物理第九章 電磁感應(yīng) 第3課時(shí) 電磁感應(yīng)現(xiàn)象的綜合問題

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1、第第3課時(shí)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的綜合問題課時(shí)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的綜合問題電源電源內(nèi)阻內(nèi)阻二、電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題二、電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題1.通電導(dǎo)體在磁場中受到通電導(dǎo)體在磁場中受到_作用，電磁感應(yīng)問題往往和力作用，電磁感應(yīng)問題往往和力學(xué)問題聯(lián)系在一起。解決的基本方法如下：學(xué)問題聯(lián)系在一起。解決的基本方法如下：(1)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律求感應(yīng)電動(dòng)勢的大小和方用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律求感應(yīng)電動(dòng)勢的大小和方向；向；(2)求回路中的電流；求回路中的電流；(3)分析導(dǎo)體受力情況分析導(dǎo)體受力情況(包含安培力在內(nèi)的全面受力分析包含安培力在內(nèi)的全面受力分析)；(4)根據(jù)平衡條件或根據(jù)平衡條件或_列方程。

2、列方程。 安培力安培力牛頓第二定律牛頓第二定律2.兩種狀態(tài)處理兩種狀態(tài)處理(1)導(dǎo)體處于平衡態(tài)導(dǎo)體處于平衡態(tài)靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。處理方法：根據(jù)平衡條件處理方法：根據(jù)平衡條件合外力等于零列式分析。合外力等于零列式分析。(2)導(dǎo)體處于非平衡態(tài)導(dǎo)體處于非平衡態(tài)加速度不等于零。加速度不等于零。處理方法：根據(jù)牛頓第二定律進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，或結(jié)合功能關(guān)處理方法：根據(jù)牛頓第二定律進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，或結(jié)合功能關(guān)系分析。系分析。 三、電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化三、電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化1.電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是_和和_之間的轉(zhuǎn)化。之間的轉(zhuǎn)化。2.感應(yīng)電流在磁場中受安培力，克服安培力

3、感應(yīng)電流在磁場中受安培力，克服安培力_，將，將_的能轉(zhuǎn)化為的能轉(zhuǎn)化為_，電流做功再將電能轉(zhuǎn)化為，電流做功再將電能轉(zhuǎn)化為_。 其他形式的能其他形式的能電能電能做功做功其他形式其他形式電能電能其他形式的能其他形式的能考點(diǎn)一電磁感應(yīng)的電路問題考點(diǎn)一電磁感應(yīng)的電路問題(/d)要點(diǎn)突破要點(diǎn)突破1.處理問題的一般思路處理問題的一般思路(1)確定電源，在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的那部分確定電源，在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的那部分導(dǎo)體是電源；導(dǎo)體是電源；(2)分析電路結(jié)構(gòu)分析電路結(jié)構(gòu)(區(qū)分內(nèi)、外電路及外電路的串、并聯(lián)分析區(qū)分內(nèi)、外電路及外電路的串、并聯(lián)分析)，畫出等效電路；畫出等效電路；(3)運(yùn)用

4、閉合電路歐姆定律、串并聯(lián)電路的性質(zhì)、電功率等公運(yùn)用閉合電路歐姆定律、串并聯(lián)電路的性質(zhì)、電功率等公式求解。式求解。 (1)求求00.10 s線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢大?。痪€圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢大??；(2)t0.22 s時(shí)閉合開關(guān)時(shí)閉合開關(guān)K，若細(xì)桿，若細(xì)桿CD所受安培力方向豎直向上，所受安培力方向豎直向上，判斷判斷CD中的電流方向及磁感應(yīng)強(qiáng)度中的電流方向及磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的方向；的方向；(3)t0.22 s時(shí)閉合開關(guān)時(shí)閉合開關(guān)K，若安培力遠(yuǎn)大于重力，細(xì)框跳起的最，若安培力遠(yuǎn)大于重力，細(xì)框跳起的最大高度大高度h0.20 m，求通過細(xì)桿，求通過細(xì)桿CD的電荷量。的電荷量。答案答案(1)30 V(2)電流方向電流

5、方向CDB2方向向上方向向上 (3)0.03 C 答案答案A2.(多選多選)如圖所示，如圖所示，PN與與QM兩平行金屬導(dǎo)軌相距兩平行金屬導(dǎo)軌相距1 m，電阻不計(jì)，電阻不計(jì)，兩端分別接有電阻兩端分別接有電阻R1和和R2，且，且R16 ，ab桿的電阻為桿的電阻為2 ，在，在導(dǎo)軌上可無摩擦地滑動(dòng)，垂直穿過導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場的磁感導(dǎo)軌上可無摩擦地滑動(dòng)，垂直穿過導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為應(yīng)強(qiáng)度為1 T。現(xiàn)?，F(xiàn)ab以恒定速度以恒定速度v3 m/s勻速向右移動(dòng)，這時(shí)勻速向右移動(dòng)，這時(shí)ab桿上消耗的電功率與桿上消耗的電功率與R1、R2消耗的電功率之和相等。則消耗的電功率之和相等。則()A.R26 B.R

6、1上消耗的電功率為上消耗的電功率為0.375 WC.a、b間電壓為間電壓為3 VD.拉拉ab桿水平向右的拉力為桿水平向右的拉力為0.75 N 答案答案BD考點(diǎn)二電磁感應(yīng)的圖象問題考點(diǎn)二電磁感應(yīng)的圖象問題(/d)要點(diǎn)突破要點(diǎn)突破1.圖象問題大體上可分為三類圖象問題大體上可分為三類(1)由給定的電磁感應(yīng)過程選出或畫出正確的圖象。由給定的電磁感應(yīng)過程選出或畫出正確的圖象。(2)由給定的有關(guān)圖象分析電磁感應(yīng)過程，求解相應(yīng)的物理量。由給定的有關(guān)圖象分析電磁感應(yīng)過程，求解相應(yīng)的物理量。(3)根據(jù)圖象定量計(jì)算。根據(jù)圖象定量計(jì)算。 2.解題步驟解題步驟(1)明確圖象的種類，即是明確圖象的種類，即是Bt圖還是圖

7、還是t圖，或者是圖，或者是Et圖、圖、It圖等。圖等。(2)分析電磁感應(yīng)的具體過程判斷對應(yīng)的圖象是否分段，共分幾分析電磁感應(yīng)的具體過程判斷對應(yīng)的圖象是否分段，共分幾段。段。(3)用右手定則或楞次定律確定感應(yīng)電流的方向。用右手定則或楞次定律確定感應(yīng)電流的方向。(4)結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓運(yùn)動(dòng)定律等規(guī)律結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓運(yùn)動(dòng)定律等規(guī)律寫出函數(shù)關(guān)系式。寫出函數(shù)關(guān)系式。(5)根據(jù)函數(shù)關(guān)系式，進(jìn)行數(shù)學(xué)分析。根據(jù)函數(shù)關(guān)系式，進(jìn)行數(shù)學(xué)分析。(6)畫圖象或判斷圖象。畫圖象或判斷圖象。 典例剖析典例剖析【例】【例】 矩形導(dǎo)線框矩形導(dǎo)線框abcd放在勻強(qiáng)磁場中靜止不動(dòng)，磁場方向

8、與放在勻強(qiáng)磁場中靜止不動(dòng)，磁場方向與線框平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度線框平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間隨時(shí)間t變化的圖象如圖所示。設(shè)變化的圖象如圖所示。設(shè)t0時(shí)刻，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向里，則在時(shí)刻，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向里，則在04 s時(shí)間內(nèi)，時(shí)間內(nèi)，選項(xiàng)圖中能正確反映線框選項(xiàng)圖中能正確反映線框ab邊所受的安培力邊所受的安培力F隨時(shí)間隨時(shí)間t變化的圖變化的圖象是象是(規(guī)定規(guī)定ab邊所受的安培力向左為正邊所受的安培力向左為正)()解析在解析在01 s內(nèi)內(nèi)，由法拉第電磁感應(yīng)定律可知由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，產(chǎn)生的感應(yīng)電產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小恒定流大小恒定，由楞次定律可得線框內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)由

9、楞次定律可得線框內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向針方向，根據(jù)左手定則可判斷出線框根據(jù)左手定則可判斷出線框ab邊所受安培力方向向左邊所受安培力方向向左(為正為正)，由由FBIL可知可知F隨磁感應(yīng)強(qiáng)度的減小而減小。在隨磁感應(yīng)強(qiáng)度的減小而減小。在12 s內(nèi)內(nèi)，由楞次定律可得線框內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向由楞次定律可得線框內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向，根據(jù)左手定則可判斷出線框根據(jù)左手定則可判斷出線框ab邊所受安培力方向向右邊所受安培力方向向右(為負(fù)為負(fù))，由由FBIL可知可知F隨磁感應(yīng)強(qiáng)度的增大而增大。同理在隨磁感應(yīng)強(qiáng)度的增大而增大。同理在23 s內(nèi)內(nèi)，線線框框ab邊所受安培力方向向左邊所受

10、安培力方向向左(為正為正)，由由FBIL可知可知F隨磁感應(yīng)強(qiáng)隨磁感應(yīng)強(qiáng)度的減小而減小。在度的減小而減小。在34 s內(nèi)內(nèi)，線框線框ab邊所受安培力方向向右邊所受安培力方向向右(為為負(fù)負(fù))，由由FBIL可知可知F隨磁感應(yīng)強(qiáng)度的增大而增大隨磁感應(yīng)強(qiáng)度的增大而增大，D正確。正確。答案答案D針對訓(xùn)練針對訓(xùn)練1.在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，水平放置一個(gè)不變形的單匝金屬圓在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，水平放置一個(gè)不變形的單匝金屬圓線圈，規(guī)定線圈中感應(yīng)電流的正方向如圖甲所示，當(dāng)磁場的磁線圈，規(guī)定線圈中感應(yīng)電流的正方向如圖甲所示，當(dāng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間隨時(shí)間t如圖乙變化時(shí)，圖中正確表示線圈中感應(yīng)電如圖乙變化時(shí)

11、，圖中正確表示線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢動(dòng)勢E變化的是變化的是()答案答案A乙乙解析由公式解析由公式EBlv可知可知，當(dāng)刷卡速度減半時(shí)當(dāng)刷卡速度減半時(shí)，線圈中的感應(yīng)電線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢最大值減半動(dòng)勢最大值減半，且刷卡所用時(shí)間加倍且刷卡所用時(shí)間加倍，故故D選項(xiàng)正確。選項(xiàng)正確。答案答案D考點(diǎn)三電磁感應(yīng)的動(dòng)力學(xué)問題考點(diǎn)三電磁感應(yīng)的動(dòng)力學(xué)問題(/d)典例剖析典例剖析【例】【例】 如圖所示，兩根足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌如圖所示，兩根足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ間間距為距為l0.5 m，其電阻不計(jì)，兩導(dǎo)軌及其構(gòu)成的平面均與水平，其電阻不計(jì)，兩導(dǎo)軌及其構(gòu)成的平面均與水平面成面成30角。完全相同的兩金屬棒角。完全

12、相同的兩金屬棒ab、cd分別垂直導(dǎo)軌放置，分別垂直導(dǎo)軌放置，每棒兩端都與導(dǎo)軌始終有良好接觸。已知兩棒質(zhì)量均為每棒兩端都與導(dǎo)軌始終有良好接觸。已知兩棒質(zhì)量均為m0.02 kg，電阻均為，電阻均為R0.1 ，整個(gè)裝置處在垂直于導(dǎo)軌平面向，整個(gè)裝置處在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.2 T。棒。棒ab在平行于導(dǎo)軌向在平行于導(dǎo)軌向上的力上的力F作用下，沿導(dǎo)軌向上勻速運(yùn)動(dòng)，而棒作用下，沿導(dǎo)軌向上勻速運(yùn)動(dòng)，而棒cd恰好能夠保持恰好能夠保持靜止。靜止。g取取10 m/s2，求：，求：(1)通過棒通過棒cd的電流的電流I是多少？方向如何？是多少？方向如何？(2)棒棒a

13、b受到的力受到的力F是多大？是多大？解析解析(1)棒棒cd受到的安培力為受到的安培力為FcdBIl棒棒cd在共點(diǎn)力作用下平衡在共點(diǎn)力作用下平衡，則則Fcdmgsin 30聯(lián)立解得聯(lián)立解得I1 A根據(jù)楞次定律可知根據(jù)楞次定律可知，棒棒cd中電流方向由中電流方向由d至至c。(2)棒棒ab與棒與棒cd受到的安培力大小相等受到的安培力大小相等，即即FabFcd對棒對棒ab，由共點(diǎn)力平衡條件得由共點(diǎn)力平衡條件得Fmgsin 30BIl解得解得F0.2 N答案答案(1)1 A由由d至至c(2)0.2 N 針對訓(xùn)練針對訓(xùn)練如圖所示，光滑的如圖所示，光滑的“ “ ”形金屬導(dǎo)體框豎直放置，形金屬導(dǎo)體框豎直放置，

14、除圖中已標(biāo)阻值為除圖中已標(biāo)阻值為R的電阻外，其余電阻不計(jì)。的電阻外，其余電阻不計(jì)。質(zhì)量為質(zhì)量為m的金屬棒的金屬棒MN與框架接觸良好。在區(qū)域與框架接觸良好。在區(qū)域abcd和和cdef內(nèi)，存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為內(nèi)，存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為B1B、B22B的有界勻強(qiáng)磁場，方向均垂直于框架的有界勻強(qiáng)磁場，方向均垂直于框架平面向里，兩豎直導(dǎo)軌平面向里，兩豎直導(dǎo)軌ae與與bf間距為間距為L?，F(xiàn)從圖示位置由靜止釋?，F(xiàn)從圖示位置由靜止釋放金屬棒放金屬棒MN，當(dāng)金屬棒進(jìn)入磁場，當(dāng)金屬棒進(jìn)入磁場B1區(qū)域后恰好做勻速運(yùn)動(dòng)。求：區(qū)域后恰好做勻速運(yùn)動(dòng)。求：(1)金屬棒進(jìn)入磁場金屬棒進(jìn)入磁場B1區(qū)域后的速度大小；區(qū)域后

15、的速度大?。?2)金屬棒剛進(jìn)入磁場金屬棒剛進(jìn)入磁場B2區(qū)域時(shí)的加速度大小。區(qū)域時(shí)的加速度大小?？键c(diǎn)四電磁感應(yīng)的能量問題考點(diǎn)四電磁感應(yīng)的能量問題(/d)要點(diǎn)突破要點(diǎn)突破1.電磁感應(yīng)過程實(shí)質(zhì)是不同形式的能量轉(zhuǎn)化的過程，電磁感應(yīng)過電磁感應(yīng)過程實(shí)質(zhì)是不同形式的能量轉(zhuǎn)化的過程，電磁感應(yīng)過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電流在磁場中必定受到安培力作用。因此閉合程中產(chǎn)生的感應(yīng)電流在磁場中必定受到安培力作用。因此閉合電路的一部分導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)切割磁感線時(shí)必克服安培力做功。此過電路的一部分導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)切割磁感線時(shí)必克服安培力做功。此過程中，其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能?？朔才嗔ψ龆嗌俟Γ陀谐讨?，其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能。克服安培力做多少功，就

16、有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能。當(dāng)感應(yīng)電流通過用電器時(shí)，電多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能。當(dāng)感應(yīng)電流通過用電器時(shí)，電能又轉(zhuǎn)化為其他形式的能。能又轉(zhuǎn)化為其他形式的能。同理，電流做功的過程，是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程，同理，電流做功的過程，是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程，電流做多少功就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。電流做多少功就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。 2.電能求解思路主要有三種：電能求解思路主要有三種：(1)利用克服安培力做功求解，電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的電能等于克利用克服安培力做功求解，電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的電能等于克服安培力所做的功。服安培力所做的功。(2)利用能量守恒求解，導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流

17、時(shí)，開利用能量守恒求解，導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流時(shí)，開始的機(jī)械能總和與最后的機(jī)械能總和之差等于產(chǎn)生的電能。始的機(jī)械能總和與最后的機(jī)械能總和之差等于產(chǎn)生的電能。(3)利用電路特征來求解，通過電路中所消耗的電能來計(jì)算。利用電路特征來求解，通過電路中所消耗的電能來計(jì)算。 典例剖析典例剖析【例】【例】 如圖所示，在高度差如圖所示，在高度差h0.5 m的平行虛線范圍內(nèi)，有磁的平行虛線范圍內(nèi)，有磁感應(yīng)強(qiáng)度感應(yīng)強(qiáng)度B0.5 T、方向垂直于豎直平面向里的勻強(qiáng)磁場，正、方向垂直于豎直平面向里的勻強(qiáng)磁場，正方形線框方形線框abcd的質(zhì)量的質(zhì)量m0.1 kg、邊長、邊長L0.5 m、電阻、電阻R0.5 ，線框平面

18、與豎直平面平行，靜止在位置線框平面與豎直平面平行，靜止在位置“”時(shí)，時(shí)，cd邊跟磁場邊跟磁場下邊緣有一段距離?，F(xiàn)用一豎直向上的恒力下邊緣有一段距離。現(xiàn)用一豎直向上的恒力F4.0 N向上提線向上提線框，線框由位置框，線框由位置“”無初速度開始向上運(yùn)動(dòng)，穿過磁場區(qū)，無初速度開始向上運(yùn)動(dòng)，穿過磁場區(qū)，最后到達(dá)位置最后到達(dá)位置“”(ab邊恰好出磁場邊恰好出磁場)，線框平面在運(yùn)動(dòng)中保，線框平面在運(yùn)動(dòng)中保持與磁場方向垂直，且持與磁場方向垂直，且cd邊保持水平。設(shè)邊保持水平。設(shè)cd邊剛進(jìn)入磁場時(shí)，邊剛進(jìn)入磁場時(shí)，線框恰好開始做勻速直線運(yùn)動(dòng)。線框恰好開始做勻速直線運(yùn)動(dòng)。g取取10 m/s2。(1)求線框進(jìn)入磁

19、場前距磁場下邊界的距離求線框進(jìn)入磁場前距磁場下邊界的距離H；(2)線框由位置線框由位置“”到位置到位置“”的過程中，恒力的過程中，恒力F做的功是多做的功是多少？線框內(nèi)產(chǎn)生的熱量又是多少？少？線框內(nèi)產(chǎn)生的熱量又是多少？答案答案(1)9.6 m(2)42.4 J3.0 J 針對訓(xùn)練針對訓(xùn)練(2016浙江理綜浙江理綜)小明設(shè)計(jì)的電磁健身器的簡化裝置如圖所示，兩小明設(shè)計(jì)的電磁健身器的簡化裝置如圖所示，兩根平行金屬導(dǎo)軌相距根平行金屬導(dǎo)軌相距l(xiāng)0.50 m，傾角，傾角53，導(dǎo)軌上端串接一，導(dǎo)軌上端串接一個(gè)個(gè)0.05 的電阻。在導(dǎo)軌間長的電阻。在導(dǎo)軌間長d0.56 m的區(qū)域內(nèi)，存在方向垂直的區(qū)域內(nèi)，存在方向

20、垂直導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B2.0 T。質(zhì)量。質(zhì)量m4.0 kg的金屬棒的金屬棒CD水平置于導(dǎo)軌上，用絕緣繩索通過定滑輪與拉桿水平置于導(dǎo)軌上，用絕緣繩索通過定滑輪與拉桿GH相連。相連。CD棒的初始位置與磁場區(qū)域的下邊界相距棒的初始位置與磁場區(qū)域的下邊界相距s0.24 m。一。一位健身者用恒力位健身者用恒力F80 N拉動(dòng)拉動(dòng)GH桿，桿，CD棒由靜止開始運(yùn)動(dòng)，上棒由靜止開始運(yùn)動(dòng)，上升過程中升過程中CD棒始終保持與導(dǎo)軌垂直。當(dāng)棒始終保持與導(dǎo)軌垂直。當(dāng)CD棒到達(dá)磁場上邊界時(shí)棒到達(dá)磁場上邊界時(shí)健身者松手，觸發(fā)恢復(fù)裝置使健身者松手，觸發(fā)恢復(fù)裝置使CD棒回到初始

21、位置棒回到初始位置(重力加速度重力加速度g10 m/s2，sin 530.8，不計(jì)其他電阻、摩擦力以及拉桿和繩索，不計(jì)其他電阻、摩擦力以及拉桿和繩索的質(zhì)量的質(zhì)量)。求。求(1)CD棒進(jìn)入磁場時(shí)速度棒進(jìn)入磁場時(shí)速度v的大小；的大??；(2)CD棒進(jìn)入磁場時(shí)所受的安培力的大?。话暨M(jìn)入磁場時(shí)所受的安培力的大??；(3)在拉升在拉升CD棒的過程中，健身者所做的功棒的過程中，健身者所做的功W和電阻產(chǎn)生的焦耳和電阻產(chǎn)生的焦耳熱熱Q。答案答案(1)2.4 m/s(2)48 N(3)64 J26.88 J 1.如圖所示，如圖所示，A是一邊長為是一邊長為l的正方形線框，電阻為的正方形線框，電阻為R，現(xiàn)維持線，現(xiàn)維持

22、線框以恒定的速度框以恒定的速度v沿沿x軸運(yùn)動(dòng)，并穿過圖中所示的勻強(qiáng)磁場軸運(yùn)動(dòng)，并穿過圖中所示的勻強(qiáng)磁場B區(qū)區(qū)域。取逆時(shí)針方向?yàn)殡娏髡较?，線框從圖示位置開始運(yùn)動(dòng)，域。取逆時(shí)針方向?yàn)殡娏髡较?，線框從圖示位置開始運(yùn)動(dòng)，則線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流則線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流i隨時(shí)間隨時(shí)間t變化的圖線是圖中的變化的圖線是圖中的()解析由于線框進(jìn)入和穿出磁場時(shí)解析由于線框進(jìn)入和穿出磁場時(shí)，線框內(nèi)磁通量均勻變化線框內(nèi)磁通量均勻變化，因因此在線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小不變此在線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小不變，根據(jù)楞次定律可知根據(jù)楞次定律可知，線框線框進(jìn)入磁場時(shí)感應(yīng)電流的方向與規(guī)定的正方向相同進(jìn)入磁場時(shí)感應(yīng)電流的方向與規(guī)定

23、的正方向相同，穿出磁場時(shí)感穿出磁場時(shí)感應(yīng)電流的方向與規(guī)定的正方向相反應(yīng)電流的方向與規(guī)定的正方向相反，因此應(yīng)選，因此應(yīng)選B。答案答案B 2.如圖所示，質(zhì)量為如圖所示，質(zhì)量為m、高為、高為h的矩形導(dǎo)線框在豎直面內(nèi)自由下落，的矩形導(dǎo)線框在豎直面內(nèi)自由下落，其上下兩邊始終保持水平，途中恰好勻速穿過一有理想邊界、其上下兩邊始終保持水平，途中恰好勻速穿過一有理想邊界、高亦為高亦為h的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，線框在此過程中產(chǎn)生的內(nèi)能為的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，線框在此過程中產(chǎn)生的內(nèi)能為()A.mgh B.2mghC.大于大于mgh而小于而小于2mgh D.大于大于2mgh 解析因線框勻速穿過磁場解析因線框勻速穿過磁場，在穿過磁

24、場的過程中合外力做，在穿過磁場的過程中合外力做功為零，克服安培力做功為功為零，克服安培力做功為2mgh，產(chǎn)生的內(nèi)能亦為產(chǎn)生的內(nèi)能亦為2mgh，故故選選B。答案答案B 3.如圖所示，閉合導(dǎo)線框的質(zhì)量可以忽略不計(jì)，將它從如圖所示如圖所示，閉合導(dǎo)線框的質(zhì)量可以忽略不計(jì)，將它從如圖所示的位置勻速拉出勻強(qiáng)磁場。若第一次用的位置勻速拉出勻強(qiáng)磁場。若第一次用0.3 s時(shí)間拉出，外力所時(shí)間拉出，外力所做的功為做的功為W1，通過導(dǎo)線截面的電荷量為，通過導(dǎo)線截面的電荷量為q1；第二次用；第二次用0.9 s時(shí)間時(shí)間拉出，外力所做的功為拉出，外力所做的功為W2，通過導(dǎo)線截面的電荷量為，通過導(dǎo)線截面的電荷量為q2，則，

25、則()A.W1W2，q1q2 B.W1W2，q1q2 D.W1W2，q1q2 答案答案D4.如圖甲所示，兩根足夠長的直金屬導(dǎo)軌如圖甲所示，兩根足夠長的直金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行放置在傾平行放置在傾角為角為的絕緣斜面上，兩導(dǎo)軌間距為的絕緣斜面上，兩導(dǎo)軌間距為L，M、P兩點(diǎn)間接有阻值兩點(diǎn)間接有阻值為為R的電阻，一根質(zhì)量為的電阻，一根質(zhì)量為m的均勻直金屬桿的均勻直金屬桿ab放在兩導(dǎo)軌上，放在兩導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直，整套裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為并與導(dǎo)軌垂直，整套裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于斜面向下，導(dǎo)軌和金屬桿的電阻可忽略，讓磁場方向垂直于斜面向下，導(dǎo)軌和金屬桿的電阻可忽

26、略，讓ab桿沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑，導(dǎo)軌和金屬桿接觸良好，不計(jì)它們桿沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑，導(dǎo)軌和金屬桿接觸良好，不計(jì)它們之間的摩擦。之間的摩擦。(1)由由b向向a方向看到的裝置如圖乙所示，請?jiān)诖藞D中畫出方向看到的裝置如圖乙所示，請?jiān)诖藞D中畫出ab桿下滑桿下滑過程中某時(shí)刻的受力示意圖；過程中某時(shí)刻的受力示意圖；(2)在加速下滑過程中，當(dāng)在加速下滑過程中，當(dāng)ab桿的速度大小為桿的速度大小為v時(shí)，求此時(shí)時(shí)，求此時(shí)ab桿中桿中的電流及其加速度的大??；的電流及其加速度的大?。?3)求在下滑過程中，求在下滑過程中，ab桿可以達(dá)到的速度最大值。桿可以達(dá)到的速度最大值。解析解析(1)如圖所示如圖所示，ab桿受重力桿受重力mg，豎直向下；支持力豎直向下；支持力FN，垂垂直于斜面向上；安培力直于斜面向上；安培力F安安，沿斜面向上。沿斜面向上。