1、本题是关于电磁感应和楞次定律的题。必须本题是关于电磁感应和楞次定律的题。必须要清楚电磁感应和楞次定律的真正的内涵，要清楚电磁感应和楞次定律的真正的内涵，在实际问题中会去运用。在实际问题中会去运用。（2009年上海）年上海）13如图，金属棒如图，金属棒ab置于水平放置的置于水平放置的U形光滑导轨上，在形光滑导轨上，在ef右侧存在有界匀强磁场右侧存在有界匀强磁场B，磁场，磁场方向垂直导轨平面向下，在方向垂直导轨平面向下，在ef左侧的无磁场区域左侧的无磁场区域cdef内内有一半径很小的金属圆环有一半径很小的金属圆环L，圆环与导轨在同一平面内。，圆环与导轨在同一平面内。当金属棒当金属棒ab在水平恒力在
2、水平恒力F作用下从磁场左边界作用下从磁场左边界ef处由静处由静止开始向右运动后，圆环止开始向右运动后，圆环L有有_（填：收缩、（填：收缩、扩张）趋势，圆环内产生的感应电流扩张）趋势，圆环内产生的感应电流_（填：变大、变小、不变）。（填：变大、变小、不变）。c f a B L F d e b 解析解析 由于金属棒由于金属棒ab在恒力在恒力F的作用下向右运动，则的作用下向右运动，则abcd回路中产生逆时针方向的感应电流，则在回路中产生逆时针方向的感应电流，则在圆环处产生垂直于只面向外的磁场，随着金属棒圆环处产生垂直于只面向外的磁场，随着金属棒向右加速运动，圆环的磁通量将增大，依据楞次向右加速运动，
3、圆环的磁通量将增大，依据楞次定律可知，圆环将有定律可知，圆环将有收缩收缩的趋势以阻碍圆环的的趋势以阻碍圆环的磁通量将增大；又由于金属棒向右运动的加速度磁通量将增大；又由于金属棒向右运动的加速度减小，单位时间内磁通量的变化率减小，所以在减小，单位时间内磁通量的变化率减小，所以在圆环中产生的感应电流不断圆环中产生的感应电流不断减小减小。M c f R B F l N d s e (2010全国卷全国卷)18如图，空间某区域中有一匀强磁如图，空间某区域中有一匀强磁场，磁感应强度方向水平，且垂直于纸面向里，磁场，磁感应强度方向水平，且垂直于纸面向里，磁场上边界场上边界b 和下边界和下边界d水平。在竖直
4、面内有一矩形金水平。在竖直面内有一矩形金属线圈，线圈上下边的距离很短，下边水平。线圈属线圈，线圈上下边的距离很短，下边水平。线圈从水平面从水平面a开始下落。已知磁场上下边界之间的距离开始下落。已知磁场上下边界之间的距离大于水平面大于水平面a、b之间的距离。若线圈下边刚通过水之间的距离。若线圈下边刚通过水平面平面b、c（位于磁场中）和（位于磁场中）和d时，线圈所受到的磁场时，线圈所受到的磁场力的大小分别为力的大小分别为Fb、Fc和和Fd，则，则 AFdFcFb B.FcFdFb Fd D.FcFbFd解析（考查法拉第电磁感应定律的应用解析（考查法拉第电磁感应定律的应用线圈线圈切割磁感线）切割磁感
5、线）从从a到到b线圈做自由落体运动，当线圈完全进入磁线圈做自由落体运动，当线圈完全进入磁场后磁通量不变化，无感应电流产生，在重力作场后磁通量不变化，无感应电流产生，在重力作用下做加速运动经过水平面用下做加速运动经过水平面c至至d，即有，即有vbvcFcFb (2010江苏江苏)2一矩形线框置于匀强磁一矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直，先场中，线框平面与磁场方向垂直，先保持线框的面积不变，将磁感应强度保持线框的面积不变，将磁感应强度在在1 s 时间内均匀地增大到原来的两倍，时间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，接着保持增大后的磁感应强度不变，在在1 s 时间
6、内，再将线框的面积均匀地时间内，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，减小到原来的一半，先后两个过程中，线框中感应电动势的比值为线框中感应电动势的比值为（A）1/2 （B）1 （C）2 （D）4 解析（考查法拉第电磁感应定律的应用）解析（考查法拉第电磁感应定律的应用）根据法拉第电磁感应定律根据法拉第电磁感应定律tSnBStBntnEBSSBBE121BSSSBE1222(2010海南海南)7.下列说法正确的是下列说法正确的是 A当线圈中电流不变时，线圈中没有自当线圈中电流不变时，线圈中没有自感电动势感电动势 B当线圈中电流反向时线圈中自感电当线圈中电流反向时线圈中自感电动势的方
7、向与线圈中原电流的方向相反动势的方向与线圈中原电流的方向相反 C当线圈中电流增大时，线圈中自感电当线圈中电流增大时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反动势的方向与线圈中电流的方向相反 D当线圈中电流减小时，线圈中自感电当线圈中电流减小时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反动势的方向与线圈中电流的方向相反【解析解析】由法拉第电磁感应定律可知，当线圈由法拉第电磁感应定律可知，当线圈中电流不变时，不产生自感电动势，中电流不变时，不产生自感电动势，A对；对；当线圈中电流反向时相当于电流减小，线圈当线圈中电流反向时相当于电流减小，线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相中自感电动
8、势的方向与线圈中原电流的方向相同，同，B错；错；当线圈中电流增大时，自感电动势阻碍电流的当线圈中电流增大时，自感电动势阻碍电流的增大，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流增大，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反，的方向相反，C对；对；当线圈中电流减小时，自感电动势阻碍电流的当线圈中电流减小时，自感电动势阻碍电流的减小，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流减小，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相同，的方向相同，D错。错。tILtE自（2009全国卷全国卷24）)如图，匀强磁场的磁感如图，匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里，大小随时间的变应强度方向垂直于纸面向里，大小随时间的变化
9、率，化率，为负的常量。用电阻率为、横截面积为为负的常量。用电阻率为、横截面积为的硬导线做成一边长为的方框。将方框固定于的硬导线做成一边长为的方框。将方框固定于纸面内，其右半部位于磁场区域中。求纸面内，其右半部位于磁场区域中。求（1）导线中感应电流的大小；）导线中感应电流的大小；（2）磁场对方框作用力的大小随时间的变化。）磁场对方框作用力的大小随时间的变化。（2009年上海）年上海）24如图，光滑的平行金属导轨水如图，光滑的平行金属导轨水平放置，电阻不计，导轨间距为平放置，电阻不计，导轨间距为l，左侧接一阻值为，左侧接一阻值为R的电阻。区域的电阻。区域cdef内存在垂直轨道平面向下的有界内存在垂
10、直轨道平面向下的有界匀强磁场，磁场宽度为匀强磁场，磁场宽度为s。一质量为。一质量为m，电阻为，电阻为r的金的金属棒属棒MN置于导轨上，与导轨垂直且接触良好，受到置于导轨上，与导轨垂直且接触良好，受到F0.5v0.4（N）（）（v为金属棒运动速度）的水平为金属棒运动速度）的水平力作用，从磁场的左边界由静止开始运动，测得电力作用，从磁场的左边界由静止开始运动，测得电阻两端电压随时间均匀增大。（已知阻两端电压随时间均匀增大。（已知l1m，m1kg，R0.3，r0.2，s1m）（1）分析并说明该金属棒在磁场中做何种运动；）分析并说明该金属棒在磁场中做何种运动；（2）求磁感应强度）求磁感应强度B的大小；
11、的大小；M c f R B F l N d s e 由题意可知两端电压由题意可知两端电压U I v t，U随时间均匀随时间均匀增大，即增大，即v随时间均匀增大，加速度为恒量，做匀随时间均匀增大，加速度为恒量，做匀加速直线运动。加速直线运动。金属棒做匀加速运动，产生的感应电动势根据法金属棒做匀加速运动，产生的感应电动势根据法拉第电磁感应定律拉第电磁感应定律 E=BLv，感应电流的大小由等效电路根据闭合电路的欧姆感应电流的大小由等效电路根据闭合电路的欧姆定律定律I=E/R+r ；方向由右手定则可知从方向由右手定则可知从M到到N。根据左手定则可知金属棒所受安培力方向与根据左手定则可知金属棒所受安培力
12、方向与F方向方向相反，大小相反，大小F安安=BIL 对金属棒受力分析对金属棒受力分析,根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律F-F安安=ma M c f R B F l N d s e 解析解析 a与与v无关，无关，联立以上各式联立以上各式代入数据可得代入数据可得 a0.4m/s2，B0.5T(2010江苏江苏)13.如图所示，两足够长的光滑金属如图所示，两足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距为导轨竖直放置，相距为L,一理想电流表与两导轨一理想电流表与两导轨相连，匀强磁场与导轨平面垂直。一质量为相连，匀强磁场与导轨平面垂直。一质量为m、有效电阻为有效电阻为R的导体棒在距磁场上边界的导体棒在距磁场上边界
13、h处静止释处静止释放。导体棒进入磁场后，流经电流表的电流逐渐放。导体棒进入磁场后，流经电流表的电流逐渐减小，最终稳定为减小，最终稳定为I。整个运动过程中，导体棒与。整个运动过程中，导体棒与导轨接触良好，且始终保持水平，导轨接触良好，且始终保持水平，不计导轨的电阻。求：不计导轨的电阻。求：磁感应强度的大小磁感应强度的大小B；电流稳定后，电流稳定后，导体棒运动导体棒运动 速度的大小速度的大小v；流经电流表电流的最大值流经电流表电流的最大值 解析：导体棒在重力作用下先向下做自由落体运动，解析：导体棒在重力作用下先向下做自由落体运动，由能量守恒定律可知：由能量守恒定律可知：mgh=1/2mv2 进入磁
14、场后往下运动，产生的感应电动势根据法拉第进入磁场后往下运动，产生的感应电动势根据法拉第电磁感应定律得电磁感应定律得 E=BLv，感应电流的大小由等效电路根据闭合电路的欧姆定律感应电流的大小由等效电路根据闭合电路的欧姆定律I=E/R+r ；方向由右手定则可知从左到右。方向由右手定则可知从左到右。根据左手定则可知金属棒所受安培力方向与重力方向根据左手定则可知金属棒所受安培力方向与重力方向相反，大小相反，大小F安安=BIL 对金属棒受力分析对金属棒受力分析,根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律 mg-F安安=ma 综上分析可知导体棒刚进入磁场时速度最大，进入磁综上分析可知导体棒刚进入磁场时速度最大，进入
15、磁场后由于受安培力作用减速至场后由于受安培力作用减速至mg-F安安=0，速度稳定，速度稳定，感应电流也最终稳定。感应电流也最终稳定。联立以上各式代入数据解得联立以上各式代入数据解得 B=mg/IL v=I2R/mg IRghmgmI2(2010天津天津)11.如图所示，质量如图所示，质量m1=0.1kg，电阻，电阻R1=0.3，长，长度度l=0.4m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m2=0.2kg，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数=0.2，相距，相距0.4m的的MM、NN相互平行，电阻不计且足够相互
16、平行，电阻不计且足够长。电阻长。电阻R2=0.1的的MN垂直于垂直于MM。整个装置处于竖直向上。整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度的匀强磁场中，磁感应强度B=0.5T。垂直于。垂直于ab施加施加F=2N的水的水平恒力，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保保持良好接触，当持良好接触，当ab运动到某处时，框架开始运动。设框架与水运动到某处时，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，平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取取10m/s2.(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上产生的热量上产生的热量Q=0.1J，求该过程求该过程ab位移位移x的大小。的大小。此题难度较高，此题难度较高，留课后思考！留课后思考！小结（分析思路）：小结（分析思路）：1、法拉第电磁感应定律、法拉第电磁感应定律 2、闭合电路欧姆定律、楞次定律、闭合电路欧姆定律、楞次定律 3、安培力大小、方向、安培力大小、方向 4、受力分析、受力分析 5、运动分析、运动分析 6、做功分析、做功分析 7、能量守恒、能量守恒 8、图像分析、图像分析
