高考物理一轮复习 10.3 电磁感应定律的综合应用同步课件.ppt

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1、第第3 3讲 电磁感磁感应定律的定律的综合合应用用2021/8/11 星期三1一、电磁感应中的电路问题一、电磁感应中的电路问题1在电磁感应现象中，切割磁感线的导体或磁通量发生变化在电磁感应现象中，切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势，该导体或回路相当于的回路将产生感应电动势，该导体或回路相当于因因此，电磁感应问题往往与电路问题联系在一起此，电磁感应问题往往与电路问题联系在一起2解决与电路相联系的电磁感应问题的基本方法解决与电路相联系的电磁感应问题的基本方法(1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律用法拉第电磁感应定律和楞次定律(右手定则右手定则)确定感应确定感应电动势的电动势的和和

2、；(2)画等效电路；画等效电路；(3)运用闭合电路欧姆定律、串并联电路的性质、电功率等运用闭合电路欧姆定律、串并联电路的性质、电功率等公式求解公式求解电源电源大小大小方向方向2021/8/11 星期三23与上述问题相关的几个知识点与上述问题相关的几个知识点(1)电源电动势电源电动势E或或E.(2)闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律I；部分电路欧姆定律部分电路欧姆定律I；电源的内电压电源的内电压Ur；电源的路端电压电源的路端电压UIR.(3)通过导体的电荷量通过导体的电荷量qIt.IrEIrBlv2021/8/11 星期三3(1)某段导体作为外电路时，它两端的电压就某段导体作为外电路时，它两端的电

3、压就是电流与其电阻的乘积是电流与其电阻的乘积(2)某段导体作为电源时，它两端的电压就是路端电压，等某段导体作为电源时，它两端的电压就是路端电压，等于电流与外电阻的乘积，或等于电动势减去内电压当其电于电流与外电阻的乘积，或等于电动势减去内电压当其电阻不计时，路端电压等于电源电动势阻不计时，路端电压等于电源电动势(3)某段导体做电源，断路时电压等于电动势某段导体做电源，断路时电压等于电动势2021/8/11 星期三4二、电磁感应中的力学问题二、电磁感应中的力学问题1通电导体在磁场中将受到通电导体在磁场中将受到作用，电磁感应问题往作用，电磁感应问题往往和力学问题联系在一起解决的基本方法如下：往和力学

4、问题联系在一起解决的基本方法如下：(1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向；小和方向；(2)求回路中的电流；求回路中的电流；(3)分析导体受力情况分析导体受力情况(包含安培力在内的全面受力分析包含安培力在内的全面受力分析)；(4)根据平衡条件或牛顿第二定律列方程根据平衡条件或牛顿第二定律列方程安培力安培力2021/8/11 星期三52两种状态处理两种状态处理(1)导体处于平衡态导体处于平衡态静止或匀速直线运动状态静止或匀速直线运动状态处理方法：根据平衡条件处理方法：根据平衡条件合合外力外力 列式分析列式分析(2)导体处于非平衡态

5、导体处于非平衡态加速度加速度处理方法：根据牛顿第二定律进行动态分析，或结合功能处理方法：根据牛顿第二定律进行动态分析，或结合功能关系分析关系分析等于零等于零不等于零不等于零2021/8/11 星期三63电磁感应中的动力学临界问题电磁感应中的动力学临界问题(1)解决这类问题的关键是通过受力情况和运动状态的分析，解决这类问题的关键是通过受力情况和运动状态的分析，寻找过程中的临界状态，如速度、加速度为最大值或最寻找过程中的临界状态，如速度、加速度为最大值或最小值的条件小值的条件2021/8/11 星期三7三、电磁感应中的能量转化问题三、电磁感应中的能量转化问题1电磁感应过程实质是不同形式的能量转化的

6、过程电磁感电磁感应过程实质是不同形式的能量转化的过程电磁感应过程中产生的感应电流在磁场中必定受到应过程中产生的感应电流在磁场中必定受到作用，因此要作用，因此要维持感应电流的存在，必须有维持感应电流的存在，必须有“外力外力”克服克服做功此过程做功此过程中，其他形式的能转化为中，其他形式的能转化为“外力外力”克服安克服安培力做多少功，就有多少其他形式的能转化为培力做多少功，就有多少其他形式的能转化为当感当感应电流通过用电器时，电能又转化为其他形式的能应电流通过用电器时，电能又转化为其他形式的能同理，安培力做功的过程是同理，安培力做功的过程是转化为其他形式的能的过转化为其他形式的能的过程，安培力做多

7、少功，就有多少程，安培力做多少功，就有多少转化为其他形式的能转化为其他形式的能安培力安培力安培力安培力电能电能电能电能电能电能电能电能2021/8/11 星期三82求解电能的主要思路求解电能的主要思路(1)利用克服安培力做功求解：电磁感应中产生的电能等利用克服安培力做功求解：电磁感应中产生的电能等于克服安培力所做的功；于克服安培力所做的功；(2)利用能量守恒求解：机械能的减少量等于产生的电能；利用能量守恒求解：机械能的减少量等于产生的电能；(3)利用电路特征来求解：通过电路中所产生的电能来计算利用电路特征来求解：通过电路中所产生的电能来计算2021/8/11 星期三93解决电磁感应现象中的能量

8、问题的一般步骤解决电磁感应现象中的能量问题的一般步骤(1)在电磁感应现象中，切割磁感线的导体或磁通量发生在电磁感应现象中，切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势，该导体或回路就相当于变化的回路将产生感应电动势，该导体或回路就相当于(2)分析清楚有哪些力做功，就可以知道有哪些形式的能量分析清楚有哪些力做功，就可以知道有哪些形式的能量发生了相互转化发生了相互转化(3)根据能量守恒列方程求解根据能量守恒列方程求解电源电源2021/8/11 星期三101.对电源的理解：对电源的理解：电源是将其他形式的能转化为电能的装电源是将其他形式的能转化为电能的装置在电磁感应现象里，通过导体切割磁感

9、线和线圈磁通置在电磁感应现象里，通过导体切割磁感线和线圈磁通量的变化而将其他形式的能转化为电能量的变化而将其他形式的能转化为电能2对电路的理解：对电路的理解：内电路是切割磁感线的导体或磁通量发内电路是切割磁感线的导体或磁通量发生变化的线圈，外电路由电阻、电容等电学元件组成生变化的线圈，外电路由电阻、电容等电学元件组成2021/8/11 星期三113问题分类问题分类(1)确定等效电源的正、负极，感应电流的方向，电势高低，确定等效电源的正、负极，感应电流的方向，电势高低，电容器极板带电性质等问题电容器极板带电性质等问题(2)根据闭合电路求解电路中的总电阻、路端电压、电功率根据闭合电路求解电路中的总

10、电阻、路端电压、电功率等问题等问题(3)根据电磁感应的平均感应电动势求解电路中通过的电荷根据电磁感应的平均感应电动势求解电路中通过的电荷量：量：2021/8/11 星期三124解决电磁感应电路问题的基本步骤解决电磁感应电路问题的基本步骤(1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律或右手定则确定感应用法拉第电磁感应定律和楞次定律或右手定则确定感应电动势的大小和方向：感应电流的方向是电源内部电流电动势的大小和方向：感应电流的方向是电源内部电流的方向的方向(2)根据根据“等效电源等效电源”和和电路中其他各元件的连接方式画出等电路中其他各元件的连接方式画出等效效电路电路(3)根据根据EBlv或或E结合闭合电路

11、欧姆定律、串并联电结合闭合电路欧姆定律、串并联电路知识和电功率、焦耳定律等关系式联立求解路知识和电功率、焦耳定律等关系式联立求解2021/8/11 星期三13(1)判断感应电流和电动势的方向，都是利用判断感应电流和电动势的方向，都是利用“相当于电源相当于电源”的部分根据右手定则或楞次定律判定的实际问题中应的部分根据右手定则或楞次定律判定的实际问题中应注意外电路电流由高电势流向低电势，而内电路则相反注意外电路电流由高电势流向低电势，而内电路则相反(2)在闭合电路中，在闭合电路中，“相当于电源相当于电源”的导体两端的电压与真实的导体两端的电压与真实的的电源两端的电压一样，等于路端电压，而不等于感应

12、电电源两端的电压一样，等于路端电压，而不等于感应电动势动势2021/8/11 星期三14两根光滑的长直金属导轨两根光滑的长直金属导轨MN、MN平行平行置于同一水平面内，导轨间距为置于同一水平面内，导轨间距为l，电阻不计，电阻不计，M、M处接有处接有如图如图931所示的电路，电路中各电阻的阻值均为所示的电路，电路中各电阻的阻值均为R，电容，电容器的电容为器的电容为C.长度也为长度也为l、阻值同为、阻值同为R的金属棒的金属棒ab垂直于导轨垂直于导轨放置，导轨处于磁感应强度为放置，导轨处于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场、方向竖直向下的匀强磁场中中ab在外力作用下向右匀速运动且与导轨保持良好接

13、触，在外力作用下向右匀速运动且与导轨保持良好接触，在在ab运动距离为运动距离为x的过程中，的过程中，整个回路中产生的焦耳热为整个回路中产生的焦耳热为Q.求：求：(1)ab运动速度运动速度v的大小；的大小；(2)电容器所带的电荷量电容器所带的电荷量q.图图9312021/8/11 星期三15ab切割磁感线产生感应电动势为电源，电动势可由切割磁感线产生感应电动势为电源，电动势可由EBlv计算，其中计算，其中v为所求，再结合欧姆定律、焦耳为所求，再结合欧姆定律、焦耳定律、电容器及运动学知识列方程可解得定律、电容器及运动学知识列方程可解得.2021/8/11 星期三16听课记录听课记录(1)设设ab上

14、产生的感应电动势为上产生的感应电动势为E，回路中，回路中的电流为的电流为I，ab运动距离运动距离x所用时间为所用时间为t，三个电阻，三个电阻R与电源串与电源串联，总电阻为联，总电阻为4R，则，则EBlv由闭合电路欧姆定律有由闭合电路欧姆定律有I t由焦耳定律有由焦耳定律有QI2(4R)t联立上述各式解得联立上述各式解得v(2)设电容器两极板间的电势差为设电容器两极板间的电势差为U，则有，则有UIR电容器所带电荷量电容器所带电荷量qCU，解得，解得q答案答案(1)4QR/(B2l2x)(2)CQR/(Blx)2021/8/11 星期三17名师归纳名师归纳解决此类问题要分清电路的组成，产解决此类问

15、题要分清电路的组成，产生感应电动势的部分为电源，其电路部分为内电路，其余生感应电动势的部分为电源，其电路部分为内电路，其余则为外电路，然后画出等效电路图，再结合电磁感应定律则为外电路，然后画出等效电路图，再结合电磁感应定律及直流电路的知识即可求解及直流电路的知识即可求解.2021/8/11 星期三181.图象问题可以综合法拉第电磁感应定律、楞次定律或右手定图象问题可以综合法拉第电磁感应定律、楞次定律或右手定则、安培定则和左手定则，还有与之相关的电路知识和力学则、安培定则和左手定则，还有与之相关的电路知识和力学知识等知识等2图象问题的特点：考查方式比较灵活，有时根据电磁感应图象问题的特点：考查方

16、式比较灵活，有时根据电磁感应现象发生的过程，确定图象的正确与否，有时依据不同的图现象发生的过程，确定图象的正确与否，有时依据不同的图象进行综合计算象进行综合计算2021/8/11 星期三193解题关键：弄清初始条件，正、负方向的对应，变化范围，解题关键：弄清初始条件，正、负方向的对应，变化范围，所研究物理量的函数表达式，进出磁场的转折点是解决问题所研究物理量的函数表达式，进出磁场的转折点是解决问题的关键的关键2021/8/11 星期三204解决图象问题的一般步骤解决图象问题的一般步骤(1)明确图象的种类，即是明确图象的种类，即是Bt图还是图还是t图，或者图，或者Et图、图、It图等；图等；(2

17、)分析电磁感应的具体过程；分析电磁感应的具体过程；(3)用右手定则或楞次定律确定方向对应关系；用右手定则或楞次定律确定方向对应关系；(4)结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿定律等规律写结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿定律等规律写出函数关系式；出函数关系式；(5)根据函数关系式，进行数学分析，如分析斜率的变化、截根据函数关系式，进行数学分析，如分析斜率的变化、截距等；距等；(6)画图象或判断图象画图象或判断图象2021/8/11 星期三21对图象的认识，应从以下几方面注意：对图象的认识，应从以下几方面注意：(1)明确图象所描述的物理意义；明确图象所描述的物理意义；(2)必须明确必须明确

18、各种各种“”、“”的含义；的含义；(3)必须明确斜率的含义；必须明确斜率的含义；(4)必须建立图象和电磁感应过程之间的对应关系；必须建立图象和电磁感应过程之间的对应关系；(5)注意理解：三个相似关系及其各自的物理意义；注意理解：三个相似关系及其各自的物理意义；分别反映了分别反映了v、B、变化的快慢变化的快慢2021/8/11 星期三22一矩形线圈位于一随时间一矩形线圈位于一随时间t变化的磁场内，磁变化的磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面场方向垂直线圈所在的平面(纸面纸面)向里，如图向里，如图932甲所甲所示磁感应强度示磁感应强度B随时间随时间t的变化规律如图的变化规律如图932乙所示乙所示以以

19、I表示线圈中的感应电流，以图表示线圈中的感应电流，以图932甲中线圈上箭头所甲中线圈上箭头所示方向的电流为正，则图示方向的电流为正，则图933所示的所示的It图中正确的是图中正确的是()图图9322021/8/11 星期三23图图9332021/8/11 星期三24先由楞次定律判定感应电流的方向，再根据法拉第电磁先由楞次定律判定感应电流的方向，再根据法拉第电磁感应定律确定感应电动势和感应电流的大小情况感应定律确定感应电动势和感应电流的大小情况.2021/8/11 星期三25解题指导解题指导由图由图932乙可知，在乙可知，在01s的时间的时间内，磁感应强度均匀增大，由楞次定律判断出感应电流的内，

20、磁感应强度均匀增大，由楞次定律判断出感应电流的方向为逆时针方向，和图方向为逆时针方向，和图932甲中所示电流方向相反，甲中所示电流方向相反，所以为负值，所以为负值，B选项和选项和C选项都错误；选项都错误；2021/8/11 星期三26根据法拉第电磁感应定律，感应电动势大小根据法拉第电磁感应定律，感应电动势大小为一定值，在为一定值，在2s3s和和4s5s时间内，磁感应强度不变，磁通量不变化，无感应电时间内，磁感应强度不变，磁通量不变化，无感应电流生成，流生成，D选项错，所以选项错，所以A选项正确选项正确答案答案A2021/8/11 星期三27名师归纳名师归纳(1)图象问题大体可分为两类：图象问题

21、大体可分为两类：由给出的电磁感应过程选出或画出正确的图象由给出的电磁感应过程选出或画出正确的图象由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应物理由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应物理量不管是哪种类型，电磁感应中图象问题常需利用右手定量不管是哪种类型，电磁感应中图象问题常需利用右手定则、楞次定律和法拉第电磁感应定律等规律分析解决则、楞次定律和法拉第电磁感应定律等规律分析解决(2)解决图象类问题的关键是明确坐标轴的意义，明确图解决图象类问题的关键是明确坐标轴的意义，明确图象上各点坐标的含义象上各点坐标的含义2021/8/11 星期三281如图如图934所示，一导体圆环位于纸所示，一导体圆环位

22、于纸面内，面内，O为圆心环内两个圆心角为为圆心环内两个圆心角为90的扇形区域内的扇形区域内分别有匀强磁场，两磁场磁感应强度的大小相等，方向分别有匀强磁场，两磁场磁感应强度的大小相等，方向相反且均与纸面垂直导体杆相反且均与纸面垂直导体杆OM可绕可绕O转动，转动，M端通过端通过滑动触点与圆环良好接触在圆心和圆环间连有电阻滑动触点与圆环良好接触在圆心和圆环间连有电阻R，杆杆OM以匀角速度以匀角速度逆时针转动，逆时针转动，t0时恰好在图示位置规定从时恰好在图示位置规定从a到到b流经电阻流经电阻R的电流方向为正，的电流方向为正，圆环和导体杆的电阻忽略不计，圆环和导体杆的电阻忽略不计，则杆从则杆从t0开始

23、转动一周的过程中，开始转动一周的过程中，电流随电流随t变化的图象是图变化的图象是图935中的中的()图图9342021/8/11 星期三29图图9352021/8/11 星期三30解析：解析：依据右手定则，可知在依据右手定则，可知在0内，电流方向为由内，电流方向为由M到到O，在电阻，在电阻R内则是由内则是由b到到a，为负值，且大小，为负值，且大小I为一定值；为一定值；内没有感应电流；内没有感应电流；内电流的方向内电流的方向相反，即沿正方向；相反，即沿正方向；2内没有感应电流，故内没有感应电流，故C对对答案：答案：C2021/8/11 星期三311.运动的动态结构运动的动态结构2021/8/11

24、 星期三322能量转化特点能量转化特点2021/8/11 星期三333安培力在不同情况下的作用安培力在不同情况下的作用(1)当磁场不动、导体做切割磁感线的运动时，导体所受安培当磁场不动、导体做切割磁感线的运动时，导体所受安培力与导体运动方向相反，此即电磁阻尼在这种情况下，力与导体运动方向相反，此即电磁阻尼在这种情况下，安培力对导体做负功，即导体克服安培力做功，将机械能安培力对导体做负功，即导体克服安培力做功，将机械能转化为电能，进而转化为焦耳热转化为电能，进而转化为焦耳热(2)当导体开始时静止、磁场当导体开始时静止、磁场(磁体磁体)运动时，由于导体相对磁运动时，由于导体相对磁场向相反方向做切割

25、磁感线运动而产生感应电流，进而受场向相反方向做切割磁感线运动而产生感应电流，进而受到安培力作用，这时安培力成为导体运动的动力，此即电到安培力作用，这时安培力成为导体运动的动力，此即电磁驱动在这种情况下，安培力做正功，电能转化为导体磁驱动在这种情况下，安培力做正功，电能转化为导体的机械能的机械能2021/8/11 星期三34 在利用能量守恒解决电磁感应中的问题时，要分析安在利用能量守恒解决电磁感应中的问题时，要分析安培力的做功情况，即安培力在导体运动过程中是做正功还培力的做功情况，即安培力在导体运动过程中是做正功还是做负功另外，参与能量转化的形式要考虑周全，要考是做负功另外，参与能量转化的形式要

26、考虑周全，要考虑准确哪些形式的能量增加，哪些形式的能量减少虑准确哪些形式的能量增加，哪些形式的能量减少2021/8/11 星期三35(14分分)位于竖直平面内的矩形平面导线框位于竖直平面内的矩形平面导线框abcd，ab长长L11.0m，bc长长L20.5m，线框的质量，线框的质量m0.2kg，电，电阻阻R2.其下方有一匀强磁场区域，该区域的上、下边界其下方有一匀强磁场区域，该区域的上、下边界PP和和QQ均与均与ab平行两边界间距离为平行两边界间距离为H，HL2，磁场的磁感应，磁场的磁感应强度强度B1.0T，方向与线框平面，方向与线框平面垂直如图垂直如图936所示，令线所示，令线框的框的cd边从

27、离磁场区域上边界边从离磁场区域上边界PP的距离为的距离为h0.7m处自由下落处自由下落已知线框的已知线框的cd边进入磁场以后，边进入磁场以后，图图9362021/8/11 星期三36ab边到达边界边到达边界PP之前的某一时刻线框的速度已达到这一阶之前的某一时刻线框的速度已达到这一阶段的最大值求从线框开始下落，到段的最大值求从线框开始下落，到cd边刚刚到达磁场区边刚刚到达磁场区域下边界域下边界QQ的过程中，磁场作用于线框的安培力所做的总的过程中，磁场作用于线框的安培力所做的总功为多少？功为多少？(g取取10m/s2)2021/8/11 星期三37本题中重力势能转化为电能和动能，而安培力做的总功本

28、题中重力势能转化为电能和动能，而安培力做的总功使重力势能一部分转化为电能，电能的多少等于安培力使重力势能一部分转化为电能，电能的多少等于安培力做的功做的功.2021/8/11 星期三38满分指导满分指导依题意，线框的依题意，线框的ab边到达磁场边界边到达磁场边界PP之前之前的某一时刻线框的速度达到这一阶段速度最大值，以的某一时刻线框的速度达到这一阶段速度最大值，以v0表示这表示这一最大速度，则有一最大速度，则有EBL1v0(1分分)线框中电流线框中电流I(2分分)作用于线框上的安培力作用于线框上的安培力FBL1I(2分分)速度达到最大值的条件是速度达到最大值的条件是Fmg(1分分)所以所以v0

29、4m/s.(2分分)2021/8/11 星期三39 cd边继续向下运动的过程中，直至线框的边继续向下运动的过程中，直至线框的ab边达到磁边达到磁场的上边界场的上边界PP，线框保持速度，线框保持速度v0不变，故从线框自由下落至不变，故从线框自由下落至ab边进入磁场的过程中，由动能定理得：边进入磁场的过程中，由动能定理得：mg(hL2)W安安mv02(2分分)W安安mv02mg(hL2)0.8J(2分分)2021/8/11 星期三40ab边进入磁场后，直到边进入磁场后，直到cd边到达磁场区域下边界边到达磁场区域下边界QQ的的过程中，作用于整个线框的安培力为零，安培力做功也为过程中，作用于整个线框的

30、安培力为零，安培力做功也为零，线框只在重力作用下做加速运动，故线框从开始下落零，线框只在重力作用下做加速运动，故线框从开始下落到到cd边刚到达磁场区域下边界边刚到达磁场区域下边界QQ的过程中，安培力做的总的过程中，安培力做的总功即为线框自由下落至功即为线框自由下落至ab边进入磁场过程中安培力所做的边进入磁场过程中安培力所做的功功W安安0.8J(2分分)负号表示安培力做负功负号表示安培力做负功答案答案0.8J2021/8/11 星期三41名师归纳名师归纳(1)解答此类题的关键是弄清做功情况解答此类题的关键是弄清做功情况和能量转化情况和能量转化情况(2)功是能量转化的量度，安培力做多少功，就有多少

31、功是能量转化的量度，安培力做多少功，就有多少其他形式的能量转化为电能其他形式的能量转化为电能2021/8/11 星期三422如图如图937(a)所示，一个电阻值为所示，一个电阻值为R、匝数为匝数为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连接成闭合连接成闭合回路，线圈的半径为回路，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，磁感应强度存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变化的关系图线如图937(b)所示所示.图线与横、纵轴图线与横、纵轴的截距分别为的截距分别为t0

32、和和B0.导线的电导线的电阻不计，求阻不计，求0至至t1时间内：时间内：图图9372021/8/11 星期三43(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2021/8/11 星期三44解析：解析：(1)根据法拉第电磁感应定律，电路中产生的感应根据法拉第电磁感应定律，电路中产生的感应电动势：电动势：通过电阻通过电阻R1上的电流：上的电流：根据楞次定律，可判定流经电阻根据楞次定律，可判定流经电阻R1的电流方向从下往上，的电流方向从下往上，即图中从即图中从b到到a.2021/8/11 星期

33、三45(2)在在0至至t1时间内通过电阻时间内通过电阻R1的电荷量的电荷量电阻电阻R1上产生的热量上产生的热量QI2R1t1答案：答案：见解析见解析2021/8/11 星期三461如如938所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一水平所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒放置的金属棒ab以水平速度以水平速度v0抛出设在整个过程中，棒抛出设在整个过程中，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大小变化情况是的感应电动势大小变化情况是()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无法判断无法判断图图938

34、随堂巩固随堂巩固2021/8/11 星期三47解析：解析：金属棒水平抛出后，在垂直于磁场方向的速度不变，金属棒水平抛出后，在垂直于磁场方向的速度不变，由由EBLv可知，感应电动势也不变可知，感应电动势也不变C项正确项正确答案：答案：C2021/8/11 星期三482用均匀导线做成的正方形线框边长为用均匀导线做成的正方形线框边长为0.2m，正方形的一半，正方形的一半放在垂直于纸面向里的匀强磁场中，如图放在垂直于纸面向里的匀强磁场中，如图939所示在磁所示在磁场以场以10T/s的变化率增强时，线框中的变化率增强时，线框中a、b两点间的电势差是两点间的电势差是()AUab0.1VBUab0.1VCU

35、ab0.2VDUab0.2V图图9392021/8/11 星期三49解析：解析：由由E100.02V0.2V由楞次定律可知由楞次定律可知Uab0.1V选项选项B正确正确答案：答案：B2021/8/11 星期三503在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，规定线圈中感应电流的正方向如图金属圆线圈，规定线圈中感应电流的正方向如图9310甲所示，当磁场的磁感应强度甲所示，当磁场的磁感应强度B随时间随时间t做如图乙所示做如图乙所示变化时，图变化时，图9311中正确表示线圈中感应电动势中正确表示线圈中感应电动势E变化变化的是的是()图图

36、93102021/8/11 星期三51图图93112021/8/11 星期三52解析：解析：由法拉第电磁感应定律得，感应电动势由法拉第电磁感应定律得，感应电动势En 由图乙可知，由图乙可知，01s内的感应电动势内的感应电动势E1最大，且最大，且E12E3,1s3s内内E20.由楞次定律可判断，由楞次定律可判断，01s内磁感应内磁感应强度强度B增大，感应电流的磁场与原磁场反向，故感应电流的增大，感应电流的磁场与原磁场反向，故感应电流的方向为正方向，方向为正方向，A正确正确答案：答案：A2021/8/11 星期三534如图如图9312所示，竖直放置的两根平所示，竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定

37、值电阻行金属导轨之间接有定值电阻R，质量不能忽略的金属棒，质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦，棒与导轨的与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦，棒与导轨的电阻均不计，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨电阻均不计，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，棒在竖直向上的恒力平面垂直，棒在竖直向上的恒力F作用下加速上升的一段作用下加速上升的一段时间内，力时间内，力F做的功与安培力做的功的代数和等于做的功与安培力做的功的代数和等于()A棒的机械能增加量棒的机械能增加量B棒的动能增加量棒的动能增加量C棒的重力势能增加量棒的重力势能增加量D电阻电阻R上放出的热量上放出的

38、热量图图93122021/8/11 星期三54A棒的机械能增加量棒的机械能增加量B棒的动能增加量棒的动能增加量C棒的重力势能增加量棒的重力势能增加量D电阻电阻R上放出的热量上放出的热量2021/8/11 星期三55解析：解析：棒加速上升时受到重力、拉力棒加速上升时受到重力、拉力F及安培力根据功能原及安培力根据功能原理可知力理可知力F与安培力做的功的代数和等于棒的机械能的增加量，与安培力做的功的代数和等于棒的机械能的增加量，A正确正确答案：答案：A2021/8/11 星期三565如图如图9313所示，两根竖直的平行光滑导轨所示，两根竖直的平行光滑导轨MN、PQ，相距为相距为L.在在M与与P之间接

39、有定值电阻之间接有定值电阻R.金属棒金属棒ab的质量为的质量为m，水平搭在导轨上，且与导轨接触良好整个装置放在水平水平搭在导轨上，且与导轨接触良好整个装置放在水平匀强磁场中，磁感应强度为匀强磁场中，磁感应强度为B.金属棒和导轨电阻不计，导金属棒和导轨电阻不计，导轨足够长若开始就给轨足够长若开始就给ab竖直向下的拉力竖直向下的拉力F，使其由静止，使其由静止开始向下做加速度为开始向下做加速度为a(ag)的匀加速运动，试求出拉力的匀加速运动，试求出拉力F 与时间与时间t的关系式的关系式2021/8/11 星期三57图图93132021/8/11 星期三58解析：解析：经过时间经过时间t，ab的速度为的速度为vatt时刻的安培力时刻的安培力F安安BIL由牛顿第二定律得：由牛顿第二定律得：FmgF安安ma解之得解之得Fm(ag)答案：答案：Fm(ag)2021/8/11 星期三592021/8/11 星期三60