物理选修四电磁感应知识点汇总.docx

.可编辑修改，可打印别找了你想要的都有！ 精品教育资料全册教案，试卷，教学课件，教学设计等一站式服务全力满足教学需求，真实规划教学环节最新全面教学资源，打造完美教学模式物理选修3-2第四章电磁感应 知识点汇总（训练版）知识点一、电磁感应现象1、电磁感应现象与感应电流 .（1）利用磁场产生电流的现象，叫做电磁感应现象。 （2）由电磁感应现象产生的电流，叫做感应电流。 物理模型 上下移动导线AB，不产生感应电流左右移动导线AB，产生感应电流原因:闭合回路磁感线通过面积发生变化 不管是N级还是S级向下插入，都会产生感应电流，抽出也会产生，唯独磁铁停止在线圈力不会产生原因闭合电路磁场B发生变化。 开关闭合、开关断开、开关闭合，迅速滑动变阻器，只要线圈A中电流发生变化，线圈B就有感应电流 。 知识点二、产生感应电流的条件 1、产生感应电流的条件：闭合电路中磁通量发生变化。 2、产生感应电流的常见情况 .（1）线圈在磁场中转动。（法拉第电动机） （2）闭合电路一部分导线运动(切割磁感线)。（3）磁场强度B变化或有效面积S变化。(比如有电流产生的磁场，电流大小变化或者开关断开)3、对“磁通量变化”需注意的两点 .（1）磁通量有正负之分，求磁通量时要按代数和（标量计算法则）的方法求总的磁通量（穿过平面的磁感线的净条数）。（2）“运动不一定切割，切割不一定生电”。导体切割磁感线，不是在导体中产生感应电流的充要条件，归根结底还要看穿过闭合电路的磁通量是否发生变化。知识点三、感应电流的方向 1、楞次定律 .（1）内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 （2）“阻碍”的含义 .从阻碍磁通量的变化理解为:当磁通量增大时，会阻碍磁通量增大，当磁通量减小时，会阻碍磁通量减小。 从阻碍相对运动理解为:阻碍相对运动是“阻碍”的又一种体现，表现在“近斥远吸，来拒去留”。 （3）“阻碍”的作用 . 楞次定律中的“阻碍”作用，正是能的转化和守恒定律的反映，在克服这种阻碍的过程中，其他形式的能转化成电能。（4）“阻碍”的形式 . 阻碍原磁通量的变化，即“增反减同”。 阻碍相对运动，即“来拒去留”。 . 使线圈面积有扩大或缩小的趋势，即“增缩减扩”。 . 阻碍原电流的变化(自感现象)，即“增反减同”。 （5）适用范围：一切电磁感应现象 .（6）使用楞次定律的步骤： 明确（引起感应电流的）原磁场的方向 . 明确穿过闭合电路的磁通量的变化情况，是增加还是减少 根据楞次定律确定感应电流的磁场方向 . 利用安培定则(右手)确定感应电流的方向 . 2、右手定则 .（1）内容：伸开右手，让拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，让磁感线垂直（或倾斜）从手心进入，拇指指向导体运动的方向，其余四指所指的方向就是感应电流的方向。（2）作用：判断感应电流的方向与磁感线方向、导体运动方向间的关系。（3）适用范围：导体切割磁感线。 （4）研究对象：回路中的一部分导体。 （5）右手定则与楞次定律的区别 .右手定则只适用于导体切割磁感线的情况，不适合导体不运动，磁场或者面积变化的情况；若导体不动，回路中磁通量变化，应该用楞次定律判断感应电流方向；若是回路中一部分导体做切割磁感线运动产生感应电流，用右手定则判断较为简单，用楞次定律进行判定也可以，但较为麻烦。 3、“三定则”比较项目右 手 定 则左 手 定 则安 培 定 则基本现象部分导体切割磁感线磁场对运动电荷、电流的作用力运动电荷、电流产生磁场作用判断磁场B、速度v、感应电流I方向关系判断磁场B、电流I、磁场力F方向电流与其产生的磁场间的方向关系图例v（因）（果）BF（果）（因）B （因）（果）因果关系因动而电因电而动电流磁场应用实例发电机电动机电磁铁推论：两平行的同向电流间有相互吸引的磁场力；两平行的反向电流间有相互排斥的磁场力。安培定则判断磁场方向，然后左手定则判断导线受力。知识点四、法拉第电磁感应定律 . 1、法拉第电磁感应定律 . （1）内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量变化率成正比。 发生电磁感应现象的这部分电路就相当于电源，在电源的内部电流的方向是从低电势流向高电势。(即：由负到正)（2）公式：（单匝线圈） 或 （n匝线圈）. 对表达式的理解： 本式是确定感应电动势的普遍规律，适用于所有电路，此时电路不一定闭合。 在中（取绝对值，此公式只计算感应电动势E的大小，E的方向根据楞次定律或右手定则判断），E的大小是由匝数及磁通量的变化率（即磁通量变化的快慢）决定的，与或之间无大小上的必然联系（类比学习：关系类似于a、v和v的关系）。 当t较长时，求出的是平均感应电动势；当t趋于零时，求出的是瞬时感应电动势。 2、E=BLv的推导过程 . 如图所示闭合线圈一部分导体ab处于匀强磁场中，磁感应强度是B ，ab以速度v匀速切割磁感线，求产生的感应电动势? 推导：回路在时间t内增大的面积为：S=L（vt） .穿过回路的磁通量的变化为： = BS= BLvt .产生的感应电动势为： （v是相对于磁场的速度）.此时磁感线方向和运动方向垂直。 3、E=BLv的四个特性 . （1）相互垂直性 . 公式E=BLv是在一定得条件下得出的，除了磁场是匀强磁场外，还需要B、L、v三者相互垂直，实际问题中当它们不相互垂直时，应取垂直的分量进行计算。 若B、L、v三个物理量中有其中的两个物理量方向相互平行，感应电动势为零。（2）L的有效性 . 公式E=BLv是磁感应强度B的方向与直导线L及运动方向v两两垂直的情形下，导体棒中产生的感应电动势。L是直导线的有效长度，即导线两端点在v、B所决定平面的垂线方向上的长度。实际上这个性质是“相互垂直线”的一个延伸，在此是分解L，事实上，我们也可以分解v或者B，让B、L、v三者相互垂直，只有这样才能直接应用公式E=BLv。 E=BL(vsin)或E=Bv(Lsin) E = B2Rv有效长度直导线（或弯曲导线）在垂直速度方向上的投影长度.（3）瞬时对应性 . 对于E=BLv，若v为瞬时速度，则E为瞬时感应电动势；若v是平均速度，则E为平均感应电动势。（4）v的相对性 . 公式E=BLv中的v指导体相对磁场的速度，并不是对地的速度。只有在磁场静止，导体棒运动的情况下，导体相对磁场的速度才跟导体相对地的速度相等。 4、公式和E=BLvsin的区别和联系 . （1）两公式比较 .E=BLvsin区别研究对象整个闭合电路回路中做切割磁感线运动的那部分导体适用范围各种电磁感应现象只适用于导体切割磁感线运动的情况计算结果一般情况下，求得的是t内的平均感应电动势一般情况下，求得的是某一时刻的瞬时感应电动势适用情形常用于磁感应强度B变化所产生的电磁感应现象（磁场变化型）常用于导体切割磁感线所产生的电磁感应现象（切割型）联系E=Blvsin是由在一定条件下推导出来的，该公式可看作法拉第电磁感应定律的一个推论或者特殊应用。（2）两个公式的选用 . 求解导体做切割磁感线运动产生感应电动势的问题时，两个公式都可以用。 求解某一过程（或某一段时间）内的感应电动势、平均电流、通过导体横截面的电荷量（q=It）等问题，应选用 . 求解某一位置（或某一时刻）的感应电动势，计算瞬时电流、电功率及某段时间内的电功、电热等问题，应选用E=BLvsin 。小结：感应电动势的大小计算公式1) EBLV (垂直平动切割，动生电动势) 2) (普适公式) (法拉第电磁感应定律) 3) E= nBSsin（t+）；EmnBS (线圈转动切割)4) EBL2/2 (直导体绕一端转动切割) 感应电量的计算N 感应电量 知识点五、电磁感应规律的应用 . 1、法拉第电机 . （1）电机模型 .（2）原理：应用导体棒在磁场中切割磁感线而产生感应电动势。. 铜盘可以看作由无数根长度等于铜盘半径的导体棒组成，导体棒在转动过程中要切割磁感线。 大小： （其中L为棒的长度，为角速度） 方向：在内电路中，感应电动势的方向是由电源的负极指向电源的正极，跟内电路的电流方向一致。产生感应电动势的那部分电路就是电源，用右手定则或楞次定律所判断出的感应电动势的方向，就是电源内部的电流方向。 2、电磁感应中的电路问题 . （1）解决与电路相联系的电磁感应问题的基本步骤和方法： 明确哪部分导体或电路产生感应电动势，该导体或电路就是电源，其他部分是外电路。 用法拉第电磁感应定律确定感应电动势的大小，用楞次定律确定感应电动势的方向。 画出等效电路图。分清内外电路，画出等效电路图是解决此类问题的关键。 运用闭合电路欧姆定律、串并联电路特点、电功率、电热等公式联立求解。（2）.在电磁感应中对电源的理解 电源的正、负极可用右手定则或楞次定律判定,电源中电流从负极流向正极。 电源电动势的大小可由E=BLv或求得。 （3）.对电磁感应电路的理解 在电磁感应电路中,相当于电源的部分把其他形式的能转化为电能。 电源两端的电压为路端电压,而不是感应电动势。 （考虑电源内阻） 3、电磁感应中的能量转换 . 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安培力作用，因此要维持感应电流的存在，必须有“外力”克服安培力做功。此过程中，其他形式的能转化为电能。“外力”克服安培力做多少功，就有多少其他形式的能转化为电能。当感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电能转化为其他形式的能的过程。 安培力做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能。 4、电磁感应中的电容问题 . 在电路中含有电容器的情况下，导体切割磁感线产生感应电动势，使电容器充电或放电。因此，搞清电容器两极板间的电压及极板上电荷量的多少、正负和如何变化是解题的关键。知识点六、自感现象及其应用 . 1、自感现象 . （1）自感现象与自感电动势的定义：当导体中的电流发生变化时，导体本身就产生感应电动势，这个电动势总是阻碍导体中原来电流的变化。这种由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象，叫做自感现象。这种现象中产生的感应电动势，叫做自感电动势。 （2）自感现象的原理： 当导体线圈中的电流发生变化时，电流产生的磁场也随之发生变化。由法拉第电磁感应定律可知，线圈自身会产生阻碍自身电流变化的自感电动势。 （3）自感电动势的作用. 自感电动势阻碍自身电流的变化， “阻碍”不是“阻止”。 “阻碍”电流变化实质是使电流不发生“突变”，使其变化过程有所延慢。但它不能使过程停止，更不能使过程反向. （4）自感现象的三个要点： 要点一：自感线圈产生感应电动势的原因。 是通过线圈本身的电流变化引起穿过自身的磁通量变化。 要点二：自感电流的方向。 自感电流总是阻碍线圈中原电流的变化，当自感电流是由原电流的增强引起时（如通电瞬间），自感电流的方向与原电流方向相反；当自感电流时由原电流的减少引起时（如断电瞬间），自感电流的方向与原电流方向相同。 要点三：对自感系数的理解。 自感系数L的单位是亨特（H），常用的较小单位还有毫亨（mH）和微亨（H）。自感系数L的大小是由线圈本身的特性决定的：线圈越粗、越长、匝数越密，它的自感系数就越大。此外，有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯的大得多。 （5）通电自感和断电自感的比较电路现象自感电动势的作用通电自感接通电源的瞬间，灯泡L2马上变亮，而灯泡L1是逐渐变亮 .阻碍电流的增加断电自感断开开关的瞬间，灯泡L1逐渐变暗，有时灯泡会闪亮一下，然后逐渐变暗 .阻碍电流的减小通电瞬间线圈产生的自感电动势阻碍电流的增加且与电流方向相反，此时含线圈L的支路相当于断路；当电路稳定，自感线圈相当于定值电阻，如果线圈没有电阻，则自感线圈相当于导线（短路）；断开瞬间线圈产生的自感电动势与原电流方向相同，在与线圈串联的回路中，线圈相当于电源，它提供的电流从原来的IL逐渐变小.但流过灯A的电流方向与原来相反针对性训练题图1一、选择题1如右图所示，在垂直于纸面的范围足够大的匀强磁场中，有一个矩形线圈abcd，线圈平面与磁场垂直，O1O2与O3O4都是线圈的对称轴，应使线圈怎样运动才能使其中产生感应电流？（ ）A向左或向右平动B向上或向下平动C绕O1O2转动 D绕O3O4转动2下列哪些做法能使线圈中产生感应电流？（ ）图2A磁铁靠近或远离线圈B线圈远离或靠近通电导线D匀强磁场中，周长一定的闭合线圈由矩形变为圆形C下边电路中通有恒定电流。3我国已经制定了登月计划。假如宇航员登月后想探测一下月球表面是否有磁场，他手边有一个灵敏电流表和一个线圈，则下列推断正确的是（ ）A直接将灵敏电流表放在月球表面，看是否有电流来判断是否有磁场B将灵敏电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如无电流，则可判断月球表面无磁场C将灵敏电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如有电流，则月球表面可能有磁场D将灵敏电流表与线圈组成闭合回路，使线圈在某一平面内沿各方向运动，如无电流，则可判断月球表面无磁场图34在磁感应强度为B、方向如图3所示的匀强磁场中，金属杆PQ在宽为l的平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动，PQ中产生的感应电动势为E1；若磁感应强度增为2B，其它条件不变，所产生的感应电动势大小变为E2，则E1与E2之比及通过电阻R的感应电流方向为（ ）A21，baB12，baC21，ab D12，ab5. 如图4所示，绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和电键组成闭合回路，在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环A，下列各种情况中铜环A中有感应电流的是（ ）图4A线圈中通以恒定的电流B通电过程中，使变阻器的滑片P作匀速移动C通电过程中，使变阻器的滑片P作加速移动D将电键突然断开的瞬间图56如图5所示，abcd为一匀强磁场区域，现在给竖直放置的环以某种约束，以保持它不转动地匀速下落，在下落过程中，它的左半部通过磁场，圆环用均匀电阻丝做成，F、O、E为环的上、中、下三点，下列说法中正确的是（ ）A. 当E和d重合时，环中电流最大B. 当O和d重合时，环中电流最大C. 当F和d重合时，环中电流最大D. 以上说法都不对图67如图6所示，A、B两闭合圆形线圈用同样导线且均绕成10匝，半径RA2RB，内有以B线圈作为理想边界的匀强磁场，若磁场均匀减小，则A、B环中感应电动势EAEB与产生的感应电流IAIB分别是（ ）AEAEB11；IAIB12BEAEB12；IAIB12CEAEB14；IAIB21DEAEB12；IAIB14图78. 如图7所示，一宽40 cm的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里。一边长为20 cm的正方形导线框位于纸面内，以垂直于磁场边界的恒定速度v20 cm/s通过磁场区域，在运动过程中，线框有一边始终与磁场区域的边界平行，取它刚进入磁场的时刻为t0，下面所示图线中，正确反映感应电流随时间变化规律的是（ ）图89如图8所示，在一个左右延伸很远的上、下有界的匀强磁场上方有一闭合线圈，当闭合线圈从上方下落穿过磁场的过程中（ ）A进入磁场时加速度可能小于g，离开磁场时加速度可能大于g，也可能小于gB进入磁场时加速度大于g，离开时小于gC进入磁场和离开磁场，加速度都大于gD进入磁场和离开磁场，加速度都小于g图9ab10一个环形线圈放在磁场中，如图9-a所示，以磁感线垂直于线圈平面向外的方向为正方向，若磁感强度B随时间t的变化的关系如图9-b，那么在第2秒内线圈中的感应电流的大小和方向是（ ）A. 大小恒定，顺时针方向B. 逐渐减小，顺时针方向C. 大小恒定，逆时针方向D. 逐渐增加，逆时针方向11如图10所示，A是长直密绕通电螺线管。小线圈B与电流表连接，并沿A的轴线Ox从O点自左向右匀速穿过螺线管A。能正确反映通过电流表中电流I随x变化规律的是（ ）图10图1112如图11所示，虚线框和实线框在同一水平面内。虚线框内有矩形匀强磁场区，矩形的长是宽的2倍。磁场方向垂直于纸面向里。实线框abcd是一个正方形导线框。若将导线框以相同的速率匀速拉离磁场区域，第一次沿ab方向拉出，第二次沿ad方向拉出，两次外力做的功分别为W1、W2，则（ ） AW1W2BW12W2 CW22W1DW24W1图1213现代汽车中有一种先进的制动系统防抱死（ABS）系统，它有一个自动控制刹车系统的装置，原理如图12。铁质齿轮P与车轮同步转动。右端有一个绕有线圈的磁体，M是一个电流检测器。当车轮带动齿轮转动时，线圈中会产生感应电流。这是由于齿靠近线圈时被磁化，使穿过线圈的磁通量增大，齿离开线圈时又使磁通量减小，从而能使线圈中产生感应电流。这个电流经电子装置放大后能控制制动机构。齿轮P从图示位置按顺时针方向转过角的过程中，通过M的感应电流的方向是（ ）A总是从左向右B总是从右向左C先从左向右，然后从右向左D先从右向左，然后从左向右图1314北半球地磁场的竖直分量向下。如图13所示，在北京某中学实验室的水平桌面上，放置边长为L的正方形闭合导体线圈abcd，线圈的ab边沿南北方向，ad边沿东西方向。下列说法中正确的是（ ）A若使线圈向东平动，则a点的电势比b点的电势低B若使线圈向北平动，则a点的电势比b点的电势低C若以ab为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为abcdaD若以ab为轴将线圈向上翻转，则线圈中感应电流方向为adcba图14-a15图14-a是用电流传感器（相当于电流表，其电阻可以忽略不计）研究自感现象的实验电路，图中两个电阻的阻值均为R，L是一个自感系数足够大的自感线圈，其直流电阻值也为R。图14-b是某同学画出的在t0时刻开关S切换前后，通过传感器的电流随时间变化的图像。关于这些图像，下列说法中正确的是（ ）图14-bA甲图是开关S由断开变为闭合，通过传感器1的电流随时间变化的情况B乙图是开关S由断开变为闭合，通过传感器1的电流随时间变化的情况C丙图是开关S由闭合变为断开，通过传感器2的电流随时间变化的情况D丁图是开关S由闭合变为断开，通过传感器2的电流随时间变化的情况图15二、填空题16闭合线圈abcd在磁场中向左运动，如图15所示，则ab边受到的磁场力方向_。17由于地磁场的存在，飞机在一定高度水平飞行时，其机翼就会切割磁感线，机翼的两端之间会有一定的电势差。若飞机在我国东北上空水平飞行，则从飞行员的角度看，机翼左端的电势比右端的电势_。图1618如图16所示，矩形线圈abcd 的一半放在B0.1T的匀强磁场中，ab边长10 cm，bc边长20 cm，若线圈绕ab边以角速度w100 p rad/s匀速旋转，由图示位置转过90的时刻，线圈中瞬时感应电动势大小为 ，线圈转过90过程中平均感应电动势大小为 。图1719如图17所示，a、b灯是两个完全相同的电灯，电路导通时，调节R，使a、b都正常发光。先断开开关，再闭合电键瞬间看到两灯没有同时发光，请判断_灯比_灯先发光，原因是：_。20现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关如下图18连接。在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下，某同学发现当他将滑动变阻器的滑动端P向左加速滑动时，电流计指针向右偏转。图18若将线圈A中铁芯向上拔出，则能引起电流计的指针向_偏转；若断开开关，能引起电流计指针_偏转; 若滑动变阻器的滑动端P匀速向右滑动，能使电流计指针_偏转。三、解答题21如图19所示，处于光滑水平面上的矩形线圈边长分别为L1和L2，电阻为R，处于磁感应强度为B的匀强磁场边缘，线圈与磁感线垂直。将线圈以向右的速度v匀速拉出磁场的过程。求：（1）拉力大小F；（2）拉力的功率P；（3）拉力做的功W；图19（4）线圈中产生的电热Q；（5）通过线圈某一截面的电荷量q。22图20中MN和PQ为竖直方向的两平行长直金属导轨，间距l为0.40 m，电阻不计。导轨所在平面与磁感应强度B为0.50 T的匀强磁场垂直。质量m为6.010-3 kg、电阻为1.0 的金属杆ab始终垂直于导轨，并与其保持光滑接触。导轨两端分别接有滑动变阻器和阻值为3.0 的电阻R1。当杆ab达到稳定状态时以速率v匀速下滑，整个电路消耗的电功率P为0.27 W，重力加速度取10 m/s2，图20试求速率v和滑动变阻器接入电路部分的阻值R2。23一个半径r0.10 m的闭合导体圆环，圆环单位长度的电阻R01.010-2 W/m。如图21-a所示，圆环所在区域存在着匀强磁场，磁场方向垂直圆环所在平面向外，磁感应强度大小随时间变化情况如图21-b所示。（1）分别求在00.3 s和0.3 s0.5s 时间内圆环中感应电动势的大小；（2）分别求在00.3 s和0.3 s0.5s 时间内圆环中感应电流的大小，并在图21-c中画出圆环中感应电流随时间变化的i-t图象（以线圈中逆时针电流为正，至少画出两个周期）；图2124单位时间内流过管道横截面的液体体积叫做液体的体积流量（以下简称流量）。有一种利用电磁原理测量非磁性导电液体（如自来水、啤酒等）流量的装置，称为电磁流量计。它主要由将流量转换为电压信号的传感器和显示仪表两部分组成。传感器的结构如图22所示，圆筒形测量管内壁绝缘，其上装有一对电极a和c，a、c间的距离等于测量管内径D，测量管的轴线与a、c的连线方向以及通电线圈产生的磁场方向三者相互垂直。当导电液体流过测量管时，在电极a、c间出现感应电动势E，并通过与电极连接的仪表显示出液体的流量Q。设磁场均匀恒定，磁感应强度为B。（1）已知D0.40 m，B2.510-3T，Q0.12 m3/s。试求E的大小（p 取3.0）；（2）显示仪表相当于传感器的负载电阻，其阻值记为R。a、c间导电液体的电阻r随液体电阻率的变化而变化，从而会影响显示仪表的示数。试以E、R、r为参量，给出电极a、c间输出电压U的表达式，并说明怎样可以降低液体电阻率变化对显示仪表示数的影响。图22参考答案一、选择题1CD2A、B、D解析：当周长一定的线圈由矩形变成圆形时，面积将变大，所以穿过闭合线圈的磁通量增大，能产生感应现象。3C解析：灵敏电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，若有电流，说明回路中有磁通量的变化，线圈所在处一定有磁场；若无电流，只说明线圈回路中没有磁通量的变化，但不一定没有磁场，可能磁场方向与线圈平面平行。4D5BCD解析：滑片P不论匀速运动还是变速运动，线圈中的电流都会变化，都会使铁芯中的磁场变化。6B 解析：当O和d重合时，环切割磁感线的有效长度等于环的半径，产生的电动势最大。7A解析：两环的磁通量变化率总是相同的，根据法拉第电磁感应定律，两线圈的电动势相同。8C解析：线圈进入磁场时，穿过线圈磁通量增加产生逆时针方向电流，线圈完全进入磁场后的运动过程，穿过线圈的磁通量不变，没有感应电流，线圈穿出磁场过程，穿过线圈的磁通量减小，产生顺时针方向电流。9A解析：线圈进入磁场过程，穿过线圈的磁通量增加，产生的感应电流沿逆时针方向，下边受到的安培力向上，如图所示。根据牛顿第二定律，线圈的加速度mgFma，其中FBilBl，则ag，由此式可知，当线圈进入磁场时的速度较小时，加速度向下，且小于g，当线圈进入磁场的速度合适时，加速度可以为0，当线圈进入磁场时的速度很大时，可能使得ag，即安培力等于重力的2倍，这样加速度向上，且等于g。出磁场时，同样可以分析出，线圈的加速度大小可以等于、小于或大于g。10A解析：根据图像可知，在第2秒内磁场方向垂直纸面向外，穿过线圈的磁场增强，由楞次定律得出，线圈中的感应电流方向为顺时针方向。根据电磁感应定律，ENNS，由于B随时间均匀增加，因此恒定，E也恒定。11C解析：小线圈B在进入通电螺线管和穿出螺线管过程中，穿过B的磁通量一个是增加的，一个是减小的，因此感应电流的方向相反，所以选项A、D是错误的。已知螺线管是长直密绕的，说明其内部一段距离内可以认为是匀强磁场，那么小线圈在螺线管内部通过时就不会有磁通量的变化，感应电流为零，所以B错误。12C解析：沿ab方向拉出线框时，由于线框匀速运动，因此外力做功等于安培力做功的绝对值，设矩形磁场长为2l，宽为l。有安培力过程中线框运动距离为2l，拉力做功W1F2l。同样方法可得出沿ad方向拉出过程，W2Fl。13D解析：开始时，齿正对着线圈，由于齿被磁化，磁场最强，穿过线圈的磁通量最大，当齿轮转过角时，磁场最弱，齿轮转过a 角时，磁场又达最强，这样穿过线圈的磁通量先减弱，再增强，根据楞次定律，线圈中的感应电流产生的磁场先向左，后向右。所以流过M的电流方向是先向左后向右。14AC解析：北半球地球磁场是向北且斜向下的，可以分解为水平和竖直分量，沿东西方向的分量较小我们忽略不计，在实验室范围内，地磁场可看作是匀强磁场，下图中画出了地磁场的水平分量和竖直分量。线圈向东平动时，ab、cd边切割地磁场的竖直分量，产生电动势，使得a点电势低于b点电势；若使线圈向北平动，bc、ad边切割地磁场的竖直分量，产生电动势，则c点的电势比b点的电势低，但是a、b电势相等；若以ab为轴将线圈向上翻转，穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律，线圈中产生的感应电流方向为abcda。15BC解析：从电路图看，自感线圈与电阻并联，传感器1测量干路电流，传感器2测量电阻这一支路的电流。当开关闭合时，自感线圈具有阻碍电流增加的作用，从而产生自感电动势，而电阻可以认为没有这个作用，因此流过电阻的电流能够瞬间达到稳定电流，流过线圈的电流要延迟一段时间达到稳定电流，所以传感器1测出的电流应该是图乙所示。当开关断开时，自感线圈又阻碍电流的减小，电流要延迟一段时间，电流要通过电阻这一支路构成回路，因此电阻通过的自感电流从右向左，与原来方向相反，电流在t0时刻最大，大小等于线圈中的稳定电流，然后逐渐减小到0。电流随时间变化的图象就是丙图形状。二、填空题16向上解析：根据右手定则判断出感应电流方向为顺时针方向，再根据左手定则判断ab边受到的安培力方向。17高 解析：在我国东北地区，地磁场的磁感线方向是向北偏下的，竖直分量向下，飞机在水平面内不论向哪个方向飞行，都会切割磁感线的竖直分量，从而产生感应电动势，根据右手定则可以得出机翼左端的电势比右端电势高。180.628 V；0.2 V 解析：由图示位置转过90的时刻，cd边线速度的大小vwlad，方向垂直于磁感线方向，产生的瞬时感应电动势大小eBlcdv0.10.1100p0.20.628（V）；线圈转过90过程中磁通量的变化量FB，所用时间t，产生的平均感应电动势大小0.2 V19b，a。闭合开关瞬间，线圈电流瞬间增加，产生自感电动势，阻碍电流增加，因此a灯这一支路的电流就会延迟一段时间达到稳定值，而b灯与电阻相连，理想情况下不会产生自感电动势，电流瞬间就会达到稳定值，所以b灯会比a灯先亮。20右偏；右偏；左偏解析：滑动变阻器的滑动端P向左加速滑动时，线圈A中的电流减小，其激发的磁场减小，使得穿过线圈B的磁通量减小，这时电流计指针向右偏转，概括为“F 减，右偏”。若将线圈A中铁芯向上拔出，同样有F 减，且磁场方向没有变化，因此仍有右偏；断开开关，同样是F 减，右偏；若滑动变阻器的滑动端P匀速向右滑动，线圈A所在回路中的电流会增加，B线圈磁通量F 增加，因此指针左偏。三、解答题21（1）EBL2v，I，FBIL2，F（2）拉力的功率PFv （3）拉力做功WFL1 （4）根据功能关系QW （5）通过导体横截面的电量qItt解析：线圈被匀速拉出过程中，拉力与线圈受到的安培力等值反向。从功能关系分析，拉力和安培力做功之和为零，所以拉力做功等于线圈克服安培力做功，通过拉力做功将外界能量转化为电能，电能再通过电流做功转化为内能。22解析：整个电路消耗的电能来源于重力势能的减少，导体棒匀速下落，通过重力克服安培力做功，将重力势能转化为电能。电路的结构是导体棒为电源，导体棒的电阻为电源内阻，电阻R1与R2并联接在电源两端，等效电路如图所示。根据Pmgv得vm/s4.5 m/s 导体棒产生的电动势EBlv 导体棒中的电流I导体棒匀速运动有 mgBIl将I代入上式得mg将已知B0.50T，l0.40 m，m6.010-3 kg，r1.0 ，R13.0，v4.5 m/s代入式得R26.0 。23解析：（1）在00.3 s时间内感应电动势E1r26.2810-3 V 在0.3 s0.5 s时间内感应电动势E2r29.4210-3 V （2）在00.3 s时间内 I11.0 A 在0.3 s0.5 s时间内 I21.5 A it图象如图所示。 24解析：（1）电极a、c间的感应电动势E是由a、c间长度为直径D的导体垂直切割磁感线产生的，根据流量的定义有QvSv，故得流体的运动速度为v，再由导线垂直切割的感应电动势计算公式EBlv得EBDv1.010-3 V。（2）UIR，增大R使R r，则UE，可以降低液体电阻率变化对流量示数的影响。- 23 -.