【本讲教育信息】
一. 教学内容：
有关电磁感应的几个小专题（一）
（一）学习磁场和电磁感应你注意了吗？
磁场和电磁感应部分主要讲了两个定则，左手定则和右手定则；两个定律，楞次定律和法拉第电磁感应定律以及一些基本概念。在考查一些物理量之间的关系以及一些基本概念时，许多学生经常混淆，陷入一些选择题的解答误区。下面通过本节课引起同学们的注意。
1. 导体受的安培力为零，该处的磁感应强度可以不是零，你注意了吗？
解析：导体受的安培力θsin BIL F =，θ是B 与I 的夹角，当B 与I 时平行时，B 与I 均不为零，但安培力却为零。
2. 导体受的安培力一定垂直B 和I ，但B 和I 却不一定垂直，你注意了吗？
解析：由左手定则可知，安培力一定垂直于B 和I 决定的平面，所以安培力一定垂直B 也一定垂直I ，但B 和I 却不一定垂直。
3. 线圈面积越大，磁通量不一定越大，你注意了吗？
解析：磁通量BS =Φ，S 是指充满磁感线且与磁感线垂直的投影面积。不一定是线圈面积，如果线圈平面与磁感线平行，即使线圈面积再大，磁通量总为零。
4. 线圈面积大，穿过的磁通量不一定大，你注意了吗？
解析：磁通量可用穿过某一面积的磁感线的条数来表示，若穿过某面的磁感线方向相反，穿过该面的磁通量为合磁通。应取代数差。如图1所示，虽然线圈a 的面积小于线圈b 的面积，但通过线圈a 的磁通量却大于穿过线圈b 的磁通量。
图1
5. 线圈转过相同的角度，磁通量变化量不一定相同，你注意了吗？
解析：如图2所示，设线圈的面积为S ，匀强磁场的磁感应强度为B ，当线圈从图2所示的位置转过θ角时，甲图中穿过线圈的磁通量增加θsin BS =?Φ，乙图中穿过线圈的磁通量减少)cos 1(θ-=?ΦBS 。
图2
图4
10. 有电势差但不一定产生感应电流，你注意了吗？
解析：如图5所示，设磁场范围足够大，当边长为L的正方形线圈以水平速度v向右匀速运动时，AC和BD两条边不切割磁感线，将不产生感应电动势。而AB和CD两条边切
E=，由于穿过线圈和磁通量不发生变化，线圈中割磁感线将产生感应电动势。均为BLv
将不产生感应电流，但AB 和CD 两端均有电势差，且BLv U U CD AB ==。
图5
（二）楞次定律的因果关系
楞次定律与力和运动的综合命题，多次以选择、填空的题型出现，充分考查考生的综合分析能力。
1. 楞次定律中的因果关系
楞次定律所提示的电磁感应过程中有两个最基本的因果关系，一是感应磁场与原磁场磁通量变化之间的阻碍与被阻碍的关系，二是感应电流与感应磁场间的产生和被产生的关系。抓住“阻碍”和“产生”这两个因果关联点是应用楞次定律解决物理问题的关键。
2. 运用楞次定律处理问题的思路
（1）判断感应电流方向类问题的思路。
运用楞次定律判定感应电流方向的基本思路可归结为：“一原、二感、三电流”，即为： ① 明确原磁场：弄清原磁场的方向及磁通量的变化情况；
② 确定感应磁场：即根据楞次定律中的“阻碍”原则，结合原磁场磁通量变化情况，确定出感应电流产生的感应磁场的方向；
③ 判定电流方向：即根据感应磁场的方向，运用安培定则判断出感应电流方向。
（2）判断闭合电路（或电路中可动部分导体）相对运动类问题的分析策略。
在电磁感应问题中，有一类综合性较强的分析判断类问题，主要讲的是磁场中的闭合电路在一定条件下产生了感应电流，而此电流又处于磁场中，受到安培力作用，从而使闭合电路或电路中可动部分的导体发生了运动。对其运动趋势的分析判断可有两种思路方法：
① 常规法：
据原磁场（原B 方向及?Φ情况）????→?楞次定律确定感应磁场（感B 方向）????→
?安培定则判断感应电流（感I 方向）????→?左手定则导体受力及运动趋势。
② 效果法：
由楞次定律可知，感应电流的“效果”总是阻碍引起感应电流的“原因”，深刻理解“阻碍”的含义。据“阻碍”原则，可直接对运动趋势作出判断，更简捷、迅速。
[例1] 如图1所示，通电螺线管与电源相连，在螺线管同一轴线上套有三个轻质闭合铝环，b 在螺线管中央，a 在螺线管左端，c 在螺线管右端。当开关S 闭合时，若忽略三个环中感应电流的相互作用，则（ ）
A. a 向左运动，c 向右运动，b 不动
B. a 向右运动，c 向左，b 不动
C. c b a ,,都向左运动
D. c b a ,,都向右运动
图1
例题意图：考查楞次定律、安培定则、左手定则的综合应用能力及逻辑推理能力。B 级要求。
错解分析：找不到该题中现象间的因果关系，即感应磁场与原磁场磁通量变化之间的阻碍与被阻碍关系；感应电流与感应磁场间的产生和被产生的关系；寻找不到先行现象和后继现象间的关联点，从而无法顺利地推理判断出正确选项。
解题方法与技巧：首先应弄清楚，当开关S 闭合时，由通电螺线管所产生的磁场在铝环c b a ,,中的磁通量变化情况。电学知识告诉我们，通电后，该螺线管的磁场等效为一个N 极在左、S 极在右的条形磁铁的磁场（如图2所示），当开关S 闭合时，向左通过各铝环的磁通量突然增大。
图2
然后，由于向左通过各铝环的磁通量突然增大，根据楞次定律可知，各铝环的感应磁场方向必然与螺线管的磁场方向相反而向右。
接着，运用安培定则可确定，各铝环的感应电流方向如图（乙）所示，从右向左看均为逆时针方向。
最后，根据图3所提供的感应电流和原磁场的分布情况，运用左手定则可判断c b a ,,三个铝环所受的安培力分别如图3所示，于是a 受安掊力a F 作用，向左运动，c 环受安培力c F 作用，向右运动，而由b 环受力的对称性可知，b 环所受的安培力b F 合力为零，b 环仍然静止。因此正确答案为选项A 。
图3
[例2] 如图4所示，一水平放置的圆形通电线圈1固定，另一较小的圆形线圈2从1的正上方下落，在下落过程中两线圈平面始终保持平行共轴，则线圈2从正上方下落至1的正下方
过程中，从上往下看，线圈2的感应电流为（）
A. 无感应电流
B. 有顺时针方向的感应电流
C. 先是顺时针方向，后是逆时针方向的感应电流
D. 先是逆时针方向，后是顺时针方向的感应电流
图4
解法1：线圈1中环形电流的磁场方向由安培定则可知向上，线圈2从正上方下落到与线圈1共面的过程中穿过线圈2的磁通量增加，感应电流形成的磁场要阻碍磁通量的增加，故感应电流形成的磁场方向与线圈1的磁场方向相反，再根据安培定则判断可知，线圈2
中电流方向为顺时针。在线圈2从与1共面落到正下方的过程中，穿过线圈2的磁通量减少，感应电流形成的磁场要阻碍磁通量的减少，故感应电流形成的磁场与线圈1的磁场方向相同，再根据安培定则判断可知，线圈2中电流方向为逆时针。所以答案选C。
解法2：由楞次定律可知，感应电流在原磁场所受到的作用力阻碍它们的相对运动。则在下落过程中应是斥力，反向电流相斥，故2中电流顺时针，在远离过程中应是引力，同向电流相吸，故2中电流逆时针，应选C。
正确理解阻碍的含义，解题方便快捷。
（三）从多个视角解读“楞次定律”
楞次定律作为一个重要的知识点，包容了丰富的内涵，体现了辩证法，极具内在的美感。
1. 楞次定律与右手定则关系
从研究对象上说，楞次定律研究的是整个闭合回路，右手定则研究的是闭合电路的一部分，即一段导线做切割磁感线运动。楞次定律可应用于由磁通量变化引起感应电流的各种情况，右手定则只用于一段导线在磁场中做切割磁感线运动的情况，因此，右手定则可以看作楞次定律的特殊情况。
2. 如何理解楞次定律中的“阻碍”？
感应电流的效果总是要阻碍产生感应电流的原因，常见有以下几种表现：
（1）增反减同
从磁通量角度来看，感应电流的效果总是要阻碍引起感应电流的磁通量（原磁通量）的变化，即当原磁通量增加时，感应电流的磁场就与原磁场方向相反，当原磁通量减少时，感应电流的磁场就与原磁场方向相同。
[例1] 如图1所示，螺线管CD的导线绕法不明。当磁铁AB插入螺线管时，电路中有图示方向的感应电流产生，下列关于螺线管极性的判断正确的是（）
A. C端一定是N极
B. C端一定是S极
C. C端的极性一定与磁铁B端的极性相同
D. 无法判断极性的关系，因螺线的绕法不明
图1
正确答案：C
分析与解答：当磁铁AB插入螺线管的过程，螺线管内原磁通量增加，根据楞次定律可知，螺线管中感应电流的磁场就与原磁场方向相反，所以螺线管中感应电流形成的电磁铁C 端极性一定与磁铁B端的极性相同。
（2）来拒去留
从导体与磁体的相对运动角度来看，感应电流的效果总是要阻碍导体和磁体的相对运动。
[例2] 如图2所示，一闭合的金属环从静止开始由高处下落通过条形磁铁后继续下落，空气阻力不计，则在圆环的运动过程中，下列说法正确的是（）
A. 圆环在磁铁的上方时，加速度小于g，在下方时大于g
B. 圆环在磁铁的上方时，加速度小于g，在下方时也小于g
C. 圆环在磁铁的上方时，加速度小于g，在下方时等于g
D. 圆环在磁铁的上方时，加速度大于g，在下方时小于g
图2
正确答案：B
分析与解答：此题易错选A或C，原因是在判断磁力作用时缺乏对条形磁铁磁感线的空间分布的了解。今用楞次定律第二种推广含义来判断：感应电流总是阻碍导体间的相对运动，意思是，总是阻碍导体间的距离变化。因此圆环在磁铁的上方下落时，磁场力总是阻碍a<；而下落到磁铁的下方时，由于圆环与磁铁的距离增大，磁场力要阻碍圆环下落，即g
a<。
它向下距离增大，因此g
点评：一般地，凡是由于外界因素而使导体运动，进而产生感应电流的，都可用“阻碍导体的相对运动”来判定。此方法避免了对磁铁磁感线空间分布的判断，使问题的解答简便。
（3）增缩减扩
从闭合电路的面积来看，感应电流的效果总是致使电路的面积有收缩或扩张的趋势。收缩或扩张是为了阻碍电路磁通量的变化，若穿过闭合电路的磁通量增大时，面积有收缩趋
势，磁通量减小时，面积有增大趋势。
[例3] 如图3所示，闭合线圈放置在变化的磁场中，线圈平面跟纸面平行，磁感线垂直于纸面，要使线圈有扩张的趋势，应使磁场（）
A. 不断增强，方向垂直纸面向里
B. 不断减弱，方向垂直纸面向外
C. 不断增强，方向垂直纸面向外
D. 不断减弱，方向垂直纸面向里
图2
解析：由于线框进入、穿出磁场时，线框内磁通量均匀变化，因此在线框中产生的感应电流大小不变，由楞次定律可知，线框进入和穿出磁场时感应电流的方向是相反的，而线框全部在磁场中运动时，磁通量不发生变化，没有感应电流产生，同时由本题的条件可知，不产生感应电流的时间与进入和穿出的时间相同。故本题应选A 。
[例2] 如图3甲所示，圆形线圈P 静止在水平桌面上，其正上方悬挂一相同的线圈Q ，P 与Q 共轴，Q 中通有变化电流，电流随时间变化的规律如图3乙所示，P 所受的重力为G ，桌面对P 的支持力为N ，则（ ）
A. 1t 时刻G N >
B. 2t 时刻G N >
C. 3t 时刻G N =
D. 4t 时刻G N =
图3 解析：1t 时刻Q 中的电流增加，则穿过线圈P 的磁通量增加，根据楞次定律可知，线圈P 有远离Q 的趋势，即线圈P 受到推斥力，所以选项A 正确。2t 和4t 时刻由于Q 线圈中的电流都保持恒定不变，所以在这两个时刻通过线圈P 的磁通量不变，则在线圈P 中就不会产生感应电流，线圈P 也就不会受到磁场力作用，即N=G 。所以选项D 正确。在3t 时刻由图3乙可知通过Q 线圈的电流在变化，则在线圈P 里会产生感应电流，但由于在该时刻通过Q 线圈的电流为零，所以在3t 时刻这两个线圈仍然不会发生作用，即N=G ，则选项C 正确。由以上分析可知该题的正确答案为ACD 。
[例3] 如图4所示，在磁感应强度为B 的匀强磁场中有固定的金属框架ABC ，已知θ=∠B ，导体棒DE 在框架上从B 点开始在外力作用下，沿垂直DE 方向以速度v 匀速向右平移，使导体棒和框架构成等腰三角形回路。设框架和导体棒材料相同，其单位长度的电阻均为R ，框架和导体棒均足够长，不计摩擦及接触电阻。关于回路中的电流I 和电功率P 随时间t 变化的下列四个图象中可能正确的是（ ）
图5
A. ①③
B. ①④
C. ②③
D. ②④
1. 在纸面内放有一条形磁铁和一个圆线圈（图1），下列情况中能使线圈中产生感应电流的是（）
A. 将磁铁在纸面内向上平移
B. 将磁铁在纸面内向右平移
C. 将磁铁绕垂直纸面的轴转动
D. 将磁铁的N极转向纸外，S极转向纸内
图1
2. 如图2所示，当条形磁铁突然向闭合铜环运动时，铜环的运动情况是（）
A. 向左运动
B. 向右运动
C. 静止不动
D. 不能判断
图3
所示，在一很大的有界匀强磁场上方有一闭合线圈，当闭合线圈从上方下落穿
，离开磁场时加速度可能大于
，离开时小于g
进入磁场和离开磁场，加速度都大于g
C. 两环互相靠近
D. 两环互相离开
图5
6. 一磁棒自远处匀速沿一圆形线圈的轴线运动，并穿过线圈向远处而去，如图6所示，则图7的四幅图中，能正确反映线圈中电流i 与时间t 关系的是（线圈中电流以图示箭头为正方向）（ ）
图6 图7
7. 如图8所示，闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从图示位置匀速拉出匀强磁场。若第一次用s 3.0时间拉出，外力所做的功为1W ，通过导线截面的电量为1q ；第二次用s 9.0时间拉出，外力所做的功为2W ，通过导线截面的电量为2q ，则（ ）
A. 21W W <，21q q <
B. 21W W <，21q q =
C. 21W W >，21q q =
D. 21W W >，21q q >
图8
8. 如图9所示，A 、B 、C 为三只相同的灯泡，额定电压均大于电源电动势，电源内阻不计，L 是一个直流电阻不计、自感系数较大的电感器。先将1K 、2K 合上，然后突然断开2K 。已知在此后过程中各灯均无损坏，则以下说法中不正确的是（ ）
A. C 灯亮度保持不变
B. C 灯闪亮一下后逐渐恢复到原来的亮度
C. B 灯的亮度不变
D. B 灯后来的功率是原来的一半
图9
9. 如图10所示，在两个沿竖直方向的匀强磁场中，分别放入两个完全一样的水平金属盘a 和b ，它们可以绕竖直轴自由转动，用导线把它们相连。当圆盘a 转动时（ ）
A. 圆盘b 总是与a 沿相同方向转动
B. 圆盘b 总是与a 沿相反方向转动
C. 若1B 、2B 同向，则a 、b 转向相同
D. 若1B 、2B 反向，则a 、b 转向相同
图10
10. 平面上的光滑平行导轨MN 、PQ 上放着光滑导体棒ab 、cd ，两棒用细线系住，匀强磁场的正方向如图11所示，而磁感应强度B 随时间t 的变化图线如图12所示，不计ab 、cd 间电流的相互作用，则细线中张力（ ）
A. 由00t -时间内逐渐增大
B. 由00t -时间内逐渐减小
C. 由00t -时间内不变
D. 由10t -时间内逐渐增大
图11 图12
二. 填空题：
11. 如图13，互相平行的两条金属轨道固定在同一水平面上，上面架着两根互相平行的铜棒ab 和cd ，磁场方向竖直向上。如不改变磁感应强度的方向而仅改变其大小，使ab 和cd
相向运动，则B 应 。
图13
图15
三. 计算题：
14. 如图16所示，用同样的导线制成的两闭合线圈A 、B ，匝数均为10匝，半径B A r r 2=，在线圈B 所围的区域内有磁感应强度均匀减小的匀强磁场，问：（1）线圈A 、B 中产生的感应电动势之比B A E E :为多少？（2）两线圈中感应电流之比B A I I :为多少？
图16
15. 如图17所示，光滑平行金属导轨相距L，电阻不计，ab是电阻为r的金属棒，可沿
【试题答案】
1. D
2. B
3. B
4. D
5. C
6. B
7. C
8. ACD
9. D
10. B 11. 增大 12. 2 13. 6105-?C ，d c →
14.（1）1:1:=B A E E （2）2:1:=B A I I 15. r R gd q )(+=，r r R gd v 00)(+=
电磁感应定律的应用（一） 知识点1、感生电动势 例题1、一匀强磁场，磁场方向垂直纸面，规定向里的方向为正。在磁场中有一细金属圆环，线圈平面位于纸面内，如图甲所示。现令磁感应强度B 随时间t 变化，先按图乙中所示的Oa 图象变化，后来又按图象bc 和cd 变化，令E 1、E 2、E 3分别表示这三段变化过程中感应电动势的大小，I 1，I 2，I 3分别表示对应的感应电流，则（ BD ） A ．E 1>E 2，I 1沿逆时针方向，I 2沿顺时针方向 B ．E 1
t 感应电流产生的条件 1．关于电磁感应现象，下列说法中正确的是( )A ．只要有磁感线穿过电路，电路中就有感应电流 B ．只要闭合电路在做切割磁感线运动，电路中就有感应电流 C ．只要穿过闭合电路的磁通量足够大，电路中就有感应电流 D ．只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中就有感应电流 2．将条形磁铁竖直放置，闭合圆环水平放置，并使条形磁铁中心线穿过圆环中 心，如图所示，若圆环为弹性环，其形状由a 扩大到b ，那么圆环内磁通量的 变化情况是( )A ．磁通量增大 B ．磁通量减小C ．磁通量不变 D ．无法判断 3．有一正方形闭合线圈，在足够大的匀强磁场中运动．图中能产生感应电流的是( ) 4．如图A 、B 两回路中各有一开关S 1、S 2，且回路A 中接有电源，回路B 中 接有灵敏电流计，下列操作及相应的结果可能实现的是( )A ．先闭合S 2，后闭合S 1的瞬间，电流计指针偏转 B ．S 1、S 2闭合后，在断开S 2的瞬间，电流计指针偏转 C ．先闭合S 1，后闭合S 2的瞬间，电流计指针偏转 D ．S 1、S 2闭合后，在断开S 1的瞬间，电流计指针偏转 5甲、乙两个完全相同的铜环可绕固定轴OO 旋转，当给以相同的初角速度开始转动后，由 于阻力，经相同的时间后便停止，若将两环置于磁感强度B 大小相同的匀强磁场中，甲环转 轴与磁场方向垂直，乙环转轴与磁场方向平行，如图所示，当乙两环同时以相同的角速度开 始转动后，则下列判断中正确的是
t A ．甲环先停下 B ．乙环先停下 B ． C ．两环同时停下 D ．无法判断两环停止的先后 6.在图中，若回路面积从S 0＝8 m 2变到S t ＝18 m 2，磁感应强度B 同时从B 0＝0.1 T 方向垂直 纸面向里变到B t ＝0.8 T 方向垂直纸面向外，则回路中的磁通量的变化量为( )A ．7 Wb B ．13.6 Wb C ．15.2 Wb D ．20.6 Wb 7.如图所示，ab 是水平面上一个圆的直径，在过ab 的竖直平面内有一根通电导线ef .已知ef 平行于ab ，当ef 竖直向上平移时，电流磁场穿入圆面 积的磁通量将( ) A ．逐渐增大 B ．逐渐减小 C ．始终为零 D ．不为零，但保持不变 8．如图所示，绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和开关组成一闭合回路，在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环a ，下列各种情况 铜环a 中不产生感应电流的是( ) A ．线圈中通以恒定的电流 B ．通电时，使变阻器的滑片P 匀速移动 C ．通电时，使变阻器的滑片P 加速移动 D ．将开关突然断开的瞬间 9．如图所示，在匀强磁场中的U 形导轨上，有两根等长的平行导线ab 和 cd ，以相同的速度v 匀速向右滑动．为使ab 中有感应电流产生，对开关S 来说( )
培优法拉第电磁感应定律辅导专题训练含答案解析 一、法拉第电磁感应定律 1．如图所示,在磁感应强度B =1.0 T 的有界匀强磁场中(MN 为边界)，用外力将边长为L =10 cm 的正方形金属线框向右匀速拉出磁场，已知在线框拉出磁场的过程中，ab 边受到的磁场力F 随时间t 变化的关系如图所示，bc 边刚离开磁场的时刻为计时起点(即此时t =0).求: (1)将金属框拉出的过程中产生的热量Q ; (2)线框的电阻R . 【答案】（1）2.0×10-3 J （2）1.0 Ω 【解析】 【详解】 (1)由题意及图象可知，当0t =时刻ab 边的受力最大，为： 10.02N F BIL == 可得： 10.02A 0.2A 1.00.1 F I BL = ==? 线框匀速运动，其受到的安培力为阻力大小即为1F ，由能量守恒： Q W =安310.020.1J 2.010J F L -==?=? (2) 金属框拉出的过程中产生的热量： 2Q I Rt = 线框的电阻： 3 22 2.010Ω 1.0Ω0.20.05 Q R I t -?===? 2．如图，水平面（纸面）内同距为l 的平行金属导轨间接一电阻，质量为m 、长度为l 的金属杆置于导轨上，t ＝0时，金属杆在水平向右、大小为F 的恒定拉力作用下由静止开始运动．0t 时刻，金属杆进入磁感应强度大小为B 、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域，且在磁场中恰好能保持匀速运动．杆与导轨的电阻均忽略不计，两者始终保持垂直且接触良好，两者之间的动摩擦因数为μ．重力加速度大小为g ．求
（1）金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小； （2）电阻的阻值． 【答案】0F E Blt g m μ??=- ??? ； R =220 B l t m 【解析】 【分析】 【详解】 （1）设金属杆进入磁场前的加速度大小为a ，由牛顿第二定律得：ma=F-μmg ① 设金属杆到达磁场左边界时的速度为v ，由运动学公式有：v =at 0 ② 当金属杆以速度v 在磁场中运动时，由法拉第电磁感应定律，杆中的电动势为:E=Blv ③ 联立①②③式可得:0F E Blt g m μ?? =- ??? ④ （2）设金属杆在磁场区域中匀速运动时，金属杆的电流为I ，根据欧姆定律：I=E R ⑤ 式中R 为电阻的阻值．金属杆所受的安培力为：f BIl = ⑥ 因金属杆做匀速运动，由牛顿运动定律得：F –μmg–f=0 ⑦ 联立④⑤⑥⑦式得: R =220 B l t m 3．如图所示，光滑的长平行金属导轨宽度d=50cm ，导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°，导轨上端电阻R=0.8Ω，其他电阻不计．导轨放在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.4T ．金属棒ab 从上端由静止开始下滑，金属棒ab 的质量m=0.1kg ．（sin37°=0.6，g=10m/s 2） （1）求导体棒下滑的最大速度； （2）求当速度达到5m/s 时导体棒的加速度； （3）若经过时间t ，导体棒下滑的垂直距离为s ，速度为v ．若在同一时间内，电阻产生的热与一恒定电流I 0在该电阻上产生的热相同，求恒定电流I 0的表达式（各物理量全部用字母表示）．
计算题题型专练(五) 电磁感应规律的综合应用 1.如图所示，两根间距为L ＝0.5 m 的平行金属导轨，其cd 左侧水平，右侧为竖直的1 4圆 弧，圆弧半径r ＝0.43 m ，导轨的电阻与摩擦不计，在导轨的顶端接有R 1＝1.5 Ω的电阻，整个装置处在竖直向上的匀强磁场中，现有一根电阻R 2＝10 Ω的金属杆在水平拉力作用下，从图中位置ef 由静止开始做加速度a ＝1.5 m/s 2 的匀加速直线运动，金属杆始终保持与导轨垂直且接触良好，开始运动的水平拉力F ＝1.5 N ，经2 s 金属杆运动到cd 时撤去拉力，此时理想电压表的示数为1.5 V ，此后金属杆恰好能到达圆弧最高点ab ，g ＝10 m/s 2 ，求： (1)匀强磁场的磁感应强度大小； (2)金属杆从cd 运动到ab 过程中电阻R 1上产生的焦耳热。 解析 (1)金属杆运动到cd 时，由欧姆定律可得 I ＝U R 1 ＝0.15 A 由闭合电路的欧姆定律可得E ＝I (R 1＋R 2)＝0.3 V 金属杆的速度v ＝at ＝3 m/s 由法拉第电磁感应定律可得E ＝BLv ，解得B ＝0.2 T (2)金属杆开始运动时由牛顿第二定律可得F ＝ma ，解得 m ＝1 kg 金属杆从cd 运动到ab 的过程中，由能量守恒定律可得Q ＝12 mv 2 －mgr ＝0.2 J 。
故Q＝ R1 R1＋R2 Q＝0.15 J。 答案(1)0.2 T (2)0.15 J 2.如图所示，两条间距L＝0.5 m且足够长的平行光滑金属直导轨，与水平地面成α＝30°角固定放置，磁感应强度B＝0.4 T的匀强磁场方向垂直导轨所在的斜面向上，质量m ab ＝0.1 kg、m cd＝0.2 kg的金属棒ab、cd垂直导轨放在导轨上，两金属棒的总电阻r＝0.2 Ω，导轨电阻不计。ab在沿导轨所在斜面向上的外力F作用下，沿该斜面以v＝2 m/s的恒定速度向上运动。某时刻释放cd，cd向下运动，经过一段时间其速度达到最大。已知重力加速度g＝10 m/s2，求在cd速度最大时，求： (1)abcd回路的电流强度I以及F的大小； (2)abcd回路磁通量的变化率以及cd的速率。 解析(1)以cd为研究对象，当cd速度达到最大值时，有：m cd g sin α＝BIL① 代入数据，得：I＝5 A 由于两棒均沿斜面方向做匀速运动，可将两棒看作整体，作用在ab上的外力：F＝(m ab ＋m cd)g sin α② (或对ab：F＝m ab g sin α＋BIL) 代入数据，得：F＝1.5 N (2)设cd达到最大速度时abcd回路产生的感应电动势为E，根据法拉第电磁感应定律，
电磁感应 课标导航 课程容标准： 1.收集资料，了解电磁感应现象的发现过程，体会人类探索自然规律的科学态度和科学精神。 2.通过实验，理解感应电流的产生条件，举例说明电磁感应在生活和生产中的应用。 3.通过探究，理解楞次定律。理解法拉第电磁感应定律。 4.通过实验，了解自感现象和涡流现象。举例说明自感现象和涡流现象在生活和生产中的应用。 复习导航 本章容是两年来高考的重点和热点，所占分值比重较大，复习时注意把握： 1.磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率的区别与联系。 2.楞次定律的应用和右手定则的应用，理解楞次定律中“阻碍”的具体含义。 3.感应电动势的定量计算，以及与电磁感应现象相联系的电路计算题（如电流、电压、功 率等问题）。 4.滑轨类问题是电磁感应的综合问题，涉及力与运动、静电场、电路结构、磁场及能量、 动量等知识、要花大力气重点复习。 5.电磁感应中图像分析、要理解E-t、I-t等图像的物理意义和应用。 第1课时电磁感应现象、楞次定律 1、高考解读 真题品析 知识：安培力的大小与方向 例1. （09年物理）13．如图，金属棒ab置于水平放置的U形光滑导轨上，在ef右侧存在有界匀强磁场B，磁场方向垂直导轨平面向下，在ef左侧的无磁场区域cdef有一半径很小的金属圆环L，圆环与导轨在同一平面当金属棒ab在水平恒力F作用下从磁场左边界ef处由静止开始向右运动后，圆环L有__________（填收缩、扩）趋势，圆环产生的感应电流_______________（填变大、变小、不变）。 解析：由于金属棒ab在恒力F的作用下向右运动，则abcd回路中产生逆时针方向的感应电
广东高考电磁感应定律综合应用复习 （2009?广东）如图（a ）所示，一个电阻值为R ，匝数为n 的圆形金属线圈与阻值为2R 的电阻R 1连接成闭合回路，线圈的半径为r 1，在线圈中半径为r 2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B 随时间t 变化的关系图线如图（b ）所示，图线与横、纵轴的截距分别为t 0和B 0导线的电阻不计，求0至t 1时间内 （1）通过电阻R 1上的电流大小和方向； （2）通过电阻R 1上的电量q 及电阻R 1上产生的热量． （2012广东物理）35．（18分）如图17所示，质量为M 的导体棒ab ，垂直放在相距为l 的平行光滑金属导轨上。导轨平面与水平面的夹角为θ，并处于磁感应强度大小为B 、方向垂直与导轨平面向上的匀强磁场中。左侧是水平放置、间距为d 的平行金属板。R 和R x 分别表示定值电阻和滑动变阻器的阻值，不计其他电阻。 （1）调节R x =R ，释放导体棒，当棒沿导轨匀速下滑时，求通过棒的电流I 及棒的速率v 。 （2）改变R x ，待棒沿导轨再次匀速下滑后，将质量为m 、带电量为+q 的微粒水平射入金属板间，若它能匀速通过，求此时的R x 。 图17 R x R d a b l B θ
（2013广东卷）图19（a ）所示，在垂直于匀强磁场B 的平面内，半径为r 的金属圆盘绕过圆心O 的轴承转动，圆心O 和边缘K 通过电刷与一个电路连接。电路中的P 是加上一定正向电压才能导通的电子元件。流过电流表的电流I 与圆盘角速度ω的关系如图19（b ）所示，其中ab 段和bc 段均为直线，且ab 段过坐标原点。ω>0代表圆盘逆时针转动。已知：R=3.0Ω，B=1.0T ，r=0.2m 。忽略圆盘，电流表和导线的电阻。 （1）根据图19（b ）写出ab 、bc 段对应的I 与ω的关系式； （2）求出图19（b ）中b 、c 两点对应的P 两端的电压U b 、U c ； （3）分别求出ab 、bc 段流过P 的电流I P 与其两端电压U P 的关系式。 （2014广一模）35．（18分）如图，匀强磁场垂直铜环所在的平面，导体棒a 的一端固定在铜环的圆心O 处，另一端紧贴圆环，可绕O 匀速转动．通过电刷把铜环、环心与两竖直平行金属板P 、Q 连接成如图所示的电路，R 1、R 2是定值电阻．带正电的小球通过绝缘细线挂在两板间M 点，被拉起到水平位置；合上开关K ，无初速度释放小球，小球沿圆弧经过M 点正下方的N 点到另一侧． 已知：磁感应强度为B ；a 的角速度大小为ω，长度为l ，电阻为r ；R 1=R 2=2r ，铜环电阻不计；P 、Q 两板间距为d ；带电的质量为m 、电量为q ；重力加速度为g ．求： （1）a 匀速转动的方向； （2）P 、Q 间电场强度E 的大小； （3）小球通过N 点时对细线拉力T 的大小． A I /c b a ) //(s rad ω15-30 -45 -60 -60 45 30 15 4.03.02.01 .01 .0-2 .0-3.0-4 .0-卓越教育李咏华作图 图19（b ） R 1 N O a K l d P Q M R 2 B
法拉第电磁感应定律 2.确定目标 本节课讲解应用法拉第电磁感应定律计算感应电动势问题，会区别感应电动势平均值和瞬时值。 二 精讲精练 （一）回归教材、注重基础 例 （见教材练习题P21 T2）如图甲所示，匝数为100匝，电阻为5Ω的线圈(为表示线 圈的绕向图中只画了2匝)两端A 、B 与一个电压表相连，线圈内有指向纸内方向的磁场,线圈中的磁通量按图乙所示规律变化。 （1）求电压表的读数？确定电压表的正极应接在A 还是接在B ？ （2）若在电压表两端并联一个阻值为20Ω的电阻R ．求通过电阻R 的电流大小和 方向？ ，面 时间内，匀强磁场平行于线圈轴线向右穿过，则该段时间线圈两12)t B --
变式3．如图所示，匀强磁场的磁感应强度方向竖直向上，大小为 B，用电阻率为ρ、横 截面积为S的导线做成的边长为L的正方形线框abcd水平放置，OO′为过ad、bc 两边中点的直线，线框全部都位于磁场中．现把线框右半部分固定不动，而把线框 左半部分以OO′为轴向上转动60°，如图中虚线所示。若转动后磁感应强度随时 间按kt 变化(k为常量)，求： B B+ = (1)在0到t 0时间内通过导线横截面的电荷量？ (2)t0时刻ab边受到的安培力？ （三）真题检测，品味高考 1．(2014·新课标全国Ⅰ)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( )
2. (2012·福建)如图甲，在圆柱形区域内存在一方向竖直向下、磁感应强度大小为B 的匀 强磁场，在此区域内，沿水平面固定一半径为r 的圆环形光滑细玻璃管，环心0在区域中心。一质量为m 、带电量为q （q>0）的小球，在管内沿逆时针方向（从上向下看）做圆周运动。已知磁感应强度大小B 随时间t 的变化关系如图乙所示（T0为已知量）。设小球在运动过程中电量保持不变，对原磁场的影响可忽略。当t=0T 到t=05.1T 这段时间内的磁感应强度增大过程中，将产生涡旋电场，其电场线是在水平面内一系列沿逆时针方向的同心圆，同一条电场线上各点的场强大小相等．求：这段时间内，细管内涡旋电场的场强大小E 。 （四）拓展深挖、把握先机 拓展：如图甲所示，匝数为n 匝，电阻为r,半径为a 的线圈两端A 、B 与电容为C 的电容器 和电阻R 相连，线圈中的磁感应强度按图乙所示规律变化（取垂直纸面向内方向为正方向）。求： （1）流过电阻的电流大小为多少？ （2）电容器的电量为多少？ 三 总结归纳 1. 应用法拉第电磁感应定律计算感应电动势。 2. 会判断导体两端电势的高低。
高中物理选修3-2电磁感应试题 5如图，当变阻器R的滑动片P向左移动使流过B线圈的电流能均匀变化时，在A 电磁感应测试线圈中感应电流的情况是 一、选择题(40分) ( ) 1. 如图所示，A、B、C为三组匝数不等的同心圆线圈。当A线圈中通以电流时，穿 A(为零 B(电流向左流过G 过B、C两线圈的磁通量Φ和Φ大小的关系是( ) C(电流向右流过G D(电流在变小 BC A(Φ>Φ B(Φ=Φ C(Φ<Φ D(无法确定 BCBCBC abc，在外力作用下匀速地经过一个宽为d6(有一等腰直角三角形形状的导线框的有限范围的匀强磁场区域，线圈中产生的感应电流i与沿运动方向的位移x 之 间的函数图象是图中的( ) 2. 下列关于感应电动势的说法中，正确的是( ) A(不管电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就有感应电动势 7 图中L 是一只有铁芯的线圈，它的电阻不计，E表示直流电源的电动势。先将KB(感应电动势的大小跟穿过电路的磁通量变化量成正比接通，稳定后再将K
断开。若将L中产生的感应电动势记为ε，则在接通和LC(感应电动势的大小跟穿过电路的磁通量变化率成正比断K的两个瞬间，以下所说正确的是 ( ) D(感应电动势的大小跟穿过回路的磁通量多少无关，但跟单位时间内穿过回路 A(两个瞬间ε都为零 L 的磁通量变化有关 B(两个瞬间ε的方向都与E相反 L C(接通瞬间ε的方向与E相反 L 3.矩形金属线圈共10匝，绕垂直磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动，线圈D(断开瞬间ε的方向与E相同 L 随时间变化的情况如图所示.下列说法中正确的是中产生的交流电动势et ( ) 8 螺线管右端的管口正对着一个闭合线圈M(如图)，线圈平面与螺线管中轴线垂直，e/V 1 A.此交流电的频率为0.2Hz 以下哪些情况能使M向右侧摆动的是: t/s O B.此交流电动势的有效值为1V A(闭合开关S瞬间 0.1 0.2 0.3 C.t=0.1s时，线圈平面与磁场方向平行 B(S原来闭合，断开的瞬间 -1 C(闭合S稳定后滑动变动R的触片P右移时 1D.线圈在转动过程中穿过线圈的最大磁通量为Wb 100,D(闭合S稳定后滑动变动器R的触片P左移时 4、一根长直导线中的电流按如图的正弦规律变化，规定电流
2020高考物理 电磁感应定律 楞次定律（含答案） 1.如图所示，一水平放置的N 匝矩形线框面积为S ，匀强磁场的磁感应强度为B ，方向斜向上，与水平面成30°角，现若使矩形框以左边的一条边为轴转到竖直的虚线位置，则此过程中磁通量的改变量的大小是( ) A.3－1 2BS B.3＋1 2NBS C. 3＋1 2 BS D. 3－1 2 NBS 答案 C 2.(多选)涡流检测是工业上无损检测的方法之一，如图所示，线圈中通以一定频率的正弦交流电，靠近待测工件时，工件内会产生涡流，同时线圈中的电流受涡流影响也会发生变化。下列说法中正确的是( ) A ．涡流的磁场总是要阻碍穿过工件磁通量的变化 B ．涡流的频率等于通入线圈的交流电频率 C ．通电线圈和待测工件间存在周期性变化的作用力 D ．待测工件可以是塑料或橡胶制品 答案 ABC 3.如图所示，ab 为一金属杆，它处在垂直于纸面向里的匀强磁场中，可绕a 点在纸面内转动；S 为以a 为圆心位于纸面内的金属环；在杆转动过程中，杆的b 端与金属环保持良好接触；A 为电流表，其一端与金属环相连，一端与a 点良好接触。当杆沿顺时针方向转动时，某时刻ab 杆的位置如图所示，则此时刻( )
A．有电流通过电流表，方向由c向d，作用于ab的安培力向右 B．有电流通过电流表，方向由c向d，作用于ab的安培力向左 C．有电流通过电流表，方向由d向c，作用于ab的安培力向右 D．无电流通过电流表，作用于ab的安培力为零 答案A 4．(多选)航母上飞机弹射起飞是利用电磁驱动来实现的。电磁驱动原理如图所示，当固定线圈上突然通过直流电流时，线圈端点的金属环被弹射出去。现在固定线圈左侧同一位置，先后放有分别用横截面积相等的铜和铝导线制成形状、大小相同的两个闭合环，且电阻率ρ铜<ρ铝。闭合开关S的瞬间() A．从左侧看环中感应电流沿顺时针方向 B．铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力 C．若将环放置在线圈右方，环将向左运动 D．电池正负极调换后，金属环不能向左弹射 答案AB 5．如图所示，矩形金属线框abcd放在水平桌面上，ab边和条形磁铁的竖直轴线在同一竖直平面内，现让条形磁铁沿ab边的竖直中垂线向下运动，线框始终静止。则下列说法正确的是()
法拉第电磁感应定律及其应用 1. (法拉第电磁感应定律的应用)(优质试题·北京卷)如图所示,匀强磁场中有两个导体圆环a、b,磁场方向与圆环所在平面垂直。磁感应强度B随时间均匀增大。两圆环半径之比为2∶1,圆环中产生的感应电动势分别为E a和E b,不考虑两圆环间的相互影响。下列说法正确的是() A.E a∶E b=4∶1,感应电流均沿逆时针方向 B.E a∶E b=4∶1,感应电流均沿顺时针方向 C.E a∶E b=2∶1,感应电流均沿逆时针方向 D.E a∶E b=2∶1,感应电流均沿顺时针方向 ,感应电流产生的磁场方向垂直圆环所在平面向里,由右手定则知,两圆环中电流均沿顺时针方向。圆环的半径之比为2∶1,则面积之比为4∶1,据法拉第电磁感应定律得E=为定值,故E a∶E b=4∶1,故选项B正确。 2.
(法拉第电磁感应定律的应用)如图所示,在水平面内固定着U形光滑金属导轨,轨道间距为50 cm,金属导体棒ab质量为0.1 kg,电阻为0.2 Ω,横放在导轨上,电阻R的阻值是0.8 Ω(导轨其余部分电阻不计)。现加上竖直向下的磁感应强度为0.2 T的匀强磁场。用水平向右的恒力F=0.1 N拉动ab,使其从静止开始运动,则() A.导体棒ab开始运动后,电阻R中的电流方向是从P流向M B.导体棒ab运动的最大速度为10 m/s C.导体棒ab开始运动后,a、b两点的电势差逐渐增加到1 V后保持不变 D.导体棒ab开始运动后任一时刻,F的功率总等于导体棒ab和电阻R的发热功率之和 R中的感应电流方向是从M流向P,A错;当金属导体棒受力平衡时,其速度将达到最大值,由F=BIl,I= 可得 总总 ,代入数据解得v m=10 m/s,B对;感应电动势的最大值E m=1 V,a、b F= 总 两点的电势差为路端电压,最大值小于1 V,C错;在达到最大速度以前,F所做的功一部分转化为内能,另一部分转化为导体棒的动能,D错。 3.(法拉第电磁感应定律的应用)(优质试题·海南文昌中学期中)关于电磁感应,下列说法正确的是() A.穿过回路的磁通量越大,则产生的感应电动势越大
选修3-2 电磁感应专项练习 一、感应电流的产生条件 1．关于产生感应电流的条件，以下说法中错误的是 [ ] A．闭合电路在磁场中运动，闭合电路中就一定会有感应电流 B．闭合电路在磁场中作切割磁感线运动，闭合电路中一定会有感应电流 C．穿过闭合电路的磁通为零的瞬间，闭合电路中一定不会产生感应电流 D．无论用什么方法，只要穿过闭合电路的磁感线条数发生变化，闭合电路中一定会有感应电流 2．在如图所示的各图中，闭合线框中能产生感应电流的是[ ] 3．如图2所示，矩形线框abcd的一边ad恰与长直导线重合(互相绝缘)．现使线框绕不同的轴转动，能使框中产生感应电流的是 [ ] A．绕ad边为轴转动 B．绕oo′为轴转动 C．绕bc边为轴转动 D．绕ab边为轴转动 4．垂直恒定的匀强磁场方向放置一个闭合圆线圈，能使线圈中产生感应电流的运动是[ ] A．线圈沿自身所在的平面匀速运动B．线圈沿自身所在的平面加速运动 C．线圈绕任意一条直径匀速转动 D．线圈绕任意一条直径变速转动 5．一均匀扁平条形磁铁与一线圈共面，磁铁中心与圆心O重合(图3)．下列运动中能使线圈中产生感应电流的是 [ ] A．N极向外、S极向里绕O点转动 B．N极向里、S极向外，绕O点转动 C．在线圈平面磁铁绕O点顺时针向转动 D．垂直线圈平面磁铁向纸外运动 6．如图5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中没有感应电流的是 [ ] A．线圈以恒定的电流 B．通电时，使变阻器的滑片P作匀速移动 C．通电时，使变阻器的滑片P作加速移动 D．将电键突然断开的瞬间
xxxXXXXX 学校XXXX 年学年度第二学期第二次月考 XXX 年级xx 班级 姓名：_______________班级：_______________考号：_______________ 一、选择题 （每空？ 分，共？ 分） 1、彼此绝缘、相互垂直的两根通电直导线与闭合线圈共面，下图中穿过线圈的磁通量可能为零的是 2、伟大的物理学家法拉第是电磁学的奠基人，在化学、电化学、电磁学等领域都做出过杰出贡献，下列陈述中不符合历史事实的是（ ） A ．法拉第首先引入“场”的概念来研究电和磁的现象 B ．法拉第首先引入电场线和磁感线来描述电场和磁场 C ．法拉第首先发现了电流的磁效应现象 D ．法拉第首先发现电磁感应现象并给出了电磁感应定律 3、如图所示，两个同心放置的共面金属圆环a 和b ，一条形磁铁穿过圆心且与环面垂直，则穿过两环的磁通量Φa 和Φb 大小关系为： A.Φa ＞Φb B.Φa ＜Φb C.Φa ＝Φb D.无法比较
4、关于感应电动势大小的下列说法中，正确的是（） A．线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大 B．线圈中磁通量越大，产生的感应电动势一定越大 C．线圈放在磁感强度越强的地方，产生的感应电动势一定越大 D．线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势越大 5、对于法拉第电磁感应定律，下面理解正确的是 A．穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大 B．穿过线圈的磁通量为零，感应电动势一定为零 C．穿过线圈的磁通量变化越大，感应电动势越大 D．穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大 6、如图所示，均匀的金属长方形线框从匀强磁场中以匀速V拉出，它的两边固定有带金属滑轮的导电机构，金属框向右运动时能总是与两边良好接触，一理想电压表跨接在PQ两导电机构上，当金属框向右匀速拉出的过程中，电压表的读数：（金属框的长为a，宽为b，磁感应强度为B） A．恒定不变，读数为BbV B．恒定不变，读数为BaV C．读数变大 D．读数变小 7、如图所示，平行于y轴的导体棒以速度v向右匀速直线运动，经过半径为R、磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域，导体棒中的感应电动势ε与导体棒位置x关系的图像是 8、如图所示，一个高度为L的矩形线框无初速地从高处落下，设线框下落过程中，下边保持水平向下平动。在线框的下方，有一个上、下界面都是水平的匀强磁场区，磁场区高度为2L，磁场方向与线框平面垂直。闭合线圈下落后，刚好匀速进入磁场区，进入过程中，线圈中的感应电流I0随位移变化的图象可能是
电磁感应综合典型例题 【例11电阻为R的矩形线框abed，边长ab=L, ad=h,质量为m 自某一高度自由落下，通过一匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁 场区域的宽度为h,如图所示，若线框恰好以恒定速度通过磁场，线 框中产生的焦耳热是 _________ ?（不考虑空气阻力） 【分析】线框通过磁场的过程中，动能不变。根据能的转化和守恒，重力对线框所做的功全部转化为线框中感应电流的电能，最后又全部转化为焦耳热?所以，线框通过磁场过程中产生的焦耳热为 Q=W=mg- 2h=2mgh 【解答1 2mgh
【说明】本题也可以直接从焦耳热公式Q=l2Rt进行推算: 设线框以恒定速度v通过磁场，运动时间 从线框的cd边进入磁场到ab边离开磁场的过程中，因切割磁感 线产生的感应电流的大小为 cd边进入磁场时的电流从d到c, cd边离开磁场后的电流方向从a到b.整个下落过程中磁场对感应电流产生的安培力方向始终向上, 大小恒为 据匀速下落的条件，有 因线框通过磁场的时间，也就是线框中产生电流的时间，所以据 焦耳定律，联立（I ）、（2）、（3）三式，即得线框中产生的焦耳热 为
Q=2mgh 两种解法相比较，由于用能的转化和守恒的观点，只需从全过程 考虑，不需涉及电流的产生等过程，计算更为简捷. 【例2】一个质量m=0.016kg、长L=0.5m,宽d=0.1m、电阻R=0.1 Q的矩形线圈，从离匀强磁场上边缘高h i=5m处由静止自由下落.进 入磁场后，由于受到磁场力的作用，线圈恰能做匀速运动（设整个运 动过程中线框保持平动），测得线圈下边通过磁场的时间△t=0.15s，取g=10m/s，求： （1）匀强磁场的磁感强度B; （2）磁场区域的高度h2；
高中物理学习材料 （马鸣风萧萧**整理制作） 电磁感应单元测试题 参考答案 时间：45分钟 满分：100分 命题报告 本部分是电磁学的核心内容，重点研究法拉第电磁感应定律和楞次定律的应用，学些解决电磁感应问题的基本思路和方法。高考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、自感和涡流。本部分试题以电磁感应为纽带，滚动考察力学、静电学、闭合电路欧姆定律、运动学、能量的转化和守恒定律这些内容，滚动比例为40%。 选择题（本题共10小题，每题4分，共40分） 1.AD 【解析】在赤道上空地磁场的方向水平向北，由右手定则可以判断A 项、D 项正确。 2.D 【解析】感应电动势的大小为t B S n t n E ???=??=?，A 、B 两种情况磁通量变化量相同， C 最小， D 最大。磁铁穿过线圈所用的时间A 、B 、D 相同且小于B 所用时间，D 项正确。 3.D 【解析】感应电动势的大小为t S B E ???=，k t B =??为图线中的斜率。R E I =，到0到1s 时磁场增强，由楞次定律产生的感应电流在线框中为逆时针且大小恒定；1s 到3s 内斜率相同，所以电流大小恒定方向不变，且为顺时针；D 项正确。 4.AB 【解析】t 1时刻原线圈中的电流增强，根据楞次定律两者之间为斥力，且P 有收缩的趋势，A 项正确；t 2时刻电流恒定，P 中无感应电流，两者也就无相互作用，此时电流最大，产生磁场最强，P 中的磁通量有最大值，B 项正确。t 3时刻，电流正在变化中，故P 中有感应电流，但是原线圈电流为零，两者之间无安培力；t 4时刻电流恒等，无感应电流。 5.A 【解析】在北极极点磁感线的方向竖直向下，由左手定则知导线所受安培力的方向向前，A 项正确。 6.C 【解析】在匀速向右拉动线框的过程冲，线框左边切割磁感线，产生的电动势恒为Bbv 。
专题12 电磁感应 -2019年高三二模、三模物理试题分项解析（I） 一．选择题 1.（2019河南安阳二模）如图所示，同种材料的、均匀的金属丝做成边长之比为1：2的甲、乙两单匝正方形线圈，已知两线圈的质量相同。现分别把甲、乙线圈以相同的速率匀速拉出磁场，则下列说法正确的是 A. 甲、乙两线圈的热量之比为1：2 B. 甲、乙两线圈的电荷量之比为1：4 C. 甲、乙两线圈的电流之比为1：2 D. 甲、乙两线圈的热功率之比为1：1 【参考答案】AD 【名师解析】设线圈的边长为L，金属丝的横截面积为S，密度为，电阻率为则根据题意有：质量为，电阻为 由于：：2，，可得：：1，：：根据可知电流之比：：1，故C错误。 根据，可知热量之比：：2，故A正确。 通过线圈的电荷量，可知，：：1，故B错误。 由知两线圈的热功率之比：：1，故D正确。 【关键点拨】 根据线圈的质量相等，由密度公式求出线圈横截面积之比，根据法拉第定律、欧姆定律和焦耳定律求热量之比，由求电荷量之比。由求线圈的热功率之比。
本题的关键要根据电磁感应与电路的知识得到各个量的表达式，再运用比例法求各个量之比。最好掌握感 应电荷量公式，直接运用可提高解题速度。 2.（2019湖南岳阳二模）如图所示，匀强磁场中有两个用粗细和材料均相同的导线做成的导体圆环a、b，磁场方向与圆环所在平面垂直。磁感应强度B随时间均匀增大。两圆环半径之比为2：1，圆环中的感应电流分别为I a和I b，热功率分别为P a、P b．不考虑两圆环间的相互影响，下列选项正确的是（） A. ：：1，感应电流均沿顺时针方向 B. ：：1，感应电流均沿顺时针方向 C. ：：1 D. ：：1 【参考答案】AD 【名师解析】 根据法拉第电磁感应定律可得：E==，而==，故有：E a：E b=4：1， 根据电阻定律可得：R==可得电阻之比R a：R b=2：1 依据闭合电路欧姆定律可得：I=， 因此I a：I b=2：1； 根据楞次定律可得，感应电流产生的磁场要阻碍原磁场的增大，所以感应电流均沿顺时针方向，故A正确，B 错误；根据电功率的计算公式P=EI可得P a：P b=8：1，故C错误、D正确。 【关键点拨】 根据法拉第电磁感应定律计算感应电动势的大小，再依据闭合电路欧姆定律与电阻定律，即可确定感应电流的大小，最后根据楞次定律判断感应电流的方向；根据电功率的计算公式求解电功率之比。 本题整合了法拉第电磁感应定律与闭合电路欧姆定律的内家，掌握楞次定律，及电阻定律的应用，常规题，
电磁感应 考点清单 1 电磁感应现象 感应电流方向 （一）磁通量 1.磁通量：穿过磁场中某个面的磁感线的条数叫做穿过这一面积的磁能量.磁通量简称磁通，符号为Φ，单位是韦伯（Wb ）. 2.磁通量的计算 （1）公式Φ=BS 此式的适用条件是：○1匀强磁场；○2磁感线与平面垂直. （2）如果磁感线与平面不垂直，上式中的S 为平面在垂直于磁感线方向上的投影面积. θsin S B ?=Φ 其中θ为磁场与面积之间的夹角，我们称之为“有效面积”或“正对面积”. （3）磁通量的方向性 磁通量正向穿过某平面和反向穿过该平面时，磁通量的正负关系不同.求合磁通时应注意相反方向抵消以后所剩余的磁通量. （4）磁通量的变化 12Φ-Φ=?Φ ?Φ可能是B 发生变化而引起，也可能是S 发生变化而引起，还有可能是B 和S 同时发生变化而引起的，在确定磁通量的变化时应注意. （二）电磁感应现象的产生条件 1.产生感应电流的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化. 2.感应电动势的产生条件：无论电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化， 这部分电路就会产生感应电动势.这部分电路或导体相当于电源. [例1] （2004上海，4）两圆环A 、B 置于同一水平面上，其中A 为均匀带电绝缘环，B 为导体环.当A 以如图13-36所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时，B 中产生如图所示方向的感应电流.则（ ） 图13-36 A.A 可能带正电且转速减小 B.A 可能带正电且转速增大 C.A 可能带负电且转速减小 D.A 可能带负电且转速增大 [解析] 由题目所给的条件可以判断，感应电流的磁场方向垂直于纸面向外，根据楞次定律，原磁场的方向与感应电流的磁场相同时是减少的，环A 应该做减速运动，产生逆时针方向的电流，故应该带负电，故选项C 是正确的，同理可得B 是正确的.
专题四：4.1电磁感应定律及其应用 一、单项选择题 1．下列说法正确的是( ) A ．线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大 B ．线圈中的磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大 C ．线圈处在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动势一定越大 D ．线圈中磁通量变化得越快，线圈中产生的感应电动势越大 [答案] D 2．如图所示，闭合线圈abcd 在磁场中运动到如图位置时，ab 边受到的磁场力竖直向上，此线圈的运动情况可能是( ) A ．向右进入磁场 B ．向左移出磁场 C ．以ab 为轴转动 D ．以ad 为轴转动 [答案] B 3．(2012·吉林期末质检) 如图所示，两块水平放置的金属板距离为d ，用导线、开关K 与一个n 匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的变化磁场B 中.两板间放一台小压力传感器，压力传感器上表面静止放置一个质量为m 、电荷量为＋q 的小球，K 断开时传感器上有示数，K 闭合稳定后传感器上恰好无示数，则线圈中的磁场B 的变化情况和磁通量变化率分别是( ) A ．正在增加，ΔΦΔt ＝mgd q B ．正在减弱，ΔΦΔt ＝mgd nq C ．正在减弱，ΔΦΔt ＝mgd q D ．正在增加，ΔΦΔt ＝mgd nq
[答案] D 5．(2012·海南卷)如图，一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上，细线从一水平金属圆环中穿过.现将环从位置Ⅰ释放，环经过磁铁到达位置Ⅱ.设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为T1和T2，重力加速度大小为g，则() A．T1>mg，T2>mg B．T1
法拉第电磁感应定律练习题 一、选择题 1．关于感应电动势大小的下列说法中，正确的是 [ ] A ．线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大 B ．线圈中磁通量越大，产生的感应电动势一定越大 C ．线圈放在磁感强度越强的地方，产生的感应电动势一定越大 D ．线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势越大 2．与x 轴夹角为30°的匀强磁场磁感强度为B(图1)，一根长l 的金属棒在此磁场中运动时始终与z 轴平行，以下哪些情况可在棒中得到方向相同、大小为Blv 的电动势 [ ] A ．以2v 速率向+x 轴方向运动 B ．以速率v 垂直磁场方向运动 3．如图2，垂直矩形金属框的匀强磁场磁感强度为B 。导体棒ab 垂直线框两长边搁在框上，ab 长为l 。在△t 时间内，ab 向右匀速滑过距离d ，则 [ ]
4．单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场，若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图3所示[ ] A．线圈中O时刻感应电动势最大 B．线圈中D时刻感应电动势为零 C．线圈中D时刻感应电动势最大 D．线圈中O至D时间内平均感电动势为0.4V 5．一个N匝圆线圈，放在磁感强度为B的匀强磁场中，线圈平面跟磁感强度方向成30°角，磁感强度随时间均匀变化，线圈导线规格不变，下列方法中可使线圈中感应电流增加一倍的是[ ] A．将线圈匝数增加一倍 B．将线圈面积增加一倍 C．将线圈半径增加一倍 D．适当改变线圈的取向 6．如图4所示，圆环a和圆环b半径之比为2∶1，两环用同样粗细的、同种材料的导线连成闭合回路，连接两圆环电阻不计，匀强磁场的磁感强度变化率恒定，则在a环单独置于磁场中和b环单独置于磁场中两种情况下，M、N两点的电势差之比为[ ] A．4∶1 B．1∶4 C．2∶1 D．1∶2 7．沿着一条光滑的水平导轨放一个条形磁铁，质量为M，它的正前方隔一定距离的导轨上再放质量为m的铝块。给铝块某一初速度v使它向磁铁运动，下述说法中正确的是(导轨很长，只考虑在导轨上的情况)[ ] A．磁铁将与铝块同方向运动 D．铝块的动能减为零