63電磁感應(yīng)規(guī)律及其應(yīng)用正式版

1、專題六電路與電磁感應(yīng)第3講電磁感應(yīng)規(guī)律及其應(yīng)用【核心要點(diǎn)突破】知識鏈接一、安培定則、左手定則、右手定則、楞次定律的應(yīng)用情況f*用的A：。一或F安皓電啪斗與qi.:i動電荷.用為宓：打部分亍你怕UT割逐盛t-Jrk瑋盤T?手弟虬g用臺回道瞞通透奄化楞次定H*、法拉第電磁感應(yīng)定律-令公式：N屋，N為線圈匝數(shù)2、導(dǎo)體切割磁感線的情形(1)一般情況：運(yùn)動速度v與磁感應(yīng)線方向夾角為”時則當(dāng)LIB.Lviftjv與B成。時,KBLvsin0E=BLv(垂直平動切割)L是導(dǎo)線的有效切割長度(v為磁場與導(dǎo)體的相對切割速度)(B不動而導(dǎo)體動；導(dǎo)體不動而B運(yùn)動)E-Blv-Bl萬-2昭(直導(dǎo)體繞一端轉(zhuǎn)動切割)深化

2、整合一、感應(yīng)電流方向的判斷、楞次定律的理解楞次定律判定感應(yīng)電流方向的一般步驟，基本思路可歸結(jié)為：“一原、二感、三電流”，(1) 明確閉合回路中引起感應(yīng)電流的原磁場方向如何；(2) 確定原磁場穿過閉合回路中的磁通量如何變化(是增還是減)(3) 根據(jù)楞次定律確定感應(yīng)電流磁場的方向.(4) 再利用安培定則，根據(jù)感應(yīng)電流磁場的方向來確定感應(yīng)電流方向.1. 楞次定律中“阻礙”兩字的含義：(1) 誰阻礙誰？是感應(yīng)電流的磁通量阻礙原磁通量；(2) 阻礙什么？阻礙的是磁通量的變化而不是磁通量本身；如何阻礙？當(dāng)磁通量增加時，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相反，當(dāng)磁通量減小時，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相同，

3、即”增反減同”；(3) 結(jié)果如何？阻礙不是阻止，只是延緩了磁通量變化的快慢，結(jié)果是增加的還是增加，減少的還是減少.【典例訓(xùn)練1】(2010全國口理綜T18)如圖，空間某區(qū)域中有一勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向水平，且垂直于紙面向里，磁場上邊界b和下邊界d水平。在豎直面內(nèi)有一矩形金屬線圈，線圈上下邊的距離很短，下邊水平。線圈從水平面a開始下落。已知磁場上下邊界之間的距離大于水平面a、b之間的距離。若線圈下邊剛通過水平面b、c(位于磁場中)和d時，線圈所受到的磁場力的大小分別為E、Fc和Fd,則二._一x:xxxXxr+XxXxxl；IXXXKX：fIA.FdFcFbB.FcFdE2,a端為正B.E1E

4、2,b端為正C.E1E2,a端為正D.E1E2,b端為正【命題立意】本題以水平金屬棒在兩通電螺線管間的水平圓形勻強(qiáng)磁場中自由下落，垂直切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，考查考生的空間想象能力和把立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖思維方法。【思路點(diǎn)撥】解答本題可按以下思路分析：【規(guī)范解答】選D,將立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖如右圖所示,由幾何關(guān)系計算有效切割長度LL1=2、.R2-h12=2.R2(0.2R)2=2R.0.96L2=2.R2-h22=2.R2-(0.8R)2=2R.0.36由機(jī)械能守恒定律計算切割速度mgh=】mv2v,即：2尚，則:V1=；2g0.2R=U0.4gRv2=2g0.8R=：；1.6gR根據(jù)E=BL

5、v,Ei=b，2N底16q5頑E2=BK2Rj應(yīng)七16gR可見E1)rff以/irngT.1A.Kr所以B-0.81分）小Pat,(BL)c.J)/tXMtr人.tiEiK1r13分)代Ait鳩部m7rti了C1分）(1分)(.QQIQ/r=13ri,古=五叫-AilkvvtiI1i圖為W,Q：/缺（-J|殆以W-04DJ15與彖ir：.a.!T10V，所以B正確A錯（2010.上海物理卷T13）.如圖，長為21的直導(dǎo)線拆成邊長相等，夾角為60的V形，并置于與其所在平面相垂直的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,當(dāng)在該導(dǎo)線中通以電流強(qiáng)度為I的電流時，該V形通電導(dǎo)線受到的安培力大小為(A)0B)0.5B

6、I1(C)BII(D)2B|I【命題立意】本題考查安培力大小的計算。【思路點(diǎn)撥】可以分別求出兩股導(dǎo)線受到的安培力，然后再將這兩個力合成，也可以先計算導(dǎo)線有效長度，然后用安培力公式求解【規(guī)范解答】選C,導(dǎo)線有效長度為2lsin30=l,根據(jù)安培力公式，該V形通電導(dǎo)線收到的安培力大小為B|1。（2010.上海物理卷T19）如右圖，一有界區(qū)域內(nèi)，存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B,方向分別垂直于光滑水平桌面向下和向上的勻強(qiáng)磁場，磁場寬度均為L,邊長為L的正方形框abcd的bc邊緊靠磁場邊緣置于桌面上，使線框從靜止開始沿x軸正方向勻加速通過磁場區(qū)域，若以逆時針方向為電流的正方向，能反映線框中感應(yīng)電流變化規(guī)律的

7、是圖【命題立意】本題主要考查感應(yīng)電流的判斷?！舅悸伏c(diǎn)撥】感應(yīng)電動勢的大小E=BLv,當(dāng)線圈有兩個邊切割磁感線時，要注意感應(yīng)電動勢的的方向是相同還是相反?！疽?guī)范解答】選A,在0-tl，電流均勻增大，排除CD.t2在&2,兩邊感應(yīng)電流方向相同,大小相加，故電流大。在t2匕，因右邊離開磁場，只有一邊產(chǎn)生感應(yīng)電流，故電流小用相同導(dǎo)線繞制的邊長為L和2L的四個閉合導(dǎo)體線框，以相同的速度勻速進(jìn)入右側(cè)勻強(qiáng)磁場，如圖所示，在每個線框進(jìn)入磁場的過程中，M、N兩點(diǎn)間的電壓分別為Ua、Ub、Uc和Ud.下列判斷正確的是（VA.UaUbUcUdC.Ua=Ub=Uc=UdD. B.UdUbUaUcUaUbUdUc1/【

8、解抵】選I）,ajnt入時,感應(yīng)電動勢為HLecd追入時感應(yīng)電動勢為M、N商點(diǎn)間的電壓均為各自電路的路端也壓心4HLv.BL-a-L；BL-2-a1h1=BL2嚀BLi；故選dJ如圖所示，兩個垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場方向相反，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均為B,磁場區(qū)域的寬度均為a,一正三角形（高度為a）導(dǎo)線框ABC從圖示位置沿圖示方向勻速穿過兩磁場區(qū)域,以逆時針方向為電流的正方向，則下列關(guān)于感應(yīng)電流I與導(dǎo)線框移動距離x的關(guān)系圖象正確的是（）CD【解析】選C.根據(jù)楞次定律可判斷出當(dāng)導(dǎo)線框剛進(jìn)入第一個磁場區(qū)域的過程中感應(yīng)電流的方向為逆時針，故選項B、D錯誤；當(dāng)導(dǎo)線框逐漸進(jìn)入第二個磁場區(qū)域的過程中感應(yīng)電流方向為順

9、時針，且逐漸增大，選項A錯誤、C正確.1. 如圖所示，在空間中存在兩個相鄰的、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相反的有界勻強(qiáng)磁場，其寬度均為L,現(xiàn)將寬度也為L的矩形閉合線圈，從圖示位置垂直于磁場方向勻速拉過磁場區(qū)域,則在該過程中，能正確反映線圈中所產(chǎn)生的感應(yīng)電流或其所受的安培力隨時間變化的圖象是()ABCD【解析】選D.線框穿越磁場區(qū)可分為三個過程：過程1:線框右邊切割磁感線；過程2:線框左右兩邊均切割磁感線；過程3:線框左邊切割磁感線.由右手定則判斷出三個過程中感應(yīng)電流方向分別為逆時針、順時針、逆時針，大小分別為BLu2iLvBLt；RRR,僅從大小即可判斷A、B均錯誤.由左手定則判斷出三個過程中線

10、框受力方向始終向左.三個過程中安培力的大小分別為,故D正確，C錯誤.7.（2010福建理綜T21）如圖所示，兩條平行的光滑金屬導(dǎo)軌固定在傾角為9的絕緣斜面上，導(dǎo)軌上端連接一個定值電阻。導(dǎo)體棒a和b放在導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直并良好接觸。斜面上水平虛線PQ以下區(qū)域內(nèi)，存在著垂直穿過斜面向上的勻強(qiáng)磁場?，F(xiàn)對a棒施以平行導(dǎo)軌斜向上的拉力，使它沿導(dǎo)軌勻速向上運(yùn)動，此時放在導(dǎo)軌下端的b棒恰好靜止。當(dāng)a棒運(yùn)動到磁場的上邊界PQ處時，撤去拉力，a棒將繼續(xù)沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動一小段距離后再向下滑動，此時b棒已滑離導(dǎo)軌。當(dāng)a棒再次滑回到磁場邊界PQ處時，又恰能沿導(dǎo)軌勻速向下運(yùn)動。已知a棒、b棒和定值電阻的阻值均為R,b棒的

11、質(zhì)量為m,重力加速度為g,導(dǎo)軌電阻不計。求a棒在磁場中沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動的過程中，a棒中的電流強(qiáng)度I,與定值電阻R中的電流強(qiáng)度IR之比；a棒質(zhì)量ma;a棒在磁場中沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動時所受的拉力F?！久}立意】本題以兩條平行的光滑金屬導(dǎo)軌中導(dǎo)體棒a的運(yùn)動為背景，主要考查學(xué)生對電磁感應(yīng)的受力分析、電路問題、力和運(yùn)動的觀點(diǎn)分析問題的能力?！舅悸伏c(diǎn)撥】以導(dǎo)軌下端的b棒恰好靜止進(jìn)行受力分析得Ib,進(jìn)而根據(jù)等效電路分析流和a棒受力情況，根據(jù)力和運(yùn)動的關(guān)系求解問題【規(guī)范解答】（1）由于a棒、b棒和定值電阻的阻值均為R,由等效電路a棒、b棒和定值電阻的阻值均為a棒的電可得I=Ib+Iro且Ib=IR因此有Ir（2）由

12、于場的速度與下滑時勻速速度大小相等,a棒上滑時a棒繼續(xù)沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動一小段距離后再向下滑動過程中機(jī)械能守恒,有E=BLVa棒離開磁由受力分析得Iaa棒下滑時E32R2皈BIbL=mgsin笛E2R(DB=magsin.I2【答案】（1）Ir1【類題拓展】巧解電磁感應(yīng)中力、3mma=一a2（2）電、能等綜合問題了mgsin口(3)23mma聯(lián)立解得2（3）由受力分析，并代入數(shù)據(jù)聯(lián)立求解可得a棒上滑時F=BILmagsinr-7mgsin2電磁感應(yīng)類的問題是綜合性較強(qiáng)的問題，有些省份的高考題經(jīng)常作為壓軸題出現(xiàn)，學(xué)生普遍感到較難，實(shí)際上學(xué)生若能夠按照正確的分析問題的習(xí)慣，還是能輕松解決此類問題：認(rèn)真

13、審題，弄清題目給出的情景和運(yùn)動過程的關(guān)鍵狀態(tài)。明確等效電源，畫出等效電路，進(jìn)行電路的分析并列式。確定研究對象進(jìn)行受力分析，畫出受力示意圖。寫出安培力的表達(dá)式，抓住關(guān)鍵狀態(tài)列出牛頓運(yùn)動定律的表達(dá)式。確定研究過程，明確安培力做功與電路中電能的轉(zhuǎn)化關(guān)系，列出動能定理的表達(dá)式。聯(lián)立方程進(jìn)行求解。8.（2010江蘇物理卷T13）（15分）如圖所示，兩足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置，相距為L,一理想電流表與兩導(dǎo)軌相連，勻強(qiáng)磁場與導(dǎo)軌平面垂直。一質(zhì)量為m、有效電阻為R的導(dǎo)體棒在距磁場上邊界h處靜止釋放。導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場后，流經(jīng)電流表的電流逐漸減小，最終穩(wěn)定為I。整個運(yùn)動過程中，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好，且始終保持水

14、平，不計導(dǎo)軌的電阻。求：（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B;（2）電流穩(wěn)定后，導(dǎo)體棒運(yùn)動速度的大小v;（3）流經(jīng)電流表電流的最大值Im【命題立意】本題以一導(dǎo)體棒在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動，來考查電磁感應(yīng)的規(guī)律和電磁感應(yīng)與力學(xué)的綜合，題目設(shè)置難度相對較容易些?！舅悸伏c(diǎn)撥】（1）通過對導(dǎo)體棒在勻強(qiáng)磁場中受力分析，利用平衡條件mg=BIL可求解；（2）由導(dǎo)體棒在勻強(qiáng)磁場處于平衡狀態(tài)、閉合電路歐姆定律及切割公式E=BLv聯(lián)立求解；（2）通過受力分析可知，導(dǎo)體棒在進(jìn)入磁場瞬間時，速度最大，可由機(jī)械能守恒和E=BLv聯(lián)立求解。【規(guī)范解答】（1）電流穩(wěn)定后，導(dǎo)體棒做勻速運(yùn)動，則有：BIL=mgmgB=解得：IL（2）感應(yīng)電動勢E=BLvI=E感應(yīng)電流R12Rv=由式解得mg(3)由題意知，導(dǎo)體棒剛進(jìn)入磁場時的速度最大，設(shè)為臨根據(jù)機(jī)械能守恒21mv；=mgh感應(yīng)電動勢的最大值Em=BLVmIm感