新课标高考物理一轮总复习法拉第电磁感应定律自感和涡流.pptx

1记一记记一记 1感应电动势感应电动势 (1)定义：在定义：在 中产生的电动势。中产生的电动势。(2)产生条件：穿过回路的产生条件：穿过回路的 发生改变，与电路是发生改变，与电路是否闭合否闭合 。(3)方向判断：感应电动势的方向用方向判断：感应电动势的方向用 或或 判断。判断。2法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律 (1)内容：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电内容：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的路的 成正比。成正比。(2)公式：公式：，其中，其中n为为 。电磁感应现象无关楞次定律右手定则磁通量的变化率线圈匝数磁通量第1页/共73页2试一试试一试1穿过某线圈的磁通量随时间的变穿过某线圈的磁通量随时间的变化的关系如图化的关系如图922所示，在所示，在线圈内产生感应电动势最大值线圈内产生感应电动势最大值的时间是的时间是 ()图图922A02 sB24 s C46 s D68 s答案：C第2页/共73页3导体切割磁感线时的感应电动势计算导体切割磁感线时的感应电动势计算想一想想一想 如图如图923所示，当导体棒在垂直所示，当导体棒在垂直于磁场的平面内，其一端为轴，于磁场的平面内，其一端为轴，以角速以角速度度匀速转动时，产生的感应电动势为多少？匀速转动时，产生的感应电动势为多少？图图923第3页/共73页4第4页/共73页5切割方式切割方式电动势表达式电动势表达式说明说明垂直切割垂直切割E_ 导体棒与磁场方导体棒与磁场方向垂直向垂直磁场为匀强磁场磁场为匀强磁场倾斜切割倾斜切割E_ 其中其中为为v与与B的夹角的夹角旋转切割旋转切割(以一端为轴以一端为轴)E_ 记一记记一记BlvBlvsin 第5页/共73页62如图如图924所示，在竖直向下的匀强所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒磁场中，将一水平放置的金属棒ab以以水平速度水平速度v0抛出。设在整个过程中，抛出。设在整个过程中，棒的取向不变且不计空气阻力，则在棒的取向不变且不计空气阻力，则在金属棒运动过程中产生的感应电动势金属棒运动过程中产生的感应电动势大小变化情况是大小变化情况是 ()A越来越大越来越大B越来越小越来越小C保持不变保持不变 D无法判断无法判断解析：金属棒水平抛出后，在垂直于磁场方向上的速解析：金属棒水平抛出后，在垂直于磁场方向上的速度不变，由度不变，由EBLv可知，感应电动势也不变。可知，感应电动势也不变。C项正项正确。确。图图924答案：C试一试第6页/共73页7自感涡流自感涡流 如图如图925所示，开关所示，开关S闭合且回路闭合且回路中电流达到稳定时，小灯泡中电流达到稳定时，小灯泡A能正常发光，能正常发光，L为自感线圈，则当开关为自感线圈，则当开关S闭合或断开时，小灯泡的亮暗闭合或断开时，小灯泡的亮暗变化情况是怎样的？变化情况是怎样的？提示提示开关闭合时，自感电动势阻碍电流的增大，开关闭合时，自感电动势阻碍电流的增大，所以灯慢慢变亮；开关断开时，自感线圈的电流从有变所以灯慢慢变亮；开关断开时，自感线圈的电流从有变为零，线圈将产生自感电动势，但由于线圈为零，线圈将产生自感电动势，但由于线圈L与灯与灯A不能不能构成闭合回路，所以灯立即熄灭。构成闭合回路，所以灯立即熄灭。想一想想一想图图925第7页/共73页8记一记记一记 1互感现象互感现象 两个互相靠近的线圈，当一个线圈中的电流变化两个互相靠近的线圈，当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的时，它所产生的变化的 会在另一个线圈中产生会在另一个线圈中产生_的现象。的现象。2自感现象自感现象 (1)定义：由于通过导体自身的定义：由于通过导体自身的 而而产生的电磁感应现象。产生的电磁感应现象。(2)自感电动势：自感电动势：定义：在定义：在 中产生的感应电动势。中产生的感应电动势。磁场感应电动势电流发生变化自感现象第8页/共73页9 表达式：表达式：E 。自感系数自感系数L：相关因素：与线圈的大小、形状、相关因素：与线圈的大小、形状、以及是否以及是否有有 有关。有关。单位：亨利单位：亨利(H)，1 mH H,1 H106 H。3涡流涡流 当线圈中的电流发生变化时，在它附近的任何导体当线圈中的电流发生变化时，在它附近的任何导体中都会产生中都会产生 ，这种电流像水的旋涡，所以叫涡，这种电流像水的旋涡，所以叫涡流。流。圈数铁芯103感应电流第9页/共73页10 (1)电磁阻尼：当导体在磁场中运动时，感应电流会电磁阻尼：当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到使导体受到 ，安培力的方向总是，安培力的方向总是 导体的导体的运动。运动。(2)电磁驱动：如果磁场相对于导体转动，在导体中电磁驱动：如果磁场相对于导体转动，在导体中会产生会产生 使导体受到安培力的作用，安培力使导体受到安培力的作用，安培力使导体运动起来。使导体运动起来。交流感应电动机就是利用交流感应电动机就是利用 的原理工作的。的原理工作的。安培力阻碍感应电流电磁驱动第10页/共73页11试一试试一试3在图在图926所示的电路中，两个灵敏电流表所示的电路中，两个灵敏电流表G1和和G2的零点都在刻度盘中央，当电流从的零点都在刻度盘中央，当电流从“”接线柱流接线柱流入时，指针向右摆；电流从入时，指针向右摆；电流从“”接线柱流入时，指接线柱流入时，指针向左摆。在电路接通后再断开的瞬间，下列说法针向左摆。在电路接通后再断开的瞬间，下列说法中符合实际情况的是中符合实际情况的是 ()图图926第11页/共73页12AG1表指针向左摆，表指针向左摆，G2表指针向右摆表指针向右摆BG1表指针向右摆，表指针向右摆，G2表指针向左摆表指针向左摆CG1、G2表的指针都向左摆表的指针都向左摆DG1、G2表的指针都向右摆表的指针都向右摆解析：电路接通后线圈中电流方向向右，当电路断开时，解析：电路接通后线圈中电流方向向右，当电路断开时，线圈中电流减小，产生与原方向相同的自感电动势，与线圈中电流减小，产生与原方向相同的自感电动势，与G2和电阻组成闭合回路，所以和电阻组成闭合回路，所以G1中电流方向向右，中电流方向向右，G2中中电流方向向左，即电流方向向左，即G1指针向右摆，指针向右摆，G2指针向左摆。指针向左摆。B项项正确。正确。答案：答案：B第12页/共73页13法拉第电磁感应定律的应用法拉第电磁感应定律的应用穿过某个面的磁通量变化的快慢某段时间内穿过某个面的磁通量变化多少某时刻穿过某个面的磁感线的条数意义磁通量的变化量磁通量物理量项目第13页/共73页14物理量物理量项目项目大小大小注意注意磁通量磁通量BScos 若有相反方若有相反方向磁场，磁向磁场，磁通量可能抵通量可能抵消消磁通量的磁通量的变化量变化量21BSSB转过转过180前后前后穿过平面的磁穿过平面的磁通量是一正一通量是一正一负，负，2BS，而不是零，而不是零第14页/共73页15第15页/共73页16 例例1如图如图927甲所示，一个电阻值为甲所示，一个电阻值为R，匝数，匝数为为n的圆形金属线圈与阻值为的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻的电阻R1连接成闭合回连接成闭合回路。线圈的半径为路。线圈的半径为r1。在线圈中半径为。在线圈中半径为r2的圆形区域内存的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时随时间间t变化的关系图线如图乙所示。图线与横、纵轴的截距变化的关系图线如图乙所示。图线与横、纵轴的截距分别为分别为t0和和B0，导线的电阻不计。求，导线的电阻不计。求0至至t1时间内时间内图图927第16页/共73页17 (1)通过电阻通过电阻R1上的电流大小和方向；上的电流大小和方向；(2)通过电阻通过电阻R1上的电荷量上的电荷量q及电阻及电阻R1上产生的热量。上产生的热量。审题指导审题指导第17页/共73页18第18页/共73页19第19页/共73页20法拉第电磁感应定律的规范应用法拉第电磁感应定律的规范应用 (1)一般解题步骤：一般解题步骤：分析穿过闭合电路的磁场方向及磁通量的变化情分析穿过闭合电路的磁场方向及磁通量的变化情况；况；利用楞次定律确定感应电流的方向；利用楞次定律确定感应电流的方向；灵活选择法拉第电磁感应定律的不同表达形式列灵活选择法拉第电磁感应定律的不同表达形式列方程求解。方程求解。(2)应注意的问题：应注意的问题：第20页/共73页21第21页/共73页22导体切割磁感线产生感应电动势导体切割磁感线产生感应电动势 1.导体平动切割磁感线导体平动切割磁感线 对于导体平动切割磁感线产生感应电动势的计算式对于导体平动切割磁感线产生感应电动势的计算式EBlv，应从以下几个方面理解和掌握。，应从以下几个方面理解和掌握。(1)正交性正交性 本公式是在一定条件下得出的，除了磁场是匀强磁本公式是在一定条件下得出的，除了磁场是匀强磁场，还需场，还需B、l、v三者相互垂直。实际问题中当它们不相三者相互垂直。实际问题中当它们不相互垂直时，应取垂直的分量进行计算，公式可为互垂直时，应取垂直的分量进行计算，公式可为EBlvsin，为为B与与v方向间的夹角。方向间的夹角。第22页/共73页23 (3)瞬时性瞬时性 若若v为瞬时速度，则为瞬时速度，则E为相应的瞬时感应电动势。为相应的瞬时感应电动势。(4)有效性有效性 公式中的公式中的l为有效切割长度，即导体与为有效切割长度，即导体与v垂直的方向垂直的方向上的投影长度。图上的投影长度。图928中有效长度分别为：中有效长度分别为：第23页/共73页24图图928第24页/共73页25 (5)相对性相对性 EBlv中的速度中的速度v是相对于磁场的速度，若磁场也运是相对于磁场的速度，若磁场也运动时，应注意速度间的相对关系。动时，应注意速度间的相对关系。图图929第25页/共73页26 例例2在范围足够大，方向竖直向下的匀强磁场中，在范围足够大，方向竖直向下的匀强磁场中，B0.2 T，有一水平放置的光滑框架，宽度为，有一水平放置的光滑框架，宽度为L0.4 m，如图，如图9210所示，框架上放置一质量为所示，框架上放置一质量为0.05 kg、电、电阻为阻为1 的金属杆的金属杆cd，框架电阻不计。若杆，框架电阻不计。若杆cd以恒定加速以恒定加速度度a2 m/s2，由静止开始做匀变速运动，求：，由静止开始做匀变速运动，求：图图9210第26页/共73页27 (1)在在5 s内平均感应电动势；内平均感应电动势；(2)第第5 s末回路中的电流；末回路中的电流；(3)第第5 s末作用在杆末作用在杆cd上的水平外力。上的水平外力。第27页/共73页28第28页/共73页29答案答案(1)0.4 V(2)0.8 A(3)0.164 N第29页/共73页30通电自感与断电自感的比较通电自感与断电自感的比较L很大(有铁芯)A1、A2同规格，RRL，L较大器材要求电路图断电自感通电自感 两种自感比较项目现象 在S闭合瞬间，灯A2立即亮起来，灯A1逐渐变亮，最终和A2一样亮 在开关S断开时，灯A渐渐熄灭或闪亮一下再熄灭第30页/共73页31磁场能转化为电能电能转化为磁场能能量转化情况S断开时，线圈L产生自感电动势，阻碍了电流的减小，使电流继续存在一段时间；灯A中电流反向不会立即熄灭。若RLIA，则A灯熄灭前要闪亮一下。若RLRA，原来的电流ILIA，则灯A逐渐熄灭不再闪亮一下由于开关闭合时，流过电感线圈的电流迅速增大，线圈产生自感电动势，阻碍了电流的增大，使流过灯A1的电流比流过灯A2的电流增加得慢原因断电自感通电自感 两种自感比较项目第31页/共73页32 例例3(2011北京高考北京高考)某同学某同学为了验证断电自感现象，自己找来为了验证断电自感现象，自己找来带铁芯的线圈带铁芯的线圈L、小灯泡、小灯泡A、开关、开关S和电池组和电池组E，用导线将它们连接成，用导线将它们连接成如图如图9211所示的电路。检查电路后，闭合开关所示的电路。检查电路后，闭合开关S，小灯泡发光；再断开开关小灯泡发光；再断开开关S，小灯泡仅有不显著的延时，小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象。虽经多次重复，仍未见老师演示时出现的小熄灭现象。虽经多次重复，仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象，他冥思苦想找不出原因。你认为最有可灯泡闪亮现象，他冥思苦想找不出原因。你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是能造成小灯泡未闪亮的原因是 ()图图9211第32页/共73页33 A电源的内阻较大电源的内阻较大 B小灯泡电阻偏大小灯泡电阻偏大 C线圈电阻偏大线圈电阻偏大 D线圈的自感系数较大线圈的自感系数较大 解析解析闭合开关闭合开关S，电路稳定灯泡正常发光时，如，电路稳定灯泡正常发光时，如果电感线圈果电感线圈L中的电阻比灯泡的电阻大，则电感线圈中的电阻比灯泡的电阻大，则电感线圈L中中的电流的电流IL比灯泡比灯泡A中的电流中的电流IA小，当开关小，当开关S断开，则由于自断开，则由于自感现象，感现象，L和和A 构成回路使构成回路使L和和A 中的电流从中的电流从IL开始减小，开始减小，因此不可能看到小灯泡闪亮的现象，因此不可能看到小灯泡闪亮的现象，C项正确。项正确。答案答案C第33页/共73页34 模型概述模型概述 1模型特点模型特点 “杆导轨杆导轨”模型是电磁感应问题高考命题的模型是电磁感应问题高考命题的“基本基本道具道具”，也是高考的热点，考查的知识点多，题目的综，也是高考的热点，考查的知识点多，题目的综合性强，物理情景富于变化，是我们复习中的难点。合性强，物理情景富于变化，是我们复习中的难点。超链接第34页/共73页35匀强磁场与导轨垂直，磁感应强度为B，棒ab长为L，质量为m，初速度为零，拉力恒为F，水平导轨光滑，除电阻R外，其他电阻不计“杆导轨杆导轨”模型又分为模型又分为“单杆单杆”型和型和“双杆双杆”型；导轨放置方式型；导轨放置方式可分为水平、竖直和倾斜；杆的运动状态可分为匀速运动、可分为水平、竖直和倾斜；杆的运动状态可分为匀速运动、匀变速运动、非匀变速运动或转动等；磁场的状态可分为恒匀变速运动、非匀变速运动或转动等；磁场的状态可分为恒定不变、均匀变化和非均匀变化等等，情景复杂形式多变。定不变、均匀变化和非均匀变化等等，情景复杂形式多变。2模型分类模型分类 (1)单杆水平式单杆水平式物理模型第35页/共73页36动态分析I恒定电学特征a0v恒定不变力学特征匀速直线运动运动形式收尾状态第36页/共73页37匀强磁场与导轨垂直，磁感应强度为B，导轨间距L，导体棒质量m，电阻R，导轨光滑，电阻不计(2)单杆倾斜式单杆倾斜式物理模型动态分析第37页/共73页38I恒定电学特征力学特征匀速直线运动运动形式收尾状态第38页/共73页39 典例典例(2012广东高考广东高考)如图如图9212所示，质量为所示，质量为M的导体棒的导体棒ab，垂直放在相距为，垂直放在相距为l的平行光滑金属导轨上，的平行光滑金属导轨上，导轨平面与水平面的夹角为导轨平面与水平面的夹角为，并处于磁感应强度大小为，并处于磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，左侧是水平、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，左侧是水平放置、间距为放置、间距为d的平行金属板，的平行金属板，R和和Rx分别表示定值电阻分别表示定值电阻和滑动变阻器的阻值，不计其他电阻。和滑动变阻器的阻值，不计其他电阻。图图9212第39页/共73页40 (1)调节调节RxR，释放导体棒，当棒沿导轨匀速下滑，释放导体棒，当棒沿导轨匀速下滑时，求通过棒的电流时，求通过棒的电流I及棒的速率及棒的速率v。(2)改变改变Rx，待棒沿导轨再次匀速下滑后，将质量为，待棒沿导轨再次匀速下滑后，将质量为m、带电量为、带电量为q的微粒水平射入金属板间，若它能匀速的微粒水平射入金属板间，若它能匀速通过，求此时的通过，求此时的Rx。第40页/共73页41第41页/共73页42 题后悟道题后悟道由于感应电流与导体切割磁感线运动的加速由于感应电流与导体切割磁感线运动的加速度有着相互制约的关系，故导体一般不是做匀变速运动，而度有着相互制约的关系，故导体一般不是做匀变速运动，而是经历一个动态变化过程再趋于一个稳定状态。分析这一动是经历一个动态变化过程再趋于一个稳定状态。分析这一动态过程进而确定最终状态是解决这类问题的关键。态过程进而确定最终状态是解决这类问题的关键。分析电磁感应问题中导体运动状态的方法：分析电磁感应问题中导体运动状态的方法：(1)首先分析导体最初在磁场中的运动状态和受力情况；首先分析导体最初在磁场中的运动状态和受力情况；(2)其次分析由于运动状态变化，导体受到的安培力、合其次分析由于运动状态变化，导体受到的安培力、合力的变化情况；力的变化情况；(3)再分析由于合力的变化，导体的加速度、速度又会怎再分析由于合力的变化，导体的加速度、速度又会怎样变化，从而又引起感应电流、安培力、合力怎么变化；样变化，从而又引起感应电流、安培力、合力怎么变化；(4)最终明确导体所能达到的是什么样的稳定状态。最终明确导体所能达到的是什么样的稳定状态。第42页/共73页43 如图如图9213所示，质量所示，质量m10.1 kg，电阻电阻R10.3，长度，长度l0.4 m的导体棒的导体棒ab横放在横放在U型金属框架上，框架质量型金属框架上，框架质量m20.2 kg，放在绝缘，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数水平面上，与水平面间的动摩擦因数0.2，相距，相距0.4 m的的MM、NN相互平行，电阻不计且足够长。电阻相互平行，电阻不计且足够长。电阻R20.1 的的MN垂直于垂直于MM。整个装置处于竖直向上的匀强。整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度磁场中，磁感应强度B0.5 T。垂直于。垂直于ab施加施加F2 N的的水平恒力，水平恒力，ab从静止开始无摩擦地运动，始终与从静止开始无摩擦地运动，始终与MM、NN保持良好接触。当保持良好接触。当ab运动到某处时，框架开始运动。运动到某处时，框架开始运动。设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取取10 m/s2。图图9213第43页/共73页44(1)求框架开始运动时求框架开始运动时ab速度速度v的大小；的大小；(2)从从ab开始运动到框架开始运动的过程中，开始运动到框架开始运动的过程中，MN上产生上产生的热量的热量Q0.1 J，求该过程，求该过程ab位移位移x的大小。的大小。解析：解析：(1)ab对框架的压力对框架的压力FN1m1g框架受水平面的支持力框架受水平面的支持力FN2m2gFN1依题意，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则框架受到最依题意，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则框架受到最大静摩擦力大静摩擦力第44页/共73页45第45页/共73页46答案：答案：(1)6 m/s(2)1.1 m第46页/共73页47随堂巩固落实随堂巩固落实1将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，关于线圈中产生的感应电动平面与磁场方向垂直，关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是势和感应电流，下列表述正确的是 ()A感应电动势的大小与线圈的匝数无关感应电动势的大小与线圈的匝数无关B穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大C穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大D感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同同第47页/共73页48答案：C第48页/共73页492一矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂一矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直。先保持线框的面积不变，将磁感应强度在直。先保持线框的面积不变，将磁感应强度在1 s时间时间内均匀地增大到原来的两倍。接着保持增大后的磁感内均匀地增大到原来的两倍。接着保持增大后的磁感应强度不变，在应强度不变，在1 s时间内，再将线框的面积均匀地减时间内，再将线框的面积均匀地减小到原来的一半。先后两个过程中，线框中感应电动小到原来的一半。先后两个过程中，线框中感应电动势的比值为势的比值为 ()第49页/共73页50答案：B第50页/共73页513.如图如图9214所示，匀强磁场的方向垂所示，匀强磁场的方向垂直于电路所在平面，导体棒直于电路所在平面，导体棒ab与电路与电路接触良好。当导体棒接触良好。当导体棒ab在外力在外力F作用作用下从左向右做匀加速直线运动时，下从左向右做匀加速直线运动时，若不计摩擦和导线的电阻，整个过程中，灯泡若不计摩擦和导线的电阻，整个过程中，灯泡L未未被烧毁，电容器被烧毁，电容器C未被击穿，则该过程中未被击穿，则该过程中 ()A感应电动势将变大感应电动势将变大B灯泡灯泡L的亮度变大的亮度变大C电容器电容器C的上极板带负电的上极板带负电D电容器两极板间的电场强度将减小电容器两极板间的电场强度将减小图图9214第51页/共73页52答案：AB第52页/共73页534(2013苏州模拟苏州模拟)如图如图9215(a)、(b)所示的电路中，所示的电路中，电阻电阻R和自感线圈和自感线圈L的电阻值都很小，且小于灯的电阻值都很小，且小于灯A的电的电阻，接通阻，接通S，使电路达到稳定，灯泡，使电路达到稳定，灯泡A发光，则发光，则()图图9215A在电路在电路(a)中，断开中，断开S后，后，A将逐渐变暗将逐渐变暗B在电路在电路(a)中，断开中，断开S后，后，A将先变得更亮，然后将先变得更亮，然后逐渐变暗逐渐变暗第53页/共73页54C在电路在电路(b)中，断开中，断开S后，后，A将逐渐变暗将逐渐变暗D在电路在电路(b)中，断开中，断开S后，后，A将先变得更亮，然后逐渐将先变得更亮，然后逐渐变暗变暗解析：解析：(a)电路中，灯电路中，灯A和线圈和线圈L串联，电流相同，断开串联，电流相同，断开S时，线圈上产生自感电动势，阻碍原电流的减小，通过时，线圈上产生自感电动势，阻碍原电流的减小，通过R、A形成回路，形成回路，A将逐渐变暗。将逐渐变暗。(b)电路中，电阻电路中，电阻R和灯和灯A串联，灯串联，灯A的电阻大于线圈的电阻大于线圈L的电阻，电流则小于线圈的电阻，电流则小于线圈L中的电流，断开中的电流，断开S时，电源不给灯时，电源不给灯A供电，而线圈产生供电，而线圈产生自感电动势阻碍电流的减小，通过自感电动势阻碍电流的减小，通过A、R形成回路，灯形成回路，灯A中电流比原来大，变得更亮，然后逐渐变暗。所以选项中电流比原来大，变得更亮，然后逐渐变暗。所以选项A、D正确。正确。答案：AD第54页/共73页555.如图如图9216所示，金属杆所示，金属杆ab放在光放在光滑的水平金属导轨上，与导轨组成滑的水平金属导轨上，与导轨组成闭合矩形电路，长闭合矩形电路，长l10.8 m，宽，宽l20.5 m，回路总电阻，回路总电阻R0.2，回路，回路处在竖直方向的磁场中，金属杆用水平绳通过定滑轮处在竖直方向的磁场中，金属杆用水平绳通过定滑轮连接质量连接质量M0.04 kg的木块，磁感应强度从的木块，磁感应强度从B01 T开始随时间均匀增加，开始随时间均匀增加，5 s末木块将离开水平面，不计末木块将离开水平面，不计一切摩擦，一切摩擦，g取取10 m/s2，求回路中的电流强度。，求回路中的电流强度。图图9216第55页/共73页56第56页/共73页57答案：答案：0.4 A课时跟踪检测课时跟踪检测见见“课时跟踪课时跟踪检测（三十四）检测（三十四）”第57页/共73页58（给有能力的学生加餐）（给有能力的学生加餐）1.如图如图1所示，金属棒所示，金属棒ab置于水平放置于水平放置的金属导体框架置的金属导体框架cdef上，棒上，棒ab与框架接触良好。从某一时刻开与框架接触良好。从某一时刻开始，给这个空间施加一个斜向上的匀强磁场，并且磁场始，给这个空间施加一个斜向上的匀强磁场，并且磁场均匀增加，均匀增加，ab棒仍静止，在磁场均匀增加的过程中，关棒仍静止，在磁场均匀增加的过程中，关于于ab棒受到的摩擦力，下列说法正确的是棒受到的摩擦力，下列说法正确的是 ()A摩擦力大小不变，方向向右摩擦力大小不变，方向向右B摩擦力变大，方向向右摩擦力变大，方向向右C摩擦力变大，方向向左摩擦力变大，方向向左D摩擦力变小，方向向左摩擦力变小，方向向左图图1第58页/共73页59解析：由法拉第电磁感应定律，解析：由法拉第电磁感应定律，ab中产生的电流的大中产生的电流的大小恒定，方向由小恒定，方向由b到到a，由左手定则，由左手定则，ab受到的安培力受到的安培力方向向左下方，方向向左下方，FBIL，由于，由于B均匀变大，均匀变大，F变大，变大，F的水平分量的水平分量Fx变大，静摩擦力变大，静摩擦力FfFx变大，方向向变大，方向向右，右，B正确。正确。答案：答案：B第59页/共73页602如图如图2所示，在水平面内固定着所示，在水平面内固定着U形光滑金属导轨，形光滑金属导轨，轨道间距为轨道间距为50 cm，金属导体棒，金属导体棒ab质量为质量为0.1 kg，电，电阻为阻为0.2，横放在导轨上，电阻，横放在导轨上，电阻R的阻值是的阻值是0.8(导导轨其余部分电阻不计轨其余部分电阻不计)。现加上竖直向下的磁感应强。现加上竖直向下的磁感应强度为度为0.2 T的匀强磁场。用水平向右的恒力的匀强磁场。用水平向右的恒力F0.1 N拉动拉动ab，使其从静止开始运动，则，使其从静止开始运动，则 ()图图2第60页/共73页61A导体棒导体棒ab开始运动后，电阻开始运动后，电阻R中的电流方向是从中的电流方向是从P流流向向MB导体棒导体棒ab运动的最大速度为运动的最大速度为10 m/sC导体棒导体棒ab开始运动后，开始运动后，a、b两点的电势差逐渐增加两点的电势差逐渐增加到到1 V后保持不变后保持不变D导体棒导体棒ab开始运动后任一时刻，开始运动后任一时刻，F的功率总等于导的功率总等于导体棒体棒ab和电阻和电阻R的发热功率之和的发热功率之和第61页/共73页62答案：B第62页/共73页633(2012青岛模拟青岛模拟)如图如图3甲所示，水平面上的平行导轨甲所示，水平面上的平行导轨MN、PQ上放着两根导体棒上放着两根导体棒ab、cd，两棒中间用绝缘，两棒中间用绝缘丝线系住。开始时匀强磁场垂直于纸面向里，磁感丝线系住。开始时匀强磁场垂直于纸面向里，磁感应强度应强度B随时间随时间t的变化如图乙所示，的变化如图乙所示，I和和FT分别表示分别表示流过导体棒中的电流和丝线的拉力流过导体棒中的电流和丝线的拉力(不计电流之间的不计电流之间的相互作用力相互作用力)，则在，则在t0时刻时刻 ()图图3第63页/共73页64AI0，FT0 BI0，FT0CI0，FT0 DI0，FT0解析：解析：t0时刻，磁场变化，磁通量变化，故时刻，磁场变化，磁通量变化，故I0；由于；由于B0，故，故ab、cd所受安培力均为零，丝线的拉力为零。所受安培力均为零，丝线的拉力为零。C项项正确。正确。答案：答案：C第64页/共73页654如图如图4所示，三个相同的金属圆环内存在着不同的有所示，三个相同的金属圆环内存在着不同的有界匀强磁场，虚线表示环的某条直径，已知所有磁场界匀强磁场，虚线表示环的某条直径，已知所有磁场的磁感应强度随时间变化的关系都满足的磁感应强度随时间变化的关系都满足Bkt，磁场，磁场方向如图方向如图4所示。测得所示。测得A环内感应电流强度为环内感应电流强度为I，则，则B环和环和C环内感应电流强度分别为环内感应电流强度分别为 ()图图4AIBI、IC0 BIBI、IC2ICIB2I、IC2I DIB2I、IC0第65页/共73页66答案：D第66页/共73页675一线圈匝数为一线圈匝数为10匝，两接线端连一匝，两接线端连一C100 F的电容的电容器，组成如图器，组成如图5甲所示的回路，回路所围面积甲所示的回路，回路所围面积S0.1 m2，取穿过线圈垂直于纸面向里的方向为磁场的正方，取穿过线圈垂直于纸面向里的方向为磁场的正方向，穿过回路的磁感应强度向，穿过回路的磁感应强度B随时间随时间t的变化如图乙所的变化如图乙所示。则关于电容器两极板上的电荷量大小及示。则关于电容器两极板上的电荷量大小及M、N两两极板带电的正负，下列说法中正确的是极板带电的正负，下列说法中正确的是 ()图图5第67页/共73页68A带电荷量带电荷量1.2103 C，M极板带正电极板带正电B带电荷量带电荷量1.2103 C，N极板带正电极板带正电C带电荷量带电荷量1.2104 C，M极板带正电极板带正电D带电荷量带电荷量1.2104 C，N极板带正电极板带正电答案：A第68页/共73页696有一个匀强磁场边界是有一个匀强磁场边界是EF，在，在EF右侧无磁场，左侧右侧无磁场，左侧是匀强磁场区域，如图是匀强磁场区域，如图6甲所示。现有一个闭合的金甲所示。现有一个闭合的金属线框以恒定速度从属线框以恒定速度从EF右侧水平进入匀强磁场区域。右侧水平进入匀强磁场区域。线框中的电流随时间变化的线框中的电流随时间变化的it图象如图乙所示，则图象如图乙所示，则可能的线框是图可能的线框是图7中的中的 ()图图6第69页/共73页70图图7答案：A第70页/共73页717如图如图8所示的电路中，三个相同的所示的电路中，三个相同的灯泡灯泡a、b、c和电感线圈和电感线圈L1、L2与与直流电源连接，电感线圈的电阻直流电源连接，电感线圈的电阻忽略不计。开关忽略不计。开关S从闭合状态突然从闭合状态突然断开时，下列判断正确的有断开时，下列判断正确的有 ()图图8Aa先变亮，然后逐渐变暗先变亮，然后逐渐变暗Bb先变亮，然后逐渐变暗先变亮，然后逐渐变暗Cc先变亮，然后逐渐变暗先变亮，然后逐渐变暗Db、c都逐渐变暗都逐渐变暗第71页/共73页72解析：解析：a、b、c三个灯泡相同，设三个灯泡相同，设S闭合时通过三个灯泡闭合时通过三个灯泡的电流均是的电流均是I，则，则L1中的电流为中的电流为2I，L2中的电流为中的电流为I。在。在S断开瞬间，断开瞬间，L1中的电流由中的电流由2I逐渐减小，逐渐减小，L2的电流由的电流由I逐渐逐渐减小，减小，L1、L2中的产生的感应电流方向相同，故中的产生的感应电流方向相同，故b、c两两灯的电流逐渐减小，即灯的电流逐渐减小，即b、c两灯逐渐变暗，两灯逐渐变暗，B、C错误，错误，D项正确；两个支路的电流汇集后为项正确；两个支路的电流汇集后为2I通过通过a灯，灯，a灯电灯电流由流由2I反向减弱，故反向减弱，故a灯先变亮再逐渐变暗，即灯先变亮再逐渐变暗，即A正确。正确。答案：答案：AD第72页/共73页73感谢您的观看。第73页/共73页