高三电磁感应综合

1、优秀学习资料欢迎下载高三电磁感应综合复习 （ 202104）二、感应电流方向的判定第一节电磁感应楞次定律s n1右手定就：适用范畴:闭合电路部分导体切割磁感线2楞次定律：（一般方法）（ 1）内容：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化；（ 2 应用：从 “阻碍磁通量变化”的角度 增反减同（当 增时，会向减小的方向变化）从 “阻碍相对运动 ”的角度 来拒去留从 “阻碍自身电流变化”的角度，就是自感现象-增反减同，（ 3）应用步骤 - “一原、二变、三感、四电流”【例 1】2021 全国卷 在法拉第时代，以下验证“由磁产生电 ”设想的试验中，能观看到感应电流的是d a 将绕在磁铁上的线圈

2、与电流表组成一闭合回路，然后观看电流表的变化b 在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观看电流表的变化c将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观看电流表的变化d 绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬时，观看电流表的变化【例 2】2021 ·广东卷 如下列图，上下开口、内壁光滑的铜管p 和塑料管q 竖直放置，小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部，就小磁块ca 在 p 和 q 中都做自由落体运动b 在两个下落过程中的机械能都守恒c在 p 中的下落时间比在q 中的长d 落至底部时在p 中的速

3、度比在q 中的大【例 3】如下列图，固定的水平长直导线中通有向右的恒定电流i，闭合的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，在下落过程中bca 穿过线框的磁通量保持不变 b 线框的机械能不断减小c线框中产生顺时针方向的感应电流d 线框所受安培力的合力为零【例 4】2021 ·山东高考 如图 ,一匀称金属圆盘绕通过其圆心且与盘面垂直的轴逆时针匀速转动；现施加一垂直穿过圆盘的有界匀强磁场，圆盘开头减速；在圆盘减速过程中，以下说法正确选项abda 处于磁场中的圆盘部分，靠近圆心处电势高 b 所加磁场越强越易使圆盘停止转动c如所加磁场反向，圆盘将加速转动d 如所加磁

4、场穿过整个圆盘，圆盘将匀速转动【例 5】2021 海南 如下列图， 一质量为 m 的条形磁铁用细线悬挂在天花板上，细线从一水平金属环中穿过现将环从位置释放，环经过磁铁到达位置.设环经过磁铁上端和下端邻近时细线的张力分别为t1 和 t2，重力加速度大小为g，就 a优秀学习资料欢迎下载a t1 >mg， t2 >mgb t1<mg， t2<mgc t1>mg， t2 <mgd t1<mg， t2>mg【例6】（ 2021 上海）如图（a），螺线管内有平行于轴线的外加匀强磁场， 以图中箭头所示方向为其正方向；螺线管与导线框abcd 相连， 导线框内有一

5、小金属圆环l ，圆环与导线框在同一平面内；当螺线管内的磁感应强度b 随时间按图（ b）所示规律变化时（ad）a 在 t1 t 2 时间内， l 有收缩趋势omonmnb 在 t2 t 3 时间内， l 有扩张趋势c在 t2 t 3 时间内， l 内有逆时针方向的感应电流d 在 t3 t 4 时间内， l 内有顺时针方向的感应电流四、针对训练bbb at3lo t1t2t4 tc d图（a）图（b）1（ 08 重庆卷）如图，粗糙水平桌面上有一质量为m 的铜质矩形线圈 .当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线ab 正上方等高快速经过时，如线圈始终不动，就关于线圈受到的支持力fn 及在水平方向运动趋势的正

6、确判定是（）afn 先小于 mg 后大于 mg,运动趋势向左b. fn 先大于 mg 后小于 mg,运动趋势向左c. fn 先小于 mg 后大于 mg,运动趋势向右d. fn 先大于 mg 后小于 mg,运动趋势向右2如图所示，圆形线圈p 静止在水平桌面上，其正上方固定一螺线管q，p 和 q 共轴， q 中通有变化电流i， 电流随时间变化的规律如图b 所示， p 所受的重力为g，桌面对 p 的支持力为n ，就在以下时刻（）a t1 时刻 n g， p 有收缩的趋势b t2 时刻 n=g，此时穿过p 的磁通量最大c t3 时刻 n=g，此时 p 中无感应电流d t4 时刻 n g，此时穿过p 的

7、磁通量最小iqot1p图at 2t3图 bt 4t3.如下列图，金属导轨上的导体棒ab 在匀强磁场中沿导轨做以下哪种运动时，铜制线圈 c 中将有感应电流产生且被螺线管吸引 a 向右做匀速运动b向左做减速运动 c向右做减速运动d向右做加速运动4 2021 ·上海 如图，匀称带正电的绝缘圆环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aa 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5.（ 2021 全国 iii 卷）如图， m 为半圆形导线框，圆心为om； n 是圆心角为直角的

8、扇形导线框，圆心为on；两导线框在同一竖直面（纸面）内；两圆弧半径相等；过直线om on 的水平优秀学习资料欢迎下载面上方有一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面；现使线框m 、n 在 t=0 时从图示位置开头，分别绕垂直于纸面、且过 om 和 on 的轴，以相同的周期t 逆时针匀速转动，就（）a. 两导线框中均会产生正弦沟通电b. 两导线框中感应电流的周期都等于ttc.在 t时，两导线框中产生的感应电动势相等8d 两导线框的电阻相等时，两导线框中感应电流的有效值也相等6. 2021 全国 ii 卷）法拉第圆盘发动机的示意图如下列图铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片 p、q 分别与圆盘的边缘和铜轴接触圆

9、盘处于方向竖直向上的匀强磁场 b 中圆回旋转时，关于流过电阻 r 的电流，以下说法正确选项（ ）；a 如圆盘转动的角速度恒定，就电流大小恒定b 如从上向下看，圆盘顺时针转动，就电流沿a 到 b 的方向流淌c如圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，就电流方向可能发生变化d如圆盘转动的角速度变为原先的两倍，就电流在r 上的热功率也变为原先的2 倍答案1. d2.ab3.bc4.b5.bc6.ab其次节法拉第电磁感应定律自感一、法拉第电磁感应定律1.定律：ent当 仅由 b 引起时，就ebns；t在导线切割磁感线产生感应电动势是：e=blv （ b、l 与 v 相互垂直）运算：平均值e =n或 bl

10、 v ,瞬时值 e=blvtl 为导体切割磁感线的有效长度如图中，棒的有效长度为ab 间的距离2.转动产生的感应电动势ebll1 bl222【例 1】多项 在如图 a所示的虚线框内有匀强磁场， 设图示磁场方向为正， 磁感应强度随时间变化规律如图 b 所示边长为 l，电阻为 r 的正方形匀称线框 abcd 有一半处在磁场中，磁场方向垂直于线框平面，此时线框 ab 边的发热功率为 p，就 bc 2a 磁感应强度b0 t2lprb 线框中感应电流为i 2p r优秀学习资料欢迎下载c线框 cd 边的发热功率为pd a 端电势高于b 端电势【例 2】 2021 ·安徽卷 英国物理学家麦克斯韦认

11、为，磁场变化时会在空间激发感生电场；如下列图，一个半径为 r 的绝缘细圆环水平放置，环内存在竖直向上的匀强磁场b，环上套一带电荷量为q 的小球； 已知磁感应强度 b 随时间匀称增加， 其变化率为k，如小球在环上运动一周，就感生电场对小球的作用力所做功的大小是1a 0b. r 22qkc 2r2qkd r2qk解析由法拉第电磁感应定律得：u tb22t ·r kr·，小球运动一圈，电场力做的功为w uq r 2qk，选项 d 正确；答案d二、感应电量的运算：qite rrtnrr ttn rr 【例 3】线圈所围的面积为0.1m2，线圈电阻为1规定线圈中感应电流i 的正方向从

12、上往下看是顺时针方向，如图 1 所示磁场的磁感应强度b 随时间 t 的变化规律如图2 所示就以下说法正确选项d a 在时间0 5s 内， i 的最大值为0.1a b 在第 4s 时刻， i 的方向为正c第 3s 内，线圈的发热功率最大d 前 2s 内，通过线圈某截面的总电量为0.01c三、自感现象增反减同：当原电流要增大时，感应电流与原电流反向；（线圈中的电流不突变）结论：电路接通时，l 电阻很大，可当作断路；稳固时如不计l 电阻就当作导线；断开时l 当作新电源，其电流不突变【例 4】如图甲所示的电路中，l 为一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，d1、d 2 是两个完全相同的灯泡， e 是一

13、内阻不计的电源；t 0 时刻，闭合开关s，经过一段时间后，电路达到稳固，t1 时刻断开开关s；i1、i 2分别表示通过灯泡d1 和 d2 的电流，规定图中箭头所示的方向为电流正方向，就图乙中能定性描述电流i 随时间 t 变化关系的是 ac【例 5】2021 ·江苏单科 如右图所示的电路中，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.以下表示 a、b 两点间电压 u ab 随时间 t 变化的图象中，正确选项 b 四、针对练习1. 如下列图，电阻r 和电感线圈l 的值都

14、较大，电感线圈的电阻不计，a、b 是两只完全相同的灯泡，当开关s 闭合时，下面能发生的情形是优秀学习资料欢迎下载a b 比 a 先亮，然后b 熄灭 b a 比 b 先亮，然后a 熄灭 ca、b 一起亮，然后a 熄灭 d a、 b 一起亮，然后b 熄灭2. 如下列图，两块水平放置的平行金属板间距为d，定值电阻的阻值为r，竖直放置的线圈匝数为n，绕制线圈导线的电阻也为r，其它导线的电阻忽视不计；现有竖直向上的磁场b 穿过线圈，在两极板中有一个质量为m、电量为 q，带正电的油滴恰好处于静止状态，就磁场 b 的变化情形是 （）a 匀称增大，磁通量变化率的大小为2mgd/nq b 匀称增大，磁通量变化率

15、的大小为mgd/nq c匀称减小，磁通量变化率的大小为2mgd/nq d 匀称减小，磁通量变化率的大小为mgd/nq3.如下列图电路中，s 是闭合的，此时流过线圈l 的电流为i1，流过灯泡a 的电流为i2，且 i1 i2，在 t1 时刻将s 断开，那么流过灯泡的电流随时间变化的图象是答案1 d； 2 a.静止状态时mgqu/ d ，而 uen22t，解得t2mgd/nq ； 3.d第三节电磁感应与电路的综合应用一、电路问题1、确定电源： 第一判定产生电磁感应现象的那一部分导体（电源） ，其次利用 e感应电动势的大小，利用右手定就或楞次定律判定电流方向；2、分析电路结构，画等效电路图n或 etb

16、lv sin求3、利用电路规律求解，主要有欧姆定律，串并联规律等【例 1】粗细匀称的电阻丝围成图所示的线框，置于正方形有界匀强磁场中，磁感强度为b，方向垂直于线框平面， 图中 ab bc 2cd2de 2ef 2fa 2l .现使线框以同样大小的速度v 匀速沿四个不同方向平动进入磁场，并且速度方向始终与线框先进入磁场的那条边垂直，就线框在通过如下列图位置时，以下说法中正确选项aa ab 两点间的电势差图中最大b ab 两点间的电势差图中最大c回路电流图中最大d 回路电流图中最小【例 2】如下列图， r1 5 ，r2 6 ，电压表与电流表的量程分别为010 v 和 0 3 a ，电表均为抱负电表

17、；导体棒 ab 与导轨电阻均不计，且导轨光滑，导轨平面水平，ab 棒处于匀强磁场中；(1) 当变阻器 r 接入电路的阻值调到30，且用 f1 40 n 的水平拉力向右拉ab 棒并使之达到稳固速度v1 时，两表中恰好有一表满偏，而另一表又能安全使用，就此时ab 棒的速度v1 是多少？(2) 当变阻器 r 接入电路的阻值调到3 ，且仍使ab 棒的速度达到稳固时，两表中恰有一表满偏，而另一表优秀学习资料欢迎下载能安全使用，就此时作用于ab 棒的水平向右的拉力f2 是多大？解析1假设电流表指针满偏，即i 3 a ，那么此时电压表的示数应为u ir 并 15 v ，此时电压表示数超过了量程，不能正常使用

18、，不合题意；因此，应当是电压表正好达到满偏；当电压表满偏时，即u 1 10 v ，此时电流表的示数为i 1 u1 2 ar并设 ab 棒稳固时的速度为v1，产生的感应电动势为e1，就 e1 blv 1，且 e1 i 1 r1 r 并 20 vab 棒受到的安培力为f 1 bi 1l 40 n,解得 v1 1 m/s；2 用假设法可以判定，此时电流表恰好满偏，即i2 3 a ，此时电压表的示数 为 u 2 i 2r 并 6 v ，可以安全使用，符合题意；由f bil 可知，稳固时ab 棒受到的拉力与ab 棒中的电流成正比，所以f 2 i 2f 1 3×40 n 60 n ；二、图象问题

19、i 12题型特点：两类1由给定的电磁感应过程选出或画出相应的物理量的函数图像; 2由给定的有关图像分析 电磁感应过程 ,确定相关的物理量.有 b t 图线、 一 t 图线、e 一 t 图线、i 一 t 、f-t 图线或各量与位置x的关系图象当切割磁感线的导体是弯曲的，就应取其与b 和 v 垂直的等效直线长度【例3】2021 ·山东 将一段导线绕成图甲所示的闭合回路，并固定在水平面纸面 内回路的ab 边置于垂直纸面对里的匀强磁场中回路的圆环区域内有垂直纸面的磁场，以向里为磁场的正方向，其磁感应强度b象是 b【例 4】mn、pq 是水平方向的匀强磁场的上下边界，磁场宽度为l 一个边随时间

20、t 变化的图象如图乙所示用f 表 示 ab 边受到的安培力，以水平向 右为 f 的正方向，能正确反应 f 随时间 t 变化的图aimni0lpqot长为 a 的正方形导线框（l>2a）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，就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（a）iiii i0i0i0i0ototototabcd三、针对练习1（ 02 年全国）图中ef、gh 为平行的金属导轨，其电阻可忽视不计，r 为电阻器， c 为电容器， ab 为可在ef 和 gh 上滑动的导体

21、横杆，有匀称磁场垂直于导轨平面，如用 i1 和 i 2 分别表示图中该处导线中的电流，就当横杆 ab （）a 匀速滑动时，i 1=0，i 2=0b匀速滑动时，i 10， i20c加速滑动时，i 1=0， i 2=0d加速滑动时，i 10， i20优秀学习资料欢迎下载2. 磁感应强度为b 的匀强磁场仅存在于边界2l 的正方形范畴内， 一电阻为r，边长为 l 的正方形导线框abcd， 沿垂直于磁感线方向以速度v 匀速通过磁场， 如右图所示， 从 ab 刚开头进入磁场开头计时，画出穿过线框的磁 通量随时间的变化图象及匀速通过磁场时所受外力的图象正确选项3如下列图，水平放置的u 形框架上接一个阻值为r

22、0 的电阻，放在垂直纸面对里的、磁感应强度大小为b 的匀强磁场中，一个半径为l 、质量为m 的半圆形硬导体ac 在水平向右的恒定拉力f 作用下，由静止开头运动 距离 d 后速度达到v，半圆形硬导体ac 的电阻为r ，其余电阻不计；以下说法正确选项a 此时 ac 两端电压为uac 2blvb此时 ac 两端电压为u2blvr0acr0 r12c此过程中电路产生的电热为q fd 2mv rd此过程中通过电阻r0 的电荷量为q 2bldr04如图，匀强磁场垂直铜环所在的平面，导体棒a 的一端固定在铜环的圆心o 处，另一端紧贴铜环、可绕o 匀速转动；通过电刷把铜环、环心与两竖直平行金属板p、q 连接成

23、如下列图的电路，r1、r2 是定值电阻；带正电的小球通过绝缘细线挂在两板间m 点，被拉起到水平位置；合上开关k，无初速度释放小球，小球沿圆弧 经过 m 点正下方的n 点的另一侧；已知：磁感应强度为b； a 的角速度大小为，长度为l，电阻为r；r1 r2 2r ，铜环电阻不计；p、q 两板间距为d；带电小球的质量为m、电量为 q；重力加速度为g；求：1 a 匀速转动的方向；2 p、q 间电场强度e 的大小；3 小球通过n 点时对细线拉力f t 的大小；参考答案： 1.d2.ac3.bd4. 解析1 依题意，小球从水平位置释放后，能沿圆弧向下摇摆，故小球受到电场力的方向水平向右，p 板带正电， q

24、 板带负电；由右手定就可知，导体棒a 顺时针方向转动；2 导体棒 a 转动切割磁感线，由法拉第电磁感应定律得电动势大小e012bl2t1bl 2由闭合电路欧姆定律得i e0r1 r2 rtt2由欧姆定律可知，pq 的电压为upq ir2故 pq 间匀强电场的电场强度大小e upqd联立，代入r1 r2 2r ，可得 ebl25d13 设细线长度为l，小球到达n 点时速度为v，由动能定理可得mgl eql mv22又 f t mgmv2l 由得ft 3mg2bql25d优秀学习资料欢迎下载第四节电磁感应与力学规律的综合应用一、电磁感应中的动力学问题基本思路是：ie rr确定电源（ e， r ）感

25、应电流f=bil运动导体所受的安培力临界状态运动状态的分析v 与 a 方向关系a 变化情形f=ma 合外力【例 1】如下列图，足够长的平行光滑导轨固定在水平面上，导轨间距为l 1 m，其右端连接有定值电阻r 2 ，整个装置处于垂直导轨平面磁感应强度b 1 t 的匀强磁场中；一质量m 2 kg 的金属棒在恒定的水平拉力 f 10 n 的作用下，在导轨上由静止开头向左运动，运动中金属棒始终与导轨垂直；导轨及金属棒的电阻不计，以下说法正确选项acda 产生的感应电流方向在金属棒中由a 指向 b b金属棒向左做先加速后减速运动直到静止 c金属棒的最大加速度为5 m/s2d水平拉力的最大功率为200 w

26、【例 2】（ 2021·江苏卷）如下列图，两足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距为l,一抱负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r 的导 体棒在距磁场上边界h 处静止释放；导体棒进入磁场后，流经电流表的电流逐步减小，最终稳固为i ；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b ；（ 2）电流稳固后，导体棒运动速度的大小v ；（ 3）流经电流表电流的最大值i m解：（ 1）电流稳固后，棒做匀速运动b i lm g解得 bmgil（ 2）感应电动势e=blvei 2 r电流 ir由式解得vmg（ 3）由

27、题意知，导体棒刚进入磁场时的速度最大，设为vm ， 机械能守恒1 mv 2m2mgh感应电动势的最大值mgememblv m感应电流的最大值i mr2gh解得i mir【例 3】水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置，间距为l，一端通过导线与阻值为r 的电阻连接；导轨上放一质量为m 的金属杆 见图甲 ，金属杆与导轨的电阻忽视不计；磁场竖直向下用与导轨平行的恒定拉力 f 作用在金属杆上使杆从静止开头运动，杆最终将做匀速运动当转变拉力的大小时，相对应的匀速运动速度 v 也会变化， v 与 f 的关系如图乙取重力加速度g 10 m/s2(1) 金属杆在匀速运动之前做什么运动？2如 m0.5 kg

28、，l 0.5 m，r 0.5，磁感应强度b 为多大？3由 v -f 图线的截距可求得什么物理量？其值为多少？解析1 因受外力 不变 和安培力 与 f 反向，且逐步增大的作用，做变速运动或变加速运动、加速度减小的加速运动、加速运动 优秀学习资料欢迎下载2感应电动势e blv，感应电流i e，金属杆受到安培力的作用f 安 bil rb2l 2vmrb2l 2vr由图线可知金属杆受拉力、安培力和摩擦阻力作用，匀速时合力为零，就 f2 1 t.由图线可以得到直线的斜率k 2，所以 brkl3由直线的截距可以求得金属杆受到的摩擦阻力f f 2 n如金属杆受到的阻力仅为动摩擦力，由截距可求得动摩擦因数0.

29、4. ff，得 v2 2f f f rb l【例 4】2021 ·高考四川卷 如下列图，间距l 0.3 m 的平行金属导轨a1b1c1 和 a2b2c2分别固定在两个竖直面内在水平面a1b1b2a2 区域内和倾角 37°的斜面 c1b1b2c2 区域内分别有磁感应强度b1 0.4 t 、方向竖直向上和b2 1 t 、方向垂直于斜面对上的 匀强磁场电阻r 0.3、质量 m1 0.1 kg、长为 l 的相同导体杆k、s、q 分别放置在导轨上， s 杆的两端固定在b1、b2 点， k、q 杆可沿导轨无摩擦滑动且始终接触良好一端系于k 杆中点的轻绳平行于导轨绕过轻质定滑轮自然下垂，

30、绳上穿有质量m2 0.05 kg 的小环已知小环以a 6 m/s2 的加速度沿绳下滑，k 杆保持静止， q 杆在垂直于杆且沿斜面对下的拉力f 作用下匀速运动不计导轨电阻和滑轮摩擦，绳不行伸长取g 10 m/s2， sin37 °0.6， cos37° 0.8.求：1 小环所受摩擦力的大小；2 q 杆所受拉力的瞬时功率【解析】1设小环受到的摩擦力大小为f ，由牛顿其次定律，有 m2g f m2a代入数据，得f0.2 n.2 设通过 k 杆的电流为i 1， k 杆受力平稳，有fb1i 1l2设回路总电流为i，总电阻为r 总，有 i 2i 1，r 总 3r设 q 杆下滑速度大小为

31、v，产生的感应电动势为e，有 i e ， e b2lv，f m1gsin b2ilr总拉力的瞬时功率为p fv联立以上方程，代入数据得p 2 w.二、电磁感应中的能量问题w 安= -q（通过安培力做功把其它能变为电能，然后电流流过电阻生热变为内能）焦耳热运算：q=i 2rt 匀速运动或b 匀称变化， i 不变时用 动能定理，先求出安培力功，再由q=-w 安运算由能量守恒运算【例 5】 如下列图，匀强磁场的磁感应强度为 b，方向竖直向下，在磁场中有一个边长为 l 的正方形刚性金属框， ab 边的质量为 m，电阻为 r，其他三边的质量和电阻均不计 .cd 边上装有固定的水平轴 , 将金属框自水平位

32、置由静止释放，第一次转到竖直位置时 ,ab 边的速度为 v,不计一切摩擦，重力加速度为 g，就在这个过程中，以下说法正确选项 cd a. 通过 ab 边的电流方向为abb. ab 边经过最低点时的速度v2glc. a 点比 b 点的电势高d.金属框中产生的焦耳热为mgl优秀学习资料欢迎下载12mv 2【例 6】cd 、ef 是两条水平放置的电阻可忽视的平行金属导轨，导轨间距为 l ，在水平导轨的左侧存在磁感应强度方向垂直导轨平面对上的匀强磁场， 磁感应强度大小为b，磁场区域的长度为d，如下列图；导轨的右端接有一电阻r，左端与一弯曲的光滑轨道平滑连接；将一阻值也为r 的导体棒从弯曲轨道上h 高处

33、由静止释放， 导体棒最终恰好停在磁场的右边界处； 已知导体棒与水平导轨接触良好，且动摩擦因数为，就以下说法中正确选项 da 电阻 r 的最大电流为bd2gh rbdlb 流过电阻r 的电荷量为rc整个电路中产生的焦耳热为mgh1d 电阻 r 中产生的焦耳热为2mghd【例 7】如下列图，足够长的粗糙绝缘斜面与水平面成 37°角，在斜面上虚线aa和 bb与斜面底边平行，在 aa、bb 围成的区域有垂直斜面对上的有界匀强磁场，磁感应强度为b 1 t；现有一质量为m 10 g、总电阻为 r 1 、边长为 d 0.1 m 的正方形金属线圈mnpq ，让 pq 边与斜面底边平行，从斜面上端静止

34、释放，线圈刚好匀速穿过磁场；已知线圈与斜面间的动摩擦因数为 0.5， 取 g 10 m/s2， sin 37(1) 线圈进入磁场区域时，受到的安培力大小；(2) 线圈释放时， pq 边到 bb的距离；(3) 整个线圈穿过磁场的过程中，线圈上产生的焦耳热；解析1对线圈受力分析有：f 安 mgcos mgsin 2°0.6， cos 37 ° 0.8求：代入数据得： f 安 2×10ne2 f 安 bid， ebvd， i r解得： f 安代入数据得： v 2 m/sb2d2v r线圈进入磁场前做匀加速运动，a gsin gcos 2 m/s22v2线圈释放时， pq

35、 边到 bb的距离 x 1 m a 33 由于线圈刚好匀速穿过磁场，就磁场宽度等于d 0.1 m， 由功能关系得q w 安 f 安·2d解得： q 4×10j【例8】2021 ·天津卷 如下列图，两根足够长的平行金属导轨固定在 倾角 30°的斜面上，导轨电阻不计，间距l 0.4 m；导轨所在空间被分成区域和，两区域的边界与斜面的交线为mn ，中的匀强磁场方向垂直斜面对下，中的匀强磁场方向垂直斜面对上，两磁场的磁感应强度大小均为b 0.5 t；在区域中，将质量m1 0.1 kg，电阻 r1 0.1的金属条ab 放在导轨上， ab 刚好不下滑；然后，在区域中

36、将质量m20.4 kg ，电阻 r2 0.1的光滑导体棒 cd 置于导轨上，由静止开头下滑；cd 在滑动过程中始终处于区域的磁场中，ab、 cd 始终与导轨垂直且两端 与导轨保持良好接触，取g10 m/s2，问：(1) cd 下滑的过程中，ab 中的电流方向；(2) ab 刚要向上滑动时，cd 的速度 v 多大；(3) 从 cd 开头下滑到ab 刚要向上滑动的过程中，cd 滑动的距离x 3.8 m，此过程中ab 上产生的热量q 是多少；解析1依据右手定就判知cd 中电流方向由d 流向 c，故 ab 中电流方向由a 流向 b；优秀学习资料欢迎下载2 开头放置ab 刚好不下滑时，ab 所受摩擦力为

37、最大摩擦力，设其为f max，有 fmax m1gsin 设 ab 刚好要上滑时，cd 棒的感应电动势为e，由法拉第电磁感应定律有e blv设电路中的感应电流为i ，由闭合电路欧姆定律有i e设 ab 所受安培力为f 安，有 f 安bil r1r2此时 ab 受到的最大摩擦力方向沿斜面对下，由平稳条件有f 安 m1gsin f max联立式，代入数据解得：v 5 m/s123 设 cd 棒的运动过程中电路中产生的总热量为q 总，由能量守恒定律有m2gxsin q 总 2m2v r1由串联电路规律有qr r q 总12联立解得： q 1.3 j 三、针对练习1如下列图，让闭合线圈abcd 从高

38、h 处下落后，进入匀强磁场中，在bc 边开头进入磁场，到ab 边刚进入磁场的这一段时间内，表示线圈运动的v t 图像可能是下图中的中哪几个.（）ot/ot/ aboct/ odt/2. 2021 福建 如下列图，固定放置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为 d，其右端接有阻值为 r 的电阻，整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为 b 的匀强磁场中一质量为 m质量分布匀称 的导体杆 ab 垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为 .现杆在水平向左、垂直于杆的恒力f 作用下从静止开头沿导轨运动距离l 时，速度恰好达到最大运动过程中杆始终与导轨保持垂直设杆接入电路的电

39、阻为r ，导轨电阻不计，重力加速度大小为g.就此过程 a 杆的速度最大值为 fmg r22b dbdlb 流过电阻r 的电量为rrc恒力 f 做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量d 恒力 f 做的功与安培力做的功之和大于杆动能的变化3.如图，两条水平虚线之间有垂直于纸面对里，宽度为 d=50cm ，磁感应强度为b=1.0t 的匀强磁场 边长为 l =10cm的正方形线圈，质量为m=100g，电阻为 r=0.020 线圈下边缘到磁场上边界的距离为h=80cm 将线圈由静止释放，已知其下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时刻的速度相同取g=10m/s2求：线圈进入磁场的过程中产生的电热q线圈下边缘穿

40、越磁场的过程中，线圈的最小速度vhbd4.如下列图， 处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1m，导轨平面与水平面成=37o 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 0.2kg，电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与优秀学习资料欢迎下载导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为0.25.求金属棒沿导轨由静止开头下滑时的加速度大小；当金属棒下滑速度达到稳固时，电阻r 消耗的功率为8w ，求该速度的大小；在上问中，如r=2，金属棒中的电流方向由a 到 b，求磁感应强度的大小和方向 .（ g=10m/s 2， sin37o=0.6 ，cos37o=0.8）

41、5【例 15】如图甲所示，足够长的光滑平行金属导轨mn 、pq 竖直放置，其宽度 l 1 m，一匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的上端m 与 p 之间连接阻值为r 0.40的电阻，质量为m 0.01kg、电阻为r 0.30的金属棒ab 紧贴在导轨上现使金属棒ab 由静止开头下滑， 下滑过程中ab 始终保持水平， 且与导轨接触良好，其下滑距离s 与时间 t 的关系如图乙所示，图象中的oa 段为曲线， ab 段为直线，导轨电阻不计，g 10 m/s2 （忽视 ab 棒运动过程中对原磁场的影响）， 求：（ 1）磁感应强度b 的大小；（ 2）金属棒 ab 在开头运动的第1.7s 内，通过电阻r 的电荷量

42、；（ 3）金属棒 ab 在开头运动的第1.7 s 内，电阻 r 上产生的热量6 2021 ·浙江高考 小明同学设计了一个“电磁天平 ”，如图甲所示，等臂天平的左臂为挂盘，右臂挂有矩形线 圈，两臂平稳；线圈的水平边长l 0.1 m，竖直边长h 0.3 m，匝数为n1；线圈的下边处于匀强磁场内，磁感应强度b0 1.0 t ，方向垂直线圈平面对里；线圈中通有可在0 2.0 a 范畴内调剂的电流i；挂盘放上待测物体后，调剂线圈中电流使天平平稳，测出电流即可测得物体的质量；g 10 m/s21 为使电磁天平的量程达到0.5 kg ，线圈的匝数n1 至少为多少？2 进一步探究电磁感应现象，另选

43、n2 100 匝、外形相同的线圈，总电阻 r 10 ；不接外电流，两臂平稳；如图乙所示，保持b0 不变，在线圈上部另加垂直纸面对外的匀强磁场，且磁感应强度b 随时间匀称变大，磁场区域宽度d0.1 m ；当挂盘中放质量为0.01 kg 的物b体时，天平平稳，求此时磁感应强度的变化率t ；7 2021 ·重庆卷 某电子天平原理如下列图，e 形磁铁的两侧为n极，中心为 s 极，两极间的磁感应强度大小均为b，磁极宽度均为l ，忽视边缘效应，一正方形线圈套于中心磁极，其骨架与秤盘连为一体，线圈两端c、d 与外电路连接，当质量为 m 的重物放在秤盘上时，弹簧被压缩，秤盘和线圈一起向下运动骨架与磁

44、极不接触，随后外电路对线圈供电，秤盘和线圈复原到未放重物时的位置并静止，由此时对应的供电电流i 可确定重物的质量，已知线圈匝数为 n，线圈电阻为r，重力加速度为g.问1 线圈向下运动过程中，线圈中感应电流是从c 端仍是从d 端流出？2供电电流i 是从 c 端仍是 d 端流入？求重物质量与电流的关系3如线圈消耗的最大功率为p，该电子天平能称量的最大质量是多少？优秀学习资料欢迎下载8.2021 江·苏卷 如下列图，在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨，导轨间距为l，长为3d，导轨平面与水平面的夹角为，在导轨的中部刷有一段长为d 的薄绝缘涂层；匀强磁场的磁感应强度大小为b，方向与导轨平面垂直

45、；质量为m 的导体棒从导轨的顶端由静止释放，在滑上涂层之前已经做匀速运动，并始终匀速滑到导轨底端；导体棒始终与导轨垂直，且仅与涂层间有摩擦，接在两导轨间的电阻为r，其他部分的电阻均不计，重力加速度为g；求： 1 导体棒与涂层间的动摩擦因数；2导体棒匀速运动的速度大小v；3整个运动过程中，电阻产生的焦耳热q；答案：21 acd由于电磁感应现象总是起到阻碍作用，安培力的大小与运动速度有关f=b l可知，线圈可能做匀速运动、加速度减小的加速或减减速运动；2bd3. 解在线圈下边缘刚进入磁场到刚穿出磁场过程中用能量守恒定律，重力势能的减小转化为电能，又转化为电热，因此q=mgd=0.50j2设线圈自由

46、下落阶段的末速度，即线圈下边缘到达磁场上边界时的瞬时速度大小是v0，2v/r ，依据牛顿其次定律就 v0 =2 gh， v0=4.0m/s线圈上边缘到达磁场上边界时线圈速度肯定最小，在线圈进入磁场过程中用动能定理：mgl -w=mv2/2- mv02/2而克服安培力做的功w 就等于增加的电能也等于产生的电热q因此得 v=22 m/s4.解：（ 1）开头时杆受力如右2nmgsin37o- mg cos37o=ma得 a=4m/sf2 当稳固时，由平稳条件得：mgsin37o= mg cos37oa+f即 fa =0.8n由 p=fa v得 v=10m/smg3 f a =b 2l 2v/r得 b

47、=0.4t ，垂直于导轨平面对上.nfafmgvm5.解：（ 1）依据图像可得：1.7s 后金属棒达到了最大速度；由已知条件金属棒达到最大速度时受到的安培力等于重力；s7m / s t22b l vm= mg得 b = 0.1tr + r（ 2） qitet1crrrr或： mgtblqmvm q = 1c（ 3）依据能量守恒可得：mgs1 mv2qm总2 q总= 0.455jq= q× r= 0.260jr总r + r优秀学习资料欢迎下载6. 解析： 1 线圈受到安培力f n1b0il,天平平稳mg n1b0il代入数据得n1 25 匝b2 由电磁感应定律得en2 t 即 en2

48、t ld由欧姆定律得i er线圈受到安培力f n2b0i l2天平平稳mg n 2b dl2b0 t ·r代入数据可得bt 0.1 t/s7.解： 1感应电流从c 端流出2设线圈受到的安培力为f a，外加电流从d 端流入由 f a mg 和 fa 2nbil得 m 2nblig3设称量最大质量为m0.由 m 2nbli 和 p i 2r得 m 2nblpg0gr8.解析1在绝缘涂层上运动时，受力平稳，就有mgsin mcgos 解得： tan 2 在光滑导轨上匀速运动时，导体棒产生的感应电动势为：eblv 就电路中的感应电流i er导体棒所受安培力f 安 bil 且由平稳条件得fmgsin 联立式，解得vmgrsin b安2 2lmv3 从开头下滑到滑至底端由能量守恒定律得：3mgdsin qqf 122摩擦产生的内能qf mgdcos m3 g2r2 sin2联立解得q 2mgdsin 2b4l4高三电磁感应综合复习 （202104 讲稿）第一节电磁感应楞次定律二、感应电流方向的判定sn1右手定就：适用范畴:闭合电路部分导体切割磁感线2楞次定律：（一般方法）（ 1）内容：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化；（ 2