高三专题复习 电磁感应的综合题解答

专题四 电磁感应综合问题

电磁感应综合问题，涉及力学知识（如牛顿运动定律、功、动能定理、动量和能量守恒定律等）、电学知识（如电磁感应定律、楞次定律、直流电路知识、磁场知识等）等多个知识点，其具体应用可分为以下两个方面：

（1）受力情况、运动情况的动态分析。思考方向是：导体受力运动产生感应电动势→感应电流→通电导体受安培力→合外力变化→加速度变化→速度变化→感应电动势变化→……，周而复始，循环结束时，加速度等于零，导体达到稳定运动状态。要画好受力图，抓住 a =0时，速度v 达最大值的特点。

（2）功能分析，电磁感应过程往往涉及多种能量形势的转化。例如：如图所示中的金属棒ab 沿导轨由静止下滑时，重力势能减小，一部分用来克服安培力做功转化为感应电流的电能，最终在R 上转转化为焦耳热，另一部分转化为金属棒的动能．若导轨足够长，棒最终达到稳定状态为匀速运动时，重力势能用来克服安培力做功转化为感应电流的

电能，因此，从功和能的观点人手，分析清楚电磁感应过程中能量转化的关

系，往往是解决电磁感应问题的重要途径．

【例1】 如图1所示，矩形裸导线框长边的长度为2l ，短边的长度为l ，

在两个短边上均接有电阻R ，其余部分电阻不计，导线框一长边与x 轴重

合，左边的坐标x=0，线框内有一垂直于线框平面的磁场，磁场的感应强度满足关系)sin(l x

B B 20π=。一光滑导体棒AB 与短边平行且与长边接触良

好，电阻也是R ，开始时导体棒处于x=0处，从t=0时刻起，导体棒AB 在沿x 方向的力F 作用下做速度为v 的匀速运动，求：

（1）导体棒AB 从x=0到x=2l 的过程中力F 随时间t 变化的规律；

（2）导体棒AB 从x=0到x=2l 的过程中回路产生的热量。

答案：（1）)()(sin v

l t R l vt

v l B F 203222220≤≤=π （2）R

v l B Q 32320= 【例2】 如图2所示，两条互相平行的光滑金属导轨位于水平面内，它们之间的距离为l =0.2m ，在导轨的一端接有阻值为R=0.5Ω的电阻，在x ≥0处有一与水平面垂直的均匀磁场，磁感强度B=0.5T 。一质量为m=01kg 的金属杆垂直放置在导轨上，并以v 0=2m/s

的初速

度进入磁场，在安培力和一垂直于杆的水平外力F 的共同作用下作匀变速直线运动，加速度大小为a=2m/s 2，方向与初速度方向相反，设导轨和金属杆的电阻都可以忽略，且接触良好。求：

（1）电流为零时金属杆所处的位置；

（2）电流为最大值的一半时施加在金属杆上外力F 的大小和方向；

（3）保持其他条件不变，而初速度v 0取不同值，求开始时F 的方向与初速度v 0取值的关系。

答案：（1）m a

v x 1220== （2）向运动时=0.18N 向左运动时=0.22N (3)当;x 010220轴相反方向与时,,/>=

B maR v 当;x 010220轴相同方向与时,,/<=>

F s m l B maR v 【例3】 如图5所示，在水平面上有一个固定的两根光滑金属杆制成的37°角的导轨AO 和BO ，在导轨上放置一根和OB 垂直的金属杆CD ，导轨和金属杆是用同种材料制成的，单位长度的电阻值均为0.1Ω/m ，整个装置位于垂直红面向里的匀强磁场中，匀强磁场的磁感

应强度随时间的变化关系为B=0.2tT ，现给棒CD 一个水平向右的外力，

使CD 棒从t=0时刻从O 点处开始向右做匀加速直线运动，运动中CD

棒始终垂直于OB ，加速度大小为0.1m/s 2,求（1）t=4s 时，回路中的电

流大小；（2）t=4s 时，CD 棒上安培力的功率是多少？

答案：（1）1A （2）0.192W 。

【例4】如图6所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN 、PQ 电阻不

计，固定在同一水平面上，两导轨相距m 40.=l ，导轨的两个端M 与P 处用导线连接一个R=0.4Ω的电阻。理想电压表并联在R 两端，导轨上停放一质量m=01kg 、电阻r=0.1Ω的金属杆，整个装置处于磁感应强度B=0.5T 的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下，现用一水平向右的恒定外力F=1.0N 拉杆，使之由静止开始运动，由电压表读数U 随时间t 变化关系的图象可能的是：

【例5】如图8所示，两根相距为d 的足够长的光滑平行金属导轨位于竖直的xOy 平面内，导轨与竖直轴yO 平行，其一端接有阻值为R 的电阻。在y>0的一侧整个平面内存在着与xOy 平面垂直的非均匀磁场，磁感应强度B 随y 的增大而增大，B=ky ，式中的k 是一常量。一质量为m 的金属直杆MN 与金属导轨垂直，可在导轨上滑动，当t=0时金属杆MN 位于y=0处，速度为v 0，方向沿y 轴的正方向。在MN 向上运动的过程中，有一平行于y 轴的拉力F 人选用于金属杆MN 上，以保持其加速度方向竖直向下，大小为重力加速度g 。设除电阻R 外，所有其他电阻都可以忽略。问：

（1）当金属杆的速度大小为2

0v 时，回路中的感应电动势多大？ （2）金属杆在向上运动的过程中拉力F 与时间t 的关系如何？

答案：

（1）g d kv E 163301= （2）)()(g

v R gt t v k F 02202t 21≤-=式中 【例6】（2004北京理综）如图所示，两根足够长的直金属导轨MN 、PQ 平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上，两导轨间距为L ，M 、P 两点间接有阻值为R 的电阻。一根质量为m 的均匀直金属杆ab 放在两导轨上，并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为B 的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下，导轨和金属杆的电阻可忽略。让ab 杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦。

（1）由b 向a 方向看到的装置如图2所示，请在此图中画出ab 杆下滑过程中某时刻的

受力示意图；

（2）在加速下滑过程中，当ab 杆的速度大小为v 时，求此时ab 杆中的电流及其加速度的大小；

（3）求在下滑过程中，ab 杆可以达到的速度最大值。

解析：（18分）（1）如图所示：重力mg ，竖直向下；

支撑力N ，垂直斜面向上；

安培力F ，沿斜面向上

（2）当ab 杆速度为v 时，感应电动势E =BLv ，此

时电路电流 R

BLv R E I ==

ab 杆受到安培力R

v L B BIL F 22== 根据牛顿运动定律，有R

v L B mg F mg ma 22sin sin -=-=θθ 解得 mR

v L B g a 22sin -=θ （3）当θsin 22m g R

v L B =时，ab 杆达到最大速度v m 22sin L B mgR v m θ= 【例7】（2004上海）水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置，问距为L ，一端通过导线与阻值为R 的电阻连接；导轨上放一质量为m 的金属杆（见右上图），金属杆与导轨的电阻忽略不计；均匀磁场竖直向下。用与导轨平行的恒定拉力F 作用在金属杆上，杆最终将做匀速运动。当改变拉力的大小时，相对应的匀速运动速度v 也会变化，v 与F 的关系如右下图。（取重力加速度g =10m/s 2）

（1）金属杆在匀速运动之前做什么运动？

（2）若m =0.5kg ，L =0.5m ，R =0.5Ω；磁感应强度B 为多大？

（3）由v —F 图线的截距可求得什么物理量？其值为多少？

解析：（1）变速运动（或变加速运动、加速度减小的加速运动，加速

运动）。

（2）感应电动势vBL =ε ① 感应电流R I ε

= ②

安培力R

L vB IBL F M 2

2== ③ 由图线可知金属杆受拉力、安增力和阻力作用，匀速时合力为零。

f R

L vB F +=2

2 ④ )(2

2f F L B R v -=∴ ⑤ 由图线可以得到直线的斜率k=2，

12==∴kL

R B （T ） ⑥ （3）由直线的截距可以求得金属杆受到的阻力f ，f =2（N ） ⑦

若金属杆受到的阻力仅为动摩擦力，由截距可求得动摩擦因数4.0=μ ⑧

【例8】如图所示，两根相距为L 的足够长的平行金属导轨，位于水平的xy 平面内，一端接有阻值为R 的电阻。在0>x 的一侧存在沿竖直方向的均匀磁场，磁感应强度B 随x 的增大而增大，B=kx ，式中的k 是一常量。一金属杆与金属导轨垂直，可在导轨上滑动。当t=0时金属杆位于x =0处，速度为0v ，方向沿x 轴的正方向。在运动过程中，有一大小可调节的外力F 作用于金属杆以保持金属杆的加速度恒定，大小为a ，方向沿x 轴正方向。除电阻R 以外其余电阻都可以忽略不计。求：

（1）当金属杆的速度大小为v 时，回路中的感应电动势有多大？

（2）若金属杆的质量为m ，施加于金属杆上的外力与时间的关系如何？

解析： （1）根据速度和位移的关系式ax v v 22

02=-

R

α2202v v x -=

由题意可知，磁感应强度为 α

2)(202v v k kx B -== 感应电动势为 α2)(202L v v v B L v E -==

（2）金属杆在运动过程中，安培力方向向左，因此，外力方向向右。由牛顿第二定律得 F －BIL=ma ma R v L B F +=22

因为at v v at t v k kx B +=+==020),21(

所以ma R

at v at t v L k F +++=)()21(022022 【例9】如图所示，abcd 为质量M=2kg 的导轨，放在光滑绝缘的水平面上，另有一根质量m=0.6kg 的金属棒PQ 平行bc 放在水平导轨上，PQ 棒左边靠着绝缘固定的竖直立柱e 、f ，导轨处于匀强磁场中，磁场以OO ′为界，左侧的磁场方向竖直向上，右侧的磁场方向水平向右，磁感应强度均为B=0.8T.导轨的bc 段长m l 5.0=，其电阻Ω=4.0r ，金属棒的电阻R=0.2Ω，其余电阻均可不计，金属棒与导轨间的动摩擦因数.2.0=μ 若在导轨上作用一个方向向左、大小为F=2N 的水平拉力，设导轨足够长，g 取10m/s 2，试求：

（1）导轨运动的最大加速度；

（2）流过导轨的最大电流；

（3）拉力F 的最大功率.

解析：（1）导轨向左运动时，导轨受到向左的拉力F ，向右的安培力F 1和向右的摩擦力f 。 根据牛顿第二定律：Ma f F F =--1

F 1=BI l (1分)

f =μ(m

g —BI l )

M BIl mg F a )1(:μμ---=整理得 当I=0时，即刚拉动时，a 最大. 2max /4.0s m M mg F a =-=

μ （2）随着导轨速度增大，感应电流增大，加速度减小.

a O`

当a =0时，I 最大 即0)1(max =---l BI mg F μμ A Bl

mg F I 5.2)1(max =--=μμ （3）当a =0时，I 最大，导轨速度最大.r R Blv I +=

max max s m Bl

r R I v /75.3)(max max =+= W v F P 5.7m a x m a x =?=∴

【例10】相距为L 的足够长光滑平行金属导轨水平放置，处于磁感应强度为B ，方向竖直向上的匀强磁场中。导轨一端连接一阻值为R 的电阻，导轨本身的电阻不计，一质量为m ，电阻为r 的金属棒ab 横跨在导轨上，如图所示。现对金属棒施一恒力F ，使其从静止开始运动。求： （1）运动中金属棒的最大加速度和最大速度分别为多大？

（2）计算下列两个状态下电阻R 上消耗电功率的大小：

①金属棒的加速度为最大加速度的一半时； ②金属棒的速度为最大速度的四分之一时。

解析：（1）开始运动时金属棒加速度最大m

F a m = 当金属棒由于切割磁感线而受安培力作用，安培力与所受恒力F 相等时速度达到最大，即 E=BLv

r

R E I += BIL F =安

F=F 安 由以上四式可解得：22)(L

B r R F v m += （2）当金属棒加速度为最大加速度的一半时，安培力应等于恒定拉力的一半，即： 2

1F L BI = 此时电阻R 上消耗的电功率为：

P 1=I 12R 由以上两式解得：2

2214L B R F P =

当金属棒的速度为最大速度的四分之一时：

4

2m v BL E = r

R E I +=22 P 2=I 22R

由以上三式解得：P 2=2

2216L B R F

【例11】一个“II ”形导轨PONQ ，其质量为M=2.0kg ，放在光滑绝缘的水平面上，处于匀强磁场中，另有一根质量为m=0.60kg 的金属棒CD 跨放在导轨上，CD 与导轨的动摩擦因数是0.20，CD 棒与ON 边平行，左边靠着光滑的固定立柱a 、b 匀强磁场以ab 为界，左侧的磁场方向竖直向上（图中表示为垂直于纸面向外），右侧磁场方向水平向右，磁感应强度的大小都是0.80T ，如图所示。已知导轨ON 段长为0.50m ，电阻是0.40Ω，金属棒CD 的电阻是0.2Ω，其余电阻不计。导轨在水平拉力作用下由静止开始以0.2m/s 2的加速度做匀加速直线运动，一直到CD 中的电流达到4A 时，导轨改做匀速直线运动。设导轨足够长，取g=10m/s 2。求：

（1）导轨运动起来后，C 、D 两点哪点电势较高？

（2）导轨做匀速运动时，水平拉力F 的大小是多

少？

（3）导轨做匀加速运动的过程中，水平拉力F 的

最小值是多少？

（4）CD 上消耗的电功率为P=0.8W 时，水平拉力

F 做功的功率是多大？

解析：（1）C 点电势较高。

（2）导轨匀速运动时，CD 棒受安培力

F 1=BIL=1.6N ，方向向上。 导轨受摩擦力

88.0)(1=-=F mg f μN ，方向向右。

导轨受安培力F 2=1.6N ，方向向右。

水平拉力 F=F 2+f =2.48N 。

（3）导轨以加速度a 做匀加速运动，速度为v 时，有 Ma r

R v L B mg r R v L B F =+--+-)(2222μ ① 当速度0=v 时，水平力F 最小，F m =1.6N 。

（4）CD 上消耗电功率P=0.8W 时，电路中的电流为A R

P I 24==。

C a P

Q

此刻，由r

R BLv I +=44 解得导轨的运动速度 s m v /34=。 由①式可得F 4=2.24N 。 力F 做功的功率P 4=F 4v 4=6.72W

【例12】如图甲所示，空间存在着一个范围足够大的竖直向下的匀强磁场区域，磁场的磁感应强度大小为B 。边长为L 的正方形金属abcd （下简称方框）放在光滑的水平面上，其外侧套着一个与方框边长相同的U 型金属框架MNPQ （下简称U 型框），U 型框与方框之间接触良好且无摩擦。两个金属框每条边的质量均为m ，每条边的电阻均为r 。

（1）将方框固定不动，用力拉动U 型框使它以速度v 0垂直NP 边向右匀速运动，当U 型框的MQ 端滑

至方框的最右侧（如图所示）时，方框上的bc 两端的电势差为多大？此时方框的热功率为多大？

（2）若方框不固定，给U 型框垂直NP 边向右的初速度v 0，如果U 型框恰好不能与方框分离，则在

这一过程中两框架上产生的总热量为多少？

（3）若方框不固定，给U 型框垂直NP 边向右的初速度v(v>v 0)，U 型框最终将与方框分离。如果从

U 型框和方框不再接触开始，经过时间t 方框最右侧和U 型框最左侧距离为s 。求两金属框分离时的速度各为多大？

解析：（1）当方框固定不动，U 型框以v 0滑至方框最右侧时，感应电动势为E ，有：E=BLV 0 (1) bc 间并联电阻 R 并=r ×3r r +3r =34r (2) bc 两端的电势差 U bc =E R 并+2r +r R 并 （3） 由(1)(2)(3)得U bc =15

BLV 。 (4) 此时方框的热功率P=（E R 并+2r +r

）2 R 并 (5) 由(1)(2)(5)得：2220475B l v p r = (6) （2）若方框不固定，当U 型框恰好不与方框分离时速度设为v ,由动量守恒可知

03(34)mv m m v =+ (7)

由能的转化和守恒可知总热量Q 为

Q=12 3m v 02 - 12 (3m +4m )v 2 (8) 由(7)(8)可知，Q=67

mv 02 (9) （3）若方框不固定，设U 型框与方框分离时速度分别为v 1、v 2

由动量守恒可知：3mv =3mv 1+4mv 2 (10) 在t 时间内相距S 可知：s =(v 1-v 2)t

(11)

由（10）（11）可知 v 1=17 (3v +4s t ) v 2=37 (v - s t ) (12

c a b

M d N Q P

N P

b Q M a

c d

【例13】 两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内，两导轨间的距离为l ，导轨上面横放着两根导体棒ab 和cd ，构成矩形回路，如图1所示，两根导体棒的质量皆为m ，电阻皆为R ，回路中其余部分的电阻可不计。在整个导轨平面

内都有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B ，设两导体棒均可沿

导轨无摩擦地滑行，开始时，棒cd 静止，棒ab 有指向棒cd 的初速

度v 0,若两导体棒在运动中始终不接触，求：

（1）在运动中产生的焦耳热量最多是多少？ 答案：（

2041mv ） （2）当ab 棒的速度变为初速度的4

3时，cd 棒的加速度是多少？ 答案：（mR

v l B m F a 4022==） 【例14】 两根相距m l 20.=的闰行金属长导轨固定在同一水平面内，并处于竖直方向的匀强磁场中磁场的磁感应强度B=0.2Ω，回路中其余部的电阻可

不计。已知两金属细杆在平行于导轨的拉力的作用下沿导轨朝

相反方向匀速平移，速度大小都是v=5.0m/s ，如图2所示，不

计导轨上的摩擦。

（1）求作用于每条金属细杆的拉力的大小。（答案：3.2×10-

2N ）

（2）求两金属细杆在间距增加0.40m 的滑动过程中共产生的热量。

(1.28×10-2J)

【例15】 两极平行的金属导轨（如图所示），固定在同一水平面

上，磁感强度B=0.50T 的匀强磁场与导轨所在平面垂直，导轨的电

阻很小，可忽略不计，导轨间的距离m l 200.=，两根质量均为

m=0.10kg 的平行金属杆甲、乙可在导轨上无摩擦地滑动，滑动过程

中与导轨保持垂直，每根金属杆的电阻为R=0.50Ω，在t=0时刻，两杆都处于静止状态，现有一与导轨平行，大小为0.20N 的恒力F 作用于金属杆甲上，使金属杆在导轨上滑动。经过t=5.0s ，金属杆甲的加速度为a=1.37m/s 2，问此时两金属杆的速度各为多少？

])([221221l B m a F R m Ft v -+= ])([222221l

B m a F R m Ft v --= 【例16】 金属棒a 在离地h 高处从静止开始沿光滑弧形金属轨道下滑，导轨的水平部分有竖直向上的匀强磁场B ，水平部分原来放有一金属杆b ，如图5所示，已知m a :m b =3:4，导轨足够长，不计摩擦，求：

（1）a 和b 的最大速度分别为多大？ （答案：

gh 27

3） （2）整个过程释放出来的最大热能是多少？（设m a 已

知）（答案gh m a 7

4） 【例17】 两金属杆ab 和ck 长均为l ，电阻均为R ，质量分别为M 和M 和m ，M>m ，用两根质量和电阻均可忽略的不可伸长的柔软导线将它们连成闭合回路，并

悬 挂在水平、光滑、不导电的圆棒两侧，两金属杆都处在水平位置，如

图6所示，整个装置处在一与回路平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度

为B ，若金属杆ab 正好匀速向下运动，求运动的速度。 （答案：222l

B gR m M v )(-=） 【例18】如图，在水平面上有两条平行导电导轨MN 、PQ ，导轨间距离

为l ，匀强磁场垂直于导轨所在的平面（纸面）向里，磁感应强度的大小为B ，两根金属杆1、2摆在导轨上，与导轨垂直，它们的质量和电阻分别为12m m 、和R 1、R 2，两杆与导轨接触良好，与导轨间的动摩擦因数为μ，已知：杆1被外力拖动，以恒定的速度0v 沿导轨运动；达到稳定状态时，杆2也以恒定速度沿导轨运动，导轨的电阻可忽略，求此时杆2克服摩擦力做功的功率。

解法1：设杆2的运动速度为v ，由于两杆运动时，

两杆间和导轨构成的回路中的磁通量发生变化，产生

感应电动势 )(0v v Bl E -= ① 感应电流 21R R E I += ② 杆2作匀速运动，它受到的安培力等于它受到的摩擦力，g m BlI 2μ= ③

导体杆2克服摩擦力做功的功率 gv m P 2μ= ④

解得 )]([2122202R R l B g

m v g m P +-=μμ ⑤

解法2：以F 表示拖动杆1的外力，以I 表示由杆1、杆2和导轨构成的回路中的电流，达到稳定时，对杆1有 01=--B I l g m F μ ①

2 1

v

对杆2有 02=-g m B I l μ ②

外力F 的功率 0Fv P F = ③

以P 表示杆2克服摩擦力做功的功率，则有01212)(gv m R R I P P F μ-+-= ④

由以上各式得 )]([212202R R l B g

m v g m P g +-=μμ ⑤

【例19】如图，足够长的光滑平行导轨水平放置，电阻不计，MN 部分的宽度为l 2，PQ

部分的宽度为l ，金属棒a 和b 的质量m m m b a 22==，其电阻

大小R R R b a 22==，a 和b 分别在MN 和PQ 上，垂直导轨相

距足够远，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感强度为

B ，开始a 棒向右速度为0v ，b 棒静止，两棒运动时始终保持平行且a 总在MN 上运动，b 总在PQ 上运动，求a 、b 最终的速度。

解析：本题由于两导轨的宽度不等，a 、b 系统动量不守恒，可对a 、b 分别用动量定理。a 运动产生感应电流，a 、b 在安培力的作用下，分别作减速和加速运动.b 的运动产生了反电动势。回路的b a b a Blv Blv E E E -=-=2总，

随着a v 减小，b v 增加，总E 减小，安培力)3/(R lB E F 总=也随之减小，故a 棒的加速度)2/(m F a a =减小，b 棒的加速度m F a b //=也减小。

当0=总E ，即b a Blv Blv =2时，两者加速度为零，两棒均匀速运动，且有a b v v 2=…① 对a 、b 分别用动量定理 )(2b a a v v m t F -=-……②

b b mv t F =……③ 而b a F F 2=……④

联立以上各式可得：30v v a = 3

20v v b = 【例20】如图所示，abcde 和/////e d c b a 为两平行的光滑轨道，其中abcd 和/////e d c b a 部

分为处于水平面内的导轨，ab 与a /b 的间距为cd 与d c /间距的2倍，de 、e d /

部分为与水平导轨部分处于竖直向上的匀强磁场中，弯轨部分处于匀强磁场外。在靠近aa ＇和cc ＇处分别放着两根金属棒MN 、PQ ，质量分别为m 2和m 。为使棒PQ 沿导轨运动，且通过半圆轨道的最高点ee ＇，在初始位置必须至少给棒MN 以多大的冲量？设两段水平面导轨均足够长，PQ 出磁场时MN 仍在宽导轨道上运动。

解析：若棒PQ 刚能通过半圆形轨道的最高点ee ＇，则由R

v m mg e 2=， 可得其在最高点时的速度gR v e =.

棒PQ 在半圆形轨道上运动时机械能守恒，设其在dd ＇的速度为d v ， 由R mg mv mv e d 22

12122?+= 可得：gR v d 5= 两棒在直轨上运动的开始阶段，由于回路中存在感应电流，受安培力作用，棒MN 速度减小，棒PQ 速度增大。当棒MN 的速度1v 和棒PQ 的速度2v 达到2

21v v =时，回路中磁通量不再变化而无感应电流，两者便做匀速运动，因而2

52gR v v d ==。 在有感应电流存在时的每一瞬时，由IlB F =及MN 为PQ 长度的2倍可知，棒MN 和PQ 所受安培力F 1和2F 有关系212F F =。

从而，在回路中存在感应电流的时间t 内，有 212F F =。

设棒MN 的初速度为0v ，在时间t 内分别对两棒应用动量定理，有：

01122mv mv t F -=-， 22mv t F = 将以上两式相除，考虑到212F F =，

并将1v 、2v 的表达式代入，可得2

530gR v = 从而至少应给棒MN 的冲量：gR m mv I 5320==

【例21】（2004湖南理综）一直升飞机停在南半球的地磁极上空。该处地磁场的方向竖直向上，磁感应强度为B 。直升飞机螺旋桨叶片的长度为l ，螺旋桨转动的频率为f ，顺着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨按顺时针方向转动。螺旋桨叶片的近轴端为a ，远轴端为b ，如图所示。如果忽略a 到转轴中心线的距离，用E 表示每个叶片中的感应电动势，则( 答案：A)

A ．E ＝πfl 2

B ，且a 点电势低于b 点电势

B ．E ＝2πfl 2B ，且a 点电势低于b 点电势

C ．E ＝πfl 2B ，且a 点电势高于b 点电势

D ．

E ＝2πfl 2B ，且a 点电势高于b 点电势

【例22】有一边长分别L 和2L 的矩形导体框，导体框的总电阻为R.让导体框在磁感应强度为B 的匀强磁场中以恒定角速度ω绕两短边中点为轴旋转，如图所示.求：

（1）导体框的发热功率.

（2）导体框转到图中位置时，某一长边两端电压. 解析：（1）导体框在磁场中产生感应电动势

t NBS ωωεsin =

其最大值为ωωε22Bl BS m == 其有效值为ωωε222Bl m ==

矩形导体框的发热功率R

l B R P 24222ωε== （2）导体框转动如图所示位置时某长边产生的电动势是最大电动势的一半

ωωεε22222Bl Bl m ===' 此时导体框中的电流R Bl R I m

ωε22==

B

某一长边两端电压 ωωωωωε222223

132312Bl Bl Bl R R Bl Bl Ir U =-=?-=-= 练习

1．如图所示，在竖直平面内的两根平行金属导轨，顶端用一电阻R 相连，磁感应强度为B

的匀强磁场垂直导轨平面。一质量为m 的金属棒他们ab 以初速度v 0沿导轨竖直向上运动，到某一高度后又返回下行到原处，整个过程金属棒与导轨接触良好，导轨与棒的电阻不计。则在上行与下行两个过程中，下列说法不正确．．．

的是： A ．回到出发点的速度v 大于初速度v 0；

B ．通过R 的最大电流上行大于下行；

C ．电阻R 上产生的热量上行大于下行；

D ．所用时间上行小于下行。

2．如图所示，长直导线右侧的矩形线框abcd 与直导线位于同一平面，当长直导线中的电流

发生如图所示的变化时（图中所示电流方向为正方

向），线框中的感应电流与线框受力情况为

（ ）

① t 1到t 2时间内，线框内电流的方向为abcda ，线

框受力向右

② t 1到t 2时间内，线框内电流的方向为abcda ，线框受力

向左

③ 在t 2时刻，线框内电流的方向为abcda ，线框受力向

右

④ 在t 3时刻，线框内无电流，线框不受力

A ．①②

B ．①③

C ．②④

D ． ①④

3．如图所示，A 、B 是两根互相平行的、固定的长直通

电导线，二者电流大小和方向都相同。一个矩形闭

合金属线圈与A 、B 在同一平面内，并且ab 边保持

与通电导线平行。线圈从图中的位置1匀速向左移

动，经过位置2，最后到位置3，其中位置2恰在A 、

B

的正中间。下面的说法中正确的是 （ ）

① 在位置2这一时刻，穿过线圈的磁通量为零

. .

② 在位置2这一时刻，穿过线圈的磁通量的变化率为零

③ 从位置1到位置3的整个过程中，线圈内感应电流的方向发生了变化

④ 从位置1到位置3的整个过程中，线圈受到的磁场力的方向保持不变

A ．②③

B ．③④

C ．①②

D ．①④

4．如图所示，竖直放置的螺线管与导线abcd 构成回路，导线所围区域内有一垂直纸面向里

的变化的匀强磁场，螺线管下方水平桌面上有一导体圆环，导线abcd 所围区域内磁场的磁感强度按下列哪一图线所表示的方式随时间变化时，导体圆环将受到向上的磁场作用力

（ ） 5．如图（俯视）所示，空间有两个沿竖直方向的有界匀强磁场，

磁感强度都是B ，磁场区的宽度都是L ，边界线相互平行，左边磁场的方向竖直向下，右边磁场的方向竖直向上。一边长也为L 的正方形导线框abcd 放在光滑水平面上，在水平恒力F 作用下沿水平面通过磁场区。线框的bc 边始终平行于磁场区的边界，力F 垂直于线框的bc 边，且线框的bc 边刚进入左边磁场时和线框的ad 边将离开右边磁场时，线框都恰好做匀速运动，此时线框中的电流为i 0。试在右面I —x 坐标平面上，定性画出从导线框刚进入到完全离开磁

场的过程中，线框内的电流i 随bc 边位置的坐标x 变 化的曲线。

6．两根金属导轨平行放置在倾角为θ=30°的斜面上，导轨左端接有电阻R =10Ω，导轨自身

电阻忽略不计。匀强磁场垂直于斜面向上，磁感强度B =0.5T 。质量为m =0.1kg ，电阻可不计的金属棒ab 静止释放，沿导轨下滑。如图所示，设导轨足够长，导轨宽度L =2m ，金属棒ab 下滑过程中始终与导轨接触良好，当金属棒下滑h =3m 时，速度恰好达到最大值v =2m/s 。求此过程中电阻中产生的热量。

参考答案：1.A2. C3. D4.A

5．图线如图（该段电流末值 | i t 2 | >、= 或< |-i 0| 者均同样给

-

分）

6解：当金属棒速度恰好达到最大速度时，受力分析， 则mg sin θ=F 安+f

据法拉第电磁感应定律：E =BLv

据闭合电路欧姆定律：I=E R

∴F 安=ILB =B 2L 2

v R =0.2N

∴f=mg sin θ－F 安=0.3N

下滑过程据动能定理得：mgh －f h

sin θ －W = 12mv 2

解得W =1J ，∴此过程中电阻中产生的热量Q =W =1J

i -i -2i 2i

高二物理之电磁感应综合题练习(附答案)

电磁感应三十道新题(附答案) 一．解答题（共30小题） 1．如图所示，MN和PQ是平行、光滑、间距L=0.1m、足够长且不计电阻的两根竖直固定金属杆，其最上端通过电阻R相连接，R=0.5Ω．R两端通过导线与平行板电容器连接，电容器上下两板距离d=lm．在R下方一定距离有方向相反、无缝对接的两个沿水平方向的匀强磁场区域I和Ⅱ，磁感应强度均为B=2T，其中区域I的高度差h1=3m，区域Ⅱ的高度差h2=lm．现将一阻值r=0.5Ω、长l=0．lm的金属棒a紧贴MN和PQ，从距离区域I上边缘h=5m处由静止释放；a进入区域I后即刻做匀速直线运动，在a进入区域I的同时，从紧贴电容器下板中心处由静止释放 一带正电微粒A．微粒的比荷=20C/kg，重力加速度g=10m/s2．求 （1）金属棒a的质量M； （2）在a穿越磁场的整个过程中，微粒发生的位移大小x； （不考虑电容器充、放电对电路的影响及充、放电时间） 2．如图（甲）所示，MN、PQ为水平放置的足够长的平行光滑导轨，导轨间距L为0.5m，导轨左端连接一个阻值为2Ω的定值电阻R，将一根质量为0.2kg的金属棒cd垂直放置在导轨上，且与导轨接触良好，金属棒cd的电阻r=2Ω，导轨电阻不计，整个装置处于垂直导轨平面向下的匀强磁场中，磁感应强度B=2T．若棒以1m/s的初速度向右运动，同时对棒施加水平向右的拉力F作用，并保持拉力的功率恒为4W，从此时开始计时，经过2s金属棒的速度稳定不变，图（乙）为安培力与时间的关系图象．试求： （1）金属棒的最大速度； （2）金属棒的速度为3m/s时的加速度； （3）求从开始计时起2s内电阻R上产生的电热．

精选高考物理易错题专题复习法拉第电磁感应定律含答案

一、法拉第电磁感应定律 1．如图甲所示，两根足够长的水平放置的平行的光滑金属导轨，导轨电阻不计，间距为L ，导轨间电阻为R 。PQ 右侧区域处于垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度大小为B ；PQ 左侧区域两导轨间有一面积为S 的圆形磁场区，该区域内磁感应强度随时间变化的图象如图乙所示，取垂直纸面向外为正方向，图象中B 0和t 0都为已知量。一根电阻为r 、质量为m 的导体棒置于导轨上，0?t 0时间内导体棒在水平外力作用下处于静止状态，t 0时刻立即撤掉外力，同时给导体棒瞬时冲量，此后导体棒向右做匀速直线运动，且始终与导轨保持良好接触。求： (1)0~t 0时间内导体棒ab 所受水平外力的大小及方向 (2)t 0时刻给导体棒的瞬时冲量的大小 【答案】(1) ()00=BB SL t F R r + 水平向左 (2) 00 mB S BLt 【解析】 【详解】 (1)由法拉第电磁感应定律得 ： 010 B S BS E t t t ?Φ?= ==?? 所以此时回路中的电流为： () 1 00B S E I R r R r t = =++ 根据右手螺旋定则知电流方向为a 到b. 因为导体棒在水平外力作用下处于静止状态，故外力等于此时的安培力，即： () 00==BB SL F F BIL R t r = +安 由左手定则知安培力方向向右，故水平外力方向向左. (2)导体棒做匀速直线运动，切割磁感线产生电动势为： 2E BLv = 由题意知： 12E E = 所以联立解得：

00 B S v BLt = 所以根据动量定理知t 0时刻给导体棒的瞬时冲量的大小为： 00 0mB S I mv BLt =-= 答：(1)0~t 0时间内导体棒ab 所受水平外力为() 00= BB SL t F R r +，方向水平向左. (2)t 0时刻给导体棒的瞬时冲量的大小 00 mB S BLt 2．如图所示，在垂直纸面向里的磁感应强度为B 的有界矩形匀强磁场区域内，有一个由均匀导线制成的单匝矩形线框abcd ，线框平面垂直于磁感线。线框以恒定的速度v 沿垂直磁场边界向左运动，运动中线框dc 边始终与磁场右边界平行，线框边长ad =l ，cd =2l ，线框导线的总电阻为R ，则线框离开磁场的过程中，求： （1）线框离开磁场的过程中流过线框截面的电量q ； （2）线框离开磁场的过程中产生的热量 Q ； （3）线框离开磁场过程中cd 两点间的电势差U cd ． 【答案】（1）22Bl q R =（2） 234B l v Q R =（3）43cd Blv U = 【解析】 【详解】 (1)线框离开磁场的过程中,则有： 2E B lv = E I R = q It = l t v = 联立可得：2 2Bl q R = (2)线框中的产生的热量： 2Q I Rt =

高三电磁感应题

高三电磁感应题 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

电磁感应一、本章知识结构

二、高考热点分析 电磁感应是高考的重点章节.楞次定律和法拉第电磁感应定律是每年必考的热点.甚至在1份高考试卷中出现多个这部分的试题.特别是与动力学、磁场及电路相综合的大型试题，在近年的高考试卷中频频出现。因而在复习中必须予以高度重视，在彻底理解有关概念和规律的基础上，有意识地加强此类综合题训练的力度，力争达到对各种题型的求解方法都心中有数。 （一）高考知识热点 1.电磁感应条件,楞次定律,右手定则. 2.法拉第电磁感应定律. 3.自感现象 （二）高考能力热点 1.熟练运用右手定则、楞次定律灵活解决各类感应电动势、感应电流的方向问题. 2.电磁感应中的能量转化及动态变化分析. 三、学习方法指导 1.本章的重点可概括为一个条件（电磁感应产生的条件）和二个定律（楞次定律、法拉第电磁感应定律）。难点表现在两个方面：一是正确理解楞次定律中“阻碍”的含义；二是灵活运用动力学观点和能的转化与守恒的观点解决电磁感应问题。 2.应正确理解楞次定律中“阻碍”的含义

“阻碍”既不是“阻止”也不是“削弱”，应理解为是反抗磁通量的变化，即当磁通量增加时是反抗其增加但又不能阻止总磁通量的增加；当磁通量减少时是反抗其减少但又不能阻止总磁通量的减少，因此其作用的实质是延缓了磁通量的变化。 3.关于法拉第电磁感应定律 法拉第电磁感应定律的表达式为 E = n t ??Φ .当由于面积变化而引起感应电动势, E =nB t S ??;当由于磁场变化而引起感应电动势, E =n S t B ??;当由于线圈自身电流变化而引起感应电动势, E 自=t I L ??;当由 于感应电场作用,使电荷定向运动形成电流,在Δt 时间内迁移的电量q=R t R E ?Φ = ? 4.电磁感应过程的实质是能量的转化 ⑴通过克服磁场力做功，把机械能转化为电能。即：W 安=?E 电。 ⑵楞次定律是能量守恒在电磁感应中的表现形式,电磁感应现象中的所谓“增反减同”、“来拒去留”都是能量守恒的必然结果。 5.电磁感应现象中的运动导体在达到稳定之前,由于其受到的磁场力、合外力的变化，导致加速度、速度发生变化，反过来又引起感应电流、磁场力及合外力的变化，最终可使导体达到稳定状态。这种动态分析的关键是综合运用动力学与运动学的相关规律进行缜密的逻辑推理,一般对其中导体运动情况分析时用动力学方法,对变加速过程处理时采用能量守恒求解.

2020高考物理 专题9电磁感应热点分析与预测 精品

2020高考物理热点分析与预测专题9·电磁感应 一、2020大纲解读 本专题涉及的考点有：电磁感应现象、磁通量、法拉第电磁感应定律、楞次定律、导体切割磁感线时的感应电动势、右手定则、自感现象、日光灯等．《2020考试大纲》对自感现象等考点为Ⅰ类要求，而对电磁感应现象、磁通量、法拉第电磁感应定律、楞次定律、导体切割磁感线时的感应电动势、右手定则等考点为Ⅱ类要求． 电磁感应是每年高考考查的重点内容之一，电磁学与电磁感应的综合应用是高考热点之一，往往由于其综合性较强，在选择题与计算题都可能出现较为复杂的试题．电磁感应的综合应用主要体现在与电学知识的综合，以导轨+导体棒模型为主，充分利用电磁感应定律、楞次定律、安培力、直流电路知识、磁场知识等多个知识点，可能以图象的形式进行考查，也可能是求解有关电学的一些物理量（如电量、电功率或电热等）．同时在求解过程中通常也会涉及力学知识，如物体的平衡条件（运动最大速度求解）、牛顿运动定律、动能定理、动量守恒定理（双导体棒）及能量守恒等知识点．电磁感应的综合应用突出考查了考生理解能力、分析综合能力，尤其是考查了从实际问题中抽象概括构建物理模型的创新能力． 二、重点剖析 电磁感应综合应用的中心是法拉第电磁感应定律，近年来的高考中，电磁感应的考查主要是通过法拉第电磁感应定律再综合力、热、静电场、直流电路、磁场等知识内容，有机地把力与电磁结合起来，具体反映在以下几个方面： 1．以电磁感应现象为核心，综合应用力学各种不同的规律（如牛顿运动定律、动量守恒定律、动能定理）等内容形成的综合类问题．通常以导体棒或线圈为载体，分析导体棒在磁场中因电磁感应现象对运动情况的影响，解决此类问题的关键在于运动情况的分析，特别是最终稳定状态的确定，利用物体的平衡条件可求最大速度之类的问题，利用动量观点可分析双导体棒运动情况． 2．电磁感应与电路的综合问题，关键在于电路结构的分析，能正确画出等效电路图，并结合电学知识进行分析、求解．求解过程中首先要注意电源的确定．通常将切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路作为等效电源．若产生感应电动势是由几个相互联系部分构成时，可视为电源的串联与并联．其次是要能正确区分内、外电路，通常把产生感应电动势那部分电路视为内电路．最后应用全电路欧姆定律及串并联电路的基本性质列方程求解． 3．电磁感应中的能量转化问题 电磁感应过程实质是不同形式的能量转化的过程，而能量的转化则是通过安培力做功的形式而实现的，安培力做功的过程，是电能转化为其他形式的能的过程，“外力”克服安培力做功，则是其他形式的能转化为电能的过程．求解过程中主要从以下三种思路进行分析：①利用安培力做功求解，电磁感应中产生的电能等于克服安培力所做的功．注意安培力应为恒力．②利用能量守恒求解，开始的机械能总和与最后的机械能总和之差等于产生的电能．适用于安培力为变力．③利用电路特征来求解，通过电路中所产生的电能来计算． 4．电磁感应中的图象问题 电磁感应的图象主要包括B-t图象、Φ-t图象、E-t图象和I-t图象，还可能涉及感应电动势E和感应电流I随线圈位移x变化的图象，即E-x图象和I-x图象．一般又可把图象问题分为两类：①由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图象．②由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应的物理量．解答电磁感应中的图象问题的基本方法是利用右手定则、楞次定律和法拉第电磁感应定律等规律分析解答． 三、高考考点透视 1．电磁感应中的力和运动 例1．磁悬浮列车是一种高速低耗的新型交通工具。它的驱动系统简化为如下模型，固定在列车下端的动力绕组可视为一个矩形纯电阻金属框，电阻为R，金属框置于xOy平面内，长边MN长为l，平行于y轴，宽为d的NP边平行于x轴，如图1所示。列车轨道沿Ox方向，轨道区域内存在垂直于金属框平面的磁场，磁

2015年高三电磁感应专题复习(附答案)

图3 2015年高考电磁感应专题复习（附答案） 一、选择题 1、（2014上海）如图，匀强磁场垂直于软导线回路平面，由于磁场发生变化，回路变为圆形。则磁场：（ ） A ．逐渐增强，方向向外 B ．逐渐增强，方向向里 C ．逐渐减弱，方向向外 D ．逐渐减弱，方向向里 2、(2014·新课标全国卷Ⅰ) 在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是：（ ） A ．将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化 B ．在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化 C ．将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表的变化 D ．绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化 3、如图3所示，小灯泡正常发光，现将一与螺线管等长的软铁棒沿管的轴线迅速插入螺线管内，小灯泡的亮度如何变化：（ ） A ．不变 B ．变亮 C ．变暗 D ．不能确定 4、（2014·江苏卷）如图所示，一正方形线圈的匝数为n ，边长为a ，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中．在Δt 时间内，磁感应强度的方向不变，大小由B 均匀地增大到2B .在此过程中，线圈中产生的感应电动势为：（ ） A.Ba 22Δt B.nBa 22Δt C.nBa 2Δt D.2nBa 2 Δt 5、（2014·山东卷）如图所示，一端接有定值电阻的平行金属轨道固定在水平面内，通有恒定电流的长直绝缘导线垂直并紧靠轨道固定，导体棒与轨道垂直且接触良好，在向右匀速通过M 、N 两区的过程中，导体棒所受安培力分别用F M 、F N 表示．不计轨道电阻．以下叙述正确的是：（ ） A ．F M 向右 B ．F N 向左 C ．F M 逐渐增大 D ．F N 逐渐减小 6、（2014·四川卷） 如图所示，不计电阻的光滑U 形金属框水平放置，光滑、竖直玻璃挡板H 、P 固定在框上，H 、P 的间距很小．质量为0.2 kg 的细金属杆CD 恰好无挤压地放在两挡板之间，与金属框接触良好并围成边长为1 m 的正方形，其有效电阻为0.1 Ω.此时在整个空间加方向与水平面成30°角且与金属杆垂直的匀强磁场，磁感应强度随时间变化规律是B ＝(0.4－0.2t ) T ，图示磁场方向为正方向．框、挡板和杆不计形变．则：（ ） A ．t ＝1 s 时，金属杆中感应电流方向从C 到D B ．t ＝3 s 时，金属杆中感应电流方向从D 到C C ．t ＝1 s 时，金属杆对挡板P 的压力大小为0.1 N D ．t ＝3 s 时，金属杆对挡板H 的压力大小为0.2 N 7、（2014·安徽卷） 英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发感生电场．如

电磁感应篇高考模拟试题

2015年电磁感应篇高考模拟试题11．(2003年上海综合能力测试理科用)唱卡拉OK用的话筒，内有传感器。其中有一种是 动圈式的，它的工作原理是在弹性膜片后面 粘接一个轻小的金属线圈，线圈处于永磁体 的磁场中，当声波使膜片前后振动时，就将 声音信号转变为电信号。下列说法正确的是 （） A 该传感器是根据电流的磁效应工作的 B 该传感器是根据电磁感应原理工作的 C 膜片振动时，穿过金属线圈的磁通量不变 D 膜片振动时，金属线圈中不会产生感应电动势 28．(2001年粤豫综合能力测试)有一种高速磁悬浮列车的设计方案是在每节车厢底部安装 强磁铁（磁场方向向下），并在两条铁轨之 间沿途平放—系列线圈。下列说法中不正确 ．．．

的是（） A 当列车运动时，通过线圈的磁通量会发生变化 B 列车速度越快，通过线圈的磁通量变化越快 C 列车运动时，线圈中会产生感应电流 D 线圈中的感应电流的大小与列车速度无关 15．(2002年上海综合能力 测试理科用)右图是一 种利用电磁原理制作的 充气泵的结构示意图。其工作原理类似打点 计时器。当电流从电磁铁的接线柱a流入，吸引小磁铁向下运动时，以下选项中正确的 是（） A．电磁铁的上端为N极，小磁铁的下端为N极

B．电磁铁的上端为S极，小磁铁的下端为S极 C．电磁铁的上端为N极，小磁铁的下端为S极 D．电磁铁的上端为S极，电磁铁的下端为N极 19．(2004全国理综)一直升飞机停在南半球的 地磁极上空。该处地磁 B 场的方向竖直向上，磁 感应强度为B。直升飞机 螺旋桨叶片的长度为l， 螺旋桨转动的频率为f，顺着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨按顺时针方向转动。螺旋桨叶片的近轴端为a，远轴端为b，如图所示。如果忽略a到转轴中心线的距离，用ε表示每个叶片中的感应电动势，则( )

高考物理大题突破--电磁感应(附答案)

1、（2011上海(14 分)电阻可忽略的光滑平行金属导轨长S=1.15m ，两导轨间距L =0.75 m ，导轨倾角为30°，导轨上端ab 接一阻值R=1.5Ω的电阻，磁感应强度B=0.8T 的匀强磁场垂直轨道平面向上。阻值r=0.5Ω，质量m=0.2kg 的金属棒与轨道垂直且接触良好，从轨道上端ab 处由静止开始下滑至底端，在此过程中金属棒产生的焦耳热0.1r Q J =。(取210/g m s =)求：(1)金属棒在此过 程中克服安培力的功W 安；(2)金属棒下滑速度2/v m s =时 的加速度a ．3)为求金属棒下滑的最大速度m v ，有同学解答如下由动能定理21-=2 m W W mv 重安，……。由此所得结果是否正确？若正确，说明理由并完成本小题；若不正确，给出正确的解答。 解析：（1）下滑过程中安培力的功即为在金属棒和电阻上产生的焦耳热，由于3R r =，因此30.3()R r Q Q J == ∴=0.4()R r W Q Q Q J =+=安 （2）金属棒下滑时受重力和安培力22 =B L F BIL v R r =+安 由牛顿第二定律22 sin 30B L mg v ma R r ?-=+∴ 2222210.80.752sin 3010 3.2(/)()20.2(1.50.5)B L a g v m s m R r ??=?-=?-=+?+ (3)此解法正确。金属棒下滑时重力和安培力作用，其运动满足22 sin 30B L mg v ma R r ?-=+ 上式表明，加速度随速度增加而减小，棒作加速度减小的加速运动。无论最终是否达到匀速，当棒到达斜面底端时速度一定为最大。由动能定理可以得到棒的末速度，因此上述解法正确。21sin 302m mgS Q mv ?-= ∴ 2.74(/)m v m s === 2、(2011重庆第).（16分）有人设计了一种可测速的跑步机，测速原理如题23图所示，该机底面固定有间距为L 、长度为d 的平行金属电极。电极间充满磁感应强度为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场，且接有电压表和电阻R ,绝缘橡胶带上 镀有间距为d 的平行细金属条，磁场中始终仅有一 根金属条，且与电极接触良好，不计金属电阻，若 橡胶带匀速运动时，电压表读数为U ,求： （1）橡胶带匀速运动的速率；（2）电阻R 消耗的电 功率；（3）一根金属条每次经过磁场区域克服安培 力做的功。 解析：（1）设电动势为E ，橡胶带运动速率 为v 。由：BLv E =，U E =，得：BL U v =

高三物理电磁感应专项训练题一

2011届北京市各区高三物理期末考试分类汇编－－电磁感 应 （房山）14如图所示，为两个有界匀强磁场，磁感应强度大小均为B ，方向分别垂直纸面向里和向外，磁场宽度均为L ，距磁场区域的左侧L 处，有一边长为L 的正方形导体线框，总电阻为R ，且线框平面与磁场方向垂直，现用外力F 使线框以速度v 匀速穿过磁场区域，以初始位置为计时起点，规定：电流沿逆时针方向时的电动势E 为正，磁感线垂直纸面向里时磁通量Φ的方向为正，外力F 向右为正。则以下关于线框中的磁通量Φ、感应电动势E 、外力F 和电功率P 随时间变化的图象正确的是 D （房山）21、如图甲所示， 光滑且足够长的平行金属导轨MN 、PQ 固定在同一水平面上，两导轨间距L =0.3m 。导轨电阻忽略不计，其间连接有固定电阻R =0.4Ω。导轨上停放一质量m =0.1kg 、电阻r =0.2Ω的金属杆ab ，整个装置处于磁感应强度B =0.5T 的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。利用一外力F 沿水平方向拉金属杆ab ，使之由静止开始运动，电压传感器可将R 两端的电压U 即时采集并输入电脑，获得电压U 随时间t 变化的关系如图乙所示。 （1）试证明金属杆做匀加速直线运动，并计算加速度的大小； （2）求第2s 末外力F 的瞬时功率； （3）如果水平外力从静止开始拉动杆2s 所做的功为0.3J ，求回路中定值电阻R 上产生的焦耳热是多少。 （房山）21、 （1）设路端电压为U ，金属杆的运动速度为v ，则感应电动势E = BLv ，……………………1分 甲 乙 a P 接电脑t/s 0 0.5 1.0 1.5 2.0

高三物理电磁感应知识点

届高三物理电磁感应知识点 物理二字出现在中文中，是取格物致理四字的简称，即考察事物的形态和变化，总结研究它们的规律的意思。小编准备了高三物理电磁感应知识点，具体请看以下内容。 1.电磁感应现象 电磁感应现象：利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流。 (1)产生感应电流的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化，即0。 (2)产生感应电动势的条件：无论回路是否闭合，只要穿过线圈平面的磁通量发生变化，线路中就有感应电动势。产生感应电动势的那部分导体相当于电源。 (3)电磁感应现象的实质是产生感应电动势，如果回路闭合，则有感应电流，回路不闭合，则只有感应电动势而无感应电流。 2.磁通量 (1)定义：磁感应强度B与垂直磁场方向的面积S的乘积叫做穿过这个面的磁通量，定义式：=BS。如果面积S与B不垂直，应以B乘以在垂直于磁场方向上的投影面积S，即=BS，国际单位：Wb 求磁通量时应该是穿过某一面积的磁感线的净条数。任何一个面都有正、反两个面;磁感线从面的正方向穿入时，穿过

该面的磁通量为正。反之，磁通量为负。所求磁通量为正、反两面穿入的磁感线的代数和。 3.楞次定律 (1)楞次定律：感应电流的磁场，总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。楞次定律适用于一般情况的感应电流方向的判定，而右手定则只适用于导线切割磁感线运动的情况，此种情况用右手定则判定比用楞次定律判定简便。 (2)对楞次定律的理解 ①谁阻碍谁---感应电流的磁通量阻碍产生感应电流的磁通量。 ②阻碍什么---阻碍的是穿过回路的磁通量的变化，而不是磁通量本身。③如何阻碍---原磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反;当原磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，即增反减同。④阻碍的结果---阻碍并不是阻止，结果是增加的还增加，减少的还减少。 (3)楞次定律的另一种表述：感应电流总是阻碍产生它的那个原因，表现形式有三种： ①阻碍原磁通量的变化;②阻碍物体间的相对运动;③阻碍 原电流的变化(自感)。 4.法拉第电磁感应定律 电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。表达式E=n/t

高考物理大题突破--电磁感应(附答案)

1、（2011(14 分)电阻可忽略的光滑平行金属导轨长S=1.15m ，两导轨间距L =0.75 m ，导轨倾角为30°，导轨上端ab 接一阻值R=1.5Ω的电阻，磁感应强度B=0.8T 的匀强磁场垂直轨道平面向上。阻值r=0.5Ω，质量m=0.2kg 的金属棒与轨道垂直且接触良好，从轨道上端ab 处由静止开始下滑至底端，在此过程中金属棒产生的焦耳热0.1r Q J =。(取 210/g m s =)求：(1)金属棒在此过程中克服安培力的功W 安；(2)金属棒下滑速度2/v m s =时的加速度a ．3)为求金 属棒下滑的最大速度m v ，有同学解答如下由动能定理21 -=2 m W W mv 重安，……。由此所得结果是否正确？若正确，说明理由并完成本小题；若不正确，给出正确的解答。 2、(2011第).（16分）有人设计了一种可测速的跑步机，测速原理如题23图所示，该机底面固定有间距为L 、长度为d 的平行金属电极。电极间充满磁感应强度为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场，且接有电压表和电阻R ,绝缘橡胶带上镀有间距为d 的平行细金属条，磁场中始终仅有一根金属条，且与电极接触良好，不计金属电阻，若橡胶带匀速运动时，电压表读数为U ,求： （1）橡胶带匀速运动的速率；（2）电阻R 消耗的电功率；（3）一根金属条每次经过磁场区域克服安培力做的功。 3、（2010年）．（15分）如图所示，两足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距为L ，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m、有效电阻为R的导体棒在距磁场上边界h处静止释放．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I．整个运动过程中，导体棒与导轨接触良好，且始终保持水平，不计导轨的电阻．求：（1）磁感应强度的大小B； （2）电流稳定后，导体棒运动速度的大小v； （3）流以电流表电流的最大值I m． 4、（2010）（19）如图所示，两条平行的光滑金属导轨固定在倾角为θ的绝缘斜面上，导轨上端连接一个定值电阻。导体棒a和b放在导轨上，与导轨垂直并良好接触。斜面上水平虚线PQ以下区域，存在着垂直穿过斜面向上的匀强磁场。现对a棒施以平行导轨斜向上的拉力，使它沿导轨匀速向上运动，此时放在导轨下端的b棒恰好静止。当a棒运动到磁场的上边界PQ处时，撤去拉力，a棒将继续沿导轨向上运动一小段距离后再向选滑动，此时b棒已滑离导轨。当a 棒再次滑回到磁场边界PQ处时，又恰能沿导轨匀速向下运动。已知a棒、b棒和定值电阻的阻值均为R,b棒的质量为m，重力加速度为g，导轨电阻不计。求 （1）a棒在磁场中沿导轨向上运动的过程中，a棒中的电流强度I，与定值电阻R中的电流强度I R之比； （2）a棒质量m a; （3）a棒在磁场中沿导轨向上运动时所受的拉力F。 5、(2011).如图所示，间距l=0.3m的平行金属导轨a1b1c1和a2b2c2分别固定在两个竖直面，在水平面a1b1b2a2区域和倾 37的斜面c1b1b2c2区域分别有磁感应强度B1=0.4T、方向竖直向上和B2=1T、方向垂直于斜面向上的匀强磁场。角θ=? 电阻R=0.3Ω、质量m1=0.1kg、长为l 的相同导体杆K、S、Q分别放置在导轨上，S杆的两端固定在b1、b2点，K、Q

2020年上海高三物理一模 电磁感应专题汇编

上海市各区县2020届高三物理一模电磁感应试题专题分类精编 一、选择题 1. （2020松江区 第8题）“楞次定律”是下列哪个定律在电磁感应现象中的具体表现（ ） A ．能量守恒定律 B ．欧姆定律 C ．牛顿第一定律 D ．库仑定律 2. （2020崇明区 第10题）如图，在薄金属圆筒表面上通以环绕圆筒、分布均匀的恒定电流时，由于 受磁场力的作用，该圆筒的形变趋势为 A ．沿轴线上下压缩，同时沿半径向内收缩 B ．沿轴线上下拉伸，同时沿半径向内收缩 C ．沿轴线上下压缩，同时沿半径向外膨胀 D ．沿轴线上下拉伸，同时沿半径向外膨胀 3. （2020黄浦区 第10题）位于磁场中的甲、乙两个矩 形金属线框可绕各自的轴转动，两根导线将两个线框按如图方式连接。现用外力使甲线框顺时针方向转动。某时刻甲、乙线框恰处于如图所示的位置。设此时乙线框的ab 边受到的安培力为F ，则 （A ）F 向上，乙线框表示电动机的原理 （B ）F 向上，乙线框表示发电机的原理 （C ）F 向下，乙线框表示电动机的原理 （D ）F 向下，乙线框表示发电机的原理 4. （2020静安区 第12题）如图，通电导线MN 与单匝矩形线圈abcd 共面，位 置靠近ab 且相互绝缘。当MN 中电流突然减小时，线圈产生的感应电流I ，线圈所受安培力的合力为F ，则I 和F 的方向为 （A ）I 顺时针，F 向左 （B ）I 顺时针，F 向右 （C ）I 逆时针，F 向左 （D ）I 逆时针，F 向右 5. （2020虹口区 第9题）如图所示，水平放置的条形磁铁中央，有一闭合金属弹性圆环，条形磁铁中心线与圆环的轴线重合。现将圆环沿半径向外均匀扩大，则（ ） A ．穿过圆环的磁通量增大 B ．圆环中无感应电流 C ．从左往右看，圆环中产生顺时针方向的感应电流 D ．圆环受到磁铁的作用力沿半径向外 6. （2020浦东新区 第6题）如图所示，长直导线中通有向右的电流I ，金属线圈①与直导线垂直放置 于其正下方，线圈②中心轴线与直导线重合，线圈③直径与直导线重合，线圈④与直导线共面放置于其正下方。在电流I 均匀增大的过程中 （A ）从左向右看，线圈①中产生顺时针方向电流 （B ）从左向右看，线圈②中产生逆时针方向电流 N S ① ② ④ ③ I I 甲 N S 乙 N S a b

2020届高考物理二轮复习 专题四 电路与电磁感应 提升训练15 电磁感应的综合问题

提升训练15 电磁感应的综合问题 1.一实验小组想要探究电磁刹车的效果。在遥控小车底面安装宽为L、长为 2.5L的N匝矩形线框,线框电阻为R,面积可认为与小车底面相同,其平面与水平地面平行,小车总质量为m。其俯视图如图所示,小车在磁场外行驶时的功率保持P不变,且在进入磁场前已达到最大速度,当车头刚要进入磁场时立即撤去牵引力,完全进入磁场时速度恰好为零。已知有界磁场PQ和MN间的距离为2.5L,磁感应强度大小为B,方向竖直向上,在行驶过程中小车受到地面阻力恒为F f。求: (1)小车车头刚进入磁场时,线框的感应电动势E; (2)电磁刹车过程中产生的焦耳热Q; (3)若只改变小车功率,使小车刚出磁场边界MN时的速度恰好为零,假设小车两次与磁场作用时间相同,求小车的功率P'。 2.(2017浙江义乌高三模拟)如图所示,固定在上、下两层水平面上的平行金属导轨MN、M'N'和OP、O'P'间距都是l,二者之间固定有两组竖直半圆形轨道PQM和P'Q'M',它们是用绝缘材料制成的,两轨道间距也均为l,且PQM和P'Q'M'的竖直高度均为4R,两组半圆形轨道的半径均为R。轨道的QQ'端、MM'端的对接狭缝宽度可忽略不计,图中的虚线为绝缘材料制成的固定支架。下层金属导轨接有电源,当将一金属杆沿垂直导轨方向搭接在两导轨上时,将有电流从电源正极流出,经过导轨和金属杆流回电源负极。此时金属杆将受到导轨中电流所形成磁场的安培力作用而运动。运动过程中金属杆始终与导轨垂直,且接触良好。当金属杆由静止开始向右运动4R到达水平导轨末端PP'位置时其速度大小v P=4。已知金属杆质量为m,两轨道间的磁场可视为匀强磁场,其磁感应强度与电流的关系为B=kI(k为已知常量),金属杆在下层导轨的运动可视为匀加速运动,运动中金属杆所受的摩擦阻力、金属杆和导轨的电阻均可忽略不计。 (1)求金属杆在下层导轨运动过程中通过它的电流大小。

近十年年高考物理电磁感应压轴题

θ v 0 x y O M a b B N 电磁感应 2006年全国理综 (北京卷) 24．（20分）磁流体推进船的动力来源于电流与磁场间的相互作用。图1是平静海面上某 实验船的示意图，磁流体推进器由磁体、电极和矩形通道（简称通道）组成。 如图2所示，通道尺寸a ＝，b ＝、c ＝。工作时，在通道内沿z 轴正方向加B ＝的匀强磁 场；沿x 轴正方向加匀强电场，使两金属板间的电压U ＝；海水沿y 轴正方向流过通道。已知海水的电阻率ρ＝Ω·m 。 （1）船静止时，求电源接通瞬间推进器对海水推力的大小和方向； （2）船以v s ＝s 的速度匀速前进。若以船为参照物，海水以s 的速率涌入进水口由于通 道的截面积小球进水口的截面积，在通道内海水速率增加到v d ＝s 。求此时两金属板间的感应电动势U 感。 （3）船行驶时，通道中海水两侧的电压U / ＝U －U 感计算，海水受到电磁力的80%可以转 化为对船的推力。当船以v s ＝s 的船速度匀速前进时，求海水推力的功率。 解析24.(20分) （1）根据安培力公式,推力F 1=I 1Bb ，其中I 1= R U ,R ＝ρac b 则F t = 8.796==B p U Bb R U ac N 对海水推力的方向沿y 轴正方向(向右) （2）U 感=Bu 感b= V （3）根据欧姆定律，I 2= 600)('4=-=pb ac b Bv U R U A 安培推力F 2＝I 2Bb ＝720 N

推力的功率P ＝Fv s ＝80%F 2v s ＝2 880 W 2006年全国物理试题（江苏卷） 19．（17分）如图所示，顶角θ=45°，的金属导轨 MON 固定在水平面内，导轨处在方向竖直、磁感应强度为B 的匀强磁场中。一根与ON 垂直的导体棒在水平外力作用下以恒定速度v 0沿导轨MON 向左滑动，导体棒的质量为m ，导轨与导体棒单位长度的电阻均匀为r 。导体棒与导轨接触点的a 和b ，导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触。t =0时，导体棒位于顶角O 处，求： （1）t 时刻流过导体棒的电流强度I 和电流方向。 （2）导体棒作匀速直线运动时水平外力F 的表达式。 （3）导体棒在0～t 时间内产生的焦耳热Q 。 （4）若在t 0时刻将外力F 撤去，导体棒最终在导轨上静止时的坐标x 。 19．（1）0到t 时间内，导体棒的位移 x ＝t t 时刻，导体棒的长度 l ＝x 导体棒的电动势 E ＝Bl v 0 回路总电阻 R ＝(2x ＋2x )r 电流强度 022E I R r ＝＝（＋） 电流方向 b →a （2） F ＝BlI ＝22 02 22E I R r ＝＝（＋） （3）解法一 t 时刻导体的电功率 P ＝I 2 R ＝23 02 22E I R r ＝＝（＋） ∵P ∝t ∴ Q ＝2P t ＝232 02 2(22E I R r ＝＝＋） 解法二 t 时刻导体棒的电功率 P ＝I 2 R 由于I 恒定 R / ＝v 0rt ∝t

电磁感应高考题大题综合

电磁感应电路问题 一、平行导轨，匀强磁场 (1990年全国) 32．参考解答:把PQ作为电源,阻为R,电动势为εε=Blv……………1． 评分标准:全题7分.正确列出1．式得1分.正确得出2．、3．、4．、5．式各得1分.正确得出aP段中电流的大小和流向再各得1分. （2005年）34.(7分)如图所示，水平面上有两根相距0.5m的足够长的平行金属导轨MN和PQ，它们的电阻可忽略不计，在M和P之间接有阻值为R的定值电阻，导体棒ab长l＝0.5m，其电阻为r，与导轨接触良好.整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B＝0.4T.现使ab以v ＝10m／s的速度向右做匀速运动. (1)ab中的感应电动势多大? (2)ab中电流的方向如何? (3)若定值电阻R＝3，OΩ,导体棒的电阻r＝1.O Ω,，则电路电流大? 34.（共7分） （1）ab中的感应电动势为：① 代入数据得：E=2.0V ② （2）ab中电流方向为b→a （3）由闭合电路欧姆定律，回路中的电流E I R r = + ③ 代入数据得：I＝0.5A ④ 评分标准：本题7分，其中第（1）问2分，第二问2分，第三问3分。 第（1）问中①、②各1分。第（2）问中，正确得出ab中电流的方向给2分。第（3）问中，③式给2分，④式给1分。 （2008年全国2卷）24．（19分）如图，一直导体棒质量为m、长为l、电阻为r，其两端放在位于水平面间距也为l的光滑平行导轨上，并与之密接；棒左侧两导轨之间连接一可控制的负载电阻（图中未画出）；导轨置于匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于导轨所在平面。开始时，给导体棒一个平行于导轨的初速度v0。在棒的运动

高考物理专题电磁感应中的动力学和能量综合问题及参考复习资料

高考专题：电磁感应中的动力学和能量综合问题 一.选择题。（本题共6小题，每小题6分，共36分。1—3为单选题,4—6为多选题） 1.如图所示，“U ”形金属框架固定在水平面上，处于竖直向下的匀强磁场中棒以水平初速度v 0向右运动，下列说 法正确的是( ) 棒做匀减速运动 B.回路中电流均匀减小 点电势比b 点电势低 棒受到水平向左的安培力 2.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行。已知在0到1的时间间隔内，直导线中电流i 发生某种变化，而线框中感应电流总是沿顺时针方向；线框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右。设电流i 正方向与图中箭头方向相同，则i 随时间t 变化的图线可能是( ) 3.如图所示，在光滑水平桌面上有一边长为L 、电阻为R 的正方形导线框；在导线框右侧有一宽度为d(d>L)的条形匀强磁场区域，磁场的边界 与导线框的一边平行，磁场方向竖直向下.导线框以某一初速度向右运动＝0时导线框的右边恰与磁场的左边界重合，随后导线框进入并通过磁场区域.下列v -t 图象中，可能正确描述上述过程的是( ) A B C D 4.如图1所示，两根足够长、电阻不计且相距L ＝0.2 m 的平行金属导轨固定在倾角θ＝37°的绝缘斜面上，顶端接有一盏额定电压U ＝4 V 的小灯泡，两导轨间有一磁感应强度大小B ＝5 T 、方向垂直斜面向上的匀强磁场．今将一根长为L 、质量为m ＝0.2 、电阻r ＝1.0 Ω的金属棒垂直于导轨放置在顶端附近无初速度释放，金属棒与导轨接触良好，金属棒 与导轨间的动摩擦因数μ＝0.25，已知金属棒下滑到速度稳定时，小灯泡恰能正常发光，重力加速度g 取10 2， 37°＝0.6， 37°＝0.8，则( ) 班级 姓名 出题者 徐利兵 审题者 得分 密 封 线

近三年高考电磁感应

（2014全国一卷）在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是 A.将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化 B.在一通电线圈旁放置一连有电流表的线圈，然后观察电流表的变化 C.将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表相连。往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表的变化 D.绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化 （2014全国卷一）如图(a)，线圈ab、cd绕在同一软铁芯上，在ab线圈中通以变化的电流，用示波器测得线圈cd间的电压如图(b)所示。已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比，则下列描述线圈ab中电流随时间变化关系的图中，可能正确的是 （2015全国卷一）1824年，法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”实验中 将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图所示。实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后。下列说法正确的是（） A.圆盘上产生了感应电动势 B.圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动 C.在圆盘转动过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化 D..在圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场导致磁针转动

P S Q M 北 南 N S （2017全国卷一）扫描对到显微镜（STM ）可用来探测样品表面原子尺寸上的形貌，为了 有效隔离外界震动对STM 的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小震动，如图所示，无扰动时，按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场；出现扰动后，对于紫铜薄板上下及其左右震动的衰减最有效的方案是 （2018全国卷一）如图，导体轨道OPQS 固定，其中PQS 是半圆弧，Q 为半圆弧的中点，O 为圆心。轨道的电阻忽略不计。OM 是有一定电阻、可绕O 转动的金属 杆，M 端位于PQS 上，OM 与轨道接触良好。空间存在与半圆所在平面垂直的匀强磁场，磁感应强度的大小为B 。现使OM 从OQ 位置以恒定的角速度逆时针转到OS 位置并固定（过程I ）；再使磁感应强度的大小以一定的变化率从B 增加到B '（过程II ）。在过程I 、II 中，流过OM 的电荷量相等，则 B B '等于 A ．54 B ．32 C ．74 D ．2 （2018全国卷一）如图，两个线圈绕在同一根铁芯上，其中一线圈通过开关与电源连接， 另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路。将一小磁针悬挂在直导线正上方，开关未闭合时小磁针处于静止状态。下列说法正确的是 A ．开关闭合后的瞬间，小磁针的N 极朝垂直纸面向里的方向转动 B ．开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N 极指向垂直纸面向里的方向 C ．开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N 极指向垂直纸面向外的方向 D ．开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小磁针的N 极朝垂直纸面向外的方向转 动 （2019全国卷一）空间存在一方向与直面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，其边界如图（a ）

高中物理电磁感应专题复习

电磁感应·专题复习 一. 知识框架： 二. 知识点考试要求： 知识点 要求 1. 右手定则 B 2. 楞次定律 B 3. 法拉第电磁感应定律 B 4. 导体切割磁感线时的感应电动势 B 5. 自感现象 A 6. 自感系数 A 7. 自感现象的应用 A 三. 重点知识复习： 1. 产生感应电流的条件 （1）电路为闭合回路 （2）回路中磁通量发生变化?φ≠0 2. 自感电动势 （1）E L I t 自=? ?? （2）L —自感系数，由线圈本身物理条件（线圈的形状、长短、匝数，有无铁芯等）决定。 （2）自感电动势的作用：阻碍自感线圈所在电路中的电流变化。 （4）应用：<1>日光灯的启动是应用E 自 产生瞬时高压 <2>双线并绕制成定值电阻器，排除E 自 影响。 3. 法拉第电磁感应定律 （1）表达式：E N t =??φ N —线圈匝数；?φ—线圈磁通量的变化量，?t —磁通量变化时间。

（2）法拉第电磁感应定律的几个特殊情况： i ）回路的一部分导体在磁场中运动，其运动方向与导体垂直，又跟磁感线方向垂直时，导体中的感应电动势为E B l v = 若运动方向与导体垂直，又与磁感线有一个夹角α时，导体中的感应电动势为：E B l v =s i n α ii ）当线圈垂直磁场方向放置，线圈的面积S 保持不变，只是磁场的磁感强度均匀变化时线圈中的感应电动势为E B t S = ?? iii ）若磁感应强度不变，而线圈的面积均匀变化时，线圈中的感应电动势为：E B S t =?? iv ）当直导线在垂直匀强磁场的平面，绕其一端作匀速圆周运动时，导体中的感应电动势为：E Bl =12 2ω 注意： （1）E B l v =s i n α用于导线在磁场中切割磁感线情况下，感应电动势的计算，计算的是切割磁感线的导体上产生的感应电动势的瞬时值。 （2）E N t =??φ ，用于回路磁通量发生变化时，在回路中产生的感应电动势的平均值。 （3）若导体切割磁感线时产生的感应电动势不随时间变化时，也可应用E N t =??φ ，计算E 的瞬时值。 4. 引起回路磁通量变化的两种情况： （1）磁场的空间分布不变，而闭合回路的面积发生变化或导线在磁场中转动，改变了垂直磁场方向投影面积，引起闭合回路中磁通量的变化。 （2）闭合回路所围的面积不变，而空间分布的磁场发生变化，引起闭合回路中磁通量的变化。 5. 楞次定律的实质：能量的转化和守恒。 楞次定律也可理解为：感应电流的效果总是要反抗（或阻碍）产生感应电流的原因。 （1）阻碍原磁通量的变化或原磁场的变化 （2）阻碍相对运动，可理解为“来拒去留”。 （3）使线圈面积有扩大或缩小的趋势。 （4）阻碍原电流的变化（自感现象）。 6. 综合题型归纳 （1）右手定则和左手定则的综合问题 （2）应用楞次定律的综合问题 （3）回路的一部分导体作切割磁感线运动 （4）应用动能定理的电磁感应问题 （5）磁场均匀变化的电磁感应问题 （6）导体在磁场中绕某点转动 （7）线圈在磁场中转动的综合问题 （8）涉及以上题型的综合题 【典型例题】 例1. 如图12-9所示，平行导轨倾斜放置，倾角为θ=?37，匀强磁场的方向垂直于导轨平面，磁感强度B T =4，质量为m k g =10.的金属棒ab 直跨接在导轨上，ab 与导轨间的动摩擦因数μ=025.。ab 的电阻r =1Ω，平行导轨间的距离L m =05.，R R 1218== Ω，导轨电阻不计，求ab 在导轨上匀速下滑的速度多大？此时ab 所受