高中物理选修32第四章电磁感应5电磁感应规律的应用（ppt课件）.ppt

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1、电磁感应规律的应用20XX年草原监理所草原防火工作实践总结年草原监理所草原防火工作实践总结功夫、为改善草原生态环境功夫、为改善草原生态环境,维护国家生态安全维护国家生态安全,实现人与自然和谐实现人与自然和谐,促进社会主义和谐社会的构建促进社会主义和谐社会的构建,作出了一定的贡献。现将作出了一定的贡献。现将20XX年度草原防火工作总结如下年度草原防火工作总结如下:一是切实做好草原防火工作。我县天然草场面积大一是切实做好草原防火工作。我县天然草场面积大,牧民居住分散牧民居住分散,牧民防火意识不强牧民防火意识不强,存在很多火灾隐患。在存在很多火灾隐患。在20XX年的草原防火工作客服种种困难年的草原防

2、火工作客服种种困难,扎实开展草原防火工作扎实开展草原防火工作,实现了草原防火实现了草原防火“零零)火灾。主要做法如下火灾。主要做法如下:(一一)抓组织领导抓组织领导,安排部署到位一是认真落实以行政领导负责制为主的各项防火责任制安排部署到位一是认真落实以行政领导负责制为主的各项防火责任制,层层签订责任状层层签订责任状,层层落实责任。全面推行了防火包联责任制层层落实责任。全面推行了防火包联责任制,切实提高了各级领导的尽责率。二是早部署、早安排。根据我县草原防火工作特殊情况切实提高了各级领导的尽责率。二是早部署、早安排。根据我县草原防火工作特殊情况,年初年初,县人民政府制定并完善县人民政府制定并完善

3、XX县草原防火应急预案县草原防火应急预案,成立了以县人民县长任指挥长成立了以县人民县长任指挥长,分管副县长任副指挥长的草原防火领导小组。在草原防火工作切实做到分管副县长任副指挥长的草原防火领导小组。在草原防火工作切实做到“工作早部署、责任早落实、火患早排除、火险早预报、火情早发现、火灾早处理工作早部署、责任早落实、火患早排除、火险早预报、火情早发现、火灾早处理”。各乡。各乡(镇镇)场也成立了相应的草原防火领导小组场也成立了相应的草原防火领导小组,确保了组织领导到位确保了组织领导到位,防范措施到位防范措施到位,责任落实到位。责任落实到位。(二二)抓防火宣传抓防火宣传,注重社会实效一是利用广播、发

4、放宣传单、张贴防火公告、宣传标语等形式把草注重社会实效一是利用广播、发放宣传单、张贴防火公告、宣传标语等形式把草电 磁 感 应 规 律 的 应 用引入新课引入新课一、电磁感应现象中的感生电场一、电磁感应现象中的感生电场(感生电动势感生电动势)1、感应电场、感应电场2、感生电动势、感生电动势3、感生电动势的产生、感生电动势的产生例题例题思考与讨论思考与讨论二、电磁感应现象中的洛伦兹力二、电磁感应现象中的洛伦兹力(动生电动势动生电动势)1、动生电动势、动生电动势2、动生电动势原因分析、动生电动势原因分析例例1例例2例例3A组能力训练题组能力训练题1234567891011121314B组能力训练题

5、组能力训练题12345678910111213教学要求教学要求（一）知识与技能（一）知识与技能1.知道感生电场。知道感生电场。2.知道感生电动势和动生电动势及其区别与联系知道感生电动势和动生电动势及其区别与联系（二）过程与方法（二）过程与方法通过同学们之间的讨论、研究，增强对两种电动势的认通过同学们之间的讨论、研究，增强对两种电动势的认知深度，同时提高学习物理的兴趣。知深度，同时提高学习物理的兴趣。（三）情感、态度与价值观（三）情感、态度与价值观通过对相应物理学史的了解，培养热爱科学、尊重知识通过对相应物理学史的了解，培养热爱科学、尊重知识的良好品德。的良好品德。教学重点教学重点感生电动势与动

6、生电动势的概念。感生电动势与动生电动势的概念。教学难点教学难点对感生电动势与动生电动势实质的理解。对感生电动势与动生电动势实质的理解。引入新课引入新课我们在恒定电流以章中学过电源和电动势。大家回顾一我们在恒定电流以章中学过电源和电动势。大家回顾一下，什么是电源？什么是电动势？下，什么是电源？什么是电动势？如果电源移送电荷如果电源移送电荷q时非静电力所做的功为时非静电力所做的功为W，那么，那么W与与q的比值的比值W/q，叫做电源的电动势。用，叫做电源的电动势。用E表示电动表示电动势，则：势，则：电源是通过非静电力做功把其他形式能转化为电能的电源是通过非静电力做功把其他形式能转化为电能的装置。装置

7、。电源有好多种，比如干电池、手摇发电机等。请分别电源有好多种，比如干电池、手摇发电机等。请分别说出这些电源中的非静电力作用和能量转化情况。说出这些电源中的非静电力作用和能量转化情况。干电池中的非静电力是化学作用，把化学能转化为干电池中的非静电力是化学作用，把化学能转化为电能；电能；手摇发电机的非静电力是电磁作用手摇发电机的非静电力是电磁作用,把机械能转化为电把机械能转化为电能。能。不同的电源，非静电力可能不同，但从能量转化的角度不同的电源，非静电力可能不同，但从能量转化的角度看，他们所起的作用是相同的，都是把其他形式能转化看，他们所起的作用是相同的，都是把其他形式能转化为电能。从这个角度看，电

8、源的电动势所描述的物理意为电能。从这个角度看，电源的电动势所描述的物理意义是什么？请举例说明。义是什么？请举例说明。例如，干电池的电动势是例如，干电池的电动势是1.5V，表示把，表示把1C正电荷从电正电荷从电源负极搬到正极，非静电力做功源负极搬到正极，非静电力做功1.5J，而蓄电池电动势，而蓄电池电动势是是2.0V，表示把，表示把1C正电荷从电源负极搬到正极，非静正电荷从电源负极搬到正极，非静电力做功电力做功2.0J，我们说蓄电池把化学能转化为电能的本，我们说蓄电池把化学能转化为电能的本领比干电池大。领比干电池大。电动势描述了电源把其他形式能转化为电能的本领，即电动势描述了电源把其他形式能转化

9、为电能的本领，即表征非静电力对自由电荷做功的本领。表征非静电力对自由电荷做功的本领。在电磁感应现象中，要产生电流，必须有感应电动势。在电磁感应现象中，要产生电流，必须有感应电动势。这种情况下，哪一种作用扮演了非静电力的角色呢这种情况下，哪一种作用扮演了非静电力的角色呢?下下面我们就来学习相关的知识。面我们就来学习相关的知识。引入引入一、电磁感应现象中的感生电场（感生电动势）一、电磁感应现象中的感生电场（感生电动势）教材图教材图4.5-1，穿过闭合回路的磁场增强，在回路中产生，穿过闭合回路的磁场增强，在回路中产生感应电流。是什么力充当非静电力使得自由电荷发生定感应电流。是什么力充当非静电力使得自

10、由电荷发生定向运动呢？英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时在向运动呢？英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时在空间激发出一种电场，这种电场对自由电荷产生了力的空间激发出一种电场，这种电场对自由电荷产生了力的作用，使自由电荷运动起来，形成了电流，或者说产生作用，使自由电荷运动起来，形成了电流，或者说产生了电动势。了电动势。磁场变强磁场变强图图4.5-1I感感由于磁场的变化而激发的电场叫感生由于磁场的变化而激发的电场叫感生电场。感生电场对自由电荷的作用力电场。感生电场对自由电荷的作用力充当了非静电力。充当了非静电力。由感生电场产生的感应电动势，叫做由感生电场产生的感应电动势，叫做感生电动势。感生电动

11、势。1、感应电场、感应电场如果空间存在闭合导体，导体中的如果空间存在闭合导体，导体中的自由电荷就会在电场力的作用下定向移动自由电荷就会在电场力的作用下定向移动,而产生感应而产生感应电流，或者说导体中产生感应电动势。电流，或者说导体中产生感应电动势。BE19世纪世纪60年代，英国物理学家麦克斯韦在他的电磁场理年代，英国物理学家麦克斯韦在他的电磁场理论中指出，变化的磁场会在周围空间激发一种电场论中指出，变化的磁场会在周围空间激发一种电场,我我们把这种电场叫做感应电场们把这种电场叫做感应电场.静止的电荷激发的电场叫静电场，静电场的电场线是由静止的电荷激发的电场叫静电场，静电场的电场线是由正电荷发出正

12、电荷发出,到负电荷终止到负电荷终止,电场线不闭合电场线不闭合.而感应电场是一种涡旋电场，电场而感应电场是一种涡旋电场，电场线是封闭的，如图所示，线是封闭的，如图所示，感应电场是产生感应电流或感应电动势的原因，感应电感应电场是产生感应电流或感应电动势的原因，感应电场的方向也可以由楞次定律来判断。场的方向也可以由楞次定律来判断。感应电流的方向与感应电场的方向相同。感应电流的方向与感应电场的方向相同。2、感生电动势、感生电动势磁场变化时会在空间激发电场，闭合导体中的自由电磁场变化时会在空间激发电场，闭合导体中的自由电子在电场力的作用下定向运动，产生感应电流，即产子在电场力的作用下定向运动，产生感应电

13、流，即产生了感应电动势。生了感应电动势。由感生电场产生的感应电动势叫做感生电动势。由感生电场产生的感应电动势叫做感生电动势。（2）定义：）定义：（1）产生：）产生：3、感生电动势的产生、感生电动势的产生由感应电场使导体产生的电动势叫做感生电动势由感应电场使导体产生的电动势叫做感生电动势,感生电感生电动势在电路中的作用就是充当电源，其电路是内电路，动势在电路中的作用就是充当电源，其电路是内电路，当它和外电路连接后就会对外电路供电。当它和外电路连接后就会对外电路供电。变化的磁场在闭合导体所在的空间产生电场，导体内自变化的磁场在闭合导体所在的空间产生电场，导体内自由电荷在电场力作用下产生感应电流，或

14、者说产生感应由电荷在电场力作用下产生感应电流，或者说产生感应电动势。在这种情况下，所谓的非静电力就是这种感生电动势。在这种情况下，所谓的非静电力就是这种感生电场对电荷产生的作用。电场对电荷产生的作用。4、感生电场的方向判断、感生电场的方向判断感应电流的方向用楞次定律判定。电流的方向与正电荷感应电流的方向用楞次定律判定。电流的方向与正电荷移动的方向相同。移动的方向相同。感生电场的方向与正电荷受力的方向相同，感生电场的方向与正电荷受力的方向相同，因此因此,感生电场的方向也可以用楞次定律判定感生电场的方向也可以用楞次定律判定.例题：例题：现代科学研究常要用到高速电子，电子感应加现代科学研究常要用到高

15、速电子，电子感应加速器就是利用感生电场使电子加速的设备速器就是利用感生电场使电子加速的设备,它的基本原理它的基本原理如图如图4.5-2所示，上、下为电磁铁的两个磁极，磁极之间所示，上、下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室，电子在真空有一个环形真空室，电子在真空室中做圆周运动。电磁铁线圈室中做圆周运动。电磁铁线圈电流的大小、方向可以变化，电流的大小、方向可以变化，产生的感应电场使电子加速。产生的感应电场使电子加速。上图为侧视图，下图为真空室上图为侧视图，下图为真空室的俯视图，如果从上向下看的俯视图，如果从上向下看,电子沿逆时针方向运动。电子沿逆时针方向运动。当电磁铁线圈电流的方向与图示

16、方当电磁铁线圈电流的方向与图示方向一致时，电流的大小应该怎样变向一致时，电流的大小应该怎样变化才能使电子加速？化才能使电子加速？真空室真空室SN电子枪电子枪靶靶图图4.5-2电电子子轨轨道道被加速的电子带什么电？被加速的电子带什么电？分析：分析：负电负电电子逆时针运动电子逆时针运动,等效电流方向如何？等效电流方向如何？顺时针顺时针加速电场的方向如何？加速电场的方向如何？顺时针顺时针使电子加速的电场是什么电场？使电子加速的电场是什么电场？感生电场感生电场电磁铁的磁场怎样变化才能产生顺时针方向的感生电场电磁铁的磁场怎样变化才能产生顺时针方向的感生电场？为什么？为什么？增强。因为感应电流的磁场方向与

17、电磁铁的磁场方向相增强。因为感应电流的磁场方向与电磁铁的磁场方向相反。感应电流的磁场阻碍磁通量的变化。感生电场是磁反。感应电流的磁场阻碍磁通量的变化。感生电场是磁场变强引起的。因此，电磁铁的电流由小变大才能使电场变强引起的。因此，电磁铁的电流由小变大才能使电子加速。子加速。如果电流的方向与图示方向相反，请自己判断一下，为如果电流的方向与图示方向相反，请自己判断一下，为使电子加速，电流又应怎样变化？使电子加速，电流又应怎样变化？思考与讨论思考与讨论如图如图4.5-3示，导体棒示，导体棒CD在均匀磁场中运动。在均匀磁场中运动。（1）自由电荷会随着导体棒运动，并因此受到洛伦兹）自由电荷会随着导体棒运

18、动，并因此受到洛伦兹力。导体棒中自由电荷相对于纸面的运动大致沿什么方力。导体棒中自由电荷相对于纸面的运动大致沿什么方向？为了方便向？为了方便,可以认为导体棒中的可以认为导体棒中的自由电荷是正电荷。自由电荷是正电荷。（2）导体棒一直运动下去）导体棒一直运动下去,自由电荷自由电荷是否总会沿着导体棒运动？为什么？是否总会沿着导体棒运动？为什么？（3）导体棒哪端的电势比较高？）导体棒哪端的电势比较高？（4）如果用导线把）如果用导线把C、D两端连到磁场外的一个用电器两端连到磁场外的一个用电器上，导体棒中的电流是沿什么方向的？上，导体棒中的电流是沿什么方向的？CDv0图图4.5-3l导体中自由电荷（正电荷

19、）具有水平方向的速度导体中自由电荷（正电荷）具有水平方向的速度,由左手由左手定则可判断受到沿棒向上的洛伦兹力作用定则可判断受到沿棒向上的洛伦兹力作用,其合运动是斜其合运动是斜向上的。向上的。分析与解答：分析与解答：CDv0图图4.5-3l自由电荷不会一直运动下去。自由电荷不会一直运动下去。（1）导体棒中自由电荷相对于纸面的运动大致沿什么方）导体棒中自由电荷相对于纸面的运动大致沿什么方向？向？（2）导体棒一直运动下去）导体棒一直运动下去,自由电荷是否总自由电荷是否总会沿着导体棒运动？为什么？会沿着导体棒运动？为什么？因为因为C、D两端聚集电荷越来越多两端聚集电荷越来越多,在在CD棒间棒间产生的电

20、场越来越强，当电场力等于洛伦兹产生的电场越来越强，当电场力等于洛伦兹力时，自由电荷不再定向运动。力时，自由电荷不再定向运动。CDv0图图4.5-3lC端电势高。端电势高。导体棒中电流是由导体棒中电流是由D指向指向C的。的。（3）导体棒哪端的电势比较高？）导体棒哪端的电势比较高？（4）如果用导线把）如果用导线把C、D两端连到磁场外的一个用电器两端连到磁场外的一个用电器上，导体棒中的电流是沿什么方向的？上，导体棒中的电流是沿什么方向的？思考思考二、电磁感应现象中的洛伦兹力（动生电动势）二、电磁感应现象中的洛伦兹力（动生电动势）1、动生电动势、动生电动势（1）产生：）产生：（2）大小：）大小：E=B

21、Lv（B的方向与的方向与v的方向垂直）的方向垂直）（3）动生电动势大小的推导：）动生电动势大小的推导：ab棒处于匀强磁场中，磁感应强度为棒处于匀强磁场中，磁感应强度为B，垂直纸面向里，垂直纸面向里，棒沿光滑导轨以速度棒沿光滑导轨以速度v匀速向右滑动，已知导轨宽度为匀速向右滑动，已知导轨宽度为L，经过时间，经过时间t由由M运动到运动到N，如图所示，如图所示，MNabv由法拉第电磁感应定律可得：由法拉第电磁感应定律可得：故动生电动势大小为故动生电动势大小为E=BLv由于导体运动而产生的电动势叫动生电动势由于导体运动而产生的电动势叫动生电动势。2、动生电动势原因分析、动生电动势原因分析导体在磁场中切

22、割磁感线时，产生动生电动势导体在磁场中切割磁感线时，产生动生电动势,它是由于它是由于导体中的自由电子受到洛伦兹力的作用而引起的。导体中的自由电子受到洛伦兹力的作用而引起的。FF洛洛CDv图甲图甲如图甲所示如图甲所示,一条直导线一条直导线CD在匀强磁场在匀强磁场B中以速度中以速度v向右运向右运动，并且导线动，并且导线CD与与B、v 的方向垂的方向垂直直,由于导体中的自由电子随导体一起以速由于导体中的自由电子随导体一起以速度度v运动运动,因此每个电子受到的洛伦兹力为：因此每个电子受到的洛伦兹力为：F=F洛洛=BevF的方向竖直向下，在力的方向竖直向下，在力F的作用下，自由电子沿导体向的作用下，自由

23、电子沿导体向下运动，使导体下端出现过剩的负电荷，导体上端出现过下运动，使导体下端出现过剩的负电荷，导体上端出现过剩的正电荷，结果使导体上端剩的正电荷，结果使导体上端C的电势高于下端的电势高于下端D的电势，的电势，出现由出现由C指向指向D的静电场的静电场.CDBv图乙图乙I此电场对电子的静电力此电场对电子的静电力F 的方向向上，与洛伦兹力的方向向上，与洛伦兹力F方方向相反，随着导体两端正负电荷的积累，电场不断增强，向相反，随着导体两端正负电荷的积累，电场不断增强，当作用在自由电子上的静电力与电子受到的洛伦兹力相当作用在自由电子上的静电力与电子受到的洛伦兹力相平衡时，平衡时，CD两端产生一个稳定的

24、电势差。两端产生一个稳定的电势差。如果用另外的导线把如果用另外的导线把CD两端连接起来，由于两端连接起来，由于C端的电势比端的电势比D端的电势高，自由电子在静电力的作用下将在导线框中端的电势高，自由电子在静电力的作用下将在导线框中沿顺时针流动，形成逆时针方向的电流，如图乙所示，沿顺时针流动，形成逆时针方向的电流，如图乙所示，电荷的流动使电荷的流动使CD两端积累的电荷不断减少，两端积累的电荷不断减少，洛伦兹力又不断使自由电子从洛伦兹力又不断使自由电子从C端运动到端运动到D端，从而在端，从而在CD两端维持一个稳定的电动势。两端维持一个稳定的电动势。C端是电源的正极，端是电源的正极，D端是电源的负极

25、端是电源的负极,自由电子受洛伦自由电子受洛伦兹力的用兹力的用,从从C端搬运到端搬运到D端端,也可以看做是正电荷受洛伦也可以看做是正电荷受洛伦兹力作用从兹力作用从D端搬运到端搬运到C端，这里洛伦兹力就相当于电源端，这里洛伦兹力就相当于电源中的非静电力中的非静电力.可见切割磁感线运动的一段导体相当于一个电源可见切割磁感线运动的一段导体相当于一个电源,根据电动势的定义，电动势等于单位正电荷从负极通过电根据电动势的定义，电动势等于单位正电荷从负极通过电源内部移动到电源的正极非静电力所做的功源内部移动到电源的正极非静电力所做的功.F1=F洛洛/e=Bv作用在单位电荷上的洛伦兹力为：作用在单位电荷上的洛伦

26、兹力为：于是动生电动势就是：于是动生电动势就是：E=F1L=BLv上式与法拉第电磁感应定律得到的结果一致。上式与法拉第电磁感应定律得到的结果一致。分析分析如图如图4.3-6所示，导体棒运动过程中产所示，导体棒运动过程中产生感应电流，试分析电路中的能量转化生感应电流，试分析电路中的能量转化情况。情况。vABEF图图4.3-6导体棒中的电流受到安培力作用，安培力的方向导体棒中的电流受到安培力作用，安培力的方向与运动方向相反，阻碍导体棒的运动，导体棒要与运动方向相反，阻碍导体棒的运动，导体棒要克服安培力做功，将机械能转化为电能。克服安培力做功，将机械能转化为电能。克服安培力做功的过程，就是将机械能转

27、化为电能的克服安培力做功的过程，就是将机械能转化为电能的过程。过程。分析分析第第2页页【例例1】如图所示，一个闭合电路静止于磁场中如图所示，一个闭合电路静止于磁场中,由于磁由于磁场强弱的变化，而使电路中产生场强弱的变化，而使电路中产生了感应电动势，下列说法中正确的了感应电动势，下列说法中正确的是（是（）A磁场变化时，会在在空间中激发一种电场磁场变化时，会在在空间中激发一种电场B使电荷定向移动形成电流的力是磁场力使电荷定向移动形成电流的力是磁场力C使电荷定向移动形成电流的力是电场力使电荷定向移动形成电流的力是电场力D以上说法都不对以上说法都不对AC根据麦克斯韦理论，变化的磁场产生电场根据麦克斯韦

28、理论，变化的磁场产生电场,处在其处在其中的导体，其内部的自由电荷在电场力作用下定向移动中的导体，其内部的自由电荷在电场力作用下定向移动形成电流。形成电流。解析：解析：磁场变强磁场变强【例例2】如图所示，导体如图所示，导体AB在做切割磁感线运动时，将在做切割磁感线运动时，将产生一个电动势，因而在电路中有电流通过，下列说法产生一个电动势，因而在电路中有电流通过，下列说法中正确的是（中正确的是（）A.因导体运动而产生的感应电动势因导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势称为动生电动势B.动生电动势的产生与洛仑兹力有关动生电动势的产生与洛仑兹力有关C.动生电动势的产生与电场力有关动生电动势的产生与电场

29、力有关D.动生电动势和感生电动势产生的原因是一样的动生电动势和感生电动势产生的原因是一样的vAB如右图所示，当导体向右运动时，其内部的自由如右图所示，当导体向右运动时，其内部的自由电子因受向下的洛仑兹力作用向下运动电子因受向下的洛仑兹力作用向下运动,于是在棒的于是在棒的B端端出现负电荷，而在棒的出现负电荷，而在棒的A端出现正电荷端出现正电荷,所以所以A端电势比端电势比B端高。端高。AB解析：解析：vBeF洛洛A棒棒AB就相当于一个电源，正极就相当于一个电源，正极在在A端。端。【例例3】如图所示，一个带正电的粒子在垂直于匀强磁场的平面如图所示，一个带正电的粒子在垂直于匀强磁场的平面内做圆周运动，

30、当磁感应强度均匀增大时，此粒子的动内做圆周运动，当磁感应强度均匀增大时，此粒子的动能将（能将（）A不变不变B增加增加C减少减少D以上情况都可能以上情况都可能带正电的粒子将受到这个电场带正电的粒子将受到这个电场对它的电场力作用加速，因而对它的电场力作用加速，因而动能增大。动能增大。v0a解析：解析：BEEv0当磁场增强时，将产生如图所示的电场当磁场增强时，将产生如图所示的电场,A组能力训练题组能力训练题11穿过一个电阻为穿过一个电阻为1的单匝闭合线圈的磁通量始终的单匝闭合线圈的磁通量始终是每秒钟均匀地减少是每秒钟均匀地减少2Wb，则（，则（）A线圈中的感应电动势一定是每秒减少线圈中的感应电动势一

31、定是每秒减少2VB线圈中的感应电动势一定是线圈中的感应电动势一定是2VC线圈中的感应电流一定是每秒减少线圈中的感应电流一定是每秒减少2AD线圈中的感应电流一定是线圈中的感应电流一定是2ABDA组能力训练题组能力训练题22.单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场，若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如磁场，若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示图所示,则线圈中则线圈中（）AO时刻感应电动势最大时刻感应电动势最大BD时刻感应电动势为零时刻感应电动势为零CD时刻感应电动势最大时刻感应电动势最大DO至至D时间内平均感生电动势为时间内平均感

32、生电动势为0.4V1t/s/10-3WbAOB D20.01ABDA组能力训练题组能力训练题3.(2015年上海卷年上海卷24)如图，一无限长通电直导线固定在光滑水平面上，金属如图，一无限长通电直导线固定在光滑水平面上，金属环质量为环质量为0.02kg，在该平面上以，在该平面上以v0=2m/s、与导线成、与导线成60角的初速度运动，其最终的运动状态是角的初速度运动，其最终的运动状态是_，环中最多能产生环中最多能产生J的电能。的电能。金属环最终会沿与通电直导线金属环最终会沿与通电直导线平行的直线，做匀速直线运动；平行的直线，做匀速直线运动；解析：解析：最终速度最终速度v=v0cos60，由能量守

33、恒定律，得环中最多能产生由能量守恒定律，得环中最多能产生电能电能E=Ek=0.03J。匀速直线运动匀速直线运动0.03Iv0A组能力训练题组能力训练题4.如图如图8所示，上下开口、内壁光滑的铜管所示，上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管和塑料管Q竖竖直放置，小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，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，则小磁块并落至底部，则小磁块（）A在在P和和Q中都做自由落体运动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在两个下落过程中的机械能都守恒C在在P中的下落时间比中的下落时间比在在Q中的长中的长D落至底部时在落至底部时在P中的中的速度比

34、在速度比在Q中的长中的长C图图8PQ塑料管塑料管小磁块小磁块铜管铜管解见下页解见下页解析解析:由于电磁感应，在钢管由于电磁感应，在钢管P中还受到向上的磁场力，而在中还受到向上的磁场力，而在塑料管中只受到重力，即只在塑料管中只受到重力，即只在Q中做自由落体运动，中做自由落体运动，故选项故选项A、B错误；错误；在在P中加速度较小，选项中加速度较小，选项C正确正确D错误。错误。图图8PQ塑料管塑料管小磁块小磁块铜管铜管A组能力训练题组能力训练题55、等腰三角形线框、等腰三角形线框abc与长直导线与长直导线MN绝缘绝缘,且线框被导且线框被导线分成面积相等的两部分线分成面积相等的两部分,如图所示如图所示

35、,M接通电源瞬间电流接通电源瞬间电流由由N流向流向M，则在线框中（，则在线框中（）A.线框中无感应电流；线框中无感应电流；B.线框中有沿线框中有沿abca方向感应电流；方向感应电流；C线框中有沿线框中有沿acba方向感应电流；方向感应电流；D.条件不是无法判断。条件不是无法判断。C画出以画出以MN为对称的面积相等的图形为对称的面积相等的图形,如图示如图示解：解：则剩余部分的面积也相等，左侧剩余部分处的磁感应强则剩余部分的面积也相等，左侧剩余部分处的磁感应强度小于右侧剩余部分处的磁感应强度，所以向里的磁通度小于右侧剩余部分处的磁感应强度，所以向里的磁通量增大，感应电流的磁场方向向外量增大，感应电

36、流的磁场方向向外,线框中感应电流方向线框中感应电流方向沿沿acba。NabcMIA组能力训练题组能力训练题66如如图图所所示示，面面积积为为0.2m2的的100匝匝线线圈圈处处在在匀匀强强磁磁场场中中，磁磁场场方方问问垂垂直直于于线线圈圈平平面面，已已知知磁磁感感应应强强度度随随时时间间变变化化的的规规律律为为B=(2+0.2t)T，定定值值电电阻阻R1=6，线线圈圈电阻电阻R2=4，求：，求：（1）磁通量变化率，回路的感应电动势；）磁通量变化率，回路的感应电动势；（2）a、b两点间电压两点间电压UabR1ab解析：解析：（1）（2）A组能力训练题组能力训练题77如图所示如图所示,在物理实验中

37、在物理实验中,常用常用“冲击式电流计冲击式电流计”来测定来测定通过某闭合电路的电荷量通过某闭合电路的电荷量.探测器线圈和冲击电流计串联探测器线圈和冲击电流计串联后后,又能测定磁场的磁感应强度又能测定磁场的磁感应强度.已知线圈匝数为已知线圈匝数为n，面积为，面积为S,线圈与冲击电流计组成的回路电阻为线圈与冲击电流计组成的回路电阻为R,把线圈放在被把线圈放在被测匀强磁场中测匀强磁场中,开始时线圈与磁场方向垂直，现将线圈翻开始时线圈与磁场方向垂直，现将线圈翻转转180,冲击式电流计测出通过线圈的冲击式电流计测出通过线圈的电荷量为电荷量为q，由此可知，被测磁场的，由此可知，被测磁场的磁磁感应强度磁磁感

38、应强度B=_。G解：解：线圈翻转线圈翻转180,解得解得A组能力训练题组能力训练题88.如图所示，平行导轨间有一矩形的匀强磁场区域，如图所示，平行导轨间有一矩形的匀强磁场区域，细金属棒细金属棒PQ沿导轨从沿导轨从MN处匀速运动到处匀速运动到M N 的过程的过程中，棒上感应电动势中，棒上感应电动势E随时间随时间t变变化的图示，可能正确的是（化的图示，可能正确的是（）PQMNvMNBOEtA.OtB.OtC.OtD.EEE导线做匀速直线运动切割磁感应线时，导线做匀速直线运动切割磁感应线时，E=BLv是常数，开始没有切割，就没有电动势，最后一段是常数，开始没有切割，就没有电动势，最后一段也没有切割。

39、也没有切割。A解：解：A组能力训练题组能力训练题9如图所示，在如图所示，在x0的区域内存在匀强磁场，磁场的方向的区域内存在匀强磁场，磁场的方向垂直于垂直于xy平面（纸面）向里。具有一定电阻的矩形线框平面（纸面）向里。具有一定电阻的矩形线框abcd位于位于xy平面内，线框的平面内，线框的ab边与边与y轴重合。令线框从轴重合。令线框从t=0的时刻起由静止开始沿的时刻起由静止开始沿x轴正方向做匀加速运动，则轴正方向做匀加速运动，则线框中的感应电流线框中的感应电流I（取逆时针（取逆时针方向的电流为正）随时间方向的电流为正）随时间t的变化的变化图线图线I-t图可能是下图中的哪一个？图可能是下图中的哪一个

40、？()0 xyabtI0tI0tI0tI0CABDD解见下页解见下页由楞次定律判断，感应电流方向为顺由楞次定律判断，感应电流方向为顺时针方向，选项时针方向，选项D正确。正确。解：解：设线框沿设线框沿x轴正方向做匀加速运动的加速度为轴正方向做匀加速运动的加速度为a，则则v=at,E=Blv=Blat,I=E/R=Blat/R,可见感应电流可见感应电流I与时间与时间t成正比关系成正比关系,选项选项A、B错；错；tI0tI0tI0tI0CABD0 xyabA组能力训练题组能力训练题1010.如图所示，线圈内有理想边界的磁场，当磁场均匀增如图所示，线圈内有理想边界的磁场，当磁场均匀增加时，有一带电粒子

41、静止于平行板加时，有一带电粒子静止于平行板(两板水平放置两板水平放置)电容电容器中间，则此粒子带器中间，则此粒子带_电，若线圈的匝数为电，若线圈的匝数为n，平行，平行板电容器的板间距离为板电容器的板间距离为d，粒子的质量为，粒子的质量为m，带电量为，带电量为q，则磁感应强度的变化率，则磁感应强度的变化率为为。(设线圈的面设线圈的面积为积为S)mgdnqS负负解见下页解见下页分析粒子的受力情况如图：分析粒子的受力情况如图：由平衡条件得由平衡条件得qE=qU/d=mg由楞次定律得，上板带正电，由楞次定律得，上板带正电，E向下，粒子带负电向下，粒子带负电由法拉第电磁感应定律由法拉第电磁感应定律U=n

42、/t=nSB/tmgqE解：解：A组能力训练题组能力训练题11矩形导线框矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁感线的方向与固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直纸面磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度向里，磁感应强度B随时间变化的规律如图所示。若随时间变化的规律如图所示。若规定顺时针方向为感应规定顺时针方向为感应0B/Tt/sB0-B0123 4dabc0i/At/sI0-I01 2 3 40i/At/sI0-I01 2 3 40i/At/sI0-I01 2 3 40i/At/sI0-I01 2 3 4CABD电流电流i的正方向的正方向

43、,下列下列i-t图中正确的是图中正确的是（）D解见下页解见下页1-3s内，磁感应强度均匀减小到内，磁感应强度均匀减小到0又反又反向增大到最大，磁通量均匀减小到向增大到最大，磁通量均匀减小到0又反向增大到最大又反向增大到最大,由楞次定律判断感由楞次定律判断感应电流方向均为顺时针方向应电流方向均为顺时针方向,选项选项B错，错，D正确。正确。解：解：0-1s内，磁感应强度均匀增大内，磁感应强度均匀增大,磁通量均匀增大，感磁通量均匀增大，感应电动势和感应电流为恒量，选项应电动势和感应电流为恒量，选项A错；错；由楞次定律判断感应电流方向为逆时针方向，选项由楞次定律判断感应电流方向为逆时针方向，选项C错；

44、错；0B/Tt/sB0-B012340i/At/sI0-I01 2 3 40i/At/sI0-I01 2 3 40i/At/sI0-I01 2 3 40i/At/sI0-I01 2 3 4CABDA组能力训练题组能力训练题12.如图，一载流长直导线和一矩形导线框固定在同一平如图，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面内，线框在长直导线右侧，且其长边与长直导线平行。已知在行。已知在t=0到到t=t1的时间间隔内，直导线中电流的时间间隔内，直导线中电流i 发发生某种变化生某种变化,而线框中感应电流总是沿顺时针方向；线而线框中感应电流总是沿顺时针方向

45、；线框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右。设框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右。设电流电流i正方向与图中箭头方向相同正方向与图中箭头方向相同,则则i 随时间随时间t 变化的图变化的图线可能是（线可能是（）AiOtit1AOtit1BOtit1COtit1D解见下页解见下页要求框中感应电流顺时针，根据楞次定律，可知框内磁要求框中感应电流顺时针，根据楞次定律，可知框内磁场要么向里减弱（载流直导线中电流正向减小），要么场要么向里减弱（载流直导线中电流正向减小），要么向外增强（载流直导线中电流负向增大）。向外增强（载流直导线中电流负向增大）。线框受安培力向右时，载流直导线中电流一定在增大

46、。线框受安培力向右时，载流直导线中电流一定在增大。解析解析iOtit1AOtit1BOtit1COtit1D线框受安培力向左时线框受安培力向左时,载流直导线电流一定在减小载流直导线电流一定在减小故答案选故答案选A。A组能力训练题组能力训练题1313如图甲，一圆形闭合铜环由高处从静止开始下落，如图甲，一圆形闭合铜环由高处从静止开始下落，穿过一根竖直悬挂的条形磁铁，铜环的中心轴线与条形穿过一根竖直悬挂的条形磁铁，铜环的中心轴线与条形磁铁的中轴线始终保持重合。若取磁铁磁铁的中轴线始终保持重合。若取磁铁中心中心O为坐标原点，建立竖直向下正方为坐标原点，建立竖直向下正方向的向的x轴，则图乙中最能正确反映

47、环中轴，则图乙中最能正确反映环中感应电流感应电流I 随环心位置坐标随环心位置坐标x变化的关变化的关系图像是系图像是（）甲甲ONSxBxIO-IiAxIO-IiCxIO-IiDxIOiB解见下页解见下页圆环下落过程中，穿过的磁通量先增大后减小圆环下落过程中，穿过的磁通量先增大后减小,电流方电流方向为先顺时针后逆时针（从上往下看）向为先顺时针后逆时针（从上往下看）,选项选项D错误。错误。圆环通过圆环通过O位置时，不切割磁感线，没有感应电流，只位置时，不切割磁感线，没有感应电流，只受重力作用，而在关于受重力作用，而在关于O对称的位置上穿过圆环的磁通对称的位置上穿过圆环的磁通量相等，磁通量的变化率随圆

48、环速度的不同而不同。量相等，磁通量的变化率随圆环速度的不同而不同。在正在正x轴上的相应位置上，圆环的速度较大，其磁通量轴上的相应位置上，圆环的速度较大，其磁通量的变化率较大，因而感应电流的最大值大于圆环在负的变化率较大，因而感应电流的最大值大于圆环在负x轴上的感应电流最大值，由排除法可知正确答案选轴上的感应电流最大值，由排除法可知正确答案选B.解析：解析：A组能力训练题组能力训练题14如图所示，两根足够长的光滑金属导轨，相距为如图所示，两根足够长的光滑金属导轨，相距为L=10cm，竖直放置，导轨上端连接着电阻，竖直放置，导轨上端连接着电阻R1=1，质，质量为量为m=0.01kg、电阻为、电阻为

49、R2=0.2的金属杆的金属杆ab与导轨垂直与导轨垂直并接触良好，导轨电阻不计整个装置处于与导轨平面并接触良好，导轨电阻不计整个装置处于与导轨平面垂直的磁感应强度为垂直的磁感应强度为B=1T的匀强磁场中的匀强磁场中ab杆由静止杆由静止释放，经过一段时间后达到最大速率，释放，经过一段时间后达到最大速率，g取取10m/s2，求此时：，求此时：（1）杆的速率；）杆的速率；（2）ab间的电压；间的电压；（3）电阻）电阻R1消耗的电功率消耗的电功率R1Bab(1)杆达最大速度时，有杆达最大速度时，有解：解：又又解以上三式得：解以上三式得：(2)(3)B组能力训练题组能力训练题11在匀强磁场中，在匀强磁场中

50、，ab、cd两根导体棒沿两根导轨分别两根导体棒沿两根导轨分别以速度以速度v1、v2滑动，如图所示，下列情况中，能使电容滑动，如图所示，下列情况中，能使电容器获得最多电荷量且左边极板带正电的是（器获得最多电荷量且左边极板带正电的是（）Av1v2，方向都向右，方向都向右Bv1v2，方向都向左，方向都向左Cv1v2，v1向右，向右，v2向左向左Dv1v2，v1向左，向左，v2向右向右CdCabc解见下页解见下页 ab、cd两根导体棒中产生的感应电动势分别为两根导体棒中产生的感应电动势分别为Eab=Blv1、Ecd=Blv2，解：解：当两杆同向运动时，总的感应电动当两杆同向运动时，总的感应电动势为势为