2018届高三物理第二轮专题七电磁感应与电路《楞次定律及图像问题》学案教师版

1、.专题七 电磁感应与电路楞次定律及图像问题班别 姓名 学号 【例1】如下图，两个一样的闭合铝环M、N套在一根光滑的绝缘程度杆上，螺线管的轴线与铝环的圆心在同一直线上，闭合开关S后，向左快速挪动滑动变阻器的滑片P，不考虑两环间的互相作用力，那么在挪动滑片P的过程中AM、N环向左运动，它们之间的间隔 增大BM、N环向左运动，它们之间的间隔 减小CM、N环向右运动，它们之间的间隔 增大DM、N环向右运动，它们之间的间隔 减小答案C解析当滑动变阻器的滑片向左挪动时，通过螺线管两端的电压变小，螺线管中的电流变小，螺线管内部、外部的磁场均减小，穿过M、N两金属环的程度向右的磁通量减小，根据楞次定律，可知向

2、右运动可以阻碍穿过线圈的磁通量减小，所以环将向右运动；结合条形磁铁的特点可知，靠近通电螺线管的N处的磁感应强度比较大，所以N环受到的安培力比较大，加速度比较大，所以两环之间的间隔 将增大【变式训练1】如下图，用一条横截面积为S的硬导线做成一个边长为L的正方形，把正方形的一半固定在均匀增大的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间的变化率kk>0，虚线ab与正方形的一条对角线重合，导线的电阻率为.那么以下说法正确的选项是 A.线框中产生顺时针方向的感应电流B.线框具有扩张的趋势C.假设某时刻的磁感应强度为B，那么线框受到的安培力为D.线框中ab两点间的电势差大小为答案C解析根

3、据楞次定律，线框中产生的感应电流方向沿逆时针方向，故A错误；B增大，穿过线框的磁通量增大，根据楞次定律，感应电流的磁场为了阻碍磁通量的增加，线框有收缩的趋势，故B错误；由法拉第电磁感应定律得：ES·L2kL2，因线框电阻R，那么感应电流大小为I，那么线框受到的安培力为：FBI×L，故C正确；由上分析，可知，ab两点间的电势差大小UEkL2，故D错误.【变式训练2】如图甲所示，一能承受最大拉力为16N的轻绳吊着一质量为m=0.8kg、边长为L= m的正方形线圈ABCD.线圈总电阻为R=0.5，在线圈上半部分布着垂直于线圈平面向里、大小随时间变化的磁场，如图乙所示，t0时刻轻绳

4、刚好被拉断，取g=10m/s2.求:1 在轻绳被拉断前线圈中感应电动势的大小及感应电流的方向.2 t=0时AB边受到的安培力的大小.3 t0 的大小.甲 乙解析:1 由电磁感应定律可知E=S=·=1× V=1V.由楞次定律知电流方向为逆时针方向.2 由闭合电路欧姆定律知回路中的电流 I=2A.AB边受到安培力F=BIL=1×2× N=2 N.3 当轻绳刚被拉断时受力如下图，2F'cos45°+mg=T，解得F'=4 N.由F'=B'IL得B'=2T.由图知t0=1s.【例2】多项选择如图6所示，abcd为

5、用粗细均匀的同种材料制成的金属线框，其中ab的长度只有bc长度的一半现将线框放在程度光滑绝缘的桌面上，在外力F的作用下让线框以速度v匀速穿过右边两个磁感应强度大小相等、方向相反的磁场区域假设以图示位置开场计时，规定逆时针电流方向为正，磁感线向下穿过线框时的磁通量为正那么以下关于回路电流i、外力F大小、cb间的电势差Ucb及穿过线框的磁通量随时间变化的图象正确的选项是图6解析当线框进入第一个磁场时，由右手定那么知电流方向为逆时针，开场进入第二个磁场时，电流方向为顺时针，出第二个磁场，电流方向为逆时针，故A错误；由EBlv可知，E保持不变，而开场进入第二个磁场时，两端同时切割磁感线，电动势应为2B

6、Lv，电流加倍，故每根导体棒受到安培力加倍，那么F2F安，将变为原来2倍，故B正确；根据UIR和电流方向知刚进入磁场和出磁场时电压相等，b点电势高，故Ucb为负，两边同时切割磁感线时c点电势高，且c、b两点之间的电压为原来的2倍，故C正确；当线框开场进入磁场，磁通量开场增加，当全部进入时到达最大；此后向外的磁通量增加，总磁通量减小；当运动1.5L时，磁通量最小为零，故D错误答案BC【变式训练3】多项选择如图6甲所示，在程度面上固定宽d1 m的金属“U型导轨，右端接一定值电阻R0.5 ，其余电阻不计.在“U型导轨右侧a0.5 m的范围存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度随时间变化的规律如图乙所

7、示.在t0时刻，质量m0.1 kg的导体棒以v01 m/s的初速度从距导轨右端b2 m开场向右运动，导体棒与导轨之间的动摩擦因数0.1，不计地球磁场的影响，g10 m/s2.用E、I、P、Q分别表示4 s内回路中的电动势大小、电流大小、电功率及电热，那么以下图象正确的选项是图6答案AB解析因为在进入磁场前回路中没有电流产生，并且02 s内磁感应强度不变化，回路的磁通量不变化，没有感应电动势产生，故不会从t0时刻就产生电热，D错误；在进入磁场前导体棒做匀减速直线运动，加速度为ag1 m/s2，导体棒速度减小到零所需的时间为t1 s，停顿前发生的位移为x0.5 m，所以在进入磁场前导体棒就已经停顿

8、运动，所以回路中的感应电流是因为磁感应强度发生变化产生的，在t2 s时，磁感应强度发生变化，产生感应电动势，有了感应电流，根据法拉第电磁感应定律可得E0.1 V，感应电流I0.2 A，过程中的电功率为PEI0.02 W但是是从t2 s才开场有的，故A、B正确，C错误.【稳固训练】：1.如下图，通电导线MN与单匝矩形线圈abcd共面，位置靠近ab且互相绝缘.当MN中电流突然减小时，线圈所受安培力的合力方向A. 向左 B. 向右C. 垂直纸面向外 D. 垂直纸面向里2.如下图，程度放置的平行金属导轨MN和PQ之间接有定值电阻R，导体棒ab长为l且与导轨接触良好，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中.现

9、使导体棒ab匀速向右运动，以下说法中正确的选项是A. 导体棒ab两端的感应电动势越来越小B. 导体棒ab中的感应电流方向是abC. 导体棒ab所受安培力方向程度向右D. 导体棒ab所受合力为零3.矩形导线框abcd放在匀强磁场中静止不动，磁场方向与线圈平面垂直，磁感应强度B随时间t变化的图象如以下图甲所示.设t=0时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里，那么在04s时间内，图乙中能正确反映线框ab边所受的安培力随时间t变化的图象规定ab边所受的安培力向左为正是甲A B C D52019·全国卷如图，在光滑程度桌面上有一边长为L、电阻为R的正方形导线框；在导线框右侧有一宽度为ddL 的条形

10、匀强磁场区域，磁场的边界与导线框的一边平行，磁场方向竖直向下。导线框以某一初速度向右运动。t0时导线框的右边恰与磁场的左边界重合，随后导线框进入并通过磁场区域。以下v ­t图像中，可能正确描绘上述过程的是解析：选D由于导线框闭合，导线框以某一初速度向右运动，其右侧边开场进入磁场时，切割磁感线产生感应电动势和感应电流，右侧边受到安培力作用，做减速运动；导线框完全进入磁场中时，导线框中磁通量不变，不产生感应电流，导线框不受安培力作用，做匀速运动；导线框右侧边开场出磁场时，左侧边切割磁感线产生感应电动势和感应电流，左侧边受到安培力作用，导线框做减速运动；导线框进、出磁场区域时，受到的安培力

11、不断减小，导线框的加速度不断减小，所以可能正确描绘导线框运动过程的速度图像是D。62019·全国卷如图，一载流长直导线和一矩形导线框固定在同一平面内，线框在长直导线右侧，且其长边与长直导线平行。在t0到tt1的时间间隔内，直导线中电流i发生某种变化，而线框中的感应电流总是沿顺时针方向；线框受到的安培力的合力先程度向左、后程度向右。设电流i正方向与图中箭头所示方向一样，那么i随时间t变化的图线可能是解析：选A依题意，线框中感应电流方向总是沿顺时针方向，由于线框受到的安培力中左边框受力较大，故以左边框受力为主，由左手定那么可知直线电流方向向上时，线框受到向左的安培力，直线电流方向向下时，线框受到向右的安培力，由题意导线中的电流应先为正后为负，故A对。4.多项选择如图5所示，在0xL和2Lx3L的区域内存在着匀强磁场，磁场的方向垂直于xOy平面纸面向里，具有一定电阻的正方形线框abcd边长为2L，位于xOy平面内，线框的ab边与y轴重合.令线框从t0时刻由静止开场沿x轴正方向做匀加速直线运动，那么线框中的感应电流i取逆时针方向的电流为正、bc两端电势差Ubc随时间t的函数图象大致是以下图中的图5答案AC解析设线框ab从xL运动到x4L的时间为t1