙、丁两种情况下，磁通量都___________，感应电流的磁场方向与原磁场方向___________，阻碍磁通量的减少。实验结论：感应电流具有这样的方向，即___________总要___________引起感应电流的___________。（5）注意事项a.确定电流方向与电流表指针偏转方向的关系时，要用试触法并注意减小电流强度，防止电流过大或通电时间过长损坏电流表。b.电流表选用零刻度在中间的灵敏电流计。c.实验前设计好表格，并明确线圈的绕线方向。d.按照控制变量的思想进行实验。e.完成一种操作后，等电流计指针回零后再进行下一步操作。六、解答题15．如图，水平U形光滑框架，宽度为1m，电阻忽略不计，导体棒ab的质量m=0.2kg、电阻R=0.5Ω，匀强磁场的磁感应强度B=0.2T，方向垂直框架向上。现用F=1N的外力由静止开始向右拉ab棒，当ab棒向右运动的距离为d=0.5m时速度达到2m/s，求此时：（1）ab棒产生的感应电动势的大小；（2）ab棒的电流；（3）ab棒所受的安培力；16．有一个1000匝的线圈，在内穿过每匝线图的磁通量从增加到，求线圈中的感应电动势。如果线圈的电阻是，把它跟一个电阻值为的电阻串联组成闭合回路时，通过该电阻的电流是多大？17．如图所示，若轨道左端接一电容器，电容器的电容为C，导体棒在恒定水平外力F作用下，从静止开始运动，导轨与棒间的动摩擦因数为μ，写出导体棒的速度大小随时间变化的关系式。参考答案：1．

错误

错误

错误

正确

正确【来源】2021人教版选择性必修第二册第二章2.2法拉第电磁感应定律导学案【解析】略2．法拉第【来源】2021人教版必修第三册第十三章13.3电磁感应现象及应用导学案【详解】略3．

变大

2【来源】2015-2016学年江苏省南通市如皋市高二期末物理卷【详解】在磁体竖直向下落时，穿过线圈的磁感应强度增大，故磁通量变大；由法拉第电磁感应定律可得：．4．

0.01

0.01【来源】2023版导与练一轮总复习（鲁科）第十一章小专题（十七）电磁感应中的电路、电荷量和图像问题（练）【详解】[1]0～2s时间内，t=0时刻磁感应强度变化率最大，感应电流最大，有[2]前2s内通过线圈某截面的电荷量5．

3

1或5【来源】上海市洋泾中学2021-2022学年高二下学期3月第一次月考物理试题【详解】[1]金属棒产生的电动势为可知当时，回路中感应电动势最大，且为[2]回路中的总电阻为回路中的电流为回路中的瞬时热功率为当回路中热功率为时，可得解得或即或6．

【来源】2023版导与练一轮总复习（鲁科）第十一章第2讲法拉第电磁感应定律涡流、互感和自感（讲）【详解】[1][2]以车轴为参考系，车轮边缘的线速度为v，因此转动的角速度某个线圈进入或者出磁场时产生的电动势大小为联立得7．D【来源】广西桂林市龙胜各族自治县龙胜中学2021-2022学年高二下学期期中物理试题（理）【详解】发电的基本原理是电磁感应现象，发现电磁感应现象的科学家是法拉第。故选D。8．C【来源】辽宁省阜蒙县育才高中2021-2022学年高二下学期期末考试复习物理试题【详解】A．由于导线没有闭合，故杆在转动中切割磁感线，没有产生感应电流，故导线不受安培力，也没有摩擦力，故可以在导轨上一直运动下去，A正确；B．由于没有重力之外的其他力做功，杆的机械能守恒，摆的幅度不变，B正确；C．由A项分析可知，杆不受磁场力作用，C错误；D．由A项分析可知，杆不受磁场力作用，D正确．故选C。9．C【来源】2020版三维设计二轮复习专题限时集训11电磁感应定律及其应用【详解】A．由法拉第电磁感应定律可得可知t1时刻，E=0故导体棒受到的安培力为0，轻杆对导体棒的作用力为0，A错误；B．t2时刻磁感应强度的变化率最大，感应电动势最大，感应电流最大，但由于磁感应强度为0，导体棒受到的安培力为0，轻杆对导体棒的作用力为0，B错误；C．t2到t3时间内，感应电流逐渐减小，而磁感应强度逐渐增大，导致导体棒受到的安培力先增大后减小，所以轻杆对导体棒的作用力先增大后减小，C正确；D．t2到t4时间内，磁感应强度方向不变，而感应电流方向有发生改变，故导体棒受到的安培力方向改变，则轻杆对导体棒的作用力方向改变，D错误。故选C。10．C【来源】专题68电磁感应现象中的含容电路和双棒问题-2023届高三物理一轮复习重点热点难点专题特训【详解】A．题图甲中，导体棒向右运动切割磁感线产生感应电流而使电容器充电，由于充电电流不断减小，安培力减小，则导体棒做变减速运动，当电容器C极板间电压与导体棒产生的感应电动势相等时，电路中没有电流，ab棒不受安培力，向右做匀速运动，故A错误；B．题图乙中，导体棒向右运动切割磁感线产生感应电流，导体棒受向左的安培力而做减速运动，随速度的减小，电流减小，安培力减小，加速度减小，最终ab棒静止，故B错误；C．题图丙中，导体棒先受到向左的安培力作用向右做变减速运动，速度减为零后再在安培力作用下向左做变加速运动，当导体棒产生的感应电动势与电源的电动势相等时，电路中没有电流，ab棒向左做匀速运动，故C正