高二物理培优提高讲义16电磁感应综合应用一(学生版)

第一节电磁感应现象●本节教材分析为了引起学习兴趣和使学生更好地理解电磁感应现象，可介绍法拉第发现电磁感应现象的历史，使学生了解发现这一现象的历史背景和思路，进行科学思想的教育.法拉第发现电磁感应现象的指导思想和坚韧不拔的意志对学生有很大的启示和教育.他坚信电与磁有密切的联系，把导线放在磁场中想得到电流，试验失败了，这说明利用磁场得到电流需要一定的条件，法拉第试验了10年才找到这个条件.这样就把学生的注意力引导到下面要讲的重点内容——产生感应电流的条件上来.导体在磁场中做切割磁感线运动时，闭合电路中有感应电流产生的现象，学生在初中已经学过.教材用学生在初中已学过的实验，通过分析得出：穿过闭合回路所围面积的磁通量发生变化是产生感应电流的条件.然后，再做一系列实验，验证上述结论的正确，使学生认识到这一条件是感应电流产生的普遍规律.教材编写的思路清晰，条理分明.使学生领略到物理规律形成的一条途径.这样安排也有利于与初中知识的联系，使学生不感到陌生，便于接受.在讲授产生感应电流的条件时，可采用以下两种方法：其一，教材中的几个实验，都由教师在课堂上进行，一边演示，一边引导学生观察、讨论，最后归纳得出结论.其二，在有条件的学校，可采用随堂实验的方式，让学生自己动手实验，并把观察研究的结果向全班报告，最后由教师归纳总结.为了使学生理解磁通量发生变化的几种原因，可以联系Φ= BS cosθ〔θ为回路面积与B的夹角〕，由此看出，只要回路面积S大小、磁感应强度B的大小、以及磁场方向与面积的夹角θ三者之一有变化，都有可能引起磁通量的变化.在引导学生分析教材中几个演示实验的磁通量变化情况时，首先要让学生明确研究对象，搞清楚要分析的是穿过哪个闭合电路所包围的面积的磁通量，因为有的实验装置中不止包括一个闭合电路.然后再判断它的磁通量是否发生变化，以及磁通量变化的原因.●教学目标一、知识目标1.知道磁通量定义,知道Φ=BS的适用条件,会用这一公式进行计算.2.知道什么是电磁感应现象.3.理解“不论用什么方法,只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就有感应电流.〞4.知道电磁感应现象中能量守恒定律的运用.二、能力目标1.通过讲磁通量概念,培养学生空间想象能力.2.通过演示实验,培养学生观察能力,分析、概括能力.三、德育目标介绍法拉第不怕困难,顽强奋战十年,终于发现了电磁感应现象.激发学生为科学献身的精神.●教学重点、难点电磁感应现象的产生及其条件的归纳——磁通量改变.●教学方法演示法、归纳法.●教学用具灵敏电流计,蹄形磁铁,线框,条形磁铁,大小线圈各一个,电源,滑动变阻器,导线,幻灯片,投影仪.●课时安排1课时●教学过程一、引入新课“科学技术是第一生产力.〞在漫漫的人类历史长河中，随着科学技术的进步，一些重大发现和发明的问世，极大地解放了生产力，推动了人类社会的发展，特别是我们刚刚跨过的二十世纪，更是科学技术飞速发展的时期.经济建设离不开能源，人类发明也离不开能源，而最好的能源是电能，可以说人类离不开电.饮水思源，我们忘不了为发现和使用电能做出卓越贡献的科学家——法拉第.1820年奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第由此受到启发，开始研究由磁生电的探索，经过十年坚持不懈的努力，于1831年发现了由磁生电的条件和规律，开辟了人类的电气化时代.本节课我们就来学习电磁感应现象的知识.二、新课教学1.磁通量［师］用磁通量概括电磁感应规律，有必要先介绍磁通量的概念：设在匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平面，磁场的磁感应强度为B，平面的面积为S，如下图，物理上把磁感应强度B与面积S的乘积，叫做穿过这个面的磁通量.通常用Φ表示磁通量，那么Φ=BS［生］如果平面跟磁场方向不垂直，如何计算磁通量呢？［师］我们可以作出它在垂直于磁场方向上的投影平面，从以下图可以看出穿过斜面和投影面的磁感线条数相等，即磁通量相等.故Φ=BS cosθ［生］磁通量的单位是如何定义的？［师］在国际单位制中，B的单位是T，S的单位是m2，Φ的单位是Wb.1 W b=1T·m2=1 V·s2.电磁感应现象［师］在什么条件下才能产生电磁感应现象呢？让我们一起来做下面的演示实验.［实验1］如以下图所示，把导体AB和灵敏电流计组成闭合电路，观察在下述各种情况中，是否有电流产生？穿过闭合回路的磁通量如何变化？a.导体AB在磁场中向左移动.［生］有电流，Φ增加.b.导体棒AB在磁场中向右移动.［生］有电流，Φ减少.c.导体AB平行于磁感线向上运动.［生］无电流，Φ不变.d.导体AB平行于磁感线向下运动.［生］无电流，Φ不变.e.导体AB在磁场中不动.［生］无电流，Φ不变.［师］通过上面的实验，同学们有什么启示？［生］当闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线运动时，穿过闭合回路的磁通量发生了变化，电路中就有了电流.［师］在实验1中，导体AB是运动的，如果反过来让磁体运动，而导体不动，会不会在电路中产生电流呢？请同学们来观察下面的实验.［实验2］如以下图所示，让螺线管B与灵敏电流计组成闭合电路，观察在下述各种情况中是否有电流产生？穿过线圈B的磁通量是否发生变化？a.将条形磁铁插入螺线管.［生］有电流，Φ增加.b.条形磁铁插进去稳定不动.［生］无电流，Φ不变.c.将条形磁铁从螺线管中拔出来.［生］有电流，Φ减少.［师］如果导体和磁体不发生相对运动，而让穿过闭合回路的磁场发生变化，从而引起闭合回路中磁通量发生变化，会不会也在闭合回路中产生电流呢？请同学们看下面的实验.［实验3］如以下图所示，让螺线管B与灵敏电流计组成闭合电路，观察在下述各种情况中是否有电流产生？穿过线圈B的磁通量是否发生变化？a.合上开关瞬间.［生］有电流，Φ增加.b.合上开关稳定后.［生］无电流，Φ不变.c.断开开关瞬间.［生］有电流，Φ减少.d.合上开关稳定后，改变变阻器滑片位置.［生］有电流，Φ增加〔或减少〕［师］通过上述的几个实验，同学们能归纳出什么结论呢？［生］无论用什么方法，只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有电流产生.［师］物理上把利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应.在电磁感应现象中产生的电流叫感应电流.3.电磁感应现象中的能量转化［师］在电磁感应现象中能量守恒吗？［生］能量守恒定律是一个普遍适用的定律，同样适用于电磁感应现象.［师］既然能量守恒，那么能量是如何转化的呢？［生1］在实验1中，外力移动导体AB时做了功，消耗了机械能，转化为电能.［生2］在实验2中，外力移动磁铁做了功，也消耗了机械能，转化为电能.［生3］在实验3中，也是机械能转化为电能.［生4］不对.在实验3中，电能由螺线管A中转移到螺线管B中.［师］第四位同学说得对.变压器就是利用这个原理制成的.在这种转化和转移中能量保持不变.三、小结本节课主要学习了以下几个问题：1.为了研究电磁感应，引入了磁通量.2.感应电流产生的两个条件：〔1〕闭合电路.〔2〕磁通量发生变化.3.电磁感应现象中能量保持守恒.四、布置作业1.阅读“法拉第关于电磁感应现象的实验〞.2.练习一写在作业本上.五、板书设计⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧=Φ⊥守恒定律电磁感应遵循能量转化产生感应电流结论磁通量发生变化条件闭合电路对象电磁感应在匀强磁场中磁通量电磁感应现象:::)(BS六、本节优化训练设计1.关于产生感应电流的条件,下述说法正确的选项是A.位于磁场中的闭合线圈,一定能产生感应电流B.闭合线圈和磁场发生相对运动,一定能产生感应电流C.闭合线圈做切割磁感线运动一定能产生感应电流D.穿过闭合线圈的磁感线条数发生变化,一定能产生感应电流2.如以下图，磁感应强度B垂直于线框平面S A和S B,那么通过平面S A和S B的磁通量大小关系?是什么？3.如左以下图磁感应强度为B的匀强磁场中，面积为S的闭合线圈abcd垂直磁场放置，现在将线圈绕对称轴转过180°，求这个过程中磁通量的变化量ΔΦ=?4.如右上图，小金属环和大金属环重叠在同一平面内，两环绝缘，小环有一半面积在大环内，当大环接通电流瞬间，小环中是否存在感应电流？5.如下图,两个同心放置的同平面金属圆环,条形磁铁穿过圆心且与两环平面垂直,那么比较通过两圆环的磁通量Φa、Φb，那么A.Φa＞ΦbB.Φa＜ΦbC.Φa=ΦbD.不能比较参考答案：1.D2.ΦA=ΦB3.ΔΦ=2BS4.有感应电流5.A。

电磁感应综合应用1.掌握电磁感应与电路结合问题的分析方法2.掌握电磁感应动力学问题的重要求解内容3.能解决电磁感应与能量结合题型4.培养学生模型构建能力和运用科学思维解决问题的能力电磁感应中的电路问题1、分析电磁感应电路问题的基本思路对电路的理解：内电路是切割磁感线的导体或磁通量发生变化的线圈，外电路由电阻、电容等电学元件组成．在闭合电路中，“相当于电源”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，而不等于感应电动势．【例题1】用均匀导线做成的正方形线框边长为0.2m，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，当磁场以10T/s的变化率增强时，线框中a、b两点间的电势差是()A．U ab＝0.1V B．U ab＝－0.1VC．U ab＝0.2V D．U ab＝－0.2V【演练1】如图所示，两个相同导线制成的开口圆环，大环半径为小环半径的2倍，现用电阻不计的导线将两环连接在一起，若将大环放入一均匀变化的磁场中，小环处在磁场外，a、b两点间电压为U1，若将小环放入这个磁场中，大环在磁场外，a、b两点间电压为U2，则()A.＝1B.＝2C.＝4D.＝【例题2】把总电阻为2R的均匀电阻丝焊接成一半径为a的圆环，水平固定在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，如图所示，一长度为2a，电阻等于R，粗细均匀的金属棒MN放在圆环上，它与圆环始终保持良好的接触，当金属棒以恒定速度v向右移动经过环心O时，求：(1)棒上电流的大小和方向及棒两端的电压U MN；(2)圆环消耗的热功率和在圆环及金属棒上消耗的总热功率．【演练2】如图甲所示，固定在水平面上电阻不计的光滑金属导轨，间距d＝0.5m．右端接一阻值为4Ω的小灯泡L，在CDEF矩形区域内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B按如图乙规律变化．CF长为2m．在t＝0时，金属棒从图中位置由静止在恒力F作用下向右运动到EF位置，整个过程中，小灯泡亮度始终不变．已知ab金属棒电阻为1Ω，求：(1)通过小灯泡的电流；(2)恒力F的大小；(3)金属棒的质量．电磁感应的动力学问题1．导体棒的两种运动状态(1)平衡状态——导体棒处于静止状态或匀速直线运动状态，加速度为零；(2)非平衡状态——导体棒的加速度不为零．2．两个研究对象及其关系电磁感应中导体棒既可看作电学对象(因为它相当于电源)，又可看作力学对象(因为有感应电流而受到安培力)，而感应电流I和导体棒的速度v是联系这两个对象的纽带．3．电磁感应中的动力学问题分析思路(1)电路分析：导体棒相当于电源，感应电动势相当于电源的电动势，导体棒的电阻相当于电源的内阻，感应电流I＝.(2)受力分析：导体棒受到安培力及其他力，安培力F安＝BIl＝，根据牛顿第二定律：F合＝ma.(3)过程分析：由于安培力是变力，导体棒做变加速运动或变减速运动，当加速度为零时，达到稳定状态，最后做匀速直线运动，根据共点力的平衡条件列方程：F合＝0.4. 电磁感应中电量求解（1）利用法拉第电磁感应定律由整理得：若是单棒问题（2）利用动量定理单棒无动力运动时-BILΔt=mv2-mv1 又整理得：BLq= mv1-mv2【例题3】如图甲所示，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，磁场方向垂直于斜面向下．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乙所示，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．(4)若从开始下滑到最大速度时，下滑的距离为x,求这一过程中通过电阻R的电量q.【演练3】（多选）如图所示，电阻不计间距为L的光滑平行导轨水平放置，导轨左端接有阻值为R的电阻，以导轨的左端为原点，沿导轨方向建立x轴，导轨处于竖直向下的磁感应强度大小为B的匀强磁场中。

电磁感应综合应用（一）一、选择题1．如图所示，在磁感应强度为B 的水平匀强磁场中，有两根竖直放置的平行金属导轨，顶端用一电阻R 相连，两导轨所在的竖直平面与磁场方向垂直．一根金属棒ab 以初速度v 0沿导轨竖直向上运动，到某一高度后又向下运动返回到原出发点．整个过程中金属棒与导轨保持垂直且接触良好，导轨与棒间的摩擦及它们的电阻均可忽略不计．则在金属棒整个上行与整个下行的两个过程中，下列说法正确的是 （ ） A ．回到出发点的速度v 等于初速度v 0B ．上行过程中通过R 的电量等于下行过程中通过R 的电量C ．上行过程中安培力做负功，下行过程中安培力做正功D ．上行过程中R 上产生的热量大于下行过程中R 上产生的热量E ．上行的运动时间大于下行的运动时间2．如图所示，两根相距为l 的平行直导轨ab 、cd ，b 、d 间连有一固定电阻R ，导轨电阻可忽略不计．MN 为放在ab 和cd 上的一导体杆，与ab 垂直，其电阻也为R.整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为B ，磁场方向垂直于导轨所在平面(指向图中纸面内)．现对MN 施力使它沿导轨方向以速度v 做匀速运动．令E 表示MN 产生的电动势，U 表示MN 两端的电压的大小，则( ) A ．U．流过固定电阻R 的感应电流由b 到d B ．E ＝Blv D ．流过固定电阻R 的感应电流由d 到b 3．如图6所示，ABCD 为固定的水平光滑矩形金属导轨，AB 间距离为L ，左右两端均接有阻值为R 的电阻，处在方向竖直向下、磁感应强度大小为B 的匀强磁场中，质量为m 、长为L 的导体棒MN 放在导轨上，甲、乙两根相同的轻质弹簧一端均与MN 棒中点固定连接，另一端均被固定，MN 棒始终与导轨垂直并保持良好接触，导轨与MN 棒的电阻均忽略不计.初始时刻，两弹簧恰好处于自然长度，MN 棒具有水平向左的初速度v0，经过一段时间，MN 棒第一次运动至最右端，这一过程中AB 间电阻R 上产生的焦耳热为Q ，则（ ）A.B.C.当棒再次回到初始位置时，AB 间电阻RD.20-Q4． 如图所示平行的金属双轨与电路处在竖直向下的匀强磁场B 中，一金属杆放在金属双轨上在恒定外力F 作用下做匀速运动，则在开关S A.闭合瞬间通过金属杆的电流增大 B 闭合瞬间通过金属杆的电流减小 C ．闭合后金属杆先减速后匀速 D ．闭合后金属杆先加速后匀速5．如图所示，平行金属导轨与水平面成α角，导轨与固定电阻R 1和R 2相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面。

13.3 电磁感应现象及应用课后培优练培优第一阶——基础过关练1．下列符合．．物理学史实的是（）A．法拉第发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系B．楞次总结了感应电流方向的判断定律C．安培发现了电磁感应现象，实现了磁生电的设想D．法拉第提出了著名的分子电流假说，揭示了磁现象的电本质2．下列现象属于电磁感应现象的是（）A．通电导线在磁场中受到力的作用，作用力方向由左手定则判定B．闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中就会产生电流C．一些物体在磁体或电流的作用下会显现磁性，如插在通电螺线管中的软铁棒被磁化D．通电导线周围和永磁体周围一样都存在磁场3．下列情况能产生感应电流的是（）A．如图（a）所示，导体AB顺着磁感线运动B．如图（b）所示，条形磁铁插入线圈中不动时C．如图（c）所示，小螺线管A插入大螺线管B中不动，开关S一直接通时D．如图（c）所示，小螺线管A插入大螺线管B中不动，开关S一直接通，当改变滑动变阻器阻值时4．如图所示，开始时矩形线圈平面与磁场垂直，且一半在匀强磁场内一半在匀强磁场外，则下列方法在线圈中没有产生感应电流的是（）A．以ab为轴转动B．以OO′为轴转动C．以ad为轴转（小于60°）D．以bc为轴转（小于60°）5．“探究影响感应电流方向的因素”的实验装置如图所示，某实验小组在实验中判断出电流从电流计正极（右）流入时，指针向右偏转。

现将磁铁从线圈上方某位置向上拔出线圈时，发现电流计的指针向右偏转，则（）A．条形磁铁上极是N极B．线圈内磁通量逐渐减小，感应电流的磁场与原磁场的方向相反C．磁铁在竖直拔出过程中，感应电流在线圈内部磁场的方向向下D．若将磁铁竖直向下插入线圈，电流计指针仍向右偏转6．如图所示，自感线圈较大的线圈L，其直流电阻不计，下列操作中能使电容器C的A板带上正电的是（）A．S闭合的瞬间B．S断开的瞬间C．S闭合，电路稳定后D．S闭合，滑动变阻器的滑片移至最右端并保持静止7．如图所示，一个闭合金属圆环用绝缘细线挂于O点，将圆环拉离平衡位置并由静止释放，圆环摆动过程中经过有界的水平方向的匀强磁场区域，A、B为该磁场的竖直边界，磁场方向垂直于圆环所在平面向里，若不计空气阻力，则（）A．圆环向右穿过磁场后，还能摆到释放位置B．圆环进入磁场后离平衡位置越近速度越大，感应电流也越大C．在进入和离开磁场时，圆环中均有感应电流D．圆环最终将静止在平衡位置8．（多选）如图所示，环形金属软弹簧所处平面与某一匀强磁场垂直，将弹簧沿半径方向向外拉成圆形，则以下措施不能使该金属弹簧中产生电磁感应现象的是（）A．保持该圆的周长不变，将弹簧由圆形拉成方形B．保持该圆的周长不变，将弹簧由圆形拉成三角形C．保持该圆的面积不变，将弹簧由圆形拉成方形D．保持该圆的面积不变，将弹簧由圆形拉成三角形O O是矩形导线框abcd的对称轴，其左方有垂直于纸面向外的匀强磁场。

高中物理培优讲义物理是一门研究自然界物质运动及规律的科学，在高中阶段学习物理不仅可以培养学生的思维能力和分析问题的能力，还可以帮助学生更好地理解和适应周围环境。

为了帮助学生更好地掌握高中物理知识，提出以下物理课堂讲义，供学生参考。

一、力学1. 物体力学的基本概念- 质点的概念- 力的概念及基本性质- 牛顿三定律及应用2. 运动学- 位移、速度和加速度的概念- 直线运动的匀速和变速直线运动- 抛体运动的基本规律- 圆周运动的基本概念3. 动力学- 动量及动量定理- 冲量及冲量定理- 机械能及能量守恒定律- 功和功率的概念4. 重力和万有引力- 重力的概念及性质- 万有引力及引力定律- 重力作用下的运动规律二、热学1. 热力学基础- 温度和热量的概念- 内能的概念及变化定律- 热量传递的基本方式2. 热力学第一定律- 热力学第一定律的表述- 等容、等压、绝热过程的特点 - 热机效率及其计算3. 热力学第二定律- 熵的概念及增大原理- 卡诺循环及其效率- 热力学第二定律的表述4. 气体动理论- 理想气体模型- 理想气体状态方程及应用- 理想气体的内能、功和热的关系三、光学1. 几何光学- 光的直线传播- 镜和透镜的成像规律- 光的反射和折射规律- 物体在不同光学器件中的成像2. 波动光学- 光的波动模型- 干涉、衍射和偏振现象- 光的干涉条纹和光栅衍射规律3. 光的光子性质- 光的波粒二象性- 光电效应的基本原理- 康普顿效应和光子能量四、电磁学1. 静电场- 电荷的守恒和电场的概念- 静电场的场强和势能- 高中物理中与静电场相关的题目分析2. 电流和电路- 电流密度和电流连续性方程- 电阻、电阻率和电路中的基本规律 - 牛顿第二定律在电路中的应用3. 磁场和电磁感应- 磁场的产生和性质- 安培环路定理和法拉第电磁感应定律 - 洛伦兹力和感生电动势4. 电磁波- 电磁波的基本概念- 电磁波的传播特点- 电磁波在生活中的应用和影响通过以上物理课堂讲义的学习，相信同学们可以更好地掌握高中物理知识，提高解题能力和实践操作能力。

高二物理竞赛资料——电磁感应（一）楞次定律的理解和应用【例1】如图所示，ab 是一个可以绕垂直于纸面的轴O 转动的闭合矩形导线框，当滑动变阻器的滑片P 自左向右滑动时，从纸外向纸里看，线框ab 将（ ）Ａ．保持静止不动 Ｂ．逆时针转动 Ｃ．顺时针转动Ｄ．发生转动，但电源极性不明，无法确定转动方向（二）电磁感应中的电路问题【例2】如图所示，在倾角为300的光滑斜面上固定一光滑金属导轨CDEFG ，OH ∥CD ∥FG ，∠DEF =600，L AB OE FG EF DE CD ======21.一根质量为m 的导体棒AB 在电机牵引下，以恒定速度v 0沿OH 方向从斜面底端开始运动，滑上导轨并到达斜面顶端，AB ⊥OH .金属导轨的CD 、FG 段电阻不计，DEF 段与AB 棒材料与横截面积均相同，单位长度的电阻为r ， O 是AB 棒的中点，整个斜面处在垂直斜面向上磁感应强度为B 的匀强磁场中.求：(1)导体棒在导轨上滑动时电路中电流的大小；(2)导体棒运动到DF 位置时AB 两端的电压.（三）电磁感应中的动力学问题【例3】如图所示，abcd 为质量M =2 kg 的导轨，放在光滑绝缘的水平面上，另有一根重量m =0.6 kg 的金属棒PQ 平行于bc 放在水平导轨上，PQ 棒左边靠着绝缘的竖直立柱ef （竖直立柱光滑，且固定不动），导轨处于匀强磁场中，磁场以cd 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B 大小都为0.8 T.导轨的bc 段长L =0.5 m ，其电阻r =0.4Ω，金属棒PQ 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μ=0.2.若在导轨上作用一个方向向左、大小为F =2 N 的水平拉力，设导轨足够长，重力加速度g 取 10 m/s 2，试求：(1)导轨运动的最大加速度；(2)导轨的最大速度；(3)定性画出回路中感应电流随时间变化的图线．（四）电磁感应中的能量问题【例4】如图所示，固定的水平光滑金属导轨，间距为L，左端接有阻值为R的电阻，处在方向竖直、磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m的导体棒与固定弹簧相连，放在导轨上，导轨与导体棒的电阻均可忽略.初始时刻，弹簧恰处于自然长度，导体棒具有水平向右的初速度v0.在沿导轨往复运动的过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触.(1)求初始时刻导体棒受到的安培力。

高二物理 第16单元：达标训练〔1、电磁感应现象〕(有解析) 大纲人教版根底·稳固1.关于磁通量、磁通密度、磁感应强度，以下说法正确的选项是〔 〕方，磁通量越大B.穿过某线圈的磁通量为零时，由S B Φ=可知磁通密度为零C.磁通密度越大，磁感应强度越大D.磁感应强度在数值上等于1 m 2的面积上穿过的最大磁通量 解析：B 答案中“磁通量为零〞的原因可能是磁感应强度〔磁通密度〕为零，也可能是线圈平面与磁感线平行.答案：CD 2.以下单位中 2 B.N/A·mC.kg/A·S 2D.kg/C·m [解析：物理量间的公式关系，不仅代表数值关系，同时也代表单位.答案：ABC3.关于感应电流，以下说法中正确的选项是〔 A.只要穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中就一定有感应电流，导线中就一定有感应电流C.假设闭合电路的一局部导体不做切割磁感线运动，闭合电路中一定没有感应电流D.当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中一定有感应电流答案：D[ 4.在一长直导线中通以如图16-1-11所示的恒定电流时，套在长直导线上的闭合线环〔环面与导线垂直，长直导线通过环的中心〕，当发生以下变化时，肯定能产生感应电流的是〔 〕图16-1-11A.保持电流不变，使导线环上下移动B.保持导线环不变，使长直导线中的电流增大或减小C.保持电流不变，使导线在竖直平面内顺时针〔或逆时针〕转动D.保持电流不变，环在与导线垂直的水平面内左右水平移动解析：画出自感电流周围的磁感线分布情况.答案：C5.在如图16-1-12所示的实验中，如果AB 的运动速度大小为v 1，两磁极的运动速度大小为v 2，那么〔 〕图16-1-12v1=v2，且方向相同或相反，可以产生感应电流v1＞v2，或v1＜v2，且方向相同或相反，可以产生感应电流v1与v2的大小是否相等，只要二者的方向垂直，绝不可能产生感应电流v1=0，而两磁极运动的速度v2与导体AB始终垂直，一定能产生感应电流解析：关键是看导体AB有没有切割磁感线，分析时可把两磁极的运动速度v2看作是磁感线的运动速度.答案：B6.如图16-1-13所示，环形金属软弹簧，套在条形磁铁的中心位置.假设将弹簧沿半径向外拉，使其面积增大，那么穿过弹簧所包围面积的磁通量将〔〕图16-1-13D.无法确定如何变化解析：弹簧所包围的面积内既有条形磁铁的内部向左的磁感线，又有条形磁铁外部向右的磁感线，因此，磁通量为向左与向右的磁感线条数之差.因为磁感线是闭合的，所以条形磁铁内部磁感线条数与外部总的磁感线条数相等，显然，环的面积越大，返回的磁感线条数越多，因此，磁通量减小.答案：B综合·应用7.象中所包含的相同的物理过程是〔〕C.物体的势能转化为其他形式的能量他形式的能量解析：都是宏观的机械运动对应的能量形式——机械能的减少，相应转化为其他形式能〔如内能、电能〕.能的转化过程也就是做功的过程.答案：AD8.()电磁感应现象揭示了电和磁之间的内在联系，根据这一发现，创造了许多电器设备，以下用电器中，哪个没有利用电磁感应原理〔〕解析：动圈式话筒里的音圈在永磁铁的磁场里振动产生感应电流；磁带录音机录音时声音引起振动产生感应电流，放音时磁带上变化的磁场使放音磁铁线圈中产生感应电流；日光灯是自感产生自感电动势；选项B中白炽灯没有利用电磁感应原理.答案：B9.16-1-14中，最能符合这样要求的一幅图是〔〕图16-1-14解析：线圈有电流通过时产生磁场，对其他线圈有无影响实质是是否引起电磁感应现象，即看穿过邻近线圈的磁通量有无变化.通过分析知D图中一个线圈产生的磁场很少穿过另一个线圈，因而是最符合要求的.答案：D10.如图16-1-15所示开始时矩形线框与匀强磁场的方向垂直，且一半在磁场内，一半在磁场外.要使线框中产生感应电流，以下方法中可行的是〔〕图16-1-15ab边为轴转动〔小于90°〕cdbc边为轴转动〔小于60°〕解析：线框中有无感应电流就要看穿过线框的磁通量是否变化.[答案：A BC11.如图16-1-16所示，闭合小金属环从高为h的光滑曲面上无初速滚下，又沿曲面的另一侧上升，假设图中磁场为匀强磁场，那么环上升的高度______h〔填“>〞“=〞或“<〞〕；假设为非匀强磁场，那么环上升的高度应______h.[图16-1-16[解析：假设磁场为匀强磁场，那么小金属环中无感应电流，所以小金属环的机械能守恒；假设磁场为非匀强磁场，那么小金属环中磁通量发生变化，产生感应电流，所以小金属环的机械能通过感应电流做功转化为内能.答案：=12.()在研究电磁感应现象的实验中，〔1〕为了能明显地观察到实验现象，请在如图16-1-17所示的实验器材中，选择必要的器材，在图中用实线连接成相应的实物电路图；〔2〕将原线圈插入副线圈中，闭合电键，副线圈中感生电流与原线圈中电流的绕行方向______〔填“相同〞或“相反〞〕；〔3〕将原线圈拔出时，副线圈中的感生电流与原线圈中电流的绕行方向_______〔填“相同〞或“相反〞〕.图16-1-17解析：〔1〕实物电路图如图；〔2〕因闭合电键时，穿过副线圈的磁通量增大，由楞次定律知，感应电流的磁场与原磁场方向相反，故电流绕行方向相反；〔3〕将原线圈拔出时，穿过副线圈的磁通量减少，由楞次定律知，感应电流的磁场与原磁场方向相同，故电流绕行方向相同.答案：〔1〕实物电路图见解析〔2〕相反〔3〕相同13.如图16-1-18所示，闭合的铁芯上有两组线圈，右侧的线圈两端连接一电阻R，左侧的线圈连着水平放置的两平行导轨M、N，导轨处于方向垂ab，当ab在外力F作用下由静止开始向左做加速运动的过程中，电阻R上是否有感应电流通过?如有，R上的焦耳热是怎样转化来的?图16-1-18[解析：ab棒由静止开始向左加速运动的过程中，ab与左侧线圈组成的回路中磁通量增加，左侧的回路中产生了感应电流，由于ab向左加速运动，所以这一感应电流不断增大，在铁芯中产生的磁通量也不断地增大，铁芯中不断增大的磁通量通过右侧闭合的线圈，导致右侧线圈中产生感应电流，因此电阻R上有感应电流通过，外力F拉动导体棒ab做功要消耗机械能，其中有一局部通过感应电流.。

高中物理全套培优讲义高中物理是许多学生头疼的科目，但是只要大家掌握正确的学习方法，就可以轻松提高物理成绩。

今天，我将为大家分享一份高中物理全套培优讲义，帮助大家更好地学习物理。

一、力学力学是高中物理的基础，也是考试中经常出现的考点。

在力学方面，我们需要掌握力的概念、牛顿运动定律、功和能等基本知识。

在解题时，我们需要画出物体受力分析图，找出各个力的来源和大小，并运用牛顿运动定律进行求解。

二、电学电学是高中物理的重要内容之一，也是生活中经常接触的领域。

在电学方面，我们需要掌握电荷、电场、电路等基本知识。

在解题时，我们需要画出电路图，运用欧姆定律、基尔霍夫定律等基本电学知识进行求解。

三、光学光学是高中物理中比较抽象的内容之一，也是考试中容易出难题的领域。

在光学方面，我们需要掌握光线、折射、反射等基本知识。

在解题时，我们需要画出光路图，运用光的折射、反射等规律进行求解。

四、热学热学是高中物理中比较基础的内容之一，也是生活中经常接触的领域。

在热学方面，我们需要掌握温度、热量、热力学等基本知识。

在解题时，我们需要运用热力学第一定律、热力学第二定律等基本知识进行求解。

五、原子物理原子物理是高中物理中比较新的内容之一，也是考试中容易出难题的领域。

在原子物理方面，我们需要掌握原子结构、核力、核反应等基本知识。

在解题时，我们需要运用波尔理论、量子力学等基本知识进行求解。

高中物理全套培优讲义是帮助学生提高物理成绩的重要工具。

通过这份讲义，学生可以系统地学习物理知识，掌握解题技巧，提高解题速度和准确率。

学生还可以通过这份讲义深入了解物理学科的本质和思想方法，提高自身的科学素养和思维能力。

高中物理全套培优讲义在高中物理的学习过程中，我们经常遇到一些难题和困惑。

为了更好地帮助学生理解和掌握物理知识，提高物理成绩，我们特地编写了高中物理全套培优讲义。

一、引言高中物理是高中阶段的重要学科之一，它涉及到力、热、光、电、磁等多个方面。

电磁感应综合应用一1. 图像类型(1)电磁感应中常涉及磁感应强度、磁通量、感应电动势和感应电流等随时间变化的图像，即图像、图像、图像和图像等．(2)对于切割磁感线产生感应电动势和感应电流的情况，有时还常涉及感应电动势和感应电流等随位移变化的图像，即图像和图像等．2．两类图像问题(1)由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图像．(2)由给定的有关图像分析电磁感应过程，求解相应的物理量．3．解题的基本方法(1)关键是分析磁通量的变化是否均匀，从而判断感应电动势(电流)或安培力的大小是否恒定，然后运用右手定则或左手定则判断它们的方向，分析出相关物理量之间的函数关系，确定其大小和方向及在坐标中的范围．(2)图像的初始条件，方向与正、负的对应，物理量的变化趋势，物理量的增、减或方向正、负的转折点都是判断图像的关键4．解题时要注意的事项(1)电磁感应中的图像定性或定量地表示所研究问题的函数关系．(2)在图像中、、等物理量的方向通过物理量的正负来反映．(3)画图像要注意纵、横坐标的单位长度的表述．横轴表示时间，纵轴表示磁感应强度．此图象斜率为磁感应强度变化率，一般可通过斜率判断电动势的大小及变化趋势．如图甲所示，一个匝数的圆形导体线圈，面积，电阻．在线圈中存在面积的垂直线圈平面向外的匀强磁场区域，磁感应强度随时间变化的关系如图乙所1一、图象问题1.图象答案解析标注【题型】 电磁感应及其应用 > 法拉第电磁感应定律 > 电磁感应定律基本问题 > 电磁感应定律计算示．有一个的电阻，将其两端、分别与图甲中的圆形线圈相连接，端接地，求：圆形线圈中产生的感应电动势．（1）、两点间电势差．（2）时间内电阻上产生的焦耳热．（3）（1）（2）（3）（1）由图乙结合数学知识可得，由法拉第电磁感应定律可得感应电动势．（2）由闭合电路欧姆定律可得电流强度，电势差，由电流方向知所以．（3）由焦耳定律可得．横轴表示时间，纵轴表示磁通量．注意此图象斜率为磁通量变化率，与感应电动势成正比．某单匝线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律是正弦曲线，如图所示，时刻的磁通量最大，则下列说法正确的是（ ）22.图象答案解析标注【题型】 电磁感应及其应用 > 法拉第电磁感应定律 > 电磁感应定律基本问题 > 电磁感应定律计算【知识点】 电磁感应及其应用 > 法拉第电磁感应定律 > 电磁感应定律【学科素养】 科学思维 > 科学推理A.线圈中时刻感应电动势最大B.线圈中时刻感应电动势为零C.线圈中时刻感应电动势最大D.线圈中至时刻内平均感应电动势为ABDA ．由题知时，斜率最大，而斜率代表，故此时感应电动势最大；BC ．在时刻，斜率，即此时感应电动势为零，故B 对，C 错；D ．根据法拉第电磁感应定律可得，故D 对．故选ABD ．答案A.时刻线圈中感应电动势最大B.时刻线圈中感应电动势最大C.时刻线圈平面与磁感线平行D.、两时刻线圈中感应电流方向相同一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，如图甲所示，通过线圈的磁通量随时间变化的规律如图乙所示，下列叙述正确的是（ ）3B解析标注【学科素养】 科学思维 > 科学推理【知识点】 电磁感应及其应用 > 交变电流 > 正弦式交变电流【题型】 电磁感应及其应用 > 交变电流 > 正弦式交变电流的描述 > 最大值A ．时刻线圈中磁通量最大，磁通量的变化率为零，故感应电动势最小，为零，故A 错误；B ．时刻线圈中磁通量最小，磁通量的变化率最大，感应电动势最大，故B 正确；C ．时刻线圈中磁通量最大，线圈与磁场垂直，故C 错误；D ．时刻线圈中磁通量最大，线圈与磁场垂直，位于中性面位置，电流方向改变；故、两时刻线圈中感应电流方向相反．故D 错误．故选B ．横轴表示时间，纵轴表示电动势．感生电动势，动生电动势，注意的大小与或是的关系．答案A.B.C.D.两条平行线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂直．边长为、总电阻为的正方形导线框位于纸面内，边与磁场边界平行，如图（a ）所示，已知导线框一直向右做匀速直线运动，边于时刻进入磁场．线框中感应电动势随时间变化的图线如图（b ）所示（感应电流的方向为顺时针时，感应电动势取正），下列说法正确的是（ ）磁感应强度的大小为导线框运动速度的大小为磁感应强度的方向垂直于纸面向外在至这段时间内，导线框所受的安培力大小为4BC3.图象解析标注【结构题型】 图像问题【题型】 电磁感应及其应用 > 法拉第电磁感应定律 > 电磁感应综合问题 > 线框模型方法一：由于匀速运动，所以 由于电流方向顺时针，所以磁场垂直于纸面向外．所以D 错．方法二：AB ．由图象可以看出， 没有感应电动势，所以从开始到进入用时，导线框匀速运动的速度为：，根据知磁感应强度为：，故A 错误，B 正确．C ．由图可知，线框进磁场时，感应电流的方向为顺时针，根据楞次定律得，磁感应强度的方向垂直纸面向外，故C 正确．D ．在内，导线框所受的安培力，故D 错误．故选BC ．A. B. C. D.如图所示，在、区域中存在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场，磁场方向均垂直于纸面．一导线框位于纸面内，框的邻边都互相垂直，边与磁场的边界重合．导线框与磁场区域的尺寸如图所示．从时刻开始，线框匀速穿过两个磁场区域，以为线框中的电动势的正方向，以下四个关系示意图中正确的是（）5答案解析标注【知识点】 电磁感应及其应用 > 法拉第电磁感应定律 > 动生电动势CD ．楞次定律或左手定则可判定线框刚开始进入磁场时电流方向，即感应电动势的方向为顺时针方向，故D 选项错误；A ．第内，磁通量不变化，感应电动势为(，两段产生的感应电动势等大反向)，A 选项错误；C ．第内，与产生感应电动势，感应电动势的方向为逆时针方向（正方向），故C 选项正确．故选C ．横轴表示时间，纵轴表示电流．在回路产生电磁感应现象时，回路总电阻一般保持不变，电流的大小与电动势成正比，可由电动势变化来判断电流变化．答案解析A. B. C. D.如图1所示，矩形线圈位于匀强磁场中，磁场方向垂直线圈所在平面，磁感应强度随时间变化的规律如图2所示．以图1中箭头所示方向为线圈中感应电流的正方向，以垂直于线圈所在平面向里为磁感应强度的正方向，则选项图中能正确表示线圈中感应电流随时间变化规律的是（ ）6C根据楞次定律判断电流方向，先逆时针后顺时针，根据图像斜率判断电流大小．4.，图象标注【知识点】 电磁感应及其应用 > 法拉第电磁感应定律 > 电磁感应定律【学科素养】 科学思维 > 科学推理故选C ．答案解析A. B. C. D.如图甲所示，矩形导线框固定在匀强磁场中，磁感线垂直于线框所在平面向里．规定垂直于线框所在平面向里为磁场的正方向；线框中沿着方向为感应电流的正方向．要在线框中产生如图乙所示的感应电流，则磁感应强度随时间变化的规律可能为（ ）7BA ．在-时间内，磁场垂直纸面向里，且均匀增大，根据楞次定律，知感应电流的方向为，与规定的正方向相反，感应电流为负值．故A 错误；B ．在-时间内，磁场垂直纸面向里，且均匀减小，根据楞次定律，知感应电流的方向为，与规定的正方向相同，根据法拉第电磁感应定律，产生的感应电动势为定值，则感应电流为定值，同理，在时间内，感应电流的方向为，与规定的正方向相反，感应电流为负值，且为定值．故B 正确；C ．在-时间内，磁场垂直纸面向里，且均匀减小，根据楞次定律，知感应电流的方向为，与规定的正方向相同，根据法拉第电磁感应定律，产生的感应电动势为定值，则感应电流为定值，在-时间内，磁场方向垂直纸面向外，且均匀增大，根据楞次定律，感应电流的方向仍然为，与规定的正方向相同．故C 错误；D ．磁感应强度不变，磁通量不变，则不产生感应电流．故D 错误．故选B ．标注【题型】 电磁感应及其应用 > 法拉第电磁感应定律 > 电磁感应定律基本问题 > 电磁感应定律的图像问题【知识点】 电磁感应及其应用 > 法拉第电磁感应定律 > 电磁感应定律【学科素养】 科学思维 > 科学推理答案解析标注【知识点】 电磁感应及其应用 > 法拉第电磁感应定律A. B. C. D.如图所示，有两个相邻的有界匀强磁场区域，磁感应强度的大小均为，磁场方向相反，且与纸面垂直，磁场区域在轴方向宽度均为，在轴方向足够宽．现有一高为的正三角形导线框从图示位置开始向右沿轴方向匀速穿过磁场区域．若以逆时针方向为电流的正方向，在图中，线框中感应电流与线框移动的位移的关系图象正确的是（ ）8C线框从开始进入到全部进入第一个磁场时，磁通量向里增大，则由楞次定律可知，电流方向为逆时针，故B 一定错误；因切割的有效长度均匀增大，故由可知，电动势也均匀增加；而在全部进入第一部分磁场时，磁通量达最大，该瞬间变化率为零，故电动势也会零，故A 错误；当线圈开始进入第二段磁场后，线圈中磁通量向里减小，则可知电流为顺时针，故D 错误，C 正确；故选C ．5.图象横轴表示时间，纵轴表示电势差．和电动势不同，电势差的大小需要结合电路中实际情况（内外电路区分）来求解．答案解析标注【题型】 电磁感应及其应用 > 法拉第电磁感应定律 > 电磁感应定律基本问题 > 电磁感应定律的图像问题【题型】 电磁感应及其应用 > 法拉第电磁感应定律 > 电磁感应综合问题 > 线框模型【知识点】 电磁感应及其应用 > 法拉第电磁感应定律 > 动生电动势A. B. C. D.如图甲所示，垂直纸面向里的匀强磁场的区域宽度为，磁感应强度的大小为B ．一边长为、电阻为的 正方形均匀导线框从图示位置开始沿轴正以速度匀速穿过磁场区域，在乙图中给出的线框、两端的电压与线框移动距离的关系的图象正确的是（ ）9D由楞次定律判断可知，在线框穿过磁场的过程中，点的电势始终高于的电势，则始终为正值．、两边切割磁感线时产生的感应电动势为．在内，切割磁感线，两端的电压是路端电压，则；在内，线框完全在磁场中运动，穿过线框的磁通量没有变化，不产生感应电流，则；在内，、两端的电压等于路端电压的则，故D 正确．故选D ．6.图象横轴表示时间，纵轴表示速度．一般结合导体棒切割磁感线的问题来考察，要注意，由于电动势，电流，安培力，因此导体棒的速度可以影响受力情况，反过来又可以影响速度．答案解析标注【知识点】 电磁感应及其应用 > 法拉第电磁感应定律 > 动生电动势A. B. C. D.如图所示，竖直平面内一具有理想边界的匀强磁场垂直纸面向里，在距离边界处一正方形线框以初速度向上运动，假设在整个过程中始终与平行，则下列图象能反映线框从开始至到达最高点的过程中速度变化规律的是（ ）10CA 、B 、线框未进入磁场时，只受重力，做加速度为的匀减速直线运动，A 、B 错；C 、D 、进入磁场后，处重力外，还受由向下的安培力，加速度大小为：，线框做减速运动，速度减小，故加速度减小，D 错，C 对．横轴表示时间，纵轴表示安培力．安培力大小与电流强度有关，先判断电流的变化，在判断安培力的变化．117.图象答案解析标注【题型】 电磁感应及其应用 > 法拉第电磁感应定律 > 感生电动势的计算和本质 > 感生电动势计算A. B. C. D.将一段导线绕成图甲所示的闭合电路，并固定在水平面（纸面）内，回路的边置于垂直纸面向里的匀强磁场中．回路的圆形区域内有垂直纸面的磁场，以向里为磁场的正方向，其磁感应强度随时间变化的图像如图乙所示．用表示边受到的安培力，以水平向右为的正方向，能正确反映随时间变化的图像是（ ）B分析一个周期内的情况：在前半个周期内，磁感应强度均匀变化，磁感应强度的变化率一定，由法拉第电磁感应定律得知，圆形线圈中产生恒定的感应电动势恒定不变，则感应电流恒定不变，边在磁场中所受的安培力也恒定不变，由楞次定律可知，圆形线圈中产生的感应电流方向为顺时针方向，通过的电流方向从，由左手定则判断得知，所受的安培力方向水平向左，为负值；同理可知，在后半个周期内，安培力大小恒定不变，方向水平向右．故选B ．1.对电源的理解：在电磁感应现象中，产生感应电动势的那部分导体相当于电源．如：切割磁感线的导体棒、内有磁通量变化的线圈等．二、电路问题1.知识点2．对电路的理解：内电路是切割磁感线的导体或磁通量发生变化的线圈；除电源外其余部分是外电路，外电路由电阻、电容器等电学元件组成．在外电路中，电流从高电势处流向低电势处；在内电路中，电流则从低电势处流向高电势处．3．电磁感应中电路知识的关系图4．分析电磁感应电路问题的基本思路5．电磁感应电路的几个等效问题6．图像与电路综合题型的解决思路答案解析如图所示，光滑导轨、在同一水平面内平行固定放置，其间距，右端通过导线与阻值的小灯泡相连，矩形区域内有竖直向下磁感应强度的匀强磁场，一质量、阻值为的金属棒在的恒力作用下水平向右运动一段距离后，以某一速度进入磁场恰好做匀速直线运动．（不考虑导轨及导线电阻，金属棒始终与导轨垂直并保持良好接触．）求：（1）金属棒进入磁场时的速度（2）小灯泡发光时的电功率．12（1）．（2）．（1）金属棒进入磁场做匀速直线运动，由于平衡：，所以：．（2）感应电动势：，感应电流：，小灯泡发光时的电功率：．答：（1）金属棒进入磁场时的速度为．（2）小灯泡发光时的电功率为．安总总标注【知识点】 电磁感应及其应用 > 法拉第电磁感应定律 > 动生电动势【题型】 电磁感应及其应用 > 法拉第电磁感应定律 > 电磁感应综合问题 > 单棒轨道模型答案解析如图所示，两平行金属导轨电阻不计，相距，导轨平面与水平面的夹角，导轨的下端连接一个电阻．匀强磁场的方向垂直于导轨平面向上，磁感应强度为．质量为、电阻不计的金属棒垂直放在两导轨上且保持良好接触，金属棒和导轨间的动摩擦因数为．金属棒沿导轨由静止开始下滑，当金属棒下滑的速度达到稳定时，其速度的大小为．取，已知，，求：13金属棒沿导轨开始下滑时的加速度大小．（1）当金属棒下滑的速度达到稳定时电阻消耗的功率．（2）电阻的阻值．（3）（1）（2）（3）（1）设金属棒开始下滑时的加速度为，根据牛顿第二定律，有，解得．（2）当金属棒下滑的速度达到稳定时，设金属棒所受到的安培力为，金属棒沿导轨方向受力平衡，根据平衡条件，有，解得，此时金属棒克服安培力做功的功率等于电路中电阻消耗的电功率，故．（3）设电路中的感应电流为，感应电动势为，由法拉第电磁感应定律，有，电阻两端的电压，由得．标注【题型】 电磁感应及其应用 > 法拉第电磁感应定律 > 电磁感应综合问题 > 单棒轨道模型答案解析标注【知识点】 电磁感应及其应用 > 法拉第电磁感应定律 > 动生电动势A.中电流先增大后减小B.两端电压先增大后减小C.上拉力的功率先减小后增大D.线框消耗的电功率先增大后减小如图，由某种粗细均匀的总电阻为的金属条制成的矩形线框，固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场中．一接入电路电阻为的导体棒，在水平拉力作用下沿、以速度匀速滑动，滑动过程始终与垂直，且与线框接触良好，不计摩擦．在从靠近处向滑动的全过程中（ ）14BC 设左边的线框电阻大小为，右边的线框电阻大小则为，可知路端电阻大小为，从零开始增大，因此路端电路电阻大小先变大后变小，且电动势不变，故电流先变小后变大，A 错误，B 正确；拉力提供的功率全部转化为电路内消耗的电能，电路总电阻先变大后变小，根据，可知功率先变小后变大，C 正确；设线框上等效电阻为，线框上消耗功率大小为，，的变化区间为，线框上消耗的功率先增大后减小后增大后减小，D 错误．故选BC ．如图甲所示，一对光滑的平行导轨（电阻不计）固定在同一水平面上，导轨足够长且间距，导轨左端接有阻值为的电阻．一质量为、长度也为的金属棒垂直放置在导轨上并始终与导轨接触良好，金属棒的电阻，整个装置置于方向竖直向上的磁场中，金属棒在水平向右的外力的作用下由静止开始运动，拉力与金属棒的速率的倒数关15答案解析标注【题型】 电磁感应及其应用 > 法拉第电磁感应定律 > 电磁感应综合问题 > 单棒轨道模型A.B.C.D.系如图乙所示，则（ ）拉力的功率逐渐增大时拉力的功率为磁场的磁感应强度大小为若经过时间金属棒达到最大速度，则在这段时间内电阻产生的热量为BC本题难度较大，尤其是对于的理解，这类图像在机车启动中也比较常见，请同学们注意总结该类问题的解题思路．关于本题的几点说明：1）由如图可知，的功率恒定，大小由斜率可求解；2）同理由该图像可知的最小值为，则金属棒最大速度为；3）金属棒速度最大时，的大小为，则，可求得．由以上分析判断ABC 的正误．关于系统的发热量，可由能量守恒：，解得系统的发热量为，但是该热包括和两者，根据串联分压关系知，其中的发热量只有．故选BC ．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，圆环平面位于纸面内，如图所示，现令磁感应强度随时间变化，先按图中所示的图线变化，后来又按图线和变化．用、、分别表示这三段变化过程中感应电动势的大小，、、分别表示对应的感应电流，则（ ）162.课有余时答案解析标注【知识点】 电磁感应及其应用 > 法拉第电磁感应定律 > 电磁感应定律【学科素养】 科学思维 > 科学推理【题型】 电磁感应及其应用 > 法拉第电磁感应定律 > 电磁感应定律基本问题 > 电磁感应定律计算A.B.C.D.，沿逆时针方向，沿顺时针方向，沿逆时针方向，沿顺时针方向，沿顺时针方向，沿逆时针方向，沿顺时针方向，沿顺时针方向AD由法拉第电磁感应定律：，则从图像的斜率可知，答案排除B ．在，原磁场向里但逐渐增大，则感应磁场向外，根据右手螺旋定则可知，感应电流为逆时针，同理可得、均为顺时针．故选AD ．A.B.一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动．线圈中的感生电动势随时间的变化如图所示．下面说法中正确的是（ ）时刻通过线圈的磁通量为零时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大17答案解析标注【题型】 电磁感应及其应用 > 交变电流 > 正弦式交变电流的描述 > 正弦交流电图像解析式C.D.时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大每当变换方向时，通过线圈的磁通量绝对值都为最大BDA ．时刻感应电动势为零，线圈通过中性面时，磁通量最大，故A 错误；B ．由图时刻，感应电动势为最大值，通过线圈的磁通量为零，线圈平面与磁场平行，磁通量变化率的绝对值最大，故B 正确；C ．时刻感应电动势为零，通过线圈的磁通量变化率为零，故C 错误；D ．每次经过中性面时，变换方向，故磁通量绝对值都为最大，故D 正确．故选BD ．答案解析如图所示，两根半径为的光滑圆弧轨道间距为，电阻不计，在其上端连有一阻值为的电阻，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为．现有一根长度稍大于、质量为、电阻为的金属棒从轨道的顶端处开始下滑，到达轨道底端时对轨道的压力为，求：18棒到达最低点时电阻两端的电压．（1）棒下滑过程中产生的热量．（2）棒下滑过程中通过的电量．（3）（1）（2）（3）（1）到达最低点时，设棒的速度为，标注【知识点】 电磁感应及其应用 > 法拉第电磁感应定律 > 动生电动势由牛顿第二定律得：，由题意，，得，金属棒产生的感应电动势，故．（2）由能量转化和守恒得：，金属棒与电阻串联，根据焦耳定律得产生的热量为．（3）棒下滑过程中通过的电量为．如图所示，、为间距足够长的光滑平行导轨，，导轨的电阻均不计．导轨平面与水平面间的夹角，间连接有一个的电阻．有一匀强磁场垂直于导轨平面且方向向上，磁感应强度为．将一根质量为的金属棒紧靠放置在导轨上，且与导轨接触良好．现由静止释放金属棒，当金属棒滑行至处时达到稳定速度，已知在此过程中通过金属棒截面的电量．设金属棒沿导轨向下运动过程中始终与平行．取．求：19金属棒上的电阻．（1）离的距离．（2）金属棒滑行至处的过程中，电阻上产生的热量．（3）若将金属棒滑行至处的时刻记作，从此时刻起让磁感应强度逐渐减小，为使金属棒中不产生感应电流，则磁感应强度应怎样随时间变化．（4）答案解析标注【知识点】 电磁感应及其应用 > 法拉第电磁感应定律 > 动生电动势【题型】 电磁感应及其应用 > 法拉第电磁感应定律 > 电磁感应综合问题 > 单棒轨道模型（1）（2）（3）（4）（1）感应电动势：，感应电流：，安培力：，当时当金属棒达到稳定速度，金属棒做匀速直线运动，由平衡条件得：代入数据解得：．（2）由法律的电磁感应定律得：，感应电流为：，电荷量为：，代入数据解得：．（3）金属棒滑行至处的过程中，由能量守恒定律得：，代入数据解得：．总（4）当金属棒中不产生感应电流时，此时金属棒将沿导轨做匀加速运动．由牛顿第二定律得：，由于金属棒中不产生感应电流，即：回路中的总磁通量不变，则：，解得：．。