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【步步高】2020年高考物理大一輪 第九章 第2課時 法拉第電磁感應(yīng)定律 自感 渦流 新人教版選修3-2(通用)

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1、第2課時 法拉第電磁感應(yīng)定律 自感 渦流 導(dǎo)學(xué)目標(biāo) 1.能用法拉第電磁感應(yīng)定律、公式E=Blv計算感應(yīng)電動勢.2.理解自感、渦流產(chǎn)生,并能分析實際應(yīng)用. 一、法拉第電磁感應(yīng)定律 [基礎(chǔ)導(dǎo)引] 1.關(guān)于電磁感應(yīng),下述說法正確的是 (  ) A.穿過線圈的磁通量越大,感應(yīng)電動勢越大 B.穿過線圈的磁通量為零,感應(yīng)電動勢一定為零 C.穿過線圈的磁通量變化越大,感應(yīng)電動勢越大 D.穿過線圈的磁通量變化越快,感應(yīng)電動勢越大 2.試計算下列幾種情況下的感應(yīng)電動勢. (1)平動切割 ①如圖1(a),在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,棒以速度v垂直切割磁感線時,感應(yīng)電

2、動勢E=________. 圖1 ②如圖(b),在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,棒運動的速度v與磁場的方向成θ角,此時的感應(yīng)電動勢為E=________. (2)轉(zhuǎn)動切割 如圖(c),在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,長為l的導(dǎo)體棒繞一端為軸以角速度ω勻速 轉(zhuǎn)動,此時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=____________. (3)有效切割長度:即導(dǎo)體在與v垂直的方向上的投影長度.試分析圖2中的有效切割長度. 圖2 甲圖中的有效切割長度為:____________;乙圖中的有效切割長度為:________;丙圖中的有效切割長度:沿v1的方向運動時為________;沿v2的方向運動時為__

3、____. [知識梳理] 1.感應(yīng)電動勢 (1)感應(yīng)電動勢:在________________中產(chǎn)生的電動勢.產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體就相當(dāng)于________,導(dǎo)體的電阻相當(dāng)于____________. (2)感應(yīng)電流與感應(yīng)電動勢的關(guān)系:遵循________________定律,即I=________. 2.法拉第電磁感應(yīng)定律 (1)法拉第電磁感應(yīng)定律 ①內(nèi)容:電路中感應(yīng)電動勢的大小,跟穿過這一電路的________________成正比. ②公式:E=____________. (2)導(dǎo)體切割磁感線的情形 ①一般情況:運動速度v和磁感線方向夾角為θ,則E=_______

4、___. ②常用情況:運動速度v和磁感線方向垂直,則E=________. ③導(dǎo)體棒在磁場中轉(zhuǎn)動 導(dǎo)體棒以端點為軸,在勻強磁場中垂直于磁感線方向勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢E=Bl=____________(平均速度等于中點位置線速度lω). 二、自感與渦流 [基礎(chǔ)導(dǎo)引] 判斷下列說法的正誤 (1)線圈的自感系數(shù)跟線圈內(nèi)電流的變化率成正比. (  ) (2)自感電動勢阻礙電流的變化,但不能阻止電流的變化. (  ) (3)當(dāng)導(dǎo)體中電流增大時,自感電動勢的方向與原電流方向相反. (  ) (4)線圈中電流變化的越快,穿過線圈的磁通量越大. (  

5、) [知識梳理] 1.自感現(xiàn)象 (1)概念:由于導(dǎo)體本身的________變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象稱為自感,由于自感而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢叫做________________. (2)表達式:E=____________. (3)自感系數(shù)L ①相關(guān)因素:與線圈的________、形狀、________以及是否有鐵芯有關(guān). ②單位:亨利(H,1 mH=________ H,1 μH=________ H). 2.渦流 當(dāng)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____________,這種電流像水中的旋渦所以叫渦流. (1)電磁阻尼:當(dāng)導(dǎo)體在磁場中運動時,感應(yīng)電流會使

6、導(dǎo)體受到__________,安培力的方向總是________導(dǎo)體的相對運動. (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__________使導(dǎo)體受到安培力的作用,安培力使導(dǎo)體運動起來. (3)電磁阻尼和電磁驅(qū)動的原理體現(xiàn)了____________的推廣應(yīng)用. 考點一 法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用 考點解讀 1.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Φ、磁通量的變化量ΔΦ的大小沒有必然聯(lián)系. 2.具體而言:當(dāng)ΔΦ僅由B引起時,則E=n;當(dāng)ΔΦ僅由S引起時,則E=n. 3.磁通量的變化率是Φ-t圖象上某點切線的斜率. 典例剖析

7、例1 如圖3(a)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(b)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3 (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. 思維突破 1.公式E=n是求解回路某段時間內(nèi)平均電動勢的最佳選擇. 2.用公式E=nS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、Δ

8、Φ和回路電阻R有關(guān),與時間長短無關(guān).推導(dǎo)如下:q=Δt=Δt=. 圖4 跟蹤訓(xùn)練1 如圖4所示,導(dǎo)線全部為裸導(dǎo)線,半徑為r的圓內(nèi)有垂 直于圓平面的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B,一根長度大于2r的導(dǎo) 線MN以速度v在圓環(huán)上無摩擦地自左端勻速滑到右端.電路的 固定電阻為R,其余電阻不計,求MN從圓環(huán)的左端滑到右端的過程中 電阻R上的電流的平均值和通過電阻R的電荷量. 考點二 導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的計算 [典例剖析] 圖5 例2 在范圍足夠大,方向豎直向下的勻強磁場中,B=0.2 T,有一水 平放置的光滑框架,寬度為l=0.4 m,如圖5所示,框架上放置一質(zhì)

9、 量為0.05 kg、電阻為1 Ω的金屬桿cd,框架電阻不計.若桿cd以恒定 加速度a=2 m/s2,由靜止開始做勻變速運動,則: (1)在5 s內(nèi)平均感應(yīng)電動勢是多少? (2)第5 s末,回路中的電流多大? (3)第5 s末,作用在cd桿上的水平外力多大? 思維突破 公式E=n與E=Blvsin θ的區(qū)別與聯(lián)系 兩個公式 項目 E=n E=Blvsin θ 區(qū)別 (1)求的是Δt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) (1)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) (2)求的是整個回路的感應(yīng) 電動勢.整個回路的

10、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 (2)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 (3)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 (3)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(dāng)于電源 聯(lián)系 公式E=n和E=Blvsin θ是統(tǒng)一的,當(dāng)Δt→0時,E為瞬時感應(yīng)電動勢,只是由于高中數(shù)學(xué)知識所限,現(xiàn)在還不能這樣求瞬時感應(yīng)電動勢,而公式E=Blvsin θ中的v若代入,則求出的E為平均感應(yīng)電動勢 跟蹤訓(xùn)練2 (2020·課標(biāo)全國·21)如圖6所示,兩個端面半徑同為R的 圓柱形鐵芯同軸水平放置,相對的端面之間有一

11、縫隙,鐵芯上繞 圖6 導(dǎo)線并與電源連接,在縫隙中形成一勻強磁場.一銅質(zhì)細直棒ab 水平置于縫隙中,且與圓柱軸線等高、垂直.讓銅棒從靜止開始自由 下落,銅棒下落距離為0.2R時銅棒中電動勢大小為E1,下落距離為0.8R時電動勢大小為E2.忽略渦流損耗和邊緣效應(yīng).關(guān)于E1、E2的大小和銅棒離開磁場前兩端的極性,下列判斷正確的是 (  ) A.E1>E2,a端為正 B.E1>E2,b端為正 C.E1

12、考點解讀 通電自感與斷電自感的比較 通電自感 斷電自感 電路 圖 器材 要求 A1、A2同規(guī)格,R=RL,L較大 L很大(有鐵芯) 現(xiàn)象 在S閉合瞬間,A2燈立即亮起來,A1燈逐漸變亮,最終一樣亮 在開關(guān)S斷開時,燈A突然閃亮一下后再漸漸熄滅(當(dāng)抽掉鐵芯后,重做實驗,斷開開關(guān)S時,會看到燈A馬上熄滅) 原因 由于開關(guān)閉合時,流過電感線圈的電流迅速增大,使線圈產(chǎn)生自感電動勢,阻礙了電流的增大,流過A1燈的電流比流過A2燈的電流增加得慢 斷開開關(guān)S時,流過線圈L的電流減小,產(chǎn)生自感電動勢,阻礙了電流的減小,使電流繼續(xù)存在一段時間;在S斷開后,通過L的電流反

13、向通過A燈,且由于RL?RA,使得流過A燈的電流在開關(guān)斷開瞬間突然增大,從而使A燈的發(fā)光功率突然變大 能量轉(zhuǎn) 化情況 電能轉(zhuǎn)化為磁場能 磁場能轉(zhuǎn)化為電能 典例剖析 圖7 例3 (2020·江蘇單科·4)如圖7所示的電路中,電源的電動勢為E, 內(nèi)阻為r,電感L的電阻不計,電阻R的阻值大于燈泡D的阻 值.在t=0時刻閉合開關(guān)S,經(jīng)過一段時間后,在t=t1時刻斷 開S.下列表示A、B兩點間電壓UAB隨時間t變化的圖象中,正 確的是 (  ) 思維突破 自感現(xiàn)象中主要有兩種情況:即通

14、電自感與斷電自感.在分析過程中,要注意:(1)通過自感線圈的電流不能發(fā)生突變,即通電過程中,電流是逐漸變大,斷電過程中,電流是逐漸變小,此時線圈可等效為“電源”,該“電源”與其他電路元件形成回路.(2)斷電自感現(xiàn)象中燈泡是否“閃亮”問題的判斷在于對電流大小的分析,若斷電后通過燈泡的電流比原來強,則燈泡先閃亮后再慢慢熄滅. 跟蹤訓(xùn)練3 如圖8(a)、(b)所示的電路中,電阻R和自感線圈L的電阻值都很小,且小于燈A的電阻,接通S,使電路達到穩(wěn)定,燈泡A發(fā)光,則 (  ) 圖8 A.在電路(a)中,斷開S,A將漸漸變暗 B.在電路(a)中,

15、斷開S,A將先變得更亮,然后漸漸變暗 C.在電路(b)中,斷開S,A將漸漸變暗 D.在電路(b)中,斷開S,A將先變得更亮,然后漸漸變          12.對“Φ、ΔΦ、ΔΦ/Δt”的意 義理解錯誤 圖9 例4 半徑為r、電阻為R的n匝圓形線圈在邊長為l的正方形 abcd外,勻強磁場充滿并垂直穿過該正方形區(qū)域,如圖9 甲所示.當(dāng)磁場隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示時,則穿過 圓形線圈磁通量的變化率為______,t0時刻線圈產(chǎn)生的感 應(yīng)電流為______. 誤區(qū)警示 錯解1:認(rèn)為磁通量的變化率與線圈的匝數(shù)有關(guān),得出=nS=nl2. 錯解2:將線圈的面積代入上式得出=

16、nS=n. 錯解3:認(rèn)為t0時刻磁感應(yīng)強度為零,所以感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流均為零. 正確解析 磁通量的變化率為=S=l2 根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得線圈中的感應(yīng)電動勢 E=n=nl2 再根據(jù)閉合電路歐姆定律得感應(yīng)電流I=n=n. 答案 l2 n 正本清源 (1)錯因:對“Φ、ΔΦ、ΔΦ/Δt”的意義理解不清.,(2)要注意Φ、ΔΦ、ΔΦ/Δt的大小之間沒有必然的聯(lián)系,Φ=0,ΔΦ/Δt不一定等于0;還要注意感應(yīng)電動勢E與線圈匝數(shù)n有關(guān),但Φ、ΔΦ、ΔΦ/Δt的大小均與線圈匝數(shù)無關(guān). 13.對雙桿切割磁感線問題中的電動勢和安培力計算錯誤 例5 t=0時,磁場在xOy平面內(nèi)的分布如圖

17、10所示,其磁感應(yīng)強度的大小均為B0,方向垂直于xOy平面,相鄰磁場區(qū)域的磁場方向相反,每個同向磁場區(qū)域的寬度均為L0,整個磁場以速度v沿x軸正方向勻速運動.若在磁場所在區(qū)間內(nèi)放置一由n匝線圈組成的矩形線框abcd,線框的bc邊平行于x軸.bc=LB、ab=L,LB略大于L0,總電阻為R,線框始終保持靜止.求: 圖10 (1)線框中產(chǎn)生的總電動勢大小和導(dǎo)線中的電流大??; (2)線框所受安培力的大小和方向. 誤區(qū)警示 沒有考慮線框的ab、cd兩條邊在方向相反的磁場中均產(chǎn)生電動勢,只按一條邊切割磁感線計算電動勢,得出E=nB0Lv的錯誤結(jié)果. 求線框所受安培力時,一是不注意總安培力為

18、n匝線圈受力之和;二是沒有考慮線框的ab、cd兩條邊均受到安培力,得出F=BIL=的錯誤結(jié)論. 正確解析 (1)線框相對于磁場向左做切割磁感線的勻速運動,切割磁感線的速度大小為v,任意時刻線框中總的感應(yīng)電動勢大小E=2nB0Lv,導(dǎo)線中的電流大小I=. (2)線框所受安培力的大小F=2nB0LI= 由左手定則判斷,線框所受安培力的方向始終沿x軸正方向. 答案 (1)2nB0Lv  (2) 方向沿x軸正方向 正本清源 對于雙桿切割磁感線或閉合導(dǎo)線框在磁場中運動的情況,有可能線框的兩條邊均產(chǎn)生電動勢,要看兩電動勢是同向還是反向;同樣求導(dǎo)線框所受安培力的時候,也要注意兩條邊是否均受安培力,

19、還要注意匝數(shù)n的問題. 圖11 跟蹤訓(xùn)練4 (2020·上海單科·19)如圖11,一有界區(qū)域內(nèi),存在著磁 感應(yīng)強度大小均為B,方向分別垂直于光滑水平桌面向下和向上 的勻強磁場,磁場寬度均為L,邊長為L的正方形線框abcd的bc 邊緊靠磁場邊緣置于桌面上,使線框從靜止開始沿x軸正方向勻 加速通過磁場區(qū)域,若以逆時針方向為電流的正方向,能反映線框中感應(yīng)電流變化規(guī)律 的是 (  ) A組 公式E=nΔΦ/Δt的應(yīng)用 1.(2020·江蘇單科·2)一矩形線框置于勻強磁場中,線框平面與磁場方向垂直.先保持線框的面積不變,將磁感應(yīng)強度

20、在1 s時間內(nèi)均勻地增大到原來的兩倍.接著保持增大后的磁感應(yīng)強度不變,在1 s時間內(nèi),再將線框的面積均勻地減小到原來的一半.先后兩個過程中,線框中感應(yīng)電動勢的比值為 (  ) A. B.1 C.2 D.4 2.圖中a~d所示分別為穿過某一閉合回路的磁通量Φ隨時間t變化的圖象,關(guān)于回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢下列論述正確的是 (  ) A.圖a中回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢恒定不變 B.圖b中回路產(chǎn)生的感應(yīng)電

21、動勢一直在變大 C.圖c中回路在0~t1時間內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢小于在t1~t2時間內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢 D.圖d中回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢先變小再變大 B組 公式E=Blv的應(yīng)用 圖12 3.(2020·山東理綜·21)如圖12所示,空間存在兩個磁場,磁感 應(yīng)強度大小均為B,方向相反且垂直紙面,MN、PQ為其 邊界,OO′為其對稱軸.一導(dǎo)線折成邊長為l的正方形閉 合回路abcd,回路在紙面內(nèi)以恒定速度v0向右運動,當(dāng)運 動到關(guān)于OO′對稱的位置時 (  ) A.穿過回路的磁通量為零 B.回路中感應(yīng)電動勢大小為2Blv0 C.回路

22、中感應(yīng)電流的方向為順時針方向 D.回路中ab邊與cd邊所受安培力方向相同 C組 自感現(xiàn)象 圖13 4.(2020·北京理綜·19)在如圖13所示的電路中,兩個相同的小燈泡L1和L2分別串聯(lián)一個帶鐵芯的電感線圈L和一個滑動變阻器R.閉合開關(guān)S后,調(diào)整R,使L1和L2發(fā)光的亮度一樣,此時流過兩個燈泡的電流均為I.然后,斷開S.若t′時刻再閉合S,則在t′前后的一小段時間內(nèi),正確反映流過L1的電流i1、流過L2的電流i2隨時間t變化的圖象是 (  ) 課時規(guī)范訓(xùn)練 (限時:60分鐘) 一、選擇題 圖1 1.如圖1所示 為新一代炊具——電磁爐,無煙、無明火、無污 染

23、、不產(chǎn)生有害氣體、無微波輻射、高效節(jié)能等是電磁爐 的優(yōu)勢所在.電磁爐是利用電流通過線圈產(chǎn)生磁場,當(dāng)磁 場的磁感線通過含鐵質(zhì)鍋底部時,即會產(chǎn)生無數(shù)小渦流, 使鍋體本身自行高速發(fā)熱,然后再加熱鍋內(nèi)食物.下列相 關(guān)說法中正確的是 (  ) A.鍋體中的渦流是由恒定的磁場產(chǎn)生的 B.恒定磁場越強,電磁爐的加熱效果越好 C.鍋體中的渦流是由變化的磁場產(chǎn)生的 D.提高磁場變化的頻率,可提高電磁爐的加熱效果 2.(2020·海南單科·7)自然界的電、熱和磁等現(xiàn)象都是相互聯(lián)系的,很多物理學(xué)家為尋找它們之間的聯(lián)系做出了貢獻.下列說法正確

24、的是 (  ) A.奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng),揭示了電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象之間的聯(lián)系 B.歐姆發(fā)現(xiàn)了歐姆定律,說明了熱現(xiàn)象和電現(xiàn)象之間存在聯(lián)系 C.法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象,揭示了磁現(xiàn)象和電現(xiàn)象之間的聯(lián)系 D.焦耳發(fā)現(xiàn)了電流的熱效應(yīng),定量給出了電能和熱能之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系 3.(2020·廣東理綜·15)將閉合多匝線圈置于僅隨時間變化的磁場中,線圈平面與磁場方向垂直,關(guān)于線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流,下列表述正確的是 (  ) A.感應(yīng)電動勢的大小與線圈的匝數(shù)無關(guān) B.穿過線圈的磁通量越大,感應(yīng)電動勢越大 C.穿過線圈的磁通量變化越快,感應(yīng)電動勢越大 D.

25、感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向與原磁場方向始終相同 圖2 4.如圖2所示,正方形線圈abcd位于紙面內(nèi),邊長為L,匝數(shù)為N, 線圈內(nèi)接有電阻值為R的電阻,過ab中點和cd中點的連線OO′恰 好位于垂直紙面向里的勻強磁場的右邊界上,磁場的磁感應(yīng)強度 為B.當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過90°時,通過電阻R的電荷量為 (  ) A. B. C. D. 5.(2020·浙江理綜·19)半徑為r帶缺口的剛性金屬圓環(huán)在紙面上固定放置,在圓環(huán)的缺口兩端引出兩根導(dǎo)線,分別與兩塊垂直于紙面固定放置的平行金屬板連接,兩板間

26、距為d,如圖3甲所示.有一變化的磁場垂直于紙面,規(guī)定向內(nèi)為正,變化規(guī)律如圖乙所示.在t=0時刻平板之間中心有一重力不計、電荷量為q的靜止微粒.則以下說法正確的是 (  ) 圖3 A.第2秒內(nèi)上極板為正極 B.第3秒內(nèi)上極板為負極 C.第2秒末微?;氐搅嗽瓉砦恢? D.第2秒末兩極板之間的電場強度大小為0.2πr2/d 圖4 6.如圖4所示,矩形金屬框置于勻強磁場中,ef為一導(dǎo)體棒, 可在ab與cd間滑動并接觸良好.設(shè)磁感應(yīng)強度為B,ac長為 L,在Δt時間內(nèi)向左勻速滑過距離Δd,由法拉第電磁感應(yīng)定 律E=n可知,下列說法正確的是 (  )

27、 A.當(dāng)ef向左滑動時,左側(cè)面積減少LΔd,右側(cè)面積增加LΔd,因此E= B.當(dāng)ef向左滑動時,左側(cè)面積減少LΔd,右側(cè)面積增加LΔd,互相抵消,因此E=0 C.在公式E=n中,在切割磁感線情況下,ΔΦ=BΔS,ΔS應(yīng)是導(dǎo)體棒切割磁感線掃過的面積,因此E=BLΔd/Δt D.在切割磁感線的情況下,只能用E=BLv計算,不能用E=n計算 7.如圖5是用電流傳感器(相當(dāng)于電流表,其電阻可以忽略 不計)研究自感現(xiàn)象的實驗電路,圖中兩個電阻的阻值均 為R,L是一個自感系數(shù)足夠大的自感線圈,其直流電阻 圖5 值也為R.下圖是某同學(xué)畫出的在t0時刻開關(guān)S切換前后, 通過傳感器的電流隨時間

28、變化的圖象.關(guān)于這些圖象,下列說法中正確的是 (  ) A.圖甲是開關(guān)S由斷開變?yōu)殚]合,通過傳感器1的電流隨時間變化的情況 B.圖乙是開關(guān)S由斷開變?yōu)殚]合,通過傳感器1的電流隨時間變化的情況 C.圖丙是開關(guān)S由閉合變?yōu)閿嚅_,通過傳感器2的電流隨時間變化的情況 D.圖丁是開關(guān)S由閉合變?yōu)閿嚅_,通過傳感器2的電流隨時間變化的情況 圖6 8.如圖6所示,等腰三角形內(nèi)分布有垂直于紙面向外的勻 強磁場,它的底邊在x軸上且長為2L,高為L.紙面內(nèi)一 邊長為L的正方形導(dǎo)線框沿x軸正方向做勻速直線運動穿 過勻強磁場區(qū)域,在t=0時刻恰好位于圖中所示的位置.以順時針方向為導(dǎo)線框中電流

29、 的正方向,下面四幅圖中能夠正確表示電流—位移(I-x)關(guān)系的是 (  ) 圖7 9.如圖7所示,兩條平行虛線之間存在勻強磁場,磁場方向垂直紙 面向里,虛線間的距離為l.金屬圓環(huán)的直徑也是l.圓環(huán)從左邊界 進入磁場,以垂直于磁場邊界的恒定速度v穿過磁場區(qū)域.則下 列說法正確的是 (  ) A.感應(yīng)電流的大小先增大后減小再增大再減小 B.感應(yīng)電流的方向先逆時針后順時針 C.金屬圓環(huán)受到的安培力先向左后向右 D.進入磁場時感應(yīng)電動勢平均值=πBlv 圖8 10.一空間有垂直紙面向里的勻強磁場B,

30、兩條電阻不計的平行光滑導(dǎo) 軌豎直放置在磁場內(nèi),如圖8所示,磁感應(yīng)強度B=0.5 T,導(dǎo)體棒 ab、cd長度均為0.2 m,電阻均為0.1 Ω,重力均為0.1 N,現(xiàn)用力 向上拉動導(dǎo)體棒ab,使之勻速上升(導(dǎo)體棒ab、cd與導(dǎo)軌接觸良 好),此時cd靜止不動,則ab上升時,下列說法正確的是 (  ) A.a(chǎn)b受到的拉力大小為2 N B.a(chǎn)b向上運動的速度為2 m/s C.在2 s內(nèi),拉力做功,有0.4 J的機械能轉(zhuǎn)化為電能 D.在2 s內(nèi),拉力做功為0.6 J 二、非選擇題 圖9 11.如圖9所示,電阻不計的平行金屬導(dǎo)軌MN和OP放置在水 平面內(nèi),MO間接有阻值為R=

31、3 Ω的電阻.導(dǎo)軌相距d =1 m,其間有豎直向下的勻強磁場,磁感應(yīng)強度B=0.5 T.質(zhì)量為m=0.1 kg,電阻為r=1 Ω的導(dǎo)體棒CD垂直于 導(dǎo)軌放置,并接觸良好.用平行于MN的恒力F=1 N向右拉動CD.CD受到的摩擦阻力Ff恒為0.5 N.則: (1)CD運動的最大速度是多少? (2)當(dāng)CD達到最大速度后,電阻R消耗的電功率是多少? (3)當(dāng)CD的速度為最大速度的一半時,CD的加速度是多少? 12.(2020·浙江理綜·23)如圖10甲所示,在水平面上固定有長為L=2 m、寬為d=1 m的金屬“U”型導(dǎo)軌,在“U”型導(dǎo)軌右側(cè)l=0.5 m范圍內(nèi)存在垂直紙面向

32、里的勻強磁場,且磁感應(yīng)強度隨時間變化規(guī)律如圖乙所示.在t=0時刻,質(zhì)量為m=0.1 kg的導(dǎo)體棒以v0=1 m/s的初速度從導(dǎo)軌的左端開始向右運動,導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為μ=0.1,導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒單位長度的電阻均為λ=0.1 Ω/m,不計導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的接觸電阻及地球磁場的影響(取g=10 m/s2 ).    甲         乙 圖10 (1)通過計算分析4 s內(nèi)導(dǎo)體棒的運動情況; (2)計算4 s內(nèi)回路中電流的大小,并判斷電流方向; (3)計算4 s內(nèi)回路產(chǎn)生的焦耳熱. 復(fù)習(xí)講義 基礎(chǔ)再現(xiàn) 一、 基礎(chǔ)導(dǎo)引 1.D 2.(1)①Blv ②Blvsin θ (

33、2)Bl2ω (3)sin θ MN R R 知識梳理 1.(1)電磁感應(yīng)現(xiàn)象 電源 電源內(nèi)阻 (2)閉合電路歐姆  2.(1)①磁通量的變化率 ②n (2)①Blvsin θ?、贐lv?、跙l2ω 二、 基礎(chǔ)導(dǎo)引 (1)× (2)√ (3)√ (4)× 知識梳理 1.(1)電流 自感電動勢 (2)L (3)①大小 匝數(shù) ②10-3 10-6 2.感應(yīng)電流 (1)安培力 阻礙 (2)感應(yīng)電流 (3)楞次定律 課堂探究 例1 (1) 方向由b到a (2)  跟蹤訓(xùn)練1   例2 (1)0.4 V (2)0.8 A (3)0.164 N 跟蹤訓(xùn)練2 D  例3 B  跟蹤訓(xùn)練3 AD  跟蹤訓(xùn)練4 AC  分組訓(xùn)練 1.B  2.D  3.ABD  4.B  課時規(guī)范訓(xùn)練 1.CD  2.ACD  3.C  4.B  5.A  6.C  7.BC  8.A  9.AB  10.BC  11.(1)8 m/s (2)3 W (3)2.5 m/s2 12.(1)前1 s導(dǎo)體棒做勻減速直線運動,1~4 s內(nèi)一直保持靜止 (2)0.2 A,順時針方向 (3)0.04 J

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