1、第3讲 电磁感应定律的综合应用（一）（电路和图像）知识点知识点 1 1 电磁感应中的电路问题电磁感应中的电路问题1.1.电源和电阻电源和电阻磁通量磁通量B Blv v内阻内阻EntE-IrE-Ir2.2.电流方向电流方向在外电路，电流由高电势流向低电势；在内电路，电流由低电在外电路，电流由高电势流向低电势；在内电路，电流由低电势流向高电势。势流向高电势。知识点知识点 2 2 电磁感应中的图像问题图像电磁感应中的图像问题图像 图像图像类型类型 (1)(1)随随_变化的图像，如变化的图像，如B-tB-t图像、图像、-t-t图像、图像、E-tE-t图像和图像和I-tI-t图像图像（2 2）随）随_变
2、化的图像，如变化的图像，如E-xE-x图像图像和和I-xI-x图像问题图像问题问题问题类型类型（1 1）由给定的电磁感应过程判断或画出）由给定的电磁感应过程判断或画出正确的图像正确的图像（2 2）由给定的有关图像分析电磁感应过）由给定的有关图像分析电磁感应过程，求解相应的物理量（用图像）程，求解相应的物理量（用图像）应用应用知识知识左手定则、安培定则、右手定则、左手定则、安培定则、右手定则、_、_、欧、欧姆定律、牛顿运动定律、函数图像等知姆定律、牛顿运动定律、函数图像等知识识时间时间t t位移位移x x楞次定律楞次定律法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律【思考辨析【思考辨析】（1 1）在电磁感
3、应的电路中，运动的导体部分都相当于电源。）在电磁感应的电路中，运动的导体部分都相当于电源。()()（2 2）切割磁感线运动的导体或磁通量发生变化的回路两端的）切割磁感线运动的导体或磁通量发生变化的回路两端的电压等于电源的电动势。电压等于电源的电动势。()()（3 3）电路中的电流总是从高电势流向低电势。）电路中的电流总是从高电势流向低电势。()()（4 4）虽然电磁感应电路中电源的电动势可以发生变化，但是）虽然电磁感应电路中电源的电动势可以发生变化，但是闭合电路欧姆定律仍然适用于电磁感应电路。闭合电路欧姆定律仍然适用于电磁感应电路。()()（5 5）感应电动势由闭合电路的磁通量变化产生时，回路
4、的）感应电动势由闭合电路的磁通量变化产生时，回路的-t-t图像的斜率越大，回路中产生的感应电动势越大。图像的斜率越大，回路中产生的感应电动势越大。()()（6 6）感应电动势由导体棒切割产生时，导体棒的）感应电动势由导体棒切割产生时，导体棒的v-tv-t图像的斜图像的斜率越大，回路中产生的感应电动势越大。率越大，回路中产生的感应电动势越大。()()（7 7）感应电动势由导体棒切割产生时，导体棒的）感应电动势由导体棒切割产生时，导体棒的v-tv-t图像中速图像中速度的绝对值越大，回路中产生的感应电动势越大。度的绝对值越大，回路中产生的感应电动势越大。()()（8 8）在感应电流的）在感应电流的I
5、-tI-t图像中，图像与时间轴所围成的面积越图像中，图像与时间轴所围成的面积越大，通过回路的电荷量就越大。大，通过回路的电荷量就越大。()()分析：分析：导体平行于磁场运动时，不切割磁感线，不产生感应电导体平行于磁场运动时，不切割磁感线，不产生感应电动势，故（动势，故（1 1）错；在闭合电路中，）错；在闭合电路中，“相当于电源相当于电源”的导体两的导体两端的电压与真实的电源两端的电压一样，等于路端电压，而不端的电压与真实的电源两端的电压一样，等于路端电压，而不等于感应电动势，电流的方向在外电路是从高电势流向低电等于感应电动势，电流的方向在外电路是从高电势流向低电势，在内电路中由低电势流向高电势
6、，故（势，在内电路中由低电势流向高电势，故（2 2）、（）、（3 3）错；电）错；电磁感应的电路中产生的感应电动势和真实的电源一样，故闭合磁感应的电路中产生的感应电动势和真实的电源一样，故闭合电路欧姆定律仍然适用，（电路欧姆定律仍然适用，（4 4）对；根据感应电动势的计算公）对；根据感应电动势的计算公式式 可知当回路匝数确定时，磁通量的变化率越大，可知当回路匝数确定时，磁通量的变化率越大，感应电动势越大，在感应电动势越大，在 -t-t图像中，斜率用来表示感应电图像中，斜率用来表示感应电Ent，动势的大小，故（动势的大小，故（5 5）对；导体棒切割磁感线时，）对；导体棒切割磁感线时，E EB B
7、lv v，回，回路的感应电动势除了与导体切割磁感线的速度有关外，还与导路的感应电动势除了与导体切割磁感线的速度有关外，还与导体的有效切割长度、磁场的磁感应强度以及导体运动方向与磁体的有效切割长度、磁场的磁感应强度以及导体运动方向与磁场方向的关系有关，当导线平行切割磁感线时，感应电动势为场方向的关系有关，当导线平行切割磁感线时，感应电动势为零，而与零，而与v-tv-t图像的斜率所表示的加速度大小没有关系，故图像的斜率所表示的加速度大小没有关系，故（6 6）和（）和（7 7）错；根据）错；根据q=Itq=It，可知，可知I-tI-t图像中图像与时间轴所图像中图像与时间轴所围成的面积表示流过回路的电
8、荷量，故（围成的面积表示流过回路的电荷量，故（8 8）对。）对。考点考点 1 1 电磁感应中的电路问题电磁感应中的电路问题【考点解读】【考点解读】1.1.问题归类问题归类(1)(1)以部分电路欧姆定律为中心，包括六个基本物理量以部分电路欧姆定律为中心，包括六个基本物理量(电压、电压、电流、电阻、电功、电功率、电热电流、电阻、电功、电功率、电热)，三条定律，三条定律(部分电路欧姆部分电路欧姆定律、电阻定律和焦耳定律定律、电阻定律和焦耳定律)，以及若干基本规律，以及若干基本规律(串、并联电串、并联电路特点等路特点等)；解题解题技巧技巧(2)(2)以闭合电路欧姆定律为中心，讨论电动势概念，闭合电路以
9、闭合电路欧姆定律为中心，讨论电动势概念，闭合电路中的电流、路端电压以及闭合电路中能量的转化。中的电流、路端电压以及闭合电路中能量的转化。2.2.基本方法基本方法(1)(1)确定电源：先判断产生电磁感应现象的是哪一部分导体，确定电源：先判断产生电磁感应现象的是哪一部分导体，该部分导体可视为电源。该部分导体可视为电源。(2)(2)分析电路结构，画等效电路图。分析电路结构，画等效电路图。(3)(3)利用电路规律求解，主要有欧姆定律、串并联规律等。利用电路规律求解，主要有欧姆定律、串并联规律等。3.3.误区分析误区分析(1)(1)不能正确分析感应电动势及感应电流的方向。因产生感应不能正确分析感应电动势
10、及感应电流的方向。因产生感应电动势的那部分电路为电源部分，故该部分电路中的电流应为电动势的那部分电路为电源部分，故该部分电路中的电流应为电源内部的电流，而外电路中的电流方向仍是从高电势到低电电源内部的电流，而外电路中的电流方向仍是从高电势到低电势。势。(2)(2)应用欧姆定律分析求解电路时，没有注意等效电源的内阻应用欧姆定律分析求解电路时，没有注意等效电源的内阻对电路的影响。对电路的影响。(3)(3)对连接在电路中电表的读数不能正确进行分析，特别是并对连接在电路中电表的读数不能正确进行分析，特别是并联在等效电源两端的电压表，其示数应该是路端电压，而不是联在等效电源两端的电压表，其示数应该是路端
11、电压，而不是等效电源的电动势。等效电源的电动势。【典例透析【典例透析1 1】（20122012江苏高考）某兴趣小组设计了一种发江苏高考）某兴趣小组设计了一种发电装置，如图所示。在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区电装置，如图所示。在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角域的圆心角均为均为 磁场均沿半径方向。匝数为磁场均沿半径方向。匝数为N N的矩形线的矩形线圈圈abcdabcd的边长的边长ab=cd=ab=cd=l、bc=ad=2bc=ad=2l。线圈以角速度。线圈以角速度绕中心轴匀绕中心轴匀速转动，速转动，bcbc和和adad边同时进入磁场。在磁场中，两条边所经过处边同时进入磁场。在磁
12、场中，两条边所经过处的磁感应强度大小均为的磁感应强度大小均为B B、方向始终与两边的运动方向垂直。、方向始终与两边的运动方向垂直。线圈的总电阻为线圈的总电阻为r r，外接电阻为，外接电阻为R R。求：。求：49，（1 1）线圈切割磁感线时，感应电动势的大小）线圈切割磁感线时，感应电动势的大小E Em m；（2 2）线圈切割磁感线时，）线圈切割磁感线时，bcbc边所受安培力的大小边所受安培力的大小F F；（3 3）外接电阻上电流的有效值）外接电阻上电流的有效值I I。【解题探究】【解题探究】（1 1）线圈有哪些边切割磁感线？其切割磁感线）线圈有哪些边切割磁感线？其切割磁感线的速度如何？的速度如何
13、？提示：提示：线圈的线圈的bcbc、adad边切割磁感线产生感应电动势。边切割磁感线产生感应电动势。bcbc、adad边边切割磁感线的速度为切割磁感线的速度为v=v=。（2 2）线圈）线圈bcbc边中的电流方向、磁场方向、所受安培力方向三边中的电流方向、磁场方向、所受安培力方向三者存在怎样的关系？安培力如何计算？者存在怎样的关系？安培力如何计算？提示：提示：线圈线圈bcbc边中的电流方向、磁场方向、所受安培力方向三边中的电流方向、磁场方向、所受安培力方向三者两两互相垂直，其安培力可以用者两两互相垂直，其安培力可以用F=BIF=BIl计算。计算。2l（3 3）外接电阻上电流的有效值等于最大值吗？
14、）外接电阻上电流的有效值等于最大值吗？提示：提示：一个周期内，外接电阻上只有一个周期内，外接电阻上只有 T T的时间内有电流，故的时间内有电流，故其有效值并不等于最大值，有效值应根据电流的热效应计算。其有效值并不等于最大值，有效值应根据电流的热效应计算。49【解析】【解析】(1)bc(1)bc、adad边的运动速度边的运动速度感应电动势感应电动势E Em m=4NB=4NBlv v解得解得E Em m=2NB=2NBl2 2(2)(2)电流电流安培力安培力F=2NBIF=2NBIm ml解得解得v2 1mmEIRr22 34N BFRrl(3)(3)一个周期内，通电时间一个周期内，通电时间R
15、R上消耗的电能上消耗的电能且且W=IW=I2 2RTRT，解得，解得答案：答案：(1)2NB(1)2NBl2 2 4tT92mWI Rt24NBI3(Rr)l 22 324N B4NB23Rr3(Rr)ll 【总结提升】【总结提升】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)“(1)“源源”的分析：用法拉第电磁感应定律算出的分析：用法拉第电磁感应定律算出E E的大小，用楞的大小，用楞次定律或右手定则确定感应电动势的方向：感应电流方向是电次定律或右手定则确定感应电动势的方向：感应电流方向是电源内部电流的方向，从而确定电源正负极，明确内阻源内部电流的方向，从而确定电源正负极
16、，明确内阻r r。(2)“(2)“路路”的分析：根据的分析：根据“等效电源等效电源”和电路中其他各元件的和电路中其他各元件的连接方式画出等效电路图。连接方式画出等效电路图。(3)(3)根据根据E EB Blv v或或 结合闭合电路欧姆定律、串并联电路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。知识和电功率、焦耳定律等关系式联立求解。Ent【变式训练】【变式训练】(2013(2013安徽高考安徽高考)如图所示如图所示,足够长平行金属导轨倾斜放置足够长平行金属导轨倾斜放置,倾角为倾角为3737,宽度为宽度为0.5m,0.5m,电阻忽略不计电阻忽略不计,其上端接一小灯其上
17、端接一小灯泡泡,电阻为电阻为11。一导体棒。一导体棒MNMN垂直于导轨放置垂直于导轨放置,质量为质量为0.2kg,0.2kg,接接入电路的电阻为入电路的电阻为1,1,两端与导轨接触良好两端与导轨接触良好,与导轨间的动摩擦与导轨间的动摩擦因数为因数为0.50.5。在导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场。在导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感磁感应强度为应强度为0.8T0.8T。将导体棒。将导体棒MNMN由静止释放由静止释放,运动一段时间后运动一段时间后,小灯小灯泡稳定发光泡稳定发光,此后导体棒此后导体棒MNMN的运动速度以及小灯泡消耗的电功的运动速度以及小灯泡消耗的电功率分别为率分别为(重
18、力加速度重力加速度g g取取10m/s10m/s2 2,sin37,sin37=0.6)=0.6)()A.2.5 m/sA.2.5 m/s1 W B.5 m/s1 W B.5 m/s1 W1 WC.7.5 m/sC.7.5 m/s9 W D.15 m/s9 W D.15 m/s9 W9 W【解析】【解析】选选B B。选。选MNMN为研究对象，受力分析如图所示：为研究对象，受力分析如图所示：在垂直斜面方向上受力平衡，合力为零，列式可得：在垂直斜面方向上受力平衡，合力为零，列式可得：N-mgcos=0 N=mgcosN-mgcos=0 N=mgcos由摩擦力公式由摩擦力公式f=Nf=N得得f=mg
19、cosf=mgcos代入数据可得代入数据可得f=0.8 Nf=0.8 N在沿斜面方向上受力平衡，合力为零，列式可得：在沿斜面方向上受力平衡，合力为零，列式可得：f+F-f+F-mgsin=0mgsin=0代入数据可得代入数据可得F=0.4 NF=0.4 N再由安培力公式再由安培力公式F=BIF=BIl，而，而 可得可得 代入数代入数据可得据可得v=5 m/sv=5 m/s，流过小灯泡的电流为流过小灯泡的电流为小灯泡消耗的电功率为小灯泡消耗的电功率为P=IP=I2 2R R灯灯代入数据可得代入数据可得P=1 WP=1 W，故，故B B项正确。项正确。EB vIRR，l2 2BvFR，lEB vI
20、1 ARRl【变式备选】【变式备选】如图所示，如图所示，PNPN与与QMQM两平行两平行金属导轨相距金属导轨相距1 m1 m，电阻不计，两端分，电阻不计，两端分别接有电阻别接有电阻R R1 1和和R R2 2，且，且R R1 16 6，abab导导体的电阻为体的电阻为2 2，在导轨上可无摩擦地，在导轨上可无摩擦地滑动，垂直穿过导轨平面的匀强磁场的滑动，垂直穿过导轨平面的匀强磁场的磁感应强度为磁感应强度为1 T1 T。现。现abab以恒定速度以恒定速度v v3 m/s3 m/s匀速向右移动，匀速向右移动，这时这时abab杆上消耗的电功率与杆上消耗的电功率与R R1 1、R R2 2消耗的电功率之
21、和相等，求：消耗的电功率之和相等，求：(1)R(1)R2 2的阻值。的阻值。(2)R(2)R1 1与与R R2 2消耗的电功率分别为多少？消耗的电功率分别为多少？(3)(3)拉拉abab杆的水平向右的外力杆的水平向右的外力F F为多大？为多大？【解析】【解析】(1)(1)内外功率相等，则内外电阻相等，内外功率相等，则内外电阻相等，解得解得R R2 23 3。(2)E(2)EB Blv v1 11 13 V3 V3 V3 V，路端电压路端电压U UIRIR外外0.750.752 V2 V1.5 V1.5 V，226 R2 6R，E3IA0.75 AR4总总电流，22112222U1.5PW0.3
22、75 WR6U1.5PW0.75 WR3，。(3)F(3)FBIBIl1 10.750.751 N1 N0.75 N0.75 N。答案：答案：(1)3 (2)0.375W 0.75 W (3)0.75N(1)3 (2)0.375W 0.75 W (3)0.75N考点考点 2 2 电磁感应的图像问电磁感应的图像问题题【考点解读】【考点解读】1.1.图像类型图像类型拓展拓展延伸延伸2.2.分析方法分析方法对图像的分析，应做到对图像的分析，应做到“四明确一理解四明确一理解”：(1)(1)明确图像所描述的物理意义；明确各种正、负号的含义；明确图像所描述的物理意义；明确各种正、负号的含义；明确斜率的含义
23、；明确图像和电磁感应过程之间的对应关系。明确斜率的含义；明确图像和电磁感应过程之间的对应关系。(2)(2)理解三个相似关系及其各自的物理意义：理解三个相似关系及其各自的物理意义：vBvvBBttt，。【典例透析【典例透析2 2】(2013(2013山东高考山东高考)将一段导线绕成图甲所示的将一段导线绕成图甲所示的闭合回路闭合回路,并固定在水平面并固定在水平面(纸面纸面)内。回路的内。回路的abab边置于垂直纸边置于垂直纸面向里的匀强磁场面向里的匀强磁场中。回路的圆环区域内有垂直纸面的磁场中。回路的圆环区域内有垂直纸面的磁场,以向里为磁场以向里为磁场的正方向的正方向,其磁感应强度其磁感应强度B
24、B随时间随时间t t变化的图变化的图像如图乙所示。用像如图乙所示。用F F表示表示abab边受到的安培力边受到的安培力,以水平向右为以水平向右为F F的的正方向正方向,能正确反映能正确反映F F随时间随时间t t变化的图像是变化的图像是()【解题探究】【解题探究】(1)0(1)0 时间内，回路的圆环区域内磁场方向时间内，回路的圆环区域内磁场方向先向先向_后向后向_，大小先，大小先_后后_，磁感应强度的变化率，磁感应强度的变化率 _。(2)(2)T T时间内，感应电动势与时间内，感应电动势与0 0 时间内，大小时间内，大小_，方，方向向_。(3)ab(3)ab边所受安培力应由边所受安培力应由_判
25、断。判断。T2里里外外减小减小增大增大Bt不变不变T2T2相等相等相反相反左手定则左手定则【解析】【解析】选选B B。根据图乙可知，在。根据图乙可知，在0 0 时间内，先是向里的磁时间内，先是向里的磁通量均匀减小，然后向外的磁通量均匀增加，根据法拉第电磁通量均匀减小，然后向外的磁通量均匀增加，根据法拉第电磁感应定律感应定律E=E=和楞次定律可知和楞次定律可知,这段时间内感应电流这段时间内感应电流恒定不变，感应电流方向由恒定不变，感应电流方向由b b向向a a，由左手定则可以判定，由左手定则可以判定，0 0 时间内，时间内，abab边受到恒定的水平向左的力边受到恒定的水平向左的力F F；同理可以
26、判定，；同理可以判定，在在 T T时间内，先是向外的磁通量均匀减小，然后向里的磁时间内，先是向外的磁通量均匀减小，然后向里的磁通量均匀增加，这段时间内通量均匀增加，这段时间内abab边中将产生恒定的由边中将产生恒定的由a a向向b b的感应的感应电流，根据左手定则不难判断，这段时间内电流，根据左手定则不难判断，这段时间内abab边受到恒定的水边受到恒定的水平向右的力平向右的力F F，因此，只有选项，因此，只有选项B B正确。正确。T2BSttT2T2【总结提升】【总结提升】分析电磁感应图像问题的一般步骤分析电磁感应图像问题的一般步骤(1)(1)明确图像的种类，即是明确图像的种类，即是B-tB-
27、t图像还是图像还是-t-t图像，或者图像，或者E-tE-t图图像、像、i-ti-t图像等。图像等。(2)(2)分析电磁感应的具体过程。分析电磁感应的具体过程。(3)(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)(4)结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等规结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等规律写出函数关系式。律写出函数关系式。(5)(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)(6)画图像或判断图像。画图像或判断图像。【变式训练】【变式训练】(2013
28、(2013新课标全国卷新课标全国卷)如图如图,在水平面在水平面(纸面纸面)内有三根相同的内有三根相同的均匀金属棒均匀金属棒abab、acac和和MN,MN,其中其中abab、acac在在a a点接触点接触,构成构成“V”V”字型导轨。空间存字型导轨。空间存在垂直于纸面的均匀磁场。用力使在垂直于纸面的均匀磁场。用力使MNMN向右匀速运动向右匀速运动,从图示位从图示位置开始计时置开始计时,运动中运动中MNMN始终与始终与bacbac的平分线垂直且和导轨保持的平分线垂直且和导轨保持良好接触。下列关于回路中电流良好接触。下列关于回路中电流i i与时间与时间t t的关系图线的关系图线,可能正可能正确的是
29、确的是()【解析】【解析】选选A A。(1)(1)先写出金属棒先写出金属棒MNMN匀速向右切割磁感线产生的匀速向右切割磁感线产生的感应电动势及整个回路电阻的表达式。感应电动势及整个回路电阻的表达式。(2)(2)再根据欧姆定律求出回路中的感应电流。再根据欧姆定律求出回路中的感应电流。金属棒金属棒MNMN匀速向右切割磁感线产生的感应电动势为匀速向右切割磁感线产生的感应电动势为E=BLvE=BLv，设，设bac=2bac=2，金属棒单位长度的电阻为，金属棒单位长度的电阻为r r，则整个回路的电阻为，则整个回路的电阻为 再根据欧姆定律可得回路中的再根据欧姆定律可得回路中的电流为：电流为：定值，故图定值
30、，故图A A正确。正确。L1Rr(L2)r(1)L2sinsin，EBLvBvsini1Rr(1 sin)r(1)Lsin【资源平台】【资源平台】电磁感应的图像和电路综合问题电磁感应的图像和电路综合问题如图甲所示，光滑平行金属导轨如图甲所示，光滑平行金属导轨MNMN、PQPQ所在平面与水平面成所在平面与水平面成角，角，M M、P P两端接一阻值为两端接一阻值为R R的定值电阻，阻值为的定值电阻，阻值为r r的金属棒的金属棒abab垂垂直导轨放置，其他部分电阻不计。整个装置处在磁感应强度为直导轨放置，其他部分电阻不计。整个装置处在磁感应强度为B B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向上。的匀强磁
31、场中，磁场方向垂直导轨平面向上。t t0 0时对金属时对金属棒施加一平行于导轨的外力棒施加一平行于导轨的外力F F，金属棒由静止开始沿导轨向上，金属棒由静止开始沿导轨向上运动，通过运动，通过R R的感应电流的感应电流I I随时间随时间t t变化的关系如图变化的关系如图乙所示。下列关于穿过回路乙所示。下列关于穿过回路abPMaabPMa的磁通量的磁通量和磁通量的瞬时变和磁通量的瞬时变化率化率 以及以及abab两端的电势差两端的电势差U Uabab和通过金属棒的电荷量和通过金属棒的电荷量q q随时间随时间t t变化的图像中，正确的是变化的图像中，正确的是()()t【规范解答】【规范解答】选选C C
32、。设导轨间距为。设导轨间距为l，通过，通过R R的电流的电流因通过因通过R R的电流的电流I I随时间均匀增大，即金属棒随时间均匀增大，即金属棒abab的速度的速度v v随时间随时间t t均匀增大，金属棒均匀增大，金属棒abab的加速度的加速度a a为恒量，故金属棒为恒量，故金属棒abab做匀加速做匀加速运动。磁通量运动。磁通量A A错误；错误；纵轴上无截距，纵轴上无截距，B B错误；错误；EB vIRrRr，l2001BSBat2 l21Bat12B atttt2t，ll220B att2，l因因U UababIRIR，且，且ItIt，所以，所以U Uababtt，C C正确；正确；22B
33、atqI ttqtDt RrRr2 Rr，错误。l1.1.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0.2 m0.2 m，正方形的一半放在垂直于纸面，正方形的一半放在垂直于纸面向里的匀强磁场中，如图所示。当磁场向里的匀强磁场中，如图所示。当磁场以以10 T/s10 T/s的变化率增强时，线框中的变化率增强时，线框中a a、b b两点间的电势差是两点间的电势差是()()A AU Uabab0.1 V B0.1 V BU Uabab0.1 V0.1 VC CU Uabab0.2 V D0.2 V DU Uabab0.2 V0.2 V【解析】【解析】选选B B。由。由且内外电阻
34、相等，根据闭合电路欧姆定律可知且内外电阻相等，根据闭合电路欧姆定律可知a a、b b间的电势差间的电势差为为 由楞次定律可知由楞次定律可知a a点电势低于点电势低于b b点电势，故点电势，故U Uabab0.1 V0.1 V，选项，选项B B正确。正确。B SE10 0.02 V0.2 Vtt，EU0.1 V2，2.(20142.(2014南安模拟南安模拟)如图所示如图所示,螺线管匝数螺线管匝数n=1500n=1500匝匝,横截面积横截面积S=20cmS=20cm2 2,螺线管导线电阻螺线管导线电阻r=1,r=1,电阻电阻R=4,R=4,磁感应强度磁感应强度B B随时随时间变化的间变化的B-t
35、B-t图像如图所示图像如图所示(以向右为正方向以向右为正方向),),下列说法正确的下列说法正确的是是()A.A.电阻电阻R R的电流方向是从的电流方向是从A A到到C CB.B.感应电流的大小均匀增大感应电流的大小均匀增大C.C.电阻电阻R R两端的电压为两端的电压为6V6VD.CD.C点的电势为点的电势为4.8V4.8V【解析】【解析】选选D D。由楞次定律，电阻。由楞次定律，电阻R R的电流方向是从的电流方向是从C C到到A A，选项，选项A A错误。由于磁感应强度均匀增大，根据法拉第电磁感应定律错误。由于磁感应强度均匀增大，根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律，感应电流的大小保持不变
36、，选项和闭合电路欧姆定律，感应电流的大小保持不变，选项B B错错误。螺线管内产生的感应电动势误。螺线管内产生的感应电动势 =1 500=1 50020201010-4-42 V=6 V2 V=6 V，电流，电流I=1.2 AI=1.2 A，电阻，电阻R R两端的电压为两端的电压为U=IR=4.8 VU=IR=4.8 V，C C点的电势为点的电势为4.8 V4.8 V，选项，选项C C错误，错误，D D正确。正确。BEnSt3.3.如图甲所示如图甲所示,光滑导轨水平放置在与水平方向成光滑导轨水平放置在与水平方向成6060角斜向角斜向下的匀强磁场中下的匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度匀强磁场的磁感
37、应强度B B随时间的变化规律如随时间的变化规律如图乙所示图乙所示(规定斜向下为正方向规定斜向下为正方向),),导体棒导体棒abab垂直导轨放置垂直导轨放置,除电除电阻阻R R的阻值外的阻值外,其余电阻不计其余电阻不计,导体棒导体棒abab在水平外力作用下始终在水平外力作用下始终处于静止状态。规定处于静止状态。规定abab的方向为电流的正方向的方向为电流的正方向,水平向右的水平向右的方向为外力的正方向方向为外力的正方向,则在则在0 0t t1 1时间内时间内,能正确反映流过导体能正确反映流过导体棒棒abab的电流的电流i i和导体棒和导体棒abab所受水平外力所受水平外力F F随时间随时间t t
38、变化的图像是变化的图像是 ()()【解析】【解析】选选D D。由楞次定律可判定回路中的电流始终为。由楞次定律可判定回路中的电流始终为baba方方向向,由法拉第电磁感应定律可判定回路电流大小恒定由法拉第电磁感应定律可判定回路电流大小恒定,故故A A、B B错错;由由F F安安=BIL=BIL可得可得F F安安随随B B的变化而变化的变化而变化,在在0 0t t0 0时间内时间内,F,F安安方向向方向向右右,故外力故外力F F与与F F安安等值反向等值反向,方向向左，为负值方向向左，为负值;在在t t0 0t t1 1时间时间内内,F,F安安方向改变方向改变,故外力故外力F F方向也改变为正值方向
39、也改变为正值,综上所述综上所述,D,D项正确。项正确。4.(20124.(2012福建高考福建高考)如图甲如图甲,一圆形闭合铜环由高处一圆形闭合铜环由高处从静止开始下落从静止开始下落,穿过一根竖直悬挂的条形磁铁穿过一根竖直悬挂的条形磁铁,铜铜环的中心轴线与条形磁铁的中轴线始终保持重合。环的中心轴线与条形磁铁的中轴线始终保持重合。若取磁铁中心若取磁铁中心O O为坐标原点为坐标原点,建立竖直向下为正方向建立竖直向下为正方向的的x x轴轴,则图乙中最能正确反映环中感应电流则图乙中最能正确反映环中感应电流i i随环随环心位置坐标心位置坐标x x变化的关系图像是变化的关系图像是()【解析】【解析】选选B
40、 B。闭合铜环下落过程的侧视图如图所示。闭合铜环下落过程的侧视图如图所示,据右手定据右手定则或楞次定律可知闭合铜环在原点则或楞次定律可知闭合铜环在原点O O上方和下方时电流方向相上方和下方时电流方向相反反,D,D错。闭合铜环从错。闭合铜环从位置到位置到位置过程电动势位置过程电动势E E变大变大,位置位置速度与磁感线平行速度与磁感线平行,E=0,E=0,闭合铜环下落过程加速运动闭合铜环下落过程加速运动,且在原点且在原点O O下方速度较大下方速度较大,电动势电动势E E的最大值比上方的最大值比上方E E的最大值大的最大值大,A,A、C C错错,B,B对。对。5.(20135.(2013福建高考福建
41、高考)如图如图,矩形闭合导体线矩形闭合导体线框在匀强磁场上方框在匀强磁场上方,由不同高度静止释放由不同高度静止释放,用用t t1 1、t t2 2分别表示线框分别表示线框abab边和边和cdcd边刚进入磁边刚进入磁场的时刻。线框下落过程形状不变场的时刻。线框下落过程形状不变,ab,ab边始边始终保持与磁场水平边界线终保持与磁场水平边界线OOOO 平行平行,线框平面线框平面与磁场方向垂直。设与磁场方向垂直。设OOOO 下方磁场区域足够大下方磁场区域足够大,不计空气影响不计空气影响,则下列哪一个图像不可能反映线框下落过程中速度则下列哪一个图像不可能反映线框下落过程中速度v v随时间随时间t t变变化的规律化的规律()【解析】【解析】选选A A。设线框质量为。设线框质量为m m，电阻为，电阻为R,R,线框线框abab边长为边长为l，磁，磁感应强度为感应强度为B,B,线框自由下落刚进入磁场时速度为线框自由下落刚进入磁场时速度为v v，当，当v v 时，线框做加速度减小的加速运动，时，线框做加速度减小的加速运动，C C可能；当可能；当时时,线框做匀速运动，线框做匀速运动，D D可能；当可能；当 时时,线框做加速度减线框做加速度减小的减速运动直至匀速，小的减速运动直至匀速，B B可能，可能，A A不可能，故选不可能，故选A A。2 2mgRB l2 2mgRvBl2 2mgRvBl
