高考物理复习专题八电磁感应.doc

专题八 电磁感应第1课时 法拉第电磁感应定律 楞次定律课时综述1产生感应电流的条件与方式：（1）穿过电路的磁通量发生变化；电路闭合。（2）两种方式：即导线切割磁感线或磁场本身发生变化，从本质上讲变化的磁场在周围空间产生电场，当导体处于该电磁场中受到电场力作用而定向移动形成电流。2楞次定律（1）内容：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）理解：从磁场的特点看感应电流的作用是阻碍磁通量的变化；从力学特点看，若是由于相对运动引起感应电流，则感应电流的作用是阻碍相对运动；在自感现象中是阻碍原电流的变化3法拉第电磁感应定律（1）内容：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）公式：，其中n为线圈匝数。导体的部分切割磁感线：注意：（1），；（2）L所在处B相同。互动探究例1、如图所示，当电键S从位置1拨到位置2的过程中，电流计中的电流方向为：（ ）AABBBAC先AB，再BAD先BA，再AB例2、如图所示，A、B是完全相同的两个小灯泡，L为自感系数很大、电阻可以忽略的带铁芯的线圈。下列说法中正确的是（ ） A开关K闭合的瞬间，A、B同时发光，随后A灯变暗至熄灭，B灯变亮B开关K闭合的瞬间，B灯亮，A灯不亮C断开开关K的瞬间，A、B灯同时熄灭D断开开关K的瞬间，B灯立即熄灭，A灯突然闪亮一下后熄灭例3、如图所示，导体棒ab在磁感应强度为B、方向竖直向上的匀强磁场中受水平恒力F作用，以速度v沿光滑导轨匀速向右运动。导轨左端所接电阻为R，导轨自身电阻不计，导体棒电阻为r，导轨间距为L。请你从力F做功与电路中消耗能量的关系证明：导体棒ab中的感应电动势为，并说明其物理意义。例4、如图，在光滑水平面上，正方形导线框abcd，边长为L，电阻为R，在水平拉力的作用下，以恒定的速度V从匀强磁场的左区完全拉进右区（导线框ab边始终与磁场的边界平行），左右磁场感应强度均为B，但方向相反且均与导线框垂直，中间有宽度d（Ld）的无磁场区域，求水平拉力做的功v yxOB*例5、如图所示，一根电阻为R=0.6的导线弯成一个圆形线圈，圆半径r=1m，圆形线圈质量m=1kg，此线圈放在绝缘光滑的水平面上，在y轴右侧有垂直于线圈平面B=0.5T的匀强磁场。若线圈以初动能E0=5J沿x轴方向滑进磁场，当进入磁场0.5m时，线圈中产生的电能是Ee=3J。求：此时线圈的运动速度；此时线圈与磁场左边缘两交接点间的电压；此时线圈加速度大小。*例6、半径为r=0.4m的圆形区域内有均匀磁场，磁感应强度B=0.2T，磁场方向垂直纸面向里。边长为L=1.2m 的金属正方形框架ABCD在垂直磁场的平面内放置，正方形中心与圆心O重合。金属框架AD与BC边上分别接有L1、L2两灯，两灯的电阻均为R=2，一金属棒MN平行AD边搁在框架上，与框架电接触良好，棒与框架的电阻均忽略不计。（1） 若棒以匀速率向右水平滑动，如图所示。当滑过AB与DC边中点E、F时，灯L1中的电流为0.4A，求棒运动的速率。(2)撤去金属棒MN，将右半框架EBCF以EF为轴向下翻转 900，若翻转后磁场随时间均匀变化，且灯L1的功率为1.2810-2W，求磁场的变化率B/t。 课堂反馈ABCPR1L1、如图所示，电路中L是自感系数较大的电感器当滑动变阻器的滑动触头P从A端迅速滑向B端过程中通过AB的中点C时刻，回路中的电流为I1；当滑动触头P从B端迅速滑向A端过程中通过C点时刻，回路中的电流为I2；当滑动触头固定在C点时刻，回路中的电流为I3，则下列关系正确的是 A.I1= I2=I3 B.I1 I3I2 C.I1 I3I32、一电阻为R的金属圆环，放在匀强磁场中，磁场与圆环所在平面垂直，如图1所示。磁场对圆环的磁通随时间t的变化关系如图2所示，图中的最大磁通量0和变化周期T都是已知量。求在t = 2T 时间内，金属环中消耗的电能。3、在图甲中，直角坐标系0xy的1、3象限内有匀强磁场，第1象限内的磁感应强度大小为2B，第3象限内的磁感应强度大小为B，磁感应强度的方向均垂直于纸面向里.现将半径为l，圆心角为900的扇形导线框OPQ以角速度绕O点在纸面内沿逆时针匀速转动，导线框回路电阻为R.(1)求导线框中感应电流最大值.(2)在图乙中画出导线框匀速转动一周的时间内感应电流I随时间t变化的图象.(规定与图甲中线框的位置相对应的时刻为t=0)IOt图乙O2BxBy图甲PlQ(3)求线框匀速转动一周产生的热量. 达标训练abdc1、用均匀电阻丝做成的正方形导线框abcd放在如图有理想边界的正方形匀强磁场中导线框的各边和磁场的边界保持互相平行现沿四种不同的方向把导线框以某一相同的速度从磁场中完全拉出来，在导线框穿出磁场过程中，ab边上的电压最大的是 A.向上拉出 B.向下拉出 C.向左拉出 D.向右拉出2、在图所示的实验电路中，带铁芯的、电阻较小的线圈L与灯A并联，当合上电键K，灯A正常发光。试判断下列说法中哪些是正确的？A当断开K时，灯A立即熄灭。 B当断开K时，灯A突然闪亮后熄灭。C若用电阻值与线圈L相同的电阻取代L接入电路，当断开K时，灯A立即熄灭。D若用电阻值与线圈 L相同的电阻取代L接入电路，当断开K时，灯A突然闪亮后熄灭。a b iabtt0o M3、右图线圈ab中的电流如iab-t图象所示(ab为正方向)。那么在t=0t0这段时间内，用丝线悬挂的铝环M中的感应电流i的方向和线圈M所受的磁场力F的方向的变化情况是 Ai方向改变，F方向不改变 Bi方向不改变，F方向改变Ci、F方向都不变 D i、F方向都有改变 4、如图，a、b都是很轻的铝环，环a是闭合的，环b是不闭合的，a、b环都固定在一根可以绕O点自由转动的水平细杆上，此时整个装置静止，下列说法中正确的是 A使条形磁铁N极垂直a环靠近a，a靠近磁铁B使条形磁铁N极垂直a环远离a，a靠近磁铁C使条形磁铁N极垂直b环靠近b，b靠近磁铁aaavBBD使条形磁铁N极垂直b环靠近b，b将不动 5、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（ ）itOitOitOitOA B C D6、磁悬浮列车已进入试运行阶段，磁悬浮列车是在车辆底部安装电磁铁，在轨道两旁埋设一系列闭合的铝环，当列车运行时，电磁铁产生的磁场相对铝环运动，列车凌空浮起，使车与轨道之间的摩擦减少到零，从而提高列车的速度，以下说法正确的是（）A当列车通过铝环对，铝环中有感应电流，感应电流产生的磁场的方向与电磁铁产生磁场的方向相同B当列车通过铝环时，铝环中有感应电流，感应电流产生的磁场的方向与电磁铁产生磁场的方向相反C当列车通过铝环时，铝环中通有电流，铝环中电流产生的磁场的方向与电磁铁产生磁场的方向相反D当列车通过铝环时，铝环中通有电流，铝环中电流产生的磁场的方向与电磁铁产生磁场的方向相反7、如图所示，由10根长度都是L的金属杆连接成的一个“目”字型的矩形金属框abcdefgh，放在纸面所在的平面内。有一个宽度也为L的匀强磁场，磁场边界跟de杆平行，磁感应强度的大小是B，方向垂直于纸面向里，金属杆ah、bg、cf、de的电阻都为r，其他各杆的电阻不计，各杆端点间接触良好。现以速度v匀速地把金属框从磁场的左边界水平向右拉，从de杆刚进入磁场瞬间开始计时，求：(1)从开始计时到ah杆刚进入磁场的过程中，通过ah杆某一横截面总的电荷量q；(2)从开始计时到金属框全部通过磁场的过程中，金属框中电流所产生的总热量Q。8、如图所示，在光滑水平桌面上有一个长为a、宽为b的矩形金属框，金属框的质量为m、电阻为R在距离金属框边的L处有竖直方向的匀强磁场，磁场的宽度为b，其边界平行于，现用垂直于的水平恒力F向右拉动线框，使之从静止开始向右运动，恰能匀速通过磁场区域求：（1）线框在磁场中运动的速率v为多少?（2）匀强磁场的磁感应强度B为多大?（3）金属框由静止开始直到匀速通过磁场区域的整个过程中拉力F做的功W为多少?（4）金属框匀速通过磁场区域的过程中产生的热量Q为多少?9、如图所示，一个边长为a的正方形线圈，总电阻为R，以速度v匀速通过匀强磁场区域，磁感强度为B，磁场宽度为b，问：（1）若，线圈通过磁场后释放多少焦耳能量？（2）若，线圈通过磁场后释放多少焦耳能量？*10、半径为a的圆形区域内有均匀磁场，磁感强度为B0.2T，磁场方向垂直纸面向里，半径为b的金属圆环与磁场同心地放置，磁场与环面垂直，其中a0.4m，b0.6m，金属环上分别接有灯L1、L2，两灯的电阻均为R02，一金属棒MN与金属环接触良好，棒与环的电阻均忽略不计（1）若棒以v05m/s的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径OO 的瞬时（如图9所示）MN中的电动势和流过灯L1的电流。（2）撤去中间的金属棒MN，将右面的半圆环OL2O 以OO 为轴向上翻转90，若此时磁场随时间均匀变化，其变化率为B/t4T/s，求L1的功率。*11一有界匀强磁场区域如图甲所示，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。t0=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, V-t图象如图乙，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：磁场磁感强度的变化率。 t2时刻回路电功率。 a b c d L 2 L Btvv0ot1t2 （甲） （乙）第2课时 电磁感应中的动力学问题课时综述电磁感应现象中的力学问题。主要以力学思路为主线，突出场的性质和电磁感应现象中的规律，具体采用的方法有1 力学观点（牛顿运动定律和运动学公式）。安培力与运动状态有关，因此应注意受力、运动与电流的动态分析，搞清它们之间的相互制约关系，思考方法是；导体受力运动速度变化感应电动势变化感应电流变化安培力变化合外力变化加速度变化最终状态。2 动量观点（动量定理、动量守恒定律）（1）电磁感应中的一个重要推论安培力的冲量公式，根据动量定理可以确定导体棒动量变化与回路磁通量变化或通过导体电量的关系（2）对于一个发生电磁感应现象的系统，如果不受外力或合外力为零，系统总动量守恒。互动探究例1、如图所示，水平放置的光滑平行金属导轨上有一质量为m的金属棒ab导轨一端连接电阻R，其它电阻均不计，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面向下，金属棒ab在一水平恒力F作用下由静止起向右运动，则 ( ) (A)随着ab运动速度的增大，其加速度也增大(B)外力F对ab做的功等于电路中产生的电能(C)当ab做匀速运动时，外力F做功的功率等于电路中的电功率(D)无论ab做何运动，它克服安培力做的功一定等于电路中产生的电能例2、在图甲、乙、丙三图中，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）向下的勾强磁场中，导轨足够长。今给导体棒ab一个向右的初速度v0，在甲、乙、丙三种情形下导体棒ab的最终运动状态是 （ ） A三种情形下导体棒ab最终均做匀速运动B甲、丙中，ab棒最终将以不同的速度做匀速运动；乙中，ab棒最终静止Rabv0B乙Rabv0B甲CRabv0B丙EC甲、丙中，ab棒最终将以相同的速度做匀速运动；乙中，ab棒最终静止D三种情形下导体棒ab最终均静止例3、如图所示，一固定的光滑导轨，其水平部分处于竖直向上的匀强磁场B中，且足够长。两导体棒ab和cd的质量均为m，电阻均为R。开始均处于静止状态。现将ab从导轨上高h处自由释放，则从ab进入匀强磁场起的运动过程中（两棒始终不相碰），下列结论正确的是（ ） Acd棒先向右加速运动后匀速运动，最终速度为(2gh)1/2Bcd棒先向右加速运动后匀速运动，最终速度为(gh/2)1/2C回路中产生的焦耳热最大值为mgh/2D回路中产生的焦耳热最大值为mghBv0Lacdb例第4题例4、两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内，两导轨间的距离为L。导轨上面横放着两根导体棒ab和cd，构成矩形回路，如图3所示两根导体棒的质量皆为m，电阻皆为R，回路中其余部分的电阻可不计在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B设两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行开始时，棒cd静止，棒ab有指向棒cd的初速度v0（见图3）若两导体棒在运动中始终不接触，求：（1）在运动中产生的焦耳热最多是多少（2）当ab棒的速度变为初速度的3/4时，cd棒的加速度是多少？*例5、如图所示，在空中有一水平方向的匀强磁场区域，区域的上下边缘间距为h，磁感应强度为B。有一宽度为b（b2a）从磁场上方下落，运动过程中上下两边始终与磁场边界平行线框进入磁场过程中感应电流i随时间t变化的图象如右图所示，则线框从磁场中穿出过程中线框中感应电流i随时间t变化的图象可能是以下的哪一个 iOti0itiOti0Oi0iti0OA. B. C. D.*6、超导磁悬浮列车是利用超导体的抗磁作用使列车车体向上浮起，同时通过周期性地变换磁极方向而获得推进动力的新型交通工具。其推进原理可以简化为如图所示的模型：在水平面上相距L的两根平行直导轨间，有竖直方向等距离分布的匀强磁场B1和B2，且B1=B2=B，每个磁场的宽都是l，相间排列，所有这些磁场都以速度v向右匀速运动。这时跨在两导轨间的长为L宽为l的金属框abcd（悬浮在导轨上方）在磁场力作用下也将会向右运动。设金属框的总电阻为R，运动中所受到的阻力恒为f，则金属框的最大速度可表示为 A.vm= (B2L2vfR)/B2L2B.vm= (2B2L2vfR)/2B2L2C.vm= (4B2L2vfR)/4B2L2D.vm= (2B2L2vfR)/2B2L27、如图甲，平行导轨MN、PQ水平放置，电阻不计.两导轨间距d=10cm，导体棒ab、cd放在导轨上，并与导轨垂直.每根棒在导轨间的部分，电阻均为R=1.0.用长为L=20cm的绝缘丝线将两棒系住.整个装置处在匀强磁场中.t=0的时刻，磁场方向竖直向下，丝线刚好处于未被拉伸的自然状态.此后，磁感应强度B随时间t的变化如图乙所示.不计感应电流磁场的影响.整个过程丝线未被拉断.求：02.0s的时间内，电路中感应电流的大小与方向；t=1.0s的时刻丝线的拉力大小.MNPQabcddL图甲B图乙B/Tt/sO0.20.1-0.11.02.03.08、如图所示，两根互相平行、间距d=0.4米的金属导 轨，水平放置于匀强磁场中，磁感应强度B=0.2T，磁场垂直于导轨平面，金属滑杆ab、cd所受摩擦力均为f=0.2N。两根杆电阻均为r=0.1，导轨电阻不计，当ab杆受力F=0.4N的恒力作用时，ab杆以V1做匀速直线运动，cd杆以V2做匀速直线运动，求速度差(V1 V2)等于多少？9、如图(1)所示，一个足够长的“U”形金属导轨NMPQ固定在水平面内，MN、PQ两导轨间的宽为L=0.50m一根质量为m=0.50kg的均匀金属导体棒ab静止在导轨上且接触良好，abMP恰好围成一个正方形该轨道平面处在磁感应强度大小可以调节的竖直向上的匀强磁场中ab棒的电阻为R=0.10，其他各部分电阻均不计开始时，磁感应强度B0=0.50T (1)若保持磁感应强度B0的大小不变，从t=0时刻开始，给ab棒施加一个水平向右的拉力，使它做匀加速直线运动此拉力T的大小随时间t变化关系如图(2)所示求匀加速运动的加速度及ab棒与导轨间的滑动摩擦力(2)若从某时刻t=0开始，调动磁感应强度的大小使其以=020 T/s的变化率均匀增加求经过多长时间ab棒开始滑动?此时通过ab棒的电流大小和方向如何?(ab棒与导轨间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等) ，*10、如图，两固定的相同轨道PQ与PQ的水平部分PO与PO光滑且导电，并处于同一水平面上，间距为L，倾斜部分OQ与OQ光滑但绝缘，处于竖直平面内。导轨左端用导线接有电源，电动势为、内阻不计。金属棒ab开始静止在水平轨道，并垂直于两导轨放置，其质量为m，电阻为R，其余电阻均不计。竖直方向的匀强磁场穿过轨道水平面部分，磁感应强度为B。现闭合开关S，金属棒ab运动了时间t，速度达到稳定值，然后滑上斜面轨道。试求：金属棒ab速度的稳定值。金属棒ab经过时间t运动的距离。金属棒ab再返回水平轨道运动的最大加速度。 *11、如图所示，两条光滑的绝缘导轨，导轨的水平部分与圆弧部分平滑连接，两导轨间距为L，导轨的水平部分有n段相同的匀强磁场区域（图中的虚线范围），磁场方向竖直向上，磁场的磁感应强度为B，磁场的宽度为S，相邻磁场区域的间距也为S，S大于L，磁场左、右两边界均与导轨垂直。现有一质量为m，电阻为r，边长为L的正方形金属框，由圆弧导轨上某高度处静止释放，金属框滑上水平导轨，在水平导轨上滑行一段时间进入磁场区域，最终线框恰好完全通过n段磁场区域。地球表面处的重力加速度为g，感应电流的磁场可以忽略不计，求：（1）刚开始下滑时，金属框重心离水平导轨所在平面的高度（2）整个过程中金属框内产生的电热（3）金属框完全进入第k（kn）段磁场区域前的时刻，金属框中的电功率 *12、如图所示，在光滑的水平面上有两个方向相反的匀强磁场垂直穿过，磁场的宽度均为L,磁感应强度大小均为B，水平面上放有一正方形金属线框，其边长为a(aL)，电阻为R （1）若线框以速度V从磁场区左侧匀速向右穿过该磁场区域到达磁场区右侧的过程中，求外力所做的功（2）若线框从磁场区左侧以水平向右的某个初速度进入磁场，刚好能从磁场区右侧全部出来，求线框在进入磁场和离开磁场的过程中产生的热量之比 第3课时 电磁感应中的能量观点课时综述无论是使闭合回路的磁通量发生变化，还是使闭合回路的部分导体切割磁感线，都要消耗其它形式的能量，转化为回路中的电能。这个过程不仅体现了能量的转化，而且保持守恒，使我们进一步认识包含电和磁在内的能量的转化和守恒定律的普遍性。分析问题时，应当牢牢抓住能量守恒这一基本规律，分析清楚有哪些力做功，就可知道有哪些形式的能量参与了相互转化，如有摩擦力做功，必然有内能出现；重力做功，就可能有机械能参与转化；安培力做负功就将其它形式能转化为电能，做正功将电能转化为其它形式的能；然后利用能量守恒列出方程求解。电磁感应现象中的力学问题。互动探究Bv0例1、如图所示，竖直面内的虚线上方是一匀强磁场B，从虚线下方竖直上抛一正方形线圈，线圈越过虚线进入磁场，最后又落回原处，运动过程线圈平面保持在竖直面内，不计空气阻力，则A.上升过程克服磁场力做的功大于下降过程克服磁场力做的功B.上升过程克服磁场力做的功等于下降过程克服磁场力做的功C.上升过程克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力的平均功率D.上升过程克服重力做功的平均功率等于下降过程中重力的平均功率Babcd例2、如图所示两根足够长的平行光滑导轨相距L，固定在同一水平面上。导轨上横跨着两根平行金属棒ab、cd，与导轨组成闭合电路。每根金属棒的质量为m，电阻为R，其余电阻不计。方向竖直向下的匀强磁场的磁感应强度为B。开始时金属棒ab静止，而金属棒cd有向右的初速度v0。下列说法中正确的有哪些： A.cd动能的减少等于ab动能的增加和整个回路产生的电热之和B.安培力对ab做的功等于ab动能的增加和ab上产生的电热之和C.ab、cd总动能的减少等于回路中增加的电能和回路中产生的电热之和D.ab、cd的最终速度都是v0/2BFa b*例3、如图所示，两根平行的金属导轨固定在水平面上，匀强磁场的方向竖直向下。两金属棒a、b和导轨组成矩形闭合回路。用水平恒力F向右拉b，使a、b分别以速度va和vb向右匀速运动。已知b跟导轨间的滑动摩擦力大小为f，则回路中感应电流的功率为 A.(Ff )(vb va) B.Fvb C.f va D.(Ff )vb例4、如图所示，在光滑水平桌面上有一个长为a、宽为b的矩形金属框，金属框的质量为m、电阻为R在距离金属框边的L处有竖直方向的匀强磁场，磁场的宽度为b，其边界平行于，现用垂直于的水平恒力F向右拉动线框，使之从静止开始向右运动，恰能匀速通过磁场区域求：（1）线框在磁场中运动的速率v为多少?（2）匀强磁场的磁感应强度B为多大?（3）金属框由静止开始直到匀速通过磁场区域的整个过程中拉力F做的功W为多少?（4）金属框匀速通过磁场区域的过程中产生的热量Q为多少?*例5、有一边长L=0.2m的正方形金属框，质量m=0.1kg，电阻R=0.1如图所示，用绕过两只定滑轮的细线吊住，细线的另一端栓一质量M=0.14kg的重物G线框由静止开始运动（1）为保证线框AB边升到进入匀强磁场时，线框就开始匀速上升线框AB边开始时距磁场下边界的高度h=？设磁感应强度B=1.0T（2）若此匀强磁场的宽度也为L，则线框在作匀速运动的时间内，重物G对金属框做了多少功？其中多少转化为线框发热？（取g=10m/s2）R0R0v0370*例6、如图所示，倾角为=370，电阻不计，间距L=0.3m，长度足够的平行导轨处，加有磁感强度B=1.0T，方向垂直于导轨平面（图中未画出）的匀强磁场。导轨两端各接一个阻值R0=2的电阻。另一横跨在平行导轨间金属棒的质量m=110g，电阻r=2，与导轨间的动摩擦因数=0.5。金属棒以平行导轨向上的初速度v0=10m/s上滑，直至上升到最高点过程中，通过上端电阻的电量q=0.1C（取g=10m/s2，sin370=0.6）求：（1）金属棒的最大加速度；（2）此过程中上端电阻R0上产生的热量。 课堂反馈1、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abcd2、如图所示导体棒ab质量为100g，用绝缘细线悬挂后，恰好与宽度为50cm的光滑水平导轨良好接触.导轨上放有质量为200g的另一导体棒cd，整个装置处于竖直向上的磁感强度B=0.2T的匀强磁场中，现将ab棒拉起0.8m高后无初速释放.当ab第一次摆到最低点与导轨瞬间接触后还能向左摆到0.45m高处，求：cd棒获得的速度大小；瞬间通过ab棒的电量；此过程中回路产生的焦耳热.3、如图所示，在高度差h=0.50m、水平平行的虚线范围内，有磁感应强度B=0.50T、方向垂直于竖直平面的匀强磁场，正方形线框abcd的质量m=0.10kg、边长L=0.50m、电阻R=0.50、线框平面与竖直平面平行，静止在位置“”时，cd边跟磁场下边缘有一段距离。现用一竖直向上的恒力F=4.0N向上提线框，该线框从位置“”由静止开始向上运动，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10m/s2）求线框在位置“”时cd边到磁场下边界的距离H。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？达标训练1、如图，CDEF是固定的、水平放置的、足够长的“U”型金属导轨，整个导轨处于竖直向上的匀强磁场中，在导轨上架一个金属棒，在极短时间内给棒一个向右的速度，棒将开始运动，最后又静止在导轨上，则棒在运动过程中，就导轨光滑和粗糙两种情况比较 ( ) A安培力对做的功相等 电流通过整个回路所做的功相等整个回路产生的总热量相等 棒的动量改变量相等2、用同种材料粗细均匀的电阻丝做成ab 、cd 、ef 三根导线，ef较长，分别放在电阻可忽略的光滑平行导轨上，如图，磁场是均匀的，用外力使导线水平向右做匀速运动，（每次只有一根导线在导轨上），而且每次外力做功的功率相同，则下列说法正确的是 ( ) Aab运动得最快Bef运动得最快C导线产生的感应电动势相等D每秒钟产生的热量相等3、竖直放置的平行光滑导轨，其电阻不计，磁场方向如图所示，磁感强度B=0.5T，导体ab及cd长均为0.2m，电阻均为0.1，重均为0.1N，现用力向上推动导体ab，使之匀速上升（与导轨接触良好），此时，c d 恰好静止不动，那么ab上升时，下列说法正确的是Aab受到的推力大小为0.2NBab 向上的速度为2m/sC在2s 内，推力做功转化的电能是0.4JD在2s 内，推力做功为0.6JBab4、如图示，光滑导轨倾斜放置，其下端连接一个灯泡，匀强磁场垂直于导线所在平面，当ab棒下滑到稳定状态时，小灯泡获得的功率为P0，除灯泡外，其它电阻不计，要使灯泡的功率变为2 P0，下列措施正确的是( ) A换一个电阻为原来一半的灯泡B把磁感强度B增为原来的2倍C换一根质量为原来的倍的金属棒D把导轨间的距离增大为原来的倍5、如图所示，两根足够长的固定平行金属光滑导轨位于同一水平面，导轨上横放着两根相同的导体棒ab、cd与导轨构成矩形回路.导体棒的两端连接着处于压缩状态的两根轻质弹簧，两棒的中间用细线绑住，它们的电阻均为R，回路上其余部分的电阻不计.在导轨平面内两导轨间有一竖直向下的匀强磁场.开始时，导体棒处于静止状态.剪断细线后，导体棒在运动过程中（） A.回路中有感应电动势B.两根导体棒所受安培力的方向相同C.两根导体棒和弹簧构成的系统动量守恒，机械能守恒D.两根导体棒和弹簧构成的系统动量守恒，机械能不守恒6、如图所示，相距为d的两水平虚线L1、L2之间是方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，正方形线圈abcd边长为L（Ld ），质量为m，电阻为R。将线圈在磁场上方高h处由静止释放，ab边刚进人磁场时速度为v0，ab边刚离开磁场时速度也为v0。在线圈全部穿过磁场过程中，下列说法正确的是（） A线圈克服安培力所做的功为mgdB线圈克服安培力所做的功为mgLC线圈的最小速度一定为mgR/B2L2D线圈的最小速度一定为7、如图10所示，两条水平导轨AC和AD互成a 角，导体EF与AC和AD接触良好，以恒定速度v沿AC方向运动，EF单位长度电阻为r，两条导轨电阻不计，磁感应强度为B的均匀磁场垂直于导轨所在平面，ACd求导体EF从A点运动到C点这段时间内电路中释放的总热量8、如图，在光滑水平面上，正方形导线框abcd，边长为L，电阻为R，在水平拉力的作用下，以恒定的速度V从匀强磁场的左区完全拉进右区（导线框ab边始终与磁场的边界平行），左右磁场感应强度均为B，但方向相反且均与导线框垂直，中间有宽度d（Ld）的无磁场区域，求水平拉力做的功9、如图所示，在倾角为的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度相等的匀强磁场，方向一个垂直斜面向上，另一个垂直斜面向下，宽度均为L一个质量为m、边长也为L的正方形线框（设电阻为R）以速度进入磁场时，恰好做匀速直线运动，若当ab边到达gg/与ff/中间位置时，线框又恰好做匀速运动，则（1）当ab边刚越过ff/时，线框加速度的值为多少?（2）求线框从开始进入磁场到ab边到达gg/和ff/中点的过程中产生的热量是多少?30BFab*10、如图所示，倾角30、宽度Ll m的足够长的U形平行光滑金属导轨，固定在磁感应强度B1T、范围充分大的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直. 用平行于导轨、功率恒为6W的牵引力F牵引一根质量为m0.2kg、电阻R= l 的放在导轨上的金属棒ab，由静止开始沿导轨向上移动(ab始终与导轨接触良好且垂直)当ab棒移动2.8m时，获得稳定速度，在此过程中，克服安培力做功为5.8J(不计导轨电阻及一切摩擦，g取10m/s2)，求：（1）ab棒的稳定速度 （2）ab棒从静止开始达到稳定速度所需时间 *11、如图甲所示，空间存在着一个范围足够大的竖直向下的匀强磁场，磁场的磁感强度大小为B边长为l的正方形金属框abcd（下简称方框）放在光滑的水平地面上，其外侧套着一个与方框边长相同的U型金属框架MNPQ（下简称U型框），U型框与方框之间接触良好且无摩擦两个金属框每条边的质量均为m，每条边的电阻均为r（1）将方框固定不动，用力拉动U型框使它以速度垂直NQ边向右匀速运动，当U型框的MP端滑至方框的最右侧（如图10乙所示）时，方框上的bd两端的电势差为多大?此时方框的热功率为多大?（2）若方框不固定，给U型框垂直NQ边向右的初速度，如果U型框恰好不能与方框分离，则在这一过程中两框架上产生的总热量为多少?（3）若方框不固定，给U型框垂直NQ边向右的初速度v（），U型框最终将与方框分离如果从U型框和方框不再接触开始，经过时间t方框最右侧和U型框最左侧距离为s求两金属框分离后的速度各多大答案：专题八 电磁感应第1课时 法拉第电磁感应定律 楞次定律互动探究例1D 例2AD例3设回路中感应电流为I，感应电动势为E，t时间内导体棒的位移为x，磁通量变化量为 , 由功与能关系得 Fx=IEt 因为导体棒匀速运动,所以， F=F安=ILB 得E= 上式表明，回路中感应电动势与磁通量的变化率成正比 例4仅有一条边在无磁场区域时，（1）当两条边分别在两磁场区域时，（2）因线框做匀速运动，故水平外力必与安培力大小相等仅有一条边在无磁场区域时线框运动的位移为2d，两条边分别在两磁场区域时线框运动的位移为（L-d）当线框完全处于某一方磁场区域时，线圈内无感应电流，安培力为零故水平拉力做的功为：将（1）、（2）两式代入得例5（1）由能量守恒：mv2/2 = E0Ee = 2J v = 2m/s（2）切割磁感线的有效长度L =r =m感应电动势E = BLv = 0.52V =V在磁场内的圆弧长度为线圈总长的1/3，内电阻r = R/3 = 0.2外电路电阻R外= 0.4，I = E/R = 5/3A Uab = IR外= 2/3V。（3） F安 = BIL a = BIL/m a = 2.5m/s2例6（1） 由 得： （2） ； 而： ，所以： 课堂反馈1C2由磁通量随时间变化的图线可知在t=0到时间内，环中的感应电动势 在到时间内，环中的感应电动势 2 = 0 在到时间内，环中的感应电动势 在到t = T 时间内，环中的感应电动势4 = 0 由欧姆定律可知以上各段时间内环中电流分别为, i2 = 0 , , i4 = 0 在t=2T时间内环所消耗的电能 得 3解:(1)线框从图甲位置开始(t=0)转过900的过程中，产生的感应电动势为: 得: IOtI1-I1I2-I2同理可求得线框进出第3象限的过程中，回路电流为: 故感应电流最大值为: (2)It图象为: (3)线框转一周产生的热量: 又 解得:达标训练1B 2BC 3B 4BD 5B 6B7(1)总电阻；金属框干路中的电流；通过ah杆的电流从开始计时以ah杆刚进入磁场的时间；在这段时间内通过ah杆的总电荷量；联立解以上各式解得：(2)匀速拉动金属框时的外力F=FB=BIL；在这一过程中电流产生的热Q=W=Fs；式中s=4L；联立以上三式解得：8（1）FL得（2）FBIa，I，F（3）WFF（L2b）（4）Q2Fb9（1）若，在第一阶段和第三阶段所用的时间，线圈的感应电动势都是，故线圈产生的热量为：（2）若，线圈左、右边在磁场中的运动时间均为，故线圈产生的热量为：104解析：（1）E1B2a v0.20.850.8V I1E1/R0.8/20.4A （2）E2/